發(fā)布時間：2023-03-06 16:02:28
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機電一體化技術樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
一、論文提綱.........................................1
二、內(nèi)容摘要及關鍵詞..................................2
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
3、機電一體化技術的發(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、應有的技術法規(guī)體系、市場管理體系不完善
內(nèi)容摘要、關鍵詞
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信息技術的飛速發(fā)展，機電一體化技術應用越來越廣泛，機電一體化逐漸成為國民經(jīng)濟增長的重要推助力?，F(xiàn)如今，我國的機電一體化已取得初步成效，其應用領域不斷拓展，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的應用進行簡要概述，并展望其未來發(fā)展趨勢。
關鍵詞：機電一體化技術;應用;發(fā)展趨勢
探究機電一體化的發(fā)展及應用
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備事故，設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，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域適應更多的工作要求。
二、機電一體化技術的應用
（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，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;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)
機電一體化技術應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)與機電一體化技術的結合，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應用的另一代表性產(chǎn)品。該類型照相機可以利用微電子技術，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雜電路，同時還涉及光電檢測、液晶顯示等多種先進技術。
（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，這導致人工操作存在諸多安全隱患?；诖?，人們結合機電一體化技術，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的研發(fā)核心課題。
三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
（一）人工智能
人工智能技術的迅猛發(fā)展，為機電一體化技術的智能化建設提供了可靠技術支撐。人工智能，就是指機械設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，學習能力也是人工智能技術的重中之重，可以有效提升機電設備控制管理系統(tǒng)的精確性、高效性。
（二）網(wǎng)絡化
當今社會是信息化時代，網(wǎng)絡化是機電一體化技術發(fā)展的重要發(fā)展趨勢。網(wǎng)絡信息通訊技術的合理應用，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，導致同一類型的機械設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，相關人員應加大研發(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。
四、缺乏全、系統(tǒng)的并且實地性的專業(yè)信息平臺
為應對技術壁壘和反傾銷，應由政府和行業(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，技術發(fā)展遇到壁壘。
五、應有的技術法規(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，要完善技術標準和相關法規(guī)的建設。
六、結束語
綜上所述，機電一體化包含計算機技術、機械加工技術、電子信息技術等多方面內(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，相關政府主管部門應健全制度體系，完善生產(chǎn)標準建設，積極拓展資金渠道，鼓勵企業(yè)創(chuàng)新技術，促進機電一體化在人工智能、網(wǎng)絡以及模塊化、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.機電一體化技術在汽車領域中的應用及發(fā)展研究[J].南方農(nóng)機，2018，49(09):144+148.
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1.1液壓挖掘機中機電一體化技術的應用和發(fā)展從機電一體化技術的發(fā)展歷程來看，其在液壓挖掘機當中的應用與發(fā)展大致可分為四個階段：1）電子監(jiān)控階段。這個階段是機電一體化技術比較早的一個發(fā)展階段，在對液壓挖掘機的工作狀態(tài)和相關參數(shù)進行監(jiān)測時主要采用的的電子技術和傳感技術，電子檢測技術的不斷發(fā)展給該階段的液壓技術、機電一體化技術的有機融合創(chuàng)造了良好的技術條件，電子檢測可以實現(xiàn)對液壓挖掘機各個狀態(tài)參數(shù)的及時了解、掌握。電子監(jiān)控階段為實現(xiàn)液壓挖掘機中應用與發(fā)展機電一體化技術奠定了必要的基礎。2）電控節(jié)能階段。在這一階段，機電一體化技術的應用得到了更好的發(fā)展，在對數(shù)據(jù)以及相關工作參數(shù)進行檢測的同時，還能夠?qū)z測到的數(shù)據(jù)做出分析與計算，而后借助電子控制的方法來實現(xiàn)對挖掘機的操控，使得液壓挖掘機的工作過程效率高且節(jié)能環(huán)保。3）軌跡控制階段。這個階段是按照預定的軌跡來進行軌跡控制的設計，進一步促進了機電一體化技術在液壓挖掘機當中的發(fā)展。4）智能化機器人階段。智能機器人階段實現(xiàn)了機電一體化在液壓挖掘機當中的應用目的，在此階段中挖掘機完全依靠機器操控與管理，極大地提高了液壓挖掘機的工作效率，并且還能使其參與到一些人工不便參與的高危工程的挖掘工作當中，在保證了人員安全的同時也進一步拓寬了液壓挖掘機的使用范圍。
1.2我國的液壓挖掘機中機電一體化技術的應用隨著我國社會的不斷發(fā)展以及工程建設的壯大，液壓挖掘機正慢慢向大型化的方向發(fā)展，在這樣的背景下，液壓挖掘機的效率和節(jié)能效益都迫切地需要提高。在整個大功率挖掘機當中，即使是一點點的節(jié)能都能帶來經(jīng)濟效益上的極大節(jié)約，因此，強化液壓挖掘機的電子化與自動化不僅僅是出于對機器的安全性、經(jīng)濟性以及高效率、高質(zhì)量的考慮，也是對節(jié)能方面的考量。為了減小和發(fā)達國家的差距，我國在液壓挖掘機工業(yè)當中采用了技術引進的方案，通過對國外先進技術的引進實現(xiàn)在較短的時間內(nèi)和較少的資金下提升生產(chǎn)技術水平，促進液壓挖掘機技術方面的進步。我國對液壓挖掘機的研究正朝著機-電-液控制系統(tǒng)的方向上轉(zhuǎn)移，不斷地更新與提高液壓挖掘機的控制方式，使其從最初的機械杠桿控制慢慢轉(zhuǎn)變成了液壓控制。無線電控制與計算機控制將會是我國液壓挖掘機控制方式的未來發(fā)展前景。因此，在研究液壓挖掘機的機電一體化技術時，應當將重點放在其控制系統(tǒng)方面。
2液壓挖掘機機電一體化進程中的兩大分歧
由于機器的技術成本在不斷地減小，促進了液壓挖掘機的電子技術的有效推進，然而機電一體化技術的普及未能及時跟上液壓挖掘機電子技術的發(fā)展步伐，使得其出現(xiàn)了一些維護和保養(yǎng)方面的問題，在解決問題的過程中出現(xiàn)了液壓挖掘機機電一體化進程的分歧：一種是以CAT與小松各機型為代表的由微機與液壓系統(tǒng)聯(lián)合控制動力裝置方法，如小松PC200-5液壓挖掘機；另外一種是以日立公司近年產(chǎn)品為代表的完全采用電腦來控制動力裝置方法，如日立EX100WD2輪式液壓挖掘機。這兩大分歧代表了液壓挖掘機機電一體化進程中的設計、使用的兩種風格，在實際應用中各有利弊。1）供油系統(tǒng)。日立EX100WD2輪式液壓挖掘機的液壓主泵系統(tǒng)運用的是單泵供油的方法，在降低結構復雜性的同時實現(xiàn)復合操作，對執(zhí)行元件的工作速度進行控制，并采取壓力補償法來控制流量；小松PC200-5的液壓主泵系統(tǒng)則采用了雙泵雙回路，解決了單泵供油負載不同執(zhí)行元件的問題，但其主要使用的是液壓控制，機電一體化程度相對較低。2）液壓泵調(diào)節(jié)。在液壓泵的調(diào)節(jié)過程當中，PC200-5主要采用的是電液聯(lián)合控制，而EX100WD2則采用了全電腦控制，然而現(xiàn)階段的全電腦控制受到環(huán)境影響，電子系統(tǒng)易發(fā)生故障，并引發(fā)整機癱瘓，使工程受到延誤。
3總結
關鍵詞：機電一體化技術；控制理論；信息技術；計算機技術
1機電一體化的內(nèi)容與核心技術
1.1機電一體化技術的基本內(nèi)容系統(tǒng)工程是該技術的主要工作方式，此外，該技術的應用還包含了電子、機械等各個領域的技術，并將這些方面的知識、技術進行了有機結合，從而優(yōu)化了產(chǎn)品制造和系統(tǒng)間的配置。同時，還促進了產(chǎn)品滿足現(xiàn)實中的需求。就目前而言，使用一體化技術時一定要將與其有關的建設工作做好，特別是各種技術的創(chuàng)新、原理等，以生產(chǎn)出質(zhì)量更好的新產(chǎn)品，因此，該技術本質(zhì)上是相關技術整合后的結果。1.2機電一體化的核心技術1.2.1自動控制技術該技術是所有技術中最為復雜的一項，因為該技術涵蓋的面積非常廣，內(nèi)容五花八門，基于控制理論的知識對一體化系統(tǒng)進行設計，再進行模擬檢測和現(xiàn)場測試。在其能控制的區(qū)域中，該技術所包含的內(nèi)容非常多，主要有自適應、速度、精度定位等控制技術。1.2.2系統(tǒng)技術系統(tǒng)技術指的是一體化中包含的所有組織、概念等的總稱，它是一個基于整體角度的技術，將整體分割成多個互相聯(lián)系的功能模塊，從而將其與接口技術統(tǒng)一起來，并進行有效的管理，達到將系統(tǒng)連接起來的目的。1.2.3計算機、信息技術信息技術、計算機技術這兩種技術的結合運用是對信息進行互換、儲存、讀取、運算以及進行相應判斷的過程，該過程包含的內(nèi)容分極其豐富，主要有專家系統(tǒng)、人工智能、決算等。1.2.4機械技術該技術是實現(xiàn)機電一體化的基本技術，機械技術具有高、新的特點。該項技術應用的關鍵點在于怎樣將其融入到一體化技術中，并利用它自身的特點更新、處理產(chǎn)品，對產(chǎn)品的性能、結構、材料進行改善，進而大大改觀產(chǎn)品的準確度、性能。
2機電一體化技術的發(fā)展趨勢
在20世紀90年代后期，很多發(fā)達國家引領一體化技術向著智能化方向發(fā)展。形成這種趨勢的原因有3個：①通信、光學等技術廣泛應用到了一體化技術中。此外，微細加工這一精密技術也逐漸引進其中，形成了微機電、光機電等一體化的分支技術；②相關人員對一體化這一學科的體系、發(fā)展方向進行了深入探討，比如集成方法、建模的設計與分析等；③光纖、神經(jīng)網(wǎng)絡、人工智能等技術的快速發(fā)展，為一體化技術、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到了巨大的推動作用。未來機電一體化技術的發(fā)展趨勢分為以下5方面。2.1綠色化隨著人們環(huán)保意識的逐漸增強、綠色發(fā)展概念的普及，機電一體化技術也要向著綠色化方向發(fā)展。該技術的綠色發(fā)展指的是其應用不會污染環(huán)境，可降低材料的使用成本，并能實現(xiàn)回收再利用。比如，通過將廢物產(chǎn)生量、材料使用量、產(chǎn)品設計三者之間的關系進行量化，從而分析一體化產(chǎn)品制造過程是否對環(huán)境造成了污染；對一體化產(chǎn)品設計、制造中的每一階段進行改進，爭取通過廢棄材料來加工生產(chǎn)，產(chǎn)品報廢之后還可以回收再利用。2.2模塊化隨著產(chǎn)品精細程度、成熟程度的提高，產(chǎn)品制造過程中的分工會越來越細化，且所有的細化分工應參考一樣的標準。因此，就形成了模塊結構。機電一體化也逐漸向著模塊化的方向發(fā)展。比如，研發(fā)集實時測距、動態(tài)捕捉、圖像采集與校對、數(shù)據(jù)監(jiān)測等于一體的電機控制模塊，研發(fā)集節(jié)能、變頻、減速于一體的電機驅(qū)動模塊。在此情況下，便能在產(chǎn)品設計環(huán)節(jié)直接使用所建立的模塊，大大加快了產(chǎn)品研發(fā)的速度。2.3微型化機電一體化向著微型化發(fā)展是必然趨勢，這是因為微型化發(fā)展可以對微電子、軟件、微機械等技術進行有機融合，并具有使用靈活、消耗能量低、體積小等優(yōu)點，發(fā)展前景良好。2.4系統(tǒng)化系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在2個方面：①逐漸引進多系統(tǒng)、遠程通信的局域網(wǎng)，大幅提升通信能力；②逐漸使用模塊化、開放式的結構，能隨意分割和組合，靈活多變，比如，當前正在對智能機器人進行生物系統(tǒng)化的研發(fā)。2.5智能化在當前信息時代的大背景下，控制理論的逐漸應用、傳感系統(tǒng)的快速發(fā)展、計算機運行速度的不斷加快均推動著機電一體化技術向著智能化的方向發(fā)展。比如，現(xiàn)階段有的機器人能模仿人類的思維或動作，在工業(yè)生產(chǎn)、家庭生活中已經(jīng)被運用。
3機電一體化技術的發(fā)展思考
要想推動機電一體化技術的發(fā)展，應做好以下5方面的工作。3.1優(yōu)化發(fā)展環(huán)境要想優(yōu)化該技術的發(fā)展環(huán)境，應確保人們可以正確認識該技術的發(fā)展，并引起高度重視，從而為一體化技術的發(fā)展創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，爭取獲得政策、技術上的大力支持。同時，應為研發(fā)人員提供充分的保障，調(diào)動他們的積極性，爭取為機電一體化的發(fā)展作出更多的努力。3.2做好相關管理工作充分發(fā)揮相關協(xié)會的作用，做好相應的管理工作。在機電一體化進程中，應按照國家的相關規(guī)定，并以國家政策為原則來發(fā)展，這有利于機電一體化的突破發(fā)展。3.3統(tǒng)籌發(fā)展在機電一體化的發(fā)展中，一定要對各個環(huán)節(jié)、各個方面進行統(tǒng)籌，促進它們之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。所以，應進行深入調(diào)查，對一體化技術進行科學的分析和統(tǒng)籌，為一體化技術的整體發(fā)展提供可以參考的依據(jù)，從而促進一體化技術的發(fā)展。3.4擁有自主知識產(chǎn)權該技術應用中的所有裝置設備應有自己的知識產(chǎn)權，以提高一體化產(chǎn)品的供求比例，防止供求關系紊亂。3.5增加產(chǎn)品的通信功能只有確保產(chǎn)品具有通信功能，才能使其更加時適應自動化的需求。
4結束語
隨著科技的不斷發(fā)展，機電一體化技術也將更加成熟，大眾視野中的一體化產(chǎn)品也會逐漸增多，其使用會越來越廣泛。在今后的發(fā)展中，機電一體化技術將向著智能化、微型化、系統(tǒng)化、模塊化、綠色化的方向發(fā)展，它的作用會越來越大，為進一步提高生產(chǎn)效率、推動社會的發(fā)展作出更大的貢獻。
參考文獻
［1］鄭峰.關于機電一體化技術的應用與思考［J］.科技展望，2015（29）.
【關鍵詞】機電一體化；應用；發(fā)展
前言
隨著機電一體化技術的發(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)及高精密等設備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術、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。機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
一、機電一體化技術的應用問題分析
在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用 傳統(tǒng)機械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟的基礎上，靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結構和重復性來獲得競爭優(yōu)勢的，它強調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率，其生產(chǎn)盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業(yè)是以信息為主導，采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)，其特征是全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造?，F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度。近年來，制造工程領域的新技術相繼誕生，如計算機數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。機電一體化技術是以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發(fā)展，向機械工業(yè)領域迅猛滲透，機械電子技術深度結合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎上，以機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術的綜合應用。其發(fā)展大體可分為3 個階段，20 世紀60 年代以前為第一階段。20 世紀七八十年代為第二階段，也是蓬勃發(fā)展的階段，這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎，大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎。20 世紀90 年代后期機電一體化進入深入發(fā)展的第三階段，機電一體化技術向智能化方向邁進。一方面通信技術、光學等進入機電一體化，微加工技術也在機電一體化中凸現(xiàn)出來，出現(xiàn)了微機電一體化和光電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，對機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢進行了深入研究。同時人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。
二、機電一體化技術意義分析
1、機電一體化簡化了機構鏈，使機械磨損、配合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少，從而達到純機械技術手段所無法實現(xiàn)的工作精度。
2、采用微處理器、大規(guī)模集成電路、電力電子器件裝置使機電一體化產(chǎn)品零部件數(shù)量減少，體積變小，結構得到簡化。
3、具備安全連鎖控制、過載及失控保護、斷電保護功能，進一步提高了機電一體化產(chǎn)品的安全可靠
4、采用計算機技術提升了產(chǎn)品的自動化程度，減少了操作按鈕及手柄，改善了設備的操作性能。
5、引入了軟件技術，實現(xiàn)機器工作程序的可修改性。通過軟件的修改，滿足了工作情況改變的需要，提高了柔性。
6、機電一體化產(chǎn)品具備了多種復合功能，使多臺設備的多道工序能一次完成并能自動檢測工件和精度，其功能大大增強。
三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢分析
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、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。
2、數(shù)字化。微控制器和接口技術的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、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。
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。
4、網(wǎng)絡化。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給社會各個領域帶來了巨大變革。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡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帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
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。
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，更接近生活習慣。
7、微型化。微型化是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構、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。
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。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(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)品壽命結束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。
四、結語
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著相關技術的不斷發(fā)展，其內(nèi)容將不斷更新。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、光學技術、電力電子技術、接口技術等群體技術，合理配置各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術，它使工業(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。
參考文獻
關鍵詞：機電一體化技術, CISM應用,應用領域
Abstract: The mechanical and electrical integration development trend of mechanical and electrical integration is the machinery, microelectronics, control, computer, information processing science crossover fusion, the development and progress of the relevant technology progress depends on the development, the main development direction mainly has intelligence, modular, network, miniaturization, greening, human nature is changed. Requirements of mechanical and electronic products have certain intelligence, make it has similar to human logic thinking, judgment reasoning, decision-making ability, etc.
Keywords: mechanical and electrical integration technology, CISM application, application field
中圖分類號：TP271+.4文獻標識碼： A 文章編號：
機電一體化技術是20世紀60年代以來，在傳統(tǒng)的機械技術基礎上，隨電子技術、計算機技術特別是微電子技術、信息技術的迅猛發(fā)展而發(fā)展起來的一門新技術。它是以機械技術和電子技術為主體，多門技術學科相互滲透、相互結合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科。美國Ⅸ技術評論》認為，有10種新興技術在不遠的將來會產(chǎn)生巨大影響。這些技術是全新的，很快就可以改變計算、醫(yī)療、制造、運輸和能源基礎設施，這l0種技術就包含機電一體化技術。
機電一體化的發(fā)展趨勢機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展進步有賴下相關技術的進步發(fā)展，其主要發(fā)展方向主要有智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、微型化、綠色化、人性化。
l、智能化是2l世紀機電一體化技術發(fā)展的主要方向。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。如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設置智能I／O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極人方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人1=智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。
2、模塊化由于機電體化產(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、電氣接口的機電1體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但義很重要的事。利用標準單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，擴大生產(chǎn)規(guī)模，將給機電一體化企業(yè)帶來美好前景。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。
3、網(wǎng)絡化，20世紀90年代，計算機技術的突出成就是網(wǎng)絡技術。因網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。
而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電，器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡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帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
4、微型化微型化是指機電一體化向微型化和微觀領域發(fā)展的趨勢。微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。自I1986年美國斯坦福大學研制出第～一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在jMEMs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)，各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連{桿、微齒輪、微彈簧以及微機器人等)。
5、綠色化2l世紀的主題是環(huán)境保護，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造使用和銷毀的生命過程中，要符合特定的環(huán)境保護和人類健康的耍求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率最高。
6、人性化未來的機電一體化更注重產(chǎn)品與人的：關系，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人如何給機電體化產(chǎn)品賦予人的智能、I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享受，如家用機器人最高境界就是人機一體化。
機電一體化技術的應用隨著機電一體化技術的不斷發(fā)展，其應用滲透的領域越來越多。主要從以下幾個方面來談一談它的應用情況：
(一)機電一體化技術在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用傳統(tǒng)機械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟的基礎上，靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結構和重復性來獲得競爭優(yōu)勢的，它強調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率，其生產(chǎn)盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。世紀的機械制造業(yè)是以信息為主導，采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)，其特征是全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造。
現(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，充分利用電了計算機技術，使制造技術提高到新的高度。近年來，制造工程領域的新技術相繼誕生，如計算機數(shù)字控制，現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。數(shù)控系統(tǒng)裝備的機床大大提高了加工精度、速度和效率。可以說，數(shù)控技術是實現(xiàn)制造過程自動化的基礎，是自動化柔性系統(tǒng)的核心，數(shù)控技術是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的重要組成部分。我國現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)拓展了傳統(tǒng)計算機集成制造系統(tǒng)的要點，細化了現(xiàn)代市場競爭的內(nèi)容(P、T、Q、c、S、E)；提出了CISM的現(xiàn)代化特征是數(shù)字化、信息化、智能化、集成優(yōu)化、綠色化；強調(diào)了系統(tǒng)的觀點，拓展了系統(tǒng)集成優(yōu)化的內(nèi)容，包括信息集成、過程集成和企業(yè)間集成優(yōu)化、企業(yè)活動中三要素和二三流的集成優(yōu)化，以及CISM相關技術和各類人員的集成優(yōu)化；突出了管理與技術的結合，以及人在系統(tǒng)中的重要作用；指出了CISM技術是基于傳統(tǒng)制造技術、信息技術、管理技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術的綜合性技術，其中，特別是突出了信息技術的主導作用；擴展了CISM應用范圍，包括離散型制造業(yè)、流程及混合型制造業(yè)。此外，這種提法更具廣義性、開放性和持久性。
由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(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?，F(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，應用不斷擴大。
(三)機電一體化技術在飲料行業(yè)中的應用，德國的包裝機械在設計、計量、制造及技術性能等方面都居領先地位，特別是啤酒、飲料灌裝設備具有高速、成套、自動化程度高、可靠性好等特點。一些大公司生產(chǎn)的包裝機械集機、電、儀表及微機控制于一體，采用光電感應，以光標控制，并配有防靜電裝置。其大型自動包裝機不僅包裝容積大，而且能使制袋、稱重，充填、抽真空、封口等工序在一臺單機上完成。德國包裝機械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài)，出口比例占80％左右，是世界上最大的包裝機械出口國。機電一體化技術的廣泛應用使復雜的包裝工藝檢測過程、在線檢測和控制、包裝材料和成品的自動檢測、工況參數(shù)的檢測顯示和控制、對多樣化成品的包裝、輸送等自動控制和監(jiān)測管理等都變得簡單可靠。這給食品飲料包裝機械在設計、制造和控制等方面都帶來了深刻的變化，從根本上改變了包裝機械的面貌。
關鍵詞：煤礦 機電一體化 應用
1 概述
煤礦機電一體化產(chǎn)品是把各項高新技術融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術包括：微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術。在煤礦企業(yè)中，開始利用機電一體化技術對煤炭系統(tǒng)進行改造舊設備和開發(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產(chǎn)品的應用
2.1 礦井運輸提升產(chǎn)品的應用 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、高可靠性的磁阻電機在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應用。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把電機和滾筒做成一體，這樣的融合技術不論在機械結構設計方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領先地位。
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?。另外，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，程序設計起來也比較容易，不需要一些復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，我國自主設計制造裝配了第一套綜合機械化采煤工作面，并在大同礦務局進行試驗使用，一直試驗使用到80年代后期，這項技術的使用標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。機電一體化技術在綜合機械化采煤中的應用，使設備動作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，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，對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施，但仍然沒有得到預期的效果，因此這些在實際現(xiàn)場應用率不是很高。在國外，由于計算機網(wǎng)絡軟硬件技術發(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在監(jiān)控系統(tǒng)上的應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)部機電一體化技術推廣應用最快的產(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的思考
在20世紀，我國煤礦機電一體化技術(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機電一體化技術應用到了煤礦每個環(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達到世界先進技術水平，必須掌握信息時代機電一體化技術的特點和相關技術發(fā)展的動態(tài)。
應提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標準化、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，在設計煤礦機電一體化產(chǎn)品時，應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡進行連接通信控制；煤礦機電一體化產(chǎn)品需要達到智能化發(fā)展水平，能判斷機電設備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設備能自動適應環(huán)境并以最優(yōu)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)這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，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，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關注國內(nèi)外高新技術的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術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 結束語
煤礦機電一體化技術是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎，更是煤礦企業(yè)信息化建設的重要支撐技術，煤礦機電一體化技術在采、掘、運、裝備等方面的應用和推廣，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、結構優(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。
參考文獻
[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京:科學出版社.2004.
關鍵詞：機電一體化特征發(fā)展趨勢
隨著日新月異的技術更新，機電一體化發(fā)展對不同學科交叉滲透也有著推動。機械工程當中的微電子技術以及計算機技術發(fā)展，為機電一體化發(fā)展目標實現(xiàn)奠定了基礎，能夠?qū)崿F(xiàn)技術結構的優(yōu)化目標，在機電一體化的技術應用下，就能提高生產(chǎn)力水平。從理論上對機電一體化技術發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據(jù)。
一、機電―體化技術發(fā)展歷程和主要的內(nèi)容分析
1.機電一體化技術發(fā)展歷程分析
機電一體化主要是電子技術和機械設備的有機結合，從而將機械設備的動力以及電子技術的信息處理功能充分發(fā)揮，實現(xiàn)自動化的工作目標。機電一體化是建立在綜合應用技術基礎上發(fā)展的，在當前已經(jīng)成為獨立的學科，從技術層面來說，主要體現(xiàn)在對機電一體化的產(chǎn)品有效實現(xiàn)和使用發(fā)展。而從產(chǎn)品的基礎層面來說，就是機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結合構成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產(chǎn)品。機電一體化的進一步發(fā)展過程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機電一體化實際是綜合技術的融合，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領域的優(yōu)勢相結合，實現(xiàn)概念上以及技術上的融合。
我國的機電一體化發(fā)展經(jīng)歷了幾個重要階段。上世紀80年代，學術界對機電一體化進行了研究，經(jīng)過了幾十年的努力，在理論上以及技術層面上都實現(xiàn)了長足發(fā)展，在數(shù)控技術方面的市場占有率也逐年提高，機械生產(chǎn)能力也有了大幅度提高。工業(yè)機器人的實際生產(chǎn)應用，對控制系統(tǒng)以及軟件編程技術的應用等，都從很大程度上促進了生產(chǎn)效率的提高。在計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績，已經(jīng)在多個制造生產(chǎn)領域的發(fā)展中得到了廣泛應用，發(fā)揮著重要作用。
2.國外機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀
國外的機電一體化技術發(fā)展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現(xiàn)在20世紀60年代以前，這一時期是機電一體化技術的雛形，是人們不自覺地利用電子技術并且傳承下來；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀80年代末期，機電一體化技術的各項產(chǎn)品都有著很大的發(fā)展；第三階段是深入發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀90年代后期，世界各國都開始研發(fā)和關注機電一體化的技術和新產(chǎn)品。
日本東京在1989年召開的第一屆國際先進機電一體化學術會議，可以稱為機電一體化技術發(fā)展階段的標志，世界各國也從此大力推動和發(fā)展機電一體化的技術和產(chǎn)品的研發(fā)。在深入發(fā)展時期，機電一體化技術進入了向智能化方向的新階段，一方面出現(xiàn)了光學、通信技術、微細加工技術等新的機電一體化技術和產(chǎn)品，另一方面對機電一體化技術的學科體系和研究方法也進行了深入的探討。在目前，機電一體化產(chǎn)品開發(fā)和應用方面處于世界領先地位是日本和美國。
3.國內(nèi)機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀
我國的機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，如當前國內(nèi)外在開發(fā)煤礦機電大功率厚煤層電牽引采煤機的機電一體化新技術方面。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是總體技術上，國外Eickhoff公司開發(fā)的SL500系列采煤機，截高范圍2.0m～6.0m，可達截割功率2×825kW，而國內(nèi)引進6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，最大裝機總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測、故障診斷技術上，目前國外使用微機控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點多等特點，而國內(nèi)卻達不到這一水平；三是自動調(diào)高技術上，基于位置傳感器和計算機的記憶截割技術在國外比較容易實現(xiàn)，而國內(nèi)在研采煤機仍未實現(xiàn)記憶截割。
4.機電一體化技術主要內(nèi)容分析
機電一體化技術涉及的內(nèi)容比較豐富。機電一體化技術方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對電子以及機械技術的應用下，能將兩者得以有機結合，就能充分發(fā)揮綜合技術的應用優(yōu)勢。因此，機電一體化技術涵蓋技術以及產(chǎn)品兩個層面的內(nèi)容。機電一體化系統(tǒng)，也就是產(chǎn)品方面，是通過多個特定功能機械以及電子技術要素構成的整體，使人們的實際生產(chǎn)制造的需求得到滿足。機電一體化系統(tǒng)所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執(zhí)行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。
除此之外，機電一體化內(nèi)容中的系統(tǒng)設計思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統(tǒng)工程方法論等內(nèi)容。機電一體化的思想也簡稱為一體化思想。這一思想的應用對人機一體化以及機電液一體化等發(fā)展目標都能有效實現(xiàn)。機電一體化工程作為電子和機械工程集合，通過機電一體化技術設計制造體系應用，在實際應用中的作用發(fā)揮也比較顯著。
二、機電一體化產(chǎn)品特征類別和核心技術分析
1.機電一體化產(chǎn)品特征類別分析
機電一體化的產(chǎn)品特征也比較鮮明。機電一體化產(chǎn)品的結構比較簡單，產(chǎn)品的輕細巧等特征比較突出，并且比較容易實現(xiàn)標準化、模塊化的設計制造。機電一體化的產(chǎn)品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠?qū)a(chǎn)品的高效性以及智能化的優(yōu)勢充分發(fā)揮，并能起到自動監(jiān)視的功能和診斷功能等，在產(chǎn)品的安全可靠性上也能有效提高，可通過負荷以及運行情況加以有效調(diào)整控制。
另外，機電一體化的a品類型也比較多。機械產(chǎn)品當中一部分控制功能及機構用電子裝置替代，其中比較常見的有機電一體化照相機以及打印機等產(chǎn)品。此外，比較典型性的產(chǎn)品有著較為完整性的結構，其中比較常見的就是工業(yè)機器人以及自動繪圖機等。簡單地依靠機械以及電子無法制造這些產(chǎn)品，兩者結合，就能夠大大提高可運行效率。還是一種類型是通過微電子裝置替代原設備的信息處理機構，比較常見的產(chǎn)品有全電子式電話交換機以及電機調(diào)速裝置等內(nèi)容。
2.機電一體化核心技術分析
機電一體化的核心技術比較多。計算機和信息技術是比較重要的應用技術，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運算等作用。計算機以及信息技術當中的專家系統(tǒng)技術以及人工智能技術也是比較常用的。機電一體化核心技術中的系統(tǒng)技術，是通過整體概念對多種相關技術進行組織應用的，其中接口技術就是比較常用的。為保障計算機的通信，要對數(shù)據(jù)傳遞格式進行規(guī)格化以及標準化呈現(xiàn)。目前這一應用技術中的開發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應用方面比較突出。
機電一體化核心技術當中的機械本體技術是比較重要的應用技術。這一技術主要應用于對性能的改善以及質(zhì)量的減輕等層面。當前的機械產(chǎn)品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產(chǎn)品質(zhì)量，要在結構上加以優(yōu)化，并加強非金屬材料的應用。這一技術的應用響應速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。
C電一體化核心技術當中的信息處理技術以及傳感技術也是比較常見的應用技術。信息處理技術的應用中，將微型計算機在實際工作中加以科學應用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術的應用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當前的技術進一步升級下，對光纖電纜傳感器的應用比較重要。
另外，機電一體化核心技術當中的軟件技術以及驅(qū)動技術也是較為常用的技術。軟件技術應用是和硬件協(xié)調(diào)應用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產(chǎn)維修效率，以及軟件的標準化應用是發(fā)展的重要課題。在驅(qū)動技術的應用下，在響應速度上也能有效提高，對控制專用組件以及傳感器和電機三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。
三、機電一體化技術應用領域和發(fā)展趨勢探究
1.機電一體化技術應用領域分析
機電一體化技術的廣泛應用對我國的經(jīng)濟水平提高起到了積極促進作用。機電一體化技術的應用在當前社會發(fā)展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發(fā)展以及技術優(yōu)化，機電一體化技術在數(shù)控機床的應用使之結構、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結構應用下，使得數(shù)控機床的結構得到了優(yōu)化。應用CPU以及多主總線體系結構，進行開放性設計等，能提高接口的標準化，實現(xiàn)使用效益最大化呈現(xiàn)。通過智能化以及WOP的實現(xiàn)，機電一體化數(shù)控機床系統(tǒng)就能實現(xiàn)二維以及三維的動態(tài)加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實現(xiàn)多過程以及多通道控制。
例如：當前市場上的CK0632數(shù)控機床就是采用機電一體化設計的數(shù)控機床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機床主軸采用高度精密滾動軸承之承，回轉(zhuǎn)精度高。機訂導軌采用耐磨鑄鐵，經(jīng)過超音頻淬火能夠長期穩(wěn)定地保證機床加工精度。CK0632數(shù)控機床機床也可實現(xiàn)自動控制，完成車削多種零件的內(nèi)外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數(shù)控機床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發(fā)出和接收多種信號控制自如的加工過程。目前，CK0632數(shù)控機床廣泛應用于電器、儀表儀器工業(yè)、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機械、五金工具及其他高精度復雜零件的加工制造。
機電一體化在工業(yè)機器人領域當中的應用也比較突出，第二代機器人的設計中，對各種傳感元件進行了科學應用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對象的信息獲得都比較方便。計算機技術的應用能準確判斷分析對操作信息的處理，并進行反饋控制。在第三代的機器人設計中，就通過多感知功能的應用，有效實現(xiàn)復雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨立性層面有著充分體現(xiàn)。
2.機電一體化技術發(fā)展趨勢
隨著時展以及技術進步，機電一體化技術也會向著智能化方向邁進。這也是當前的機電一體化和傳統(tǒng)機械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術上的進步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標實現(xiàn)，對機電一體化的智能化發(fā)展目標實現(xiàn)提供了有力支持。智能化機電一體化目標實現(xiàn)和實際的應用，對人的操作和工作量的減少能發(fā)揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動。
機電一體化技術的網(wǎng)絡化發(fā)展將實現(xiàn)。網(wǎng)絡技術在當前的發(fā)展比較迅速。進入新的時代，在網(wǎng)絡技術的支持下，機電一體化的網(wǎng)絡化目標將得到實現(xiàn)，在遠程控制技術的應用作用上將更加突出，同時會提高機電一體化的功能性以及安全性。
機電一體化技術的系統(tǒng)化趨勢比較突出，也就是在系統(tǒng)結構上的模式化以及開放式的總線結構應用，對系統(tǒng)的靈活性組態(tài)就有著鮮明呈現(xiàn)。在系統(tǒng)化的發(fā)展中，能加強通信功能，可實現(xiàn)遠程以及多系統(tǒng)的通信。
不僅如此，機電一體化的發(fā)展也會向著微型化方向邁進。這主要體現(xiàn)在電子部件的微型化，在產(chǎn)品的體積層面不斷縮小等。這樣就會促進機電一體化的設備運行效率提高，靈活性更加突出。
【關鍵詞】機電一體化技術；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢；選煤；應用
1.機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀60年代以來，隨著電子技術的不斷發(fā)展，人們開始利用電子技術來完善機械產(chǎn)品的性能，從而刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合。計算機技術、通信技術、控制技術的發(fā)展為機電一體化技術的發(fā)展進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期，機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化技術的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎。各個國家均開始對機電一體化技術提供技術支持。20世紀90年代后期，機電一體化技術邁向了智能化的新階段，進入了深入發(fā)展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化技術的研究和應用，并取得了一定成果，它的發(fā)展和進步依賴并促進了相關技術的發(fā)展和進步。目前，機電一體化技術已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展還將被賦予新的內(nèi)容。
2.機電一體化技術的發(fā)展趨勢
2.1全信息化
全信息化即智能化，是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。它是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。人工智能在機電一體化技術的研究中日益得到重視。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術、信息技術的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結構也變簡單的“從上到下”的形式為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
2.2光機電一體化
光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，它們相互構成了一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。該系統(tǒng)各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)的過程中要相互配合，并有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.3“生物-軟件”化
未來的機電一體化技術發(fā)展注重產(chǎn)品與人的關系，即機電一體化的人格化，其有兩層含義：①機電一體化產(chǎn)品的使用對象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產(chǎn)品顯得越來越重要，尤其是家用機器人，其最高境界就是人機一體化；②模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大，很多時候類似于活的生物；當控制系統(tǒng)即大腦停止工作時，生物便死亡，而當控制系統(tǒng)工作時，生物就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學研究領域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構，可為機電一體化產(chǎn)品提供新型的機體，但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領域被稱之為“生物-軟件”或者說“生物系統(tǒng)”，而生物的特點正是“硬件-軟件”一體，不可分割。機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨勢，但將有一段漫長的道路要走。
2.4網(wǎng)絡化
計算機網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展帶動了科學技術的巨大發(fā)展，網(wǎng)絡的普及使得基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術得到迅速發(fā)展，借助于網(wǎng)絡可將各種設備連接成以計算機為控制中心的集成系統(tǒng)，大大提高了操作的安全性和便捷性?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，機電一體化產(chǎn)品也必然會朝著網(wǎng)絡化發(fā)展。
2.5微型化
微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術。
2.6環(huán)?；?/p>
機電一體化產(chǎn)品的環(huán)保化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。如今，生態(tài)環(huán)境已經(jīng)受到嚴重污染，保護環(huán)境、回歸自然成為了新時期的主題。環(huán)保產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。因而設計環(huán)保的機電一體化產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景。
3.機電一體化在選煤行業(yè)的應用
機電一體化在選煤行業(yè)中得到了比較廣泛的應用，對實現(xiàn)煤炭的高效、安全、自動化分選和選煤設備性能的提升起到了促進作用。
(1)在跳汰機中的應用。它通過控制給煤設備實現(xiàn)了入料的穩(wěn)定控制；智能數(shù)控風閥可以調(diào)整交變脈動水流流體動力學特性，進而調(diào)整床層脈動狀況，達到控制床層分層效果的目的；通過排料控制，確保了連續(xù)、穩(wěn)定、精確調(diào)控排料量。機電一體化技術在SKT型跳汰機的應用，提高了整機性能，保證了該機良好的分選效果。
(2)在加壓過濾機中的應用?？梢允褂眉瘷C、電、液、氣控制于一體的固液分離設備，它是選煤中浮選精煤和原生煤泥脫水的理想設備，它有效地解決了盤式真空過濾機存在的生產(chǎn)能力低、濾餅水分高等問題。該設備整機實現(xiàn)了自身流程(包括進料、脫水、卸料、輸送等)過程的自動控制及各部件運行的安全保障，使整機的可靠性、運行適應性、安全性和可維護性等得到了明顯提高。
(3)在其他選煤設備中的應用。在選煤生產(chǎn)中廣泛應用的電液執(zhí)行器、板框壓濾機、TBS、破碎機、煤泥沉降離心機等也不同程度地應用了機電一體化技術。此外，在選煤生產(chǎn)過程中，變頻器的應用也是機電一體化技術的體現(xiàn)，給煤機、合介泵、大功率入料泵等設備均可通過變頻調(diào)速來確保重要工藝參數(shù)(如壓力、流量、液位)的穩(wěn)定，從而達到穩(wěn)定分選指標、節(jié)能降耗的目的。
4.結語
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的成果，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。與機電一體化相關的技術還有很多，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，未來機電一體化技術在選煤和其他行業(yè)的發(fā)展前景將會越來越廣闊。
【參考文獻】
