引論：我們?yōu)槟砹?篇機電技術(shù)應(yīng)用論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用研究和推廣
[摘要]隨著港口吞吐量和機械化程度的增加,對港口設(shè)備的要求也越來越高,港口機電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多。本文首先介紹了設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀,分析了傳統(tǒng)的設(shè)備故障診斷技術(shù)方法,然后針對港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用及研究進行了詳細(xì)分析,并以內(nèi)燃機為例詳細(xì)說明了港口機電設(shè)備故障診斷的步驟。由于港口設(shè)備數(shù)量和種類較多,因此港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)向自動化和智能化方向進一步發(fā)展。
[關(guān)鍵詞]港口設(shè)備 故障診斷 應(yīng)用 推廣
我國的交通運輸業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分,自從改革開放以來,我國的水運行業(yè)發(fā)展迅速,隨著港口的大型機電設(shè)備的自動化程度的日益提高,我國港口吞吐量增長較快,促進了水運行業(yè)的發(fā)展,使得我國的交通運輸行業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中所占的比重也逐漸增大。隨著港口吞吐量和機械化程度的增加,港口機電設(shè)備在水運行業(yè)中的作用越來越重要,對港口設(shè)備的要求也越來越高,港口機電設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其組成也愈加復(fù)雜,負(fù)荷越來越重,因此港口機電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多,這直接影響了港口作業(yè)的質(zhì)量和進度,降低了港口水運的經(jīng)濟效益。因此,對港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究成為港口水運行業(yè)的的一項迫切的重要任務(wù)。
一、設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
機電設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展分為三個階段:初級階段-感官、專業(yè)知識和經(jīng)驗判斷;現(xiàn)代化階段-計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)和動態(tài)監(jiān)測技術(shù)綜合診斷;智能化階段-集故障監(jiān)測、診斷、設(shè)備管理和調(diào)度一體化的智能化階段。機電設(shè)備故障診斷技術(shù)起源于20世紀(jì),并在此期間取得了較大的發(fā)展和進步。航天工業(yè)的發(fā)展使該技術(shù)取得較快地發(fā)展,隨后計算機、微電子和傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得該技術(shù)逐漸地完善,此時還在航天和核電等大型部門應(yīng)用較多,其他部門發(fā)展較為緩慢,到20世紀(jì)末機電設(shè)備故障診斷技術(shù)在農(nóng)業(yè)、化工、冶金礦山、發(fā)電、交通運輸和機械制造等各部門開始應(yīng)用,并且發(fā)展較快,取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。21世紀(jì),機電設(shè)備故障診斷技術(shù)在我國國民經(jīng)濟的各部門都已取得長足的發(fā)展和普及應(yīng)用,技術(shù)發(fā)展轉(zhuǎn)向智能化。
二、設(shè)備故障診斷技術(shù)及手段
①機械振動監(jiān)測診斷技術(shù)。通過對振動參數(shù)進行監(jiān)測,來判斷設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況,由于其此種方法簡單偏于操作,且對設(shè)備沒有損傷,因此機械振動監(jiān)測技術(shù)成為方法;②磨屑監(jiān)測診斷技術(shù),該技術(shù)主要用于液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng),由于磨損方式和磨損速度不同而產(chǎn)生的磨屑粒尺寸和形態(tài)有所差異,從而來判斷破損類型和磨損部位;③溫度監(jiān)測診斷技術(shù),由于設(shè)備不同部位產(chǎn)生的溫度變化不同,利用溫度變化程度來判斷設(shè)備的運行情況,利用紅外線來監(jiān)測可以實現(xiàn)非接觸、遠距離監(jiān)測,且能夠進行運算、處理和判斷測定設(shè)備各部分的溫度變化;④無損探傷監(jiān)測技術(shù),該技術(shù)應(yīng)用較廣,尤其是γ射線掃描。該技術(shù)是射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律,掃描得到相關(guān)參數(shù)變化的譜線,然后通過系統(tǒng)分析確定設(shè)備故障的部位。
三、港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)
1.港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)研究情況
港口設(shè)備分小型裝卸機械和大型裝卸機械兩類,其中小型機械數(shù)量大,流動性大,但活動范圍小,大型機械種類多,作業(yè)分散,操作要求較高。國內(nèi)鑒于港口機械的工作性質(zhì)和工作環(huán)境,提出了柴油機、結(jié)構(gòu)裂紋、液壓傳動、鋼絲繩和制動器、糧倉、電器系統(tǒng)、皮帶縱向撕裂、監(jiān)測中心和測試車、設(shè)備管理和維修體制改革10個方向的相關(guān)的研究專題。
國內(nèi)外設(shè)備故障監(jiān)測技術(shù)與手段的發(fā)展,在港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)中也得到了廣泛地應(yīng)用。目前國內(nèi)在各港口開展了設(shè)備監(jiān)測研究和故障診斷研究,取得的成果有:上海港務(wù)局與上海海運、上海交大和同濟大學(xué)等院校進行相關(guān)課題的合作,上述10個研究課題中9個課題開始進行研究,部分課題已列入交通部和上海市的科技攻關(guān)項目。
2.港口機電設(shè)備故障診斷實例分析
港口設(shè)備動力一般由內(nèi)燃機提供,內(nèi)燃機可能會出現(xiàn)故障,以內(nèi)燃機為例簡要分析港口設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。針對內(nèi)燃機動力不足問題進行簡要分析。
(1)故障現(xiàn)象。港口上使用時間較長的內(nèi)燃機存在動力不足的現(xiàn)象。
(2)故障原因。內(nèi)燃機油箱油量是否充足;內(nèi)燃機的供油管是否有漏油或斷裂現(xiàn)象;內(nèi)燃機的噴油泵油量調(diào)節(jié)桿是否卡住、鎖緊螺栓是否有脫落現(xiàn)象等;內(nèi)燃機的燃油是否含有空氣或其他雜質(zhì)等;內(nèi)燃機供油管是否堵塞;內(nèi)燃機的燃油濾清器是否堵塞;內(nèi)燃機的供油時間是否合適無延遲現(xiàn)象。
(3)故障排除。內(nèi)燃機的供油管有沒有漏油等問題,內(nèi)燃機的油箱的油量多少,內(nèi)燃機的噴油泵油量調(diào)節(jié)桿有無卡住,內(nèi)燃機的油量控制桿鎖緊螺栓是否脫落,內(nèi)燃機的燃油成分檢查是否空氣含量較高,內(nèi)燃機的供油管和濾清器是否堵塞,檢查內(nèi)燃機的供油時間。
(4)采取措施。首先應(yīng)檢查內(nèi)燃機的油箱油量是否充足,如果油量不足應(yīng)增添燃油;其次檢查內(nèi)燃機的供油管是否漏油或斷裂,發(fā)現(xiàn)漏油或斷裂及時進行維修,如果是由漏油原因引起則維修內(nèi)燃機后還要排除管路中的空氣壁面油的純度不夠;檢查內(nèi)燃機的調(diào)節(jié)桿卡住和內(nèi)燃機的油量控制桿的鎖緊螺栓是否緊固,如果在內(nèi)燃機的運行過程中有異樣聲響,則需要將部件重新鎖緊;然后拆下內(nèi)燃機的燃油管的進油端進行連續(xù)壓動,如無燃油流出,可能是供油管或燃油濾清器發(fā)生了堵塞,采取措施為進行逐段進行排除;內(nèi)燃機的供油時間不合適,延遲或過早都會引起動力不足。
四、結(jié)論
自從改革開放以來,我國的水運行業(yè)發(fā)展迅速,我國港口吞吐量增長較快,對港口設(shè)備的要求也越來越高,因此港口機電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多。
本文首先介紹了設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,目前傳統(tǒng)的機電設(shè)備故障診斷技術(shù)主要包括:機械振動監(jiān)測、磨屑監(jiān)測、溫度監(jiān)測以及無損探傷等,港口設(shè)備故障診斷技術(shù)水平已越來越高,然后隨著故障現(xiàn)象的增多,港口設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)向自動化智能化方向進一步發(fā)展。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用的探究
煤炭是我國重要的能源,煤炭工業(yè)的大力發(fā)展,在我國的國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而,近年來各級煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行研究。
關(guān)鍵詞:煤礦 機電一體化 應(yīng)用
1 概述
煤礦機電一體化產(chǎn)品是把各項高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品,其主要技術(shù)包括:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品性等等,這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中,開始利用機電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。
2 煤礦機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用
2.1 礦井運輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用 在煤礦生產(chǎn)中,因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要,對煤礦機械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術(shù)比較先進的國家,煤礦井下大巷的運輸系統(tǒng)大多是采用帶式運輸機,他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高性的磁阻電機在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機,它采用機電一體化技術(shù)把電機和滾筒做成一體,這樣的融合技術(shù)不論在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于經(jīng)驗豐富地位。
在我國,大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了皮帶化,采用大巷強力帶式運輸機運輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡椤Ａ硗?計算機控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速,它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能,如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障,可能在某些方面沒有面面俱到,在使用上還不能滿足一些功能,但是從發(fā)展的角度看問題,這的確是一個很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺,其中90%為交流提升機,并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng),只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數(shù)為發(fā)電機拖動,雖有部分可控硅供電系統(tǒng),也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設(shè)計起來也比較容易,不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強,因此,它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進行長時間工作。
2.2 綜合機械化采煤 1970年,我國自主設(shè)計制造裝配了及時套綜合機械化采煤工作面,并在大同礦務(wù)局進行試驗使用,一直試驗使用到80年代后期,這項技術(shù)的使用標(biāo)志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發(fā)展,推動了煤礦自動化的發(fā)展進程,同樣,采煤機也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引;液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計算機化發(fā)展,以計算機為核心,采用電液控制,移架自動化得以實現(xiàn)。另外,對工作面刮板運輸機也進行了微機監(jiān)控裝置的配置,實現(xiàn)計算機自動化控制。機電一體化技術(shù)在綜合機械化采煤中的應(yīng)用,使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào),且安全性、性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。 [:請記住我站域名/]
2.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩(wěn)定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究,對一些關(guān)鍵技術(shù)也實施多次再設(shè)計改進措施,但仍然沒有得到預(yù)期的效果,因此這些在實際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外,由于計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快,運行速度和質(zhì)量也在不斷提高,傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜,信息媒體由字符發(fā)展到聲像,煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展,他們的機電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品,一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。
3 對我國煤礦機電一體化技術(shù)的思考
在20世紀(jì),我國煤礦機電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展,機電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個環(huán)節(jié),但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機電一體化技術(shù)達到世界先進技術(shù)水平,必須掌握信息時代機電一體化技術(shù)的特點和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。
應(yīng)提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度;以計算機為機電一體化的核心裝置,因為計算機運算和存貯能力非常強,且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產(chǎn)品,在設(shè)計煤礦機電一體化產(chǎn)品時,應(yīng)盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機,從而保障工作性能更;對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能,同時,要選用很好的開放性和高性的通信模塊,方便與控制網(wǎng)絡(luò)進行連接通信控制;煤礦機電一體化產(chǎn)品需要達到智能化發(fā)展水平,能判斷機電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài),使設(shè)備能自動適應(yīng)環(huán)境并以的狀態(tài)工作,同時能快速地對所采集的參數(shù)進行分析,從而對故障進行診斷,再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進行預(yù)測;要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā),提高礦用傳感器的性和使用壽命,同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化,使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進行信號的測量,并保障其測量度,并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能;要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展,將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機電一體化產(chǎn)品,從而提高煤礦現(xiàn)代化,達到煤礦自動化生產(chǎn)。
4 結(jié)束語
煤礦機電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ),更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù),煤礦機電一體化技術(shù)在采、掘、運、裝備等方面的應(yīng)用和推廣,大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力,同時,
為實現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用探究
摘要:煤炭是我國重要的能源,煤炭工業(yè)的大力發(fā)展,在我國的國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展中占居重要的地位。因而,近年來各級煤礦企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都十分重視機電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行研究。
關(guān)鍵詞:煤礦 機電一體化 應(yīng)用
1 概述
煤礦機電一體化產(chǎn)品是把各項高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品,其主要技術(shù)包括:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品性等等,這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中,開始利用機電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。
2 煤礦機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用
2.1 礦井運輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用 在煤礦生產(chǎn)中,因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要,對煤礦機械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術(shù)比較先進的國家,煤礦井下大巷的運輸系統(tǒng)大多是采用帶式運輸機,他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高性的磁阻電機在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機,它采用機電一體化技術(shù)把電機和滾筒做成一體,這樣的融合技術(shù)不論在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于經(jīng)驗豐富地位。
在我國,大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了皮帶化,采用大巷強力帶式運輸機運輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡椤Ａ硗?計算機控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速,它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能,如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障,可能在某些方面沒有面面俱到,在使用上還不能滿足一些功能,但是從發(fā)展的角度看問題,這的確是一個很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺,其中90%為交流提升機,并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng),只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數(shù)為發(fā)電機拖動,雖有部分可控硅供電系統(tǒng),也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設(shè)計起來也比較容易,不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強,因此,它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進行長時間工作。
2.2 綜合機械化采煤 1970年,我國自主設(shè)計制造裝配了及時套綜合機械化采煤工作面,并在大同礦務(wù)局進行試驗使用,一直試驗使用到80年代后期,這項技術(shù)的使用標(biāo)志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發(fā)展,推動了煤礦自動化的發(fā)展進程,同樣,采煤機也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引;液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計算機化發(fā)！展,以計算機為核心,采用電液控制,移架自動化得以實現(xiàn)。另外,對工作面刮板運輸機也進行了微機監(jiān)控裝置的配置,實現(xiàn)計算機自動化控制。機電一體化技術(shù)在綜合機械化采煤中的應(yīng)用,使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào),且安全性、性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。
2.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng) 從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩(wěn)定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究,對一些關(guān)鍵技術(shù)也實施多次再設(shè)計改進措施,但仍然沒有得到預(yù)期的效果,因此這些在實際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外,由于計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快,運行速度和質(zhì)量也在不斷提高,傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜,信息媒體由字符發(fā)展到聲像,煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展,他們的機電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品,一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。
3 對我國煤礦機電一體化技術(shù)的思考
在20世紀(jì),我國煤礦機電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展,機電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個環(huán)節(jié),但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機電一體化技術(shù)達到世界先進技術(shù)水平,必須掌握信息時代機電一體化技術(shù)的特點和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。
應(yīng)提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度;以計算機為機電一體化的核心裝置,因為計算機運算和存貯能力非常強,且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產(chǎn)品,在設(shè)計煤礦機電一體化產(chǎn)品時,應(yīng)盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機,從而保障工作性能更;對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能,同時,要選用很好的開放性和高性的通信模塊,方便與控制網(wǎng)絡(luò)進行連接通信控制;煤礦機電一體化產(chǎn)品需要達到智能化發(fā)展水平,能判斷機電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài),使設(shè)備能自動適應(yīng)環(huán)境并以的狀態(tài)工作,同時能快速地對所采集的參數(shù)進行分析,從而對故障進行診斷,再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進行預(yù)測;要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā),提高礦用傳感器的性和使用壽命,同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化,使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進行信號的測量,并保障其測量度,并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能;要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展,將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機電一體化產(chǎn)品,從而提高煤礦現(xiàn)代化,達到煤礦自動化生產(chǎn)。
4 結(jié)束語
煤礦機電一 體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ),更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù),煤礦機電一體化技術(shù)在采、掘、運、裝備等方面的應(yīng)用和推廣,大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力,同時,為實現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生自我鑒定
時間過得真快，轉(zhuǎn)眼間又快到這個學(xué)期的階段了。,通過良師的教導(dǎo)和自身的刻苦學(xué)習(xí),也養(yǎng)成了認(rèn)真對待學(xué)習(xí)和工作的好習(xí)慣!
本人有良好道德修養(yǎng),遵紀(jì)守法,愛護公共財產(chǎn),團結(jié)同學(xué),樂于助人.熱心參予學(xué)校的各種活動。在學(xué)習(xí)上，我覺得大學(xué)生首要任務(wù)還是學(xué)好文化知識，所以在學(xué)習(xí)上我踏踏實實，一點也不放松。一份耕耘一分收獲，學(xué)習(xí)就是學(xué)生的職業(yè)，這份職業(yè)同樣需要有智慧、毅力和恒心。在生活上，盡量與舍友、同班同學(xué)搞好關(guān)系，廣交朋友，朋友遍布各院系、各瘦。由于平易近人待人友好,所以一直以來與人相處甚是融洽。因而在這學(xué)期初的班委選舉中，我很榮幸的被選為了副班長，這樣一來不但可以為班里面做貢獻，還可以鍛煉自己的組織交際能力。
一學(xué)期的大學(xué)生活、工作學(xué)習(xí)使我真正認(rèn)識到一個大學(xué)生應(yīng)具備的綜合素質(zhì)，我也希望在任職期間能充分發(fā)揮我的潛力同時提高我自身的綜合素質(zhì)，在今后的工作中仍然能保持足夠的熱情取得更好的成果。人生的選擇總是存在著許多必然性和偶然性，為了順應(yīng)社會的需要，而且為了自我的更好發(fā)展，我來到了XX工業(yè)學(xué)校機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)習(xí)。老師的指導(dǎo)，同學(xué)的幫助都使我受益匪淺，為了自己心中那片天地不斷地學(xué)習(xí)，不斷地求知，要求自己成為一個不讓家里失望，不讓社會失望的學(xué)生，努力成為一個對國家對社會有用的知識型社會主義建設(shè)者。
在學(xué)校期間，我擔(dān)任班級干部，勤勤懇懇，認(rèn)真完成老師布置的任務(wù)，熱心幫助同學(xué)，并且不斷提高自己與他人的交際能力和團體協(xié)作能力，我參加了校學(xué)生會，體育部的學(xué)生會，并且擔(dān)任寢室長。在我工作期間，獲得了老師的認(rèn)可和同學(xué)的支持，取得了一系列的成績。作為班級的一員，我能和同學(xué)搞好關(guān)系，恰當(dāng)處理各種事情，并且積極參加班級和學(xué)校組織的各項活動，并且獲得許多獎勵。
我是一個自信的人，也是一個又責(zé)任心和愛心的人，我相信只要我勇敢，努力地面對生活，我就能獲取成功，實現(xiàn)自己心中的理想，并且我也會為了我自己的理想而不斷的努力奮斗。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:淺析傳感器技術(shù)在機電一體化中的應(yīng)用
摘要:文章概述傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展,探討傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用,并分析我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:傳感器技術(shù);機電一體化;應(yīng)用
在機電一體化系統(tǒng)中,傳感器處系統(tǒng)之首,其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官,能快速、地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗,是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保障。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息而的自動檢測,系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。
一、傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展
傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于檢測機電一體化系統(tǒng)自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制機電一體化系統(tǒng)的運作提供必須的相關(guān)信息。隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加快,信息處理能力日益增強,相應(yīng)的信息采集——傳感技術(shù)也將日益發(fā)展,傳感器也將無所不在。
從20世紀(jì)80年代起,逐步在世界范圍內(nèi)掀起一股“傳感器熱”,各先進工業(yè)國都極為重視傳感技術(shù)和傳感器研究、開發(fā)和生產(chǎn)。傳感技術(shù)已成為重要的現(xiàn)代科技領(lǐng)域,傳感器及其系統(tǒng)生產(chǎn)已成為重要的新興行業(yè)。
二、傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
傳感器是左右機電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)發(fā)展的重要技術(shù)之一,廣泛應(yīng)用于各種自動化產(chǎn)品之中:
1.機器人用傳感器。工業(yè)機器人之所以能夠操作,是因為它能夠通過各種傳感器來感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內(nèi)部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實現(xiàn),這個過程非常重要,足以為機器人控制提供反饋信息。
2.機械加工過程的傳感檢測技術(shù)。
(1)切削過程和機床運行過程的傳感技術(shù)。切削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標(biāo)有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態(tài)及切削過程辨識等,而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講,主要的傳感檢測目標(biāo)有驅(qū)動系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等,其傳感參數(shù)有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。
(2)工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監(jiān)視技術(shù)相比,工件的過程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。20世紀(jì)80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多傳感器,如基于TV或CCD的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。
(3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定)或出現(xiàn)破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保障加工精度和加工表面完整性時,稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計證明,刀具失效是引起機床故障停機的首要因素,由其引起的停機時間占NC類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外,它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安全事故,甚至是重大事故。
3.汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)。隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用,現(xiàn)代化汽車工業(yè)進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統(tǒng)取代純機械式控制部件,這不僅體現(xiàn)在發(fā)動機上,為更地改善汽車性能,增加人性化服務(wù)功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、性、操作方便和舒適性,先進的檢測和控制技術(shù)已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。
三、我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向
傳感器技術(shù)是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是機電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高,系統(tǒng)的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統(tǒng)中,如果不能利用傳感檢測技術(shù)對被控對象的各項參數(shù)進行及時地檢測出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系
統(tǒng)控制的信息就無法獲得,進而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作。
我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué),始于20世紀(jì)80年代,與國外先進技術(shù)相比,我們還有較大差距,主要表現(xiàn)在:
(1)先進的計算、模擬和設(shè)計方法;
(2)先進的微機械加工技術(shù)與設(shè)備;
(3)先進的封裝技術(shù)與設(shè)備;
(4)性技術(shù)研究等方面。因此,必須加強技術(shù)研究和引進先進設(shè)備,以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面:
1.加速開發(fā)新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科,各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。
2.向高精度發(fā)展:研制出靈敏度高、度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的性。
3.向微型化發(fā)展:通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究的熱點。
4.向微功耗及無源化發(fā)展:傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化,工作時離不開電源,開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。
5.向智能化數(shù)字化發(fā)展:隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能,其輸出不再是一個單一的模擬信號(如0-10mV),而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號,有點甚至帶有控制功能,即智能傳感器。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:談工程機械機電一體化技術(shù)應(yīng)用
1我國機電一體化在工程機械中的功能
在機械工程中,有效利用智能化和機電一體化不僅可以提高機械工程中的生產(chǎn)效率、減小能量的損失、節(jié)約能源,而且可以有效地保障施工質(zhì)量,提高自動化水平,使其具有較高的精度。廣泛使用機電一體化不僅可以使機械工程有較好的經(jīng)濟性和較高的技術(shù)價格比,而且可以使操作更加簡單、輕便,在當(dāng)前,我國的機電一體化在工程機械中具有以下功能:
1.1自動報警、電子監(jiān)控以及故障自檢功能
在工程機械中,電子監(jiān)控就是對其傳動系統(tǒng)、工作配件、制動系統(tǒng)、發(fā)動機以及液壓系統(tǒng)等的工作狀態(tài)進行監(jiān)控,一旦在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)了異常現(xiàn)象,自動報警系統(tǒng)就會對出現(xiàn)故障的部位進行地定位,然后便能有效改善工作人員的工作條件,迅速提高機械設(shè)備的效率,還可以使設(shè)備的維護檢修工作變得更加簡單,使停機維修的時間減少,降低維修使用的費用,盡量延長機械設(shè)備的使用壽命。
1.2有效控制柴油機的功能
在工程機械中,有效利用電子油門的控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置以及電子調(diào)速器等機械設(shè)備可以真正實現(xiàn)控制柴油機的功能。
1.3使作業(yè)精度提高的功能
在瀝青以及水泥混凝土攪拌的現(xiàn)代設(shè)備中,為了能夠提高成品料的作業(yè)精度,都廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng),而且實現(xiàn)了稱量過程的自動化。因為應(yīng)用了自動化的找平系統(tǒng),所以大大提高了瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量。另外,瀝青混凝土攤鋪機因為使用了有超聲波技術(shù)的自動供料系統(tǒng)而實現(xiàn)了調(diào)節(jié)的自動化,進而在一定程度上提升了攤鋪的質(zhì)量。對鏟運機鏟斗刀刃、平地機刮刀以及土機鏟刀進行機電一體化的控制,不僅可以有效減輕機械工作人員的勞動強度,而且真正提高了工程機械作業(yè)的精度和效率。
1.4使生產(chǎn)率提高、降耗節(jié)能的功能
在傳統(tǒng)的工程機械中,一般能量利用率比較低,比如液壓挖掘機的燃料能量的利用率在30%左右,這樣低的能量利用率使得工程機械必須注重節(jié)能發(fā)展。在發(fā)達國家,他們的挖掘機都已經(jīng)采用新型的節(jié)能控制器,這種控制器不但有良好的節(jié)能效果,而且采用卡特電子效率的控制系統(tǒng),通過綜合控制泵和發(fā)動機,大大提高了工程機械的生產(chǎn)效率。
1.5工程機械作業(yè)過程的半自動化或自動化功能
為了真正減輕工作者的工作效率,提高機械的生產(chǎn)效率,大量的企業(yè)在工程機械中開始實行半自動化或自動化控制。這種功能還減少了由于工作者的經(jīng)驗不足而對作業(yè)精度的影響。在我國一些先進的企業(yè)中,其挖掘機都設(shè)有特殊的軌跡控制系統(tǒng),即挖掘軌跡控制系統(tǒng)。在控制板上,有關(guān)的工作人員只要把挖掘機運動軌跡的路線設(shè)計好,就可以依照各種角度傳感器的信號利用微機控制系統(tǒng)對動臂、鏟刀和斗桿進行自動控制,這樣不僅實現(xiàn)了對工程機械作業(yè)進行自動化控制,而且還能夠挖掘各種特定開口與斷面的斜面、溝槽。
2我國機電一體化在工程機械中的應(yīng)用前景
由于控制、電子、計算機、光學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)的快速發(fā)展,我國的機電一體化也得到了前所未有的發(fā)展,如今在工程機械領(lǐng)域機電一體化的應(yīng)用前景可以分為以下幾個方面:
2.1模塊化
由于科學(xué)技術(shù)不斷進步,社會分工不斷精細(xì),我國機電一體化的產(chǎn)品數(shù)量和產(chǎn)品種類也變得越來越多,所以,應(yīng)該加快實現(xiàn)機械產(chǎn)品的動力接口、機械接口和電器接口的標(biāo)準(zhǔn)化,雖然這項工作比較復(fù)雜而且困難,但是卻尤為重要,因此說,工程機械機電一體化的發(fā)展變成模塊化是一項任重而道遠的任務(wù)。但是,只要實現(xiàn)了工程機械機電一體化的模塊化,就可以有效匹配各單元和部件,比如:具備視覺、識別以及圖像處理等功能的控制單元、減速于一體的動力單元等等。只有這樣,整個社會才能進一步分工,新產(chǎn)品才能更快被研發(fā),工程機械才能不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
2.2智能化
在21世紀(jì)的工程機械領(lǐng)域,機電一體化將會把智能化應(yīng)用作為一個重要的發(fā)展方向,現(xiàn)如今,有越來越多的人開始研究人工智能方面的內(nèi)容,主要表現(xiàn)在機器人和數(shù)控機床的智能化應(yīng)用上。一般所說的智能化就是指在有關(guān)的控制理論的基礎(chǔ)上,利用人工智能、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、運籌學(xué)等新思想、新手段在工程機械上中進行應(yīng)用和分析,讓工程機械通過自己的判斷推理、邏輯思維以及自主決策等能力進行運作,這樣就使得機電一體化滿足了更高的要求。為了符合時代的發(fā)展趨勢,工程機械的智能化發(fā)展將成為必然。
2.3網(wǎng)絡(luò)化
機電一體化之所以在工程機械中獲得廣泛應(yīng)用,這與計算機信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展是分不開的。目前,大多數(shù)新型的機電一體化都具有較高的質(zhì)量、強大的功能,而且有相當(dāng)好的社會價值和經(jīng)濟價值,因此只要借助網(wǎng)絡(luò)就會在很短的時間內(nèi)迅速暢銷。與此同時,在工程機械中監(jiān)視技術(shù)和遠程控制技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用越來越廣泛,現(xiàn)在看來,機電一體化的發(fā)展趨勢將逐漸趨向信息化和網(wǎng)絡(luò)化。
2.4可持續(xù)化
不可否認(rèn),工業(yè)化的進程在很大的程度上提高了我們的生活質(zhì)量和水平,然而,對我們的生活環(huán)境也造成了一定程度上的破壞,嚴(yán)重浪費了大量的自然資源。新世紀(jì)以來,人們越來越關(guān)注環(huán)保問題,公民也一直在不斷加強自己的環(huán)保意識,綠色產(chǎn)品的概念和設(shè)計制造越來越受到歡迎。已經(jīng)有越來越多的企業(yè)在制造、使用、設(shè)計以及銷毀工程機械產(chǎn)品時都注重環(huán)保的要求,盡量提高資源的利用效率,滿足人們的健康需要。所以,在工程機械中,可持續(xù)化的綠色機電一體化產(chǎn)品將會越來越受人們的歡迎。
3結(jié)語
在工程機械領(lǐng)域,機電一體化技術(shù)占據(jù)越來越大的優(yōu)勢,而且已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用,因為大量企業(yè)對機電一體化都很重視,也使機電一體化技術(shù)有了很大的發(fā)展。作為工程機械的使用者和管理者,就應(yīng)該及時順應(yīng)時展的潮流,趕上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度,快速地了解、掌握和學(xué)習(xí)機電一體化技術(shù),只有做到了這些才能更好地參與到現(xiàn)代化的工程建設(shè)中去,為我國的工程機械建設(shè)事業(yè)做出更大的貢獻。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用研究與推廣
我國的交通運輸業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分,自從改革開放以來,我國的水運行業(yè)發(fā)展迅速,隨著港口的大型機電設(shè)備的自動化程度的日益提高,我國港口吞吐量增長較快,促進了水運行業(yè)的發(fā)展,使得我國的交通運輸行業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中所占的比重也逐漸增大。隨著港口吞吐量和機械化程度的增加,港口機電設(shè)備在水運行業(yè)中的作用越來越重要,對港口設(shè)備的要求也越來越高,港口機電設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其組成也愈加復(fù)雜,負(fù)荷越來越重,因此港口機電設(shè)備出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也逐漸增多,這直接影響了港口作業(yè)的質(zhì)量和進度,降低了港口水運的經(jīng)濟效益。因此,對港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究成為港口水運行業(yè)的的一項迫切的重要任務(wù)。
一、設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
機電設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展分為三個階段:初級階段-感官、專業(yè)知識和經(jīng)驗判斷;現(xiàn)代化階段-計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)和動態(tài)監(jiān)測技術(shù)綜合診斷;智能化階段-集故障監(jiān)測、診斷、設(shè)備管理和調(diào)度一體化的智能化階段。機電設(shè)備故障診斷技術(shù)起源于20世紀(jì),并在此期間取得了較大的發(fā)展和進步。航天工業(yè)的發(fā)展使該技術(shù)取得較快地發(fā)展,隨后計算機、微電子和傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得該技術(shù)逐漸地完善,此時還在航天和核電等大型部門應(yīng)用較多,其他部門發(fā)展較為緩慢,到20世紀(jì)末機電設(shè)備故障診斷技術(shù)在農(nóng)業(yè)、化工、冶金礦山、發(fā)電、交通運輸和機械制造等各部門開始應(yīng)用,并且發(fā)展較快,取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。21世紀(jì),機電設(shè)備故障診斷技術(shù)在我國國民經(jīng)濟的各部門都已取得長足的發(fā)展和普及應(yīng)用,技術(shù)發(fā)展轉(zhuǎn)向智能化。
二、設(shè)備故障診斷技術(shù)及手段
①機械振動監(jiān)測診斷技術(shù)。通過對振動參數(shù)進行監(jiān)測,來判斷設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況,由于其此種方法簡單偏于操作,且對設(shè)備沒有損傷,因此機械振動監(jiān)測技術(shù)成為方法;②磨屑監(jiān)測診斷技術(shù),該技術(shù)主要用于液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng),由于磨損方式和磨損速度不同而產(chǎn)生的磨屑粒尺寸和形態(tài)有所差異,從而來判斷破損類型和磨損部位;③溫度監(jiān)測診斷技術(shù),由于設(shè)備不同部位產(chǎn)生的溫度變化不同,利用溫度變化程度來判斷設(shè)備的運行情況,利用紅外線來監(jiān)測可以實現(xiàn)非接觸、遠距離監(jiān)測,且能夠進行運算、處理和判斷測定設(shè)備各部分的溫度變化;④無損探傷監(jiān)測技術(shù),該技術(shù)應(yīng)用較廣,尤其是γ射線掃描。該技術(shù)是射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律,掃描得到相關(guān)參數(shù)變化的譜線,然后通過系統(tǒng)分析確定設(shè)備故障的部位。
三、港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)
1.港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)研究情況
港口設(shè)備分小型裝卸機械和大型裝卸機械兩類,其中小型機械數(shù)量大,流動性大,但活動范圍小,大型機械種類多,作業(yè)分散,操作要求較高。國內(nèi)鑒于港口機械的工作性質(zhì)和工作環(huán)境,提出了柴油機、結(jié)構(gòu)裂紋、液壓傳動、鋼絲繩和制動器、糧倉、電器系統(tǒng)、皮帶縱向撕裂、監(jiān)測中心和測試車、設(shè)備管理和維修體制改革10個方向的相關(guān)的研究專題。
國內(nèi)外設(shè)備故障監(jiān)測技術(shù)與手段的發(fā)展,在港口機電設(shè)備故障診斷技術(shù)中也得到了廣泛地應(yīng)用。目前國內(nèi)在各港口開展了設(shè)備監(jiān)測研究和故障診斷研究,取得的成果有:上海港務(wù)局與上海海運、上海交大和同濟大學(xué)等院校進行相關(guān)課題的合作,上述10個研究課題中9個課題開始進行研究,部分課題已列入交通部和上海市的科技攻關(guān)項目。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:傳感器技術(shù)在機電一體化中的應(yīng)用
摘要:文章概述傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展,探討傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用,并分析我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:傳感器技術(shù);機電一體化;應(yīng)用
在機電一體化系統(tǒng)中,傳感器處系統(tǒng)之首,其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官,能快速、地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗,是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保障。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息而的自動檢測,系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。
一、傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展
傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于檢測機電一體化系統(tǒng)自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制機電一體化系統(tǒng)的運作提供必須的相關(guān)信息。隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加快,信息處理能力日益增強,相應(yīng)的信息采集——傳感技術(shù)也將日益發(fā)展,傳感器也將無所不在。
從20世紀(jì)80年代起,逐步在世界范圍內(nèi)掀起一股“傳感器熱”,各先進工業(yè)國都極為重視傳感技術(shù)和傳感器研究、開發(fā)和生產(chǎn)。傳感技術(shù)已成為重要的現(xiàn)代科技領(lǐng)域,傳感器及其系統(tǒng)生產(chǎn)已成為重要的新興行業(yè)。
二、傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
傳感器是左右機電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)發(fā)展的重要技術(shù)之一,廣泛應(yīng)用于各種自動化產(chǎn)品之中:
1.機器人用傳感器。工業(yè)機器人之所以能夠操作,是因為它能夠通過各種傳感器來感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內(nèi)部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實現(xiàn),這個過程非常重要,足以為機器人控制提供反饋信息。
2.機械加工過程的傳感檢測技術(shù)。
(1)切削過程和機床運行過程的傳感技術(shù)。切削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標(biāo)有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態(tài)及切削過程辨識等,而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講,主要的傳感檢測目標(biāo)有驅(qū)動系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等,其傳感參數(shù)有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。
(2)工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監(jiān)視技術(shù)相比,工件的過程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。20世紀(jì)80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多傳感器,如基于TV或CCD的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。
(3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定)或出現(xiàn)破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保障加工精度和加工表面完整性時,稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計證明,刀具失效是引起機床故障停機的首要因素, 由其引起的停機時間占NC類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外,它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安全事故,甚至是重大事故。
3.汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)。隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用,現(xiàn)代化汽車工業(yè)進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統(tǒng)取代純機械式控制部件,這不僅體現(xiàn)在發(fā)動機上,為更地改善汽車性能,增加人性化服務(wù)功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、性、操作方便和舒適性,先進的檢測和控制技術(shù)已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。
三、我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向
傳感器技術(shù)是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是機電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高,系統(tǒng)的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統(tǒng)中,如果不能利用傳感檢測技術(shù)對被控對象的各項參數(shù)進行及時地檢測出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系
統(tǒng)控制的信息就無法獲得,進而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作。
我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué),始于20世紀(jì)80年代,與國外先進技術(shù)相比,我們還有較大差距,主要表現(xiàn)在:
(1)先進的計算、模擬和設(shè)計方法;
(2)先進的微機械加工技術(shù)與設(shè)備;
(3)先進的封裝技術(shù)與設(shè)備;
(4)性技術(shù)研究等方面。因此,必須加強技術(shù)研究和引進先進設(shè)備,以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面:
1.加速開發(fā)新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科,各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。
2.向高精度發(fā)展:研制出靈敏度高、度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的性。
3.向微型化發(fā)展:通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究的熱點。
4.向微功耗及無源化發(fā)展:傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化,工作時離不開電源,開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。
5.向智能化數(shù)字化發(fā)展:隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能,其輸出不再是一個單一的模擬信號(如0-10mV),而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號,有點甚至帶有控制功能,即智能傳感器。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:淺論降低壓榨機電耗同時提高壓榨效能的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用
摘要本文從應(yīng)用“加重前輥負(fù)荷使整機負(fù)荷減輕以提高壓榨效能”的技術(shù)原理出發(fā)，通過改變、縮小榨機前后輥開口及開口比，提高前輥出汁率，減輕后輥排汁壓力，減少重吸，降低蔗渣水份，從而達到單機及全機列抽出率提高的同時降低榨機電能耗的目的。關(guān)鍵詞節(jié)能降耗，壓榨效能，技術(shù)應(yīng)用。前言在全國上下掀起建設(shè)節(jié)約型社會的今天，作為能耗大戶的制糖企業(yè)，每年都消耗大量的水、電、汽，消耗掉大量的有限能源，因此，制糖企業(yè)的節(jié)能降耗工作，將重點落實到如何降低水、電、汽的消耗方面。平時，各企業(yè)對汽、水消耗的節(jié)約工作更重視，各種節(jié)約理論和實踐也不斷見諸報端，但對節(jié)電的措施則相應(yīng)提得少許多，在制糖企業(yè)內(nèi)部各單位，耗電大戶是壓榨車間，如何搞好壓榨車間的技術(shù)管理，減輕榨機負(fù)荷、節(jié)約電能，同時又要相應(yīng)提高壓榨效能，已經(jīng)是我們制糖企業(yè)所必須面對的一大問題。在如何實現(xiàn)既降低榨機負(fù)荷減輕能耗又提高壓榨機效能方面，我集團公司已經(jīng)進行多年的探索應(yīng)用并取得了很好的實績，本文以其中的一個子公司A生產(chǎn)實績來進行分析探討。1應(yīng)用的技術(shù)原理一改過去“重油壓、重后輥”的做法，采用“加重前輥負(fù)荷使整機負(fù)荷減輕以提高壓榨效能”的技術(shù)原理，改變、縮小榨機前后輥開口及開口比，提高前輥出汁率，減輕后輥排汁壓力，減少重吸，降低蔗渣水份，從而達到單機及整機列抽出率提高的同時降低榨機電能耗的最終目的[1]。2技術(shù)應(yīng)用前后的生產(chǎn)實績對比2.1設(shè)備配套情況公司現(xiàn)有的壓榨機組為5座Ф670×1200榨機系列，電機功率200KW，額定電流495A，額定轉(zhuǎn)速600-1200rpm，鍋爐為二臺25噸/小時（2.45Mpa）的次中壓鍋爐，配兩臺1500KW發(fā)電機組，日處理甘蔗量1800噸/日。2.2采用的技術(shù)措施因為02/03榨季壓榨效果差，從03/04榨季開始，按照上述應(yīng)用技術(shù)原理進行逐年驗證，逐項實施壓榨技術(shù)改進，在切撕機排刀、油壓、后輥開口、開口比、底梳設(shè)計等方面穩(wěn)步推進，逐年取得好成績，到現(xiàn)在為止，已確定出一套成熟的既節(jié)約電能又提升壓榨效能的技術(shù)方案措施，其重點落實在榨機裝嵌數(shù)據(jù)上，并實行施加中輕油壓方案。2.303/04榨季至05/06榨季壓榨機組安裝數(shù)據(jù)變化：榨期1#2！#3#4#5#03/04榨季安裝開口16/613/511/49.5/3.59.8/304/05榨季安裝開口16.5/514/412/310/2.58/205/06榨季安裝開口14/611/4.57.5/36.5/2.56/2安裝數(shù)據(jù)用纖維指數(shù)公式配合有關(guān)實際修正確定。2.4節(jié)約電能效果及壓榨效能的變化：榨期1#電機轉(zhuǎn)速（rpm）1#電機電流（A）輥子線速（m/min）“能比”蔗渣轉(zhuǎn)光度（％）蔗渣水份（％）抽出率（％）平均榨量（t/d）02/03750超50022.6037.53.4050.094.30156703/0450042015.0421.02.6049.0295.96170804/0570030013.1021.02.1847.8696.82171105/0660026012.0015.62.2447.9396.501743注：（1）“能比”為非正規(guī)單位，只是為比較而作，取義為“比對能耗”，計算公式為“能比”＝電流×轉(zhuǎn)速/10000；（2）榨量受到進廠甘蔗不足的制約；（3）04/05榨季甘蔗含糖份較高。從上述各榨季1#壓榨機電機電流變化可以看，電耗在逐年下降，而且下降的比率還很大，其中1#壓榨機電機電流05/06榨季與02/03榨季相比只有其一半，節(jié)省了大量電能。此外，全廠用電的總電耗也因壓榨電耗下降而得到明顯體現(xiàn)，噸蔗耗電量從原來的33.02度下降到30.69度，已達到此類規(guī)模配置糖廠的正常的合理能耗水平（30度/噸蔗左右）[2]。3討論與思考3.1實施本技術(shù)方法所必須的前提條件3.1.1重視做好甘蔗的破碎預(yù)處理。3.1.2必須配備有下送輥等強制入轆器，否則，會因入口相對小而導(dǎo)致入轆困難。3.1.3前輥及底梳的強度要達到要求，否則，會因前輥受力增加而在生產(chǎn)過程中致其崩齒。3.1.4施加的油壓不宜過高，以中輕壓為宜。3.1.5要有良好的排汁條件，即榨輥設(shè)計及底梳安裝有講究。3.1.6要保障榨機頂輥能夠靈活升降。3.2本技術(shù)方法為什么既能提高壓榨效能又節(jié)省能耗？壓榨效能一般用壓榨機列的處理量和抽出率這兩個指標(biāo)來衡量。一般來說在壓榨設(shè)備一定的條件下，要提高壓榨量，往往抽出率有所下降，反之，要提高抽出率，則會影響壓榨量，所以處理量和抽出率是互相矛盾、相互制約的。應(yīng)用本技術(shù)方法能做到兩者同時提高，得益于打破常規(guī)的逆向思維，使每一座機組的出汁提前，如一般情況下，壓榨機組前、后輥排汁量比為7∶3，在應(yīng)用本技術(shù)方法后，前、后輥排汁量比接近8∶2，這樣，在很大程度上減少了后輥的排汁壓力，減少蔗渣重吸機率，所以既保障了避免蔗渣過度膨脹影響排渣的弊病，使蔗渣順利通過，又能降低蔗渣水份，有資料表明，蔗渣水份每下降1％，該組榨機的抽出率可提高0.07％-0.1％，所以可提高壓榨效能。縮小榨機開口及開口比，就是為了達到增加前輥壓力、減小后輥壓力進而減輕整座機組的電負(fù)荷，因為壓榨機前、后輥壓力比的大小主要受輥子出人口比及重吸系數(shù)的影響。當(dāng)油壓一定時，前、后輥開口比越大，蔗料受壓縮的差別越大，蔗料對榨機前、后輥的反作用力相差也越大，必然導(dǎo)致榨機電負(fù)荷增大；反之，前、后輥開口比越小，蔗料受壓縮的差別也越小，蔗料對榨機前、后輥的反作用力相差也就越小；榨機所受到的壓力負(fù)荷重點在后輥上，亦即是說榨機的電耗主要決定于后輥，減輕后輥壓力，就可以降低榨機電耗。華南理工大學(xué)對某廠的壓榨機測試數(shù)據(jù)較有代表性：前、后輥壓力比前、后輥出汁率（％）總出汁率（％）3.082559.52.693061.52.364064.51.974566.51.785067.2從這組數(shù)據(jù)可以看出，前、后輥壓力比的改變對壓榨前、后輥出汁率的影響很大，當(dāng)前、后輥壓力比大時，前輥出汁率和總出汁率低，當(dāng)前、后輥壓力比減小時，前輥出汁率和總出汁率都有提高，這正是我們想要的結(jié)果——提高出汁率又降低后輥壓力，后輥所受到的壓力往往是前輥所受到壓力的數(shù)倍，有效提高前輥壓力，就能更有效地降低后 輥壓力，就意味著整座壓榨機電負(fù)荷的有效降低。4結(jié)束語在能源供給越來越緊張的現(xiàn)代社會，我們制糖企業(yè)的節(jié)能降耗工作任重而道遠，如何較大限度地降低煤、電消耗，節(jié)約能源，需要我們所有制糖技術(shù)工作者去摸索、去實踐，本文謹(jǐn)在此起一個拋磚引玉的作用，我們將繼續(xù)和業(yè)內(nèi)同仁一起去不斷探索。參考文獻[1]王開蘭、黎錫流，《甘蔗提汁》，中國輕工業(yè)出版社，20__年。[2]陳曉斌、黃俊生，試論我國甘蔗糖廠現(xiàn)階段能耗的合理水平，甘蔗糖業(yè)，20__（4），18-22。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:表面技術(shù)在機電和金結(jié)中應(yīng)用展望
摘要：三峽工程是“千年大計、國運所系”的跨世紀(jì)工程。工程的質(zhì)量、壽命、運行性和檢修維護費用，取決于多學(xué)科技術(shù)的發(fā)展水平。對表面工程技術(shù)在三峽工程機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)工程上的應(yīng)用進行了的討論和分析，對三峽工程機電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)表面預(yù)處理、表面涂覆技術(shù)和產(chǎn)品提出了技術(shù)要求。
關(guān)鍵詞：金屬結(jié)構(gòu) 機電設(shè)備 表面技術(shù)
1 引言
表面工程，是經(jīng)過表面預(yù)處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術(shù)復(fù)合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、化學(xué)成分和應(yīng)力狀態(tài)，以獲得所需表面性能的系統(tǒng)工程。三峽工程通常被人們稱為“土木”工程，但是大壩全長2309.47m中，實際上起擋水作用的溢洪閘門、電廠進水口閘門、船閘人字門和輸泄水閘門占壩線全長的72%(1679m)，實際上就好似一個“鋼秩”工程。三峽工程作為一項水資源綜合利用的工程，其機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的總重量達50萬t，其費用占工程總概算的1/3。
表面工程以多個學(xué)科交叉、綜合、復(fù)合為特色，以應(yīng)用多種表面技術(shù)及其復(fù)合表面技術(shù)為特點，是主導(dǎo)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。三峽工程是“千年大計”、“國運所系”的世紀(jì)性工程，一定要重視質(zhì)量問題，把質(zhì)量看成是三峽工程的生命。在國際招標(biāo)的機電設(shè)備技術(shù)條件中，明確了應(yīng)用表面加工技術(shù)、表面技術(shù)和復(fù)合表面技術(shù)的要求，以改善提高零部件材料表面性能，有效地提高設(shè)備運行性，延長使用壽命和方便維護和修復(fù)。表面工程技術(shù)在三峽工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。
2 三峽工程應(yīng)用表面技術(shù)的對象
三峽水利樞紐由擋水和泄水建筑物、發(fā)電建筑物和通航建筑物組成，大壩軸線全長2309.47m。泄水建筑物位于河床中部，設(shè)有表孔、深孔和導(dǎo)流底孔；電站廠房位于泄水建筑物左、右兩側(cè)，為壩后式廠房，共裝設(shè)26臺700MW水輪發(fā)電機組。通航建筑物布置在樞紐左岸，包括雙線連續(xù)五級長期船閘、單線垂直升船機和施工期通航的臨時船閘。
2.1 水輪發(fā)電機組和其它機電設(shè)備
三峽電站水輪發(fā)電機組及輔助機電設(shè)備總重量約達26萬t。埋設(shè)在混凝土中的設(shè)備部件、常年受含沙水流沖刷的水輪機過流部件和常年暴露在空氣中的機電設(shè)備表面都需要應(yīng)用表面工程的基礎(chǔ)理論，提出品質(zhì)、高效、低耗的表面工藝技術(shù)，在設(shè)備和零部件的表面進行嚴(yán)格的處理以保障設(shè)備運行。
2.2 水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)
三峽工程的水工閘門埋設(shè)件、閘門本體、輸水鋼管及啟閉機等金屬結(jié)構(gòu)總量約26萬t。其中大壩及電站合計共有30種不同規(guī)格的閘門539扇，長期船閘有各類人字門、充泄水閥門等共89扇，兩者共約7.3萬t。其中工作環(huán)境最惡劣的是導(dǎo)流底孔和泄洪深孔的弧形工作門，較高工作水頭達85m，流速達35m/s，并有局部開啟的要求。
2.3 對外交通工程
三峽工區(qū)對外交通工程的金屬結(jié)構(gòu)表面防護，包括橋梁表面涂覆、裝卸重件碼頭上的起重設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的表面處理以及集裝箱碼頭鋼管樁和粉煤灰鋼罐內(nèi)表面的防腐等。
三峽工程對外交通金屬結(jié)構(gòu)工程包括大中橋梁34座，其中聯(lián)系壩區(qū)兩岸的西陵長江大橋1118.66m。
3 三峽工程應(yīng)用表面技術(shù)的試驗與實踐
3.1 三峽機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)表面的工作環(huán)境
三峽機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)表面，根據(jù)其功能要求，分別暴露在在室內(nèi)外大氣和潮濕大氣中，干濕交替環(huán)境。在靜水工況、動水工況、高速含沙水流中和與混凝土結(jié)合的環(huán)境下工作運行。
(1)暴露在大氣中工作的有：大壩頂部門式起重機及軌道、自動抓梁、廠房頂敞開式高壓電氣設(shè)備、高壓出線塔、主廠房大門、電站尾水門式起重機及軌道以及部分閘門的局部外露部分。還有長期船閘、臨時船閘和垂直升船機的橋機、大梁及清污機等。這些暴露在大氣中的結(jié)構(gòu)和裝備表面，常年經(jīng)受日曬雨淋、風(fēng)雪冰霜的襲擊。
(2)在室內(nèi)大氣中工作的設(shè)備主要有：水輪發(fā)電機組、變壓器的外露表面、主付廠房內(nèi)各種橋機、大梁、軌道、廠內(nèi)高壓設(shè)備、大電流母線設(shè)備和其他機組輔助設(shè)備如水泵、空壓機、制冷機表面，電站廠房屋架、船閘人字門啟閉機及其附屬設(shè)備、中低壓配電盤、動力盤、保護盤柜表面等。
(3)在潮濕大氣中工作的結(jié)構(gòu)和設(shè)備如：電站廠房進水口豎式液壓啟閉機、長期存放于門庫中的檢修門及埋件、閘門吊桿、尾水排水閥、水輪機頂蓋排水泵等。這些設(shè)備常年處在潮濕的空氣中，易銹蝕和腐蝕。
(4)在干濕交替環(huán)境中工作的結(jié)構(gòu)極易發(fā)生表面破壞如：船閘人字門、所有閘門的門槽埋件、船閘浮式系船柱、泄水表孔閘門和檢修門等。有的干濕交替頻繁，有的交替頻度不大，對結(jié)構(gòu)表面影響也有所不同。
(5)在靜水狀況下工作的裝備有：船閘人字門、檢修閘門和疊梁門，電站進水口檢修門，泄洪壩段深孔和表孔檢修門等。他們都是在閘門前后平壓后才開啟或下落的。
(6)動水工況下工作的電站進水口工作閘門、壓力鋼管、攔污柵事故檢修門、水輪機過流部件包括渦殼、導(dǎo)水機構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、基礎(chǔ)環(huán)和尾水管里肘等。
(7)在特別惡劣的環(huán)境中工作的排沙孔工作閘門及事故檢修門、底孔工作門、深孔工作門、船閘輸泄水廊道閥門、鋼襯護以及水輪機轉(zhuǎn)輪都是在高流速的含沙水流中工作和運轉(zhuǎn)的，泥沙磨蝕的破壞作用，對其材料和表面的處理都有特殊要求。
(8)一些與混凝土面結(jié)合的鋼結(jié)構(gòu)，如壓力鋼管外壁，所有閘門和啟閉機構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)的埋件、水輪機鋼里襯、蝸殼、座環(huán)以及發(fā)電機埋件、設(shè)備基礎(chǔ)埋件等。
3.2 三峽壩區(qū)的空氣和水環(huán)境特性
三峽壩址位于湖北宜昌市二斗坪鎮(zhèn)，此區(qū)域?qū)倌蠝貛Ш蛠啛釒н^渡地帶，其氣候特征是高溫、高濕、霧多風(fēng)小，秋雨多溫差小。壩區(qū)大氣年平均相對濕度75.8%，平均溫度21～22C，較高溫度43.9C，低9.8C。年平均降雨量達1251mm，以7、8月份較高。大氣中S02濃度較高，酸雨比較嚴(yán)重，降雨pH值為5.44，大氣環(huán)境腐蝕性大。
三峽壩址處多年平均水量達4500億m3，多年平均流量為14400m3/s，水中含有泥沙，多年平均含沙量1.2kg/m3。實測較大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移質(zhì)相對較小，懸移質(zhì)居多，平均粒徑小于0.1mm。水中有生物作用，如海蜊子等。江水的PH值為7.95，水中溶解O2為6.4mg/L。在動水下工作的裝備和結(jié)構(gòu)，承受的動水速度多不相同，攔污柵的過柵流速約lm/s，壓力鋼管內(nèi)約8m/s，船閘輸水廊道內(nèi)約20m/s，深孔、底孔閘門處30～35m/s，排沙底孔內(nèi)18～28m/s，水輪機轉(zhuǎn)輪葉片約30～40m/s。這些結(jié)構(gòu)和裝備特別是在高速含沙水流中工作的結(jié)構(gòu)和裝備，面臨空化和泥沙磨損的聯(lián)合破壞。
3.3 三峽工程設(shè)備和鋼結(jié)構(gòu)的表面技術(shù)應(yīng)用試驗
為了使表面科學(xué)與工程相結(jié)合，為了結(jié)合三峽工程的空氣環(huán)境、水環(huán)境和工作環(huán)境特點，通過試驗研究提出有效的工程措施，達到改善材料的表面性能、有效延長使用壽命、節(jié)約資源、提高生產(chǎn)力和減少環(huán)境污染的目的。
為此，中國長江三峽工程開發(fā)總公司委托武漢材料保護研究所進行了不同涂覆材料和多種表面技術(shù)復(fù)合處理的實驗。
(1)大氣暴露實驗 從1995年1月開始，在三峽壩區(qū)、宜昌市區(qū)和秭歸縣城，對30多個國內(nèi)外廠家的120多種防腐體系的試件作掛片試驗，其中有機涂裝體系42種，熱噴涂金屬體系7種。現(xiàn)在試驗仍在進行中。
(2)水環(huán)境暴露實驗分別對全暴露在水環(huán)境中(全浸)和干濕交替的環(huán)境進行了試驗。實驗安排在三峽壩址下游40km處的葛洲壩水利樞紐進行，全浸試件浸沒在葛洲壩二號船閘上閘首的人字門上，干濕交替試件裝設(shè)在葛洲壩二號船閘下閘首的人字門上。試驗涂裝材料有，有機涂裝體系35種，熱噴涂金屬體系7種，電化學(xué)保護1種。
(3)室內(nèi)加速腐蝕實驗分別對13個廠家的34種防腐體系，即4種水溶性無機富鋅類、3種醇溶性無機富鋅類、4種環(huán)氧富鋅類、13種富鋅底漆/中間漆/面漆、5種金屬噴涂層、8種金屬噴涂層/封閉底漆進行試驗，分別應(yīng)用常規(guī)試樣和劃叉破壞性試樣在中性鹽霧條件下進行加速腐蝕試驗、在5%鹽水溶液中浸漬試驗、紫外線加速腐蝕老化氣候試驗、在自來水和鹽水中的電化學(xué)對比試驗、涂層電氣學(xué)保護性能試驗以及涂層與基體(或其他涂層)界面粘結(jié)力試驗。
上述各項現(xiàn)場掛片試驗的初步成果，已在機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)招標(biāo)文件的技術(shù)規(guī)范中得到應(yīng)用，供貨廠商將根據(jù)合同的要求進行表面涂覆和表面改性處理。
3.4 三峽工程應(yīng)用表面技術(shù)的實踐
三峽工程自1994年12月正式宣布開工以來，表面技術(shù)在橋涵、碼頭、施工變電所和儲運設(shè)備等方面得到比較廣泛的應(yīng)用。
(1)橋梁 三峽對外交通工程橋梁中特大橋4座，大橋7座，中橋23座，合計34座，累計長3793m其中較具特色的有蓮沱大橋、黃柏河大橋、下牢溪大橋和橫跨長江南北兩岸的西陵長江大橋。
蓮沱大橋全長340.87m，主橋為中承式三孔鋼管混凝土連續(xù)拱橋。拱上橋面總寬20m。鋼管的壽命直接影響大橋的安全。鋼管拱表面防護，采用三道漆，分別為底漆、中間漆和面漆，干膜總厚度達305μm。在涂裝前表面經(jīng)除銹處理達Sa2.5級，粗糙度Ra30。
下牢溪大橋全長286.06m，為六孔三柱墩結(jié)構(gòu)，較大跨徑160m為鋼管拱結(jié)構(gòu)。鋼管拱表面防護采用熱噴鋁。
黃柏河大橋全長284.76m，為七孔樁臺式雙柱墩結(jié)構(gòu)，較大跨徑160m為鋼管拱結(jié)構(gòu)。鋼管拱表面采用熱噴鋅。
上述鋼管拱的涂裝壽命要求達到20年。
西陵長江大橋是橫跨長江的壩區(qū)南北重要通道，和其他大橋一樣，都是長期性的公路大橋。大橋全長1118.66m，主孔跨度900m為單跨雙鉸式鋼箱加勁梁懸索結(jié)構(gòu)。兩座主塔高120m，為鋼筋混凝土三層門式柜架結(jié)構(gòu)。主塔基礎(chǔ)為12根中Φ2.2m挖孔灌注樁。兩根主纜各由10010根φ5.1mm鍍鋅平行高強鋼絲組成，直徑為φ570mm，每根主纜長約1478m，重約2300t。兩岸各有一重力式錨錠。在大橋施工過程中，為了解決懸索鞍座的推移以調(diào)整力的平衡，全軍裝備維修表面工程研究中心提出了復(fù)合減摩涂層設(shè)計及相應(yīng)的現(xiàn)場施工方案，替代國外采用的在鞍座磨擦副中安裝數(shù)千枚滾針的方案，使鞍座順利推移到位。采用這種復(fù)合減摩技術(shù)使磨擦系數(shù)降低1倍以上，大大節(jié)省了施工費用。此外，主塔表面和鋼纜都采用了表面涂裝防護，主塔表面總漆膜厚度達280μm。涂裝壽命為5年，修復(fù)不需鏟除只需在原涂裝上再次涂覆。
(2)公路 專用公路采用封閉管理，為保障晝夜行車安全，設(shè)有公路防眩網(wǎng)及護欄，網(wǎng)和護欄波形梁表面采用熱浸鍍鋅防護，鋅層厚度在61～85μm。
(3)碼頭在三峽壩區(qū)設(shè)有一座楊家灣港口集裝箱、雜貨碼頭和一座重型設(shè)備裝卸的重件碼頭。碼頭是三峽壩區(qū)水上的貨物吞吐口，保障安全運作十分重要。
楊家灣碼頭的水下φ800/1000的鋼管樁是碼頭的基礎(chǔ)，鋼管樁采用16mm的3號鎮(zhèn)靜甲類鋼，其表面用氯化橡膠鋁粉和氯化橡膠防腐漆進行處理。
2×300/50t重件碼頭的起吊設(shè)備為2臺300t小車的橋式起重機，橋架結(jié)構(gòu)總重300t。橋機及吊梁金屬結(jié)構(gòu)的所有內(nèi)、外表面，機械零部件非接觸表面，都進行了表面涂裝處理。表面先經(jīng)噴丸、機械手或手工除銹處理，然后涂以底漆、中間漆和面漆，分別采用環(huán)氧鐵紅車間底漆、環(huán)氧云鐵防銹漆和可涂覆聚氨酯面漆。
(4)粉煤灰儲運罐罐體為鋼結(jié)構(gòu)，全部儲運罐總重約1830t，對其罐體、中轉(zhuǎn)倉進行涂裝處理，用鐵紅為底漆，合成樹脂調(diào)和漆用作中間漆和面漆，輸送粉煤灰的地下管道用環(huán)氧煤焦油瀝青涂料。
表面工程在三峽工程的應(yīng)用實踐，不但起到了對金屬和非金屬表面的防護作用，還增添了建筑物的美感。據(jù)不的檢查，涂復(fù)材料和工藝的應(yīng)用是成功的，其使用壽命還有待進一步跟蹤調(diào)查和考驗。
4 機電設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)表面技術(shù)應(yīng)用展望
迄今為止，三峽工程機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)的招標(biāo)工作還在進行中。已完成招標(biāo)的項目有左岸電站14臺700MW水輪發(fā)電機組，合同金額7.4億美元。二期工程廠(房)壩(溢洪壩段和長期船閘閘門及金屬結(jié)構(gòu))采用國內(nèi)公開招標(biāo)，合同金額10.7億元。現(xiàn)在在正進行500kV高壓電氣設(shè)備(15臺840MVA變壓器和全封閉組合電器)國際招標(biāo)，電站主廠房1200t橋式起重機國內(nèi)招標(biāo)、500kV電抗器，20kV大電流封閉線的招標(biāo)。還有大壩頂部和電站尾水平臺的門式起重機等還未招標(biāo)。這些機電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)是2003年發(fā)電、通航的關(guān)鍵設(shè)備，這些設(shè)備和構(gòu)件的表面處理，影響到設(shè)備的壽命、大壩整體建筑藝術(shù)處理甚至設(shè)備的安全運行。
4.1 水輪發(fā)電機組和輔助電氣設(shè)備的應(yīng)用展望
在機組招標(biāo)文件技術(shù)規(guī)范和合同文件中，對工廠涂裝和保護涂層都有明確的規(guī)定，明確規(guī)定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164進行表面涂層處理。明確規(guī)定涂層必須在合適的氣候條件(環(huán)境溫度低于7C或金屬表面溫度小于外界空氣露點以上3C時不能進行)。
同時明確了設(shè)備表面的清掃要求。選用溶劑清洗，進行噴丸發(fā)亮處理。使金屬表面發(fā)亮呈均勻的灰白色。
對在運輸過程中暴露在大氣中的重要機械加工的黑色金屬表面，先用溶劑清洗干凈，并涂一層厚的防銹化合物。
所有暴露在大氣中黑色金屬非機械加工表面，如水泵、空壓機外表面需噴砂發(fā)亮處理。再涂2層防銹漆，并明確涂層厚度要求。
所有與混凝土接觸的非配合黑色金屬埋件表面，如水輪機蝸殼外表面需進行機械清掃。并涂一層保護層，便于運輸、堆放。在安裝時必須先清理保護層，以利埋件表面與混凝土有效結(jié)合。
所有與水接觸的非配合黑色金屬表面，如活動導(dǎo)葉表面，蝸殼內(nèi)表面，需用噴砂發(fā)亮處理，流道內(nèi)的焊縫需用砂輪打磨光滑，在工廠涂兩層環(huán)氧樹脂富鋅漆，安裝后再涂一層保護漆。水輪機轉(zhuǎn)輪是在含沙水流中運轉(zhuǎn)的部件，其不銹鋼表面未要求特殊處理。
所有盤、柜、壓力油罐、泵組和管道外表面，在機械清掃后深4層裝飾顏色涂料。盤柜的非工作內(nèi)表面，進行機械清掃后，再涂兩層防護漆。
對油罐鐵質(zhì)金屬全部內(nèi)表面需進行噴砂處理，直至露出金屬光澤為止，再按要求涂保護層。
其他小型輔助設(shè)備，如電動機、接觸器、開關(guān)和其他設(shè)備的表面，需按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進行涂覆。
4.2 水工閘門和金屆結(jié)構(gòu)的應(yīng)用展望
在水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)的招標(biāo)文件中，參考了三峽地區(qū)掛片試驗的成果，按國家和行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，對不同工作環(huán)境下工作的設(shè)備和構(gòu)件，提出了不同的要求。
對經(jīng)常處于水下或干濕交替環(huán)境，不易檢修，或檢修對航運、發(fā)電及泄洪有重要影響的設(shè)備或結(jié)構(gòu)。要求采用具有高機械強度的防腐體系，有較好的抗沖刷能力，附著力極強，抗微生物和附著生物的性能優(yōu)異，其保護年限長達20年。
對經(jīng)常處于水下或干濕交替的環(huán)境，但易檢修且對發(fā)電、航運、泄洪影響不大的鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備。要求采用粘附力強、耐水性的、抗微生物和附著生物性能優(yōu)異的防腐體系，其保護年限可達10年。
對在大氣環(huán)境中，包括室內(nèi)與室外的鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備，要求采用具有較強的耐氣候變化性能的裝飾性能好的防腐體系，表面涂料要求不易變色，不粉化，其保護年限應(yīng)達15～20年。
對這些設(shè)備和構(gòu)件的表面處理，要求按國標(biāo)GB6484-6487規(guī)定，要求基體清潔度達到GB8923規(guī)定的Sa2.5級。
對防腐材料亦作明確的規(guī)定，要求采用國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列，底、中、面漆好選用同一廠家產(chǎn)品。
對各類水工閘門和金屬結(jié)構(gòu)的具體表面涂覆要求，合同中都有具體規(guī)定，例如：
長期船閘人字工作門和及時閘首事故檢修門及其埋件，總重約23865.2t。門體和底層采用熱噴鋅，最小局部厚度不小于160μm，封閉層為磷化底漆一道，面漆為氯化橡膠兩道，干膜厚度100μm，涂層總厚不小于260μm。
電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內(nèi)外壁和鋼管內(nèi)壁，底漆采用無機富鋅漆，面漆為厚漿型環(huán)氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。
電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內(nèi)外壁和鋼管內(nèi)壁，底漆采用無機富鋅漆，面漆為厚漿型環(huán)氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。
電站進水口快速工作閘門、排沙孔工作門約4911t，表面涂覆采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐。熱噴鋅厚度為120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯樹脂一道，干膜厚30μm，中間漆環(huán)氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為改性耐磨壞氧兩道，干膜厚100μm。涂層總厚300～340μm。
泄洪深孔弧形工作閘門23扇、排漂孔弧形工作閘門2扇及其埋件，息重約10306t。門體采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐休系。要求熱噴鋅厚120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯材脂一道，于膜厚30μm，中同漆壞氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為環(huán)氧金剛沙二道，干膜厚100μm。涂層總厚300～400μm。
5 結(jié)語
表面工程技術(shù)在三峽工程的應(yīng)用，一直受到國家有關(guān)部門、單位的重視，通過上述的討論，我們可以看到表面技術(shù)與三峽工程成功建設(shè)、運行和市省維護費用息息相關(guān)。
(1)三峽工程在中國國家科技攻關(guān)項目，如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻關(guān)項目的安排，在三峽工程重新論證和投計審查中，始終是一項研究和討論的重要課題之一。從材料表面加工工藝選擇、涂覆材料及噴涂工藝研究以及表面電化保護等在“九五”三峽工程重大裝備研制項目中占有重要地位。在三峽工程開工后，為有效的使用有關(guān)表面處理材料和適應(yīng)三峽壩區(qū)的環(huán)境，迸行了多廠商多種材料的涂裝掛片試驗，以便有針對性的選擇合適的涂裝材料和工藝，以使表面材料應(yīng)用達到壽命長、裝飾美的效果。
(2)如前所述，所有機械設(shè)備、金屬結(jié)構(gòu)、水工閘門都在不同程度上離不開表面技術(shù)，他們運行的性、經(jīng)濟性都在不同程度上仰仗表面技術(shù)的應(yīng)用，這牽涉到多專業(yè)、多學(xué)科的應(yīng)用，不但是簡單的現(xiàn)場的涂裝技術(shù)，還有許多是在設(shè)計中要求應(yīng)用的在工廠實施的技術(shù)、工芝，從目前的應(yīng)用范圍看，它是一項在工程中無所不在、應(yīng)用廣泛的技術(shù)。歡迎國內(nèi)外表面工程學(xué)界積極參與三峽工程表面技術(shù)應(yīng)用研究。
(3)隨著國內(nèi)外表面技術(shù)的研究和發(fā)展，將使三峽工程通過表面技術(shù)的應(yīng)用廣泛受益。采用長效且與壞境相宜的表面涂裝材料和工藝，對延長設(shè)備的使用壽命，延長維護性涂裝的周期，有著重要的經(jīng)濟效益。與整個建筑和周邊環(huán)境協(xié)調(diào)的裝飾涂裝，將會給人們美的享受。針對三峽工程具體的環(huán)境、目標(biāo)進行研究和開發(fā)的成果和產(chǎn)品，將會給三峽工程帶來更大的經(jīng)濟效益。
(4) 對三峽工程表面技術(shù)應(yīng)用的跟綜研究將水電工程或類似工程的應(yīng)用提供有價值的參考。三峽工程表面技術(shù)應(yīng)用廣泛，應(yīng)用材料品種之多，應(yīng)用對象工作壞境的千差萬別，按照目前技術(shù)和工藝水平應(yīng)用的表面工程技術(shù)能否獲得預(yù)期效果，還有待長期跟綜研究和改迸。毋容置疑，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，表面工程技術(shù)作為現(xiàn)代科學(xué)的一門新興的綜合學(xué)科，必將得到迅速的發(fā)展，三峽工程必將從中獲益。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:機電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究
摘 要 討論了機電一體化技術(shù)對于改變整個機械制造業(yè)面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞 機電一體化 技術(shù) 應(yīng)用
1 機電一體化技術(shù)發(fā)展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。
1.2 智能化
即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
1.3 模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
1.4 網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1.5 人性化
機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的較高境界就是人機一體化。
1.6 微型化
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出及時個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出及時個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
1.7 集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能、功能最強。
1.8 帶源化
是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
1.9 綠色化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。
2 機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用
在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面：
2.1 智能化控制技術(shù)(IC)
由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。
2.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)
分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
2.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)
開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。
2.4 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)
鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS化。
2.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)
現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。
2.6 交流傳動技術(shù)
傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢
【論文關(guān)鍵詞】：機械工業(yè) 機電一體化 數(shù)控 模塊化
【論文摘要】：機電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機電一體化的核心技術(shù)
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一） 機械本體技術(shù)
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二） 傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高性、靈敏度和度方面，提高性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
（三） 信息處理技術(shù)
機電一體化與微電子學(xué)的顯著進步、信息處理設(shè)備（特別是微型計算機）的普及應(yīng)用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的性和分時處理的輸入輸出的性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四） 驅(qū)動技術(shù)
電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。
（五） 接口技術(shù)
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
（六） 軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一） 數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、 總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、 開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能較大限度地提高用戶的使用效益。
3、 WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、 大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、 能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、 系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、 以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二） 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三） 柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四） 工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關(guān)系密切。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
（一） 智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二） 系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三） 微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四） 模塊化
模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
（五） 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
（六） 綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:機電一體化技術(shù)應(yīng)用論文
【論文關(guān)鍵詞】：機械工業(yè)機電一體化數(shù)控模塊化
【論文摘要】：機電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機電一體化的核心技術(shù)
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一）機械本體技術(shù)
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高性、靈敏度和度方面，提高性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機電一體化與微電子學(xué)的顯著進步、信息處理設(shè)備（特別是微型計算機）的普及應(yīng)用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的性和分時處理的輸入輸出的性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四）驅(qū)動技術(shù)
電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能較大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關(guān)系密切。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
機電技術(shù)應(yīng)用論文:機電一體化技術(shù)應(yīng)用研究論文
摘要：機電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：機械工業(yè)；機電一體化；數(shù)控；模塊化
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機電一體化的核心技術(shù)
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。
（一）機械本體技術(shù)
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高性、靈敏度和度方面，提高性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機電一體化與微電子學(xué)的顯著進步、信息處理設(shè)備（特別是微型計算機）的普及應(yīng)用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的性和分時處理的輸入輸出的性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四）驅(qū)動技術(shù)
電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能較大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關(guān)系密切。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展。
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
