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第一章机电设备的发展与分类
第一节机电设备的发展
机电设备广泛用于国民经济各行业。机电设备的技术水平,在一定程度上反
映了国家工业生产的水平和能力。所以,采用先进的机电设备,管好、用好机电
设备,对提高企业效益,促进国民经济的发展都起着十分重要的作用。
一、机电设备的发展过程
机电设备是随着科学技术的发展而不断发展的。传统的机电设备是以机械技
术和电气技术应用为主的设备。例如,普通机床,其运动的传递、运动速度的变
换主要是由机械机构来实现的,而运动的控制则是由开关、接触器、继电器等电
器构成的电气系统来实现的,这里的“机”、“电”分别构成各自独立的系统,
两者的“融合性”很差,这是传统机电设备的共同特点.虽然,传统的机电设备也
能实现自动化,但是自动化程度低,功能有限,耗材多,能耗大,设备的工作效
率低,性能水平不高。
为了提高机电设备的自动化程度和性能,从世纪60年代开始,人们自觉
或不自觉地将机械技术与电子技术结合,以改善机械产品的性能,结果出现了许
多性能优良的机电产品或设备。到了20世纪70、80年代,微电子技术获得了惊
人的发展,各种功能的大规模集成电路不断涌现,导致计算机与信息技术广泛使
用。这时人们自觉、主动地利用微电子技术的成果,开发新的机电产品或设备,
使得机电产品或设备的发展发生了脱胎换骨的变化,机电产品或设备不再是简单
的“机”和“电”相加,而是成为集机械技术、控制技术、计算机与信息技术等
为一体的全新技术产品。到了20世纪90年代,这种机电一体化技术迅猛发展,
时至今日,机电一体化产品或设备已经透渗到国民经济和社会生活的各个领域。
二、现代机电设备的特点
现代机电设备,如电动缝纫机、电子调速器、自动取款机、自动售票机、自
动售货机、自动分检机、自动导航装置、数控机床、自动生产线、工业机器人、
智能机器人等都是应用机电一体化技术为主的设备。与传统机电设备相比,现代
机电设备具有以下特点:
1、体积小,重量轻
机电一体化技术使原有的机械结构大大简化,如电动缝纫机的针脚花样主要
是由一块单片集成电路来控制的,而老式缝纫机的针脚花样是由350个零件构成
的机械装置控制的.机械结构的简化,使设备的结构减小,重量减轻,用材减少。
2、工作精度高
机电一体化技术使机械的传动部件减少,因而使机械磨损所引起的传动误差
大大减少。同时还可以通过自动控制技术进行自行诊断、校正、补偿由各种干扰
所造成的误差,从而使得机电设备的工作精度有很大的提高.
3、可靠性、灵敏性提高
由于采用电子元器件装置代替了机械运动构件和零部件,因而避免了机械接
触式存在的润滑、磨损、断裂等问题,使可靠性和灵敏性大幅度提高.
4、具有柔性
例如在数控机床上,加工不同零件时,只需重新编制程序就能实现对零件的
加工,它不同于传统的机床,不需要更换工、夹具,不需要重新调整机床就能快速
地从加工一种零件转变为加工另一种零件。所以,适应多品种、小批量的加工要
求。
机电一体化技术也是世界各国竞相发展的技术。
三、机电设备的发展趋势
机电设备的发展趋势也就是机电一体化技术的发展趋势,典型的机电一体化
产品—-—数控机床的发展方向,便具有代表性。
、机电设备的高性能化趋势
高性能化一般包括高速度、高精度、高效率和高可靠性。为了满足“四高”
的要求,新一代数控系统采用了32位多CPU结构,在伺服系统方面使用了超高
速数字信号处理器,以达到对电动机的高速、高精度控制;为了提高加工精度,
采用高分辨率、高响应的检测传感器和各种误差补偿技术;在提高可靠性方面,
新型数控系统大量使用大规模和超大规模集成电路,从而减少了元器件数量和它
们之间连线的焊点,以降低系统的故障率,提高可靠性。
2、机电设备的智能化趋势
人工智能在机电设备中的应用越来越多,例如自动编程智能化系统在数控机
床上的应用.原来必须由编程员设定的零件加工部位、加工工序、使用刀具、切
削条件、刀具使用顺序等,现在可以由自动编程智能化系统自动地设定,操作者只
需输入工件素材的形状和加工形状的数据,加工程序就可自动生成.这样不仅缩
短
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