中国纺织机械的未来
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成为一门有着自身体系的新型学科。
“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、微电子技术以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。机械工程技术由纯机械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力。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,还能赋予许多新的功能,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。即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眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
3.8 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、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,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,由于人工智能技术、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。
4、纺织机械机电一体化的发展方向
4.1智能化:智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,具有自学习,自适应,自组织的特点。
4.2模块化:模块化具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口网络化:现场总线和局域网技术已成大势,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4.3微型化:微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活。
4.4绿色化:绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
4.5系统化:系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。
4.6人格化:机电一体化注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。
现代纺织机械是以纺织工艺为目标,以机械为基础,以电子信息技术为核心的多学科融合的机电一体化系统。机电一体化技术成为纺机发展的主导技术,电子信息技术成为推动纺机机电一体化的发展的核心技术,电子技术的进步带动纺机技术的更新周期缩短,性能提高,成本降低,可靠性增强。
4.7自动络筒机技术发展完全符合下列规律:从产生到正式形成商品需要十年以上,更新换代需要五到十年以上。
例:Schlafhorst自1962年发明自动络筒机以来,从1977年以来每十年更新一代:
1977年推出Autoconer138
1987年推出Autoconer238(基于独立络筒锭)
1997年推出Autoconer338(基于传感器,模块化使其在整个成熟期也不断 在更新功能提高附加值)