机电一体化技术方向篇1
1.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,利用其高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
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、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
3.系统技术:即以整体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,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。
5.传感检测技术:是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。
6.伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
二、机电一体化的发展进程
1.数控机床问世:自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。
2.微电子技术的发展:我国的集成电路产业起步于1965年,经过30多年发展,已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。
3.可编程序控制器(PLC)的应用于工业:上世纪60年代后期,美国汽车制造业开发一种ModularDigitalController(MODICON)取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟,全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向现场总线网络的体系结构,采用开放的通信接口,如以太网、高速串口;采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统,正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展,趋向于建立同一硬件平台,运用同一个操作系统、同一个编程系统,执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。
摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。文章概述机电一体化的核心技术,分析机电一体化发展进程,提出机电一体化向智能化迈进的趋势。
关键词:机电一体化;核心技术;发展进程;发展趋势
机电一体化技术是面向应用的跨学科技术,是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速,机电一体化产品更日新月异。
一、机电一体化的核心技术
1.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,利用其高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
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、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
3.系统技术:即以整体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,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。
5.传感检测技术:是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。
6.伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
二、机电一体化的发展进程
1.数控机床问世:自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。
2.微电子技术的发展:我国的集成电路产业起步于1965年,经过30多年发展,已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。
3.可编程序控制器(PLC)的应用于工业:上世纪60年代后期,美国汽车制造业开发一种ModularDigitalController(MODICON)取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟,全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向现场总线网络的体系结构,采用开放的通信接口,如以太网、高速串口;采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统,正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展,趋向于建立同一硬件平台,运用同一个操作系统、同一个编程系统,执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现:以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术,它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就,成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科,对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。
三、机电一体化向智能化迈进
20世纪90年代后期,各主要发达国家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崭露头角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支;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,也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有:
1.智能化:是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
2.网络化:20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3.微型化:兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,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,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
4.绿色化:机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。
5.系统化:其表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。
结束语:
当然,机电一体化的发展不是孤立的,与机电一体化相关的技术还有很多,并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,机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。
参考文献:
[1]王静。浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技。2006.(4)
[2]石美峰。机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技。2007.(3)
机电一体化技术方向篇2
关键词:机电一体化;化工企业;应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.141
0引言
在应用机电一体化技术的过程中,其通常需要采用多种不同的形式对其进行整体性的应用规划。但在实际的应用过程中,其依旧会面临诸多的应用问题。其整体的机电体系的构建还不够完善。所以,为了能够提升机电一体化技术的整体应用效率,需要不断完善其整体的体系,最终让机电一体化技术得到良好的应用。
1机电一体化发展方向
1.1机电一体化数字发展方向
在化工企业中,机电一体化技术的应用十分广泛,在化工企业的生产制造过程中有着不可或缺的作用。在机电一体化技术的实际应用过程中,会根据不同的用途而分离出不同的发展方向。其中,机电一体化数字方向,这是当前非常看好的一方向。机电一体化数字发展方向主要是在计算机网络的基础上,发展的一种机电一体化制造技术,这种技术在进行实际使用的过程中,主要通过计算机网络系统来进行相应的操作。随着现在科学技术的快速发展,计算机网络技术也应用到了各个领域,在机电一体化技术的应用中,我们非常明显地看到其所在的优势。在进行实际操作的过程中,可以在很大程度上简化机电一体化技术的操作,例如:数控机床的操作,之前的操作比较繁琐,但是在数字化操作的基础上,就可以使操作变得简单化、智能化,并且还能够提高其计算的准确性。
1.2机电一体化智能化发展方向
随着现在网络技术快速发展,网络技术在机电一体化技术中也得到了非常充分而有效的应用。前面我们对机电一体化数字发展方向进行了一定的分析,而机电一体化智能化发展方向也是目前所要关注的重点,智能化发展方向也是当前机电一体化技术发展的重点方向,也是相关研究的主要方向。在当前计算机网络的环境下,可以通过相关的程序,来对机电一体化技术应用的基本操作进行智能化控制,例如:在进行数控机床操作的时候,可以通过相关的程序,直接设定做需要操作的步骤,可以实现无人化操作。另外,现在的智能化控制还将多个学科领域进行了有效的结合,可以实现高度的智能化。但是由于目前一些技术性欠缺的问题,这种高度智能化的控制技术,还没有得到非常广泛的应用,但是智能化发展方向却是机电一体化技术发展的主要方向。
1.3机电一体化的模块化发展方向
在当前互联网的时代下,机电一体化技术得到了更进一步地发展,其中模块化发展的方向已经成为了机电一体化技术发展你的必经之路。从一个客观的角度对其进行分析,我们可以看到,机电一体化本身的发展前景十分广阔,而现在的市场资源也非常丰富,因而机电一体化技术在进行发展的过程中,可以将现有的资源进行充分应用,也可以说,机电一体化技术在进行实际发展的过程中,已经得到了十分充足的资源配置。而从市场需求的角度来进行分析,目前市场上化工企业的数量和种类都非常多,市场的竞争也非常激烈。而企业在进行生产发展的过程中,最为注重的一点就是最终实现的效益。因而在进行实际生产的过程中,一定要对关键技术进行严格控制,并尽可能地使之优化。并子进行相关质检的过程中,严格把好质量关。由此可见,在进行实际生产和发展的过程中,机电一体化技术模块化发展是十分有必要的。
2机电一体化技术在化工企业中的应用
2.1机电一体化的网络化发展应用
现在机电一体化技术已经离不开计算机技术的支持,而为了能够更进一步地实现机电一体化的操作控制,可以将之与网络技术进行充分结合,并实现更加方便而准确的操作。由此可见,机电一体化技术网络化发展已经成为了其必然的发展方向。从当前的社会发展来看,网络已经在人们的生活中,乃至于各个生产发展的企业中,都得到了非常充分地应用,也可以说,网络已经成为了人们日常生活一部分,例如:购物离不开网络、看电视已经离不开网络、通讯离不开网络等等,这些都可以充分展示出网络在人们日常生活中不可或缺的地位。所以说,从不论是从哪个角度来看,都需要对网络的实践应用进行充分考虑。
2.2机电一体化的绿色发展应用
随着经济的发展,社会的不断进步,人们对生活的要求也越来越高,当前的社会生产更提倡绿色发展。由此可见,机电一体化绿色发展方向也将是社会发展的必然需求。但是现在大多数工业企业在进行生产的过程中,都会对环境造成严重地破坏,这些问题都会对人们的生活造成一定程度的影响,还会阻碍社会发展的脚步,所以说,实现发展的绿色化是不可或缺的。从生产发展的角度来进行相应的分析,机电一体化绿色发展主要有以下两个层面的含义,接下来,我们就来对其进行一定的分析:(1)生产的绿色化。这一含义主要是通过从生产的角度出发,在进行生产制造的过程中,对原材料、生产工艺、制造技术等进行严格地控制,从生产制造的过程中,来实现绿色工艺的生产制造;(2)制造的绿色化。从机电一体化技术本身应用的特性来看,其中所使用到的机器数量比较多,并且应用的范围比较广,而在进行实际生产运行的过程中,会对环境造成一定的印象,因此,在进行设备的选择时,应尽可能地结合绿色生产的需求来进行选择,以降低对环境的污染。
3结语
机电一体化技术在化工企业中的应用十分重要。其能够让机电一体化的应用效率得到全面性的提升。在进行整体的应用过程中,其需要采用多种不同的方法让机电一体化技术得到整体性的应用。同时还要明确机电一体化技术的应用发展。最终让机电一体化技术得到全方位的应用。
参考文献:
[1]莫卓宁.论工程施工中的机电一体化[J].现代商贸工业,2011(17).
[2]秦法富.机电一体化技术的发展趋势[J].河南科技,2011(02).
机电一体化技术方向篇3
关键词:机电一体化;应用;发展前景
中图分类号:TH39文献标识码:A文章编号:1006-8937(2015)26-0064-02
机电一体化技术这一概念最早是由日本企业界在二十世纪七十年代左右提出的,当时被取名为“Mechatronics”,意思是机械技术和电子技术的有机结合。随着时代的发展,机电一体化技术融合了计算机技术、机械加工技术、自动化技术及电子信息技术等多种技术类型。机电一体化技术实现了人工操作向机械自动化操作的转变,在产品制造水平、生产效率及产品性能稳定性等方面带来了显著变化。随着新时期工业生产逐渐向自动化、智能化及绿色化方向发展,机电一体化技术在众多领域获得了广泛应用。
1机电一体化技术在各领域中的应用状况
1.1数控机床
机电一体化技术最为典型的应用案例就是数控机床,随着近些年的发展,数控机床在精度控制上更为精确,在功能上更加多样,在结构上更加趋于合理,在操作上更显便捷,总体上说,随着机电一体化技术的深入应用,数控机床在结构功能上向着模块化、总线式、紧凑型方向发展,在组织体系上更多采用了多主总线及多CPU架构模式。将富有开放性的设计方法应用于数控机床,可以极大提高系统的兼容属性及层次属性,在编程、设备升级改装等环节更加便捷智能,能够达到一台机床实时控制多台机床的效果,从而实现了多通道及多过程的控制管理。
此外,通过在数控机床系统中采用机电一体化中的在线诊断技术及神经网络的模糊控制技术,当机床出现或要出现各类故障时,如刀具破损等,可以借助在线诊断的相关功能模块向机床操作人员进行信息反馈,从而便于及时采取相应的控制措施。
1.2工业机器人等柔性制造系统
柔性制造系统,简称为FMS,实现了高度计算机化,涵盖了数控机床、工业机器人、料盘及自动化仓库等各个部分,能够根据生产指令,按量地开展各类生产任务。除了上面介绍的数控机床,机电一体化在工业机器人制造中也发挥了重要作用。
工业机器人能够代替一部分人力劳动,在涉及到作业条件复杂,如噪音污染大、气体污染严重、辐射程度较高的作业场所,工业机器人可以发挥自身优势,确保生产制造的连续性。随着机电一体化技术的成熟,现阶段工业机器人智能化程度大幅提高,能够借助功能更加强大的元件设备收集整理数据,并针对具体情况作出分析判断,一定程度上达到了人脑的功能,在多种作业环境中能够实施单独作业。
1.3计算机集成制造及分布式控制系统
计算机集成制造借助于自动化技术、信息技术及制造技术,通过采用计算机技术,把产品设计制造过程中的一些分散的子系统加以集成,从而形成了能够适用于小批量及多品种生产的智能化制造系统。计算机集成制造突破了各个部门之间的生产界限,做到了产品在开发、生产、经营等环节的融合。
分布式控制系统是通过中央计算机控制指挥多台计算机设备,凭借着分布式控制系统的稳定性和安全性,是机电一体化系统中的关键核心技术。分布式控制系统在分级上根据具体情况可以分为两级系统、三级系统乃至更多级别,能够对生产制造过程进行实时的监督控制及管理,在后期维护及系统扩展上也能够灵活操控。
1.4在建筑施工行业中的应用
随着科学技术的不断发展,有不少先进的机电一体化技术已经应用于实际建筑施工中。施工机械机电一体化从半自动化、监控、全自动到遥控不断发展,降低了施工风险,提高了施工质量。
现阶段机电一体化技术在建筑工程中的具体应用主要包括混凝土机械、起重机械、土方机械(如国外液压挖掘机)。机电一体化技术应用在建筑施工领域既可以保证施工安全和工程质量,降低劳动强度、加快施工进度,也对避免工场事故有着重大的意义。
2机电一体化的未来发展前景
2.1人工智能化
现阶段机电一体化具备了一定的智能化程度,但尚无法达到人工智能化的水平,随着技术的发展,原先预想的使数控机床及工业机器人具备模拟人脑的能力,已不再简单局限在幻想中。机电一体化实现人工智能化,能够使其具备推理判断能力、自主思考能力以及决策制定能力,一方面能够有效提升工业生产制造的自动化水平,另一方面能够极大地节省人力成本,提高工业生产的效率和精度。
2.2网络化
网络技术的发展给科学技术、工业生产,军事、政治、教育以及人民的日常生活都带来了极大的变化。网络技术能够为机电一体化在远程监控及远程控制等环节创造条件,因此,机电一体化与网络技术的融合也是未来机电一体化发展前景之一。在实现网络化操作后,工业生产制造人员可以脱离具体的生产岗位,只需在车间内走动,掌握各个设备的运行状态,然后借助操作面板来对各个流程工作加以控制。此外,在机电一体化设备和操作终端之间通过建立网络通信协议,借助光纤等信息传播介质进行数据的传递,还能够实现远程监控和远程控制,能够极大地降低工作量。
2.3微型化
机电一体化设备体积庞大,虽然不会对其性能构成影响,但在搬运中却极为不便,微型机电一体化技术有效融合了软件技术、微电子技术及微机械技术,是未来机电一体化发展的重要方向。根据相关研究,机电一体化微型系统,可以实现向微米及纳米系统的演进。未来可能出现的微型化机电一体化技术可以在生物医学及航空航天等领域广泛使用。
2.4模块化及绿色环保化
现阶段机电一体化的产品类型较多,生产制式不尽相同,在信息接口、电气设备接口及动力接口上也存在差异,随着技术成熟及行业间融合的加深,有必要制定出统一化的标准模式,实现机电一体化的标准化及模块化。
此外,随着人们环保意识的增强,在产品选择上人们更加趋向于绿色产品,因此,机电一体化的绿色化也将成为未来的重要发展方向,在产品的生产、包装、运输以及使用等环节,环保观念会贯穿于全过程。
3结语
总之,机电一体化技术在生产制造环节的有效应用可以极大提高产品的精度、质量及生产效率,在强调成本节约及规模化生产的背景下,具有独特的技术优势。随着科技的进步,机电一体化在未来发展前景上会向着更加智能、绿色、高效的方向发展,并将在工业生产制造中发挥更大的作用。
参考文献:
[1]代曾兰.机电一体化技术的应用探析[J].中国新技术新产品,2012,(2).
[2]叶家兴,甘德元.机电一体化技术的应用及未来展望分析[J].科技致富向导,2013,(15).
机电一体化技术方向篇4
关键词:煤矿企业机电一体化煤矿开采应用
伴随着社会发展和科技的不断进步,在煤矿开采中的设备也越来越综合化和自动化,并且其设备技术不断的向着组装及综合利用的方向发展。这些先进的技术和设备进一步的加快了煤矿企业的采煤速度和效率,为企业的经济效益做出来重大的贡献。这其中,机电一体化在企业中的应用起到了不可磨灭的影响和作用。本文就机电一体化的相关情况进行简要的概述,并就目前我国煤炭企业中机电一体化在煤炭开采中的应用情况进行简单的分析和总结,使得机电一体化技术更好的应用于煤矿企业的生产经营过程中去,从而不断的促进和推动我国煤炭企业的高效、快速、可持续发展。
一、机电一体化的概述
1、机电一体化的含义
所谓机电一体化,主要指的是将电子技术引进机械设备的主功能、信息处理功能、动力功能以及控制功能等工作模块上,从而将软件技术、电子化设计同机械装置进行有机的结合,构成一个现代化、信息化、自动化的综合工作系统。
2、机电一体化的核心技术
目前,机电一体化的核心技术主要包括两方面,即硬件技术和软件技术。
1)机械本体技术
主要包括精度的提高、质量的减轻、性能的改善等。目前的现代机械采煤产品的制作材料通常以钢铁为主,因此,为了减轻机械本身的质量,就要在改进结构的基础上,采用新型的非金属复合材料进行制作,从而实现机械产品驱动系统的小型化,提高控制系统的快速响应,从而提高机械的工作效率,减少能量的消耗。
2)信息处理技术
现代机电一体化产品的进步和更新,其主要的内容就是对信息处理技术的更新和发展。因此,要想进一步的发展机电一体化,就必须要对信息处理设备的安全性和可靠性进行提高,例如,提高分时处理时输入输出以及数/模转换设备等的安全性和可靠性,从而提高设备的处理速度。
3)接口技术
对数据传递进行格式的规格化、标准化能够使得各计算机之间实现通信,而在这一过程中,采用同一规格标准的接口对信息的传递和维修以及设计的简化起着十分重要的影响和作用。目前,机电一体化的技术人员在系统接口的高速串行以及低成本方面进行重点的研究和开发,从而解决光藕器及光导纤维的标准化、小型化、大容量化,以及信号电缆非接触化等问题。
4)传感技术
这一技术主要着眼于传感器的在精确度、灵敏度以及可靠性方面的提高,从而更好的对系统的干扰因素进行防御。目前,通常在机电一体化系统中使用光纤电缆传感器,而外部的信息传感器则主要时开发非接触的检测技术。
5)软件技术
软件技术主要指的是软件的标准化,具体包括程序固化、程序模块化、程序标准化以及推行软件工程。从而减少了软件研制的成本,提高了系统生产和维修的效率。
二、煤矿机电一体化在煤矿开采中的应用
目前,机电一体化技术在煤炭开采中的应用主要体现在以下几个方面,具体内容即:
1、应用于采煤机当中
在采煤机中运用机电一体化技术,是煤矿开采中的一个典型的应用。如电牵引式的采煤机。与传统的液压牵引比较,这种采煤机主要有以下几个方面的优势,即:效率高、重量轻、尺寸小、结构简单;牵引良好;使用寿命长、运行可靠;动态特性好、反应灵敏;并可运用于大倾角的煤层当中。
2、应用于带式输送机当中
煤矿井下的主要原煤输送设备就是带式的输送机。它也是最容易实现机电一体化的煤矿设备之一。当前,其CST可控软启动设备主要采用了电、机、液的一体化技术。它能够为平滑起动系统输送大惯性的载荷。同时,也能够有效地提高输送机在监控设备方面的功能、寿命、灵敏度和可靠性。
3、应用于提升机当中
在煤矿的开采设备当中,矿井提升机是当前机电自动化、一体化技术应用最为广泛、深入的设备。特别是在内装式的提升机和全数字化的交直流提升机上的应用。内装式的提升机主要是将提升机在结构上使得驱动同滚筒结为一体,大大的简化了设备的机械结构,实现了机械-计算机-自动控制-电力电子的一体化和综合化。而全数字化的提升机则主要是通过总线的方法,提高机械的可靠度,将电器的安装技术和过程进行极大的简化,使得机械设备的硬件能够互相兼容、配置简单。
4、应用于其他方面
机电一体化技术还应用于其他的机械设备当中。例如,成组自动移架或者压双向邻架,就是将液压控制与计算机技术进行有机的结合,从而避免了对支架和顶板的冲击所产生的载荷。再如,液压支架也向着电液控制的方向不断发展。同时,电液控制设备还能对支架的工作状态进行检测。在煤矿的供电方面推行机电一体化的节能设备,从而使供电系统在质量、功率以及可靠性方面都得到了极大的提高。
结语
目前,我国的计算机技术、传感器技术、微电子技术、自动化技术以及软件技术都进行着快速的发展和变化,而机电一体化的核心特色也逐步的向着智能化、数字化、自动化的性能方向发展跃。因此,在煤矿企业的开采生产中应用和推广机电一体化技术的使用,为我国煤炭企业提高煤矿在采、掘、运等方面的工作效率,以及煤矿生产的综合实力提供了可靠的条件和保障,从而使我国的煤炭企业不断向着结构优化、安全、高效、洁净的方向建设和发展。
参考文献:
[1]张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].学术探讨,2008(08)
[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,2009(15)
[3]宋云夺.光机电一体化业的未来[J].光机电信息,2008(12)
机电一体化技术方向篇5
关键词:机电一体化技术现状发展趋
现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。
1机电一体化概述
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今已经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。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
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三个阶段:(1)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。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机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。(2)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出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)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。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。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做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。
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。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:
3.1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。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、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。3.2模块化
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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。
3.3网络化
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。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3.4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3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,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
机电一体化技术方向篇6
一、机电一体化的产生及概述
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,机电一体化进入了深入发展时期。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用,取得了一定成果。
机电一体化是一个综合的概念,包含了技术和产品两方面内容,它首先是指机电一体化技术,其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包含技术基础、技术原理在内的,使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术,机电一体化产品是指采用机电一体化技术,在机械产品基础上创造出来的新一代机电产品。
二、机电一体化发展现状
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:第一阶段(又称初级阶段)是20世纪60年代以前,这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认;第二阶段,机电一体化技术和产品得到了极大发展;第三阶段,各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。
我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用,国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863计划”。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响,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做了大量的工作。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距,但随着新技术革命的迅猛发展,我国加大了对机电一体化技术的研究力度,并将其确定为国家高技术重点研究领域,给予优先支持,并取得了一定的成绩。
三、机电一体化发展趋势
1.智能化
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、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
2.光机电一体化
光机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合,是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它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,具有很高功能和附加值;产品具有体积小、重量轻、适应性强、使用寿命长、操作更方便的特点。
3.网络化
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。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐,因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
4.微型化
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,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。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术。
5.绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。
6、柔性化
柔性化有两层含义,首先是产品具有自适应性如纺织业中,纺纱设备能方便的适应不同种类的纤维,织机能满足多种织物对织造工艺的要求,在变换品种时能做到方便快捷;其次,机械设备制造商要具备根据用户的要求而为用户定制的能力。实现柔性化的必要条件是产品设计必须贯彻模块化的设计理念。
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