时间:2023-03-16 15:50:45
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇机电技术论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
机电自动化产品的功能十分强大,可以进行自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护等多种功能,实现了智能化,因此可以满足人们的多种应用需求,可以在多种场合、多种领域得到使用。强大的功能使得机电自动化产品具有很大的灵活性,因此应变能力较强。机电自动化产品的生产以及不断革新,大大改变了人们的生产与生活方式,将人们从繁重的工作压力中解放出来,有助于改善劳动条件,推动自动化生产的进行,提高生产效率与生产能力等。自动化的生产可以更好实现资源优化配置,并能够在不断实践中不断改革工艺与生产技术等,不断减少耗材。
2机电自动化技术的发展趋势
2.1智能化21世纪是一个信息化的时代,计算机技术以及网络技术的发展极大地改变了人们的思维方式,促使了人工智能概念的提出以及技术的发展。目前,人工智能是人们重点研究的方向之一,越来越受到人们的重视,将人工智能运用到机电领域,实现人机智能化是一个重大突破。智能化就是在机器行为等一切理论基础上,运用人工智能,计算机、动力学等学科,使其逐渐成为自动化产品的智能,但是要想使它完全达到人类智能几乎是不可能的,但是通过一些高性能,速度的微处理器,运用多学科的知识,赋予其较低等级的智能却是完全可以实现的,因此在未来,机电自动化技术会逐步实现智能化,由低等级的智能逐步向较高等级的智能水平发展。
2.2网络化网络技术的发展以及普及,将全球各地的人们联系在一起,基于网络技术产生了多种控制技术,其远程控制终端更是为自动化本身产品量身定做的。随着网络和总线技术的推广与应用,网络化的趋势已经无可阻挡,采用采用家庭网络技术连接电器就可以有效实现计算机家庭化,因此在未来,网络化必将会成为机电自动化技术的发展趋势。
2.3模块化机电自动化技术涵盖很多方面,从机电自动化技术可以衍生出多种多样的产品,因此生产机电自动化产品是一个相当艰巨的过程。工作人员研制和开发一定程度上的标准机械接口、电气接口等的机电自动化技术产品单元是很困难的,如果拥有标准的单元,就可以在标准单元的基础上迅速进行产品研发要创新,也可以迅速扩大机电自动化产品的生产规模,这就需要进行模块化,并要在这基础上制定出每个模块的生产原则以及标准等,从而确保生产出的产品合乎要求。
2.4人性化机电自动化产品制造出来的目的是为人类服务,在未来,机电自动化产品会更加注重设计与功能实现的人性化。要使机电自动化产品更加具有人性化就要重点思考两个问题:一是如何给自动化的实现更加人性化的一些功能?这个问题实际上是要求机电自动化产品的设计与制造更加凸显人机一体化技术,如制造家用机器人等。二:如何模仿生物机理,研制出各种机电自动化技术产品?
2.5微型化20世纪80年代末掀起了一股微型化风潮,MEMS就代表微电子机械系统,也就是使机电系统逐步朝着微米、纳米级方向发展,这样生产出的机电自动化产品体积小,便于懈怠,灵活性比较好,消耗的能量比较少,因此可以广泛应用到军事、医疗等多个领域,并有着举足轻重的作用。
2.6绿色化绿色产品要求产品从设计到生产制造的全过程都贯彻绿色环保的理念,在今天具有相当高的利用率。机电自动化产品的绿色化主要表现在无污染、能够进行回收利用,因此,设计与生产有效的绿色机电化产品会具有广阔的前景。
3结语
“双师型”教师,是既能从事理论教学,也能从事实践教学;或能担任教师,又能担任专业技术人员,即同时拥有“教师资格证书”和“专业技术职务证书”的“双证”结合的教师,一般认为符合下列条件之一者即可认定为“双师型”教师:(1)累计有2年及以上生产、建设、管理和服务第一线本专业实际工作经历、能胜任本专业实践教学工作、具有讲师及以上专业技术职务的教师。(2)能胜任本专业一门及以上专业理论课程教学工作、具有中级及以上非教师系列专业技术职务的实践教学指导教师。(3)具有讲师及以上专业技术职务的教师,取得本专业非教师系列的中级及以上专业技术职务或本专业的中级及以上职业资格证书,并具有半年以上相应行业的实际工作经历,胜任本专业实践教学工作。(4)在企事业或科研等单位取得中级及以上非教师系列专业技术职务人员,在职业院校任教一年以上,胜任本专业一门及以上专业理论课程教学工作。(5)具有中级及以上专业技术职务的教师,主持市级及以上本专业或相关专业科学研究课题,并通过鉴定;或获省部级二等或市级一等及以上科技进步奖;或本人科技成果获技术转让费10万元以上;或在科技开发、科技服务方面获项目经费20万元以上。胜任本专业一门及以上专业理论课程教学工作。
2.我校机电技术应用专业师资队伍建设的现状及存在的问题
2.1师资队伍建设的情况分析
我校机电技术应用专业现有专任教师18名,老中青结合有梯度,师资队伍年龄结构比较合理,中青年教师14名,占77.8%,教师职称符合要求,具有高级职称的教师共4名,占22.2%,具有中级职称的教师12名,占66.7%,但具有双师素质的教师只有5名,占教师总人数的27.8%,根据教育部标准,“双师型”教师人数合格比例应为50%,优秀比例应为80%。而我校机电技术应用专业“双师型”教师比例只有42%,而且是包括获得职业技术资格证书和曾下厂实践的教师。
2.2师资队伍建设存在的主要问题
(1)教师缺乏实践锻炼,来源单一。这是最主要的问题。目前的专职教师中,大学毕业后直接任专业基础课和专业课的教师占专职教师总数的80%以上,基本上都是从学校到学校,由于教师的来源单一,这就使得“双师型”师资队伍建设的起点低,多数教师实践能力、动手能力、实训教学、现场指导都处于弱势,缺乏企业工作经验,对生产工艺流程不熟悉,难以胜任专业课程的教学工作。与社会需要的那种既有渊博的理论基础知识又有丰富实践工作经验的“双师型”教师差距明显。(2)从企业引进的教师,缺乏教育教学理论。我校机电技术应用专业有20%的专业教师是从行业企业调入的,他们虽然具有丰富的生产实践经验和阅历,但在对专业知识的传授与表达方式上却不能适应现代的教育教学理论,这也制约人才培养质量水平的提高。(3)缺乏教育理论背景,教师的教育教学技能不足。我国职业教育的师资培养起步较迟,非师范类毕业的占有较大比例,特别是象机电技术应用专业这样的工科类专业,教师几乎都是非师范类毕业生。因此教育理论背景相对缺乏,教师的教育教学技能存在较大的不足。(4)缺乏教学名师和专业带头人。目前机电技术应用专业还没有一个教学名师,也没有专业带头人。专业改造、教学研究和改革、科技创新和课题开发等方面的工作就没有领头羊,在一定程度上影响了专业的建设与发展。
3.我校机电技术应用专业“双师型”教师的培养途径
我校根据师资队伍发展规划,将采取得力措施,加强“双师型”教师的培养。计划每个学年的寒暑假安排各专业三分之一的教师到企业锻炼,三年将全体教师轮遍,使教师都具有双师素质,既能讲知识又能带实训。(1)组织教师参加国家组织的各类执业资格、职称资格、考评员资格的培训和考试。(2)定期选派专业教师到企业进行生产实践,丰富实践经验,提高教学、生产、实习的指导能力。(3)在寒、暑假有计划地选送专业骨干教师到教育部指定的全国中职教育师资培训基地学习。(4)对实验、实训课教师,在不断提高其实践能力和动手能力的同时,加强对他们的理论培训,努力提高其学历层次和理论水平,使他们逐步成为“双师型”教师。(5)加强校企合作,互派互学相互指导提高实践操作能力。(6)充分发挥现有资源,加强“双师型”教师培养,通过科研、技术服务、技术开发等方式带动一批教师参与实践和科研开发工作,提高教师的实践能力。
4.制定“双师型”教师的激励措施
为了鼓励教师取得“双师型”教师资格,我校在加强“双师型”教师培养的同时,制定以下激励措施。(1)鼓励、支持教师积极考取相关专业的职业资格证书。教师考取了本专业对口行业中、高级职业资格证书,报考费用由学校予以报销。(2)对取得“双师型”教师资格的教师,学校在制定职称评审、骨干教师队伍建设等方面要向“双师型”教师倾斜。(3)教师下企业锻炼每期约30天左右,学校按每天省内35元、省外50元给予补贴(含食宿费用),往来车旅费另行报销。(4)根据需要,学校每年将从职工教育经费中核拨一定比例的经费用于“双师型”教师的培养和奖励。(5)积极组织教师开展职业教育研究,开展校内、社会培训与技术服务,提升教师职业教育研究水平和社会服务能力。对组织对外培训和为企业开展了技术服务的教师,学校对每个培训班次和项目视规模与效果给予500-1000元奖励。(6)对“双师型”教师,各专业科优先安排参与科研项目开发、教材编写、主持或参与主持本专业范围的实验项目,实验装备开发,负责相关仪器、设备的维修,保养或解决较为复杂的技术问题,指导年轻教师进行工程实践能力培养等。
5.结束语
随着人工智能技术的发展和在机电一体化技术中的应用,高智能已经成为了机电一体化发展的主要方向,相关的技术和研究人员也在不断的研究,现如今高智能的机器人和数控设备已经可以代替人类完成一些危险性较高、精密度要求高、工序比较复杂的工作,节省了劳动力,也更加方便的得到了所需要的产品和服务,目前很多的研究人员逐步的将运筹学、模糊数学、心理学等多种智能化的学科逐渐引进到机电一体化技术中,这样能够有效的促进机电一体化系统判断推理能力和自主决策能力,这样能够方便人们对机电一体化设备进行控制。
2区域模块化
区域模块化也是机电一体化发展的重要趋势之一,针对使机电一体化产品的各个单元实现区域模块化管理是一项比较复杂、涉及面广的工程,例如,在进行智能减速、智能变速等相关功能研制的过程中,要充分的实现集图形、图像识别、视觉效果等其他附属的功能的控制单元等模块化,这样可以更加标准、准确的衡量相应的控制单元以及动力单元,进一步的提高各个单元的性能,也可以使机电一体化产品相应的功能之间的联系更加紧密,使一个区域模块更加有效的运行,只有这样才能方便人们对机电一体化产品的应用,提高机电一体化产品的利用程度、可装配性、可维修性等,经过研究和推理,可以得出机电一体化模块是未来机电一体化产品的主要方向,随着未来技术发展的不断深入,机电一体化产品实现模块化的步伐也在不断的加深。
3环保绿色化
机电一体化技术的发展给人们的生产和生活中带来了巨大的变化,丰富了人们的的物质生活,同时也给人们的生活环境带来了负面影响,资源的过度开发利用,加重了生态环境的负担,近些年来,越来越多的国家和组织逐渐重视到环境保护的重要性,人们环保意识的增强,要求机电一体化产品在设计、制造、使用和销毁的过程中要减少对环境的污染,因此机电产品的环保绿色化是未来发展的一大亮点,人们环境保护意识的提高,造成了一些对环境有危害且危害较大的产品失去市场价值,设计和生产绿色环保的机电一体化产品具有很广阔的发展前景,也成为未来竞争的关键所在。
4网络化
计算机网络技术近些年来的发展势头更加迅猛,这也促进了机电一体化系统的进一步的发展,计算机网络技术的兴起及发展,给人们的生产、生活带来了巨大的变革,机电一体化技术的发展也受到了计算机技术的影响,机电一体化设备通过对计算机网络技术的应用可以有效的实现远程自动化控制。计算机网络技术的应用和改革开放的不断深入,使国际上先进的机电一体化产品不断涌入我国,这也为我国进行深入的研究提供了便利条件,促进了国内机电一体化技术的发展,机电技术发展和计算机技术的发展相辅相成,因此计算机技术的不断进步也有利于存进计算机网络技术的发展,目前,利用计算机网络技术可以实促进了机电一体化技术产品更加快捷的推向市场,和生产商之间的技术交流,计算机网络技术势必会推动机电一体化技术的发展,也会继续为人们提供更多、更优质的服务。
5微型精密化
机电一体化技术向微型精密化的方向发展的主要是纳米技术的不断深入发展,机电一体化的微型精密化产品体积小、携带方便、耗能低等,这些优点使得机电一体化产品的微型精密化技术不断进步,应用范围也逐渐扩大,因此,机电一体化微型精密化技术具有比较广阔的发展前景和强大动力,但是想要实现机电一体化微型精密化需要精密的加工工艺以及先进的设备作为强大的后盾,因此需要相关的研究人员不断努力,不断提高我国先进的技术发展。
6总结
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。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。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。例如,电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能,使其应用范围大为扩大。
(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛,涉及到工业生产过程的所有领域,因此,机电一体化产品的种类很多,而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。
④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置,如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外,机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
(一)机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
(二)动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。
(三)传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
(四)信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求,信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息,并对其进行相应的处理、运算和决策,以对产品的运行施以按照要求的控制,实现控制功能。机电一体化产品中,信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
(五)执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作,实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件,常采用机械、电液、气动等机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。执行机构是实现产品目的功能的直接执行者,其性能好坏决定着整个产品的性能,因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调,共同完成所规定的目的功能。在结构上,各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起,构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。
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。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。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。例如,电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能,使其应用范围大为扩大。
(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛,涉及到工业生产过程的所有领域,因此,机电一体化产品的种类很多,而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置,如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外,机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
(一)机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
(二)动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。
(三)传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
(一)内涵
机电接口主要就是机电一体化产品中机械装置与控制微机之间的接口,其是基于机电一体化而产生的。机电接口根据信息传输方向的不同,可以分为信息采集接口、输出接口[1]。在机电一体化产品中,传感器是一种较为常用的设备,在输出信号的时候,一般采用模拟量方式进行检测,时刻掌握发电机转速,并且检测差动变压器位置。然而,在输出控制量的时候,存在一个比较特殊的形式,就是数字系统。机电接口技术主要就是研究机电系统各项组成技术与子系统连接问题的综合技术,其主要包括电子技术、信息技术、机械技术等,共同构成了一个综合系统,在实际应用中,实现了信息的交互与融合,在机电系统设计中发挥了至关重要的作用。机电接口主要是由硬件与软件共同构成,在机电系统运行中,与环境及操作者之间成立一种有效连接,在物理通道中展开信息与能量的输入、转换及传输。在信息转换的过程中,需要进行有效的交互与调整,实现机电一体化技术的协调与综合,保证各系统的有效运行,充分发挥系统功能,实现预期的工作目标。
(二)分类
目前,机电接口主要包括以下几种:智能接口、动力接口、机电接口、人机接口[2]。智能接口应用较为复杂,不同技术形式产生的信息形式也不同,并且在使用过程中,可以根据不同要求展开相应的改变。在各种信息转换与传输的过程中,智能接口可以确保不同技术与子系统的有机结合,构成一个完整系统。动力接口可以有效连接动力源与机电系统,之后给予机电系统相应的驱动动力。在机电系统中,动力类型有很多种,主要包括直流电、交流电、液压等,在系统中运用不同动力类型的时候,需要选用不同的接口形式,确保系统可以正常运行。机电接口的作用就是实现各种驱动系统的有效连接,并且将驱动信号转变成执行信号,在转变的过程中满足传感器运行要求。人机接口是机电系统与操作者之间存在的接口,通过这一接口,可以在操作者眼前呈现系统运行状态,并且有效监控系统运行,实现人性化操作目标。
二、机电一体化发展及其发展趋势
(一)机电接口技术对机电一体化发展的影响
近些年来,随着社会经济的快速发展,人们生活水平的不断提高,对一些事物的要求也在明显提高。经济的快速发展离不开科学技术水平的提高,传统机械技术已经无法满足现代人们日益增长的技术需求,需要对其进行改进与完善。从而在此形势下,机电一体化技术应运而生,其主要包括电子技术、信息技术、机械技术等,充分满足了现代社会发展的技术要求。在机电一体化技术初始发展中,只是将电子技术与机械技术进行融合,接口十分简单、便捷[3]。然而,随着科学技术的不断发展与进步,机电一体化技术水平也在不断提升。目前,机电一体化技术不再是简单的机电一体化产品,逐渐形成了一个复杂的系统,其系统内部接口也日益复杂。现阶段,机电一体化技术研究越来越深入、成熟,然而,简单的技术研究已经无法满足系统的运行需求,需要充分重视其复杂性研究。针对机电一体化技术而言,其复杂性较强,如果只是单纯研究系统设计及其集成理论,根本无法充分实现系统的作用,为此,需要加深对机电接口技术的研究,在设计方面,加强对有关理论的融合,确保机电一体化系统的全面实施。在机电一体化技术发展过程中,越来越向智能化、系统化、微型化、网络化方向发展,其系统内部接口要求越来越高,不仅要确保接口技术与系统技术的有效融合,还要确保信息传输的顺畅。
(二)机电一体化发展历程及趋势
机电一体化发展主要经历3个阶段。一是,在20世纪50年代,电子技术发展越来越成熟,人们尝试在机械工业中应用电子技术,进而刺激了机械产品与电子技术的融合,初步产生机电一体化概念。二是,在20世纪80年代,机电一体化已经发展了30来年,不管是技术还是产品性能都得到了很大的提升,技术更加成熟,产品性能更加健全。三是,在20世纪90年代末,微细加工技术、电子通信技术、光学技术等得到了快速发展,并且逐渐融入发到了机电一体化当中,使得机电一体化技术越来越成熟。我国机电一体化起步比较晚,现今已经取得了一定的成绩,在机械工业中得到了广泛应用。随着信息技术的快速发展,人工智能机电一体化建设取得了很大的进步,在数控机床和机器人制造中得到了广泛运用,促进了机械工业的进一步发展。系统化发展使机械系统更加开放,为多子系统的协调发展与综合管理提供了可靠依据。同时,在绿色生产概念下,机械绿色化也是工业发展的必然趋势,是人类保护生态环境资源的重要手段[4]。
机电设备的正常运行对煤矿的安全生产有着极为重要的意义,加强机电系统的运作和管理能有效确保煤矿的安全生产。从目前的情况看,机电系统的管理仍然存在许多有待解决的问题,主要有以下三类:不健全的煤矿机电技术管理体制、煤矿机电设备操作人员素质、机电设备的维护问题。
1不健全的煤矿机电技术管理体制
国家制定了许多关于煤矿矿井的机械电气设备管理制度,以保证煤矿企业安全地运行,但很多煤矿企业在煤矿开采过程中并不按相应的规范进行监督管理。有的企业制定了机电管理制度,但并没有按计划落实,导致煤矿开采过程中秩序极为混乱,容易发生各种煤矿安全制度,造成人员生命财产损失。
2煤矿机电设备操作人员素质
由于煤矿生产企业的生产环境普遍比较恶劣,没有相应的人员激励制度,缺乏晋升渠道,这些人力管理的缺陷导致煤矿的技术人才流动率很高,无法留住合适的机电设备使用人才。煤矿机电设备操作人员普遍需要培训,经常出现初学者对机电设备进行操作的问题,这使煤矿的安全问题更为严峻,机电设备得不到正常的维护和管理。
3机电设备的维护在煤矿企业中普遍缺乏
机电设备的专业维修人员,机电设备得不到正常的日常维护,这是导致机电设备容易损坏的重要原因,进而影响煤矿的安全采矿工作。
二煤矿机电技术管理
在煤矿安全生产中的运用煤矿的安全正常运行是煤矿企业生产的必要保障,而在大量机械电气设备运行的现代煤矿企业,其先进的管理技术显得尤为重要,作者从以下几方面对煤矿机械电气设备的安全运行提出了相关的策略。
1增加煤矿机械电气设备管理的资金投入
在煤矿企业中大量使用机电设备,但是其管理技术却相当落后,由此导致了很多煤矿安全事故,保证煤矿机械电气设备的安全运行是保证煤矿安全的重要手段。加大机电技术管理的资金投入首先应加大科研方面的投入,以引进各行各业先进的管理经验。各级各部门要落实安全生产的原则,完善各项规章制度,加强对施工队伍的建设,注重科研人员的培训,提高生产煤矿安全技术机电的科技投资。
2建立煤矿电气和机械结构的科学合理制度
这能确保煤矿设备的安全运行。整个矿井电气和机械系统,首先要确保精干高效的电网,和可靠的电力供应。在设计上,为了提高机电设备的安全性和可靠性,应采用UPS电源,双回路供电,以确保煤矿有两个独立的供电系统。特别地,瓦斯风机的抽放泵,必须采用特殊的双回路,保证了供电的可靠性。
3安全生产的过程管理
煤炭生产过程中机电的科学管理是不可或缺的,煤炭生产的每一个环节应该开始严格控制。首先要注意安装阶段的机电设备,提高设备安装质量是前提,确保电气设备和机械设备的正常运行。机械和电气设备的选择应根据煤矿的实际情况,设备的更换成本很高,不要盲目追求低价设备。机电设备的操作人员应该学习机电设备的各种技术数据的信息,准确地理解设备的运行状态。在设备需要停车检修时的,操作人员应制定严格的超前维护计划,详细检查大修后的设备,应进行试机运行,保证维修质量。在煤矿的生产运行中,必须配备在线监测系统,对各种运行中的设备进行在线监测,在设备故障前进行检修,保证设备的正常运行。对于老化的机电设备,企业应及时进行更新,以提高系统的整体可靠性。
4煤矿机电设备的安全制度建设制定和完善
煤矿安全生产责任制,以确保系统实施,提高了系统的执行。有关部门应重视研究安全系统,安全管理,并为新的形势,并在实践中遇到加强研究力度,提出切实可行的措施,新的问题。加强“一通三防”工作的矿井,实施通风区管理制度。提高安全管理水平,在整个煤炭生产的地位和作用,加强对合格的管理人才,专业技术力量的培训,充实煤矿,加强问责制和安全性能评估工作和事故,确保安全系统已经实现。开展安全讨论和竞赛,营造安全生产文化,提高全体员工的安全意识。
5提高煤炭机电技师的专业素质
在煤矿日常生产工作中,所有工作都需要人来操作或管理,人的因素是决定性的,因此,要加强人员管理,重视技术人才的培养,提高煤机电技师的技术水平。一方面,我们要注意引进人才工作,改善工作环境和待遇,不断充实矿山机电技术人员。在另一方面,加强机电技师的培训,在培训期间,当知识和学习,案例研究的理论,实践技能训练相结合,使技术人员更好地掌握技能。建立良好的机电技师考评制度和奖励制度,以促进他们的业务,不断提高自身素质。
三结束语
1.1煤矿机电设备存在一定问题
随着煤矿生产机械化以及自动化的发展,煤矿加大了机电设备的投入,机电设备对煤矿生产效益产生的影响也逐渐增大。但是目前煤矿机电设备存在一定的问题,主要包括以下几点:(1)很多机电设备老化问题严重;(2)煤矿生产过程中,机电设备长期超负荷运行;(3)有些机电设备配制不合理,与煤矿实际生产不符;(4)缺少对煤矿机电设备的养护维修,对设备的测试技术落后等。
1.2机电职工以及管理人员素质有待提高
机电职工与机电技术管理人员的素质关系到整个煤矿机电技术管理的质量,关系着煤矿生产的安全性。目前煤矿生产过程中,一般一台机械有6人左右操作,但是如果操作人员技术不高、责任心不强等,又或者由于某些失误都可能对煤矿的生产带来安全隐患。另外,煤矿生产工作属于高危工作,并且工作环境比较差,存在一定的安全风险,相关人员在工作中如果长时间处于这种高度紧张的状态,也会导致失误操作等问题的发生。
2煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的应用对策
2.1不断完善煤矿机电管理制度
首先,要完善机电管理的责任制度,需要将煤矿机电设备都分配给相应的负责小组,并将设备安装、养护、维修等每一项工作,都安排给实际的人员,并将责任落实到个人。其次,需要安排工程师、技术人员等对煤矿进行机电技术管理,建立一个机电安装、技术指导、机电保护等一体化的管理制度。最后,需要完善相关的管理制度,包括机电管理登记制度、机电设备检查制度等,将煤矿安全生产的机电管理工作细分,明确各项工作的细则。制定完善的奖罚制度,对机电工作定期考核,质量标准检查等可以与相关人员的经济挂钩,提升工作人员的积极性。建立严格的监督制度以及监督机构,对机电管理制度的实施进行严格的监督。
2.2加强对煤矿安全生产管理工作
煤矿生产是一项存在危险性的工作,而机电技术管理又贯穿于煤矿生产的各个环节,这就需要制定一个煤矿生产安全管理的网络化、精准化的规划,编写机电设备操作手册、技术指导等手册,并且做好应急处理办法预案,加大对设备的在离线点检工作,包括对机电设备的工作环境以及运行状态的点检工作,利用先进的系统,对点检工作产生的数据进行汇总与分析。加大对设备的资金投入,更换陈旧、老化的机电设备,引进先进的机械设备,根据煤矿生产的实际需要,进行合理额配制安排。加大对机电设备的检修工作,提升对机械设备的测试技术水平。定期对设备进行全面检查,并做好检修记录,如果发现存在安全隐患,需要及时与相关人员沟通,提早排出隐患。
2.3加强对机电技术人员以及管理人员的培训工作
加强对机电技术人员的培训工作,目的就是提高煤矿安全生产系数,避免人员伤亡。对技术人员的培训工作主要分为两个部分,第一就是培养技术人员的安全操作技术,加强技术人员对机电技术运用以及设备操作注意事项的认识,提高技术人员的业务能力,并在培训后进行相应的考核,这样能够减少或避免由于技术原因造成的煤矿生产危险;第二就是加强煤矿生产安全宣传,坚持以人为本的理念对技术人员实施管理,使每一个工作人员认识到安全生产的重要性,提高技术人员工作的认真态度,避免工作中出现麻痹大意的现象。
2.4对机电设备以及配件入矿检验要严格把关
在机电设备日常检修过程中,当发现设备老化或与生产配制不合理现象,需要及时地更换设备,保证煤矿安全生产工作能够顺利进行。更换设备过程中,需要对新设备以及配件进行严格的检验,选用定点生产厂商,设备入矿前,需要检查产品合格证以及质量合格证。对于一些关键的配件,还需要进行实验室标准测试,如电气插件以及变压器等,经过测试合格后才能投入安装使用。
3总结