时间:2023-08-08 17:10:16
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机电一体化的过程,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:机电一体化;采矿工作;煤矿企业
煤炭开采技术直接影响煤矿矿井的产能释放,随着煤矿开采地域的不断扩大和延伸,以及采煤机械的更新换代,传统采煤工艺已经不能满足国家发展对能源的需求,现代综合采煤工艺的发展进步必须通过不断创新才能跟上时代步伐,因此机电一体化技术在煤矿行业的应用越来越重要。
1.机电一体化的基本概念及其构成要素
1.1 机电一体化的内涵
机电一体化是最近几年新出现的自动化技术,并且很快得到了高速发展,成为许多行业技术改造的重点方向。所谓机电一体化,是指融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多门学科技术为一体的综合技术,它综合了不同学科知识和技术特点,将它们有机的整合在一起,形成了一门独具特色而又具备广阔发展潜力的技术应用方案,能够有效提升工业生产效益和效率。
1.2 机电一体化技术的特点
(1)安全性高。机电一体化技术具备十分强大的应用功能,能够实现自动监控、实时数据传输、紧急预警以及自我更新和恢复等智能化操作,对于在生产过程中出现的任何意外情况,例如电路短路、工作负荷过大、电机失灵等问题,都能够及时检测并报警,可以有效防范事故风险的发生,不断提高生产安全性和稳定性,保证良好的安全生产环境,提供企业的综合生产效益;
(2)实操性强。机电一体化技术所采用的各种设备具有高智能化特点,大大降低了人工操作的工作量,使得操作过程更加简单和规范,避免了由于人工操作带来的各种失误,显著提高了生产过程中的安全性和稳定性。
(3)实用性大。与机电一体化技术相配套的各种设备和仪器,都具有较高的自动化水平和智能化程度,能够有效提高日常保养和故障检修工作性能,可以通过提高相关配套仪器和设备的自动化程度来加强整个一体化生产系统的自动化水平,降低人为因素对生产设备操作的不利影响,从而不断提高生产操作的规范化水准,保证更高水平的工作质量和效率,提高企业的总投入产出比。
2.机电一体化的核心技术构成
2.1 机械本体技术
要改善和提高机械设备的总体工作效率,必须从三方面来努力:自身重量、加工精度和产出量。当前,机械加工对象都是各种金属材料,降低加工自身的设备重量,可以有效提升机械加工效率,一般考虑利用非金属材料配件来置换不重要的金属部件。通过降低加工机械设备自重,可以提高加工设备小型化水平,不断提高加工设备的工作反应速度,降低能耗,提高加工效益。
2.2 信息处理技术
机电一体化与信息技术的融合程度正在不断深入和加深。为了提高机电一体化的应用水平和生产力,可以通过信息化改造来实现。利用信息科技提高工业生产综合效益,是未来工业技术发展的主要方向之一。
2.3 信息传感技术
机电一体化的传感技术主要是因为它可以通过光纤和电缆传感器能够提高其传感器的安全性以及可靠性,在采矿应用过程中具有很高的安全性能,对防止电磁干扰具有很大的抵抗功能。
3.机电一体化技术在煤矿中的应用
3.1机电一体化技术在采煤机的应用
机电一体化技术在煤矿行业最典型的应用在于电牵引采煤机设备的开发和推广,这种机电一体化采煤机相比大多数电牵引采煤机具有多种特点和优势:第一,电牵引采煤机最主要的特征就是它具有良好的牵引特性,电牵引采煤机在前进过程中可以不断地提供牵引力;第二,电牵引采煤机能够保证在采煤系统下滑作业时进行发电制动,其轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因此非常适用于大倾角煤层的开采,尤其适用于50°±10°倾角范围的煤层,并且不需要其它防滑装置;第三,电牵引采煤机易损原件少,除了电动机的电刷和整流子容易磨损意外,再无其它易损元件,因此具有维修量小、运行可靠、寿命长、效率高等优点。
3.2机电一体化技术在提升机的应用
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,典型产品为全数字化交直流提升机,其中以内装式提升机最具代表性,该设备在结构上采用合二为一的驱动和滚筒装置,大大简化了机械结构,充分体现了机械、电子、计算机以及自动化技术的有机结合。
3.3机电一体化技术在皮带机的应用
我国煤矿井下输送系统的主要运输设备是皮带机,它能够满足长距离连续输送,并且皮带机具有输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等优点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置,我国煤矿皮带机一般采用3点驱动技术,并且需要相应地限制输送机的单机长度和运量,该项技术与世界发达国家相比存在着一定的差距。
4.煤矿机电一体化技术的发展趋势
煤矿机电一体化是随着机电一体化的发展而发展的,它与机电一体化的发展是统一的,同步进行的。煤矿机电一体化未来发展趋势如下:第一,煤矿机电设备更加智能化,智能化系统是21世纪才开始流行起来的新兴技术,其使用范围和完善水平都存在着明显缺陷,因此煤矿机电设备的智能化成为一个重要的研究方向;第二,煤矿机电设备更加微型化,微型化在煤矿机电一体化中的应用并不成熟,它伴随着微电子技术的兴起而发展;第三,煤矿机电设备更加系统化,煤矿企业机电一体化所包容的范围越来越广,所使用的技术范围也逐渐扩增,随着这些种类的繁多,就产生了一个关键的问题:如何能够使这些差异很大的技术有机的组合起来,以发挥更大作用。迄今为止,尚未有一个国家或企业能够很好地充分利用这些技术的优势,无法避免其缺陷,因此该项内容也成为今后发展的一个重要方向。
5.结论
总之,通过本文论述,我们在对机电一体化这项技术逐步了解的前提下,我们深知:对于如何使其在煤矿企业中得到落实和运用还需要很多工作要做,但无论如何,我们必须重视机电一体化在采矿中的作用,最大发挥其在行业中存在的潜在价值,在煤矿企业开采过程中尝试落实这些技术的应用,为提高煤矿企业生产效率创造良好条件。
参考文献:
引言
在现代工程中,机电一体化工作效率高,操作简单,因此在施工现场中得到迅速传播和应用,这在一定程度上促进了我国现代工程的发展。机电一体化是全面考虑出发,将在工程中可能用到的电气技术、机械技术等系统地结合在一起,经过全面概括,细化内部具体技术,从而完善各项技术的功能。
关键词:机电一体化;现代工程;影响
1机电一体化发展历程
在1950年,机电一体化的理念最早被提出。当时,大概是科学家为了改善产品的质量,因而聚集在一起,尝试将电子技术和机械设备结合,虽然取得了初步成功,但这种观念还是不太成熟。当时,社会出于战乱时期,经济的发展不稳定,科研人员也缺少,再加上初始发展的电子技术,机电一体化的理念并没有被人们所熟知。在战争期间,机电一体化的发展在一定程度上依赖于人们对机械设备,但这时机电一体化的发展也只是停留再战争机械的应用。战争结束后,人们才把机械一体化应用到民用机械。
2机电一体化的发展趋势
在民用机械发展的过程中,工程机械是使用机电一体化最多的地方,社会经济逐渐发展并得到稳定,各种新兴科学技术的出现,这在一定程度上纠正了机电一体化的发展方向。由此,从下面几个方向详细介绍机电一体化。智能化发展。在发展过程中,机电一体化吸收了计算机工作的原理,进而完成自身的计算机通信技术,从而实现了机电一体化的智能化突破。因此,在智能化发展实际上就是在编程过程中,掺入人们的思维方式,通过整合各项技术,实现自动化控制。在研发过程中,相关人员应该注意全面考虑各项技术,在编程的过程中加入心理学,从智能的角度编程,以符合人们的心理需求。区域化发展。机电一体化的产生是顺应时代的脚步,因此在现代社会,必然会有区域性的发展。随着现代化进程的脚步加快,我国各区域城镇化建设的过程中,也开始运用各种先进的科学技术。从某方面来说,机电一体化不仅能够实现自动控制,也比较全面的整合了工程技术,并且被广泛应用到机械工程领域,这将推动我国城镇化的发展,进而带动现代工程的发展。网络化发展。在信息技术高速发展的今天,网络通信技术使人与人之间的通信变得更加方便,而且信息化的发展在工程机械方面也有所涉足。机电一体化发展过程中,网络通信技术不仅能使相关人员实时监控设备的运行情况,也能及时发现设备故障,不仅提高了工作效率,也保证了施工安全。
3机电一体化在现代工程中的应用及影响
机电一体化之所以在现代工程中被广泛应用,是因为其具有高效性、全面性,尤其在电子技术方面。机电一体化技术最开始发展的时候,便是利用电子技术和机械设备,两两结合,进而实现了机电一体化。现在,通过机电一体化的发展,电子技术实现了在机械设备上的可操作性、安全性,因此说,机电一体化推动了电子技术的发展。在现代工程中,机电一体化的影响贯穿整个过程。下面从施工前、施工中分别介绍机电一体化在现代工程中的影响。
3.1机电一体化在工程施工前的影响
更具有科学性的施工数据。在施工前,施工单位需要根据施工要求设计施工图纸,有了机电一体化技术后,相关人员你能够准确的利用精准仪器结合实际施工现场绘画图纸,从而保证图纸具有可操作性,以此减少实际误差,既保证了测量精度也保证了质量。为投标单位选择施工单位和施工材料提供了相应依据。施工单位组织设计工作时,利用机电一体化技术能够在现场采用高精度的精测仪器进行高精度的测量,进而减少施工误差,使施工操作按照规范性进行设计。有关单位在投标时,可以根据投单位提交的组织设计的规范性,来判断施工单位的机电一体化应用技术的程度。在选择施工材料时,也正是选择与设备适应性较强的材料,这样能保证工程的质量。
3.2机电一体化在工程施工中的影响
(1)使用机电一体化能提高施工工艺。社会经济正在快速发展,人们对生活质量开始有了更多的要求,因而对现代建筑的要求,不再是简单的保暖御寒。较于传统的工程建筑,利用机电一体化建造出的建筑物符合人们的生活要求,机电一体化技术的操作方式也符合人们生产生活的方式。(2)提高工程的准确度和速度。从某方面来说,机电一体化技术包含各项工程技术,因而能实现机械自动化,尤其在施工过程中,使用机电一体化技术不仅能提高施工效率,也能节约时间、缩短工期,降低成本。在使用过程中,机电一体化的设备操作起来更加灵活,不需要相关部门培养设备的操作人员。(3)机电一体化技术大多实现了自动化或者半自动化。在施工监测的过程中,如果施工人员或者施工技术出现问题,结合了计算机技术的机械设备能够自动报警,这在一定程度上保证了施工人员的安全,也保证了施工质量,即便出现质量问题,利用机电一体化设备也能自动报警,从而减少因浪费时间而造成的损失。(4)机电一体化技术能够提高施工效率。在施工过程中,使用机电一体化种技术,能够节约了施工材料以及能源。其操作技术快,因此能减少施工过程中材料的损耗,节约成本的同时,也能保护环境。
4.结语
由上可知,机电一体化技术顺应时代而生,不仅顺应了发展的潮流,也在工程建设中被广泛应用。经济为机电一体化技术的研究提供资金,机电一体化技术的发展促进经济的进步。这不仅促进了经济的发展,也促进了社会的和谐稳定发展。因此,科研人员应该大力支持,研发更多利于社会经济发展的新技术。
参考文献:
[1]杨俊.机电一体化对现代工程施工的影响[J].江西建材,2016,(21):116+121.
[2]黎香洪.工程施工机械中的机电一体化分析[J].中国高新技术企业,2015,(20):76-77.
关键词:机电一体化技术 应用 发展趋势
机电一体化技术在经济发展的过程中,使自动化的发展提升具有良好的技术支持,并在机电一体化技术的应用过程中,有效减少人力物力在生产加工中的多余消耗,并降低了安全问题发生的几率,因此在煤炭行业、建筑行业中创造了巨大社会效益与经济效益。机电一体化技术包含信息传感器技术、电工电子技术、接口技术、机械技术等多项技术的有机结合,并能够综合应用在实际操作中。
1.机电一体化的应用范围
1.1建筑材料
在当前建筑施工的工作中,对建筑材料的要求也越来越高,且建筑材料作为建筑施工中比例较多的内容,对其的质量要求标准也更高。要想保证建筑材料能够有更高的质量发展特征,就要确保机电一体化的技术能够在建筑材料中得到科学应用[1]。此外,建筑材料的选择调配对建筑质量有直接影响,若是材料调配没有满足规定要求,将会减少建筑工程中的使用寿命,甚至引发严重的安全隐患,从而产生经济损失。正因如此,应用机电一体化技术到建筑材料中,就能实现建筑材料的正确配比,以免误差产生,进而推动建筑行业的发展。
1.2自动生产线与数控机床
作为一个生产大国,我国在产品生产的过程中,对机床的使用量非常大,这也造成国家生产总值的提升。通常情况下,机床建设同数控技术的发展具有密切联系。在国家机电一体化技术逐步发展完善的过程中,机电技术也更加成熟,但是综合水平的发展依然处于世界的中级水平,因此对其要逐步改进与完善,进而更好推动数控机床技术的发展。此外,机电一体化在自动化生产线中也有普遍应用,且在国民经济增长的进程中,更多的生产设备与自动化生产线被用于工业化建设的工作时,使工业化进程进一步加快。就当前阶段的发展来说,工业化的发展还具有一定不足,需要在今后的使用过程中完善人机界面系统设计、边坡调速等任务,从各方面完善机电一体化技术的发展。
1.3钢铁行业
机电一体化技术在钢铁行业中的应用,能够使生产效率、生产质量得到提升,促进钢铁行业能够超现代化的发展方向进步,就当前的发展情况来说,钢铁行业中的机电一体化技术应用可分成以下几点:第一,计算机集成系统的应用,使得钢铁生产过程中每个工作流程能够紧密连接。第二,现场的总线技术应用,能够使设备链路实现通信数字化[2]。第三,使用交流传动技术,能够替代传统的电子传动,使生产效率大幅度提升。
1.4工业机器人
机电一体化在工业机器人中的应用主要为三个阶段,第一阶段中,机器人对环境的适应力较差,智能依照规定要求进行动作的机械重复。第二阶段中机器人已经具备初级的传感系统,并能够及时进行信息处理。第三阶段的工业机器人发展,已经逐渐进入智能化的发展领域,引出感知能力^强,能够在较为复杂的逻辑思维中进行合理准确的科学分析,使工业机器人能够在使用中发挥更好的社会效益,并具备较好的环境适应力。
2.机电一体化的发展趋势
2.1绿色化
在人们生活水平逐步提高的同时,对环境发展的关注度也越来越多,因此机电一体化技术在今后的改进工作中,更应注意绿色化的应用发展,最终达到环境保护的最终目标。机电一体化中的绿色发展方向就是实现各类产品的低能耗、低污染发展,并减少人们在使用制造中出现的健康危害,避免造成环境污染。绿色化的发展方向能够是产品应用效率全面提升,并在推动生态环境的良好发展、人体身心健康等方面都具有良好作用,总之,机电一体化的产品发展趋势具有十分广阔的市场前景。
2.2光机电一体化
机电一体化技术具备强大的功能作用,并在实际生活、生产过程中发挥出了自身优势,人们对机电一体化技术的研究力度、关注力度也在逐步提升。目前机电一体化的应用主要包含了信息处理系统、能源系统、传感系统等,其中机械机构属于其最主要的结构组成[3]。为更好掌握金银光学技术,促使光机电一体化的技术发展,推动机电一体化走向新的发展时期。
2.3智能化
在当前信息化技术飞速发展的进程中,智能化的信息技术水平也有了突飞猛进的发展。因此机电一体化技术中,人工智能的科学应用,也是未来发展的趋势之一。在充足的理论知识基础之上,从多方面思维引进,从而达到机电一体化技术的全信息化。智能化作为机电一体化技术的信息重要表现,能够运用计算机科学、人工智能、模糊定量、运筹学等进行机电一体化技术的整体发展,并且在模拟人类智能技术、混沌动力学等领域有了新的研究进程,随着今后机电一体化研究的逐步深入,也呈现出了“全息”化发展特征,并在智能化的应用领域增强使用效果。
3.结语
综上所述,机电一体化技术是在经济发展进程中十分重要的科学技术,也属于全球科学技术发展的结果。所以,在以后的发展应用过程中,相关部门应当更加重视机电一体化技术的深入与研究,利用先进的技术设备创新机电一体化发展。促使国家的生产效力能够提升也能增大企业的发展规模,提升其社会经济效益,全面推动国家经济的持续发展。机电一体化技术综合多种科学技术的应用优势,在技术发展的提升过程中其应用水平也能够不断进步,最终在机电行业中发挥更大作用。
参考文献
[1].机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势[J].科技创新与应用,2016(8): 148-148.
【关键词】:机电一体化;技术;发展趋势
随着社会不断进步,机电一体化技术不断发展完善,极大的提高了社会生产力。机电一体化技术是一门具有自身体系的学科,在科技迅速发展的前提下,不断赋予一体化技术新的内涵。机电一体化系统的实体部分,主要是机械部分与电子部分,又通过信息技术把这些部分有机结合在一起,从而构成更为先进的产品,具体包括成型和设计、系统集成、执行器和传感器、智能控制、机器人、制造、运动控制、振动和噪声控制、微器件和光电子系统、汽车系统、其他应用等方面内容。因此,本文首先分析了机电一体化产品的优越性,接着论述机电一体化技术的发展方向,同时提出合理化意见和建议。
一、机电一体化技术发展现状
机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。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、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,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。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是C电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
二、机电一体化技术发展趋势
机电一体化在发展过程中,涉及很多行业和学科,比如计算机、光学、电子以及机械等。但是就目前的发展而言,我国的机电一体化技术与发达国家存在较大的差距。当前机电一体化技术发展方向主要体现以下几个方面:
1.智能化。智能化成为机电一体化发展的重要方向,尤其是人工智能越来越得到广泛的应用,比如机器人与数控机床的应用。同时计算机科学、模糊书序额以及生理学等学科的发展,给当前机电一体化的智能化发展提供了更多的新方法和方向。同时随着微处理器的性能越来越完善,为机电一体化产品智能化创造良好的外部条件。
2.模块化。在实际生产过程中,由于机电一体化种类很多,相应的机械、电气、动力以及动力借口也十分的复杂。因此,要研制智能调速和机电一体化的动力单元,提高视觉和图像等功能的控制单元,最大限度的提高机械装置的操作的效率。通过标准单元,可以有效提高新产品开发的效率,促进生产规模的扩大。另外,为了保证产品质量,还要不断完善相应的标准,做好机电产品的匹配。
3.网络化。网络技术的发展促进了当前生产力的变革,对促进全球经济一体化起到了重要的推动作用,为机电一体化产品提供广阔的市场。比如各种远程控制和监视技术的终端设备就是机电一体化产品。同时随着局域网技术的发展和应用,给社会发展带来了极大的便利。因此,机电一体化技术也会朝着网络化方向发展。
4.微型化。在实际生产过程中,机电一体化朝着微观方向发展。微型化就是要朝着微米和纳米的方向发展。微型的机电一体化产品,占有空间较小,耗能很低,很有很强的量活性,被广泛的应用在社会的各个方面,具有无法比拟的优势。作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视,泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并且向微米、纳米级发展,让机电耗能更少,运动更加的灵活。微型机电一体化发展的技术关键点就是微机械技术,因此,为促进机电一体化技术的良性发展,可以采用超精密技术。
5.环保化。随着工业技术的迅速发展,给人们的生产生活带来了翻天覆地的变化,在享受丰富的物质生活同时,也面临着资源不断减少和环境污染问题,成为制约社会发展的主要因素。因此,在机电一体化产品生产过程中,要进行绿色环保设计,提高机械系统的可回收性,降低原材料消耗,降低机械系统对环境的污染,最大限度的保护环境,避免对环境和人类身体健康造成危害,提高资源的利用率,做好资源的循环利用。因此,节能、环保也是机电一体化技术发展的重要方向。
6.系统化。系统化的主要特点就是结构的开放式和模式化,要求整个系统能够进行灵活的组合和裁剪。同时不断加强通信功能。就目前而言,机电一体化发展趋势更加重视人与产品之间的关系,赋予产品更多的智能和情感。另外,还要要求产品能够模仿生物激励。
综上所述,机电一体化技术是许多科学技术发展的结晶,,是社会生产力客观要求。随着制造自动化程度的不断提高,将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动,并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策机电一体化技术将成为机械工业的主角,在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益。因此,我国要不断总结经验教训,引进国外先进的技术,促进我国机电一体化技术又好又快的发展。
参考文献:
[1]成文斌. 机电一体化技术的现状和发展趋势研究[J]. 科技致富向导,2012,02:239.
关键词 机电一体化;PLC技术;发展趋势
中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)78-0041-02
0 引言
当前,电子、通讯等方面的技术得到了革新,有效的推动了机电一体化的研究,并实现了机械和电子技术之间的融合。尤其是在微型计算机、集成电路产品进入到市场后,为机电一体化的深入研究和发展创设了积极的条件。与此同时,国内高等院校以及相关企业单位都在进行了相关的研究,为机电一体化的发展和技术革新搭建了坚实的基础。
1 我国机电一体化技术的发展现状
我国于上世纪80年代开始针对机电一体化技术进行了研究,国家也为此投入了多项人力物力,在2010年的发展纲要中,明确指出要针对机电一体化技术进行革新和发展,并提出了相关的策略。及至到上世纪90年代,机电一体化已经迈入到另一个发展的进程,其突出特征主要体现在以下三个方面:其一,光学、通信等社会领域的技术已经应用到机电一体化技术的研创过程中,尤其是随着微细加工技术在其中的广泛应用,有效的带动了微机电一体化技术的发展;其二,机电一体化系统无论是在设计阶段,还是在集成分析过程中,都已经迈入了智能化的发展阶段,并把其作为一门学科进行独立的研究;其三,随着光纤技术、人工智能技术等新型技术的深入研究和应用,有效的为机电一体化技术的发展创设了一个更为宽广的发展空间。
2 机电一体化的发展趋势
长期以来,工业一直都占据我国社会经济的主导地位,工业的领先发展也在不同程度上促进了机械制造产业的快速发展,特别是对机电一体化的技术发展上发挥了重要的作用。事实上,机电一体化是一种综合的技术领域,以电子技术及其相关的应用作为发展的中心部分,其中微型计算机在社会各个领域中发挥的作用更加的突出。
2.1 智能化
在机电一体化的不断发展进程中,智能化是作为它根本的发展趋势,同时也是体现相关机电产品的有效渠道。智能化是对工业机械操作系统的一种简述,它还具备多个方面的能力,如推断力、决策力等。现代化的机电一体化与传统的技术相比较,要真正保证它的智能化推进就应该基于现代机械理论的发展过程中,同时还应不断的结合生理学、计算机科学等方法和理念,在吸收芯片技术等取得的成果来实现。基于智能化的基础上,机电一体化的视角焦点集中在产品的整体性能上,当前自动清洁机等产品都已经步入到了研创的发展阶段,正是通过对这些产品实行智能化的控制和处理,才能进一步的保证产品的综合质量。
2.2 集中监控化
集中监控化在机电一体化中的应用日益深入,它的突出优势就是能有效的保证设备的正常运行和管理。它与传统的机电产品相对比可以得知,在集中监控下的设计过程中,更多的是注重各个支部功能的合一作用行,换句话说,在中央监控系统的监测下,只要其中某一个系统发生了阻碍,就可以得到及时的发现,并对其进行处理。随着机电一体化不断的发展,更加注重相关设备的安全性,并借助技术上的革新来保证机电设备的集中监控化。
2.3 网络化
当前已经进入到了计算机网络的时代,网络也已经覆盖到各个社会领域中,自上世纪90年代后,我国的机电一体化在研创的过程中就开始与网络技术相接轨,并在网络技术的支撑下取得了一定的成效。特别是进入到21世纪后,以网络技术为基本媒介的远程技术在社会上兴起,促使远程控制技术在我国的机电一体化领域中得到了广泛的应用,从而有效的引领机电技术迈向了新时代。在今后的机电一体化发展过程中,网络技术能在一定程度上保证产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对机械和控制进行相互的区别,而是实现了两者之间的充分融合,所以对于机电一体化的研究和应用来说,就不需要把传感器、CPU等核心部分进行相的分离,并且缩减了产品的体积,促使机电一体化在技术上取得了全新的成就。我国已经陆续的研创出一些微机电一体化产品,这些产品也在我国军事、通讯等领域中得到应用,但我国现今仍然还存在微机械技术处在低水平的棘手问题,在今后的技术研究中应针对这些问题进行突破。
2.5 PLC技术的应用
PLC的全称是可编程逻辑控制器,它具备逻辑监控、数据采集等功能,因此,它在机电一体化的领域中,可以实现高速脉冲输出与接收,并在这一功能下还具备了传感器。这与传统的机电系统相对比,PLC技术在机电一体化中广泛运用可以保证数量的控制,并可以使相关的数据得以显现,这就有助于管理人员对各种数据进行及时的统计。另外,PLC技术在机电一体化中的应用还表现出通讯功能,实现了运动控制、通信联网等功能的实现。
3 结论
总之,虽然我国的机电一体化技术已经取得了较为明显的成绩,但相对于发达国家来说仍然存在一定的差距。但是在我国社会经济的推动下,尤其是在机械制造业等领域的快速发展下,我国的机电一体化技术必然迈向新的发展道路,对于机电一体化今后发展趋势的研究也具有现实的意义,是实现农业大国转向工业大国的基础条件。与此同时,在推动机电一体化技术革新的过程中,我国也十分注重技术的创新发展,对现存的不合理技术格局进行全面的改编,并使其与国际的技术力量相融合。
参考文献
关键词:工程机械;机电一体化;应用发展
近几年来,在社会经济飞速发展的背景下,工程机械行业所面临的竞争压力也变得越来越激烈。因此,对于工程机械行业来说,若是想要充分地提高行业的竞争力,那么就必须要注重提高工程机械行业中的科技含量。在科技技术飞速发展的背景下,各种先进技术都在社会中得到了应用,机电一体化就是其中之一。机电一体化在工程机械行业中的应用,不仅能够提高工程机械的使用性能,还能够有效地提高施工效率,减少施工成本。
1关于机电一体化的相关内容
1.1概述
机电一体化是一种将机械技术、信息技术以及微电子技术等技术进行有效结合的综合性新型技术。机电一体化在工程机械中的应用,能够提高工程机械的投入效果,也能够提高机械设备的使用性能,从而促进经济性的有效提升。而且,如果将机电一体化应用在工程机械制造过程中,还能够自主检测机械设备中的故障,实现对设备运行情况的实时动态检测,提高设备的应用效果。
1.2在机械工程中的具体应用
(1)用于故障监控。在工程机械中,若是能够合理地应用机电一体化技术,那么就能够实现对整个系统运行的电子监控。当系统出现故障现象时,机电一体化技术就能够及时发出警报,甚至还能够自动清除故障,使得整个系统能够及时恢复正常运行。这样一来,就能够减少因设备运行故障问题而带来的损失和影响。(2)用于设备节能。在传统的运行过程中,工程机械往往会出现严重的能源浪费现象,而造成这种能源浪费的原因,主要是因为机械设备在运行过程中并不是满负荷运行。在很多时候,机械设备在运行过程中的运行效率并没有达到额定功率。这样一来,就会造成机械设备在运行过程中所做的无用功变大。而若是能够合理地使用机电一体化技术,那么就能够在机械设备运行的过程中根据设备的实际需求来调节运行效率,从而达到节能的作用。(3)用于精确称量。在工程机械行业中,如何才能够做到精确称量,一直都是一个有待解决的重要问题。但是,随着机电一体化在工程机械中的有效应用,这个问题也随之解决。机电一体化中包含着电子控制系统,这个系统能够对整个称量过程进行微机控制,使得整个称量操作都变得自动化。这样一来,就可以减少人为误差所带来的影响,提高称量结果的精准度。(4)用于降低工作强度。在传统的机械工程工作中,工作强度非常大,而且工作量也非常大。因此,工作人员也常常面临着非常高的要求。但是若是能够合理地使用机电一体化技术,就能够实现工程机械的自动化操作,或者是半自动化操作,能够将之前的人力工作都利用先进的控制系统来代替。这样一来,就能够大大地减少工作人员的工作量和工作强度。与此同时,在实际的操作过程中,由于人力操作本身的原因,还有可能会对工作质量造成影响。而机电一体化技术的使用,就能够充分地避免这种现象,这对于工作准确度的提高来说,也具有着非常重要的意义。
2关于机电一体化的未来发展
2.1更加微型化
对于机电一体化来说,微型机电一体化系统也是一个重要的发展方向。而且,这还是电子技术与机械技术在纳米尺度基础上进行有效融合而产生的物质。微型机电一体化产品,一般是指几何尺寸非常小,可用微米、纳米等来进行概括,其体积一般不超过1立方厘米的产品,是一种非常先进的机电一体化产品。而且,其在生物医疗领域、军事领域等方面的有效应用,也具有着不可比拟的重要意义。由于微型机电一体化产品的耗能小、体积小,而且使用起来非常灵活,因此,这也将会成为未来的一种关键技术。
2.2更加网络化
由于机电一体化在工程机械中的使用具有着非常重要的意义。所以在未来,一旦有新的机电一体化产品被研制出来,只要功能独特、质量过关,那么就能够在全球范围内畅销。而且,由于网络技术现在已经在社会的各个区域内普及,在网络基础上产生的各种远程控制设备、监控设备也得到了非常广泛的应用。由此看来,各种家用电器网络化的发展也已经开始。由此可以知道,在未来,机电一体化也将会朝着网络化的方向发展。
2.3更加环保化
环保,是一个非常重要的主题,也是人类在发展过程中不可忽视的、永恒不变的主题。如今,社会上的发展、变化,都需要秉承着环保的原则。因此,机电一体化技术的发展,也需要符合环保的主题。而且,机电一体化的环保化发展,不仅符合人类发展的基本原则,还是机电一体化技术在新时代下的一种重要发展趋势。
2.4更加个性化
从本质上来说,不同种类、型号的工程机械,对于机电一体化的要求也存在差异。这种现象也就意味着,机电一体化也将会朝着个性化的方向进行发展。只有机电一体化本身具有个性化的特点,才能够充分地满足不同种类、型号的工程机械的需求。
关键词:机电一体化;工程机械;应用;研究
机电一体化也被称之为机械电子学,它是机械制造技术、微电子技术、计算机技术和信息技术相互影响、渗透结合而形成的一门新产生的复合性学科。现当今使用的机电一体化技术,是在众多机械功能的基础之上发展融合而形成的,主要是在机械的动力功能、信息功能和控制功能之上加入先进的微电子技术,这样的机电一体化技术有了全新的进化,在应用上也有了新的突破。机电一体化技术的应用最先是开始是在汽车行业中,开始是用于生产制造简单的零件,随着专业技术的不断更新进步,机电一体化的应用越来越广泛了,从简单的使用逐步推广到工程机械行业中,这样的举措从根本上改变了工程机械的制造模式,实现了工业上的自动化、智能化、并且在很大程度上节省了能源。
1机电一体化概述
“机电一体化”这一个词起源于上个世纪70年代的日本。随着微电子技术的发展,并且应用于机电一体化极大地促进了机电一体化技术的完善,也使它的应用更加广泛。应用机电一体化技术最大的影响就是对产品的影响和生产工艺过程的影响。但是机电一体化不是简单地微电子技术和机械的相加结果,它是为了推动机械构件的动力功能、控制功能和信息处理功能而引进的电子技术,是在以前有的控制、系统化、信息等理论基础上建立起来的全新的应用技术,是电子化设计,机械装置和软件等所有部件的总称。微电子技术用于机电一体化应用于产品的生产,可以提高产品的性能和增添一些新功能。微电子技术用于生产工艺过程,可实现自动控制和现代化管理。机电一体化设备和其他自动化设备的广泛应用,不仅大大提高生产率,而且是实现生产过程自动化和无人化的重要途径。
1.1机电一体化的发展
先进的科学技术推动着机械工业的发展,使机械工业技术不断的改造完善,更好地服务于人们,随着计算机技术和微电子技术的诞生和发展,进一步的推动了机电一体化发展的进程。现在的机电一体化已经发展成为一门理论体系完整的新兴学科,主要包括机电一体化产品和机电一体化技术这两个方面。机电一体化的发展经过了三个阶段的路程,第一个阶段是萌芽阶段,在上个世纪70年代之前“机电一体化”这一个词还没有出现,但是当时的人们都已经开始将电机技术运用于生产工作中,并且有相当一部分人是支持这一做法的,这样的做法很大程度上提高了机械产品的功能和质量,但是由于当时的科学技术的落后,就没有深入研究电子技术和机械生产的结合;第二个阶段是发展阶段,随着科学技术的发展,电子技术得到了很大的发展,并且“机电一体化”这一词首先在日本得到提出,机电一体化的技术得到了技术支持,得到了很大的发展进步,在机械行业也得了更广泛的应用;第三个阶段是在快接近21世纪,各种计算机技术的大力发展,逐步进入智能化时代,这一项技术的进步使得机电一体化进入智能化阶段。随着光学技术和微电子技术的出现,机电一体化迈入了新的阶梯,在人工智能、自动化等方面有非常广泛的应用。
1.2几天一体化的特点
机电一体化在机械工程方面有着非常重要的应用,这与它多样化的特点是分不开的。在机电一体化的发展过程中主要集聚了数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化和绿色化等特点[1]。数字化的特点给予了机电一体化有非常高的可靠性、容易操作的、维护性强等特点,由于数字化的普及,将机电的远程操作、自我诊断和修复变得现实,也变得更加方便;智能化是使机电一体化产品具有一定智能性,拥有复杂的逻辑思考、推理判断、自行决策的能力,这样会给机械产品的使用操作和维修带来很大的方便;计算机技术的不断发展,让机电一体化的网络化变得成为现实,机电一体化的网络化,使得远程控制的设备得以完善,使这项技术变得更加好用;随着现代企业的发展,现有许多生产机电一体化相关产品的厂家,生产工艺繁多,技术不等,在模块化规范的作用下,使得现在生产的机电一体化产品的质量更加容易把控,得到保证等等。
2工程机械概述
工程机械技术理论的完善和进步,为现代机械的发展提供了发展的方向,为机械发展的问题,提供了解决的方向,增加了机械的信息处理能力。
2.1工程机械的概念
工程机械是在工程建设中使用到的施工机械的总称。现阶段在中国存在的品种非常用,广泛地应用于多个行业,比如向建筑、水利、电力等工程领域。现在来说凡是在土石方施工工程、路面建设与养护、流动式的装卸工作和多种的建筑工程中必须要用到的机械产品都可以被称之为工程机械。
2.2工程机械的分类
传统的工程机械可以分为7个大类和18个小类,可以让人们更加详细的区分各种工程机械的用处。大的7类工程机械可以分为:建筑机械、矿山机械、水电工程机械、道路(包括铁路和公路)工程机械、林业机械、港口机械和起重运输机械。另外更小的分类可以参考《工程机械理论》[2]。
3机电一体化在工程机械中的应用
随着现代工程技术的发展,对工程施工工艺的好坏作用,受到工程机械更方面的性能、其自动化程度的影响。在此同时,工程机械的功能与机电一体化有着非常直接的关联作用。
3.1机电一体化与工程机械的关系
在工程机械中加入机电一体化技术,可以在很到程度上增加和改善工程机械的性能和质量,这样可以让工程机械的经济价值、安全可靠性和操作性能有了非常发的改善。微电子技术的发展使机电一体化技术有了很大的进步在使用上有了新的突破,并且现在电子控制技术的应用越来越广泛,深入到工程机械的很多领域中。未来随着机电一体化技术不断的完善,将会是工程机械更加趋向于网络化和智能化[3]。
3.2机电一体化技术在工程机械中的应用
现在工程质量与机械的质量有着非常直接相关的作用,,好的工程机械尅明显提高工程施工的质量。而机电一体化的在工程机械的利用,可以大大的提高工程机械的性能,使工程施工的过程变得更加简单方便。下面就对机电一体化对工程机械的几个改进方面作出说明。机电一体化的应用可以大大提高在作业完成时的精确度,微电子技术的进步大大的促进了机电一体化技术的发展,随着电子控制技术广泛应用,电子控制也逐渐应用到工程机械中,这样就保证了设备的精确性;机电一体化技术的应用,使得工程机械在使用过程中的耗能得以降低,并且生产效率有所提高,主要是因为随着技术的发展机械中的节能控制器可以大大提高攻城机械对燃料的利用率;加入机电一体化技术的工程机械具有了电子监控、自动报警和自己诊断故障的功能,这是因为在机械中添加了更多的电子监控和故障诊断系统之类的传感器,可以实时的监测到机械的运行状态;在安全保障问题上,是每个工程机械都在不断完善的问题,可以利用机电一体化技术对机械安装各类限制器,和实现无人驾驶。
4结语
总而言之,随着现在计算机网络信息的发展,微电子控制技术将被作为核心技术来使用在机电一体化技术中,可以提高改善该项技术的性能。机电一体化技术在工程机械中的应用已经进入到了大范围的使用阶段了,并且今后还可以有非常大的发展空间。
作者:白丹 单位:许昌学院
参考文献:
[1]郭宝生.机电一体化技术概况[J].电子制作,2008(5):6~7.
关键词:矿山机械 机电一体化
随着社会的进步、科学技术作为生产力的代表在促进社会进步的同时其自身也得到了突飞猛进的发展,并且在各科学技术之间出现了一种相互融合的趋势且这种趋势在持续加强。机电一体化技术作为这种科学技术之间相融合的一大产物,其作为一种科学技术在促进社会进步、经济发展方面起着重要作用。机电一体化技术对社会的这种促进作用体现在社会的各个方面,如:工程机械。机电一体化技术在工程机械的发展中必将占具举足轻重的地位,已成为工程机械发展的核心要素之一。
1机电一体化概述
机电一体化作为一门独立的交叉学科,具有跨学科性、综合性性的特点。现代信息时代的到来,尤其是现代计算机技术的不断改进和完善,促使机电一体化飞速发展并且在现实生活中得到前所未有的广泛应用。
2机电一体化发展趋势
随着各科技术的不断发展、相互融合,以及社会经济发展对机电一体化提出的必然发展需求,导致机电一体化在未来的发展过程中将呈现以下几大趋势:
(1)智能化。人工智作为科技进步的一种体现,代表着一种新的生产力,在问世之初就得到了社会各个方面的关注。“智能化”的主要描述对象是机器设备的行为,这是各科学技术相互融合的一个必然结果,即结合控制理论、计算机科学、心理学等新思想,使机器本身如同人类一样具有逻辑、判断以及自主决策等能力,从而更好的控制发展进程,实现目标。
(2)微型化。微型化主要指的是物体的体积方面,泛指机电一体化产品的体积之小,其尺单位一般用毫米,甚至是微米、纳米。微型化的主要特点是主要体现在:体积小、耗能小、运动灵活。机电一体化技术的微型化将在社会的各个方面得到应用,尤其是精细化的行业和部门,如:医疗、军事、信息等多个方面。
(3)绿色化。社会的持续发展给人们带来巨大改变,在物质丰富、生活舒适的同时,资源减少,生态环境严重污染等问题要同时浮现。在保护环境成为社会发展的必然前提的社会环境下,绿色产品的概念应运而生。作为绿色产品必需满足符合环境保护及人类健康这两大硬性指标,这主要体现在其产品的设计、产品的制造过程、产品的使用以及使用后期的销毁的几大方面。而作为机电一体化这一特殊的对象,其绿色化主要体现在产品的使用以及使用后期的销毁的两大大方面,即在使用的过程中不污染生态自然环境,同时能够回收利用。设计绿色的机电一体化产品,顺应了时代的发展要求,将具有广阔的发展前景。
(4)模块化。在现实社会的生产过程中,生产具有标准的、统一接口的一体化产品需要具备两大方面的因素:第一、一体化产品的各种类具有明确的技术标准,第二,生产机电一体化电子产品的厂家能够严格按照各种类的技术标准进行生产,且所生产的产品各项技术指标过关。但是,现实社会中这两方面的因素不能够达到生产标准化、统一接口的机电一体化产品单元,成为一项十分复杂的事情。但研制和开发具有标准接口机电一体化产品单元本身对于机电一体化的发展是非常重要的事情。
(5)网络化。随着网络技术的发展,科学技术、工业生产、人们生活等方面都发生了重大改变。在全球经济发展过程中,各产品的生产、销售等各个环节都随着网络的全球化纳入到全球经济发展过程中,各企业之间的竞争也随着这种进程呈现出全球化的态势。可以毫不夸张的说,只要研制出的机电一体化新产品满足社会需求且质量保证,畅销全球将不是问题。
3机电一体化技术在工程机械中的应用
机电一体化技术在被引进工程机械这一领域后,其应用领域及范围非常广泛,这主要源于机电一体化技术在工程机械领域所产生的以下几大方面作用:
3.1监督与控制
机电一体化这一技术被引入到工程机械领域之后,在该领域所发挥的作用主要是利用电子一体化产品的各种功能如智能化,其所发挥的作用主要多种多样,其中监督与控制作用是在该领域所发挥的关键作用之一。监督和控制主要是利用了机电一体化的半智能化特点,对工程机械的使用过程及故障的出现进行自动的监督和控制,从而减少相关事故的发生,提高安全性。这主要体现在以下三大方面:第一、电子监控,第二、自动报警、第三、故障自诊。
3.2节能降耗
没有将机电一体化引入至工程机械领域时传统意义上的工程机械领域,存在一个非常突出的问题:功能与功能之间无一定的相关性、联系性,呈现相互杜历的态势,这就致使各功能之间不能进行有机的协调统一,从而致使设备的利用效率偏低,生产资源浪费相对比较严重。
3.3提高作业精度
产品的作业精度直接影响着工程的质量,对于工程所具有的各种效益必将产生直接的影响。这不仅体现在施工过程中,在简单的产品生产过程中同样如此。一般情况下,机床加工的不良产品的成因主要是人的因素,即人的技术水平以及操作经验。机电一体化技术在工程机械中的引用,很大一方面是借助电子系统的精密控制系统,从而,不仅实现了其自动化、智能化,而且同时减少人为因素引起的各种失误和偏差,从而提高工程机械工作的精密程度,确保产品质量。
3.4降低劳动强度
目前,工程机械施工操作过程中呈现的自动化或者半自动化这一特点,是对机电一体化技术引入后的一个必然结果。这促使在施工过程中,劳动者的劳动强大得到大大降低,同时能够在同时间段内完成各种不同工作,促使工作效率得到大大提高。
【关键词】 机电一体化 系统 设计 应用
1 机电一体化产品的构成及特点
1.1 机械系统
机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。除一般性的机械强度、刚度、精度、体积和重量等指标外,机械系统技术开发的重点是模块化、标准化和系列化,以便于机械系统的快速组合和更换。
1.2 动力系统
动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。
1.3 传感与检测系统
传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
2 机电一体化设计的关键技术
2.1 精密机械技术
机械技术是机电一体化技术的基础,因为机电一体化产品的主功能和构造功能大都以机械技术为主得以实现。在机械传动和控制与电子技术相互结合的过程中,对机械技术提出了更高的要求,如传动的精密性和精确度的要求与传统机械技术相比有了很大的提高。在机械系统技术中,新材料、新工艺、新原理以及新结构等方面在不断的发展和完善,以满足机电一体化产品对缩小体积、减轻重量、提高招度和刚度以及改善工作性能等方面的要求。
2.2 信息处理技术
信息处理技术是指在机电一体化产品工作过程中,与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息的交换、存取、运算、判断和决策分析等。在机电一体化产品中,实现信息处理技术的主要工具是计算机。计算机技术包括硬件和软件技术、网络与通信技术、数据处理技术和数据库技术等。在机电一体化产品中,计算机信息处理装置是产品的核心,它控制和指挥整个机电一体化产品的运行,因此,计算机应用及其信息处理技术是机电一体化技术中最关键的技术,它包括目前广泛研究并得到实际应用的人工智能技术、专家系统技术以及神经网络技术等。
2.3 检测与传感器技术
在机电一体化产品中,工作过程的各种参数、工作状态以及与工作过程有关的相应信息都要通过传感器进行接收,并通过相应的信号检测装置进行测量,然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置,以实现产品工作过程的自动控制。机电一体化产品要求传感器能快速和准确地获取信息并且不受外部工作条件和环境的影响,同时检测装置能不失真地对信息信号进行放大和输送及转换。
2.4 自动控制技术
机电一体化产品中的自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、校正、补偿等。机电一体化产品中自动控制功能的不断扩大,使产品的精度和效率都在迅速提高。通过自动控制,机电一体化产品在工作过程中能及时发现故障,并自动实施切换,减少了停机时间,使设备的有效利用率提高。由于计算机的广泛应用,自动控制技术越来越多地与计算机控制技术结合在一起,它已成为机电一体化技术中十分重要的关键技术。该技术的难点在于现代控制理论的工程化和实用化,控制过程中边界条件的确定,优化控制模型的建立以及抗干扰等。
3 机电一体化产品设计方法
3.1 产品可行性研究
通过实际调查和研究,掌握对所设计产品的市场需求,并进行可行性论证,从而确定产品设计的基本方案,其中包括预测投资总额、组成部件价格、产品的性能价格比以及经济评价等。
3.2 基本设计阶段
在基本设计阶段要提出必需的主要技术,其中包括硬件技术和软件技术两个方面。硬件包括产品的结构元件和控制元件,软件包括操作系统和控制系统。在进行整个系统设计时,必须提出几个方案进行比较,从中选出较优的方案。
3.3 详细设计阶段
详细设计包括业务分工、程序设计、操作系统设计、工艺设计、设备设计、总体设计、控制系统设计、安全保护设计等。在开发性产品设计过程中,要拟定产品的各项性能指标参数,通过计算选定所用的设备,从而进一步完成机构设计、运动和性能设计以及控制设计等。
3.4 实际运行试验
这一阶段的工作主要包括产品工作性能检验和改进以及产品性能评价。产品工作性能检验的目的是进行生产周期和生产率测定,进行故障分析和考察故障时间等。改进是指对产品存在的问题提出改进措施以提高产品的性能。产品的性能评价包括技术评价、经济评价两个方面。这一阶段是产品设计过程的总结阶段,目的是通过对已确定的操作系统的具体使用,检验其实际的使用价值。
在实施机电一体化产品设计的过程中,要正确处理好质量与成本、市场需求与技术可能性、长期发展和短期利益之间的矛盾关系,在满足市场需要的前提下,使产品具有足够的竞争力,同时又要符合当前实际情况和技术可实现性,以保证产品获得最大的技术经济效益和社会效益。
参考文献:
关键词:机电一体化技术;发展趋势;产品功能;协调和综合
现代技术革命总是伴随着学科间的交叉和大综合,通过这种交叉和综合总是能够推动工业技术的飞速发展,当前微电子技术和计算机技术的结合就推动了机械工业的技术变革,这就使得机械的加工、结构、功能等方面都会产生较大的变化,机械加工有电气化已经进入了机电一体化时代,工业生产到了极大的提高。
从当前科学技术的反战大趋势来看,机电一体化是个必然趋势,也是科技革命的必然产物,机电一体化的发展必将影响传统机械、电气工业化工生产,逐步引领工业产业结构向智能化、自动化、高效能的方向发展。
1 机电一体化技术特点
机电一体化的结构功能主要包括:整体功能、动力功能、信息处理、控制功能等方面,尤其是控制功能结合现代电子技术的设计,通过相应软件实现自动化的控制,构成了一个完整的机电一体化系统。机电一体化从交叉学科而来,目前已经是自成一体,具备了具有自身专业特色的新的学科,其总的特征是:综合运用自控技术、机械技术、计算机技术、传感、技术、接口技术和电力电子技术的合理配置,实现最优化的系统工程,在功能上能够实现高效能、多功能、高可靠性的目标,其核心技术包括软件和硬件,硬件的要求是比较高的,涵盖高性能的机械本体,传感器和驱动信息单元。软件部分主要是起到保证准确性和可靠性的控制程序。
机电一体化技术和相应的产品已经渗透到各个领域涵盖范围广泛,目前我们所能接触到的所有工业生产领域都已经覆盖了机电一体化的技术,其生产产品根据专业类别分为“数控机械类、电子设备类 、机电结合类、电液伺服类、信息控制类”。
2 机电一体化技术的应用发展
在制造业技术高速发展的今天,应用机电一体化的产品也是层出不穷,在2013年我国新增机器人3.7万台,成为全世界2013年机器人数量增加最多的国家,据统计在2014年新增机器人数量已达到5.6万台,从这个方面也可以看出智能化、自动化结合微电子技术的行业发展是机电一体化的发展大方向,通过机电一体化技术的发展将带动各个行业共同的发展。
2.1 发展历程
“机电一体化”很多人简单的理解为机械与电子的结合。在早期我们国内刚刚接触到机电一体化时仅是将机械和电子学的简单融合,称作机械电子学,近些年由于其不可抵挡的发展势头,机电一体化的的称谓更加适合。机电一体化技术的发展离不开微处理技术的进步发展,微型芯片技术的进步必将带动相应的数控、机器人、电子控制等机电一体化前沿技术的革新,当然在不同的行业由于行业特殊性,也势必存在相对低级的机电一体化,在当前应该是高级和低级并存,以效率优先为标准。随着整个国家产业结构的升级和改变,我们越来越提倡绿色经济,绿色工业,机电一体化也应向环保、节约的方向发展。另外在硬件方面,以电脑控制为主的机电结构集成化技术日趋成熟,而与之紧密结合的控制技术、驱动部分、机械结构部分都将提高集成化程度,高度集成化降低了使用和操作的难度,另外整体的机械效率也得到了较大提高。
2.2 技术应用
在现代机械制造业中充分利用电子计算机技术和现代制造技术,制造工程领域的新技术相继诞生,如数控技术、柔性制造技术、现代集成制造系统、虚拟制造、敏捷制造等。在饮料加工行业,利用机电一体化实现饮料自动灌装,使单机的自动化程度有了较大的改善和提高,整个饮料生产及其包装生产线的自控技术和生产能力得到了极大的改善,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。在金属加工企业中利用CIMS技术将人与生产经营,生产管理和过程控制有机组合,连成一体,实现从原料采集到进厂技工,再到生产、加工、销售发货等等整个生产过程都有机电一体化的技术体现。
3 机电一体化产品的发展趋势
今后随着网络技术和计算机技术的发展,机电一体化产品的发展趋势将向智能化、微型化、网络化、自源化、人性化、绿色化的方向发展。智能化即要求机电产品有一定的逻辑思考、判断推理、自主决策等智能,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。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。目前我国拥有机床接近320万台,是当今世界上机床数量最多的国家,但是处于技术领先的数控机床不到一成,而在这些机床中大部分也都是一些普通数控机床。机床中的电气传动部件,近些年也在逐渐向交流传动转变,电气传动技术被交流传动所取代是必然趋势,数字技术的发展将复杂的矢量控制技术变为现实,而且交流调速系统的性能已经大大超过了直流调速水平。
机电一体化产品种类和生产厂家繁多,因此模块化是一项复杂的工程。在产品开发设计时,利用标准化模块开发出新的产品。模块化是需要生产厂家统一认识,应该从行业发展角度出发,加速实现模块化和标准化的进程。另外网络技术的发展也会对机电一体化技术产生深远影响,家庭网络化可以将家用电器连接成集成家用电器系统,机电一体化产品无疑应朝网络化、接近生活化方向发展。
4 结束语
随着科学技术的发展, 机电一体化和各种专业技术相互融合的趋势将越来越明显,以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势,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]姚全.21世纪机电一体化技术的发展趋势[J].科技创新与应用,2012(29).
[2]黄鸿辉.对机电一体化技术发展趋势的探究[J].电子制作,2013(07).
[3]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).
关键词 机电一体化;机械电子工程专业
中图分类号:G717 文献标识码:A 文章编号:1671―7597(2013)031-163-02
在电子技术和机械化程度日益提高的现代,人为控制机器已经难以满足日常生产生活效率的需要,电脑对机械的控制成为了主流。并且在电脑控制机械生产的基础上,机械的整个生产过程也由电脑控制,这就是机电一体化。给予机械一体化的进程,对机械一体化的人才需求也就越来越大,于是机械电子工程专业应运而生。本文将详细论述什么是机电一体化、什么是机械电子工程专业以及这两者之间的关系。
1 机电一体化的基本结构与发展
机电一体化是机器与电子的有机结合,他有着不同的要素构成,和结构组成。电子与机械的有机结合即克服了传统机械的操作程序复杂也节省了人力物力,是一个传统机械的替代品,有着非常好的发展前景。本部分将介绍机电一体化的基本结构与机电一体化的发展空间。
1.1 机电一体化的基本结构
机电一体化大体上是由传统机械的机器本体构成及其工作的主要系统,他起着连接、传送这些基本功能;机电一体化工作运行的推动元素是他的动力部分,动力部分为机械的工作提供活动力支持与保障是机械一体化的重要有机组成部分。
机械一体化的传感部分起到分析并传送信息的作用,他将机械与电子结合产生的数据加以分析,最终确定工作的方式与进程;驱动部分是在电子系统的指导下完成机械的工作内容;执行部分是由电脑下达命令,机械机型完成的有机部分;机电一体化最重要的组成部分就是控制以及处理信息的部分,这部分决定着机械的工作进度以及以何种方式工作。这就是机电一体化的各个组成部分,和各个部分在工作中的作用。
1.2 机电一体化的发展趋势
目前机电一体化的进程不断加快,其发展趋势如下。1)机电一体化在向智能化的方向发展,智能化就是在原本电脑控制的基础上更具备合理性和效率性,机电一体化的智能化发展就像最初的硬件手机与现在的智能手机的区别一样。总体说来就是智能化更人性化,更能解决操作中的突发状况或者说是提前就设定了应对解决突发状况的解决措施。2)机电一体化更加环保,机电一体化进程使原本的柴油发电带动发电机的情况得到改善,现在的机电一体化是电脑操控,解决了其中一些污染环境的问题,响应环保的口号,机电一体化也朝着更环保的方向发展。3)机械一体化朝着微机模式发展,顾名思义就是机械的规模与形式越来越小,这就要求机械的精密程度。这样的发展趋势有利于解决原始机械庞大的占地面积问题,可以使同一片场地发挥更大的效果。机械以替换的发展趋势是更加进步与人性化,它是朝着一个操作简单、绿色无害、精密程度高的趋势更好的发展。
这就是机电一体化,它是机械与电子的有机结合,有着密不可分的有机组成部分,有着良好的发展趋势。在这两者的定义下,笔者希望日后机电的结合能够更加密切,其各个组成部分能日渐精密完善使得整个机电一化得到优化;机电一体化能够在属于它的发展趋势下日益发展完善,更好的满足机电一体化进程的需要。
2 机械电子工程专业
在科技发展与时代进步的大背景下,机电一体化的进程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越来越大,接下来笔者将介绍机电一体化的人才来源――机械电子工程专业。
上文中我们论述了什么是机电一体化与机电一体化的发展趋势,根据上文我们不难发现机电一体化已经在生产生活中日益重要,为了供应机电一体化所需要的人才,机械电子工程专业应运而生,上个世纪九十年代后期,一些高校开始设置了机械电子专业。机械电子工程专业的出现是为了响应现阶段和日后的电子控制机械的主流趋势,为了使自动化方面有更多可用人才。在机械电子工程专业设置上要注意很多的问题:第一要考虑新课程的课程设置方面,要在传统的机械上有所发展又要估计学生的负担,不能是学生在学习的过程中感到吃力或者是电子与机械兼顾的拖沓。第二就是机械电子专业是机械和电子的有机结合,电子与机械的侧重点问题,在教授的过程中要二者兼顾,因为传统机械是整个机械一体化的基础而电子的计入是一个良性发展,很多新生代的同学更加重视电子方面,这是不科学的做法。总之机械电子工程专业是一个时代要求的必要专业,要安排好课程,明确侧重点,最终达到满足机电一体化进程下人才的需要。
3 机电一体化与机械电子专业
介绍过机电一体化与机械电子专业以后,接下来明确机电一体化与机械电子专业之间的关系。
根据上文我们不难发现,机电一体化与机械电子专业有着非常密切的关系,可以说机械电子专业是机电一体化的前身,以为机械电子专业所培养的正是机电一体化专业的对口人才,也就是说机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。机械电子专业所学习的内容就是机电一体化的具体内容。其中包括理论知识与具体操作,也就是什么是机电一体化、几点一体化需要我们做些什么、在操作中会遇见什么问题并且该怎样解决等。机械电子专业是为机电一体化培养人才的摇篮,在机械电子专业中学习的同学毕业后的前景就是在机电一体化应用的地方工作。而机电一体化在日常操作中所遇见的难以解决的问题和需注重问题就是机械电子专业研究的课题和研究方向。总之机电一体化与机械电子专业二者之间密不可分,互补互助,机电一体化的发展要求了机械电子专业的学科内容、机械电子专业为机电一体化提供了人才来源。
4 结束语
在工业化和科技化日益发展的现在,工业与科技二者的有机结合也就是机电一体化已经成为科技进步和时展的必然。这时,机电一体化对人才的需求也就越来越多,从而导致机械电子专业的出现发展和人们。笔者在介绍什么是机电一体化、其组成部分和发展趋势后介绍了机械一体化专业,意在使得机械一体化专业在培养人才时能够根据学科特点和发展趋势合理培养。同时笔者也期望机电一体化发展前景更广阔的,机械电子工程专业能够为机电一体化培养出更多人才使其为机电一体化更好的服务。
参考文献
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关键词 机电一体化;采矿工作;煤矿企业
中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)81-0062-02
随着科技的不断进步,各种电子计算技术取得了快速发展,自动化、智能化和遥感技术日趋完善和成熟。通过利用自动化技术,采矿行业生产效率大大提高,显著增加了采矿产品的种类和提高了投入产出比,带来了巨大的经济效益。在采矿行业,机电一体化已成为主流技术变革方向,是加快矿山发展的重要促进元素,对我国采矿工业的发展具有十分重要的现实意义。
1 机电一体化的基本概念及其构成要素
1.1机电一体化的内涵
机电一体化是最近几年新出现的自动化技术,并且很快得到了高速发展,成为许多行业技术改造的重点方向。所谓机电一体化,是指融合了电子信息、机械设备、电脑软件等多门学科技术为一体的综合技术,它综合了不同学科知识和技术特点,将它们有机的整合在一起,形成了一门独具特色而又具备广阔发展潜力的技术应用方案,能够有效提升工业生产效益和效率。
当前,机电一体化技术已得到了十分广泛的行业应用,在轻重工业领域尤其普及。在采矿领域,机电一体化具有十分突出的作用,它是推行矿山生产自动化的必要条件,也是加快矿山产业转型的重要促进因素,对于转变矿山经济增长方式,实现集约化生产具有长远的促进作用和现实意义。
1.2机电一体化技术的特点
1)安全性高。机电一体化技术具备十分强大的应用功能,能够实现自动监控、实时数据传输、紧急预警以及自我更新和恢复等智能化操作,对于在生产过程中出现的任何意外情况,例如电路短路、工作负荷过大、电机失灵等问题,都能够及时检测并报警,可以有效防范事故风险的发生,不断提高生产安全性和稳定性,保证良好的安全生产环境,提供企业的综合生产效益;
2)实操性强。机电一体化技术所采用的各种设备具有高智能化特点,大大降低了人工操作的工作量,使得操作过程更加简单和规范,避免了由于人工操作带来的各种失误,显著提高了生产过程中的安全性和稳定性。通过机电一体化生产设备生产出来的产品,由于采用了规范的操作步骤和技术处理,使得产品规格和精度更加趋于一致性,能够有效提高整体产品的达标率,降低次品率,提高产出综合效益;
3)实用性大。与机电一体化技术相配套的各种设备和仪器,都具有较高的自动化水平和智能化程度,能够有效提高日常保养和故障检修工作性能,可以通过提高相关配套仪器和设备的自动化程度来加强整个一体化生产系统的自动化水平,降低人为因素对生产设备操作的不利影响,从而不断提高生产操作的规范化水准,保证更高水平的工作质量和效率,提高企业的总投入-产出比。
2机电一体化的核心技术构成
通过对机电一体化概念及其特性的论述,那么对于机电一体化的构成,如何推动机电一体化在采矿过程中进行运用,这些都需要我们从如下几个方面予以重视:
1)机械本体技术。要改善和提高机械设备的总体工作效率,必须从三方面来努力:自身重量、加工精度和产出量。当前,机械加工对象都是各种金属材料,降低加工自身的设备重量,可以有效提升机械加工效率,一般考虑利用非金属材料配件来置换不重要的金属部件。通过降低加工机械设备自重,可以提高加工设备小型化水平,不断提高加工设备的工作反应速度,降低能耗,提高加工效益。
2)信息处理技术。机电一体化与信息技术的融合程度正在不断深入和加深。为了提高机电一体化的应用水平和生产力,可以通过信息化改造来实现。例如可以改进生产信息管理系统的工作效率,来提高信息化对促进机械生产力的促进作用。利用信息科技提高工业生产综合效益,是未来工业技术发展的主要方向之一。
3)信息传感技术。机电一体化的传感技术主要是因为它可以通过光纤和电缆传感器能够提高其传感器的安全性以及可靠性,在采矿应用过程中具有很高的安全性能,对防止电磁干扰具有很大的抵抗功能。所以,机电一体化的传感技术在采矿中的应用就有很大的使用价值和作用。
3机电一体化在煤炭生产中的应用
3.1矿井安全生产监控系统
从实际工作情况来看,许多煤矿使用的监控系统都存在或多或少的问题,其中最突出的问题就是传感器工作效率不高,在日常工作中,容易出现性能不稳定的情况,使用期限比较短,故障率较高。虽然有不少学者这对整个问题进行了深入的研究,并取得了较大的成果,但是总体上看,还亟待继续提升和改造其工作性能。
在发达国家中,其科技水平相比发展中国家更高,这些国家的计算机信息技术一直保持在国际领先前列。近年来,计算机及其网络发展极其迅猛,计算运行效率和速度不断提升,信息网络硬件不断发展,光缆替代了传统的金属电缆,信息存储格式也有单一的数字文字发展到图片、视频等更为先进的表达方式,上述技术的发展和进步,为煤矿安全行业技术发展带来了巨大的促进作用,显著提高了煤矿安监技术总体水平。我国煤矿安监行业技术也获得了较快发展,在各种科研机构的努力下,机电一体化技术正在各大矿山推广和普及。
3.2机电一体化技术在采煤机中的应用
国内矿山机电一体化的一个典型代表就是采煤机的技术改造。1992年,北京煤炭技术研究所与捷克克莱亚公司合作,研制出了国内首台薄煤层强力爬底板电牵引采煤机,自此之后,国内电牵引采煤机得到了十分迅速的推广和普及,大大提高了采煤工作效率。与此同时,武汉机械厂、重庆机床厂、长春重型机械生产厂、宝鸡煤炭设备加工厂等都开始建造性能更好的电牵引采煤机,赢得了市场的追捧。经过数十年的发展,我国电牵引采煤机技术已日趋完善和成熟,极大促进了国内煤矿行业的综合生产效益的提高。
3.3机电一体化技术在带式输送机中的应用
带式输送机在我国各大煤矿生产基地得到了十分广泛的普及和应用,它具有输送量大、性能稳定、工作周期短等突出优点,成为近年来煤矿机电一体化技术改造的重点对象。
当前,使用最普遍的是CST可控软启动装置。它具有良好的综合工作性能,能够针对煤矿、金属矿的开采提供超长距离运输,实践证明具有较高的工作效率。由于技术条件限制,我国煤矿企业在使用带式运输机时,中间驱动点的设计通常不超过三个,这直接影响了输送机的单位产出和总体工作效率。同欧美等发达国家相比,我国输送机采用的安监技术相对落后,在使用期限、精度、稳定性以及单位产出方面都稍逊一筹。
4 机电一体化在采矿过程中应用的发展趋势
在信息技术不断进步和发展的促进下,机电一体化技术获得了高速发展机遇。近年来国产的机电一体化装备正逐步朝着智能化和自动化方向发展,为矿山专门定制的机电一体化设备具有小型化、功能简单化和稳定性等突出优点,大大提高了矿山生产加工效率,有效降低了人力资本的投入,大大减少了矿山安全事故突发率,为煤矿行业的健康发展作出了突出贡献。那么机电一体化未来发展趋势如何,笔者认为主要表现如下几个方面:
其一,为了推动机电一体化技术在采矿业的广泛运用,这就需要进一步优化机电一体化技术,比如在信息自控方面还需要加大技术支撑,不断使其得到完善;
其二,随着信息技术的不断发展和升级,机电一体化在近几年技术日益成熟,并在各领域的运用也取得了一定的成果,所以未来采矿业将可能普及这种技术在采矿过程中的运用,以便于提高其生产效率;
其三,随着信息技术的发展,未来的机电一体化在采矿业的应用将十分普遍,机器人将有可能在采矿机电一体化的发展中成为研究重点。
5结论
总之,通过本文论述,我们在对机电一体化这项技术逐步了解的前提下,我们深知:对于如何使其在煤矿企业中得到落实和运用还需要很多工作要做,但无论如何,我们必须重视机电一体化在采矿中的作用,最大发挥其在行业中存在的潜在价值,在煤矿企业开采过程中尝试落实这些技术的应用,为提高煤矿企业生产效率创造良好条件。
参考文献
[1]张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].学术探讨,2008,8.
[2]程炜.无人化是煤炭信息化的主要目标[N].中国电子报,2008,10.