發布時間：2022-04-24 10:42:23
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇機電技術應用論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.推進校企深度合作，實施工學結合的人才培養模式
借鑒德國“雙元制”培養模式，依據學校目前的實訓實習條件和教師隊伍構成，結合全國職業院校技能大賽的指導思想，進一步完善校企合作運行機制，完善靈活的工學交替教學過程，深入探索工學結合的人才培養模式。學校首先要根據企業的用人需求，制訂有效的職業能力培養方案。具體實施時可讓教師走進企業開展深入調研，了解企業生產過程中的技術、工藝，研究生產崗位對技術能力的要求；也可把行業專家和企業的工程師、技術員請進學校，對學校的課程設置和具體內容提出建議和指導。在充分調研的基礎上制訂新的課程標準，改進教學計劃，確定課程內容。在教學實施方面，要充分利用企業的資源組織實境教學，讓學生參與企業產品制造，有效培養學生的職業能力。
2.改革課程體系，構建精品課程，建設專業教學資源庫
在校企合作的基礎之上，學校應根據專業培養目標進行課程體系改革；同時整合教學內容，建立優秀專業課精品課程，形成較為完善的教學方案，同時做好專業教學資源庫建設。①課程體系改革。在進行課程體系改革的過程中，要注重培養學生的動手能力，同時也要注重職業道德、綜合素質、實踐能力的培養，建立必要的文化知識和專業實踐能力相結合、理論與實踐相融合、教學內容與崗位需求相適應的課程體系。具體可借鑒德國機電一體化技術工人的培養目標，同時結合全國技能大賽“機電一體化設備組裝與調試”項目規程及指導方向，以本專業面向的裝備制造企業的典型工作任務、工作過程為導向，整合企業生產過程中的典型工作任務，把企業崗位能力模塊化，建立專業模塊課程體系；并且對典型工作崗位的作業流程所包含的知識、技能和態度進行分解，引入現場實際工作任務，選擇適當的項目或任務，構建工作任務導向課程。②精品課程建設。要以專業優秀能力的要求為依據，構建精品課程體系；以職業能力為主線，以職業活動課程為主體，以職業崗位能力和“雙證書”為基礎，構建精品課程內容；采用“做、學、教一體化”的教學方法進行教學。在課程建設的過程中，首先制訂課程標準，然后選定其中重要技能的課程作為精品課程建設項目進行開發和建設，并通過項目建設，形成一套精品課程及教材，其中包括教學內容、教學策略、教學環境、教學方法、教學評價等內容。機電技術應用專業應重點對以下三門課程進行改革探索，以打造精品課程。一是“液壓與氣動技術”。要充分利用實訓室資源開展“理實一體化教學”，以若干課題、任務為引導，使學生能夠正確選擇氣動液壓元件、正確安裝和調試維護液壓氣動裝置。課程結束后，以任務書的形式對學生進行考核。二是“電氣安裝與維修技術”。以工作任務為載體，實施“做、學、教一體化”的項目教學。教學以實訓為主，突出電氣設備的維修能力培養。設計任務時以項目為單元，所設任務應從簡單到復雜，理論和實踐交替進行。課程的考核注重工作過程，以任務書方式逐個學生逐個項目進行。三是“機電一體化設備組裝與調試技術”。從機電技術應用所需的控制電路出發，把機電技術專業的優秀技能集中于設備裝配和調試之中，使學生通過該模塊的實訓，掌握機械裝配技術、氣動技術、變頻技術、電氣安裝技術、人機對話觸摸屏應用技術、信息檢測及傳感技術等，使學生具備相應的專業能力。③充分利用信息化教學手段，做好專業教學資源庫建設。在開發建設精品課程的基礎上，整合教學資源，完善教學課件，研發仿真實訓教學軟件。如利用多媒體信息技術建設電工技術、傳感器技術、電氣安裝技術、變頻技術、液壓氣動技術、機械基礎等多門專業課程的教學資源庫網絡共享平臺，為學生的技能水平提升和職業能力考核提供自主學習平臺。
3.進一步加強師資隊伍建設
通過師資隊伍建設，促進教師的自我發展，進而提高工作積極性和主動性。而專業帶頭人和骨干教師的培養是師資隊伍建設的重要內容之一。①培養專業帶頭人、骨干教師。選拔一名素質好、進取心強、專業水平高、教學能力強的教師作為專業帶頭人培養對象，通過重點培養，使其具有把握機電技術應用專業發展方向的能力，能提出本專業的中長期發展思路，在校企合作、專業建設中能夠起到科學引領作用。同時，選拔多名有一定實踐經驗、有較強教學能力的教師，通過企業實踐、外出學習、擔任技能大賽指導教師、教學研究等方式，培養骨干教師，使他們能夠勝任本專業骨干教師崗位工作職責，在教學中起到示范和表率作用。②加強“雙師型”師資隊伍建設。在培養專業帶頭人、骨干教師之余，要進一步擴大專業教師的“雙師”素質培訓，如分批選派教師下企業實踐鍛煉，及時了解企業人才需求情況、掌握企業技術規范和技術能力、積累實踐工作經驗、強化專業規范意識；同時鼓勵教師參加課程體系改革、精品課程建設、理實一體化教學項目等，以提高業務水平。通過以上種種舉措，使本專業教師既具備較高的理論教學能力，又具有相應的實踐教學能力，具備基于工作過程實施教學的能力，成為真正的“雙師型”教師。③做好兼職教師隊伍建設。在全面提高校內專業教師素質的同時，邀請企業專家更深入地參與專業課程和實訓基地建設，加強教師與企業專家交流與合作；同時聘請行業專家、企業工程技術人員和社會上的能工巧匠，承擔專業課程教學或各類實訓指導任務，以彌補學校實訓指導教師的不足，促進專業實踐課教學。
4.完善學習評價體系
在同“德中機電”合作期間，我校嘗試和探索了“過程性評價”的學習評價體系。這種評價模式對機電技術應用專業的大多課程都非常適合，有利于促進學生職業能力的培養和形成。這種評價體系在今后的教學改革中還要不斷完善和加強，最終形成本專業“過程性評價”與“終結性評價”相結合的學習評價體系。其中包括：①模塊課程的學習評價標準。該評價標準要求對學生的技能水平、工作態度、合作精神、溝通能力等進行綜合評價。②學生校外實習考核標準。該考核標準要借鑒企業對員工的考核、獎懲、晉升的制度，引入生產經營的管理理念，讓企業參與評價。③專業課程的終結性考核試題庫。利用該試題庫對學生的專業課程知識進行標準化考核。綜上所述，要使機電技術應用專業得到持續發展和壯大，首要任務是深化校企合作，依據專業培養目標和職業崗位要求，以職業活動為主線，有效實施“工學結合、校企合作、頂崗實習”的人才培養模式，這樣才能大力推進“做中教、做中學”的教學方式，從而突破傳統學科型技能人才的培養模式。與此同時，還要通過課程體系改革和精品課程建設，通過提升師資隊伍的整體實力和完善教學質量評價體系，使專業教師的教學水平以及人才培養質量得到穩步提升。
作者：李峽 單位：河南信息工程學校
1及時更新理論教學內容
職業學校機電技術應用專業應當結合社會的實際發展需求，及時更新理論教學內容，使學生學習和掌握最新的專業理論知識，提高學生專業技能。在具體實踐中，職校可采取“請進來”與“走出來”的方式推動理論教學改革。對于“請進來”而言，職?？善刚堃恍┰诖笮蜋C械企業或相關專業協會的工程師、技師，到本校進行授課，向學生傳授最新的理論知識，通過將專業教學內容與自身實踐經驗相結合，激發學生的學習興趣。對于“走出去”而言，職校應當選派專業課教師去相關企業進行學習和實踐，使專業課教師掌握先進的生產技術，及時收集機電技術應用專業的新信息，并將這些新知識和新信息傳授給學生，拓展學生的知識面。
2構建理實一體化教學模式
以“機床故障檢測與維修”專業課程為例，教師可采取項目教學法、現場教學法、仿真教學法、案例教學法等多種教學方法，使教、學、做融為一體，讓學生在學中做、做中學，構建理實一體化教學模式，積極推動理論教學改革。教師可根據專業課程的特點，將其劃分為四個項目及若干個任務，具體如下：項目一：機床的管理與維護。主要任務為車間的6S管理與機床的檢查、機床精度測量與驗收；項目二：機床機械部件的調整與維修。主要任務為進給部件的調整與維修、主軸部件的調整與維修、重要輔助部件的調整與維修；項目三：機床典型故障的診斷與維修。主要任務為螺紋車削誤差故障維修、機床潤滑系統故障維修、軸類零件加工誤差故障維修、機械手換刀故障維修、輔助裝置故障維修等；項目四：數控機床故障診斷與維修。主要任務為數控機床方式選擇功能的故障維修、通信功能故障維修、冷卻功能故障維修、進給倍率功能故障維修等。通過進行基于工作過程的實戰訓練，既能夠使學生在實際操作中掌握機床故障檢測與維修的相關理論知識，又能夠使學生具備拆裝調整機床機械部件與診斷排除機床機械故障的技能，提高學生運用理論知識解決實際問題的能力。
3運用多樣化的教學手段
在機電技術應用專業的理論教學中，教師必須轉變傳統的填鴨式教學方式，靈活運用多媒體教學手段，將專業課程中涉及到的原理圖、零件圖、裝配圖、程序圖、電路圖等內容制作成多媒體課件，以供課堂教學使用。通過運用多媒體教學手段，可以有效彌補傳統教學手段的不足，節省課堂板書時間，使枯燥、抽象的理論知識易于理解和記憶，從而提高學生對專業課程理論知識的學習效率。同時，職校還可以利用網絡信息技術，將專業課程的相關教學資料上傳到校內網絡平臺上，使學生能夠利用課下時間復習和鞏固已學的理論知識，拓寬學生的學習渠道。
4結束語
總之，機電技術應用專業是我國職業學校的基礎專業之一，其專業課程教學效果直接關系到本專業技能型人才培養目標的實現。隨著社會經濟發展對機電技術應用專業人才的需求不斷增加，職校必須立足于自身辦學特色，優化專業課程體系，改革傳統的理論教學模式，積極推行理實一體化教學，從而促使學生夯實理論知識基礎，不斷提高專業技能和專業素質。
作者：王久華 單位：湖南機電職業技術學院
摘要：機電一體化技術是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。它是企業信息化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。本文對煤礦機電一體化技術在我國的應用進行闡述。
關鍵詞：煤礦機電一體化技術
引言
我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。從1970年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起，我國的機電一體化技術開始萌芽。到上世紀80年代后期，我國綜合機械化采煤取得了空前的發展，大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程，采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。到了上個世紀90年代中期，在原有的研究成果上，又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究，并研發了大功率電牽引采煤機。而進入21世紀后，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破，在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而，與國外的先進采煤國家相比，我國的煤礦機電一體化技術發展尚有一定差距，并且煤炭工業相對機械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱，在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。
一、機電一體化技術的應用實踐
1.1礦井安全生產監測監控系統中的應用礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。我國監測監控技術應用較晚，20世紀80年代初，原國家煤炭部組織了對國外煤礦監控技術進行大規模的考察和引進工作，此舉大大促進了國內監控技術的發展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進了一批安全監控系統(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤礦中應用；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，研制出KJ2，KJ4等系統并通過了鑒定。20世紀90年代以來，緊跟世界監測監控系統的發展潮流，我國自行研制開發出了一批具有世界先進水平的監控系統，如煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90系統、煤炭科學研究總院常州自動化研究所的KJ95系統等，它們的主要特點是:測控分站的智能化水平進一步提高；具有網絡連接功能；系統軟件采用了Windows操作系統。同時，在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。自此，大大小小的系統生產廠家如雨后春筍般的不斷出現，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機會，且促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。經過多年的實踐表明，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。
對我國現有煤礦監測監控系統及配套傳感器等設備的現場應用效果進行綜合評價，煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動化分公司的KJ95、煤炭科學研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4，KJ2000等系統無論在軟硬件功能、穩定性和可靠性、專業技術服務能力、企業性質和生產規模等方面基本代表了我國煤礦監測監控系統的技術水平。
1.2礦井提升機中的應用礦井提升機是一種實現機電一體化較好的礦山大型設備，全數字化，交、直流提升機。特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，大大簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數字提升機高度可靠，具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能，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；可以方便地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。
在我國“九五”計劃期間，國產全數字化直流提升機已成為各煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化直流提升機的優秀部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統。除此之外，我國還用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。2000年11月，該系統在焦作古漢山礦投入運行，情況良好。提升機由于采用了計算機技術，其安全保護系統更為完善。該系統的主要特點是:采用兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。這兩臺計算機同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式，對兩者進行比較、校正，實現行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測，實現故障記憶，因此極大地提高了提升機安全性能。
1.3井下帶式輸送機中的應用在我國“八五”計劃期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，極大地提高了帶式輸送機的技術水平，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的研發也取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內此項技術的空白，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，成功的研制了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為優秀的可編程電控裝置、驅動系統采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器，目前我國已經自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。
二、結束語
隨著煤礦生產不斷向深部水平發展，對控制水平和規模的要求越來越高，從而又加速了機電一體化技術的發展和進步，目前各種高新技術的發展，如網絡、光纖、人工智能及生物工程等高新技術已滲入到機電一體化技術之中，使機電一體化產品功能更強大、性能更優越，使機電一體化產品功能越來越強，智能化程度也越來越高，因此采用新的機電一體化技術裝備的煤礦，能夠使企業獲得更加顯著的技術、經濟和社會效益，這也是一個煤礦企業循環促進不斷發展的過程。
摘要：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
關鍵詞：機械工業；機電一體化；數控；模塊化
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化的優秀技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手。
（一）機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三）信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四）驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五）接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六）軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一）數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二）計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三）柔性制造系統（FMS）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二）系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三）微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五）網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
【論文關鍵詞】：機械工業機電一體化數控模塊化
【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化的優秀技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：
（一）機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三）信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四）驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五）接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六）軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一）數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二）計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三）柔性制造系統（FMS）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二）系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三）微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五）網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
【論文關鍵詞】：機械工業 機電一體化 數控 模塊化
【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化的優秀技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：
（一） 機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二） 傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三） 信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四） 驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五） 接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六） 軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一） 數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
1、 總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、 開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、 WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、 大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、 能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、 系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、 以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二） 計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三） 柔性制造系統（FMS）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四） 工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
（一） 智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二） 系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三） 微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四） 模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五） 網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六） 綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
論文關鍵詞 ：Web3D技術 機電產品 Cult3D技術 汽車 虛擬現實
論文摘要：主要介紹 了 Web技術和 3D技 術相結合的產物一Web3D技 術的基本概念、特點及實現技術．并以實例的方式詳細闡述了web3D技術之一的 Cult3D技術 ．在機 電產品虛擬設計 中的工作流程，從而可以有效地提高機電產品的信息傳達效果，為新產品開發提供一種嶄新的互動設計模式，最終提 高企業的競爭力。
0 引言
隨著數字化設計技術 的發展 ．人們已不再滿足在網上瀏覽一些靜態的、文本類 、二維的產品圖片，而對那些具有動態的、三維可視化效果的產品需求越來越迫切。以計算機網絡和計算機三維圖形學為基礎的Web3D技術以其特有的形象化展示功能、強大的交互性能和對現實世界的模擬功能在電子商務 、遠程教育 、工程技術 、計算機輔助設計等領域已經獲得 了廣泛的應用。利用此技術設計的產品可以做到全方位展示 、色彩設計實時裝配等 ，從而提高用戶的參與性 。增強體驗感。
1 Web3D技術概述
1．1 Web3D技術的基本概念
虛擬現實 VR (Virtual Reality)技術是一種逼真地模擬人在 自然環境中的視覺 、聽覺、運動等行為的人機界面技術，Web3D技術是虛擬現實技術的一種實現形式 [21。Web3D還可以簡單地被看成是 Web技術和 3D技術相結合的產物 。實際上也就是本機的 3D圖形技術 向互聯網的擴展．網絡性、三維性和交互性是其顯著的本質特征。它與本機的3D圖形技術的主要差別在于：第一，實時渲染 ：它是由渲染引擎進行實時渲染從而實時顯示的；第二，具有無限的交互性：因為是實時渲染，這就為交互性提供了基礎；第三，優化和壓縮：由于網絡帶寬的限制 ．文件必須經過優化和壓縮以保證用戶端快速下載。通過應用 Web3D技術 ，用戶可以在 網上瀏覽以三維形式表現的物體 ，并對其進行交互性操作 以體驗身臨其境 的奇妙感受。
1．2 Web3D技術的實現手段
Web3D的實現技 術主要分成三大部分 ．即建模技術、顯示技術 、三維場景中的交互技術 [31。建模技術是虛擬現實技術的基礎。把建立 的三維模型描述轉換成人們所見到的圖像，就是所謂的顯示技術。三維復雜模型的實時建模與動態顯示技術可以分為兩類 ：一是基于幾何模型的實時建模與動態顯示 ：二是基于圖像的實時建模與動態顯示 。交互技術是 Web3D的關鍵技術 ，交互功能的強弱 由 Web3D軟件本身決定 。但用戶可以通過適當的編程來彌補軟件的某些不足。
在眾多的 Web3D軟件系統中 。基 于 JAVA內核的Cult3D技術因其在交互性能、文件體積和畫面質量等方面的優越性而得到用戶 的普遍歡迎 ，現已廣泛應用于眾多電子商務網站的 3D機電產品展示中。
2 CuIl3D技術及其開發流程
Cuh3D是一種全新的 Web3D技術 ．它有一純 軟件跨平 臺的渲染引擎 ，主要包含 Cult3D Exporter plug—in、Cuh3D Designer和 Cuh3D Viewer plugin三大部分。 開發設計人員可 以使用 3D設計領域廣泛使用的 3DSMAX或 MAYA來設計 產 品 3D模 型 ．使 用 Cuh3D Exporterplug—in來轉換設計模型 ，在 Cuh3D Designer中為模 型加入交互 、音效等其它效果 ，再無縫隙地嵌入到 HTML頁面和其他應用程序中 [41。其開發流程如圖1所示。用戶 即可在網上實時觀看 3D模型 ，還可通過 鼠標對其進行旋轉 、放大或縮小等操作。
3 Cult3D‘技術在產品虛擬設計中的應用實例
3．1 創建汽車 Cult3D對象
為方便輸 出，必須使 用一個 三維模 型制 作 軟件f3DMAX或 MAYA1制作物體 的三維模型。制作前必須先下載插件 Cult 3D Exporter for 3DMAX或 Cult 3D Exporter for MAYA。只 有安 裝好 輸 出插 件 ，3DMAX或MAYA才可以將 3D模型輸出成 Cult 3DDesign的 C3D格式。在制作模型的細節、真實度上多下點功夫，盡量用最少的面來做模型，以控制好模型的大小。太多的面不僅會加長網絡傳送的時間 ，更是對瀏覽者機器 的考驗。最后輸出成 C3D格式的 3D模型 。
3．2 對汽車 Cult3D對象進行交互設置
Cuh3D對象的交互設計就是在 Cuh3D Designer的事件地圖窗 口中建立事件、動作和場景的相互關系，使瀏覽者觸發某個事件或某個事件 自動做出相應的動作 ，并將可視化的過程和結果實時反饋給瀏覽者達到交互的目的。
汽車的時間地圖如圖2所示，它可以通過鼠標控制實現汽車任意角度的展示、車門的開關、車輪的轉動和汽車尾氣排放等。在Cult3D Designer中完成設計后，需將CulturalD對象導出為可的CO格式。在導出過程中還可對文件中的幾何圖形、聲音等特征進行進一步壓縮。
3.3 汽車Cult3D對象
可Cult3D對象的程序有多種，其中基于網絡的應用較為廣泛，用戶可以通過網絡或在本地機種用IE或Netscape瀏覽器查看?；诰W絡的需要編寫想應得網頁，在編寫網頁時，有兩項主要工作：
（1）在網頁中編寫語句嵌入Cult3D對象。IE瀏覽器是通過ActiveX組件來cult3d對象。IE使用<Object>的標簽命令來在網頁中嵌入ActiveX組件。
Netscape瀏覽器不支持 ActiveX控件 ．需要另外設置外掛程序的語法 。Netscape瀏覽器使用<embed>的標簽來嵌入 外掛組件 。另外 ，必須安裝 Cuh3D Viewer插件，才能在瀏覽器網頁時播放 Cult3D對象。對于 IE瀏覽器需要在<Object>這個標簽內插入 codebase指定其下載網址．Netscape瀏覽器需要在<embed>標簽內插入 type=“application／x--Cuh3D--object”語法說明外掛程序對象．pluginseape指定其下載網址。
(2)需要時 ，在 網頁中編寫語句觸發 Cult3D對象的 自定義事件。Cult3D支持和網頁相互交互。通過在網頁中嵌入 Java語句，可以使瀏覽者在網頁中點擊按鈕或進行選擇時，觸發 Cult3D對象 的 自定義事件實現同步展示，并同時把用戶的選擇保存在數據庫中供網上調查、銷售等電子商務模塊使用。
4 結束語
虛擬現實技術作為一支嶄新的綜合性信息領域中的奇葩 ，體現出較高的人性化科技特色與風格。而將虛擬仿真技術同機電產品設計產業相結合 ，為設計師與企業廠商們提供了非常好的技術支持與解決方案．更為產品的推廣營銷創造了巨大的商業價值。無論是與傳統影視媒體 、多媒 體軟件 ，還是 與傳統虛擬現實技術 比較 ，Web3D技術都表現出了在機電產品設計中的獨特優勢和潛力 。隨著網絡技術的高速發展必將有更新的 web3D技術出現，服務于設計 、服務于大眾、服務于未來 。
摘要：三峽工程是“千年大計、國運所系”的跨世紀工程。工程的質量、壽命、運行可靠性和檢修維護費用，取決于多學科技術的發展水平。對表面工程技術在三峽工程機電設備和金屬結構工程上的應用進行了全面的討論和分析，對三峽工程機電設備、金屬結構表面預處理、表面涂覆技術和產品提出了技術要求。
關鍵詞：金屬結構 機電設備 表面技術
1 引言
表面工程，是經過表面預處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術復合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態、化學成分和應力狀態，以獲得所需表面性能的系統工程。三峽工程通常被人們稱為“土木”工程，但是大壩全長2309.47m中，實際上起擋水作用的溢洪閘門、電廠進水口閘門、船閘人字門和輸泄水閘門占壩線全長的72%(1679m)，實際上就好似一個“鋼秩”工程。三峽工程作為一項水資源綜合利用的工程，其機電設備和金屬結構的總重量達50萬t，其費用占工程總概算的1/3。
表面工程以多個學科交叉、綜合、復合為特色，以應用多種表面技術及其復合表面技術為特點，是主導工業發展的關鍵技術之一。三峽工程是“千年大計”、“國運所系”的世紀性工程，一定要重視質量問題，把質量看成是三峽工程的生命。在國際招標的機電設備技術條件中，明確了應用表面加工技術、表面技術和復合表面技術的要求，以改善提高零部件材料表面性能，有效地提高設備運行可靠性，延長使用壽命和方便維護和修復。表面工程技術在三峽工程建設中得到廣泛應用。
2 三峽工程應用表面技術的對象
三峽水利樞紐由擋水和泄水建筑物、發電建筑物和通航建筑物組成，大壩軸線全長2309.47m。泄水建筑物位于河床中部，設有表孔、深孔和導流底孔；電站廠房位于泄水建筑物左、右兩側，為壩后式廠房，共裝設26臺700MW水輪發電機組。通航建筑物布置在樞紐左岸，包括雙線連續五級永久船閘、單線垂直升船機和施工期通航的臨時船閘。
2.1 水輪發電機組和其它機電設備
三峽電站水輪發電機組及輔助機電設備總重量約達26萬t。埋設在混凝土中的設備部件、常年受含沙水流沖刷的水輪機過流部件和常年暴露在空氣中的機電設備表面都需要應用表面工程的基礎理論，提出優質、高效、低耗的表面工藝技術，在設備和零部件的表面進行嚴格的處理以保證設備可靠運行。
2.2 水工閘門和金屬結構
三峽工程的水工閘門埋設件、閘門本體、輸水鋼管及啟閉機等金屬結構總量約26萬t。其中大壩及電站合計共有30種不同規格的閘門539扇，永久船閘有各類人字門、充泄水閥門等共89扇，兩者共約7.3萬t。其中工作環境最惡劣的是導流底孔和泄洪深孔的弧形工作門，最高工作水頭達85m，流速達35m/s，并有局部開啟的要求。
2.3 對外交通工程
三峽工區對外交通工程的金屬結構表面防護，包括橋梁表面涂覆、裝卸重件碼頭上的起重設備和金屬結構的表面處理以及集裝箱碼頭鋼管樁和粉煤灰鋼罐內表面的防腐等。
三峽工程對外交通金屬結構工程包括大中橋梁34座，其中聯系壩區兩岸的西陵長江大橋1118.66m。
3 三峽工程應用表面技術的試驗與實踐
3.1 三峽機電設備和金屬結構表面的工作環境
三峽機電設備和金屬結構表面，根據其功能要求，分別暴露在在室內外大氣和潮濕大氣中，干濕交替環境。在靜水工況、動水工況、高速含沙水流中和與混凝土結合的環境下工作運行。
(1)暴露在大氣中工作的有：大壩頂部門式起重機及軌道、自動抓梁、廠房頂敞開式高壓電氣設備、高壓出線塔、主廠房大門、電站尾水門式起重機及軌道以及部分閘門的局部外露部分。還有永久船閘、臨時船閘和垂直升船機的橋機、大梁及清污機等。這些暴露在大氣中的結構和裝備表面，常年經受日曬雨淋、風雪冰霜的襲擊。
(2)在室內大氣中工作的設備主要有：水輪發電機組、變壓器的外露表面、主付廠房內各種橋機、大梁、軌道、廠內高壓設備、大電流母線設備和其他機組輔助設備如水泵、空壓機、制冷機表面，電站廠房屋架、船閘人字門啟閉機及其附屬設備、中低壓配電盤、動力盤、保護盤柜表面等。
(3)在潮濕大氣中工作的結構和設備如：電站廠房進水口豎式液壓啟閉機、長期存放于門庫中的檢修門及埋件、閘門吊桿、尾水排水閥、水輪機頂蓋排水泵等。這些設備常年處在潮濕的空氣中，易銹蝕和腐蝕。
(4)在干濕交替環境中工作的結構極易發生表面破壞如：船閘人字門、所有閘門的門槽埋件、船閘浮式系船柱、泄水表孔閘門和檢修門等。有的干濕交替頻繁，有的交替頻度不大，對結構表面影響也有所不同。
(5)在靜水狀況下工作的裝備有：船閘人字門、檢修閘門和疊梁門，電站進水口檢修門，泄洪壩段深孔和表孔檢修門等。他們都是在閘門前后平壓后才開啟或下落的。
(6)動水工況下工作的電站進水口工作閘門、壓力鋼管、攔污柵事故檢修門、水輪機過流部件包括渦殼、導水機構、轉輪、基礎環和尾水管里肘等。
(7)在特別惡劣的環境中工作的排沙孔工作閘門及事故檢修門、底孔工作門、深孔工作門、船閘輸泄水廊道閥門、鋼襯護以及水輪機轉輪都是在高流速的含沙水流中工作和運轉的，泥沙磨蝕的破壞作用，對其材料和表面的處理都有特殊要求。
(8)一些與混凝土面結合的鋼結構，如壓力鋼管外壁，所有閘門和啟閉機構以及鋼結構的埋件、水輪機鋼里襯、蝸殼、座環以及發電機埋件、設備基礎埋件等。
3.2 三峽壩區的空氣和水環境特性
三峽壩址位于湖北宜昌市二斗坪鎮，此區域屬南溫帶和亞熱帶過渡地帶，其氣候特征是高溫、高濕、霧多風小，秋雨多溫差小。壩區大氣年平均相對濕度75.8%，平均溫度21～22C，最高溫度43.9C，最低9.8C。年平均降雨量達1251mm，以7、8月份較高。大氣中S02濃度較高，酸雨比較嚴重，降雨pH值為5.44，大氣環境腐蝕性大。
三峽壩址處多年平均水量達4500億m3，多年平均流量為14400m3/s，水中含有泥沙，多年平均含沙量1.2kg/m3。實測最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移質相對較小，懸移質居多，平均粒徑小于0.1mm。水中有生物作用，如海蜊子等。江水的PH值為7.95，水中溶解O2為6.4mg/L。在動水下工作的裝備和結構，承受的動水速度多不相同，攔污柵的過柵流速約lm/s，壓力鋼管內約8m/s，船閘輸水廊道內約20m/s，深孔、底孔閘門處30～35m/s，排沙底孔內18～28m/s，水輪機轉輪葉片約30～40m/s。這些結構和裝備特別是在高速含沙水流中工作的結構和裝備，面臨空化和泥沙磨損的聯合破壞。
3.3 三峽工程設備和鋼結構的表面技術應用試驗
為了使表面科學與工程相結合，為了結合三峽工程的空氣環境、水環境和工作環境特點，通過試驗研究提出有效的工程措施，達到改善材料的表面性能、有效延長使用壽命、節約資源、提高生產力和減少環境污染的目的。
為此，中國長江三峽工程開發總公司委托武漢材料保護研究所進行了不同涂覆材料和多種表面技術復合處理的實驗。
(1)大氣暴露實驗 從1995年1月開始，在三峽壩區、宜昌市區和秭歸縣城，對30多個國內外廠家的120多種防腐體系的試件作掛片試驗，其中有機涂裝體系42種，熱噴涂金屬體系7種。現在試驗仍在進行中。
(2)水環境暴露實驗分別對全暴露在水環境中(全浸)和干濕交替的環境進行了試驗。實驗安排在三峽壩址下游40km處的葛洲壩水利樞紐進行，全浸試件浸沒在葛洲壩二號船閘上閘首的人字門上，干濕交替試件裝設在葛洲壩二號船閘下閘首的人字門上。試驗涂裝材料有，有機涂裝體系35種，熱噴涂金屬體系7種，電化學保護1種。
(3)室內加速腐蝕實驗分別對13個廠家的34種防腐體系，即4種水溶性無機富鋅類、3種醇溶性無機富鋅類、4種環氧富鋅類、13種富鋅底漆/中間漆/面漆、5種金屬噴涂層、8種金屬噴涂層/封閉底漆進行試驗，分別應用常規試樣和劃叉破壞性試樣在中性鹽霧條件下進行加速腐蝕試驗、在5%鹽水溶液中浸漬試驗、紫外線加速腐蝕老化氣候試驗、在自來水和鹽水中的電化學對比試驗、涂層電氣學保護性能試驗以及涂層與基體(或其他涂層)界面粘結力試驗。
上述各項現場掛片試驗的初步成果，已在機電設備和金屬結構招標文件的技術規范中得到應用，供貨廠商將根據合同的要求進行表面涂覆和表面改性處理。
3.4 三峽工程應用表面技術的實踐
三峽工程自1994年12月正式宣布開工以來，表面技術在橋涵、碼頭、施工變電所和儲運設備等方面得到比較廣泛的應用。
(1)橋梁 三峽對外交通工程橋梁中特大橋4座，大橋7座，中橋23座，合計34座，累計長3793m其中較具特色的有蓮沱大橋、黃柏河大橋、下牢溪大橋和橫跨長江南北兩岸的西陵長江大橋。
蓮沱大橋全長340.87m，主橋為中承式三孔鋼管混凝土連續拱橋。拱上橋面總寬20m。鋼管的壽命直接影響大橋的安全。鋼管拱表面防護，采用三道漆，分別為底漆、中間漆和面漆，干膜總厚度達305μm。在涂裝前表面經除銹處理達Sa2.5級，粗糙度Ra30。
下牢溪大橋全長286.06m，為六孔三柱墩結構，最大跨徑160m為鋼管拱結構。鋼管拱表面防護采用熱噴鋁。
黃柏河大橋全長284.76m，為七孔樁臺式雙柱墩結構，最大跨徑160m為鋼管拱結構。鋼管拱表面采用熱噴鋅。
上述鋼管拱的涂裝壽命要求達到20年。
西陵長江大橋是橫跨長江的壩區南北重要通道，和其他大橋一樣，都是永久性的公路大橋。大橋全長1118.66m，主孔跨度900m為單跨雙鉸式鋼箱加勁梁懸索結構。兩座主塔高120m，為鋼筋混凝土三層門式柜架結構。主塔基礎為12根中Φ2.2m挖孔灌注樁。兩根主纜各由10010根φ5.1mm鍍鋅平行高強鋼絲組成，直徑為φ570mm，每根主纜長約1478m，重約2300t。兩岸各有一重力式錨錠。在大橋施工過程中，為了解決懸索鞍座的推移以調整力的平衡，全軍裝備維修表面工程研究中心提出了復合減摩涂層設計及相應的現場施工方案，替代國外采用的在鞍座磨擦副中安裝數千枚滾針的方案，使鞍座順利推移到位。采用這種復合減摩技術使磨擦系數降低1倍以上，大大節省了施工費用。此外，主塔表面和鋼纜都采用了表面涂裝防護，主塔表面總漆膜厚度達280μm。涂裝壽命為5年，修復不需鏟除只需在原涂裝上再次涂覆。
(2)公路 專用公路采用封閉管理，為保證晝夜行車安全，設有公路防眩網及護欄，網和護欄波形梁表面采用熱浸鍍鋅防護，鋅層厚度在61～85μm。
(3)碼頭在三峽壩區設有一座楊家灣港口集裝箱、雜貨碼頭和一座重型設備裝卸的重件碼頭。碼頭是三峽壩區水上的貨物吞吐口，保證安全運作十分重要。
楊家灣碼頭的水下φ800/1000的鋼管樁是碼頭的基礎，鋼管樁采用16mm的3號鎮靜甲類鋼，其表面用氯化橡膠鋁粉和氯化橡膠防腐漆進行處理。
2×300/50t重件碼頭的起吊設備為2臺300t小車的橋式起重機，橋架結構總重300t。橋機及吊梁金屬結構的所有內、外表面，機械零部件非接觸表面，都進行了表面涂裝處理。表面先經噴丸、機械手或手工除銹處理，然后涂以底漆、中間漆和面漆，分別采用環氧鐵紅車間底漆、環氧云鐵防銹漆和可涂覆聚氨酯面漆。
(4)粉煤灰儲運罐罐體為鋼結構，全部儲運罐總重約1830t，對其罐體、中轉倉進行涂裝處理，用鐵紅為底漆，合成樹脂調和漆用作中間漆和面漆，輸送粉煤灰的地下管道用環氧煤焦油瀝青涂料。
表面工程在三峽工程的應用實踐，不但起到了對金屬和非金屬表面的防護作用，還增添了建筑物的美感。據不全面的檢查，涂復材料和工藝的應用是成功的，其使用壽命還有待進一步跟蹤調查和考驗。
4 機電設備、金屬結構表面技術應用展望
迄今為止，三峽工程機電設備和金屬結構的招標工作還在進行中。已完成招標的項目有左岸電站14臺700MW水輪發電機組，合同金額7.4億美元。二期工程廠(房)壩(溢洪壩段和永久船閘閘門及金屬結構)采用國內公開招標，合同金額10.7億元?，F在在正進行500kV高壓電氣設備(15臺840MVA變壓器和全封閉組合電器)國際招標，電站主廠房1200t橋式起重機國內招標、500kV電抗器，20kV大電流封閉線的招標。還有大壩頂部和電站尾水平臺的門式起重機等還未招標。這些機電設備和金屬結構是2003年發電、通航的關鍵設備，這些設備和構件的表面處理，影響到設備的壽命、大壩整體建筑藝術處理甚至設備的安全可靠運行。
4.1 水輪發電機組和輔助電氣設備的應用展望
在機組招標文件技術規范和合同文件中，對工廠涂裝和保護涂層都有明確的規定，明確規定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164進行表面涂層處理。明確規定涂層必須在合適的氣候條件(環境溫度低于7C或金屬表面溫度小于外界空氣露點以上3C時不能進行)。
同時明確了設備表面的清掃要求。選用溶劑清洗，進行噴丸發亮處理。使金屬表面發亮呈均勻的灰白色。
對在運輸過程中暴露在大氣中的重要機械加工的黑色金屬表面，先用溶劑清洗干凈，并涂一層厚的防銹化合物。
所有暴露在大氣中黑色金屬非機械加工表面，如水泵、空壓機外表面需噴砂發亮處理。再涂2層防銹漆，并明確涂層厚度要求。
所有與混凝土接觸的非配合黑色金屬埋件表面，如水輪機蝸殼外表面需進行機械清掃。并涂一層保護層，便于運輸、堆放。在安裝時必須先清理保護層，以利埋件表面與混凝土有效結合。
所有與水接觸的非配合黑色金屬表面，如活動導葉表面，蝸殼內表面，需用噴砂發亮處理，流道內的焊縫需用砂輪打磨光滑，在工廠涂兩層環氧樹脂富鋅漆，安裝后再涂一層保護漆。水輪機轉輪是在含沙水流中運轉的部件，其不銹鋼表面未要求特殊處理。
所有盤、柜、壓力油罐、泵組和管道外表面，在機械清掃后深4層裝飾顏色涂料。盤柜的非工作內表面，進行機械清掃后，再涂兩層防護漆。
對油罐鐵質金屬全部內表面需進行噴砂處理，直至露出金屬光澤為止，再按要求涂保護層。
其他小型輔助設備，如電動機、接觸器、開關和其他設備的表面，需按相應標準進行涂覆。
4.2 水工閘門和金屆結構的應用展望
在水工閘門和金屬結構的招標文件中，參考了三峽地區掛片試驗的成果，按國家和行業規定的標準，對不同工作環境下工作的設備和構件，提出了不同的要求。
對經常處于水下或干濕交替環境，不易檢修，或檢修對航運、發電及泄洪有重要影響的設備或結構。要求采用具有高機械強度的防腐體系，有較好的抗沖刷能力，附著力極強，抗微生物和附著生物的性能優異，其保護年限長達20年。
對經常處于水下或干濕交替的環境，但易檢修且對發電、航運、泄洪影響不大的鋼結構和設備。要求采用粘附力強、耐水性的、抗微生物和附著生物性能優異的防腐體系，其保護年限可達10年。
對在大氣環境中，包括室內與室外的鋼結構和設備，要求采用具有較強的耐氣候變化性能的裝飾性能好的防腐體系，表面涂料要求不易變色，不粉化，其保護年限應達15～20年。
對這些設備和構件的表面處理，要求按國標GB6484-6487規定，要求基體清潔度達到GB8923規定的Sa2.5級。
對防腐材料亦作明確的規定，要求采用國家或行業標準產品系列，底、中、面漆最好選用同一廠家產品。
對各類水工閘門和金屬結構的具體表面涂覆要求，合同中都有具體規定，例如：
永久船閘人字工作門和第一閘首事故檢修門及其埋件，總重約23865.2t。門體和底層采用熱噴鋅，最小局部厚度不小于160μm，封閉層為磷化底漆一道，面漆為氯化橡膠兩道，干膜厚度100μm，涂層總厚不小于260μm。
電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內外壁和鋼管內壁，底漆采用無機富鋅漆，面漆為厚漿型環氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。
電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內外壁和鋼管內壁，底漆采用無機富鋅漆，面漆為厚漿型環氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。
電站進水口快速工作閘門、排沙孔工作門約4911t，表面涂覆采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐。熱噴鋅厚度為120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯樹脂一道，干膜厚30μm，中間漆環氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為改性耐磨壞氧兩道，干膜厚100μm。涂層總厚300～340μm。
泄洪深孔弧形工作閘門23扇、排漂孔弧形工作閘門2扇及其埋件，息重約10306t。門體采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐休系。要求熱噴鋅厚120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯材脂一道，于膜厚30μm，中同漆壞氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為環氧金剛沙二道，干膜厚100μm。涂層總厚300～400μm。
5 結語
表面工程技術在三峽工程的應用，一直受到國家有關部門、單位的重視，通過上述的討論，我們可以看到表面技術與三峽工程成功建設、運行可靠和市省維護費用息息相關。
(1)三峽工程在中國國家科技攻關項目，如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻關項目的安排，在三峽工程重新論證和投計審查中，始終是一項研究和討論的重要課題之一。從材料表面加工工藝選擇、涂覆材料及噴涂工藝研究以及表面電化保護等在“九五”三峽工程重大裝備研制項目中占有重要地位。在三峽工程開工后，為有效的使用有關表面處理材料和適應三峽壩區的環境，迸行了多廠商多種材料的涂裝掛片試驗，以便有針對性的選擇合適的涂裝材料和工藝，以使表面材料應用達到壽命長、裝飾美的效果。
(2)如前所述，所有機械設備、金屬結構、水工閘門都在不同程度上離不開表面技術，他們運行的可靠性、經濟性都在不同程度上仰仗表面技術的應用，這牽涉到多專業、多學科的應用，不但是簡單的現場的涂裝技術，還有許多是在設計中要求應用的在工廠實施的技術、工芝，從目前的應用范圍看，它是一項在工程中無所不在、應用廣泛的技術。歡迎國內外表面工程學界積極參與三峽工程表面技術應用研究。
(3)隨著國內外表面技術的研究和發展，將使三峽工程通過表面技術的應用廣泛受益。采用長效且與壞境相宜的表面涂裝材料和工藝，對延長設備的使用壽命，延長維護性涂裝的周期，有著重要的經濟效益。與整個建筑和周邊環境協調的裝飾涂裝，將會給人們美的享受。針對三峽工程具體的環境、目標進行研究和開發的成果和產品，將會給三峽工程帶來更大的經濟效益。
(4) 對三峽工程表面技術應用的跟綜研究將水電工程或類似工程的應用提供有價值的參考。三峽工程表面技術應用廣泛，應用材料品種之多，應用對象工作壞境的千差萬別，按照目前技術和工藝水平應用的表面工程技術能否獲得預期效果，還有待長期跟綜研究和改迸。毋容置疑，隨著科學技術的進步，表面工程技術作為現代科學的一門新興的綜合學科，必將得到迅速的發展，三峽工程必將從中獲益。
摘 要 討論了機電一體化技術對于改變整個機械制造業面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業中的應用以及發展趨勢。
關鍵詞 機電一體化 技術 應用
1 機電一體化技術發展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2 智能化
即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
1.3 模塊化
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。
1.4 網絡化
由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
1.5 人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6 微型化
微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種MEMS器件和系統，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
1.7 集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。
1.8 帶源化
是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
1.9 綠色化
科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環境，回歸自然，實現可持續發展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。
2 機電一體化技術在鋼鐵企業中應用
在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為優秀，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面：
2.1 智能化控制技術(IC)
由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等，智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。
2.2 分布式控制系統(DCS)
分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
2.3 開放式控制系統(OCS)
開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。
2.4 計算機集成制造系統(CIMS)
鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現CIMS化。
2.5 現場總線技術(FBT)
現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線?，F場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器、現場總線化檢測儀表、現場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現場就地控制站等的發展。
2.6 交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平?，F在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
摘 要：文章從電工新技術的發展談起，對電工新技術在機電一體化中的應用作詳細分析，并著重探討電工新技術的特點，歸納、總結出相關結論，供同行參考借鑒。
關鍵詞：電工新技術；機電一體化；應用
電工新技術目前已在機電一體化中得到了廣泛應用，依靠電工新技術研發制作的機電一體化產品種類眾多，為機電一體化事業的發展起到了巨大的推動作用。分析電工新技術的基本功能，當該技術應用到機電一體化以后，不但能有效改善機電一體化產品的生產環境，提高機電產品工作效率，還能減少能源浪費，實現生產節能。下面筆者結合電工新技術的發展概述，對機電一體化中應用到的電工新技術作詳細分析。
1 電工新技術分析
1.1 電工新技術是促進國民經濟發展的關鍵因素
電工新技術的發展帶動了我國國民經濟的增長，它借助自身技術優勢，一方面解放了國民生產力，有效促進了生產效率的提高，另一方面降低了生產能耗，為社會主義建設做出了貢獻。總的來說，電工新技術促進了國民經濟的發展，為社會進步以及人民生活品質的提升創造了條件。
1.2 電工新技術的定義與發展趨勢
所謂電工新技術，實際就是指在當前并未實現規模化應用，但具有一定效益的電工技術。隨著時代與社會文明的不斷進步，電工新技術在國民生產中起到的作用越來越大，成為了21世紀最具活力和最具生命力的電工技術。追究電工新技術的發展原因，它實際是在傳統電工技術基礎上發展起來的，是知識經濟時代下出現的電工新理論、新知識、新材料以及新工藝等集多種表現形式于一體的新電工技術。電工新技術從20世紀下半葉開始發展，當時盛行的電工新理論有等離子物理、生物電磁學、電磁流體力學等等，新技術則主要有放電應用技術、磁流體發電技術、電磁診斷技術等。在21世紀的今天，電工新技術的發展已經邁上了一個新臺階，除了原有的電工技術、理論、設備、材料在各行各業得到了廣泛應用以外，電工新技術還向納米技術、生物工程技術、網絡技術方向發展，成為了國民經濟發展中的中堅力量。
2 電工新技術在機電一體化中的應用
電工新技術當前已經在機電一體化中有了較為普遍的應用，比如生產中常見的自動監控制技術、觸摸屏技術、運動控制卡等，都屬于電工新技術的范疇。詳細分析如下：
2.1 自動控制技術
自動控制技術與自動控制系統的應用是電工新技術的一種主要表現形式。以自動控制系統為研究對象，該系統的基本特點是能實現自動化控制。將該系統應用到機電一體化中，系統能對機電設備的運行狀態進行連續測量，并結合測量數據推斷出設備偏差，及時采取相應措施對偏差進行處理，盡可能的將偏差降低到最小。在機電一體化自動控制中，為了將自動化控制系統測量的快速性、穩定性、精確性體現得更加充分，往往會選擇采用比例控制器、積分控制器等對系統進行控制。工業大革命之后，市場對機電一體化產品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越來越高，而為了滿足市場要求，機電一體化產品內部所采用的控制器性能也隨之越來越好，全閉環數字式伺服系統的出現使得自動控制技術在機電一體化產品中的應用地位越來越高，既能滿足系統自動控制技術要求，又能提高系統控制與調節精度，為機電一體化產品自動化控制與調節的實現奠定了堅實的技術基礎。因此，現代機電一體化產品大多選擇該類伺服系統來實施產品控制。
2.2 pc的應用
pc，實際指可編程控制器。該控制器是上世紀60年代生產出來的一種工業控制裝置，技術基礎建立在計算機控制技術和通信技術上，既具有計算機控制功能，又能實現通信，所以該控制器在出現以后，便被廣泛應用于機械生產自動化控制中。pc技術產生初期，常用的pc大多只具備邏輯控制、定時和記數功能，通常將只能實現這三項功能的可編程控制器稱為可編程邏輯控制器。隨著電子技術和大規模集成電路的廣泛應用，plc的功能日趨完善，性能不斷提高。plc已經發展為集計算機技術，自動控制技術、通信技術、過程控制技術于一身的電子裝置。目前plc正朝智能化、網絡化方向發展。plc作為一種新型的工業控制裝置。用計算機編程軟件代替繼電控制的硬件接線，既發揮計算機優點，又考慮電器操作人員習慣，始終保持大眾化特點。plc具有可靠性高、編程方便、對環境要求低、與其他裝置連接方便等優點。plc控制系統與繼
電順序控制系統的比較：plc控制系統大部分為軟件控制，系統結構緊湊、體積小；plc控制器內部全部為“軟接點”，動作快，系統的控制功能改變一般需要修改程序；plc控制系統的設計、施工、調試周期短plc控制系統具有較強的自檢、監控功能，可靠性高，適用范圍廣。特別是可編程計算機控制器pcc與傳統的plc相比較能更好的實現分時多任務操作系統和多樣化的應用軟件設計，不僅滿足了實時控制的要求還可以按照用戶的實際要求任意修改。
2.3 運動控制卡的應用
運動控制卡是一種基于pc機及工業pc機、用于各種運動控制場合的上位控制單元。它包括脈沖輸出、脈沖計數、數字輸入、數字輸出、d/a輸出等功能。它變頻器的工作原理主要是把工頻電源變換成各種頻率的交流電源，來實現電機的變速運行的設備。以達到無極變速，從而縮短電機方向和轉速的時間，其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電逆變成交流電。它可以發出連續的、高頻率的脈沖串，通過改變發出脈沖的頻率來控制電機的速度，改變發出脈沖的數量來控制電機的位置，用于控制步進（直線）電機或伺服電機。所以變頻器因調速性能好、效率高、性能穩定、可靠性高等這些優點，使其在數控伺服、機械、同步傳動等多種場合都得到了廣泛的應用，因此，變速器調速技術已逐漸成為電氣傳動自動化的一項優秀技術。
3 結束語
綜上所述，我國當前的電工新技術在機電一體化產品中的應用極為廣泛，成為了機電一體化產品實現自動化控制的必要措施。電工新技術以其獨有的技術特點，為機電一體化發展創造了眾多有利條件，促進了機電一體化自動控制的實現。總的來說，電工新技術的發展為機電一體化技術的進步做出了貢獻，它不僅省去了多余的社會勞動力，實現了機電一體化產品的自動化控制運行，還減少了能源消耗，對社會進步起到了巨大作用。
摘 要：礦山開采是為了更好的滿足經濟和社會發展對能源的需求，因此，在礦山開采過程中一定要對機電設備的故障診斷技術進行提高，這樣才能保證在礦山開采過程中不會出現更多的安全事故，保證礦山企業安全生產。
關鍵詞：煤礦企業；礦山機電設備；故障診斷技術
煤礦企業在生產過程中會使用大量的機電設備，因此，在生產過程中要想保證安全一定要對機電設備的故障診斷技術進行分析，這樣才能更好的對機電設備進行維修，保證煤礦企業的生產不會受到影響。
1 礦山機電設備故障診斷技術的內涵
礦山機電設備診斷技術是一項非常復雜的技術，也是一項綜合技術，其中包含著信息技術、計算機技術以及傳感技術，能夠對設備出現的事故進行很好的反映，因此也能在設備出現事故前就進行維修。礦山機電設備在維修診斷技術方面也是發展很好的，能夠對機電運行過程中的狀態進行檢測，這樣能夠更好的提高機電設備的安全性和可靠性，同時也能及時對出現的問題進行解決。機電設備維修診斷技術能夠對設備出現的異常原因以及危害程度進行更好的分析和評價，因此，也能及時采取必要的措施進行預防。
2 故障診斷技術的概述
2.1 構建數學模型
機電設備在運行過程中會產生很多的參數，這些參數在一定程度上能夠對設備的運行情況進行反映，因此，構建一個數學模型能夠更好的對設備運行情況進行反映，同時也能對機電設備出現故障的參數進行總結，以后通過對參數進行分析就能及時反映出故障是否存在。
2.2 采集各種信號和參數
在設備上安裝各種傳感儀器能夠更好的對設備運行狀態的各種信號和參數進行收集和測量，這樣能夠更好的通過傳感設備對設備情況進行掌握。傳感器產生的各種信息可以傳遞給計算機，這樣能夠使計算機成為數據存儲的工具。
2.3 對采集的各種信息進行處理
對生產現場采集到的設備各種信息，有些是不能對設備的運行情況進行反映的，因此，要對采集的信息進行處理，在處理的過程中還要對出現的無用信息進行剔除。
2.4 對處理后的信息進行分析和識別
對處理后的信息進行分析和識別以后，能夠更好的與其和設備運行的標準參數進行對比，這樣能夠更好的對設備的狀態和故障類型進行反映，同時也能更好的找到解決故障的措施。
2.5 預測
在現場采集回來的信息進行分析和識別以后能夠更好的對設備的運行情況進行反映，同時也能更好的對設備的故障情況進行預測，這樣也能更好的對設備故障可能帶來的影響進行分析。
3 礦山機電設備故障診斷的主要技術
3.1 主觀診斷技術
在對礦山機電設備進行故障診斷的時候，維修人員可以利用相關的實際經驗對故障進行判斷和檢修，但是這種技術只適用于簡單的故障，同時可靠性也是非常低的。主觀判斷技術，通常分為直覺經驗法、參數測量法、邏輯分析法和故障樹分析法。直覺經驗法是維修人員憑借自身的經驗和感覺通過對設備進行查看判斷故障原因的一種方法，這種方法受到維修人員閱歷的影響。參數測量法是對設備的運行參數進行測量，然后通過與標準參數進行比較，對設備可能出現的故障進行判斷，同時對故障的位置進行判斷。邏輯分析法通過邏輯關系對設備故障的顯性現象進行判斷，能夠找到故障出現的原因和位置。故障樹分析法對系統出現的故障能夠更好的進行判斷，對經常出現的故障可以直觀的進行反映，這樣能夠最終對故障進行判斷。
3.2 儀器診斷技術
在對礦山機電設備進行診斷的時候，工作人員可以利用監測儀器對機電設備進行系統的檢測，這樣能夠更好的對設備運行情況進行掌握，同時也能對故障情況進行判斷。
3.3 數學模型診斷技術
礦山機電設備在進行診斷的時候，工作人員可以利用相關的測量設備對機電設備的運行參數進行統計，然后與標準參數進行比較，這樣能夠更好的進行分析和判斷，同時也能通過數值比較找到故障的位置和類型。
3.4 智能診斷技術
在診斷技術中，智能診斷技術的發展前景是非常好的，在進行診斷的過程中可以利用計算機對信息進行獲取、傳遞和分析，這樣能夠更加及時的得到出現故障的位置，同時對故障的類型也能更快的得到。
4 故障診斷技術在礦山機電設備維修中的應用
4.1 診斷依據
礦山機電設備在運行的
過程中，會產生一定的動力、熱量以及化學能量變化，這樣就會導致設備在使用過程中出現溫度上升和壓力不斷增大的情況，導致機電設備的運行狀況和工作效率受到一定程度的影響。
4.2 信息采集
在對礦山機電設備進行信息采集的時候可以利用故障診斷技術中的點檢儀或者是傳感器等儀器來進行信息的采集，而且在信息采集方面也是非常的準確的，因此，對機電設備的實際情況也是能夠更好的進行體現的，對信息進行分析和處理能夠更好的掌握設備的狀態。在信息收集的時候場所也是非常重要的，通常可以在生產現場進行采集和性能方面的檢測。在現場考察的時候要對機電設備的表面情況進行觀察，這樣也能夠通過外表對其使用情況進行判斷。
4.3對設備的性能檢測
對機電設備的性能進行檢測的時候，主要對其投入和產出之前的變量情況進行對比，這樣能夠更好的對其性能進行掌握。在相同投入的情況下，如果設備的產出出現了減少的情況，這樣就說明機電設備的運行效率出現了下降的情況，同時在產出相同的情況下，如果投入出現增大的情況，也說明了設備在運行過程中出現了下降的情況。導致設備出現運行性能下降的情況，原因有很多，其中，電機的功率、軸承的轉速以及設備的溫度變化都是影響的因素。因此，在設備出現工作效率下降的情況時對一些關鍵的部位進行檢測是非常重要的，同時也是避免設備出現更大的故障的保障。
5 礦山機電設備檢修中故障診斷技術
5.1 故障診斷專家系統
由于礦山工作環境的復雜性和多變性，導致礦山機電設備故障常常具有復雜性和隱蔽性，運用傳統的故障診斷技術難以對故障進行準確的判斷，而故障診斷專家系統能夠綜合運用領域專家的知識和經驗，模擬專家的思維過程，對故障進行準確的分析和判斷。
5.2 模糊數學的應用
礦山機電設備故障的原因和現象間通常具有一定的對應關系，其中既有隨機因素，又有確定因素，因此在保障診斷精度的前提下，將模糊數學引入礦山機電設備的故障診斷中，建立模糊診斷數學模型，使得定量分析和專家經驗、定性分析相結合，并在計算機上實現，為礦山機電設備故障的診斷決策提供輔助依據。
5.3 人工神經網絡的應用
神經網絡擁有特殊的結構和信息處理方式，使其在模式識別、信號處理、自動控制與人工智能等許多領域得到了實際的應用。礦山機電設備的故障診斷中從故障初始征兆到故障源的映射通常具有復雜的非線性映射關系。通過連續地對這些部位進行監測，能夠使得礦山機電設備的運行狀況得以準確和直觀的反應。
6 結束語
經濟和社會在快速發展的情況下，對能源的需求量在不斷增大。礦山企業在進行生產的過程中，工作的環境是非常的復雜和惡劣的，這樣也使得礦山開采過程中經常會出現安全事故。在礦山開采過程中，機電設備經常是處于高負荷運行的情況下的，這樣也使得設備會經常出現故障。對故障進行診斷才能更好的保證生產順利進行，同時也能保證安全生產。
[摘 要]汽車發展需要電子技術的全面支持，汽車發動機的控制技術也隨著電子技術的發展而進入到電子時代，針對這個領域全世界都進行了全面而深入的研究，使得電子技術對發動機的控制進入到了全面而智能的領域。
[關鍵詞]電子技術 車輛控制 發動機控制 應用方法
一、電子技術在汽車與發動機上的應用概況
1、電子技術在汽車上的應用
電子技術的應用在汽車上的應用是為了適應汽車工藝與應用的需求而被被采用的，不完全統計在近幾年間，在汽車的生產與制造中，大量的電子裝置已經被應用在汽車中，占有的比例增加到了近三成。一些高級別的轎車上已經安裝了單機片甚至是計算機，電子產品占有整車的比例達到一半。目前電子技術的應用已經滲入到各個汽車系統，安裝目前的應用情況，汽車電子系統的用應用安裝不的產品與功能可以分為兩種，一種是汽車電子控制系統，主要負責對車輛上的機械進行智能化控制，使得汽車在運行過程中可以按照不同的需求對車輛進行智能化控制，即所謂的機電結合。另一種是車載電子系統，即在汽車中可以獨立使用的電子系統，他們與汽車的性能沒有關系，如導航系統、音響系統、通訊系統、網絡系統等等。
2、電子技術在汽車發動機上的應用
在汽車發動機上電子技術也有了大量的應用，隨著人們對乘駕的要求不斷提高，加上環保等標準的升級，汽車電子技術在功能上不斷獲得改建，系統化、集成化、微型化等方面都獲得了突破。對汽車發動機的電子化控制已經使得汽車的性能有了大幅度的改變。未來汽車電子技術將有望在以下領域出現突破。如傳感器技術的應用，隨著汽車電子化的拓展，自動化已經成為其發展的必然趨勢，對傳感器的應用已經成為車輛中不可缺少的技術，尤其是對發動機的檢測與控制，更離不開傳感器的應用，其數量與功能將不斷拓展，使得電子技術對汽車發動機的控制更加直接與智能。同時，發動機機電控制單元的技術水平也會不斷提高，電控單元將向著多功能集成化方向發展，其處理的性能將更加強大，為整個動力系統提供智能化控制模式。
二、電子技術在汽車發動機上的應用實例
1、電子點火系統
電子點火系統實際上是為了適應汽車環保需求而設計應用的，其主要是，滿足發動機的點火可靠性，所以電子技術被應用到該裝置上，這樣就可以控制點火的精度。因為電子技術的高速發展，現在的晶體管器件都可以達到較高的精度與性能。當前研發的汽車電子點火裝置，從控制點火圈、可控硅點火裝置、集成電路點火裝置等等。其優秀系統是由芯片、傳感器、接口、執行機構等組成。其目的就是節約燃料、降低污染。同時電子點火裝置的應用還可以實現對車輛發動的智能化控制，并可進行自我診斷等。
2、電子油噴系統
在汽車生產中，機械式和電混合噴射系統都已經不能適應車輛的應用需求，電控噴射裝置已經逐步普及。電子裝置可以利用電子智能控制來保證發動機的最佳工況，輸出的功率相對穩定，且降低污染。在研發中可以將發動機的最佳工況輸入到電子系統中，這樣就是先了噴油效果最合理。實現空氣流量、含氧量、進氣溫度、發動機轉速等多種參數的相對平衡，進而達到智能化控制的目標。這樣就可在車輛行駛中根據當時是的工況對噴射油量進行智能化調控，讓發動機始終處在一個最為合理的工作條件，進而讓發動機綜合性能提高。在車載的燃油噴射系統的控制單元是一個完整的控制中心，并利用安裝在發動機上的各種傳感器測定運行參數，按照駕駛工況對噴油器的油量進行精確控制，使得發動機在運行中獲得的燃油混合氣比例最佳。
目前該系統的應用已經較為成熟，在柴油噴射系統中有著突出的效果。如1）電控分配系統，柴油機電控分配泵的噴油泵油量及噴油定時的裝置都是采用高速的電磁閥門進行控制，電磁法在工作中可以對噴油的進行定時，進而利用開啟和閉合對油量進行精確控制。2）還有一種是電控直噴的油泵，電子控制裝置可以對噴油量和噴油時間進行定時，或者具備其中的一種功能，這樣就可對燃油與空氣的比例進行限定，還有的可以對壓力和速率等進行控制。電子控制的直噴裝置可以設計為電控調速器。電控調速其可以與轉速相互配合，并且容易實現。同時響應
速度可以高于機械的調速裝置，這樣就可實現對發動機的油量進行控制的目標。3）電控單體油泵控制系統，這樣的系統采用較短的高壓油管，可以對噴油進行加壓，最高壓力可以達到160mpa以上，這樣與高速電磁閥進行配合從而控制噴油量。再有就是利用機械驅動的電控噴油系統，目前最為完善的是電控噴油嘴系統，是電子式的驅動系統，現有的產品也可實現高壓噴油的效果。其中最大的壓力已經可以達到200mpa，甚至更高，機械驅動的電子噴油系統已經在國外有了完善的研究與發展，從小型的柴油機到大型的柴油機都已經可以實現電子控制，并精確控制噴油量。4）電子控制的噴油嘴系統，這樣的裝置可以利用機械驅動和蓄壓形式實現定量控制，都可以實現高壓力的噴射，使得燃油最大化的行車霧化混合物，大大降低了柴油機燃燒系統對缸內的渦流強度的需求，甚至可以實現沒有渦流的設計。5）電控蓄壓噴射系統。隨著研究的深入，電子控制蓄壓噴射嘴系統的研究上升了一個高度。其設置不需要機械驅動和機械調節，所以不用在設計中考慮柴油機整體的結構，這使其最大的優勢之一。在研究中美國公司研究的裝置可以將電控與液壓的技術結合起來，形成一個按照時間控制噴射過程和相應壓力裝置，具有噴油速率控制的效果，對初始供油期、著火延時等進行油量的優化。同時也可實現對柴油機煙度、顆粒等進行改善。
3、排氣循環和帶速裝置
在電子控制系統中，對排氣系統的控制也是涉獵的內容，將發動機排出的部分廢棄進行利用回流到進氣管，并與新鮮的空氣進行混合，再次的進入到汽缸中進行利用，這樣可以控制尾氣中的有害成分，期間廢氣的量則由電子電子閥進行控制，從而實現智能控制。
還有就是怠速控制，怠速控制的功用：實現發動機起動后的快速暖機過程；自動維持發動機怠速在目標轉速下穩定運行。怠速控制的主要內容：起動后控制暖機過程控制，負荷變化的控制以及減速時的控制。
三、結束語
發動機是汽車工作的重要系統，在對其進行控制的過程中需要智能化升級，因為只有智能化的升級才能讓發動機在工作中更加的低耗，并以此形成一個節能的效果，同時電子技術的應用可以幫助汽車實現整體的智能化，以發動機控制為優秀的電子技術的應用，實現了整車運行與控制的智能化，這樣才能讓汽車在運行中體現安全、節能、環保、舒適等進步。
【摘 要】煤炭是我國重要的能源，煤炭工業的大力發展，在我國的國民經濟建設發展中占居重要的地位。采用機電一體化產品的煤礦，能夠獲得可觀的技術、經濟和社會效益。隨著現代化設備的不斷投入使用，對機電管理人員的業務素質也提出了新的要求，只有熟識電氣設備的功能，才會更好的完成本職工作。因而，近年來各級煤礦企業領導都十分重視機電一體化技術在煤炭生產中的應用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術的應用進行研究。
【關鍵詞】機電管理人員；煤礦機電一體化產品；煤炭生產
我國電氣自動化的應用使采煤的過程更加人性化，綜采工作面裝備遠程監控及專家診斷系統的可靠性是國產采煤機研究的主要內容。該系統能夠實現綜采裝備液壓支架和采煤機的遠程監控，使采煤機根據煤層的變化實現自動割煤、煤層的軟硬自動調節采煤速度，檢驗并完善動態監測綜采支架液壓系統壓力和各受力點的狀態，自動調節支架推移輸送機的拉移等，使綜合機械化水平上一個新的臺階。
煤礦機電一體化技術礦井運輸提升產品的應用在煤礦生產中，因為現代化煤礦發展的需要，對煤礦機械化采煤提出更高的要求，因此隨之對井下、井上的運輸和提升系統的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式，主要以電力電子器件為優秀。
1. 機電一體化
機電一體化是集機械技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、接口技術、軟件編程技術等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進了相關技術的發展和進步。我國在20世紀80年代成立機電一體化領導小組，并將該技術列為“863”計劃。機電一體化正朝著智能化、網絡化、微型化、柔軟性化、系統化發展，它的發展對煤炭系統產生了很大的沖擊，采用機電一體化產品將大大改善煤礦生產的勞動強度、工作環境及安全系數，同時在降低能耗、保證安全生產方面也實現了特定的價值。它可不必更換設備，而對產品結構和生產過程進行必要的調整、改革，對傳統的機械工業注入新鮮的血液，實現文明生產。
2. 煤礦機電一體化產品
煤礦機電一體化產品已在許多煤礦得到廣泛應用。國產的以計算機為優秀的電牽引采煤機、全數字直流提升機已占領國內市場，我國已能生產用計算機監控的掘進機、膠帶運輸機、礦井供電設備等。另外煤礦安全生產監控系統、膠帶機集中控制系統、礦井生產過程自動控制和信息化管理、圖像監視井下關鍵設備和主要工作地點、調度室的裝備實現數字化、計算機網絡管理系統在生產調度、財務、人力資源、設備、銷售及辦公自動化都得到了普遍應用。煤礦機電一體化產品實現了設備的自動化、智能化、信息化等等，為煤礦生產實現高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。
3. 改進煤礦機電管理的辦法
3.1 重視管理，提高機電管理水平。
重視機電管理，首先是礦井領導人重視機電管理，這是加強機電管理的關鍵。機電管理人員要經常向礦領導匯報機電工作，多提工作建議，以獲
領導的支持。
3.2 因礦制宜建立機電管理機構，授予職權，統一管理。
礦井機電管理機構體系不論采取哪處形式，都必須授予機電部門職權，實行統一管理。一般機電部門要具有以下職權，即：制定機電管理規章制度權；編制部署機電工作計劃權；設備配件分配權；制止違章作業權；追查機電事故權；檢查評比考核獎罰權；機電業務骨干調整調動工作監督權。
3.3 加強機電標準化管理，建立健全標準化管理組織，提高全體機電人員的質量標準化意識，按標準化要求開展機電工作。 機電標準化是確保礦井機電安全生產的基礎，地方煤礦應逐步完善機電標準化工作，成立標準化領導小組，制定標準化建設奮斗目標及具體措施、完成時間。實行“三抓”，即面上抓質量升級，線上抓達標頭面、機道、機房，點上抓薄弱環節。建立機電標準化獎罰制度，開展機電標準化競賽活動，樹立標準化樣板機電區隊、機房硐室、機道，推動機電標準化工作的全面開展。
3.4 扎實地做好設備綜合管理工作。
設備管理的基本任務是掌握設備動態，建立、保管設備檔案，辦理設備調撥轉移手續，掌握設備技術性能狀態，編制審查設備購置、更新、改造、修理、配件計劃，掌握大修資金的使用，對設備實行全過程的管理。各礦應建立設備綜合管理體系，完善設備綜合管理制度，配齊設備管理人員，實行流程化管理，扎實地做好設備綜合管理工作，確保設備管理制度化、正?；?、規范化。
3.5 認真落實規章制度。
規章制度是機電業務活動的準則，是做好機電工作的紀律保證，應建立健全。當前，規章制度執行不利是突出的問題，特別是操作、維修、綜合平衡、質量驗收、現場管理等制度的執行方面尤為突出。礦井機電管理的主要工作對象是設備，落實規章制度也必須以管好、用好、修好設備為主要工作內容。目前急需重點落實的規章制度是：機電管理人員責任制度；設備使用操作規程；設備維護保養、檢查、維修、質量驗收制度；機電事故管理、設備現場管理、技術管理、綜合平衡、班組經濟核算等制度。
4. 對我國煤礦機電一體化技術的思考
（1）在 20世紀，我國煤礦機電一體化技術（產品）取得了較大的發展，機電一體化技術應用到了煤礦每個環節，但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機電一體化技術達到世界先進技術水平，必須掌握信息時代機電一體化技術的特點和相關技術發展的動態。
（2）應提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的優秀裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品，在設計煤礦機電一體化產品時，應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發的煤礦機電一體化產品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網絡進行連接通信控制；煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平，能判斷機電設備和周圍環境的狀態，使設備能自動適應環境并以最優的狀態工作，同時能快速地對所采集的參數進行分析，從而對故障進行診斷，再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態識別和自我調節等功能；要關注國內外高新技術的發展，將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化產品，從而提高煤礦現代化，達到煤礦自動化生產。
5. 結束語
煤礦機電一體化技術是煤礦綜合自動化的發展基礎，更是煤礦企業信息化建設的重要支撐技術，煤礦機電一體化技術在采、掘、運、裝備等方面的應用和推廣，大力地推動我國煤礦綜合生產力，同時，為實現安全、高效、潔凈、結構優化的現代化、高科技煤炭工業生產打下了堅實的基礎。
摘要:討論了機電一體化技術對于改變整個機械制造業面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵 工業 中的應用以及 發展 趨勢。
關鍵詞：機電一體化 技術 應用
1 機電一體化技術發展
機電一體化是機械、微 電子 、控制、 計算 機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、 網絡 化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 數字化 微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2 智能化 即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在cnc數控機床上增加人機對話功能，設置智能i/o接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
1.3 模塊化 由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。
1.4 網絡化 由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
1.5 人性化 機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種 藝術 享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6 微型化 微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(micro electronic mechanical systems，簡稱mems)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在mems工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種mems器件和系統，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
1.7 集成化 集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。
1.8 帶源化 是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
1.9 綠色化 科學 技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環境，回歸 自然 ，實現可持續發展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。
2 機電一體化技術在鋼鐵 企業 中應用
在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為優秀，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面：
2.1 智能化控制技術(ic) 由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等，智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。
2.2 分布式控制系統(dcs) 分布式控制系統采用一臺中央 計算 機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的 發展 ，分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。dcs具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。dcs是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
2.3 開放式控制系統(ocs) 開放控制系統(open control system)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念?！伴_放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過 工業 通信 網絡 使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。
2.4 計算機集成制造系統(cims) 鋼鐵 企業 的cims是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應 現代 鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的 經濟 效益，提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現cims化。
2.5 現場總線技術(fbt) 現場總線技術(fied bus technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20ma，dc直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線?，F場總線的引入導致dcs的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器、現場總線化檢測儀表、現場總線化plc(programmable logic controller)和現場就地控制站等的發展。
2.6 交流傳動技術 傳動技術在鋼鐵工業中起至關重要的作用。隨著電力 電子 技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平?，F在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
摘要：機電一體化技術是微 電子 技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、 計算 機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。它是 企業 信息化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭 工業 生產打下了扎實的基礎。本文對煤礦機電一體化技術在我國的應用進行闡述。
關鍵詞：煤礦 機電一體化技術
0 引言
我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點,以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。從1970年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起，我國的機電一體化技術開始萌芽。到上世紀80年代后期，我國綜合機械化采煤取得了空前的 發展 ，大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程，采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。到了上個世紀90年代中期，在原有的研究成果上，又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究，并研發了大功率電牽引采煤機。而進入21世紀后，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破，在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而，與國外的先進采煤國家相比，我國的煤礦機電一體化技術發展尚有一定差距，并且煤炭工業相對機械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱，在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。
1 機電一體化技術的應用實踐
1.1 礦井安全生產監測監控系統中的應用 礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。我國監測監控技術應用較晚，20世紀80年代初，原國家煤炭部組織了對國外煤礦監控技術進行大規模的考察和引進工作，此舉大大促進了國內監控技術的發展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進了一批安全監控系統(如dan6400、tf200、minos和senturion-200)，在部分煤礦中應用；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，研制出kj2，kj4等系統并通過了鑒定。20世紀90年代以來，緊跟世界監測監控系統的發展潮流，我國自行研制開發出了一批具有世界先進水平的監控系統，如煤炭 科學 研究總院重慶分院的kj90系統、煤炭科學研究總院常州自動化研究所的kj95系統等，它們的主要特點是:測控分站的智能化水平進一步提高；具有 網絡 連接功能；系統軟件采用了windows操作系統。同時，在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。自此，大大小小的系統生產廠家如雨后春筍般的不斷出現，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機會，且促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。經過多年的實踐表明，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。
對我國現有煤礦監測監控系統及配套傳感器等設備的現場應用效果進行綜合評價，煤炭科學研究總院重慶分院的kj90、天地科技股份公司常州自動化分公司的kj95、煤炭科學研究總院撫順分院的kjf2000和北京瑞賽公司的kj4，kj2000等系統無論在軟硬件功能、穩定性和可靠性、專業技術服務能力、企業性質和生產規模等方面基本代表了我國煤礦監測監控系統的技術水平。
1.2 礦井提升機中的應用 礦井提升機是一種實現機電一體化較好的礦山大型設備，全數字化，交、直流提升機。特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，大大簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數字提升機高度可靠，具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能，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；可以方便地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。
在我國“九五”計劃期間，國產全數字化直流提升機已成為各煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化直流提升機的優秀部分ascs是由雙cpu構成的 計算 機系統。除此之外，我國還用simadynd和s7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。2000年11月，該系統在焦作古漢山礦投入運行，情況良好。提升機由于采用了計算機技術，其安全保護系統更為完善。該系統的主要特點是:采用兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。這兩臺計算機同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式，對兩者進行比較、校正，實現行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測，實現故障記憶，因此極大地提高了提升機安全性能。
1.3 井下帶式輸送機中的應用 在我國“八五”計劃期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，極大地提高了帶式輸送機的技術水平，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的研發也取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內此項技術的空白，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，成功的研制了多種軟起動和制動裝置以及以plc為優秀的可編程電控裝置、驅動系統采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器，目前我國已經自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。
2 結束語
隨著煤礦生產不斷向深部水平 發展 ，對控制水平和規模的要求越來越高，從而又加速了機電一體化技術的發展和進步，目前各種高新技術的發展，如 網絡 、光纖、人工智能及生物工程等高新技術已滲入到機電一體化技術之中，使機電一體化產品功能更強大、性能更優越，使機電一體化產品功能越來越強，智能化程度也越來越高，因此采用新的機電一體化技術裝備的煤礦，能夠使 企業 獲得更加顯著的技術、 經濟 和社會效益，這也是一個煤礦企業循環促進不斷發展的過程。
摘要：機電一體化技術是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。它是企業信息化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。本文對煤礦機電一體化技術在我國的應用進行闡述。
關鍵詞：煤礦 機電一體化技術
0 引言
我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點,以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。從1970年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起，我國的機電一體化技術開始萌芽。到上世紀80年代后期，我國綜合機械化采煤取得了空前的發展，大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程，采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。到了上個世紀90年代中期，在原有的研究成果上，又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究，并研發了大功率電牽引采煤機。而進入21世紀后，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破，在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而，與國外的先進采煤國家相比，我國的煤礦機電一體化技術發展尚有一定差距，并且煤炭工業相對機械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱，在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。
1 機電一體化技術的應用實踐
1.1 礦井安全生產監測監控系統中的應用 礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。我國監測監控技術應用較晚，20世紀80年代初，原國家煤炭部組織了對國外煤礦監控技術進行大規模的考察和引進工作，此舉大大促進了國內監控技術的發展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進了一批安全監控系統(如dan6400、tf200、minos和senturion-200)，在部分煤礦中應用；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，研制出kj2，kj4等系統并通過了鑒定。20世紀90年代以來，緊跟世界監測監控系統的發展潮流，我國自行研制開發出了一批具有世界先進水平的監控系統，如煤炭科學研究總院重慶分院的kj90系統、煤炭科學研究總院常州自動化研究所的kj95系統等，它們的主要特點是:測控分站的智能化水平進一步提高；具有網絡連接功能；系統軟件采用了windows操作系統。同時，在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。自此，大大小小的系統生產廠家如雨后春筍般的不斷出現，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機會，且促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。經過多年的實踐表明，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。
對我國現有煤礦監測監控系統及配套傳感器等設備的現場應用效果進行綜合評價，煤炭科學研究總院重慶分院的kj90、天地科技股份公司常州自動化分公司的kj95、煤炭科學研究總院撫順分院的kjf2000和北京瑞賽公司的kj4，kj2000等系統無論在軟硬件功能、穩定性和可靠性、專業技術服務能力、企業性質和生產規模等方面基本代表了我國煤礦監測監控系統的技術水平。
1.2 礦井提升機中的應用 礦井提升機是一種實現機電一體化較好的礦山大型設備，全數字化，交、直流提升機。特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，大大簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數字提升機高度可靠，具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能，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；可以方便地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。
在我國“九五”計劃期間，國產全數字化直流提升機已成為各煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化直流提升機的優秀部分ascs是由雙cpu構成的計算機系統。除此之外，我國還用simadynd和s7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。2000年11月，該系統在焦作古漢山礦投入運行，情況良好。提升機由于采用了計算機技術，其安全保護系統更為完善。該系統的主要特點是:采用兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。這兩臺計算機同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式，對兩者進行比較、校正，實現行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測，實現故障記憶，因此極大地提高了提升機安全性能。
1.3 井下帶式輸送機中的應用 在我國“八五”計劃期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，極大地提高了帶式輸送機的技術水平，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的研發也取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內此項技術的空白，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，成功的研制了多種軟起動和制動裝置以及以plc為優秀的可編程電控裝置、驅動系統采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器，目前我國已經自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。
2 結束語
隨著煤礦生產不斷向深部水平發展，對控制水平和規模的要求越來越高，從而又加速了機電一體化技術的發展和進步，目前各種高新技術的發展，如網絡、光纖、人工智能及生物工程等高新技術已滲入到機電一體化技術之中，使機電一體化產品功能更強大、性能更優越，使機電一體化產品功能越來越強，智能化程度也越來越高，因此采用新的機電一體化技術裝備的煤礦，能夠使企業獲得更加顯著的技術、經濟和社會效益，這也是一
個煤礦企業循環促進不斷發展的過程。
【摘 要】煤礦機械正處在一個向機電一體化方向發展的時代,近來,隨著國家對煤礦安全生產的重視,煤礦設備投入的不斷增加,煤礦機械也處在一個更新換代的時期。數控技術是實現機械制造自動化的關鍵，以數控技術為優秀的機械設備廣泛采用數控技術應用于制造業。
【關鍵詞】 煤炭機械 機械制造 機電一體化 數控技術
煤礦機電一體化技術在這一時期顯得尤為重要,它使機械、電子技術和液壓控制技術有機的結合,極大地提高了煤礦機械的各種性能,如安全性、經濟性、可靠性、操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護等。中國煤礦生產中,煤礦機械的性能自動化程度及其經濟性等可以說直接影響到生產;也直接影響到煤礦供電、排水、通風、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統部分質量的好壞與性能的優劣又直接影響到機械的動力性、經濟性、可靠性,從而影響施工質量、生產效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統已成為煤礦現代機械不可缺少的組成部分,同時也是評價煤礦現代機械技術水平的一個重要依據。隨著科學技術的不斷發展,以及對煤礦機電產品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統在煤礦機械中所占的比重越來越大,其功能將會越來越強,應用范圍也將越來越廣,而其復雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓工作和對煤礦設備的管理工作也顯得尤為重要。
煤礦生產施工要求煤礦機械具有以下性能:皮實耐用且維修簡單、生產效率高且節能降耗,自動化程度高且操作簡單,施工質量好,精度高;性能穩定,工作可靠,安全性高,使用壽命長;具有較好的經濟性,即高的技術價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態監視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準確地指出故障部位,減少停機維修時間。
一、機電一體化是一項新興的技術,將其引入到煤礦機械中,必將會給煤礦機械帶來了新的技術變革,使其各種性能有了質的飛躍。
機電一體化又稱機械電子工程學,是一門跨學科的綜合性高技術,是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。目前機械的電子(微機)控制系統主要用以實現如下功能:
（1）在線監控、自動報警及故障自診,即對煤礦機械的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的在線運行狀態監控,出現故障能動報警并準確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用plc控制,可實現多種在線監控和故障自診,還有煤礦用各種電器設備也越來越智能化。
（2）節能降耗,提高生產效率。例如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等,使用變頻起動、plc控制系統,節電量就為30%左右,同時生產效率也大大提高。
（3）自動化或半自動化程度的提高
煤礦機械實現自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產效率,并減少因操作者的經驗不足,對作業精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統有限公司與德國marco公司合作生產的pm31型液壓支架電液控制系統,就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會自動連續動作,也可實現遠程控制和工作面無人操作。
二、機械制造中數控技術的應用
1、煤礦機械
現代采煤機開發速度快、品種多，都是小批量的生產，各種機殼的毛坯制造越來越多地采用焊件，傳統機械加工難以實現單件的下料問題，而使用數控氣割，代替了過去流行的仿型法，使用龍骨板程序對采煤機葉片、滾筒等下料，從而優化套料的選用方案。使其發揮了切割速度快、質量可靠的優勢，一些零件的焊接坡口可直接割出，這樣大大提高了生產效率。同時，數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置。它允許對構件的實際輪廓進行程序控制，好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調節切縫的補償值來精確的控制毛坯件的加工余量。
2、機床設備
機械設備是機械制造中的重中之重，面對現代機械制造業的需求，具備了控制能力的機床設備是現代機電一體化產品的重要組成部分。計算機數控技術為機械制造業提供了良好的機床控制能力，即把計算機控制裝置運用到機床上，也就是用數控技術對機床的加工實施控制，這樣的機床就是數控機床。它是以代碼實現機床控制的機電一體化產品，它把刀具和工件之間的相對位置、主軸變速、刀具的選擇、冷卻泵的起停等各種操作和順序動作數字碼記錄在控制介質上，從而發出控制指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，使機床自動加工出所需零件。
在機械制造業中，數控加工技術已經越來越受到重視。隨著計算機技術為主流的現代科技技術發展和市場產品競爭的加劇，傳統的機械制造技術很難滿足現代產品多樣化的發展和日新月異的換代速度。面對多品種小批量生產比重的加大，產品交貨質量和成本要求的提高，要求現代的制造技術具有很高的柔性。如何能增強機械制造業對外界因素的適應能力以及產品適應市場的變化能力，就需要我們能利用現代數控技術的靈活性，最大限度的應用于機械制造行業。
摘要：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
關鍵詞：機械工業 機電一體化 數控 模塊化
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化的優秀技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：
（一） 機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮?，F代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二） 傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三） 信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四） 驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五） 接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六） 軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一） 數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
1、 總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多cpu、多主總線的體系結構。
2、 開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、 wop技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、 大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了cnc系統的控制功能。
5、 能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、 系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、 以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二） 計算機集成制造系統（cims）
cims的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三） 柔性制造系統（fms）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四） 工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
（一） 智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二） 系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除rs232等常用通信方
式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三） 微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四） 模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五） 網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六） 綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
摘要:文章概述傳感器研究現狀與發展,探討傳感器在機電一體化系統中的應用,并分析我國傳感器技術發展的若干問題及發展方向。
關鍵詞:傳感器技術;機電一體化;應用
在機電一體化系統中,傳感器處系統之首,其作用相當于系統感受器官,能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境考驗,是機電一體化系統達到高水平的保證。如缺少這些傳感器對系統狀態和對信息精確而可靠的自動檢測,系統的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。
一、傳感器的研究現狀與發展
傳感器是能感受規定的被測量并按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于檢測機電一體化系統自身與操作對象、作業環境狀態,為有效控制機電一體化系統的運作提供必須的相關信息。隨著人類探知領域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加快,信息處理能力日益增強,相應的信息采集——傳感技術也將日益發展,傳感器也將無所不在。
從20世紀80年代起,逐步在世界范圍內掀起一股“傳感器熱”,各先進工業國都極為重視傳感技術和傳感器研究、開發和生產。傳感技術已成為重要的現代科技領域,傳感器及其系統生產已成為重要的新興行業。
二、傳感器在機電一體化系統中的應用
傳感器是左右機電一體化系統(或產品)發展的重要技術之一,廣泛應用于各種自動化產品之中:
1.機器人用傳感器。工業機器人之所以能夠準確操作,是因為它能夠通過各種傳感器來準確感知自身、操作對象及作業環境的狀態,包括:其自身狀態信息的獲取通過內部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環境的感知通過外部傳感器來實現,這個過程非常重要,足以為機器人控制提供反饋信息。
2.機械加工過程的傳感檢測技術。
(1)切削過程和機床運行過程的傳感技術。切削過程傳感檢測的目的在于優化切削過程的生產率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態及切削過程辨識等,而最重要的傳感參數有切削力、切削過程振動、切削過程聲發射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講,主要的傳感檢測目標有驅動系統、軸承與回轉系統、溫度的監測與控制及安全性等,其傳感參數有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態與冷卻潤滑液的流量等。
(2)工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監視技術相比,工件的過程監視是研究和應用最早、最多的。它們多數以工件加工質量控制為目標。20世紀80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安裝監視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監視將采用或開發許多傳感器,如基于tv或ccd的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統等。
(3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標準判定)或出現破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保證加工精度和加工表面完整性時,稱為刀具/砂輪失效。工業統計證明,刀具失效是引起機床故障停機的首要因素,由其引起的停機時間占nc類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外,它還可能引發設備或人身安全事故,甚至是重大事故。
3.汽車自動控制系統中的傳感技術。隨著傳感器技術和其它新技術的應用,現代化汽車工業進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統取代純機械式控制部件,這不僅體現在發動機上,為更全面地改善汽車性能,增加人性化服務功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒適性,先進的檢測和控制技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。
三、我國傳感器技術發展的若干問題及發展方向
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nbsp; 傳感器技術是實現自動控制、自動調節的關鍵環節,也是機電一體化系統不可缺少的關鍵技術之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統的功能;其水平越高,系統的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統中,如果不能利用傳感檢測技術對被控對象的各項參數進行及時準確地檢測出并轉換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系
統控制的信息就無法獲得,進而使整個系統就無法正常有效的工作。
我國傳感器的研究主要集中在專業研究所和大學,始于20世紀80年代,與國外先進技術相比,我們還有較大差距,主要表現在:
(1)先進的計算、模擬和設計方法;
(2)先進的微機械加工技術與設備;
(3)先進的封裝技術與設備;
(4)可靠性技術研究等方面。因此,必須加強技術研究和引進先進設備,以提高整體水平。傳感器技術今后的發展方向可有幾方面:
1.加速開發新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科,各種新技術的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。
2.向高精度發展:研制出靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產自動化的可靠性。
3.向微型化發展:通過發展新的材料及加工技術實現傳感器微型化將是近十年研究的熱點。
4.向微功耗及無源化發展:傳感器一般都是非電量向電量的轉化,工作時離不開電源,開發微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發展方向。
5.向智能化數字化發展:隨著現代化的發展,傳感器的功能已突破傳統的功能,其輸出不再是一個單一的模擬信號(如0-10mv),而是經過微電腦處理好后的數字信號,有點甚至帶有控制功能,即智能傳感器。
