1.1.3 机电一体化共性的关键技术
机电一体化是多种学科技术领域的综合且相互交叉的技术密集型系统工程。为了使系统的运行达到最优化,应该使构成系统的所有技术及其硬件采取最佳组合方式,因此,决定采用哪些技术融合在一起,系统是通盘考虑的。但机电一体化通常有共同的技术,即共性的关键技术,应包括自动化控制技术、计算机与信息处理技术、检测与传感器技术、执行与驱动技术、精密机械技术、总体设计技术、接口技术等七大关键技术,这些组成的技术要素内部及其之间,通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等,形成一个有机融合的完整系统(见图1-3)。
图1-3 机电一体化共性的关键技术
1.自动化控制技术
自动化控制技术又简称为控制技术。自动化控制技术是按照一定的程序控制整个系统有目的地自动地运行。在机电一体化系统中,实现自动化控制的设备有继电器控制装置、半导体继电器控制装置、可编程控制器(计算机)、变频器等。
2.计算机与信息处理技术
信息处理技术包括信息的传送、交换、存取、运算、判断和结果处理等。实现信息处理的部件是计算机,因此,计算机技术和信息技术是紧密相联的。在机电一体化系统中,计算机与信息处理部分控制着整个系统的运行,所以,信息处理技术成为机电一体化技术中最为关键的技术部分。
3.检测与传感器技术
检测与传感器技术又简称为传感技术。检测与传感器技术是一种自动化的检测技术。在机电一体化系统中,通过这种检测技术收集各种信息或信号,并输送或反馈到信息处理部分。完成信息或信号收集的部件是各种各样的传感器。传感器是一种将被测量变换成让机电一体化系统可识别的、并与被测量有相对应关系的信号的装置。
4.执行与驱动技术
执行与驱动技术是指各种类型的传动装置(包括电动、气动、液压等)在计算机的控制下推动机械部分做直线、旋转及各种复杂的运动。常见的电动式执行与驱动元件有电液马达、脉冲液压缸、步进电动机、交流和直流伺服电动机等。
5.精密机械技术
机械技术是机电一体化的基础。在机电一体化系统中,经典的机械制造技术借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能系统等,形成新一代的机械制造技术——精密机械技术。因此,随着高新技术不断被引进到机械行业中,精密机械技术的着眼点在于如何与机电一体化的技术相适应,利用高新技术来实现结构上、材料上、性能上的改革,以满足减少质量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善性能等方面的要求。
6.总体设计技术
总体设计技术是以整体的概念,组织并应用各种相关技术,从全局的角度和系统的目标出发,寻找出一个可行的最佳的技术方案。
7.接口技术
接口技术是机电一体化系统中的一个重要方面。在机电一体化系统中,通过接口技术将系统中各部分有机联系起来。接口包括机-电接口、人-机接口等。
机电一体化是一个综合性很强的系统,除了包含七大关键技术之外,还有其他相关的技术。