机电一体化技术及应用

机电一体化技术及应用（精选12篇）

机电一体化技术及应用 篇1

一机电一体化技术内涵

机电一体化发展至今也已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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术, 根据系统功能目标和优化组织目标, 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, 则称为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

二机电一体化技术的作用与系统

机电一体化技术的最大作用是扩展新功能, 增强柔性。首先, 它是众多自动化技术中最重要的一种, 如实现过程自动化 (PA, 即连续体自动化) 、机械自动化 (FA, 即固体自动化) 、办公自动化 (OA, 即信息自动化) 等;其次, 机电一体化技术又是按照用户个人的特殊需求来制造和提供产品的关键技术。一个机电一体化系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成, 如机器人就是一个十分典型的机电一体化系统。

三机电一体化技术的应用

在人们的日常生活当中, 自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的, 因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下, 接收指令, 进行能量转换, 从而得到目标输出。电子控制驱动系统对于精密传动来说, 需要在执行元件输出终端进行传动测量.如测量其位置、速度、加速度, 同时将所测得的数据反馈给电子控制装置, 让其进行比较, 进行误差修正控制, 最终实现精密传动。当有多个执行元件, 其输出动作规律各不相同时, 一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的方式, 另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系, 可以让它们单独来工作, 也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。若工作联动内容经常变化, 就应构建一个可以直接识别联动输出的软件, 将联动输出写入软件当中, 让其直接转化为控制程序, 这样就能灵活地应对动作输出的需求。

四机电一体化技术的发展

机电一体化的发展在20世纪60年代以前被称为初级阶段。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了积极的作用。微机作为关键技术引入了飞行器系统后, 使机械—电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。

信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库, 连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统。这样, 对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施尤显重要。此外, 光学也进人了机电一体化阶段, 产生了“光机电一体化”的新领域。进入20世纪90年代以后, 通信技术进入了机电一体化, 机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实。有些机电一体化机械可两用, 有的在性能上更是多用途的, 尤其是微传感器和执行器技术的发展, 与半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合, 开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支—微机电一体化。虽然微加工方法尚未成熟, 但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后, 机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展, 稳步进入了21世纪。

五现电一体化技术的应用领域

机电一体化技术在数控机床方面的主要应用领域:

第一, 总线式、模块化、紧凑型的结构, 即采用多CPU、多主总线的体系结构。

第二, 开放性设计, 即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准, 能最大限度地提高用户的使用效益。

第三, 智能化设计。系统能提供面向车间的编程技术和实现二维、三维加工过程的动态仿真, 并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

第四, 能实现多过程、多通道控制, 即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力, 并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

参考文献

[1]董金森、张小扬.论机电一体化技术[J].有色金属加工, 2009 (1) [1]董金森、张小扬.论机电一体化技术[J].有色金属加工, 2009 (1)

[2]虞付进、高职高专机电一体化专业建设与课程体系构建[J].职业技术教育, 2003 (16) [2]虞付进、高职高专机电一体化专业建设与课程体系构建[J].职业技术教育, 2003 (16)

[3]冯旭强.机电一体化技术的研究及其应用[J].机械工程与自动化, 2009 (1) [3]冯旭强.机电一体化技术的研究及其应用[J].机械工程与自动化, 2009 (1)

[4]周琴.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].机械, 2010 (7) [4]周琴.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].机械, 2010 (7)

机电一体化技术及应用 篇2

应用领域及特点

一、应用领域

1.数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:总线式、模块化、紧凑型的结构.近些年来数控机床为适应加工技术的发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。

a.高速化:由于高速加工技术普及，机床普遍提高了各方面的速度。b.高精度化:数控机床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；

c.新型复合数控机床：如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。

2.柔性制造系统(FMS)

柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。未来机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。

二、特点

1、智能化

今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。

2、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,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。

3、模块化

机电一体化技术的发展及应用探究 篇3

摘 要：随着世界经济的不断发展和科学技术的日新月异，机电一体化技术也实现了越来越广泛的应用和推广。机电一体化技术的应用有利于实现机械与信息控制技术的有机融合，有利于提高产品的性能和质量，从而促进企业和经济的发展。基于此，本文研究分析了机电一体化技术的应用现状，探讨研究了机电一体化技术的发展趋势。

关键词：机电一体化；数控；应用

科学技术的不断发展使得各个不同学科之间的交叉渗透更加容易，推动了我国机械工程领域的技术发展和进步，实现了工业生产的机械化和自动化。机电一体化技术是一项综合运用了各种群体技术，实现了高质量、高可靠性性、低能耗的功能价值的系统工程技术。因此研究和分析机电一体化技术的应用以及发展趋势具有十分重要的实践意义。

一、机电一体化技术的应用

（一）数控机床

我国数控机床经过40年的发展，其数控技术在结构、功能操作与控制精度上都实现了飞速的发展。第一，数控机床的结构基本上都是总线式、模块化、紧凑型的结构，多数都是用多CPU、多住总线的系统结构体系。第二，数控机床的硬件结构设计和功能模块设计大多数采用开放性、层次性、兼容性的设计，以期最大程度的实现用户的使用效益。第三，数控机床大多数应用WOP技术和实现了智能化。数控机床系统通过应用和引进在线诊断、模糊控制等智能方法，最终实现了二、三维加工过程的动态仿真。第四，为了丰富数控机床的功能和增强CNC系统的控制力度，数控机床中大量使用了大容量的储存器和模块化的软件设计。第五，机电一体化技术的在数控机床中的应用实现了多过程、多渠道的智能控制，实现了刀具检测、物料搬运等操作。第六，机电一体化技术在数控机床中的使用加强了系统组合以及加工系统的能力。

（二）柔性制造系统

柔性制造系统也是一种典型的应用了机电一体化技术的制造系统。柔性制造系统的组成部分主要包括计算机、数控机床、机器人、自动化仓库等。柔性制造系统将常被使用于多品种、中小批量、设计频繁的零件批量生产过程中，大多数都依靠客户的使用需求进行随机的、实时的生产。

（三）分布式控制系统

分布式控制系统是指通过使用一台中央计算机对多台测控计算机或者智能控制单元进行操作指挥。分布式控制系统大多数分为两级、三级或者更多级。通过将机电一体化技术应用于分布式控制系统可以实现生成过程的集中操作和管理等过程。近年来测控技术不断发展和进步，分布式控制系统也拥有了越来越强大的功能，不但可以实现对生产过程的实时监控，还可以进行生产过程的实时调度和生产计划管理，最终形成一种可以同时进行监测、控制、管理的综合系统。分布式控制系统的特点主要包括多功能、高可靠性、操作简单、维护方便、故障影响小等，另一方面分布控制系统还具有连锁保护的功能，实现了人工手动控制系统故障，很大程度上提高了分布式控制系统自身的可靠性和安全性，也正是因为这样分布式控制系统逐渐成为世界上目前大型机电一体化系统的主要形式。

（四）工业机器人

在新的机电一体化技术出现之前，第一代工业机器人只能依靠示教内容进行纯粹简单的重复运动，在面对不同的环境和使用情景时不能灵活变通额运用，因此具有十分明显的不足。但是随着科学技术的不断进步和改进，第二代新的工业机器人安装了先进的传感电子元件。机器人在工作时可以通过简单的计算机计算和分析做出相应的判断，从而做出动作或者实现反馈。但是不可忽视的是，第二代工业机器人的智能化还不是很高，只是仅仅实现了实用化。第三代工业机器人也就是我们常说的现代智能机器人，它具有各种不同的感知功能，可以在各种操作环境中进行复杂的、独立的逻辑思维、判断与决策。

（五）计算机集成制造系统

计算机集成制造系统不仅仅是将现有系统进行简单的组合拼接，而是打破原有系统之间的限制和界限，寻求系统全局动态的最优结果。计算机集成控制系统一般依靠制造过程实现对物流和信息流的控制，从而保证了产品的经营决策、开发生产、生产试验以及生产经营管理等过程的结合，实现了各个生产要素之间的优化配置，使得各种生产要素的潜力可以被最大程度的挖掘和发挥。

二、机电一体化技术的发展趋势

第一，智能化是2l世纪机电一体化技术发展的主要方向之一。智能化主要是指提高机电产品的智能，增加机电产品的实用性。机电一体化技术的智能化主要包括机器人智能化和数控机床的智能化。在未来随着科学技术的发展，通过使用高性能、高速度的处理器一定能实现机电一体化产品的高级智能和类似与人的逻辑思考能力。第二，随着网络技术的不断发展，机电一体化技术必将实现与网络的互相结合。网络的远程控制和检测技术的不断涌现，使得人们可以足不出户就感受到各种高科技带来便捷。由此可见，机电一体化技术的网络化必然是其发展的未来趋势之一。第三，微型化是指机电一体化技术在将来会不断向微型机器或微型领域发展。随着人们对高新技术不断微型化的追求，在军事、生物医疗以及信息处理等方面人们会越来越倾向于微型的设备和产品。这也就是说机电一体化技术的微型化是未来发展的必然趋势。第四，系统化是机电一体化技术的发展趋势之一。机电一体化技术的系统化使得总线结构更加开放式和模块化，实现了系统之间的任意组合，保证了系统的协调控制和综合管理。因此如何实现机电一体化产品更多系统、综合的应用是未来的发展方向。第五，当今时代的一大主题就是绿色环保，因此绿色环保化必然将成为机电一体化技术的又一发展趋势。绿色环保的产品有利于提高对资源利用效率，有利于减少对生态环境的破坏。这也决定了未来机电一体化技术的发展必然将实现资源与能源高效利用的绿色环保化。

三、小结

综上所述，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化技术在机电产业以及现代制造业中得到了广泛的应用和推广。机电一体化技术与各个行业和各种技术都实现了有机结合，并且这种互相融合的趋势也越来越广泛。除此之外，机电一体化技术必将朝着更加智能化、网络化、微型化、系统化、绿色化的方向发展，从推动我国制造业的快速发展，为国民经济带来更大的效益。

参考文献：

[1]方海容.机电一体化技术的发展及应用探究[J].现代企业教育，2014（12）：151-151，152.

[2]王雪艳.机电一体化技术在液压挖掘机中的应用探究[J].液压与气动，2012（5）：45-47.

机电一体化技术及项目应用浅析 篇4

1 机头流道几何参数的优化计算

1.1 对衣架式模头熔体流动机理进行系统分析的基础上, 对衣

架式模头中熔体的流动行为进行了合理的假设和简化, 采用HeleShaw流动模型和幂率粘度模型, 建立了衣架式模头内的非弹性、非牛顿熔体在等温条件下流动数学模型, 将灵敏度分析理论与成型模拟技术结合运用于衣架式模头流道优化设计中, 降低了衣架式模头的出口横向速率变化率。采用表征值方法根据等压线平行于模唇的流动模式, 考虑歧管斜率的影响对衣架式模头圆形截面歧管系统的设计公式进行了改进, 不但使模头结构设计与材料性能和流率无关, 而且修正了以前文献中对歧管斜率的忽略所造成的流率分配误差, 使流动均匀性指数增加到1。如在异型材挤出模具的压缩段与平直段之间加入了一个预成型段, 以使型材截面上各个子区域可以具有不同的平直段长度, 以达到调整流动均匀性的目的, 根据研究内容和目标的不同, 研究对象的区域也不同等。该方法采用的是有限体积法, 优化分析时只考虑平直段长度一个设计参数, 这对于复杂多变的挤出模流道设计来说是远远不够的。

1.2 几何模型衣架机头流道形状宽幅制品的挤板机头多采用

衣架机头, 在探讨衣架机头的优化计算时, 选取成型工艺好、机械加工容易、应用较广的线性锥形岐管式衣架机头作为研究的几何模型。衣架部分几何参数的优化计算如下, 衣架部分几何参数包括:岐管始端半径R0、岐管末端半径Rz、扇形部分缝隙厚度H和两岐管间夹角2θA。求解步骤如下: (1) 按网格分析法将衣架机头在Z方向分割成N等分微元, 在X方向分成8个区段。 (2) 设岐管半径按下面的线性方程变化。根据经验给出适当的约束条件, 就可以编辑合适的优化计算程序。经优化计算后便可求出岐管始、末端半径R0和Rz, 扇形部分缝隙厚度H和两岐管的夹角2θA。这样, 机头衣架部分流道尺寸就被基本确定。

1.3 阻尼棒和模唇区几何参数的二次优化计算式 (10) 与物料的

流变参数m, n, η, γ0, γ有密切关系, 用它作为目标函数求得的衣架部分最佳几何参数受到一定的局限性。因为在实际成型加工过程中物料和工艺条件是不确定的, 影响流变参数的因素很多, 从生产实际出发要求所设计的机头流道参数有较强的通用性和较为广泛的适应性。为此需要在上述衣架部分流道几何参数优化计算的基础上, 对机头其他部分流道尺寸 (诸如阻尼棒区和模唇区的几何参数) 进行二次优化计算, 用此优化值设计或调节机头其他部分参数, 使之适合不同物料和工艺的要求。

2 设计中的机电一体化

发泡板机头设计成衣架式结构, 流道形状像衣架形。发泡板机头的基本要求是聚合物熔体沿流道宽度方向的流率均匀, 能产生快速压力降, 出口模时沿宽度方向熔体温度一致、压力一致、发泡率一致。要满足这一要求, 在结构方面, 除流道结构为衣架形外, 对歧管的直径、歧管张角和缝隙高度等尺寸要进行优化计算。模唇可以更换以适应不同厚度制品和不同发泡率需要, 同时设计有口模调节装置和阻尼棒及其调节装置, 使得阻尼棒和模唇处的流道尺寸设计成可调的, 适时调节熔体沿宽度方向的流率分布。但是, 熔体在流道中的流动性除了与流道的结构与尺寸有关外, 还与温度场分布密切相关。温度场由加热与冷却装置控制, 考虑到模具和熔体在不同位置的传热和散热程度的不同, 应将机头沿宽度方向分成多个加热与冷却区 (本设计中1135m宽机头分为11个区) , 另外就是在上下口模中引进恒温油控制系统。实践证明, 机械结构上的单方面考虑, 还不能满足设计要求, 只有机械设计方面的综合考虑, 结合电气控制, 才能有效地控制机头流道中熔体的压力分布和流速分布, 实现连续均匀生产发泡塑料制品的需要。并能通过调节机械结构参数和电气控制参数实现不同厚度制品不同发泡率的要求。

3 挤出制品泡孔结构

挤管工艺流程塑料管材的种类很多, 按照所用原料的不同、管材性能与结构的差异, 可分为许多种工艺。原料为管材专用牌号的树脂, 成型后能够满足管材性能指标要求的, 可采用直接挤出工艺。为了检验本设计机头的实际应用情况, 在挤出发泡生产线中反复调试, 通过制品 (发泡板材) 的发泡成型情况来检验, 为此做制品横断面 (沿宽度方向) 和纵向截面 (沿流动方向) 的扫描电镜。是两种螺杆转速时横断面的泡孔结构, 两种螺杆转速时横断面的泡孔结构。

4 结束语

4.1 计算中采用非等温幂律流体的流动方程作为本构方程, 这比以往等温模型更接近实际。

当然也使计算难度加大, 但计算的精度提高。在机头设计中, 机头宽度方向分为数个温控区, 各区温度均可独立控制, 因而实际上流动是非等温的。采用半径呈线性变化的衣架岐管。这样大大方便了衣架机头的机械加工, 便于在生产中推广应用。

4.2 能适用多种物料的挤出加工。

在设计中, 设置了调节装置。由于流道尺寸经过二次优化计算, 加上实际挤出时还可通过调节装置适当调节流道的尺寸, 就使新研制的衣架机头适合多种物料和制品的挤出, 且能保证达到挤出制品的质量和产量。能为工艺条件的制定提供科学依据。因为用数值计算法可以预测衣架机头的压力、速度、停留时间分布以及挤出量, 这就为挤出工艺条件的制定提供了第一手可靠资料。

4.3 能适用不同厚度和发泡率发泡板材的成型。

设计中机电有机结合, 除了优化设计流道主要几何尺寸外, 通过调节口模调节装置、阻尼棒及调节装置、温度分区控制、更换模唇、口模恒温控制等多个环节, 可满足一定范围内不同发泡制品的成型需要。机头的设计效果通过成型制品的泡孔结构得到了检验。

参考文献

[1]李倩, 王利霞, 申长雨.塑料型材挤出模具内熔体的流动行为分析[J].工程塑料应用, 2001年11期.[1]李倩, 王利霞, 申长雨.塑料型材挤出模具内熔体的流动行为分析[J].工程塑料应用, 2001年11期.

机电一体化技术及其应用 篇5

随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术发展迅速，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前，机电一体化的系统构成已经越发的完善，应用也越发的广泛。

关键字：机电一体化 组成要素 发展状况 技术应用

一、机电一体化的研究方向

1.机械技术。

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

2.计算机与信息技术。

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术，即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

机电一体化技术及应用 篇6

关键词：机电一体化；应用；分析 ；

中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着相关技术的不断发展，其内容将不断更新。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、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元，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，它使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化技术的应用

（一）机电一体化技术在钢铁企业中的应用

1、计算机集成制造系统（CIMS） 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

2、现场总线技术（FBT） 现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

3、交流传动技术 随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。

4、开放式控制系统 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

（二）机电一体化技术在汽车行业中的应用

1、通过微机控制发电机系统：控制发电机单元的核心部位是利用微处理器设计的发动机集成大规模电路，通过各个传感器接受电压模拟信号传输至发电机单元，信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。将这些信息都作为重要基础，在控制发电机单元对燃料空气比例，点火时间，循环排气效率实施最好的计算，将最终的计算结果当做喷射阀燃料控制与点火设备的驱动信息进行输出，用来对空气与燃料质量之间的比例实施控制。当燃料与空气的比例增加时，燃料十分稀薄，点火就会非常困难，反之比例减少时，打火就会容易很多。

2、汽车雷达系统：在我们日常生活中，经常会找停车位，进行倒车，在汽车正常行驶速度下或者倒车减速时对于前后方距离的观察，检测是否有障碍物体，在有障碍物的情况下就会发出自动报警，进一步提醒司机发生交通意外，这是用到了机电一体化技术中的激光测距雷达系统，方便了我们的日常生活。

3、行车制动系统：为了使汽车在正常行驶的速度下直接降为直接停车，保证汽车行驶的安全性，在我们的汽车上基本都安装有行车制动器，在早些时候一般都是汽车后轮上装有制动器，但是随着汽车质量和行车速度的提高，仅仅靠后轮停车制动根本不能满足刹车制动的需要，这样才在前轮上也安装了行车制动器，运用了机电一体化技术，更为有效的防止了交通事故的发生。

（三）机电一体化技术在现代煤矿生产中的应用

1、机电一体化技术在采煤机械设备方面的应用：现代煤矿采煤机械设备方面，电牵引采煤机是机电一体化技术应用的典范。由于该机械设备应用了机电一体化技术，其具备了传统液压型牵引采煤機无法具备的特点和优势，例如其牵引特性极佳，采煤机在前进的同时为其提供强大的牵引力，在下滑的同时能自行发电制动，在大倾角煤层中也是应用自如。传统的液压型牵引采煤机必须配备防滑装置，而电牵引采煤机则是采用的制动器，技术在倾角高达40到50度的煤层也能应用自如。而这一切的优势，归根结底源于机电一体化技术的有效应用。

2、机电一体化技术在提升机械设备方面的应用：在现代煤矿提升机械设备方面，对机电一体化技术的应用效果最佳的就属矿井提升机，该提升机已经实现全数字化的交直流，其中内装式的提升机应用效果最佳，不仅把驱动和滚筒进行了有机整合，对机械设备的结构进行了有效的简化，还成为集计算机信息、自控、电力电子等电子信息技术为一体的煤矿提升机电设备。

二、机电一体化技术的发展趋势

（一）智能化 智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。

（二）数字化 微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。

（三）模块化 是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。

（四）网络化 网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能。

（五）自源化 自源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。

（六）人性化 人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说更自然，更接近生活习惯。

（七） 微型化 微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。

机电一体化技术发展及应用探析 篇7

关键词：机电一体化技术,发展,应用

1 机电一体化技术的发展

1.1 趋向智能化

智能化是机电一体化技术发展的主要方向之一。现代科学技术在这方面的研究也取得了优异的成果, 主要表现在机器人和数控机床智能化。所谓的机电一体化技术智能化是指对机械行为的一种描述, 这其中包括了对控制学、运筹学、模糊数学、心理学、生理学以及混沌动力学等相关知识的运用, 使其具备一定的人类智力, 从而自主产生预定行为。我们无可否认, 机电一体化产品具有一定的人为操控性, 要想使其完全替代人类工作是不可能的。但是, 通过一定的技术处理后赋予其较为低级的人类智能或部分智能, 则是可能实现的也是未来机电一体化技术发展的重点研究课题之一。

1.2 趋向数字化

数字化是现代机电一体化技术发展的标志, 是信息化网络时代的产物。微控制器的发展与应用为机电产品数字化夯实了基础, 例如, 数控机床设备与机器人的研发。在此过程中, 计算机网络的盛行与渗入, 为先进数字化设计技术和制造技术的发展引明了方向, 例如, 虚拟设计、计算机集成制造等。机电一体化技术发展趋于数字化对相关产品提出了更高的要求, 要求软件的设计与开发具备更高的稳定性、易控制性、可维护性、自我诊断甚至修复能力以及友好人机界面。数字化在机电一体化产品中的实现为机器的远程操控、诊断和修复提供了便利。

1.3 趋向网络化

网络技术的的发展与应用, 使得机电一体化产品变得更为实用和可靠, 受到了人们广泛的青睐。机电一体化技术趋于网络化, 其远程控制和监视技术得到了进一步的发展, 而远程控制终端设备又隶属于机电一体化产品, 因此, 我们应注重机电一体化技术在网络化时代的融入, 并将其列为研究的重点方向。现场总线和局域网络技术是现代科技发展的必然趋势, 将家用电器实现在以计算机控制为中心的家电网络系统当中, 从而为人们的生活带来更多的方便和快乐。所以, 机电一体化技术网络化是其未来发展的重点方向。

1.4 趋向微型化

微型化是一个现代科技总体发展的趋势, 更利于人们的操作, 从空间的角度实现了节约的目的。应用微型机电一体化技术生产的产品体积小、能耗少、携带方便、运动灵活, 其在医疗、军事、信息等方面的优势无与伦比。现阶段机电一体化技术在微型领域发展的瓶颈在于微机械技术, 其相关产品的生产加工采用先进的精细化加工技术, 主要包括光刻技术以及刻蚀技术两种。

1.5 趋向绿色化

机电一体化技术趋于绿色化体现在相关产品的设计、制造、使用和回收等各个环节, 要求其符合环境保护以及能源控制标准, 以尽量较少甚至是规避对生态环境的不良影响, 具有重要的发展意义。绿色化的机电一体化产品主要是指, 在生产制造和使用过程中对生态环境无害, 废弃后可以回收再利用。

2 机电一体化技术的应用

2.1 机电一体化技术在数控机床中的应用

我国在相关领域的发展具有近五十年的历史, 无论是构造设计、使用功能还是操控精度方面, 机电一体化技术在数控机床中的应用效果都极为明显, 如构造设计方面, 构造的总线式以及紧凑型、结构的模块化都得以实现, 这主要归功于对多CPU和总线体系结构的应用;使用功能方面, 开放式的设计加以WOP技术的应用使得机械智能化得以实现, 除此之外, 模块化的软件设计和大容量存储器的使用, 都大大提升了数控机床的可操作性以及其技术精度, 从而为先进产品的加工制造提供了良好的机械技术基础。

2.2 机电一体化技术在计算机集成制造系统中的应用

计算机集成制造系统又称CIMS, 是指以机电一体化技术的应用为基础, 从而实现各分散系统的优化和综合, 这样消除传统意义层面上部门之间界限的同时有利于达到经营决策和产品研发以及生产预备、实验甚至管理之间的有机化结合的目标。在此过程中, 相关企业各构造之间的集成度得到了大大的提升, 使得各生产要素之间的配置不断优化, 从而有利于各生产要素发挥其应有效能。

2.3 机电一体化技术在柔性制造系统中的应用

柔性制造系统又称FMS, 是指以机电一体化技术的应用为基础, 该系统构成含括了计算机、机器人、数控机床、料盘、自动化仓库、自动运输小车等, 其优势在于可根据生产装配的需要任意调整所需时间、地点以及数量, 尤其适用于种类繁多、批量不大且更改频率较高的零散零件的生产。

2.4 机电一体化技术在工业机器人中的应用

机电一体化技术在工业机器人中的应用历经了三个层次的转变, 第一个层次的工业机器人不具备智能化, 主要根据设置的要求进行同一动作或运动的重复, 其在作业环境以及对象变换中的适应能力较差;第二层次的工业机器人智能化程度则有所提升, 通过应用较为先进的传感元件, 使得机器人能够简单的分析并获取作业环境以及对象的一般信息, 继而经过计算机转化做出相应的判断, 从而依据反馈数据的不同控制运动的方式, 已初具实用性;第三层次的工业机器人智能化得到了一定的提升, 且表现的较为完善, 其不仅可将更多的感知信息传输给你, 而且可运行较为繁杂的逻辑思维, 并作出正确判断与决策, 继而控制机械的运行轨迹及方式, 具有较强的作业环境以及对象变换适应能力, 其行动表现出了一定的独立性, 这与第五代计算机的发展与应用有着密不可分的联系。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社, 2004.

论机电一体化技术的发展及应用 篇8

关键词：机电一体化,机械化,电子信息技术

1 机电一体化的发展历程

机电一体化最早出现于1960年, 这是其发展的第一阶段, 这个阶段也被称为发展初期。在初期发展中, 工作人员热衷与使用电子技术, 对很多机械产品进行性能完善。在第二次世界大战后, 人们对这种方法的热情更加高昂。在战争结束后, 一些军用的技术逐渐转化为民用, 对战后经济起到了积极的推动作用。工作人员在机电一体化技术的应用中, 还处于自发情况, 这主要因为当时的经济水平比较落后, 电子与机械的结合还不够完善, 很多已经开发的产品却无法大量推广。

在1970-1980这个时间里, 是机电一体化发展的第二阶段, 这是一个技术蓬勃发展的阶段, 在这个时间, 计算机、计算机控制和通讯技术都得到了较好的应用和发展, 这些内容都为机电一体化的发展奠定较好的基础。在集成电路和微型计算机大规模发展的过程中, 工作人员应为机电一体化发展提供理论和物质基础。

在1990年以后, 机电一体化逐渐向智能化方向发展, 并迈入了新的阶段, 进入了深入发展阶段。从某个角度进行分析, 通信技术和光学技术, 能够较好的为机电一体化服务。在机电一体化中, 加工技术逐渐起重要作用, 称为新的分支[1]。机电一体化的系统建设和集成分析等手段, 都需要进行深入研究。在人工智能技术、神经网络的影响下, 工作人员在学科的创新中, 取得了较高的成就, 使机电一体化拥有更加广阔的发展空间。在机电一体化的发展中, 逐渐形成了完整且完善的科学体系。

我国的机电一体化, 从1980年开始发展与研究, 经过大量工作人员的长期努力, 虽然与发达国家的发展水平还有较大的差距, 但是, 已经拥有比较完善的结构。机电一体化技术的应用主要存在三方面的问题, 一是产品的质量不够稳定, 产品的水平比较低;二是技术的进步程度不大, 缺乏高水平的产品;三是科技基础比较弱, 在机电一体化发展中, 自主性比较差, 其发展缺乏推动力, 在很多领域有很大的差异。

2 机电一体化技术的应用

2.1 机电一体化的应用形式

机电一体化的应用, 主要通过不同的形式, 在各个行业中得到较好的应用。主要的内容有光电机一体化、自律分配系统化和微型机电化和全息系统化。

首先是光机电一体化。普通的机电一体化, 主要是传感器、能源系统、信息处理系统等部件修改而成的。在此基础上进行光学技术的引进, 能够有效应用光学的重要优势, 然后机电一体化技术进行改进。所以以此分析, 光机电一体化是机电产品发展的重要方向。

其次是自律分配系统化[2]。这种情况, 主要是因为机电一体化拥有较好的控制功能, 但是在实际操作中, 为了更好提升灵活性, 要制定自律分配系统。该项系统中, 各个内容都能够相互独立运作, 充分体现自律性。在不同的环境下, 系统能够体现出不同的反映, 并根据一些附加信息, 改善行动。在这种操作与控制中, 要避免系统出现运行故障。

再次是微型机电化。目前我国工作人员在应用机电一体化技术中, 经过利用半导体器件, 使用蚀刻技术。这种方式, 主要应用于实际产品, 无需区分控制器和机械部分, 从而更好的与电子融合。在机电一体化技术应用中, 机体、执行器、传感器等CPU可以集成在一起, 这是该项技术的有效应用之一。

最后是全息系统化。机电一体化的应用, 逐渐在全息功能中发挥着重要作用, 有更高的智能化程度。这种情况, 主要是采用模糊技术和信息技术, 尤其是软件和芯片技术等, 通过这种方式能够形成复杂的应用局面。

2.2 机电一体化的实际应用

从市场的反映分析, 机电一体化在多个行业中都得到较好的应用, 如在饮料行业、现代机械制造和钢铁行业中:

在饮料行业中, 机电一体化技术的应用, 能够简化人工操作。传统的饮料生产流水线, 都是由人工进行操作, 而机电一体化技术的使用, 能够提升机械化水平, 实现饮料包装的自动化控制, 导致饮料行业的质量和生产速率有所提升[3]。这种技术的有效应用, 在激烈的市场竞争中, 能够发挥重要的作用。

在现代的机械制造行业中, 机电一体化技术也得到了较好的应用。从实际应用进行分析, 传统的机械制造和现代机械制造, 有比较大的差别。其中传统的形式主要是经营模式, 通过增加生产规模, 对整个生产进行优化。在现代机械制造业中, 若使用机电一体化技术, 主要是以信息为载体, 应用先进的生产模式, 通过管理系统提升企业的市场竞争力。现代机械制造业中, 有多种高新技术方法, 需要使用电子计算机技术, 从而得到最好的生产效果。

在钢铁行业的应用中, 可以应用机电一体化技术, 提升该行业的应用水平。这种方法不仅提升了钢铁行业的生产效率, 还为钢铁行业的未来发展奠定有力的理论基础, 其内容主要包括以下几个方面:

首先是计算机集成系统的应用, 这种方式能够有效将钢铁生产的各个流程联系在一起, 然后进行整个过程的一体化控制。其次是钢铁生产的总线控制技术, 这种技术是通过连接设置, 对室内的所有设备进行数字化操作, 实现双向以及多种通信的一体化链路。这种技术需要大量的数据作为保证, 增加其准确性。最后是交流传动技术的应用, 在计算机技术高度发展的今天, 交流传动技术得到了较好的应用与发展, 具有较为完善的优越性。各行业领域数字化水平提高, 使得以往复杂的矢量控制技术简单化, 交流传动技术在钢铁生产中的应用效果越来越成熟。

3 机电一体化技术的未来发展

我国自发展机电一体化技术以来, 从开始的微电子、信息技术、计算机技术, 逐渐经过通信技术, 延伸至数字化、网络化, 通过这个内容, 能够推动信息社会发展。在当代社会, 经济、科技都发生了比较大的变化, 工作人员要全面了解机电一体化在各个行业的作用, 然后结合实际情况, 展开分析, 下面对机电一体化的未来发展进行阐述。

首先机电一体化技术在发展中, 融合多种技术系统, 主要内容有传感系统、动力系统, 信息处理系统和先进的机械部件等。例如在光学技术应用中, 工作人员能够引进机电一体化技术, 从而更好的提升系统功能, 促进机电技术发展。

其次在未来发展中, 机电一体化技术的应用会更加精准, 拥有更好的控制效果和执行效果, 从而提升系统的柔性, 通过这种方式, 能够较好的建立系统的应急模式。在系统本身性能的应用中, 会遇到一些问题, 工作人员应结合设备的实际情况, 进行合理的系统分配。这种方法能够让工作人员根据环境做出不同的反应, 更好的改善子系统中的信息, 提升系统的柔性能力, 避免因为系统故障, 影响整个的正常运行。

最后是机电一体化的智能化发展, 这个内容主要是为了更好的推动技术发展, 并进行不断更新。智能化体系的合理应用, 能够提升机电一体化技术的应用效果, 增加其智能化水平。在智能化一体化技术的发展中, 各个行业中机电一体化技术得到了较好的应用, 并形成了未来机电一体化技术的发展的重要方向。

4 结语

在当代社会发展中, 机电一体化技术在经济活动中发挥着重要的作用, 在社会的各个领域取得了较好的成绩。机电一体化的应用, 主要通过不同的形式, 在各个行业中, 得到较好的应用。主要的内容有光电机一体化、自律分配系统化和微型机电化和全息系统化。工作人员应结合实际情况, 对机电一体化的应用环境进行分析, 然后以此为基础, 不断发展和研究。在科学技术发展的推动下, 机电一体化技术的应用层面越来越广。在不同领域中, 技术能够取长补短, 相互融合, 促使机电一体化的发展。

参考文献

[1]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作, 2013, (08) :231.

[2]邱俊.论机电一体化技术的发展和应用[J].旅游纵览, 2013, (12) :346.

机电一体化技术及应用 篇9

煤炭行业在中国社会中的经济地位显著提高, 高新科技不断发展, 使得这个行业的竞争也越来越激烈, 想要在竞争中占得一席之地, 需不断完善管理的制度和结构, 积极面对工作中遇到的挑战, 实现机电一体化的稳定运行, 提高相关部门的管理能力, 将生产过程中的安全和效率作为煤矿企业的工作重心, 实现煤矿企业的经济效益最大化, 建立一个安全、高效、结构优化的生产模式, 为煤炭行业的发展做出巨大贡献。

1 煤矿机电一体化技术的应用概述

机电一体化是各高校一门实用的工具学科, 是传统机械工程向微电子技术过渡中形成的新兴技术, 它巧妙融合了电气工程、机械工程和计算机技术, 是一门自动控制技术、微电子和机械的交叉学科, 具有极高的综合性。在机电一体化技术发展的过程中带动了很多相关技术的兴起和应用, 早在20世纪80年代, 中国就成立了机电一体化领导小组, 成为了“863”技术中的一个重要组成部分, 机电一体化技术迅猛的发展让传统煤炭行业的生产看到了新希望, 并迅速应用到了生产领域中, 极大地改善了生产强度, 提高了安全系数。

随着机电一体化产品迅速生产, 煤炭行业很快将其投入使用, 中国现已可生产出利用计算机控制的矿井供电设备、掘进机和胶带传送机, 广泛应用到了煤炭行业中, 控制室的操作环境也变得越来越数字化和网络化, 极大减轻了工人的负担, 很多设备都可实现远程操作, 能随时监控井下的运行状态, 降低了工作人员的伤亡率, 也可根据需要自行调整采煤工作速度, 及时对工作中出现的异常情况进行处理, 通过反馈及时调整应对策略, 善于采用现代化的技术手段, 结合网络的优势, 融合了3G/4G移动通讯系统, 在硬件和软件方面也有了极大的提高, 使数据监控和图像监控的工作更加专业化、标准化, 提高了数据的实时性、准确性和科学性, 将机电一体化的作用发挥到了极致[1]。

机电一体化在运输过程的应用极大地提高了矿井下的运输能力, 且已成为当今主要的运作方式, 与传统运输方式相比, 引入了计算机控制系统, 改进了皮带机的控制部分, 由于带式的机械运输量大、距离比较远, 可使用计算机对皮带机的惯性载荷量进行有效控制, 另外在皮带机上组建计算机控制系统, 实现在工作过程中的自我保护和准确评估, 也可对煤矿的运输量进行统计和监控, 极大地方便了生产量的核算, 节省了大量时间。

2 煤矿机电一体化在管理过程中存在的问题

a) 煤矿管理人员不明确自己的管理职责。机电一体化设备的引进极大提高了煤矿生产的稳定性, 然而, 很多煤矿企业管理工作人员在落实规章制度方面还存在许多问题, 不够重视机电设备的巡检工作, 不能对出现故障的装置进行及时维修和更换, 对机电设备的运行数据不能进行科学有效的分析, 为以后的工作带来的很大安全隐患, 严重制约了机械设备的使用性能, 降低了生产效率, 使煤矿企业的经济蒙受了巨大损失, 且导致较高的事故发生率, 其中, 由于职责不明确而造成的各类煤矿死亡事故起数见表1;

b) 机电管理队伍素质较低, 专业技能较差。机电一体化技术的应用对于煤矿产业来说是一个重大创新, 机电管理的工作人员没有引起足够重视, 没有形成良好的管理队伍建设体系, 管理队伍人员素质比较低, 综合能力还有待加强, 当发生突发状况时不能机智灵活地进行处理, 不能及时实现管理目标, 给生产工作带来了极大影响, 另外, 管理队伍没有系统的培训和教育工作, 管理技能还不够专业化, 给产品质量带来了极大影响, 甚至在对生产环节中基础理论的认识存在错误, 管理部门对配置人员要求较低, 不能保证设备工作的最佳性能[2];

c) 管理设备存在安全隐患。很多煤矿企业的设备都是工作了好多年的机器, 一般都带有旧、老、顿等缺陷, 不能进行及时维修和更换, 在日常工作中埋下很大的安全隐患, 达不到《煤矿安全规章》标准, 很多环环相扣的装置系统不够健全, 比如:提升系统没有缓冲装置和托罐装置;没有及时做好设备后期保养, 造成很多机器被腐蚀和锈蚀;很多实验记录不规范甚至数据丢失, 给后期分析工作带来了很大的不便, 工作中的危险系数也在不断增大。中国2008年—2013年的煤矿事故统计分析见图1。

3 煤矿机电一体化的管理策略分析

3.1 对机电工作人员授权职责统一管理

在管理过程中, 给予机电工作人员一定的部门职权, 方便统一的人员管理。一般情况下, 部门的职权主要有:制止违章作业权、编制部署机电工作计划权、追查机电事故权等, 每个职权都应具体到每个管理人员, 做到权责分明。在机电管理过程中可从以下几方面进行:a) 合理安排机电设备的运行计划;b) 及时提报易损配件;c) 及时追查煤矿生产过程中的事故, 找到事故发生的原因;d) 对违章操作进行严肃批评教育, 给其它部门以警戒。

3.2 组织专业的培训强化管理队伍

由于管理人员在进行管理工作的过程中没有进行系统培训, 导致技术不够专业, 因此对于管理人员的培训工作也是机电一体化管理的重点。最为重要是岗前培训工作, 岗前人员进行基本的对工作制度的了解和认识, 了解规范操作的重要性和违章操作的危害性, 对于入岗后的管理人员要进行工作内容的培训工作, 系统学习专业知识, 改变以前错误的思想观念和认识, 不断总结工作中的一些经验教训, 逐步完善, 才能使管理队伍逐渐强大起来。

3.3 及时查修设备管理设备提高设备性能

在必要的情况下, 提高设备管理的标准化水平, 成立专门领导小组, 相互谈论和借鉴管理经验, 针对不同设备经常出现的问题, 提出系统的解决方案, 并投入到实际工作中, 不断提高设备性能, 另外, 还需组建一支高标准的检修队伍, 专门对煤矿生产中的设备进行维修, 记录必要的维修数据。每当数据积累到一定的程度, 考虑更换新设备, 及时与上级相关的部门进行沟通, 为企业效益着想, 使设备性能达到最大化[3,4]。

4 结语

机电一体化技术是支撑企业发展壮大的强大动力, 掌握好机电一体化管理在煤矿产业中的应用, 会给产业带来意想不到的经济效益, 不断使管理水平达到国家要求的标准。要及时调整计划和策略, 实现煤矿生产的高标准, 深刻了解机电一体化技术在煤矿企业发展中的重要意义, 从思想上重视起来, 不断强化自身技术能力, 提高专业水准, 优化管理体系, 改革管理方式, 不断促进煤矿产业的发展。

参考文献

[1]杨劲伟.煤矿机电一体化技术的应用及管理研究[J].内蒙古煤炭经济, 2014 (4) :8-9.

[2]张俊杰.煤矿机电一体化技术的应用及管理研究[J].能源与节能, 2015 (5) :31-32.

[3]王庭国.我国煤矿机电一体化技术的应用及管理[J].科技传播, 2015 (19) :79.

机电一体化技术及应用 篇10

关键词：煤矿机电一体化,技术,应用

前言

我国的煤矿行业从早期的手工劳作到现在的高科技技术的应用, 其技术水平已经达到了一定的程度, 我国煤矿行业的机电技术也在此阶段不断的得以发展, 机电技术的高适应性、大型化、大功率化、自动化等优点为其服务的行业带来了巨大的动力, 成为现代化煤矿机电技术发展的重要部分。在现代机电工程中, 机电一体化技术是煤矿行业中的一个重要部分, 其技术的应用与推广对煤矿企业起到了极大的推动作用。

1 机电一体化技术的发展现状

随着煤矿行业的不断发展, 煤矿生产水平也在不断的提高, 机电工程的控制水平也要随着行业的发展而得以提高, 从而也加快了机电一体化技术的发展。近年来, 我国的煤矿机械设备很多都应用了机电一体化技术, 但是这种技术还不够系统化, 这种技术在我国的大中型煤矿企业中应用的较多, 我国的煤矿企业在机械装备上应用机电一体化产品更多些;在煤矿的井下, 智能设备已被应用, 例如井下智能机器人、智能化作业设备等, 这些都是机电技术所提供的机械设备, 但我国井下机电设备的能力不高, 可靠性和检测智能控制水平也不能达到高标准, 这样会影响到工作的安全生产;我国的煤矿作业部分都安装了监控系统, 这也提升了井下作业的安全性, 但由于监控系统还是存在一些缺点, 缺少相配套的传感器设备, 并且其维护的工作量也较大, 以致监控系统工作可靠性不高;在矿井运输提升设备中, 机电技术应用到在这些设备中, 其设备的在运行上更为可靠, 设备的效率也较高, 提升设备的自动化。

2 煤矿机电一体化技术的应用

2.1 矿井运输提升产品的应用

现在, 大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化, 采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外, 计算机控制系统发展也非常迅速, 它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能, 如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障, 可能在某些方面没有面面俱到, 在使用上还不能满足一些功能, 但是从发展的角度看问题, 这的确是一个很好的开始。目前, 我国直径在两米以上的提升机有1700多台, 其中90%为交流提升机, 并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速, 电控系统部分绝大多数仍采用继电器--接触器系统, 只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动, 虽有部分可控硅供电系统, 也均为模拟量控制。而PLC可编程控制器使用比较简单, 程序设计起来也比较容易, 不需要一些复杂的输入输出接口装置, 抵抗外界的干扰能力也很强, 因此, 它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。

2.2 综合机械化采煤

1970年, 我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面, 并在大同矿务局进行试验使用, 一直试验使用到80年代后期, 这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展, 推动了煤矿自动化的发展进程, 同样, 采煤机也由液压牵引开始转向电牵引;液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展, 以计算机为核心, 采用电液控制, 移架自动化得以实现。另外, 对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置, 实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用, 使设备动作趋于协调, 且安全性、可靠性大为提高, 操作性能更加完善, 为煤炭企业带来了更高的经济效益。

2.3 矿井安全生产监控系统

目前大多数矿井的监控系统不完善, 使用的效果也不尽如人意, 其中主要的是问题出在传感器方面, 在使用过程中传感器的稳定性差, 寿命较短, 虽然各方面研究部门投入了大量的研究工作, 在一些关键部门进行了相应的改进, 但是效果依旧不是很明显。在国外, 由于计算机网络软硬件技术发展很快, 运行速度和质量也在不断提高, 传输介质由同轴电缆发展到光缆, 信息媒体由字符发展到声像, 煤矿的安全监控系统有了很大的发展, 他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品, 一些高校、科研所和企业正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。

3 煤矿机械中机电一体化技术应用的意义

3.1 煤实矿现机了械煤机矿开电采的高效生产一体化技术的

应用, 在很大程度上提高了矿山开采效率, 改变了以往落后的生产方式和作业模式, 极大降低了工作人员的劳动强度。

3.2 提高了矿山开采的经济效益

机电一体化不仅是机械设备上的一次全新的进步, 同时也给煤矿带来了前所未有的进步, 一方面采煤量有了很大程度的提高, 其次, 煤矿工人的劳动强度适当得到了减轻;再次, 机电一体化在煤矿中的应用, 降低了矿山的开采费用, 使煤矿的经济效益得到了增加, 同时还带动了相关产业的发展, 在很大程度上推进了地方经济的进步。

3.3 提高了安全的煤矿开采工作环境

煤矿工作本身就是一个高危险性的工种, 每年煤矿的事故都会有所发生, 煤矿的工作安全性时刻危及着人们的生命财产的安全, 机电一体化技术在煤矿中的应用, 在很大程度上降低了事故的发生率, 不仅在一定程度上提高了工作效率, 还在安全方面有了很大的保障。

4 对我国煤矿机电一体化技术发展建议

应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的核心装置, 因为计算机运算和存贮能力非常强, 且体积和功耗小, 更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品, 在设计煤矿机电一体化产品时, 应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机, 从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平, 使设备能自动适应环境并以最优的状态工作。

5 结语

综上所述, 随着我国煤矿事业的发展, 机电工程在其中也起着越来越重要的作用, 并向着智能化的方向发展, 机电工程涉及的专业和领域较多, 其在技术方面也有了较快的发展, 随着人民生活水平的提高, 人们对机电工程的质量的要求也越来越高, 特别是在煤矿领域中, 我国的煤矿电气传动和自动化方面的应用都取得了一定的进展, 机电一体化技术的进步与发展也带来我国煤矿行业的发展, 机电一体化技术的实效性和安全性都在煤矿行业中得以体现出来, 因此把握好机电一体化技术的应用及发展工作也显得越来越重要。

参考文献

[1]张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].学术探讨, 2008.[1]张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].学术探讨, 2008.

[2]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报, 2007.[2]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报, 2007.

机电一体化技术及应用 篇11

关健词：机电一体化；技术；工程机械；应用

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着相关技术的不断发展，其内容将不断更新。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、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元，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，它使工业生产由“机械电气化”迈人了“机电一体化”为特征的发展阶段。本文主要介绍了机电一体化技术在工程机械中的应用及发展。

1、机电一体化技术在工程机械中的作用

1.1 电子监控、自动报警及故障自诊

即对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的运行状态监控，工作中一旦出现异常现象，能自动报警并准确地指出故障的部位，从而改善驾驶员的工作条件，提高机器的工作效率，简化设备维护检查工作，降低使用维修费用，缩短停机维修时问，延长设备的使用寿命。

1.2 节能降耗，提高生产率

传统工程机械的能量利用率较低.例如液压挖掘机的燃料能量利用率仅为30%左右.如此低的能量利用率迫使工程机械的发展必须着眼于节能。日本小松公司挖掘机采用新型节能控制器。具有良好的节能效果，燃料可节省23%；日本日立公司挖掘机节能控制系统采用了卡特电子效率控制系统，通过对发动机和泵的综合控制，使功率的利用率可达98% .同时生产率也大大提高。

1.3 保证成品的作业精度

电子控制系统应用到工程机械设备上，可以使称量变得更为精确，使称量过程自动化，避免了人工测量误差较大的弱点，使成品的作业精度明显提高。电子自动测量还节约了人力资源，降低了施工人员的工作强度，高效、快捷，符合现代工程施工的要求。

1.4 降低劳动强度

机电一体化技术的引入，使工程机械施工操作过程实现自动化或者半自动化。操作者可以更好地借助机械设备完成各种工作，劳动强度降低，工作效率却提高了，也减少了由于技术原因而导致的失误，实现了自动化、标准化的操作。工程质量和精度得到了充分保证，劳动力资源也可以得到更加合理的配置。

2、机电一体化在工程机械中的应用

机电一体化技术从20世纪70年代中期开始在国外工程机械上得到应用。80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起.推动了工程机械制造技术的迅速发展，特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在工程机械上的应用，从根本上改变了工程机械的面貌，极大促进了产品性能的提高，使工程机械进入了一个全新的发展阶段。以微机或微处理器为核心的电子控制系统目前在国外工程机械上的应用已相当普及，并已成高性能工程机械不可缺少的组成部分。工程机械的机电一体化和智能化将是今后的发展方向现代工程施工中，工程机械的性能、自动化程度及其经济性等可直接影响到施工工艺的好坏：而工程机械的电气与电子控制系统部分质量与性能的优劣又直接影响到工程机械的动力性、经济性、可靠性、施工质量、生产效率及使用壽命等。电子控制系统已成为现代工程机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展及对产品性能要求不断提高，电子控制系统在工程机械中所占的比重将会越来越大.其功能将会越来越强，应用范围也将越来越广，而且其复杂程度也随之提高，这样就对使用与维修人员提出了更高的要求。

3.机电一体化技术的发展趋势

3.1 智能化趋势

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。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，以求得到更高的控制目标。

3.2 微型化趋势

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。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，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，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.3 网络化趋势

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了翻天覆地的变化。机电一体化新产品一经研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术迅速发展起来，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。这也使机电一体化技术朝着网络化方向发展成为必然趋势。

3.4 系统化趋势

系统化的特点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。系统化的特点之二是通信功能的大大加强，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。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，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。

3.5数字化趋势

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

3.6人性化趋势

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

4、结语

总之，机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，对机电一体化专业人才的需求也是社会发展的必然趋势。如何把机电一体化技术应用到工程机械乃至更广泛的领域中，为社会经济发展做出更大的贡献，为人们的生活提供更多的便利和乐趣，这是现代科学技术发展的必然结果。

参考文献：

[1]黄宋义.工程机械中机电一体化的应用[J]. 科技资讯. 2009

机电一体化技术及应用 篇12

1机电一体化技术的主要功能特性

先进机电一体化制造技术是在常规制造技术的基础上, 充分引进和吸收机械电子、电力电子、计算机信息、传感器、能源及现代管理等技术, 发展起来的优良产物, 综合应用到机械制造生产全过程, 实现优质、高效、低耗、操控便捷、清洁环保的生产, 取得非常良好的技术经济效益。机电一体化技术在实际应用中的主要功能特性, 体现在以下多个方面, 即:

1.1能够根据逻辑程序控制要求完成各种功能, 并具备记忆、数据运算、逻辑控制、历史数据分析、信息功能相互转换等功能。从而实现机电设备的高性能、多功能化、数字智能化、网络集成化等功能特性。

1.2结构紧凑集约化。使机电产品向着轻、薄、细、巧等方向迅速发展, 并结合标准化、模块化集成体系进行设计、制造和应用, 可以大大提高机械结构、电控系统间的交互共享性能和兼容性。微机电一体化设备的研发应用, 其具有的体积小、耗能少、运动灵活等优点, 可以进入到常规机械设备无法达到的空间进行操作, 易于实现精细化、精益化操控, 在生物医疗、军事、信息等工程领域, 具有不可比拟的强大优势。

1.3结合系统内部的DSP数据处理系统, 可以根据负荷及设备实时运行工况状态, 按照预设程序要求进行调整与控制, 确保设备长期工作在最优工况, 具有明显的节能降耗优点。

1.4具有远程操控、在线监测、自动监视、自诊断功能, 以及一些智能决策等功能, 使系统运行的安全可靠性和性能水平得到大幅度提高。

2机电一体化技术研究应用技术核心

在人们的日常生活、工作、生产、休闲等过程中, 自动化机械、电子产品、信息化处理设备、智能化控制系统、自动化医疗器械、集成网络化安全监控系统等机电一体化产品或系统, 其运行过程中均离不开相关执行机电元器件为其提供动力或驱动信号。由于执行元件或机构与电子控制系统间不能直接互联, 即需要一个中间驱动部件来实现机与电间的相互转化。被驱动机械元件通过驱动部件在电子控制系统下, 按照流程接收调控指令, 并将相应电信号转换为机械信号, 通过能量转换完成相应的目标输出。常规的机电一体化技术在实际应用中, 仅考虑机械技术、传感器技术、信息处理技术的简单互联, 其生产出来的产品体积结构庞大, 操作笨拙, 性能偏差大, 已经不能满足用户提出的更高调控性能和功能需求。为了满足用户需求, 并且提高各控制子系统间数据信息资源的交互共享能力, 确保其有较高性能水平, 就必须在发展机械技术、精加工技术、传感器技术、信息处理技术、接口技术、带源化技术、通信技术等基本核心技术的基础上, 从全局功能结构出发, 用系统顺序逻辑控制观点和方法, 通过合理的系统集成和信息互享, 解决好每个功能子系统和模块间的信息处理和传输, 实现各功能子系统间信息的相互集成共享, 完成机、电、控系统信息数据的统一集成和功能的集成统一, 使整个机电系统功能得到正常发挥, 实现最优化的系统控制功能水平。

3机电一体化研究应用发展方向展望

机电一体化是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科相互交融发展起来的优良技术, 它的发展和进步大大推动现代工业的迅速发展[2]。机电一体化技术的应用发展的主要方向是:智能化、模块化、轻量化、带源化、绿色化等。

3.1智能化

随着集成电力电子技术、计算机技术、数字处理技术、通讯技术等在工业生产中应用的进一步完善, 以全数字式现场总线技术为代表的现场控制总线仪表和机电设备的大量应用, 使得常规现场控制技术及现场控制机电设备的功能发挥和性能得到全面提高。尤其是PLC控制器、变频器、PID调节器、IED智能电子元件, 以及其它智能控制设备和运算方法的飞速发展及在机电设备上的广泛应用, 使得机电设备的综合网络化、集成自动化、网络智能化水平程度越来越高, 不仅使得机电设备的操作变得更加便利、安全, 同时使其能源消耗降低, 达到较好的节能降耗效果。高性能、高速度微处理器在机电一体化产品中的应用, 赋有其低级智能或人的部分智能运算分析功能, 使其具有一定判断推理、逻辑思维及自主决策等能力, 获得更高的控制性能和目标决策, 是完全可能且非常必要的。智能化是机电一体化研究发展的一个非常重要的发展方向, 实现对人类专家制造智能知识的统一收集、完善、继承和发展。

3.2模块化

机电一体化产品其种类和功能作用较繁杂, 让其自由进行数据信息的交互共享是一项十分复杂的事, 尤其是产品性能兼容性和功能通用性。因此, 为了提高机电设备应用范围和普及型水平, 有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等模块化的机电一体化产品, 即可以实现像“搭积木”一样让客户根据功能要求自由选配组合。根据需要选择“性价比”较优越的机电一体化产品, 以实现设备信息资源的集约和优质服务。

3.3轻量化

结合机械设备的精细化和集成电路的微细加工技术, 可以实现机构、驱动器、信号传感器、控制器、以及电源等功能模块有机集成在一个很小的多晶硅上, 获得机构完整、性能完备的MEMS微型电子机械系统, 使得整个机构尺寸压缩到几个毫米甚至几百微米。MEMS微型机电一体化技术, 在工业、农业、航天、生物医学、家庭服务等行业中的广泛应用, 机电产品将像紧凑化、集约小、轻量化、精细化等方向发展, 给机电产品生产制造领域带来深刻的技术革命。

3.4带源化

机电一体化产品自带能源无需外部供电, 通过太阳能电池、燃料电池, 以及各种高性能大容量电池的合理运用, 将给机电一体化产品带来巨大的使用便利性。

3.5绿色化

设计绿色的机电一体化产品, 是未来机电产品符合生态环保功能的重要技术手段。绿色化机电一体化产品, 其使用时不污染生态环境, 生产时不产生机电垃圾, 同时能回收再利用, 实现节能降耗和绿色环保的性能。

摘要：对机电一体化技术的主要功能特性进行简单阐述后, 指明机电一体化技术研究应用核心技术内涵, 并对机电一体化技术的智能化、模块化、轻量化、带源化、绿色化等发展方向进行了展望。人机一体化的机电一体化技术产品, 在各行各业中具有非常广阔的应用前景。

关键词：机电一体化,智能化,模块化

参考文献

[1]杨春光.我国机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技促进发展, 2007, 3 (28) :6-8.