机电一体化应用范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：机电一体化；信息技术；数控机床

机电一体化就是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机的结合，并应用到实际中去的综合技术。随着科学技术的飞速发展，现代化的自动生产设备可以说都是机电一体化的设备。

机电一体化也称为机械电子学，是由英文单词Mechanics（机械学）的词头和Electronics（电子学）的词尾组合而成的新词，即Mechatronics。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被世界各国所承认和应用。随着电子技术和信息技术的迅猛发展，机电一体化技术也获得了高速发展，并对现代工业的生产产生了重要影响。

1 机电一体化的含义

在人类漫长的发展历史中，有一种“看不见的思想”推动着技术的进步和发展，而这种“看不见的思想”就是人们追求的“精益求精”的思想，也正是这种思想使人们创造了一个又一个技术奇迹，也正是“精益求精”的思想迫使人们去提高工作效率，从而创造了机电一体化技术。

机电一体化在国外被称为“Mechatronics”，这个词是由英文单词Mechanics（机械学）的词头和Electronics（电子学）的词尾组合而成的新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。随着科学技术的发展，这一技术已经得到包括我国在内的世界各国的承认和应用，我国的工程人员将这一名称译为“机电一体化技术”，机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。

2 机电一体化技术的发展历史

机电一体化技术的发展历程，大致可以分为三个阶段。

20世纪60年代以前是第一阶段，这一阶段是机电一体化的初创阶段，也就是电子技术开始在机械行业中得到广泛应用，因此，可以称其为“萌芽阶段”。在这一时期，电子技术研究的初步成果开始被人们用来完善机械产品的相关性能。尤其是第二次世界大战的爆发，更是刺激了机械产品与电子技术的结合，出现了一些机械性能相当优良的军事用途的机电产品。战后，这些军事用途的机电产品转为民用，对经济的恢复和技术的进步起到了积极的促进作用。

20世纪70年代到80年代是第二阶段，这一阶段机电一体化获得了蓬勃发展，因此，可以称其为“蓬勃发展阶段”。在这一时期，人们已经开始主动地去利用电子技术、通信技术和控制技术，也就是人们常讲的3C（Compute、Control、Communication Techology，简称3C）技术的发展成果来研究新的机电一体化产品。

20世纪90年代至今，是机电一体化技术发展的第三阶段，这一阶段智能化技术在机电一体化技术中得到了良好的应用，因此，这一阶段可以称其为“智能化阶段”。这一时期，由于人工智能技术、网络技术和光纤技术等的发展，为机电一体化带来了巨大的发展空间。而目前，随着机械技术与激光-微电子等技术的结合，光机电一体化技术将会成为机电一体化技术未来发展的重要方向。光机电一体化技术包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有丰富的功能和很高附加值；光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。随着机电一体化技术在各行各业的广泛应用，光机电一体化技术将会获得巨大的发展空间。

3 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、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。[1]21世纪，随着科学技术和人们的环保意识的提升，机电一体化的发展趋势主要是智能化、数字化、网络化、微型化及绿色化。

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化发展的重要趋势。随着计算机技术、信息技术、电子技术的飞速发展，机电一体化的智能化在工业中得到了广泛的应用，机器人就是机电一体化的重要体现。机器人就是通过计算机技术、电子技术、传感器技术等自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人的主要任务就是协助或代替人类的工作，尤其是一些危险场合，如高电压环境、核电站等，都需要机器人来完成人类不适宜的工作。随着机器人性能的提高，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域，机器人都有着非常重要的用途。

3.2 数字化

数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这是数字化的基本过程。21世纪是信息时代，信息的数字化越来越受到人们的重视。随着计算机技术的发展，奠定了机电产品数字化的基础，也为数字化设计和制造提供了重要手段，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有具有高可靠性、易操作性、可维护性以及自诊断能力等。

3.3 网络化

网络化就是指利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机及各类电子终端设备互联起来，按照一定的网络协议相互通信，以达到所有用户都可以共享软件、硬件和数据资源的目的。20世纪90年代中期，网络技术得到了迅猛发展，它把互联网上分散的资源融为有机整体，实现资源的全面共享和有机协作，使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息，给世界带来了巨大的变革，也给机电一体化的发展带来了重大影响，如可以通过网络对机电一体化的设备进行远程控制。机电一体化的产品很多，我们以数控机床为例来说明。

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

3.4 微型化

近年来，作为机电一体化技术的重要分支的微机电系统，得到了迅猛发展。微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米级，自八十年代中后期崛起以来发展极其迅速，被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域，将成为21世纪新的国民经济增长点和提高军事能力的重要技术途径。

由于微机电系统具有体积小、重量轻、能耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等优点，在生物医学、航空航天、工业、农业乃至国防等领域等有着广阔的应用前景。虽然目前技术上还存在一定困难，但取得技术上的重大突破已经为期不远。

3.5 多样化

未来的机电一体化装置将会越来越强化其与生命机体的相似性，它高度依赖于信息，具有相当高的智能，能够学习和积累经验，有灵活适应环境的能力，并能根据需要和具体条件进行决策、指挥并完成某些任务。[2]这些在技术上虽然有一定难度，但其部分功能已经得以实现。人们正在研究如何用机电一体化技术取代人体的大部分器官，如人造假肢，过去只是外表和真肢相似的机械化装置，而目前，已经研究出可以和身体器官相连的装置，这种假臂的手非常灵活，甚至可以操作乐器等。

3.6 绿色化

绿色设计就是指充分利用资源来获得绿色产品的设计。在漫长的人类发展史中，工业设计为人类创造了现代生活方式和生活环境，与此同时，也加速了资源、能源的消耗，并对地球的生态平衡造成了严重破坏。但地球上的一次性资源、能源毕竟有限，随着世界人口的日益增多和人们对物质生活越来越高的要求，这种高投入高输出发展模式能否持续下去、还能持续多久，已成为国际社会的重点研究课题。[3]鉴于此，绿色设计也就成了机电一体化发展的重要方向。绿色设计反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思，要求世界各国要合理的利用资源，转变传统粗放式的发展模式，采用以资源、能源高效利用为特色的集约型发展模式，是实现可持续发展的重要途径。

4 机电一体化的重要应用

机电一体化技术自问世以来获得了迅猛发展，推动了机械工业的良好发展，新产品层出不穷。无论是军事还是经济，亦或是生产、生活，机电一体化都在时刻推动着社会的发展。

4.1 数控机床

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数和辅助运动等。数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。

4.2 工业机器人

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是工业物流自动化中的重要装置之一，是当今世界新技术革命的一个重要标志。[4]工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。UNIMATION的VAL（very advantage language）语言也成为机器人领域最早的编程语言在各大学及科研机构中传播，这也是各个机器人品牌的最基本范本。

5 结束语

机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。应当指出，机电一体化是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合，是机械设计理论的发展，而不是取代。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

[1]梁俊彦，李玉翔，林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯，2007.

[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造，2005.

[3]周琴.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].机械，2010.

[4]王恒升.机电一体化及其应用[J].机床电器，1998.

篇2

关键词：煤矿；应用与管理；机电一体化技术

一、煤矿机电一体化技术的应用分析

1、煤矿安全监控工作体系分析这一工作环节主要是通过引入机电一体化技术提高工作效率，真正的提升安全监督与控制的工作，煤矿安全监控管理工作一体化目标的实现离不开信息化管理技术的应用、计算机技术的应用、机械自动控制系统的应用。笔者结合自身在煤矿企业工作的实践情况进行分析，由于科学技术的发展煤矿机电一体化技术在企业也得到了相应的推广，在安全管理中我们通过局域网的网络平台对矿井下作业情况进行安全方面的实时监控。除此以外还可以对煤矿的设备使用做到及时的监督与管理，这样不但提高了煤矿机械设备的使用寿命，还能保证安全生产，从而提高煤矿生产现场安全监控管理水平。2、煤矿运输提升设备的角度分析这一工作环节主要的工作重点是将带式运输的关键设备与机电一体化进行结合，这样的结合能够满足长距离、大规模的运输，有效的提升煤矿企业自动化水平。我们通过计算机的控制系统利用机电一体化的软启动模式将运输设备的惯性载荷处理方法进一步提升。在煤矿工作的现场，设备的工作面中轴承部位经常会出现跑偏及倒转的问题，这时候我们利用机电一体化的方式做到及时的监控与合理的评估，并结合下一阶段煤矿运输对设备功能的要求进行设备提升，将设备的操作与控制通过机电一体化技术实现自动化发展，提高煤矿企业的工作效率。3、煤矿采煤设备提升的角度分析这一工作环节需要结合有关的实际工作情况进行研究，在采煤设备现场运行的下滑过程中，利用机电一体化技术的应用使设备的制动能效得以发挥，对大倾角煤层下的采煤设备是具有一定价值的。在作业的采煤现在，由于机电一体化技术的干预，有效的提高了采煤设备的安全运行，即使遇到恶劣的采煤环境，设备的运行也能安全。机电一体化技术的应用能够对采煤过程中各类参数进行调整和优化，提高采煤结构体系，降低体积量水平，巩固动态属性，通过计算机技术实现采煤设备运行全程控制。

二、机电一体化技术在煤矿作业中的应用

1、机电一体化技术在提升机中的应用矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备。内装式提升机在结构上将滚筒和驱动合二为一，简化了机械结构。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。2、机电一体化技术在采煤机中的应用电牵引采煤机的使用，电牵引采煤机与液压牵引相比具有良好的牵引性，在采煤机前进的时提供牵引力克服阻力移动，在采煤机下滑时进行发电制动。电牵引采煤机可用于大倾角煤层，牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，所以电牵引采煤机可用在大倾角的煤层。电牵引和液压牵引不同，电牵引采煤机工作可靠，反应灵敏，动态特性好，使用寿命长，发生的故障少，降低了维修工作量。

三、煤矿机电一体化技术的管理分析

当前煤矿机电一体化技术的应用在管理方面有很多问题需要解决，我们需要结合煤矿的实际作业情况，建立适合的应管理方案，从而保证作业现场的管理优质。1、煤矿机电一体化技术管理的问题分析煤矿机电的管理部门的管理作用没有得到有效的发挥，虽然地方煤矿企业都设置了机电管理部门，但是主要的职能是机电管理与生产。1）机电管理部门的相关人员没有充分发挥管理作用，只将工作精力放在生产上。一些煤矿企业的领导只看重生产忽视管理的重要性，将机电的管理人员大大的缩减，严重的造成机电管理人员缺乏，技术手段落后，对于机电系统的组织建设不及时导致机电管理网络经常发生中断的情况，逐渐的淡化机电职能管理作用。2）机电队伍的整体技术水平低下，聘用技术基础差、文化较低的人员担任煤矿机电管理工作，对于煤矿机电管理对于没有进行系统设备管理理论和企业管理理论的学习就上岗就业，导致机电管理主要是凭经验进行管理的。很多煤矿企业的机电职工都没有接受过专业的培训，以至于理论知识缺乏的同时技术水平也不足，在实际的实践工作中经常出现违章作业。导致煤矿机电设备故障频发，甚至出现严重的安全事故。3）设备安全设施、保护装置不全，导致设备的安全隐患较多。提升系统缺少缓冲装置和托罐装置，对于电控系统、制动系统缺乏保护措施。井筒装备出现了严重的锈蚀情况。有的矿井为了大力的提高生产，主副井2小时的停产检修时间都不能得到有效的保证，对于绞车的负荷能力超过实际设计的能力。还有一些电压表、电流表、压力表、真空表、安全阀根本不能进行定期的检测和校验。在井下的电气设备也不进行定期的试验，使用非阻燃的电缆、输送带，造成井下的电气设备失爆情况屡见不鲜。井下电气都没有使用过流保护、漏电保护等等，这些都是煤矿机电管理部门需要注意的安全隐患。2、煤矿机电管理主要的实施方法1）我们在设计机电管理制度的时候需要结合煤矿工作现场的实际情况，构建完整管理制度与规范，还要根据工作现场机电设备的投入，制定科学的机电工作方案，实现故障及时监测、诊断、预警系统的使用。2）对于煤矿机电管理人员，我们首先要对机电一体化技术的应用的工作人员进行系统的培训培，管理期间对各种违章行为进行正确及时的处理，还要总结各种机电设备常见故障排查表，对出现机电事故的设备进行追查与跟踪，定期评估煤矿工作机电一体化技术的应用情况，并制定完善的改进措施。3）制定机电一体化技术及相关设备的综合管理控制制度，加强煤矿机电技术管理人员的培训，从而发挥机电一体化技术的真正价值。

四、结语

随着科学技术的发展，煤矿机电一体化技术是煤矿企业信息化进步的重要支撑，是矿山实现综合自动化的基础，机电一体化技术在煤矿工作生产作业中具有相当重要的意义。煤矿机电一体化技术的应用能有效的提升运输设备的工作效率，针对在煤矿机电一体化技术管理我们需要从多个角度入手，将煤矿机电一体化技术管理工作进行合理的优化，进一步发挥实践效益。

参考文献:

篇3

【关键词】机械化工程施工；施工机械；成本管理；成本控制

1.引言

机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合，具有技术、经济及社会效益[1]。随着现代科学技术的发展，机电一体化在煤矿系统的应用，在很大程度上降低了煤矿生产的劳动强度，改善了煤矿工作环境和安全系数，提高了煤矿系统的劳动生产率，对我国煤炭行业的发展有着积极的促进作用。

2.煤矿机电一体化技术的发展状况

我国煤矿机电一体化技术始于建国初期，电子科技的初步发展使得把电子技术和原有的机械水平结合成为了可能，一定程度上提高了机械水平，但是由于计算机技术的限制，机电一体化并没有蓬勃发展起来。20世纪70年代初，在“九五”期间发生了跳跃式变化，由于计算机技术的普遍应用，机电一体化程度加深；我国不仅引进了很多当时国际先进的机电一体化产品，并且研制成功了许多具有自主知识产权的产品并得到广泛应用[2]。近年来随着煤矿行业的不断发展，煤矿生产水平也在不断的提高，机电工程的控制水平也要随着行业的发展而得以提高，从而也加快了机电一体化技术的发展。现代科学技术的发展，机电一体化更加具有先进性，尤其是21世纪以来，智能技术的开发与利用对机电一体化起到了极大的作用，并且应用到煤矿系统中。

在煤矿的井下，智能设备已被应用，例如井下智能机器人、智能化作业设备等，这些都是机电技术所提供的机械设备，但我国井下机电设备的能力不高，可靠性和检测智能控制水平也不能达到高标准，这样会影响到工作的安全生产。就我国目前的情况来说，煤矿机电一体化取得了很大的突破，这在很多方面都得到了提现，以MGD150NW采煤机的应用为例，它不仅大大提高了产量，还增加了安全性；综合液压支架的使用不仅仅大量减轻了重力的压力，也提高了人身设备的安全性；钢丝绳损耗定量检测系统，充分利用了计算机的作用，精确的计算了钢丝绳的损耗程度，使安全隐患消失于无形；此外还有很多其他技术的应用也充分体现了我国煤矿机电一体化的进程，例如提升机交流电控系统、LC煤矿提升机综合后备保护装置、ZDC/30煤矿用斜巷防跑车挡车装置等。虽然现在我国煤矿一体化已经有了明显的成就，但是和西方发达国家相比还存在着明显的差距，整体技术水平和具体的机械设备都明显落后，以SL500系列采煤机为例，这种智能的自动化技术在我国还没有广泛的流行。

3.煤矿机电一体化技术的应用

煤炭的生产过程主要包括“掘进、采煤、装、运输、提升”等几大系统。机电一体化产品在这几大系统中都有着广泛的应用，极大的提高了煤矿的生产效率和安全系数，改善了工人的工作环境。节约了大量的成本及生产资料。

3.1 机电一体化技术在采掘过程的应用

3.1.1 掘进机

掘进是煤矿开采的基础工作，因此，掘进的效率直接影响了采煤的效率。机电一体化在掘进中的应用就成为了一种必然。现阶段，大部分的煤矿业中都普遍采用掘进机这一机械技术，我国已开发出20多种型号的掘进机，形成了一系列产品。掘进机机电一体化技术的应用主要体现在三个方面：

（1）负载反馈调速技术；（2）掘进机行走调速技术；（3）离机遥控技术和工况监测及故障诊断技术[3]。这三种技术在掘进机中的高水平应用，将是掘进机机电一体化技术的研发重点，以更好的提高掘进速度，进而提高煤矿系统的生产效率。

3.1.2 采煤机

煤矿业实际生产过程中，最为重要的一个机械产品就是采煤机，它的生产效率如何，不仅会关乎到煤矿业的产量，而且还会直接的影响到企业的经济效益。电牵引采煤机是机电一体化在煤矿中的典型应用。比如，辽源煤矿机械厂所生产的MG D150NW型采煤机，按照西安煤业公司的采掘条件以及具体储量进行设计，实际应用过程中取得了较好的效果，这对于西安煤业公司的采掘速度及产量的提高具有积极的促进作用。电牵引采煤机与传统的液压牵引式采煤机相比，具有以下优点：良好的动能、牵引特性；操作方便、适用性强等特点，可应用于缓倾斜煤层，大倾角煤层，其运行可靠并且使用寿命长、反映灵敏、结构简单和效率高。电牵引采煤机是目前煤矿行业普遍使用的设备之一，降低了煤矿开采人员的工作难度，提升了整个生产流水线的运行效率，大大提高了出煤率。

3.2 机电一体化技术在运输过程的应用

3.2.1 带式输送机

带式输送机广泛应用于工业领域，在煤矿系统中主要是普通型皮带，一般制成100m-200m左右。现在，大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化。带式输送机属于高效连续运输设备，输送距离长、运量大、连续输送且运行可靠。机电一体化技术在带式输送机中的应用主要是采用CST可控软启动装置。CST对启动阶段和缓冲阶段的加速度进行控制，减小甚至消除胶带的张力；另外，CST还可以在空载状态下启动，避免冲击电流的危害PLC控制液压系统是实现CST系统的关键。这种启动形式，保证了带式输送机的高校运行。以赵楼煤矿为例，主煤流带式输送机布置四台710W电机，配套使用四台750KS型CST软启动装置[4]。

3.2.2 提升机

提升机是煤矿系统主要耗能设备之一，耗电量大，原始的TKD系统耗能大稳定性差。随着机电一体化进程，数字化控制系统已经应用于现在的提升机中。数字化控制系统可以有效避免冲击、失控等现象的发生，提高安全系数；在节能方面也有良好的表现。现在这套系统已在国内很多中小型煤矿系统，改善了煤矿提升机系统性能。

3.2.3 斜井乘人装置

采用机电一体化技术大大改善了斜井乘人装置，改善后使该装置运行更加平稳安全、动力消耗降低。并使用PLC控制信号系统，简化了操作过程，便于设备的维护、检修，同时提高了运送人员效率。这一技术的运用大大改善了煤炭企业以前斜井乘人器高耗能、运送人员效率低、环境差的局面，同时也成为了煤炭企业一个闪亮的窗口。

3.3 机电一体化技术在其他配套装置方面的应用

3.3.1 掘进局部通风机

众所周知，煤炭在开采过程中，巷道中会产生大量的可燃有毒气体，根据重大瓦斯爆炸事故资料的统计分析，瓦斯爆炸占事故总起数的60%左右。为了提高安全系数，减少采矿过程中的人员伤亡，稀释和排除有毒气体就显得尤为重要。机电一体化在这方面的应用就很好的解决了这一问题，近几年出现的一种双电源电气闭锁真空磁力启动器，用他来实现掘进层面的双风机、双电源自动切换只需要几秒钟的时间，大大降低了掘进面无计划停风带来的损失，更有力地保证了安全。超大功率的局部通风机在超长距离掘进巷道中已经有了很好的应用。针对砚北煤矿3000m长距离单巷道掘进过程中，选用了超大功率4×37KW的FBDY型通风机有效实现对掘进工作面的长距离、大功率风量输送，使巷道温度比原2×3KW对旋局部通风机下降了2℃以上，有效风量提高了57.91%[5]。

3.3.2 安全生产监测监控系统

煤矿安全生产是煤炭行业高度重视的问题，由于我国煤矿井下生产条件复杂，地质条件多变，自然灾害较为严重。安全监测就尤为重要，可以有效避免伤亡事故的发生。煤矿安全监测监控系统是实现矿井安全生产的重要保证，国家提出“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针，充分体现了监测监控系统在煤矿安全生产中的重要性。19世纪80年代初，我国从美国、法国等引进了一批先进的安全监控系统（如DAN6400和Senturion-200），安装在了部分煤矿中；20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研发的KJ90、KJ95系统已广泛应用于国内的各大煤矿。随着科技水平的进步，网络技术、光纤工业电视技术、无线传感网络等技术已在煤矿安全生产监测测控系统中得到了应用，比如黑龙江移动的GSM和GPRS网络已对全省实现了风机主扇监控和瓦斯浓度监控，在很大程度上减少了安全隐患。当然，我国煤矿安全生产系统还存在着一些问题，煤矿安全监测生产系统的通信协议不规范，数据共享问题，没有有效的利用网络实现系统集成等。相信随着不断的发展进步，这些问题都会一一克服，各大高校和科研机构也针对这些问题进行了一些研究，也取得了一些进展。总的来说，我国的煤矿安全监测系统正向网络化发展。

4.煤矿机电一体化应用的建议

随着我国煤矿机电一体化技术的不断发展和煤矿机电一体化设备产品的不断创新，机电一体化技术在我国煤矿产业普遍得到了应用，但相对于国外先进的技术设备还存在着差距，甚至有的差距还很大。主要体现在两个方面：一是各个系统单独布线，通讯线路重复建设，不仅增加了费用，也降低了生产效力。二是自动化系统功能分散，相对独立，管理不集中，各种自动化系统无法实现网络共享，甚至造成很多技术资源浪费，无法实现统一检测、统一调度，严重地影响了机电一体化的水平。随着科学技术水平的发展，机电一体化的技术必然会迈向智能化、微型化、系统化、绿色化、模块化、网络化、环保化[6]。加大科学研究的力度和技术创新势在必行，开发具有自主知识产权的创新产品，提高煤矿企业的生产力水平，是实现煤矿机电一体化应用的必然。另外，培养既懂技术又懂管理高水平人才也是很重要的方面，人才是重要资源，员工职业素质的高低直接影响劳动生产率的提高。将管理和技术结合起来，加强技术管理，建立逐级分解技术管理制度，对煤矿机电一体化技术的应用和推广具有重大作用。

5.结语

科学技术是第一生产力，计算机技术、信息技术、网络、人工智能、光纤、生物等科学技术高速发展，带动了机电一体化的发展，使机电一体化产品功能更强大，实用性更强，在煤矿系统的各个环节都将发挥巨大的作用。新的机电一体化技术装备的煤矿，将会极大提高生产效率，改善了工人的工作环境，安全系数大大提高，不仅能够使企业获得更加显著的技术经济效益，而且能够带动相关行业的发展，具有极大的社会效益。我国煤矿机电一体化技术，和世界先进水平还有差距，这就需要加大科研投入和人才培养，逐渐实现智能化、微型化、系统化、绿色化、模块化、网络化、环保化。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004.

[2]祁小平.机电一体化技术的发展趋势[J].中国科技信息，2007（12）：45-46.

[3]李刚.浅谈掘进机机电一体化的研究方向[J].工业技术，2010（2）：59.

[4]徐京.基于CST系统控制的带式输送机在煤矿中的应用[J].科技信息，2009（23）：836.

[5]张云峰.超大功率局部通风机在超长距离掘进巷道通风的应用[J].煤矿安全，2012（9）：143-145.

篇4

关键词：机电一体化 基本功能 应用领域

一、机电一体化的基本概念和特点

机电一体化是一门新兴的边缘性的技术学科，它是由机械、电子技术及计算机科学等多个学科互相结合渗透而形成并发展起来的，而机电一体化产品则是运用最新的微电子、计算机技术以机械产品为基础研发出来的新产品。在工程领域对各类技术实践应用后，再加以借鉴与整合就创造出了现在的机电一体化技术，所以说它是在机械、微电子、自动控制、计算机和信息处理、伺服驱动、电力电子等技术以及系统的总体技术的基础上形成的一项高新技术。

如下特点是机电一体化产品普遍具有的：具有可以自动监视、诊断、报警、保护的功能；具有自动处理和控制信息的功能，可以通过自动控制系统确保机械的操作者按照设计要求精确地完成预先设定好的程序，以使其不会依靠主观思想来行动，从而保证良好的工作质量和完美的产品合格率，而机械控制的灵敏度和检测的精确度及范围也获得了提高；采用复合技术、复合功能，这脱离了原来传统机电产品单技术、单功能的局限，很大程度上提高了产品的功能水平及自动化的程度；利用程序控制和数字显示技术，减少了操作的按钮和手柄的数目，使操作变得更为简单方便；在不同的应用领域和场合，其具有可以自动控制、自动补偿、调节、自动校验、保护及智能化等功能，从而能够迅速的满足不同用户的不同需求；具体的安装调试过程中，可根据不同用户对象的需要、实际参数的变化等来相应的改变控制程序以使其适应变化的工作方式。而且不必改变产品的任何部件或零件，只需利用不同的手段，就能将这些控制程序输入到产品的控制系统里[1]。

二、机电一体化的核心技术

1、机械本体技术：该技术的主要功能是改善性能、减轻质量和提高精度。目前发展方向是减轻机械本体重量，实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

2、驱动技术：该技术的主要功能是快速响应。目前主要是在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

3、信息处理技术：主要功能在于实现机电一体化与微电子学、信息处理设备紧密相连。目前主要是提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

4、接口技术：该技术是使数据传递的格式标准化、规格化，接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前的研究方向主要集中在开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

三、机电一体化技术的应用

1、制造工程领域的应用

现代制造业充分的利用现代化的科学技术，使用电子计算机技术，对其自身的制造技术进行提升。因此，制造工程领域的新技术也不断的被研发出来，例如：计算机的数字控制、现代集成制造系统、敏捷制造、柔性制造技术、并行工程、虚拟制造等[2]。

2、食品行业中的应用

随着机电一体化技术广泛应用到食品、饮料等的包装机械的制造和开发设计上，单机的自动化程度有了明显的提高，而包装生产线也提升了生产的能力和自动化控制的水平，从而使其在与传统的同类控制设备的竞争中处于领先优势。这极大的提高了企业产品的国际影响力，并提升了食品饮料业包装生产的设备的产品质量。

3、钢铁工业中的应用

为了把工程大系统综合统一起来，钢铁企业就利用机电一体化系统，来完成这项巨大的工作。而这个系统的核心就是微处理机，通过将工控机技术、微机技术、数据通讯、仪表、显示装置等技术统一结合起来，再采用组装合并的方法，就能确保系统控制的精确度、质量及其工作的可靠性。?而传统控制技术已不适应钢铁工业大型化、高速化及连续化的特点，难以解决一些现实问题，所以就必须采用智能控制技术。通常智能控制技术被运用在钢铁企业的生产中，深入到各个环节里，该技术主要包括了专家系统、神经网络及模糊控制等，具体应用环节则有：设计产品、生产控制产品，诊断设备和产品质量等方面，最关键的是它是利用计算机来对整个生产过程进行管理、监视、操作及分散控制。例如：高炉的控制系统，轧钢系统，冷连轧，电炉和连铸车间等都利用到了这个技术。测控技术的不断发展，使分布式控制系统具有了丰富的功能，也因此成为测、控、管一体化的一种综合系统。它在对生产过程控制的同时，还可以在生产过程中还可以实时进行调度、统计管理生产计划，最终实现在线的最优化。而交流调速技术也伴随着微电子技术、电子电力技术的发展而发展起来，交流传动因具有独特的优越性，所以电气传动技术在未来必将是由直流传动转变成交流传动。又由于数字技术的发展，矢量控制技术虽复杂但已显现出它的实用性，交流调速系统的调速性能因此超越了直流调速。目前，交流传动系统日益之所以会受到像轧钢企业等各行业客户的欢迎，不同容量的电机均可以通过同步或异步电机来实现可逆平滑调速一个重要的原因[3]。

结束语

各种产品和装置因为机电一体化技术的发展，也完成了机电一体化，从而达到了自身的整体优化，也有利于产品质量和生产效率的提高，并缩短了新产品生产开发的准备周期，使其由科技成果快速向商品转化，从而深刻变革了传统产业。又由于新产品研发的需要以及发展高精密设备的需要，所以未来的机电一体化技术、产品及其系统必然会向着智能化、系统化、高性能、微型化、轻量化的方向迈进，并最终为国家带来创造巨大的经济和社会效益。

参考文献:

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社.2006.

篇5

[关键字]机电一体化；技术；应用

机电一体化技术发展状况

1、1机电一体化技术的智能化发展

智能化功能是机电一体化技术赋予产品的终极开发目标，人工神经网络、专家系统等智能技术已广泛应用于众多领域并取得了显著成果，丰富了智能化机电一体化产品，其多样性技术主体包括逻辑模糊控制技术、专家系统、智能工程与人工神经网络技术系统等。其中逻辑模糊控制技术属于人工智能范畴，基于对人们思维方式的模仿进行不精确信息的展示。目前，该系统在各个应用服务领域得到了广泛应用，例如列车启停系统中应用该技术便会有效消除惯性作用，令人们在乘车途中始终保持稳定运行状态而不至于产生前仰后合不稳现象。专家系统则是针对不解问题的软件智能系统，其丰富知识经验通过计算机技术形成了可被处理或接受的符号形式，基于专家推理与控制方式策略，在该领域聚集后便可突破仅能由专家解决的系列问题，进而上升至专家水平。诚然，该专家系统具有基于智能化的一定局限性，现行局部领域中去取得了成功应用效果，例如融入专家加工系统于数控机床中便可显著提升其系统智能化水平。人工神经网络技术系统具有较高非线性复杂性、自适应力、高容错能力、自我组织与计算能力，可实现基于模拟或数字形式的并行处理，并较为接近神经网络进行工作。该技术系统广泛适用于需同时对多方条件因素进行模糊不精确的信息处理。当前该技术在聚类、分类语音及音素识别中获得了可喜成绩。例如基于人工神经网络的汉语声调识别、识别手写字符、车牌照识别、指纹认证等。随着科技迅猛发展，人工神经网络系统技术还会在视觉与声觉方面实现突破，制造出机电一体化多功能产品。

1、2机电一体化技术的人格化、集成化与绿色化发展

机电一体化对生命机体的模仿、注重与人们活动相关联的产品令其体现出人格化发展特征，基于产品使用的最终对象为人，因此机电一体化技术应主体考虑如何赋予产品人特有的情感性、智能性与人性化，因此其需要在造型、色彩等层面上下功夫，力求产品艺术性，例如家用机器人的诞生便是人机一体化的体现。机电一体化的集成化包含两层含义，不仅代表电子与机械的融合，而是尽最大可能令他类先进技术领域包含于其中，同时引入工程系统技术对机电一体化进行应用开发系统的指导。现代化机电一体化技术系统应集成电学、光学、机械、声学等生物化学多学科技术，深挖其征参量进而正确进行耦合关系处理，由此可见机电一体化系统具有丰富的集成性。绿色化理念是对资源效率及环境影响的综合考虑，其制造目标主体面向产品的制造、设计、运输、包装、使用及报废处理整体生命发展周期，现代机电一体化技术为实现可持续发展需全面激发资源利用率，切实降低对生态环境的不良影响，进而打造优势绿色制造业全面发展模式。

2、机电一体化技术的科学应用

为有效提升机电产品综合优质性能，充分满足制造零件高精度与高效率、形状复杂性、生产低噪声、少阻力、高强度、长寿命等现实需求，产品设计形状、空间构造、刑面等体现了较为复杂特性，因此进一步令机电一体化技术必须向着高性能、系统化、智能化、微型化与轻量化方向发展。其主体应用领域则包含数控机床、集成计算机制造、工业机器人与柔性制造等。

2、1机电一体化在数控机床领域的应用

机电一体化在数控技术及机床中的应用发展令其功能、结构、控制精度与操作实现了迅速提升，具体体现为采用多处理器、多总线构建模块化、总线式与紧凑型结构。在设计层面则凸显了开放性，即令硬件功能模块与体系结构包含了兼容性、层次性、适应性结构标准，较大限度提升了用户综合使用效益。该领域还引入了WOP技术令其凸显智能化发展，系统面向车间多维度加工与编程技术过程提供了动态仿真环境，科学引入了模糊控制与在线诊断等高效智能机制。同时基于模块化思想我们可应用大容量存储器及软件进一步丰富数控功能，强化系统控制效能。为实现多通道、多过程控制，我们可令一台机床在同一时间控制多种机床、多台设备并独立完成多个加工任务，集成检测道具破损、搬运物料与机械手控制于系统服务运行中。基于信息化网络时代我们可充分激发系统网络多级功能，强化系统组合及复杂化创建加工系统综合能力。另外我们还可利用单片机与单板构成控制机，引入专业模板或芯片构建紧凑结构数控装置。

2、2柔性制造与集成计算机制造系统的科学应用

柔性制造是系统的计算机化，我们可主体应用数控机床、计算机、料盘、机器人、自动化仓库与搬运小车构建系统，令其可实时、随机、按量依据装配部门要求基于生产能力范畴进行工件加工制造，较为适用于小型、中型批量、多品种、更改设计频繁变化的零散型批量零件生产。集成计算机制造系统应用实现并非就个分散现有系统进行的简单组合，而应基于全局角度进行最优化的动态性组合，令原有部门界限合理打破，并基于制造进行信息流与物流的控制，实现由产品开发、决策、准备生产、实验产品到经营管理的统筹化结合。就企业层面来讲其集成度提升可令各类生产要素优化配置，并最大化激发各自潜力。

2、3基于机电一体化技术的工业机器人开发应用

基于机电一体化技术的一代机器人具有示教再现特征，即只能依据示教重复开展运动，缺乏对作业对象及周围工作环境的灵活适应性。该领域机器人第二代引入了先进性传感元件，可对其操作对象及作业服务环境进行简单信息的获取，并基于处理计算、分析能力展开一定水平的判断，进行针对相关动作的控制反馈，并凸显了低级水平的智能化。第三代该领域机器人则全面现实了智能化特征，通过引入机电一体化技术我们可令其富含多重感知功能，可自主开展复杂思维逻辑运算、决策与判断，进而独立运行服务与作业环境中，体现了现代化、科技化应用服务价值。

3、结语

机电一体化技术在历经多年的探究完善中逐步构建了较为完整的概念体系，并基于集成电路与计算机技术的大规模迅猛发展令其机电结合形式更为灵活、内容丰富多样并广泛应用于各个领域，取得了可喜成绩。基于其优势功能我们只有深入探寻、创新发展、综合利用，才能全面激发其价值化能效，拓宽高新技术领域，研发出真正高端、适应人们丰富需求的机电一体化产品。

[参考文献]

篇6

关键词：机电一体化；应用；发展前景

中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0064-02

机电一体化技术这一概念最早是由日本企业界在二十世纪七十年代左右提出的，当时被取名为“Mechatronics”，意思是机械技术和电子技术的有机结合。随着时代的发展，机电一体化技术融合了计算机技术、机械加工技术、自动化技术及电子信息技术等多种技术类型。机电一体化技术实现了人工操作向机械自动化操作的转变，在产品制造水平、生产效率及产品性能稳定性等方面带来了显著变化。随着新时期工业生产逐渐向自动化、智能化及绿色化方向发展，机电一体化技术在众多领域获得了广泛应用。

1 机电一体化技术在各领域中的应用状况

1.1 数控机床

机电一体化技术最为典型的应用案例就是数控机床，随着近些年的发展，数控机床在精度控制上更为精确，在功能上更加多样，在结构上更加趋于合理，在操作上更显便捷，总体上说，随着机电一体化技术的深入应用，数控机床在结构功能上向着模块化、总线式、紧凑型方向发展，在组织体系上更多采用了多主总线及多CPU架构模式。将富有开放性的设计方法应用于数控机床，可以极大提高系统的兼容属性及层次属性，在编程、设备升级改装等环节更加便捷智能，能够达到一台机床实时控制多台机床的效果，从而实现了多通道及多过程的控制管理。

此外，通过在数控机床系统中采用机电一体化中的在线诊断技术及神经网络的模糊控制技术，当机床出现或要出现各类故障时，如刀具破损等，可以借助在线诊断的相关功能模块向机床操作人员进行信息反馈，从而便于及时采取相应的控制措施。

1.2 工业机器人等柔性制造系统

柔性制造系统，简称为FMS，实现了高度计算机化，涵盖了数控机床、工业机器人、料盘及自动化仓库等各个部分，能够根据生产指令，按量地开展各类生产任务。除了上面介绍的数控机床，机电一体化在工业机器人制造中也发挥了重要作用。

工业机器人能够代替一部分人力劳动，在涉及到作业条件复杂，如噪音污染大、气体污染严重、辐射程度较高的作业场所，工业机器人可以发挥自身优势，确保生产制造的连续性。随着机电一体化技术的成熟，现阶段工业机器人智能化程度大幅提高，能够借助功能更加强大的元件设备收集整理数据，并针对具体情况作出分析判断，一定程度上达到了人脑的功能，在多种作业环境中能够实施单独作业。

1.3 计算机集成制造及分布式控制系统

计算机集成制造借助于自动化技术、信息技术及制造技术，通过采用计算机技术，把产品设计制造过程中的一些分散的子系统加以集成，从而形成了能够适用于小批量及多品种生产的智能化制造系统。计算机集成制造突破了各个部门之间的生产界限，做到了产品在开发、生产、经营等环节的融合。

分布式控制系统是通过中央计算机控制指挥多台计算机设备，凭借着分布式控制系统的稳定性和安全性，是机电一体化系统中的关键核心技术。分布式控制系统在分级上根据具体情况可以分为两级系统、三级系统乃至更多级别，能够对生产制造过程进行实时的监督控制及管理，在后期维护及系统扩展上也能够灵活操控。

1.4 在建筑施工行业中的应用

随着科学技术的不断发展，有不少先进的机电一体化技术已经应用于实际建筑施工中。施工机械机电一体化从半自动化、监控、全自动到遥控不断发展，降低了施工风险，提高了施工质量。

现阶段机电一体化技术在建筑工程中的具体应用主要包括混凝土机械、起重机械、土方机械（如国外液压挖掘机）。机电一体化技术应用在建筑施工领域既可以保证施工安全和工程质量，降低劳动强度、加快施工进度，也对避免工场事故有着重大的意义。

2 机电一体化的未来发展前景

2.1 人工智能化

现阶段机电一体化具备了一定的智能化程度，但尚无法达到人工智能化的水平，随着技术的发展，原先预想的使数控机床及工业机器人具备模拟人脑的能力，已不再简单局限在幻想中。机电一体化实现人工智能化，能够使其具备推理判断能力、自主思考能力以及决策制定能力，一方面能够有效提升工业生产制造的自动化水平，另一方面能够极大地节省人力成本，提高工业生产的效率和精度。

2.2 网络化

网络技术的发展给科学技术、工业生产，军事、政治、教育以及人民的日常生活都带来了极大的变化。网络技术能够为机电一体化在远程监控及远程控制等环节创造条件，因此，机电一体化与网络技术的融合也是未来机电一体化发展前景之一。在实现网络化操作后，工业生产制造人员可以脱离具体的生产岗位，只需在车间内走动，掌握各个设备的运行状态，然后借助操作面板来对各个流程工作加以控制。此外，在机电一体化设备和操作终端之间通过建立网络通信协议，借助光纤等信息传播介质进行数据的传递，还能够实现远程监控和远程控制，能够极大地降低工作量。

2.3 微型化

机电一体化设备体积庞大，虽然不会对其性能构成影响，但在搬运中却极为不便，微型机电一体化技术有效融合了软件技术、微电子技术及微机械技术，是未来机电一体化发展的重要方向。根据相关研究，机电一体化微型系统，可以实现向微米及纳米系统的演进。未来可能出现的微型化机电一体化技术可以在生物医学及航空航天等领域广泛使用。

2.4 模块化及绿色环保化

现阶段机电一体化的产品类型较多，生产制式不尽相同，在信息接口、电气设备接口及动力接口上也存在差异，随着技术成熟及行业间融合的加深，有必要制定出统一化的标准模式，实现机电一体化的标准化及模块化。

此外，随着人们环保意识的增强，在产品选择上人们更加趋向于绿色产品，因此，机电一体化的绿色化也将成为未来的重要发展方向，在产品的生产、包装、运输以及使用等环节，环保观念会贯穿于全过程。

3 结 语

总之，机电一体化技术在生产制造环节的有效应用可以极大提高产品的精度、质量及生产效率，在强调成本节约及规模化生产的背景下，具有独特的技术优势。随着科技的进步，机电一体化在未来发展前景上会向着更加智能、绿色、高效的方向发展，并将在工业生产制造中发挥更大的作用。

参考文献：

[1] 代曾兰.机电一体化技术的应用探析[J].中国新技术新产品，2012，（2）.

[2] 叶家兴，甘德元.机电一体化技术的应用及未来展望分析[J].科技致富向导，2013，（15）.

篇7

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

1机电一体化技术的应用

1.1在现代机械制造业中的应用传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

1.2在饮料行业中的应用机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。

1.3在钢铁企业中的应用

1.3.1计算机集成制造系统(CIMS)钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

1.3.2现场总线技术(FBT)现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

1.3.3交流传动技术随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

1.3.4开放式控制系统“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

1.3.5分布式控制系统(DCS)分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2机电一体化技术的发展趋势

2.1智能化智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.2数字化微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

2.3模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。

2.4网络化网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.5自源化自源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。

2.6人性化人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说更自然，更接近生活习惯。

2.7微型化微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。

2.8绿色化工业发达给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果，所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

3结束语

随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

篇8

1．1机电一体化技术在煤矿运输的应用

目前我国煤矿井下生产主要是依靠皮带化处理运输方式，使用带式运输机来实现整个煤矿井下运输操作，这种运输方式在煤矿运输中的应用具有一定的可观性，然在煤矿运输中还存在一定的问题，比如说运输跑偏、断带及打滑等现象都是利用带式运输方式所产生的问题。神东作为现代化矿井，采用了天津华宁生产的皮带综合保护装置。该装置安装简单，使用方便。连采、综掘后配套胶带运输机必须安装防滑、堆煤、跑偏、拉线急停、连锁装置、烟雾报警及超温自动洒水装置。综采顺槽、集中运输、主运输必须安装防滑、堆煤、跑偏、张力、防撕裂、拉线急停、连锁、烟雾报警及超温自动洒水装置，主要运输巷上运胶带运输机还必须装设逆止、制动装置;下运胶带运输机必须安设制动装置。有效地解决了带式运输方式所产生的问题。由此可见机电一体化技术强大的功能性，它不仅能够提升煤矿设备的工作效率，同时还能够实现煤矿生产的安全操作。此外，机电一体化技术在煤矿运输中的应用，实现了煤矿设备的简单操作，且设备动作趋于统一化，有效提升了煤炭开采的能力，在一定程度上能够提高煤矿企业在生产运输等操作中的经济效益。

1．2机电一体化技术在煤矿安全监控系统中的应用

机电一体化技术在煤矿安全监控系统中的应用效果也不容小窥，可以说煤矿安全监控系统是机电一体化技术应用的具体实现。目前我国煤矿生产中常用的安全监控系统是KJ90型煤矿安全综合监控系统，该系统技术先进、功能强大、可靠性高、实用性强，是一套集矿井安全监控、生产工况监控、网络信息管理及多种监测子系统为一体的全网络化矿井安全生产综合监控系统。另外在机电一体化技术应用中应充分考虑煤矿生产操作实际状况，从而合理应用机电一体化技术与煤矿安全监控系统，实现煤矿生产的实时监控，为煤矿生产操作提供强有力的安全保障，提升我国煤矿监测监控系统的整体性能。

2、机电一体化技术管理中的现存问题分析

2．1没有充分发挥机电管理部门的职能

为了确保机电一体化技术的正确应用，充分发挥其在煤矿生产各个环节的作用力，很多煤矿企业在其内部设置了机电管理部门，但是就目前机电一体化技术管理现状而言，相关工作人员在技术管理过程中并没有发挥出机电管理部门的职能及功能性。大多数煤矿企业及其内部的管理与生产人员都把工作重心放在了煤矿生产上，并没有对机电一体化技术管理予以过多的重视，从而导致机电一体化技术应用薄弱，管理网络出现中断等状况。

2．2机电管理队伍整体素质有待加强

机电一体化技术可以说是煤矿生产操作中的创新体现，煤矿企业虽然在煤矿生产操作中应用了机电一体化技术，对煤矿生产技术做了合理化调整，然而对煤矿机电管理人员的素质却没有引起足够的重视。煤矿机电管理人员的综合素质会直接影响机电管理的实施效果，一些素质不高的机电管理人员在机电管理工作中表现出极大的随意性，管理力度不强，从而导致机电管理目标无法得以实现。

3强化机电一体化技术管理的有效措施

3．1充分发挥机电管理部门职能，采取统一化管理方式

要体现机电一体化技术在煤矿生产操作中的作用力，不仅要在煤矿生产中合理应用该技术，还需要建立机电管理部门，对煤矿生产操作实行统一化管理，对煤矿生产中的各个环节进行严格把控，只有这样才能从根本上确保煤矿生产质量及安全性。在机电管理过程中，一般情况下机电管理部门需要对四个方面进行管理控制，第一应结合煤矿生产接续安排合理编制煤矿机电设备运行计划;第二要求煤矿生产单位设备所用的易损配件进行合理提报计划，机电职能部门及时跟踪;第三对于煤矿机电生产中发生的事故进行追查，查找导致事故发生的原因，预防事故的发生;第四对于煤矿机电作业中的违章操作进行有效制止。

3．2强化机电管理人员综合素质，关注机电管理实施力度

篇9

【关键词】煤炭机械机械制造机电一体化数控技术

煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。

煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。

煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。

一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。

机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能:

（1）在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。

（2）节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。

（3）自动化或半自动化程度的提高

煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国MARCO公司合作生产的PM31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。

二、机械制造中数控技术的应用

1、煤矿机械

现代采煤机开发速度快、品种多，都是小批量的生产，各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件，传统机械加工难以实现单件的下料问题，而使用数控气割，代替了过去流行的仿型法，使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料，从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势，一些零件的焊接坡口可直接割出，这样大大提高了生产效率。同时，数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制，好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。

2、机床设备

机械设备是机械制造中的重中之重，面对现代机械制造业的需求，具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力，即把计算机控制装置运用到机床上，也就是用数控技术对机床的加工实施控制，这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上，从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需零件。

在机械制造业中，数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧，传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大，产品交货质量和成本要求的提高，要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力，就需要我们能利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应用于机械制造行业。

参考文献：

[1]南生春，傅万四.浅谈数控技术在木材加工机械上的应用[J].木材加工机械,2004(01).

篇10

【关键词】计算机;机电一体化专业;应用

计算机技术是二十一世纪最伟大的革新技术之一，不仅影响到工业发展，而且与人类的日常生活息息相关［1］。随着计算机技术的广泛应用，机电一体化专业迅速发展，成为了工业机械化生产的主要技术核心。可以说，在社会高速发展的今天，计算机技术与机电一体化技术相互促进。研究计算机技术在机电一体化专业中的应用，对于促进计算机技术的发展，推动机电一体化专业领域的技术进步具有积极意义。

1机电一体化专业概述

机电一体化专业是一个关乎机械学与电子学的专业领域，其中广泛地应用了诸如机械技术、计算机技术、电子技术、信息通讯技术、光学技术、控制技术等多种现代化技术。机电一体化是现代化工业生产中的一个新名词，随着工业生产的需求的变化而发展，目前正朝着绿色化、模块化、智能化、系统化、网络化、微型化的方向发展，而这种发展趋势，得益于计算机技术及相关技术的进步。机电一体化起源于20世纪60年代，但是电子技术初步成形，人们开始尝试应用电子技术的成功完善机械生产体系，以期提高生产效率和产品质量，但是由于当时电子技术水平较低，因此无法深入发展［2］。过了十余年，计算机技术飞速发展，控制技术与通信技术出现，为机电一体化的蓬勃发展奠定了坚实的技术基础，机电一体化研究成果显著。中国对于机电一体化专业的研究起源于1980年，国家将机电一体化技术的研究纳入“863计划”，制定了机电一体化技术发展战略，目前已取的了一定的成果，虽然与美国等发达国家有一定的差距，但可喜的是差距正不断缩小。在工业制造业中，传统的人力生产方式已无法适应现阶段的产品生产需求，劳动密集型企业正不断被取代，机电一体化生产体系已逐渐应用于各个领域，切实地提高了我国的劳动生产效率。

2计算机技术在机电一体化专业中的应用

在机电一体化专业中，应用了多种计算机技术，比如说计算机与信息技术、自动化控制技术等，深入研究这些计算机技术的应用范围及深度，是促进在机电一体化专业进步的基础性战略。此次以一些在机电一体化专业中应用广泛的计算机技术为例，简单介绍其应用成果和发展趋势。

2．1信息单元和系统控制在机电一体化专业中的应用

在在机电一体化专业领域中，信息单元和系统控制属于关键性技术，其中信息单元能够将机电一体化专业领域中来自于各个传感器的信息收集起来，进行适当的信息处理后，深入分析，获取有效信息，在系统的信号控制下正常运作。系统控制则由电路和转换器两部分组成，与信息单元的应用相辅相成。在机电一体化专业中，信息单元和系统控制的正常运转，依赖于计算机技术的使用，关系到整个系统的信息处理和控制。因此，要想促进机电一体化专业的发展，就必须深入研究计算机与信息技术的应用，根据市场需求的变化不断革新。

2．2PLC技术在机电一体化专业中的应用

PLC，即可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，具备执行逻辑运算、定时、顺序控制等面向用户的指令的功能，是机械化生产中常用的一类自动化控制技术。PLC技术是机电一体化专业中应用的一项核心计算机技术，在以下方面有着独特的作用:(1)模拟量控制方面。PLC技术能够灵活地控制机电一体化对象，有效地解决了电气自动化系统运的维护问题;(2)开关量控制方面。PLC技术应用了中间继电器，优化了自动化系统的设计，确保了系统设计的科学性，同时可确保自动化系统开关控制量的稳定，因此在机电一体化专业的系统集中控制和位置控制两个领域广泛应用。

2．3软件新技术在机电一体化专业中的应用

计算机技术的发展，为机电一体化专业领域不断注入新的血液，推动其技术水平的提高。合理使用IP构件库、嵌入式IAVA技术等软件新技术，研发出适用于机电一体化专业的软件，是机电一体化专业领域发展的一个契机。目前，机电一体化专业领域中已经实现了对工具性软件、NU软件等多种新型计算机软件的合理应用，取得了较好的成效，进一步开拓了机电一体化专业的市场。可以说，计算机技术的发展引领着机电一体化技术的发展方向，随着工业生产市场竞争的日益激烈化，要想保证企业在残酷的市场竞争机制下站稳脚跟，就必须加强机电一体化技术的研发应用。

3结语

在机电一体化专业领域中，计算机技术的应用水平关系到该专业领域的发展速度，因此，要想推动机电一体化专业的发展，就应该深入研究计算机技术在该领域中的应用，促进计算机技术与相关高端技术(比如电气自动化控制技术)的融合使用，切实提高计算机技术的应用水平，推广最新计算机软件在机电一体化专业领域中的应用。就目前社会发展现状而言，计算机技术发展速度极快，以计算机技术的发展来推动机电一体化专业技术的进步，方是该专业领域不断进步的长期战略［3］。

作者:刘 聪 单位:沈阳理工大学信息科学与工程学院

参考文献:

［1］纪俐，刘．PLC气压综合实验台在机电一体化专业教学改革中的应用［J］．科教导刊(上旬刊)，2013(04):34～35．