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篇1
三、正文............................................3-9
四、參考文獻..........................................10
論文提綱
1、機電產(chǎn)品的優(yōu)越性
2、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
3、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
4、缺乏全、系統(tǒng)的并且實地性的專業(yè)信息平臺
5、應(yīng)有的技術(shù)法規(guī)體系、市場管理體系不完善
內(nèi)容摘要、關(guān)鍵詞
摘要：隨著科技日益直向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，機電一體化技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，機電一體化逐漸成為國民經(jīng)濟增長的重要推助力。現(xiàn)如今，我國的機電一體化已取得初步成效，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，有效解決了人工勞動強度大、工作效率低、不可控質(zhì)量影響因素多等問題。本文將對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行簡要概述，并展望其未來發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展趨勢
探究機電一體化的發(fā)展及應(yīng)用
一、機電產(chǎn)品的優(yōu)越性
與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性：
（一）使用安全性和可靠性提高
一般機電一體化產(chǎn)品都具有自動監(jiān)視、提醒、報警等自動保護功能，可以減少和避免人身和設(shè)備事故，設(shè)備的使用安全性能明顯提高。
（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高
一體化的機電產(chǎn)品具有自動控制和自動處理信息的功能，其靈敏度、精確度等都有很大提高，可以確保機械按照設(shè)計要求完動工作，減少人為者主觀因素的影響。
（三）人機交流和復(fù)合功能進一步得到提升
一體化機電普遍采用電子屏數(shù)字顯示和程控技術(shù)，減少了許多外延性的操作，更加方便、簡單，人機互動更容易。自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)保護等便多的智能化功能，能在不同工作場合領(lǐng)域適應(yīng)更多的工作要求。
二、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
（一）數(shù)控機床
數(shù)控機床又稱數(shù)字控制機床，是配置程序控制系統(tǒng)的一種自動化機床。經(jīng)大量試驗數(shù)據(jù)表明，機電一體化技術(shù)是數(shù)控機床發(fā)展的可靠支撐，不僅提了升數(shù)控機床的加工精度、加工質(zhì)量以及加工效率，同時還有助于加工性能多樣化，以滿足多元化的工業(yè)生產(chǎn)要求。數(shù)控機床的實際生產(chǎn)制造過程中，機電一體化技術(shù)為總線系統(tǒng)和CPU之間的多重連接提供便利，這對提高管理效率，豐富數(shù)控機床種類極為重要。首先，可以削弱多臺數(shù)控機床的排斥效應(yīng)，為機床使用周期的延長、生產(chǎn)效率的提高奠定了良好基礎(chǔ);其次，用戶可以按照實際生產(chǎn)需求，對操作管理進行自定義設(shè)計，大幅度提高了數(shù)控機床的智能化水平。
（二）分布式控制系統(tǒng)
機電一體化技術(shù)應(yīng)用于分布式控制系統(tǒng)，可以針對性解決集中控制系統(tǒng)的不足。首先，便于分布式控制系統(tǒng)進行控制流程簡化，提高操作穩(wěn)定性，進而實現(xiàn)對多臺主機的有效管控。其次，可以強化系統(tǒng)運行的安全管理。具體來講，分布式系統(tǒng)與機電一體化技術(shù)的結(jié)合，有助于控制級別多樣化，以便針對不同生產(chǎn)情況，主機可以進行不同的操作管理。同時，還可以化繁為簡，優(yōu)化在線生產(chǎn)以及生產(chǎn)計劃等功能，大幅度減少因控制系統(tǒng)故障導(dǎo)致的一系列后續(xù)問題。
（三）全自動照相機
全自動照相機是機電一體化技術(shù)應(yīng)用的另一代表性產(chǎn)品。該類型照相機可以利用微電子技術(shù)，根據(jù)光線條件、拍攝距離等，自動對光圈、曝光速度以及焦距進行最優(yōu)化選擇。全自動照相機主要分為機械與電子兩大組成部分，它們互相協(xié)作，是一個不可分割的整體。全自動照相機不僅包含精密機械以及復(fù)雜電路，同時還涉及光電檢測、液晶顯示等多種先進技術(shù)。
（四）工業(yè)機器人
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，危險生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及作業(yè)環(huán)境惡劣等情況在所難免，這導(dǎo)致人工操作存在諸多安全隱患。基于此，人們結(jié)合機電一體化技術(shù)，利用機器人代替人工進行高危操作，以降低工人勞動強度以及作業(yè)危險性，有效避免安全事故頻發(fā)問題。縱觀工業(yè)機器人發(fā)展史，有3個重要轉(zhuǎn)折點：第一代機器人只能機械性重復(fù)簡單工作，其自動化水平以及對于外界環(huán)境變化的敏感度偏低;第二代機器人可以部分感知外界工況，并可對部分信息進行判斷與分析;第三代機器人的智能化水平較高，基本可以模擬人腦思維模式。這也是當下機電一體化技術(shù)的研發(fā)核心課題。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
（一）人工智能
人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，為機電一體化技術(shù)的智能化建設(shè)提供了可靠技術(shù)支撐。人工智能，就是指機械設(shè)備擁有人腦思維能力，可以自主思考問題，并及時對傳感器收集信息進行有效分析與處理。與前兩代機器人相比，第三代機器人的人工智能水平得到大跨步發(fā)展。與此同時，學(xué)習(xí)能力也是人工智能技術(shù)的重中之重，可以有效提升機電設(shè)備控制管理系統(tǒng)的精確性、高效性。
（二）網(wǎng)絡(luò)化
當今社會是信息化時代，網(wǎng)絡(luò)化是機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要發(fā)展趨勢。網(wǎng)絡(luò)信息通訊技術(shù)的合理應(yīng)用，可以強化機電一體化的遠程管控質(zhì)量，工作人員不需要對生產(chǎn)車間進行實時監(jiān)控，就可以在任何時間、地點反饋生產(chǎn)信息，對生產(chǎn)規(guī)劃進行動態(tài)管理，并根據(jù)實際情況，及時采取應(yīng)對措施。
（三）模塊化
實現(xiàn)模塊化是機電一體化發(fā)展的迫切需求。然而，由于市場上的機電一體化產(chǎn)品五花八門，且不同配件往往產(chǎn)于不同的制造廠商，導(dǎo)致同一類型的機械設(shè)備多少會存在一定差異。同時，模塊化對產(chǎn)品標準提出了更嚴格的要求，真正實現(xiàn)產(chǎn)品模塊化，并不容易。因此，相關(guān)人員應(yīng)加大研發(fā)力度，充分調(diào)動一切可利用資源，不斷拓展資金渠道，為部件接口統(tǒng)一化奠定堅實基礎(chǔ)。
四、缺乏全、系統(tǒng)的并且實地性的專業(yè)信息平臺
為應(yīng)對技術(shù)壁壘和反傾銷，應(yīng)由政府和行業(yè)協(xié)會、出口企業(yè)建立全面系統(tǒng)的專業(yè)信息平臺。我國缺和一個綜合性的信息平臺，使政府的調(diào)控和監(jiān)督作用難以有效發(fā)揮，行業(yè)協(xié)會的作用也很難到位，企業(yè)對國際標準或進口國標準等信息滯后，技術(shù)發(fā)展遇到壁壘。
五、應(yīng)有的技術(shù)法規(guī)體系、市場管理體系不完善
我國有許多產(chǎn)品沒有建立統(tǒng)一的技術(shù)標準，存在有標準不統(tǒng)一或低于標準的現(xiàn)象。這對于向其它國家作為主機出口發(fā)展方向的企業(yè)是一個無缺失。執(zhí)法的不嚴不及明也使企業(yè)沒有嚴格的質(zhì)量標準意識，使我國機電產(chǎn)品在國際市場存在很大的質(zhì)量疑問。
要使我國的機電產(chǎn)品在國際上有一足之地，要完善技術(shù)標準和相關(guān)法規(guī)的建設(shè)。
六、結(jié)束語
綜上所述，機電一體化包含計算機技術(shù)、機械加工技術(shù)、電子信息技術(shù)等多方面內(nèi)容，對社會生產(chǎn)力以及工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有直接性影響。只有機電一體化理念與時俱進，才能保障我國工業(yè)生產(chǎn)力在國際市場占有一席之地。因此，相關(guān)政府主管部門應(yīng)健全制度體系，完善生產(chǎn)標準建設(shè)，積極拓展資金渠道，鼓勵企業(yè)創(chuàng)新技術(shù)，促進機電一體化在人工智能、網(wǎng)絡(luò)以及模塊化、綠色化等方面實現(xiàn)大跨步的飛躍，為社會發(fā)展以及GDP增長提供可靠推助力。
參考文獻
1、謝明揚，杜明鑒.機電一體化技術(shù)在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展研究[J].南方農(nóng)機，2018，49(09):144+148.
篇2
機電一體化是在以機械、電子技術(shù)和計算機科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機電一體化產(chǎn)品是在機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計算機技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)同時也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機和信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。
（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機床提高5～6倍。
（三）使用性能改善。機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實現(xiàn)全部動作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。
（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴大。
（五）調(diào)整和維護方便。機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預(yù)定程序進行自動工作。機電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復(fù)正常。
機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。
①數(shù)控機械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機床、機器人、發(fā)動機控制系統(tǒng)以及全自動洗衣機等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為機械裝置。
②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為電子裝置。
③機電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為電子裝置和機械裝置的有機結(jié)合。④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗機。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為液壓驅(qū)動的機械裝置，控制機構(gòu)是接受電信號的液壓伺服閥。
⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復(fù)印機等。這類產(chǎn)品的主要特點是執(zhí)行機構(gòu)的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外，機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。
二、機電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點
機電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機電一體化產(chǎn)品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現(xiàn)這種多功能一般需要機電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實現(xiàn)這些功能的各個組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。
（一）機械系統(tǒng)。機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。
（二）動力系統(tǒng)。動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源。機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅(qū)動電路等。
篇3
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可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠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)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（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)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(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、標準化等問題。
（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，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、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、符合接口標準，能最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)最優(yōu)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)具有標準機械接口、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準，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)可利用標準單元迅速開發(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。
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學(xué)生每一項發(fā)明創(chuàng)造都離不開其在實踐教學(xué)過程中實踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生實踐能力的強弱，直接關(guān)系到他們的創(chuàng)造發(fā)明能力。在實踐教學(xué)中學(xué)生會遇到很多問題，這個時候老師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生多想幾個為什么，讓學(xué)生去尋找解決問題的方法，例如：在實踐教學(xué)中，老師可以給學(xué)生示范該項目應(yīng)該“怎樣做”，為什么“這樣做”，“這樣做”的好處，“不這樣做”的害處達到啟發(fā)學(xué)生的目的；同時還應(yīng)該質(zhì)問學(xué)生還有沒有其它“怎樣做”的方法，鼓勵學(xué)生找出最有效、最簡便、最科學(xué)的方法，通過在這樣“做”的實踐過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。另外再多開設(shè)一些具有難度和挑戰(zhàn)性實驗項目，讓學(xué)生通過這種實驗體會探索新知識的過程和科研實踐的艱辛與樂趣，了解科研過程和研究方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。例如：2014年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“數(shù)控機床裝調(diào)、維修與升級改造”競賽項目，要求3名選手在300分鐘內(nèi)完成數(shù)控銑床升級改造為加工中心的競賽內(nèi)容，要想完成此次任務(wù)最關(guān)鍵的是在數(shù)控銑床上添加過刀庫后，刀庫是如何按照操作者的要求完成刀具換刀的，完成刀具換刀其核心就是刀庫PMC的梯形圖編輯。為了充分發(fā)揮學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，我在輔導(dǎo)學(xué)生時，講解了數(shù)控機床刀庫是如何實施換刀的，以及數(shù)控機床在換刀過程中所涉及到的各種元器件在PMC梯形圖中的邏輯關(guān)系，至于具體刀庫換刀PMC的梯形圖的編輯，需要學(xué)生運用所學(xué)理論、技能知識自主完成。從一臺數(shù)控銑床升級到加工中心這就是一個技術(shù)創(chuàng)新。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的獨立工作能力，更重要的是給學(xué)生提供了創(chuàng)新平臺，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力。
三、參與競賽，促進創(chuàng)新能力的發(fā)展
職業(yè)院校應(yīng)多參與省級、國家級甚至國際間的各種創(chuàng)新技能競賽，縮小同國內(nèi)國際同行業(yè)在創(chuàng)新能力上的的差距。因為創(chuàng)新技能競賽的宗旨就是“比實用、比新穎”，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力來講是一個非常重要的環(huán)節(jié)。2012年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“數(shù)控機床裝調(diào)、維修與升級改造”競賽項目要求3名選手在360分鐘內(nèi)除了加工出圖紙要求的試切件、完成競賽答題記錄表、項目教學(xué)方案設(shè)計、教學(xué)資源成果及展示與答辯PPT外，還要完成三軸數(shù)控機床升級為四軸的競賽內(nèi)容。
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1.2在現(xiàn)代制造業(yè)方面的應(yīng)用現(xiàn)代制造業(yè)強調(diào)有效利用一切資源，逐漸以機器代替人力來獲得生產(chǎn)盈利，綠色的現(xiàn)代化制造具有虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點。下面通過對Li/MnO2扣式電池生產(chǎn)過程的介紹來向讀者說明機電一體化技術(shù)在制造業(yè)方面的應(yīng)用。Li/MnO2扣式電池的生產(chǎn)有以下幾道程序：先上負極片，然后加隔熱板并把電解液注入其中，最后上正極片、滲透。這種自動組裝生產(chǎn)的控制系統(tǒng)通過采用PLC技術(shù)進行控制，通過觸摸系統(tǒng)中的傳感器來監(jiān)測生產(chǎn)過程中的狀態(tài)，一旦有系統(tǒng)故障出現(xiàn)，機械裝置就會自動報警。如果生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，該系統(tǒng)還會將其自動剔除。漫反射光電開關(guān)、對射光電開關(guān)、磁性開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、壓力傳感器等原件在PCL控制系統(tǒng)中擔(dān)任著檢測作用，氣缸、沖床、電視、振動料斗、狀態(tài)顯示燈以及聲光報警器等部件在該系統(tǒng)中擔(dān)任著執(zhí)行作用。
1.3在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用
1.3.1分布式控制系統(tǒng)（DCS）一臺中央電腦、若干臺現(xiàn)場測控電腦和智能控制單元，這就是分布式控制系統(tǒng)的組成部件。通過中央電腦對現(xiàn)場測控電腦和智能控制單元的指揮來監(jiān)視、管理、操作和分散控制生產(chǎn)過程。相比集中型控制系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)具有安全性高、功能強的特點。很顯然，分布式控制系統(tǒng)已成為引領(lǐng)機電一體化系統(tǒng)的潮流。
1.3.2開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著解除封鎖、限制。開放式控制系統(tǒng)可以使不同廠家的產(chǎn)品得到互換和兼容，實現(xiàn)資源共享，技術(shù)交流，促進企業(yè)共同進步。工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)是開放式控制系統(tǒng)中重要組成部分，其可以實現(xiàn)管理計算機和控制設(shè)備的互聯(lián)，從而集控制與決策、管理、經(jīng)營于一體。
1.3.3計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）計算機集成制造系統(tǒng)是集人、技術(shù)、經(jīng)營三者而成的一種產(chǎn)物。在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用CIMS不僅可以提高勞動生產(chǎn)力，還可以提高員工的技術(shù)水平，可以對企業(yè)的發(fā)展做出極大的貢獻。國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化離不開CIMS技術(shù)，CIMS技術(shù)的應(yīng)用與推廣，還可以提高企業(yè)在國際市場上的競爭力。
1.4在煤礦企業(yè)中的應(yīng)用眾所周知，煤礦的地下開采作業(yè)是非常危險的，惡劣的環(huán)境和無法預(yù)知的自然災(zāi)害時時刻刻都對工人的人身安全造成威脅。所以，世界各國都在力求尋找一種能夠用機器替代人力的先進技術(shù)。而機電一體化技術(shù)正符合這一技術(shù)要求，可以使井下作業(yè)變得自動化、機械化。井下機器人的智能化操作對煤礦企業(yè)的發(fā)展有著史無前例的重要貢獻。
2機電一體化的發(fā)展方向
2.1綠色化當今時代，人類的生活因工業(yè)科技的發(fā)展而發(fā)生著巨大變化。我們在享受著美好生活的同時，更應(yīng)該注意到生態(tài)環(huán)境的污染，地球資源的減少。因此，工業(yè)綠色化已成為人們奮斗的目標。綠色的機電一體化產(chǎn)品在這個工業(yè)時代里必將發(fā)揮出重大作用。
2.2光機電一體化組成機電一體化系統(tǒng)的部件有能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)和信息處理系統(tǒng)等。在機電一體化系統(tǒng)中引進光學(xué)技術(shù)，可以把光學(xué)技術(shù)優(yōu)點用于其能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)中，實現(xiàn)由機電一體化向光機電一體化的改進轉(zhuǎn)變。
2.3智能化21世紀是一個智能化的時代，人工智能也逐漸運用于機電一體化技術(shù)中。機電一體化的智能化除了一些控制理論外，還吸收了多方面的新方法、新思維。例如，人工智能、計算機科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等等。盡管機電一體化產(chǎn)品是不可能和人類擁有相同智能的，但是，其高性能的微處理器卻完全有可能使產(chǎn)品具有低級智能。
2.4網(wǎng)絡(luò)化20世紀90年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、軍事、教學(xué)等方面都有所應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)化的廣泛普及，在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上應(yīng)運而生的高科技技術(shù)也在改變著時代。屬于機電一體化產(chǎn)品的遠程控制終端設(shè)備在各種領(lǐng)域中都發(fā)揮出了其應(yīng)有的價值。由于計算機的推廣應(yīng)用，使人們在家里就能享受到機電一體化帶來的便利。所以，機電一體化的發(fā)展毫無疑問會向著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。
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1.3在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用
1.3.1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。
1.3.2現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)現(xiàn)場總線技術(shù)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)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。
1.3.3交流傳動技術(shù)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全面取代直流傳動，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。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。
1.3.4開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(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。
1.3.5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。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。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，是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
2機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
2.1智能化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。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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。
2.2數(shù)字化微控制器和接口技術(shù)的發(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)品的軟件具有高可靠性、通用性、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)將便于遠程控制操作、診斷和修復(fù)。
2.3模塊化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)具有標準機械接口、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，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標準化、系列化。
2.4網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變革。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。
2.5自源化自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。
2.6人性化人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。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，對人來說更自然，更接近生活習(xí)慣。
2.7微型化微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)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和系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
2.8綠色化工業(yè)發(fā)達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。
3結(jié)束語
隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日益走向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。本文對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行闡述，并對其發(fā)展進行探究。
關(guān)鍵詞：機電一體化應(yīng)用發(fā)展
參考文獻：
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機電一體化技術(shù)包含機械制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)以及人工智能技術(shù)等多方面內(nèi)容，在發(fā)展過程中直接導(dǎo)致了自動化技術(shù)的產(chǎn)生。而從某種程度上說，傳感器技術(shù)是機電一體化發(fā)展過程中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，影響著機電一體化系統(tǒng)的自動化程度，具有非常重要的應(yīng)用價值。
2.1傳感器技術(shù)在機械加工過程中的應(yīng)用
眾所周知，在機械加工的過程中，需要檢測的地方有很多，下面將從兩個個方面進行簡要介紹：第一，將傳感器技術(shù)應(yīng)用于機械的切削過程和機床運行過程。現(xiàn)階段，在切削方面，傳感器技術(shù)主要是對切削過程中的機械設(shè)備切削力的變化狀態(tài)進行控制，通過分析這個過程當中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的了解，保證切削過程的順利進行，提高切削過程的生產(chǎn)效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術(shù)應(yīng)用到機床的運行當中，主要是為了對機床的驅(qū)動系統(tǒng)、溫度進行檢測，從而保證機床運行的安全性，通過分析得到的相應(yīng)參數(shù)，從而不斷提高機床的運行效率和精度。第二，將傳感器技術(shù)應(yīng)用到工件的生產(chǎn)過程。與切削和機床的運行過程相比，工件的生產(chǎn)過程監(jiān)視是非常重要，而且研究和應(yīng)用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對所用的加工設(shè)備和坯件進行自動檢查，從而保證加工過程的正常進行，比如說自動判斷和調(diào)整坯件的夾持方位等；其次，在加工過程中，也有嚴格的要求，對切削的剫、力度、扭矩等參數(shù)都需要進行自動檢測，以保證加工條件處于最佳狀態(tài)，除此之外，對于在這個過程中加入傳感技術(shù)的其他目的還在于提高切削過程的生產(chǎn)效率；最后，在加工完成之后還需要對工件的合格與否進行測量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由于檢查的過程比較繁瑣和復(fù)雜，所以這些檢測需要能夠自動的進行，并且可以將檢測結(jié)果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產(chǎn)品。
2.2傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用
近年來，隨著傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發(fā)展，進入了全新時期。目前，在汽車的制造過程中，為了實現(xiàn)汽車的機電一體化，需要用自動控制系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式控制裝置，將先進的監(jiān)測和控制技術(shù)擴大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務(wù)、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說，在實現(xiàn)汽車的一體化過程中，凡是和電子控制有關(guān)的系統(tǒng)或是裝置都離不開傳感器的應(yīng)用，尤其是在安全報警裝置、信息裝置和自動變速器等裝置當中，所以這也要求傳感器能夠適應(yīng)惡劣的環(huán)境，無論是塵土彌漫還是風(fēng)雨交加的時候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時還應(yīng)該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發(fā)動機內(nèi)的傳感器，需要能夠承受得住發(fā)動機在工作時的高溫和高壓環(huán)境。
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2多時段的平臺運作
一體化特有的設(shè)計平臺，建構(gòu)在Web的根基之上，擬定了多重的工作站群。在開發(fā)之后，應(yīng)考量的側(cè)重點，是后續(xù)時段的真正運作。細分出來的運作時段，整合了初始時段的概念設(shè)定、接續(xù)的細化設(shè)定、平臺建構(gòu)及評估、制備樣機及評估。首先應(yīng)考量的，是擬定可行特性的落實方案。采納多學(xué)科特有的互通語言，以便描畫完備的設(shè)定流程。現(xiàn)有的最優(yōu)語言，被看成UML。它采納了配套特性的成熟技術(shù)，帶有可視化的傾向。它適宜篩選出來的多重領(lǐng)域，獲取廣泛認同。在這種語言下，各科目特有的設(shè)計者，能夠妥善互通，擬定任務(wù)書。把制備好的產(chǎn)品，看成帶有概念特性的總設(shè)計。
后續(xù)時段的細化設(shè)計，應(yīng)圍繞預(yù)設(shè)的樣機線索，在彼此協(xié)同之中，明辨彼此職責(zé)。項目組這一層級的PDM，在后續(xù)的這個時段，凸顯了側(cè)重價值。它能隨時跟蹤，把處理得來的精準數(shù)值，分享給擬定好的完整團隊。若需要某一范疇的協(xié)同，即可經(jīng)由特有的Web，來訪問界面以內(nèi)的PDM，獲取期待中的數(shù)據(jù)。技術(shù)文檔特有的歸整及處理，包含說明書。設(shè)計人員歸結(jié)得來完備的設(shè)計流程，把帶有典型特性的珍貴經(jīng)驗，存留至知識庫。這就便利了接續(xù)的復(fù)用，提升設(shè)計實效。
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由于機電一體化設(shè)備具有一定的獨特性，在對故障進行分析時，需要積極轉(zhuǎn)變思維方式。首先，需要對機電一體化設(shè)備進行深入分析，并對各個功能模板框架進行熟悉，在嚴格按照各個部分功能的結(jié)合形式中，對故障可能出現(xiàn)的形式以及影響程度進行分析。在必要的時候需要對故障進行分析，根據(jù)故障發(fā)生的基本現(xiàn)象中，將故障形式之間的邏輯關(guān)系以及可靠性因素進行分析，進而將故障的實質(zhì)以及根源進行探究。其中，在進行具體維修的時候，需要注意的內(nèi)容包括以下幾點:(1)先機后電，通常情況下機械結(jié)構(gòu)具有直觀性，能夠利用肉眼對明顯故障現(xiàn)象進行分析，比如對所出現(xiàn)的斷裂、變形、卡死現(xiàn)象進行分析。通常情況下，需要從機械方面入手面對機械部分故障進行檢查。(2)先外后內(nèi)，從執(zhí)行元件到控制元件再到驅(qū)動元件需要進行檢查，將故障的源頭進行查找。(3)先干后葉，需要對主要部件進行分析，對次要部件后分析，尤其要對重點內(nèi)容進行分析，特別是零件與接口部件要進行重點分析。
3機電一體化設(shè)備可靠性分析與措施探究
3．1機電一體化設(shè)備可靠性分析機電一體化設(shè)備具有自動化功能，其結(jié)構(gòu)內(nèi)容比較復(fù)雜，并且在不同的系統(tǒng)之中具備的要求也是不同的，其中部分系統(tǒng)將各種電力或者電力器件進行了集中。因此，在系統(tǒng)的可靠性方面具有非常高的要求。通常情況下機電一體化設(shè)備的主系統(tǒng)所具備的可靠性是比較復(fù)雜的，與外界環(huán)境、工作條件、運轉(zhuǎn)狀況有著非常密切的聯(lián)系。［5］因此，從根本上保證整個機器所具備的可靠性時，需要在對當時的情況進行綜合分析，還要避免機器出現(xiàn)超負荷使用。與此同時，需要及時對機器的薄弱環(huán)節(jié)進行檢修，從根本上保證機器的穩(wěn)定性，使其能夠在相應(yīng)的條件下提高配置。
3．2提高機電一體化設(shè)備可靠性的對策為了從根本上提高機電一體化設(shè)備可靠性的措施，可以采取下面的方法進行實驗。一是在設(shè)計上需要選擇性能比較好的元件進行安裝，并且在出現(xiàn)設(shè)備故障的時候，要及時中斷機器的運轉(zhuǎn)。［6］二是需采取運用容錯技術(shù)，對機器中的主要部位進行處理，使其能夠成為一種比較可靠的系統(tǒng)，將機器的可靠性進行提高。
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2．1在煤礦采掘工程中的應(yīng)用
煤礦采掘工程作為煤礦生產(chǎn)的基礎(chǔ)工程，對整個生產(chǎn)活動的效率有著重要的影響及作用，在煤礦采掘工程中引入機電一體化技術(shù)具有不容忽視的現(xiàn)實意義。在現(xiàn)階段的煤礦開采作業(yè)中多采用電牽引采煤機，與傳統(tǒng)液壓牽引采煤機不同，電牽引采煤機不需要復(fù)雜的防滑設(shè)施，其具有良好的牽引性能，能夠適用于傾斜度較大的煤層，可以提供較大的牽引力，并且在下滑過程中能夠進行自動發(fā)電制動。除此之外，電牽引采煤機以其簡單靈敏的結(jié)構(gòu)及良好的動態(tài)性有效減少了電能的損耗，維護方便，運行高效且具有較高的可靠性、耐用性以及安全性，對提高煤礦生產(chǎn)效益有著巨大的推動作用。
2．2在礦井提升系統(tǒng)中的應(yīng)用
礦井提升系統(tǒng)注重的是煤炭從井下被提升至地面環(huán)節(jié)的效率以及質(zhì)量，隨著機械化采煤程度的不斷提高，現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)對礦井提升系統(tǒng)的要求也更加嚴格。機電一體化技術(shù)應(yīng)用于礦井提升系統(tǒng)中無疑對提高煤礦生產(chǎn)效率有重要的意義，其中以全數(shù)字化交直流提升機為典型應(yīng)用。全數(shù)字化交直流提升機無需配備專門的絞車司機，將驅(qū)動結(jié)構(gòu)與滾筒進行有效結(jié)合，并對機械與計算機、電力電子、自動控制等多種技術(shù)進行有機融合，通過同步運行的兩臺計算機進行相互檢測與備用即可實現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測與故障記憶。全數(shù)字化交直流提升機以其簡單化的硬件設(shè)備和較強的兼容性使礦井提升系統(tǒng)在效率和安全性方面都得到了較大的改善。
2．3在煤炭運輸過程中的應(yīng)用
現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，井下運輸多采用皮帶式運輸機。與傳統(tǒng)運輸機不同，皮帶式運輸機多通過計算機進行控制，有著簡單的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，其主要驅(qū)動方式為直流式變頻裝置，可以有效保障煤礦運輸過程的穩(wěn)定。大巷強力運輸機的廣泛應(yīng)用大大提高了煤炭運輸?shù)男屎唾|(zhì)量；CST可控軟啟動裝置則采用機、液、電一體化技術(shù)，極大地改善了運輸機的驅(qū)動現(xiàn)狀，有效提高了煤礦的運輸效益。近些年來，皮帶運輸以其在運輸煤炭過程中的連續(xù)性、穩(wěn)定性、高效性以及自動化等優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸成為煤炭運輸?shù)闹髁鞣绞健?/p>
2．4在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
機電一體化技術(shù)通過在設(shè)備中安裝傳感器以及設(shè)備檢測裝置，以計算機為媒介實現(xiàn)遠程管理與控制，優(yōu)化了機電一體化設(shè)備的管理；另外，在煤礦主扇中安裝有變頻設(shè)備，通過對風(fēng)量和頻率的調(diào)節(jié)實現(xiàn)自動化，進而節(jié)約能源、降低消耗；從液壓支架向電液控制和自動移駕的轉(zhuǎn)變可以有效防止對頂板和支架的沖擊；采用微機保護技術(shù)使高壓開關(guān)柜具備遠程遙控功能；真空開關(guān)的使用可以有效延長高壓開關(guān)柜的使用壽命從而大大減少維護工作量。這些都是機電一體化技術(shù)在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，不僅有效改善了設(shè)備的運行效率，也極大提高了設(shè)備的安全性能。
2．5在機電設(shè)備維護維修中的應(yīng)用
在煤礦生產(chǎn)作業(yè)中，由于工作環(huán)境的復(fù)雜性，導(dǎo)致機電設(shè)備往往會出現(xiàn)一些故障性問題，因此機電設(shè)備的維修維護工作非常重要。機電一體化技術(shù)在機電設(shè)備維修維護中的應(yīng)用可以有效縮短維修維護周期，提高效率。機電一體化設(shè)備中先進的傳感系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器反饋的信息對設(shè)備故障及時地進行確定，并通過計算機對故障類型進行備案，很大程度上節(jié)約了檢修維護時間，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟性與高效性。另外，機電一體化設(shè)備無需對故障進行一步一步地排除，只需查詢計算機數(shù)據(jù)庫即可確定其故障代碼進而確定設(shè)備故障，具有較強的高效性。
2．6在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
除上文所提到的諸多環(huán)節(jié)外，機電一體化技術(shù)在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)也有涉足。如螺桿式空壓機智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在有效實現(xiàn)對電動機過載、缺相、錯相等的保護功能的同時，也具備記憶存儲、故障診斷、遠程通信等增值功能。此外，還有微機保護與高壓開關(guān)的結(jié)合等。
3機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
近些年來，我國的機電一體化技術(shù)在不斷發(fā)展中改進，在不斷改進中完善，已經(jīng)相繼取得很大進步，但是與發(fā)達國家相比，仍然存在一定的差距，有著較大的發(fā)展空間。我們必須不斷改進與創(chuàng)新，以滿足現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的要求，進一步加深其在我國煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。
3．1網(wǎng)絡(luò)化
機電一體化，顧名思義即機械與電子的有效結(jié)合，機電一體化技術(shù)較為注重設(shè)備運行系統(tǒng)與控制系統(tǒng)間的通信連接，其發(fā)展偏向網(wǎng)絡(luò)化。大多數(shù)煤礦企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)化平臺實現(xiàn)對設(shè)備運行以及故障排除等方面的遠程控制及優(yōu)化管理。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，機電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢。
3．2智能化
機電一體化技術(shù)一大顯著的特點即較高的自動化與智能化，系統(tǒng)具備正常人的邏輯思維能力、判斷能力以及自我選擇能力，采用智能機器人來適應(yīng)復(fù)雜的開采環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的無人管理，煤礦生產(chǎn)中的機電一體化技術(shù)正朝著這個方向不斷邁進。
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1.2監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能是依據(jù)計算機數(shù)據(jù)模式，收集采煤設(shè)備在日常工作狀態(tài)中的各項情況，與計算機預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進行比較，從而實現(xiàn)對設(shè)備的全面測量，同時，將計算機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為人們可以識別的文字、數(shù)字與圖案，方便操作者實施有效監(jiān)測。監(jiān)控系統(tǒng)是傳感系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的連接紐帶，是人們探知設(shè)備工作狀態(tài)的有效途徑。
1.3控制系統(tǒng)。通過計算機技術(shù)，可以實現(xiàn)機電一體化的有效控制，在采煤設(shè)備正常工作的狀態(tài)下，控制系統(tǒng)只要依照計算機事先設(shè)置好的指令，對設(shè)備進行有序的操控就可以了。能夠凸顯控制系統(tǒng)技術(shù)水平的時候，首先，能否控制采煤設(shè)備維持長時間運行的穩(wěn)定，若能，則說明該系統(tǒng)性能比較優(yōu)異。比如，在日常采煤的時候，對挖掘進程、傳輸過載、機具姿勢調(diào)整等是否能夠?qū)崿F(xiàn)柔性調(diào)整；其次，當遇到突發(fā)狀況的時候，控制系統(tǒng)能否及時實現(xiàn)智能化的有效控制。比如，在遭遇設(shè)備故障、煤層坍塌、異物堵塞等情況時，能否及時下達正確的指令，能否采取精確的動作，實現(xiàn)停機、倒車、減速等動作。目前，對于采煤設(shè)備可靠性控制是一個科技難關(guān)，如何開發(fā)微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的更多功能，使之在設(shè)備自檢自診、故障自我檢測與排除、作業(yè)環(huán)境監(jiān)視與反饋、智能化無人化等方面實現(xiàn)突破，是科研工作者與設(shè)備操作者需要面對的研究方向。
2機電一體化技術(shù)對采煤設(shè)備的促進作用
2.1可以提高自動化操作程度。使用安裝有機電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備，通過簡單的電腦操作，下達執(zhí)行指令，就可以實現(xiàn)高效率的采煤作業(yè)。該項技術(shù)可以有效降低煤礦工人的勞動強度，可以大幅度提高采煤效率，可以有效規(guī)避因工人經(jīng)驗不足而引發(fā)的安全隱患。有些比較先進的裝有機電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備，甚至可以實現(xiàn)遠程操控與智能化無人操作，徹底顛覆了煤礦工人的傳統(tǒng)形象。
2.2可以在節(jié)能減排的同時提高開采效率。使用安裝有機電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備，首先，可以減少人力勞動成本；其次，可以整合各個分散的小設(shè)備，膠帶輸送機、通風(fēng)機、提升機等，減少無效功的浪費；最后，自動化作業(yè)的最大優(yōu)勢就是可以大幅提高開采速度。因此，使用該采煤設(shè)備，可以有效提升煤炭企業(yè)的市場競爭力。
2.3可以降低維護強度與維修成本。使用安裝有機電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備，可以實現(xiàn)全設(shè)備的系統(tǒng)化監(jiān)控與報警，對于一些較為簡單的設(shè)備故障，系統(tǒng)通過識別，啟動自我維護功能，將微小的故障及時消滅掉，避免設(shè)備帶病作業(yè)。對于簡化維修程序、降低維修成本、延長機器壽命、提高工作效率、改善職工工作環(huán)境都具有管理優(yōu)勢。
2.4可以提高工人隊伍的整體作業(yè)水平。使用安裝有機電一體化技術(shù)的采煤設(shè)備，必然會帶動煤炭生產(chǎn)中的自動化改革進程。新的設(shè)備本身就具有較強的學(xué)習(xí)性與經(jīng)濟性，對職工自身水平的提高起到了督促與帶動作用。新設(shè)備的工作模式必然拉動供電、排水、通風(fēng)、提升等各項保證系統(tǒng)的升級換代，否則就會影響生產(chǎn)效率。對煤礦的軟硬件系統(tǒng)進行必要的改進，在改進與以后的維護工作中，職工的作業(yè)水平必然會隨之得到提高。
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2完善電機在機電一體化應(yīng)用中的保護
2.1解決井下電機設(shè)備故障問題的措施井下電機故障頻發(fā)，對此有關(guān)工作單位應(yīng)該加大重視程度，完善電機保護的相應(yīng)理論。任用相應(yīng)技術(shù)人才，定期對井下的電機設(shè)備進行檢查，維修，安排專門檢測人員。要時刻注意電動機各方面指標的變化情況，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，減少或避免故障的發(fā)生。還要加大對電機設(shè)備的監(jiān)控，故障預(yù)警方面的投入。例如采用現(xiàn)代化數(shù)字監(jiān)控裝置。我們就要分派專門負責(zé)人時刻密切關(guān)注電機的使用情況，及存在的一些隱患。在未出現(xiàn)問題時及時維護，企業(yè)相關(guān)負責(zé)人應(yīng)該掌握相關(guān)知識，在選購時應(yīng)全方位考慮。另外，要想從根本上解決電機故障問題，那么相關(guān)研發(fā)者在設(shè)計電機時就應(yīng)該考慮到電機的養(yǎng)護維修等問題，從而研發(fā)出更為可靠的電機保護裝置。
2.2對電機用電問題解決方法的探討由于現(xiàn)在各大企業(yè)對于電機越來越依賴，電機在電能利用方面也顯露出一些問題。所以，在使用機電一體化設(shè)備時，需要有針對性的對于其電路和電能損耗方面的指標進行監(jiān)測。確保電流以及電壓等參數(shù)等能穩(wěn)定在一個相對正常的水平，有針對性的在這些方面進行檢查有利于電力故障的判定。在這個過程中需要實施檢測，但是常規(guī)的儀器并不能做到精準的測量，因此在對其進行應(yīng)用的過程中，需要選擇較為專業(yè)的設(shè)備如霍爾型電流互感器和IPM輸出電壓采用分壓電路的方式對IPM輸出三相電流和電壓進行檢測，在對故障做出快速判斷的同時及時發(fā)出報警。另外要想減少電能的損耗，也應(yīng)該增加用電情況的監(jiān)控儀器。但要想從根本上解決問題，最重要的是，在電機的設(shè)計時我們應(yīng)綜合考慮多方面因素，將綠色創(chuàng)新的理念融入其中，使我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展達到一個全新的水平。
2.3新時代背景下對于電機保護設(shè)施的完善隨著電機保護理論知識的完善和新技術(shù)的發(fā)展，通過仿真計算機故障模擬并對其數(shù)據(jù)進行精確分析，一方面可以防止電機故障的發(fā)生和及時對電機故障做出判斷與維護，另一方面，也可以用以完善相應(yīng)的理論知識，讓理論知識在實踐中得以升華。另外，新技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)也是完善電機保護系統(tǒng)的重要方面。例如紅外光，電磁波等技術(shù)的應(yīng)用，采用科學(xué)有效的數(shù)據(jù)完善電機保護系統(tǒng)是新時代對于我們的要求。對于電機保護裝置的研究，我們大多忽略了一個方面，那就是我們應(yīng)大力倡導(dǎo)電機與其保護裝置配套出廠，根據(jù)我國現(xiàn)在的需求，有針對性的生產(chǎn)電機及其配套的裝置。對于一些其他國家來說電機和電機的保護裝置配套出廠的現(xiàn)象早已不是陌生，而在我國，大多數(shù)情況下還是電機與其保護裝置分別在不同廠家出廠。這種情況下，在設(shè)備維修時往往出現(xiàn)設(shè)備不匹配的現(xiàn)象，造成不必要的麻煩，而且對于生產(chǎn)的成本來說，也未免有些浪費。因此我們應(yīng)不斷學(xué)習(xí)進取，吸取好的經(jīng)驗，在我國大力建倡導(dǎo)電機與其保護設(shè)備匹配出廠。這樣做的優(yōu)點就是，用戶在選擇設(shè)備時減少了繁瑣的對比，測量，更重要的是，大大減少了因設(shè)備不匹配而出現(xiàn)的壞損現(xiàn)象，在一定程度上減少能源的浪費，完善了綠色環(huán)保在電機保護及機電一體化中的應(yīng)用。
