首页 -> 2008年第8期
机电一体化发展特点简述
作者:杨 帆
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展特点如下:
1.智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向,是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学等相关学科,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。高性能、高速的微处理器赋予机电一体化产品低级智能或人的部分智能,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
2.模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元。对此,可利用标准单元迅速开发出新产品,扩大生产规模。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的成果可以肯定,无论是生产标准机电一体化单元的企业还是生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.网络化。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治军事、人文教育等带来了巨大的变革。网络将全球经济连成一体,使企业竞争全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。
网络中各种远程控制和监视技术方兴未艾,远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术在家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS),使人们在家就能分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品朝着网络化方向发展将成为历史的趋势。
4.微型化。微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展。国外称其为微电子机械系统(MEMS)。微型化泛指几何尺寸不超过1cm3的并向微米、纳米级发展的机电一体化产品。微机电一体化产品的加工采用超精密技术加工,它包括光刻技术和蚀刻技术两类,它具有体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
5.绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到破坏,人们开始呼吁保护自然、回归自然。绿色产品在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。
机电一体化产品的绿色化主要是指产品使用时不污染生态环境,产品报废后可回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高,具有很大的发展前途。
6.系统化、人格化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大增强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。机电一体化的人格化具有两层含义。一层是机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还很多,随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势也将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。