時(shí)間：2023-10-10 15:58:00
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關(guān)鍵詞機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用
1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
1.2智能化
即要求機(jī)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(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來(lái)極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。
1.3模塊化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)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(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。
1.4網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1.5人性化
機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)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(duì)人來(lái)說(shuō)還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。
1.6微型化
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectronicMechanicalSystems，簡(jiǎn)稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)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或系統(tǒng)。自1986年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國(guó)加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開(kāi)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(jì)、微觸覺(jué)傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。
1.7集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過(guò)軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。
1.8帶源化
是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
1.9綠色化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)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(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。
2機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用
在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：2.1智能化控制技術(shù)(IC)
由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。
2.2分布式控制系統(tǒng)(DCS)
分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來(lái)越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
2.3開(kāi)放式控制系統(tǒng)(OCS)
開(kāi)放控制系統(tǒng)(OpenControlSystem)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_(kāi)放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開(kāi)放控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。
2.4計(jì)算機(jī)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(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局和過(guò)程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過(guò)程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來(lái)鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫(kù)存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。
2.5現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FiedBusTechnology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線。現(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場(chǎng)總線化檢測(cè)儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線化PLC(ProgrammableLogicController)和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。
2.6交流傳動(dòng)技術(shù)
傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。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(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來(lái)由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過(guò)直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無(wú)論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)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(kuò)大。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化特征發(fā)展趨勢(shì)
隨著日新月異的技術(shù)更新，機(jī)電一體化發(fā)展對(duì)不同學(xué)科交叉滲透也有著推動(dòng)。機(jī)械工程當(dāng)中的微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，為機(jī)電一體化發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標(biāo)，在機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用下，就能提高生產(chǎn)力水平。從理論上對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據(jù)。
一、機(jī)電―體化技術(shù)發(fā)展歷程和主要的內(nèi)容分析
1.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程分析
機(jī)電一體化主要是電子技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的有機(jī)結(jié)合，從而將機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力以及電子技術(shù)的信息處理功能充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工作目標(biāo)。機(jī)電一體化是建立在綜合應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的，在當(dāng)前已經(jīng)成為獨(dú)立的學(xué)科，從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在對(duì)機(jī)電一體化的產(chǎn)品有效實(shí)現(xiàn)和使用發(fā)展。而從產(chǎn)品的基礎(chǔ)層面來(lái)說(shuō)，就是機(jī)械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產(chǎn)品。機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展過(guò)程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機(jī)電一體化實(shí)際是綜合技術(shù)的融合，并非是簡(jiǎn)單化的拼湊，而是將各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)概念上以及技術(shù)上的融合。
我國(guó)的機(jī)電一體化發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)重要階段。上世紀(jì)80年代，學(xué)術(shù)界對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)了幾十年的努力，在理論上以及技術(shù)層面上都實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足發(fā)展，在數(shù)控技術(shù)方面的市場(chǎng)占有率也逐年提高，機(jī)械生產(chǎn)能力也有了大幅度提高。工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，對(duì)控制系統(tǒng)以及軟件編程技術(shù)的應(yīng)用等，都從很大程度上促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績(jī)，已經(jīng)在多個(gè)制造生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著重要作用。
2.國(guó)外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展可以分為三個(gè)階段：第一階段又稱之為初級(jí)階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代以前，這一時(shí)期是機(jī)電一體化技術(shù)的雛形，是人們不自覺(jué)地利用電子技術(shù)并且傳承下來(lái)；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)的各項(xiàng)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(jì)90年代后期，世界各國(guó)都開(kāi)始研發(fā)和關(guān)注機(jī)電一體化的技術(shù)和新產(chǎn)品。
日本東京在1989年召開(kāi)的第一屆國(guó)際先進(jìn)機(jī)電一體化學(xué)術(shù)會(huì)議，可以稱為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志，世界各國(guó)也從此大力推動(dòng)和發(fā)展機(jī)電一體化的技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。在深入發(fā)展時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入了向智能化方向的新階段，一方面出現(xiàn)了光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)等新的機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品，另一方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的學(xué)科體系和研究方法也進(jìn)行了深入的探討。在目前，機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位是日本和美國(guó)。
3.國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距，如當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在開(kāi)發(fā)煤礦機(jī)電大功率厚煤層電牽引采煤機(jī)的機(jī)電一體化新技術(shù)方面。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是總體技術(shù)上，國(guó)外Eickhoff公司開(kāi)發(fā)的SL500系列采煤機(jī)，截高范圍2.0m～6.0m，可達(dá)截割功率2×825kW，而國(guó)內(nèi)引進(jìn)6LS3，6LS5和7LS5型6臺(tái)，SL500型3臺(tái)，EL3000型1臺(tái)，最大裝機(jī)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(cè)、故障診斷技術(shù)上，目前國(guó)外使用微機(jī)控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點(diǎn)多等特點(diǎn)，而國(guó)內(nèi)卻達(dá)不到這一水平；三是自動(dòng)調(diào)高技術(shù)上，基于位置傳感器和計(jì)算機(jī)的記憶截割技術(shù)在國(guó)外比較容易實(shí)現(xiàn)，而國(guó)內(nèi)在研采煤機(jī)仍未實(shí)現(xiàn)記憶截割。
4.機(jī)電一體化技術(shù)主要內(nèi)容分析
機(jī)電一體化技術(shù)涉及的內(nèi)容比較豐富。機(jī)電一體化技術(shù)方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對(duì)電子以及機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用下，能將兩者得以有機(jī)結(jié)合，就能充分發(fā)揮綜合技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，機(jī)電一體化技術(shù)涵蓋技術(shù)以及產(chǎn)品兩個(gè)層面的內(nèi)容。機(jī)電一體化系統(tǒng)，也就是產(chǎn)品方面，是通過(guò)多個(gè)特定功能機(jī)械以及電子技術(shù)要素構(gòu)成的整體，使人們的實(shí)際生產(chǎn)制造的需求得到滿足。機(jī)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(jī)電一體化內(nèi)容中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)電一體化的思想也簡(jiǎn)稱為一體化思想。這一思想的應(yīng)用對(duì)人機(jī)一體化以及機(jī)電液一體化等發(fā)展目標(biāo)都能有效實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化工程作為電子和機(jī)械工程集合，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)制造體系應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中的作用發(fā)揮也比較顯著。
二、機(jī)電一體化產(chǎn)品特征類別和核心技術(shù)分析
1.機(jī)電一體化產(chǎn)品特征類別分析
機(jī)電一體化的產(chǎn)品特征也比較鮮明。機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的輕細(xì)巧等特征比較突出，并且比較容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)制造。機(jī)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(shì)充分發(fā)揮，并能起到自動(dòng)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(guò)負(fù)荷以及運(yùn)行情況加以有效調(diào)整控制。
另外，機(jī)電一體化的a品類型也比較多。機(jī)械產(chǎn)品當(dāng)中一部分控制功能及機(jī)構(gòu)用電子裝置替代，其中比較常見(jiàn)的有機(jī)電一體化照相機(jī)以及打印機(jī)等產(chǎn)品。此外，比較典型性的產(chǎn)品有著較為完整性的結(jié)構(gòu)，其中比較常見(jiàn)的就是工業(yè)機(jī)器人以及自動(dòng)繪圖機(jī)等。簡(jiǎn)單地依靠機(jī)械以及電子無(wú)法制造這些產(chǎn)品，兩者結(jié)合，就能夠大大提高可運(yùn)行效率。還是一種類型是通過(guò)微電子裝置替代原設(shè)備的信息處理機(jī)構(gòu)，比較常見(jiàn)的產(chǎn)品有全電子式電話交換機(jī)以及電機(jī)調(diào)速裝置等內(nèi)容。
2.機(jī)電一體化核心技術(shù)分析
機(jī)電一體化的核心技術(shù)比較多。計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)是比較重要的應(yīng)用技術(shù)，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運(yùn)算等作用。計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)當(dāng)中的專家系統(tǒng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)也是比較常用的。機(jī)電一體化核心技術(shù)中的系統(tǒng)技術(shù)，是通過(guò)整體概念對(duì)多種相關(guān)技術(shù)進(jìn)行組織應(yīng)用的，其中接口技術(shù)就是比較常用的。為保障計(jì)算機(jī)的通信，要對(duì)數(shù)據(jù)傳遞格式進(jìn)行規(guī)格化以及標(biāo)準(zhǔn)化呈現(xiàn)。目前這一應(yīng)用技術(shù)中的開(kāi)發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應(yīng)用方面比較突出。
機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的機(jī)械本體技術(shù)是比較重要的應(yīng)用技術(shù)。這一技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)性能的改善以及質(zhì)量的減輕等層面。當(dāng)前的機(jī)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(jié)構(gòu)上加以優(yōu)化，并加強(qiáng)非金屬材料的應(yīng)用。這一技術(shù)的應(yīng)用響應(yīng)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(shù)當(dāng)中的信息處理技術(shù)以及傳感技術(shù)也是比較常見(jiàn)的應(yīng)用技術(shù)。信息處理技術(shù)的應(yīng)用中，將微型計(jì)算機(jī)在實(shí)際工作中加以科學(xué)應(yīng)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(shù)的應(yīng)用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)一步升級(jí)下，對(duì)光纖電纜傳感器的應(yīng)用比較重要。
另外，機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的軟件技術(shù)以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)也是較為常用的技術(shù)。軟件技術(shù)應(yīng)用是和硬件協(xié)調(diào)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用是發(fā)展的重要課題。在驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用下，在響應(yīng)速度上也能有效提高，對(duì)控制專用組件以及傳感器和電機(jī)三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。
三、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)探究
1.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域分析
機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平提高起到了積極促進(jìn)作用。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中的作用也愈來(lái)愈突出。通過(guò)多年的發(fā)展以及技術(shù)優(yōu)化，機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用使之結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)應(yīng)用下，使得數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化。應(yīng)用CPU以及多主總線體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)行開(kāi)放性設(shè)計(jì)等，能提高接口的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)使用效益最大化呈現(xiàn)。通過(guò)智能化以及WOP的實(shí)現(xiàn)，機(jī)電一體化數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)二維以及三維的動(dòng)態(tài)加工仿真。信息存儲(chǔ)大容量的模塊化設(shè)計(jì)使得控制功能也得到了有效提高，可有效實(shí)現(xiàn)多過(guò)程以及多通道控制。
例如：當(dāng)前市場(chǎng)上的CK0632數(shù)控機(jī)床就是采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機(jī)床主軸采用高度精密滾動(dòng)軸承之承，回轉(zhuǎn)精度高。機(jī)訂導(dǎo)軌采用耐磨鑄鐵，經(jīng)過(guò)超音頻淬火能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地保證機(jī)床加工精度。CK0632數(shù)控機(jī)床機(jī)床也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jī)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(hào)控制自如的加工過(guò)程。目前，CK0632數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)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(jī)械、五金工具及其他高精度復(fù)雜零件的加工制造。
機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用也比較突出，第二代機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，對(duì)各種傳感元件進(jìn)行了科學(xué)應(yīng)用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對(duì)象的信息獲得都比較方便。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能準(zhǔn)確判斷分析對(duì)操作信息的處理，并進(jìn)行反饋控制。在第三代的機(jī)器人設(shè)計(jì)中，就通過(guò)多感知功能的應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨(dú)立性層面有著充分體現(xiàn)。
2.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
隨著時(shí)展以及技術(shù)進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)向著智能化方向邁進(jìn)。這也是當(dāng)前的機(jī)電一體化和傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的重要不同。近些年，我國(guó)在處理器技術(shù)上的進(jìn)步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，對(duì)機(jī)電一體化的智能化發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了有力支持。智能化機(jī)電一體化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和實(shí)際的應(yīng)用，對(duì)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(dòng)。
機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展將實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展比較迅速。進(jìn)入新的時(shí)代，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化目標(biāo)將得到實(shí)現(xiàn)，在遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用作用上將更加突出，同時(shí)會(huì)提高機(jī)電一體化的功能性以及安全性。
機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)化趨勢(shì)比較突出，也就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的模式化以及開(kāi)放式的總線結(jié)構(gòu)應(yīng)用，對(duì)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(qiáng)通信功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程以及多系統(tǒng)的通信。
不僅如此，機(jī)電一體化的發(fā)展也會(huì)向著微型化方向邁進(jìn)。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(huì)促進(jìn)機(jī)電一體化的設(shè)備運(yùn)行效率提高，靈活性更加突出。
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電；一體化；發(fā)展
隨著工業(yè)技術(shù)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展越來(lái)越迅速。煤礦工作的危險(xiǎn)系數(shù)相對(duì)較高，因此對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全性能有著不一樣的要求，切也需要進(jìn)一步提高和改善機(jī)電設(shè)備的安全性，保證煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)。這就需要各個(gè)煤礦企業(yè)加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的深入探究。
一、簡(jiǎn)述煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)容
綜合各種因素來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)是一種復(fù)雜的綜合技術(shù)，其中包括機(jī)械技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件編程技術(shù)、接口技術(shù)以及信息技術(shù)。由于技術(shù)的綜合性，技術(shù)的發(fā)展不僅依賴于其他技術(shù)的進(jìn)步，同時(shí)對(duì)其他技術(shù)的發(fā)展也起到了關(guān)鍵作用。
20世紀(jì)80年代，我國(guó)成立機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863”計(jì)劃中。現(xiàn)在來(lái)看，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)正朝著智能化、柔軟化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)勞動(dòng)技術(shù)也得到了不小的改善，大大提高煤礦工作人員的工作安全系數(shù)，改善了煤礦生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低能耗、保證安全。現(xiàn)如今機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)煤礦工業(yè)的必備技術(shù)，但仍需進(jìn)一步完善。對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)化的改革、調(diào)整同樣十分重要。
二、我國(guó)煤礦機(jī)電一體化的具體情況及問(wèn)題
1. 新型電牽引采煤機(jī)的應(yīng)用。
最近幾年，我國(guó)電牽引采煤機(jī)的研究及發(fā)展有著明顯的進(jìn)步，第二次進(jìn)行開(kāi)發(fā)后，我國(guó)逐漸擁有了許多具有國(guó)外引進(jìn)采煤機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主支持產(chǎn)權(quán)的換代產(chǎn)品。目前，國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)已經(jīng)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，完全采用我國(guó)國(guó)產(chǎn)裝備的高效工作不斷提升，為我國(guó)的煤礦綜合機(jī)械化采煤工作奠定了新的基礎(chǔ)。
2. 帶式輸送機(jī)的使用。
目前，我國(guó)應(yīng)經(jīng)自行生產(chǎn)了多種類型及功能的輸送機(jī)，其中在我國(guó)“八五”計(jì)劃期間，通過(guò)國(guó)家“一條龍日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)我國(guó)帶式輸送機(jī)的實(shí)力提升有著很大的促進(jìn)作用，一些新型的，具有大功率、長(zhǎng)距離的輸送機(jī)研發(fā)正在不斷改進(jìn)中。
3. 礦井提升機(jī)
目前看來(lái)，我國(guó)的礦井提升是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的礦山大型設(shè)備，全數(shù)字化交、直流提升機(jī)。其中內(nèi)裝式提升機(jī)最為突出，在結(jié)構(gòu)上看，內(nèi)裝式提升機(jī)將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一個(gè)整體，最大限度的簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是典型的急死俺一體化設(shè)備，同時(shí)也充分體現(xiàn)出機(jī)械-電力-電子設(shè)備-計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的綜合系統(tǒng)全數(shù)字提升機(jī)高度。具有可重復(fù)性故障尋址完整的診斷設(shè)施以及簡(jiǎn)單的快速通訊功能和自診斷功能，其采用的總線方式能夠大大簡(jiǎn)化電器安裝，其硬件配置相對(duì)簡(jiǎn)單，兼容性強(qiáng)，零備件少，可以方便地實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)軟件控制加速度。
三、對(duì)我國(guó)煤礦機(jī)電一體化的加強(qiáng)管理
1. 采用科學(xué)的管理策略以及創(chuàng)設(shè)。
為了我國(guó)能更好地解決機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)的種種問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的管理是十分重要的。關(guān)于煤礦企業(yè)的機(jī)電設(shè)備管理以及生產(chǎn)開(kāi)采作業(yè)等相關(guān)問(wèn)題的處理必須采取全責(zé)明確的管理體系，對(duì)企業(yè)各項(xiàng)工作實(shí)施有序、統(tǒng)一的管理。此外，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的管理需要管理人員合理制定作業(yè)方案、建立健全的機(jī)電管理機(jī)構(gòu)、推行合理的科學(xué)管理化制度、明確相關(guān)人員的工作職責(zé)、建立健全的煤礦機(jī)電一體化監(jiān)管機(jī)制，完善工作環(huán)境，對(duì)機(jī)電骨干工作人員進(jìn)行合理安排和優(yōu)化調(diào)整工作。同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)各級(jí)工作人員的綜合培訓(xùn)提高員工綜合素質(zhì)，進(jìn)而保證煤礦企業(yè)的工作能夠正常、有序、高效的運(yùn)行。
2. 引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和優(yōu)良設(shè)備。
在機(jī)電一體化技術(shù)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為其中最為核心的科技掌握著已計(jì)劃技術(shù)的發(fā)展方向和工作命脈。因此對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線任務(wù)應(yīng)加大發(fā)展力度，對(duì)中央控制系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力以及運(yùn)算能力需要不斷提高。相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)地環(huán)境的需求，進(jìn)一步加大加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的軟件硬件系統(tǒng)的進(jìn)一步研發(fā)使用，促進(jìn)其性能不斷提高，形成體積小、功能全、精度高的新型優(yōu)化技術(shù)。除此之外，還應(yīng)對(duì)其通信模塊進(jìn)行研究，嘗試其同以太網(wǎng)進(jìn)一步結(jié)合，保證其通信功能的安全可靠性，最終實(shí)心機(jī)電一體化的通信控制。
隨著科技地進(jìn)步，我國(guó)目前機(jī)電一體化還可以采用功能強(qiáng)大的PLC作為機(jī)電一體化的核心裝置。其能夠在運(yùn)算存儲(chǔ)功能越來(lái)越強(qiáng)大，體積和功耗逐漸縮小，更加設(shè)和與工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品。此外，智能化水平的提高對(duì)煤礦機(jī)電一體化的影響也是十分重要的。智能化已經(jīng)逐漸成為當(dāng)代科技發(fā)展的新潮流，設(shè)備在智能化的應(yīng)用中能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備處于最優(yōu)狀態(tài)運(yùn)行，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)及診斷。最后，研發(fā)還應(yīng)重視傳感器的應(yīng)用。傳感器配合數(shù)字化、集成化、智能化的應(yīng)用，促進(jìn)傳感器在較為惡劣的環(huán)境下能夠正常工作，為煤礦探測(cè)工作的開(kāi)展提供方便。
煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)綜合化、全面化的運(yùn)用過(guò)程，在整體掌握煤礦機(jī)電運(yùn)用的過(guò)程中，能突出機(jī)電一體化在裝備、采集方面的推廣和應(yīng)用，進(jìn)一步全面提高煤礦開(kāi)采的綜合能力，為煤礦提供安全有效地管理。
參考文獻(xiàn)：
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計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程有機(jī)的結(jié)合在了一起，逐漸形成了機(jī)電一體化技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用給我國(guó)的機(jī)械行業(yè)帶來(lái)了非常顯著的效果，使得機(jī)電的生產(chǎn)效率得到了提升，降低了原材料的消耗，也進(jìn)一步的減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，可以說(shuō)機(jī)電一體化是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合的綜合性高新技術(shù)。
1機(jī)電一體化
機(jī)電一體化這一技術(shù)的切入點(diǎn)是在系統(tǒng)工程當(dāng)中，主要結(jié)合了機(jī)械、電子技術(shù)等先進(jìn)的綜合性技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)可以說(shuō)是對(duì)相關(guān)技術(shù)原理以及機(jī)電產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)總稱，機(jī)電一體化產(chǎn)品則是由多個(gè)具有特殊功能的電子元器件所組成的有機(jī)的整體，這一整體能夠很好的滿足人們的使用要求，我們知道機(jī)電一體化技術(shù)的組織結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，整體來(lái)看是由五個(gè)主要的部分構(gòu)成，它們分別是機(jī)電機(jī)械裝置、傳感器、機(jī)電執(zhí)行裝置、動(dòng)力源和計(jì)算機(jī)。
2機(jī)電一體化產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)
（1）功能全。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有其他產(chǎn)品不具備的優(yōu)點(diǎn)，像記憶、控制、信息的處理等等，這樣也能夠使產(chǎn)品的性能會(huì)提高到一個(gè)層次，更加的多元化、智能化。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?，F(xiàn)階段的機(jī)電一體化產(chǎn)品正在向著輕、薄、細(xì)的方向發(fā)展，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造也是采用的標(biāo)準(zhǔn)化的方法進(jìn)行的。（3）具備自我監(jiān)控功能。這一功能是目前大部分的機(jī)電產(chǎn)品所不具備的，機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)監(jiān)視功能可以讓自身的安全可靠性能得到大幅度的提升。從而進(jìn)一步的保障了產(chǎn)品的安全。
3我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考
近幾年，我國(guó)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究有了很大的進(jìn)步，比如我國(guó)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品就已經(jīng)成功的占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)，隨著機(jī)電一體化進(jìn)程的不斷加快，生產(chǎn)效率的提高，會(huì)有很多外國(guó)市場(chǎng)也會(huì)被成功占據(jù)，而機(jī)電一體化中最明顯的一個(gè)成果就是國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)的成功研制，這一技術(shù)的出現(xiàn)讓我國(guó)的煤礦機(jī)電一體化上升到了另一個(gè)層次上，但是在不斷發(fā)展的同時(shí)，煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品還是出現(xiàn)了一些問(wèn)題，像煤礦核心部分的國(guó)產(chǎn)化水平還是相對(duì)較低的，單機(jī)很多都沒(méi)有通信功能，可以說(shuō)這些機(jī)電是處于自動(dòng)化的狀態(tài)，但是通信是封閉的，雖然說(shuō)設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)很多，但是很多都沒(méi)有得到有效的利用。所以說(shuō)在發(fā)展我國(guó)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的時(shí)候，在技術(shù)上還是要注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：（1）任何一個(gè)裝置都是要有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的，這樣才可以進(jìn)一步的增加機(jī)電一體化產(chǎn)品供需比例，不至于比例太過(guò)失調(diào)；（2）增加機(jī)電一體化產(chǎn)品的通信功能，這樣才能夠讓機(jī)電一體化產(chǎn)品在今后的運(yùn)用中更能夠適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要。
4機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是目前集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多種學(xué)科的交叉綜合，機(jī)電一體化的發(fā)展也進(jìn)一步的促進(jìn)著相關(guān)電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，基于此種情況，機(jī)電一體化的發(fā)展方向也被奠定，主要方向體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）光機(jī)電一體化。這一系統(tǒng)主要部件為傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)，因此運(yùn)用光機(jī)電一體化技術(shù)能夠改善機(jī)電一體化的信息處理系統(tǒng)的相關(guān)性能，也正是因?yàn)楣鈾C(jī)電一體化的特殊性能，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)也正向著這一方向發(fā)展。（2）技術(shù)產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展也進(jìn)一步的促進(jìn)者科學(xué)技術(shù)、政治領(lǐng)域的變化，這樣一來(lái)，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也在不斷的出現(xiàn)多元化的趨勢(shì)，可以說(shuō)只要有機(jī)電一體化產(chǎn)品被研發(fā)出來(lái)，只要是質(zhì)量可靠的，基本上都會(huì)快速的暢銷，這也是網(wǎng)絡(luò)的功勞，因此機(jī)電一體化產(chǎn)品的大方向就是向著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。（3）全球系統(tǒng)化、智能化。從目前的情況來(lái)看。機(jī)電一體化產(chǎn)品的全息特征已經(jīng)顯現(xiàn)出來(lái)，而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化的水平也變得越來(lái)越高，使得很多的機(jī)電一體化產(chǎn)品具備了判斷推理，自主決策等功能，以此來(lái)獲得更高的控制目標(biāo)。（4）微型機(jī)電化。這里主要指的是尺寸不會(huì)超過(guò)1厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，也就是說(shuō)機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程正在向著納米的方向發(fā)展，使得機(jī)電一體化的機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器等部件都能夠有效的結(jié)合在一起，最重要的是體積很小，因此我們說(shuō)微型及電話也是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的發(fā)展方向。（5）機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色發(fā)展。機(jī)電一體化的發(fā)展給我國(guó)的工業(yè)發(fā)展帶來(lái)了巨大的便捷，同時(shí)也給人們的生活帶來(lái)了巨大的變化，使得人們的生活越來(lái)越豐富，但是在舒適生活的背后，資源也正在逐漸的減少，生態(tài)環(huán)境遭受到了前所未有的打擊，基于此種情況，人們逐漸認(rèn)識(shí)到了保護(hù)環(huán)境的重要，要把對(duì)自然地傷害彌補(bǔ)上，也正是在這樣的一種思想促使下，綠色產(chǎn)品的概念隨之產(chǎn)生，可以說(shuō)在環(huán)境異常緊張的今天，綠色化的發(fā)展時(shí)將來(lái)時(shí)展的大趨勢(shì)。
5結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)工程自動(dòng)化
中圖分類號(hào)：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)02(c)-0000-00
進(jìn)入20世紀(jì)60年代以來(lái)，微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，以信息技術(shù)為中心，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和工作效率為重要目標(biāo)。測(cè)量與控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，三者結(jié)合在一起，構(gòu)成完整的信息系統(tǒng)。在這種新技術(shù)革命的影響和沖擊下，機(jī)電業(yè)發(fā)生了深刻的變化。機(jī)電一體化的共性關(guān)鍵技術(shù)是；精密機(jī)械技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、白動(dòng)控制技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)。但是區(qū)分機(jī)電一體化或非機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)，其核心是計(jì)算機(jī)控制的伺服控制系統(tǒng)，其他的都是與此匹配的重要部分現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的電子化必須采用系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)和綜合集成的技巧，使機(jī)械、電子設(shè)備和軟件之間相互適應(yīng)和匹配，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，才能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)產(chǎn)品向自動(dòng)化方向發(fā)展。
1 機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用
機(jī)電一體化系統(tǒng)的形式多種多樣，其功能也各不相同。一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力單元、傳感檢測(cè)單元、執(zhí)行單元、驅(qū)動(dòng)單元、控制及信息處理單元。隨著機(jī)電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能、水平和功能的提高，機(jī)械本體需在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝以及幾何尺寸等方面都應(yīng)適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。動(dòng)力單元?jiǎng)恿卧墓δ苁前凑諜C(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。機(jī)電一體化的顯著特征之一是用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出。與一般的同類型機(jī)械裝置相比，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械部分精度要求更高，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)越，同時(shí)還要有更好的可靠性、維護(hù)性和更新穎的結(jié)構(gòu)。零部件要求模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化，還有許多新的課題要加以研究和運(yùn)用，如對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用新型復(fù)合材料以使機(jī)械系統(tǒng)既減輕重量、縮小體積，同時(shí)又不降低機(jī)械的靜、動(dòng)剛度，采用高精度導(dǎo)軌、精密滾珠絲杠、高精度主軸軸承和高精度齒輪等，以提高關(guān)鍵零部件的精度和可靠性；開(kāi)發(fā)新型復(fù)合材料以提高刀具、磨具的質(zhì)量；通過(guò)零部件的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，提高其互換性和維護(hù)性等。因此機(jī)械技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其他高新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上以及功能上的變革。
2 信息處理與自動(dòng)控制技術(shù)及其應(yīng)用
機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要采用丁業(yè)控制機(jī)(包括可編程控制器，單、多回路調(diào)節(jié)器，單片微控制器，總線式丁業(yè)控制機(jī)，分布式計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng))進(jìn)行信息處理。計(jì)算機(jī)應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展和變革的最重要因素。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)信息交流的需求越來(lái)越大，這就需要信息傳輸，即通信技術(shù)，圍繞如何提高傳輸速度、減少誤碼率等進(jìn)行的。為了共享資源、提供分布式功能和集中管理，可通過(guò)通信設(shè)備和線路，將不同地理位置具有獨(dú)立處理功能的多個(gè)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，運(yùn)用功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為信息處理技術(shù)提供了技術(shù)保障。
控制與信息處理單元像是對(duì)其他要素和它們之間的連接進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一控制一樣，其功能是將來(lái)自傳感器的信息和各種命令進(jìn)行集中處理，根據(jù)處理結(jié)果，按照一定的規(guī)則發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制各要素或子系統(tǒng)連接成為一個(gè)有機(jī)整體，使各個(gè)功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運(yùn)動(dòng)，并達(dá)到預(yù)期的性能，從而形成機(jī)電一體化的系統(tǒng)工程。各子系統(tǒng)之間必須通過(guò)控制信息進(jìn)行聯(lián)系才能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行有規(guī)則地物質(zhì)和能量的交換和轉(zhuǎn)移。因此，控制與信息處理單元是機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心單元，一般由計(jì)算機(jī)、可編程控制器、數(shù)控裝置以及各種邏輯電路等組成。信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策。自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度位置控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自校正等技術(shù)。自動(dòng)控制就是依據(jù)自動(dòng)控制原理對(duì)具體控制裝置或系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之后進(jìn)行系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，最后使研制的系統(tǒng)可靠地投入運(yùn)行，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，使得自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合越趨密切，因此自動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。
3 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及其發(fā)展
電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)方式在數(shù)控系統(tǒng)中的運(yùn)用非常廣泛，交直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主要用在閉環(huán)伺服數(shù)控系統(tǒng)中。由于變頻技術(shù)的進(jìn)步，交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動(dòng)單元，極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主要用在開(kāi)環(huán)伺服數(shù)控系統(tǒng)中。對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能來(lái)說(shuō)，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有決定性的作用。液壓伺服系統(tǒng)(如液壓馬達(dá)、脈沖液壓缸等)具有工作穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、輸出力矩大等特點(diǎn)，特別是在低速運(yùn)行時(shí)其性能更突出，但液壓系統(tǒng)需要增加液壓泵等動(dòng)力源，設(shè)備復(fù)雜、體積大、維修難及污染環(huán)境；而電氣伺服系統(tǒng)(如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)等)具有控制靈活、費(fèi)用較小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但低速時(shí)輸出力矩不夠大。由于近年來(lái)變頻技術(shù)的進(jìn)步，交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動(dòng)單元，極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。
4 結(jié)論與展望
機(jī)電一體化技術(shù)需要很多部門、產(chǎn)業(yè)的配合和支持，才能取得滿意的結(jié)果。我們不僅要對(duì)機(jī)電一體化的各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面深入的了解，還要能從系統(tǒng)工程的概念人手，通過(guò)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)來(lái)使各個(gè)相關(guān)技術(shù)形成有機(jī)的結(jié)合，并且要注意研究和解決技術(shù)融合過(guò)程中所產(chǎn)生的新問(wèn)題，只有這樣才能滿足機(jī)電一體化高速發(fā)展的需要。機(jī)電一體化概論都很好，如果整個(gè)系統(tǒng)不能很好地協(xié)調(diào)，則它仍然不可能可靠地正常運(yùn)行。隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)正在不斷地深人到各個(gè)領(lǐng)域，并且迅猛地向前推進(jìn)，特別是制造工業(yè)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)提出了許多新的更高的要求。機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)為：在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向發(fā)展；在功能上向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展；在層次上向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化的方向發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；特征；發(fā)展趨勢(shì)
隨著日新月異的技術(shù)更新，機(jī)電一體化發(fā)展對(duì)不同學(xué)科交叉滲透也有著推動(dòng)。機(jī)械工程當(dāng)中的微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，為機(jī)電一體化發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標(biāo)，在機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用下，就能提高生產(chǎn)力水平。從理論上對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據(jù)。
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程和主要的內(nèi)容分析
1.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程分析
機(jī)電一體化主要是電子技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的有機(jī)結(jié)合，從而將機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力以及電子技術(shù)的信息處理功能充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工作目標(biāo)。機(jī)電一體化是建立在綜合應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的，在當(dāng)前已經(jīng)成為獨(dú)立的學(xué)科，從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在對(duì)機(jī)電一體化的產(chǎn)品有效實(shí)現(xiàn)和使用發(fā)展。而從產(chǎn)品的基礎(chǔ)層面來(lái)說(shuō)，就是機(jī)械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產(chǎn)品。機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展過(guò)程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機(jī)電一體化實(shí)際是綜合技術(shù)的融合，并非是簡(jiǎn)單化的拼湊，而是將各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)概念上以及技術(shù)上的融合。我國(guó)的機(jī)電一體化發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)重要階段。上世紀(jì)80年代，學(xué)術(shù)界對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)了幾十年的努力，在理論上以及技術(shù)層面上都實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足發(fā)展，在數(shù)控技術(shù)方面的市場(chǎng)占有率也逐年提高，機(jī)械生產(chǎn)能力也有了大幅度提高。工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，對(duì)控制系統(tǒng)以及軟件編程技術(shù)的應(yīng)用等，都從很大程度上促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績(jī)，已經(jīng)在多個(gè)制造生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著重要作用。
2.國(guó)外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展可以分為三個(gè)階段：第一階段又稱之為初級(jí)階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代以前，這一時(shí)期是機(jī)電一體化技術(shù)的雛形，是人們不自覺(jué)地利用電子技術(shù)并且傳承下來(lái)；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)的各項(xiàng)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(jì)90年代后期，世界各國(guó)都開(kāi)始研發(fā)和關(guān)注機(jī)電一體化的技術(shù)和新產(chǎn)品。日本東京在1989年召開(kāi)的第一屆國(guó)際先進(jìn)機(jī)電一體化學(xué)術(shù)會(huì)議，可以稱為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志，世界各國(guó)也從此大力推動(dòng)和發(fā)展機(jī)電一體化的技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。在深入發(fā)展時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入了向智能化方向的新階段，一方面出現(xiàn)了光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)等新的機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品，另一方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的學(xué)科體系和研究方法也進(jìn)行了深入的探討。在目前，機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位是日本和美國(guó)。
3.國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距，如當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在開(kāi)發(fā)煤礦機(jī)電大功率厚煤層電牽引采煤機(jī)的機(jī)電一體化新技術(shù)方面。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是總體技術(shù)上，國(guó)外Eickhoff公司開(kāi)發(fā)的SL500系列采煤機(jī)，截高范圍2.0m～6.0m，可達(dá)截割功率2×825kW，而國(guó)內(nèi)引進(jìn)6LS3，6LS5和7LS5型6臺(tái)，SL500型3臺(tái)，EL3000型1臺(tái)，最大裝機(jī)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(cè)、故障診斷技術(shù)上，目前國(guó)外使用微機(jī)控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點(diǎn)多等特點(diǎn)，而國(guó)內(nèi)卻達(dá)不到這一水平；三是自動(dòng)調(diào)高技術(shù)上，基于位置傳感器和計(jì)算機(jī)的記憶截割技術(shù)在國(guó)外比較容易實(shí)現(xiàn)，而國(guó)內(nèi)在研采煤機(jī)仍未實(shí)現(xiàn)記憶截割。
4.機(jī)電一體化技術(shù)主要內(nèi)容分析
機(jī)電一體化技術(shù)涉及的內(nèi)容比較豐富。機(jī)電一體化技術(shù)方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對(duì)電子以及機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用下，能將兩者得以有機(jī)結(jié)合，就能充分發(fā)揮綜合技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，機(jī)電一體化技術(shù)涵蓋技術(shù)以及產(chǎn)品兩個(gè)層面的內(nèi)容。機(jī)電一體化系統(tǒng)，也就是產(chǎn)品方面，是通過(guò)多個(gè)特定功能機(jī)械以及電子技術(shù)要素構(gòu)成的整體，使人們的實(shí)際生產(chǎn)制造的需求得到滿足。機(jī)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(jī)電一體化內(nèi)容中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)電一體化的思想也簡(jiǎn)稱為一體化思想。這一思想的應(yīng)用對(duì)人機(jī)一體化以及機(jī)電液一體化等發(fā)展目標(biāo)都能有效實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化工程作為電子和機(jī)械工程集合，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)制造體系應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中的作用發(fā)揮也比較顯著。
二、機(jī)電一體化產(chǎn)品特征類別和核心技術(shù)分析
1.機(jī)電一體化產(chǎn)品特征類別分析
機(jī)電一體化的產(chǎn)品特征也比較鮮明。機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的輕細(xì)巧等特征比較突出，并且比較容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)制造。機(jī)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(shì)充分發(fā)揮，并能起到自動(dòng)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(guò)負(fù)荷以及運(yùn)行情況加以有效調(diào)整控制。另外，機(jī)電一體化的產(chǎn)品類型也比較多。機(jī)械產(chǎn)品當(dāng)中一部分控制功能及機(jī)構(gòu)用電子裝置替代，其中比較常見(jiàn)的有機(jī)電一體化照相機(jī)以及打印機(jī)等產(chǎn)品。此外，比較典型性的產(chǎn)品有著較為完整性的結(jié)構(gòu)，其中比較常見(jiàn)的就是工業(yè)機(jī)器人以及自動(dòng)繪圖機(jī)等。簡(jiǎn)單地依靠機(jī)械以及電子無(wú)法制造這些產(chǎn)品，兩者結(jié)合，就能夠大大提高可運(yùn)行效率。還是一種類型是通過(guò)微電子裝置替代原設(shè)備的信息處理機(jī)構(gòu)，比較常見(jiàn)的產(chǎn)品有全電子式電話交換機(jī)以及電機(jī)調(diào)速裝置等內(nèi)容。
2.機(jī)電一體化核心技術(shù)分析
機(jī)電一體化的核心技術(shù)比較多。計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)是比較重要的應(yīng)用技術(shù)，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運(yùn)算等作用。計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)當(dāng)中的專家系統(tǒng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)也是比較常用的。機(jī)電一體化核心技術(shù)中的系統(tǒng)技術(shù)，是通過(guò)整體概念對(duì)多種相關(guān)技術(shù)進(jìn)行組織應(yīng)用的，其中接口技術(shù)就是比較常用的。為保障計(jì)算機(jī)的通信，要對(duì)數(shù)據(jù)傳遞格式進(jìn)行規(guī)格化以及標(biāo)準(zhǔn)化呈現(xiàn)。目前這一應(yīng)用技術(shù)中的開(kāi)發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應(yīng)用方面比較突出。機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的機(jī)械本體技術(shù)是比較重要的應(yīng)用技術(shù)。這一技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)性能的改善以及質(zhì)量的減輕等層面。當(dāng)前的機(jī)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(jié)構(gòu)上加以優(yōu)化，并加強(qiáng)非金屬材料的應(yīng)用。這一技術(shù)的應(yīng)用響應(yīng)速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的信息處理技術(shù)以及傳感技術(shù)也是比較常見(jiàn)的應(yīng)用技術(shù)。信息處理技術(shù)的應(yīng)用中，將微型計(jì)算機(jī)在實(shí)際工作中加以科學(xué)應(yīng)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(shù)的應(yīng)用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)一步升級(jí)下，對(duì)光纖電纜傳感器的應(yīng)用比較重要。另外，機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的軟件技術(shù)以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)也是較為常用的技術(shù)。軟件技術(shù)應(yīng)用是和硬件協(xié)調(diào)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用是發(fā)展的重要課題。在驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用下，在響應(yīng)速度上也能有效提高，對(duì)控制專用組件以及傳感器和電機(jī)三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。
三、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)探究
1.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域分析
機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平提高起到了積極促進(jìn)作用。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中的作用也愈來(lái)愈突出。通過(guò)多年的發(fā)展以及技術(shù)優(yōu)化，機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用使之結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)應(yīng)用下，使得數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化。應(yīng)用CPU以及多主總線體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)行開(kāi)放性設(shè)計(jì)等，能提高接口的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)使用效益最大化呈現(xiàn)。通過(guò)智能化以及WOP的實(shí)現(xiàn)，機(jī)電一體化數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)二維以及三維的動(dòng)態(tài)加工仿真。信息存儲(chǔ)大容量的模塊化設(shè)計(jì)使得控制功能也得到了有效提高，可有效實(shí)現(xiàn)多過(guò)程以及多通道控制。例如：當(dāng)前市場(chǎng)上的CK0632數(shù)控機(jī)床就是采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機(jī)床主軸采用高度精密滾動(dòng)軸承之承，回轉(zhuǎn)精度高。機(jī)訂導(dǎo)軌采用耐磨鑄鐵，經(jīng)過(guò)超音頻淬火能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地保證機(jī)床加工精度。CK0632數(shù)控機(jī)床機(jī)床也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jī)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(hào)控制自如的加工過(guò)程。目前，CK0632數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)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(jī)械、五金工具及其他高精度復(fù)雜零件的加工制造。機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用也比較突出，第二代機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，對(duì)各種傳感元件進(jìn)行了科學(xué)應(yīng)用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對(duì)象的信息獲得都比較方便。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能準(zhǔn)確判斷分析對(duì)操作信息的處理，并進(jìn)行反饋控制。在第三代的機(jī)器人設(shè)計(jì)中，就通過(guò)多感知功能的應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨(dú)立性層面有著充分體現(xiàn)。
2.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
隨著時(shí)展以及技術(shù)進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)向著智能化方向邁進(jìn)。這也是當(dāng)前的機(jī)電一體化和傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的重要不同。近些年，我國(guó)在處理器技術(shù)上的進(jìn)步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，對(duì)機(jī)電一體化的智能化發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了有力支持。智能化機(jī)電一體化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和實(shí)際的應(yīng)用，對(duì)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(dòng)。機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展將實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展比較迅速。進(jìn)入新的時(shí)代，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化目標(biāo)將得到實(shí)現(xiàn)，在遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用作用上將更加突出，同時(shí)會(huì)提高機(jī)電一體化的功能性以及安全性。機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)化趨勢(shì)比較突出，也就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的模式化以及開(kāi)放式的總線結(jié)構(gòu)應(yīng)用，對(duì)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(qiáng)通信功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程以及多系統(tǒng)的通信。不僅如此，機(jī)電一體化的發(fā)展也會(huì)向著微型化方向邁進(jìn)。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(huì)促進(jìn)機(jī)電一體化的設(shè)備運(yùn)行效率提高，靈活性更加突出。
四、小結(jié)
綜上所述，機(jī)電一體化的發(fā)展中，技術(shù)的升級(jí)進(jìn)步對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的優(yōu)化起到了很大促進(jìn)作用。我國(guó)在機(jī)電一體化的發(fā)展中有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是在發(fā)展中存在著諸多不足。從理論上對(duì)機(jī)電一體化的技術(shù)進(jìn)行研究分析，就能為實(shí)際機(jī)電一體化發(fā)展提供理論支持，帶動(dòng)我國(guó)機(jī)電一體化領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化；創(chuàng)新發(fā)展；發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
機(jī)電一體化在講科學(xué)、爭(zhēng)創(chuàng)新的良好社會(huì)環(huán)境中飛快的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)電自身的發(fā)展進(jìn)步也促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。機(jī)電一體化是傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)與現(xiàn)在電子技術(shù)想結(jié)合，形成一種新的體系，是現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)發(fā)展的要求和產(chǎn)物。機(jī)電一體化在很多高校中很受歡迎，學(xué)術(shù)種類繁多。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，機(jī)電一體化需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的發(fā)展，才能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這就需要采用邊引進(jìn)、邊消化，進(jìn)而改進(jìn)、創(chuàng)新的方針，利用我國(guó)勞動(dòng)力廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)、消化國(guó)外發(fā)展多年、比較成熟的技術(shù)進(jìn)行來(lái)料加工、合資經(jīng)營(yíng)和獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，在較短時(shí)間內(nèi)使一些產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際水平。獨(dú)立發(fā)展適合中國(guó)國(guó)情的、具有中國(guó)特色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，做到引進(jìn)利用、消化、改進(jìn)、開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新，充實(shí)基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)人才，積極穩(wěn)妥地前進(jìn)。
二、機(jī)電一體化發(fā)展方向的內(nèi)容
1.技術(shù)設(shè)計(jì)的單元化
目前主要是從單元化技術(shù)來(lái)研發(fā)機(jī)電一體化技術(shù)。單元化是把系統(tǒng)分為幾個(gè)單元模塊，如工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)、CAN總線、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、回轉(zhuǎn)單元等。在接口一致的前提下，將單元的設(shè)計(jì)完成后再結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)具有高度的可擴(kuò)展性以及互換性的優(yōu)越性。
2.控制系統(tǒng)的樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)化
控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化是指把電子計(jì)算機(jī)作為節(jié)點(diǎn)，其它的運(yùn)動(dòng)控制卡、CAN卡等作為子節(jié)點(diǎn)，這樣節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)就形成了樹(shù)樁的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中，計(jì)算機(jī)把電機(jī)工作的情況和傳感器的反饋信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)把每一個(gè)控制點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。對(duì)控制對(duì)象的選擇上，也能伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的工作要求。利用計(jì)算機(jī)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行處理，再將其反饋到每一個(gè)控制對(duì)象上，利用這種方法來(lái)完成協(xié)同控制。
3.系統(tǒng)應(yīng)用的長(zhǎng)久化
在進(jìn)行機(jī)電的操作中，對(duì)機(jī)電的控制對(duì)象的數(shù)目來(lái)增加控制卡的數(shù)目，只要在電氣上作出改動(dòng)即可，或者對(duì)其它設(shè)備的添加來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。比如：為了使圖像定位和圖像智能的控制準(zhǔn)確性，可以通過(guò)添加幾個(gè)工業(yè)攝像頭的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。我國(guó)先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展?fàn)顩r，其迅速發(fā)展的趨勢(shì)預(yù)示著其有廣闊的發(fā)展前景。
三、機(jī)電一體化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展前景概述
1．進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)用途的廣泛化
不管在小方面還是大方面，機(jī)電一體化的應(yīng)用會(huì)更加的廣泛，自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要依賴機(jī)電一體化來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也是工業(yè)化、航天工業(yè)、各種國(guó)防工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)?？v觀國(guó)外的機(jī)電一體化發(fā)展中，機(jī)電一體化發(fā)展較快的國(guó)家，帶動(dòng)了PLC工業(yè)控制的發(fā)展，應(yīng)用更加的廣泛。作為機(jī)電一體化的核心的程序控制器技術(shù)也不斷的發(fā)展，帶來(lái)了程序控制一體化的變革。PLC是工廠自動(dòng)化控制的核心技術(shù)。但是，PLC的質(zhì)量在不同品牌之間質(zhì)量不一樣，因?yàn)樵诎央A梯圖的繪制轉(zhuǎn)化成PLC的指令過(guò)程中遇到的困難較大
2.機(jī)電光一體化是必然要求
新世紀(jì)以來(lái)，隨著半導(dǎo)體微電子技術(shù)、鐳射技術(shù)的飛速發(fā)展，各種顯示產(chǎn)業(yè)和生物科技的發(fā)展，使得機(jī)電一體化必然向機(jī)電光技術(shù)方向的發(fā)展。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密制動(dòng)器、人機(jī)界面、微處理器，程序或反饋控制、診斷信號(hào)的處理與錯(cuò)誤、辨別圖形、制程工程以及仿生人工智能是機(jī)電光技術(shù)的典型范圍。機(jī)電光系統(tǒng)的類型可以根據(jù)光學(xué)、各種光學(xué)元件的互動(dòng)程度及其組合特性分為三個(gè)類型。即光機(jī)整合的類型；內(nèi)嵌光電或者光學(xué)裝置的類型；在光學(xué)系統(tǒng)中嵌入機(jī)電裝置。
四、機(jī)電一體化技術(shù)的具體方向
1.國(guó)際化方向的發(fā)展
全球經(jīng)濟(jì)的合作與發(fā)展，是機(jī)電一體化走向國(guó)際化的社會(huì)環(huán)境。由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的便利性為發(fā)展科技、工業(yè)生產(chǎn)、科教文衛(wèi)等都發(fā)生了巨變。地球村產(chǎn)生了地球經(jīng)濟(jì)，很多企業(yè)走出本土面向世界，國(guó)際間的經(jīng)濟(jì)合作交流促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的新產(chǎn)品能迅速走向全世界，暢銷全球。
2．智能化方向的發(fā)展
21世紀(jì)的機(jī)電發(fā)展技術(shù)更加重視智能技術(shù)，智能技術(shù)是一個(gè)區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的特征。機(jī)電一體化的智能化要求在以后的機(jī)電操作控制中，依賴于人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)信息學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)等新的學(xué)科知識(shí)，模擬人類智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的優(yōu)越性。智能化是發(fā)展趨勢(shì)去很多地方受到應(yīng)用，節(jié)約了更多的人工成本，實(shí)現(xiàn)以依靠科學(xué)進(jìn)步提高工作效率的理想境界。
3．微型化的發(fā)展趨勢(shì)
鑒于傳統(tǒng)的機(jī)電一體化的龐大笨重，不易展開(kāi)工作的缺點(diǎn)，電機(jī)一體化微型化起步發(fā)展于20世紀(jì)末。微型化的發(fā)展不僅提高了機(jī)械的一體化優(yōu)越性，還體現(xiàn)微電子系統(tǒng)的優(yōu)越性。
納米技術(shù)是機(jī)電微型化發(fā)展的技術(shù)方向。目前的為機(jī)電一體化應(yīng)用中，在生物、通信、制造業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域有很好的影響力。但是主要存在的發(fā)展瓶頸是機(jī)電設(shè)備的復(fù)雜性導(dǎo)致不能與當(dāng)前微電子技術(shù)同等的發(fā)展力度，機(jī)電一體化微型化的技術(shù)落后后微電子技術(shù)的發(fā)展。但是隨著科技的進(jìn)步，微機(jī)電技術(shù)一定也能得到更好的發(fā)展，從而促進(jìn)機(jī)電一體化整體的微型化水平。
4．模塊化的方向發(fā)展
模塊化是機(jī)電一體化技術(shù)的主要發(fā)展方向。因?yàn)槟K化的工作量大、繁瑣、生產(chǎn)的廠家多，對(duì)零件之間的緊密配合的程度要求較高。如果各個(gè)零部件之間的配合不好，就有可能使得機(jī)電一體化技術(shù)不能很好地實(shí)現(xiàn)，這就需要對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)就是將多個(gè)要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)子系統(tǒng)。多個(gè)子系統(tǒng)最后又組合成為一個(gè)整體，從而生成一個(gè)新的系統(tǒng)，產(chǎn)生不同的功能。
5.綠色化的方向發(fā)展
環(huán)保問(wèn)題是任何一個(gè)技術(shù)發(fā)展首先考慮的問(wèn)題，改過(guò)了以前片面追求經(jīng)濟(jì)效率而忽視環(huán)境保護(hù)的做法。綠色發(fā)展方向是主流方向，不僅是一個(gè)時(shí)代的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，也是人類創(chuàng)造科學(xué)文明必須遵守的準(zhǔn)則。綠色產(chǎn)品能夠使用最少的資源，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成最小的污染，綠色產(chǎn)品在制造、使用和銷毀的過(guò)程中都能夠符合環(huán)境保護(hù)的要求，也不會(huì)威脅到人類的生存健康。
五、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的保障
單靠機(jī)電本身的發(fā)展是不科學(xué)的，應(yīng)該得到多方面的保障。雖然機(jī)電一體化的發(fā)展速度很快，競(jìng)爭(zhēng)力也很強(qiáng)。仍有其它問(wèn)題存在，要保證機(jī)電一體化技術(shù)能夠有一個(gè)較好的發(fā)展的措施，可以從以下的幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：要讓政府的決策高層認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)的重要性；加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)人才的培養(yǎng)；發(fā)展電力電子關(guān)鍵技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究；注重理論與實(shí)際并行；積極推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研合作”；機(jī)電產(chǎn)業(yè)要走進(jìn)校園內(nèi)部去尋找人才與合作；建立未來(lái)的研究對(duì)象。
六、結(jié)束語(yǔ)
機(jī)電一體化的發(fā)展中會(huì)不斷的完善，控制系統(tǒng)也會(huì)強(qiáng)大，作為一個(gè)機(jī)電工作人員必須對(duì)它有個(gè)全面科學(xué)的認(rèn)識(shí)。承認(rèn)機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展的成果，也要發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，畢竟機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，在發(fā)展的過(guò)程中還會(huì)面臨很多困難和問(wèn)題，我們應(yīng)該堅(jiān)持科學(xué)的發(fā)展觀，認(rèn)真分析機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，使得機(jī)電一體化能夠在國(guó)家的發(fā)展當(dāng)中做出更大的貢獻(xiàn)。
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