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關鍵詞:機電一體化;采礦工作;煤礦企業
煤炭開采技術直接影響煤礦礦井的產能釋放,隨著煤礦開采地域的不斷擴大和延伸,以及采煤機械的更新換代,傳統采煤工藝已經不能滿足國家發展對能源的需求,現代綜合采煤工藝的發展進步必須通過不斷創新才能跟上時代步伐,因此機電一體化技術在煤礦行業的應用越來越重要。
1.機電一體化的基本概念及其構成要素
1.1 機電一體化的內涵
機電一體化是最近幾年新出現的自動化技術,并且很快得到了高速發展,成為許多行業技術改造的重點方向。所謂機電一體化,是指融合了電子信息、機械設備、電腦軟件等多門學科技術為一體的綜合技術,它綜合了不同學科知識和技術特點,將它們有機的整合在一起,形成了一門獨具特色而又具備廣闊發展潛力的技術應用方案,能夠有效提升工業生產效益和效率。
1.2 機電一體化技術的特點
(1)安全性高。機電一體化技術具備十分強大的應用功能,能夠實現自動監控、實時數據傳輸、緊急預警以及自我更新和恢復等智能化操作,對于在生產過程中出現的任何意外情況,例如電路短路、工作負荷過大、電機失靈等問題,都能夠及時檢測并報警,可以有效防范事故風險的發生,不斷提高生產安全性和穩定性,保證良好的安全生產環境,提供企業的綜合生產效益;
(2)實操性強。機電一體化技術所采用的各種設備具有高智能化特點,大大降低了人工操作的工作量,使得操作過程更加簡單和規范,避免了由于人工操作帶來的各種失誤,顯著提高了生產過程中的安全性和穩定性。
(3)實用性大。與機電一體化技術相配套的各種設備和儀器,都具有較高的自動化水平和智能化程度,能夠有效提高日常保養和故障檢修工作性能,可以通過提高相關配套儀器和設備的自動化程度來加強整個一體化生產系統的自動化水平,降低人為因素對生產設備操作的不利影響,從而不斷提高生產操作的規范化水準,保證更高水平的工作質量和效率,提高企業的總投入產出比。
2.機電一體化的核心技術構成
2.1 機械本體技術
要改善和提高機械設備的總體工作效率,必須從三方面來努力:自身重量、加工精度和產出量。當前,機械加工對象都是各種金屬材料,降低加工自身的設備重量,可以有效提升機械加工效率,一般考慮利用非金屬材料配件來置換不重要的金屬部件。通過降低加工機械設備自重,可以提高加工設備小型化水平,不斷提高加工設備的工作反應速度,降低能耗,提高加工效益。
2.2 信息處理技術
機電一體化與信息技術的融合程度正在不斷深入和加深。為了提高機電一體化的應用水平和生產力,可以通過信息化改造來實現。利用信息科技提高工業生產綜合效益,是未來工業技術發展的主要方向之一。
2.3 信息傳感技術
機電一體化的傳感技術主要是因為它可以通過光纖和電纜傳感器能夠提高其傳感器的安全性以及可靠性,在采礦應用過程中具有很高的安全性能,對防止電磁干擾具有很大的抵抗功能。
3.機電一體化技術在煤礦中的應用
3.1機電一體化技術在采煤機的應用
機電一體化技術在煤礦行業最典型的應用在于電牽引采煤機設備的開發和推廣,這種機電一體化采煤機相比大多數電牽引采煤機具有多種特點和優勢:第一,電牽引采煤機最主要的特征就是它具有良好的牽引特性,電牽引采煤機在前進過程中可以不斷地提供牽引力;第二,電牽引采煤機能夠保證在采煤系統下滑作業時進行發電制動,其軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器,因此非常適用于大傾角煤層的開采,尤其適用于50°±10°傾角范圍的煤層,并且不需要其它防滑裝置;第三,電牽引采煤機易損原件少,除了電動機的電刷和整流子容易磨損意外,再無其它易損元件,因此具有維修量小、運行可靠、壽命長、效率高等優點。
3.2機電一體化技術在提升機的應用
礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備,典型產品為全數字化交直流提升機,其中以內裝式提升機最具代表性,該設備在結構上采用合二為一的驅動和滾筒裝置,大大簡化了機械結構,充分體現了機械、電子、計算機以及自動化技術的有機結合。
3.3機電一體化技術在皮帶機的應用
我國煤礦井下輸送系統的主要運輸設備是皮帶機,它能夠滿足長距離連續輸送,并且皮帶機具有輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等優點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置,我國煤礦皮帶機一般采用3點驅動技術,并且需要相應地限制輸送機的單機長度和運量,該項技術與世界發達國家相比存在著一定的差距。
4.煤礦機電一體化技術的發展趨勢
煤礦機電一體化是隨著機電一體化的發展而發展的,它與機電一體化的發展是統一的,同步進行的。煤礦機電一體化未來發展趨勢如下:第一,煤礦機電設備更加智能化,智能化系統是21世紀才開始流行起來的新興技術,其使用范圍和完善水平都存在著明顯缺陷,因此煤礦機電設備的智能化成為一個重要的研究方向;第二,煤礦機電設備更加微型化,微型化在煤礦機電一體化中的應用并不成熟,它伴隨著微電子技術的興起而發展;第三,煤礦機電設備更加系統化,煤礦企業機電一體化所包容的范圍越來越廣,所使用的技術范圍也逐漸擴增,隨著這些種類的繁多,就產生了一個關鍵的問題:如何能夠使這些差異很大的技術有機的組合起來,以發揮更大作用。迄今為止,尚未有一個國家或企業能夠很好地充分利用這些技術的優勢,無法避免其缺陷,因此該項內容也成為今后發展的一個重要方向。
5.結論
總之,通過本文論述,我們在對機電一體化這項技術逐步了解的前提下,我們深知:對于如何使其在煤礦企業中得到落實和運用還需要很多工作要做,但無論如何,我們必須重視機電一體化在采礦中的作用,最大發揮其在行業中存在的潛在價值,在煤礦企業開采過程中嘗試落實這些技術的應用,為提高煤礦企業生產效率創造良好條件。
參考文獻:
引言
在現代工程中,機電一體化工作效率高,操作簡單,因此在施工現場中得到迅速傳播和應用,這在一定程度上促進了我國現代工程的發展。機電一體化是全面考慮出發,將在工程中可能用到的電氣技術、機械技術等系統地結合在一起,經過全面概括,細化內部具體技術,從而完善各項技術的功能。
關鍵詞:機電一體化;現代工程;影響
1機電一體化發展歷程
在1950年,機電一體化的理念最早被提出。當時,大概是科學家為了改善產品的質量,因而聚集在一起,嘗試將電子技術和機械設備結合,雖然取得了初步成功,但這種觀念還是不太成熟。當時,社會出于戰亂時期,經濟的發展不穩定,科研人員也缺少,再加上初始發展的電子技術,機電一體化的理念并沒有被人們所熟知。在戰爭期間,機電一體化的發展在一定程度上依賴于人們對機械設備,但這時機電一體化的發展也只是停留再戰爭機械的應用。戰爭結束后,人們才把機械一體化應用到民用機械。
2機電一體化的發展趨勢
在民用機械發展的過程中,工程機械是使用機電一體化最多的地方,社會經濟逐漸發展并得到穩定,各種新興科學技術的出現,這在一定程度上糾正了機電一體化的發展方向。由此,從下面幾個方向詳細介紹機電一體化。智能化發展。在發展過程中,機電一體化吸收了計算機工作的原理,進而完成自身的計算機通信技術,從而實現了機電一體化的智能化突破。因此,在智能化發展實際上就是在編程過程中,摻入人們的思維方式,通過整合各項技術,實現自動化控制。在研發過程中,相關人員應該注意全面考慮各項技術,在編程的過程中加入心理學,從智能的角度編程,以符合人們的心理需求。區域化發展。機電一體化的產生是順應時代的腳步,因此在現代社會,必然會有區域性的發展。隨著現代化進程的腳步加快,我國各區域城鎮化建設的過程中,也開始運用各種先進的科學技術。從某方面來說,機電一體化不僅能夠實現自動控制,也比較全面的整合了工程技術,并且被廣泛應用到機械工程領域,這將推動我國城鎮化的發展,進而帶動現代工程的發展。網絡化發展。在信息技術高速發展的今天,網絡通信技術使人與人之間的通信變得更加方便,而且信息化的發展在工程機械方面也有所涉足。機電一體化發展過程中,網絡通信技術不僅能使相關人員實時監控設備的運行情況,也能及時發現設備故障,不僅提高了工作效率,也保證了施工安全。
3機電一體化在現代工程中的應用及影響
機電一體化之所以在現代工程中被廣泛應用,是因為其具有高效性、全面性,尤其在電子技術方面。機電一體化技術最開始發展的時候,便是利用電子技術和機械設備,兩兩結合,進而實現了機電一體化。現在,通過機電一體化的發展,電子技術實現了在機械設備上的可操作性、安全性,因此說,機電一體化推動了電子技術的發展。在現代工程中,機電一體化的影響貫穿整個過程。下面從施工前、施工中分別介紹機電一體化在現代工程中的影響。
3.1機電一體化在工程施工前的影響
更具有科學性的施工數據。在施工前,施工單位需要根據施工要求設計施工圖紙,有了機電一體化技術后,相關人員你能夠準確的利用精準儀器結合實際施工現場繪畫圖紙,從而保證圖紙具有可操作性,以此減少實際誤差,既保證了測量精度也保證了質量。為投標單位選擇施工單位和施工材料提供了相應依據。施工單位組織設計工作時,利用機電一體化技術能夠在現場采用高精度的精測儀器進行高精度的測量,進而減少施工誤差,使施工操作按照規范性進行設計。有關單位在投標時,可以根據投單位提交的組織設計的規范性,來判斷施工單位的機電一體化應用技術的程度。在選擇施工材料時,也正是選擇與設備適應性較強的材料,這樣能保證工程的質量。
3.2機電一體化在工程施工中的影響
(1)使用機電一體化能提高施工工藝。社會經濟正在快速發展,人們對生活質量開始有了更多的要求,因而對現代建筑的要求,不再是簡單的保暖御寒。較于傳統的工程建筑,利用機電一體化建造出的建筑物符合人們的生活要求,機電一體化技術的操作方式也符合人們生產生活的方式。(2)提高工程的準確度和速度。從某方面來說,機電一體化技術包含各項工程技術,因而能實現機械自動化,尤其在施工過程中,使用機電一體化技術不僅能提高施工效率,也能節約時間、縮短工期,降低成本。在使用過程中,機電一體化的設備操作起來更加靈活,不需要相關部門培養設備的操作人員。(3)機電一體化技術大多實現了自動化或者半自動化。在施工監測的過程中,如果施工人員或者施工技術出現問題,結合了計算機技術的機械設備能夠自動報警,這在一定程度上保證了施工人員的安全,也保證了施工質量,即便出現質量問題,利用機電一體化設備也能自動報警,從而減少因浪費時間而造成的損失。(4)機電一體化技術能夠提高施工效率。在施工過程中,使用機電一體化種技術,能夠節約了施工材料以及能源。其操作技術快,因此能減少施工過程中材料的損耗,節約成本的同時,也能保護環境。
4.結語
由上可知,機電一體化技術順應時代而生,不僅順應了發展的潮流,也在工程建設中被廣泛應用。經濟為機電一體化技術的研究提供資金,機電一體化技術的發展促進經濟的進步。這不僅促進了經濟的發展,也促進了社會的和諧穩定發展。因此,科研人員應該大力支持,研發更多利于社會經濟發展的新技術。
參考文獻:
[1]楊俊.機電一體化對現代工程施工的影響[J].江西建材,2016,(21):116+121.
[2]黎香洪.工程施工機械中的機電一體化分析[J].中國高新技術企業,2015,(20):76-77.
關鍵詞:機電一體化技術 應用 發展趨勢
機電一體化技術在經濟發展的過程中,使自動化的發展提升具有良好的技術支持,并在機電一體化技術的應用過程中,有效減少人力物力在生產加工中的多余消耗,并降低了安全問題發生的幾率,因此在煤炭行業、建筑行業中創造了巨大社會效益與經濟效益。機電一體化技術包含信息傳感器技術、電工電子技術、接口技術、機械技術等多項技術的有機結合,并能夠綜合應用在實際操作中。
1.機電一體化的應用范圍
1.1建筑材料
在當前建筑施工的工作中,對建筑材料的要求也越來越高,且建筑材料作為建筑施工中比例較多的內容,對其的質量要求標準也更高。要想保證建筑材料能夠有更高的質量發展特征,就要確保機電一體化的技術能夠在建筑材料中得到科學應用[1]。此外,建筑材料的選擇調配對建筑質量有直接影響,若是材料調配沒有滿足規定要求,將會減少建筑工程中的使用壽命,甚至引發嚴重的安全隱患,從而產生經濟損失。正因如此,應用機電一體化技術到建筑材料中,就能實現建筑材料的正確配比,以免誤差產生,進而推動建筑行業的發展。
1.2自動生產線與數控機床
作為一個生產大國,我國在產品生產的過程中,對機床的使用量非常大,這也造成國家生產總值的提升。通常情況下,機床建設同數控技術的發展具有密切聯系。在國家機電一體化技術逐步發展完善的過程中,機電技術也更加成熟,但是綜合水平的發展依然處于世界的中級水平,因此對其要逐步改進與完善,進而更好推動數控機床技術的發展。此外,機電一體化在自動化生產線中也有普遍應用,且在國民經濟增長的進程中,更多的生產設備與自動化生產線被用于工業化建設的工作時,使工業化進程進一步加快。就當前階段的發展來說,工業化的發展還具有一定不足,需要在今后的使用過程中完善人機界面系統設計、邊坡調速等任務,從各方面完善機電一體化技術的發展。
1.3鋼鐵行業
機電一體化技術在鋼鐵行業中的應用,能夠使生產效率、生產質量得到提升,促進鋼鐵行業能夠超現代化的發展方向進步,就當前的發展情況來說,鋼鐵行業中的機電一體化技術應用可分成以下幾點:第一,計算機集成系統的應用,使得鋼鐵生產過程中每個工作流程能夠緊密連接。第二,現場的總線技術應用,能夠使設備鏈路實現通信數字化[2]。第三,使用交流傳動技術,能夠替代傳統的電子傳動,使生產效率大幅度提升。
1.4工業機器人
機電一體化在工業機器人中的應用主要為三個階段,第一階段中,機器人對環境的適應力較差,智能依照規定要求進行動作的機械重復。第二階段中機器人已經具備初級的傳感系統,并能夠及時進行信息處理。第三階段的工業機器人發展,已經逐漸進入智能化的發展領域,引出感知能力^強,能夠在較為復雜的邏輯思維中進行合理準確的科學分析,使工業機器人能夠在使用中發揮更好的社會效益,并具備較好的環境適應力。
2.機電一體化的發展趨勢
2.1綠色化
在人們生活水平逐步提高的同時,對環境發展的關注度也越來越多,因此機電一體化技術在今后的改進工作中,更應注意綠色化的應用發展,最終達到環境保護的最終目標。機電一體化中的綠色發展方向就是實現各類產品的低能耗、低污染發展,并減少人們在使用制造中出現的健康危害,避免造成環境污染。綠色化的發展方向能夠是產品應用效率全面提升,并在推動生態環境的良好發展、人體身心健康等方面都具有良好作用,總之,機電一體化的產品發展趨勢具有十分廣闊的市場前景。
2.2光機電一體化
機電一體化技術具備強大的功能作用,并在實際生活、生產過程中發揮出了自身優勢,人們對機電一體化技術的研究力度、關注力度也在逐步提升。目前機電一體化的應用主要包含了信息處理系統、能源系統、傳感系統等,其中機械機構屬于其最主要的結構組成[3]。為更好掌握金銀光學技術,促使光機電一體化的技術發展,推動機電一體化走向新的發展時期。
2.3智能化
在當前信息化技術飛速發展的進程中,智能化的信息技術水平也有了突飛猛進的發展。因此機電一體化技術中,人工智能的科學應用,也是未來發展的趨勢之一。在充足的理論知識基礎之上,從多方面思維引進,從而達到機電一體化技術的全信息化。智能化作為機電一體化技術的信息重要表現,能夠運用計算機科學、人工智能、模糊定量、運籌學等進行機電一體化技術的整體發展,并且在模擬人類智能技術、混沌動力學等領域有了新的研究進程,隨著今后機電一體化研究的逐步深入,也呈現出了“全息”化發展特征,并在智能化的應用領域增強使用效果。
3.結語
綜上所述,機電一體化技術是在經濟發展進程中十分重要的科學技術,也屬于全球科學技術發展的結果。所以,在以后的發展應用過程中,相關部門應當更加重視機電一體化技術的深入與研究,利用先進的技術設備創新機電一體化發展。促使國家的生產效力能夠提升也能增大企業的發展規模,提升其社會經濟效益,全面推動國家經濟的持續發展。機電一體化技術綜合多種科學技術的應用優勢,在技術發展的提升過程中其應用水平也能夠不斷進步,最終在機電行業中發揮更大作用。
參考文獻
[1].機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢[J].科技創新與應用,2016(8): 148-148.
【關鍵詞】:機電一體化;技術;發展趨勢
隨著社會不斷進步,機電一體化技術不斷發展完善,極大的提高了社會生產力。機電一體化技術是一門具有自身體系的學科,在科技迅速發展的前提下,不斷賦予一體化技術新的內涵。機電一體化系統的實體部分,主要是機械部分與電子部分,又通過信息技術把這些部分有機結合在一起,從而構成更為先進的產品,具體包括成型和設計、系統集成、執行器和傳感器、智能控制、機器人、制造、運動控制、振動和噪聲控制、微器件和光電子系統、汽車系統、其他應用等方面內容。因此,本文首先分析了機電一體化產品的優越性,接著論述機電一體化技術的發展方向,同時提出合理化意見和建議。
一、機電一體化技術發展現狀
機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據系統功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體系。但是,發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還被賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說,機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,智能化特征是C電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化技術發展趨勢
機電一體化在發展過程中,涉及很多行業和學科,比如計算機、光學、電子以及機械等。但是就目前的發展而言,我國的機電一體化技術與發達國家存在較大的差距。當前機電一體化技術發展方向主要體現以下幾個方面:
1.智能化。智能化成為機電一體化發展的重要方向,尤其是人工智能越來越得到廣泛的應用,比如機器人與數控機床的應用。同時計算機科學、模糊書序額以及生理學等學科的發展,給當前機電一體化的智能化發展提供了更多的新方法和方向。同時隨著微處理器的性能越來越完善,為機電一體化產品智能化創造良好的外部條件。
2.模塊化。在實際生產過程中,由于機電一體化種類很多,相應的機械、電氣、動力以及動力借口也十分的復雜。因此,要研制智能調速和機電一體化的動力單元,提高視覺和圖像等功能的控制單元,最大限度的提高機械裝置的操作的效率。通過標準單元,可以有效提高新產品開發的效率,促進生產規模的擴大。另外,為了保證產品質量,還要不斷完善相應的標準,做好機電產品的匹配。
3.網絡化。網絡技術的發展促進了當前生產力的變革,對促進全球經濟一體化起到了重要的推動作用,為機電一體化產品提供廣闊的市場。比如各種遠程控制和監視技術的終端設備就是機電一體化產品。同時隨著局域網技術的發展和應用,給社會發展帶來了極大的便利。因此,機電一體化技術也會朝著網絡化方向發展。
4.微型化。在實際生產過程中,機電一體化朝著微觀方向發展。微型化就是要朝著微米和納米的方向發展。微型的機電一體化產品,占有空間較小,耗能很低,很有很強的量活性,被廣泛的應用在社會的各個方面,具有無法比擬的優勢。作為機電一體化技術的新尖端分支而倍受重視,泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,并且向微米、納米級發展,讓機電耗能更少,運動更加的靈活。微型機電一體化發展的技術關鍵點就是微機械技術,因此,為促進機電一體化技術的良性發展,可以采用超精密技術。
5.環保化。隨著工業技術的迅速發展,給人們的生產生活帶來了翻天覆地的變化,在享受豐富的物質生活同時,也面臨著資源不斷減少和環境污染問題,成為制約社會發展的主要因素。因此,在機電一體化產品生產過程中,要進行綠色環保設計,提高機械系統的可回收性,降低原材料消耗,降低機械系統對環境的污染,最大限度的保護環境,避免對環境和人類身體健康造成危害,提高資源的利用率,做好資源的循環利用。因此,節能、環保也是機電一體化技術發展的重要方向。
6.系統化。系統化的主要特點就是結構的開放式和模式化,要求整個系統能夠進行靈活的組合和裁剪。同時不斷加強通信功能。就目前而言,機電一體化發展趨勢更加重視人與產品之間的關系,賦予產品更多的智能和情感。另外,還要要求產品能夠模仿生物激勵。
綜上所述,機電一體化技術是許多科學技術發展的結晶,,是社會生產力客觀要求。隨著制造自動化程度的不斷提高,將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動,并會對制造中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策機電一體化技術將成為機械工業的主角,在各方面均可帶來顯著的經濟效益和社會效益。因此,我國要不斷總結經驗教訓,引進國外先進的技術,促進我國機電一體化技術又好又快的發展。
參考文獻:
[1]成文斌. 機電一體化技術的現狀和發展趨勢研究[J]. 科技致富向導,2012,02:239.
關鍵詞 機電一體化;PLC技術;發展趨勢
中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)78-0041-02
0 引言
當前,電子、通訊等方面的技術得到了革新,有效的推動了機電一體化的研究,并實現了機械和電子技術之間的融合。尤其是在微型計算機、集成電路產品進入到市場后,為機電一體化的深入研究和發展創設了積極的條件。與此同時,國內高等院校以及相關企業單位都在進行了相關的研究,為機電一體化的發展和技術革新搭建了堅實的基礎。
1 我國機電一體化技術的發展現狀
我國于上世紀80年代開始針對機電一體化技術進行了研究,國家也為此投入了多項人力物力,在2010年的發展綱要中,明確指出要針對機電一體化技術進行革新和發展,并提出了相關的策略。及至到上世紀90年代,機電一體化已經邁入到另一個發展的進程,其突出特征主要體現在以下三個方面:其一,光學、通信等社會領域的技術已經應用到機電一體化技術的研創過程中,尤其是隨著微細加工技術在其中的廣泛應用,有效的帶動了微機電一體化技術的發展;其二,機電一體化系統無論是在設計階段,還是在集成分析過程中,都已經邁入了智能化的發展階段,并把其作為一門學科進行獨立的研究;其三,隨著光纖技術、人工智能技術等新型技術的深入研究和應用,有效的為機電一體化技術的發展創設了一個更為寬廣的發展空間。
2 機電一體化的發展趨勢
長期以來,工業一直都占據我國社會經濟的主導地位,工業的領先發展也在不同程度上促進了機械制造產業的快速發展,特別是對機電一體化的技術發展上發揮了重要的作用。事實上,機電一體化是一種綜合的技術領域,以電子技術及其相關的應用作為發展的中心部分,其中微型計算機在社會各個領域中發揮的作用更加的突出。
2.1 智能化
在機電一體化的不斷發展進程中,智能化是作為它根本的發展趨勢,同時也是體現相關機電產品的有效渠道。智能化是對工業機械操作系統的一種簡述,它還具備多個方面的能力,如推斷力、決策力等。現代化的機電一體化與傳統的技術相比較,要真正保證它的智能化推進就應該基于現代機械理論的發展過程中,同時還應不斷的結合生理學、計算機科學等方法和理念,在吸收芯片技術等取得的成果來實現。基于智能化的基礎上,機電一體化的視角焦點集中在產品的整體性能上,當前自動清潔機等產品都已經步入到了研創的發展階段,正是通過對這些產品實行智能化的控制和處理,才能進一步的保證產品的綜合質量。
2.2 集中監控化
集中監控化在機電一體化中的應用日益深入,它的突出優勢就是能有效的保證設備的正常運行和管理。它與傳統的機電產品相對比可以得知,在集中監控下的設計過程中,更多的是注重各個支部功能的合一作用行,換句話說,在中央監控系統的監測下,只要其中某一個系統發生了阻礙,就可以得到及時的發現,并對其進行處理。隨著機電一體化不斷的發展,更加注重相關設備的安全性,并借助技術上的革新來保證機電設備的集中監控化。
2.3 網絡化
當前已經進入到了計算機網絡的時代,網絡也已經覆蓋到各個社會領域中,自上世紀90年代后,我國的機電一體化在研創的過程中就開始與網絡技術相接軌,并在網絡技術的支撐下取得了一定的成效。特別是進入到21世紀后,以網絡技術為基本媒介的遠程技術在社會上興起,促使遠程控制技術在我國的機電一體化領域中得到了廣泛的應用,從而有效的引領機電技術邁向了新時代。在今后的機電一體化發展過程中,網絡技術能在一定程度上保證產品的安全性和作用性。
2.4 微型化
微型化的基本特征是不需要對機械和控制進行相互的區別,而是實現了兩者之間的充分融合,所以對于機電一體化的研究和應用來說,就不需要把傳感器、CPU等核心部分進行相的分離,并且縮減了產品的體積,促使機電一體化在技術上取得了全新的成就。我國已經陸續的研創出一些微機電一體化產品,這些產品也在我國軍事、通訊等領域中得到應用,但我國現今仍然還存在微機械技術處在低水平的棘手問題,在今后的技術研究中應針對這些問題進行突破。
2.5 PLC技術的應用
PLC的全稱是可編程邏輯控制器,它具備邏輯監控、數據采集等功能,因此,它在機電一體化的領域中,可以實現高速脈沖輸出與接收,并在這一功能下還具備了傳感器。這與傳統的機電系統相對比,PLC技術在機電一體化中廣泛運用可以保證數量的控制,并可以使相關的數據得以顯現,這就有助于管理人員對各種數據進行及時的統計。另外,PLC技術在機電一體化中的應用還表現出通訊功能,實現了運動控制、通信聯網等功能的實現。
3 結論
總之,雖然我國的機電一體化技術已經取得了較為明顯的成績,但相對于發達國家來說仍然存在一定的差距。但是在我國社會經濟的推動下,尤其是在機械制造業等領域的快速發展下,我國的機電一體化技術必然邁向新的發展道路,對于機電一體化今后發展趨勢的研究也具有現實的意義,是實現農業大國轉向工業大國的基礎條件。與此同時,在推動機電一體化技術革新的過程中,我國也十分注重技術的創新發展,對現存的不合理技術格局進行全面的改編,并使其與國際的技術力量相融合。
參考文獻
關鍵詞:工程機械;機電一體化;應用發展
近幾年來,在社會經濟飛速發展的背景下,工程機械行業所面臨的競爭壓力也變得越來越激烈。因此,對于工程機械行業來說,若是想要充分地提高行業的競爭力,那么就必須要注重提高工程機械行業中的科技含量。在科技技術飛速發展的背景下,各種先進技術都在社會中得到了應用,機電一體化就是其中之一。機電一體化在工程機械行業中的應用,不僅能夠提高工程機械的使用性能,還能夠有效地提高施工效率,減少施工成本。
1關于機電一體化的相關內容
1.1概述
機電一體化是一種將機械技術、信息技術以及微電子技術等技術進行有效結合的綜合性新型技術。機電一體化在工程機械中的應用,能夠提高工程機械的投入效果,也能夠提高機械設備的使用性能,從而促進經濟性的有效提升。而且,如果將機電一體化應用在工程機械制造過程中,還能夠自主檢測機械設備中的故障,實現對設備運行情況的實時動態檢測,提高設備的應用效果。
1.2在機械工程中的具體應用
(1)用于故障監控。在工程機械中,若是能夠合理地應用機電一體化技術,那么就能夠實現對整個系統運行的電子監控。當系統出現故障現象時,機電一體化技術就能夠及時發出警報,甚至還能夠自動清除故障,使得整個系統能夠及時恢復正常運行。這樣一來,就能夠減少因設備運行故障問題而帶來的損失和影響。(2)用于設備節能。在傳統的運行過程中,工程機械往往會出現嚴重的能源浪費現象,而造成這種能源浪費的原因,主要是因為機械設備在運行過程中并不是滿負荷運行。在很多時候,機械設備在運行過程中的運行效率并沒有達到額定功率。這樣一來,就會造成機械設備在運行過程中所做的無用功變大。而若是能夠合理地使用機電一體化技術,那么就能夠在機械設備運行的過程中根據設備的實際需求來調節運行效率,從而達到節能的作用。(3)用于精確稱量。在工程機械行業中,如何才能夠做到精確稱量,一直都是一個有待解決的重要問題。但是,隨著機電一體化在工程機械中的有效應用,這個問題也隨之解決。機電一體化中包含著電子控制系統,這個系統能夠對整個稱量過程進行微機控制,使得整個稱量操作都變得自動化。這樣一來,就可以減少人為誤差所帶來的影響,提高稱量結果的精準度。(4)用于降低工作強度。在傳統的機械工程工作中,工作強度非常大,而且工作量也非常大。因此,工作人員也常常面臨著非常高的要求。但是若是能夠合理地使用機電一體化技術,就能夠實現工程機械的自動化操作,或者是半自動化操作,能夠將之前的人力工作都利用先進的控制系統來代替。這樣一來,就能夠大大地減少工作人員的工作量和工作強度。與此同時,在實際的操作過程中,由于人力操作本身的原因,還有可能會對工作質量造成影響。而機電一體化技術的使用,就能夠充分地避免這種現象,這對于工作準確度的提高來說,也具有著非常重要的意義。
2關于機電一體化的未來發展
2.1更加微型化
對于機電一體化來說,微型機電一體化系統也是一個重要的發展方向。而且,這還是電子技術與機械技術在納米尺度基礎上進行有效融合而產生的物質。微型機電一體化產品,一般是指幾何尺寸非常小,可用微米、納米等來進行概括,其體積一般不超過1立方厘米的產品,是一種非常先進的機電一體化產品。而且,其在生物醫療領域、軍事領域等方面的有效應用,也具有著不可比擬的重要意義。由于微型機電一體化產品的耗能小、體積小,而且使用起來非常靈活,因此,這也將會成為未來的一種關鍵技術。
2.2更加網絡化
由于機電一體化在工程機械中的使用具有著非常重要的意義。所以在未來,一旦有新的機電一體化產品被研制出來,只要功能獨特、質量過關,那么就能夠在全球范圍內暢銷。而且,由于網絡技術現在已經在社會的各個區域內普及,在網絡基礎上產生的各種遠程控制設備、監控設備也得到了非常廣泛的應用。由此看來,各種家用電器網絡化的發展也已經開始。由此可以知道,在未來,機電一體化也將會朝著網絡化的方向發展。
2.3更加環保化
環保,是一個非常重要的主題,也是人類在發展過程中不可忽視的、永恒不變的主題。如今,社會上的發展、變化,都需要秉承著環保的原則。因此,機電一體化技術的發展,也需要符合環保的主題。而且,機電一體化的環保化發展,不僅符合人類發展的基本原則,還是機電一體化技術在新時代下的一種重要發展趨勢。
2.4更加個性化
從本質上來說,不同種類、型號的工程機械,對于機電一體化的要求也存在差異。這種現象也就意味著,機電一體化也將會朝著個性化的方向進行發展。只有機電一體化本身具有個性化的特點,才能夠充分地滿足不同種類、型號的工程機械的需求。
關鍵詞:機電一體化;工程機械;應用;研究
機電一體化也被稱之為機械電子學,它是機械制造技術、微電子技術、計算機技術和信息技術相互影響、滲透結合而形成的一門新產生的復合性學科。現當今使用的機電一體化技術,是在眾多機械功能的基礎之上發展融合而形成的,主要是在機械的動力功能、信息功能和控制功能之上加入先進的微電子技術,這樣的機電一體化技術有了全新的進化,在應用上也有了新的突破。機電一體化技術的應用最先是開始是在汽車行業中,開始是用于生產制造簡單的零件,隨著專業技術的不斷更新進步,機電一體化的應用越來越廣泛了,從簡單的使用逐步推廣到工程機械行業中,這樣的舉措從根本上改變了工程機械的制造模式,實現了工業上的自動化、智能化、并且在很大程度上節省了能源。
1機電一體化概述
“機電一體化”這一個詞起源于上個世紀70年代的日本。隨著微電子技術的發展,并且應用于機電一體化極大地促進了機電一體化技術的完善,也使它的應用更加廣泛。應用機電一體化技術最大的影響就是對產品的影響和生產工藝過程的影響。但是機電一體化不是簡單地微電子技術和機械的相加結果,它是為了推動機械構件的動力功能、控制功能和信息處理功能而引進的電子技術,是在以前有的控制、系統化、信息等理論基礎上建立起來的全新的應用技術,是電子化設計,機械裝置和軟件等所有部件的總稱。微電子技術用于機電一體化應用于產品的生產,可以提高產品的性能和增添一些新功能。微電子技術用于生產工藝過程,可實現自動控制和現代化管理。機電一體化設備和其他自動化設備的廣泛應用,不僅大大提高生產率,而且是實現生產過程自動化和無人化的重要途徑。
1.1機電一體化的發展
先進的科學技術推動著機械工業的發展,使機械工業技術不斷的改造完善,更好地服務于人們,隨著計算機技術和微電子技術的誕生和發展,進一步的推動了機電一體化發展的進程。現在的機電一體化已經發展成為一門理論體系完整的新興學科,主要包括機電一體化產品和機電一體化技術這兩個方面。機電一體化的發展經過了三個階段的路程,第一個階段是萌芽階段,在上個世紀70年代之前“機電一體化”這一個詞還沒有出現,但是當時的人們都已經開始將電機技術運用于生產工作中,并且有相當一部分人是支持這一做法的,這樣的做法很大程度上提高了機械產品的功能和質量,但是由于當時的科學技術的落后,就沒有深入研究電子技術和機械生產的結合;第二個階段是發展階段,隨著科學技術的發展,電子技術得到了很大的發展,并且“機電一體化”這一詞首先在日本得到提出,機電一體化的技術得到了技術支持,得到了很大的發展進步,在機械行業也得了更廣泛的應用;第三個階段是在快接近21世紀,各種計算機技術的大力發展,逐步進入智能化時代,這一項技術的進步使得機電一體化進入智能化階段。隨著光學技術和微電子技術的出現,機電一體化邁入了新的階梯,在人工智能、自動化等方面有非常廣泛的應用。
1.2幾天一體化的特點
機電一體化在機械工程方面有著非常重要的應用,這與它多樣化的特點是分不開的。在機電一體化的發展過程中主要集聚了數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化和綠色化等特點[1]。數字化的特點給予了機電一體化有非常高的可靠性、容易操作的、維護性強等特點,由于數字化的普及,將機電的遠程操作、自我診斷和修復變得現實,也變得更加方便;智能化是使機電一體化產品具有一定智能性,擁有復雜的邏輯思考、推理判斷、自行決策的能力,這樣會給機械產品的使用操作和維修帶來很大的方便;計算機技術的不斷發展,讓機電一體化的網絡化變得成為現實,機電一體化的網絡化,使得遠程控制的設備得以完善,使這項技術變得更加好用;隨著現代企業的發展,現有許多生產機電一體化相關產品的廠家,生產工藝繁多,技術不等,在模塊化規范的作用下,使得現在生產的機電一體化產品的質量更加容易把控,得到保證等等。
2工程機械概述
工程機械技術理論的完善和進步,為現代機械的發展提供了發展的方向,為機械發展的問題,提供了解決的方向,增加了機械的信息處理能力。
2.1工程機械的概念
工程機械是在工程建設中使用到的施工機械的總稱。現階段在中國存在的品種非常用,廣泛地應用于多個行業,比如向建筑、水利、電力等工程領域。現在來說凡是在土石方施工工程、路面建設與養護、流動式的裝卸工作和多種的建筑工程中必須要用到的機械產品都可以被稱之為工程機械。
2.2工程機械的分類
傳統的工程機械可以分為7個大類和18個小類,可以讓人們更加詳細的區分各種工程機械的用處。大的7類工程機械可以分為:建筑機械、礦山機械、水電工程機械、道路(包括鐵路和公路)工程機械、林業機械、港口機械和起重運輸機械。另外更小的分類可以參考《工程機械理論》[2]。
3機電一體化在工程機械中的應用
隨著現代工程技術的發展,對工程施工工藝的好壞作用,受到工程機械更方面的性能、其自動化程度的影響。在此同時,工程機械的功能與機電一體化有著非常直接的關聯作用。
3.1機電一體化與工程機械的關系
在工程機械中加入機電一體化技術,可以在很到程度上增加和改善工程機械的性能和質量,這樣可以讓工程機械的經濟價值、安全可靠性和操作性能有了非常發的改善。微電子技術的發展使機電一體化技術有了很大的進步在使用上有了新的突破,并且現在電子控制技術的應用越來越廣泛,深入到工程機械的很多領域中。未來隨著機電一體化技術不斷的完善,將會是工程機械更加趨向于網絡化和智能化[3]。
3.2機電一體化技術在工程機械中的應用
現在工程質量與機械的質量有著非常直接相關的作用,,好的工程機械尅明顯提高工程施工的質量。而機電一體化的在工程機械的利用,可以大大的提高工程機械的性能,使工程施工的過程變得更加簡單方便。下面就對機電一體化對工程機械的幾個改進方面作出說明。機電一體化的應用可以大大提高在作業完成時的精確度,微電子技術的進步大大的促進了機電一體化技術的發展,隨著電子控制技術廣泛應用,電子控制也逐漸應用到工程機械中,這樣就保證了設備的精確性;機電一體化技術的應用,使得工程機械在使用過程中的耗能得以降低,并且生產效率有所提高,主要是因為隨著技術的發展機械中的節能控制器可以大大提高攻城機械對燃料的利用率;加入機電一體化技術的工程機械具有了電子監控、自動報警和自己診斷故障的功能,這是因為在機械中添加了更多的電子監控和故障診斷系統之類的傳感器,可以實時的監測到機械的運行狀態;在安全保障問題上,是每個工程機械都在不斷完善的問題,可以利用機電一體化技術對機械安裝各類限制器,和實現無人駕駛。
4結語
總而言之,隨著現在計算機網絡信息的發展,微電子控制技術將被作為核心技術來使用在機電一體化技術中,可以提高改善該項技術的性能。機電一體化技術在工程機械中的應用已經進入到了大范圍的使用階段了,并且今后還可以有非常大的發展空間。
作者:白丹 單位:許昌學院
參考文獻:
[1]郭寶生.機電一體化技術概況[J].電子制作,2008(5):6~7.
關鍵詞:礦山機械 機電一體化
隨著社會的進步、科學技術作為生產力的代表在促進社會進步的同時其自身也得到了突飛猛進的發展,并且在各科學技術之間出現了一種相互融合的趨勢且這種趨勢在持續加強。機電一體化技術作為這種科學技術之間相融合的一大產物,其作為一種科學技術在促進社會進步、經濟發展方面起著重要作用。機電一體化技術對社會的這種促進作用體現在社會的各個方面,如:工程機械。機電一體化技術在工程機械的發展中必將占具舉足輕重的地位,已成為工程機械發展的核心要素之一。
1機電一體化概述
機電一體化作為一門獨立的交叉學科,具有跨學科性、綜合性性的特點。現代信息時代的到來,尤其是現代計算機技術的不斷改進和完善,促使機電一體化飛速發展并且在現實生活中得到前所未有的廣泛應用。
2機電一體化發展趨勢
隨著各科技術的不斷發展、相互融合,以及社會經濟發展對機電一體化提出的必然發展需求,導致機電一體化在未來的發展過程中將呈現以下幾大趨勢:
(1)智能化。人工智作為科技進步的一種體現,代表著一種新的生產力,在問世之初就得到了社會各個方面的關注。“智能化”的主要描述對象是機器設備的行為,這是各科學技術相互融合的一個必然結果,即結合控制理論、計算機科學、心理學等新思想,使機器本身如同人類一樣具有邏輯、判斷以及自主決策等能力,從而更好的控制發展進程,實現目標。
(2)微型化。微型化主要指的是物體的體積方面,泛指機電一體化產品的體積之小,其尺單位一般用毫米,甚至是微米、納米。微型化的主要特點是主要體現在:體積小、耗能小、運動靈活。機電一體化技術的微型化將在社會的各個方面得到應用,尤其是精細化的行業和部門,如:醫療、軍事、信息等多個方面。
(3)綠色化。社會的持續發展給人們帶來巨大改變,在物質豐富、生活舒適的同時,資源減少,生態環境嚴重污染等問題要同時浮現。在保護環境成為社會發展的必然前提的社會環境下,綠色產品的概念應運而生。作為綠色產品必需滿足符合環境保護及人類健康這兩大硬性指標,這主要體現在其產品的設計、產品的制造過程、產品的使用以及使用后期的銷毀的幾大方面。而作為機電一體化這一特殊的對象,其綠色化主要體現在產品的使用以及使用后期的銷毀的兩大大方面,即在使用的過程中不污染生態自然環境,同時能夠回收利用。設計綠色的機電一體化產品,順應了時代的發展要求,將具有廣闊的發展前景。
(4)模塊化。在現實社會的生產過程中,生產具有標準的、統一接口的一體化產品需要具備兩大方面的因素:第一、一體化產品的各種類具有明確的技術標準,第二,生產機電一體化電子產品的廠家能夠嚴格按照各種類的技術標準進行生產,且所生產的產品各項技術指標過關。但是,現實社會中這兩方面的因素不能夠達到生產標準化、統一接口的機電一體化產品單元,成為一項十分復雜的事情。但研制和開發具有標準接口機電一體化產品單元本身對于機電一體化的發展是非常重要的事情。
(5)網絡化。隨著網絡技術的發展,科學技術、工業生產、人們生活等方面都發生了重大改變。在全球經濟發展過程中,各產品的生產、銷售等各個環節都隨著網絡的全球化納入到全球經濟發展過程中,各企業之間的競爭也隨著這種進程呈現出全球化的態勢。可以毫不夸張的說,只要研制出的機電一體化新產品滿足社會需求且質量保證,暢銷全球將不是問題。
3機電一體化技術在工程機械中的應用
機電一體化技術在被引進工程機械這一領域后,其應用領域及范圍非常廣泛,這主要源于機電一體化技術在工程機械領域所產生的以下幾大方面作用:
3.1監督與控制
機電一體化這一技術被引入到工程機械領域之后,在該領域所發揮的作用主要是利用電子一體化產品的各種功能如智能化,其所發揮的作用主要多種多樣,其中監督與控制作用是在該領域所發揮的關鍵作用之一。監督和控制主要是利用了機電一體化的半智能化特點,對工程機械的使用過程及故障的出現進行自動的監督和控制,從而減少相關事故的發生,提高安全性。這主要體現在以下三大方面:第一、電子監控,第二、自動報警、第三、故障自診。
3.2節能降耗
沒有將機電一體化引入至工程機械領域時傳統意義上的工程機械領域,存在一個非常突出的問題:功能與功能之間無一定的相關性、聯系性,呈現相互杜歷的態勢,這就致使各功能之間不能進行有機的協調統一,從而致使設備的利用效率偏低,生產資源浪費相對比較嚴重。
3.3提高作業精度
產品的作業精度直接影響著工程的質量,對于工程所具有的各種效益必將產生直接的影響。這不僅體現在施工過程中,在簡單的產品生產過程中同樣如此。一般情況下,機床加工的不良產品的成因主要是人的因素,即人的技術水平以及操作經驗。機電一體化技術在工程機械中的引用,很大一方面是借助電子系統的精密控制系統,從而,不僅實現了其自動化、智能化,而且同時減少人為因素引起的各種失誤和偏差,從而提高工程機械工作的精密程度,確保產品質量。
3.4降低勞動強度
目前,工程機械施工操作過程中呈現的自動化或者半自動化這一特點,是對機電一體化技術引入后的一個必然結果。這促使在施工過程中,勞動者的勞動強大得到大大降低,同時能夠在同時間段內完成各種不同工作,促使工作效率得到大大提高。
【關鍵詞】 機電一體化 系統 設計 應用
1 機電一體化產品的構成及特點
1.1 機械系統
機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎,因此對機械結構提出了更高的要求,需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。除一般性的機械強度、剛度、精度、體積和重量等指標外,機械系統技術開發的重點是模塊化、標準化和系列化,以便于機械系統的快速組合和更換。
1.2 動力系統
動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能,去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主,包括電源、電動機及驅動電路等。
1.3 傳感與檢測系統
傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量,同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定,為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現,對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。
2 機電一體化設計的關鍵技術
2.1 精密機械技術
機械技術是機電一體化技術的基礎,因為機電一體化產品的主功能和構造功能大都以機械技術為主得以實現。在機械傳動和控制與電子技術相互結合的過程中,對機械技術提出了更高的要求,如傳動的精密性和精確度的要求與傳統機械技術相比有了很大的提高。在機械系統技術中,新材料、新工藝、新原理以及新結構等方面在不斷的發展和完善,以滿足機電一體化產品對縮小體積、減輕重量、提高招度和剛度以及改善工作性能等方面的要求。
2.2 信息處理技術
信息處理技術是指在機電一體化產品工作過程中,與工作過程各種參數和狀態以及自動控制有關的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析等。在機電一體化產品中,實現信息處理技術的主要工具是計算機。計算機技術包括硬件和軟件技術、網絡與通信技術、數據處理技術和數據庫技術等。在機電一體化產品中,計算機信息處理裝置是產品的核心,它控制和指揮整個機電一體化產品的運行,因此,計算機應用及其信息處理技術是機電一體化技術中最關鍵的技術,它包括目前廣泛研究并得到實際應用的人工智能技術、專家系統技術以及神經網絡技術等。
2.3 檢測與傳感器技術
在機電一體化產品中,工作過程的各種參數、工作狀態以及與工作過程有關的相應信息都要通過傳感器進行接收,并通過相應的信號檢測裝置進行測量,然后送入信息處理裝置以及反饋給控制裝置,以實現產品工作過程的自動控制。機電一體化產品要求傳感器能快速和準確地獲取信息并且不受外部工作條件和環境的影響,同時檢測裝置能不失真地對信息信號進行放大和輸送及轉換。
2.4 自動控制技術
機電一體化產品中的自動控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、校正、補償等。機電一體化產品中自動控制功能的不斷擴大,使產品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制,機電一體化產品在工作過程中能及時發現故障,并自動實施切換,減少了停機時間,使設備的有效利用率提高。由于計算機的廣泛應用,自動控制技術越來越多地與計算機控制技術結合在一起,它已成為機電一體化技術中十分重要的關鍵技術。該技術的難點在于現代控制理論的工程化和實用化,控制過程中邊界條件的確定,優化控制模型的建立以及抗干擾等。
3 機電一體化產品設計方法
3.1 產品可行性研究
通過實際調查和研究,掌握對所設計產品的市場需求,并進行可行性論證,從而確定產品設計的基本方案,其中包括預測投資總額、組成部件價格、產品的性能價格比以及經濟評價等。
3.2 基本設計階段
在基本設計階段要提出必需的主要技術,其中包括硬件技術和軟件技術兩個方面。硬件包括產品的結構元件和控制元件,軟件包括操作系統和控制系統。在進行整個系統設計時,必須提出幾個方案進行比較,從中選出較優的方案。
3.3 詳細設計階段
詳細設計包括業務分工、程序設計、操作系統設計、工藝設計、設備設計、總體設計、控制系統設計、安全保護設計等。在開發性產品設計過程中,要擬定產品的各項性能指標參數,通過計算選定所用的設備,從而進一步完成機構設計、運動和性能設計以及控制設計等。
3.4 實際運行試驗
這一階段的工作主要包括產品工作性能檢驗和改進以及產品性能評價。產品工作性能檢驗的目的是進行生產周期和生產率測定,進行故障分析和考察故障時間等。改進是指對產品存在的問題提出改進措施以提高產品的性能。產品的性能評價包括技術評價、經濟評價兩個方面。這一階段是產品設計過程的總結階段,目的是通過對已確定的操作系統的具體使用,檢驗其實際的使用價值。
在實施機電一體化產品設計的過程中,要正確處理好質量與成本、市場需求與技術可能性、長期發展和短期利益之間的矛盾關系,在滿足市場需要的前提下,使產品具有足夠的競爭力,同時又要符合當前實際情況和技術可實現性,以保證產品獲得最大的技術經濟效益和社會效益。
參考文獻:
關鍵詞:機電一體化技術;發展趨勢;產品功能;協調和綜合
現代技術革命總是伴隨著學科間的交叉和大綜合,通過這種交叉和綜合總是能夠推動工業技術的飛速發展,當前微電子技術和計算機技術的結合就推動了機械工業的技術變革,這就使得機械的加工、結構、功能等方面都會產生較大的變化,機械加工有電氣化已經進入了機電一體化時代,工業生產到了極大的提高。
從當前科學技術的反戰大趨勢來看,機電一體化是個必然趨勢,也是科技革命的必然產物,機電一體化的發展必將影響傳統機械、電氣工業化工生產,逐步引領工業產業結構向智能化、自動化、高效能的方向發展。
1 機電一體化技術特點
機電一體化的結構功能主要包括:整體功能、動力功能、信息處理、控制功能等方面,尤其是控制功能結合現代電子技術的設計,通過相應軟件實現自動化的控制,構成了一個完整的機電一體化系統。機電一體化從交叉學科而來,目前已經是自成一體,具備了具有自身專業特色的新的學科,其總的特征是:綜合運用自控技術、機械技術、計算機技術、傳感、技術、接口技術和電力電子技術的合理配置,實現最優化的系統工程,在功能上能夠實現高效能、多功能、高可靠性的目標,其核心技術包括軟件和硬件,硬件的要求是比較高的,涵蓋高性能的機械本體,傳感器和驅動信息單元。軟件部分主要是起到保證準確性和可靠性的控制程序。
機電一體化技術和相應的產品已經滲透到各個領域涵蓋范圍廣泛,目前我們所能接觸到的所有工業生產領域都已經覆蓋了機電一體化的技術,其生產產品根據專業類別分為“數控機械類、電子設備類 、機電結合類、電液伺服類、信息控制類”。
2 機電一體化技術的應用發展
在制造業技術高速發展的今天,應用機電一體化的產品也是層出不窮,在2013年我國新增機器人3.7萬臺,成為全世界2013年機器人數量增加最多的國家,據統計在2014年新增機器人數量已達到5.6萬臺,從這個方面也可以看出智能化、自動化結合微電子技術的行業發展是機電一體化的發展大方向,通過機電一體化技術的發展將帶動各個行業共同的發展。
2.1 發展歷程
“機電一體化”很多人簡單的理解為機械與電子的結合。在早期我們國內剛剛接觸到機電一體化時僅是將機械和電子學的簡單融合,稱作機械電子學,近些年由于其不可抵擋的發展勢頭,機電一體化的的稱謂更加適合。機電一體化技術的發展離不開微處理技術的進步發展,微型芯片技術的進步必將帶動相應的數控、機器人、電子控制等機電一體化前沿技術的革新,當然在不同的行業由于行業特殊性,也勢必存在相對低級的機電一體化,在當前應該是高級和低級并存,以效率優先為標準。隨著整個國家產業結構的升級和改變,我們越來越提倡綠色經濟,綠色工業,機電一體化也應向環保、節約的方向發展。另外在硬件方面,以電腦控制為主的機電結構集成化技術日趨成熟,而與之緊密結合的控制技術、驅動部分、機械結構部分都將提高集成化程度,高度集成化降低了使用和操作的難度,另外整體的機械效率也得到了較大提高。
2.2 技術應用
在現代機械制造業中充分利用電子計算機技術和現代制造技術,制造工程領域的新技術相繼誕生,如數控技術、柔性制造技術、現代集成制造系統、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業,利用機電一體化實現飲料自動灌裝,使單機的自動化程度有了較大的改善和提高,整個飲料生產及其包裝生產線的自控技術和生產能力得到了極大的改善,使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備。在金屬加工企業中利用CIMS技術將人與生產經營,生產管理和過程控制有機組合,連成一體,實現從原料采集到進廠技工,再到生產、加工、銷售發貨等等整個生產過程都有機電一體化的技術體現。
3 機電一體化產品的發展趨勢
今后隨著網絡技術和計算機技術的發展,機電一體化產品的發展趨勢將向智能化、微型化、網絡化、自源化、人性化、綠色化的方向發展。智能化即要求機電產品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、通用性、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控制操作、診斷和修復。目前我國擁有機床接近320萬臺,是當今世界上機床數量最多的國家,但是處于技術領先的數控機床不到一成,而在這些機床中大部分也都是一些普通數控機床。機床中的電氣傳動部件,近些年也在逐漸向交流傳動轉變,電氣傳動技術被交流傳動所取代是必然趨勢,數字技術的發展將復雜的矢量控制技術變為現實,而且交流調速系統的性能已經大大超過了直流調速水平。
機電一體化產品種類和生產廠家繁多,因此模塊化是一項復雜的工程。在產品開發設計時,利用標準化模塊開發出新的產品。模塊化是需要生產廠家統一認識,應該從行業發展角度出發,加速實現模塊化和標準化的進程。另外網絡技術的發展也會對機電一體化技術產生深遠影響,家庭網絡化可以將家用電器連接成集成家用電器系統,機電一體化產品無疑應朝網絡化、接近生活化方向發展。
4 結束語
隨著科學技術的發展, 機電一體化和各種專業技術相互融合的趨勢將越來越明顯,以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻:
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關鍵詞 機電一體化;機械電子工程專業
中圖分類號:G717 文獻標識碼:A 文章編號:1671―7597(2013)031-163-02
在電子技術和機械化程度日益提高的現代,人為控制機器已經難以滿足日常生產生活效率的需要,電腦對機械的控制成為了主流。并且在電腦控制機械生產的基礎上,機械的整個生產過程也由電腦控制,這就是機電一體化。給予機械一體化的進程,對機械一體化的人才需求也就越來越大,于是機械電子工程專業應運而生。本文將詳細論述什么是機電一體化、什么是機械電子工程專業以及這兩者之間的關系。
1 機電一體化的基本結構與發展
機電一體化是機器與電子的有機結合,他有著不同的要素構成,和結構組成。電子與機械的有機結合即克服了傳統機械的操作程序復雜也節省了人力物力,是一個傳統機械的替代品,有著非常好的發展前景。本部分將介紹機電一體化的基本結構與機電一體化的發展空間。
1.1 機電一體化的基本結構
機電一體化大體上是由傳統機械的機器本體構成及其工作的主要系統,他起著連接、傳送這些基本功能;機電一體化工作運行的推動元素是他的動力部分,動力部分為機械的工作提供活動力支持與保障是機械一體化的重要有機組成部分。
機械一體化的傳感部分起到分析并傳送信息的作用,他將機械與電子結合產生的數據加以分析,最終確定工作的方式與進程;驅動部分是在電子系統的指導下完成機械的工作內容;執行部分是由電腦下達命令,機械機型完成的有機部分;機電一體化最重要的組成部分就是控制以及處理信息的部分,這部分決定著機械的工作進度以及以何種方式工作。這就是機電一體化的各個組成部分,和各個部分在工作中的作用。
1.2 機電一體化的發展趨勢
目前機電一體化的進程不斷加快,其發展趨勢如下。1)機電一體化在向智能化的方向發展,智能化就是在原本電腦控制的基礎上更具備合理性和效率性,機電一體化的智能化發展就像最初的硬件手機與現在的智能手機的區別一樣。總體說來就是智能化更人性化,更能解決操作中的突發狀況或者說是提前就設定了應對解決突發狀況的解決措施。2)機電一體化更加環保,機電一體化進程使原本的柴油發電帶動發電機的情況得到改善,現在的機電一體化是電腦操控,解決了其中一些污染環境的問題,響應環保的口號,機電一體化也朝著更環保的方向發展。3)機械一體化朝著微機模式發展,顧名思義就是機械的規模與形式越來越小,這就要求機械的精密程度。這樣的發展趨勢有利于解決原始機械龐大的占地面積問題,可以使同一片場地發揮更大的效果。機械以替換的發展趨勢是更加進步與人性化,它是朝著一個操作簡單、綠色無害、精密程度高的趨勢更好的發展。
這就是機電一體化,它是機械與電子的有機結合,有著密不可分的有機組成部分,有著良好的發展趨勢。在這兩者的定義下,筆者希望日后機電的結合能夠更加密切,其各個組成部分能日漸精密完善使得整個機電一化得到優化;機電一體化能夠在屬于它的發展趨勢下日益發展完善,更好的滿足機電一體化進程的需要。
2 機械電子工程專業
在科技發展與時代進步的大背景下,機電一體化的進程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越來越大,接下來筆者將介紹機電一體化的人才來源――機械電子工程專業。
上文中我們論述了什么是機電一體化與機電一體化的發展趨勢,根據上文我們不難發現機電一體化已經在生產生活中日益重要,為了供應機電一體化所需要的人才,機械電子工程專業應運而生,上個世紀九十年代后期,一些高校開始設置了機械電子專業。機械電子工程專業的出現是為了響應現階段和日后的電子控制機械的主流趨勢,為了使自動化方面有更多可用人才。在機械電子工程專業設置上要注意很多的問題:第一要考慮新課程的課程設置方面,要在傳統的機械上有所發展又要估計學生的負擔,不能是學生在學習的過程中感到吃力或者是電子與機械兼顧的拖沓。第二就是機械電子專業是機械和電子的有機結合,電子與機械的側重點問題,在教授的過程中要二者兼顧,因為傳統機械是整個機械一體化的基礎而電子的計入是一個良性發展,很多新生代的同學更加重視電子方面,這是不科學的做法。總之機械電子工程專業是一個時代要求的必要專業,要安排好課程,明確側重點,最終達到滿足機電一體化進程下人才的需要。
3 機電一體化與機械電子專業
介紹過機電一體化與機械電子專業以后,接下來明確機電一體化與機械電子專業之間的關系。
根據上文我們不難發現,機電一體化與機械電子專業有著非常密切的關系,可以說機械電子專業是機電一體化的前身,以為機械電子專業所培養的正是機電一體化專業的對口人才,也就是說機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。機械電子專業所學習的內容就是機電一體化的具體內容。其中包括理論知識與具體操作,也就是什么是機電一體化、幾點一體化需要我們做些什么、在操作中會遇見什么問題并且該怎樣解決等。機械電子專業是為機電一體化培養人才的搖籃,在機械電子專業中學習的同學畢業后的前景就是在機電一體化應用的地方工作。而機電一體化在日常操作中所遇見的難以解決的問題和需注重問題就是機械電子專業研究的課題和研究方向。總之機電一體化與機械電子專業二者之間密不可分,互補互助,機電一體化的發展要求了機械電子專業的學科內容、機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。
4 結束語
在工業化和科技化日益發展的現在,工業與科技二者的有機結合也就是機電一體化已經成為科技進步和時展的必然。這時,機電一體化對人才的需求也就越來越多,從而導致機械電子專業的出現發展和人們。筆者在介紹什么是機電一體化、其組成部分和發展趨勢后介紹了機械一體化專業,意在使得機械一體化專業在培養人才時能夠根據學科特點和發展趨勢合理培養。同時筆者也期望機電一體化發展前景更廣闊的,機械電子工程專業能夠為機電一體化培養出更多人才使其為機電一體化更好的服務。
參考文獻
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關鍵詞 機電一體化;采礦工作;煤礦企業
中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)81-0062-02
隨著科技的不斷進步,各種電子計算技術取得了快速發展,自動化、智能化和遙感技術日趨完善和成熟。通過利用自動化技術,采礦行業生產效率大大提高,顯著增加了采礦產品的種類和提高了投入產出比,帶來了巨大的經濟效益。在采礦行業,機電一體化已成為主流技術變革方向,是加快礦山發展的重要促進元素,對我國采礦工業的發展具有十分重要的現實意義。
1 機電一體化的基本概念及其構成要素
1.1機電一體化的內涵
機電一體化是最近幾年新出現的自動化技術,并且很快得到了高速發展,成為許多行業技術改造的重點方向。所謂機電一體化,是指融合了電子信息、機械設備、電腦軟件等多門學科技術為一體的綜合技術,它綜合了不同學科知識和技術特點,將它們有機的整合在一起,形成了一門獨具特色而又具備廣闊發展潛力的技術應用方案,能夠有效提升工業生產效益和效率。
當前,機電一體化技術已得到了十分廣泛的行業應用,在輕重工業領域尤其普及。在采礦領域,機電一體化具有十分突出的作用,它是推行礦山生產自動化的必要條件,也是加快礦山產業轉型的重要促進因素,對于轉變礦山經濟增長方式,實現集約化生產具有長遠的促進作用和現實意義。
1.2機電一體化技術的特點
1)安全性高。機電一體化技術具備十分強大的應用功能,能夠實現自動監控、實時數據傳輸、緊急預警以及自我更新和恢復等智能化操作,對于在生產過程中出現的任何意外情況,例如電路短路、工作負荷過大、電機失靈等問題,都能夠及時檢測并報警,可以有效防范事故風險的發生,不斷提高生產安全性和穩定性,保證良好的安全生產環境,提供企業的綜合生產效益;
2)實操性強。機電一體化技術所采用的各種設備具有高智能化特點,大大降低了人工操作的工作量,使得操作過程更加簡單和規范,避免了由于人工操作帶來的各種失誤,顯著提高了生產過程中的安全性和穩定性。通過機電一體化生產設備生產出來的產品,由于采用了規范的操作步驟和技術處理,使得產品規格和精度更加趨于一致性,能夠有效提高整體產品的達標率,降低次品率,提高產出綜合效益;
3)實用性大。與機電一體化技術相配套的各種設備和儀器,都具有較高的自動化水平和智能化程度,能夠有效提高日常保養和故障檢修工作性能,可以通過提高相關配套儀器和設備的自動化程度來加強整個一體化生產系統的自動化水平,降低人為因素對生產設備操作的不利影響,從而不斷提高生產操作的規范化水準,保證更高水平的工作質量和效率,提高企業的總投入-產出比。
2機電一體化的核心技術構成
通過對機電一體化概念及其特性的論述,那么對于機電一體化的構成,如何推動機電一體化在采礦過程中進行運用,這些都需要我們從如下幾個方面予以重視:
1)機械本體技術。要改善和提高機械設備的總體工作效率,必須從三方面來努力:自身重量、加工精度和產出量。當前,機械加工對象都是各種金屬材料,降低加工自身的設備重量,可以有效提升機械加工效率,一般考慮利用非金屬材料配件來置換不重要的金屬部件。通過降低加工機械設備自重,可以提高加工設備小型化水平,不斷提高加工設備的工作反應速度,降低能耗,提高加工效益。
2)信息處理技術。機電一體化與信息技術的融合程度正在不斷深入和加深。為了提高機電一體化的應用水平和生產力,可以通過信息化改造來實現。例如可以改進生產信息管理系統的工作效率,來提高信息化對促進機械生產力的促進作用。利用信息科技提高工業生產綜合效益,是未來工業技術發展的主要方向之一。
3)信息傳感技術。機電一體化的傳感技術主要是因為它可以通過光纖和電纜傳感器能夠提高其傳感器的安全性以及可靠性,在采礦應用過程中具有很高的安全性能,對防止電磁干擾具有很大的抵抗功能。所以,機電一體化的傳感技術在采礦中的應用就有很大的使用價值和作用。
3機電一體化在煤炭生產中的應用
3.1礦井安全生產監控系統
從實際工作情況來看,許多煤礦使用的監控系統都存在或多或少的問題,其中最突出的問題就是傳感器工作效率不高,在日常工作中,容易出現性能不穩定的情況,使用期限比較短,故障率較高。雖然有不少學者這對整個問題進行了深入的研究,并取得了較大的成果,但是總體上看,還亟待繼續提升和改造其工作性能。
在發達國家中,其科技水平相比發展中國家更高,這些國家的計算機信息技術一直保持在國際領先前列。近年來,計算機及其網絡發展極其迅猛,計算運行效率和速度不斷提升,信息網絡硬件不斷發展,光纜替代了傳統的金屬電纜,信息存儲格式也有單一的數字文字發展到圖片、視頻等更為先進的表達方式,上述技術的發展和進步,為煤礦安全行業技術發展帶來了巨大的促進作用,顯著提高了煤礦安監技術總體水平。我國煤礦安監行業技術也獲得了較快發展,在各種科研機構的努力下,機電一體化技術正在各大礦山推廣和普及。
3.2機電一體化技術在采煤機中的應用
國內礦山機電一體化的一個典型代表就是采煤機的技術改造。1992年,北京煤炭技術研究所與捷克克萊亞公司合作,研制出了國內首臺薄煤層強力爬底板電牽引采煤機,自此之后,國內電牽引采煤機得到了十分迅速的推廣和普及,大大提高了采煤工作效率。與此同時,武漢機械廠、重慶機床廠、長春重型機械生產廠、寶雞煤炭設備加工廠等都開始建造性能更好的電牽引采煤機,贏得了市場的追捧。經過數十年的發展,我國電牽引采煤機技術已日趨完善和成熟,極大促進了國內煤礦行業的綜合生產效益的提高。
3.3機電一體化技術在帶式輸送機中的應用
帶式輸送機在我國各大煤礦生產基地得到了十分廣泛的普及和應用,它具有輸送量大、性能穩定、工作周期短等突出優點,成為近年來煤礦機電一體化技術改造的重點對象。
當前,使用最普遍的是CST可控軟啟動裝置。它具有良好的綜合工作性能,能夠針對煤礦、金屬礦的開采提供超長距離運輸,實踐證明具有較高的工作效率。由于技術條件限制,我國煤礦企業在使用帶式運輸機時,中間驅動點的設計通常不超過三個,這直接影響了輸送機的單位產出和總體工作效率。同歐美等發達國家相比,我國輸送機采用的安監技術相對落后,在使用期限、精度、穩定性以及單位產出方面都稍遜一籌。
4 機電一體化在采礦過程中應用的發展趨勢
在信息技術不斷進步和發展的促進下,機電一體化技術獲得了高速發展機遇。近年來國產的機電一體化裝備正逐步朝著智能化和自動化方向發展,為礦山專門定制的機電一體化設備具有小型化、功能簡單化和穩定性等突出優點,大大提高了礦山生產加工效率,有效降低了人力資本的投入,大大減少了礦山安全事故突發率,為煤礦行業的健康發展作出了突出貢獻。那么機電一體化未來發展趨勢如何,筆者認為主要表現如下幾個方面:
其一,為了推動機電一體化技術在采礦業的廣泛運用,這就需要進一步優化機電一體化技術,比如在信息自控方面還需要加大技術支撐,不斷使其得到完善;
其二,隨著信息技術的不斷發展和升級,機電一體化在近幾年技術日益成熟,并在各領域的運用也取得了一定的成果,所以未來采礦業將可能普及這種技術在采礦過程中的運用,以便于提高其生產效率;
其三,隨著信息技術的發展,未來的機電一體化在采礦業的應用將十分普遍,機器人將有可能在采礦機電一體化的發展中成為研究重點。
5結論
總之,通過本文論述,我們在對機電一體化這項技術逐步了解的前提下,我們深知:對于如何使其在煤礦企業中得到落實和運用還需要很多工作要做,但無論如何,我們必須重視機電一體化在采礦中的作用,最大發揮其在行業中存在的潛在價值,在煤礦企業開采過程中嘗試落實這些技術的應用,為提高煤礦企業生產效率創造良好條件。
參考文獻
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