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機電一體化概述

時間:2023-08-07 17:30:39

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化概述,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

機電一體化概述

第1篇

【關鍵詞】 機械制造技術 機電一體化專業 課程體系

【Abstract】 The revision of professional personnel training programs, and adjusting the curriculum system, is an important part of the professional construction. What position is "Mechanical manufacturing technology" in the mechanical and electrical integration technology professional In view of the doubt of this technology function, this paper analyzes the background of the construction of the mechanical and electrical integration technology, and emphatically expounds the foundation supporting function of "mechanical manufacturing technology".

【Key words】 mechanical manufacturing technology; Mechanical and electrical integration professional; Curriculum system

1 概述

機械制造技術是人類歷史上發展最早的實用技術之一。在社會經濟高速發展過程中,機械制造技術能真實反映一個國家的機械化水平,是機電一體化專業重要組成部分,是機電一體化專業在“設備自動化”和“機器換人”戰略中的基礎支撐。

1.1 機械制造技術概述

機械制造技術是實現產品設計、完成產品生產、保證產品質量、提高經濟效益的共性技術和基礎技術。機械制造技術是隨人類文明的發展而發展,最早可追溯至石器時代,再到紡紗、戰爭武器、運輸工具、生產設備等等,都離不開機械制造技術,并隨機電一體化技術的發展而發展。20世紀70年代后,計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服驅動技術的迅速發展,帶來許多新技術、新工藝,帶動機械制造技術產生質的飛躍,其正朝著自動化、精密化、敏捷化和可持續發展方向發展。

1.2 機電一體化技術概述

20世紀70年代,日本企業最早提出“機電一體化技術”慨念,即機械技術與電子技術結合應用。隨著經濟、科學技術突飛猛進的發展,極大的促進了機電一體化技術的發展與創新。目前,機電一體化是一門融合多種技術的獨立技術,其將計算機技術、機械技術、微電子技術、接口技術、傳感傳動技術、自動控制技術、系統技術、伺服驅動技術等進行綜合應用,使機械產品在一定程度上實現智能化、網絡化、數字、化模塊化,提高了產品的質量和可靠性。現在正向光機電一體化技術方向發展,應用范圍越來越廣,技術越來越成熟。

2 機械制造技術在機電一體化專業中的基礎與支柱作用

機電一體化技術在現代產業升級的大潮中具有廣闊的發展前景,在東莞市政府主導的“機器換人”中需要大量的掌握機電一體化技術的人才。“機”是機電一體化技術的重要組成部分,“機械制造技術”即為這個“機”的最基礎最主要的技術。那么,“機械制造技術”就順其自然地成為“機電一體化技術”專業必備的知識模塊,是該專業三大支柱之一。

2.1 機械制造技術是機電一體化的基礎作用

機電一體化技術專業是以“機與電”為核心知識模塊的綜合性強的專業。機電一體化在國外被稱為Mechatronics,是在20世紀70年代初日本人提出來的,是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞,意思是機械技術和電子技術的有機結合。機電一體化技術又稱為機械電子技術,是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。認識到這點,對于高職院校的機電一體化技術專業的建設很重要,幫助理清機電一體化技術專業主線,歸納提煉專業的核心能力,配置對應的理論與實踐能力模塊,分配各能力模塊之合理的學時與學分的“黃金”比例,形成系統的專業課程體系,制定專業教學課程標準,讓機電一體化技術專業的學生不偏不移地朝著掌握“機電一體化技術”方向前進。

2.2 機械制造技術在機電一體化專業的支柱作用

若說機電一體化技術專業教學過程需要二條腿走路,那么,機械制造技術即為其中的一條腿。有了這條腿,能很好區別電氣工程專業與機電一體化技術專業。

(1)機電一體化技術專業崗位群與能力模塊。在東莞及珠三角地區,機電一體化技術專業學生職業規劃與能力要求如下:

主要就業單位:機電產品、設備制造或設計公司,家具、印刷、玩具、服裝、手機等制造等設備生產公司。

主要就業部門:設計部門、工程部門、生產部門、維修部門或銷售部門。

主要工作崗位:自動機或自動線操作員、機電設備維修與裝調員、設備機械研發與改造員、電氣工程人員、產品銷售員。崗位與其對應的主要工作任務和職業證書要求分析如表1所示。

主要工作能力:專業能力、團隊協作等社會能力、查閱資料等方法能力。

通過上面的對機電一體化技術專業的分析,可見“機械制造技術”的支柱作用。若將機電一體化系統比作一個“人”的話,那么機械制造技術就是要完成“人”骨架的構建。

(2)機電一體化技術專業崗位能力模塊與課程體系如表2所示。

3 崗位能力中“機”知識的培養過程-機電一體化技術專業典型載體中“機械制造技術”的應用過程

機電一體化技術專業最為典型的載體為自動化生產線,應用范圍最為廣泛。比如,世界品牌的“SWAROVSKI”包裝盒制作的“自動化生產線”。它包含了機電一體化技術專業的各類知識模塊,比如氣動控制技術、機械技術(機械傳動、機械連接等)、傳感器應用技術、PLC控制和組網技術、步進電機位置控制技術,以及和變頻器技術等。以此為例,以下展現“機”知識的培養過程,看到“機械制造技術”的功勞與作用如圖1所示。

包裝盒生產線主要包括主要包含了四個工作站,每一個站是包裝盒制作中“折盒”的一道工序。下面以一個工作站為例,展現“機械制造技術”在整個設備生產中的作用。

要完成該工作站的設計、制造,必須熟練掌握機械制造技術。如加工氣缸安裝板,在完成安裝板的零件設計后,見圖2(安裝板簡圖),應按以下步驟進行加工:如表3所示。

(1)零件圖分析。由零件圖獲取毛坯尺寸、零件主要特征、技術要求等信息。(2)編制加工工藝卡。根據零件圖獲取的信息合理編制加工工藝卡。(3)準備工、量、刀具及毛坯材料。根據工藝卡要求準備。(4)編制工序卡。以工藝卡為依據,遵循機械加工規律,科學編制工序卡。(5)加工操作。遵循安全操作規程,依照工序卡對零件進行機械加工。

4 結語

要搞好機電一體化技術專業建設與教學,必須以正確的態度認識“機械制造技術”的重要位置。很好掌握一般機械或零件的加工工序及加工方法,更有助于設計生產機電一體化產品。

機械制造技術在機電一體化技術專業建設中不可或缺!

參考文獻

[1]唐方紅,曾軍華.基于職業資格鑒定的專業課程建設研究與實踐――以機電專業維修電工考證為例[J].科技創新導報,2015,15:136-137.

[2]李龍根.吳鐵軍.機械制造技術[M].上海.上海交通大學出版社.2014:82-84.

第2篇

關鍵詞:煤礦企業 機電一體化 煤礦開采 應用

伴隨著社會發展和科技的不斷進步,在煤礦開采中的設備也越來越綜合化和自動化,并且其設備技術不斷的向著組裝及綜合利用的方向發展。這些先進的技術和設備進一步的加快了煤礦企業的采煤速度和效率,為企業的經濟效益做出來重大的貢獻。這其中,機電一體化在企業中的應用起到了不可磨滅的影響和作用。本文就機電一體化的相關情況進行簡要的概述,并就目前我國煤炭企業中機電一體化在煤炭開采中的應用情況進行簡單的分析和總結,使得機電一體化技術更好的應用于煤礦企業的生產經營過程中去,從而不斷的促進和推動我國煤炭企業的高效、快速、可持續發展。

一、機電一體化的概述

1、機電一體化的含義

所謂機電一體化,主要指的是將電子技術引進機械設備的主功能、信息處理功能、動力功能以及控制功能等工作模塊上,從而將軟件技術、電子化設計同機械裝置進行有機的結合,構成一個現代化、信息化、自動化的綜合工作系統。

2、機電一體化的核心技術

目前,機電一體化的核心技術主要包括兩方面,即硬件技術和軟件技術。

1)機械本體技術

主要包括精度的提高、質量的減輕、性能的改善等。目前的現代機械采煤產品的制作材料通常以鋼鐵為主,因此,為了減輕機械本身的質量,就要在改進結構的基礎上,采用新型的非金屬復合材料進行制作,從而實現機械產品驅動系統的小型化,提高控制系統的快速響應,從而提高機械的工作效率,減少能量的消耗。

2)信息處理技術

現代機電一體化產品的進步和更新,其主要的內容就是對信息處理技術的更新和發展。因此,要想進一步的發展機電一體化,就必須要對信息處理設備的安全性和可靠性進行提高,例如,提高分時處理時輸入輸出以及數/模轉換設備等的安全性和可靠性,從而提高設備的處理速度。

3)接口技術

對數據傳遞進行格式的規格化、標準化能夠使得各計算機之間實現通信,而在這一過程中,采用同一規格標準的接口對信息的傳遞和維修以及設計的簡化起著十分重要的影響和作用。目前,機電一體化的技術人員在系統接口的高速串行以及低成本方面進行重點的研究和開發,從而解決光藕器及光導纖維的標準化、小型化、大容量化,以及信號電纜非接觸化等問題。

4)傳感技術

這一技術主要著眼于傳感器的在精確度、靈敏度以及可靠性方面的提高,從而更好的對系統的干擾因素進行防御。目前,通常在機電一體化系統中使用光纖電纜傳感器,而外部的信息傳感器則主要時開發非接觸的檢測技術。

5)軟件技術

軟件技術主要指的是軟件的標準化,具體包括程序固化、程序模塊化、程序標準化以及推行軟件工程。從而減少了軟件研制的成本,提高了系統生產和維修的效率。

二、煤礦機電一體化在煤礦開采中的應用

目前,機電一體化技術在煤炭開采中的應用主要體現在以下幾個方面,具體內容即:

1、應用于采煤機當中

在采煤機中運用機電一體化技術,是煤礦開采中的一個典型的應用。如電牽引式的采煤機。與傳統的液壓牽引比較,這種采煤機主要有以下幾個方面的優勢,即:效率高、重量輕、尺寸小、結構簡單;牽引良好;使用壽命長、運行可靠;動態特性好、反應靈敏;并可運用于大傾角的煤層當中。

2、應用于帶式輸送機當中

煤礦井下的主要原煤輸送設備就是帶式的輸送機。它也是最容易實現機電一體化的煤礦設備之一。當前,其CST可控軟啟動設備主要采用了電、機、液的一體化技術。它能夠為平滑起動系統輸送大慣性的載荷。同時,也能夠有效地提高輸送機在監控設備方面的功能、壽命、靈敏度和可靠性。

3、應用于提升機當中

在煤礦的開采設備當中,礦井提升機是當前機電自動化、一體化技術應用最為廣泛、深入的設備。特別是在內裝式的提升機和全數字化的交直流提升機上的應用。內裝式的提升機主要是將提升機在結構上使得驅動同滾筒結為一體,大大的簡化了設備的機械結構,實現了機械-計算機-自動控制-電力電子的一體化和綜合化。而全數字化的提升機則主要是通過總線的方法,提高機械的可靠度,將電器的安裝技術和過程進行極大的簡化,使得機械設備的硬件能夠互相兼容、配置簡單。

4、應用于其他方面

機電一體化技術還應用于其他的機械設備當中。例如,成組自動移架或者壓雙向鄰架,就是將液壓控制與計算機技術進行有機的結合,從而避免了對支架和頂板的沖擊所產生的載荷。再如,液壓支架也向著電液控制的方向不斷發展。同時,電液控制設備還能對支架的工作狀態進行檢測。在煤礦的供電方面推行機電一體化的節能設備,從而使供電系統在質量、功率以及可靠性方面都得到了極大的提高。

結語

目前,我國的計算機技術、傳感器技術、微電子技術、自動化技術以及軟件技術都進行著快速的發展和變化,而機電一體化的核心特色也逐步的向著智能化、數字化、自動化的性能方向發展躍。因此,在煤礦企業的開采生產中應用和推廣機電一體化技術的使用,為我國煤炭企業提高煤礦在采、掘、運等方面的工作效率,以及煤礦生產的綜合實力提供了可靠的條件和保障,從而使我國的煤炭企業不斷向著結構優化、安全、高效、潔凈的方向建設和發展。

參考文獻:

[1]張念超.我國煤礦機電一體化技術的發展現狀淺析[J].學術探討,2008(08)

[2]譚得健,徐希康.自動化技術、信息技術在我國煤礦企業的應用[J].工況自動化,2009(15)

[3]宋云奪.光機電一體化業的未來[J].光機電信息,2008(12)

第3篇

1.機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5.傳感檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術:包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發展進程

1.數控機床問世:自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發展:我國的集成電路產業起步于1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。

3.可編程序控制器(PLC)的應用于工業:上世紀60年代后期,美國汽車制造業開發一種ModularDigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向現場總線網絡的體系結構,采用開放的通信接口,如以太網、高速串口;采用各種相關的國際工業標準和一系列的事實上的標準;從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統,正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展,趨向于建立同一硬件平臺,運用同一個操作系統、同一個編程系統,執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

摘要:機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。文章概述機電一體化的核心技術,分析機電一體化發展進程,提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。

關鍵詞:機電一體化;核心技術;發展進程;發展趨勢

機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速,機電一體化產品更日新月異。

一、機電一體化的核心技術

1.機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5.傳感檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術:包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發展進程

1.數控機床問世:自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發展:我國的集成電路產業起步于1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。

3.可編程序控制器(PLC)的應用于工業:上世紀60年代后期,美國汽車制造業開發一種ModularDigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向現場總線網絡的體系結構,采用開放的通信接口,如以太網、高速串口;采用各種相關的國際工業標準和一系列的事實上的標準;從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統,正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展,趨向于建立同一硬件平臺,運用同一個操作系統、同一個編程系統,執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現:以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有:

1.智能化:是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。

2.網絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3.微型化:興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。

4.綠色化:機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。

5.系統化:其表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強,特別是“人格化”發展引人注目,即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研制各種機電一體化產品。

結束語:

當然,機電一體化的發展不是孤立的,與機電一體化相關的技術還有很多,并隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

參考文獻:

[1]王靜。淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].同煤科技。2006.(4)

[2]石美峰。機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技。2007.(3)

第4篇

[關鍵詞]機電一體化;應用;發展趨勢

中圖分類號:TG553 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)14-0267-01

一、機電一體化技術的概述

所謂的機電一體化具體是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能以及控制功能上引進電子技術,從而將機械裝置與電子技術結合起來的系統總稱。“機電一體化”不是技術的簡單組合與拼湊,而是機械技術、計算機技術、微電子技術、信息技術以及電力電子技術等有機融合成的一種綜合性技術。機電一體化技術的應用與發展,使我國工業生產由“機械電氣化”向“機電一體化”邁進,對我國機械工業的發展意義重大。

機電一體化在當前已是一門新型的學科,它有著自身獨特的一套體系,在機械業發揮著至關重要的作用,隨著科學技術的飛速發展,機電一體化還將被賦予新的發展內容。從整體上看,機電一體化包含了技術與產品兩個方面,它是許多技術的有機融合,它與機械電氣化存在本質上的區別。機械工程技術經過不斷的發展,走向了機械電氣化,但是說到底還是屬于傳統機械的范疇,其主要的功能依然是代替與放大的體力。而機電一體化中的微電子裝置除了具備機械電氣化的功能外,還具有一些新型的功能,像能夠實現自動監測、自動調節以及自動控制等。從某種程度上講,由機電一體化所生產的產品不僅是人的手與肢體的延伸,而且更多涉及人的感官與大腦,具備智能化的特征。

二、機電一體化的應用

1、數控機床中機電一體化技術的應用

我國的數控機床經過了50多年的發展,無論是其構造、功能,還是其操作精度都體現了機電一體化帶來的顯著效果。機電一體化在數控機床上的引進,能夠使得數控機床的性能更加多樣化,在操作的過程中能夠實現一次裝夾、多過程控制,而且能夠同時完成很多項任務,同時搬運更多的物料,使得整個機械控制全部集成起來。數控機床軟件的模塊化,將有助于機械行業實現數控編程,從很大程度上提高了工業的機械化水平。

2、工業機器人中機電一體化技術的應用

工業機器人中機電一體化的應用并非一蹴而就,而是經歷了一個長期的發展過程,這一過程可以分為三個階段。第一階段中工業機器人對其作業的環境與對象還不是完全適應,在作業過程中主要是按照某一示教重復做某一動作。第二階段中,工業機器人對作業的環境有了一定的了解,而且此階段工業機器人的傳感元件有了進步,在作業中能夠簡單的獲取一些作業信息,經過計算機處理與分析后,通過反饋信息控制動作方式,這一階段的機器人已具備了較低的智能。第三階段的工業機器人則完全向智能化機器人方向邁進,它不僅具有人的一些思維,能在作業過程中進行簡單的判斷與決策,而且具有較強的環境適應能力,行動上也表現的相對獨立。

3、計算機集成與制造系統中機電一體化技術的應用

計算機集成與制造系統(CIMS)中應用機電一體化技術在當前已十分普遍,通過機電一體化技術的應用,能夠將各分散的系統進行優化組合,進而實現全程的動態監視。實踐證明,計算機集成與制造系統中機電一體化技術的應用,一方面能夠突破傳統時代中各生產部門隔絕的狀態,另一方面能夠使得各生產環節系統化,規范化,更有利于生產作業的開展。機電一體化的應用,能夠使得計算機集成制造系統實現由產品研發、實驗設計以及生產經營等全過程的動態控制,各個環節的生產要素也將得到優化配置,各要素的潛力也將得到最大限度的發揮。

三、機電一體化的發展趨勢

1、網絡化

進入新時期,網絡技術的發展速度十分驚人,它的發展與應用對機電一體化有著重要的影響,將網絡技術引入機械行業的發展進程中,有助于機械行業朝著網絡化的方向發展。機電一體化所涉及的產品種類多,面向網絡的方式也各不相同,隨著網絡的普及與網絡遠程技術、網絡控制技術的發展,網絡在機電行業中的應用將會越來越廣泛。目前看來,局域網與現場總線技術的發展使電器網絡化已成為一種發展趨勢,很多家庭會利用家庭網絡而將家中的各種家用電器連接成以計算機為中心的集成系統,使人們享受高科技帶來的便利。

2、智能化

智能化也稱信息系統化,是未來幾十年機械行業發展的重點方向,同時也是機電一體化與傳統機械的最主要區別。隨著網絡信息技術、網絡控制技術以及網絡監測技術的發展,機電一體化必將朝著更智能的方向邁進,所生產的機電產品也將具有更多的智能,能夠具有簡單的判斷力與決策能力,在一些生產勞動中能夠取代人類的體力勞動,減輕人類的負擔。工業機器人就是其中最重要的例子,它的出現能夠從一定程度上模擬人的思維能力,具備人的意識,從而使得工業行業達到更高的控制目標。

3、模塊化

模塊化是機電一體化將來發展的一個重要趨勢,由于機電一體化產品的種類與生產廠家的繁多,使得機電一體化的模塊化成為一項復雜、艱巨的過程。要想真正實現機電一體化的模塊化,我們就應該利用標準的單元迅速開發新產品,并不斷的擴大生產規模。產品的開發與規模的擴大必須有各項制度做依據,嚴格規范操作流程,在實現機電一體化的過程中,保證產品的質量。機電產品的系列化與標準化,必然會對機電行業帶來巨大的收益,因此我們可以斷定無論是生產機電一體化產品的企業還是生產標準機電一體化單元的企業,模塊化的發展方向必將給機電企業帶來更廣闊的市場。

四、結語

我國當前正處于戰略結構調整的關鍵期,傳統的機械設計已不能適應時展的需要了,必須進行改革與創新。而機電一體化是多學科融合的結晶,為我國振興機電工業注入了新鮮血液,隨著科學技術的不斷發展,機電一體化的發展前景將會越來越廣闊。

參考文獻

[1]劉耀海.《淺談機電一體化技術的應用與發展趨勢》.信息系統工程,2012-10-20

第5篇

在日常的工作生活中,人們時常會聽到機電一體化這一概念或見到機電一體化的應用實例,幾乎所有的制造業都或多或少應用了該技術,不同行業間機電一體化具體含義不盡相同。機電一體化是以以往的機械技術作為基礎,結合自控技術、光學技術、微電子技術、計算機技術等高新技術,使機械設備的生產模式更具先進性與時代感。無論是傳統的生產制造業還是新興行業,機電一體化技術的應用在很大程度上提高了生產效率與管理水平。具體到煤炭生產行業,綜合采煤設備的機電一體化技術指在煤炭生產過程中,將機電一體化技術應用在采煤設備上,提高采煤設備的運行水平,進而提高煤炭生產的效率。同時該技術的應用實現了煤炭開采高度自動化,把工作人員從繁重且危險的作業環境中解放出來,提高了煤炭生產安全性。

2綜合采煤設備機電一體化現狀

由于機電一體化技術在采煤設備上地應用,大大提高了煤炭生產企業的產煤效率,因此國內外許多煤炭生產企業對采煤設備的機電一體化相當重視。但是在我國的煤炭生產行業中,機電一體化的研發與應用相比一些發達國家起步較晚,這主要是因為我國現代化進程起步較晚且發展緩慢,從而導致煤炭開采技術相對落后的局面。機電一體化技術在采煤設備上的應用起始于上世紀五十年代末,因電子科學的發展與成熟,人們試圖將機電技術應用在傳統的生產制造設備中,以提高機械設備的生產效率。在煤炭生產實踐中對機電一體化技術的應用,使人們能夠發現該技術應用在產煤設備上時多存在的諸多問題,這些問題的解決進一步促進了采煤設備機電一體化技術的成熟。與此同時,計算機信息技術也在這一時期形成并得到迅猛地發展。上世紀七、八十年代起,人類社會發展到了計算機時代,計算機信息技術的應用革新了綜合采煤設備機電一體化技術的大部分環節,這使得采煤設備的機電一體化技術得到更快地發展,機電一體化技術在采煤設備中的應用層次更為深入。作為機電一體化技術重要的組成部分,計算機技術的應用大大提高了煤炭生產企業的產煤效率。借助計算機技術,綜合采煤設備的機電一體化進入了一個全新的發展期。另一方面,伴隨著現代科學技術水平的不斷提高,綜合采煤設備的機電一體化技術得到進一步完善。尤其是近年來,智能化技術的出現及應用使綜合采煤設備機電一體化技術在自動化控制上更為突出,進一步提高了采煤設備機電一體化的技術水平。與此同時,智能化技術與計算機技術的有效結合,使綜合采煤設備機電一體化更為全面高效。綜合采煤設備機電一體化作為機電一體化技術在具體生產實踐應用的重要組成部分,其技術水平是同機電一體化的整體發展水平相同步的。雖然在國內外的煤炭生產企業中,采煤設備都應用了機電一體化技術,但國內煤炭生產企業在該技術的技術水平和應用層次上相比發達國家仍然存在著一定差距。不過隨著經濟實力提升和科技投入增加我國采煤設備的機電一體化技術在一些方面還是有所突破和建樹的,例如mgd150nw型采煤機的研發與應用,不僅大大提高了煤炭的生產量,而且使煤炭生產的安全性得到增強。

3綜合采煤設備機電一體化發展的趨勢

雖然機電一體化技術的應用提高了煤炭開采企業煤炭生產的效率,但仍然有很多方面需要進行完善。針對這些缺陷或不足,以及相關研究的進展可以看到采煤設備機電一體化有著以下幾方面的發展趨勢。

3.1綜合采煤設備機電一體化的發展更趨智能化

如上文所述,智能化技術作為一門新興技術,在二十世紀中期形成并發展起來。由于形成時間較晚,技術發展與實踐應用時間較短,因此智能化技術還存在著諸多的問題與缺陷。智能化技術的發展雖然還不是十分成熟,但是可以預見成熟的智能化技術運用到產煤設備上,將會極大提高煤炭企業煤炭生產的效率與煤炭生產量,對該技術在煤炭綜合采煤設備機電一體化的應用前景行業內普遍比較看好。因此煤礦企業應加大力度解決智能化技術本身所存在的一些問題以及如何與綜合采煤設備機體一體化相銜接的問題。

3.2綜合采煤設備機電一體化的發展更趨系統化

目前煤炭生產企業機電一體化技術的應用范圍愈加廣泛、應用層次更為深入,同時綜合采煤設備機電一體化所涉及應用的技術類型也更為多樣,比如計算機技術、智能化技術等。技術類型的多樣性使得綜合采煤設備的操作更為困難,因此研究人員試圖將這些有著差異性的技術與設備進行整合,以形成一個便于人們操控的系統,進而使存在一定差異的多種技術在煤炭開采與生產中發揮出更大的作用。要實現多種類型的技術與設備的協調運行還存在一定的難度,目前仍然沒有很好的辦法解決這個問題,也沒有哪個煤炭生產企業在綜合采煤設備機電一體化中應用多種不同類型的設備與技術的情況下,能夠實現對綜合采煤設備的高效操作與有效控制。可以看到,該技術的解決對于提高煤炭企業煤炭開采的效率與煤炭的生產量的積極作用,因而系統化也是是綜合采煤設備機電一體化未來一個重要的發展趨勢。

3.3綜合采煤設備機電一體化的發展更趨環保化

當下眾多領域都在提倡生產的環保性,而這種生產方式也必將影響到機電一體化在采煤設備上的應用。不管是在煤炭開采或者煤炭運輸的過程中,煤礦企業都要注重對生態環境的保護,將煤炭的開采與生產對環境與生態所造成的危害降到最低程度,不能只盲目的注重生產而忽略了生態環境的保護。因此綜合采煤設備機電一體化技術在技術性能不斷提高的條件下,其環保性能必然也會成為該技術發展的重點。

4結束語

第6篇

【關鍵詞】 機電一體化 形成 發展

機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速,機電一體化產品更日新月異。

解放和發展生產力是人類社會活動的基本任務。隨著時代的進步,人們對于社會生產力的要求也越來越高,傳統的生產設備已經不能滿足需求。至此,人們努力尋找新的生產方式來更好的發展生產力。伴隨著科學技術的發展,人們在不斷地探索研究中,多學科技術之間的碰撞結合,很好的解決了一些實際問題,因此,一些新興的多學科結合技術逐漸興起并得到了很好的發展。以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。

上世紀70年代初日本人提出"機電一體化技術"這一概念,即結合應用機械技術和電子技術與一體。機電一體化是以機械技術為基礎,借助計算機與信息技術。采用人工智能技術來實現信息交換、存取、運算、判斷與決策等。 再通過系統技術將各種技術組織起來,實現系統各部分的有機連接,最終實現機構的正常運轉。

機電一體化的發展大體分為三個階段:

20世紀60 年代以前為第一階段,稱為初級階段。

這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時的研制和開發,從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀70~80 年代為第二階段,稱為蓬勃發展階段。

這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展, 為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。

20世紀90 年代后期, 開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段, 機電一體化進入深入發展時期。

一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳, 出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都有了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術、光纖技術等取得巨大進步, 為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究, 將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

機電一體化的發展趨勢是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。

機電一體化的主要發展方向如下:

1)智能化:智能化是21世紀機電一體化發展的一個重要發展方向。這里所說的智能化是模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求達到更高的控制目標;

2)模塊化:模擬化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品的種類和生產廠家繁多, 研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜和非常重要的事。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程;

3)網絡化:計算機技術等的發展的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和發展給科學技術、政治、軍事、生活等各個方面帶來巨大改革。基于網絡的各種遠程控制和監視技術的蓬勃發展,網絡化已經成了機電一體化發展的一個必然方向;

4)微型化:微型機電一體化產品體積小、耗能少、運用靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有顯著優勢。也是機電產品的發展的必然趨勢;

5)綠色化:工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是, 人們呼吁保護環境資源, 回歸自然;綠色產品 概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。因此,設計綠色的機電一體化產品, 具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化, 主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用;

6)系統化:系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強,一般除RS232 外,還有RS485、DCS 人格化。

綜上所述,機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶,隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯, 機電一體化技術的發展前景也將越來越廣闊。由此可見,"機"與"電"已是不可分割的,"機電一體化"將會迎來更好、更持久的發展。

參考文獻

[1]李運華 機電控制[M] 北京航空航天大學出版社。

第7篇

【關鍵詞】機電一體化 汽車應用 電子技術

隨著機電一體化的理論提出,被廣泛應用到機械制造業中。在全球經濟市場競爭中創新的企業才有競爭力,現今大多數的生產企業在進行產品制造時,用機電一體化技術加速產品的更新換代,提高市場的占有率,對于機電一體化方面的研究與應用的研究尤為重要。本文從以下幾個方面對機電一體化技術在汽車中的應用進行了研究。

1機電一體化的定義

機電一體化又稱為機械電子工程,是機械工程與自動化的一種。將機械、電子技術和計算機技術有效的結合而成的新型技術學科。機電一體化產品是在機械產品的基礎上,利用電子技術和計算機技術制造出來的適應當今市場的新產品。初期生產出的機電一體化產品是利用四暗自技術的替換機械產品中的一部分來提高產品的使用性能。而現今的機電一體化產品是利用機電一體化技術四機械產品實現自動化、數字化和智能化,使產品的制造和生產在市場上更具有競爭力[1]。

機電一體化在機械產品能原有功能上加入電子技術,將機損裝置和計算機軟件等技術有效的結合起來構建的系統的總稱。機電一體化技術是在工程領域不同種類技術基礎之上的新技術。隨著電子技術和計算機技術的廣泛應用,機電一體化技術在不同領域不斷的改革和創新。

2機電一體化的技術概述

機電一體化的產品生產是由多種技術和相應組成部分構成的綜合體,機電一體化技術是由多種技術相互結合,形成的綜合性技術,其技術的拓展領域較廣,主要有以下幾個方面:

2.1機械技術

作為機電一體化基礎技術,機械技術使機電一體化的產品主要功能得以實現。機械傳動和控制與電子技術相互結合的生產活動中,對機械技術做出了高要求。在機械系統技術中新材料、新工藝、新原理等方面的不斷發展和整合,用來滿足機電一體化所生產的產品對縮小體積、減輕重量能性能上的要求[2]。

2.2信息處理技術

在機電一體化產品制造中,信息處理是指工作過程中的機械的各種參數狀態等相關信息的交換、存儲、運算、決策分析等工作內容。在機電一體化的產品中,計算機信息處理設備是產品的核心因素,其掌控者整個機電一體化產品生產的運作,所以,計算機技術及其信息的處理技術是機電一體化技術中最重要的技術。

2.3檢測與傳感技術

在機電一體化生產過程中,參與工作的各種數據都要通過傳感器進行數據的采集,并加以檢測,將接收到的數據傳道信息處理裝置并反饋給機械電子控制裝置,以此來實現產品生產過程中的自動控制裝置。機電一體化對傳感器的要求是能不受外界的環境影響精準的及接收信息,同時檢測裝置能對信息信號進行有效的輸出和轉換。

2.4自動控制技術

機電一體化產品生產中的自動控制技術內容為精準的定位控制、速度控制、自身適應控制、校正和補償等等。自動控制功能的不斷革新,是產品的精度和效率得到提升。通過自動控制,機電一體化產品在生產中能及時發現機器故障,減少設備停止工作的時長,并有效的提高生產設備的使用率[3]。

2.5系統整體技術

系統的整體技術是從機電一體化生產的整體出發,用系統的觀點和方式,將產品的總體功能降解程不同的小部分,尋找有效的技術策略,再把這些技術策略進行重新組合,來選用適合的技術方案。這種技術是通過各部分的協作,進行順利生產的技術方式。

3機電一體化的技術在汽車中的具體應用

3.1發動機微機控制系統的應用

發動機控制單元的核心是通過微處理器。從不同傳感器獲取模擬電壓信號,從發動機輸出軸獲取的信號都輸入到發動機控制單元。模擬信號通過相應的模擬數字轉換器轉換成數字信號。通過這系列的信息為基礎,在發動機控制單元內對空氣的燃料比、點火時間、排氣再循環等進行科學的計算,將結果作為驅動信號的輸出,用來控制空氣燃料比。從而保證發動機在使用中的正常運作。

3.2自動防撞微機控制系統的應用

激光組合的汽車防撞系統,能使汽車在正常行駛下檢測到車身附近有無障礙物,并在需要時產生報警信號,從而有效地規避了行車風險。該系統主要有計算機控制的,原理是通過雷達測量車身與障礙物的距離來提示駕駛者。

3.3電子控制變速器的應用

自動變速器是為了降低變速器的損耗,提高動力傳遞的有效功率,增加加減檔為的操作來適應汽車在行車過程中的最佳駕駛速度,來實現汽車的節能環保,安全舒適的特征。在汽車啟動后,報警燈處于熄滅狀態時,說明變速器處于正常狀態,如果處于點亮的狀態則系統出現問題,自動變速器不受電子控制狀態,這時,歲按時去電子控制功能,但是變速器依然可以正常工作。

3.4 ABS防抱死系統的應用

為了保證汽車在行駛時根據路況的變化而做出速度的調整,汽車都裝有行車制動器,最初只在后輪安裝制動器,隨著汽車行業的不斷發展,前輪上也同樣安裝了制動器,通過對汽車制動器制動時軸荷的轉移、前輪增加重量和后減少重量的認知,后輪抱死更容易造成汽車方向失控的局面,所以,著手研究了限制汽車后輪自動裝置-汽車制動防抱死裝置。這樣就明顯的增強了汽車的安全性能,不至于子系統的故障而影響整體系統的安全運作。

4結語

綜上所述,在機電一體化快速發展的今天,機電一體化在汽車中的應用極其重要,提高了汽車的使用效率,機電一體化的技術在汽車行業中的應用,使汽車生產及使用更具有人性化,是其安全性能大大提高。很好的促進了汽車行業的發展。

參考文獻:

[1]陶文堅,孫華,崔宣.機電一體化技術在汽車制動系統中的應用[J].機械管理開發,2012,06(36):101-102.

第8篇

[關鍵詞]機電一體化技術;煤礦;應用;發展趨勢

中圖分類號:D622 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)28-0049-01

一、概述

機電一體化技術是機械、計算機、信息處理和自動控制系統綜合應用的復合技術,是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的一門學科,其作為一門新興綜合技術融合了電氣工程、機械工程、計算機技術、信息技術等類別。而煤炭生產是將成百上千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面,因此必須采用大量的機電設備才能實現這一目標,而機電一體化的煤礦設備則是實現高效高產的最好選擇。

二、機電一體化技術在煤礦生產中的應用介紹

(一)機電一體化技術在礦井提升機中的應用

礦井提升機是目前煤礦生產中機電一體化和自動化水平最高的設備。尤其是內裝式提升機,將滾筒和驅動合為一體,機械結構也大大簡化,充分展現了機械--電力--電子--計算機--自動控制的綜合體。而全數字化提升機安全可靠,采用總進線方式,大大簡化了電器安裝施工,并且硬件配置簡單實現了互相兼容。九五期問,國產數字化直流提升機已成為我國煤礦提升機的首選機型,主、副井提升機可實現全自動化,不需要專門的絞車司機。

(二)機電一體化技術在帶式輸送機中的應用

帶式輸送機具有輸送量大、長距離連續輸送、運行可靠、效率高和易于實現自動化的特點,從而成為我國煤礦井下原煤輸送系統中主要的運輸設備。因此,帶式輸送機成為近幾年來機電一體化技術在煤礦中應用的研究重點。目前主要研究方向在機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置,它是一種專門用作平滑起動運送大慣性載荷,如金屬礦石或煤炭的中長距離皮帶運輸機而設計的軟校動裝置,一條皮帶運輸機可由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決在線監控技術、動態分析以及啟停延遲技術,我國帶式輸送機的中間驅動點還不能布置過多,一般設置為三點驅動,這就限制了輸送機的單機長度和運量。另外,輸送機的可靠性較差、監控設備功能較少、靈敏度和壽命都偏低,和發達國家先進技術相比還存在明顯的差距。

(三)機電一體化技術在采煤機中的應用

電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的另一個典型應用。與液壓牽引機相比,它具有以下優點:

優良的牽引特性:在采煤機前進時可提供牽引力,使其克服阻力向前移動,而在采煤機下滑時則可進行發電制動,向電網反饋收集電能。

適用于大傾角煤層:牽引電動機軸端安裝了停機時防止機器下滑的制動器,它的設計制動力矩達到電動機額定轉矩的1.5~2.0倍,因此電牽引采煤機可用于40°~50°傾角的煤層,而不需要安裝其它防滑裝置。

運行可靠,使用壽命長,電牽引和液壓牽引不同,前者除電動機的電刷和整流子會有磨損外,其它元件均不存在磨損現象,因此其工作可靠、壽命長、故障少、維修工作量小。

反應靈敏,動態特性好:電控系統可及時調整各種運行參數,防止采煤機超載或偏離運行。

結構簡單、效率高:電牽引采煤機機械傳動部分結構簡單、尺寸小、重量輕,只做一次電能到機械能的轉換,轉換效率可達90%以上,而液壓采煤機的效率則只有60%~70%左右。

(四)機電一體化裝置在液壓支架的應用

煤礦支架技術在向電液控制方向發展即將計算機技術與液壓控制有機結合,實現定壓雙向鄰架或成組自動移架,從而避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦從美國引進的電液控制支架,移架速度可達6~8秒/架。另外電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。

三、機電一體化技術應用與煤礦的發展與思考

在20世紀,我國煤礦機電一體化技術(產品)取得了長足的發展,機電一體化技術幾乎應用到了煤礦生產的每個環節,但是相對于國外先進煤礦生產技術還是比較落后的。因此,要使我國煤礦機電一體化技術達到世界領先技術水平,必須牢牢掌握在信息時代機電一體化技術的特點和相關技術的發展動態。

第一,要提高我國煤礦機電一體化產品的標準化、規范化、系列化和通用化的程度:將計算機系統作為機電一體化的核心裝置,因為計算機系統的運算和存貯能力非常強,且體積小、功耗少,非常適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品,在設計煤礦機電一體化設備時,應盡可能的考慮選用功能強大的嵌入式計算機,從而降低設備體積且保證工作性能更可靠。

第二,對于新開發的煤礦機電一體化產品要具有較強的通信功能,同時,要選用很質量好的開放性和可靠性高的通信模塊,方便與控制網絡實現連接通信控制。

第三,煤礦機電一體化設備需要達到智能化發展水平,能自主判斷機電設備和周圍工作環境的狀態,使設備能自動適應環境且以最優的狀態工作,同時可以快速地對所采集到的參數進行分析,從而對設備故障進行診斷,再結合這些診斷結果對以后工作過程中的故障概率進行預測。

第四,要對各類礦用傳感器進行深入研究和開發,大力提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命,同時考慮傳感器的數字化、智能化、集成化和多維化,使礦用傳感器在較為惡劣的工作環境中進行信號的測量和采集,并保證其準確度,并且應具備自診斷、自校正、狀態識別和自我調節等功能。

總之,應時刻關注國內外高新技術的發展,將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化設備,從而提高煤礦現代化發展,最終實現煤礦自動化生產的目標。

四、結語

機電一體化的l展不是孤立的,與機電一體化相關的技術也有很多,隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。隨著計算機技術、軟件技術、微電子技術、傳感器技術和自動化技術的飛速發展,信息流已成為機電一體化的主要特色。

機電一體化技術作為企業信息化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運等裝備中的大力應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,也為實現安全、高效、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了堅實的基礎。

參考文獻:

第9篇

【關鍵詞】機電一體化技術;應用;發展趨勢

機電一體化技術是機械技術和電子技術于一體的結合。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術。目前機電一體化技術在數控機床上的應用愈來愈多。

一、機電一體化概述

機電一體化是一個新興的邊緣學科,正處于發展階段,代表著機械工業技術革命的發展方向。機電一體化技術是一門跨學科的綜合性高技術,是由微電子技術、計算機技術、信息技術、機械技術及其他技術相融合而構成的一門獨立的交叉學科。機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成的系統的總稱,涉及機械制造技術、電子技術、信息處理技術、測試和傳感器技術、控制技術、接口技術、計算機技術、伺服驅動等多種技術,是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術。機電一體化技術對現代工業的發展有巨大的推動力,因此世界各國都在大力推廣機電一體化技術。

二、機電一體化技術的主要應用領域

(一)數控機床領域。數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,表現在:①總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構;②開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益;③WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制;④大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,也加強了CNC系統的控制功能;⑤能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去;⑥系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力;⑦以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

(二)計算機集成制造系統(CIMS)。CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。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”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

(三)柔性制造系統(FMS)。柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

(四)工業機器人。第1代機器人亦稱示教再現機器人,它們只能根據示教進行重復運動,對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件,能獲取作業環境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進行反饋控制,表現出低級智能,已開始走向實用化;第3代機器人即智能機器人,具有多種感知功能,可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策,在作業環境中獨立行動,與第五代計算機關系密切。

三、機電一體化的發展趨勢

(1)智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近年來處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產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。

(2)微型化。微型化是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。目前利用蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

(3)網絡化。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,能使人們在家里就可分享各種高技術帶來的便利。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

(4)模塊化。模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜的事,它需要制訂一系列標準,以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。

(5)綠色化。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。

(6)系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構,可以靈活組態,尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能和特征顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。

總之,隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

參考文獻

[1]殷際英.光機電一體化實用技術[M].北京:化學工業出版,2003

第10篇

【關鍵詞】機電一體化技術,應用,研究

第一章 緒論

1.1概述

進入80年代以來,關于機電一體化技術的研究和應用已成為全球性的課題,可以說,從軍事到經濟、從生產到生活、從簡單的日用消費品生產到復雜的社會生產和管理系統.機電一體化技術幾乎達到無所不在、無孔不入的地步。然而,“什么是機電一體化?”,‘呼機電一體化技術都包括那些特征?”,“機電一體化技術在各應用領域中的發展狀況如何?”等問題卻很難令人回答,這一方面是因為機電一體化技術的研究不斷向深度持續發展,所采用的技術手段越來越先進,無法通過定義來界定其發展潛力;另一方面是因為機電一體化技術的應用領域不斷向戶度持續發展,也無法通過定義來界定其應用范圍。

第二章機電一體化技術發展

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合,其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展,其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

2.1數字化。微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

2.2智能化。即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能,設置智能I/O接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

2.3模塊化。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣,在產品開發設計時,可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

2.4網絡化。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品,現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

2.5?人性化。機電一體化產品的最終使用對象是人,如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,機電一體化產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來說還是一種藝術享受,如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

第三章 機電一體化技術在鋼鐵企業中應用

在鋼鐵企業中,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來,采用組裝合并方式,為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件,增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面:

3.1智能化控制技術(IC)。由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點,傳統的控制技術遇到了難以克服的困難,因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等,智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面,如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼―――連鑄―――軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。

3.2分布式控制系統(DCS)。分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展,分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制,而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散,故障影響面小,而且系統具有連鎖保護功能,采用了系統故障人工手動控制操作措施,使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比,其功能更強,具有更高的安全性,是當前大型機電一體化系統的主要潮流。

3.3開放式控制系統(OCS)。開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持,按此標準設計的系統,可以實現不同廠家產品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯,實現控制與經營、管理、決策的集成,通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯,實現測量與控制一體化。

第11篇

1 概述

機電一體化也稱作機械電子工程學,是一項涉及到微電子技術、信息技術、機械技術、液壓技術以及自動控制技術等數門學科知識的綜合性技術。國外機械中引入機械一體化最早是在上世紀70年代,隨著電子信息技術的迅猛發展,機械制造技術也不斷進步,尤其是受微型計算機及未處理技術、信息處理技術以及傳感技術等技術的發展,煤礦生產領域機械性能得到很大提升。

在煤礦工業中,機電一體化技術運用于煤的開采、挖掘及設備的裝配中。隨著機電一體化的技術在我國煤礦工業的使用普及,煤礦產業的綜合實力不斷攀升。使用機電一體化的系統發展煤礦工業,能夠做到在短時間內完成最大的利益產出,使其真正向著煤工業的安全、高效、潔凈等優化技術邁進。機電一體化技術是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。它是企業信息化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。

對于煤礦生產而言,在很大程度上受煤礦機械性能自動化程度以及經濟性等因素的影響。從一定意義上講,煤礦機械電器及電子控制系統的質量及性能對煤礦作業質量、生產效率以及煤礦機械設備的使用時限等均具有直接性的影響。當前,電子控制系統逐漸成為煤礦生產過程中不可或缺的重要內容之一,并且還是對煤礦現代機械技術水平進行評價的一大重要指標。隨著現代化科技水平的不斷提升,電子控制系統在煤礦機械中的重要性也會相應提升,功能也會越來越完善,從而對煤礦機械設備的使用人員以及維護人員提出更高的要求。

2 研究煤礦機電一體化技術的意義

2.1 有利于提高煤礦企業經濟效益

煤礦企業通過對采煤設備機電一體化的改造,大大提高了企業的經濟效益,主要表現在:其一,勞動生產率得到了大幅度的提高;其二,企業員工的薪酬待遇也得到了大幅度的提高;其三,員工的工作環境和安全狀況得到了有效地改善;其四,給予地方周邊經濟也起到了帶動作用,例如,機電一體化的建設的過程中提供了信息化維修、系統集成等眾多新的崗位。

2.2 有利于提高煤礦效率

雖然現在大部分企業已經開始使用機械采礦生產,但是目前普遍存在著機械化水平不高、工人勞動強度依然很大的困境。采礦機械通過使用機電一體化技術可以節省人力資源、提高挖掘效率、降低生產成本等。

2.3 有利于煤礦企業的安全生產

機電一體化有利于煤礦企業的安全生產主要表現在以下幾個方面:其一,以往的煤礦企業的井下工作環境潮濕、陰冷、粉塵多對工人的身體健康影響很大,現在采用機電一體化方式生產減少了工人的勞動強度、優化了生產環境。

3 煤礦機電一體化應用的現狀

3.1 在監控系統中應用

將機電一體化應用于監控系統中,能夠及時發現生產過程中存在的安全隱患,采取相應的處理措施,避免了安全事故的發生,保證了設備運行的持續高效,降低了生產中設備停運等影響生產效率問題的發生,達到提高生產效率的目的。同時,機電一體化的而運用,還能夠促進監控系統軟硬件的研發,為煤礦生產現代化提供保障。

3.2 在采煤設備中應用

采煤設備的生產效率直接關系到煤礦生產的整體效率,通過應用機電一體化技術,能夠大幅度的提高其牽引能動性,提升其制動能效,減少了設備的故障發生率,降低了設備維護所需要的人力和物力成本,增強了設備對惡劣環境的抵抗能力,從多個方面提高了設備運行的安全和效率。

3.3 在運輸設備中應用

煤礦的運輸速度在一定程度上會影響煤礦生產的效率,而隨著我國各方面對煤炭資源需求的不斷提升,就對煤礦的運輸速度提出了更高要求。在運輸設備中使用機電一體化措施,能夠通過自動化管控的方式對帶式運輸機進行操作,利用計算機技術來對運輸系統進行啟動和控制,提高了慣性荷載處理的效率,從而實現煤炭生產運輸過程的可靠和高效。

4 煤礦機電一體化創新應用

4.1 環保化設備的應用

隨著人們環保意識的增加,煤炭生產工作也必然朝著綠色生產的方向發展,如此一來,環保化的機電一體化設備就會被運用的煤礦生產中。環保化的設備通過有效降低生產過程中污染物產生量,加強對各種廢棄物的回收利用,控制各種環境污染物的排出量,從而有效實現煤礦機電一體化生產的綠色環保。

4.2 系統化設備的應用

隨著各種新技術的不斷發展,機電一體化中包含的技術種類也越加繁多,在一定程度上增加了其使用難度,因此,將各種技術納入到一個系統中,提高設備的功能性,就成為機電一體化的重要內容。系統化設備的應用能夠有效避免設備運行中各方面不協調而造成的問題,充分發揮各方面的功能,從而提升煤礦生產工作的效率。

4.3 智能技術的應用

為了避免由于管理制度落實不到位或人員素質不足等給煤礦機電一體化造成的不利影響,運用智能技術就成為一種有效的解決措施。

(1)智能技術可以降低人為因素對機電設備運行的干擾,通過智能系統對機電設備運行中存在問題進行自我調節,有效降低故障發生率。

(2)智能技術還能夠增加機電一體化的功能,得到更為全面、準確的礦井信息,從而提高生產的安全性。

4.4 微型設備的應用

隨著微電子技術的不斷發展以及煤礦開采工作的需求,一些無法利用大型設備完成的工作需要引進微型設備。

(1)微型設備能夠適應更為復雜的工作環境,進入到礦井更深處,為擴展開采范圍提供幫助。

(2)微型設備的攜帶、操作更為方便,降低機電設備按照運行需要的人力、物力成本,實現全地形、全天候作業,進而提高煤炭生產工作的效率。

第12篇

關鍵詞:機電一體化;產品創新;概念設計

機電一體化產品的概念設計有著極其豐富的內容,同時也是產品在整個生產過程內最具創造性的階段。其中,包含的原理與方法論對相關產品研發者起到關鍵的引導效用。因此,對機電一體化產品創新性概念設計進行探索,具有十分重要的現實意義。

1機電一體化產品概念設計的概述

1.1機電一體化產品概念設計的內容

機電一體化產品是在機電一體化基礎上建立起的包含系統與構件、基本元內容的集合,而機電一體化產品概念設計的含義則是依據產品使用周期中各個環節所需要求對產品實施功能改造、分析和子功能開發,進而實現其滿足功能結構要求的系統化設計活動。這種設計工作的過程包括前期規劃、設計概念以及對計劃進行詳細化和豐富化,并加以改進補充。機電一體化產品概念設計過程中的程式化內容可以通過計算機技術代為實現,但除此之外難以被程式化的方面還需產品設計人員通過人工設計逐步完成。通過構建人機協同的概念設計理念,對其功能與組織開發的過程按照模塊化思想進行劃分,以此實現這一設計工作的層次性、協調性。目前,發達國家對機電一體化概念設計的深入研究大體集中于其調控系統的設計。機電一體化的理念自1971年被提出以來,經過幾十年的發展,內容也在逐步豐富,尤其在科技快速發展的今天,廣闊的市場空間與消費需求的升級,更加迫使機電一體化產品對自身性能、可靠程度提出更高要求。而計算機技術、互聯網信息技術、傳感技術、AI技術、微電子技術、新材料技術、集成技術以及其他相關技術的進步,都為機電一體化產品的革新打下了技術根基,使得機電一體化產品朝著更優質、更高效的方向邁進。

1.2機電一體化產品創新概念設計的意義

機電一體化產品的創新型概念設計本身有著重要作用,其既是產品品質的深層內容,又是其功能屬性得以發揮的保障,對其本身質量的影響也約占60%~70%。因此,建成機電一體化產品創新的概念設計具有極其顯著的意義。簡要概括,主要包括以下三方面內容。第一,創新機電一體化產品的概念設計是保障機電一體化產品品質的必要性要求。機電一體化體系具有多種學科互相交叉、集成融合的特點,本身具有著復雜內涵。因此,現今許多的機械產品的設計并不適應機電一體化技術本身的特色,難以做到根據機電一體化技術特征隨之作出應對。第二,機電一體化產品概念設計的創新促使其理論體系得到發展。要創新這一概念設計,必將建立新的方式、理論基礎。只有在合理、可靠的概念設計基礎上,才能使之收獲具有優異性能的機電一化體產品。再加之如今概念設計的思想理念獲得了社會中乃至整個世界越來越多的關注與認同,如QFD理論、公理化理論、TRIZ理論等設計理論的建立,對于推動創新機電一體化產的概念設計發展起到了不可忽略的效用,進一步促進了機電一體化技術體系的建立和機電一體化技術的完善。第三,機電一體化產品創新概念設計對于生產能力與工作質量的提高起到切實的幫助作用。許多機電一體化產品都帶有自動處理、調節的功效,通過這些能力的實現,能夠保證工作質量與效率的穩步提升。例如,在數控機床的使用過程中,其生產效率要高出普通基礎5~6倍,并能夠實現機床數量減少50%,節省50%操作人員的效能,生產周期也能縮短40%,進而使得生產成本降低50%左右。

2機電一體化產品創新概念設計理論

2.1機電一體化產品應用到的系統原理

機電一體化系統是該類產品中最為重要的基礎。就其本質來說。它算是一種復雜機械,但與普通的機械相比還有著顯著區分。機電一體化體系是通過在機構的動力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先進的電子技術,并使之與軟件相互聯合形成的一類新型機械系統。就其功能來說,機電一體化系統包含機械力、能量流、運動力等多種動力學有關的特殊機械,以及一些機電部件互相關聯的系統。其中,機電一體化系統的核心又在于集成協調各種技術,通過對機械工程、控制系統、計算機技術、電子技術、電工技術等多項技術的聯合利用,實現其運動行為可控的目標,而不僅簡單對各項技術進行拼湊堆積。這也是利用計算機的調節和處理能力,實現驅動元件可控特征的現代化機械系統。有關機電系統化原理的研究主要包含三方面內容。第一,三環論。研究者認為,機電一體化產品可以劃分為電子、機械、軟件三項功能模塊。第二,五塊論。通常視機電一體化產品是由動力功能、控制功能、構造功能、操作功能和傳感檢測五個功能模塊組成的。第三,兩個子系統理論。研究人員認為,機電一體化系統是由控制系統和物理系統兩項分支系統共同組成的。以上三種理論的提出具有重要意義,但同時也有著較大的局限性。三者立足于控制和電力兩部分,但沒有對機械主體加以強調,也并未對處理好機電一體化系統的概念設計中出現的復雜性、多面性和模糊性等問題提出方法。因此,這些理論對該類產品的概念設計不能起到重要作用。在概念設計實際工作中,機電一體化系統往往會被劃分為傳感檢測、執行機構、信息控制處理三個子系統。通過這三個子系統的系統分工,各自完成信息檢測、機械運動與信息控制的工作,這種分工方式才能真正實現該系統中各項功能的優化和最佳效果的發揮,并以此獲得機電一體化系統的概念設計合理的相關方案。

2.2機電一體化產品創新的概念設計方法

對機電一體化產品而言,其概念設計是許多領域內知識、技術之間的交織融合,具有新穎復雜、反復迭代、目標多解、結構不良等特點。滿足機電一體化產品概念設計的創新,關鍵在于發揮設計者的主觀能動性,通過展現設計智慧,滿足創新性的要求。要實現這一目標,主要在于實現人機協調配合。計算機技術的飛速進步,促使人們對人工智能提出新的期待。但創新產品設計這類任務,主要還得依靠人類的智能實現。機電一體系統也是人機協同系統,通過對設計者與計算機的分工,來達到創新概念設計的目的。機電一體化產品概念設計創新主要方法包括三方面內容。第一,落實人才戰略,培養專業性人才。科技競爭最終都會落實在人才競爭上。要實現機電一體化產品概念設計的創新,人才供應是重要保障。機電一體化技術專業人才在制造行業占據就業滿意度第三位的好名次,就業率更是高達100%。因此,加強專業人才培養更有著多方面的積極意義,國家以及機電行業要在培養、優化道路中貢獻出更多力量,從多方面對學生展開培訓工作,以此實現增強研究者、開發者、設計者以及其他相關從業人員素質的目的。第二,努力拓寬供應市場,嚴守質量關。市場是檢驗產品的試金石,將機電一體化產品投放到市場中,一方面保障其生命周期能夠實現,另一方面通過買方對產品性能體驗所作反饋也對產品研發起到反作用力的效果,使其優點得以保存、延續,缺點得到改良、進化,從而不斷促進機電一體化產品性能的整體提升。第三,將環保技術納入機電一體化的發展策略中。機械技術、計算機技術、電子技術、電力技術等多種技術的應用,往往會伴隨著電子、機械污染的問題。在機電一體化產品的生產過程中,無可避免也會產生一些污染物。因此,設計者在設計研發過程中要考慮到環保問題,讓機電一體化產品朝著節能環保的方向發展,以施行環保、可持續的發展策略為其提供方法指引。通過一些環保設施和環保科技的實行,有效遏制資源浪費、污染物增多的問題。當實際運行過程中出現技術故障時,也可以反復利用一些資源,以減少資源、材料的消耗。相關生產負責人還應主動淘汰一些產能落后的設備、產品,以此改變過去投入高、輸出高的模式,最終實現發展的可持續,使人們擁有健康的生存環境。

2.3機電一體化產品創新的概念設計的發展展望

機電一體化產品創新的概念設計主要發展在于理論的進步。雖然機電一體化體系中依舊存在許多問題需要加強分析、研究,但其發展總趨勢還是積極向上的。概括有五方面內容:第一,根據被測物理量,建立傳感器特點和類型的知識庫;第二,構建與機電一體化產品的概念設計相關的推理方法庫;第三,將執行機構的實現運動與動作進行分類,構建執行機構庫和驅動元件庫,以促進驅動元件、執行、傳動機構和兩者的集成選擇實行;第四,實現對該類產品概念設計在各個環節評價體系的建立,尤其在概念設計初期中構建對功能原理設計環節的評價體系;第五,構建調節和控制信息的資料庫,以促進挑選硬件和編制軟件中對機構子系統高效管控的實現。隨著機電技術與各項科技的快速進步以及機電一體化研究的逐步深入,促使機電一體化產品概念設計的理論體系更加豐富,并具有更為強大的實用功能和操作功能,從而順利實現對機電一體化產品的創新與研發。

3結束語

機電一體化產品的研究雖然已經取得了較為矚目的成績,但關于機電一體化產品設計的研究成果目前依然處于初級階段,仍需要相關從業者不斷加強探索、創新,通過大量細致的實踐研究工作,促進機電一體化產品創新概念設計的完善和成熟,并最終實現其優異的實用價值。

作者:王中元 單位:內蒙古機電職業技術學院

參考文獻:

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