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光機電一體化研究目的

2019-11-14

機械電子學主要研究目的是把機械技術與微電子技術和信息技術有機地結合為一體,實現整個系統的最優化。機械電子學可以充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的長處和特點,促進機械產品的更新換代。機械電子學系統主要由機械主體、傳感器、信息處理和執行機構等部分組成。較高級的系統不但有硬件,而且還有相應的軟件,利用軟件技術可以實現硬件難以實現的功能,使機械系統增加柔性。典型的機械電子系統有數控機床、加工中心、工業機器人等。機械電子學技術除用于單個機器、設備或一般的生產系統的技術改造之外,還用于柔性制造系統、計算機集成制造系統、工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化等方面。

我國從事這一專業的各地大專、中專、院有近百所,教師與學生近百萬人。

研究意義

隨著機電一體化相關技術的快速發展,機電產品的外觀更加人性化、功能更加強大、體積和重量更加輕巧、可靠性更高等。與傳統的機電產品相比機電一體化產品具有以下優勢:

(1) 功能增強并且應用廣泛

機電一體化產品最顯著的特點就是突破了原來傳統機電產品的單技術和單功能的局限性,將多種技術與功能集成于一體,使其功能更加強大。而且能適應于不同的場合和不同的領域,滿足用戶需求的應變能力較強。

(2) 精度大大提高

機電一體化技術簡化了機構,減少了傳動部件,從而使機械磨損、配合及受力變形等所引起的誤差大大減少,同時由于采用計算機檢測與控制技術補償和校正因各種干擾造成的動態誤差,從而達到單純用機械技術所無法實現的工作精度。

(3) 安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般具有自動監控、報警、自動診斷、自動保護、安全聯鎖控制等功能。這些功能能夠避免人身傷害和設備事故的發生,提高了設備的安全性和可靠性。

(4) 改善操作

機電一體化產品采用計算機程序控制和數字顯示,具有良好的人機界面,減少了操作按鈕及手柄,改善了設備的操作性能,減少了操作人員的培訓時間,從而大大簡化操作。

(5) 提高柔性

所謂柔性,即可以利用軟件來改變機器的工作程序,以滿足不同的需要。例如,工業機器人具有較多的運動自由度,手爪部分可以換用不同的工具,通過改變控制程序改變運動軌跡和運動姿態,以適應不同的作業要求。

(6) 生產能力和工作質量提高

基于虛擬原型的機電一體化設計建模與仿真技術研究 。


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