机电一体化应用范文

时间:2023-03-21 01:02:56

机电一体化应用

机电一体化应用范文第1篇

关键词:机电一体化电机控制 应用

中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:

一、机电一体化技术的发展历程与现状

1、机电一体化的发展历程

机电一体化技术的发展有三个阶段,即发展初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展阶段。最初早在20实际60年代人们开始利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。而由于军事和工业发展的需求,当时的人们对于这方面开始重视,由于当时电子技术水平发展不够,技术结合与运用还没有得到深入发展。到上个世纪七八十年,计算机技术和通信技术开始快的发展为机电一体化的发展奠定了技术基础。到了90年代后期,机电一体化进入深入发展时期,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。此外,由于神经网络技术、人工智能技术、光纤技术等领域巨大进步,为机电一体化技术的发展创造了更好的条件。从数控机床的问世到微电子技术的全新发展, 进而可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了电机坚强基础,最后激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶。

2、机电一体化技术发展现状

近些年来,机电一体化技术有了更全面的进步,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予自动显示记录、自动处理信息、自动检测、自动调节与控制自动诊断与保护等许多新的功能。目前一些电动的实际运行中依然存在着一定的问题,比如执行机构机构多、定位精度低、结构复杂、可靠性差等问题,因而对于这种情况,采用机电一体化技术,将伺服电机、阀门、控制器合为一体,采用模糊神经网络,通过内置变频器,实现阀门的高效控制。

二、机电一体化中电动机构的组成及工作原理

1、电机执行机构的组成

目前较常用的主要是交流电动机,它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两,前一种比较多的用在工业上,而后一种通常用在民用电器上。从电机的结构上看,主要分为控制部分和执行驱动部分,控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成;执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

2、电机的工作原理

电机执行机构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的检测,得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号,然后由A/D转换后送入单片机。单片机通过控制PWM波发生器的作用,最后实现电机的运行控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。对于电动机运行原理的分析,这里主要针对工业中应用的三相异步电动机的原理进行探讨。电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场,转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流,转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。

三、机电一体化中电机阀位及速度控制与运行维护

1、电机阀位及速度控制

实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性技术问题主要有五个方面,分别是阀门柔性开关的控制、阀位的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的隔离。对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制,微处理器根据测得的变频器输出电压和电流,通过计算得出输出力矩,如果输出力矩达到或大于设定的力矩,那么就会自动降低运行速度。在传统电机的执行机构中,阀位的极限位置的检测是通过机械式限位开关获得的。电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得,单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较,如果未发生变化或变化较小,就会自动电机的供电电源。

电机的运行控制与加速度的大小、时间长短、当前位置、速度控制给定位置以及运行速度有关。在机电一体化中电机采用的是双环控制方案,外环为位置环,内环为速度环。外环是通过当前位置速度的设定将速度给定发生器向内环提供速度的设定值。内环是将当前速度与速度给定与发生器的设定速度进行比较,依靠速度调节器改变PWM波发生器载波频率,以实现电机的转速调节。

2、机电一体化中电机的运行维护

机械工业的飞速发展对电机运行维护不断提出新的要求,而现代科技技术的飞速发展又为电机的保护水平的提高提供了新的空间。然而再先进的技术都需要依靠人为的操控,因而对于电机的运行维护是确保电机的机电一体化技术优势表现的重要前提。在这里把电机的维护分为三个方面,一个是电机运行前的准备,一个是电机运行中的监管,还一个是电机的日常保养。

在电动机启动前需要检查电源是否有电,观察启动器是否正常、熔丝规格大小是否合适,检查传动电动机转子和负载机械的转轴、电动机及启动电器外壳是否接地、负载机械是否妥善地作好了启动准备。接通电源后,启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况,如果发现异常应立即切断电源。对于电动机运行中的监视,要时刻注意电动机的电压与电流,关注电动机的振动、响声和气味,注意传动装置的检查,以便及早发现问题,减少或避免故障的发生。而对于电动机保护除了运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。

四、结语

机电一体化应用范文第2篇

【关键词】机电一体化 应用 发展趋势

一、机电一体化的产生与应用

20世纪60年代以来,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能,刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。20世纪80年代末期,各国均开始对机电一体化技术给以很大的关注。20世纪90年代后期,机电一体化技术向智能化方向迈进。目前,机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。

二、机电一体化的发展现状

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,在这一时期,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。但当时电子技术的发展尚未达到一定水平,C械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70年代~80年代为第二阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作,虽然取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

(一)智能化趋势。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、计算机科学、模糊数学、生理学和混沌动力学等新思想,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力。

(二)模块化趋势。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。不过这样可利用标准单元迅速开发出新产品,也可以扩大生产规模,制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。

(三)人性化。机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受。

(四)网络化趋势。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。

(五)微型化趋势。微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微型化产品泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,具有不可比拟的优势。

(六)绿色化趋势。科技的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的问题。绿色产品概念在这种情况下应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求。

(七)带源化。是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

四、典型机电一体化产品的发展

目前我国是全世界机床拥有量最多的国家(近320万台),但数控机床只占约5%且大多数是普通数控(发达国家数控机床占10%)。近些年来数控机床为适应加工技术的发展,在以下几个技术领域都有巨大进步。

(1)高速化。由于高速加工技术普及,机床普遍提高了各方面的速度。车床主轴转速有3000~4000r/min提高到8000~10000r/min;铣床和加工中心主轴转速由4000~8000r/min提高到12000~40000r/min以上;快速移动速度由过去的10~20m/min提高到120m/min;在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度,由过去一般机床的0.5G(重力加速度)提高到1.5G~2G,最高可达15G;

(2)高精度化。数控机床的定位精度已由一般的0.01~0.02mm提高到0.008左右;亚微米级机床达到0.0005mm左右;纳米级机床达到0.005~0.01um;最小分辨率为1nm(0.000001mm)的数控系统和机床已问世。

(3)复合加工,新结构机床大量出现,如5轴5面体复合加工机床,5轴5联动加工各类异形零件。同时派生出各种新颖的机床结构,包括6轴虚拟轴机床,串并联绞链机床等。

结束语:综上所述, 经过20多年的发展,机电一体化技术已经成为当今世界最热门、最重要的技术发展方向之一,并影响到几乎全部的工业行业。我国从80年代初对机电一体化技术和产品开始予以重视,先后在国家科技攻关计划、863高科技计划和国家自然科学基金中列专项对机电一体技术加以研究,并取得了一系列重大科技成果。1990年,国家将用电子技术改造传统产业列为“八五”及本世纪后十年发展全民经济的重要战略技术措施,机电一体化技术的推广应用已取得相当进展。

参考文献:

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社,2004.

[2]李运华.机电控制体化.1996

机电一体化应用范文第3篇

关键词:机电一体化技术 煤矿应用 发展趋势

1、概述

机电一体化是机械、电子、计算机和信息技术有机结合的一门复合技术。机电一体化是以机械的主功能,动力功能上引进计算机和电子技术,将机械装置和电子设备以及软件等有机结合所构成系统的总称。它标志着机械和电子两个系统的相互渗透,相互融合。煤矿机电一体化技术是矿山综合自动化的基础,是煤矿企业信息化的重要支撑技术,在煤矿采掘、运装备的应用和推广,大力地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了坚实的基础。

2、我国煤矿机电一体化技术的发展现状

从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。

3、煤炭机电一体化技术研究的意义

3.1 提高了劳动效率

机电一体化改变了过去手工作业落后的生产方式,大量新型机电设备的产生彻底转变了煤矿的作业模式,工人的劳动强度明显降低,劳动生产率大幅提升,极大地提高了劳动生产率。

3.2 提高了劳动安全保障

煤矿传统的工作环境使得矿工在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作,这严重影响到矿工的身体健康和生活质量,在异常清况下,会危及到他们的生命。机电一体化采用机电设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,能够使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,并把在危险有害和困难条件下工作的工人解放出来,防止工伤和职业病的危害,确保了矿工的生产安全。

3.3 增加了劳动收入

煤电一体化技术的运用极大地提高煤矿的劳动效率,大幅度地提高了煤炭的产量,提升了企业的经济效益,矿工的经济收入有所提高,生活水平有所改善。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对促进地方经济的快速发展起到积极的作用。

4、机电一体化在煤矿生产中的应用

4.1 矿井综合采煤方面的应用

电牵引采煤矿机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。与液压牵引相比,它具有良好的牵引特性,可用于大倾角煤层、运行可靠、使用寿命长,反映灵敏、动态特性好,结构简单、效率高等特点。

4.2 矿井运输提升设备

(1)带式输送机:带式输送机具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤矿输送系统的主要运输设备。

(2)矿井提升机:矿井提升机实现全数字化交直流提升,特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合营企业一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备。

4.3 其它煤矿机电一体化装置

其它机电一体化设备主要指煤矿矿供电设备。煤矿供电的特点是要可靠、质量高,能满足大功率设备的要求,因此采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数,减少供电系统无功电流,减少无功功率损耗。目前高低开关普遍采用“微机保护”,具备网络功能,可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。

4.4 在煤矿安全生产方面的应用

矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一,也是保证煤矿安全生产的有效措施,为煤矿安全生产和管理起到了积极的作用。其主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高,具有网络连接功能,系统软件采用了W indows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。

5、煤矿机电一体化技术应用的发展趋势

我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益。但是,我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距,因此还有很多的工作需要继续研究,其未来的发展趋势是:(1)开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,研究具有自主知识产权的核心装置;(2)增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;(3)开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等;(4)煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。

6、结语

先进的煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化的特点及体积小、操作维护方便、保护齐全、性能可靠等,使得这些机电设备在煤矿生产中得到广泛应用。它不但可以提高工作效率、减轻了操作人员的劳动负担,提高了劳动安全保障,同时也增加了矿山企业的市场竟争力,增加了矿工的经济收入,带动了相关企业的经济发展。总之,随着科学技术的快速发展,以及煤矿机电一体化的产品大量使用,其所创造的价值及效益将是以往不可想象的。同时各种新型机电一体化产品的大量使用也促进了机电一体化产品的技术、性能的不断提高及完善。

参考文献

[1]机电一体化实用手册[M].北京:科学出版社,2007.

[2]谭得健,徐希康.自动化技术、信息技术在我国煤矿企业的应用[J].工况自动化,2003.

[3]程炜.无人化是煤炭信息化的主要目标[N].中国电子报,2008.(10).

机电一体化应用范文第4篇

随着经济的飞速发展和汽车科技水平的不断提高,汽车机电一体化技术的飞速发展,使得汽车产业得到了跨越式发展。本研究结合汽车设计的具体实践经验,分析了现代汽车机电一体化技术的方法和意义,并就机电一体化技术在实际汽车设计中的注意事项进行了详细阐述,希望引起汽车行业相关人士的重视。

【关键词】

机电一体;汽车设计;应用

近些年来,随着我国汽车行业的飞速发展,机电一体化技术在汽车设计中的应用范围也在不断扩大,机电一体化技术水平也在不断提高。机电一体化技术的动力特性、稳定特性、安全特性和经济特性,研究机电一体化技术在汽车设计中的运用,不仅有利于提高汽车整体的稳定性,还能保证机电一体化技术质量,对完善汽车的合理设计至关重要,而且有利于切实促进我国汽车行业的快速发展。

1机电一体化技术在汽车设计中的应用概述

1.1机电一体化技术的概述

机电一体化技术在我国汽车设计中主要的应用范围有能够自动防撞的汽车激光雷达装备、汽车发动机系统的微机控制、能够实现汽车自动变速的电子控制器以及汽车的ABS运行系统这几个方面。[1]机电一体化在汽车设计中的主要应用原理是通过运用先进的计算机技术、电子化技术对汽车的主要机械进行合理操控,不断实现各项技术的融合,这一技术融合产生的即为机电一体化产品。机电一体化产品又分为初级和高级两大部分。初级机电一体化技术主要以微电子技术为主,提高汽车的机械运行效率。高级机电一体化技术主要以机电一体化技术为主,引导现代化汽车设计朝着多功能化、智能化、自动化、数字化的方向发展,提升汽车设计整体的性价比,比如增强汽车动力系统的运行效能,增强汽车信息处理过程中的技术控制,充分实现计算机技术在汽车动力系统中的科学运用。[2]在汽车机动装置进行平衡时,汽车设计人员只要准确地对汽车机电控制的最佳角度位置进行定位,就可以通过微电子技术有效控制汽车机动系统的平衡,使汽车设计过程中存在的问题能够轻松解决,相关技术人员应当不断实现机电一体化技术在汽车设计中的应用推广目标。

1.2机电一体化技术在汽车设计中的意义

由于我国的汽车设计应用过程中采用的机电一体化技术发展比较缓慢,存在起步比较晚的问题,因而为了满足消费者对汽车设计的功能需求,笔者对机电一体化技术在汽车设计中的应用进行深入地探索具有重要的实践指导意义。由于机电一体化技术所涉及的科学技术领域十分多,具体涵盖精密机械技术领域、传感器技术领域、伺服驱动技术领域、系统总体技术领域、信息处理技术领域、自动控制技术领域、检测领域等。因而技术人员认真学习机电一体化技术在汽车设计中的相关理论,对实现汽车设计的创新发展具有十分重要的意义。创新我国现代汽车设计采用的机电一体化技术有利于完善汽车设计的各项功能,实现汽车动力系统灵活性的调节和实现汽车设计技术的有效改进,防止损害汽车的运行性能,延长汽车的使用寿命,使得汽车零件的机电一体化设计趋向精确化。因而完善机电一体化技术对保障汽车整体的运行效能至关重要。

2机电一体化技术在汽车设计的应用现状探究

2.1机电一体化技术设备比较陈旧

汽车的机电一体化设计技术的起步比较晚,因而传统的手动汽车控制系统的设计往往无法满足汽车用户的实际需求。同一汽车厂对不同车型的设计标准也缺乏统一的操作流程,使得汽车机械零件的设计方法能够更加的规范化、科学化,极易出现机电一体化技术不科学、设备装置无法有效安装的问题,无法满足人们对于现代化汽车设计的基本要求。这不利于改进和提升机电一体化技术在汽车设计中的应用水平。落后的汽车设计应用设备不仅耗费了大量的人力、物力和财力,还增加了机电一体化在汽车设计中的成本,不利于实现机电一体化机电产品的更新换代,不利于创新汽车机电一体化设计技术。

2.2传统、落后的汽车设计理念

汽车机电一体化设计技术理念的传统落后性使得汽车运行的整体性能和工作效率不能得到有效的提高,破坏了汽车本身的设计方案,增加了汽车故障发生的频率,不适用于现代化机电一体化汽车设计技术的创新和发展。传统落后的汽车设计理念,使得新型的机电一体化技术方案不能够得到有效的推广,不利于保证汽车良好的运转性能。在汽车运行过程中,传统的汽车维修人员往往忽视了对汽车设计理念的创新,使得机电一体化技术不能得到有效的推广使用,不利于实现汽车设计方案的有效创新,不利于保障汽车运行的整体安全。

2.3汽车机电一体化技术人员的综合素质比较低

随着汽车需求量的增加,一些汽车行业出现汽车设计人才紧缺的问题,使得一些非专科毕业的工作人员也在经过短期培训后加入到汽车设计的行业中。这在某种程度上无法保障机电一体化技术的适用范围。由于汽车设计的程序往往比较繁琐,技术含量也比较大。如果汽车技术人员缺乏专业的知识,会使得一些小的零部件在安装过程中被忽视,不利于保障汽车运行过程中的稳定性。汽车机电一体化技术人员综合素质和专业素质的降低,使得机电一体化技术得不到有效的推广,不利于安装汽车机电一体化技术检查设备。

3完善机电一体化技术在汽车设计中的策略分析

3.1更新现代化机电一体化技术设备

机电一体化技术人员在汽车设计过程中,应当正确运用计算机应用软件,这对改善汽车工程领域的机械技术、计算机操作系统的运行效力十分重要。技术人员应当不断改善机电一体化技术设备,有效提升汽车设计的信息处理技术具有重要的作用。汽车设计系统的安全有效运行还依赖于汽车驱动技术、汽车电力系统的微电子技术、汽车运行数控系统的制造技术、汽车辅助制造系统的技术、计算机集成技术等。机电一体化设计技术设备的创新能够实现汽车设计的各项方案,提升汽车运行的整体功能,实现汽车电子系统与机电运行系统的完美结合。

3.2与时俱进,创新传统的汽车设计理念

汽车机电一体化技术的创新设计在汽车性能的完善过程中具有十分重要的作用,机电一体化作为汽车设计过程中最为重要的一个技术,对其进行汽车设计程序与理念的创新对提升汽车的整体性能是非常必要的,因而要克服种种因素的阻碍。因为汽车内部各零部件运行的好坏与人们出行的生命财产安全问题密切相关,为了使汽车的微电子精算技术和设计技术相互融合,应当不断追求汽车的高性能,这对改进汽车整体性能具有十分重要的意义。只有把汽车的机电一体化技术不断运用到汽车设计当中,增强汽车机电一体化的微电子技术水平,才能使汽车的平稳性和安全性得到较大的提高。

3.3创新机电一体化技术,提升汽车设计人员的综合素质

随着机电一体化技术在汽车设计中出现的智能化、灵活化、功能化的发展趋势,汽车机电一体化设计人员应当积极引入专业技术学习,提升专业素质,加强定期的新技术培训和专业考核制度,使机电一体化技术人员能够明确掌握汽车整体结构和运行系统的专业规范,进而提升汽车的运行质量。为了规范机电一体化汽车设计人员的专业技术,同时还应当扎实机电一体化技术,不断完善汽车设计的理论知识和专业知识,不断推广微电子技术的应用范。这有利于提升机电一体化人员的实践操作能力,方便汽车精算系统、动力系统、自动控制系统的完美调控,不断提升汽车运行的整体水平。

4结语

综上所述,伴随着机电一体化技术在汽车设计应用中的发展和消费者对汽车安全性、稳定性、自动性要求的提高,笔者认为,我国汽车设计行业应当不断鼓励机电一体化技术人员进行科技创新,改进汽车自动控制技术和微电子技术,在修理过程中积极完善汽车的零部件,加大对汽车机电一体化技术功能部件的安装检查力度,提高对机电一体化中计算机技术与微电子技术的重视程度,切实满足消费者对汽车性能的需求,保障社会公众的出行安全。

作者:石开华 单位:广西钦州力顺机械有限公司

【参考文献】

[1]钱忠梅.机电一体化技术在汽车中的应用研究[J].山东科技,2013(8):25-26.

机电一体化应用范文第5篇

关键词:机电一体化;技术;应用

中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 18-0116-01

随着社会不断发展,科学技术广泛运用到各个领域,机电一体化这个名词不仅仅是理论,更被人们熟练运用到企业发展上。按照系统科学的观点,机电一体化又可称为机电一体化系统,它是集机械元件和电子元件为一体的复合系统。随着机电一体化的迅速发展,它主要结合了光学、电子学、计算机技术、机械技术等领域知识,使整个机电一体化系统变得柔性化、智能化。更加合理、高效,它大幅度地推动了整个工业的生产。对社会的不断进步具有深远的意义。

一、机电一体化技术主要运用领域

(一)在数控机床中的应用。传统数控机床及数控技术结构比较简单,性能低,操作复杂笨拙,控制精度较差。然而经过40多年的发展,机电一体化的投入,除了解决了上述传统数控技术的弊端更增添了其他的。先进的数控技术以信息为主导,其开发性设计即硬件体系结构和功能模块具有标准性、兼容性、层次性,最大限度提高了其可操作性,大大提高了经济效益。现代的数控技术充分结合现代科学技术,能实现多过程、多通道控制即一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

(二)在计算机集成制造系统(CIMS)中的应用。机电一体化以其发展快适用范围广的特点深受各行各业的欢迎。机电一体化技术打破原有部门之间的界限,使各分散系统最优的结合,充分做好“物流”和“信息流”之间的关系,将生产线各个环节有机的结合,大大提高各种生产要素之间的连接作用,从而生产能力得到了很大的提高,使得各种生产要素充分发挥提高企业经济效益。

(三)在现代机械制造中的应用。传统的机械制造主要依赖于企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它着重考虑的是资源的有效利用,用低成本换取高效率,以机器代替人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。然而,先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。

二、机电一体化技术的发展趋势

(一)智能化。机电一体化与传统机械的主要区别在于技术是否智能化,即使机电一体化产品具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如传统的数控机床像个被动执行者,它只能按照事前规定好的程序去严格执行操作,而现代的只能数控机床,它被结合了人的思想与感知,它可以主动地对自己的环境和加工条件进行感知及分析,从而采取相应的措施。利用这种智能化产品,从而能够大大减少人的脑力劳动。为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

(二)系统化。机电一体化可以看成为系统结构,它主要采用开放式和模式化的总线结构。这种系统结构的组态比较灵活,在任何情况下都可以剪裁和组合,从而达到各个子系统之间的协调控制和统一管理。其次,通过机电一体化的系统化结构信息的传递功能极强,它可以使远程网络更稳定。然而,随着科技的不断发展,相信机电一体化产品还会更加完善,人类会赋予它更人性的发展,从而想着生物系统化飞跃。

(三)模块化。机电一体化的正向着模块化发展。众所周知机电一体化产品种类和生产厂家繁多,故研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而十分重要的工作。若能制作出一系列的标准件,则对后续的产品开发大大缩短了时间。由于产品的标准化和系列化,使得生产规模大大提高,非常有利于企业的发展。

(四)网络化。网络技术的兴起和飞速发展对全球都是一次巨大的变革,它带给人类一次巨大的飞跃,然而对机电一体化也具有重要的作用。网络在人类的生活中越来越普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

(五)人性化。各类产品的生产都是为了方便于人类,故机电一体化向人性化是个必然的趋势。机电一体化产品要求除了能够达到人类最基本的使用需求外还需要考虑它的外观结构包括形状及颜色等从而使产品更接近生活,让人们在使用过程中更自然,更便捷。

(六)微型化。机电一体化的新目标是向着微型化转化。机电一体化的微型化又称为微型机电一体化系统,国外对其几何尺寸定义为一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。微型机电一体化系统主要特点为具有体积小、耗能小、运动灵活等,由于微型化的特点,其可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故非常受生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域的欢迎。

(七)绿色化。人类生活的巨大改变离不开工业的发展,然而在我们个人感觉到物质丰富、生活舒适的同时资源却在大批量减少、生态环境变得极具恶化,所以急需大量开发绿色产品。机电一体化产品的绿色化最根本目标为尽最大限度地减少对生态环境的破坏。故这就要求产品从设计、制造、使用和销毁的整个生命周期中,达到符合环境保护和人类健康的要求,并使得资源的利用率提高。其产品的特点为低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。

三、结束语

随着机电一体化技术的发展,大量的产品与装置都在向着机电一体化发展,在优化整体的同时,提高了产品质量和生产效率,大大缩短开发新产品的生产准备周期,有利于加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革;同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

参考文献:

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社,2006.

[2]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

机电一体化应用范文第6篇

关键词:机电一体化;信息技术;数控机床

机电一体化就是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机的结合,并应用到实际中去的综合技术。随着科学技术的飞速发展,现代化的自动生产设备可以说都是机电一体化的设备。

机电一体化也称为机械电子学,是由英文单词Mechanics(机械学)的词头和Electronics(电子学)的词尾组合而成的新词,即Mechatronics。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被世界各国所承认和应用。随着电子技术和信息技术的迅猛发展,机电一体化技术也获得了高速发展,并对现代工业的生产产生了重要影响。

1 机电一体化的含义

在人类漫长的发展历史中,有一种“看不见的思想”推动着技术的进步和发展,而这种“看不见的思想”就是人们追求的“精益求精”的思想,也正是这种思想使人们创造了一个又一个技术奇迹,也正是“精益求精”的思想迫使人们去提高工作效率,从而创造了机电一体化技术。

机电一体化在国外被称为“Mechatronics”,这个词是由英文单词Mechanics(机械学)的词头和Electronics(电子学)的词尾组合而成的新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合。随着科学技术的发展,这一技术已经得到包括我国在内的世界各国的承认和应用,我国的工程人员将这一名称译为“机电一体化技术”,机电一体化技术又称为机械电子技术,是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物,是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。

2 机电一体化技术的发展历史

机电一体化技术的发展历程,大致可以分为三个阶段。

20世纪60年代以前是第一阶段,这一阶段是机电一体化的初创阶段,也就是电子技术开始在机械行业中得到广泛应用,因此,可以称其为“萌芽阶段”。在这一时期,电子技术研究的初步成果开始被人们用来完善机械产品的相关性能。尤其是第二次世界大战的爆发,更是刺激了机械产品与电子技术的结合,出现了一些机械性能相当优良的军事用途的机电产品。战后,这些军事用途的机电产品转为民用,对经济的恢复和技术的进步起到了积极的促进作用。

20世纪70年代到80年代是第二阶段,这一阶段机电一体化获得了蓬勃发展,因此,可以称其为“蓬勃发展阶段”。在这一时期,人们已经开始主动地去利用电子技术、通信技术和控制技术,也就是人们常讲的3C(Compute、Control、Communication Techology,简称3C)技术的发展成果来研究新的机电一体化产品。

20世纪90年代至今,是机电一体化技术发展的第三阶段,这一阶段智能化技术在机电一体化技术中得到了良好的应用,因此,这一阶段可以称其为“智能化阶段”。这一时期,由于人工智能技术、网络技术和光纤技术等的发展,为机电一体化带来了巨大的发展空间。而目前,随着机械技术与激光-微电子等技术的结合,光机电一体化技术将会成为机电一体化技术未来发展的重要方向。光机电一体化技术包括产品和技术两方面:光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品,具有丰富的功能和很高附加值;光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。随着机电一体化技术在各行各业的广泛应用,光机电一体化技术将会获得巨大的发展空间。

3 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。[1]21世纪,随着科学技术和人们的环保意识的提升,机电一体化的发展趋势主要是智能化、数字化、网络化、微型化及绿色化。

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化发展的重要趋势。随着计算机技术、信息技术、电子技术的飞速发展,机电一体化的智能化在工业中得到了广泛的应用,机器人就是机电一体化的重要体现。机器人就是通过计算机技术、电子技术、传感器技术等自动执行工作的机器装置,它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人的主要任务就是协助或代替人类的工作,尤其是一些危险场合,如高电压环境、核电站等,都需要机器人来完成人类不适宜的工作。随着机器人性能的提高,在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域,机器人都有着非常重要的用途。

3.2 数字化

数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理,这是数字化的基本过程。21世纪是信息时代,信息的数字化越来越受到人们的重视。随着计算机技术的发展,奠定了机电产品数字化的基础,也为数字化设计和制造提供了重要手段,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有具有高可靠性、易操作性、可维护性以及自诊断能力等。

3.3 网络化

网络化就是指利用通信技术和计算机技术,把分布在不同地点的计算机及各类电子终端设备互联起来,按照一定的网络协议相互通信,以达到所有用户都可以共享软件、硬件和数据资源的目的。20世纪90年代中期,网络技术得到了迅猛发展,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息,给世界带来了巨大的变革,也给机电一体化的发展带来了重大影响,如可以通过网络对机电一体化的设备进行远程控制。机电一体化的产品很多,我们以数控机床为例来说明。

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。

3.4 微型化

近年来,作为机电一体化技术的重要分支的微机电系统,得到了迅猛发展。微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成,尺寸通常在毫米或微米级,自八十年代中后期崛起以来发展极其迅速,被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域,将成为21世纪新的国民经济增长点和提高军事能力的重要技术途径。

由于微机电系统具有体积小、重量轻、能耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等优点,在生物医学、航空航天、工业、农业乃至国防等领域等有着广阔的应用前景。虽然目前技术上还存在一定困难,但取得技术上的重大突破已经为期不远。

3.5 多样化

未来的机电一体化装置将会越来越强化其与生命机体的相似性,它高度依赖于信息,具有相当高的智能,能够学习和积累经验,有灵活适应环境的能力,并能根据需要和具体条件进行决策、指挥并完成某些任务。[2]这些在技术上虽然有一定难度,但其部分功能已经得以实现。人们正在研究如何用机电一体化技术取代人体的大部分器官,如人造假肢,过去只是外表和真肢相似的机械化装置,而目前,已经研究出可以和身体器官相连的装置,这种假臂的手非常灵活,甚至可以操作乐器等。

3.6 绿色化

绿色设计就是指充分利用资源来获得绿色产品的设计。在漫长的人类发展史中,工业设计为人类创造了现代生活方式和生活环境,与此同时,也加速了资源、能源的消耗,并对地球的生态平衡造成了严重破坏。但地球上的一次性资源、能源毕竟有限,随着世界人口的日益增多和人们对物质生活越来越高的要求,这种高投入高输出发展模式能否持续下去、还能持续多久,已成为国际社会的重点研究课题。[3]鉴于此,绿色设计也就成了机电一体化发展的重要方向。绿色设计反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思,要求世界各国要合理的利用资源,转变传统粗放式的发展模式,采用以资源、能源高效利用为特色的集约型发展模式,是实现可持续发展的重要途径。

4 机电一体化的重要应用

机电一体化技术自问世以来获得了迅猛发展,推动了机械工业的良好发展,新产品层出不穷。无论是军事还是经济,亦或是生产、生活,机电一体化都在时刻推动着社会的发展。

4.1 数控机床

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数和辅助运动等。数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式,这种CNC装置一般使用多个微处理器,以程序化的软件形式实现数控功能,因此又称软件数控(Software NC)。伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置,常用的辅助装置包括:气动、液压装置,排屑装置,冷却、装置,回转工作台和数控分度头,防护,照明等各种辅助装置。

4.2 工业机器人

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是工业物流自动化中的重要装置之一,是当今世界新技术革命的一个重要标志。[4]工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。20世纪40年代中后期,机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后,美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。UNIMATION的VAL(very advantage language)语言也成为机器人领域最早的编程语言在各大学及科研机构中传播,这也是各个机器人品牌的最基本范本。

5 结束语

机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。应当指出,机电一体化是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合,是机械设计理论的发展,而不是取代。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

[1]梁俊彦,李玉翔,林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007.

[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造,2005.

[3]周琴.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].机械,2010.

[4]王恒升.机电一体化及其应用[J].机床电器,1998.

作者简介:汤秀红(1974,12-),女,湖北十堰市人,汉,讲师,工程硕士,研究方向:机电控制,高职教学方法研究。

机电一体化应用范文第7篇

关键词:机电一体化技术;汽车设计;应用

随着我国汽车行业的发展速度不断加快,大大拓展了汽车设计中机电一体化技术的应用范围,同时也大大提高了机电一体化技术的水平。稳定性、经济性和安全性等是机电一体化技术具备的特征,通过对汽车设计中机电一体化的应用进行研究,不但可以将汽车的整体稳定性提升,同时可以为机电一体化技术质量提供保障,从而对我国汽车行业的发展具有重要的推动作用。

1在汽车设计中机电一体化技术存在的问题

1.1陈旧机电一体化技术设备

我国汽车机电一体化设计技术具有较晚的起步时间,这样传统手动汽车控制系统的设计无法使汽车用户的实际需求得以满足[1]。同一汽车厂对不同车型的设计标准和操作流程没有统一的制定,这样无法规范汽车机械零件的设计方法,从而使机电一体化技术出现一些问题,如不够科学和规范以及无法安装等,使人们对现代化汽车设计的基本要求无法满足。这些问题的存在对汽车设计中机电一体化技术的提升和改进产生不利影响。由于汽车设计应用设备的落后性不但对大量的人力、物力和财力造成了浪费,同时使汽车设计中机电一体化技术的成本提升,从而对机电一体化产品的更新和机电一体化设计技术的创新造成阻碍。

1.2汽车设计理念的落后性

由于落后的机电一体化设计理念会大大降低汽车整体运行的性能和工作效率,这对汽车本身的设计方案造成一定的破坏,使汽车发生故障的次数增加,对创新和发展现代化机电一体化汽车设计技术造成影响[2]。另外由于汽车设计理念的落后性,无法有效的推广新型机电一体化技术方法,无法为汽车良好的运转性提供保障。在汽车实际运行中,传统的汽车维修人员对创新汽车设计理念工作并不重视,这样无法进一步推广和使用机电一体化技术,对创新汽车设计方法和提升汽车运行的整体安全性造成影响。

1.3汽车机电一体化技术人员较低的综合素质

由于不断增加汽车需求量,使汽车行业缺乏相应的汽车实际人才,这样在汽车行业中会使用一些非专科毕业的工作人员,从而对机电一体化技术的使用范围无法提供保障。另外汽车设计具有复杂的程序和较高的技术含量,如果汽车汽车人员的专业技术不丰富,会在安全过程中忽视一些小的零部件,这对汽车运行中的稳定性无法保障。而且由于汽车机电一体化技术人员具有较低的综合素质和专业素质,对安装检查汽车机电一体化技术设备造成影响。

2在汽车设计中完善机电一体化技术的措施

2.1将现代化机电一体化技术设备不断更新

在设计汽车过程中,机电一体化技术人员应该对计算机应用软件正确的使用,这样可以对汽车工程领域中机械技术的改善具有重要的作用[3]。技术人员要对机电一体化技术设备不断的改善,从而可以将汽车设计中处理信息的技术提升,而且要将汽车驱动技术和计算机集成技术等合理的应用到汽车的设计系统中。汽车设计中各个方案的执行是通过不断创新机电一体化设计技术设备来完成的,这样可以将汽车运行的整体功能性大大提升,使汽车电子系统与机电运行系统充分融合的目的得以实现。

2.2对传统的汽车设计理论进行创新

在设计汽车过程中关键的技术主要是机电一体化技术,所以在完善汽车性能的过程中机电一体化技术的创新设计的作用是不可代替的,同时创新汽车设计程序和理念可以将汽车的整体性能大大提升。但是在这个过程中要对各个因素阻碍进行克服,造成这种现象的主要原因是人们出行的安全问题,如生命财产安全会受到汽车内部各个零部件运行质量的影响。因此要充分的融合汽车的微电子精算技术和设计机技术,不断提升汽车的整体性能。只有在汽车设计中充分的应用汽车机电一体化技术,才能够将汽车机电一体化的微电子技术水平不断加强,从而可以进一步提升汽车的稳定性和安全性。

2.3将汽车设计人员的综合素质

不断提升智能化和功能化是目前汽车设计中机电一体化技术的主要发展方向,所以引进汽车机电一体化设计的人员不但要掌握较高的专业技术,同时其专业素质要符合要求[4]。同时要对新技术培训和专业考核制度的力度不断加强,这样机电一体化设计人员可以将汽车整体的机构和运行系统的专业规范熟练的掌握,从而可以为汽车的运行质量提供保障。同时汽车设计人员应该将相应的理论和专业技术不断完善,将微电子技术的应用范围不断推广,这样不但可以将技术人员的实践操作能力提升,同时可以将汽车运行的整体水平大大提升。

3结论

由此可见,随着在技术设计中机电一体化技术的应用力度不断加强,消费者逐渐用更高的标准要求汽车的安全性和稳定性等。在汽车设计中应用机电一体化技术,对机械领域各个方面的发展都具有重要的推动作用。但是其也存在一些相应的问题,这需求汽车企业采取针对性的措施,将这些问题合理的解决,从而可以在汽车设计中更好的应用机电一体化技术,进而可以大大提升汽车设计水平。

参考文献:

[1]张旭梅.机电一体化技术在汽车设计中的应用分析[J].低碳世界,2017,20(02):221-222.[2]石开华.浅谈机电一体化技术在汽车设计中的应用[J].科技视界,2016,15(05):128+144.

[3]袁满祥.浅析机电一体化技术在汽车中的应用[J].科技创新与应用,2016,23(08):106-107.

[4]唐淑云.机电一体化技术在汽车制动系统中的应用分析[J].世界有色金属,2016,17(11):151-152.

机电一体化应用范文第8篇

关键词:机电一体化技术;应用;发展趋势

机电一体化技术是综合性技术类型,包含多种学科的知识,发挥各自优势,是社会生产力不断前行的结果。在科技的推动下,机电一体化在诸多领域中产生影响,在推动社会与经济发展中发挥越来越大的作用。为因此,要对机电一体化涵义进行深入分析和理解,对其应用环境进行深入探讨,明确发展方向,推动这一技术的可持续发展。

1对机电一体化涵义的阐述

机电一体化技术凸显综合性的特征,融合多种学科的关键技术,主要涉及机械、电子等技术领域。凸显全面性与综合性,具体分析,机电一体化主要关注的是机械设备的生产以及信息技术在数据处理中的作用,重视对机械设备以及相关电子器材的探索和研究,目的是更好地支持工业自动化的发展,为其提供坚实的技术保障。机电一体化发展实践中,重点集中在信息与产品的组成,主要是关注传感、信息以及机械技术的全面发展。之所以推广机电一体化技术,主要是在传统生产技术的基础上,逐渐渗透在生产环节中,加快产品创新,促进改革,是工业自动化发展的必然。

2对机电一体化技术应用状况的分析

2.1机电一体化技术在数控机床中的应用介绍。在机电一体化技术的支持和应用下,整个生产操作的精度显著增强,功能更加多样化。另外,在结构方面,拥有紧凑的构造,模块化突出。在功能领域,开放性更强,推动数控机床向着智能化的方向发展,提升机床的精确度,为整个生产提供更加全面、先进的技术支持。2.2机电一体化技术在计算机制造和集成系统中的应用。在机电一体化的支持下,计算机制造以及集成系统能够满足动态管控的目的,达到对目标的优化,突破传统模式的制约,保证信息的顺畅性。同时,实现诸多功能的融合,如开发、生产以及决策管理等,使得产品配置实现优化,集成度得到显著增强。2.3机电一体化技术在柔性制造系统中的应用介绍。对于柔性制造系统而言,涉及诸多部门,如机器人、数控等。要在装配要求的指导下,结合生产需要,对工件进行生产。整个系统的应用中,需要进行相关构件、品种等进行频繁切换。在机电一体化的应用下,产品质量的增强成为必然,生产效率实现大幅提升。2.4机电一体化技术在工业机器人中的应用介绍。机器人与机电一体化技术的融合经历几个发展时期,首先,机器人在得到相关指令之后,进行单一动作的重复,但是,对环境适应能力不强,也很难结合对象进行及时调整。其次,在工业机器人中加装传感系统,能够实现对工作环境的识别和适应,及时反馈相关状态,实现对信息的有效处理,同时,反馈功能比较突出,满足对整个操作动作的控制需求。这一时期的机器人在智能水平上处于较低级阶段,但是,实用性得到显著提升。再次,工业机器人紧跟时展步伐,向着智能化的方向发展,感知能力增强,能够完成复杂的逻辑思维,具备了决策能力,环境适应能力更强,独立运行特点更加突出。

3对机电一体化发展趋势和方向的介绍

3.1机电一体化在绿色化方面更加突出。在现代科技的发展下,整个社会发展水平不断提升,环境问题备受关注,更加关注对资源的节约以及生态的保护。工业生产也要顺利这一发展趋势,追求绿色发展目标,发展绿色机电一体化,实现能耗的有效降低,在推动社会发展的同时,维护生态平衡。3.2机电一体化的智能化不断完善。智能化的发展在很大程度上依赖于科技的进步和发展。在时展中,智能化与机电一体化融为一体,相互促进。在发展中,注重综合性思维方式的引进,以控制理论为基础,强化控制性。机电一体化的产品在智能性方面无法与人的思维进行媲美,但是,借助智能化的产品能够实现复杂问题的缓解,在根本上推动机电一体化的飞速发展。3.3机电一体化中网络化的分析。信息技术是网络技术发展的基础,使得整个社会的发展速度更加飞速。同时,网络技术在工业生产和科研领域发挥作用。网络化技术催生了多种技术类型,影响人们的生活。在远程终端监控设备中,机电一体化技术得到功能上的集中体现,尤其是计算机的支持下,其优势更加突出。为此,网络化在机电一体化中的发展成为其完善中的必然一环。3.4模块化得到发展。机电一体化在不断完善中,模块化成为其必然选择。目前,机电一体化包含诸多类型,为了实现进一步开放的目的,需要将模块化作为发展方向,对技术进行单元划分,实现整体功能的强化。3.5全息系统化得到推广应用。全信息系统的发展与完善受到 智能化技术的广泛影响。在全息系统化的应用下,采用了开放式总线结构和模式化结构,系统能够进行自由重组,同时,通信能力更强,为人机一体化的发展提供更多的支持。

综上,整个社会的生产力在发展到一定阶段之后,机电一体化成为必然趋势,也是科技进步的体现。在社会经济的发展中,机电行业实现技术的全面融合,凸显全面性与综合性的特征。因此,为了实现对机电一体化的全面的理解和掌握,要对其概念进行明确,明确其应用的主要方向,系统分析其发展趋势和方向,在根本上推动机电一体化的有序发展,为社会生产生活的各个方面提供更大的便利。

作者:梁晋 单位:山西汾西矿业(集团)有限责任公司物资供销分公司

参考文献:

[1]黄骏.机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J].科技展望,2016(19):84.

[2]于秀娜,张茜铭.浅谈机电一体化技术的应用与发展[J].河南科技,2014(22):84.

机电一体化应用范文第9篇

关键词:机电一体化 组成要素 发展状况 技术应用

一、机电一体化的内容

1.机械技术。机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。

2.计算机与信息技术。其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术,即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。

4.自动控制技术。其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

二、机电一体化的组成及发展状况

1.机电一体化的组成

机电一体化的组成部分包括:机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器、动力源。机械本体是系统的所有功能要素的机械支持结构;测试传感部分对系统的运行需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息;电子控制单元用来测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行;执行器根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能;动力驱动源依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

2.机电一体化的发展状况。

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。20世纪70~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

三、机电一体化的技术应用

现代机电一体化是一门综合的技术,是机械与微电子技术、信息技术相互渗透融合的产物,是机电工业发展的必然趋势。这意味着,机电一体化的应用在未来的工业发展中将更为广泛。

机电一体化的主要应用领域:

1.数控机床。数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制上都有迅速的提高,总线式、紧凑型的结构、开放式的设计以及数控编程技术和技术化,这些发展最大限度的提高的用户的效益。

2.计算机集成制造系统。它打破原有部门之间的界限,以制造为基础来控制物流和信息流,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产试验到生产经营管理的有机结合。

3.柔性制造系统。即计算机化的系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。该系统的应用会使冗余度增加,有较好的柔性,能够应付突发事件。

4.机电一体化技术在钢铁企业中应用。在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面:智能化控制技术(IC)、分布式控制系统(DCS)、开放式控制系统(OCS)、计算机集成制造系统(CIMS)、现场总线技术(FBT)、交流传动技术。

5.工业机器人。目前,被广泛应用的为第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。

四、机电一体化技术的智能化发展。

智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。

1.数字化。微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

2.模块化。是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化。

3.网络化。网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

五、小结

机电一体化应用范文第10篇

关键词:煤矿;应用与管理;机电一体化技术

一、煤矿机电一体化技术的应用分析

1、煤矿安全监控工作体系分析这一工作环节主要是通过引入机电一体化技术提高工作效率,真正的提升安全监督与控制的工作,煤矿安全监控管理工作一体化目标的实现离不开信息化管理技术的应用、计算机技术的应用、机械自动控制系统的应用。笔者结合自身在煤矿企业工作的实践情况进行分析,由于科学技术的发展煤矿机电一体化技术在企业也得到了相应的推广,在安全管理中我们通过局域网的网络平台对矿井下作业情况进行安全方面的实时监控。除此以外还可以对煤矿的设备使用做到及时的监督与管理,这样不但提高了煤矿机械设备的使用寿命,还能保证安全生产,从而提高煤矿生产现场安全监控管理水平。2、煤矿运输提升设备的角度分析这一工作环节主要的工作重点是将带式运输的关键设备与机电一体化进行结合,这样的结合能够满足长距离、大规模的运输,有效的提升煤矿企业自动化水平。我们通过计算机的控制系统利用机电一体化的软启动模式将运输设备的惯性载荷处理方法进一步提升。在煤矿工作的现场,设备的工作面中轴承部位经常会出现跑偏及倒转的问题,这时候我们利用机电一体化的方式做到及时的监控与合理的评估,并结合下一阶段煤矿运输对设备功能的要求进行设备提升,将设备的操作与控制通过机电一体化技术实现自动化发展,提高煤矿企业的工作效率。3、煤矿采煤设备提升的角度分析这一工作环节需要结合有关的实际工作情况进行研究,在采煤设备现场运行的下滑过程中,利用机电一体化技术的应用使设备的制动能效得以发挥,对大倾角煤层下的采煤设备是具有一定价值的。在作业的采煤现在,由于机电一体化技术的干预,有效的提高了采煤设备的安全运行,即使遇到恶劣的采煤环境,设备的运行也能安全。机电一体化技术的应用能够对采煤过程中各类参数进行调整和优化,提高采煤结构体系,降低体积量水平,巩固动态属性,通过计算机技术实现采煤设备运行全程控制。

二、机电一体化技术在煤矿作业中的应用

1、机电一体化技术在提升机中的应用矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备。内装式提升机在结构上将滚筒和驱动合二为一,简化了机械结构。全数字化提升机高度可靠,采用总线方式,使电器安装大大简化。2、机电一体化技术在采煤机中的应用电牵引采煤机的使用,电牵引采煤机与液压牵引相比具有良好的牵引性,在采煤机前进的时提供牵引力克服阻力移动,在采煤机下滑时进行发电制动。电牵引采煤机可用于大倾角煤层,牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,所以电牵引采煤机可用在大倾角的煤层。电牵引和液压牵引不同,电牵引采煤机工作可靠,反应灵敏,动态特性好,使用寿命长,发生的故障少,降低了维修工作量。

三、煤矿机电一体化技术的管理分析

当前煤矿机电一体化技术的应用在管理方面有很多问题需要解决,我们需要结合煤矿的实际作业情况,建立适合的应管理方案,从而保证作业现场的管理优质。1、煤矿机电一体化技术管理的问题分析煤矿机电的管理部门的管理作用没有得到有效的发挥,虽然地方煤矿企业都设置了机电管理部门,但是主要的职能是机电管理与生产。1)机电管理部门的相关人员没有充分发挥管理作用,只将工作精力放在生产上。一些煤矿企业的领导只看重生产忽视管理的重要性,将机电的管理人员大大的缩减,严重的造成机电管理人员缺乏,技术手段落后,对于机电系统的组织建设不及时导致机电管理网络经常发生中断的情况,逐渐的淡化机电职能管理作用。2)机电队伍的整体技术水平低下,聘用技术基础差、文化较低的人员担任煤矿机电管理工作,对于煤矿机电管理对于没有进行系统设备管理理论和企业管理理论的学习就上岗就业,导致机电管理主要是凭经验进行管理的。很多煤矿企业的机电职工都没有接受过专业的培训,以至于理论知识缺乏的同时技术水平也不足,在实际的实践工作中经常出现违章作业。导致煤矿机电设备故障频发,甚至出现严重的安全事故。3)设备安全设施、保护装置不全,导致设备的安全隐患较多。提升系统缺少缓冲装置和托罐装置,对于电控系统、制动系统缺乏保护措施。井筒装备出现了严重的锈蚀情况。有的矿井为了大力的提高生产,主副井2小时的停产检修时间都不能得到有效的保证,对于绞车的负荷能力超过实际设计的能力。还有一些电压表、电流表、压力表、真空表、安全阀根本不能进行定期的检测和校验。在井下的电气设备也不进行定期的试验,使用非阻燃的电缆、输送带,造成井下的电气设备失爆情况屡见不鲜。井下电气都没有使用过流保护、漏电保护等等,这些都是煤矿机电管理部门需要注意的安全隐患。2、煤矿机电管理主要的实施方法1)我们在设计机电管理制度的时候需要结合煤矿工作现场的实际情况,构建完整管理制度与规范,还要根据工作现场机电设备的投入,制定科学的机电工作方案,实现故障及时监测、诊断、预警系统的使用。2)对于煤矿机电管理人员,我们首先要对机电一体化技术的应用的工作人员进行系统的培训培,管理期间对各种违章行为进行正确及时的处理,还要总结各种机电设备常见故障排查表,对出现机电事故的设备进行追查与跟踪,定期评估煤矿工作机电一体化技术的应用情况,并制定完善的改进措施。3)制定机电一体化技术及相关设备的综合管理控制制度,加强煤矿机电技术管理人员的培训,从而发挥机电一体化技术的真正价值。

四、结语

随着科学技术的发展,煤矿机电一体化技术是煤矿企业信息化进步的重要支撑,是矿山实现综合自动化的基础,机电一体化技术在煤矿工作生产作业中具有相当重要的意义。煤矿机电一体化技术的应用能有效的提升运输设备的工作效率,针对在煤矿机电一体化技术管理我们需要从多个角度入手,将煤矿机电一体化技术管理工作进行合理的优化,进一步发挥实践效益。

参考文献:

[1]徐家连.煤矿机电一体化技术的应用探索[J].科技传播,2014(14)

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