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中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 18-0116-01
随着社会不断发展,科学技术广泛运用到各个领域,机电一体化这个名词不仅仅是理论,更被人们熟练运用到企业发展上。按照系统科学的观点,机电一体化又可称为机电一体化系统,它是集机械元件和电子元件为一体的复合系统。随着机电一体化的迅速发展,它主要结合了光学、电子学、计算机技术、机械技术等领域知识,使整个机电一体化系统变得柔性化、智能化。更加合理、高效,它大幅度地推动了整个工业的生产。对社会的不断进步具有深远的意义。
一、机电一体化技术主要运用领域
(一)在数控机床中的应用。传统数控机床及数控技术结构比较简单,性能低,操作复杂笨拙,控制精度较差。然而经过40多年的发展,机电一体化的投入,除了解决了上述传统数控技术的弊端更增添了其他的。先进的数控技术以信息为主导,其开发性设计即硬件体系结构和功能模块具有标准性、兼容性、层次性,最大限度提高了其可操作性,大大提高了经济效益。现代的数控技术充分结合现代科学技术,能实现多过程、多通道控制即一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
(二)在计算机集成制造系统(CIMS)中的应用。机电一体化以其发展快适用范围广的特点深受各行各业的欢迎。机电一体化技术打破原有部门之间的界限,使各分散系统最优的结合,充分做好“物流”和“信息流”之间的关系,将生产线各个环节有机的结合,大大提高各种生产要素之间的连接作用,从而生产能力得到了很大的提高,使得各种生产要素充分发挥提高企业经济效益。
(三)在现代机械制造中的应用。传统的机械制造主要依赖于企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它着重考虑的是资源的有效利用,用低成本换取高效率,以机器代替人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。然而,先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。
二、机电一体化技术的发展趋势
(一)智能化。机电一体化与传统机械的主要区别在于技术是否智能化,即使机电一体化产品具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如传统的数控机床像个被动执行者,它只能按照事前规定好的程序去严格执行操作,而现代的只能数控机床,它被结合了人的思想与感知,它可以主动地对自己的环境和加工条件进行感知及分析,从而采取相应的措施。利用这种智能化产品,从而能够大大减少人的脑力劳动。为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
(二)系统化。机电一体化可以看成为系统结构,它主要采用开放式和模式化的总线结构。这种系统结构的组态比较灵活,在任何情况下都可以剪裁和组合,从而达到各个子系统之间的协调控制和统一管理。其次,通过机电一体化的系统化结构信息的传递功能极强,它可以使远程网络更稳定。然而,随着科技的不断发展,相信机电一体化产品还会更加完善,人类会赋予它更人性的发展,从而想着生物系统化飞跃。
(三)模块化。机电一体化的正向着模块化发展。众所周知机电一体化产品种类和生产厂家繁多,故研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而十分重要的工作。若能制作出一系列的标准件,则对后续的产品开发大大缩短了时间。由于产品的标准化和系列化,使得生产规模大大提高,非常有利于企业的发展。
(四)网络化。网络技术的兴起和飞速发展对全球都是一次巨大的变革,它带给人类一次巨大的飞跃,然而对机电一体化也具有重要的作用。网络在人类的生活中越来越普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
(五)人性化。各类产品的生产都是为了方便于人类,故机电一体化向人性化是个必然的趋势。机电一体化产品要求除了能够达到人类最基本的使用需求外还需要考虑它的外观结构包括形状及颜色等从而使产品更接近生活,让人们在使用过程中更自然,更便捷。
(六)微型化。机电一体化的新目标是向着微型化转化。机电一体化的微型化又称为微型机电一体化系统,国外对其几何尺寸定义为一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。微型机电一体化系统主要特点为具有体积小、耗能小、运动灵活等,由于微型化的特点,其可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故非常受生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域的欢迎。
(七)绿色化。人类生活的巨大改变离不开工业的发展,然而在我们个人感觉到物质丰富、生活舒适的同时资源却在大批量减少、生态环境变得极具恶化,所以急需大量开发绿色产品。机电一体化产品的绿色化最根本目标为尽最大限度地减少对生态环境的破坏。故这就要求产品从设计、制造、使用和销毁的整个生命周期中,达到符合环境保护和人类健康的要求,并使得资源的利用率提高。其产品的特点为低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。
三、结束语
随着机电一体化技术的发展,大量的产品与装置都在向着机电一体化发展,在优化整体的同时,提高了产品质量和生产效率,大大缩短开发新产品的生产准备周期,有利于加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革;同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献:
[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社,2006.
【关键词】计算机技术 机电一体化 发展趋势
机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,它的发展使冷冰冰的机器有了人性化、智能化。
一、机电一体化技术的具体内容
1 机械技术
该技术是机电一体化的基础,着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其他高、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、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造工程中,经典的机械理论与工艺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
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的出发,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
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
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证。
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,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影响。
二、机电一体化系统组成
1 机械本体
包括机架、机械连接、机械传动等,是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。
2 检测传感部分
包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
3 电子控制单元
是机电一体化系统的核心,负责将来各自传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果,按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的进行。
4 执行器
作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
5 动力源
动力源是机电一体化产品能量供应部分,作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。
三、机电一体化的发展趋势
1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能日益得到机电一体化研究建设的重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使产品具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
2 模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元式一项十分负责但又是非常重要的事还需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3 网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4 微型化
兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型化和微观领域发展的趋势。国外称为微电子机械系统,泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗,军事,信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
[关键词]机电一体化发展系统组成
中图分类号:TM-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110120-01
一、机电一体化的概念
机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。机电一体化是指在机构的主功能、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。
二、机电一体化技术发展历程
自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化”技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意:
1.数控机床的问世,写下了“机电一体化”历史的第一页;
2.微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机;
3.可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础;
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。
三、机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:
1.智能化:智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。
2.系统化:系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外,还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。
3.微型化:兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
4.仿生物系统化:今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬件(肌体)――软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。
四、机电一体化技术内容
机电一体化技术内容主要包含以下几个方面:机械技术机械技术;计算机与信息技术;系统技术;自动控制技术;传感检测技术;伺服传动技术。
五、机电一体化系统组成
1.机械本体:机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。
2.检测传感部分:检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
3.电子控制单元:电子控制单元又称ECU(Electrical Control Unit),是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果,按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行。
4.执行器:执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
5.动力源:动力源是机电一体化产品能量供应部分,其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。
综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。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。
参考文献:
[1]李建勇,机电一体化技术[M].北京:科学出版社,2004.
[2]顾京,现代机床设备[M].北京:化学工业出版社,2001.
近年来,机电一体化数控技术在煤矿机械设备中的应用越来越广泛,特别是在我国矿物质需求量不断上升的社会背景下,煤矿采矿事业不断发展,由此推动了新型工业化技术的应用与广泛推广。由于机电一体化数控技术具有生产效率高及生产过程安全、技术水平高等特征。因此,这项技术在我国众多的工业技术领域得到了广泛的应用与实践。在此基础上,本文将围绕机电一体化数控技术在煤矿机械中的实际应用情况进行论述研究。
关键词:
机电一体化;数控技术;煤矿机械;应用
众所周知,当前工业化技术正逐渐朝着集成化及智能化和自动化方向发展。因此,在新的技术背景下,出现了诸多新型的工业生产技术。比如,应用极为广泛的机电一体化数控技术,这项技术以液压技术及电子技术和机械技术为理论基础,从而在煤矿机械操作运行过程中,能够对不同设备的操作运行流程进行合理优化与控制,确保煤矿机械设备在运行过程中具有安全性、稳定性、可靠性。
1机电一体化数控技术在煤矿机械综合运行过程中的应用分析
通过实践研究发现,在煤矿采矿作业过程中,需要通过大型的电牵引采煤机等设备进行工作,但个别采矿企业的采煤机运行功率较大。因此,在牵引性能方面依然要优于传统的液压牵引技术方式,对此,机电一体化数控技术在大倾角煤层开采过程中使用较多。由于采用上述技术能够大大优化电牵引采煤机械设备的工作性能,而且可以降低采矿作业的工作难度,减少作业任务量,从而使机械设备操作过程易于控制,设备灵敏度较高。同时,技术管理人员对相关设备的管理维护较为容易。因此,正是基于上述诸多应用优点,这一技术在我国煤矿机械设备中被大量使用。
2机电一体化数控技术在机械设备提升与运输中的应用分析
提升与运输作为煤矿作业过程中的两大主要环节,采用机电一体化数控技术可大大提升机械设备的运行效率。通过利用机电一体化数控技术,可将其应用到矿井提升及带式输送机设备行进过程中,从而使机械设备实现全自动化运行与控制,由此优化了机械设备结构,使煤矿机械设备的运行稳定性与安全性大大提高。由于带式输送机在现代煤矿采掘运输过程中具有重要作用,而且由于其具有良好的可靠性、较高的自动化程度、较大的传输运送量,因此目前这一技术一般在煤矿采矿中的长距离运输与传送中应用较为普遍。
3机电一体化数控技术在机械设备安全生产运行中的应用分析
煤矿机械设备运行过程具有很大的技术风险,因此从作业之前到作业过程中乃至整个作业结束,都需要采用先进的技术手段对机械设备的实时运行情况进行监测,从而保证其相关运行参数科学、准确,避免出现突发性故障,以此防范机械设备突然终止运行。因此,从这一要求来看,在煤矿机械设备运行作业过程中,采用机电一体化数控技术,可利用系统的自动化数据监测、收集分析与诊断功能,对煤矿矿井中的相关安全风险进行实时、全面监测。但是,这一系统在实际运行过程中具有严格的使用要求。比如,自动化监测系统必须全面保持贯通,而且要保证其在任何时段都能与矿井内、外的相关安全负责人取得联系。这一技术采用智能化技术,通过智能控制手段,利用机电一体化数控技术,能够确保其与系统主机内的数据库相连接。因此,只需利用现代网络技术及数据通信技术,就可将煤矿机械设备设置为同步运行模式,且系统采用专用数据通信接口,对矿井内、外的相关工作情况进行监测定位[1]。一旦发现矿井内工作设备及地质情况存在安全风险,系统就会自动启动预警控制装置,然后相关安全管理人员利用专业控制软件就可对系统自动收集到的相关信息进行实时分析评估,从而使多项不同的操作功能融为一体。比如,机电一体化数控系统可集图形打印及模型显示和信息检索、数据资料上传、下载为一体,在保障矿井内作业的相关技术人员与机械设备安全顺利工作方面发挥了重要作用。
4机电一体化数控技术在煤矿机械其它方面的应用分析
除此之外,机电一体化数控技术还在煤矿机械设备掘进过程中具有重要的应用价值。目前,我国煤矿采掘作业中所使用的电气设备一般为矿用隔爆兼本质安全型开关箱以及矿用隔爆型压扣控制按钮、矿用本质安全型操作箱和隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步动机和GJC4低浓度甲烷传感器等[2],因此在上述设备操作运行过程中,机电一体化控制技术在设备维护管理及性能优化和作业过程中发挥了巨大作用,特别是在矿井安全作业过程中,为相关作业人员提供了极大的便利。尽管其具有诸多应用优点,但在实践研究过程中发现,这一技术在煤矿机械设备运行过程中也有应用缺点。比如,机电一体化数控系统的应用模式相对单一,因此为了不断满足机械设备安全运行及采矿技术不断发展的要求,需在原有机电一体化数控技术基础上开发更加人性化和具有良好人机交互功能的采矿作业机械设备[3];与此同时,相关企业需要不断加大技术以及资金投入,通过技术创新和生产工艺改进,大力研发新的智能控制技术。通过不断引进国外先进的采矿技术工艺,使其在地质勘察以及矿物选择方面发挥应有的作用,大幅提升采矿作业的效率。除此之外,相关技术人员要以机电一体化数控技术为核心,提高整体作业人员的操作技术水平,通过开展教育培训活动,从而大力优化机电一体化数控技术在煤矿机械设备运行中的流程,使这一技术在我国采矿作业方面体现更大强的技术优越性。
5结语
综上所述,机电一体化技术是在我国机械加工制造技术及自动化控制技术不断应用与发展基础上形成的一种新型技术模式。随着现阶段我国煤矿采矿事业的不断发展,矿物质的需求量在不断上升,由此使机电一体化数控技术在煤矿机械设备运行过程中得到了广泛的应用与实践。尽管这项技术在实际采矿过程中有极为广泛的应用,但是其在工作性能方面依然有待进一步提升,从而促进我国煤矿机械设备工作运行效率不断提高。
参考文献:
[1]蒋尊涛.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].建材与装饰,2016,02(02):221~222.
[2]杨许.机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用[J].价值工程,2016,02(13):156~157.
关键词:机电一体化;概念;核心技术;应用
Abstract: the development of modern science and technology caused the engineering field and the technological transformation of the revolution. In engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development. This article mainly for mechanical and electrical integration concept, core technology, mechanical and electrical integration advantages and application of a simple discusses, for we exchange.
Keywords: mechanical and electrical integration; Concepts; The core technology; application
中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:
一、机电一体化的基本概念 机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。
二、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手:
机械本体技术。
现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。
传感技术。
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。
信息处理技术。
为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。
驱动技术。
电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件- 传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
接口技术。
为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。
(六)软件技术。
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
三、与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有下述优越性。 (一)使用安全性和可靠性提高。
机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。(二)生产能力和工作质量提高。
机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高。例如,数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。 (三)使用性能改善。
机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作(四) 具有复合功能并且适用面广。
关键词:煤矿;机电;一体化技术
一、煤矿机电一体化的研究意义
1.1增加了劳动收入
煤矿机电一体化技术在煤矿行业中的运用极大的提高了煤矿的开采下效率 ,增加了煤矿开采的产量 ,企业的生产效益大幅度提升 ,随之而来的是劳动者收入的增加 ,进而促进了居民的消费。同时煤炭行业的兴盛带动了其它行业的蓬勃发展 ,进而促进了社会的经济发展。
1.2保障劳动者地生命安全
近年来 ,煤矿行业中事故时有发生。保证劳动者安全生产已成为社会最关注的话题之一。传统煤矿挖掘中。矿工经常处于潮湿阴暗的环境中 ,高负荷的劳作 ,简陋的施工环境 ,这些都是悬在劳动者头上的一把刀 ,随时都会危及劳动者的生命安全。煤矿机电一体化的运用 ,有效的减少了工人们再矿井中作业的时间 ,同时煤矿机电一体书自身具备的监控系统 ,能实时监控开采过程 ,降低了风险发生的概率 ,从而保障了工人们的生命安全。
1.3极大的提高了劳动效率
煤矿机电一体化技术的应用改变了传统的劳作模式 ,降低了工人们的劳动强度 ,同时提高了企业的生产效率。
二、煤矿机电一体化技术的具体应用
2.1 监测监控系统
煤矿生产中 ,最重要的就是保障生产者的生命安全。监控安全生产系统就是煤矿机电一体化的一个重要运用。随着科学的发展 ,我国从国外引进了一批先进的监控系统来保证煤矿开采安全进行。同时 ,我国也自主研发了一系列的监控系统 ,其中比较著名的是 KJ90 和 KJ95 系统。实践证明 ,安全监控系统在煤矿开采过程中起到了很大的作用。
2.2 电牵引采煤设备
在矿井综合采煤的应用中 ,最典型的一个应用就是电牵引采煤机。相比于液压牵引机 ,电牵引采煤机具有以下优点 :
1)可开采大倾角煤层 ,并且自身带有防滑装置
2)寿命长 ,运行可靠。实际工作中 ,电牵引采煤机智慧磨损整流子和电刷 ,而不会损坏其他部件。因此 ,电牵引挖煤机维护起来成本更低 ,使用寿命更长 ,故障更少。
3)牵引特性更好。电牵引采煤机不仅能在向前工作中提供牵引力 ,还可以在向下滑的时候发电制动 ,并给电网反馈能量。
4)动态性好 ,反应灵敏。电牵引挖煤机的电控系统可以有效并适时地调整系统的各种参数 ,使之高效的进行生产 ,而且操作简单。在我国 ,煤矿行业中 ,国产采煤机占据了主导地位 ,各个采煤机生产商都对电牵引采煤机进行了研发 ,并被广泛用于实际的开采中 ,这对我国采煤行业起到了很好的促进作用。
2.3 矿井运输
目前来说 ,带式输送机是运用最广泛的原煤运输装置。带式输送机具有运输量大、连续运输、操作简单、运行安全等优点 ,同时它具有易于实现自动化的特点。因此 ,带式输送机已成为煤矿机电一体技术的研究重点。
2.4 矿井提升设备。
目前国内常用的提升机为内装式提升机 ,这也是机电一体化技术的典型设备。它将简化了机械结构 ,让滚筒和驱动成为一个整体。矿井提升体又传统的模式实现了数字化提升。
2.5 液压支架电液控制系统。
液压支架电液控制系统的研发起步相对较晚 ,国内自主研制的液压支架电业控制系统仍然处于初级阶段 ,目前所使用的液压支架电液系统主要是从国外引进的。液压支架电液控制系统就是将液压控制与计算机技术相结合 ,让定压双向邻架或是自动移架 ,从而避免对支架和顶板产生冲击。
三、煤矿机械中机电一体化技术应用的意义
3.1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。
3.2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。
四、煤矿机电一体技术的前景以及发展方向
目前来说,国内研发的煤矿机电一体化设备都具有程序化、智能化、信息化的特点 ,兼具操作简单、维护方便、性能可靠,体积小等优点。煤矿机电一体技术在煤炭行业中的广泛应用使得企业的效益大幅度增加 ,同时降低了工人们的劳动强度。
4.1 以计算机为核心技术 ,自主研发的煤矿机电一体设备
计算机 ,已经成为信息化时代的标志 ,未来科技发展的方向必然紧紧围绕着计算机发展 ,因此将计算机技术和煤矿产业紧密结合起来 ,开发出具有自主知识产权的煤矿机电一体设备将是未来发展的必然。
4.2 产品信息化
煤矿机电一体设备是一项综合的技术 ,为了适应其发展的要求 ,应增加设备的通信功能。
4.3 煤矿机器人
机器人已经运用到社会的很多方面 ,机器人具备智能化 ,更适合矿井工作 ,从而极大的降低煤矿行业中的安全风险 ,因此煤矿机器人必然成为今后研究的热门项目。
五、结论
煤矿事业在我国经济发展中起到了很大的作用 ,煤矿机电一体化技术所具有的智能化、信息化、程序化以及运行简单、维护方便、体积小等特点 ,必然会让煤矿机电一体化技术在未来发展中得到广泛地运用。机电一体技术在煤炭行业中的运用使得开采煤矿的安全性能大幅度增加 ,并且极大的提高了企业的生产下频率。关注国内外煤矿机电一体化技术的动向 ,自主研发先进的机电一体化设备 ,这是社会发展的必然 ,也将产生极大的经济效益。
综上所述,随着我国煤矿事业的发展,机电工程在其中也起着越来越重要的作用,并向着智能化的方向发展,机电工程涉及的专业和领域较多,其在技术方面也有了较快的发展,随着人民生活水平的提高,人们对机电工程的质量的要求也越来越高,特别是在煤矿领域中,我国的煤矿电气传动和自动化方面的应用都取得了一定的进展,机电一体化技术的进步与发展也带来我国煤矿行业的发展,机电一体化技术的实效性和安全性都在煤矿行业中得以体现出来,因此把握好机电一体化技术的应用及发展工作也显得越来越重要。
参考文献:
[1]冯锦鹏。我国煤矿机电一体化的发展[J]中小企业管理与科技(上旬刊),2012,(7)。
[2]雷福海。论煤矿机电一体化技术[J]民营科技,2012,(4)。
[3]赵旭。煤矿机电一体化技术的研究、管理及应用[J]科学之友,2012,(7)。
[4]郭敬林。浅谈机电一体化技术在煤矿的应用[J]山东煤炭科技,2012,(2)。
关键词:机电一体化技术;汽车设计;应用
随着我国汽车行业的发展速度不断加快,大大拓展了汽车设计中机电一体化技术的应用范围,同时也大大提高了机电一体化技术的水平。稳定性、经济性和安全性等是机电一体化技术具备的特征,通过对汽车设计中机电一体化的应用进行研究,不但可以将汽车的整体稳定性提升,同时可以为机电一体化技术质量提供保障,从而对我国汽车行业的发展具有重要的推动作用。
1在汽车设计中机电一体化技术存在的问题
1.1陈旧机电一体化技术设备
我国汽车机电一体化设计技术具有较晚的起步时间,这样传统手动汽车控制系统的设计无法使汽车用户的实际需求得以满足[1]。同一汽车厂对不同车型的设计标准和操作流程没有统一的制定,这样无法规范汽车机械零件的设计方法,从而使机电一体化技术出现一些问题,如不够科学和规范以及无法安装等,使人们对现代化汽车设计的基本要求无法满足。这些问题的存在对汽车设计中机电一体化技术的提升和改进产生不利影响。由于汽车设计应用设备的落后性不但对大量的人力、物力和财力造成了浪费,同时使汽车设计中机电一体化技术的成本提升,从而对机电一体化产品的更新和机电一体化设计技术的创新造成阻碍。
1.2汽车设计理念的落后性
由于落后的机电一体化设计理念会大大降低汽车整体运行的性能和工作效率,这对汽车本身的设计方案造成一定的破坏,使汽车发生故障的次数增加,对创新和发展现代化机电一体化汽车设计技术造成影响[2]。另外由于汽车设计理念的落后性,无法有效的推广新型机电一体化技术方法,无法为汽车良好的运转性提供保障。在汽车实际运行中,传统的汽车维修人员对创新汽车设计理念工作并不重视,这样无法进一步推广和使用机电一体化技术,对创新汽车设计方法和提升汽车运行的整体安全性造成影响。
1.3汽车机电一体化技术人员较低的综合素质
由于不断增加汽车需求量,使汽车行业缺乏相应的汽车实际人才,这样在汽车行业中会使用一些非专科毕业的工作人员,从而对机电一体化技术的使用范围无法提供保障。另外汽车设计具有复杂的程序和较高的技术含量,如果汽车汽车人员的专业技术不丰富,会在安全过程中忽视一些小的零部件,这对汽车运行中的稳定性无法保障。而且由于汽车机电一体化技术人员具有较低的综合素质和专业素质,对安装检查汽车机电一体化技术设备造成影响。
2在汽车设计中完善机电一体化技术的措施
2.1将现代化机电一体化技术设备不断更新
在设计汽车过程中,机电一体化技术人员应该对计算机应用软件正确的使用,这样可以对汽车工程领域中机械技术的改善具有重要的作用[3]。技术人员要对机电一体化技术设备不断的改善,从而可以将汽车设计中处理信息的技术提升,而且要将汽车驱动技术和计算机集成技术等合理的应用到汽车的设计系统中。汽车设计中各个方案的执行是通过不断创新机电一体化设计技术设备来完成的,这样可以将汽车运行的整体功能性大大提升,使汽车电子系统与机电运行系统充分融合的目的得以实现。
2.2对传统的汽车设计理论进行创新
在设计汽车过程中关键的技术主要是机电一体化技术,所以在完善汽车性能的过程中机电一体化技术的创新设计的作用是不可代替的,同时创新汽车设计程序和理念可以将汽车的整体性能大大提升。但是在这个过程中要对各个因素阻碍进行克服,造成这种现象的主要原因是人们出行的安全问题,如生命财产安全会受到汽车内部各个零部件运行质量的影响。因此要充分的融合汽车的微电子精算技术和设计机技术,不断提升汽车的整体性能。只有在汽车设计中充分的应用汽车机电一体化技术,才能够将汽车机电一体化的微电子技术水平不断加强,从而可以进一步提升汽车的稳定性和安全性。
2.3将汽车设计人员的综合素质不断提升
智能化和功能化是目前汽车设计中机电一体化技术的主要发展方向,所以引进汽车机电一体化设计的人员不但要掌握较高的专业技术,同时其专业素质要符合要求[4]。同时要对新技术培训和专业考核制度的力度不断加强,这样机电一体化设计人员可以将汽车整体的机构和运行系统的专业规范熟练的掌握,从而可以为汽车的运行质量提供保障。同时汽车设计人员应该将相应的理论和专业技术不断完善,将微电子技术的应用范围不断推广,这样不但可以将技术人员的实践操作能力提升,同时可以将汽车运行的整体水平大大提升。
3结论
由此可见,随着在技术设计中机电一体化技术的应用力度不断加强,消费者逐渐用更高的标准要求汽车的安全性和稳定性等。在汽车设计中应用机电一体化技术,对机械领域各个方面的发展都具有重要的推动作用。但是其也存在一些相应的问题,这需求汽车企业采取针对性的措施,将这些问题合理的解决,从而可以在汽车设计中更好的应用机电一体化技术,进而可以大大提升汽车设计水平。
参考文献:
[1]张旭梅.机电一体化技术在汽车设计中的应用分析[J].低碳世界,2017,20(02):221-222.
[2]石开华.浅谈机电一体化技术在汽车设计中的应用[J].科技视界,2016,15(05):128+144.
[3]袁满祥.浅析机电一体化技术在汽车中的应用[J].科技创新与应用,2016,23(08):106-107.
关键词:机电一体化技术;汽车设计;应用
随着我国汽车行业的发展速度不断加快,大大拓展了汽车设计中机电一体化技术的应用范围,同时也大大提高了机电一体化技术的水平。稳定性、经济性和安全性等是机电一体化技术具备的特征,通过对汽车设计中机电一体化的应用进行研究,不但可以将汽车的整体稳定性提升,同时可以为机电一体化技术质量提供保障,从而对我国汽车行业的发展具有重要的推动作用。
1在汽车设计中机电一体化技术存在的问题
1.1陈旧机电一体化技术设备
我国汽车机电一体化设计技术具有较晚的起步时间,这样传统手动汽车控制系统的设计无法使汽车用户的实际需求得以满足[1]。同一汽车厂对不同车型的设计标准和操作流程没有统一的制定,这样无法规范汽车机械零件的设计方法,从而使机电一体化技术出现一些问题,如不够科学和规范以及无法安装等,使人们对现代化汽车设计的基本要求无法满足。这些问题的存在对汽车设计中机电一体化技术的提升和改进产生不利影响。由于汽车设计应用设备的落后性不但对大量的人力、物力和财力造成了浪费,同时使汽车设计中机电一体化技术的成本提升,从而对机电一体化产品的更新和机电一体化设计技术的创新造成阻碍。
1.2汽车设计理念的落后性
由于落后的机电一体化设计理念会大大降低汽车整体运行的性能和工作效率,这对汽车本身的设计方案造成一定的破坏,使汽车发生故障的次数增加,对创新和发展现代化机电一体化汽车设计技术造成影响[2]。另外由于汽车设计理念的落后性,无法有效的推广新型机电一体化技术方法,无法为汽车良好的运转性提供保障。在汽车实际运行中,传统的汽车维修人员对创新汽车设计理念工作并不重视,这样无法进一步推广和使用机电一体化技术,对创新汽车设计方法和提升汽车运行的整体安全性造成影响。
1.3汽车机电一体化技术人员较低的综合素质
由于不断增加汽车需求量,使汽车行业缺乏相应的汽车实际人才,这样在汽车行业中会使用一些非专科毕业的工作人员,从而对机电一体化技术的使用范围无法提供保障。另外汽车设计具有复杂的程序和较高的技术含量,如果汽车汽车人员的专业技术不丰富,会在安全过程中忽视一些小的零部件,这对汽车运行中的稳定性无法保障。而且由于汽车机电一体化技术人员具有较低的综合素质和专业素质,对安装检查汽车机电一体化技术设备造成影响。
2在汽车设计中完善机电一体化技术的措施
2.1将现代化机电一体化技术设备不断更新
在设计汽车过程中,机电一体化技术人员应该对计算机应用软件正确的使用,这样可以对汽车工程领域中机械技术的改善具有重要的作用[3]。技术人员要对机电一体化技术设备不断的改善,从而可以将汽车设计中处理信息的技术提升,而且要将汽车驱动技术和计算机集成技术等合理的应用到汽车的设计系统中。汽车设计中各个方案的执行是通过不断创新机电一体化设计技术设备来完成的,这样可以将汽车运行的整体功能性大大提升,使汽车电子系统与机电运行系统充分融合的目的得以实现。
2.2对传统的汽车设计理论进行创新
在设计汽车过程中关键的技术主要是机电一体化技术,所以在完善汽车性能的过程中机电一体化技术的创新设计的作用是不可代替的,同时创新汽车设计程序和理念可以将汽车的整体性能大大提升。但是在这个过程中要对各个因素阻碍进行克服,造成这种现象的主要原因是人们出行的安全问题,如生命财产安全会受到汽车内部各个零部件运行质量的影响。因此要充分的融合汽车的微电子精算技术和设计机技术,不断提升汽车的整体性能。只有在汽车设计中充分的应用汽车机电一体化技术,才能够将汽车机电一体化的微电子技术水平不断加强,从而可以进一步提升汽车的稳定性和安全性。
2.3将汽车设计人员的综合素质
不断提升智能化和功能化是目前汽车设计中机电一体化技术的主要发展方向,所以引进汽车机电一体化设计的人员不但要掌握较高的专业技术,同时其专业素质要符合要求[4]。同时要对新技术培训和专业考核制度的力度不断加强,这样机电一体化设计人员可以将汽车整体的机构和运行系统的专业规范熟练的掌握,从而可以为汽车的运行质量提供保障。同时汽车设计人员应该将相应的理论和专业技术不断完善,将微电子技术的应用范围不断推广,这样不但可以将技术人员的实践操作能力提升,同时可以将汽车运行的整体水平大大提升。
3结论
由此可见,随着在技术设计中机电一体化技术的应用力度不断加强,消费者逐渐用更高的标准要求汽车的安全性和稳定性等。在汽车设计中应用机电一体化技术,对机械领域各个方面的发展都具有重要的推动作用。但是其也存在一些相应的问题,这需求汽车企业采取针对性的措施,将这些问题合理的解决,从而可以在汽车设计中更好的应用机电一体化技术,进而可以大大提升汽车设计水平。
参考文献:
[1]张旭梅.机电一体化技术在汽车设计中的应用分析[J].低碳世界,2017,20(02):221-222.[2]石开华.浅谈机电一体化技术在汽车设计中的应用[J].科技视界,2016,15(05):128+144.
[3]袁满祥.浅析机电一体化技术在汽车中的应用[J].科技创新与应用,2016,23(08):106-107.