时间：2023-09-24 10:52:29
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摘要：工业化水平的提高，工程机械的生产应用需求就比较大，在新技术的支持下，机电一体化的发展就成为工程机械的重要发展趋势。文章先就机电一体化的应用优势以及在工程机械中的应用加以分析，然后探究机电一体化背景下的工程机械应用发展前景。
关键词：机电一体化；工程机械；应用
1机电一体化的应用优势以及在工程机械中的应用
（1）机电一体化的应用优势。机电一体化的技术应用有着诸多的优势，能有效提高生产力，工程机械机电一体化设备的应用，在信息自动化的处理能力上比较突出，自动化的信息处理能力大大提高了作业效率，可进行高精度控制以及检测。机械系统的启动控制能力强，这些优势就使得机电一体化技术的应用比较广泛。机电一体化的应用优势还体现在安全性能强的层面，一体化技术的科学应用能大大提高机械设备的性能，功能比较全，其中报警以及监控的功能下，能保障机械应用的安全。（2）机电一体化的应用发展。机电一体化的技术应用在工程机械当中，在20世纪70年代就已经开始了，一些西方发达国家意识到机电一体化技术和工程机械领域结合的重要性，到了20世纪80年代的时候，微电子技术的发展比较快速，对机电一体化的技术发展有着促进作用，并加强了机电一体化在工程机械当中的应用程度，工程机械的技术水平得到了显著提高。当前工程机械设备总体研发的理论有着突破，架构在电子计算机技术基础上的数控技术成为工程机械发展的主流技术，工程机械的智能化发展将会成为未来的发展趋势，工程机械设备技术水平将会进一步的升级。（3）机电一体化在工程机械中的应用。机电一体化应用在工程机械当中，能发挥其积极作用，在节能机械设备方面应用可发挥节约能源的作用。以往的工程机械应用，生产过程中机械设备的运行不稳定以及不畅的现象比较突出，这会造成能源资源的浪费。由于机械设备自身的功能协调性差、功能性不强，就出现了这些问题。机电一体化技术的应用就能够提高机械设备自身的性能，在自动化的程度上大大提高了，从而有助于减少材料资源的使用，材料成本就能有效降低，机电一体化下的工程机械应用安全性能好，环保性能也好，提高了设备使用效率。机电一体化在工程机械中的应用，自动化作业的功能发挥比较突出，自动化技术和机械设备的结合，就能带动机械设备的运行效率。机电一体化技术应用对工程机械的自动化水平得到了有效提高，能有效实现半自动化以及全自动化的操作，和传统工程机械的作业方式相比就有着很大转变，大大提高了生产效率。工程机械当中机电一体化的应用过程中，监控的功能应用发挥着重要作用，能有效保障工程机械的应用安全，及时解决故障。监控技术在工程机械运作当中，是对电子技术的应用构建了远程监控系统，运用到了电子以及控制多项的技术，对电子监控装置有效进行了创造，改善了整体工程的工作状态，也有助于设备内部传动系统的性能提高，能有效实现自动故障诊断的目标诊断。在机械设备出现故障的时候，系统就会发出警报，工作人员根据警报所提示的信息找到解决故障的方案，大大提高了故障解决效率，也能有效降低故障发生率。
2机电一体化背景下工程机械应用发展前景
（1）工程机械智能化发展。机电一体化技术的支持下，工程机械的发展在未来将会向着智能化方向迈进。当前已经有诸多国家在工程机械当中运用机电一体化技术，实现了智能化的发展。从我国工程机械智能化的程度来看还处在初期的发展阶段，对于工程机械机电一体化的技术应用研究还在进一步的深化当中，主要的发展方向还是实现全面智能化的目标。当前已经出现机器人和数控机床的结合，通过将混沌动力学以及运筹学和数学等各种学科技术知识进行了整合，使数控的能力水平得到了显著提高，智能化工程机械的发展将会在高技术以及高性能和高效率目标方面得以实现。（2）工程机械自动化发展。机电一体化的技术应用以及技术的进一步升级下，会有助于工程机械的自动化水平提高，这也是我国工程机械技术发展的重要目标。机电一体化下的机械自动化水平的提高，能够将机械系统性能有效优化，使生产的自动化程度提高，保障机械设备的应用质量，最大化的减少事故的发生，保障了机械应用的安全。在未来的进一步技术发展中，我国对工程机械的自动化要求将会有所提高，届时就能从整体上提高工程机械领域发展水平。（3）工程机械微型化及网络化发展。技术水平的进一步提高下，工程机械在微型化的发展方面将会有很大进步。微型机电一体化系统主要是把电子技术、机械技术和纳米尺度进行融合，将机电一体化产品的体积缩小，突出运动灵活的特征，采取精细化加工的技术应用，这样就能有助于保障工程机械性能的提高。另外，网络技术水平的提高和广泛应用，将网络技术和工程机械的发展相结合，这就能进一步强化机电一体化的整体性能，使产品向着网络化的方向发展。
3结语
综上所述，机电一体化下工程机械的应用，是提高工程机械水平的重要保障技术，也是工程机械未来的发展方向，只有充分重视技术上的革新，才能带动产业的发展，希望在此次的理论基础上，对实际的工程机械的发展有所裨益。
作者:朱晓培 单位:湖北三峡职业技术学院
关键词：机电一体化；电力系统；变压器；用电安全；智能化水平 文献标识码：A
中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）19-0052-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.19.024
电力系统的稳定是保障人们用电安全的关键因素，随着社会经济的不断发展，电力系统机电一体化要求逐渐加大，电力系统智能化水平逐渐提高。因此，国家应该加强对电力企业的扶持力度，电力企业和发电站应该提升电气设备的机械化程度，加强对机电一体化人才的培养。电力设备的运用不仅可以大大提升电力系统的工作效率，还可以促使电力系统走向数字化、系统化、智能化、自动化，实现电力系统机电一体化。
1 机电一体化概述
随着科学技术的进步和信息技术在电力系统中的广泛运用，电力系统逐步走向数字化、智能化、系统化、机电一体化。技术和产品是机电一体化的两大核心内容。其中技术是指计算机技术、自动调控技术、机械技术以及其他新型技术的有机组合，这些技术的组合能够大大提高机电机械设备智能化水平。产品是指电器、电子零件品、机械设备等，比如办公用品类产品、家用电器类产品。机电一体化是现代信息技术的外在表现，是现阶段提高电力系统智能化水平的关键因素。随着机电一体化在电力系统中的广泛渗透，其作用和功能逐渐凸显，对于提高电力系统的智能化操作水平和保障电力系统的稳定性具有积极的影响。
2 机电一体化和电力系统分析
2.1 电气设备是机电一体化的产物
发电机、变压器是电力系统中的核心组成部分，是机电一体化的产物。其中发电机在电力系统中的功能是提高电气设备的工作效率。而发电机与变压器之间存在密切关系，将发电机输出电压进行调整的变压器，可以承担电能电压的负荷力，作为输电线路的重要部分。发电机、变压器、电动机、继电器和无功补偿装置等各种具有保护功能装置的设计、制造都离不开机电一体化。由此可见，电气设备是机电一体化的产物。
2.2 机电一体化在电力系统中占据主导地位
电力系统是一个系统化、科学化的系统，但是电力系统涉及的内容比较广，要想保障电力系统在实际运行与工作中的协调性，其难度系数较大。随着现代信息技术的不断发展，电力系统中的变电站、发电站、用户管理、输电配送网络管理等方面都在不同程度上用到了自动控制。例如生产中的自动检测、设置安全保护系统保护相关元件、运用计算机自动检测和管理用户用电情况、网络数据和信息的自动化储存和传输等。将现代信息技术引入电力系统的生产、运输与管理等各个环节，不仅可以提高电力系统的稳定性和安全性，还可以促使经济效率最大化的实现。
2.2.1 信息传输的自动化。发电厂、配电所、变电站和调度中心作为电力系统的四大核心要素，它们之间的信息传输是否准确和及时是影响整个电力系统安全与稳定的关键因素，因此做好电能在生产、传输过程中的调度、保护、控制、调节、测量工作是有效减少电力系统安全事故发生率的重要措施之一，也是提高用户用电管理水平的重要因素。将机电一体化与电力系统中的信息传输系统进行有机结合，不仅可以保证相关信息在第一时间传递给各个部门，确保信息的及时性和准确性，还可以实现各部门之间交流与沟通的智能化。这样一来，电力系统的运行效率和经济效率就会得到有效提升，电能运行质量也得到了保障。
2.2.2 反事故自动装置。作为一种事故报警装置，反事故自动装置可以在电力系统出现危急情况或者电气运行中出现故障问题时发出预警，使相关工作人员能够及时将事故问题进行解决和处理，从而有效避免运行中的安全隐患。反事故装置主要分为两种：一种主要作用于事故发生后；另一种可以防止事故发生。前者主要借助继电器的反应及时发现问题所在，从而帮助相关工作人员及时找到故障点，采取维修或者更换等方式清理故障，进而保障电力系统的稳定和安全运行。后者主要是借助运行系统安全保护装置维持电力系统的稳定性，一旦电力系统中出现故障，运行系统可以自动恢复到原来的稳定状态，防止电压出现震荡、崩溃等情况的发生。
2.2.3 供电系统自动化。供电系统在电力系统中的功能和作用是分配电力，电能从发电厂输出后，电力系统工作人员就应该实时监控每个区域供应的电能，实现供电系统的智能化。供电系统的自动化、智能化不仅可以为人们的生活和工作提供便利，还可以大大减少工作人员的工作压力，通过计算机管理系统实时监控电力系统的供电情况，代替以人工值班方式监控电力系统运行情况和供电系统供电情况，从而大大提高工作效率。
3 机电一体化在电力系统中的应用
3.1 机电一体化设备的应用
机电一体化设备是电力系统的中心框架，是电力系统的核心，在电力系统中起到稳定系统运行和提高运行效率的作用。比如变压器、互感器和其他自动装置等都是机电一体化设备的组成部分。其功能主要包括如下方面：一是为电力系统快速稳定运转提供源动力，保证电力系统稳定、安全、快速运行和工作；二是机电设备可以代替电力系统中变压器，可以自动调节电压输出功率，避免电路发生严重损耗和短路等现象。例如，在计算机系统中预先设置好变压器额定功率、额定电流、额定电压等指标系数，引入机电一体化自动控制方式，达到控制高压供电情况的目的；三是机电设备可以充当电力系统中的保护装置，不仅可以确保电力系统安全、稳定运行，还可以促使电力系统走向一体化、自动化、智能化。
3.2 技术的应用
将机电设备引入电气系统中，可以提高电力系统的运行水平。其技术的应用主要表现在以下两方面：
3.2.1 控制应用。为进一步促使电力系统经济效率最大化，并保障电力系统的稳定性，电力系统相关负责人就需要根据电力系统当前运行情况展开控制活动。电力系统在运行过程中，电压覆盖范围较广，每个区域的供电额度、输电情况等都需要工作人员全方位、多角度考虑与分析，并根据每个区域的实际需求量借助计算机管理系统进行协调分配和调度。由于电力系统涉及的内容较多，电力统计工作就比较复杂，其难度系数较大。基于这一点，加强电力统计工作的自动化和智能化分析就显得尤为重要。这就需要将机电一体化引入电力系统中，提高电力统计工作效率。比如，在电力系统中的主要环节中安置自动化检测与管理设备、电力智能化统计设备等，借助计算机管理系统实现电力系统管理、调度、分配工作的一体化和自动化，使总发电站、配电站、用户管理之间形成自动化可控网络，提高电力系统的运行效率。计算机管理系统可以实现电力系统的信息传输，还可以实现调度中心的自动化控制。调度中心在电力系统中的作用和功能主要是合理分配不同用电区域的用电额度、缩小服务距离，进而帮助相关工作人员在第一时间内了解和掌握每个区域的用电情况以及电力设备的使用情况，有利于调度中心工作人员根据系统显示情况统一开展调度工作。控制活动的开展不仅可以促使电力系统协调、稳定、安全运行，还可以大大提升输电线路运输效率，实现电力系统的自动化、智能化、一体化，促使电力系统经济效率最大化的实现。
3.2.2 保护应用。机电一体化可以大大减少电力系统中的安全故障，提高电力系统的安全指数。其表现主要如下：一是传统的控制方式主要是以人工监测方式为主，但是人工监测方式不能完全保障电力系统的安全性。以机电一体化代替人工监测，可以对电力系统实现远程监控，避免工作人员直接接触电力设备，从而降低安全事故的发生率；二是将电流保护装置、自动化调度保护装置、电线安全保护装置安装在电力系统中，可以保障电压的安全，减少电压出现短路、崩溃等现象。但是电路保护装置的安装工作需要建立在继电器稳定基础之上。继电器在电力系统中的作用是避免电路运输系统在电压出现短路时发生异常情况，进一步保障工作人员的安全。
4 结语
随着城市化脚步的加快，机电一体化渗透在生活和生产等各个方面。在电力系统中，无论是在电力系统运输管理方面，还是在信息传递方面，机电一体化的应用均较为广泛。换句话说，机电一体化在电力系统中的应用，不仅加强了电力系统的智能化和自动化，提高了电力系统的安全性和稳定性，还充分证明了两者相互促进的关系。在未来电力系统中，电力系统对机电一体化的依赖性将会增强。无论是在输电运输线路的管理方面，还是在用户用电管理方面，都会对机电一体化的需求大大增加，从而促使电力系统走向自动化。
参考文献
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的应用[J].四川建材，2011，（4）.
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应用[J].才智，2011，（24）.
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中的应用[J].机械制造，2012，（12）.
[4] 颜平.机电一体化产品在平顶山天安煤业生产中的应
【关键词】机电一体化机械技术应用发展
1、前言
随着我国科学技术的不断发展，人们的生产及生活水平正在发生着巨大的改变，而这些改变正是得益于科学技术的不断应用，在众多的领域，科学技术正在不断的革新与改造，这就促使了很多学科相互交叉渗透，尤其是在机械工程领域，这一领域正在由以前的以机械电气化为主逐渐转变为机电一体化，这一转变很大程度上是由于微电子技术和计算机技术的快速发展而形成的，而这也促使了工程机械企业的技术结构、产品结构、生产方式、管理体系等发生了重大的改变。
2、对机电一体化的理解
时至今日，机电一体化已经发展成为一门有着自身特点及体系的新型学科，随着科学技术的不断革新与推进，一些新的血液还将会持续不断的注入进来。机电一体化技术的突破使得机械工业实现自动化控制成为了可能，机电一体化作为一门交叉性的新型学科，它不仅继承了电子学、机械学、信息学等其他学科的特点，同时还发展了自身的特点。从概念的外延来看，机电一体化包括了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面。机电一体化技术是从系统工程的观点出发，将机械、电子和信息等有关技术有机结合起来，以实现系统或产品整体最优的综合性技术。为加快机电一体化的发展，我们必须解决和推进以下几个关键型技术的发展：
1）机械本体技术
机械本体技术应当从改善性能、减轻质量和提高精度等几个方面着手。机械系统的小型化及性能的优化都建立在机械本体的轻质化基础上，因此首先要减轻机械本体的质量，我们可以考虑选择用非金属复合材料代替传统的钢铁材料。以此来提高机械的快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
2）信息处理技术
机电一体化与微电子技术的显著进步、信息处理设备的普及和广泛应用有着密切的关系。因此，为进一步的促使机电一体化的发展，必须提高信息处理设备的稳定性和可靠性。
3）传感技术
提高传感器的性能应当注重提高传感器的可靠性、灵敏度和精度，而提高可靠性与防干扰有着密切的关系，为避免干扰，目前光纤电缆传感器正在逐步的发展壮大。
4）软件技术
软件作为机械一体化系统中的重要组成部分，必须要和硬件协调一致的发展。为降低软件的研发成本没提高生产维修的效率，应当逐步推进软件的标准化，包括程序的标准化、程序模块化。软件程序的固化等。
3、机电一体化未来发展方向
1）自律分配化系统方向
当机电一体化发展到一定的程度，其执行和控制系统将获得足够的空间，具备很强的“柔性”，能够从容的面对突发事件，即被设计成“自律分配系统”，当这系统运行时，各子系统独立运行，互不影响，但其本身也具备足够的自律性，当外界环境发生变化时，他们也随之发生相应的变化以适应外界的变化。这一系统的特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总体的指令条件下，每个子系统的“行动”都可以有所改变。这一特征，既避免了因为某一子系统的故障而使得整个系统瘫痪，在很大程度上增加了系统的柔性。
2）全息系统化方向
所谓的全息，即指全方位呈现，在将来的机电一体化发展中，其“全息”的特点将会越来越明显，机电一体化将从不同的角度使得“指令”得以准确执行，智能化发展是一大趋势，而这一发展趋势则主要得益于信息技术和模糊技术的高度发展。
3）光机电一体化方向
机械电子工程，是光机电一体化的别称，它是机械工程与自动化的一种，相对于传统的机电一体化技术，光机电一体化引进了光学技术，充分利用光学技术的特点，进一步改变优化机电一体化系统中的传感系统、信息处理系统、能源系统等各子系统。
4）模块化方向
在机电一体化的发展过程中，模块化始终是一项艰巨而又漫长的工程。机电一体化发展到今日，其产品种类和生产厂商繁多纷杂，研发和开发具备标准化电气接口、机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品是相困难的。然而，对于机电一体的模块化生产又是具备相当重要的意义的，这不仅能够降低机电一体化的生产、维修、维护的成本，还能有益于相关技术人员的培训。
5）仿生物系统化方向
信息处理是机电一体化的一大核心，随着机电一体化的发展，其承载的信息处理的负荷也将越来越大，而其往往在结构上处于“静态”时不稳定，处于“动态”时，较稳定。仿生物系统化的应用能够是这一问题得到根本上的解决。
4、机电一体化在机械工程中的应用
随着我国经济的不断发展，现代工程施工的规模及难度也在不断的加大，这在某种程度上要求工程机械具备良好的性能，其自动化的程度也将直接影响到工程施工的质量及经济效益。现代工程机械应当具备以下性能：施工质量、精度高；生产效率、经济效益好；性能稳定，工作可靠安全等，为满足这些性能要求，因此我们在工程机械领域引进了机电一体化技术，其应用范围主要包括以下几个方面。
4.1监督控制作用
电子监控系统，作为机电一体化系统中的重要组成部分，其对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等运行状体进行监控，在机械工作当中一旦出现异常，电子控制系统能立即的触发报警系统并且准确的找出故障的所在位置，进而减少相关事故的发生，与此同时，也方便工作人员及时的检修和排除故障，极大地提高了工作效率，降低了不必要的经济损失。
4.2节能降耗，提高生产效率
相对于传统的柴油机能源利用率低，电控系统能够充分有效的发挥柴油机的输出功率，使柴油能够尽量完全燃烧、净化排气。为减少柴油机的能量损失，采用电子控制技术，根据负荷条件自动调节柴油机的油门，以此来增大能源的利用率。例如：日本小松公司挖掘机采用新型的节能控制器（OLLS系统），燃气可节省23%，同时机械的使用功率的利用率可达到98%之高，而这主要得益于其采用的卡特电子效率控制系统。
4.3提高作业精度
在工程机械设备上引进电子控制系统，不仅可以使称量自动化，而且还可以使称量变得更为精确，从而有效的避免了人工称量效率低、误差大的特点，进而使得成品的作业精度得到明显的提高。例如：在商品混凝土广泛普及的今天，许多的商品混凝土拌合站都在混凝土拌合设备上采用了微电控制的电子称量系统，并使计量过程实现了自动化，电子称量系统的引用，保证了混凝土的绝对配合比，极大的提高了混凝土的质量。此外，在沥青混凝土摊铺机上应用自动找平系统，使沥青摊铺质量得到了明显的提高，路面的平整度可达到0.127m/3m。
4.4作业过程的自动化或半自动化
工程机械实现自动化或半自动化，不仅可以减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，还能有效的降低作业的安全系数。例如，日本三菱公司的挖掘机设有挖掘轨迹控制系统，操作人员在控制板上设定好铲斗的运动轨迹形状之后，微机控制系统能够根据各种角度传感器的信号，自动控制动臂、斗杆和铲刀的运动，实现各种形状和断面沟槽，斜面的准确开挖，从而使挖掘工作实现了自动化，同时也降低了人工开挖的危险性。
5、结语
综上所述，机电一体化在工程机械方面的应用越来越广泛，其使用价值也越来越高，机电一体化正逐步成为机械领域的发展方向，同时也为传统的机械行业带来了新的发展空间。在科学技术的各个分支高度发展以后，各分支之间的相互交融渗透是必不可少的，以机械技术、信息技术、电子技术为基础的机电一体化技术正是众多学科相互渗透融合的产物。我相信，在相当长的一段时间内，机电一体化技术将源源不断的应用于工程机械。
参考文献
[1]徐伟.机电一体化技术的概念、现状、发展及对策[A]；2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛――装备制造产业发展论坛论文集（上）[C].2009年7）：2-5.
[2]陈军科.基于机电一体化背景下的工程机械应用[J].工会博览・理论研究，2009，08（4）：54-55.
关键词：工程机械；机电一体化技术；运用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.082
机电一体化技术是现代社会上一种新型技术，在社会上很多领域内均有着十分广泛的应用，其中一个方面就是在现代工程机械中的运用。在现代工程机械中应用机电一体化技术，可使工程机械功能得以进一步增强，使其能够发挥更好作用，对现代工业生产可起到很大促进作用。所以，在现代机械工程中应用机电一体化技术具有十分重要的作用及意义。本文就机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用进行分析。
1 现代工程机械中机电一体化技术应用分析
1.1 在工程机械的监控功能中机电一体化技术的运用
在现代工程机械中通过引进机电一体化技术，可实时监控工程机械运行过程中，其内容主要包括执行装置、传动系统以及制动系统，此外还包括液压系统，当有异常情况出现时便能够实现自动报警，可将工程机械中所发生故障的位置准确找出。因此，在现代工程机械中通过应用机电一体化技术，可有效提升机械使用效率，可使机械设备维护工作在很大程度上降低其强度，使故障维修时间可得以大大缩短，从而使生产效率能够得到有效提高。
1.2 在工程机械的节能降耗中机电一体化技术的运用
对于传统工程机械而言，其能量充分利用率及使用率均比较低，比如，对于液压挖掘机而言，其燃料充分利用率仅仅能够达到30%，其余能量均被浪费。由于当前能源利用越来越紧张，导致机械工程发展应当向“节能降耗”方向发展。比如，由小松公司所生产挖掘机，其在节能降耗方面便能达到较好效果，所节约燃料能够达到大约23%，分析其原因主要就是在机械中使用新型控制节能器。再比如，由日立公司所生产挖掘机，在机械中选择的节能控制体系为“卡特电子效率”体系，其能够全面、综合控制泵及发动机，可使燃料利用率得以大大提高，并且在能够在很大程度上提高生产效率。
1.3 在工程机械半自动化及自动化中机电一体化技术应用
在工程机械实际应用过程中，通过实现半自动化及自动化作业，可使操作人员在实际工作过程中大大降低其劳动强度，可在很大程度上提高工程生产效率。另外，通过在工程机械中引进自动化技术，还能够有效避免一些缺乏经验的工作人员在操作过程中有失误情况出现，可使作业精度得到有效保证。比如，由三菱公司所生产挖掘机，其中便应用挖掘轨迹控制系统，其能够预先设定耗铲斗运行轨迹，并且利用微机控制系统，可自动化控制铲刀及动臂杆运行，进而可更好实现自动化控制，并且能够使作业精度得以有效提高[1-2]。
2 在现代工程机械中机电一体化技术应用展望
2.1 机电一体化技术应用向微型化方向发展
在当前机电一体化技术发展过程中，微型机电一体化系统属于新的方向，并且也是在纳米程度上电子技术和机械技术两者相融合而得到的产物。对于微型机电一体化产品而言，其所指的主要就是在几何尺寸方面向微米及纳米级别发展，通常情况下及体积均小于1立方厘米，这中系统在社会上各个领域运用中均表现出明显有数，具有体积小、能耗低及运动灵活特点，属于当前社会上十分关键的一项技术。
2.2 机电一体化技术应用向高性能化方向发展
对于机电一体化技术高性能化而言，其所包括内容主要有高精度应用、高速度应用以及高可靠性应用与高效率应用。对于新型CNC系统而言，其中多个CPU结构利用多总线进行连接，其主要目的就是为能够使上述四个方面要求得到满足。对于该类系统而言，其选择精简指令集机，能够使多个操作系统同时运行，从而对相关操作进行处理，进而使机电一体化产品能够具备较高性能。
2.3 机电一体化技术应用向智能化方向发展
通常情况下，对于现代机电一体化进步及发展而言，其主要就是在控制理论基础方面得以体现，即相比于传统机械自动化控制技术而言，现代化机电一体化技术与其所存在区别主要就是在智能化技术方面，而这种区别的实际表现就是在产品智能性方面。对于现代化机电一体化技术而言，其综合人工智能、计算机科学以及生理学等相关一系列智能方法及思想，可对人类智能进行模拟，该技术当前正处于不断探索及应用阶段，在今后必然会有十分广阔的发展前景[2-3]。
3 结语
在现代工程机械发展过程中，机电一体化技术有着十分广泛的应用，并且对现代工程机械科学性及功能性的提高具有很大帮助作用。因此，在现代工程机械实际使用过程中，应当充分掌握机电一体化技术应用情况，并且应当准确把握其发展趋势，从而使机电一体化技术能够在到更好应用及发展，进而使工程机械能够得到更好发展。
参考文献：
[1]鲁鑫康.工程机械中机电一体化技术的应用[J].电子制作，2014（9）.
[2]郑媛.工程机械中机电一体化技术的应用研究[J].中国高新技术企业，2015（19）.
【关键词】机电一体化；汽车；应用
计算机尤其是微型计算机在20世纪80年代被广泛的应用在机械生产控制中，将机电有效的结合在一起，逐渐发展为一种一体化技术。机电一体化技术的广泛应用，对机械行业产生了十分明显的经济效益，提升了生产效率，同时增强了产品的质量功能，有效减少了材料能源的耗损。提高了企业在行业中的整体竞争能力。
一、机电一体化技术的基本内容
机电一体化技术的重要出发点是工程系统，结合电子机械等相关技术，充分实现最优化的系统或者产品的技术综合。机电一体化技术是指将技术相关原理在机电一体化系统中充分的应用与发展。机电一体化技术也可以被看作是技术群的综合名称。机电一体化产品系统通过具有若干个特殊功能的电子机械要素共同组成的有机体，能够充分符合人的最佳使用要求，同时也是机械系统与电子系统的有机置换和结合，进一步对新的产品赋予全新的性能，拥有优良的人机合作关系。机电一体化系统工程集成综合了机械与电子工程，也就是提供机电一体化系统的规格与功能，技术工作人员应用机电一体化技术对整个体系过程实施必要的制造与设计。机电一体化的重要思想是设计系统原理与集成综合技术。工程系统、信息控制理论属于机电一体化的技术方法论。在某种意义上分析，机电一体化思想可以称之为一体化的思想。
二、机电一体化技术特点
(一)机电一体化技术具有极高的安全性
机电一体化的相关产品具有的功能包括自动化监控、警报、自动化诊断、自动化保护等性能。在工作整体过程中，当电力出现过载、过流等一系列故障时，能够采用自动化的保护方法，尽量防止与减少人员与机械设备发生事故，明显提升了使用设备的安全性能。
(二)机电一体化技术具有较高的生产能力
机电一体化的产品大部分都具有自动信息处理与控制的能力，其检测控制的灵敏性、精敏度以及应用范围都产生了极大程度提升，利用自动控制系统能够更加准确的保障机械机构的执行情况按照设计的具体要求完成既定的操作，保证工作获得最好的质量和产品的合格效率。与此同时，因为机电一体化的产品已经充分实现了自动化控制，有效提升了生产的能力。
(三)机电一体化技术提升了使用功能
机电一体化技术通常利用控制程序与数字化完成现实，操作手柄与按钮数量的逐渐减少，促使操作过程逐渐简单化并且十分便捷。机电一体化技术操作程序按照预先设定的过程逐渐通过电子操作系统完成实现，系统可以对全部操作反复实现。机电一体化高级产品能够利用被控制对象具备的数学相关模型以及外界变化的参数自动随机寻找最理想的工作方式，充分实现最优化自动操作。
(四)广泛的适用范围
机电一体化产品已经超出了相关产品的单项技术功能的控制，拥有复合功能技术，极大程度上提升了产品自身的自动化功能与水平。机电一体化产品通常具备一定的自动补偿功能、自动监控功能、自动保护功能以及智能化等，能够在不同领域场合的应用，符合客户提出的更强的应变需求。
三、汽车机电一体化技术的发展
机电一体化技术在汽车行业的应用初级阶段。这个阶段主要发生的时间是在上世纪60年代到70年代，这段发展时间重点是利用电子机电技术对部分汽车机械功能实施有效的改善，机电一体化技术此阶段在汽车上最典型的应用就是电子控制喷射燃油。上世纪70年代到90年代是汽车机电一体化技术应用发展时期。在这个阶段中发生的制造设计，重点是利用机电一体化进行集成大规模电路应用，集成大规模电路的有效运用能够及时解决自动控制机械设备的各类问题，对于提升汽车运行过程中的可靠功能发挥了关键作用。上世纪90年代至今是汽车机电一体化技术应用的成熟发展阶段。在这个阶段中制造设计的汽车，伴随着逐渐发展兴起的微点机电一体化技术，推动了汽车机电一体化技术的日渐成熟，在这个时间内应当尤其重视整体机电一体化技术的设计，再结合网络计算机与技术信息在制造生产汽车行业中的大范围运用，使得汽车更加的智能自动化。
四、机电一体化技术在汽车上的应用
汽车的电子化开始于电源系统。从前的发电机都属于直流类型发电机，之后被硅二级管与交流发电机共同结合所替代，能够有效提升充电效率的可靠性能。从此以后，调整之后的电压也从电路固体调节器替代了电压机械式调节器，进一步在点火发电机上的配电设备上也从凸轮机械式开关转变为晶体管功率。
(一)微机控制发电机体系
控制发电机单元的中心是利用微处理器或是专门设计的发动机集成大规模电路。通过各个传感器接收电压模拟信号以及从输出轴发动机获得的脉冲信息全部传输至控制发动机单元。信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。将这些信息作为重要基础，在控制发动机单元中对燃料空气比例、点火具体时间、循环排气效率实施最好的计算，将最终的计算结果当做喷射阀燃料控制与点火设备的驱动信息进行输出，用来对空气与燃料质量之间的比例实施控制。当燃料空气比例增加时，燃料十分稀薄，点火非常困难。相反，当燃料空气比例减少时，因为缺乏充足的氧气，在气体排放过程中缺乏充足的燃烧的一氧化碳增加的含量。所以，将燃料控制比例很好的在最佳情况下实施控制，对于各种发动机运动保持正常负荷是非常关键的。
(二)汽车激光测距雷达系统
汽车防按控制系统与激光单片机的有效组合，能够在行驶正常速度下或者是倒车减速时对前后方距离范围内检测是否存在障碍物体，并且在关键时间组织报警，进一步有效阻止发生的交通事故。这个系统重点通过计算机对车间距离的处理器、雷达测距、前后汽车状况等进行控制。
在汽车格栅前部安装测距激光雷达。通过光学天线发射的光束遭遇了前方的障碍物之后，出现了散射的后方信号，同时被光学天线进行了接收，并且调节出方位距离信息。利用中央处理设备分析持续输出的方位距离信息，能够准确判断出物体是否在前面运动，计算出相应的汽车间距和速度，并且判断它能否与本车进行必要的接触，进一步决定汽车行驶的安全速度。当出现危险情况时，系统与警报装置接触，发送警报信号。
(三)自动变速器的电子监控
自动化变速器的重要作用是为了其损耗功率的降低，提升传递动力系统的有效功率，增加了变速装置的档数，有利于汽车最佳行驶的速度比例，充分实现了汽车的安全、舒适功能。发动机具体工作情况需要利用传感器实施检测，接收的数据信息将被电子监控装置输入且处理，并且安装换挡具体信息，开关的程序以及开关自动跳合有关信息，通过选择的电子监控设备符合最佳行驶条件的信息档次，成功被转变为电液元件执行的变量液压对换挡实施控制。使用自动变起器对电路实施监测可以有效的对电子监控设施进行自检监测，也就是在行驶之前监测所有的电路。假如汽车发动之后，报警灯处于熄灭情况，表明其具备了正常的功能。相反，假如系统出现了故障，自动化变速器表现为非电控状态，这时，电子监控虽然已经失去了优化性能，可是变速器能够持续工作。
(四)制动系统
为了能够令汽车在行驶的整体过程中凭借适合的减速速度降低直行车速停车，确保了行驶的可靠、安全性能，汽车上全部装置了制动行车设备。最先仅在汽车后轮上安装制动设备，可是伴随着不断提升汽车速度与质量，简单依靠后轮缺乏制动来提升充足的制动能力，这样才会促使汽车前轮上安装制动设备。人们一般对制动发生时出现的动态轴荷转移、前轮重量增加以及后轮重量减轻的认知，后轮发生抱死更加容易出现汽车失去控制方向的能力，同时还要逐渐开发对汽车后轮制动产生限制效果的设备，也就是汽车抱死制动装备。其重要的功能就是制动轮可感知的每一个瞬间产生的运动行为，并且按照这种运动情况对应的调节制动装备具有的大小动力钜，防止汽车轮出现抱死现象。其中ABS系统在汽车上应用是最为显著的电子监控技术，利用制动设备对方向稳定性的维持以及对制动距离的缩减，能够有效提升了汽车行驶的安全性。
对于现代工程机械而言，将机电一体化技术引进工程生产过程中，能够将机械技术与电子控制等进行有机结合，提高工程机械的性能，保障了生产过程中安全性、经济性、可靠性、操作性、生产效率等。机电一体化在现代工程中的应用主要体现在以下几个方面：
（1）机电一体化技术在工程机械中监控功能的应用机电一体化技术的引进能够使工程机械过程进行实时监控，包括传动系统、执行装置、制动系统以及液压系统等，存在异常情况时会自动报警，并准确找出故障的位置。这也让现代工程机械的机器使用效率得到提高，降低了设备维护工作的强度，缩短了故障维修时间，从而提高生产效率。
（2）机电一体化技术在工程机械中节约能耗的应用对于传统的工程机械而言，在能源利用上，效率较低，比如液压挖掘机在燃料能量的利用上，有效利用率只有20%，这样让工程机械迫切要求节能。日本小松公司挖掘机在节能上采用了新型节能控制器，即OLLS系统，其在节能效果上能够节约25%的燃料。另外，日本日立公司生产的挖掘机采用卡特电子效率控制系统进行节能控制，功率利用率达到了98%，加大了生产率。
（3）机电一体化技术在工程机械发动机调控上的应用在发动机的调控上，机电一体化技术也得到了应用，包括自动停机装置、电子油门控制装置、自动升温控制装置以及电子调速成器等。
（4）机电一体化技术在工程机械作业精度控制上的应用成品在配料精度上，采用机电一体化技术，大大提高了精度的控制性。比如在
沥青以及水泥混凝土在搅拌上，应用了微机控制电子称量系统，从而实现了自动化计量。自动找平系统的引进，路面平整度达到了0.127MM/3M，同时也让沥青混凝土摊铺机的施工质量大大提高。以超声波技术为基础的自动供料系统也让供料过程调节实现了自动化，保障了摊铺的质量。电子控制技术的引进，也让工程作业的效率以及精度得到了提高，降低了工作人员的工作强度。
（5）机电一体化技术在工程机械自动化以及半自动化作业的应用自动化以及半自动化作业的实现，让操作人员的工作强度大大降低，工程生产效率得到提高。自动化技术的引进还可以避免一些经验不足人员的失误，保证作业的精度。例如日本的三菱公司，将挖掘轨迹控制系统引进挖掘机中，通过对耗铲斗的运动轨迹进行设定，并通过微机控制系统对动臂杆以及铲刀的运动进行自动化控制，从而使挖掘作业更为精确。
（6）其他应用国外在推土机、铲运机以及装载机等生产过程中增加了自动变速器，从而传动系的传动比能够结合外负荷的情况进行调整，从而使发动机的功率得到充分利用，能源的经济性也得到提高，操作更为便捷，使得操作人员的工作强度降低。
2机电一体化技术在现代工程机械中的发展趋势
机电一体化技术在现代工程机械中的发展趋势主要以高性能化、微型化以及智能化为方向。在高性能化上，主要目标为应用模式的四高，即应用模式的高精度、高效率、高可靠性和高速性。例如，新一代的CNC系统中，其主要以多CPU结构和多总线连接，在应用模式上符合四高的要求，这种系统的应用，能够对多任务操作系统进行同时处理，实现高性能产品的生产。
微型化是机电一体化技术一个新的发展目标和方向，也是电子技术以及机械技术实现纳米级结合的基础。微型机电一体化产品，主要是指尺寸为纳米级以及微米级的产品，体积一般在1立方厘米以下。这种微型机电一体化技术产品在军事、信息以及医疗等领域中都起到了十分重要的作用，其具有小巧性、耗能性以及运动灵活性等特点。
机电一体化技术在发展过程中，智能化也是其发展的一个趋势。对于现代的机电一体化技术而言，其发展离不开控制理论，这也是机电一体化技术与传统机电一体化技术的区别，也是智能化的体现。智能化在实际生产过程中主要体现在产品的使用以及功能上。智能化主要结合了人工智能、生理学以及计算机科学等思想和方法对人类智能进行仿效，从而使机电一体化技术的适用范围以及性能功能更具现代化。
3结束语
【关键词】机电一体化;数控坡口机;技术升级
引言
在世界经济全球化的大背景下，我国改革开放不断深入，市场经济竞争越来越激烈，经济的发展和市场的竞争对工业生产自动化的要求越来越高，各种机电一体化设备技术要求越来越严格。机电一体化是伴随着科技革命和电子计算机技术发展而形成的一种综合化高精端的机械运用方式，主要应用技术有机械技术、电子技术、信息技术、传感器技术、信号接口技术等。数控坡口机在工作过程中需要机电一体化技术作为技术支撑，但是现阶段机电一体化在数控坡口机在应用过程存在诸多问题，比如数控切割技术落后、套料技术缺陷等，本文将对数控坡口机技术升级做详细探讨。
1.数控坡口机工作原理
数控坡口机主要是用于管道铺设或者管道连接维修过程中对管道进行切割和开坡口的一项机械技术[1]。数控坡口机在工程建筑、工业生产等领域用途非常广泛，是一种数字化控制的高尖端技术含量的专用设备。数控坡口机技术含量是一国数控科学水平的展现，是衡量一国科技生产力的重要指标。数控坡口机在管道切割或开坡口的过程中，利用三轴数控系统逐一对钢管工件的移动、旋转进行控制。工作时只要制定切割标准和切割程序，系统就会自动对控制伺服直线轴进结合，让钢管在移动时带动钢管工件旋转，让枪嘴按照事先设定的规格要求对管道工件进行切割。坡口机在管道切割过程中难免会产生摩擦高温引出火花，从而出现火焰切割状态。由于在切割过程中火焰温度较高，如果火焰距离管道工件表面太近或太远，会导致切割效果不理想。而枪嘴在钢管切割过程中的示意图如图1所示，枪嘴与位移传感器连接在伺服电机的系统上，伺服电机控制枪嘴的工作速率和切割深度，当枪嘴发生旋转时会改变枪嘴与钢管两者之间的距离。而位移传感器更够精确测量钢管表面与枪嘴的距离变化，一旦两者距离超出合理范围，位移传感器就会将测量结果传送到PLC数控系统装置，系统将实时修改并控制电机带动丝杆螺母，从而有效调整枪嘴和钢管之间的距离，确保火焰切割效果处于良好状态（见图1）。
2.数控坡口机应用中存在的问题
2.1 数控切割技术落后
数控坡口机作为一种专门应用的技术设备，主要功能就是对管道工件进行坡口切割，破口切割的质量越高后期焊接效果就更佳。切割工序作为数控坡口机第一道工序，是后期进行管道工件焊接的重要前提。因此数控坡口机的关键切割技术关系到整个工程质量好坏。然而我国的数控坡口机在管道切割技术方面存在巨大的漏洞，技术相当落后，很多施工企业为了能够获得良好的切割效果，往往在数控切割机边缘加入刨边机或其他人工辅助工序，这样就明显增加了关键切割的工作程序，既浪费了大量的钢材，又浪费了工作时间，导致工作效率极其低下。
图1 数控坡口机枪嘴控制部分工作原理示意图
2.2 套料技术缺陷
我国的数控坡口机编程操作复杂难懂，很容易因为操作失误造成刚才切割不规范问题，从而浪费大量的钢材管件。我国的数控坡口机的编程软件是一种简单的NC转换软件，以人工操作的方式对套料进行排列，这种套料方式只能对局部的钢材进行切割控制，不能对整个钢材进行切割，且极易因为人工失误操作造成钢材浪费，甚至整个管道彻底报废。因此，我国现在使用的数控坡口机套料技术缺陷明显，机械工作效率低下。
3.机电一体化在数控坡口机技术升级应用对策
3.1 改进切割技术
将机电一体化技术运用于数控坡口机技术升级中，能够利用机电一体化设备的微电子技术、电子电工技术、传感器技术等多种技术的有机结合实现高端智能化的机械切割模式[2]。首先采用计算机微电子技术精确设计数控坡口机的枪嘴、传感器、连接带等各部分零件，确保各个零件配置合理，并预先完成设计零件的编程工作，然后通过微电脑系统对生成带坡口下指令，从而实现对管道工件的切割工序。这种完全在微电脑系统控制下的切割方式精准度高、速度快、质量好、费用低，既能大量节省管道钢材，又能有效提高机械工作效率。我国将机电一体化技术用于数控坡口机技术升级领域时间尚短，与国际上数控坡口机技术一流水平相比存在一定的差距，我国要立足国情，适当借鉴国外优秀的专业技术和科学经验，打造具有中国特色的坡口机技术。
3.2 优化套料技术
我国的套料技术缺陷明显，而将机电一体化技术运用于套料技术上能够优化套料工序。机电一体化设备运用自身的微电脑技术和机械技术优化套料软件配置和功能，科学合理地对材料进行排列，从而实现优化套料装置的目的[3]。套料设备在充分借鉴机电一体化系统控制和参数设置的经验前提下，使用最先进的优化软件预先对套料进行精准的画图和切割编程，然后生成全自动化、全程零件套料和管道切割工序，从而实现坡口机全程自动化对管道工件连续自动切割的效果。同时机电一体化对套料软件和各种数控化设备进行变成优化后，切割工序不用中断，有效提升了了钢材切割的精准度，大大提升了坡口机工作效率，节省了大量的管件钢材，降低了设备运行的成本，从而缩短了施工周期，提高了企业的经济效益。
4.结束语
21世纪的机电一体化技术是将机械技术、电子电工技术、微电子技术等多种技术紧密结合的一门新型技术，具有操作简单、工作高效、方便快捷的优势，真正实现了机械工作的智能化、自动化、人性化。机电一体化技术运用于数控坡口机技术升级中，能够提升数控切割技术，弥补套料技术缺陷，大大提升数控坡口机的工作效率和安全可靠性。随着社会经济的不断发展，数控坡口机技术和机电一体化技术的的紧密结合将大大推动工业生产力的发展，满足现代社会对机械自动化的高要求。
参考文献
[1]何四平.机电一体化在数控坡口机技术升级中的应用[J].机械设计与制造，2013（7）：159-163.
[2]郎晋喜.机电一体化在数控坡口机技术升级中的应用[J].应用技术，2013，10（31）：232.
[3]徐海卫，曾潇.机电一体化协调设计平台研究[J].制造业自动化，2010（3）.
作者简介：
【关键词】机电一体化；机械领域；电子技术
机电一体化技术在机械领域的应用，不仅能有效整合物质资源、能源资源，还能有效整合机械资源，进而全面提升机械自动化水平。
1机电一体化技术简介
机电一体化是机械装置与电子自动化技术的有机结合，主要是在机械装置运用、信息处理、功能等方面引入电子技术，该技术具有综合性、跨学科等性质。机电一体化技术包括产品与技术两个方面，该技术并不是对电子技术、机械技术的简单拼凑，而是将电子技术、机械技术进行完美组合，以全面提高技术先进性，其与自动化结合技术有本质区别。机电一体化技术的应用，不只是简单的劳动力替代技术，而是有机统一机械设备各个方面，从而全面提高机器设备的自动化、智能化水平。
2机电一体化技术发展趋势
在全球经济技术迅猛发展的今天，机电一体化技术发展趋势如下：2.1智能化机械设备向着智能化方向发展，智能化是生产力进步的重要体现，也是不同学科技术互为融合的结果，即结合计算机科学、控制理论以及心理学思想等，使机器本身具有自主决策能力、逻辑判断能力，从而更好地实现目标。2.2微型化机电一体化产品体积向着微型化方向发展，体积小，耗能较小。目前，微型化机电一体化产品在军事、医疗等精细化行业部门广泛应用。2.3绿色化机电一体化产品的设计、制作以及使用会向着绿色化方向迈进，在顺应时展需求的基础上，更好地保护自然生态环境。2.4模块化开发与研究标准化接口的机电一体化模块单元，对机电一体化技术的广泛应用，具有重要作用。
3机电一体化技术在机械领域的应用
3.1大型挖钻机上的运用
目前，大型挖钻机是各个重点大型工程的关键机械设备，并在大型打桩基础施工中得到广泛应用。与西方国家相比，我国旋挖钻机使用技术不到位，培训机制、配套设施均不完善，西方旋挖钻机的使用效果更好，并产生了大量衍生产品，该技术的应用比较成熟。旋挖钻机的使用方法、使用过程比较复杂，对于精细度要求极高。目前，很多企业为了全面提升操作便捷度与精细化程度，均选择了微处理器控制方式，直接将机电一体化技术运用到大型挖钻机上，进一步优化了大型挖钻机技术，全面提升了工作效率与技术成熟度。
3.2在监控系统中的具体应用
鉴于机电一体化的安全控制功能、修复功能以及自动化功能，可直接将其应用到监控系统中去，合理利用工程机械的制动系统、发动机系统、液压系统等多种装置，对机械运行情况进行全面、动态、持续监控，以有效促进各项机器的健康运行。充分利用机电一体化技术，能自动查找机械工程存在故障问题，如果发现机器运行故障，则会自动报警。在监控系统中应用机电一体化技术，能在全面提升工作效率的基础上，改善工作环境。与此同时，还能更好地帮助工作人员发现问题故障、排解障碍，最大限度保障机器健康运行，全面提升机械运作效率。
3.3在机床中的应用
在中国，大部分数控机床都是按照坐标轴进行运动的，通过补刀功能全面提高工作效率，完成任务目标。在机床中，合理应用机电一体化技术，能全面提升工作效率。例如，滚珠丝杠的具体应用，能有效降低机器摩擦，提高转动效率，尽可能避免低速运行状态。机电一体化技术的应用，还能有效降低生产成本，促进各项设备良好运行。
3.4炼钢、煤矿生产中的应用
现阶段，我国炼钢行业所选用的系统是：以计算机为中心，将显示设备、操作设备、加热设备、仪器仪表、电脑等设备有机融合的系统，该系统充分运用技术手段，全面提升设备的使用年限与效率。随着微型处理技术、现代通信技术的发展，我国炼钢技术得到了突飞猛进的提升。鉴于交流传动的优越性，电气传动技术得到进一步发展，交流传动势必会取代直流传动，交流调速系统的优势将会逐渐显露。在轧钢环节中，交流传动系统的应用范围、应用规模逐渐扩大，上述技术均为炼钢行业的发展提供了强大技术支持。目前，机电一体化技术在煤矿机械中也得到了广泛应用。例如，升降机与挖煤机均普遍利用PLC技术，通过该技术的应用，能有效提高煤矿机械安全监控水平，并在安全排查、故障报警等方面取得了质的飞跃。随着我国煤矿机数量的增加，管理部门面临的挑战与任务日益艰巨，如何高效利用机电一体化技术促进煤矿企业的安全生产，成为迫切需要解决的重要问题。
3.5机械智能机器人中的具体应用
随着科学技术的不断发展，智能机器人必须充分组合、协调多种技术，从而更好地完成任务目标。目前来说，智能机器人在自适应信息控制处理方面的不足与困难逐渐显露，为了更好地解决这一问题，必须充分运用机电一体化技术。要想进一步优化工程机械内燃机的具体运行过程，传感器必须有效接收、发出多种信号，并在传感器信号支持与反馈下促进激光平地机的有效运转。地下穿孔机、掘进机应按照一定的要求进行地下穿越，与空中导弹技术相类似，一般需要内部导向的陀螺仪、加速度计以及外部导向激光技术等。机电一体化技术应用于智能机器人中，应能感知作业对象的形态、位置、方向，充分利用图像处理技术、视觉处理原理，更好地开展各项作业。目前来说，遥控型机器人、无人驾驶机械均采用机电一体化技术，通过无线电控制技术以及电液控制技术的应用，全面提高机械自动化程度。
4结语
本文结合机电一体化技术概念及发展技术入手分析，在大型挖钻机、监控系统、机床设备、智能机器人等方面，详细论述了机电一体化技术在机械领域的应用，以期为一线工作提供理论指导。
参考文献
[1]邱富永.浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用[J].科技致富向导,2014(36):109-109.
[2]陈志.机械工程测试技术实验教学改革的实践与体会[J].电子制作,2015(06):117-117.
关键词：机电一体化；技术; 应用
Pick to: mechanical and electrical integration is mechanical, microelectronics, control, computer, information processing, and other multi-disciplinary overlapping fusion, its development and progress depends on the progress of related technologies and development. Shallow to analyzing the content and the application of mechatronics technology research, in exchange for the colleague.
Keywords: mechanical and electrical integration; Technology; application
中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，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。
一、机电一体化概述
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。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，随着科学技术的不但发展，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、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，根据系统功能目标和优化组织目标，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。只是，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、微电子技术以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。机械工程技术有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力。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，还能赋予许多新的功能，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。即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眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别
二、机电一体化技术的内容
1.机械技术
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，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
2.计算机技术
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
系统技术即以整体的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，它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
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护。
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。
三、机电一体化技术的应用研究
1.自动机与自动生产线
在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的一具体体现。如：2000～80000瓶/h的啤酒自动生产线；18000～120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。我国的自动机与生产线产品的水平，比10多年前跃升了一大步，其技术水平已达到或超过发达国家上一世纪80年代后期的水平。使用这些自动机和生产线的企业越来越多，对维护和管理这些设备的相关人员的需求也越来越多。
2.智能化控制技术(IC)
由于我国工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于我国企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢—连铸—轧钢综合调度系统、冷连轧等。
3.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。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。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。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。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。
4.开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“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。
5.计算机集成制造系统(CIMS)
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。目前我国企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代企业生产的要求。未来企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。
6.现场总线技术(FBT)
现场总线技术是对自动化领域的一场变革。由于现场总线简单、可靠、经济实用，已成为当今自动化领域发展的热点之—。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线的含义主要体现在以下几个方面：
(1)现场通信网络。传统的分散型控制系统(DCS)通信网络截止于控制站或输入输出单元，现场仪表仍然是一对一模拟信号传输。现场总线是用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互联的现场通信网络，把通信线一直延伸到生产现场或生产设备。
(2)互操作性。互操作性的含义是来自不同制造厂的现场设备，不仅可以相互通信，而且可以统一组态，构成所需的控制回路，共同实现控制策略。
(3)分散功能块。现场总线控制系统(FCS)废弃了分散型控制系统(DCS)的输入／输出单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散给现场仪表，从而构成虚拟控制站。例如流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累加输入功能块，而且有PID控制和运算功能块。
(4)通信线供电。现场总线的常用传输线是双绞线，通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量。这种低功耗现场仪表可以用于安全环境，与之配套的还有安全栅。有的企业生产现场有可燃性物质，所有现场设备必须严格遵守安全防爆标准，现场总线也不例外。
结语
总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。今后应广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业，大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代，促进机电一体产业的形成，为我国产业结构和产品结构调整作贡献。
参考文献
关键词：工程机械；机电一体化；电子控制系统；故障自诊
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0061-02
截止到现在来说，机电一体化已形成了一种独立的新型科学体系，随着技术的不断创新，其内容也会不断更新发展。简单来说，机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术，对各个功能进行合理的配置，从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。
1 工程机械发展的概况分析
现阶段，我国的工程机械正处于“机电一体化”发展的新时期，通过积极地采用机电一体化，将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合，大大地提高了机械的多种功能。比如说，动力性能提升，燃油的经济效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精准度和舒适度都大幅度提高，机械的使用寿命也随之延长。计算机微处理技术以及检测传感技术和信息处理技术的全面发展以及在机械工程方面的应用，比如说，平地机和摊铺机的“自动找平”功能、摊铺机的“自动供料”功能、自动称重设备、柴油机的自动控制功能、铲运机和装载机的自动控制功能、电子调速系统等等，使整个工程机械进入了全面监控的时期。
2 在工程机械中机电一体化的应用分析
20世纪70年代以来，在国外的机械工程上机电一体化开始应用。自从高新技术的革新和发展之后，全面带动了机械工程业的发展壮大。尤其是计算机微处理技术以及检测传感技术和信息处理技术的全面发展以及在机械工程方面的应用，彻底地改变了传统的工程机械的状况，促进了产品性能极大的提高和发展，工程机械可以说进入了一个全面发展的新时期。目前来说，不管是在国内还是国外，电子控制系统（以微处理器或微机为核心）已经成为了工程机械中密不可分的重要组成部分。随着社会的不断发展、科技的不断进步以及对产品性能的高品质要求，在整个工程机械中电子控制的比例会越来越重，功能也会逐渐提高，应用范围也会大幅度提高，相应的复杂程度也会更加提高，对维修和使用人员提出了新的标准和要求。
充分地利用机械工程的机电一体化以及智能化，能有效地提高生产效率，降低能量的损耗，从而节约能源资源。而且，自动化的程度越高，精度就越高，施工质量也就越好。工作安全、可靠、性能比较稳定，使用寿命比较长。经济性能比较好，劳动强度也比较低，操作起来轻便、简单。操作员有比较好的工作条件，能够有效地监视运行状态，同时，还能够进行故障的自我诊断和及时的报警操作。准确、及时地找出相应故障的位置，可以降低停机维修花费的时间。具体来说，电子控制系统实现了以下主要功能：
2.1 电子监控、故障自诊以及自动报警
电子监控、故障自诊以及自动报警，也就是说对于工程机械的工作装置，传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控，一旦在运行的过程中发生异常情况，就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。机电一体化的发展和应用，大大地改善了操作人员的现实工作条件，全面提高了机械设备的工作效率。与此同时，简化了机械设备检查和维护的工作，相应地减少了维修费用，大大降低了维修停机的时间，对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。
2.2 提高生产效率的同时达到节能降耗的目的
在传统的工程机械中，能量的充分利用率和使用率比较低。比如说，液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪费了。在能源资源高度紧张的今天，迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。比如说，小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的，大约可以节省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。日立公司生产的挖掘机，采用了“卡特电子效率”节能控制体系，通过对泵以及发动机的综合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能够达到98%左右，生产率也相应地得到了大幅度的提升。
2.3 柴油机控制
通过采用电子油门控制体系、电子调速器、自动控制升温系统以及自动停机系统，对柴油机的使用更加控制自如。
2.4 作业精度的提高
为了提高成品的作业精度，现阶段，沥青和水泥混凝土装备都广泛地应用微机系统对电子称量系统进行控制，从而有效地完成了称量过程的自动化水平。自动找平装置的应用，大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。自动供料系统（超声波技术）的应用，完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节，全面提升了摊铺的效果和质量。与此同时，铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制，一方面可以降低施工人员的工作强度，另一方面大大提升了作业效率和作业精准度。
2.5 自动化以及半自动化的作业全过程
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平，可以有效地降低操作人员的劳动强度，有效地提高生产效率，大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。比如说，三菱公司设计生产的挖掘机，有控制挖掘机轨迹系统的功能，相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后，相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号，对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制，从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘，有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3 结语
综上所述，本文围绕着现代机械工程中机电一体化应用的重要性和意义开始入手分析，简单介绍了机电一体化发展的概况，从五个大的方面：电子监控、故障自诊以及自动报警；提高生产效率的同时达到节能降耗的目的；柴油机控制；作业精度的提高；自动化以及半自动化的作业全过程，详细论述了在工程机械中机电一体化技术的应用与发展。
参考文献
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【关键词】机电一体化；煤矿生产；监测监控；矿井运输；采煤机
1 机电一体化技术的概述
“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下述优势：提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。机电一体化产品均具有自动监视、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、生产能力强、工作质量高。机电一体化产品的各种自动功能适用于不同的场合和领域，应变能力强，很大程度提高了控制和检测的灵敏度和精度；具有复合功能、调整和维护方便。机电一体化产品具有复合技术和复合功能，它的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 机电一体化技术的发展历程和趋势
总体说来，机电一体化技术经历了四个发展阶段：准备阶段，计算机的出现标准着机电一体化技术的产生。上个世纪六十年代，日本首先提出这个名词，但是限于当时的技术水平，该技术无法得到广泛的推广和应用；起步阶段，信息技术，微电子技术的发展成熟和第四代电子产品的商品化是机电一体化这一设想变成了现实，在这一时期，机电一体化的影响不断扩大，并取得了较大发展；发展时期，进入八十年代，机电一体化技术已为全世界学者所嘱目，机电一体化技术和产品已像雨后春笋般出现；蓬勃发展时期，九十年代至今，各种新技术出现并取得突破性的发展，日新月异的变化使机电一体化技术和产品扩展到人们生活的各个领域。
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，机电一体化产品的广泛应用减轻了劳动强度，提高了生产力水平，创造了巨大的经济和社会效益。然而，我国的机电一体化技术与发达国家相比差距还很大，其未来的发展趋势是：开发有自主知识产权的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；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 机电一体化技术在煤矿生产中的应用状况
3.1 在煤矿带式输送机中的应用
带式输送机是我国煤矿井下输送系统主要运输设备，具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点。因此，近几年来带式输送机已成为机电一体化技术的研究重点。由于煤炭产量的不断提高，长距离、大运量、高带速的带式输送机成为井下煤炭运输的主要设备，且多为大功率、多电机驱动，通常需要中压供电，因此对电机的驱动控制提出更高要求，主要有以下几点：
（1）启动电流要小，减少对电网的无功冲击，减少对机械设备的强烈冲击；
（2）电机的启动力矩要大，可重载启动；
（3）多电机驱动时的功率平衡及各电机的速度同步精度要高；
（4）起、制动过程要平稳，避免胶带和滚筒之间的打滑；
（5）驱动控制方式有利于节能降耗；
（6）使用方便、维护成本低，系统的运营效益高。
采用调压式软启动器、液力祸合器、CST可控软启动器中的任意一种启动皮带机，虽能解决或部分解决胶带机软启、软停问题，但实际使用中存在诸多问题，如调压式软启动器受其控制原理的限制，重载时往往不能启动、不具备调速功能；采用液力祸合器，电动机必须空载启动，启动电流大，对机械设备有冲击、多驱动电机的功率平衡不好解决、传动效率较低，调速范围窄，低速时能量损耗大；CST通过调节油膜间距实现软启动，但没有调速功能，不能实现过程控制，且油价昂贵，维护费用高等缺点。
可见，带式输送机运输中还存在诸多问题，有关机电一体化在带式输送机中的应用问题，尚需进一步研究。
3.2 在矿井安全生产监测监控系统中的应用
矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚，，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200），在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2，KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，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，它们的主要特点是：测控分站的智能化水平进一步提高；具有网络连接功能；系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，不仅为各煤矿提供了更多的选择机会，且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。
对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，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KJF2000 和北京瑞赛公司的KJ4， KJ2000 等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。
3.3 在采煤机上的应用
1970 年，我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面，并在大同矿务局进行试验使用，一直试验使用到80 年代后期，这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展，推动了煤矿自动化的发展进程，同样，采煤机也由液压牵引开始转向电牵引；液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展，以计算机为核心，采用电液控制，移架自动化得以实现。另外，对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置， 实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用，使设备动作趋于协调，且安全性、可靠性大为提高，操作性能更加完善，为煤炭企业带来了更高的经济效益。
4 煤矿机械中机电一体化技术应用的意义
4.1 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。
4.2 提高了矿山开采的经济效益
机电一体化不仅是机械设备上的一次全新的进步，同时也给煤矿带来了前所未有的进步，一方面采煤量有了很大程度的提高，其次，煤矿工人的劳动强度适当得到了减轻；再次，机电一体化在煤矿中的应用，降低了矿山的开采费用，使煤矿的经济效益得到了增加，同时还带动了相关产业的发展，在很大程度上推进了地方经济的进步。
4.3 提高了安全的煤矿开采工作环境
煤矿工作本身就是一个高危险性的工种，每年煤矿的事故都会有所发生，煤矿的工作安全性时刻危及着人们的生命财产的安全，机电一体化技术在煤矿中的应用，在很大程度上降低了事故的发生率，不仅在一定程度上提高了工作效率，还在安全方面有了很大的保障。
参考文献：
