時(shí)間：2023-01-06 21:46:52
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(jī)電一體化技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
近年來(lái)，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是在我國(guó)礦物質(zhì)需求量不斷上升的社會(huì)背景下，煤礦采礦事業(yè)不斷發(fā)展，由此推動(dòng)了新型工業(yè)化技術(shù)的應(yīng)用與廣泛推廣。由于機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)具有生產(chǎn)效率高及生產(chǎn)過(guò)程安全、技術(shù)水平高等特征。因此，這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)眾多的工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用與實(shí)踐。在此基礎(chǔ)上，本文將圍繞機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行論述研究。
關(guān)鍵詞：
機(jī)電一體化；數(shù)控技術(shù)；煤礦機(jī)械；應(yīng)用
眾所周知，當(dāng)前工業(yè)化技術(shù)正逐漸朝著集成化及智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展。因此，在新的技術(shù)背景下，出現(xiàn)了諸多新型的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。比如，應(yīng)用極為廣泛的機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)以液壓技術(shù)及電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)為理論基礎(chǔ)，從而在煤礦機(jī)械操作運(yùn)行過(guò)程中，能夠?qū)Σ煌O(shè)備的操作運(yùn)行流程進(jìn)行合理優(yōu)化與控制，確保煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中具有安全性、穩(wěn)定性、可靠性。
1機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械綜合運(yùn)行過(guò)程中的應(yīng)用分析
通過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，在煤礦采礦作業(yè)過(guò)程中，需要通過(guò)大型的電牽引采煤機(jī)等設(shè)備進(jìn)行工作，但個(gè)別采礦企業(yè)的采煤機(jī)運(yùn)行功率較大。因此，在牽引性能方面依然要優(yōu)于傳統(tǒng)的液壓牽引技術(shù)方式，對(duì)此，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在大傾角煤層開(kāi)采過(guò)程中使用較多。由于采用上述技術(shù)能夠大大優(yōu)化電牽引采煤機(jī)械設(shè)備的工作性能，而且可以降低采礦作業(yè)的工作難度，減少作業(yè)任務(wù)量，從而使機(jī)械設(shè)備操作過(guò)程易于控制，設(shè)備靈敏度較高。同時(shí)，技術(shù)管理人員對(duì)相關(guān)設(shè)備的管理維護(hù)較為容易。因此，正是基于上述諸多應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，這一技術(shù)在我國(guó)煤礦機(jī)械設(shè)備中被大量使用。
2機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備提升與運(yùn)輸中的應(yīng)用分析
提升與運(yùn)輸作為煤礦作業(yè)過(guò)程中的兩大主要環(huán)節(jié)，采用機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)可大大提升機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效率。通過(guò)利用機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，可將其應(yīng)用到礦井提升及帶式輸送機(jī)設(shè)備行進(jìn)過(guò)程中，從而使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行與控制，由此優(yōu)化了機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)，使煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性大大提高。由于帶式輸送機(jī)在現(xiàn)代煤礦采掘運(yùn)輸過(guò)程中具有重要作用，而且由于其具有良好的可靠性、較高的自動(dòng)化程度、較大的傳輸運(yùn)送量，因此目前這一技術(shù)一般在煤礦采礦中的長(zhǎng)距離運(yùn)輸與傳送中應(yīng)用較為普遍。
3機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在機(jī)械設(shè)備安全生產(chǎn)運(yùn)行中的應(yīng)用分析
煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程具有很大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，因此從作業(yè)之前到作業(yè)過(guò)程中乃至整個(gè)作業(yè)結(jié)束，都需要采用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)機(jī)械設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而保證其相關(guān)運(yùn)行參數(shù)科學(xué)、準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)突發(fā)性故障，以此防范機(jī)械設(shè)備突然終止運(yùn)行。因此，從這一要求來(lái)看，在煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行作業(yè)過(guò)程中，采用機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，可利用系統(tǒng)的自動(dòng)化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、收集分析與診斷功能，對(duì)煤礦礦井中的相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面監(jiān)測(cè)。但是，這一系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中具有嚴(yán)格的使用要求。比如，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須全面保持貫通，而且要保證其在任何時(shí)段都能與礦井內(nèi)、外的相關(guān)安全負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系。這一技術(shù)采用智能化技術(shù)，通過(guò)智能控制手段，利用機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)，能夠確保其與系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)相連接。因此，只需利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)據(jù)通信技術(shù)，就可將煤礦機(jī)械設(shè)備設(shè)置為同步運(yùn)行模式，且系統(tǒng)采用專用數(shù)據(jù)通信接口，對(duì)礦井內(nèi)、外的相關(guān)工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)定位［1］。一旦發(fā)現(xiàn)礦井內(nèi)工作設(shè)備及地質(zhì)情況存在安全風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)警控制裝置，然后相關(guān)安全管理人員利用專業(yè)控制軟件就可對(duì)系統(tǒng)自動(dòng)收集到的相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析評(píng)估，從而使多項(xiàng)不同的操作功能融為一體。比如，機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)可集圖形打印及模型顯示和信息檢索、數(shù)據(jù)資料上傳、下載為一體，在保障礦井內(nèi)作業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員與機(jī)械設(shè)備安全順利工作方面發(fā)揮了重要作用。
4機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械其它方面的應(yīng)用分析
除此之外，機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)還在煤礦機(jī)械設(shè)備掘進(jìn)過(guò)程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，我國(guó)煤礦采掘作業(yè)中所使用的電氣設(shè)備一般為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開(kāi)關(guān)箱以及礦用隔爆型壓扣控制按鈕、礦用本質(zhì)安全型操作箱和隔爆照明燈、掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步動(dòng)機(jī)和GJC4低濃度甲烷傳感器等［2］，因此在上述設(shè)備操作運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)電一體化控制技術(shù)在設(shè)備維護(hù)管理及性能優(yōu)化和作業(yè)過(guò)程中發(fā)揮了巨大作用，特別是在礦井安全作業(yè)過(guò)程中，為相關(guān)作業(yè)人員提供了極大的便利。盡管其具有諸多應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)踐研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中也有應(yīng)用缺點(diǎn)。比如，機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用模式相對(duì)單一，因此為了不斷滿足機(jī)械設(shè)備安全運(yùn)行及采礦技術(shù)不斷發(fā)展的要求，需在原有機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)更加人性化和具有良好人機(jī)交互功能的采礦作業(yè)機(jī)械設(shè)備［3］;與此同時(shí)，相關(guān)企業(yè)需要不斷加大技術(shù)以及資金投入，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)工藝改進(jìn)，大力研發(fā)新的智能控制技術(shù)。通過(guò)不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的采礦技術(shù)工藝，使其在地質(zhì)勘察以及礦物選擇方面發(fā)揮應(yīng)有的作用，大幅提升采礦作業(yè)的效率。除此之外，相關(guān)技術(shù)人員要以機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)為核心，提高整體作業(yè)人員的操作技術(shù)水平，通過(guò)開(kāi)展教育培訓(xùn)活動(dòng)，從而大力優(yōu)化機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中的流程，使這一技術(shù)在我國(guó)采礦作業(yè)方面體現(xiàn)更大強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)越性。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是在我國(guó)機(jī)械加工制造技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)不斷應(yīng)用與發(fā)展基礎(chǔ)上形成的一種新型技術(shù)模式。隨著現(xiàn)階段我國(guó)煤礦采礦事業(yè)的不斷發(fā)展，礦物質(zhì)的需求量在不斷上升，由此使機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用與實(shí)踐。盡管這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際采礦過(guò)程中有極為廣泛的應(yīng)用，但是其在工作性能方面依然有待進(jìn)一步提升，從而促進(jìn)我國(guó)煤礦機(jī)械設(shè)備工作運(yùn)行效率不斷提高。
參考文獻(xiàn):
［1］蔣尊濤．機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用［J］．建材與裝飾，2016，02(02):221～222．
［2］楊許．機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)在煤礦機(jī)械中的應(yīng)用［J］．價(jià)值工程，2016，02(13):156～157．
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 18-0116-01
隨著社會(huì)不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)廣泛運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)電一體化這個(gè)名詞不僅僅是理論，更被人們熟練運(yùn)用到企業(yè)發(fā)展上。按照系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)，機(jī)電一體化又可稱為機(jī)電一體化系統(tǒng)，它是集機(jī)械元件和電子元件為一體的復(fù)合系統(tǒng)。隨著機(jī)電一體化的迅速發(fā)展，它主要結(jié)合了光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等領(lǐng)域知識(shí)，使整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)變得柔性化、智能化。更加合理、高效，它大幅度地推動(dòng)了整個(gè)工業(yè)的生產(chǎn)。對(duì)社會(huì)的不斷進(jìn)步具有深遠(yuǎn)的意義。
一、機(jī)電一體化技術(shù)主要運(yùn)用領(lǐng)域
（一）在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，性能低，操作復(fù)雜笨拙，控制精度較差。然而經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，機(jī)電一體化的投入，除了解決了上述傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)的弊端更增添了其他的。先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)以信息為主導(dǎo)，其開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有標(biāo)準(zhǔn)性、兼容性、層次性，最大限度提高了其可操作性，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)充分結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制即一臺(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。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。
（二）在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）中的應(yīng)用。機(jī)電一體化以其發(fā)展快適用范圍廣的特點(diǎn)深受各行各業(yè)的歡迎。機(jī)電一體化技術(shù)打破原有部門(mén)之間的界限，使各分散系統(tǒng)最優(yōu)的結(jié)合，充分做好“物流”和“信息流”之間的關(guān)系，將生產(chǎn)線各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)的結(jié)合，大大提高各種生產(chǎn)要素之間的連接作用，從而生產(chǎn)能力得到了很大的提高，使得各種生產(chǎn)要素充分發(fā)揮提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
（三）在現(xiàn)代機(jī)械制造中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的機(jī)械制造主要依賴于企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，它著重考慮的是資源的有效利用，用低成本換取高效率，以機(jī)器代替人力，靠復(fù)雜的專業(yè)加工取代人的技能來(lái)獲取的。然而，先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)是以信息為主導(dǎo)，采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)組織管理形式的全新的機(jī)械制造業(yè)，其特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造。現(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
（一）智能化。機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械的主要區(qū)別在于技術(shù)是否智能化，即使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。如傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床像個(gè)被動(dòng)執(zhí)行者，它只能按照事前規(guī)定好的程序去嚴(yán)格執(zhí)行操作，而現(xiàn)代的只能數(shù)控機(jī)床，它被結(jié)合了人的思想與感知，它可以主動(dòng)地對(duì)自己的環(huán)境和加工條件進(jìn)行感知及分析，從而采取相應(yīng)的措施。利用這種智能化產(chǎn)品，從而能夠大大減少人的腦力勞動(dòng)。為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。
（二）系統(tǒng)化。機(jī)電一體化可以看成為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它主要采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組態(tài)比較靈活，在任何情況下都可以剪裁和組合，從而達(dá)到各個(gè)子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制和統(tǒng)一管理。其次，通過(guò)機(jī)電一體化的系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)信息的傳遞功能極強(qiáng)，它可以使遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)更穩(wěn)定。然而，隨著科技的不斷發(fā)展，相信機(jī)電一體化產(chǎn)品還會(huì)更加完善，人類會(huì)賦予它更人性的發(fā)展，從而想著生物系統(tǒng)化飛躍。
（三）模塊化。機(jī)電一體化的正向著模塊化發(fā)展。眾所周知機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，故研制和開(kāi)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)雜而十分重要的工作。若能制作出一系列的標(biāo)準(zhǔn)件，則對(duì)后續(xù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)大大縮短了時(shí)間。由于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，使得生產(chǎn)規(guī)模大大提高，非常有利于企業(yè)的發(fā)展。
（四）網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展對(duì)全球都是一次巨大的變革，它帶給人類一次巨大的飛躍，然而對(duì)機(jī)電一體化也具有重要的作用。網(wǎng)絡(luò)在人類的生活中越來(lái)越普及，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。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（五）人性化。各類產(chǎn)品的生產(chǎn)都是為了方便于人類，故機(jī)電一體化向人性化是個(gè)必然的趨勢(shì)。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求除了能夠達(dá)到人類最基本的使用需求外還需要考慮它的外觀結(jié)構(gòu)包括形狀及顏色等從而使產(chǎn)品更接近生活，讓人們?cè)谑褂眠^(guò)程中更自然，更便捷。
（六）微型化。機(jī)電一體化的新目標(biāo)是向著微型化轉(zhuǎn)化。機(jī)電一體化的微型化又稱為微型機(jī)電一體化系統(tǒng)，國(guó)外對(duì)其幾何尺寸定義為一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。微型機(jī)電一體化系統(tǒng)主要特點(diǎn)為具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等，由于微型化的特點(diǎn)，其可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故非常受生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域的歡迎。
（七）綠色化。人類生活的巨大改變離不開(kāi)工業(yè)的發(fā)展，然而在我們個(gè)人感覺(jué)到物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)資源卻在大批量減少、生態(tài)環(huán)境變得極具惡化，所以急需大量開(kāi)發(fā)綠色產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化最根本目標(biāo)為盡最大限度地減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。故這就要求產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的整個(gè)生命周期中，達(dá)到符合環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，并使得資源的利用率提高。其產(chǎn)品的特點(diǎn)為低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。
三、結(jié)束語(yǔ)
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，大量的產(chǎn)品與裝置都在向著機(jī)電一體化發(fā)展，在優(yōu)化整體的同時(shí)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，大大縮短開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，有利于加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革；同時(shí)，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國(guó)家?guī)?lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]袁中凡.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；前景
中圖分類號(hào)：O421+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
20世紀(jì)60年代以來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始迅猛發(fā)展起來(lái)，它的發(fā)展基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)，再此基礎(chǔ)上結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)。機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的主體，另外包括了多門(mén)技術(shù)學(xué)科，目前機(jī)電一體化技術(shù)正在逐步完善。機(jī)電一體化技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)，它將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)等綜合運(yùn)用，根據(jù)系統(tǒng)功能和優(yōu)化組織的目標(biāo)進(jìn)行各功能單元的優(yōu)化配置，它對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)和管理體系等都產(chǎn)生了很大的影響，我國(guó)目前正在向“機(jī)電一體化”發(fā)展階段邁進(jìn)。
1 機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
1.1 安全性能高
機(jī)電一體化產(chǎn)品在很多領(lǐng)域具有較強(qiáng)的功能，其中包括有監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)等方面。工作中發(fā)生一些電力故障的時(shí)候，機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)措施，使人和設(shè)備的損害降到最低，提高了使用設(shè)備的安全性能。
1.2 較高的生產(chǎn)能力
機(jī)電一體化產(chǎn)品自動(dòng)處理信息和自動(dòng)控制能力很強(qiáng)，在控制和檢測(cè)方面的靈敏度和精度等都很高。機(jī)電一體化產(chǎn)品有自身的控制系統(tǒng)，通過(guò)啟動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)可以使機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成動(dòng)作，可以保證工作完成的質(zhì)量和產(chǎn)品的高合格率。機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力也隨著自動(dòng)化的成功實(shí)現(xiàn)得以提高。
1.3 較高的使用性能
機(jī)電一體化產(chǎn)品采用了數(shù)字顯示和程序控制，這使得手柄和按鈕的數(shù)量得到很大程度的減少，方便了操作過(guò)程。機(jī)電一體化產(chǎn)品可以重復(fù)大量的動(dòng)作，更先進(jìn)的產(chǎn)品還能夠篩選工作程序。
1.4 適用范圍大
機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和功能，不具有單技術(shù)、單功能的局限性，這使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動(dòng)化的程度。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的自動(dòng)和智能功能可以輕松應(yīng)對(duì)用戶的需求。
1.5 維護(hù)方便
程度的控制可以對(duì)安裝調(diào)試機(jī)電一體化產(chǎn)品，在其控制系統(tǒng)中輸入控制程序就可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)控了，這樣就不用改變產(chǎn)品的零件或者哪一個(gè)部件了。機(jī)電一體化產(chǎn)品還能夠?qū)ぷ髦械墓收献詣?dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)和監(jiān)視等，并且可以自動(dòng)采取應(yīng)對(duì)措施。工作對(duì)象不同時(shí)，具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品可以根據(jù)存儲(chǔ)的執(zhí)行程序自動(dòng)工作。
2 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用
2.1 數(shù)控機(jī)床
數(shù)控技術(shù)已經(jīng)有40年的發(fā)展史了，它在多個(gè)方面都有明顯的提高，比如結(jié)構(gòu)、功能和控制精度，具體表現(xiàn)為：1）結(jié)構(gòu)為多CPU、多主總線形式，具有緊湊、模塊化的特點(diǎn)。2）設(shè)計(jì)具有開(kāi)放性，硬件系統(tǒng)和功能模塊可以最大限度地使用戶受益。3）系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)仿真二、三維加工過(guò)程，通過(guò)在線診斷和模糊控制等向車間提供編程技術(shù)。4）存儲(chǔ)器采用了大容量同時(shí)軟件設(shè)計(jì)為模塊化，這種改變使得數(shù)控的功能變得更加豐富，也使得CNC系統(tǒng)具有更強(qiáng)大的控制功能。5）一個(gè)機(jī)床可以通過(guò)多過(guò)程和多通道控制實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立任務(wù)同時(shí)完成，并且系統(tǒng)中還集成了刀具破損檢測(cè)等。
2.2 工業(yè)機(jī)器人
第一代機(jī)器人對(duì)工作對(duì)象和環(huán)境的適應(yīng)性較低、靈活性較差，也被稱為示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們?cè)谶M(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)只能根據(jù)示教內(nèi)容進(jìn)行。在第一代機(jī)器人的基礎(chǔ)上改進(jìn)的第二代機(jī)器人擁有了先進(jìn)的傳感設(shè)備，它和計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)工作進(jìn)行處理和分析，從而做出自己的判斷進(jìn)而控制動(dòng)作，這表明工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始變得實(shí)用化，表現(xiàn)出了低級(jí)智能。第三代機(jī)器人即是我們所稱的智能機(jī)器人了，它的工作離不開(kāi)第五代計(jì)算機(jī)，通過(guò)傳感元件和計(jì)算機(jī)的作用來(lái)達(dá)到復(fù)雜的邏輯、判斷和決策能力。
2.3 計(jì)算機(jī)的集成系統(tǒng)
全局動(dòng)態(tài)最有綜合幫助實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，它并非是由各分散系統(tǒng)簡(jiǎn)單組合而成的。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)打破了原有部門(mén)間的界限，制造是它的基干，通過(guò)這個(gè)基干達(dá)到對(duì)“物流”和“信息流”的控制，最終將經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等有機(jī)結(jié)合起來(lái)。一個(gè)企業(yè)如果具有很高的集成度將會(huì)更好地優(yōu)化各種生產(chǎn)要素的配置關(guān)系，更大程度地開(kāi)發(fā)出各生產(chǎn)要素的潛力。
3 展望機(jī)電一體化技術(shù)前景
3.1 高性能化
現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)處于快速發(fā)展期，機(jī)電一體化需要不斷滿足發(fā)展的需要、不斷提高其現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性，主要要提高的方面表現(xiàn)在速度、精度、效率和可靠性等。未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一就是高速、高精度、高效和高可靠性。
3.2 微型化
機(jī)電一體化趨向微型領(lǐng)域發(fā)展，它的發(fā)展動(dòng)力是人們不斷追求高新技術(shù)微型化。微型的機(jī)電一體化產(chǎn)品在一些特殊領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)是其他技術(shù)不可并肩而論的，比如軍事、醫(yī)療、信息方面，因?yàn)檫@些微型化產(chǎn)品體積小、耗能少、靈活性強(qiáng)，可以成功完成常人不能想象到的任務(wù)。
3.3 智能化
21世紀(jì)機(jī)電一體化建設(shè)者更加重視研究人工智能，主要是機(jī)器人智能和數(shù)控機(jī)床智能的應(yīng)用。人工智能主要指的是機(jī)器方面，通過(guò)吸收新方法在基礎(chǔ)控制理論之上模擬人類智能，使機(jī)器具有推理、判斷和自主決策的能力，這樣也就能實(shí)現(xiàn)更高的控制目標(biāo)。當(dāng)然要求機(jī)電一體化產(chǎn)品具有和人類一樣的智能是沒(méi)必要的，我們可以使用高性能的微處理器讓機(jī)電一體化產(chǎn)品擁有部分人類智能。
3.4 系統(tǒng)化
通信功能通過(guò)系統(tǒng)化得到了較大的升級(jí)，未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)會(huì)更多關(guān)注人與產(chǎn)品的關(guān)系，機(jī)電一體化將更加有人性化的特點(diǎn)。很多機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈感都來(lái)自于動(dòng)物或人類的啟發(fā)，未來(lái)研究的兩個(gè)方向分別是賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品更多智能和研制更多的人性化產(chǎn)品。
3.5 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)促進(jìn)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的很大變革，現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展這必將使機(jī)電一體化和其相互融合。網(wǎng)絡(luò)普及的同時(shí)遠(yuǎn)程和監(jiān)視技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)電一體化產(chǎn)品就是遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)化還將影響到大量的家用電器方面，計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)可以幫助人們?cè)诓怀鲩T(mén)的情況下享受高新技術(shù)帶來(lái)的生活便利與快樂(lè)。
3.6 綠色環(huán)保化
工業(yè)不斷發(fā)展、我們的生活舒適度不斷提升的同時(shí)環(huán)境污染缺越來(lái)越嚴(yán)重，資源也越來(lái)越緊缺。人們都在強(qiáng)烈呼吁保護(hù)環(huán)境、節(jié)約社會(huì)資源，所以機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是綠色環(huán)保。在新的時(shí)代背景下機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品必須要無(wú)害或者對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害極小，必須符合人類健康要求，必須有極高的資源利用率，回收利用率也要很高，這就是綠色環(huán)保化在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的具體體現(xiàn)。
3.7 人性化
不管機(jī)電一體化產(chǎn)品怎么變，它的使用對(duì)象都是人，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品必須要有人性化，它需要在色彩、造型等方面與環(huán)境保持協(xié)調(diào)一致，人們使用這些產(chǎn)品不僅可以達(dá)到實(shí)用的目的還可以在使用過(guò)程中得到一種藝術(shù)的享受。
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制、自動(dòng)診斷與保護(hù)等。也就是說(shuō)，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。（2）20世紀(jì)70—80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。
3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：
3．1智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。
3．2模塊化
模塊化是一項(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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定出國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)，還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，模塊化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3．3網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到、質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。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。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3．4微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3．5環(huán)保化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。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)廢后能回收利用。
3．6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(kāi)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)之二是通信功能的大大加強(qiáng)。一般除RS232外，還有RS485等智能化通信接口。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化；另一層是模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)而研制出來(lái)的。
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(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和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻(xiàn)：
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［2］李運(yùn)華．機(jī)電控制［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化技術(shù)是綜合性技術(shù)類型，包含多種學(xué)科的知識(shí)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，是社會(huì)生產(chǎn)力不斷前行的結(jié)果。在科技的推動(dòng)下，機(jī)電一體化在諸多領(lǐng)域中產(chǎn)生影響，在推動(dòng)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。為因此，要對(duì)機(jī)電一體化涵義進(jìn)行深入分析和理解，對(duì)其應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行深入探討，明確發(fā)展方向，推動(dòng)這一技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
1對(duì)機(jī)電一體化涵義的闡述
機(jī)電一體化技術(shù)凸顯綜合性的特征，融合多種學(xué)科的關(guān)鍵技術(shù)，主要涉及機(jī)械、電子等技術(shù)領(lǐng)域。凸顯全面性與綜合性，具體分析，機(jī)電一體化主要關(guān)注的是機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)以及信息技術(shù)在數(shù)據(jù)處理中的作用，重視對(duì)機(jī)械設(shè)備以及相關(guān)電子器材的探索和研究，目的是更好地支持工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，為其提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。機(jī)電一體化發(fā)展實(shí)踐中，重點(diǎn)集中在信息與產(chǎn)品的組成，主要是關(guān)注傳感、信息以及機(jī)械技術(shù)的全面發(fā)展。之所以推廣機(jī)電一體化技術(shù)，主要是在傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸滲透在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，加快產(chǎn)品創(chuàng)新，促進(jìn)改革，是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的必然。
2對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用狀況的分析
2.1機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用介紹。在機(jī)電一體化技術(shù)的支持和應(yīng)用下，整個(gè)生產(chǎn)操作的精度顯著增強(qiáng)，功能更加多樣化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，擁有緊湊的構(gòu)造，模塊化突出。在功能領(lǐng)域，開(kāi)放性更強(qiáng)，推動(dòng)數(shù)控機(jī)床向著智能化的方向發(fā)展，提升機(jī)床的精確度，為整個(gè)生產(chǎn)提供更加全面、先進(jìn)的技術(shù)支持。2.2機(jī)電一體化技術(shù)在計(jì)算機(jī)制造和集成系統(tǒng)中的應(yīng)用。在機(jī)電一體化的支持下，計(jì)算機(jī)制造以及集成系統(tǒng)能夠滿足動(dòng)態(tài)管控的目的，達(dá)到對(duì)目標(biāo)的優(yōu)化，突破傳統(tǒng)模式的制約，保證信息的順暢性。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)諸多功能的融合，如開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)以及決策管理等，使得產(chǎn)品配置實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，集成度得到顯著增強(qiáng)。2.3機(jī)電一體化技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹。對(duì)于柔性制造系統(tǒng)而言，涉及諸多部門(mén)，如機(jī)器人、數(shù)控等。要在裝配要求的指導(dǎo)下，結(jié)合生產(chǎn)需要，對(duì)工件進(jìn)行生產(chǎn)。整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用中，需要進(jìn)行相關(guān)構(gòu)件、品種等進(jìn)行頻繁切換。在機(jī)電一體化的應(yīng)用下，產(chǎn)品質(zhì)量的增強(qiáng)成為必然，生產(chǎn)效率實(shí)現(xiàn)大幅提升。2.4機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用介紹。機(jī)器人與機(jī)電一體化技術(shù)的融合經(jīng)歷幾個(gè)發(fā)展時(shí)期，首先，機(jī)器人在得到相關(guān)指令之后，進(jìn)行單一動(dòng)作的重復(fù)，但是，對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力不強(qiáng)，也很難結(jié)合對(duì)象進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。其次，在工業(yè)機(jī)器人中加裝傳感系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工作環(huán)境的識(shí)別和適應(yīng)，及時(shí)反饋相關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的有效處理，同時(shí)，反饋功能比較突出，滿足對(duì)整個(gè)操作動(dòng)作的控制需求。這一時(shí)期的機(jī)器人在智能水平上處于較低級(jí)階段，但是，實(shí)用性得到顯著提升。再次，工業(yè)機(jī)器人緊跟時(shí)展步伐，向著智能化的方向發(fā)展，感知能力增強(qiáng)，能夠完成復(fù)雜的邏輯思維，具備了決策能力，環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)，獨(dú)立運(yùn)行特點(diǎn)更加突出。
3對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)和方向的介紹
3.1機(jī)電一體化在綠色化方面更加突出。在現(xiàn)代科技的發(fā)展下，整個(gè)社會(huì)發(fā)展水平不斷提升，環(huán)境問(wèn)題備受關(guān)注，更加關(guān)注對(duì)資源的節(jié)約以及生態(tài)的保護(hù)。工業(yè)生產(chǎn)也要順利這一發(fā)展趨勢(shì)，追求綠色發(fā)展目標(biāo)，發(fā)展綠色機(jī)電一體化，實(shí)現(xiàn)能耗的有效降低，在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，維護(hù)生態(tài)平衡。3.2機(jī)電一體化的智能化不斷完善。智能化的發(fā)展在很大程度上依賴于科技的進(jìn)步和發(fā)展。在時(shí)展中，智能化與機(jī)電一體化融為一體，相互促進(jìn)。在發(fā)展中，注重綜合性思維方式的引進(jìn)，以控制理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)化控制性。機(jī)電一體化的產(chǎn)品在智能性方面無(wú)法與人的思維進(jìn)行媲美，但是，借助智能化的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜問(wèn)題的緩解，在根本上推動(dòng)機(jī)電一體化的飛速發(fā)展。3.3機(jī)電一體化中網(wǎng)絡(luò)化的分析。信息技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，使得整個(gè)社會(huì)的發(fā)展速度更加飛速。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域發(fā)揮作用。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)催生了多種技術(shù)類型，影響人們的生活。在遠(yuǎn)程終端監(jiān)控設(shè)備中，機(jī)電一體化技術(shù)得到功能上的集中體現(xiàn)，尤其是計(jì)算機(jī)的支持下，其優(yōu)勢(shì)更加突出。為此，網(wǎng)絡(luò)化在機(jī)電一體化中的發(fā)展成為其完善中的必然一環(huán)。3.4模塊化得到發(fā)展。機(jī)電一體化在不斷完善中，模塊化成為其必然選擇。目前，機(jī)電一體化包含諸多類型，為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步開(kāi)放的目的，需要將模塊化作為發(fā)展方向，對(duì)技術(shù)進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑瑢?shí)現(xiàn)整體功能的強(qiáng)化。3.5全息系統(tǒng)化得到推廣應(yīng)用。全信息系統(tǒng)的發(fā)展與完善受到 智能化技術(shù)的廣泛影響。在全息系統(tǒng)化的應(yīng)用下，采用了開(kāi)放式總線結(jié)構(gòu)和模式化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)能夠進(jìn)行自由重組，同時(shí)，通信能力更強(qiáng)，為人機(jī)一體化的發(fā)展提供更多的支持。
綜上，整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)力在發(fā)展到一定階段之后，機(jī)電一體化成為必然趨勢(shì)，也是科技進(jìn)步的體現(xiàn)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，機(jī)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的全面融合，凸顯全面性與綜合性的特征。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化的全面的理解和掌握，要對(duì)其概念進(jìn)行明確，明確其應(yīng)用的主要方向，系統(tǒng)分析其發(fā)展趨勢(shì)和方向，在根本上推動(dòng)機(jī)電一體化的有序發(fā)展，為社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面提供更大的便利。
作者:梁晉 單位:山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司物資供銷分公司
參考文獻(xiàn):
[1]黃駿.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及其趨勢(shì)展望[J].科技展望,2016(19):84.
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 ；核心技術(shù) ；應(yīng)用領(lǐng)域 ；發(fā)展趨勢(shì)；
中圖分類號(hào)：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
前言：
隨著信息化技術(shù)、自動(dòng)化水平以及管理水平的提高，機(jī)電安裝工程面臨的困境機(jī)電安裝工程項(xiàng)目是一項(xiàng)投資大、技術(shù)質(zhì)量要求高、管理復(fù)雜的工程，具有建設(shè)一次性的特點(diǎn)，其立項(xiàng)決策、工程采購(gòu)、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)等各階段往往形成各自獨(dú)立的管理過(guò)程，并由不同的單位執(zhí)行，容易出現(xiàn)互相脫節(jié)的現(xiàn)象；在整個(gè)建設(shè)期內(nèi)涉及到施工計(jì)劃、施工安全、施工進(jìn)度、 施工質(zhì)量、設(shè)備安裝、文檔管理等眾多內(nèi)容，并且工程建設(shè)牽涉多方面人員共同參與，因此在大量分工協(xié)作的工作中會(huì)產(chǎn)生很多重要數(shù)據(jù)，只有這些數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確地在各專業(yè)之間傳輸，才能完成工程預(yù)期的質(zhì)量、成本、工期等控制目標(biāo)。
一．機(jī)電安裝工程管理的復(fù)雜性給管理者的事務(wù)處理、數(shù)據(jù)處理及項(xiàng)目管理工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)主要問(wèn)題有：
1.業(yè)務(wù)和流程管理脫節(jié)，跨部門(mén)協(xié)調(diào)困難。
2.缺乏以項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程貫穿組織業(yè)務(wù)的項(xiàng)目管理、跟蹤、報(bào)告，跨部門(mén)工作的系統(tǒng)。傳統(tǒng)項(xiàng)目管理沒(méi)有將信息技術(shù)、項(xiàng)目管理軟件和項(xiàng)目管理流程構(gòu)成一個(gè)有機(jī)結(jié)合的信息系統(tǒng)， 沒(méi)有形成網(wǎng)絡(luò)效益、反饋效益和管理知識(shí)共享的效益，造成運(yùn)作效率低下，領(lǐng)導(dǎo)如想了解工程情況主要靠出差、聽(tīng)匯報(bào)，靠人為的思維判斷，易造成對(duì)設(shè)計(jì)，施工，監(jiān)理等建設(shè)單位的控制不足，而且對(duì)內(nèi)部也缺乏控制，因此而造成不可預(yù)見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)大。
3.項(xiàng)目太多，不能有效進(jìn)行管理和監(jiān)控。傳統(tǒng)項(xiàng)目管理缺乏項(xiàng)目范圍和項(xiàng)目系統(tǒng)的管理，原因是對(duì)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的分析和項(xiàng)目管理的分析不夠，結(jié)果容易造成分項(xiàng)工程的范圍過(guò)大或過(guò)小。通過(guò)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃管理、合同管理、質(zhì)量管理等邁入了嶄新的階段，它提供了簡(jiǎn)單且方便的管理手段，使項(xiàng)目管理人員可以高效地處理這些變化，大幅度地減輕項(xiàng)目管理人員的重復(fù)性勞動(dòng)。
4.建設(shè)單位間知識(shí)經(jīng)驗(yàn)無(wú)法共享、積累，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的重用性不高。由于缺乏整體項(xiàng)目的知識(shí)管理運(yùn)作平臺(tái)，各項(xiàng)目之間、各單位問(wèn)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)無(wú)法共享。應(yīng)用信息技術(shù)，構(gòu)建工程項(xiàng)目知識(shí)庫(kù) ，為知識(shí)的積累、共享和創(chuàng)新提供一個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部各類型的知識(shí)整理、 存儲(chǔ)、、使用 。
二．機(jī)電安裝工程應(yīng)用信息技術(shù)的工作思路
完備的機(jī)電安裝工程信息化管理，必須是在建立科學(xué)管理制度的基礎(chǔ)上，建成一個(gè)涵蓋工程管理各部門(mén)的工程管理信息系統(tǒng)，形成對(duì)水電站機(jī)電安裝工程的計(jì)劃和進(jìn)度、成本、質(zhì)量、業(yè)主資金、工程技術(shù)和文件、材料設(shè)備采購(gòu)、工程施工及合同管理等高效統(tǒng)一規(guī)范協(xié)調(diào)的管理和控制體系，形成一個(gè)從水電站工程管理的實(shí)施層、管理層到?jīng)Q策層以及各種層次對(duì)外聯(lián)系的信息體系，從而提高水電站工程整體管理水平并為決策層提供分析決策所必須的準(zhǔn)確及時(shí)的信息具體言之。
三 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，為了加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。1.機(jī)械本體技術(shù)：機(jī)械本體包括機(jī)械傳動(dòng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置。機(jī)械本體必須從高精度、輕量化、和高可靠性等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為基礎(chǔ)材料，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮采用復(fù)合材料或非金屬材料。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。
2.傳感技術(shù)：傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、線性度、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(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
3.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，并解決抗干擾問(wèn)題。
4.驅(qū)動(dòng)技術(shù)常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分兩類：一是電氣式執(zhí)行部件;二是液壓式執(zhí)行部件目前電動(dòng)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(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的步進(jìn)電機(jī)以及控制專用組件一傳感器一電機(jī)三位一體的伺服傳動(dòng)系統(tǒng)。
四 機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
1.數(shù)控機(jī)床與數(shù)控技術(shù)：用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備控制的一種方法，在數(shù)控加工技術(shù)方面得到了廣泛的應(yīng)用，具體表現(xiàn)在：a.自動(dòng)化程度高，開(kāi)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。b.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(guò)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。c.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。d.生產(chǎn)效率高，能實(shí)現(xiàn)多過(guò)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。e.具有加工復(fù)雜形狀零件的能力，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。f.易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，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。
2.計(jì)算機(jī)集成制造：系統(tǒng)簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用計(jì)算機(jī)通過(guò)信息集成實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造。CI MS通過(guò)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等硬件、軟件將企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理等活動(dòng)集成起來(lái)，大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)周期性，提高生產(chǎn)效率，降低
生產(chǎn)成品。CI MS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。
3.柔性制造系統(tǒng)：主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)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)。采用柔性制造系統(tǒng)后，可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，大大縮短制造周期，因而使成本大為降低。
五 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向
機(jī)電一體化的發(fā)展有一個(gè)自發(fā)狀況向自為方向發(fā)展的過(guò)程，現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，正朝著智能化、型化、系統(tǒng)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、綠色化以下幾個(gè)方向發(fā)展。
1.智能化：近幾年，容量越來(lái)越大，算速度的提高、感器系統(tǒng)的集成化與CNC系統(tǒng)的智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，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，有某種程度的判斷推理、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)，力勞動(dòng)，可以預(yù)見(jiàn)，興的智能化將會(huì)在關(guān)系到全國(guó)人類國(guó)民生計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
2.微型化：微型機(jī)電一體化技術(shù)融合，科交叉的作用。軟件技術(shù)，機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)lcm，并正向微米、米級(jí)方向發(fā)展。由于機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，在家用電器、辦公自動(dòng)化設(shè)備、汽車、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，有廣闊的應(yīng)用前景。
3.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(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，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)，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(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、性顯得越來(lái)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，其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
4.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)，一項(xiàng)重要而艱巨的工程。于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)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，需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，各部件、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(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
5.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。
6.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，態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，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)、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(wú)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。
[關(guān)鍵詞]煤礦 機(jī)電一體化 技術(shù)應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）34-0368-01
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，并不是簡(jiǎn)單的將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)進(jìn)行疊加，而是技術(shù)之間的相互補(bǔ)充，利用電子設(shè)備所具有的信息處理功能以及控制功能與機(jī)械裝置相結(jié)合，通過(guò)有效的措施將各項(xiàng)施工工藝融合在一起，提高煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的系統(tǒng)性、科學(xué)性以及完整性[1]。
一、機(jī)電一體化概述
1.概念
機(jī)電一體化技術(shù)即將電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及機(jī)械工程等專業(yè)有效的融合在一起，然后利用微電子技術(shù)將工程生產(chǎn)的各項(xiàng)工藝相互滲透，實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)融合的技術(shù)[2]。從總體上來(lái)看，機(jī)電一體化技術(shù)主要由傳感裝置、動(dòng)力裝置以及機(jī)械裝置組成，不同部分具有的功能不同，所起到的作用也各不相同。傳感裝置主要起到有效傳遞信息的作用，動(dòng)力裝置主要起到為生產(chǎn)活動(dòng)提供動(dòng)力的作用，而機(jī)械裝置主要來(lái)負(fù)荷各部分之間的協(xié)調(diào)工作，通過(guò)每個(gè)部分的相互協(xié)調(diào)，不斷提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能。
2.優(yōu)勢(shì)
在煤礦生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，首先可以通過(guò)電子技術(shù)的應(yīng)用，利用其所具有的運(yùn)算、控制、記憶以及信息處理等功能，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)工藝的多功能化、信息化以及智能化，提高生產(chǎn)效益。其次，整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)動(dòng)運(yùn)行，可以自主完成對(duì)多個(gè)部分的協(xié)調(diào)管理，保證煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的目的。并且，機(jī)電一體化系統(tǒng)中具有監(jiān)視與診斷等功能，可以隨時(shí)掌握整個(gè)系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性。最后，與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比，機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)操作簡(jiǎn)易，進(jìn)一步達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)目標(biāo)。
二、煤礦機(jī)電一體化應(yīng)用現(xiàn)狀分析
煤礦機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)信息技術(shù)也被應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)煤礦一體化技術(shù)在應(yīng)用上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、系統(tǒng)化以及智能化。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高生產(chǎn)效率具有重要意義，各機(jī)械設(shè)備是保證煤礦生產(chǎn)正常進(jìn)行的主要因素，現(xiàn)在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，將電子功能與機(jī)械功能相融合，與傳統(tǒng)生產(chǎn)相比，優(yōu)化了產(chǎn)品性能與功能。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，主要包括煤礦開(kāi)采、井下煤礦運(yùn)輸以及井下供電排水等硬件設(shè)施，同時(shí)也作用于信息管理與控制系統(tǒng)等軟件設(shè)施上，在整體上提高了煤礦開(kāi)采過(guò)程中的生產(chǎn)效率與安全性。
三、煤礦機(jī)電一體化應(yīng)用發(fā)展分析
1.采煤機(jī)應(yīng)用
我國(guó)大部分煤礦生產(chǎn)采用的是綜合機(jī)械化采煤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中主要以液壓牽引，現(xiàn)在逐漸發(fā)展為電牽引，將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在采煤機(jī)中，比傳統(tǒng)生產(chǎn)模式相比更具優(yōu)勢(shì)。例如電牽引比液壓牽引效果更佳，并且能夠更好的克服阻力，在下滑時(shí)提供制動(dòng)功能。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)安裝有防止下滑的制動(dòng)裝置，能夠更順利的開(kāi)展大傾角煤層作業(yè)。另外，在生產(chǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)性更好，可以通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，長(zhǎng)時(shí)間在惡劣環(huán)境下持續(xù)作業(yè)，因?yàn)槟軌蚋玫倪m應(yīng)作業(yè)環(huán)境，外界因素對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的影響更低，降低了設(shè)備故障概率[3]。另外，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，牽引力主要通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制，并實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面刮板運(yùn)輸機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了煤礦生產(chǎn)的安全性與可靠性。
2.運(yùn)輸機(jī)應(yīng)用
為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，煤礦開(kāi)采量在不斷增加，將一體化技術(shù)應(yīng)用到提升與運(yùn)輸系統(tǒng)上，可以有效提高運(yùn)輸效率與安全性。內(nèi)裝式提升機(jī)在煤礦生產(chǎn)中比較常用，主要為電機(jī)與滾筒一體化的設(shè)計(jì)方式，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作也更方便，控制與運(yùn)行系統(tǒng)也更準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化控制。針對(duì)我國(guó)皮帶式運(yùn)輸與生產(chǎn)方式，對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)要求比較高，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，可以利用電子監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)完成設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少故障出現(xiàn)的概率。
3.監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用
煤礦生產(chǎn)中最為常用的機(jī)電一體化技術(shù)，包括機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等，其中監(jiān)控系統(tǒng)作為重要。因?yàn)槊旱V生產(chǎn)活動(dòng)與其他生產(chǎn)活動(dòng)相比具有特殊性，對(duì)于煤礦生產(chǎn)的監(jiān)控，對(duì)其監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的管理并不嚴(yán)格，但是必須要能夠持續(xù)運(yùn)行，保證礦工工作的生命安全。機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，將系統(tǒng)與局域網(wǎng)相連，自身數(shù)據(jù)庫(kù)與主機(jī)同步，避免數(shù)據(jù)的丟失，同時(shí)也可以對(duì)已存的信息進(jìn)行檢索，實(shí)現(xiàn)圖像顯示、圖表打印等。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)電子監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少安全事故的發(fā)生，保證煤礦生產(chǎn)安全性。
結(jié)束語(yǔ)：
煤礦生產(chǎn)具有一定特殊性，對(duì)生產(chǎn)工藝以及設(shè)備等都有著嚴(yán)格要求，為滿足社會(huì)發(fā)展的需求，必須要對(duì)生產(chǎn)模式做進(jìn)一步的研究。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用，對(duì)提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)安全具有重要意義，想要進(jìn)一步發(fā)揮其所具有的功能，要求我們應(yīng)持續(xù)不斷的進(jìn)行研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 李宜海.關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)若干問(wèn)題的探討[J].科技資訊.2011，（03）：32-33.
關(guān)鍵字：機(jī)電一體化；技術(shù)；發(fā)展
1 機(jī)電一體化的基本概念
機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)、電子學(xué)和信息科學(xué)為主的多門(mén)技術(shù)學(xué)科在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程中相互交叉、相互滲透而形成的一門(mén)新興邊緣性技術(shù)學(xué)科。這里面包含了三重含義：首先，機(jī)電一體化是機(jī)械學(xué)、電子學(xué)與信息科學(xué)等學(xué)科相互融合而形成的學(xué)科；其次，機(jī)電一體化是一個(gè)發(fā)展中的概念，早期的機(jī)電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強(qiáng)調(diào)機(jī)械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機(jī)械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)（即所謂的“3C”技術(shù)：Computer、Communication和 Control Technology）“滲透”到機(jī)械技術(shù)中，豐富了機(jī)電一體化的含義，現(xiàn)代的機(jī)電一體化不僅僅指機(jī)械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學(xué)）機(jī)電一體化、機(jī)電氣（氣壓）一體化、機(jī)電液（液壓）一體化、機(jī)電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機(jī)電一體化表達(dá)了技術(shù)之間相互結(jié)合的學(xué)術(shù)思想，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達(dá)到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說(shuō)，機(jī)電一體化是多種技術(shù)學(xué)科有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡(jiǎn)單疊加。
2 機(jī)電一體化的核心內(nèi)容
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，要了解機(jī)電一體化，必須從以下幾方面著手：
（一） 機(jī)械技術(shù)
機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)，來(lái)提高其各項(xiàng)性能，滿足更廣的需求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。
（二） 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
凡是能擴(kuò)展人的信息功能的技術(shù)，都是信息技術(shù)。可以說(shuō)，這就是信息技術(shù)的基本定義。它主要是指利用電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信手段實(shí)現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲(chǔ)信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關(guān)技術(shù)。
（三） 系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
（四） 自動(dòng)控制技術(shù)
自動(dòng)控制技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀(jì)最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理、生活等各個(gè)領(lǐng)域，都離不開(kāi)自動(dòng)控制技術(shù)。就定義而言，自動(dòng)控制技術(shù)是控制論的技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，是通過(guò)具有一定控制功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)，來(lái)完成某種控制任務(wù)，保證某個(gè)過(guò)程按照預(yù)想進(jìn)行，或者實(shí)現(xiàn)某個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)。
（五） 傳感檢測(cè)技術(shù)
傳感技術(shù)是把各種量轉(zhuǎn)變成可物理識(shí)別的信號(hào)進(jìn)行輸出，檢測(cè)就是指人員對(duì)可是別的信號(hào)進(jìn)行處理的過(guò)程。傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
（一）綠色化
在人們?cè)絹?lái)越追求生活質(zhì)量和生活品質(zhì)的今天，綠色環(huán)保成為了人們生活關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著社會(huì)進(jìn)步和近年來(lái)人們對(duì)生態(tài)保護(hù)意識(shí)的重視和加強(qiáng)，綠色產(chǎn)品概念也將成為時(shí)展的必然！綠色理念倡導(dǎo)消費(fèi)者在與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上,從事科學(xué)合理的生活消費(fèi),提倡健康適度的消費(fèi)心理,弘揚(yáng)高尚的消費(fèi)道德及行為規(guī)范,并通過(guò)改變消費(fèi)方式來(lái)引導(dǎo)生產(chǎn)模式發(fā)生重大變革,進(jìn)而調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的消費(fèi)理念。機(jī)電一體化技術(shù)也順應(yīng)了綠色理念，機(jī)電一體化產(chǎn)品在人們的生活使用時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染或者污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，而且在產(chǎn)品報(bào)廢后，其零件還能被再利用和再加工，資源利用率得到了大幅度的提高，達(dá)到節(jié)約資源的目的。
（二）智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)，它由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用的智能集合,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復(fù)雜程度也越來(lái)越高，智能化的感念開(kāi)始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面，同樣，機(jī)電一體化的智能化研究也在各個(gè)國(guó)家普遍開(kāi)展。這里所提到的 “智能化”是指機(jī)器本身所具有的特性，它是在運(yùn)用控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、精細(xì)化制造、運(yùn)籌學(xué)等新學(xué)科、新技術(shù)和新方法，通過(guò)使機(jī)器模仿人類所具有的一些能力，如思維、推理、決策等，可以在一個(gè)比較復(fù)雜的工作和困難的環(huán)境中代替人類去工作。
（三）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的里程碑，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不僅推動(dòng)了人類的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)給人們的學(xué)習(xí),工作和生活帶來(lái)重大的改變，同時(shí)，也深刻的影響著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。其中最重要的影響就是對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)控制，控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（四）微型化
微型化也是機(jī)電一體化未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一，尤其是近10年來(lái)，由于包括納米級(jí)的精密機(jī)械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學(xué)研究成果、基因?qū)哟蔚纳飳W(xué)研究成果，以及高精密超性能特種功能材料研究成果和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推廣應(yīng)用成果等在內(nèi)的一大批當(dāng)代最新技術(shù)成果的競(jìng)相問(wèn)世，使得機(jī)電一體化領(lǐng)域朝著微型化有了質(zhì)的發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間，并易于進(jìn)行精細(xì)操作，因此在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；應(yīng)用；發(fā)展前景
中圖分類號(hào)：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）26-0064-02
機(jī)電一體化技術(shù)這一概念最早是由日本企業(yè)界在二十世紀(jì)七十年代左右提出的，當(dāng)時(shí)被取名為“Mechatronics”，意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及電子信息技術(shù)等多種技術(shù)類型。機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人工操作向機(jī)械自動(dòng)化操作的轉(zhuǎn)變，在產(chǎn)品制造水平、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品性能穩(wěn)定性等方面帶來(lái)了顯著變化。隨著新時(shí)期工業(yè)生產(chǎn)逐漸向自動(dòng)化、智能化及綠色化方向發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
1 機(jī)電一體化技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用狀況
1.1 數(shù)控機(jī)床
機(jī)電一體化技術(shù)最為典型的應(yīng)用案例就是數(shù)控機(jī)床，隨著近些年的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在精度控制上更為精確，在功能上更加多樣，在結(jié)構(gòu)上更加趨于合理，在操作上更顯便捷，總體上說(shuō)，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的深入應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)功能上向著模塊化、總線式、緊湊型方向發(fā)展，在組織體系上更多采用了多主總線及多CPU架構(gòu)模式。將富有開(kāi)放性的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，可以極大提高系統(tǒng)的兼容屬性及層次屬性，在編程、設(shè)備升級(jí)改裝等環(huán)節(jié)更加便捷智能，能夠達(dá)到一臺(tái)機(jī)床實(shí)時(shí)控制多臺(tái)機(jī)床的效果，從而實(shí)現(xiàn)了多通道及多過(guò)程的控制管理。
此外，通過(guò)在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中采用機(jī)電一體化中的在線診斷技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊控制技術(shù)，當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)或要出現(xiàn)各類故障時(shí)，如刀具破損等，可以借助在線診斷的相關(guān)功能模塊向機(jī)床操作人員進(jìn)行信息反饋，從而便于及時(shí)采取相應(yīng)的控制措施。
1.2 工業(yè)機(jī)器人等柔性制造系統(tǒng)
柔性制造系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為FMS，實(shí)現(xiàn)了高度計(jì)算機(jī)化，涵蓋了數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、料盤(pán)及自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等各個(gè)部分，能夠根據(jù)生產(chǎn)指令，按量地開(kāi)展各類生產(chǎn)任務(wù)。除了上面介紹的數(shù)控機(jī)床，機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人制造中也發(fā)揮了重要作用。
工業(yè)機(jī)器人能夠代替一部分人力勞動(dòng)，在涉及到作業(yè)條件復(fù)雜，如噪音污染大、氣體污染嚴(yán)重、輻射程度較高的作業(yè)場(chǎng)所，工業(yè)機(jī)器人可以發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，確保生產(chǎn)制造的連續(xù)性。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的成熟，現(xiàn)階段工業(yè)機(jī)器人智能化程度大幅提高，能夠借助功能更加強(qiáng)大的元件設(shè)備收集整理數(shù)據(jù)，并針對(duì)具體情況作出分析判斷，一定程度上達(dá)到了人腦的功能，在多種作業(yè)環(huán)境中能夠?qū)嵤﹩为?dú)作業(yè)。
1.3 計(jì)算機(jī)集成制造及分布式控制系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)集成制造借助于自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)，通過(guò)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，把產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的一些分散的子系統(tǒng)加以集成，從而形成了能夠適用于小批量及多品種生產(chǎn)的智能化制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造突破了各個(gè)部門(mén)之間的生產(chǎn)界限，做到了產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等環(huán)節(jié)的融合。
分布式控制系統(tǒng)是通過(guò)中央計(jì)算機(jī)控制指揮多臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備，憑借著分布式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心技術(shù)。分布式控制系統(tǒng)在分級(jí)上根據(jù)具體情況可以分為兩級(jí)系統(tǒng)、三級(jí)系統(tǒng)乃至更多級(jí)別，能夠?qū)ιa(chǎn)制造過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督控制及管理，在后期維護(hù)及系統(tǒng)擴(kuò)展上也能夠靈活操控。
1.4 在建筑施工行業(yè)中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有不少先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際建筑施工中。施工機(jī)械機(jī)電一體化從半自動(dòng)化、監(jiān)控、全自動(dòng)到遙控不斷發(fā)展，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，提高了施工質(zhì)量。
現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)在建筑工程中的具體應(yīng)用主要包括混凝土機(jī)械、起重機(jī)械、土方機(jī)械（如國(guó)外液壓挖掘機(jī)）。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在建筑施工領(lǐng)域既可以保證施工安全和工程質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、加快施工進(jìn)度，也對(duì)避免工場(chǎng)事故有著重大的意義。
2 機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展前景
2.1 人工智能化
現(xiàn)階段機(jī)電一體化具備了一定的智能化程度，但尚無(wú)法達(dá)到人工智能化的水平，隨著技術(shù)的發(fā)展，原先預(yù)想的使數(shù)控機(jī)床及工業(yè)機(jī)器人具備模擬人腦的能力，已不再簡(jiǎn)單局限在幻想中。機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)人工智能化，能夠使其具備推理判斷能力、自主思考能力以及決策制定能力，一方面能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)制造的自動(dòng)化水平，另一方面能夠極大地節(jié)省人力成本，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和精度。
2.2 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)，軍事、政治、教育以及人民的日常生活都帶來(lái)了極大的變化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?yàn)闄C(jī)電一體化在遠(yuǎn)程監(jiān)控及遠(yuǎn)程控制等環(huán)節(jié)創(chuàng)造條件，因此，機(jī)電一體化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合也是未來(lái)機(jī)電一體化發(fā)展前景之一。在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化操作后，工業(yè)生產(chǎn)制造人員可以脫離具體的生產(chǎn)崗位，只需在車間內(nèi)走動(dòng)，掌握各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，然后借助操作面板來(lái)對(duì)各個(gè)流程工作加以控制。此外，在機(jī)電一體化設(shè)備和操作終端之間通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，借助光纖等信息傳播介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，能夠極大地降低工作量。
2.3 微型化
機(jī)電一體化設(shè)備體積龐大，雖然不會(huì)對(duì)其性能構(gòu)成影響，但在搬運(yùn)中卻極為不便，微型機(jī)電一體化技術(shù)有效融合了軟件技術(shù)、微電子技術(shù)及微機(jī)械技術(shù)，是未來(lái)機(jī)電一體化發(fā)展的重要方向。根據(jù)相關(guān)研究，機(jī)電一體化微型系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)向微米及納米系統(tǒng)的演進(jìn)。未來(lái)可能出現(xiàn)的微型化機(jī)電一體化技術(shù)可以在生物醫(yī)學(xué)及航空航天等領(lǐng)域廣泛使用。
2.4 模塊化及綠色環(huán)保化
現(xiàn)階段機(jī)電一體化的產(chǎn)品類型較多，生產(chǎn)制式不盡相同，在信息接口、電氣設(shè)備接口及動(dòng)力接口上也存在差異，隨著技術(shù)成熟及行業(yè)間融合的加深，有必要制定出統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)模式，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化。
此外，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，在產(chǎn)品選擇上人們更加趨向于綠色產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化的綠色化也將成為未來(lái)的重要發(fā)展方向，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸以及使用等環(huán)節(jié)，環(huán)保觀念會(huì)貫穿于全過(guò)程。
3 結(jié) 語(yǔ)
總之，機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用可以極大提高產(chǎn)品的精度、質(zhì)量及生產(chǎn)效率，在強(qiáng)調(diào)成本節(jié)約及規(guī)模化生產(chǎn)的背景下，具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)電一體化在未來(lái)發(fā)展前景上會(huì)向著更加智能、綠色、高效的方向發(fā)展，并將在工業(yè)生產(chǎn)制造中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)：
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[論文摘要]機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)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(mén)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)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(lái)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(guò)程中，遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)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(guò)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(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)改變控制程序來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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?jī)x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(wàn)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(pán)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(lái)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(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)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(guò)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?jī)x器或儀表來(lái)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。
1輸出接口技術(shù)
輸出接口實(shí)際上是相對(duì)于輸入接口的一種技術(shù)，比較常見(jiàn)的有發(fā)光二極管顯示器，其具有可靠性高、應(yīng)用簡(jiǎn)單、使用年限長(zhǎng)、成本比較低和體積較小等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸被大量運(yùn)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)中。此外，應(yīng)用輸出接口技術(shù)可在一定程度上顯示一些相對(duì)復(fù)雜的符號(hào)和字母，從而有效提高系統(tǒng)的可靠性。
2基于機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口技術(shù)
機(jī)電一體化系統(tǒng)的接口技術(shù)需要很多技術(shù)的支持，主要表現(xiàn)在提升產(chǎn)品性能、傳遞能量和信息、優(yōu)化基本構(gòu)成等方面。
2.1提升產(chǎn)品性能在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，應(yīng)用接口技術(shù)可在一定程度上提升產(chǎn)品性能，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)階段，隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，接口技術(shù)逐漸成為系統(tǒng)中十分重要的部分，它不僅在一定程度上保證系統(tǒng)正常進(jìn)行能量和信息的交換和傳輸，還可以有效地提高系統(tǒng)的產(chǎn)品性能。此外，在機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行中，適當(dāng)提升產(chǎn)品性能時(shí)，相關(guān)操作人員應(yīng)有機(jī)結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域出現(xiàn)的難題、需要解決的問(wèn)題和機(jī)電一體化接口技術(shù)，即可在不斷使用中充分研究系統(tǒng)中的重點(diǎn)和難題。因此，應(yīng)在一定程度上保證將接口技術(shù)運(yùn)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)中具有較高的應(yīng)用水平，從而提高相關(guān)的產(chǎn)品性能。
2.2傳遞能量和信息在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，最基本的接口技術(shù)是能量和信息的傳遞。在對(duì)能量和信息進(jìn)行傳遞時(shí)，接口技術(shù)可在一定程度上保證能量和信息的傳遞和轉(zhuǎn)換具有一定的流程，且可以有機(jī)結(jié)合各部分系統(tǒng)，形成一套相對(duì)完善的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。此外，隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，利用接口技術(shù)傳遞信息和能量的意義越來(lái)越大，接口設(shè)計(jì)的質(zhì)量會(huì)直接影響機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。在操作人員傳遞信息和能量時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格記錄并保存各種數(shù)據(jù)信息，以便在出現(xiàn)故障時(shí)消除故障，從而達(dá)到快速恢復(fù)系統(tǒng)、保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性的目的。
2.3優(yōu)化基本構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行中的接口技術(shù)的最基本內(nèi)容是優(yōu)化基本構(gòu)成。一般情況下，在不斷應(yīng)用接口技術(shù)的過(guò)程中，需要相關(guān)操作人員對(duì)合閘順序進(jìn)行合理組合，以免出現(xiàn)斷路器再次跳開(kāi)的情況。此外，在相關(guān)操作人員優(yōu)化機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成時(shí)，需適當(dāng)斷開(kāi)兩側(cè)斷路器出現(xiàn)故障的部位，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的送電工作；相關(guān)操作人員應(yīng)對(duì)開(kāi)關(guān)時(shí)間進(jìn)行適當(dāng)延遲，隨后進(jìn)行相應(yīng)的合閘操作，合閘后需要檢測(cè)一定時(shí)間內(nèi)的開(kāi)電流；系統(tǒng)故障后，應(yīng)利用重合器和分段器進(jìn)行修復(fù)處理，以保證系統(tǒng)接口技術(shù)具有較高的應(yīng)用效率。
2.4人機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用利用人機(jī)接口技術(shù)可將相應(yīng)的信號(hào)和指令輸送到系統(tǒng)中，并對(duì)其進(jìn)行控制，可保證交換信息的準(zhǔn)確性，促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需要具備一定的鍵盤(pán)輸入、撥盤(pán)輸入和鍵盤(pán)輸出功能，以保障系統(tǒng)對(duì)相關(guān)參數(shù)和信息的調(diào)整。系統(tǒng)中主要存在非編碼和編碼2種系統(tǒng)鍵盤(pán)，其各自具有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，可保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3結(jié)束語(yǔ)
總而言之，機(jī)電一體化系統(tǒng)融合了多種技術(shù)、涉及了多種領(lǐng)域，由很多子系統(tǒng)與不同元素共同組成，且需要各子系統(tǒng)之間信息、能量、物質(zhì)的交換和傳遞。因此，接口技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展具有重要作用，可促進(jìn)該系統(tǒng)不斷滿足實(shí)際的需求，順利完成實(shí)際工作。
作者：趙金棟 李紅琴 張英杰 單位：譜尼測(cè)試集團(tuán)股份有限公司
關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 接口技術(shù) 人機(jī)接口 機(jī)電接口
機(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī)械和微電子系統(tǒng)兩部分組成,各部分連接須具備一定條件,這個(gè)聯(lián)系條件通常稱為接口。各分系統(tǒng)又由各子系統(tǒng)組成。本文以機(jī)電一體化控制系統(tǒng)(微電子系統(tǒng))為例,將淺談接口分為人機(jī)與機(jī)電接口。
一、機(jī)電接口
由于機(jī)械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別,兩者間的聯(lián)系又須通過(guò)機(jī)電接口進(jìn)行調(diào)整、匹配、緩沖,因此機(jī)電接口起著至關(guān)重要作用:①行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機(jī)的I/O芯片都是TTL電平,而控制設(shè)備則不定,因此必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。另外,在大負(fù)載時(shí)還需要進(jìn)行功率放大。②抗干擾隔離。為防止干擾信號(hào)串入,可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機(jī)系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離。③進(jìn)行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當(dāng)被控對(duì)象的檢測(cè)和控制信號(hào)為模擬量時(shí),必須在微機(jī)系統(tǒng)和被控對(duì)象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路,以保證微機(jī)所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間匹配。
1、模擬信號(hào)輸入接口
在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,反映被控對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)是傳感器或變送器的輸出信號(hào),通常這些輸出信號(hào)是模擬電壓或電流信號(hào)(位置檢測(cè)用的差動(dòng)變壓器、溫度檢測(cè)用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測(cè)用的測(cè)速發(fā)電機(jī)等)計(jì)算機(jī)要對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制,必須獲得反映系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信號(hào),而計(jì)算機(jī)只能接受數(shù)字信號(hào),要達(dá)到獲取信息的目的,就應(yīng)將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的接口――模擬信號(hào)輸入接口。
2、模擬信號(hào)輸出接口
在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,控制生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行器的信號(hào)通常是模擬電壓或電流信號(hào),如交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器、滑差電動(dòng)機(jī)調(diào)速器等。而計(jì)算機(jī)只能輸出數(shù)字信號(hào),并通過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生控制信號(hào),達(dá)到控制生產(chǎn)過(guò)程的目的,應(yīng)有將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)的接口――模擬信號(hào)輸出接口。任務(wù)是把計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號(hào),以便驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行器,達(dá)到控制對(duì)象的目的。模擬信號(hào)輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換器、多路模擬開(kāi)關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。
3、開(kāi)關(guān)信號(hào)通道接口
在機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)中,需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號(hào),即數(shù)字量(開(kāi)關(guān)量)信號(hào)包括:開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi);指示燈的亮與滅;繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止；閥門(mén)的開(kāi)與閉等。這些信號(hào)的共同特征是以二進(jìn)制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中,對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)狀態(tài),此狀態(tài)作為控制依據(jù)。
(1)輸入通道接口。開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入通道接口的任務(wù)是將來(lái)自控制過(guò)程的開(kāi)關(guān)信號(hào)、邏輯電平信號(hào)以及一些系統(tǒng)設(shè)置開(kāi)關(guān)信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。這些信號(hào)實(shí)質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號(hào),所以開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道(DI)。由于開(kāi)關(guān)信號(hào)只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號(hào)“1”和“0”,但是其電平一般與計(jì)算機(jī)的數(shù)字電平不相同,與計(jì)算機(jī)連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過(guò)程噪聲隔離等設(shè)計(jì)問(wèn)題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉(zhuǎn)換電路和地址譯碼電路等組成。
(2)輸出通道接口。開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出通道的作用是將計(jì)算機(jī)通過(guò)邏輯運(yùn)算處理后的開(kāi)關(guān)信號(hào)傳遞給開(kāi)關(guān)執(zhí)行器(如繼電器或報(bào)警指示器)。它實(shí)質(zhì)是邏輯數(shù)字的輸出通道,又稱為數(shù)字輸出通道(DO)。DO通道接口設(shè)計(jì)主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)執(zhí)行器的功率。開(kāi)關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動(dòng)器和輸出口地址譯碼電路等組成。
二、人機(jī)接口
人機(jī)接口是操作者與機(jī)電系統(tǒng)(主要是控制微機(jī))之間進(jìn)行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向,可分輸入與輸出接口兩類。機(jī)電系統(tǒng)通過(guò)輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)及結(jié)果等信息；另一方面,操作者通過(guò)輸入接口向機(jī)電系統(tǒng)輸入各種控制命令,干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)所要求的功能。
1、輸入接口
(1)撥盤(pán)輸入接口。撥盤(pán)是機(jī)電一體化系統(tǒng)中常見(jiàn)的一種輸入設(shè)備,若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù),如修正系數(shù)、控制目標(biāo)等,采用撥盤(pán)較為方便,這種方式具有保持性。撥盤(pán)的種類很多,作為人機(jī)接口使用最方便的是十進(jìn)制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤(pán)。BCD碼撥盤(pán)可直接與控制微機(jī)的并行口或擴(kuò)展口相連,以 BCD碼形式輸入信息。
(2)鍵盤(pán)輸入接口。鍵盤(pán)是一組按鍵集合,向計(jì)算機(jī)提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤(pán)有:①編碼鍵盤(pán),自動(dòng)提供被按鍵的編碼(如ASCII碼或二進(jìn)制碼);②非編碼鍵盤(pán),僅僅簡(jiǎn)單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識(shí)別,則由設(shè)計(jì)的鍵盤(pán)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。前者使用方便,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高；后者電路簡(jiǎn)單,便于設(shè)計(jì)。
2、輸出接口
在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,發(fā)光二極管顯示器(LED)是典型的輸出設(shè)備,由于LED顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高、壽命長(zhǎng)、價(jià)格便宜,因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發(fā)光二極管和點(diǎn)陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡(jiǎn)單,是同名管腳上所加電平高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同字形的。點(diǎn)陣式LED顯示器一般用來(lái)顯示復(fù)雜符號(hào)、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應(yīng)用。
接口技術(shù)是使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢,各部分有機(jī)地結(jié)合在一起,從而完整統(tǒng)一。接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來(lái)越重要；同時(shí)接口技術(shù)的研究也必然促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展。從某種意義上講,機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì),就是根據(jù)功能要求選擇了各部分后所進(jìn)行的接口設(shè)計(jì)。接口的好與壞直接影響到機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制性能,以及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性,因此接口技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
參考文獻(xiàn):
