机电一体化技术在数控机床中的应用

浅谈机电一体化技术发展趋势及机械零部件的创新设计

【摘 要】机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。文章针对传统机械零部件的设计局限性，提出了现代设计思想和方法。

【关键词】机电一体化； 发展趋势； 现状； 机械制造；零部件设计；现代思想；科学发展； 技术

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化 ”为特征的发展阶段。

1 机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

浅谈机电一体化技术在工业生产中的应用

【摘 要】现代工业及科学技术日益走向整体化、精细化、交叉化、数字化，同时随着微电子技术、信息技术的迅速发展，机电一体化技术的应用也越来越广泛、越来越受到重视。本文对机电一体化技术的应用进行初步探讨，并对其发展方向略作探究。

【关键词】机电一体化；应用；发展

0 引言

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着电子技术、微电子技术等相关技术的不断发展，其内容将不断更新。其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元块，在多功能、高质量、高可靠性、高精度、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术，它使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

1 机电一体化技术的应用

1.1 在现代机械制造业中的应用

传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化、降低成本以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程、3d打印技术等。

1.2 在食品行业中的应用

机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品类生产中包装机械的开发、设计和制造过程中的应用，不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高劳动生产率，提高其国内、国际竞争能力。

机电一体化及其应用

机电一体化技术是一门综合了多个学科知识的技术，机电一体化产品为人们的生活带来了方便。本文对机电一体化及其应用做出了简要分析，并对其未来的发展方向进行了阐述。

标签： 机电一体化;应用

一、前言

机电一体化是一门新兴的学科，它具有数字化、模块化等特点，在实际应用中为企业带来了很大的利润，相信未来机电一体化技术必将有更广阔的发展空间。

二、机电一体化技术的界定

1.机电一体化的内容

机电一体化在过去的传统意义上来讲，指的是机械与电工电子电气控制这两个领域的整合，并且比较偏向于机械技术。而如今随着科技不断的发展，不同的学科之间有了越来越多的交叉和融合，再加上电子计算机技术的不断普及，机电一体化技术的意义越来越广泛。现如今机电一体化技术指的是利用电子技术、信息技术（主要包括传感技术、控制技术、计算机技术等）使机械实现柔性化和智能化的技术。机械技术虽然可以承受比较大的荷载，但是在微小和复杂运动的控制上存在着不足，相比较而言，电子技术虽然不可以承受大的荷载，但是却可以十分方便的对微小运动和复杂运动进行控制。最终实现机械柔性化和智能化。通过上述说明不难看出，机电一体化技术的最终目的是把机械技术和电子技术很好的结合在一起，使两者扬长避短，做到互补。机电一体化主要涉及到的学科领域有机械工程、检测控制以及电子信息。

2.机电一体化的实质

把电子技术应用到机械技术中是机电一体化的本质内容。具体来说就是使用传感器对机械运动进行检测，然后把检测得到的信息传输到计算机中去。接着，计算机进行判断和计算，然后实现对预期运动的控制，然后来控制执行装置。比如计算机的软件开发项目，就是把检测信息输入到计算机中，然后计算出可以完成预期运动的控制信号。除此之外，一件真正的机电一体化产品应该有以下两个特点：首先是有运动的机械，其次是应用电子技术实现运动机械的柔性化和智能化。

3.机电一体化的作用与系统

扩展新功能，增大柔性是机电一体化技术最突出的作用，这是多种自动化技

西安机电网

发布机电信息 机电行业资讯 到西安机电网

前言

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。可编程控制器PLC是一种具有很强的抗干扰能力、高的可靠性、高的性能价格比且编程简单的控制设备。基于它的突出优点，它广泛地应用到工业控制领域及其他诸多领域中。因此，培养掌握机电技术、掌握PLC技术在技工学校教育中相当重要。

在综合应用这些技术时，要根据系统的功能目标和优化组合结构的目标，合理配置布局驱动机构、控制机构、传感检测机构、执行机构等，并使它们在微处理单元的控制下协调有序地工作，在机地融合在一起，达到物理一能量的有序运动，因此，机电一体化技术在高性能、高质量、高可靠性、低能耗上实现特定功能价值的系统工程。

机电一体化的主要技术特征有以下几点：

（1）机械技术、电子技术和信息技术的彼此功能交互，大多以机械系统的高级微机控制的形式出现。

（2）在一个具体的物理单元中，在不同子系统空间上的集成。

（3）机电一体化系统的控制功能智能化。越来越先进的控制功能取代了许多操作人员的推理和判断。

（4）柔性化使得机电一体化产品能够灵活地满足各种要求，适应各种环境。

（5）采用微处理器控制的系统，易于增加或改变功能，无需增加硬件成本。

（6）控制功能采用电子技术、微电子技术、微机控制技术来实现，因此，对用户来说，机电一体化系统的内部运行机制是隐蔽的。

（7）在机电一体化技术中，设计思想方法与制造技术紧密联系在一起，它们是并行发展的。

基于上述机电一体化特点，由我校自主设计、制造了模块化生产加工系统（MPS）。该模块化自动生产线（MPS）在教学过程中具有以下特点：

（1）MPS系统是专为训练工业现场的自动化生产制造技术而设计的。

（2）通过本系统的训练，学生将理论与实际相结合，可以掌握自动化生产系统的设计、制造、运行、维护维修等技能。