機(jī)械工程與機(jī)電一體化

本文格式為Word版，下載可任意編輯——機(jī)械工程與機(jī)電一體化在21世紀(jì)的機(jī)械工程領(lǐng)域內(nèi)，重點(diǎn)研究和飛速進(jìn)展的核心課題之一就是機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)促進(jìn)了機(jī)械工程的高速進(jìn)展，使機(jī)械工程的應(yīng)用更加全面，在根本上變更了機(jī)械工程的科學(xué)面貌，提高了機(jī)電方面產(chǎn)品的定位及性能和使用，讓機(jī)械工程的進(jìn)展變得簡(jiǎn)樸、快速，適用性、穩(wěn)當(dāng)性更強(qiáng)。

機(jī)電一體化；機(jī)械工程；進(jìn)展

1機(jī)電一體化的根本學(xué)識(shí)

1.1機(jī)電一體化概念

機(jī)電一體化的概念，就是指在機(jī)械的功能設(shè)計(jì)和應(yīng)用里，在機(jī)械布局的主功能、信息處理、功能操縱等方面，將操縱裝置安裝電子化集成和操縱軟件等舉行有機(jī)結(jié)合形成統(tǒng)一的系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)引進(jìn)電子技術(shù)，使裝置在程序預(yù)定的操作功能下，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及電力電子技術(shù)，再合作系統(tǒng)布局的各個(gè)功能單元里配置，完成機(jī)械系統(tǒng)智能性操縱，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備多功能、高質(zhì)量、低能耗、環(huán)保和運(yùn)行穩(wěn)當(dāng)性高的效果。機(jī)電一體化技術(shù)就是將以上的技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的機(jī)械性能綜合技術(shù)應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)不是簡(jiǎn)樸將機(jī)械技術(shù)和微電子技術(shù)組合一下就完成的，是一個(gè)友好的繁雜的系統(tǒng)結(jié)合技術(shù)過(guò)程。我們假設(shè)能正確的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，就能在取代原有傳統(tǒng)機(jī)械的功能外，還會(huì)增加自動(dòng)檢測(cè)和處理信息、自動(dòng)調(diào)理與操縱、自動(dòng)診斷和養(yǎng)護(hù)等好多新功能。傳統(tǒng)機(jī)械與現(xiàn)代機(jī)械的本質(zhì)識(shí)別就表現(xiàn)在這些功能上。

1.2機(jī)電一體化的特征

機(jī)電一體化主要有四個(gè)特征：第一個(gè)特征是廣而強(qiáng)的應(yīng)用性。機(jī)電一體化技術(shù)是以機(jī)械為根基來(lái)研究機(jī)電的過(guò)程并實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品性能的一系列開(kāi)發(fā)的技術(shù)，這種技術(shù)是不受任何行業(yè)、機(jī)械種類的限制，滲透到各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)和產(chǎn)品的應(yīng)用、開(kāi)發(fā)技術(shù)中，它的應(yīng)用性因此廣而且強(qiáng)；其次個(gè)特征就是突出的系統(tǒng)化。機(jī)電一體化是將各種技術(shù)協(xié)同合作和集成應(yīng)用，產(chǎn)品和過(guò)程綜合在一起形成一個(gè)完整且功能完全的系統(tǒng)。它主要強(qiáng)調(diào)的是層次化和系統(tǒng)化；第三個(gè)特征就是整體的最優(yōu)化。整體最優(yōu)化主要是指機(jī)電一體化的附加值高、效率高、性能高，材料、能源省，消耗以及污染低，充分利用機(jī)電一體化的技術(shù)，綜合運(yùn)用，達(dá)成整體最優(yōu)化；第四個(gè)特征就是操作簡(jiǎn)樸、明顯化。機(jī)電產(chǎn)品使用簡(jiǎn)樸化對(duì)于那些不精通機(jī)電原理、技術(shù)學(xué)識(shí)的普遍用戶來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)便的特性能讓普遍的用戶純熟使用機(jī)電產(chǎn)品強(qiáng)大的功能。

2機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)是在1960年以后才開(kāi)頭在工程領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用，高速進(jìn)展的新技術(shù)不斷促進(jìn)了機(jī)械制造業(yè)的創(chuàng)新和變革。在機(jī)械工程領(lǐng)域由于計(jì)算機(jī)和微處理技術(shù)、信息處理技術(shù)方面的應(yīng)用，變更了機(jī)械工程原來(lái)的面貌，并讓其徹底煥然一新，不僅提高了機(jī)電產(chǎn)品的綜合性能，而且提升科技含量，促進(jìn)機(jī)械工程走上了高速進(jìn)展的全新道路。

2.1機(jī)電一體化技術(shù)在改造機(jī)床上的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床對(duì)工作臺(tái)和機(jī)床上的刀具的運(yùn)動(dòng)要求很嚴(yán)格，務(wù)必保證它們精確的運(yùn)動(dòng)路線，偏差率要操縱在允許的范圍內(nèi)，保證被加工件的精確性。由于開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)布局簡(jiǎn)樸、故障易診斷、擯棄、修理簡(jiǎn)樸和易調(diào)整等特性，并且價(jià)格低廉，因此被廣泛的使用。滾珠絲杠副具有傳動(dòng)效率高、摩擦損失小、運(yùn)動(dòng)很平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，將滾珠絲杠適當(dāng)?shù)恼驍Q緊一下，就可以消釋螺母和絲杠的間隙；假設(shè)反向擰緊，就可以將空間的死區(qū)消釋，達(dá)成精確定位。鑒于以上的優(yōu)點(diǎn)在選用機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式時(shí)總是選用滾珠絲杠副傳動(dòng)。隨著科技進(jìn)展，今天的數(shù)控機(jī)床都采用微機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)和信息舉行處理，按功能需要和技術(shù)要求選用。假設(shè)機(jī)床存在誤差需要調(diào)整，要盡可能留存原來(lái)的操作系統(tǒng)，在改動(dòng)最少的前提下對(duì)機(jī)床舉行調(diào)整，降低改造本金。做到用最少的代價(jià)、最少的改動(dòng)取得最好的收益。

2.2機(jī)電一體化技術(shù)在包裝機(jī)械方面應(yīng)用

包裝機(jī)械，機(jī)械片面一般多采用傳統(tǒng)的凸輪構(gòu)造、操縱連桿等機(jī)構(gòu)，操縱系統(tǒng)用操縱電路、操縱連桿組成，布局繁雜、修理困難，調(diào)試和操作分外不便。包裝機(jī)械采用機(jī)電一體化技術(shù)之后，由于操縱系統(tǒng)采用了微機(jī)、專業(yè)計(jì)算機(jī)，操縱系統(tǒng)形成了模塊化管理，使之前浩瀚、繁雜的傳統(tǒng)傳感技術(shù)和傳動(dòng)技術(shù)的設(shè)備體積大大縮小，設(shè)備的零件也越來(lái)越細(xì)致，能源的消耗也大大裁減，做到節(jié)能環(huán)保，在確定程度上增加了企業(yè)效益。

2.3機(jī)電一體化在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上凸顯的特點(diǎn)

總體來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)商機(jī)上潛力無(wú)限，不僅由于其使產(chǎn)品功能具有有生動(dòng)多變的特性和穩(wěn)當(dāng)性，還能通過(guò)運(yùn)用微電子技術(shù)和微處理器來(lái)特定的提升機(jī)械產(chǎn)品的某一特定的功能，使其真正做到物盡其用。機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)展和應(yīng)用最大的特點(diǎn)是讓普遍的機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了從半智能向智能化、自動(dòng)化改革性的突破，提升了產(chǎn)品的價(jià)值和科技含量，將機(jī)械的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)價(jià)值提升到了很高的水平。

3在工程領(lǐng)域內(nèi)，機(jī)電一體化的進(jìn)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)和應(yīng)用根據(jù)近幾年國(guó)內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)和研究，正往以下幾個(gè)方面進(jìn)展。

（1）天性化。這是全體產(chǎn)品務(wù)必具備的固有特性，市場(chǎng)化的經(jīng)濟(jì)抉擇了市場(chǎng)必將被天性十足的產(chǎn)品所充塞，在如今信息時(shí)代，機(jī)電一體化產(chǎn)品若想立足市場(chǎng)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量精益求精的前提下，確定會(huì)向天性化的方向進(jìn)展。

（2）智能化。機(jī)電一體化的顯著特點(diǎn)是智能化，是與傳統(tǒng)機(jī)械最本質(zhì)的識(shí)別，是分水嶺，是其他技術(shù)和產(chǎn)品不能與之抗衡的根本亮點(diǎn)。隨著科技的進(jìn)展，機(jī)電一體化還會(huì)大大提高它的智能化水平，使其在以后能模仿人類的智能，科學(xué)、切實(shí)生產(chǎn)。

（3）高性能化。機(jī)電一體化產(chǎn)品的高性能化主要表現(xiàn)在產(chǎn)品運(yùn)行速度、精度、效率以及穩(wěn)定性和穩(wěn)當(dāng)性，這些性能，保證機(jī)電產(chǎn)品可以實(shí)行多數(shù)據(jù)、多任務(wù)、多系統(tǒng)的操作，并且在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，使用人員會(huì)根據(jù)提示在短時(shí)間內(nèi)修理和調(diào)整好機(jī)器，保證機(jī)電一體化產(chǎn)品的高性能。相信在不久的將來(lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能還會(huì)有很大的變革。

（4）綠色化。綠色化將不僅是機(jī)電一體化產(chǎn)品的特色，這將會(huì)變成全體產(chǎn)品共同的特性。走可持續(xù)進(jìn)展之路是我國(guó)進(jìn)展的指導(dǎo)思想，今后的產(chǎn)品都將會(huì)在制造、使用的過(guò)程中制止污染、裁減污染環(huán)境，在使用期限到期后還能回收利用。

（5）網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)的普及，使得全體產(chǎn)品都在向網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)展，機(jī)電一體化的產(chǎn)品也不例外，在某些工程領(lǐng)域，更加是細(xì)致儀器和檢測(cè)設(shè)備方面，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)舉行遠(yuǎn)程診斷和操縱等，相信不久的將來(lái)，全體的機(jī)電產(chǎn)品能夠聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)程操縱，這將使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)真正的機(jī)電一體化，這也是機(jī)電一體化產(chǎn)品最終的奮斗目標(biāo)。

（6）機(jī)電液一體化。由于液壓傳動(dòng)的平穩(wěn)性、穩(wěn)當(dāng)性、柔緩性、安好性和壓力大且均衡的特性，必將和機(jī)電一體化技術(shù)一起引發(fā)機(jī)械工程的革命，而且在尖端科技中已得到了應(yīng)