机电一体化又称机械电子工程,是机械工程与自动化的一种,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。
机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。
随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术,现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
扩展资料:
随着机电一体化相关技术的快速发展,机电产品的外观更加人性化、功能更加强大、体积和重量更加轻巧、可靠性更高等。与传统的机电产品相比机电一体化产品具有以下优势:
(1)功能增强并且应用广泛
机电一体化产品最显著的特点就是突破了原来传统机电产品的单技术和单功能的局限性,将多种技术与功能集成于一体,使其功能更加强大。而且能适应于不同的场合和不同的领域,满足用户需求的应变能力较强。
(2)精度大大提高
机电一体化技术简化了机构,减少了传动部件,从而使机械磨损、配合及受力变形等所引起的误差大大减少,同时由于采用计算机检测与控制技术补偿和校正因各种干扰造成的动态误差,从而达到单纯用机械技术所无法实现的工作精度。
(3)安全性和可靠性提高
机电一体化产品一般具有自动监控、报警、自动诊断、自动保护、安全联锁控制等功能。这些功能能够避免人身伤害和设备事故的发生,提高了设备的安全性和可靠性。
(4)改善操作
机电一体化产品采用计算机程序控制和数字显示,具有良好的人机界面,减少了操作按钮及手柄,改善了设备的操作性能,减少了操作人员的培训时间,从而大大简化操作。
(5)提高柔性
所谓柔性,即可以利用软件来改变机器的工作程序,以满足不同的需要。例如,工业机器人具有较多的运动自由度,手爪部分可以换用不同的工具,通过改变控制程序改变运动轨迹和运动姿态,以适应不同的作业要求。
参考资料来源:百度百科-机电一体化
(1)机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科。下图形象地表达了机电一体化与机械学、电子学和信息科学之间的相互关系;
(2)机电一体化是一个发展中的概念,早期的机电一体化就像其字面所表述的那样,主要强调机械与电子的结合,即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展,以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术(即所谓的“3C”技术:Computer、Communication和+Control+Technology)“渗透”到机械技术中,丰富了机电一体化的含义,现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合,还包括光(光学)机电一体化、机电气(气压)一体化、机电液(液压)一体化、机电仪(仪器仪表)一体化等;
(3)机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想,强调各种技术在机电产品中的相互协调,以达到系统总体最优。换句话说,机电一体化是多种技术学科有机结合的产物,而不是它们的简单叠加。
机电一体化专业描述:机电一体化专业技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术,机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,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,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,机电一体化涵盖技术和产品两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,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。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70、80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入863计划中。在制定九五规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。
机电一体化是指将机械工程和电气工程相结合,利用计算机等先进技术来实现机械和电气系统的紧密结合,从而形成一个统一、完整的系统。最终目标是实现机械和电气设备的协调工作,从而提高综合工作效率和整体性能,以满足现代工业自动化控制的需要。
机电一体化不仅是一个工程技术,更是一种理论思想,丰富了传统机械、电气、电子与计算机等学科的内涵和外延。它是一种新型技术手段,它将机械、电气、控制、传感、计算机等多种技术结合起来,形成新的一体化技术体系。在过去的几十年中,机电一体化技术已经成为了工业自动化的一种主要技术手段,得到了广泛的应用。
机电一体化技术的应用领域非常广泛,包括机器人、自动化生产线、汽车、航空航天、工业自动化控制系统等许多领域。在这些领域,机电一体化技术可以更加有效地控制产品的质量、提高工作效率以及降低成本。这种技术的出现也为我们带来了很多便利,比如可以利用物联网技术进行远程监控,实现人机交互等等。
总之,机电一体化技术的应用将会在未来更加广泛,随着技术的发展,它的应用范围也将会越来越大。它是未来工业自动化的主要发展方向之一,在提高生产效率和质量以及降低成本等方面发挥着重要作用。