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篇1

[論文摘要]機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。

一、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。

（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量儀等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量儀器或儀表來實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

篇2

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。

（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過改變控制程序來實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量儀等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。

④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量儀器或儀表來實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

（四）信息處理及控制系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策，以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。

（五）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其相應(yīng)的軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

篇3

【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

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3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動(dòng)化,2006(6).

篇4

隨著經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電一體化技術(shù)也獲得了較大的發(fā)展。在煤礦產(chǎn)生過程中，許多煤礦企業(yè)將電一體化技術(shù)不斷應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，對(duì)大部分煤礦生產(chǎn)機(jī)械的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)控，并通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，大大降低了煤礦機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)的安裝難度，使得系統(tǒng)抗干擾的能力也得到了較大的提升[1]。但從目前我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展情況來看，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)還處在起步階段，與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大差距，許多地方還需要不斷改進(jìn)及提高，例如機(jī)械的信息量比較大、自動(dòng)控制的功能擴(kuò)充難度大等，煤礦機(jī)電一體化管理也還存在諸多不足，限制了煤礦機(jī)電一體化水平的提高，具體體現(xiàn)如表1所示。針對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)存在的上述不足之處，煤礦企業(yè)要對(duì)其給予高度重視，在實(shí)際生產(chǎn)過程中加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，并實(shí)施科學(xué)、有效的機(jī)電管理，以為煤礦安全、穩(wěn)定、有序的生產(chǎn)提供可靠保障。煤礦生產(chǎn)是一項(xiàng)危險(xiǎn)性較強(qiáng)的工作，而機(jī)電一體化技術(shù)又貫穿各個(gè)煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中，因此，要保證機(jī)電一體化技術(shù)的有效應(yīng)用，煤礦企業(yè)就要結(jié)合自身發(fā)展實(shí)際制定出科學(xué)、合理的機(jī)電一體化操作手冊(cè)以及技術(shù)指導(dǎo)手冊(cè)等，并定期對(duì)相關(guān)設(shè)備實(shí)施離線檢點(diǎn)，對(duì)檢點(diǎn)生產(chǎn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的匯總、分析[2]。同時(shí)加大資金投入，積極更換老舊設(shè)備、引進(jìn)新技術(shù)及新設(shè)備，并做好檢修工作，才能盡早排除安全隱患，確保機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)備的正常運(yùn)行，為煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供基礎(chǔ)保障。

2我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用展望

在我國各個(gè)煤礦企業(yè)的實(shí)際發(fā)展中，各種大型機(jī)械設(shè)備越來越多的被廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)，機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)輸出的功率也不斷加大，這就需要煤礦生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)不斷向高壓方向推進(jìn)。隨著科技的不斷進(jìn)步，機(jī)械化生產(chǎn)模式在我國的煤礦生產(chǎn)之中的應(yīng)用日漸普及，其機(jī)械生產(chǎn)的多元化、智能化以及一體化水平也大大加強(qiáng)，這對(duì)機(jī)械數(shù)據(jù)處理也提出了越來越高的要求，目前傳感器及微處理器等相關(guān)原件也能較好的滿足相關(guān)要求，在機(jī)電一體化技術(shù)中對(duì)其給予有效使用能夠有效增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的性能，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的效率[3]。在煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的過程中，要確保及技術(shù)的有效性、科學(xué)性及適用性，就一定要遵守持續(xù)性原則，并對(duì)機(jī)械設(shè)備的燃油功率進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)化管理控制，才能使機(jī)械設(shè)備的節(jié)能效果得到進(jìn)一步提高。此外，在機(jī)械節(jié)能的時(shí)候，還要對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的效率給予全面考慮，加強(qiáng)對(duì)新材料、新技術(shù)、以及新工藝的應(yīng)用，并在確保機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率的前提下，重點(diǎn)關(guān)注節(jié)能效果的發(fā)揮。在實(shí)際的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生過程中，要有效應(yīng)用傳感器、通訊媒體以及微處理器等先進(jìn)設(shè)備，需要功能較為強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件來做支撐，才能促進(jìn)其應(yīng)用效果的發(fā)揮。在煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，電流變流體技術(shù)是其可行的發(fā)展方向，將這種技術(shù)應(yīng)用到煤礦機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)之中，能有效降低其能量的消耗，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，且操作較為簡便，應(yīng)用前景較好[4]。此外，由于各種高級(jí)語言、匯編語言的廣泛應(yīng)用，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的軟件開發(fā)也具有了較為廣闊的發(fā)展前景。

3結(jié)束語

篇5

當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)“百家爭(zhēng)鳴”的科學(xué)技術(shù)時(shí)代，各種科技的相互滲透，使得機(jī)電一體化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域里都發(fā)揮出了不可替代的作用。

1.1在建筑材料生產(chǎn)中的應(yīng)用目前，我國在施工建設(shè)方面的要求越來越高，相應(yīng)的，對(duì)于建筑材料的生產(chǎn)更是提出了較高的要求。這樣一來，機(jī)電一體化技術(shù)就成了有關(guān)單位的首要選擇。畢竟機(jī)電一體化是一種綜合技術(shù)，其高質(zhì)量、高性能、多功能、低能耗的特性對(duì)于建筑材料的生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。此外，材料的級(jí)配控制對(duì)于現(xiàn)代建筑和公共設(shè)施相當(dāng)重要。一旦有級(jí)配誤差現(xiàn)象的出現(xiàn)，必定會(huì)減短建筑和公共設(shè)施的壽命，安全問題就得不到保障。然而，在建筑材料中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制，使級(jí)配的誤差降到最小。

1.2在現(xiàn)代制造業(yè)方面的應(yīng)用現(xiàn)代制造業(yè)強(qiáng)調(diào)有效利用一切資源，逐漸以機(jī)器代替人力來獲得生產(chǎn)盈利，綠色的現(xiàn)代化制造具有虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點(diǎn)。下面通過對(duì)Li/MnO2扣式電池生產(chǎn)過程的介紹來向讀者說明機(jī)電一體化技術(shù)在制造業(yè)方面的應(yīng)用。Li/MnO2扣式電池的生產(chǎn)有以下幾道程序：先上負(fù)極片，然后加隔熱板并把電解液注入其中，最后上正極片、滲透。這種自動(dòng)組裝生產(chǎn)的控制系統(tǒng)通過采用PLC技術(shù)進(jìn)行控制，通過觸摸系統(tǒng)中的傳感器來監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過程中的狀態(tài)，一旦有系統(tǒng)故障出現(xiàn)，機(jī)械裝置就會(huì)自動(dòng)報(bào)警。如果生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，該系統(tǒng)還會(huì)將其自動(dòng)剔除。漫反射光電開關(guān)、對(duì)射光電開關(guān)、磁性開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、壓力傳感器等原件在PCL控制系統(tǒng)中擔(dān)任著檢測(cè)作用，氣缸、沖床、電視、振動(dòng)料斗、狀態(tài)顯示燈以及聲光報(bào)警器等部件在該系統(tǒng)中擔(dān)任著執(zhí)行作用。

1.3在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

1.3.1分布式控制系統(tǒng)（DCS）一臺(tái)中央電腦、若干臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控電腦和智能控制單元，這就是分布式控制系統(tǒng)的組成部件。通過中央電腦對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控電腦和智能控制單元的指揮來監(jiān)視、管理、操作和分散控制生產(chǎn)過程。相比集中型控制系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)具有安全性高、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。很顯然，分布式控制系統(tǒng)已成為引領(lǐng)機(jī)電一體化系統(tǒng)的潮流。

1.3.2開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著解除封鎖、限制。開放式控制系統(tǒng)可以使不同廠家的產(chǎn)品得到互換和兼容，實(shí)現(xiàn)資源共享，技術(shù)交流，促進(jìn)企業(yè)共同進(jìn)步。工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)是開放式控制系統(tǒng)中重要組成部分，其可以實(shí)現(xiàn)管理計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備的互聯(lián)，從而集控制與決策、管理、經(jīng)營于一體。

1.3.3計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是集人、技術(shù)、經(jīng)營三者而成的一種產(chǎn)物。在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用CIMS不僅可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，還可以提高員工的技術(shù)水平，可以對(duì)企業(yè)的發(fā)展做出極大的貢獻(xiàn)。國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化離不開CIMS技術(shù)，CIMS技術(shù)的應(yīng)用與推廣，還可以提高企業(yè)在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

1.4在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用眾所周知，煤礦的地下開采作業(yè)是非常危險(xiǎn)的，惡劣的環(huán)境和無法預(yù)知的自然災(zāi)害時(shí)時(shí)刻刻都對(duì)工人的人身安全造成威脅。所以，世界各國都在力求尋找一種能夠用機(jī)器替代人力的先進(jìn)技術(shù)。而機(jī)電一體化技術(shù)正符合這一技術(shù)要求，可以使井下作業(yè)變得自動(dòng)化、機(jī)械化。井下機(jī)器人的智能化操作對(duì)煤礦企業(yè)的發(fā)展有著史無前例的重要貢獻(xiàn)。

2機(jī)電一體化的發(fā)展方向

2.1綠色化當(dāng)今時(shí)代，人類的生活因工業(yè)科技的發(fā)展而發(fā)生著巨大變化。我們?cè)谙硎苤篮蒙畹耐瑫r(shí)，更應(yīng)該注意到生態(tài)環(huán)境的污染，地球資源的減少。因此，工業(yè)綠色化已成為人們奮斗的目標(biāo)。綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品在這個(gè)工業(yè)時(shí)代里必將發(fā)揮出重大作用。

2.2光機(jī)電一體化組成機(jī)電一體化系統(tǒng)的部件有能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和信息處理系統(tǒng)等。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，可以把光學(xué)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)用于其能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)由機(jī)電一體化向光機(jī)電一體化的改進(jìn)轉(zhuǎn)變。

2.3智能化21世紀(jì)是一個(gè)智能化的時(shí)代，人工智能也逐漸運(yùn)用于機(jī)電一體化技術(shù)中。機(jī)電一體化的智能化除了一些控制理論外，還吸收了多方面的新方法、新思維。例如，人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等等。盡管機(jī)電一體化產(chǎn)品是不可能和人類擁有相同智能的，但是，其高性能的微處理器卻完全有可能使產(chǎn)品具有低級(jí)智能。

2.4網(wǎng)絡(luò)化20世紀(jì)90年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、軍事、教學(xué)等方面都有所應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)化的廣泛普及，在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生的高科技技術(shù)也在改變著時(shí)代。屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備在各種領(lǐng)域中都發(fā)揮出了其應(yīng)有的價(jià)值。由于計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，使人們?cè)诩依锞湍芟硎艿綑C(jī)電一體化帶來的便利。所以，機(jī)電一體化的發(fā)展毫無疑問會(huì)向著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

3結(jié)語

篇6

1.1送料機(jī)構(gòu)（1個(gè)）送料機(jī)構(gòu)中，只有出料口有一個(gè)物料檢測(cè)傳感器，它用于檢測(cè)出料口位置處有無物料。在運(yùn)行中，如果它檢測(cè)到物料，則發(fā)出信號(hào)到PLC，PLC內(nèi)部程序指揮送料機(jī)構(gòu)開始送料動(dòng)作；如若它沒有檢測(cè)到物料并保持若干秒鐘，則應(yīng)讓系統(tǒng)停機(jī)然后報(bào)警。這個(gè)傳感器屬于光電漫反射型傳感器，簡稱光電傳感器，主要為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)，判斷是否驅(qū)動(dòng)送料機(jī)構(gòu)執(zhí)行下一步動(dòng)作。

1.2機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)在這部分機(jī)構(gòu)中，裝有較多的磁性傳感器用作多個(gè)不同的位置檢測(cè)，它需要在前點(diǎn)和后點(diǎn)各裝一個(gè)，以便檢測(cè)氣缸伸出和縮回的位置是否到位。例如，提升氣缸、手臂伸縮氣缸以及分揀機(jī)構(gòu)的三個(gè)手指伸縮氣缸就分別各裝有5對(duì)磁性傳感器。在運(yùn)行中，當(dāng)磁性開關(guān)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后，則發(fā)出信號(hào)到PLC，PLC內(nèi)部程序指揮相應(yīng)部件執(zhí)行下一步動(dòng)作。值得注意的是，在機(jī)械手手爪處單獨(dú)安裝有一個(gè)磁性傳感器，若手爪為夾緊狀態(tài)，則有信號(hào)輸出，指示燈亮；反之，手爪松開則無信號(hào)輸出。

1.3物料傳送和分揀機(jī)構(gòu)在這部分機(jī)構(gòu)中，落料口附近與出料口一樣，需要安裝一個(gè)物料檢測(cè)傳感器，檢測(cè)是否有物料在傳送帶的起始端。在運(yùn)行中，如果它檢測(cè)到物料，則發(fā)出信號(hào)到PLC，PLC內(nèi)部程序啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶；若檢測(cè)為無料并保持若干秒鐘后，停止傳送帶。當(dāng)物料在傳動(dòng)帶前進(jìn)時(shí)，有三個(gè)傳感器逐一檢測(cè)物料的材料性質(zhì)，先是通過一個(gè)電感式傳感器，它可以檢測(cè)到金屬材料，發(fā)出信號(hào)至PLC，啟動(dòng)推料一執(zhí)行推料動(dòng)作。為保證檢測(cè)的靈敏度，檢測(cè)距離需調(diào)節(jié)為3～5mm。若物料不是金屬，將繼續(xù)前行至后面的兩個(gè)光纖傳感器處，它們主要用于檢測(cè)塑料，并區(qū)分黑、白兩種不同顏色。對(duì)于不同顏色的塑料，光纖傳感器的靈敏度是不同的，可以通過調(diào)節(jié)光纖放大器來區(qū)分塑料的不同顏色。

2傳感器應(yīng)用說明與注意事項(xiàng)

2.1常用傳感器光電傳感器由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成，具有使用簡單、性能穩(wěn)定、抗干擾強(qiáng)的特點(diǎn)，常采用光電器件作為檢測(cè)元件，如光敏三極管。使用時(shí)應(yīng)注意將光電傳感器的前端面與被檢測(cè)的工件或物體表面保持平行，且距離應(yīng)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。電感式接近傳感器由即振蕩電路、開關(guān)電路和放大輸出電路這三部分組成。當(dāng)接通電源時(shí)，震蕩器在傳感器感應(yīng)面產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物料接近傳感器感應(yīng)面時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流會(huì)改變磁場(chǎng)，根據(jù)磁場(chǎng)的變化來判斷是否有金屬物體接近。

2.2磁性傳感器該實(shí)訓(xùn)裝置中的磁性傳感器均為DC24V帶指示燈有觸點(diǎn)開關(guān)，所以也叫磁性開關(guān)，它通過機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作進(jìn)行開關(guān)的通斷。從設(shè)計(jì)、加工、安裝、調(diào)試各方面來看，用磁性開關(guān)檢測(cè)活塞位置比使用其他限位開關(guān)方式簡單、省時(shí)。安裝時(shí)，要避免沖擊，開關(guān)的導(dǎo)線不要隨氣缸運(yùn)動(dòng)；控制信號(hào)線不要與電力線并排在一起，避免誤動(dòng)作。

篇7

1.1礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)之一。我國監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，20世紀(jì)80年代初，原國家煤炭部組織了對(duì)國外煤礦監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模的考察和引進(jìn)工作，此舉大大促進(jìn)了國內(nèi)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤礦中應(yīng)用；在引進(jìn)的同時(shí)，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實(shí)際情況，研制出KJ2，KJ4等系統(tǒng)并通過了鑒定。20世紀(jì)90年代以來，緊跟世界監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，我國自行研制開發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的KJ95系統(tǒng)等，它們的主要特點(diǎn)是:測(cè)控分站的智能化水平進(jìn)一步提高；具有網(wǎng)絡(luò)連接功能；系統(tǒng)軟件采用了Windows操作系統(tǒng)。同時(shí)，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測(cè)監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，規(guī)定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。自此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機(jī)會(huì)，且促進(jìn)了各廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。經(jīng)過多年的實(shí)踐表明，安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用。

對(duì)我國現(xiàn)有煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動(dòng)化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4，KJ2000等系統(tǒng)無論在軟硬件功能、穩(wěn)定性和可靠性、專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力、企業(yè)性質(zhì)和生產(chǎn)規(guī)模等方面基本代表了我國煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。

1.2礦井提升機(jī)中的應(yīng)用礦井提升機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化較好的礦山大型設(shè)備，全數(shù)字化，交、直流提升機(jī)。特別是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一個(gè)整體，大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。全數(shù)字提升機(jī)高度可靠，具有可重復(fù)性故障尋址、完整的診斷設(shè)施和自診斷功能，以及簡單而快速的通信功能；它采用總線方式，大大簡化電氣安裝；硬件配置簡單，互相兼容，零備件少；可以方便地實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟件控制和改變瞬間加速度。

在我國“九五”計(jì)劃期間，國產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)已成為各煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化直流提升機(jī)的核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。除此之外，我國還用SIMADYND和S7研制成功了第一臺(tái)交-交變頻器供電的交流提升機(jī)。2000年11月，該系統(tǒng)在焦作古漢山礦投入運(yùn)行，情況良好。提升機(jī)由于采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其安全保護(hù)系統(tǒng)更為完善。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是:采用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置，每臺(tái)都有自己獨(dú)立的測(cè)量、傳感裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同步工作，互相檢測(cè)，互為備用，對(duì)提升行程實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量和間接測(cè)量容器位置相結(jié)合的方式，對(duì)兩者進(jìn)行比較、校正，實(shí)現(xiàn)行程自動(dòng)控制。由于采用了計(jì)算機(jī)對(duì)安全回路、制動(dòng)回路、電源和驅(qū)動(dòng)回路進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)故障記憶，因此極大地提高了提升機(jī)安全性能。

1.3井下帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用在我國“八五”計(jì)劃期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，極大地提高了帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的研發(fā)也取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)的空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，成功的研制了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器，目前我國已經(jīng)自行生產(chǎn)制造了多個(gè)品種和多種類型的帶式輸送機(jī)。

2結(jié)束語

隨著煤礦生產(chǎn)不斷向深部水平發(fā)展，對(duì)控制水平和規(guī)模的要求越來越高，從而又加速了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，目前各種高新技術(shù)的發(fā)展，如網(wǎng)絡(luò)、光纖、人工智能及生物工程等高新技術(shù)已滲入到機(jī)電一體化技術(shù)之中，使機(jī)電一體化產(chǎn)品功能更強(qiáng)大、性能更優(yōu)越，使機(jī)電一體化產(chǎn)品功能越來越強(qiáng)，智能化程度也越來越高，因此采用新的機(jī)電一體化技術(shù)裝備的煤礦，能夠使企業(yè)獲得更加顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這也是一個(gè)煤礦企業(yè)循環(huán)促進(jìn)不斷發(fā)展的過程。

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。它是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),是礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力,為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。本文對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在我國的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電一體化技術(shù)

參考文獻(xiàn)：

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[2]文廣.機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)的應(yīng)用與展望[J].機(jī)械.2003.30(1):62～64.

篇8

1帶式輸送機(jī)

帶式輸送機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分，在采煤中發(fā)揮著重要作用，能夠?qū)⒉珊玫拿禾繌木螺斔偷降孛妫瑯O大的提高了開采效率。我國在煤炭機(jī)電一體化應(yīng)用過程中，經(jīng)歷了一段摸索階段，開始采用多帶式輸送機(jī)，這種機(jī)器運(yùn)輸容量小、輸送距離較短，在運(yùn)行中容易出現(xiàn)故障，并且穩(wěn)定性也不高，所以，在使用過程中，并沒有發(fā)揮重大效用。之后，我國一些科研機(jī)構(gòu)專門分析了這種輸送機(jī)的缺點(diǎn)，并全面考察了礦井內(nèi)部的作業(yè)環(huán)境，對(duì)其做了全面改動(dòng)，增加了一些軟啟動(dòng)及制動(dòng)裝置，有效克服了使用中不足，提高了運(yùn)作效率。目前，經(jīng)過改造后的傳送機(jī)已經(jīng)被廣泛采用在各大型煤礦中，不僅提高了開采效率，而且提高了施工安全性。

2采煤機(jī)

機(jī)電一體化技術(shù)也應(yīng)用在采煤機(jī)上，使其牽引方式得到優(yōu)化，不僅提高了機(jī)器的使用期限，而且提高了其安全性能。通過采用機(jī)電一體化技術(shù)，采煤機(jī)由傳統(tǒng)的液壓式牽引方式，轉(zhuǎn)化為電動(dòng)式牽引方式，有效提高了開采效率，同時(shí)也提高了煤炭開采量。采煤機(jī)經(jīng)過機(jī)電一體化改造，有效降低了采煤過程中機(jī)器受到的阻力，并且能夠和其它裝置配合運(yùn)作，不僅提高了資源利用效率，而且避免了資源浪費(fèi)。此外，采用機(jī)電一體化技術(shù)之后，能夠使采煤機(jī)在坡度較大的情況下，通過采用防滑裝置，實(shí)現(xiàn)煤炭開采，從而擴(kuò)展了其使用范圍，也提升了其荷載能力。在煤炭開采中，零件損耗一直是影響開采效率的主要因素，使用液壓牽引方式，會(huì)使采煤機(jī)在運(yùn)作過程中受到嚴(yán)重磨損，并且運(yùn)作速度越大，磨損越嚴(yán)重；當(dāng)零件磨損到機(jī)器無法運(yùn)作時(shí)，便需要更換零件，才能保持機(jī)器正常運(yùn)作。這不僅加大了開采成本，而且浪費(fèi)了時(shí)間，不僅不利于開采效率，也不利于開采質(zhì)量。而采用了電動(dòng)牽引方式之后，有效避免了上述情況，極大的提高了開采效率，節(jié)省了開采成本。

3提升機(jī)

目前，在煤礦開采中，提升機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用最成功的一個(gè)，已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化及數(shù)字化控制。內(nèi)裝式提升機(jī)便是眾最典型的代表，在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用方面，它將驅(qū)動(dòng)裝置和滾筒裝置有機(jī)的結(jié)合自一起，不僅提高了運(yùn)作效率，而且簡化了操作步驟。提升機(jī)采用了機(jī)電一體化技術(shù)之后，能夠?qū)ψ陨磉\(yùn)行狀況自動(dòng)檢測(cè)，并定期對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，以發(fā)現(xiàn)一些異?，F(xiàn)象；這種自動(dòng)檢測(cè)方式，不僅為維修提供故障來源，而且提高了機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定性及安全性，同時(shí)還節(jié)省了維修成本，對(duì)于煤炭生產(chǎn)具有重要意義。此外，提升機(jī)采用機(jī)電一體化技術(shù)之后，有效簡化了操作設(shè)備，提高了兼容性能，使得運(yùn)行更加安全，提升速度更加穩(wěn)定，也更加安全，從而有效提高了可操作性。另外，提升機(jī)采用全數(shù)字型操作之后，將計(jì)算機(jī)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，使得檢測(cè)系統(tǒng)更加完善，已經(jīng)被許多大型煤炭開采企業(yè)所采用。

4電控液壓支架

我國電控液壓支架在煤炭開采中使用時(shí)間不是很長，所以在使用時(shí)，常出現(xiàn)一些問題，嚴(yán)重影響了開采效率。如許多煤礦中使用的電控液壓支架，結(jié)構(gòu)簡單，功能有限，并沒有較廣的使用范圍。因此，應(yīng)將支架技術(shù)和計(jì)算機(jī)有效結(jié)合在一起，使得支架和頂板之間的距離控制在合理范圍之內(nèi)，以減少零部件之間相互摩擦，進(jìn)而提高支架使用壽命。

二、結(jié)語