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【摘 要】随着我国机械制造行业的不断发展,以及各类新型技术的应用与创新,在我国机械行业的制造与应用中普遍实现了电子技术的科学应用。本文主要阐释了机械电子技术的基本特征、发展现状和发展趋势。
【关键词】机械电子技术 特征 发展
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2015.05.075
机械电子技术也可以称为将机械装置和电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。在机械制造行业中广泛应用的电子技术主要是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进现代化电子技术。在我国,现阶段的电子机械技术发展中,电子机械技术至今也已成为一门有着自身体系的新型学科。并且,随着现代科学技术及电子新技术、网络技术、智能控制技术的不断发展,还将被赋予机械电子技术新的内容。
一、基本特征
机械电子技术的基本特征为:电子机械技术是从系统的观点出发,综合运用了机械电子技术、微电子技术、电子机械技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,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,则成为一个电子机械技术系统或电子机械技术产品。
二、发展现状
随着机械及电子技术的创新发展与应用,电子机械技术在我国的发展大体可以分为三个阶段。
第一阶段,主要是指20世纪60年代以前,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。
第二阶段,主要是指20世纪70—80年代,这一阶段为蓬勃发展阶段,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为电子机械技术的发展奠定了极大的技术基础。
第三阶段,主要是指20世纪90年代后期,在这一阶段开始了机械电子技术向智能化方向迈进的阶段,机械电子技术进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了电子机械技术,微细加工技术也在机械电子技术中崭露头角,出现了光电子机械技术和微电子机械技术等新分支;另一方面对机械电子技术系统的建模设计、分析和集成方法,机械电子技术的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了电子机械技术领导小组并将该技术列为“863计划”中。国内许多设置机械及电子技术专业的高校相继开设了电子机械技术专业或电子机械技术应用专业,机械电子技术专业又称作机电技术应用专业。它们协同研究机械及一些大中型企业对电子机械技术这一技术的发展及应用做了大量的工作,还取得了一定成果。
三、发展趋势
电子机械技术是伴随着现代科学技术的高速发展,以及应用技术的不断创新,而逐渐形成一个新型应用技术领域。电子机械技术在机械设备应用中具有十分重要的作用,是其他技术形式所无法替代的。同时,电子机械技术是机械、微电子、智能控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展。
1.智能化。要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,在使用、操作和维护方面带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络技术、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为电子机械技术发展开辟了广阔天地。
2.数字化。微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求电子机械技术产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
3.集成化。集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转a然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。
4.模块化。由于电子机械技术产品种类和生产厂家较多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的电子机械技术产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
5.人性化设计。电子机械技术产品的最终使用对象是人,如何给电子机械技术产品赋予人的智能、情感和人性显得越来越重要,电子机械技术产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人就是人机一体化。
6.网络化。如今网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是电子机械技术产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成为以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处。所以,机械电子产品无疑朝网络化方向发展。
参考文献
[1]王少萍.机械电子工程人才培养创新模式研究[J].北京航空航天大学学报(社会科学版).2009(S1).
[2]杨荣.我国机电一体化发展趋势研究[J].科技咨询导报.2007(05).
[3]段宝岩,朱敏波.电子机械学科人才培养与课程建设[J].中国大学教学.2006(09).
[4]张福润.机械学科专业发展战略研究[J].中国大学教学.2005(01).
【关键词】机械电子技术 特征 发展
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2015.05.075
机械电子技术也可以称为将机械装置和电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。在机械制造行业中广泛应用的电子技术主要是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进现代化电子技术。在我国,现阶段的电子机械技术发展中,电子机械技术至今也已成为一门有着自身体系的新型学科。并且,随着现代科学技术及电子新技术、网络技术、智能控制技术的不断发展,还将被赋予机械电子技术新的内容。
一、基本特征
机械电子技术的基本特征为:电子机械技术是从系统的观点出发,综合运用了机械电子技术、微电子技术、电子机械技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,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,则成为一个电子机械技术系统或电子机械技术产品。
二、发展现状
随着机械及电子技术的创新发展与应用,电子机械技术在我国的发展大体可以分为三个阶段。
第一阶段,主要是指20世纪60年代以前,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。
第二阶段,主要是指20世纪70—80年代,这一阶段为蓬勃发展阶段,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为电子机械技术的发展奠定了极大的技术基础。
第三阶段,主要是指20世纪90年代后期,在这一阶段开始了机械电子技术向智能化方向迈进的阶段,机械电子技术进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了电子机械技术,微细加工技术也在机械电子技术中崭露头角,出现了光电子机械技术和微电子机械技术等新分支;另一方面对机械电子技术系统的建模设计、分析和集成方法,机械电子技术的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了电子机械技术领导小组并将该技术列为“863计划”中。国内许多设置机械及电子技术专业的高校相继开设了电子机械技术专业或电子机械技术应用专业,机械电子技术专业又称作机电技术应用专业。它们协同研究机械及一些大中型企业对电子机械技术这一技术的发展及应用做了大量的工作,还取得了一定成果。
三、发展趋势
电子机械技术是伴随着现代科学技术的高速发展,以及应用技术的不断创新,而逐渐形成一个新型应用技术领域。电子机械技术在机械设备应用中具有十分重要的作用,是其他技术形式所无法替代的。同时,电子机械技术是机械、微电子、智能控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展。
1.智能化。要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,在使用、操作和维护方面带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络技术、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为电子机械技术发展开辟了广阔天地。
2.数字化。微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求电子机械技术产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
3.集成化。集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转a然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。
4.模块化。由于电子机械技术产品种类和生产厂家较多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的电子机械技术产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
5.人性化设计。电子机械技术产品的最终使用对象是人,如何给电子机械技术产品赋予人的智能、情感和人性显得越来越重要,电子机械技术产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人就是人机一体化。
6.网络化。如今网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是电子机械技术产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成为以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处。所以,机械电子产品无疑朝网络化方向发展。
参考文献
[1]王少萍.机械电子工程人才培养创新模式研究[J].北京航空航天大学学报(社会科学版).2009(S1).
[2]杨荣.我国机电一体化发展趋势研究[J].科技咨询导报.2007(05).
[3]段宝岩,朱敏波.电子机械学科人才培养与课程建设[J].中国大学教学.2006(09).
[4]张福润.机械学科专业发展战略研究[J].中国大学教学.2005(01).