浅议机电一体化科学性及先进性.doc

浅议机电一体化科学性及先进性机电一体化技术是一项先进的自动化技术，由机械本体、检测机构、计算机控制中心、执行机构四部分组成，计算机通过对检测机构提供的信息进行处理、判断，将指令发送给执行机构通过机械本体完成系统的功能。机器人是典型的机电一体化技术产品，它具有科学性和先进性，机电一体化技术使整个人类社会发生了巨大的变革。 早在20世纪50年代，美国科学家模仿人类的器官、外形、功能发明了世界上第一台机器人，在机器人的基础上又发明了数控机床等自动化产品和设备。这些自动化产品和设备就是机电一体化技术的发明。擅长引进、吸收和消化的日本人对机电一体化这项先进技术进行了大力的推广宣传和研究。20世纪70年代，日本人将这项技术命名为机电一体化。 我国从1985年开始引进并发展了这项技术。目前，机电一体化技术已广泛应用于机械、建筑、农业、医疗及家庭等领域，并向智能化网络化发展。 机电一体化技术具有广阔的应用领域和发展前景，使整个工业和人类社会发生了巨大的变革，极大地改善了人类的生活，发展了社会的经济。机电一体化技术的先进在于它的科学性，机器人是典型的机电一体化技术产品，是当今世界先进技术的典型代表，它来源于人类。人类是大自然的产物，它的器官、外形及功能是十分科学的，因此，机电一体化技术产品也是十分科学的。机电一体化系统由四部分组成，机械本体即系统主体(相当于人的身体)，检测部分即传感器(相当于人的五官)，控制部分即计算机(相当于人的大脑)，还有执行部分即电机（相当于人的肢体），这四部分组成一个既动作协调一致，又能适应条件变化的有机统一体，自动地完成规定的动作和功能。 一、机电一体化技术的科学性 机电一体化系统是一个自动化的控制系统，具有微型化和强大信息处理功能的计算机作为系统的控制中心，具有高精度和智能化的传感器作为检测机构，具有良好动态品质的机电产品作为执行机构，通过精密、可靠、稳定、轻巧的机械本体实现系统的功能。检测机构将检测到的信息传递给控制中心，控制中心将收到的信息经分析、判断后向执行机构发出指令，执行机构完成动作，检测机构将动作结果反馈到控制中心进行调节。 1.机械本体 机械本体是机电一体化系统中的被控制对象，是完成给定工作的主体，是系统技术的载体，它将整个系统连接为一个整体，实现系统特定功能。机电一体化技术中的机械技术是在传统技术的基础上发展而成，具有明显的综合性和先进性。传统的机械设计是手工绘图，人工调研，机电一体化机械设计是计算机绘图，网络调研；传统的机械制造是普通机床加工，精度低、效率低，机电一体化机械制造是高精度的数控机床加工，高效率，低劳动强度。因此，机电一体化的机械本体可靠、稳定、精密、轻巧、实用美观、结构简单、制造方便、通用性强，赋予系统巧妙的灵巧性实现系统的灵巧动作和规定功能。 2.检测及传感器 传感器应用在各种自动控制系统中，在机电一体化系统中作为传感器的检测机构，是机电一体化系统的主要组成部分，它能快速、准确地获取信息，并经转换、测量传递给电脑控制器，作为电脑做出准确判断的依据。传感器的应用可追溯的18世纪，当时，传感器代替人的眼、耳、触觉等获得被测的物理量变换成电信号，随着控制技术和材料学的发展，出现了半导体传感器、有机材料传感器、生物传感器等，传感器的速度和精度越来越高，种类越来越齐全，应用越来越广泛，未来的集成化传感器和智能化传感器更快速、更准确、更稳定、可靠性更高，人们期待的嗅觉和味觉传感器不久终能问世。 3.控制器及计算机 计算机作为机电一体化系统的控制中心，是机电一体化技术的重要内容和主导技术，作为系统的核心，它将收到的信息进行判断计算后，向执行机构发出指令，从而将系统中的各部分有机地组合成一体，计算机的控制性能是机电一体化系统性能好坏的关键。计算机不仅计算速度快，计算精度高，而且具有记忆和逻辑判断能力，能更快、更准确地处理更多被控参数的复杂情况。一般自动控制系统是利用比较器或调节器(作为控制器)将被控参数值和目标值进行比较，比较之后的差值，经过控制器的处理之后送到执行机构，速度较慢，精度较低，操作较复杂。自从上世纪40年代计算机产生以来，自动化系统的控制器逐渐被计算机所代替，工业控制计算机（工控机）发展迅速，可编程序控制器，单片机在机电一体化系统中得到了广泛的应用。 4.驱动及执行机构 在机电一体化系统中，由控制中心发出的指令，通过传动机构的驱动，使执行机构完成特定的动作。机电一体化系统为了准确、灵敏地实现系统运动的轨迹、速度、方向、起止点位置等要求，执行机构中的工作部分形状与结构依据工作对象的性能，导向部分多采用滑动轴承、含油轴承、滑动导轨及非接触式轴承和导轨，保证执行机构受力状态和高速运转条件下的轨迹和定位精度、运动刚度、热变形和摩擦特性等动态品质