浅论机电一体化技术

浅论机电一体化技术
王㊀韧
摘㊀要： 机电一体化 在国外被称为Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，是日本人在２０世纪７０年代初提出来的，用英文Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ的前半部分和Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ的后半部分构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合㊂这一名称已得到包括我国在内的世界各国的
承认，我国的工程技术人员把它译为机电一体化技术㊂使用机电技术应用名称时，注意不要与机电公司的机电相混，因为机电公司经营的水泵㊁电机等不属于机电一体化技术的范围㊂由于科学技术在不断发展，机电一体化产品或设备也在不断更新，并不断采用更先进的技术㊂因此，在理解机电一体化的含义时，可以将 机电 一词模糊为 先进技术 ㊂
关键词：机电；机电工程；技术
一㊁机电一体化技术基本概要
机电一体化是指机㊁电融合为一体，但绝不是两者的简单相加㊂机电一体化技术应用于数控机床㊁机器人㊁柔性制造系统㊁自动化测量工具㊁数控机床㊁数控设备㊁自动扶梯㊁自动电梯㊁智能大厦㊁自动机以及自动化工厂㊂在日常生活中，机电一体化的产品也无处不在：全自动照相机㊁全自动洗衣机㊁音响设备㊁电脑打印机等㊂这些产品或设备有不同的使用范围㊁不同的结构和不同的性能，但是它们都能自动地完成一定的工作㊂它们在按规定程序，有顺序㊁有规律地完成整套动作之后才能实现它们的价值㊂
二㊁机电一体化技术的组成要素及遵循原则（一）组成要素
机电一体化的产品或设备，不论体积是大还是小，不论结构是复杂还是简单，也不论功能是多还是少，它们都是一个由机械零件和电子元件组成的有机整体，都是一个完整的系统㊂一个机电一体化系统一般由结构组成要素㊁动力组成要素㊁运动组成要素㊁感知组成要素㊁智能组成要素有机结合而成㊂
机械本体（结构组成要素），是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身㊁框架㊁支撑㊁连接等㊂动力驱动部分（动力组成要素）：依据系统控制要求，提供能量和动力以使系统正常运行㊂测试传感部分（感知组成要素）：对系统的运行需要的内部和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析㊁处理后产生相应的控制信息㊂控制及信息处理部分（职能组成要素）：将测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中存储㊁分析㊁加工处理后，按照信息处理结果和规定程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行㊂执行机构（运动组成要素）：根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能㊂
（二）遵循原则
构成机电一体化系统的五大组成要素，其自身及相互之间都必须遵循接口耦合㊁能量转换㊁信息控制㊁运动传递四大原则㊂
１．接口耦合
两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量㊁串行码与并行码㊁连续脉冲与序列脉冲等），无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现㊂而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后才能匹配㊂变换放大后的信号要在两个环节之间可靠㊁快速㊁准确地交换㊁传递，必须遵循一致的时序㊁信号格式和逻辑规范才行㊂因此，接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递㊂２．能量转换
两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换㊂能量的转换包括执行器㊁驱动器，以及不同类型能量的最优转换方法㊂
３．信息控制
在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元㊂在软㊁硬件的保证下，完成信息的采集㊁传输㊁储存㊁分析㊁运算㊁判断㊁决策，达到信息控制的目的㊂对于智能化程度高的信息控制系统还包含知识获得㊁推理机制以及自学功能等知识驱动功能㊂
４．运动传递
运动传递是构成机电一体化系统各组成要素之间的不同类型运动的变换与传输，以及以运动控制为目的的优化㊂三㊁机电一体化的基础知识
（一）知识结构
了解㊁掌握由工控机控制的系统或设备（自动机㊁自动生产线）相关的技术基础知识㊂
（二）能力要求
操作㊁维护㊁安装㊁调试或改进机电一体化系统或设备（自动机㊁自动生产线或某个产品）的能力，还需有一定的管
理能力㊂并明显强调了动手能力，即以先进技术的应用为主要目的㊂
（三）有关基础知识
１．电子技术基础
电子技术基础包括模拟电路和数字电路，是在电工技术的基础之上，对晶体管构成的电路进行的系统㊁定性和定量的分析研究，是机电一体化技术中最基础的部分㊂２．机械技术基础
机械技术基础包括制图㊁力学㊁机械原理㊁机械零件㊁机械制造和维修等技术，是机械本体的知识基础，是机电一体化技术中不可缺少的部分㊂
３．检测技术
掌握工业中常用的检测元器件的选用㊁安装㊁调试和使用㊂各种控制系统离不开检测元器件，检测元器件是机电一体化技术的主要内容㊂
４．执行机构技术
掌握各种机械㊁电器㊁气动㊁液动执行机构的原理和使用方法，各种机电一体化系统和设备都是为了达到某种目的而制造的，而功能的实现又离不开执行机构㊂
５．工控机技术
要求会使用工控机（工业控制计算机），能够按自动机的要求设计编制控制程序㊂在机电一体化控制系统和设备中，工控机作为控制的中心，对整个系统起着指挥和协调的作用㊂工控机性能的好坏以及技术人员使用的熟练程度，直接影响到机电一体化控制系统和设备性能的好坏㊂
四㊁结语
综上所述，机电一体化绝不是机械与电子两种技术的混合或简单叠加，而是两者的有机结合㊂机电一体化系统是先进的自动控制系统，可以处理更多被控参数的复杂情况，计算速度也更快㊁更准确㊂机电一体化技术是新技术，是在传统技术的基础上发展而来的，机电一体化技术具有明显的综合性和先进性㊂机电一体化技术既不同于传统的机械技术㊁电子技术和微电子技术，又不同于普通的计算机技术，而是将这些技术相互融合㊁相互渗透并产生飞跃而形成的新技术㊂
参考文献：
［１］刘家发．浅谈机电一体化系统功能结构与优化［Ｊ］．中国
科技博览，２０１３（８）．
［２］葛付存．现代机电控制技术的应用［Ｊ］．机电信息，２０１５（１２）：１５０．
作者简介：
王韧，黑龙江大学㊂
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