探析機電一體化技術(shù)若干問題

1、探析機電一體化技術(shù)若干問題文章來源 畢業(yè)論文網(wǎng) 摘要：21世紀，機電一體化技術(shù)將扮演機城工業(yè)的主角。機電一體化技術(shù)是滲透到所有機械產(chǎn)品之中的普遇技術(shù)，幾乎沒有行業(yè)的限制。為此，本文詳細研究了機電一體化系統(tǒng)的塞本給構(gòu)。功能原理解接口特征匹心的實現(xiàn)方法、機電一體化技術(shù)的發(fā)展。因此本丈其有深刻的理論t義和廣泛的實際應(yīng)用。關(guān)鍵詞：機電一體化 機電一體化系統(tǒng) 機電一體化技術(shù) 機電一體化技術(shù)始于電子技術(shù)的發(fā)展以及電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合，尤其是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展，并引起了人們廣泛的注意。數(shù)控機床的問世寫下了機電一體化技術(shù)的新篇章。微電子技術(shù)為機電一體化技術(shù)帶來了勃勃生機?？删?/p>

2、程序控制器、“電力電子”的發(fā)展為機電一體化技術(shù)提供了堅實基礎(chǔ)；激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展使機電一體化技術(shù)躍上新臺階。機電一體化產(chǎn)品可分為系統(tǒng)（整機）和基礎(chǔ)元（部）件兩大類：典型的機電一體化系統(tǒng)有數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad/cam系統(tǒng)等。典型的機電一體化元（部）件有電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些 機 電 一體化產(chǎn)品將給機械產(chǎn)業(yè)和農(nóng)機產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)帶來巨大的飛躍，而企業(yè)的技術(shù)開發(fā)能力也將隨之增強。1機電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)機械本一體。系統(tǒng)所有功能

3、元素的機械支持結(jié)構(gòu)，包括機身、框架、機械聯(lián)接等。機械本體要在結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型輕量等要求。（2 ）動 力 部分。按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力，用盡可能小的動力輸人獲得盡可能大的功能輸出。（3） 測 試傳 感部分。對系統(tǒng)運行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。（4） 執(zhí) 行機 構(gòu)。根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動作。執(zhí)行機構(gòu)是運動部件，一般采用機械、電磁、電液等機構(gòu)。（5） 驅(qū) 動部 分。在控制信息作用下提供動力，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和

4、功能。一方面要求驅(qū)動的高效率和快速響應(yīng)特征，同時要求對水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性，另一方面，由于幾何尺寸的限制，動作范圍狹窄，還需考慮維修及標誰化。（6） 控 制及 信息處理單元。將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)指令，控制整個系統(tǒng)有目的地運行。2功能原理解接口特征匹配的實現(xiàn)方法機電 單 元 功能求解過程是從功能至效應(yīng)，最終至原理解的具體化和結(jié)構(gòu)化過程。在系統(tǒng)級功能原理求解過程中，所謂單元功能解的接口特征實際上包含有功能接口特征、效應(yīng)接口特征和原理接口特征。這三者之間不是并列的關(guān)系，后者是前者的具體

5、化和結(jié)構(gòu)化，是前者的物化和實現(xiàn)，因而在內(nèi)涵上存在著嵌套的關(guān)系。原理解接口特征在內(nèi)涵上的分層嵌套性質(zhì)體現(xiàn)了接口信息從粗略到詳細的層層相扣的特點，提供了按功能接口、效應(yīng)接口和原理解接口分層先后進行適配性檢驗的可能。功能 接 口 特征和效應(yīng)接口特征所包含的信息最相對較少，不必再對其劃分層次。但作用原理接口特征包含的信息量很大，有必要再對其細分層次。作用原理接口特征包括輸入/輸出物料接口、輸人/輸出能量接口、輸入/輸出信息接口、作用環(huán)境接口7個分特征，它們大致可以被劃分為作用對象層次和關(guān)聯(lián)對象層次。作用對象是指直接參與功能實現(xiàn)，構(gòu)成功能的輸入和輸出的對象。作用對象還可以細分為主要作用對象和非主要作用對

6、象2個層次，豐要作用對象就是通過運動執(zhí)行功能實現(xiàn)轉(zhuǎn)換的對象。關(guān)聯(lián)對象是指不直接參與功能實現(xiàn)，而是通過作用對象間接與原理解發(fā)生關(guān)系的對象，這里主要指作用環(huán)境。基于 以 上 對作用原理接口特征的層次劃分，作用原理接口特征層面上的逐層次匹配策略為：先進行主要作用對象接口特征匹配，再進行非主要作用對象接口特征匹配，最后進行關(guān)聯(lián)對象接口特征匹配。由于關(guān)聯(lián)對象接口特征所包含的接口信息比較簡單，故只討論作用對象接口特征匹配的有關(guān)問題。作用對象接口特征包括能最接口特征、物料接口特征、信息。接口特征3類。能量 接 口 特征可以被劃分為3個層次：效應(yīng)層。描述與效應(yīng)直接相關(guān)的接口特征；作用原理層。對效應(yīng)層物理量或者

7、對象加以更加詳細描述的其他接口特征。物理實現(xiàn)層。描述該原理解的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等物理層面的具體接口特征。同樣，物料接日特征、信息接口特征也可以劃分為效應(yīng)層、作用原理層、物理實現(xiàn)層3個層次。基 于以 上 對作用對象接口特征的層次劃分，作用對象接口特征匹配策略為：效應(yīng)層接口特征匹配。作用原理層接口特征匹配物理實現(xiàn)層接口特征匹配。證機電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。因此，有人提出了要進行機電一體化系統(tǒng)設(shè)計理論的研究，也有人提出了機電一體化系統(tǒng)集成和融合的理論。我們認為無論是系統(tǒng)設(shè)計理論還是系統(tǒng)集成和融合理論的研究都是必要的，但是，由于機電一體化系統(tǒng)的復(fù)雜性，這兩種理論都很難對機電一體化系統(tǒng)進行具體的研究，只能

8、停留在理論的層面上。而機電接口技術(shù)正為它們提供了一種有效的方法來進行系統(tǒng)研究，并將系統(tǒng)設(shè)計、集成和融合理論應(yīng)用到實際的設(shè)計當(dāng)中?，F(xiàn)在，機電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結(jié)合要更加緊密，信息傳遞和反饋更加迅速準確。模塊化必然要對接口提出更高的要求，接口在保持一致性的情況下還要能保證系統(tǒng)信息和能量的傳遞、技術(shù)融合。網(wǎng)絡(luò)化要求系統(tǒng)的接口具有網(wǎng)絡(luò)功能，包括現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)功能。從機電一體化發(fā)展方向?qū)C電接口技術(shù)的要求來看，機電接口技術(shù)的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然，同時，機電接口技術(shù)的研究與發(fā)展也必然對機電一體化技術(shù)的發(fā)展起促進作用。隨 著科 學(xué) 技術(shù)不斷

9、深入地發(fā)展，集機械、電子、信息、材料和管理技術(shù)干一體的機電一體化技術(shù)水平也將得到不斷地提高。因此，企業(yè)要充分利用機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低且具有柔性的特點，根據(jù)市場需求，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程進行調(diào)整和改造，提高自身的技術(shù)開發(fā)能力，使其產(chǎn)品在國際市場具有競爭力。參考文獻【1】 潘柏全。機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢淺析 . 裝備制造技術(shù)，2006（0）3?！?】 王斌。論機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢略述 .產(chǎn) 業(yè) 與科技論壇，2006（09）?！?】 歐望。機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .廣 西 電業(yè)，2005（10）?！?】 吳濤，程耀瑜?；蓡纹瑱C控制的快速位置伺服系 統(tǒng) 的 設(shè)訊jj.測控技術(shù)，2（k嘆1）2.【5】 吳立。對機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢的探討.科 協(xié) 論壇（下