探析機(jī)電一體化技術(shù)若干問(wèn)題
摘要：21世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)將扮演機(jī)城工業(yè)的主角。機(jī)電一體化技術(shù)是滲透到所有機(jī)械產(chǎn)品之中的普遇技術(shù)，幾乎沒(méi)有行業(yè)的限制。為此，本文詳細(xì)研究了機(jī)電一體化系統(tǒng)的塞本給構(gòu)。功能原理解接口特征匹心的實(shí)現(xiàn)方法、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。因此本丈其有深刻的理論t義和廣泛的實(shí)際應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 機(jī)電一體化系統(tǒng) 機(jī)電一體化技術(shù)
機(jī)電一體化技術(shù)始于電子技術(shù)的發(fā)展以及電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合，尤其是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，并引起了人們廣泛的注意。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世寫(xiě)下了機(jī)電一體化技術(shù)的新篇章。
微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)帶來(lái)了勃勃生機(jī)�？删幊绦蚩刂破�、“電力電子”的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展使機(jī)電一體化技術(shù)躍上新臺(tái)階。
機(jī)電一體化產(chǎn)品可分為系統(tǒng)（整機(jī)）和基礎(chǔ)元（部）件兩大類(lèi)：典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元（部）件有電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。
這些 機(jī) 電 一體化產(chǎn)品將給機(jī)械產(chǎn)業(yè)和農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)帶來(lái)巨大的飛躍，而企業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力也將隨之增強(qiáng)。
1機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本結(jié)機(jī)械本一體。系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身、框架、機(jī)械聯(lián)接等。
機(jī)械本體要在結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠和節(jié)能、小型輕量等要求。
�。�2 ）動(dòng) 力 部分。按照系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力，用盡可能小的動(dòng)力輸人獲得盡可能大的功能輸出。
�。�3） 測(cè) 試傳 感部分。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，變成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。
（4） 執(zhí) 行機(jī) 構(gòu)。根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。
�。�5） 驅(qū) 動(dòng)部 分。在控制信息作用下提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。一方面要求驅(qū)動(dòng)的高效率和快速響應(yīng)特征，同時(shí)要求對(duì)水、油、溫度、塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性，另一方面，由于幾何尺寸的限制，動(dòng)作范圍狹窄，還需考慮維修及標(biāo)誰(shuí)化。
�。�6） 控 制及 信息處理單元。將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲(chǔ)存、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行。
2功能原理解接口特征匹配的實(shí)現(xiàn)方法機(jī)電 單 元 功能求解過(guò)程是從功能至效應(yīng)，最終至原理解的具體化和結(jié)構(gòu)化過(guò)程。在系統(tǒng)級(jí)功能原理求解過(guò)程中，所謂單元功能解的接口特征實(shí)際上包含有功能接口特征、效應(yīng)接口特征和原理接口特征。這三者之間不是并列的關(guān)系，后者是前者的具體化和結(jié)構(gòu)化，是前者的物化和實(shí)現(xiàn)，因而在內(nèi)涵上存在著嵌套的關(guān)系。原理解接口特征在內(nèi)涵上的分層嵌套性質(zhì)體現(xiàn)了接口信息從粗略到詳細(xì)的層層相扣的特點(diǎn)，提供了按功能接口、效應(yīng)接口和原理解接口分層先后進(jìn)行適配性檢驗(yàn)的可能。
功能 接 口 特征和效應(yīng)接口特征所包含的`信息最相對(duì)較少，不必再對(duì)其劃分層次。但作用原理接口特征包含的信息量很大，有必要再對(duì)其細(xì)分層次。作用原理接口特征包括輸入/輸出物料接口、輸人/輸出能量接口、輸入/輸出信息接口、作用環(huán)境接口7個(gè)分特征，它們大致可以被劃分為作用對(duì)象層次和關(guān)聯(lián)對(duì)象層次。作用對(duì)象是指直接參與功能實(shí)現(xiàn)，構(gòu)成功能的輸入和輸出的對(duì)象。作用對(duì)象還可以細(xì)分為主要作用對(duì)象和非主要作用對(duì)象2個(gè)層次，豐要作用對(duì)象就是通過(guò)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行功能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的對(duì)象。關(guān)聯(lián)對(duì)象是指不直接參與功能實(shí)現(xiàn)，而是通過(guò)作用對(duì)象間接與原理解產(chǎn)生關(guān)系的對(duì)象，這里主要指作用環(huán)境。
基于 以 上 對(duì)作用原理接口特征的層次劃分，作用原理接口特征層面上的逐層次匹配策略為：先進(jìn)行主要作用對(duì)象接口特征匹配，再進(jìn)行非主要作用對(duì)象接口特征匹配，最后進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)象接口特征匹配。由于關(guān)聯(lián)對(duì)象接口特征所包含的接口信息比較簡(jiǎn)單，故只討論作用對(duì)象接口特征匹配的有關(guān)問(wèn)題。作用對(duì)象接口特征包括能最接口特征、物料接口特征、信息。
接口特征3類(lèi)。
能量 接 口 特征可以被劃分為3個(gè)層次：①效應(yīng)層。描述與效應(yīng)直接相關(guān)的接口特征；②作用原理層。對(duì)效應(yīng)層物理量或者對(duì)象加以更加詳細(xì)描述的其他接口特征。③物理實(shí)現(xiàn)層。描述該原理解的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等物理層面的具體接口特征。同樣，物料接日特征、信息接口特征也可以劃分為效應(yīng)層、作用原理層、物理實(shí)現(xiàn)層3個(gè)層次。
基 于以 上 對(duì)作用對(duì)象接口特征的層次劃分，作用對(duì)象接口特征匹配策略為：效應(yīng)層接口特征匹配。作用原理層接口特征匹配~物理實(shí)現(xiàn)層接口特征匹配。
證機(jī)電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。因此，有人提出了要進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的研究，也有人提出了機(jī)電一體化系統(tǒng)集成和融合的理論。我們認(rèn)為無(wú)論是系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論還是系統(tǒng)集成和融合理論的研究都是必要的，但是，由于機(jī)電一體化系統(tǒng)的復(fù)雜性，這兩種理論都很難對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行具體的研究，只能停留在理論的層面上。而機(jī)電接口技術(shù)正為它們提供了一種有效的方法來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)研究，并將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成和融合理論應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中。
現(xiàn)在，機(jī)電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結(jié)合要更加緊密，信息傳遞和反饋更加迅速準(zhǔn)確。模塊化必然要對(duì)接口提出更高的要求，接口在保持一致性的情況下還要能保證系統(tǒng)信息和能量的傳遞、技術(shù)融合。網(wǎng)絡(luò)化要求系統(tǒng)的接口具有網(wǎng)絡(luò)功能，包括現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)功能。從機(jī)電一體化發(fā)展方向?qū)C(jī)電接口技術(shù)的要求來(lái)看，機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然，同時(shí)，機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展也必然對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展起促進(jìn)作用。
隨 著科 學(xué) 技術(shù)不斷深入地發(fā)展，集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)干一體的機(jī)電一體化技術(shù)水平也將得到不斷地提高。因此，企業(yè)要充分利用機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低且具有柔性的特點(diǎn)，根據(jù)市場(chǎng)需求，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整和改造，提高自身的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力，使其產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力。
參考文獻(xiàn)
【1】 潘柏全。機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)淺析 . 裝備制造技術(shù)，2006（0）3。
【2】 王斌。論機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)略述 .產(chǎn) 業(yè) 與科技論壇，2006（09）。
【3】 歐望。機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) .廣 西 電業(yè)，2005（10）。
【4】 吳濤，程耀瑜�；蓡纹瑱C(jī)控制的快速位置伺服系 統(tǒng) 的 設(shè)訊Jj.測(cè)控技術(shù)，2（K嘆1）2.
【5】 吳立。對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的探討.科 協(xié) 論壇（下半月），2007（04）。
【6】 陳現(xiàn)臣，劉勝杰，黃夢(mèng)真。淺析機(jī)電一體化技術(shù)的 發(fā) 展 IJ].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，0206（or）。
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