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機電一體化應用范文1
關鍵詞：機電一體化 智能化 數字化 仿生物系統化
機電一體化是機電一體化技術及產品的統稱。所謂機電一體化技術是在機械控制中引入電子技術，也就是在機械運動中采用傳感器檢測設備，由計算機對檢測數據進行處理運算，計算獲得預先指定機械運動的控制信號，并由接口技術將控制信號傳輸給控制執行裝置，實現各功能單元以及整個系統配置最優化的系統工程技術。
1、機電一體化技術發展的方向
機電一體化已發展成綜合運用機械電子技術、自動控制技術、計算機技術、光電技術、數據傳輸技術等群體技術,工業生產已由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。機電一體化產品的各個組成部分在工作時相互協調，共同完成所規定的目的功能。在結構上，各組成部分通過各種接口及其相應的軟件有機地結合在一起，構成一個內部匹配合理、外部效能最佳的完整產品。機電一體化朝著以下幾個方向發展。
1.1 光機電一體化方向
一般機電一體化系統是由傳感系統、能源（動力）系統、信息處理系統、機械結構等部件組成。引進光學技術，利用光學技術的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源系統和信息處理系統。
1.2 柔性化方向
未來機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在這系統中，各子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同環境條件做出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的能力（柔性），又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
1.3 智能化方向
今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的發展。
1.4 仿生物系統化方向
今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上處于“靜態”時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產品雖然有仿生物系統化方向發展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。
1.5 微型化方向
目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當這一成果用于實際產品時，就沒有必要再區分機械部分和控制器部分了。那時，機械和電子完全可以“融合”機體，執行結構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機電一體化的重要發展方向。
2、機電一體化技術應用
2.1 在現代機械制造業中的應用
傳統機械制造業是建立在規模經濟的基礎上,靠企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的,它強調資源的有效利用,以低成本獲得高質量和高效率,其生產盈利是靠機器取代人力,靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業是以信息為主導,采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業,其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造?，F代制造業集成了現代科學技術的發展,充分利用電子計算機技術,使制造技術提高到新的高度。近年來,制造工程領域的新技術相繼誕生,如計算機數字控制、現代集成制造系統、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。
2.2 在工業生產流水線中的應用
機電一體化技術是當今發展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。機電一體化技術在工業設備生產流水線中的開發、設計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提高,而且使整條生產線的自動化控制水平、生產能力得到很大提高,使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備。可以大幅度改善生產的產品質量,提高其國內、國際競爭能力。
2.3 在鋼鐵企業中應用
在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼－連鑄－軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。鋼鐵企業的 CIMS 是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。
3、結語
以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢，隨著機電一體化技術的發展,各種產品與裝置實現了機電一體化,有利實現整體優化,提高產品質量和生產效率,縮短開發新產品的生產準備周期,加速科技成果向商品轉化,有利推動傳統產業發生深刻變革,同時,隨著新產品的研發及高精密等設備的發展,要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展,從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。
參考文獻
[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京:電子工業出版社,2006.
機電一體化應用范文2
【關鍵詞】機電一體化；化工；應用
機電一體化技術是現代自動化控制技術的重要組成部分。同時機電一體化也是推動我國工業發展的主導技術力量。機電一體化技術是融合現代應用機械技術和應用電子技術于一體的現代自動化控制技術，機電一體化技術的應用極大地推動了世界工業的快速發展，加快了工業產品更新換代的速率，降低了人類的勞動強度，提高了生產效率，更保證了工業產品的質量。隨著機電一體化技術的不斷發展，目前該項技術幾乎應用到所有的生產制造領域，為推動社會經濟的發展有著不可估量的作用。當然化工產業也和機電一體化有著密切的聯系，機電一體化在化工中的應用，將意味著化工產業的生產加工、生產管理以及產品銷售實現一體化控制，為推動化工產業的快速發展奠定了堅實的技術基礎。
1.機電一體化在化工中的功能
隨著社會的發展，人們對化工產品需求量不斷增加，同時對化工產品質量也提出了更高要求，相應地化工產業的生產經營將面臨著新的挑戰和任務，為了滿足社會對化工產品量和質的要求，化工產業必須要提高生產效率，加快對現代新技術的融入程度，全面推行自動化控制生產，實現化工產品性能的高穩定、高精度、高質量。不管是在經濟性還是在產業的發展戰略方面推行現代新技術的應用具有十分重要的現實意義。因此現代化工要認清時展的總體趨勢，深化產業改革，積極地將最為前沿的成熟的科技產品應用到產業的生產經營中，才能為化工產業的發展帶來新的生機?？偟膩碇v，機電一體化技術在工業的應用功能主要體現在以下幾個方面：
（1）電子監控系統。電子監控技術在化工生產中的應用能對生產流水線的各個系統進行實時監控，比如化工生產設備傳動系統，制動系統、液壓系統、電路裝置系統及運行狀態系統，如果化工生產流水線的某一個系統出現故障，電子監控系統會及時地發出警報并顯示出出錯部位，這樣系統維修人員就比較直觀地找出生產系統的具體故障，快速地對其進行檢修，縮短了停機維修時間，提高了工作效率。減少因生產設備故障帶來的經濟損失。此外，如果遇到電力方面的問題，如電壓過高，機電一體化產品會利用過載系統自動切斷電源，避免因電壓過高損壞機臺設備，顯著提高了設備的安全性。
（2）閉環控制系統也稱為反饋控制系統，將系統輸出的誤差信號（反饋和輸入信號的差值）直接輸入到相關軟件中，使系統自行調整系統誤差，以接近或達到最后滿意的輸出結果，簡而言之，其作用是減小系統誤差。實現化工生產運行系統的安全、可靠運行。
（3）節約耗材和能源。
機電一體化對化工生產過程中的具體技術要點能做到準確無誤，降低了原材料的消耗，同時機電一體化自身配置的有低能源消耗系統，使其在生產過程中用最低的能源創造出更多的產品，提高了設備能源的利用率，使化工企業起到了節約能源和降低耗材的效果。
（4）生產作業工藝流程的自動化或半自動化控制?；どa中融入機電一體化技術可以實現生產過程中的自動化生產或半自動化生產，大大地降低了人員的操作勞動強度，同時自動化生產可顯著提高化工產品的精度，提高了生產效率。
2.機電一體化在化工中的應用
2.1機電一體化在煤氣天然氣生產中的應用
隨著人們生活水平的不斷提高，消費觀念發生了深刻的變化，不僅要求化工產品要在質量上有保證，同時還要保證其使用的安全性。作為化工企業尤其是和人們息息相關的化工產品必須要在生產過程中融入現代科技以達到產品質量和安全性能都符合國家規定的質量標準和使用安全標準。筆者對煤制天然氣的生產工藝流程進行了簡單的介紹，探討了機電一體化技術在煤氣天然氣生產工藝流程中的應用。煤制天然氣整個生產工藝流程如下：原料煤在煤氣化裝置中與空分裝置來的高純氧氣和中壓蒸汽進行反應制得粗煤氣；粗煤氣經耐硫耐油變換冷卻和低溫甲醇洗裝置脫硫脫碳后，制成所需的凈煤氣；從凈化裝置產生富含硫化氫的酸性氣體送至克勞斯硫回收和氨法脫硫裝置進行處理，生產出硫磺；凈化氣進入甲烷化裝置合成甲烷，生產出優質的天然氣；煤氣水中有害雜質通過酚氨回收裝置處理、廢水經物化處理、生化處理、深度處理及部分膜處理后，廢水得以回收利用；除主產品天然氣外，在工藝裝置中同時副產石腦油、焦油、粗酚、硫磺等副產品。其中工藝生產裝置包括空分、碎煤加壓氣化爐，氣化爐自動控制開關，耐硫耐油變換；氣體凈化裝置；甲烷化合成裝置及廢水處理裝置。輔助生產裝置由硫回收裝置、動力、公用工程系統等裝置組成。工藝中的各種裝置都有微機控制，各個工藝環節都由系統控制中心實施人機界面操作，界面上將顯示各個工藝流程的運行狀況，同時基于機電一體化系統中具有自動檢測和自動報警裝置，能及時地對生產工藝中的出錯及時顯示出來，有效地減少了生產過程中因工藝中的某個環節出現故障影響生產系統的運行，實現了生產工藝的安全、可靠性運行。
2.2機電一體化技術在氮肥廠的應用
目前，機電一體化加煤技術在氮肥廠也得到了廣泛的應用，技術應用主要體現在：（1）給傳統的下灰灰倉加裝自動下灰裝置，實現下灰有機械操作或人工操作向自動下灰轉化，節省了大量的人力投入。（2）仍采用原造氣工段的油壓動力源；（3）造氣工段由程控微機進行控制實現了不停爐可下灰，減少了因生產停機而帶來的經濟損失。不停爐下灰保證了氮肥廠生產的連續性，不會因過多次的停機耽誤生產，提高了生產效率。機電一體化技術在氮肥廠必將會有廣闊的應用發展空間。
【參考文獻】
[1]王靜.淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].同煤科技，2006，（4）.
[2]石美峰.機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技，2007，（3）.
機電一體化應用范文3
關鍵詞：機電一體化；技術；應用
現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，在機械工程領域，由于微技術和機技術的迅速發展及其向機械的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化技術的特征
1、機電一體化技術具備較高的安全性
在整個工作過程中，一旦電力發生了超載與過流等故障時，可以采取自動化保護措施，最大限度地避免和減少人員、機械設備出現事故，加強了機械設備的安全性能。此外，機電一體化有關產品具備了自動化監控、自動化診斷、警報與自動化保護等功能。
2、機電一體化具備了較強生產能力
由于機電一體化產品實現了自動化監控目的，所以提高了設備的生產能力。此外，機電一體化產品多數具備自動處理信息和信息控制等能力，其檢車控制的精確度、靈敏性和應用范圍得到了很大程度的提升，采用自動化控制系統可以保障機械設備的執行情況能夠根據相關的設計要求進行，從而保障了產品的質量。
3、機電一體化具備了較高的使用性能
機電一體化產品采用了數字顯示和程序控制，這使得手柄和按鈕的數量得到很大程度的減少，方便了操作過程。機電一體化產品可以重復大量的動作，更先進的產品還能夠篩選工作程序。
4、機電一體化具備了較大的適用范圍機電一體化產品具有復合技術和功能，不具有單技術、單功能的局限性，這使得機電一體化產品的功能得到很大提高，也深化了自動化的程度。機電一體化產品具有的自動和智能功能可以輕松應對用戶的需求。
二、機電一體化技術應用
1、數控機床
數控技術已經有40年的發展史了，它在多個方面都有明顯的提高，比如結構、功能和控制精度，具體表現為：1）結構為多CPU、多主總線形式，具有緊湊、模塊化的特點。2）設計具有開放性，硬件系統和功能模塊可以最大限度地使用戶受益。3）系統可以實現動態仿真二、三維加工過程，通過在線診斷和模糊控制等向車間提供編程技術。4）存儲器采用了大容量同時軟件設計為模塊化，這種改變使得數控的功能變得更加豐富，也使得CNC系統具有更強大的控制功能。5）一個機床可以通過多過程和多通道控制實現多個獨立任務同時完成，并且系統中還集成了刀具破損檢測等。
2、工業機器人
第一代機器人對工作對象和環境的適應性較低、靈活性較差，也被稱為示教再現機器人，它們在進行重復運動時只能根據示教內容進行。在第一代機器人的基礎上改進的第二代機器人擁有了先進的傳感設備，它和計算機聯系密切，可以通過計算機來對工作進行處理和分析，從而做出自己的判斷進而控制動作，這表明工業機器人開始變得實用化，表現出了低級智能。第三代機器人即是我們所稱的智能機器人了，它的工作離不開第五代計算機，通過傳感元件和計算機的作用來達到復雜的邏輯、判斷和決策能力。
3、計算機的集成系統
全局動態最有綜合幫助實現了計算機集成制造系統，它并非是由各分散系統簡單組合而成的。計算機集成制造系統打破了原有部門間的界限，制造是它的基干，通過這個基干達到對“物流”和“信息流”的控制，最終將經營決策、產品開發等有機結合起來。一個企業如果具有很高的集成度將會更好地優化各種生產要素的配置關系，更大程度地開發出各生產要素的潛力。
二、機電一體化技術的發展趨勢
1、數字化：微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。如不斷發展的數控設備，利用計算機生產過程進行機種監視、操作、管理和控制。
2、網絡化：20世紀90年代，網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
3、模塊化：模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。從而避免利益的沖突，并能使之標準化、系列化。
4、人性化：各類產品的生產都是為了方便于人類，故機電一體化向人性化是個必然的趨勢。機電一體化產品要求除了能夠達到人類最基本的使用需求外還需要考慮它的外觀結構包括形狀及顏色等從而使產品更接近生活，讓人們在使用過程中更自然，更便捷。
5、微型化：機電一體化的新目標是向著微型化轉化。機電一體化的微型化又稱為微型機電一體化系統，國外對其幾何尺寸定義為一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。微型機電一體化系統主要特點為具有體積小、耗能小、運動靈活等，由于微型化的特點，其可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故非常受生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域的歡迎。
6、綠色環?；汗I不斷發展、我們的生活舒適度不斷提升的同時環境污染缺越來越嚴重，資源也越來越緊缺。人們都在強烈呼吁保護環境、節約社會資源，所以機電一體化技術的一個發展趨勢就是綠色環保。在新的時代背景下機電一體化技術產品必須要無害或者對生態環境的危害極小，必須符合人類健康要求，必須有極高的資源利用率，回收利用率也要很高，這就是綠色環?；跈C電一體化產品中的具體體現。
7、系統化：其特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。
結語
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多技術的結晶，是生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京：電子工業出版社.2006
機電一體化應用范文4
關鍵詞：機電一體化；汽車；電子制動系統
1概述
隨著信息技術的不斷發展，機電一體化技術的優勢越來越得到人們的認可，在生產生活的諸多領域中都得到了廣泛的應用?？v觀汽車行業的發展歷史，從蒸汽時代、內燃機時代、電氣時代再到如今的信息時代，汽車的發展歷史也是機電一體化技術的應用發展史，尤其是隨著信息技術的不斷發展，倒車影像、自動泊車、抬頭顯示等技術的應用使得機電一體化技術在汽車中的應用不斷被人們賦予嶄新的定義。本文主要以發動機控制系統、電子制動系統、倒車雷達及倒車影像系統為例，對機電一體化技術在汽車中的應用進行分析與闡述。
2機電一體化技術的簡介
機電一體化技術是融合機械、電子、計算機等多門學科所實現的一體化應用技術，其以特定功能的實現為導向，通過機械裝置、電子裝置等的有機組合，形成了有機的整體，從而滿足了人們的使用需求。機電一體化技術通過機械系統與電子系統的有機結合，賦予了裝置全新的性能，使其能夠更好地滿足用戶的使用需求。隨著信息技術的迅速發展，機電一體化技術已經在生產生活的諸多領域得到了廣泛的應用，數控機床、機器人、跑步機等都是機電一體化技術應用的典范。
3機電一體化技術在汽車中的應用
隨著機電一體化技術的不斷發展，其在汽車行業中也得到了廣泛的應用，從歷史角度來看，機電一體化技術在汽車中的應用主要可以分為三個階段：第一階段是二十世紀六十到七十年代期間，機電一體化技術在汽車中的應用主要體現在對汽車機械裝置的改善中，電控燃油噴射、電動助力轉向等技術開始得到應用；第二階段是八十到九十年代期間，隨著集成電路的廣泛應用，其在汽車中也得到了一定的應用，解決了機械裝置難以實現的汽車控制難題，大大提高了汽車行駛的安全性；第三階段是二十世紀末至今，隨著信息技術特別是網絡技術的不斷發展，機電一體化技術在汽車中的應用更為成熟廣泛，推動汽車不斷向自動化、智能化方向發展。
3.1發動機控制系統
發動機控制系統的核心是發動機控制單元ECU，其普遍配置于各類汽車的發動機之中，通過壓力傳感器、速度傳感器以及溫度傳感器等，對發動機的狀態進行實時監測，并對發動機的狀態及時進行調整，確保發動機始終運行于最佳狀態下。發動機控制系統形成了自閉環的控制系統，其通過對空氣燃料比、點火時間以及排氣等的實時監測，對空氣燃料比進行調節，并將結果反饋至ECU，從而保證最優的空氣燃料比，大大提高了發動機的節能性與穩定性。當空氣燃料比過高時，燃料較少不利于點火，而當空氣燃料比較低時，氧氣不足將導致燃料的燃燒不充分，一方面造成了燃料的浪費，另一方面產生了大量的一氧化碳、碳化氫等有毒氣體，對環境造成了嚴重的污染。過高過低的空氣燃料比都對發電機的壽命有著不利的影響，因此發動機控制系統的應用通過最優空氣燃料比的控制，能夠保證發動機始終運行于最佳狀態下，不僅提高了發動機的燃燒效率，更有效延長了發動機的使用壽命。
3.2電子制動系統
汽車的電子制動系統主要包括BBW系統、ABS系統以及ASR系統三大部分。BBW系統的應用改變了傳統制動系統的機械構造，剎車腳踏板到剎車片間傳遞的不再是液壓信號，而是通過電信號進行傳播，不僅有效縮短了機械裝置的制動反映時間，更大大提高了制動系統的可靠性。BBW系統主要由電子踏板模塊、ECM控制模塊以及制動模塊三部分組成，當駕駛者踩下剎車板時，電子踏板模塊將其轉換為電信號，并將信號傳遞至ECM控制模塊，ECM控制模塊通過分析判斷后向制動模塊發出信號，控制啟動制動電機，通過制動器活塞將制動片按壓到制動盤上進行制動；相反地，當駕駛者松開剎車板時，電子踏板模塊也將其轉換為電信號并傳遞至ECM控制模塊，控制模塊判斷駕駛員松開腳踏板后向制動模塊發出信號，控制制動電機反轉釋放制動活塞壓力，此時制動片將脫離制動盤，汽車恢復行駛狀態。隨著汽車行駛速度的不斷提升，對制動能力的要求越來越高，為了實現更短的制動距離，單純的后輪制動已經無法滿足汽車的制動需求，制動裝置也開始在前輪得到配置。當汽車發生急剎車時，前輪增重后輪減重以及后輪抱死的現象對制動過程中車輛的方向控制十分不利，容易發生失控事故，因此ABS系統應用而生，其在BBW系統的基礎上，進一步提高了汽車的制動能力。ABS系統在汽車制動時，通過傳感器對各制動輪的運動狀態進行檢測，并通過運動狀態計算得到各制動輪的最佳制動力矩，從而有效避免了輪上抱死現象，大大提高了汽車制動過程中的控制性與穩定性，減少了汽車的制動距離，有效增強了汽車制動過程中的安全性。ABS系統的控制框圖如圖1所示。在ABS系統的基礎上，ASR系統又被人們提出，有效解決了汽車行駛及制動過程中出現的驅動輪打滑現象。在雨雪天氣后，路面的摩擦力大大減小，汽車加速或制動時經常發生打滑現象，當汽車采用后輪驅動時，驅動輪打滑將導致車輛甩尾，而當汽車采用前輪驅動時，驅動輪打滑將導致車輛的失控。在汽車制動或轉彎過程中，驅動輪的打滑現象將導致車身向一側偏移，容易導致事故的發生。ASR系統通過對驅動輪轉速的實時監測，一旦發生某一驅動輪轉速異常增大時，即認為該驅動輪發生了打滑現象，此時自動控制降低發動機的轉速，對打滑的驅動輪進行制動，保持與路面狀況相適應的最佳動力輸出，能夠有效避免打滑造成的安全事故。
3.3倒車雷達及倒車影像
機電一體化應用范文5
關鍵詞：機電一體化；應用；發展趨勢
中圖分類號：TM文獻標識碼：A文章編號：1673-9671-(2012)042-0113-01
20世紀60年代以來，隨著計算機技術、電子技術以及微電子、信息技術的飛速發展，傳統的機械制造技術得到了迅速的發展，逐步形成了一門新的技術——機電一體化技術。機電一體化技術是將機械制造技術電子技術相結合，將兩者作為發展的主體，在多門學科之間形成相互滲透與結合，并逐步獲得完勝，形成一門新興的邊緣性學科。尤其是伴隨著光學技術、接口技術以及自動控制技術的發展，機電一體化技術得到了最大程度的
發展。
1機電一體化技術的應用
1.1機電一體化技術在機械制造行業中的應用
機械制造行業作為一種傳統的制造業，在產業發展的過程中發揮著基礎性的作用。而企業生產出的機械產品要想在市場競爭中獲得應有的競爭力，就必須采用機電一體化技術，實現機械產品的智能化、信息化、模塊化、網絡化和綠色化。在發展的過程中必須得到機電一體化技術的有效支撐。尤其是隨著生物科學技術、納米技術以及信息技術的進一步發展，使得機械制造行業開始走向精密化、綠色化和智能化的發展道路。機電一體化技術的核心部件是微處理器，該設備將數據通訊、微型計算機以及儀表等聯合控制起來，提高了機械制造產品的加工精度，提高了產品的質量，給產品可靠性的提高創造了條件。
例如，機電一體化技術在數控機床中的廣泛引用，使得數控機床經過三十多年的發展，其結構操控、功能以及控制精度等方面都有明顯的提高。例如：在總線布置方式、模塊化控制、結構的緊湊型設計等方面有明顯的提升。數控機床中，通過采用多個CPU、多條控制總線的開放性設計方式，使得硬件的體系結構以及各種功能性模塊更加具有層次性和相互兼容性，極大的提高了用戶的使用效益，提高了機床的智能化程度。同時，在加工過程中的動態仿真方面，由于可以通過引入在線診斷、模糊控制等多種智能控制策略，對機床的可操作性起到了極大的提升作用。機床中大容量的存儲器以及模塊化設計的軟件有效的豐富了數控功能和程序，能夠實現多過程、多程序的控制機制。同時，機床控制系統中的多級網絡可以實現系統加工復雜工件的能力。
1.2機電一體化技術在自動控制過程中的應用
自動控制技術在現代機械以及現代機械制造過程中隨處可見。在進行機械零部件的加工過程中，傳統的人工加工方法存在著工作效率低、合格率低、加工質量不高等問題。而在采用自動控制技術之后，零件加工過程中的零件裝夾、對刀以及走刀等多項操作都不需要工人來參與，工人只需要在控制面板輸入程序即可實現零部件的加工。在程序輸入的過程中，只需要根據加工工藝需要，利用程序來設置好對應的操作流程即可實現對數控機床設備的控制，使之能夠自動完成零件的加工過程。而對于加工過程中需要的對各種數據的監控，利用信息反饋技術就能夠實現對加工過程中產生的各種數據的實時監控，使得工人不需要測量就能夠獲得加工中零件的加工狀態。同時，在零部件的加工過程中，由于整個加工過程實現了自動化的操作，產品從開始加工直到成型等，不需要任何的人員參與進來，只需要在開始進行對應的設置即可實現控制。這種機電控制技術有效的避免了人為因素的干擾，杜絕了由于人為因素而導致的加工不準確性，大大的提高了產品加工的效率和質量，有效的控制了人力資源的成本。
1.3機電一體化技術在傳感檢測技術中的應用
在進行產品的加工過程中，經常需要對產品的尺寸規格進行檢測，尤其是在進行高精密的機械零部件加工時，對產品的檢測是一個不可或缺的過程。在傳統的零部件檢測過程中，一般都是采用人工的方式進行測量，這種方式不但費力，同時還會由于檢測質量不高而導致檢測方法的推廣問題。尤其是當前大規模生產的問題，導致生產速度跟不上對應的要求和規模。而隨著機電一體化技術的不斷發展，其在傳感技術中得到了迅速的發展，其在產品的檢測過程中得到了廣泛的應用。
所謂的傳感技術，就是利用紅外線進行產品，將產品內部的缺陷以及外部的尺寸問題進行檢測，其檢測的范圍、速度和質量都得到了迅速的 提高。尤其是隨著現代生產流程的自動控制和自動調節，傳感技術是實現自動控制與自動調節的根本。在一定程度上來講，傳感器的檢測功能越強，其檢測速度也就越快。尤其是一些在生產過程中需要進行淬火等熱處理加工的機械制造中，由于加工環境較為惡劣，因此其對傳感器檢測工作提出了更高的要求，這給精確、快速的獲取產品信息，把好質量關提供了一個較好的保障。
2機電一體化技術的發展趨勢
2.1微型化
隨著機電技術的不斷發展，機電一體化技術朝著微型化方面的發展顯得更加的明顯。尤其是隨著精密加工技術的發展以及精密加工的基本要求，通過機電技術來發展微、精加工成為了一個有效的手段。自從美國斯坦福大學1986年研制成功了第一個醫用微型探針，美國加州大學1988年研制出了第一臺微型電機，國內外在微電子、工藝及微觀理論等方面的研究和發展得到了快速的發展，開發出了各種微型電子器件和微型控制系統。例如，各種類型的微型傳感器（壓電、微加速以及微觸覺傳感器等），諸如微型齒輪、微型機器人等各種微型構件、系統等。
2.2人性化
未來的機電產品和設備更加的注重人機工程學，要求其能夠與人建立起良好的操控兼容性。這是由機電設備產品額的最終服務目的所決定的——起最終都是給人提供服務。這時，人們就會考慮到如何給機電設備產品賦予諸如職能、情感，甚至是“人性”等。同時，還會對造型、色彩等各個方面進行協調，使得人們在使用這些產品的過程中不僅能夠實現自己的目的，同時還將帶來藝術般的享受，最終實現人機一體化。
2.3光機電一體化
隨著光學技術的不但發展，其已經滲透到了各個學科和專業領域當中，成為了一個專業的學科，并逐步的發展成為了一個產業。從當前光學技術的發展現狀來看，光機電一體化技術的應用熱點主要在這樣幾個方面：其一，利用激光的高單色性，對零件和產品進行高精密的測量，極大的提高了零件的檢測精度和量程；其二，利用激光的高方向性，實現遠距離指令的傳輸，達到遠距離的激光通信、激光測距、激光導航以及遙控等；其三，利用激光的高亮度性和能量密度高的特點，將之用來對各種材料和產品進行高精度的加工；其四，利用激光的相干性，其在全息攝像、激光印刷和光學計算機的研制等方面得到廣泛的應用。同時，還可以利用激光的準直來實現對機械零部件的垂直度進行檢測、遠距離測距、光纖探測器的研制等。
伴隨著機電一體化技術的不斷發展，各種不同的產品逐步的實現了機電一體化，在提高產品質量的同時也提高了產品的生產質量，加快了科技成果向產品的轉化效率。同時，機電一體化技術也逐步的向著控制系統模塊化、綠色化等方向發展，正改變著整個制造業的發展。
參考文獻
[1]陳菊華.淺析機電一體化技術及其應用[J].中國科技信息,2008,13:132-133.
機電一體化應用范文6
我國煤礦采煤技術由手工發展到炮采，再由炮采發展到機械化采煤，技術的不斷發展，使生產力得到相應的提高。礦井的年產量從之前的幾萬噸擴增到現在的幾百萬噸就是其最具體最直接的體現。為了與較高的生產能力相適應、相匹配，市場上出現了與之配套的機械設備，如煤礦機電一體化技術下的一系列產物，該產物的特性就是融多項高新技術為一體，主要包括微電子技術、自動節制技術、計算機技術、傳感技術以及人工智能技術等熱點技術。在煤礦企業中，運用機電一體化技術已經取得了相當大的成功，因此可以說，機電一體化技術的應用，可以促進煤礦企業實現安全高效以及機械化的生產。
1機電一體化技術在煤礦企業中的應用
1.1機電一體化技術在運輸機中的應用
我國經濟的飛速發展和人民生活水平的不斷提高，使對生產生活用煤的需求量大幅度增加，這就對我國煤礦的生產在一定程度上提出了更高的要求。然而，與國外煤礦企業相比，目前我國煤礦企業的提升以及運輸系統水平與之還存在非常大的差距，難以適應社會發展的需求。因此，在對國外經驗加以借鑒的基礎上，加大對機電一體化技術的研究力度，使其在煤礦運輸系統中得到較好的應用。目前，機電一體化技術產物中比較領先的是內裝式提升機，它是滾筒以及電機的融合體，其結構簡單并且操作起來也比較方便，系統準確性也高，可以完全實現自動化控制。目前，在我國煤礦企業中應用比較普遍、規模較大的運輸以及生產方式是皮帶式運輸，它有如下幾個特性:運行安全可靠、輸送量大、輸送距離遠、連續輸送、自動化以及效率高，而且通過煤礦企業計算機控制監測系統的時時監控，皮帶式運輸的自我診斷以及自我保護功能得以實現。
1.2機電一體化技術在礦井監控系統中的應用
在煤礦生產中，機電一體化技術主要包括:計算機信息技術、自動控制技術、系統技術以及機械技術。監控系統在礦井生產運作過程中占據著非常重要的地位，與銀行監控系統不同的是，礦井監控系統對數據保存沒有非常嚴格的要求，甚至允許出現因機器故障而丟失數據的現象，但是這個數據丟失時間是需要控制在5min之內的，礦井監控系統是絕不允許出現連續停機的現象。不難發現，在日常生活中經常會發生銀行因死機而暫停營業的狀況，然而在這種突發狀況下，人們并不擔心私人的存款數據會因為網絡故障而丟失，因為銀行會及時地對故障進行快速排除。但是，礦井的安全監控系統則不能像銀行一樣突然暫停，那樣就無法保障礦井工作人員的生命安全。機電一體化技術的應用很好地確保了礦井安全監控系統的正常運作，主要是通過軟硬件結合，創設局域網來同步主機與自身數據庫，分擔網絡上傳、圖表打印、數據檢索以及圖形顯示等任務。實踐表明，在礦井監控系統中應用機電一體化技術取得了良好的效果。
1.3機電一體化技術在采煤機中的應用
綜合機械化采煤系統在煤礦企業中的應用對煤礦自動化進程產生了有力的推動作用。我國的采煤系統由之前的液壓牽引技術成功過渡到機電一體化牽引技術。相比液壓牽引技術，機電一體化技術擁有的相對優勢主要表現在五個方面:①良好的牽引性可以有效克服采煤機運作過程中受到的阻力并且為其提供有效的牽引力，此外，采煤機下滑時還可以通過提供制動避免其過度下滑。②機電一體化牽引技術采用的制動裝置，可以有效防止采煤機下滑，這樣采煤機就可以進行傾角比較大的煤層作業。③因為機電一體化采煤裝置的整體磨損小、故障少、維修少，運行起來更加可靠，因此能夠在惡劣的環境下進行長時間的作業。④機電一體化采煤裝置具有良好的動態性，可以通過控制系統對各項參數進行及時的調整。⑤該系統裝置結構簡單、體積較小，具有很高的使用效率。與此同時，計算機全程控制機電一體化采煤機使其完全實現了支架的自動化，此外，將計算機監控裝置安裝在工作面刮板運輸機上，使系統的自動化控制得以實現?？傊?，機電一體化技術在采煤機中的應用協調了整個系統設備的運作，方便了整體的操作，同時使生產的工作效率、可靠性以及安全性也得到了不同程度的提高，給煤礦企業帶來巨大的社會效益以及經濟效益。
1.4機電一體化技術在支護設備中的應用
我國煤礦綜合機械化采煤工作中經常用到的支護設備是液壓支架，在支護設備中應用機電一體化技術的具體體現就是有機地結合計算機技術以及液壓控制，實現成組的自動移架或者定壓的雙向鄰架，從而有效地避免對支架或者頂板產生過大的沖擊。
2煤礦機電一體化技術應用的建議
在我國煤礦透水、塌方的安全事故時有發生，這在某種程度上表明有很多嚴重的問題存在于我國煤礦的技術以及管理之中，預防安全事故的發生已經成為煤礦企業工作的重中之重，而機電一體化技術以及相應產品的出現，從整體上提升了煤礦生產的自動化水平，有效地預防了安全事故的發生，因此，要不斷加強機電一體化技術在煤礦企業中的應用力度。目前，機電一體化技術在我國煤礦企業中得到了普遍的推廣以及使用并取得了良好的成效，但是相比發達國家而言，該技術在我國應用時間較短，相關經驗有所欠缺，因此，在借鑒西方優秀經驗的基礎上，加大對機電一體化技術的研究力度，從而提高生產水平，盡可能避免安全事故的發生，給國家以及人民的生命財產安全提供最大程度的保障。機電一體化技術的核心要素就是計算機技術，因此對于基于機電一體化的中央控制系統，要提升其運算的存儲能力。此外，煤礦生產中不同的場地環境對機器系統的需求不同，因此，需要不斷對軟硬件系統進行研發，實現機器系統使用方便、體積小、功能強、重量輕、性能好以及效率高等特點，以便能夠更好地滿足場地環境的不同需求。與此同時，通信功能也是機電一體化技術產品所需要具備的，在此基礎上，還要求其具備通信模塊以及較高的可靠性。在這一方面，在結合現場總線技術的基礎上，可以結合工業以太網技術實現對機電一體化技術的有效控制，從而進一步實現機電一體化技術產品的通信功能。智能化是社會發展的趨勢，為了促進機電一體化技術以及產品的智能化，需要通過構建一個動態高效的控制系統來分析系統參數，并且通過觀察系統參數來判斷機電設備以及其運行環境的變化，并在此基礎上進行自我調整和修復。通過判斷工作狀態以及診斷系統，及時地發現故障并且能夠準確地預測未來工作中可能發生的故障。眾所周知，礦井下溫度、濕度、粉塵都是非常高的，而且含氧量低，環境極其惡劣，傳統的傳感器并不適宜在井下操作，深入研發適宜礦井工作的傳感器技術對于煤礦企業的長遠發展具有很重要的作用。
3結語
