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序論:在您撰寫機電一體化的行業(yè)現(xiàn)狀時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。
Abstract: Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background, as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology, and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.
關(guān)鍵詞: 機電一體化;應用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
Key words: mechanical and electrical integration;application situation;development trend
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)08-0110-02
0 引言
眾所周知,現(xiàn)代科學技術(shù)極大地推動機械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止,世界各國都在大力推廣機電一體化技術(shù)。近些年來,我國的計算機技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,這些技術(shù)被廣泛應用到了機械工業(yè)領(lǐng)域,形成了機電一體化,不僅對機械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響,而且也給機械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應用,不僅深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢,而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展,并以蓬勃的生機向前發(fā)展[1,2]。
1 機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出,是將機械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學科,機電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系,并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現(xiàn)在:它從系統(tǒng)的視角出發(fā),成功將微電子技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應用有機結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù),機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置,使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn),實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機電一體化產(chǎn)品或機電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以,“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面[3]。需要特別指出的是,機電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊,而是將以上技術(shù)群進行有機融合的綜合技術(shù)。正是這一點,使機電一體化在概念上與機械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看,盡管從純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化,但這樣的機械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機械。進入到機電一體化階段后,其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能,而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說,機電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動,實現(xiàn)人手和肢體的延伸,而且還擁有了智能化特征,實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區(qū)別開。這個定義強調(diào)它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器(dsp),它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng),這發(fā)送信息,以及各種計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件[4]。
2 國內(nèi)機電一體化技術(shù)應用現(xiàn)狀
當前我國正處于市場經(jīng)濟的發(fā)展階段,盡管較之以往我們的機電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績,但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰(zhàn),思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能,對于完善我們的市場經(jīng)濟制度也大有裨益。從促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推動完整的機電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看,我們的機電一體化面臨以下兩點任務:其一,要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級,實現(xiàn)節(jié)能高效,這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行微電子技術(shù)改造。其二,大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5,6]。
首先,在技術(shù)政策上,要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標準的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行限制,加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時,要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機電一體化技術(shù)改造。
其次,我國機電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣,發(fā)展迅速,而我們的財力、人力和物力是有限的,產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到,所以我們應建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機構(gòu),并賦予其職能,既有利于深入的行業(yè)調(diào)查,指導行業(yè)布點布局的調(diào)整,發(fā)展重點項目,又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃,以避免開發(fā)上重復、生產(chǎn)上撞車。
再次,通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳,一來可以建立行業(yè)信息平臺,及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息,二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認知,使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機電一體化”的發(fā)展,既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球,又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時,盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口,但對技術(shù)貿(mào)易來講,卻可以利用此時的時機,大量引進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進技術(shù),反哺自身加工業(yè),提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家,大力發(fā)展機電一體化技術(shù),用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),開發(fā)數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,也是一條促使機電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑[7,8]。
3 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢
Microelectro-mechanical系統(tǒng)(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個快速增長的行業(yè),它們的大小已經(jīng)超過100億美元,數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術(shù)已經(jīng)應用到開發(fā)微型光學開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施,表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計學的改變,ASME報告中,“人口統(tǒng)計學是第二強大的力量改變世界的經(jīng)濟和社會。在未來40年,世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后,報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME,這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發(fā)展,如護理機器人的研發(fā)被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協(xié)會(ASME)最近發(fā)表了一份報告,題為《機械工程在21世紀的發(fā)展趨勢》,其內(nèi)容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢:技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟變革和社會變革。隨著科技的進步,以下八個領(lǐng)域?qū)菣C電一體化發(fā)展的主要途徑:信息技術(shù)、微型化、材料科學、生物工程和醫(yī)藥、能源、運輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等[9,10]。
4 結(jié)論
在經(jīng)濟全球化趨勢逐漸增強,市場競爭日趨激烈的當今社會,機電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟具有至關(guān)重要的作用。機電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學技術(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和產(chǎn)物。當然,與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明??偠灾?,機電一體化技術(shù)作為機械技術(shù),信息技術(shù),電子技術(shù)和計算機技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸,在經(jīng)濟社會不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向,妥善處理機電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中面臨的問題與障礙,推動機電一體化時代的全面發(fā)展。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:機電一體化技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
中圖分類號:TN810文獻標識碼: A
一、機電一體化概述分析
針對當前機電一體化技術(shù)的相關(guān)要點和關(guān)鍵點進行分析,是全面的研究技術(shù)重難點的一項重要的工作。機電一體化主要是通過將電子電工技術(shù)、機械化技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息數(shù)據(jù)傳感技術(shù)、信號技術(shù)等進行全面的融合,并且將融合之后的工藝應用到實踐的生產(chǎn)之中??偟膩碇v,機電一體化技術(shù)是基于上述技術(shù)群體而產(chǎn)生的一種新型的、綜合性極強的技術(shù),不僅僅是將微電子技術(shù)以及機械技術(shù)等進行簡單的組合,更是對相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和改良。所以,這也是機電一體化技術(shù)與機械電氣技術(shù)的一種本質(zhì)上的區(qū)別。而從實踐的應用角度著手,機電一體化技術(shù)還可以分為產(chǎn)品以及技術(shù)等兩個層面,相關(guān)的產(chǎn)品可以將人的感官、肢體的動作以及思想等進行延伸,同時機電一體化的技術(shù)產(chǎn)品還具有高度的智能化,可以增強當前工業(yè)生產(chǎn)與制造工作的制動化程度,在今后也必將為產(chǎn)業(yè)的革新帶來巨大的貢獻。總的來講,現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)備之中,機電一體化設(shè)備占到了半壁江山,對于行業(yè)的影響是非常深遠的。
二、機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀
(一)國內(nèi)機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀。大體上機電一體化技術(shù)共有三個發(fā)展階段,20世紀60年代之前屬于初級階段,即第一階段,該階段人們更為廣泛的承認電子技術(shù),并不自覺的加以利用;第二階段,許多國家對機電一體化技術(shù)給予關(guān)注,并支持其產(chǎn)品。1989年第一屆國際先進機電一體化學術(shù)會議在東京召開,這也標志著機電一體化的縱深發(fā)展。機電一體化在20世紀90年代后期處于深入發(fā)展時期,融入了微細加工技術(shù)、通信技術(shù)和光學等,形成了微機電一體化與光機電一體化的新分支,深入研究了機電一體化系統(tǒng)分析、建模與集成方法及其發(fā)展趨勢。其發(fā)展現(xiàn)狀有以下幾點表現(xiàn):①全部制造業(yè)領(lǐng)域基本都應用了機電一體化產(chǎn)品。在工業(yè)發(fā)達國家30%-40%的機床都是數(shù)控機床,工業(yè)機器人也趨向系統(tǒng)化與智能化,并以25%-30%的速度在未來幾年內(nèi)呈增長趨勢,今后在家庭、娛樂、管理和辦公等多個領(lǐng)域都會逐漸應用智能機器人。②單機的機電一體化逐漸過渡到全部制造業(yè)的集成化。如今制造業(yè)在全球發(fā)展的總趨勢就是計算機集成制造系統(tǒng),它將原有部門間的接線打破,將基礎(chǔ)定為制造對信息流與物流進行控制,從而有機結(jié)合決策經(jīng)營、開發(fā)產(chǎn)品、生產(chǎn)準備、實際生產(chǎn)與管理等環(huán)節(jié),綜合全局動態(tài)。③機電一體化領(lǐng)域引入了激光技術(shù),它結(jié)合了電子、機械技術(shù),將機電一體化的應用領(lǐng)域進行擴展,更好的結(jié)合了制造業(yè)和信息業(yè)。④微細加工設(shè)備和技術(shù)飛速發(fā)展,也使許多高新技術(shù)的興起得到帶動,對電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予支持,也在一定程度上促進了微機械的產(chǎn)生與發(fā)展。
(二)國外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀。從20世紀80年代初期我國開始研究并應用機電一體化,國務院在“863”計劃中列入了成立的機電一體化領(lǐng)導小組,許多有關(guān)機構(gòu)和院校也對此進行研究。目前在機電一體化技術(shù)的發(fā)展發(fā)面,我國雖落后于歐美等先進國家,但伴隨技術(shù)革命的開展,我國也進行了更深入的研究,作為我國高技術(shù)研究領(lǐng)域的重點,優(yōu)先支持其發(fā)展,也獲得了很大進步,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。①計算機集成制造系統(tǒng)方面。通過十幾年的理論與技術(shù)準備,計算機集成制造系統(tǒng)在我國取得了一定的進展,清華大學目前已經(jīng)建成了該工程的研究中心,其他的著名高校也建立了相關(guān)的培訓中心與實驗室。我國有許多行業(yè)和省市以及類型、規(guī)模不同的企業(yè)都在研究計算機集成制造系統(tǒng),并獲得了理想的經(jīng)濟效益,如今該技術(shù)已經(jīng)被引入到了石油化工、冶金、紡織、輕工、航天、電子、機械等各個領(lǐng)域,許多行業(yè)也逐漸對其進行關(guān)注與投入。②工業(yè)機器人方面。機器人的開發(fā)研究于1986年被列入我國的國家科技計劃,現(xiàn)對其操作機的設(shè)計制造、軟件編程、控制系統(tǒng)、軌跡規(guī)劃以及運動學等多種技術(shù)均已掌握,生產(chǎn)并應用了一些機器人的關(guān)鍵元器件,開發(fā)出了多種機器人,可以水下作業(yè)、爬墻或前后行走等。我國與工業(yè)機器人操作機有關(guān)的企業(yè)及科研機構(gòu)目前已經(jīng)掌握其優(yōu)化制造技術(shù)、設(shè)計與編程機器人軟件、設(shè)計驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)、控制工業(yè)機器人的技術(shù)等,并可以自動生成點焊、弧焊與大型機器人,開發(fā)并制備其周邊配套設(shè)備。③數(shù)控技術(shù)方面。該技術(shù)于1958年起步,在其50多年的發(fā)展過程中,先后經(jīng)歷了我國制定的幾個“五年計劃”,整體來說取得了較為理想的進步。我國的生產(chǎn)能力早在幾年前就達到了年產(chǎn)3000多套數(shù)控系統(tǒng)、5000多套進給裝置和主軸。加工普通級數(shù)控機床的精度在近十幾年已經(jīng)從10μm變?yōu)?μm,以前3-5μm精密加工中心也達到了1-1.5μm,同時達到了納米級(0.01μm)的超精密加工精度。
三、機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢
(一)智能化。智能化是對機器行為的描述,是綜合現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)在某一方面的應用,是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。它使機器能夠具備人的思維、推理判斷,并具有自主決策能力,達到更高的控制目標,可取代生產(chǎn)過程中人的部分腦力勞動。目前的機電一體化產(chǎn)品機器人、數(shù)控機床是智能化的體現(xiàn),當然現(xiàn)在其技術(shù)還不完善,隨著智能化所起的作用越來越明顯,工程師對機電一體化技術(shù)的研究也越來越重視,隨著各項技術(shù)的迅速發(fā)展,機電一體化技術(shù)的智能化將會越來越完善。
(二)標準化。機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,機械接口、電力接口、動力接口、環(huán)境接口等只有具有了一定的標準,才便于各部件、各單元的匹配。由于各生產(chǎn)商為了維護自己的利益,目前無論是國際還是國內(nèi)都沒有一個標準。隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展,經(jīng)營理念的進步,資源的共享,技術(shù)的進步,機電一體化技術(shù)的標準化已成為未來的一個發(fā)展趨勢。機電一體化技術(shù)上的標準化有利于新技術(shù)、新產(chǎn)片的開發(fā),有利于產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn),同時反過來促進機電一體化企業(yè)的發(fā)展。
(三)網(wǎng)絡(luò)化。自上世紀末,網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展,其應用滲透到各個行業(yè),生產(chǎn)方式發(fā)生了巨大的變化,機電一體化技術(shù)也是如此。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展促進了機電一體化技術(shù)的進步,而機電一體化技術(shù)也促進了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,例如:網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制的終端設(shè)備就是機電一體化的產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應用逐漸出現(xiàn)了集成家電系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng),人們的生活、工作方式,及企業(yè)的生產(chǎn)方式逐漸向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。為了服務于客戶,機電一體化技術(shù)必須順應時代的發(fā)展向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
(四)精密化。微型機電一體化是機電一體化的一個新的發(fā)展方向,它是微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)的融合,使微型機電一體化產(chǎn)品體積更小、耗能更少、運動更加靈活。微型機電一體化技術(shù)在醫(yī)學、軍事、航空、信息領(lǐng)域具有較高的應用價值,發(fā)展前景廣闊,它還將向微米、納米級方向發(fā)展,在更多的領(lǐng)域發(fā)揮更加積極的作用。
(五)綠色環(huán)保。資源循環(huán)利用,綠色生產(chǎn)、不污染自然生態(tài)環(huán)境,已成為各行各業(yè)繼續(xù)發(fā)展的必然趨勢。機電一體化行業(yè)也是如此。綠色環(huán)保需要做到產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、使用、維修、銷毀等環(huán)節(jié),不會對自然環(huán)境和人類健康造成威脅,在各環(huán)節(jié)對資源的利用率達到最高,不浪費資源,并且產(chǎn)品停止使用后可回收利用。機電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品,應當朝著綠色環(huán)保的方向發(fā)展,走可持續(xù)發(fā)展的道路。
四、結(jié)語
機電一體化是在生產(chǎn)力發(fā)展、科學技術(shù)進步的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型學科,自機電一體化技術(shù)產(chǎn)生以來,對工業(yè)生產(chǎn)方式,企業(yè)管理方法,人們的生活工作方式,軍事、醫(yī)學、信息技術(shù)等各行的技術(shù)改革都產(chǎn)生了巨大影響。隨著時代的變化,機電一體化的核心技術(shù)會不斷完善,就目前來看,智能化、標準化、網(wǎng)絡(luò)化、精密化、綠色環(huán)保是機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢,隨著科學技術(shù)的發(fā)展、各項科學技術(shù)的親密融合,機電一體化技術(shù)將會越來越完善、在各行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用。
參考文獻:
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論文關(guān)鍵詞:機電一體化,電力行業(yè),應用
機電一體化主要是指將機構(gòu)的主要功能以及動力、信息處理、控制等功能與電子科技相結(jié)合,實現(xiàn)機械裝置與電子化控制軟件、設(shè)計有機結(jié)合,形成全新的系統(tǒng)。它具有多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗等特定功能價值,涵蓋了“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面,是一個功能強大的系統(tǒng)。
當前,機電一體化已經(jīng)發(fā)展成為了一門具有專門系統(tǒng)的學科領(lǐng)域,當今科學發(fā)展日新月異,機電一體化也將逐漸被賦予新的內(nèi)容。
2 機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 機電一體化技術(shù)在電力行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,“機電一體化”這個名詞越發(fā)流行,它最初只被認作為機械與電子的簡單結(jié)合,但隨著微機性能不斷提高,以及信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、光學,尤其是通信技術(shù)逐漸進入機電一體化,機器可以通過遙控和網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)機電一體化,生產(chǎn)范圍也日益普及。
機電一體化目前多應用于汽車制造、裝備制造、機械加工等行業(yè),其優(yōu)越的性能在電力行業(yè)的應用還處于初級階段。電力行業(yè)發(fā)展需要集成化、智能化,也需要人性化、綠色化,這些都是機電一體化技術(shù)能夠做到的,因此,機電一體化技術(shù)在電力行業(yè)的應用還遠遠不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求,還有待進一步地研究并投入應用。
2.2 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
當今數(shù)字化、綜合化、網(wǎng)絡(luò)化以及個性化的技術(shù)革命是以微電子、軟件、計算機和通信技術(shù)為核心引發(fā)的,對全球經(jīng)濟、社會、科技和軍事等方面發(fā)展影響深刻,也影響了機電一體化學科的發(fā)展趨勢。據(jù)有關(guān)預測表明,機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向如下所述。
(1)朝著光電一體化發(fā)展:一般由傳感、動力、信息處理、機械結(jié)構(gòu)等部件即可組成機電一體化系統(tǒng),加入光學技術(shù),并利用其特點,能有效完善機電一體化系統(tǒng)中的傳感、動力和信息處理部件。(2)朝著柔韌化發(fā)展:今后的機電一體化系列產(chǎn)品,會有足夠的冗余度來運轉(zhuǎn)執(zhí)行和控制系統(tǒng),對突發(fā)事件應對能力加強,柔韌化改善。該系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間相互獨立,均服務于總系統(tǒng),而本身也具有“自律性”,能就不同環(huán)境而做出差異反應,同時,單個子系統(tǒng)的故障不會影響總系統(tǒng)性能發(fā)揮,使得總系統(tǒng)柔韌性加強。(3)朝著智能化發(fā)展:未來的機電一體化系列產(chǎn)品的“全息”特點將會更突出,表現(xiàn)為極強的智能化,這是由于信息技術(shù)、模糊技術(shù)都在快速發(fā)展,識別能力增強。
3 機電一體化技術(shù)在電力行業(yè)中的應用探究
3.1 交流電機的正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計
在生產(chǎn)實踐過程中,常要求用一臺電動機的正反轉(zhuǎn)控制方向相反的兩個運動,如小車的左行、右行,機械手的上升和下降等。
交流電機的正反轉(zhuǎn)控制電氣設(shè)計如圖1所示。
要實現(xiàn)三項鼠籠型異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制,只要把三相線當中的任意兩相調(diào)換位置即可。如圖1,加入接觸器KM1閉合時電動機正轉(zhuǎn),當接觸器KM1斷開,論文接觸器KM2閉合時,電動機就會反轉(zhuǎn)。
3.2 機電一體化技術(shù)在水電站廠設(shè)備中的應用
隨著光電式互感器、智能化開關(guān)等機電一體化設(shè)備的出現(xiàn),水電廠的自動化技術(shù)逐漸進入到數(shù)字化階段。
(1)水電廠設(shè)備機電一體化結(jié)構(gòu)分析。
水電廠設(shè)備機電一體化結(jié)構(gòu)主要分3層。其中過程層,隨著信息技術(shù)發(fā)展,采用了新一代光電電壓互感器、光電電流互感器,能夠直接采集數(shù)字量,提高了抗干擾和抗飽和性能,開關(guān)裝置也實現(xiàn)了緊湊化和小型化。
(2)水電廠自動化的發(fā)展趨勢。
目前,水電廠機電一體化不斷更新技術(shù),其發(fā)展趨勢主要有智能化、人性化及用戶二次開發(fā)等。
智能化指系統(tǒng)可根據(jù)人為存儲的命令對事件進行推理、判斷及歸納。在一定條件下能代替人工操縱,經(jīng)過歸納和判斷,自動操作、提示信息,使機組安全地運行。智能化越高,對人員要求越低,對自身及控制設(shè)備的狀態(tài)能給出準確判斷、統(tǒng)計及報警提示。
3.3 機電一體化技術(shù)在電站輔機產(chǎn)品研制中的應用
(1)微機勵磁調(diào)節(jié)器:該裝置典型的有UNITROP系列,響應快、精度高、穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾、運行和維護方便、可靠性高,在市場上應用非常廣泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自動調(diào)節(jié)器分別適用于≤50 MW等級的無刷勵磁汽輪發(fā)電機、≤600 MW和≥135 MW等級的汽輪發(fā)電機組的自動勵磁電壓調(diào)節(jié)器。(2)勵磁繞組絕緣電阻監(jiān)測裝置:該裝置典型的有GFDS-9001E型,采用80C196單片機技術(shù)。用來測量勵磁繞組與地之間的絕緣電阻,一般采用在線檢測的方式,監(jiān)測發(fā)電機與勵磁機勵磁繞組之間絕緣情況。(3)發(fā)電機氣體純度監(jiān)測裝置:該裝置典型的有GHS-1型,由純度風機、純度儀和變送器等部件構(gòu)成。優(yōu)點為:性能穩(wěn)、無污染、不漂移、維護便捷,獨有的微處理器結(jié)構(gòu)容易使壓力、環(huán)境和溫度相互補償,精度高。(4)勵磁電流電壓測算儀:該裝置典型的有GES-9001型,用于測量勵磁電流和電壓,并可顯示發(fā)電機的電流、電壓、功率因數(shù)、頻率、有功和無功功率以及轉(zhuǎn)子氫溫、繞組溫度等。適用范圍較廣,可供3~600 MW的發(fā)電機組使用,性能好,質(zhì)量可靠。
4 結(jié)語
機電一體化技術(shù)伴隨著當前科技的進步快速發(fā)展,所發(fā)揮的作用日益明顯,但是其在電力行業(yè)的應用遠不能滿足當前的需求,還需要進一步地研究并應用。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】機電一體化技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展方向
工業(yè)生產(chǎn)對于人們的生活有重要意義,例如人們?nèi)粘I钪械募矣秒娖骷吧a(chǎn)工作中所用的機械設(shè)備等都屬于工業(yè)生產(chǎn),因此工業(yè)的發(fā)展能直接影響人們的生活質(zhì)量。隨著社會的不斷發(fā)展,科學技術(shù)逐步滲透到人們生活的各個方面,在推動各行業(yè)技術(shù)水平發(fā)展的同時,也進一步推進了工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。機電一體化技術(shù)正是處于這種社會背景之下,機械化生產(chǎn)方式才逐步向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)保節(jié)能化邁進。
一、機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
機電一體化技術(shù)的起步較早,從上世紀60年代開始一些發(fā)達國家的工業(yè)生產(chǎn)中就已經(jīng)應用了數(shù)控機床的生產(chǎn)方式,而后有了計算機數(shù)控機床、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、無人化工廠、計算機集成制造系統(tǒng)、納米技術(shù)等。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,我國機電一體化技術(shù)也得到了廣泛應用,但是因為許多因素的制約,我國機電一體化技術(shù)的總體水平與發(fā)達國家相比還有不小的差距。上世紀60年代我國機械行業(yè)應用的生產(chǎn)機床仍然是最基本的裝備,不僅工藝落后,并且勞動強度較大,生產(chǎn)效率低,嚴重影響企業(yè)自身的經(jīng)濟效益。到90年代后期,機電一體化技術(shù)的簡單應用逐漸開始發(fā)展,一直到現(xiàn)在人工智能技術(shù)才得到了廣泛的應用,機電一體化技術(shù)的發(fā)展也加快了速度。
隨著機電一體化技術(shù)研究的不斷深入,該技術(shù)在人們生活中得到了廣泛的應用,例如電視機、電腦、洗衣機等等;此外,許多工廠的數(shù)控機床生產(chǎn)功能的控制等也屬于機電一體化應用。目前,隨著我國計算機系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展,電子智能技術(shù)與機電一體化技術(shù)開始逐步結(jié)合,使機電一體化技術(shù)在智能化發(fā)展方面有了顯著的進步。例如,智能機器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛(wèi)生,為人們帶來樂趣,還可以進行廢墟搜救等工作。雖然智能機器人的發(fā)展還處于初級階段,但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展,機電一體化技術(shù)必將為人類的生活與生產(chǎn)作出更多貢獻。
二、機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展方向
21世紀是屬于信息化、智能化的新時代,科學技術(shù)的發(fā)展速度使各種新型技術(shù)處于不斷改革創(chuàng)新的過程中。將機械技術(shù)、電子技術(shù)、自動處理技術(shù)等相互整合發(fā)展產(chǎn)生的新型技術(shù)不斷推進機電一體化技術(shù)的發(fā)展。因此,我國必須加強這一方面的理論研究與應用研究工作,進一步縮短與發(fā)達國家在機電一體化技術(shù)上的差距。以宏觀角度研究我國機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀,科學的預測該技術(shù)未來發(fā)展方向,對于提高該技術(shù)的研發(fā)能力具有極大的促進作用。
(一)系統(tǒng)化
將機電一體化技術(shù)系統(tǒng)的應用開放化、多樣化,不僅能夠提高工業(yè)生產(chǎn)效率,還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機電一體化產(chǎn)品能夠在不同方面滿足市場需求,但是多種機電一體化產(chǎn)品的整合運用,則能同時滿足實際情況中多個方面的市場需求。針對市場的多樣化需求,機電一體化產(chǎn)品也逐漸向系統(tǒng)化方向發(fā)展。努力實現(xiàn)不同種類機電一體化產(chǎn)品的兼容并用,是機電一體化技術(shù)的必然發(fā)展方向。
(二)微型化
將機械技術(shù)與電子技術(shù)以納米尺度相融合所產(chǎn)生的產(chǎn)品,就是微型機電一體化產(chǎn)品。簡單來說,是將傳統(tǒng)尺度的機電一體化產(chǎn)品進行最大限度的縮小,在通常體積上不超過1立方厘米。這種縮小并不是簡單的縮小尺寸,而是將傳統(tǒng)機械制造方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑圃?,這已經(jīng)成為了機電一體化學科中的新型技術(shù)。體積小、能耗低、運用靈活等都是微型化機電一體產(chǎn)品的特點,其在醫(yī)學、軍事等領(lǐng)域都已經(jīng)被廣泛運用。例如醫(yī)療過程中的微創(chuàng)技術(shù)就屬于微型機電一體化技術(shù);軍事所用的微型間諜竊聽器也是微型機電一體化產(chǎn)品。
(三)智能化
機電一體化技術(shù)未來發(fā)展的重要方向之一必定包含智能化發(fā)展。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,人們正在不斷研發(fā)可以在多種領(lǐng)域替代人類智能活動的產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)智能發(fā)展,主要表現(xiàn)在機電產(chǎn)品能產(chǎn)生類似人類邏輯思考及自我決策能力等方面。例如,在數(shù)控機床上設(shè)置人機對話功能、人類生產(chǎn)模擬程序等,都能給產(chǎn)品的生產(chǎn)操作與維護等工作方面帶來極大便利。因此,智能化發(fā)展在推動機電一體化技術(shù)的發(fā)展上可以起到較大的促進作用。
(四)環(huán)保化
隨著社會的不斷發(fā)展,自然界的各種資源物質(zhì)越來越匱乏,環(huán)境破壞問題日益嚴重,人們在尋求發(fā)展的過程已經(jīng)注意到環(huán)境保護的重要性,環(huán)保成為了各行各業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要考慮因素。所以機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢也必然會朝著環(huán)?;斑M。機電一體化產(chǎn)品在設(shè)計、生產(chǎn)、包裝、使用、甚至在銷毀的整個過程中,都可以盡量提高對有限資源的利用率,最大限度的減少環(huán)境污染問題,并且保證產(chǎn)品質(zhì)量。環(huán)?;瘷C電一體化產(chǎn)品應具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點,這不僅是技術(shù)發(fā)展的趨勢,也是社會可持續(xù)發(fā)展的需要。
(五)網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著科學技術(shù)的進步也在飛速的發(fā)展之中,已經(jīng)全面滲透到人們?nèi)粘I畹母鞣礁髅?,為人類生活與生產(chǎn)提供了極大便利,對其它技術(shù)的發(fā)展也起到了促進作用,機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展方向也必然會趨于網(wǎng)絡(luò)化。如今,全球經(jīng)濟的發(fā)展十分迅速,市場經(jīng)濟已經(jīng)逐步由國內(nèi)市場轉(zhuǎn)向國際市場,機電一體化技術(shù)想要掌握最新的發(fā)展狀況,就必須充分利用網(wǎng)絡(luò)了解最新技術(shù)咨詢。研究人員也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行無國界交流,促進機電一體化技術(shù)的發(fā)展。
結(jié)束語
機電一體化技術(shù)不僅促進了工業(yè)發(fā)展,也提高了人們的生活質(zhì)量。隨著科學技術(shù)的不斷進步,將會有更多的學科技術(shù)相互交叉整合,出現(xiàn)更多有利于人類生活與生產(chǎn)的先進技術(shù),機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展前景也會更加廣闊。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:高職院校;機電一體化專業(yè);現(xiàn)狀;改革方向
自上個90年代以來,計算機技術(shù)以及電子信息技術(shù)的飛躍推動了我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展與進步,同時各種機電一體化產(chǎn)品也層出不窮,至今也處于快速發(fā)展的階段。隨著國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展,很多企業(yè)在生產(chǎn)方面更加規(guī)范化,各個崗位的技能要求也逐步提高,機電一體化行業(yè)對相應的人才的需求也發(fā)生了根本性的改變。傳統(tǒng)的機電一體化課程體系顯然已經(jīng)不能適應當前行業(yè)發(fā)展的客觀需要了,這就促使高職院校結(jié)合當前實際,重新制定或優(yōu)化機電一體化的人才培養(yǎng)方案,加緊實施課程改革。
一、當前高職機電一體化專業(yè)課程的現(xiàn)狀分析
1、課程的設(shè)置過于追求學科的系統(tǒng)化
機電一體化專業(yè)的課程建設(shè)雖然幾經(jīng)改革依然沒有跳出學科體系的潘籬,這是導致高職機電人才與企業(yè)所需要之間不一致的結(jié)癥所在。機電一體化專業(yè)是一種復合型高技術(shù)專業(yè),專業(yè)知識涉及機械與電子兩大學科領(lǐng)域,讓學生在短短的在校時間內(nèi)去系統(tǒng)的掌握兩大寬廣而精深的學科領(lǐng)域知識是不可能的。嚴格追求學科知識的系統(tǒng)化造成了,機不太懂,電業(yè)不太通的尷尬局面,或者嚴重失去了專業(yè)的特色,達不到培養(yǎng)的目標。
2、課程知識老化、落后
目前,機電產(chǎn)業(yè)已逐步成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的主導產(chǎn)業(yè),機電產(chǎn)品逐漸智能化、柔性化、高速高精度化、微型化鄧方向發(fā)展。支撐機電一體化產(chǎn)品的許多技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、伺服電機技術(shù)、傳感檢測技術(shù)及信息處理技術(shù)等在日益涌現(xiàn)和不斷更新。許多的新知識、新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備、新標準需要在課程中體現(xiàn)出來,而絕大部分院校的機電一體化專業(yè)課程的教學內(nèi)容相對社會領(lǐng)域的科學化已顯得非常落后,有些甚至依然是以傳統(tǒng)的機械技術(shù)占主導地位,這必然導致培養(yǎng)目標很難適應當今機電行業(yè)的發(fā)展趨勢。
3、專業(yè)課程設(shè)置與就業(yè)崗位存在偏差
由于現(xiàn)階段我們?nèi)狈^(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的系統(tǒng)性、針對性調(diào)查研究,導致很多高職院校在專業(yè)課程設(shè)置方面未能很好地突出就業(yè)為導向以及社會需求,使得機電一體化的專業(yè)方向十分單一,且市場適應能力較弱,進而不能滿足地區(qū)經(jīng)濟和行業(yè)發(fā)展、就業(yè)崗位的需要。
4、專業(yè)教材內(nèi)容與實際脫節(jié)甚至滯后
當前,很多高職院校所采用的某些機電一體化專業(yè)教材內(nèi)容十分陳舊,版本過老,缺少一些能反映機電一體化先進技術(shù)的內(nèi)容,而且該專業(yè)的各門課程之間缺乏緊密的聯(lián)系,不利于學生將相關(guān)知識有機地滲透或結(jié)合在一起進行掌握。除此之外,還存在知識重復嚴重、理論性過強等問題,同時也極大地忽視了對學生實踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
5、忽視了對學生實踐動手能力的培養(yǎng)
由于深受“重理論,輕實踐”這一錯誤思想的影響,導致很多高職院校在進行專業(yè)設(shè)置時把理論課看得過于重要,導致理論與實踐學習的比例嚴重失調(diào)。加之不注重教學實訓,導致學生的實踐場所或?qū)嵙暬貤l件較差,使學生的實踐訓練嚴重不足,這對機電一體化這樣實踐性較強的專業(yè)來說顯然是不相適宜的。
6、專業(yè)“雙師型”教師存在嚴重不足
當前,很多高職院校在師資力量建設(shè)上還存在一些不足,尤其是機電一體化專業(yè)“雙師型”教師存在嚴重不足的問題,有的專業(yè)理論教師不能指導實訓教學,而有的實訓教師在基礎(chǔ)理論方面又過于薄弱,這不利于學生全面地提升和發(fā)展自我。
二、高職機電一體化專業(yè)課程改革的重要性與必要性分析
一方面,對當前的高職機電一體化專業(yè)實行課程改革是改變我國機電一體化教學現(xiàn)狀的根本途徑,具有重要的現(xiàn)實意義。隨著我國科學技術(shù)的進步與飛速發(fā)展,我國的機電一體化產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展成為高新產(chǎn)業(yè)的主導產(chǎn)業(yè),甚至成為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱,所以機電一體化行業(yè)對人才的需求變得更高,具體來說,這些人才必須要具備扎實的專業(yè)技術(shù)技能,要能夠靈活地運用各種現(xiàn)代化機器設(shè)備開展日常工作;其次,這些人才必須具備一定的經(jīng)營管理能力、環(huán)境適應能力以及較強的應變能力,這樣才能夠快速地適應企業(yè)的管理經(jīng)營模式,為企業(yè)的未來發(fā)展建言獻策;第三,必須具備足夠豐富的實踐經(jīng)驗、良好的職業(yè)操守和團隊協(xié)作精神,這是作為工程技術(shù)人才必不可少的基礎(chǔ)條件。另一方面,由于我國的機電一體化專業(yè)起步較晚,發(fā)展時間不長,所以還沒有形成一種合理高效的專業(yè)課程體系,當前不得不加快對該課程體系的總結(jié)、研究,以盡快發(fā)現(xiàn)自身的不足并加以改進,這樣才能推動該專業(yè)又好又快地發(fā)展,因此,筆者認為進行機電一體化專業(yè)課程改革是一種必然趨勢。
三、高職機電一體化專業(yè)課程改革的方向和建議
1、加快調(diào)研,進一步分析崗位需求,明確專業(yè)培養(yǎng)目標
對于高職院校而言,現(xiàn)階段最重要的是根據(jù)行業(yè)和社會需求制定人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。具體來說,應當在機電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)指導委員會的領(lǐng)導下,通過問卷、訪談、研討等多種方式對機電企業(yè)進行廣泛的調(diào)查研究,進一步明確我國機電一體化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的主要工作和崗位群。同時,要結(jié)合國家對高職學生培養(yǎng)目標的總體定位,以崗位需求和職業(yè)標準為依據(jù),以職業(yè)生涯發(fā)展為目標,明確機電一體化專業(yè)的培養(yǎng)目標,應當是全面發(fā)展,具有良好的職業(yè)素質(zhì)、實踐能力以及創(chuàng)新能力的高素質(zhì)技術(shù)應用型人才。
2、與時俱進,加快機電一體化專業(yè)課程體系的模塊構(gòu)建
筆者認為,現(xiàn)階段構(gòu)建以模塊化課程為基礎(chǔ)的理論課程體系和實踐課程體系很有必要。
要合理地構(gòu)建理論課程體系,就需要我們對職業(yè)崗位群進行系統(tǒng)的分析,以知識應用為主線,不講求理論知識的系統(tǒng)性和完整性,以“必需與夠用”為度,更加注重專業(yè)的應用性和實踐性,這樣,我們就可以把機電一體化專業(yè)的理論知識組成一些模塊化課程,進而形成理論課程體系。另外,構(gòu)建合理的實踐課程體系十分關(guān)鍵,這是由于實踐課程是促使學生獲得知識的重要途徑,它對培養(yǎng)學生的作風、素質(zhì)和能力具有十分重要的作用。高職院校應當結(jié)合實訓條件,形成一種與理論課程體系緊密結(jié)合的實踐課程體系,可分為基本技能訓練、技術(shù)應用能力訓練和綜合技能訓練三個模塊。這樣既能夠有效地促進學生對專業(yè)知識的學習和技能的掌握,又能夠為學生未來就業(yè)提供經(jīng)驗、創(chuàng)造條件。
3、著重強化校外實習環(huán)節(jié)教學,增強學生的工程應用能力
針對高職院校對機電一體化專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)不夠重視的情況,筆者認為有必要對此采取進一步的強化措施。首先,高職院校應當注重對實踐教學環(huán)節(jié)的安排與實施。日常除了開展各種傳統(tǒng)的電機實驗項目外,還應當有序地組織學生到不同電機企業(yè)或變壓器廠進行實習訓練,以不斷增強學生對電機結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)流程的感性認識;其次,高職院校也要加快校企合作,注意搞好與較大較強企業(yè)之間的關(guān)系,以借助校外實習基地鍛煉學生的動手能力,培養(yǎng)更多優(yōu)質(zhì)人才;第三,高職院校也要適當?shù)馗倪M實驗、實訓的投資方式,可以把學校實踐性很強的實驗實訓投資與企業(yè)的技術(shù)改造結(jié)合起來,著力抓好實驗室、實訓基地的建設(shè)工作,甚至可以把部分實驗室或者實訓基地直接建立在企業(yè)當中,這樣一方面給學生創(chuàng)建了一個真實的實踐環(huán)境,另一方面又極大地促進了地方經(jīng)濟的發(fā)展,盤活了學校的投資,為機電一體化專業(yè)的學生帶來更多福音。
四、結(jié)束語
總而言之,我國的高職院校機電一體化專業(yè)課程現(xiàn)狀不容樂觀,可以說是已經(jīng)面臨著嚴峻的改革形勢,當前我們的高職院校必須在國家教育部門相關(guān)政策的指引下,緊跟機電行業(yè)發(fā)展的需求與步伐,結(jié)合高等職業(yè)教育的實際特征,逐步有序地采取課程改革措施,并且在改革的過程中不斷進行總結(jié)、更新、調(diào)整和完善,這樣才能探索出一條真正適合自身發(fā)展的道路,才能為我國的機電行業(yè)培養(yǎng)出更多適應社會發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:機電一體化;煤礦機械;數(shù)字化;技術(shù)
煤炭是我國重要的能源資源,隨著社會的不斷發(fā)展,人們的煤炭的需求量越來越大,這促進了煤炭行業(yè)的發(fā)展,提高了該行業(yè)的經(jīng)濟效益。煤炭開采具有一定的危險性,其需要應用多種大型的機械設(shè)備,在煤炭機械中應用機電一體化技術(shù),可以實現(xiàn)機械設(shè)備的自動化運轉(zhuǎn),其提高了機械生產(chǎn)的效率,而且提高了煤炭的產(chǎn)量。應用機電一體化技術(shù),可以提高煤礦企業(yè)的發(fā)展水平以及經(jīng)濟效益,可以實現(xiàn)煤炭行業(yè)的高產(chǎn)高效發(fā)展。
1 機電一體化概述
機電一體化是科技不斷發(fā)展的產(chǎn)物,應用機電一體化技術(shù),可以提高機械設(shè)備的性能,對機電產(chǎn)品的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)在發(fā)展的過程中,具有數(shù)字化發(fā)展的方向,利用數(shù)控機床以及機器設(shè)備,可以為機械設(shè)備制造奠定基礎(chǔ),應用數(shù)字化設(shè)計技術(shù),可以為機電一體化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。煤炭資源在開采的過程中,需要利用多種機械設(shè)備,其中技術(shù)部門需要應用繪圖軟件 CAD技術(shù),這一軟件具有較高的精確性。進入信息時代后,網(wǎng)絡(luò)覆蓋面越來越廣,煤礦企業(yè)也應用了較多的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),這促進了機電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,在開采資源的過程中,很多問題都可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行解決,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以改善煤礦行業(yè)機械技術(shù)落后的現(xiàn)狀,還可以提高資源的綜合利用率。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的目的是為了更好的為人類服務,由于煤礦企業(yè)近年來出現(xiàn)的安全事故比較多,為了降低安全事故發(fā)生的概率,可以利用機電一體化產(chǎn)品,提高機械化設(shè)備自動化運行水平,還可以提高煤礦開采的效率。
2 煤礦企業(yè)機電一體化的應用現(xiàn)狀
隨著社會的不斷發(fā)展,煤礦行業(yè)的開采技術(shù)越來越高,應用機電一體化技術(shù),可以提高煤礦企業(yè)的工作效率,可以提高生產(chǎn)的安全性。機電一體化技術(shù)可以實現(xiàn)機械設(shè)備的自動化運行,可以對大型設(shè)備的運行狀況進行監(jiān)測。我國煤礦企業(yè)機電一體化技術(shù)雖然取得了較大的進步,但是與國外技術(shù)相比,還是有著一定差距,這主要是因為我國煤礦行業(yè)起步比較晚,所以,在應用煤礦企業(yè)機電一體化技術(shù)時,一定要結(jié)合社會發(fā)展的要求以及需求,還要學習國外的先進技術(shù),這樣才能促進機電煤炭機械行業(yè)更好的發(fā)展。我國煤礦企業(yè)的發(fā)展并不均衡,有的企業(yè)應用的機械技術(shù)還是比較落后,為了提高煤礦開采的效率,提高企業(yè)的競爭力,一定要多應用先進的機電一體化產(chǎn)品,這也可以避免安全事故出現(xiàn)的概率。機電一體化產(chǎn)品還具有通信的功能,利用網(wǎng)架技術(shù),可以實現(xiàn)信息的及時交流以及傳輸。在對機電一體化產(chǎn)品進行開發(fā)時,要考慮設(shè)備的可靠性,要對相關(guān)信息參數(shù)進行優(yōu)化,還要提高信號檢測的靈敏度,這樣才能保證機電設(shè)備故障檢測與自動化調(diào)節(jié)功能的發(fā)揮。
3 機電一體化在煤礦機械中的應用
3. 1 在線監(jiān)控、故障診斷及自動報警監(jiān)控系統(tǒng)在大部分煤礦得到了廣泛的安裝或使用,監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地監(jiān)控采礦系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及運輸系統(tǒng)等。若被監(jiān)控對象發(fā)生異常,監(jiān)控系統(tǒng)可以及時發(fā)出警報,監(jiān)控系統(tǒng)具有強大的優(yōu)勢。1) 能夠自動診斷系統(tǒng)是否出故障及故障原因。2) 可以及時準確地發(fā)出警報。3) 能夠提高設(shè)備的使用壽命。4) 能夠減少維修的成本和時間。5) 可以有效提高安全事故責任人的管理水平。
3. 2 提升機械設(shè)備半自動化或自動化程度
煤礦機械設(shè)備的自動化或半自動化控制可以大大降低或減少因人為錯誤操作而導致的安全問題,還可以降低工人的作業(yè)難度,有效提升勞動生產(chǎn)率。
3. 3 應用于節(jié)能減排
信息化編程可以將液壓機、烘干機、傳送機等機器的電能消耗量控制在合理的水平,避免了由于人員操作而造成的貨物裝載不滿或超載的現(xiàn)象,可定量傳輸原煤,大大降低了電量的消耗,提高了煤礦生產(chǎn)效率,優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)能耗結(jié)構(gòu),達到了節(jié)能減排的效果。
4 機電一體化在煤礦機械中的發(fā)展方向
4.1 更加智能化
智能化可以使煤礦開采系統(tǒng)更完善,能夠更好地滿足煤礦生產(chǎn)中的安全性、經(jīng)濟性等要求。煤礦井下地形復雜,工作條件惡劣,各類安全事故時有發(fā)生。雖然人工操作難以避免,但煤礦智能化是一種趨勢。
4.2 更加微型化
機電一體化更加微型化是指在煤礦機械生產(chǎn)中,機電一體化技術(shù)逐漸應用于微型領(lǐng)域。這是因為微型化具有體積偏小、便于操作等優(yōu)點,它能夠為煤炭機械發(fā)展提供更高質(zhì)量的服務。
4. 3 更加網(wǎng)絡(luò)化
隨著信息時代的到來,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅速發(fā)展,從而把人們的生活生產(chǎn)緊密聯(lián)系在一起。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應用到煤礦生產(chǎn)中后能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)進行實時監(jiān)控,能夠提升煤礦生產(chǎn)的安全性能。鑒于這些優(yōu)勢,機電一體化在煤礦機械中必然趨于網(wǎng)絡(luò)化。
4.4 更加環(huán)?;?/p>
現(xiàn)如今,環(huán)保提升為國家的重要日程。在煤炭生產(chǎn)中,環(huán)保更是成為了一個重要問題。因此,在煤炭開采中,環(huán)保問題必須放在首要位置,摒棄傳統(tǒng)煤礦開采方式,將廢水回收再利用等進行科學、合理的規(guī)劃,使煤炭生產(chǎn)得到可持續(xù)發(fā)展,使煤礦生產(chǎn)與地區(qū)經(jīng)濟保持協(xié)調(diào)發(fā)展。
結(jié)束語
煤礦行業(yè)是我國重要的能源產(chǎn)業(yè),在運行的過程中,煤礦企業(yè)需要應用大量的機械設(shè)備以及自動化技術(shù),在煤炭機械中應用機電一體化技術(shù)后,有效提高了企業(yè)生產(chǎn)的效率以及煤炭的產(chǎn)量。機電一體化技術(shù)在應用的過程中,發(fā)揮出了較多的功能,利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以實現(xiàn)通信的功能,應用機電一體化產(chǎn)品,也可以實現(xiàn)對機械設(shè)備的智能化控制,這不但可以減輕工作人員的工作量以及勞動強度,還可以降低安全事故出現(xiàn)的概率,可以有效提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)的水平,是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的有效方式。在未來幾年,機電一體化的使用將會朝著更加智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和環(huán)?;较虬l(fā)展,不斷完善煤礦生產(chǎn)技術(shù),給煤礦企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益和社會效益。
參考文獻
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關(guān)鍵詞: 機電一體化;應用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:
近些年來,我國的計算機技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上,這些技術(shù)被廣泛應用到了機械工業(yè)領(lǐng)域,形成了機電一體化,不僅對機械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響,而且也給機械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應用,不僅深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢,而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展,并以蓬勃的生機向前發(fā)展[1,2]。
1 機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出,是將機械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學科,機電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系,并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現(xiàn)在:它從系統(tǒng)的視角出發(fā),成功將微電子技術(shù)、機械技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應用有機結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù),機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置,使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn),實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機電一體化產(chǎn)品或機電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以,“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面[3]。需要特別指出的是,機電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊,而是將以上技術(shù)群進行有機融合的綜合技術(shù)。正是這一點,使機電一體化在概念上與機械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看,盡管從純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化,但這樣的機械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機械。進入到機電一體化階段后,其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能,而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說,機電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動,實現(xiàn)人手和肢體的延伸,而且還擁有了智能化特征,實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區(qū)別開。這個定義強調(diào)它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器(dsp),它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng),這發(fā)送信息,以及各種計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件[4]。
2 國內(nèi)機電一體化技術(shù)應用現(xiàn)狀
當前我國正處于市場經(jīng)濟的發(fā)展階段,盡管較之以往我們的機電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績,但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰(zhàn),思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能,對于完善我們的市場經(jīng)濟制度也大有裨益。從促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推動完整的機電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看,我們的機電一體化面臨以下兩點任務:其一,要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級,實現(xiàn)節(jié)能高效,這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行微電子技術(shù)改造。其二,大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5,6]。
首先,在技術(shù)政策上,要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標準的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行限制,加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時,要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機電一體化技術(shù)改造。
其次,我國機電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣,發(fā)展迅速,而我們的財力、人力和物力是有限的,產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到,所以我們應建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機構(gòu),并賦予其職能,既有利于深入的行業(yè)調(diào)查,指導行業(yè)布點布局的調(diào)整,發(fā)展重點項目,又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃,以避免開發(fā)上重復、生產(chǎn)上撞車。
再次,通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳,一來可以建立行業(yè)信息平臺,及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息,二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認知,使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機電一體化”的發(fā)展,既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球,又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時,盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口,但對技術(shù)貿(mào)易來講,卻可以利用此時的時機,大量引進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進技術(shù),反哺自身加工業(yè),提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家,大力發(fā)展機電一體化技術(shù),用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),開發(fā)數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,也是一條促使機電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑[7,8]。
3 機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢
Microelectro-mechanical系統(tǒng)(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個快速增長的行業(yè),它們的大小已經(jīng)超過100億美元,數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術(shù)已經(jīng)應用到開發(fā)微型光學開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施,表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計學的改變,ASME報告中,“人口統(tǒng)計學是第二強大的力量改變世界的經(jīng)濟和社會。在未來40年,世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老?!叭缓?,報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME,這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發(fā)展,如護理機器人的研發(fā)被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協(xié)會(ASME)最近發(fā)表了一份報告,題為《機械工程在21世紀的發(fā)展趨勢》,其內(nèi)容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢:技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟變革和社會變革。隨著科技的進步,以下八個領(lǐng)域?qū)菣C電一體化發(fā)展的主要途徑:信息技術(shù)、微型化、材料科學、生物工程和醫(yī)藥、能源、運輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等[9,10]。
4 結(jié)論
在經(jīng)濟全球化趨勢逐漸增強,市場競爭日趨激烈的當今社會,機電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟具有至關(guān)重要的作用。機電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學技術(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和產(chǎn)物。當然,與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明??偠灾瑱C電一體化技術(shù)作為機械技術(shù),信息技術(shù),電子技術(shù)和計算機技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸,在經(jīng)濟社會不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向,妥善處理機電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中面臨的問題與障礙,推動機電一體化時代的全面發(fā)展。
參考文獻:
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