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机电一体化技术赏析八篇

发布时间:2023-03-06 16:02:28

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的机电一体化技术样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

机电一体化技术

第1篇

一、论文提纲.........................................1

二、内容摘要及关键词..................................2

三、正文............................................3-9

四、参考文献..........................................10

论文提纲

1、机电产品的优越性

2、机电一体化技术的应用

3、机电一体化技术的发展趋势

4、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

5、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

内容摘要、关键词

摘要:随着科技日益直向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的飞速发展,机电一体化技术应用越来越广泛,机电一体化逐渐成为国民经济增长的重要推助力。现如今,我国的机电一体化已取得初步成效,其应用领域不断拓展,有效解决了人工劳动强度大、工作效率低、不可控质量影响因素多等问题。本文将对机电一体化技术的应用进行简要概述,并展望其未来发展趋势。

关键词:机电一体化技术;应用;发展趋势

探究机电一体化的发展及应用

一、机电产品的优越性

与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有下述优越性:

(一)使用安全性和可靠性提高

一般机电一体化产品都具有自动监视、提醒、报警等自动保护功能,可以减少和避免人身和设备事故,设备的使用安全性能明显提高。

(二)生产能力和工作质量提高

一体化的机电产品具有自动控制和自动处理信息的功能,其灵敏度、精确度等都有很大提高,可以确保机械按照设计要求完动工作,减少人为者主观因素的影响。

(三)人机交流和复合功能进一步得到提升

一体化机电普遍采用电子屏数字显示和程控技术,减少了许多外延性的操作,更加方便、简单,人机互动更容易。自动补偿、自动校验、自动调节保护等便多的智能化功能,能在不同工作场合领域适应更多的工作要求。

二、机电一体化技术的应用

(一)数控机床

数控机床又称数字控制机床,是配置程序控制系统的一种自动化机床。经大量试验数据表明,机电一体化技术是数控机床发展的可靠支撑,不仅提了升数控机床的加工精度、加工质量以及加工效率,同时还有助于加工性能多样化,以满足多元化的工业生产要求。数控机床的实际生产制造过程中,机电一体化技术为总线系统和CPU之间的多重连接提供便利,这对提高管理效率,丰富数控机床种类极为重要。首先,可以削弱多台数控机床的排斥效应,为机床使用周期的延长、生产效率的提高奠定了良好基础;其次,用户可以按照实际生产需求,对操作管理进行自定义设计,大幅度提高了数控机床的智能化水平。

(二)分布式控制系统

机电一体化技术应用于分布式控制系统,可以针对性解决集中控制系统的不足。首先,便于分布式控制系统进行控制流程简化,提高操作稳定性,进而实现对多台主机的有效管控。其次,可以强化系统运行的安全管理。具体来讲,分布式系统与机电一体化技术的结合,有助于控制级别多样化,以便针对不同生产情况,主机可以进行不同的操作管理。同时,还可以化繁为简,优化在线生产以及生产计划等功能,大幅度减少因控制系统故障导致的一系列后续问题。

(三)全自动照相机

全自动照相机是机电一体化技术应用的另一代表性产品。该类型照相机可以利用微电子技术,根据光线条件、拍摄距离等,自动对光圈、曝光速度以及焦距进行最优化选择。全自动照相机主要分为机械与电子两大组成部分,它们互相协作,是一个不可分割的整体。全自动照相机不仅包含精密机械以及复杂电路,同时还涉及光电检测、液晶显示等多种先进技术。

(四)工业机器人

在工业生产过程中,危险生产环节以及作业环境恶劣等情况在所难免,这导致人工操作存在诸多安全隐患。基于此,人们结合机电一体化技术,利用机器人代替人工进行高危操作,以降低工人劳动强度以及作业危险性,有效避免安全事故频发问题。纵观工业机器人发展史,有3个重要转折点:第一代机器人只能机械性重复简单工作,其自动化水平以及对于外界环境变化的敏感度偏低;第二代机器人可以部分感知外界工况,并可对部分信息进行判断与分析;第三代机器人的智能化水平较高,基本可以模拟人脑思维模式。这也是当下机电一体化技术的研发核心课题。

三、机电一体化技术的发展趋势

(一)人工智能

人工智能技术的迅猛发展,为机电一体化技术的智能化建设提供了可靠技术支撑。人工智能,就是指机械设备拥有人脑思维能力,可以自主思考问题,并及时对传感器收集信息进行有效分析与处理。与前两代机器人相比,第三代机器人的人工智能水平得到大跨步发展。与此同时,学习能力也是人工智能技术的重中之重,可以有效提升机电设备控制管理系统的精确性、高效性。

(二)网络化

当今社会是信息化时代,网络化是机电一体化技术发展的重要发展趋势。网络信息通讯技术的合理应用,可以强化机电一体化的远程管控质量,工作人员不需要对生产车间进行实时监控,就可以在任何时间、地点反馈生产信息,对生产规划进行动态管理,并根据实际情况,及时采取应对措施。

(三)模块化

实现模块化是机电一体化发展的迫切需求。然而,由于市场上的机电一体化产品五花八门,且不同配件往往产于不同的制造厂商,导致同一类型的机械设备多少会存在一定差异。同时,模块化对产品标准提出了更严格的要求,真正实现产品模块化,并不容易。因此,相关人员应加大研发力度,充分调动一切可利用资源,不断拓展资金渠道,为部件接口统一化奠定坚实基础。

四、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

为应对技术壁垒和反倾销,应由政府和行业协会、出口企业建立全面系统的专业信息平台。我国缺和一个综合性的信息平台,使政府的调控和监督作用难以有效发挥,行业协会的作用也很难到位,企业对国际标准或进口国标准等信息滞后,技术发展遇到壁垒。

五、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

我国有许多产品没有建立统一的技术标准,存在有标准不统一或低于标准的现象。这对于向其它国家作为主机出口发展方向的企业是一个无缺失。执法的不严不及明也使企业没有严格的质量标准意识,使我国机电产品在国际市场存在很大的质量疑问。

要使我国的机电产品在国际上有一足之地,要完善技术标准和相关法规的建设。

六、结束语

综上所述,机电一体化包含计算机技术、机械加工技术、电子信息技术等多方面内容,对社会生产力以及工业产业的发展具有直接性影响。只有机电一体化理念与时俱进,才能保障我国工业生产力在国际市场占有一席之地。因此,相关政府主管部门应健全制度体系,完善生产标准建设,积极拓展资金渠道,鼓励企业创新技术,促进机电一体化在人工智能、网络以及模块化、绿色化等方面实现大跨步的飞跃,为社会发展以及GDP增长提供可靠推助力。

参考文献

1、谢明扬,杜明鉴.机电一体化技术在汽车领域中的应用及发展研究[J].南方农机,2018,49(09):144+148.

2、 关磊.基于PLC/单片机控制的光机电一体化系统的研究[J].现代职业教育,2018(07):190.

第2篇

1.1液压挖掘机中机电一体化技术的应用和发展从机电一体化技术的发展历程来看,其在液压挖掘机当中的应用与发展大致可分为四个阶段:1)电子监控阶段。这个阶段是机电一体化技术比较早的一个发展阶段,在对液压挖掘机的工作状态和相关参数进行监测时主要采用的的电子技术和传感技术,电子检测技术的不断发展给该阶段的液压技术、机电一体化技术的有机融合创造了良好的技术条件,电子检测可以实现对液压挖掘机各个状态参数的及时了解、掌握。电子监控阶段为实现液压挖掘机中应用与发展机电一体化技术奠定了必要的基础。2)电控节能阶段。在这一阶段,机电一体化技术的应用得到了更好的发展,在对数据以及相关工作参数进行检测的同时,还能够对检测到的数据做出分析与计算,而后借助电子控制的方法来实现对挖掘机的操控,使得液压挖掘机的工作过程效率高且节能环保。3)轨迹控制阶段。这个阶段是按照预定的轨迹来进行轨迹控制的设计,进一步促进了机电一体化技术在液压挖掘机当中的发展。4)智能化机器人阶段。智能机器人阶段实现了机电一体化在液压挖掘机当中的应用目的,在此阶段中挖掘机完全依靠机器操控与管理,极大地提高了液压挖掘机的工作效率,并且还能使其参与到一些人工不便参与的高危工程的挖掘工作当中,在保证了人员安全的同时也进一步拓宽了液压挖掘机的使用范围。

1.2我国的液压挖掘机中机电一体化技术的应用随着我国社会的不断发展以及工程建设的壮大,液压挖掘机正慢慢向大型化的方向发展,在这样的背景下,液压挖掘机的效率和节能效益都迫切地需要提高。在整个大功率挖掘机当中,即使是一点点的节能都能带来经济效益上的极大节约,因此,强化液压挖掘机的电子化与自动化不仅仅是出于对机器的安全性、经济性以及高效率、高质量的考虑,也是对节能方面的考量。为了减小和发达国家的差距,我国在液压挖掘机工业当中采用了技术引进的方案,通过对国外先进技术的引进实现在较短的时间内和较少的资金下提升生产技术水平,促进液压挖掘机技术方面的进步。我国对液压挖掘机的研究正朝着机-电-液控制系统的方向上转移,不断地更新与提高液压挖掘机的控制方式,使其从最初的机械杠杆控制慢慢转变成了液压控制。无线电控制与计算机控制将会是我国液压挖掘机控制方式的未来发展前景。因此,在研究液压挖掘机的机电一体化技术时,应当将重点放在其控制系统方面。

2液压挖掘机机电一体化进程中的两大分歧

由于机器的技术成本在不断地减小,促进了液压挖掘机的电子技术的有效推进,然而机电一体化技术的普及未能及时跟上液压挖掘机电子技术的发展步伐,使得其出现了一些维护和保养方面的问题,在解决问题的过程中出现了液压挖掘机机电一体化进程的分歧:一种是以CAT与小松各机型为代表的由微机与液压系统联合控制动力装置方法,如小松PC200-5液压挖掘机;另外一种是以日立公司近年产品为代表的完全采用电脑来控制动力装置方法,如日立EX100WD2轮式液压挖掘机。这两大分歧代表了液压挖掘机机电一体化进程中的设计、使用的两种风格,在实际应用中各有利弊。1)供油系统。日立EX100WD2轮式液压挖掘机的液压主泵系统运用的是单泵供油的方法,在降低结构复杂性的同时实现复合操作,对执行元件的工作速度进行控制,并采取压力补偿法来控制流量;小松PC200-5的液压主泵系统则采用了双泵双回路,解决了单泵供油负载不同执行元件的问题,但其主要使用的是液压控制,机电一体化程度相对较低。2)液压泵调节。在液压泵的调节过程当中,PC200-5主要采用的是电液联合控制,而EX100WD2则采用了全电脑控制,然而现阶段的全电脑控制受到环境影响,电子系统易发生故障,并引发整机瘫痪,使工程受到延误。

3总结

第3篇

关键词:机电一体化技术;控制理论;信息技术;计算机技术

1机电一体化的内容与核心技术

1.1机电一体化技术的基本内容系统工程是该技术的主要工作方式,此外,该技术的应用还包含了电子、机械等各个领域的技术,并将这些方面的知识、技术进行了有机结合,从而优化了产品制造和系统间的配置。同时,还促进了产品满足现实中的需求。就目前而言,使用一体化技术时一定要将与其有关的建设工作做好,特别是各种技术的创新、原理等,以生产出质量更好的新产品,因此,该技术本质上是相关技术整合后的结果。1.2机电一体化的核心技术1.2.1自动控制技术该技术是所有技术中最为复杂的一项,因为该技术涵盖的面积非常广,内容五花八门,基于控制理论的知识对一体化系统进行设计,再进行模拟检测和现场测试。在其能控制的区域中,该技术所包含的内容非常多,主要有自适应、速度、精度定位等控制技术。1.2.2系统技术系统技术指的是一体化中包含的所有组织、概念等的总称,它是一个基于整体角度的技术,将整体分割成多个互相联系的功能模块,从而将其与接口技术统一起来,并进行有效的管理,达到将系统连接起来的目的。1.2.3计算机、信息技术信息技术、计算机技术这两种技术的结合运用是对信息进行互换、储存、读取、运算以及进行相应判断的过程,该过程包含的内容分极其丰富,主要有专家系统、人工智能、决算等。1.2.4机械技术该技术是实现机电一体化的基本技术,机械技术具有高、新的特点。该项技术应用的关键点在于怎样将其融入到一体化技术中,并利用它自身的特点更新、处理产品,对产品的性能、结构、材料进行改善,进而大大改观产品的准确度、性能。

2机电一体化技术的发展趋势

在20世纪90年代后期,很多发达国家引领一体化技术向着智能化方向发展。形成这种趋势的原因有3个:①通信、光学等技术广泛应用到了一体化技术中。此外,微细加工这一精密技术也逐渐引进其中,形成了微机电、光机电等一体化的分支技术;②相关人员对一体化这一学科的体系、发展方向进行了深入探讨,比如集成方法、建模的设计与分析等;③光纤、神经网络、人工智能等技术的快速发展,为一体化技术、产业化发展起到了巨大的推动作用。未来机电一体化技术的发展趋势分为以下5方面。2.1绿色化随着人们环保意识的逐渐增强、绿色发展概念的普及,机电一体化技术也要向着绿色化方向发展。该技术的绿色发展指的是其应用不会污染环境,可降低材料的使用成本,并能实现回收再利用。比如,通过将废物产生量、材料使用量、产品设计三者之间的关系进行量化,从而分析一体化产品制造过程是否对环境造成了污染;对一体化产品设计、制造中的每一阶段进行改进,争取通过废弃材料来加工生产,产品报废之后还可以回收再利用。2.2模块化随着产品精细程度、成熟程度的提高,产品制造过程中的分工会越来越细化,且所有的细化分工应参考一样的标准。因此,就形成了模块结构。机电一体化也逐渐向着模块化的方向发展。比如,研发集实时测距、动态捕捉、图像采集与校对、数据监测等于一体的电机控制模块,研发集节能、变频、减速于一体的电机驱动模块。在此情况下,便能在产品设计环节直接使用所建立的模块,大大加快了产品研发的速度。2.3微型化机电一体化向着微型化发展是必然趋势,这是因为微型化发展可以对微电子、软件、微机械等技术进行有机融合,并具有使用灵活、消耗能量低、体积小等优点,发展前景良好。2.4系统化系统化的发展趋势主要体现在2个方面:①逐渐引进多系统、远程通信的局域网,大幅提升通信能力;②逐渐使用模块化、开放式的结构,能随意分割和组合,灵活多变,比如,当前正在对智能机器人进行生物系统化的研发。2.5智能化在当前信息时代的大背景下,控制理论的逐渐应用、传感系统的快速发展、计算机运行速度的不断加快均推动着机电一体化技术向着智能化的方向发展。比如,现阶段有的机器人能模仿人类的思维或动作,在工业生产、家庭生活中已经被运用。

3机电一体化技术的发展思考

要想推动机电一体化技术的发展,应做好以下5方面的工作。3.1优化发展环境要想优化该技术的发展环境,应确保人们可以正确认识该技术的发展,并引起高度重视,从而为一体化技术的发展创造一个良好的环境,争取获得政策、技术上的大力支持。同时,应为研发人员提供充分的保障,调动他们的积极性,争取为机电一体化的发展作出更多的努力。3.2做好相关管理工作充分发挥相关协会的作用,做好相应的管理工作。在机电一体化进程中,应按照国家的相关规定,并以国家政策为原则来发展,这有利于机电一体化的突破发展。3.3统筹发展在机电一体化的发展中,一定要对各个环节、各个方面进行统筹,促进它们之间的协调发展。所以,应进行深入调查,对一体化技术进行科学的分析和统筹,为一体化技术的整体发展提供可以参考的依据,从而促进一体化技术的发展。3.4拥有自主知识产权该技术应用中的所有装置设备应有自己的知识产权,以提高一体化产品的供求比例,防止供求关系紊乱。3.5增加产品的通信功能只有确保产品具有通信功能,才能使其更加时适应自动化的需求。

4结束语

随着科技的不断发展,机电一体化技术也将更加成熟,大众视野中的一体化产品也会逐渐增多,其使用会越来越广泛。在今后的发展中,机电一体化技术将向着智能化、微型化、系统化、模块化、绿色化的方向发展,它的作用会越来越大,为进一步提高生产效率、推动社会的发展作出更大的贡献。

参考文献

[1]郑峰.关于机电一体化技术的应用与思考[J].科技展望,2015(29).

第4篇

【关键词】机电一体化;应用;发展

前言

随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

一、机电一体化技术的应用问题分析

在现代机械制造业中的应用 传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。机电一体化技术是以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展,向机械工业领域迅猛渗透,机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,以机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术的综合应用。其发展大体可分为3 个阶段,20 世纪60 年代以前为第一阶段。20 世纪七八十年代为第二阶段,也是蓬勃发展的阶段,这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础,大规模及超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。20 世纪90 年代后期机电一体化进入深入发展的第三阶段,机电一体化技术向智能化方向迈进。一方面通信技术、光学等进入机电一体化,微加工技术也在机电一体化中凸现出来,出现了微机电一体化和光电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,对机电一体化的学科体系和发展趋势进行了深入研究。同时人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

二、机电一体化技术意义分析

1、机电一体化简化了机构链,使机械磨损、配合间隙及受力变形等引起的误差大大减少,从而达到纯机械技术手段所无法实现的工作精度。

2、采用微处理器、大规模集成电路、电力电子器件装置使机电一体化产品零部件数量减少,体积变小,结构得到简化。

3、具备安全连锁控制、过载及失控保护、断电保护功能,进一步提高了机电一体化产品的安全可靠

4、采用计算机技术提升了产品的自动化程度,减少了操作按钮及手柄,改善了设备的操作性能。

5、引入了软件技术,实现机器工作程序的可修改性。通过软件的修改,满足了工作情况改变的需要,提高了柔性。

6、机电一体化产品具备了多种复合功能,使多台设备的多道工序能一次完成并能自动检测工件和精度,其功能大大增强。

三、机电一体化技术的发展趋势分析

1、智能化。智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2、数字化。微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操

作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

3、模块化。是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化。

4、网络化。网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

5、自源化。自源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。

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

7、微型化。微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。

8、绿色化。工业发达给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果,所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。

四、结语

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着相关技术的不断发展,其内容将不断更新。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术,合理配置各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术,它使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

参考文献

第5篇

关键词:机电一体化技术, CISM应用,应用领域

Abstract: The mechanical and electrical integration development trend of mechanical and electrical integration is the machinery, microelectronics, control, computer, information processing science crossover fusion, the development and progress of the relevant technology progress depends on the development, the main development direction mainly has intelligence, modular, network, miniaturization, greening, human nature is changed. Requirements of mechanical and electronic products have certain intelligence, make it has similar to human logic thinking, judgment reasoning, decision-making ability, etc.

Keywords: mechanical and electrical integration technology, CISM application, application field

中图分类号:TP271+.4文献标识码: A 文章编号:

机电一体化技术是20世纪60年代以来,在传统的机械技术基础上,随电子技术、计算机技术特别是微电子技术、信息技术的迅猛发展而发展起来的一门新技术。它是以机械技术和电子技术为主体,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。美国Ⅸ技术评论》认为,有10种新兴技术在不远的将来会产生巨大影响。这些技术是全新的,很快就可以改变计算、医疗、制造、运输和能源基础设施,这l0种技术就包含机电一体化技术。

机电一体化的发展趋势机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展进步有赖下相关技术的进步发展,其主要发展方向主要有智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人性化。

l、智能化是2l世纪机电一体化技术发展的主要方向。要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极人方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人1=智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2、模块化由于机电体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口,动力接口、环境接口、电气接口的机电1体化产品单元是一项十分复杂但义很重要的事。利用标准单元迅速开发出新的产品,扩大生产规模,将给机电一体化企业带来美好前景。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

3、网络化,20世纪90年代,计算机技术的突出成就是网络技术。因网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。

而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电,器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

4、微型化微型化是指机电一体化向微型化和微观领域发展的趋势。微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。自I1986年美国斯坦福大学研制出第~一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在jMEMs工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMs器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连{杆、微齿轮、微弹簧以及微机器人等)。

5、绿色化2l世纪的主题是环境保护,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造使用和销毁的生命过程中,要符合特定的环境保护和人类健康的耍求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率最高。

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

机电一体化技术的应用随着机电一体化技术的不断发展,其应用渗透的领域越来越多。主要从以下几个方面来谈一谈它的应用情况:

(一)机电一体化技术在现代机械制造业中的应用传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。世纪的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。

现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电了计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制,现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。可以说,数控技术是实现制造过程自动化的基础,是自动化柔性系统的核心,数控技术是现代集成制造系统的重要组成部分。我国现代集成制造系统拓展了传统计算机集成制造系统的要点,细化了现代市场竞争的内容(P、T、Q、c、S、E);提出了CISM的现代化特征是数字化、信息化、智能化、集成优化、绿色化;强调了系统的观点,拓展了系统集成优化的内容,包括信息集成、过程集成和企业间集成优化、企业活动中三要素和二三流的集成优化,以及CISM相关技术和各类人员的集成优化;突出了管理与技术的结合,以及人在系统中的重要作用;指出了CISM技术是基于传统制造技术、信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术的综合性技术,其中,特别是突出了信息技术的主导作用;扩展了CISM应用范围,包括离散型制造业、流程及混合型制造业。此外,这种提法更具广义性、开放性和持久性。

由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。

(三)机电一体化技术在饮料行业中的应用,德国的包装机械在设计、计量、制造及技术性能等方面都居领先地位,特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点。一些大公司生产的包装机械集机、电、仪表及微机控制于一体,采用光电感应,以光标控制,并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大,而且能使制袋、称重,充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态,出口比例占80%左右,是世界上最大的包装机械出口国。机电一体化技术的广泛应用使复杂的包装工艺检测过程、在线检测和控制、包装材料和成品的自动检测、工况参数的检测显示和控制、对多样化成品的包装、输送等自动控制和监测管理等都变得简单可靠。这给食品饮料包装机械在设计、制造和控制等方面都带来了深刻的变化,从根本上改变了包装机械的面貌。

第6篇

关键词:煤矿 机电一体化 应用

1 概述

煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品,其主要技术包括:微电子、计算机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等,这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中,开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品,并取得了巨大的成功,这让人们清楚地意识到,机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。

2 煤矿机电一体化技术产品的应用

2.1 矿井运输提升产品的应用 在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家,高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机,它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体,这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。

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

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

2.3 矿井安全生产监控系统 从多数煤矿使用监控系统的效果来看,还存在一些问题,但是主要问题是传感器的不足,并且使用过程中,其稳定性相对较差,使用寿命不足,一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再设计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外,由于计算机网络软硬件技术发展很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品,一些高校、科研所和企业正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。

3 对我国煤矿机电一体化技术的思考

在20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。

应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。

4 结束语

煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社.2004.

第7篇

关键词:机电一体化特征发展趋势

随着日新月异的技术更新,机电一体化发展对不同学科交叉渗透也有着推动。机械工程当中的微电子技术以及计算机技术发展,为机电一体化发展目标实现奠定了基础,能够实现技术结构的优化目标,在机电一体化的技术应用下,就能提高生产力水平。从理论上对机电一体化技术发展研究分析,就能从理论层面提供支持依据。

一、机电―体化技术发展历程和主要的内容分析

1.机电一体化技术发展历程分析

机电一体化主要是电子技术和机械设备的有机结合,从而将机械设备的动力以及电子技术的信息处理功能充分发挥,实现自动化的工作目标。机电一体化是建立在综合应用技术基础上发展的,在当前已经成为独立的学科,从技术层面来说,主要体现在对机电一体化的产品有效实现和使用发展。而从产品的基础层面来说,就是机械系统和微电子系统结合构成的新系统,这就成为了有着新功能的产品。机电一体化的进一步发展过程中,在功能系统的作用发挥上比较突出。机电一体化实际是综合技术的融合,并非是简单化的拼凑,而是将各个领域的优势相结合,实现概念上以及技术上的融合。

我国的机电一体化发展经历了几个重要阶段。上世纪80年代,学术界对机电一体化进行了研究,经过了几十年的努力,在理论上以及技术层面上都实现了长足发展,在数控技术方面的市场占有率也逐年提高,机械生产能力也有了大幅度提高。工业机器人的实际生产应用,对控制系统以及软件编程技术的应用等,都从很大程度上促进了生产效率的提高。在计算机集成制造系统的优化发展上也取得了瞩目成绩,已经在多个制造生产领域的发展中得到了广泛应用,发挥着重要作用。

2.国外机电一体化技术发展现状

国外的机电一体化技术发展可以分为三个阶段:第一阶段又称之为初级阶段,出现在20世纪60年代以前,这一时期是机电一体化技术的雏形,是人们不自觉地利用电子技术并且传承下来;第二阶段称之为发展阶段,出现在20世纪80年代末期,机电一体化技术的各项产品都有着很大的发展;第三阶段是深入发展阶段,出现在20世纪90年代后期,世界各国都开始研发和关注机电一体化的技术和新产品。

日本东京在1989年召开的第一届国际先进机电一体化学术会议,可以称为机电一体化技术发展阶段的标志,世界各国也从此大力推动和发展机电一体化的技术和产品的研发。在深入发展时期,机电一体化技术进入了向智能化方向的新阶段,一方面出现了光学、通信技术、微细加工技术等新的机电一体化技术和产品,另一方面对机电一体化技术的学科体系和研究方法也进行了深入的探讨。在目前,机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位是日本和美国。

3.国内机电一体化技术发展现状

我国的机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距,如当前国内外在开发煤矿机电大功率厚煤层电牵引采煤机的机电一体化新技术方面。主要表现在以下几个方面:一是总体技术上,国外Eickhoff公司开发的SL500系列采煤机,截高范围2.0m~6.0m,可达截割功率2×825kW,而国内引进6LS3,6LS5和7LS5型6台,SL500型3台,EL3000型1台,最大装机总功率1860kW,最大截高才5.5m,差距主要在可靠性和使用寿命方面;二是工况检测、故障诊断技术上,目前国外使用微机控制、传感器多、信息量大、显示屏大、显示点多等特点,而国内却达不到这一水平;三是自动调高技术上,基于位置传感器和计算机的记忆截割技术在国外比较容易实现,而国内在研采煤机仍未实现记忆截割。

4.机电一体化技术主要内容分析

机电一体化技术涉及的内容比较丰富。机电一体化技术方面主要从系统工程角度分析。在对电子以及机械技术的应用下,能将两者得以有机结合,就能充分发挥综合技术的应用优势。因此,机电一体化技术涵盖技术以及产品两个层面的内容。机电一体化系统,也就是产品方面,是通过多个特定功能机械以及电子技术要素构成的整体,使人们的实际生产制造的需求得到满足。机电一体化系统所涵盖的装置要素比较多,其中的执行装置以及传感器等都是比较重要的装置要素。

除此之外,机电一体化内容中的系统设计思想也比较重要。这就涵盖了控制论以及系统工程方法论等内容。机电一体化的思想也简称为一体化思想。这一思想的应用对人机一体化以及机电液一体化等发展目标都能有效实现。机电一体化工程作为电子和机械工程集合,通过机电一体化技术设计制造体系应用,在实际应用中的作用发挥也比较显著。

二、机电一体化产品特征类别和核心技术分析

1.机电一体化产品特征类别分析

机电一体化的产品特征也比较鲜明。机电一体化产品的结构比较简单,产品的轻细巧等特征比较突出,并且比较容易实现标准化、模块化的设计制造。机电一体化的产品记忆以及信息处理功能比较突出,能够将产品的高效性以及智能化的优势充分发挥,并能起到自动监视的功能和诊断功能等,在产品的安全可靠性上也能有效提高,可通过负荷以及运行情况加以有效调整控制。

另外,机电一体化的a品类型也比较多。机械产品当中一部分控制功能及机构用电子装置替代,其中比较常见的有机电一体化照相机以及打印机等产品。此外,比较典型性的产品有着较为完整性的结构,其中比较常见的就是工业机器人以及自动绘图机等。简单地依靠机械以及电子无法制造这些产品,两者结合,就能够大大提高可运行效率。还是一种类型是通过微电子装置替代原设备的信息处理机构,比较常见的产品有全电子式电话交换机以及电机调速装置等内容。

2.机电一体化核心技术分析

机电一体化的核心技术比较多。计算机和信息技术是比较重要的应用技术,能够发挥信息交换以及存取和运算等作用。计算机以及信息技术当中的专家系统技术以及人工智能技术也是比较常用的。机电一体化核心技术中的系统技术,是通过整体概念对多种相关技术进行组织应用的,其中接口技术就是比较常用的。为保障计算机的通信,要对数据传递格式进行规格化以及标准化呈现。目前这一应用技术中的开发成本比较低,在高速串行接口的应用方面比较突出。

机电一体化核心技术当中的机械本体技术是比较重要的应用技术。这一技术主要应用于对性能的改善以及质量的减轻等层面。当前的机械产品通常是将钢材作为主要材料。为减轻产品质量,要在结构上加以优化,并加强非金属材料的应用。这一技术的应用响应速率得到了很大提高,在整体的效率上也得到了有效提高。

C电一体化核心技术当中的信息处理技术以及传感技术也是比较常见的应用技术。信息处理技术的应用中,将微型计算机在实际工作中加以科学应用,就能从整体上提高信息处理的效率,在信息的安全可靠性方面也能有效保障,提高了抗干扰能力。而传感核心技术的应用有着高灵敏度以及抗干扰能力,在当前的技术进一步升级下,对光纤电缆传感器的应用比较重要。

另外,机电一体化核心技术当中的软件技术以及驱动技术也是较为常用的技术。软件技术应用是和硬件协调应用的。在软件研制成本降低的前提下提高生产维修效率,以及软件的标准化应用是发展的重要课题。在驱动技术的应用下,在响应速度上也能有效提高,对控制专用组件以及传感器和电机三位一体的作用发挥也比较重视。

三、机电一体化技术应用领域和发展趋势探究

1.机电一体化技术应用领域分析

机电一体化技术的广泛应用对我国的经济水平提高起到了积极促进作用。机电一体化技术的应用在当前社会发展中的作用也愈来愈突出。通过多年的发展以及技术优化,机电一体化技术在数控机床的应用使之结构、功能和控制精度等都得到了有效提高,在总线式以及紧凑型的结构应用下,使得数控机床的结构得到了优化。应用CPU以及多主总线体系结构,进行开放性设计等,能提高接口的标准化,实现使用效益最大化呈现。通过智能化以及WOP的实现,机电一体化数控机床系统就能实现二维以及三维的动态加工仿真。信息存储大容量的模块化设计使得控制功能也得到了有效提高,可有效实现多过程以及多通道控制。

例如:当前市场上的CK0632数控机床就是采用机电一体化设计的数控机床,外型大气美观,用途广泛,操作方便。机床主轴采用高度精密滚动轴承之承,回转精度高。机订导轨采用耐磨铸铁,经过超音频淬火能够长期稳定地保证机床加工精度。CK0632数控机床机床也可实现自动控制,完成车削多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面、及各种公英制圆、圆锥螺纹等工序。此外,CK0632数控机床还有配有完备的S.T.M.功能,可以发出和接收多种信号控制自如的加工过程。目前,CK0632数控机床广泛应用于电器、仪表仪器工业、汽车、摩托车配件、轴承照相器材、电影机械、五金工具及其他高精度复杂零件的加工制造。

机电一体化在工业机器人领域当中的应用也比较突出,第二代机器人的设计中,对各种传感元件进行了科学应用,这样在作业的信息获得以及操作对象的信息获得都比较方便。计算机技术的应用能准确判断分析对操作信息的处理,并进行反馈控制。在第三代的机器人设计中,就通过多感知功能的应用,有效实现复杂化的逻辑思维以及判断和决策等,在作业的独立性层面有着充分体现。

2.机电一体化技术发展趋势

随着时展以及技术进步,机电一体化技术也会向着智能化方向迈进。这也是当前的机电一体化和传统机械自动化的重要不同。近些年,我国在处理器技术上的进步以及传感器系统的集成化目标实现,对机电一体化的智能化发展目标实现提供了有力支持。智能化机电一体化目标实现和实际的应用,对人的操作和工作量的减少能发挥积极作用,可有效减少人的脑力劳动。

机电一体化技术的网络化发展将实现。网络技术在当前的发展比较迅速。进入新的时代,在网络技术的支持下,机电一体化的网络化目标将得到实现,在远程控制技术的应用作用上将更加突出,同时会提高机电一体化的功能性以及安全性。

机电一体化技术的系统化趋势比较突出,也就是在系统结构上的模式化以及开放式的总线结构应用,对系统的灵活性组态就有着鲜明呈现。在系统化的发展中,能加强通信功能,可实现远程以及多系统的通信。

不仅如此,机电一体化的发展也会向着微型化方向迈进。这主要体现在电子部件的微型化,在产品的体积层面不断缩小等。这样就会促进机电一体化的设备运行效率提高,灵活性更加突出。

第8篇

【关键词】机电一体化技术;现状;发展趋势;选煤;应用

1.机电一体化发展现状

20世纪60年代以来,随着电子技术的不断发展,人们开始利用电子技术来完善机械产品的性能,从而刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、通信技术、控制技术的发展为机电一体化技术的发展进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期,机电一体化技术和产品得到了极大发展。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化技术的发展提供了充分的物质基础。各个国家均开始对机电一体化技术提供技术支持。20世纪90年代后期,机电一体化技术迈向了智能化的新阶段,进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化技术的研究和应用,并取得了一定成果,它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。目前,机电一体化技术已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展还将被赋予新的内容。

2.机电一体化技术的发展趋势

2.1全信息化

全信息化即智能化,是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。它是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。人工智能在机电一体化技术的研究中日益得到重视。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术、信息技术的发展。除此之外,其系统的层次结构也变简单的“从上到下”的形式为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

2.2光机电一体化

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,它们相互构成了一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。光机电一体化是一门学科的边缘科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。该系统各个组成部分在综合成一个完整的系统的过程中要相互配合,并有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,提高系统协调性。

2.3“生物-软件”化

未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系,即机电一体化的人格化,其有两层含义:①机电一体化产品的使用对象是人,怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要,尤其是家用机器人,其最高境界就是人机一体化;②模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展,机电一体化装置对信息的依赖性越来越大,很多时候类似于活的生物;当控制系统即大脑停止工作时,生物便死亡,而当控制系统工作时,生物就充满活力,即信息决定系统的工作与否。目前,在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构,可为机电一体化产品提供新型的机体,但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题,这一研究领域被称之为“生物-软件”或者说“生物系统”,而生物的特点正是“硬件-软件”一体,不可分割。机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋势,但将有一段漫长的道路要走。

2.4网络化

计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展,网络的普及使得基于网络的各种远程控制和监视技术得到迅速发展,借助于网络可将各种设备连接成以计算机为控制中心的集成系统,大大提高了操作的安全性和便捷性。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,机电一体化产品也必然会朝着网络化发展。

2.5微型化

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术。

2.6环保化

机电一体化产品的环保化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。如今,生态环境已经受到严重污染,保护环境、回归自然成为了新时期的主题。环保产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。因而设计环保的机电一体化产品具有广阔的发展前景。

3.机电一体化在选煤行业的应用

机电一体化在选煤行业中得到了比较广泛的应用,对实现煤炭的高效、安全、自动化分选和选煤设备性能的提升起到了促进作用。

(1)在跳汰机中的应用。它通过控制给煤设备实现了入料的稳定控制;智能数控风阀可以调整交变脉动水流流体动力学特性,进而调整床层脉动状况,达到控制床层分层效果的目的;通过排料控制,确保了连续、稳定、精确调控排料量。机电一体化技术在SKT型跳汰机的应用,提高了整机性能,保证了该机良好的分选效果。

(2)在加压过滤机中的应用。可以使用集机、电、液、气控制于一体的固液分离设备,它是选煤中浮选精煤和原生煤泥脱水的理想设备,它有效地解决了盘式真空过滤机存在的生产能力低、滤饼水分高等问题。该设备整机实现了自身流程(包括进料、脱水、卸料、输送等)过程的自动控制及各部件运行的安全保障,使整机的可靠性、运行适应性、安全性和可维护性等得到了明显提高。

(3)在其他选煤设备中的应用。在选煤生产中广泛应用的电液执行器、板框压滤机、TBS、破碎机、煤泥沉降离心机等也不同程度地应用了机电一体化技术。此外,在选煤生产过程中,变频器的应用也是机电一体化技术的体现,给煤机、合介泵、大功率入料泵等设备均可通过变频调速来确保重要工艺参数(如压力、流量、液位)的稳定,从而达到稳定分选指标、节能降耗的目的。

4.结语

综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的成果,是社会生产力发展到一定阶段的产物。与机电一体化相关的技术还有很多,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,未来机电一体化技术在选煤和其他行业的发展前景将会越来越广阔。

【参考文献】

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