機(jī)電一體化研究匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇機(jī)電一體化研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。

1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征

光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便

光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品

光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時(shí)，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。

2）激光測距，其探測距離遠(yuǎn)，測距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉志，朱文堅(jiān).光機(jī)電一體化技術(shù)，現(xiàn)代制造工程，2001（12）

[2]梁進(jìn)秋.微光機(jī)電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進(jìn)展.光機(jī)電信息，2000（8）

篇（2）

上個(gè)世紀(jì)六十年代，機(jī)電一體化正式出現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)、電子及信息等技術(shù)與機(jī)械工程深度融合，由此產(chǎn)生了機(jī)電一體化。隨著二者之間融合不斷深化，在原有技術(shù)基礎(chǔ)之上，綜合機(jī)械技術(shù)，將自動(dòng)控制、傳感測試等綜合技術(shù)優(yōu)勢融合到一起，使得各項(xiàng)技術(shù)相互作用，在很大程度上提升了技術(shù)水平。在技術(shù)發(fā)展過程中，將智力、動(dòng)力及結(jié)構(gòu)等要素作為基礎(chǔ)，對各個(gè)組成要素的信息處理、接口耦合等進(jìn)行分析和研究，能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械系統(tǒng)系統(tǒng)、規(guī)則化運(yùn)作。

二、化工機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化作為一項(xiàng)新興事物，尚處于發(fā)展階段，其發(fā)展主要經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段：20世紀(jì)60年代初，人們運(yùn)用電子技術(shù)完善機(jī)械設(shè)備、產(chǎn)品性能，日本東川電機(jī)公司首次提出“機(jī)電一體化”概念，但當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展水平并不高，還存在很多局限性，故機(jī)械與電子技術(shù)之間的融合深度不夠，且通過各個(gè)學(xué)科滲透出來的產(chǎn)品，在實(shí)踐應(yīng)用中并沒有得到良好的推廣和普及，發(fā)展緩慢。進(jìn)入70、80年代，此時(shí)化工機(jī)電一體化進(jìn)入全新的發(fā)展階段，之所以這樣，是計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等技術(shù)也獲得了發(fā)展，在此推動(dòng)下，各項(xiàng)技術(shù)之間互補(bǔ)關(guān)系愈發(fā)深化，創(chuàng)新出很多技術(shù)含量更高的技術(shù)。不僅如此，機(jī)電一體化概念被人們所熟知，該項(xiàng)技術(shù)憑借自身高效、便利等優(yōu)勢受到了廣泛關(guān)注。此時(shí)，國際市場上出現(xiàn)很多高技術(shù)含量機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品，為技術(shù)未來推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。到了90年代，信息通信技術(shù)滲透至機(jī)械系統(tǒng)當(dāng)中，推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)朝著智能化、自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)變。該時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)獲得了長足發(fā)展，此時(shí)機(jī)械設(shè)備在很多方面能夠代替人們開展工作，且人們可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程控制。技術(shù)快速發(fā)展，微傳感器、執(zhí)行器等技術(shù)快速發(fā)展，在很大程度上提高了技術(shù)精密化水平，此時(shí)各項(xiàng)技術(shù)發(fā)展繁盛，人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等出現(xiàn)，且在諸多學(xué)者研究下，使得該項(xiàng)技術(shù)逐漸發(fā)展成為一門完整的科學(xué)體系。而在國內(nèi)，機(jī)電一體化技術(shù)起步較晚，直至80年代我國才開始引入該項(xiàng)技術(shù)，但近年來，越來越多專門性研究機(jī)構(gòu)的建立，我國在該方面取得了不錯(cuò)的成果，但相比較國外發(fā)達(dá)國家，還存在一定距離，有待進(jìn)一步完善和發(fā)展。

三、化工機(jī)電一體化發(fā)展趨勢

篇（3）

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

Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection

中圖分類號:TH16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01

0引言

機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等各種技術(shù)融合為一體的綜合系統(tǒng),其構(gòu)成要素與子系統(tǒng)之間的接口部分就顯得極為重要。在機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)各種技術(shù)的復(fù)合過程中,接口技術(shù)很重要,機(jī)電接口技術(shù)是解決如何把機(jī)電及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有機(jī)地融為一體,從而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究領(lǐng)域,其性能的好壞對整個(gè)系統(tǒng)的綜合性能起著決定性作用。

1機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在早期的機(jī)電一體化系統(tǒng)中,機(jī)械部分的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中心。電能僅用于驅(qū)動(dòng),為系統(tǒng)提供動(dòng)力。利用直流電動(dòng)機(jī)的變速功能雖然可以簡化機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),但因?yàn)闊o法控制運(yùn)動(dòng)部件的行程,因而程序自動(dòng)化仍然是系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不再是機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈的起點(diǎn),而成為聯(lián)結(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力以及控制的接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)已從“純”機(jī)械的設(shè)計(jì)延伸到控制領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)、數(shù)字電路、傳感器以及自動(dòng)控制理論已成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師不可或缺的知識(shí)基礎(chǔ)。信息技術(shù)和軟件設(shè)計(jì)已經(jīng)成為表達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和協(xié)調(diào)自動(dòng)化工作的重要工具。機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過程。產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率對機(jī)電一體化系統(tǒng)提出了不斷改進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)性能和發(fā)展控制算法的要求,而性能優(yōu)良的伺服驅(qū)動(dòng)既拓展了機(jī)械系統(tǒng)的功能、簡化了傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu),又要求機(jī)械系統(tǒng)具有合理的慣量和更好的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。傳感器的在線監(jiān)測確保了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行,反饋的信息通過閉環(huán)確保了先進(jìn)控制理論的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品的質(zhì)量要求。機(jī)、電、信息的密切交叉已經(jīng)使機(jī)電一體化系統(tǒng)中各部分的互相聯(lián)結(jié)和影響成為設(shè)計(jì)必須綜合考慮的重要內(nèi)容。機(jī)電接口技術(shù)作為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的核心已經(jīng)受到專家和學(xué)者越來越多的關(guān)注。

2機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵

機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng),其子系統(tǒng)之間的接口極為重要,從某種意義上說,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是接口的設(shè)計(jì)。但現(xiàn)在對于機(jī)電接口技術(shù)的研究較少,通過對機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié)和歸納,我們提出了機(jī)電接口技術(shù)的概念,形成了如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

2.1 機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵機(jī)電接口技術(shù)是一門新興的技術(shù),它研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中各組成部分(子系統(tǒng))和各組成技術(shù)之間的接口問題。研究這門技術(shù)是為了更有效地進(jìn)行系統(tǒng)中信息能量的交互,融合各種技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)接口(簡稱機(jī)電接口)的功能機(jī)電接口傳遞和轉(zhuǎn)換信息和能量,并將機(jī)電一體化各組成技術(shù)的特性融為一體。機(jī)電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統(tǒng)之間或人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉(zhuǎn)換提供物理通道。軟件主要是提供系統(tǒng)信息交互、轉(zhuǎn)換、調(diào)整的方法和過程,協(xié)調(diào)和綜合機(jī)電一體化組成技術(shù),使各子系統(tǒng)集成并融合為一個(gè)整體,實(shí)現(xiàn)新的功能。

2.3 機(jī)電接口的分類①人―機(jī)接口。人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間的接口,通過此接口,可以監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),控制其運(yùn)行過程,即通過人―機(jī)接口能夠使系統(tǒng)按照人的意志進(jìn)行工作。人-機(jī)接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設(shè)備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動(dòng)力接口。動(dòng)力源連接到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的接口,為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供相應(yīng)的動(dòng)力。根據(jù)系統(tǒng)所需的動(dòng)力類型不同如直流電、交流電、氣動(dòng)、液壓等,動(dòng)力接口的形式也有很大的不同。但動(dòng)力接口有一個(gè)共同的特點(diǎn),能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統(tǒng)到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到傳感器、傳感器到控制系統(tǒng)。智能接口的應(yīng)用情況相對比較復(fù)雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉(zhuǎn)換各種信息,按照不同技術(shù)的要求改變信息形式,使不同的子系統(tǒng)、不同的技術(shù)能夠集成在一起,形成完整的系統(tǒng)。通常,智能接口是軟件表現(xiàn)出的功能連接。④機(jī)―電接口。執(zhí)行機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳感器之間的接口。將驅(qū)動(dòng)信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的信號,或?qū)?zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械信號轉(zhuǎn)換成傳感器所需的信號。

3機(jī)電接口技術(shù)對機(jī)電一體化發(fā)展的影響

社會(huì)需求推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)無法滿足日益增加的社會(huì)需求時(shí),機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)等結(jié)合形成的機(jī)電一體化技術(shù)就成了機(jī)械技術(shù)發(fā)展的必然。相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部的接口也就變得越來越復(fù)雜。機(jī)電一體化技術(shù)的各組成技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)行得非常深入且日趨成熟,同時(shí),人們也意識(shí)到單純發(fā)展和研究各組成技術(shù)并不能保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。而機(jī)電接口技術(shù)正為它們提供了一種有效的方法來進(jìn)行系統(tǒng)研究,并將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成和融合理論應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中。目前,機(jī)電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展,智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結(jié)合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準(zhǔn)確。從機(jī)電一體化發(fā)展方向?qū)C(jī)電接口技術(shù)的要求來看,機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然,同時(shí),機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展也必然對機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展起促進(jìn)作用。

4結(jié)論

機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)不斷融合各種新技術(shù)、新知識(shí)發(fā)展起來的。因此,從機(jī)械技術(shù)發(fā)展起來的機(jī)電一體化技術(shù)的復(fù)雜性和多學(xué)科性就決定了此技術(shù)的研究重點(diǎn)是各種技術(shù)在機(jī)械技術(shù)上的融合與創(chuàng)新。機(jī)電接口技術(shù)是研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口問題,使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢,使系統(tǒng)各部分有機(jī)的結(jié)合在一起,形成完整的系統(tǒng)。機(jī)電接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要。同時(shí)機(jī)電接口技術(shù)的研究也必然促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展,促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)理論的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

篇（4）

1我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

從1970年開始，我國設(shè)計(jì)并制造了第一套綜合采煤設(shè)備，并在大同礦務(wù)局進(jìn)行了試驗(yàn)，標(biāo)志著機(jī)電一體化技術(shù)研究在我國開始起步[1]。我國正式將機(jī)電一體化技術(shù)放在無比重要的位置是20世紀(jì)80年代我國成立863項(xiàng)目，同時(shí)也成立了專門的研究機(jī)構(gòu)來進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)的研究[2]。20世紀(jì)90年代初，我國在綜合采煤設(shè)備方面取得了巨大的成果，這也加大了我國的煤礦機(jī)電技術(shù)的發(fā)展步伐；20世紀(jì)90年代中期，在已取得的研究成果基礎(chǔ)上，又開展了煤礦支撐機(jī)械的無線監(jiān)控、故障實(shí)時(shí)診斷的研究，并成功研發(fā)了大功率電牽引采煤機(jī)。到了21世紀(jì)后，我國無論是在煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的研究方面，還是在該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域都取得了重大成就。目前，我國自行設(shè)計(jì)和制造的一些煤礦機(jī)電設(shè)備也具有一定的程序化和智能化水平，而且這些設(shè)備還具有操作非常簡單，可靠性比較高等特點(diǎn)[2]。然而，同世界上一些具有先進(jìn)煤礦機(jī)電設(shè)備制造技術(shù)的國家相對比，該技術(shù)在我國的發(fā)展還是相對比較落后的，并且煤礦機(jī)電的研究相對于航天、鐵道、化工等行業(yè)起步晚，在研究水平、應(yīng)用領(lǐng)域、投資投入、技術(shù)人才等方面都還存在著比較大差距。

2機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用

機(jī)電設(shè)備的廣泛使用，使能源的損耗量大大降低，煤礦生產(chǎn)的安全系數(shù)大大增加，煤礦職工不需要再從事那些十分勞累的工作，極大地提高工人精神面貌，這些機(jī)電產(chǎn)品也改良了工人的勞動(dòng)環(huán)境[3]。機(jī)電一體化產(chǎn)品被大量的裝備在煤礦設(shè)備上，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦生產(chǎn)的信息化、智能化、自動(dòng)化等等，極大地促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)的高可靠性、高安全性、高效益和高效率。

2.1機(jī)電一體化在礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

KJ90系統(tǒng)是煤炭科學(xué)研究總院重慶分院研發(fā)的一款監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品，該產(chǎn)品在世界上具有領(lǐng)先的技術(shù)水平[4]。KJ90系統(tǒng)能夠與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行方便的連接；操作系統(tǒng)為Windows操作系統(tǒng)；產(chǎn)品的智能化程度比之前的產(chǎn)品有了進(jìn)一步提升。同時(shí)，在與煤礦生產(chǎn)安全規(guī)程有關(guān)的規(guī)章指導(dǎo)下，規(guī)定了我國各級煤礦都必須安裝煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)際應(yīng)用情況表明，該監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)使煤礦的安全生產(chǎn)得到了極大的保障。

2.2機(jī)電一體化技術(shù)在礦井綜合采煤設(shè)備中的應(yīng)用

2.2.1采煤機(jī)

采煤機(jī)是通過計(jì)算機(jī)來控制，具有故障自我診斷的作用，采煤機(jī)的核心是微型計(jì)算機(jī)，能夠進(jìn)行故障診斷和工況監(jiān)測，多種不同功能的傳感器被安裝在采煤車上來進(jìn)行記錄和顯示采煤機(jī)的各種工作狀況，為操作者提供指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正采煤機(jī)的故障從而保證設(shè)備在最佳狀態(tài)下進(jìn)行工作。

2.2.2掘進(jìn)機(jī)械

煤礦掘進(jìn)機(jī)械應(yīng)用機(jī)電技術(shù)的速度相對其他行業(yè)比較緩慢，例如連采機(jī)技術(shù)被引進(jìn)掘進(jìn)機(jī)械中，目前，掘進(jìn)機(jī)械大多由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，使的該機(jī)械裝備不僅具備了工況實(shí)時(shí)監(jiān)測功能，還使該裝備具有如轉(zhuǎn)載機(jī)一般連續(xù)運(yùn)動(dòng)的能力，掘進(jìn)機(jī)的挖掘速度也得到質(zhì)的飛躍。另外，目前一些研究機(jī)構(gòu)開始將PLC技術(shù)用于掘進(jìn)機(jī)的控制并獲得了成功。

2.3機(jī)電一體化技術(shù)在礦井運(yùn)輸提升設(shè)備中的應(yīng)用

內(nèi)裝式提升機(jī)是一個(gè)典型的機(jī)電一體化設(shè)備，該提升機(jī)將機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)融合到一起，而開發(fā)的一種機(jī)電產(chǎn)品。該內(nèi)裝式提升機(jī)是具備典型機(jī)電設(shè)備的一些標(biāo)志性優(yōu)點(diǎn)，開創(chuàng)了機(jī)電技術(shù)在大型機(jī)電裝備上應(yīng)用的先河。20世紀(jì)90年代末，全數(shù)字交流式提升機(jī)是我國引進(jìn)的主要提升機(jī)類型，世界上最先進(jìn)內(nèi)裝式變頻技術(shù)被應(yīng)用到該提升機(jī)上，這種提升機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)、安全系統(tǒng)及電氣控制模塊都以串聯(lián)方式進(jìn)行連接，采用數(shù)字化方式進(jìn)行控制。內(nèi)裝式提升機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)被簡化，因?yàn)樵摍C(jī)型把馭動(dòng)和滾筒整合一個(gè)整體，從而使設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸大幅度減小，產(chǎn)生了很明顯的經(jīng)濟(jì)效益。具備很大的使用和推廣價(jià)值。

3現(xiàn)代煤礦機(jī)電一體化進(jìn)程中存在的主要問題

（1）機(jī)電技術(shù)人員隊(duì)伍整體素質(zhì)較低而且技術(shù)力量還十分薄弱。在我國一些地方煤礦中，一部分機(jī)電技術(shù)的管理人員專業(yè)技術(shù)水平十分有限，在平時(shí)的工作中主要憑借憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行管理工作，沒有進(jìn)行全面的設(shè)備管理理論學(xué)習(xí)，也沒有進(jìn)行系統(tǒng)的企業(yè)管理理論學(xué)習(xí)，違反規(guī)定的作業(yè)方式時(shí)常發(fā)生，各種電氣方面的危險(xiǎn)事故屢見不鮮[7]。

（2）煤礦企業(yè)中有一些設(shè)備由于使用時(shí)間比較長，線路出現(xiàn)老化、陳舊現(xiàn)象，與規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)存在很大差距。另外，一些機(jī)電裝備出現(xiàn)了嚴(yán)重的生銹現(xiàn)象，而煤礦企業(yè)沒有進(jìn)行定期的防護(hù)，機(jī)電設(shè)備損壞現(xiàn)象嚴(yán)重，損毀速度十分快。另有些煤礦企業(yè)，為了增加產(chǎn)量，沒法保證定期的檢查、維修、保養(yǎng)，一些電氣線路長期處于電流、電壓過載的狀態(tài)，這也加速了機(jī)電設(shè)備的損壞速度。因此，為了從根本上解決煤礦企業(yè)存在的問題，在企業(yè)中應(yīng)對職工加大規(guī)章制度的培訓(xùn)，要求員工嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)章制度，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行工作。使煤礦的一切工作都向著規(guī)范化、和制度化放向發(fā)展。對職工加強(qiáng)培訓(xùn)，使職工明白學(xué)習(xí)機(jī)電方面專業(yè)知識(shí)的重要性，使職工能發(fā)自內(nèi)心想學(xué)習(xí)機(jī)電知識(shí)。

4對煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方面的建議

將我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與世界上其他一些國家對比，我國在機(jī)電一體化技術(shù)方面的落后現(xiàn)狀仍不容忽視。為此，我國研究人員應(yīng)在以下方面加大研發(fā)力度。

（1）在設(shè)計(jì)一款電產(chǎn)品時(shí)，那些性能比較優(yōu)越的PLC應(yīng)被優(yōu)先考慮。這樣不僅能使功率損耗大大減小，還能使設(shè)備體積變得更加小，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）開發(fā)智能性比較高的專家系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備時(shí)應(yīng)使這些設(shè)備具備通信的能力，并且這些通信模塊應(yīng)具有比較方便的連接功能，能夠很快捷的連接網(wǎng)絡(luò)。

（3）機(jī)電一體化產(chǎn)品目前已經(jīng)有不少應(yīng)用，但這些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不一致，類型很多，比較雜亂。面對如此現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)人員應(yīng)向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化方向努力。

（4）設(shè)計(jì)機(jī)電產(chǎn)品時(shí)，多采用一些性能比較優(yōu)越的傳感器，將提高機(jī)電設(shè)備的智能化水平作為一個(gè)重點(diǎn)考慮的問題，使機(jī)電產(chǎn)品能敏感地識(shí)別周圍的環(huán)境，對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備，甄別故障并糾正故障。除此之外，為了使工人脫離繁重的體力勞動(dòng)，并遠(yuǎn)離危險(xiǎn)工作，應(yīng)加大力度進(jìn)行煤礦機(jī)器人的研究。

（5）不僅要加強(qiáng)提高機(jī)電設(shè)備的可靠性，還應(yīng)該選擇一些適應(yīng)性比較好的傳感器，使機(jī)電產(chǎn)品能在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定的工作。增強(qiáng)機(jī)電產(chǎn)品的適應(yīng)性，提高機(jī)電產(chǎn)品的可靠度。

（6）應(yīng)積極將其他行業(yè)的新技術(shù)引入機(jī)電設(shè)備中，加大機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新，使產(chǎn)品隨著科技進(jìn)步不斷更新，優(yōu)化其性能，使機(jī)電設(shè)備能更好地工作，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化和現(xiàn)代化。

【參考文獻(xiàn)】

［1］高小剛,方保明.論我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].科技信息,2008(35):297-297.

［2］姚桂玲.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].煤炭技術(shù),2011,30(8):62-63.

［3］趙菊清.煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2009,21(1):393-393.

篇（5）

Pick to: mechanical and electrical integration is mechanical, microelectronics, control, computer, information processing, and other multi-disciplinary overlapping fusion, its development and progress depends on the progress of related technologies and development. Shallow to analyzing the content and the application of mechatronics technology research, in exchange for the colleague.

Keywords: mechanical and electrical integration; Technology; application

中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：2095-2104(2013)

引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。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)電一體化概述

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、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)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(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)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，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。只是，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)以及其它新技術(shù)的簡單組合、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)有純技術(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力。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，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、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。即機(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眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別

二、機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)容

1.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)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過程中，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)。

2.計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)，其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3.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。

4.自動(dòng)控制技術(shù)

其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5.傳感檢測技術(shù)

傳感檢測技術(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)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。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)到高水平的保護(hù)。

6.伺服傳動(dòng)技術(shù)

包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究

1.自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動(dòng)生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

2.智能化控制技術(shù)(IC)

由于我國工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)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(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼—連鑄—軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

3.分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

4.開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。

5.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前我國企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。未來企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。

6.現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)是對自動(dòng)化領(lǐng)域的一場變革。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，已成為當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之—。現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場總線的含義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)(DCS)通信網(wǎng)絡(luò)截止于控制站或輸入輸出單元，現(xiàn)場儀表仍然是一對一模擬信號傳輸。現(xiàn)場總線是用于過程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場或生產(chǎn)設(shè)備。

(2)互操作性。互操作性的含義是來自不同制造廠的現(xiàn)場設(shè)備，不僅可以相互通信，而且可以統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需的控制回路，共同實(shí)現(xiàn)控制策略。

(3)分散功能塊。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)廢棄了分散型控制系統(tǒng)(DCS)的輸入／輸出單元和控制站，把DCS控制站的功能塊分散給現(xiàn)場儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補(bǔ)償和累加輸入功能塊，而且有PID控制和運(yùn)算功能塊。

(4)通信線供電。現(xiàn)場總線的常用傳輸線是雙絞線，通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量。這種低功耗現(xiàn)場儀表可以用于安全環(huán)境，與之配套的還有安全柵。有的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場有可燃性物質(zhì)，所有現(xiàn)場設(shè)備必須嚴(yán)格遵守安全防爆標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場總線也不例外。

結(jié)語

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟我國機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。今后應(yīng)廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成，為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

篇（6）

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：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)械裝置主要來負(fù)荷各部分之間的協(xié)調(diào)工作，通過每個(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

在煤礦生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，首先可以通過電子技術(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)更為簡單，生產(chǎn)操作簡易，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采過程中的生產(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。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，能夠更順利的開展大傾角煤層作業(yè)。另外，在生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)性更好，可以通過生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)來對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，長時(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，牽引力主要通過計(jì)算機(jī)來控制，并實(shí)現(xiàn)對工作面刮板運(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。針對我國皮帶式運(yùn)輸與生產(chǎn)方式，對運(yùn)輸系統(tǒng)要求比較高，通過機(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，對于煤礦生產(chǎn)的監(jiān)控，對其監(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)庫與主機(jī)同步，避免數(shù)據(jù)的丟失，同時(shí)也可以對已存的信息進(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，通過電子監(jiān)控系統(tǒng)來對整個(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：

煤礦生產(chǎn)具有一定特殊性，對生產(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)

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一、機(jī)電一體化的概念

“機(jī)電一體化”在國外被稱為Mechatronics是日本人在20世紀(jì)70年代初提出來的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個(gè)新詞，意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認(rèn)，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)又稱為機(jī)械電子技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。二、機(jī)電一體化技術(shù)基本概念機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)

1、安全性和可靠性。機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷等功能。在工作過程中電力故障時(shí)，能自采取保護(hù)措施，避免人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

2、工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測的精度上很大程度的提高.近幾年出新了復(fù)合加工機(jī)床，派生出各新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，可以采取虛擬軸機(jī)床和特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)。例如：復(fù)合型的一體化機(jī)床，在鉆深孔時(shí)大大提高效率。通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可保證機(jī)械按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速由3000～4000r/min提高到9000r/min，運(yùn)動(dòng)部件的加速度，其已由過去一般機(jī)床的0.4G提高到2G，直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。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。

3、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，操作按鈕數(shù)量顯著減少，操作技術(shù)大大簡化并且方便、簡單。機(jī)電一體化產(chǎn)品根據(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)通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨即自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

4、適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)械機(jī)電一體化產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，使得產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。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)等多種功能，能滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。

5、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)，通過調(diào)整控制程序以適應(yīng)不同用戶對象的需要，通過多種手段輸入到控制系統(tǒng)中，事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的要求，只需給定一個(gè)代碼信號輸入，可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化的定位精度可以提高到提高到1mm左右，最小分辨率為的數(shù)控系統(tǒng)和已有產(chǎn)品，并且兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級插補(bǔ)使機(jī)床聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可以達(dá)到1μ的圓度，提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動(dòng)拐角處理等。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)事功能可對故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。

6、網(wǎng)絡(luò)化。依據(jù)機(jī)電一體化機(jī)床的基本要求，提高機(jī)床的開動(dòng)率是企業(yè)合理化、最佳化的方法。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)制造和虛擬制造技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。

三、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型

機(jī)電一體化可控的執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)是高精度匹配性和信息融合的結(jié)構(gòu)，也是機(jī)電一體化系統(tǒng)中設(shè)計(jì)方案創(chuàng)新的核心。

1、F-P-A-M求解模型。它是根據(jù)總功能進(jìn)行工藝動(dòng)作過程的分解，通過與其它兩個(gè)子系統(tǒng)的集成與融合設(shè)計(jì)得到機(jī)電一體化系統(tǒng)的方案，它的柔性化程度將多個(gè)單一功能的機(jī)械系統(tǒng)組合成多功能的機(jī)電一體化系統(tǒng) ，用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)取機(jī)械式的控制系統(tǒng) ，提出了解模塊的接口匹配策略。

2、符號表達(dá)模型。機(jī)電一體化系統(tǒng)需要以簡圖的形式表達(dá)多種可行方案，該表達(dá)方法建立在常用機(jī)電一體化系統(tǒng)基本功能元模塊的層次上，包括文字符號，接口信息等符號，為計(jì)算機(jī)輔助機(jī)電一體化系統(tǒng)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了有效手段。機(jī)電一體化系統(tǒng)知識(shí)庫來源可快速存取功能元載體并能自動(dòng)產(chǎn)生可行的設(shè)計(jì)方案。

四、機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

篇（8）

對我國現(xiàn)有煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用效果進(jìn)行綜合評價(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，互為備用，對提升行程實(shí)現(xiàn)直接測量和間接測量容器位置相結(jié)合的方式，對兩者進(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，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。

參考文獻(xiàn)：

[1]張莉.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用[J].山西煤炭干部管理學(xué)院學(xué)報(bào).2007.(1):88.

[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.

[3]王洪波.機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].中國集體經(jīng)濟(jì).2007(6):174.

篇（9）

一、引言

目前，職業(yè)學(xué)校普遍存在著學(xué)生實(shí)踐能力差的問題，這是由于在傳統(tǒng)教育模式下，職業(yè)技校的理論與實(shí)踐沒有有機(jī)的結(jié)合在一起，導(dǎo)致理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的脫節(jié)，學(xué)生在理論課中不能積極的投入，而老師的教學(xué)模式缺乏新意，導(dǎo)致學(xué)生在上課期間聽不懂也聽不下去，理論課達(dá)不到實(shí)際的效果。在實(shí)踐課上，由于學(xué)生缺乏理論基礎(chǔ)，對設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行原理缺乏認(rèn)知，只能盲目的操作。對于職業(yè)學(xué)校機(jī)電類的課程來說，在教學(xué)上需要有設(shè)備和理論作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上，教學(xué)老師還要想方設(shè)法的對教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，來設(shè)計(jì)教學(xué)的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、思路等，使教學(xué)達(dá)到學(xué)生能夠?qū)W以致用的目的，因此就需要結(jié)合理論與實(shí)踐的教學(xué)方法，使其有機(jī)的融合在一起，機(jī)電類課程結(jié)合了機(jī)械、PLC、傳感等多項(xiàng)技術(shù)，在結(jié)構(gòu)上大多是模塊化，教學(xué)老師不僅要使學(xué)生熟練掌握設(shè)備操作，還要與《電氣控制與PLC》、《機(jī)電一體化設(shè)備安裝與維護(hù)》等多門課程相結(jié)合，因此，只有引入機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置和模塊化生產(chǎn)線等設(shè)備，并積極探索理實(shí)一體化教學(xué)模式，才能提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和社會(huì)競爭力。

二、機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的主要模塊和基本構(gòu)成

1、機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的總體結(jié)構(gòu)

機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置是職業(yè)學(xué)校根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況購進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備，來供學(xué)生實(shí)踐課學(xué)習(xí)使用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的結(jié)構(gòu)一般包括電腦、PLC主機(jī)、變頻器模塊、電機(jī)模塊、氣動(dòng)控制模塊等，總體上來說是由硬件和軟件構(gòu)成，目前的機(jī)電一體化裝置是模塊化和開放式的結(jié)構(gòu)，在教學(xué)的過程中，可以指導(dǎo)學(xué)生了解裝置構(gòu)造和拆卸、組裝等技能的培訓(xùn)。

2、裝置主要模塊的基本組成

（1）PLC主機(jī)：采用了CPU226AC/DC/晶體管（24路數(shù)字量輸入/16路晶體管輸出）、兩個(gè)RS-485通信口、EM222（8路數(shù)字量輸出），在PLC的每個(gè)輸入端均有開關(guān)，PLC主機(jī)的輸入/輸出接口均已連到面板上，方便用戶使用。

（2）變頻器模塊：“采用西門子MM420變頻器，三相380V供電，輸出功率0.75KW。集成RS-485通訊接口，提供BOP操作面板；集成3路數(shù)字量輸入/1路繼電器輸出，1路模擬量輸入/1路模擬量輸出；具備過電壓、欠電壓保護(hù)，電機(jī)過熱保護(hù)，短路保護(hù)等。提供調(diào)速電位器，所有接口均采用安全插連接。”

（3）電機(jī)模塊：包括三相交流異步電動(dòng)機(jī)，步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等。

（4）低壓電器模塊：配備了交流接觸器、熱繼電器、電子式時(shí)間繼電器、中間繼電器、變壓器、整流電路、能耗制動(dòng)電阻、帶燈按鈕、斷路器、熔斷器、行程開關(guān)、組合開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、速度繼電器、磁性開關(guān)、急停按鈕、復(fù)位按鈕、自鎖按鈕等低壓電器。

（5）氣動(dòng)模塊：包括了靜音氣泵、單桿氣缸、雙桿氣缸、氣動(dòng)手爪、單控電磁閥、雙控電磁閥、旋轉(zhuǎn)氣缸等。

（6）傳感器模塊：具備了電感傳感器、漫反射式光電傳感器、對射式光電傳感器、光纖傳感器，可區(qū)分金屬物料和非金屬物料、不同顏色的物料。

（7）觸摸屏與組態(tài)模塊：配備了深圳步科EVIEWMT4200工業(yè)觸摸屏和EV5000組態(tài)編程軟件。

三、機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的功能和機(jī)電類課程教學(xué)中的應(yīng)用

1、機(jī)電一體化教學(xué)課程設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和現(xiàn)在對機(jī)電類人才的要求，目前職業(yè)學(xué)校內(nèi)主要開設(shè)的課程有：《機(jī)電一體化設(shè)備安裝與維護(hù)》、《檢測與傳感技術(shù)》等關(guān)于機(jī)電一體化裝置運(yùn)行原理和設(shè)備介紹與實(shí)際操作的課程。從課程設(shè)置上要與實(shí)際操作相結(jié)合，學(xué)生能夠?qū)W以致用，并熟練的掌握機(jī)電一體化裝置的操作。

2、《電氣控制與PLC》理實(shí)一體化教學(xué)思路

首先根據(jù)教學(xué)要求和設(shè)備特點(diǎn)編寫教學(xué)講義、課件等。其次組織學(xué)生到學(xué)校內(nèi)部訓(xùn)練中心參觀，對機(jī)電一體化有一個(gè)基本的了解；同時(shí)，配齊學(xué)生在學(xué)習(xí)電氣控制時(shí)所用的設(shè)備，根據(jù)學(xué)生不同的特點(diǎn)，對學(xué)生進(jìn)行分類教學(xué)，因材施教，激發(fā)學(xué)生的興趣；最后制定好考核標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié)束語

在職業(yè)學(xué)校中，對學(xué)生的教育首先要根據(jù)人才的要求和學(xué)生的實(shí)際情況開展教學(xué)工作，對于機(jī)電類的課程，在引入機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的基礎(chǔ)之上，集合理論與實(shí)踐，使課程變得豐富多彩，學(xué)生提高了濃厚的興趣，才能全身心的投入到學(xué)習(xí)中，對于教師而言，對機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置做好必要的知識(shí)儲(chǔ)備和教學(xué)內(nèi)容上的創(chuàng)新，幫助學(xué)生解決各種問題。不僅能夠促進(jìn)學(xué)生提高創(chuàng)新與實(shí)踐能力，還能夠提高教師自身的能力。

參考文獻(xiàn):

篇（10）

隨著科學(xué)技術(shù)越來越先進(jìn)，我國機(jī)械制造行業(yè)得到了十足發(fā)展，傳統(tǒng)的加工方式已經(jīng)逐漸被淘汰，為提升機(jī)械制造行業(yè)的綜合競爭力，需合理運(yùn)用機(jī)電一體化智能技術(shù)，將現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備與加工方式有機(jī)統(tǒng)一，從而在保障機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化以計(jì)算機(jī)編程技術(shù)、通信技術(shù)、信息轉(zhuǎn)換技術(shù)為基礎(chǔ)，通過合理組織功能結(jié)構(gòu)的方式，優(yōu)化設(shè)備裝置。

1改造傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化的重要性

當(dāng)前，企業(yè)已經(jīng)逐步意識(shí)到“機(jī)電一體化”的重要性，并加大了對于機(jī)械制造的投入，因此，企業(yè)在研究開發(fā)復(fù)雜零部件領(lǐng)域中也取得了一定的成績，但與國際先進(jìn)水平相比，其差距仍然較大。從機(jī)械制造行業(yè)的角度分析，受到企業(yè)總規(guī)模、經(jīng)濟(jì)實(shí)力等因素的影響，部分企業(yè)無法使用機(jī)電一體化的機(jī)床設(shè)備，也沒有足夠的數(shù)控機(jī)床改造安裝費(fèi)用[1]。同時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)床的數(shù)量較多，是企業(yè)主要的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，如果全部用數(shù)控機(jī)床來代替，不僅會(huì)增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)壓力，更會(huì)浪費(fèi)既有資源。數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中，真正發(fā)揮作用的功能只有少數(shù)幾個(gè)，生產(chǎn)資料與產(chǎn)品之間的矛盾較為尖銳。基于此，企業(yè)應(yīng)重視改造傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床，提升生產(chǎn)資源的利用效率，進(jìn)而在保障產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部資源配置，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2改造傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化的優(yōu)勢與特點(diǎn)

機(jī)電一體化針對傳統(tǒng)機(jī)械加工中無法適應(yīng)生產(chǎn)需求的設(shè)備、零部件進(jìn)行改造，利用微機(jī)控制系統(tǒng)，使得機(jī)械加工在傳統(tǒng)工作程序中加入數(shù)控功能，主要包含降低企業(yè)投資成本等三方面的優(yōu)勢，如下所示。

2.1降低企業(yè)投資成本

改造與購置不同，是指對傳統(tǒng)普通機(jī)床性能進(jìn)行改進(jìn)，與購置全新的數(shù)控機(jī)床相比，能夠降低企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的投資成本。完成機(jī)床改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化后，可以在很大程度上提升機(jī)床加工效率，縮短原有加工所需時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)以最小的投入獲取最大回報(bào)。

2.2延長機(jī)床使用年限

改造機(jī)械采用的微機(jī)控制系統(tǒng)，其運(yùn)用現(xiàn)代化控制技術(shù)，可以在短時(shí)間中提高機(jī)械加工的生產(chǎn)效率。此外，運(yùn)用微機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)床機(jī)電一體化可以升級設(shè)備檔次，改造過程中所選用的零部件是具有先進(jìn)結(jié)構(gòu)、制作精密且堅(jiān)固的鑄造件，其能夠提高機(jī)床整體質(zhì)量，優(yōu)化機(jī)床使用功能，延長其使用年限，并降低生產(chǎn)過程中機(jī)床出現(xiàn)故障的機(jī)率。

2.3縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期

機(jī)械加工型企業(yè)占地面積廣，規(guī)模較大，設(shè)備的安置較復(fù)雜，在進(jìn)行機(jī)電一體化的改造過程中，只需要優(yōu)化原有普通機(jī)床，不需要重新建設(shè)廠房，可以節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本并縮短施工周期和產(chǎn)品生產(chǎn)周期。

3改造傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化的時(shí)代趨勢

3.1自動(dòng)化

在改造傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化中，通過更新系統(tǒng)微機(jī)控制軟件，及時(shí)轉(zhuǎn)變機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)程序，確保系統(tǒng)整體的自動(dòng)化，使其具備最基本的邏輯功能，進(jìn)而動(dòng)態(tài)判斷機(jī)床的生產(chǎn)情況，避免出現(xiàn)機(jī)床其他故障。同時(shí)，機(jī)電一體化的自動(dòng)化趨勢能夠科學(xué)掌控產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，為企業(yè)獲取更大經(jīng)濟(jì)效益。

3.2運(yùn)轉(zhuǎn)速度加快

改造之后的機(jī)床，整體的速度會(huì)逐漸加快，根據(jù)相關(guān)資料記載，當(dāng)前機(jī)床的轉(zhuǎn)速達(dá)到10000轉(zhuǎn)/分，說明機(jī)床的生產(chǎn)效率較高。此外，隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化也開始研究機(jī)床與納米技術(shù)的融合途徑，以提升機(jī)床的精確度。

3.3節(jié)能化

隨著人們生態(tài)環(huán)保意識(shí)的提升，對環(huán)境的保護(hù)力度逐漸增大，基于此，在改造傳統(tǒng)機(jī)械加工時(shí)，也加入了綠色環(huán)保的理念，通過優(yōu)化機(jī)電一體化設(shè)備，減小其占地面積，并重視對加工過程的監(jiān)督力度，在實(shí)現(xiàn)高速生產(chǎn)的同時(shí)，降低有害物質(zhì)的排放，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益協(xié)調(diào)發(fā)展。數(shù)控機(jī)床能夠進(jìn)一步提升資源有效率，減少資源投入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。

4結(jié)束語

綜上所述，對傳統(tǒng)機(jī)械加工領(lǐng)域進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)床機(jī)電一體化，不僅能夠有效提升機(jī)械制造產(chǎn)品生產(chǎn)效率，還能合理節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本，通過運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)解決加工過程中可能存在的問題，科學(xué)延長機(jī)械設(shè)備使用年限，降低機(jī)床設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率。相關(guān)企業(yè)必須綜合考慮生產(chǎn)實(shí)際情況，合理貫徹機(jī)電一體化理念，將新型加工方式與機(jī)械制造有機(jī)統(tǒng)一，進(jìn)而提高產(chǎn)品競爭力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]何群英,胡偉心.“翻轉(zhuǎn)微課”在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用——以“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修實(shí)訓(xùn)”為例[J].新課程研究(中旬刊),2015,(12):80-81.