机电一体化核心技术范文

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机电一体化核心技术

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关键词:物联网;机电一体化核心技术;发展趋势

Abstract: along with the development of technology, the world is entering from the Internet era the era of the Internet of things. In the era of Internet of things, electromechanical integration itself is changing. This paper from the network perspective, the core technology of mechanical and electrical integration of the overview, forecasts the development trend of electromechanical integration technology.

Keywords: Internet of things; electromechanical integration; key technology; development trend

中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

一、引言

物联网又称传感网,是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮[1],是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术。世界各国均将物联网作为国家发展战略,以此提升经济发展。

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术,使得机械设备的动力、信息处理与控制等部分的功能呈现自动化、智能化状态[2]。

机电一体化技术是物联网时代的支撑,伴随着物联网的不断发展和推进,机电一体化的核心技术和发展趋势也会发生相应的变化。

二、机电一体化的核心技术

1、机械技术[3],是机电一体化的基础。机械技术不仅要考虑如何与机电一体化技术相适应,而且要利用新材料、新技术、新工艺从改善性能、减轻质量、缩小体积和提高精度等几方面考虑,为机电一体化提供性能优良的机械平台。

2、信息处理技术,为进一步发展机电一体化,必须信息处理技术和机械技术相结合,使设备具备数据采集、数据存储、数据处理、智能决策等功能。提高设备的数据处理速度、可靠性、抗干扰性及兼容性等问题就必须依赖信息处理技术。

3、传感器技术,传感技术也是物联网的核心技术之一。传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。

4、系统集成技术,即在系统工程科学方法的指导下,从系统和客户的角度出发,将若干功能模块集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,连接成为一个完整可靠经济和有效的整体,使之能资源共享、协同工作,达到整体性能最优。

三、机电一体化发展趋势

进入21世纪以来,随着电子技术、网络技术、微电子技术发展,社会发展日新月异,现在社会正从互联网时代进入物联网时代。物联网给我们构建了一个十分美好的蓝图,正如“智慧的地球”中所描述,在未来,通过物物相联的庞大网络实现智能交通、智能安防、智能监控、智能物流以及家庭电器的智能化控制[4]。在物联网时代,机电一体化也必将呈现特殊的发展趋势。

第一,智能化。智能化就是将计算机技术有效应用到机械设备中,使机械设备可以按照程序命令进行运作。除了生产机械设备向着智能化发展,机电一体化技术应用的另一个方面---机器人,也在向着更加智能化方向发展。随着机电一体化技术智能化的发展,机器人将会被赋予人的行为,其行动也将更为灵活,还可以有思维能力,比如逻辑判断,自我决策能力等[5]。

第二,M2M(Machine to Machine)。伴随着智能化,M2M是机电一体化的重要发展趋势,它是机器和机器之间的一种智能化、交互式的通信。也就是说,设备被赋予了更多的“思想”和“智慧”,且不是独立的个体,而是相互联系的有机体,机器会根据既定程序主动进行通信,并根据所得到的数据智能化地做出选择,对相关设备发出正确的指令。

第三,绿色环保。环保化的机电一体化技术主要体现在产品在设计、生产、包装、使用,甚至销毁过程中,都要尽量提高对资源的利用率,减少对环境的污染,保证产品的使用效率。其特点是,资源利用率最高、污染最小(或无污染)、可循环使用。绿色环保不仅是技术发展的需要,也是人类可持续发展的需要[6]。

四、结束语

本文介绍了物联网时代下机电一体化的核心技术及发展趋势。机电一体化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。在信息技术快速发展的今天,机电一体化也有了新的内涵和发展趋势。在当今世界上,机器设备的数量至少是人的数量的4倍,故机电一体化的发展会有更广阔发展前景,而且机电一体化的发展也必然促进经济发展和社会变革。

参考文献:

[1]物联网白皮书.工业和信息化部电信研究院.2011.

[2]刘庆民.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技致富向导,2011,(12).

[3]胡家华.机电一体化技术的应用及其发展趋势[J].中国高新技术企业,2011,(21).

[4]刘立琦.物联网发展应用给经济社会带来的影响[J].物联网技术,2011(7).

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关键字:机电一体化核心技术应用范围发展趋势

中图分类号: TU85文献标识码:A

机电一体化技术是将机械技术、信息技术、电工电子技术以及其他技术等进行有机结合,并综合的运用在实际工作中去的一项跨学科综合技术,在经济飞速发展的今天,机电一体化技术被广泛的应用。

一 机电一体化的核心技术

机电一体化是各项技术的综合,其核心技术主要机械技术、系统技术以及自动控制技术等,下面本文就简单的介绍机电一体化中的核心技术。

(一)机械技术

可以说,机械技术是机电一体化技术的基础,该技术的重点是怎样和机电一体化技术相协调,并利用其新技术来更新自身的发展观念,实现机械技术在结构上和性能上的转变,既能够满足体积和重量减少的要求,也能够实现提高精度改善性能的目标。

(二)系统技术

机电一体化中的系统技术就是以整体的概念组织和应用相关的技术,并从全局的角度出发,将总体分解成相互联系的各个系统单元。在该技术应用中,接口技术是一个关键的因素,是实现系统技术中各个部分相互连接的重要保证,因此说对于接口技术需要重点把握。

(三)自动控制技术

自动控制技术就是在自动控制的理论下根据经验和实际情况进行系统设计,设计后的系统仿真,该技术包括了速度控制系统、高精度定位控制系统以及自适应控制系统等,能够实现自动的信息记录和检索。

(四)计算机技术

计算机技术在机电一体化技术中占据着重要的地位,计算机技术和信息技术相融合,能够实现信息的高精度交换和存取,运算速度快且精确度高,同时计算机技术还包括了人工智能技术以及神经网络技术等,这些技术的应用对于机电一体化技术的发展都起到了重要的作用,所以说计算机技术是机电一体化核心技术中的关键因素。

(五)传感检测技术

传感检测技术是机电一体化技术系统中的感受器官,能够实现自动控制和自动调节,传感检测技术的功能越强大,整个系统的自动化程序就越高,因此说要采取措施提升传感检测技术的功能强度,促进机电一体化技术的发展。

二 机电一体化技术的主要应用范围

(一)数控机床

数控机床及相应的技术经过发展已经在结构和功能上获得了明显的提升,机电一体化技术的应用更能够实现操作和控制上的高精确度。如在开放性设计中,实现硬件结构和功能模块的层次性和兼容性,并符合接口的标准,这样能够提高使用效益;再如机电一体化技术能够为数控机床操作提供面向车间的编程技术,并能够实现二维和三维加工的动态仿真。除此之外,应用机电一体化技术还能够实现软件的模块化设计,这样既能够丰富数控功能,也能够实现对数控机床操作的多渠道控制。

(二)钢铁工业中的应用

机电一体化技术在钢铁工业中的应用主要在于交流传动技术的应用,随着电力技术的发展,该技术获得了飞速的发展,数字技术的发展带动了交流传动取代直流传动。现在无论是较大容量的电机或者是较小容量的电机,都能够使用同步的电机或者是异步电机实现可逆平滑调速。这一进步要得益于机电一体化技术的发展。

(三)制造业中的应用

在制造业中,机电一体化技术中的柔性制造系统能够带动制造业的快速发展,该系统是计算机化的制造系统,是由计算机、数控机床以及自动化仓库等组成的,在机电一体化技术的带动下,能够实现随机的且实时的进行制造生产,并且其生产能力能够满足制造业的需求,尤其是适用于多品种的小批量生产中更能够发挥功效。

三 机电一体化技术的发展趋势

上文中从机电一体化的核心技术及其广泛的应用两个方面进行了论述,随着科技的进步,机电一体化技术也朝着更为广阔的空间发展,下面本文就从以下几个方面论述几天一体化技术今后的发展趋势。

(一)数字智能化

计算机网络技术的发展为机电一体化的数字智能化设计奠定了坚实的基础,例如虚拟设计、集成制造等都将在今后的发展中成为可能。数字智能化要求机电一体化技术产品需要具备高可靠性、可维护性以及便捷操作性的特点,同时,高性能以及高速的处理使得机电一体化的产品具有一定程度的人工智能也是可能的,由此可见,数字智能化是机电一体技术今后发展不可避免的一大趋势。

(二)微型化

微型化是指机电一体化技术想着微型机器以及微观领域的方向发展,微型化起源于上世纪八十年代,随着技术的不断进步已经获得了较快的发展,微机电一体化的产品具有体积小的特点,这样能够大大的降低生产的能耗,节约生产成本,同时由于体积小运动灵活,能够广泛的在军事及医疗方面应用,具有其他技术不能够比拟的优势。由此可见,机电一体化技术向着微型化的方向在不断发展,有可能实现超精密技术的突破。

(三)模块化

机电一体化技术下的产品种类繁多,生产厂家众多,要研制出具有标准接口、动力接口等的机电一体化产品十分困难,但是有十分必要,因此说模块化是机电一体化技术发展中十分艰巨的任务,但是也是不可避免的一种趋势。例如研制出具有智能调速的机电一体化动力单元,具有图像处理和测距等功能的控制模块,这样能够更加清晰的进行操控,也能够在这些模块的基础上研发新型的产品,能够为机电一体化产品的生产厂商提供广阔的发展前景。

(四)集成化

机电一体化技术的集成化发展,这其中既包括了其核心技术的相互融合和渗透,也包含了各种产品的优化和组合,集成化能够实现机电一体化产品在生产中的同时加工、装配以及检测等多道工序,提高加工效率。为此可以将机电一体化系统中的各种功能进行分解,使各环节在实现协调运转的基础上再通过各项技术措施和硬件基础将各个功能层次实现联合,达到集成化发展的状态,这样能够使其性能和功能实现最大化。今后机电一体化的产品向着多品种和小批量自动高效生产的方向发展,为了保证生产顺利,集成化是一个具有潜力的发展趋势,能够将机电一体化技术的功能充分的发挥。

(五)绿色化

科学技术在带来便利的同时也会造成一定程度的污染,给生态环境造成破坏,所以可持续发展已经成为当前各行各业发展的大趋势,所以机电一体化技术的发展也要朝着绿色化的方向发展,实现产品生产的低能耗、低污染,产品使用之后还能够循环利用,高技术的绿色化发展不仅是今后发展的趋势,也是技术发展不能够忽视的一个关键因素。

结束语:机电一体化是一项综合性很强的技术,它融合了机械技术、信息技术等多个学科的知识,随着技术的不断进步各种技术的有点相互融合实现了机电一体化技术的不断发展。本文就以此为出发点,从机电一体化技术的核心技术、在实际中的应用以及该技术今后的发展方向三个方面进行了论述。技术的进步带动了机电一体化技术的发展,希望其在今后的发展中能够有更广阔的前景。

参考文献:

[1] 阮瑞雪 浅谈机电一体化技术及其发展趋势 科技信息,2011年第17期

[2] 关善武 浅谈机电一体化技术的现状和发展趋势 新课程(中),2009年第S1期

[3] 张克明 浅谈机电一体化技术发展状况与趋势 中国科技博览,2012年第19期

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关键词:机电一体化;核心技术;发展进程;发展趋势

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术,是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速,机电一体化产品更日新月异。

一、机电一体化的核心技术

1.机械技术:是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2.计算机与信息技术:其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术:即以整体概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。

4.自动控制技术:其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5.传感检测技术:是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。

6.伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

二、机电一体化的发展进程

1.数控机床问世:自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。

2.微电子技术的发展:我国的集成电路产业起步于1965年,经过30多年发展,已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

3.可编程序控制器(PLC)的应用于工业:上世纪60年代后期,美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController(MODICON)取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟,全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向现场总线网络的体系结构,采用开放的通信接口,如以太网、高速串口;采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统,正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展,趋向于建立同一硬件平台,运用同一个操作系统、同一个编程系统,执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现:以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术,它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就,成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科,对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

三、机电一体化向智能化迈进

20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,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崭露头角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有:

1.智能化:是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向,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。

2.网络化:20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.微型化:兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

4.绿色化:机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。绿色产品在其设计、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。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。

5.系统化:其表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。

结束语:

当然,机电一体化的发展不是孤立的,与机电一体化相关的技术还有很多,并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,机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

参考文献

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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).

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关键词:中职院校;综掘类专业;煤矿机电一体化;综合实训

【中图分类号】 G718 【文献标识码】 B 【文章编号】 1671-1297(2012)07-0006-02

中职院校的教育主要是为社会经济建设和发展培养高素质的劳动者和高技能的实用型人才,课程的设计就应以就业为导向,突出职业能力培养的重要性。为应对现时社会经济发展需要,大部分学校需根据社会需要及自身情进行相应的调整,选择企业所需人才方向对在校生进行课程的设置和培训,以达到中职院校培养人才的目标。因此,突出实践技能,培养学生的岗位适应能力就成为了教学的重点之一。

一 机电一体化综合实训对于综掘类专业的意义

随着现代化工业生产的发展,由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈互相渗透而形成的机电一体化技术,已成为当今工业科技的重要组成部分。

随着机电一体化设备和技术在煤矿生产中的大量应用,这必然需要大量掌握机电一体化技术的技能型人才从事机电一体化设备的操作、维修、检测和管理工作。为了适应煤矿生产中机电一体化设备和技术的应用和发展,以及相关产业的需求,中职院校在综掘类专业就得开设机电一体化综合实训课程,进行项目实训课程的教学探索。目的是培养学生的职业技能和职业素质,为进入企业顶岗实习做好准备,最大限度的增强对就业岗位的适应性。这样也有利于培养学生的实际动手能力、实践能力、创新能力、敬业精神和责任心,同时,也是学生完成专业知识向专业技能转变、学生角色向员工角色转变的重要过程,并可为学生将来的职业生涯发展奠定坚实的基础。

二 机电一体化专业机电综合实训的重要性

机电一体化专业培养的是具有机电一体化技术基础理论和专业知识,能从事机电一体化设备管理、应用、营销和技术服务工作等一线需要的高素质高技能人才,即毕业生要具备机电一体化技术综合职业技能。

实训是培养学生职业技能的重要手段,但目前部分高职院校的机电一体化专业学生缺乏机电综合实践技能和职业素养的系统性培训。机电一体化技术是一个系统工程,很多学生在毕业后往往只经过机械或电气技术的专项实训,无法满足一些需要机电综合技能的设备安装与调试、运行与维护岗位的工作要求;还有一些学生缺乏职业素养,缺乏职业道德和团队合作精神,跳槽频繁。但是如何培养学生的机电一体化综合职业能力,令很多高职院校十分头疼。原因在于部分高职院校的培养模式还不能完全适应行业的职业要求.缺乏良好的行之有效的机电综合实训模式。因此,随着职业技术教育改革的深化,在高职机电一体化专业教学中,有必要创新实训教学模式,强化机电综合实践技能和职业素养的培养,提高实训的效果。

三 实训课程的目标和建设理念

综掘类专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术等于一体的专业技能综合训练课程。课程必须紧扣煤矿机电一体化技术的核心技术环节,即检测、控制与执行三大技术环节展开,同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则。通过实训,使学生既能掌握煤矿机电一体化专业理论知识,也能从事机电一体化设备的操作、调试、维修、维护等方面的工作,并具有良好的职业素质。良好的职业素质是中职学生踏上工作岗位必不可少的基本要求之一,要想实现学校教育与岗位需求的有效对接,培养学生的职业素质也是中职教育的重要任务之一。我们应该通过素质教育体系中的显性实践环节和隐形实践环节完成,具体的建设理念是:①培养职业兴趣;②强化职业能力。因为要想做好工作,仅有兴趣是不够的,训练时既要强调相关的专业知识,又要强化分析问题和处理问题的能力,注重专业知识的应用;③培养学生的团队合作能力;④引导学生掌握职业情绪。在工作岗位上应当以热情的、积极的态度对待工作;⑤强化现代企业所要求的企业管理。

四 综合实训课程的模式及目标

1.采取类似真实工作氛围的实训教学模式

如本次实训采用机电一体化技能竞赛的方式,让学生分组,在规定的时间内,完成实训项目。这就相当于给一个班组一个工作任务,让其按照安装图纸和工作要求完成产品的安装与调试,实训结果就是一台真实的设备。由于具备一定的工作量,组与组之间有竞争,相当于形成了劳动竞赛。工作的压力要求本组同学进行分工,互相帮助,互相配合,便形成了紧张、进取、互助、团结的工作氛围,让同学们在实训中既锻炼了机电综合职业技能,也切身体会到职业素养的重要性。

2.实训课程的目标

机电一体化专业综合实训课程是集气压技术、液压技术、电机及电气控制技术、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通讯技术于一体的专业技能综合训练课程 课程紧扣机电一体化技术的核心技术环节,即检测、控制与执行三大技术环节展开.同时引入最新的网络控制技术。训练时应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心和以培养学生素质为中心的原则。通过实训,使学生既能掌握机电一体化专业理论知识,义能从事机电设备或自动化生产线操作、安装、调试、维修、维护以及设计改造等方面的工作,并具有良好的职业素质。

对于我们中职院校的综掘类专业而言,机电一体化综合实训的教学模式特别适合于这个实践性强的专业。在课程教学过程中, 充分发挥学生的主观能动性,提高教学质量,培养知识性、应用型的技能人才能发挥前所未有的作用。今后,随着职业教育改革的进一步深化,我们中职院校应不断总结出适合自身发展需求的教育教学方法,努力提高职业教育的水平和质量,为国家培养高素质的应用型人才。

总之,机电一体化综合实训是一项整体性、长期性、必要性的教学环节,应引起学校以及社会、企业等相关方面的高度重视,更需要我们的师生共同关注、努力和打造,想法设法的提高综掘类专业机电一体化的实训效果,把培养学生的技能落到实处,为我们的煤矿生产企业输送优秀合格的技能型人才,为国家的经济和社会建设出一份力。

参考文献

[1] 壮国桢.高职教育"行动导向"教学体系研究[D].华东师范大学博士论文,2007

[2] 葛雅新.技校生进行专业技能训练的必要性[J].中国教师与教学,2007

[3] 杨用成.高职学生学习动力初步研究[J].职业教育研究,2005〔8〕:7-8

[4] 孙艳莉.中等职业技术教育的教学改革与创新初探[J].科技信息,2008〔32〕:288,343

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【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景

当前,计算机、微电子技术的发展,开始广泛应用于机械工业领域之中,并逐渐发展形成机电一体化局面,改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析,加速机电工程一体化发展。

1机电工程技术应用分析

1.1机器构造

就机电工程技术而言,其应用期间涵盖多种生产机器,而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件,想要确保机械的运行效率,需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时,进行机械效率优化期间,仅考虑机器结构存在明显的片面性,还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁,但是随着传统机器产品市场竞争力的下降,开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料,通过新型生产原料的选择,不但成功降低了机器自身的重量,还降低了能力方面的消耗,在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。

1.2技术的优化

想要进行机电工程技术的应用,最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高,在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析,提高弱电控制线路,内容如下。

1.2.1电机

电机作为驱动机的代表,应用期间电机响应速度、工作效率存在问题,想要进行电机综合性能的提高,可以研发并选择新型驱动单元,并在期中加入传感器以及控制组件等。

1.2.2传感器

就传感器而言,科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性,所以想要提高传感器工作效率,前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前,光纤传感器是最为常用的传感器类型,非接触性检测屈董单元是信息传播的介质,能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。

1.2.3微型计算机

微型计算器作为信息处理设备之一,在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能,前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠,并对干扰等相关问题进行处理。另外,要进行专项技术人才的培养,达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式,确保机器运作效果。

2机电一体化核心技术分析

机电一体化涵盖两方面技术,即软件、硬件(机械本体以及传感器等),为了确保机电一体化发展,需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析,内容如下。

2.1机械本体技术

机械本体需要综合考虑几个方面,包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料,想要减轻质量,前提是进行结构改进,并考虑材料的替代,在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化,并最终达到机械本体优化的目的。

2.2传感技术

传感器问题主要考虑三个方面,即可靠性、灵敏度、精准度,并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器,外部信息传感器选择非接触型检测技术。

2.3信息处理技术

当前,信息技术的发展与普及,直接促进了机电一体化,所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况,提高处理速度。

2.4驱动技术

基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题,所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。

2.5接口技术

想要实现和计算机之间的通信,需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化,利于实现信息传递、维修处理,并进行设计简化。当前,技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发,以解决接口中所涉问题。

3机电一体化技术前景分析

就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用,未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向,内容如下。

3.1智能化

当前,智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向,智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟,有一定的判断、推理、思维、决策能力,在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。

3.2系统化

系统化表现特征包括两个方面,即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下,能够进行裁剪、组合,以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言,机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展,尽可能的实现产品中部分人的性能,包括智能、情感等,趋向于生物系统化发展。

3.3微型化

微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术,成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势,包括体积以及耗能小、灵活性等,能够进入一般机械都无法达到的空间中,利于精细化操作,且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中,未来发展前景更为广阔。

3.4模块化

在机电一体化中,产品的种类丰富多样,生产厂家繁多,进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事,需要经历较长的时间,并制定相关标准,确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言,可以借助标准单元进行新产品的开发,并合理的进行生产规模的扩大化。

3.5网络化

就当前网络技术发展而言,网络化是最常听到的词汇,并广泛应用于各个行业中,对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响,使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多,所以网络的对应方式以及形式也会有所不同,网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。

3.6绿色化

当前,工业的兴盛发展,在降低资源的同时,更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题,绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势,所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收,目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低,并且最大程度上提高资源的利用效率。另外,绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。

4结语

综合本文上述内容,机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段,机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需,在推动机械产品发展的同时,振兴机械工业的发展。另外,机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向,也对相关科研工作人员提出了更多的要求,以利于机械工业行业的发展。

参考文献:

[1]赵博.机电工程技术应用及其自动化问题研究[J].城市建设理论研究(电子版),2016(11):4130.

[2]安振华.机电工程技术应用及其自动化问题分析[J].城市建设理论研究,2014(10).

[3]王轩.机电工程技术应用及其自动化问题分析与探讨[J].建筑工程技术与设计,2014(27):683.

[4]郝智勇.机电工程技术应用及其自动化问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2013(12).

[5]高铁巍.机电工程技术应用和其自动化问题剖析[J].科技展望,2015,25(28):96.

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关键词:煤矿企业 机电一体化 科技管理

1.机电一体化技术概述

“机电一体化”(mechatronics)是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。机电一体化是在机械的主功能、动力功能和控制功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。它的本质不仅是单纯地利用电子技术来简化或替代机械,更重要的是将机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。

机电一体化技术具有增强生产的安全性和可靠性、具有自动监视、报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便;适用面广、生产、应变能力强、工作质量高;它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

2.我国的机电一体化技术

我国制造的机电一体化产品都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点,它的广泛应用减轻了劳动强度,提高了生产力水平。然而,我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大,具有自主知识产权的核心技术不多,今后应加强研究具有自主知识产权的核心装置,同时增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;机器人仍然是机电一体化技术今后研究的重点之一。

3.机电一体化技术研究在煤矿生产中的重要意义

3.1 提高劳动效率,机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。

3.2 提高了劳动安全保障,传统的煤矿工作环境非常恶劣,高负荷地工作会严重影响到矿工的身体健康和生产安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,提高安全生产效率。

3.3 增加了经济效益和矿工的劳动收入,煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。

4.机电一体化技术在煤矿中的应用

4.1 机电一体化技术在采煤机中的应用。机电一体化技术在采煤机的一个典型应用就是电牵引采煤机。它具有许多液压牵引采煤机不具备的优势和特点:良好的牵引特性。在采煤机前进时它可以提供牵引力,在采煤机下滑时它还可以进行发电制动;可用于大倾角煤层。牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,可用在40°~50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置;运行可靠,使用寿命长。与液压牵引不同的是电牵引采煤机除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件没有磨损,因此运行可靠,使用寿命长,维修量小;反应灵敏,动态特性好,结构简单,效率高。电牵引采煤机机械传动结构轻便简单,只做一次转换,电能转换为机械能,转换效率可高达99%,而液压采煤机的电能转换机械能的转换效率只有65%~70%左右。

4.2 机电一体化技术在提升机中的应用。目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备是矿井提升机,为全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机,在结构上将滚筒和驱动合二为一,大大简化了机械结构,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化,此外,硬件配置简单,互相兼容。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机,其核心部分ascs是由双cpu构成的计算机系统,其性能先进、操作简便、准确可靠。

4.3 机电一体化技术在带式输送机中的应用。近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的cst可控软启动装置。它是一种专门为煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台cst驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机一般为3点驱动,对输送机的单机长度和运量存在一定的限制。而且,输送机的监控设备的功能、可靠性、灵敏度和寿命都与发达国家相比存在显着的差距。

4.4 其他煤矿机电一体化设备液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。煤矿供电要求是供电要可靠,质量要高,能满足大功率设备。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小,使用寿命长的真空开关。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。

5.结语

机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,目前已经成为矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。

参考文献:

1.王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[j].同煤科技.2006.(4)

2.石美峰.机电一体化技术的发展与思考[j].山西焦煤科技.2007.(3)

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【关键词】 机电一体化 形成 发展

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术,是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速,机电一体化产品更日新月异。

解放和发展生产力是人类社会活动的基本任务。随着时代的进步,人们对于社会生产力的要求也越来越高,传统的生产设备已经不能满足需求。至此,人们努力寻找新的生产方式来更好的发展生产力。伴随着科学技术的发展,人们在不断地探索研究中,多学科技术之间的碰撞结合,很好的解决了一些实际问题,因此,一些新兴的多学科结合技术逐渐兴起并得到了很好的发展。以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。

上世纪70年代初日本人提出"机电一体化技术"这一概念,即结合应用机械技术和电子技术与一体。机电一体化是以机械技术为基础,借助计算机与信息技术。采用人工智能技术来实现信息交换、存取、运算、判断与决策等。 再通过系统技术将各种技术组织起来,实现系统各部分的有机连接,最终实现机构的正常运转。

机电一体化的发展大体分为三个阶段:

20世纪60 年代以前为第一阶段,称为初级阶段。

这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时的研制和开发,从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70~80 年代为第二阶段,称为蓬勃发展阶段。

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、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, 开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段, 机电一体化进入深入发展时期。

一方面,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崭露头脚, 出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都有了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术、光纤技术等取得巨大进步, 为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究, 将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

机电一体化的发展趋势是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。

机电一体化的主要发展方向如下:

1)智能化:智能化是21世纪机电一体化发展的一个重要发展方向。这里所说的智能化是模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求达到更高的控制目标;

2)模块化:模拟化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品的种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂和非常重要的事。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程;

3)网络化:计算机技术等的发展的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和发展给科学技术、政治、军事、生活等各个方面带来巨大改革。基于网络的各种远程控制和监视技术的蓬勃发展,网络化已经成了机电一体化发展的一个必然方向;

4)微型化:微型机电一体化产品体积小、耗能少、运用灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有显著优势。也是机电产品的发展的必然趋势;

5)绿色化:工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是, 人们呼吁保护环境资源, 回归自然;绿色产品 概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。因此,设计绿色的机电一体化产品, 具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化, 主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用;

6)系统化:系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强,一般除RS232 外,还有RS485、DCS 人格化。

综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,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, 机电一体化技术的发展前景也将越来越广阔。由此可见,"机"与"电"已是不可分割的,"机电一体化"将会迎来更好、更持久的发展。

参考文献

[1]李运华 机电控制[M] 北京航空航天大学出版社。

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【关键词】 智能控制 机电一体化系统 应用

在社会竞争越来越激烈的市场经济氛围下,运用机电一体化的生产模式可以提高企业的综合竞争力,因为机电一体化系统彻底的摆脱传统生产模式上的成本过大,生产效率低下并且产品质量不佳等诸多影响企业经营发展的问题。智能控制作为当今控制理论上的发展,其存在是时代科学技术发展趋势所在。智能控制更深层次的改善了机电一体化系统中的缺陷,优化调整的同时确保了机电一体化系统的顺利运作。

一、智能控制的含义与类别形式

智能控制主要就是利用多项不同的智能控制技术所展开的操作控制,其主要是一个混合以及集成的控制系统,是社会控制理论发展的一个崭新的高度,为机电一体化系统的发展开创了新的控制时代。智能控制指的就是在没有外界因素参与的情况组织下,自行的启动智能机器所完成一些列的智能控制目标,其主要针对应用与在传统上较为复杂的控制系统之中。

智能控制的类别形式主要有:分基递阶控制系统,专家控制系统,集成混合控制,人工神经网络控制系统,模糊控制系统,学习控制系统,进化计算以及遗传和组合控制方法等。

二、机电一体化系统的概概述

机电一体化系统是目前广泛应用到生产生活中的一项综合性技术,其主要是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合,即是有机的融合了电工电子技术,接口技术,微电技术,信号多变技术,信息技术,机械技术以及传感技术等多种技术,其中计算机技术、传感检测技术、控制技术、机械技术、伺服传动技术为机电一体化系统的核心技术。

机电一体化系统是由机械设计理论的发展,故此我们也称机电一体化为机械电子学。在上一世纪60年代左右,人们在生产生活中初次将电子技术的成果引入到机械加工生产过程中,其主要目的是用以完善机械产品在应用上的各项性能,因此这种机电一体化技术的结合也就在实际生产生活中渐渐的萌芽。到上一世纪的七八十年代,伴随着计算机的出现,不断发展完善以及成熟,让机电一体化系统在这一年代得到了蓬勃发展,与此同时微型计算机和大规模以及超大规模集成电路技术的出现,给予了机电一体化系统发展提供了足够的发展基础。到了20世纪的90年代,由于光学以及通信领域的发展在当时达到了一个相当了高的水平,此部分相关技术又被引进到机电一体化系统中,即日后的光电技术和微机电一体化技术。再加上光纤技术,人工智能技术和神经网络技术的诞生,发展以及成熟又为机电一体化系统未来发展开辟了一较为广阔的空间,故此这一年代成为了机电一体化系统深入发展的重要阶段,智能控制也是在这一背景之下慢慢的成熟起来,并被用到机电一体化系统中。

三、智能控制在机电一体化系统中的应用

目前智能控制在机电一体系统中的一系列产品中都得到了广泛应用。智能控制在机械制造中所应用到的领域主要有:智能传感器与智能学习,机械制造系统的智能监控和检测以及机械故障智能诊断等。在机电一体化系统的深入发展过程中,对于数控技术也提出了更高的要求,智能控制在机电一体化系统数控技术中的应用有助于及时准确的找出数控机械加工过程中的信息故障等问题,优化了数控机械的加工过程。

随着科技的进步,社会经济的发展,市场经济竞争也越发激烈,企业产品的性能成为了企业竞争的主要核心,而产品优优胜关键也在于机床的精度。与此同时生活水平的提升让人们对于机器智能化效果的需求也越来越大。故此智能控制在机电一体化系统中应用有助于优化产品的效能,提高机床的精度增强企业的竞争力,还能实现产品智能效果满足人们以及社会发展的需求,智能控制在机电一体化系统中的融合发展,不仅给机电一体化系统的操作流程进行优化调整的帮助,还可以大大的减少这一系统操作过程中的加工时间,进一步提高企业生产的工作效率。

四、结语

综合上文所诉,智能控制因为其高性能,高效率,高水平等控制特点以及优势正在慢慢的取代机电一体化系统中传统的控制模式,成为机电一体化系统中应用最为广泛主要控制方式之一。

参 考 文 献

[1] 陈雪梅. 机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J]. 河南科技. 2010年14期

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关键词:机电一体化 矿山机械 应用

中图分类号:TH-39 文献标识码:A

当前,科学技术不断地发展,各种新技术也不断的涌现,推动了我国机械工业领域的快速发展。与此同时,计算机技术与微电子技术的有效结合,促进了机电一体化技术的产生。机电一体化技术是对机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术进行综合运用的一项技术,其通过对各个布局和单元的合理配置,实现多功能、高质量的技术价值,并且广泛的运用于机械生产领域中。如今,机电一体化已经在全球范围内获得广泛的应用,其对于全球的经济、科技以及社会的发展有着重要的影响,同时也成为了衡量国家综合竞争力的主要指标。

一、机电一体化技术概述

机电一体化技术是一门独立的科学技术,其中涉及到多个科学的知识,也可以说,其是建立在其他技术全面发展的基础之上。机电一体化技术的核心技术应当包括:①机械技术,也是机电一体化技术的基础,机械技术与计算机技术和电子技术的有效结合,最大限度的发挥机械技术的优势;②计算机与电子技术,主要对机电一体化技术中信息的交换与存储等环节进行处理,而且融入了专家系统技术、人工智能技术等;③系统技术,是以整体概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。

机电一体化产品的主要特点有:①具有记忆、运转以及信息处理功能,能够满足矿山机械对产品性能和功能方面的要求;②该产品的结构较为简单,使用较为便捷,并且逐渐向着更轻、更薄、更加精巧的方向发展,坚持遵循系统标准化和模块化的生产标准;③根据机械设备的符合以及运转情况进行及时的调整和控制,实现资源与能源的节约;④具有自动监测和故障诊断功能,提升系统运行的稳定性。

二、机电一体化在矿山机械中的应用

在煤炭生产行业中,西方国家先后采用了连续采煤机以及可移动的长臂式机械用来提高采煤的效率,并且取得了一定的成就。就我国煤炭行业而言,长期的大规模的粗放式开采,在采矿的效率方面始终未获得较大的进展,而且原始的开采方式已经无法适应当前国家和社会发展对能源的需求,尤其是传统的开采方式会造成边角煤、残留煤的大量存在,对于环境资源造成了巨大的影响,基于此,适合煤炭生产工业发展的机电一体化技术的应用,就成为了一种必然的趋势。

1.矿井安全生产监测控制系统中的应用

矿井安全生产监控系统是机电一体化技术在矿山机械中的应用的典型表现。我国在监控技术的应用方面起步较晚,在上世纪80年代初期,从国外引进了一批安全监控系统,并且被应用在一部分煤炭生产中;在对国外设备进行引进的同时,我国也结合自身的发展情况,不断的研制适合我国煤炭生产的技术,直到上世纪90年代以来,我国自行研发出了一批具有世界先进水平的监控系统,比如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,这些系统有着明显的特点,主要体现在监控系统的智能化水平高,而且具有较为先进的网络连接功能,在该系统中运用了计算机操作系统,实现了对生产的实时监控。与此同时,在我国科学技术和经济水平不断发展的情况下,对我国各个类型的煤矿高瓦斯矿井专用的监控系统进行了大量的研究,从此,系统生产厂家便快速的增加,也为我国煤矿事业的发展提供了更多可选择的机会。经过多年的运行实践可以看出,安全监测监控系统在保证现代煤矿安全生产中有着重要的作用,有必要对我国自行研制的监控系统以及与其配套的传感器设备的现场应用效果进行科学的评价,并且在此基础上进行不断的改进,煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF200O和北京瑞赛公司的KJ4、KJ2000等系统都充分说明了我国在煤矿监测监控系统方面的先进技术。

2.矿井提升机中的应用

矿井提升机是现代煤矿生产中常用的一种大型设备,尤其是内装式提升机的运用,从结构上看,其与滚筒和驱动结合成为一个完整的整体,使得机械结构变得更为简单,这也是一种典型的机电一体化设备,充分体现了机械设备与电力电子技术的有效结合。提升机具有很高的而可靠性,并且能够实现故障寻址以及诊断等动作的重复完成,以此来实现自我诊断功能,同时,其通过简单而且快速的通信功能实现对故障的快速判断。在这种全数字提升机中,使用的是总线方式,将电气安装的难度极大的降低,具有兼容功能的硬件结构也较为简单,使用的零部件较小,使得启动、控制的速度和效率都极大的增强。当前,煤矿提升机中使用的最为广泛的,是我国国产的全数字化直流提升机,我国在该项技术的研究方面具有明确的自主知识产权。与此同时,我国也成功的研制了第一台使用变频器供电的交流提升机。在矿山机械中使用的提升机中,广泛的运用了计算机技术,使得系统的安全获得更多的保障。提升机安全保护系统具有明显的特点,其使用两台计算机装置,并且分别安装独立的检测和传感装置,独立完成数据处理。两台计算机能够实现同步的运转,并且互相检测,并且能够形成对比和校正,能够有效的提升系统运转的效率,保证提升机的安全运转。

3. 煤矿机电一体化技术应用的发展趋势

我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;②增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。

结束语:

近年来,随着科学技术的不断发展,集计算机技术、微电子技术等技术为一体的机电一体化技术的应用范围也将日渐的广泛,其产品不断向着自动化、数字化、智能化的方向发展,其在矿山机械中的运用,也成为了矿山综合自动化发展的基础。随着机电一体化技术在煤矿采、掘等工程中的应用,使得我国煤矿生产能力极大的增强,促进了我国煤炭工业的持续发展。

参考文献:

[1]史映红,周志海.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].煤炭技术,2011(02)

[2]侯利华.机电一体化在矿山机械中的应用[J].硅谷,2012(01)

[3]许勇,邹慧君.机电一体化系统功能原理求解[J].上海交通大学学报,2006(07)

[4]张葆青,闫石,陈爽.机电一体化技术的现状与发展趋势[J].机床与液压,2011(24)

[5]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技,2007(03)