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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化重點,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:機電一體化;創新;發展方向
機電一體化的應用已經成為了目前我國工業發展的有效手段之一。機電一體化的出現不僅僅改變了傳統機械行業的弊端,同時在機電一體化中應用了現代新型的信息技術以及電子和光子技術等。但是,由于受傳統機械理念的影響和約束,我國在機電一體化的應用方面始終存在著一系列的問題,機電一體化技術并沒有完全改變傳統機械的弊端,因此,不斷的改革并且創新機電一體化已經成為了目前我們所面臨的主要問題之一。為了更好的實現機電一體化的創新,我們必須要不斷的發展新技術,加大對于機電一體化技術創新的資金投入力度。
1發展現狀
自從改革開放以來,我國機電技術方面也取得了許多的成就,尤其是在知識理念和技術方面更是取得了令人舉世矚目的成就。并且目前我國許多行業方面也已經開始漸漸地引入并且應用機電一體化技術,而機電一體化技術的應用大大的促進了這些行業的經濟發展。但是,與發達國家相比較,我國的機電一體化技術仍然比較低,在機電一體化技術中始終存在著諸多傳統機械技術的弊端。
2機電一體化的創新方向
(1)機電一體化產品將實現造型和功能的創新。隨著我國科學技術的不斷發展和進步,我國的機電一體化將在在造型和功能方面實現更好的創新,這樣可以更好的滿足人們對于機電一體化產品的需求。例如,在產品的造型方面,機電一體化技術的應用將會大大的增加產品造型的美觀程度,滿足人們對于產品造型的需求。另外,在功能方面也會得到全面的創新,機電一體化產品的功能將會越來越多樣化,以滿足用戶不同時期的不同需求,實現產品功能的全面化和多樣化。(2)將會采用更加適宜且綠色、輕便和性價比高的材料。除了在造型和功能方面具有一定的創新,在原材料的選擇方面,機電一體化也會有巨大的突破。例如,隨著科學技術的迅猛發展,機電一體化產品將會漸漸的采用更加適宜并且綠色、輕便以及性價比比較高的原材料。在原材料選擇完畢以后,還會根據所選擇原材料的特性來對所有的產品進行不斷的優化和選擇,這樣可以更好的確保所有機電一體化產品的質量。最后,還會將更加新型的材料應用到機電一體化中,如一些智能材料、納米材料以及高分子材料,這些創新高并且功用高的材料都會被廣泛的應用到機電一體化生產過程中。(3)機電一體化將實現控制的便捷性、自動化和高效化。眾所周知的是,傳統的機械設備操作比較復雜,在工作過程中需要人手工進行操作,然后手工操作的危險性比較高。而機電一體化可以更好的改變傳統機械的弊端,更好的實現控制過程中的便捷性、自動化以及高效化。
3機電一體化的發展趨勢
(1)綠色化。機電一體化的出現以及廣泛利用可以更好的保護環境,實現環境的綠色化。在利用機電一體化的過程中,充分的考慮了保護環境的這一要求,并且在其中引入了保護環境這一理念,進而使得我們在利用機電一體化產品的時候不會對自然環境造成污染,并且也可以更好的進行回收利用。(2)智能化。在科學技術不斷發展的情況下,機電一體化將會漸漸地實現智能化。與普通的產品相比較,智能化產品具有一系列的優點。例如,智能化的機電一體化產品能夠更好的進行觀察和推理判斷,并且能夠根據具體的情況及時的采取一些相對應的解決對策。另外,機電一體化實現智能化還可以大大的為人們節省時間。(3)網絡化。在當代這樣一個網絡時代,機電一體化實現網絡化已經成為了一種必然趨勢。在機電一體化中應用網絡技術,可以使得機電一體化技術水平得到大幅度的提高,同時也可以使得機電一體化利用遠程控制技術和監視技術對整個生產過程中更好的監督和了解。(4)微型化發展。隨著經濟和科技的快速發展,微型化技術也會被廣泛的應用到各個行業中,而機電一體化作為現代新型的技術,也會漸漸地引入并且應用微型化技術。微型化技術在機電一體化中的應用可以使得所有產品實現微型化,加快整個生產過程的移動以及運輸,這樣不僅僅減輕了工作人員的負擔,同時也大大提高了工作效率。最后,微型機電一體化擁有體積小和耗能少等優勢,能夠廣泛運用到微型化需求較高的軍事和醫療等領域中。
4提高機電一體化水平的辦法
(1)應當加強技術的研究和創新。為了更好的實現機電一體化,我們應該加強技術的研究和創新。而在研究的過程中應該積極的引進并且應用國外先進的技術手段,或者也可以聘請專家來參加這一研究。另外,在研究過程中還應該不斷的引入其他學科和專業的理論知識,將所有先進技術手段進行統一和整合。(2)應當重視機電人才的培養。在培養機電人才的過程中,應該不斷地加大對于所有技術人員的培訓力度,在培訓過程中邀請專家對他們進行培訓,在培訓過程中將理論知識和實踐能力作為培訓的重點,在培訓結束以后,還應該進行考核。另外,還應該積極的引進其他地方或者企業的優秀人才,并且對這些人才進行重點培養。
5結語
總而言之,機電一體化的出現和應用不僅僅大大方便了人們的日常生活,同時也加快了工業的生產和發展。但是在發展過程中我們應該積極的發展機電一體化發展過程中存在的問題,然后盡快采取相對應的解決對策。
參考文獻:
[1]丁樹成.試論機電一體化的創新及發展方向[J].科技視界,2015(24).
關鍵字:機電一體化;實踐教學;教學改革;
中圖分類號:G4 文獻標識:A 文章編號:1674-3520(2014)-04-00137-01
一、我國當前機電一體化類課程教學現狀及其原因分析
結合我國目前職業教育的現狀,造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、技術學得不扎實的原因主要有以下幾個方面:
(一)師生思想上都不夠重視
從目前的職業學校的教學現狀來看,重視理論教學輕視實踐教學一直是我國課程教學的傳統方法,在這樣的教學模式下,不利于師生在課堂中對于知識的學習和掌握。機電一體化這樣的課程,理論課本來就比較晦澀難懂,如實踐訓練課程不足的話,學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系,對于機電一體化的理解只是停留在表面層次,因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說,師生本身對于課程的重視程度不夠也是導致課程學習問題的原因。教師認為對于機電一體化課程教學任務重,往往在授課過程中疲于應對;而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力,往往缺少興趣,加之實踐實驗時間較少,課程最后流于形式。因此,師生在思想上不夠重視是目前機電一體化課程教學的一個基本現狀。
(二)機電專業實踐教學課程的設計不合理
機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容,目前,絕大多數職業院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響,課程的內容過多、過于深奧,理論課時數太大,實踐技能教學課時不足,而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準,導致教學與實踐相背離。現在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠,很多學生學習了很多知識,可到了社會上卻無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定,這也是導致職業學校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。
二、機電一體化類課程的教學改革策略探討
(一)充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段
課程體系建設要根據學校的專業學生的定位和專業建設目標,合理確定基礎課和專業課,理論教學和實踐教學的比例分配,結構合理,形成具有鮮明特色的課程體系。打亂原有的按知識學習組織授課的章節順序,邊學邊做,邊做邊學,將所學理論與實踐完全融合起來。現有的大部分教材無法實現教學要求,學校要組織專業課教師編寫與此教學過程相適應的校本教材,對教學目標進行分解,以專業技能為主線,將多個項目的學習知識的重點和目標有效的串聯起來。這種為用而學、學以致用的教學方式讓教與學有了更強的針對性,讓學生在操作過程中學會如何用專業知識去分析問題、解決問題。教師將學生實踐中出現的問題或困惑,用專業理論知識來加以解釋,使學生“知其所以然”,從而實現理論與實踐的有機結合,調動學生的各種感官參與學習過程
(二)重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核
任何課程都需設置考核環節,同樣的,機電一體化課程實踐教學也需要考核,考核環節也是學生最為敏感的環節之一。結合機電一體化課程實踐教學的特點,對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準,應該是動態的,是隨著科技的發展而不斷充實和進步的,應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式,采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗,應當減小考核的比重,而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗,考核比重就應當加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核,重點不是考查學生的知識理解程度,而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。
(三)加強師資隊伍建設
優秀的教師團隊是保障一體化教學順利進行的重要因素。我們要圍繞專業建設需要,優化師資結構,建設一支教學、科研、實踐水平高,具有較強責任感和團結協作精神的,具有較高學術造詣、豐富的教學經驗、鮮明的教學特色的教師團隊。學校要積極推動校企合作,聯合培養教師,聘請企業專家、技能操作能手對學校教師進行實踐與實訓方面的指導和培養,提高學校雙師型教師的數量和質量。
三、結語
"一體化教學"作為一種教學模式,對教學質量、教學效果的提高起到了很大的作用。本論文所探討的機電一體化類課程實驗教學方法及其教學改革策略的應用研究,是結合當前國內中等職業學校機電一體化類課程教學內容設置及其實驗實踐教學現狀而提出來的,能夠有效地提高機電一體化類課程的教學效果,對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言,必須要不斷加強實驗實踐教學的份量,對于進一步提高機電一體化類課程的實驗實踐教學效果,無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻
【1】趙松年,李恩光,裴仁清.機電一體化系統設計[M].北京:機械工業出版社,2004.
【2】韓培慶.高職教育實踐教學模式改革的思考[J].職教論壇,2006(6)
【3】芮延年.機電一體化系統設計[M]. 北京:機械工業出版社,2004
【4】連香姣.“機電一體化系統設計與綜合實驗”的改革與實踐[J].機電工程技術,2006(9)
一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發展歷程
1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,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”。在自律分配系統中,各個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”,可根據不同的環境條件作出不同反應。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,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。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。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“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。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割。看來,機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。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。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
三、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有:數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD/CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度
(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中,有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造;在已改造的近6500臺機床設備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造;且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業系統CAD應用還有較大差距。目前,北京工業品設計,CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內先進地區也超過了30%);CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出,“八五”期間大中型企業要達到35%,中小型骨干企業要達到15%—20%;到“九五”時,按國務委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務,占總任務量的99.5%左右。
(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市,1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業化國家高近9倍。因此,北京工業系統節能降耗的任務非常重,而電力電子技術是節能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種,每年約開發試制新產品3000種,更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業產品的競爭能力。
1993年,北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種,在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中:機械局系統主要產品約1200種,機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統主要產品350種,機電一體化產品210種,機電一體化產品所占比例為60%;輕工系統主要產品總數為649種,機電一體化、智能化產品15種,機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%;汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠;與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。在北京工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重,且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的“故土難離”“死守故業”問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點
(1)大力采用模糊技術,工業爐窯改造應上新臺階
國內外成功的范例表明,應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術,到2000年,對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢,其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數控技術,機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能,到1995年,北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上,到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術,風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年,應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%;到本世紀末,北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍;采用先進的變頻調速技術。
(4)優先應用CAD/CAM技術,工業設計水平提高要有新目標
北京工業產品更新換代慢,設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業系統CAD的應用率為17%,CAD的覆蓋率為11%,到1995年應分別達到20%和15%,本世紀末,要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標
(1)總體目標:到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種,2000年,應不少于2000種,機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標:
·機床數控化率:1995年,產量數控化率達5%,產值數控化率達16%;2000年,分別達12%和40%。
·汽車電子化程度:1995年,平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元,在整車成本中所占比例不低于3%;到2000年分別不少于3000元,不低于8%。
·PLC的開發生產能力:“八五”期間,開發能力要穩居全國首位;“九五”北京要成為全國主要的PLC生產基地之一。
·“電力電子”開發生產能力:“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面,“八五”期間,開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品;交流變頻調速裝置要達到批量生產程度;高頻電子鎮流器要能出口創匯;“九五”,北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。
·模糊控制器的開發生產能力:“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地,開發出用于工業爐窯改造,壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來;交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年,空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末,北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。
·其它機電一體化產品的開發生產能力:微機控制多色印刷機要穩居全國第一;電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破,“九五”在品種和產量上全國領先;在“八五”期間,以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力,打出規模效益來;數字化、智能化儀器儀表,自動化裝置要上品種、上批量……
總之,機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標,那么,到本世紀末,北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中,數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元;“電力電子”的銷售額可超過20億元;PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元;汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍,也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。
五、北京發展“機電一體化”的對策
(一)加強統籌安排,協調發展計劃
目前,北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時,市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發上重復,生產上撞車!
(二)強化行業管理,發揮“協會”作用
目前,北京“機電一體化”較熱,而按目前的行業劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。
“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體,組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整,進行發展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展,對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經濟政策上,要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜;成立“機電一體化”發展基金,支持機電一體化生產發展等。
(四)突出發展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作,即在新產品設計之初,就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
我們認為,北京“機電一體化”發展,當務之急,重中之重是:
抓緊開發生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等,用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造;
抓緊推廣應用經濟型數控系統,改造機床設備;開發生產低、中檔數控系統;
【關鍵詞】機電一體化;信息網絡;人工智能
當前人類已經步入了網絡信息時代,互聯網的出現使許多原本沒有交集的領域相互交織、相互滲透。機電一體化正是計算機網絡與微電子技術和機械工程的融合而衍生出來的一個新興視角。作為機械工業市場的一顆新星,通過改善機械工程領域的技術結構、產品功能、生產方式等問題,機電一體化技術不但提高了社會生產率更為社會經濟效益做出了突出貢獻。機電一體化的推出,不但提高了生產力、促進了工業發展,也實現了人通過發出指令達到遠程控制機械設備的夢想。
1.機電一體化在現代企業中發揮的作用
1.1增強企業市場競爭力
機電一體化簡單解釋來講就是通過綜合利用微電子技術、計算機技術、機械工程技術以及控制工程技術等各方面因素,對企業的整個生產系統進行資源的合理配置。將數控技術運用于傳統制造業是現代科技的一項重要突破,這不單單幫助企業提高了生產效率、縮短了生命周期,也讓產品質量和檔次得到明顯提升,無形中使企業的市場競爭力得到增強。
1.2強化企業問題處理能力
智能技術的出現使高速化、連續化、復雜化的工業企業能夠在更短的時間內對技術問題進行處理。專家系統、模糊控制功能和神經網絡等智能技術的出現對企業的生產、控制、設備維護和質量診斷等工作的開展提供了極大的方便。將生產測試過程集合成為一個綜合的一體化系統,不僅大大增強了各部分工作之間的緊湊性和連貫性,也讓企業能對出現問題的階段做出迅速反應并使其能夠有針對性的予以修繕。這種監視集中但控制分散而且故障影響面積較小的操作措施使系統的可靠性顯著提高。
1.3實現資源共享
為了保障企業能夠提供經營、管理、決策的最有利環境,機電一體化實現了現場儀器與控制室設備的互聯,這種控制一體化構想的出現,將人與人、人與生產經營合理的融合成一個整體,使不同廠家之間的產品兼容、互換與共享不再是夢想。這種共享形式的出現極大地提高了企業生產率、人員利用率并在節能減耗上做出了一定貢獻。如此以往企業資金周轉速度將得到明顯提升,這在實現企業整體優化、提升企業綜合效益方面都將畫上濃墨重彩的一筆。
2.機電一體化的發展現狀
機電一體化屬于當今的新型控制技術,它的發展大致分為四個階段。
首先,在電子技術已經開始發展成熟的20世紀中葉,人們為了完善產品性能開始將電子技術應用于工業企業,并取得了較好的成效。加上當時計算機技術日趨成熟人們開始考慮將電子信息技術與工業產業進行融合,由此,1952年第一臺數控車床于美國出現,并引起了社會的廣泛關注。
到了20世紀中后期,經過了多年的發展與完善,機電一體化技術開始趨于成熟,各國對于該項技術的興趣得到了極大的提高。從60年代PCL投入生產到70年代汽車工業中機電一體化構想的應用再到80年代數控技術日益成熟,此項技術迅速成為發展機械工業技術的關鍵。
到了20世紀90年代后期,伴隨著光學、電子通信以及細微加工技術的加入,機電一體化開始進入深度發展階段。編程語言的多樣化趨勢,PLC在系統結構和編程語言上的質的突破以及多CPU和分布式替代原有單機結構主導市場前端,種種發展現狀都讓機電一體化技術逐步開始成為數控技術的主導。
90年代后期,人們開始引入信息技術到機電一體化理念,更加智能化、自動化的機械系統讓該技術越發受到人們的青睞。就像控制機器人一樣,通過微傳感器和執行器技術的引入,企業已經開始實現對于機械設備的遠程控制。機電一體化在人工智能技術、神經網絡技術和光纖技術的迅速興起下獲得了更加廣闊的施展空間,這使機電一體化發展成為一門完整的科學體系又邁了一大步。
3.機電一體化的未來發展趨勢
經過半個世紀的歷練,機電一體化技術已經在各個方面的都得到了很好的完善,通過在數控機床、柔性制造體系、計算機集成制造系統以及工業機器人中的綜合應用,機電一體化程度已經成為提高企業集成度、合理優化企業資源發揮企業競爭實力的重要標準。
3.1智能化
人工智能一直是近年來各界研究者關注的重點,通過利用數控設備讓機器來代替人類完成一些難度較高的工作是學者們致力研究的熱點課題。智能化簡單描述起來就是在控制理論的基礎上,通過人工智能、運籌學、模糊數學以及心理學等多種科學的綜合運用,對機械設備的各種行為進行描述,讓機器模擬人類智能從而讓機電一體化系統具有推理和判斷能力,以便人類能夠更加自由的控制設備行為。這不但是機械工業領域研究的重點內容也是社會各個領域關注的焦點。
3.2綠色環保
機電一體化的出現火速贏得大家的好評,究其原因,一方面源于該項技術對于人類物質生活的極大豐富做出了突出貢獻,另一方面,機電一體化的實現使得資源過度開發等生態問題得到了有效改善。隨著可持續發展理念的提出,人們的環保意識不斷增強,對于生態環境的呵護越來越成為人們關注的重點,“綠色環保”將成為未來發展的一大亮點。目前,環保已經被提到日程上來,任何符合環保理念的設計注定被人們所追捧,任何危及社會環境不利于可持續發展建設的產品也注定將被市場所淘汰。因此,在這種全球化大背景下,綠色環保的機電一體化產品的市場將一片繁榮。
3.3網絡化
機電一體化系統的火速發展離不開計算機技術的支撐。幾年來,計算機網絡技術發展日趨完善,人類活動的各個領域均離不開網絡的輔助,尤其在實現遠程網絡控制方面更是對機電一體化技術產生了深遠影響。除此之外,為使我國機電一體化技術的發展跟上國際步伐,計算機網絡技術的引入至關重要。網絡化不單純需要網絡將外界發展信息提供給國內企業更要幫助國內機電一體化產品打開國外市場。就目前發展看來,機電一體化技術已經實現了技術溝通零距離,如果能夠實現設備無人值守式運行,那么機電一體化技術勢必將為人類的生活提供更多難以預計的便利。
3.4模塊化
模塊化管理在機電一體化產品的研發中屬于比較復雜但實用性很強的工程。對于各個控制單元、動力單元做出相應的標準化衡量,使各單元之間的匹配性能更加良好,保證機電一體化系統下的各個模塊能夠機密聯系是實現模塊化發展的首要任務。模塊化性能的實現不但可以方便機電一體化產品的應用,也簡化了產品裝配和維修步驟。由此看來,機電一體化模塊將是未來機電一體化產品發展的主要方向,而該模塊化目標的實現要以引進大量先進技術和工藝為前提。
4.小結
機電一體化發展至今已經逐漸成為了一門有著自身體系的系統科學,隨著科技社會的不斷進步,也畢竟被賦予新的內容。在信息技術高速發展的背景下,智能化、系統化、微型化、模塊化和綠色環保化將是機電一體化產品發展的主要方向。多種學科下的綜合發展才使機電一體化技術得以形成,所以作為各個領域的綜合發展的結晶,機電一體化產品有著其他產品所無法比擬的優點。本著以提高社會生產效率、促進工業企業快速發展的目標,機電一體化產品的開發將會成為工業社會發展進步的重要標志。我們需要熟知的是,智能一體化產品的出現必將使人們的生活條件得到極大提升,大力推動機電一體化系統的發展,是促使機械工業企業開辟新領域的必由之路,也是振興機械工業企業的必由之路。
【參考文獻】
[1]方貴盛.機電一體化專業實驗室建設與管理[J].實驗室研究與探索,2011,30(12):67-68.
【關鍵詞】機電一體化設備保養維修
對于一個以機械加工為主的企事業而言,數控類機床、試驗設備、測量設備已經微電子技術制造設備等機電一體化設備是其運轉的重點。為此,很多大公司不惜花費昂貴的價格去購買先進的機電一體化設備。本文旨在從機電一體化的運行原理出發,談及機電一體化設備的保養和維修問題。
一、機電一體化的概念及其工作原理
1.1機電一體化的概念
機電一體化指的是將電子技術融入到機械技術中,使電子技術和機械技術通過有機結合,以提供更佳性能的一種先進技術的總稱。它最初是由美國開發,后經由日本大力宣傳,“機電一體化”的名稱才風行全國[1]。借助這種技術形成的機電一體化產品目前廣泛運用于社會各個領域、行業,具有非常寬廣的發展前景。
1.2機電一體化的工作原理
對于機電一體化的系統認識,比較集中地三種說法是丹麥理工大學的JacobB aur的“五塊論”和挪威科技大學的BassamAHussein的“兩個系統論”以及“廣義功能論”。現在看來,這個“廣義功能論”比較靠譜。它從廣義的角度,認識機電一體化的運行原理。它認為機電一體化系統是憑借計算機作為中心,由中心計算機將從傳感檢測系統接收到的信息經過檢測、處理后,向外界反饋信息,或是控制機械執行命令,完成相關操作。在這一過程中,子系統的的各驅動元件和執行元件悄悄運作,形成廣義的執行機構。
二、機電一體化設備的保養與維修
機電一體化設備的順利運轉是保證有效生產,實現單位效益的關鍵。因此,大部分企業除了購買進口機電一體化設備外,還花費了大量的人力物力進行保養和維修。
2.1機電一體化設備的保養
2.1.1抓住生產休整期,進行有深度有質量的檢修
經常進行檢修,是保證機器順利運轉的一個有效措施。這一個措施有助于提前發現機器存在的問題,幾時進行有效的整治。所以企業要抓住生產的休整期,對機器設備進行有深度有質量的檢修。
2.1.2將責任落實到個人,建立考核獎懲制度
只有將個人的責任明朗化,獎懲制度公開化,才能使每個人都身體力行,自覺地去保養機器設備,不損壞設備。
2.1.3控制大修預算,將費用費解給生產廠,實行目標管理
縮減大修預算,將縮減的費用分配到各大廠家,對各大廠家提出目標要求,保證機器的順利運轉。使廠家從心里上明白到保養好機器設備的重要性。
2.2機電一體化設備的維修
2.2.1建立完善的維修制度,進行科學的維修模式
機電一體化設備的工作原理是比較復雜的,進行維修前,必須要對機器設備的結構以及其工作運行原理有一個明確的把握。庖丁解牛之所以能夠為人所接納,就是因為庖丁把握住了一般事務的原理。同樣的,對機電一體化的維修也要在這一基礎上才能事半功倍。
2.2.2加強現場設施和基礎設施管理
“管理”一詞在機電一體化的維修中,不單單包含對人的管理,更重要的是對機器設備的管理。這種管理可以分為兩個部分,其一是對現場設施的管理,一部機器的運行要求一定的場地環境,作為人要排除一切不利于機器運行或者是有損機器壽命的外部因素。其二是對基礎設施的管理。維修有時候會需要一些新的配件,這個時候就必須要保證配件的及時供給,并且是有質量的供給。但是配件的供給又不能是隨意化的,必須要按照程序來提出申請。
2.2.3加強人才培育,造就高素質維修人才
二十一世紀什么最缺?人才。一個好的維修人才可以保證機器的正常運轉,能夠最大限度地降低企業的損失,這就要求企業大力培養維修專業人才,提供優越的待遇留住人才[3]。
綜上所述,機電一體化已經成為企業競爭的一項核心技術,機電一體化設備也成了一個企業保證生產、保證效益的關鍵。在保養和維修上,企業要注重基礎設施的管理,注重日常的檢修以及注重對維修人才的培養,把企業內部的工作人員調動起來,齊齊做好機電一體化設備的保養和維修,力保機電一體化設備的正常運轉。
參考文獻
[1]查向東.電工過程中的機電一體化應用案例二三例[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2012,09:277-278
摘要:隨著電子技術的發展,機械技術也在不斷的進步,在二者的結合過程中,由最初的半導體集成電路到微處理器為核心的大規模集成電路的產生,機電一體化獲得了飛速的進展。因此,對機電一體化的現狀與發展趨勢進行下分析對于機電一體化本身的理論與實踐都有著重要的意義。
關鍵詞:現狀;發展策略;趨勢
機電一體化的發展歷史簡單明了,從機電一體化標志數控機床產生開始,到微電子技術、可編程序控制器、電力電子等的發展,為機電一體化奠定了堅實的基礎,再到激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的產生促使機電一體化發展了質的飛躍。雖然機電一體化有著驚人的成就,但是我國目前的機電一體化仍然存在著較大問題:微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度;機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力;我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。
在我國工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的“故土難”“死守故業”問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。此外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。一、機電一體化的發展策略
1,統籌協調機電發展
目前,機電一體化研究開發及生產的單位很多,但各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出統管全局的機電一體化研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發乃至生產中的成本浪費。
2,發揮“協會”的管理作用目前,機電一體化較熱,而按目前的行業劃分方法和管理體制比較混亂,因此,有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,應該加強加快機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。“協會”要進一步擴大領導機構――理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體,組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整,進行發展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作。
3,在良好的環境中增大支持力度優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展,對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。此外,在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。一方面用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合;另一方面在新產品設計之初,就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
二、機電一體化發展趨勢1,機電一體化。一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。2,全息系統智能化。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。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。3,微型機電化――微型化。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。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。 此外,還有仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的,這與仿生學理論類似。可見,在仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。
【關鍵詞】煤礦企業機電一體化;意義;現狀;發展
隨著我國煤炭事業的發展,高產高效成為煤礦生產的最高目標,那么煤電技術的自動化和智能化對于煤炭生產來說是非常重要的。作為礦山綜合自動化基礎的煤礦機電一體化技術,它支撐著整個煤礦企業信息化建設,在煤礦生產的每個過程都起著積極的作用,這一技術對于提高我國煤礦生產的綜合實力起到了很好的推動作用,為實現高效節能的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。
一、煤礦企業機電一體化的意義
機電一體化是將機械裝置與電子化設計及軟件結合所構成的系統的總稱。機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術以及軟件編程技術等群體技術,合理配置與布局各功能單元,使整個系統最優化的系統工程技術。隨著煤礦生產不斷向深部水平發展,對控制水平和規模的要求越來越高,從而又加速了機電一體化技術的發展和進步,而采用新的機電一體化技術裝備的煤礦,能夠獲得更加顯著的技術、經濟和社會效益,這是一個循環促進不斷發展的過程。
首先,煤礦企業機電一體化技術對于提高煤炭企業的勞動效率起到了非常重要的意義。在煤炭企業的起步階段,那時基本是手工作業,企業的生產狀況非常落后,由于設備簡單,每一個生產環節都是以手工作業為主,這樣就造成了工人勞動強度大,勞動效率低的現象。但是隨著科學的發展,機電技術的引入,煤企業生產逐步實現了一些機械化水平,可是由于不是非常先進,工人仍然處于勞動強度比較大的狀態。當然,近幾年,由于機電一體化技術迅速發展,并在煤炭企業中被大量運用,很多新型機電設備的投入使用生產徹底降低了工人的勞動強度,也改變了煤礦企業生產的作業模式,大大的提高了勞動生產率。其次,煤礦企業機電一體化對于提高了煤炭企業安全保障起著重要意義。由于煤炭企業的特殊性,它的工作性質存在一定的安全隱患。煤礦的安全工作直接關系到煤炭職工生命安全及身體健康,同時安全生產也關系到保護國家資源與財產不受損失。所以,在煤礦的機電系統中,在安全保護方面要求非常嚴格,保證設備的防爆性能,這樣才能保證煤炭工業的順利發展。另外,煤礦企業機電一體化對于提高企業經濟效益,增加了群眾勞動收入方面也起到了積極的意義。由于采用最先進的煤礦機電一體化技術,煤炭企業的勞動生產率提高了,煤炭產量也自然大大提升,那么企業的經濟效益也在穩定中得到了提高,企業職工收入更是顯著增加,生活水平得到改善。同時,由于煤炭企業的快速發展,它也為社會做出了很多的貢獻,促進社會經濟的發展。
二、我國煤炭企業機電一體化的發展現狀
機電一體化技術是近幾年中在企業中被大量采用個的技術,它是一門綜合性的復合技術,它符合社會進步和科學發展規律,具有很強的優勢。由于煤炭生產是一項非常復雜的工作,它是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面,所以大量的機電設備應運而生,實現了這一目標。
近幾年,隨著我國經濟的發展和科技的進步,我國煤礦機電一體化建設取得了很大進步。由于煤礦機電一體化水平不斷增高,我國煤炭企業機電設備不再完全依賴進口設備的引入,有一部分設備已經能夠國產化,并且在生產中取得了一定的成效。目前,中遠距離遙控技術及部分機電一體化高端電器原件已經被應用到煤炭采掘機械中,采掘機械部分控制、自身檢查檢測及監控均已經實現了電腦程序化,這給采掘工作帶來很大的便利性。隨著計算機技術的快速發展,與之相關的技術也不斷加入到機電一體化技術中來,于是信息流成為機電一體化的主要特色。當然,和機電相關的產品在性能和功能方面均實現了質的飛躍。煤炭企業將這些先進的技術應用于煤礦機械中,使煤炭生產又一次得到了質的飛躍。
三、當代煤礦企業機電一體化的發展
目前,在礦山開采生產中得到了廣泛應用的機電設備,其主要特點是其擁有高可靠性、功率小、保護功能完備、維護簡便等優良性能。但是,為了更好地適應綜合自動化生產需要,今后的煤炭企業主要研究開發以微機為基礎的礦井安全監控及專家系統應用,開發研制擁有自主知識產權的煤礦開采配套設備的核心裝置,積極研制具有多種功能的煤礦機器人,以增加煤礦機械機電一體化產品的通信功能。雖然我煤炭企業在機電一體化上取得了不錯的進步,但是今后煤礦企業機電一體化發展還要從以下幾個方面著手:
第一是機電設備系統化。雖然,我國的大部分煤礦的機械設備部分采用先進的機電一體化技術,但這些設備還很零散,還沒有形成系統化態勢。而且這些先進的設備往往只有一些國有新建大中型煤礦才被采用,而很多傳統的中小煤礦幾乎還沒有應用到這些設備:第二是機電設備程序化。目前,我國的機電一體化應用雖然已經比以前有了很大的進步,但是煤炭企業的機電裝備上在程序化的應用卻是很差,尤其與國際同行業相比差距更大:第三是機電設備環保化。今后煤礦企業開發優質、高效節能、環保、噪聲低、低污染、低粉塵、可靠性強的技術設備,是煤炭企業機電一體化的發展趨勢,也是我國煤礦采掘行業的發展趨勢;第四是信息化。網絡經濟的迅速發展將改變企業的管理模式,使煤炭企業經營模式面臨新的挑戰。加入WTO以后,煤炭企業將面臨更激烈、更殘酷的國際競爭。為迎接雙重挑戰,國有重點煤炭企業需要盡快推進企業信息化進程。通過信息化建設,可以達到強化安全生產,宣傳企業形象、減少內耗、提高內信息的傳輸速度都有極高的作用,這也是我國煤炭企業機電一體化的發展趨勢。
隨著社會的需要,煤炭企業的地點一體化技術要向更深層次的水平發展,這樣會更有利于促進從這一技術的發展和進步。目前各種高新技術的發展,使機電一體化產品功能更強大、性能更優越,使機電一體化產品功能越來越強,智能化程度也越來越高,因此采用新的機電一體化技術裝備的煤礦,能夠使企業獲得更加顯著的技術、經濟和社會效益,這也是一個煤礦企業循環促進不斷發展的過程。
參考文獻
一、目前機電一體化專業教學存在的問題
(一)對專業內涵的理解不夠機電一體化的本質是將電子技術引入機械控制中,也就是利用傳感器檢測機械運動,將檢測信息輸入計算機中,計算機得到能夠實現預期機械運動的控制信號,由此來控制執行裝置。若是真正意義上的機電一體化產品,它有兩個明顯的特征,一是要有運動機械,二是采用了電子技術,通過計算機指令和反饋來實現柔性化和智能控制。而不少專業教師卻單一地認為,機電一體化專業就是學一點機械類課程,學一些電子類課程,如果加上一些控制類課程,簡單拼湊就是機電一體化了。因為理解不夠,所以對最后的綜合實踐課程,沒有引起足夠的重視,課時量及訓練強度不夠,大量精力花在了使學生獲取裝配鉗工或維修電工高級工證書上。但社會現實卻是機電一體化技術發展到了新的高度,隨著光學、通信技術等的進入,機電一體化出現了光機電一體化;而人工智能技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,開啟了機器人的新時代。這迫切需要我們五年制高職機電一體化專業融入新技術、新技能。
(二)對關鍵核心課程的融合不夠目前,機電一體化技術專業主要開設機械類、電子類和控制類專業課程。技能實踐課程也大致這樣劃分,在最后階段,再開設綜合專業課程和實踐課程。如果按專業方向劃分,則制造技術方向開設CAD/CAM軟件應用技術、機電設備機械安裝與調試技術、機電設備裝調工(裝配鉗工)訓練與考級;控制技術方向開設電氣制圖及CAD技術、機電設備電氣系統安裝與調試技術、機電設備裝調工(維修電工)訓練與考級。以上所有課程基本上都是分機械和電子課程兩條線展開的,對PLC和單片機的理解運用不到位,到最后真正能融合機電技術、體現機電一體化專業特點的機電設備安裝與調試技術實踐課只開3周,而裝配鉗工和維修電工課程分別開了11周。很明顯,對前者這門綜合性的核心實訓課程重視不夠,其帶來的后果是學生雖然分別掌握了機械類、電子類、控制類課程的知識和技能,但沒有融合三類課程和技能,沒有達到真正的機電一體化人才培養要求。
(三)對技術技能應用能力的強化不夠對于五年制高職的學生來說,最重要的專業能力是專業技術技能應用能力,而不是開發和設計能力。具體地說,就是操作機電一體化設備的能力,具體分析、制定機械加工工藝文件的能力,能處理生產車間現場工藝技術問題,具有維護、維修機電一體化設備的能力。而現在大部分學校對學生的技能要求就是制造技術和控制技術兩個方向,就是取得裝配鉗工高級工或維修電工高級工證書。這些技術技能肯定不能讓學生完全了解和掌握機電一體化專業的核心技能。學校應當通過校內機電設備裝配調試相關課程設計、專項實訓,使學生獲得初步的技術技能應用能力,最后通過綜合實訓課程,使學生獲得真正的機電一體化專業技能,并努力培養學生分析和解決實際問題的能力。
二、對培養學生專業技術技能應用能力的探索
(一)多元整合優化專業課程體系目前,職業學校普遍開設三類課程:綜合化課程(技術基礎模塊)、一體化課程(技術模塊)、項目化課程(技術訓練模塊)。綜合化課程模塊是機電專業領域崗位群相關職業通用性的必備技術理論和基礎技能;一體化課程是機電專業相關技術領域中某種技術知識和技術應用方法有機整合的課程,如PLC編程及應用技術、單片機應用技術、傳感檢測技術等;項目化課程是培養學生專項技能和綜合職業能力的課程,該類課程與職業技能或職業資格要求融通,突出熟練技術運用能力的培養,如機電一體化專業中的鉗工技術訓練、機加工技術訓練、機電設備裝配調試技術訓練等。而對上述三類課程進行整合優化,就形成了真正的機電一體化課程,包括機電一體化技術理論課程、機電設備裝調技術課程設計、機電一體化設備裝配調試實訓課程等,這是最能體現專業特點和要求的課程,是機電技術的真正融合。
(二)開設綜合化的核心實踐課程目前,綜合實訓課程開設的情況是:制造技術方向開設裝配鉗工,控制技術方向開設維修電工。如果培養機電綜合能力,就要把PLC編程及應用技術、單片機應用技術、傳感檢測技術加以強化,增加機電設備安裝與調試技術課程的學習和實踐,開設光機電技術和機器人技術實訓課程,讓學生了解并掌握較為前沿的機電一體化技術技能。
(三)重點培養學生專業技術的應用能力目前,不少學校機電一體化專業主要進行電工、車工、鉗工三項實踐技能訓練和職業技能鑒定,學生初步掌握了機電技能。但這些技能是獨立的、分散的,沒有與機電崗位的綜合技能匹配。隨著技能大賽的推進,各校購置了機電一體化設備,培養了一批能勝任機電一體化專業綜合實踐技能教學的師資隊伍,也有了較為成熟的實訓項目,完全有條件、有能力開展綜合實訓。目前,省內職業學校機電綜合實訓課程主要使用光機電一體化設備,該設備的組成包括電子控制模塊和機械機構。電子控制模塊主要有主令電器模塊、傳感器模塊、控制模塊、變頻器模塊、驅動電磁閥等。機械機構包括運料機構、傳送帶機構、推料機構、機械手機構等。工作原理是利用先進的控制設備,控制生產機械自動完成生產的自動化過程。這套設備雖小,但它涉及了機電一體化專業各個方面的知識和技術,體現了機電一體化專業的核心技能。教學實踐的具體做法是,以學會技術技能、完成任務為中心,以項目形式來安排訓練內容,讓學生用學過的指令實現各種電氣控制線路圖,模擬實現工業生產控制中的小項目,如工業洗衣機、自動軋鋼線、郵件分揀系統等,然后在機電氣一體化實訓臺進行分塊練習,熟練掌握每一個單元的自動控制功能,最終目標是將各單元組合為能夠實現不同生產要求的控制系統。這些技能訓練都來自生活和生產,學生對項目課題感興趣,教師引導學生主動思維,引導學生分析問題、動手解決問題,真正培養學生專業技術的應用能力。
五年制高職機電專業教學,要打破傳統的機、電項目分兩條線展開而最后不綜合的格局,必須以機電一體化綜合實踐課程來提升專業教學內涵,引入技能大賽訓練內容,讓學生完成一個個完整機電一體化應用技術的生產項目,從而真正提高學生的專業綜合應用能力,培養出能在生產一線解決實際問題的技術技能人才。
作者:顧國清單位:江蘇省吳中中等專業學校
關鍵詞:機電一體化;智能化數字;化工企業
中圖分類號:TP271 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)23-0038-02
機電一體化是一種新興學科,是有學科交叉的特征,興起于20世紀60年代。當時,電子科技正處于第四代向第五代過渡時期,超大規模集成電路應用范圍和實踐的擴大,極大促進了機電一體化的進程,但當時的機電一體化主要是機械與電子的結合。近些年來,特別是電子信息系統的發展和超過規模集成電路的使用,豐富了機電一體化的內涵,現代的機電一體化已經不再簡單是機械與電子的統一體,而是涉及多個行業、多種機械領域的專業的精密儀器,并產生了獨立的學科分支。
1 機電一體化發展方向
1.1 機電一體化數字發展方向
機電一體化數字發展方向得益于計算機網絡的發展。隨著計算機網絡技術的發展,機電一體化實現了微控制,擴展了機電一體化發展的內涵,特別是計算機網絡虛擬技術和制造集成技術。數字化在機電一體化中的應用,使得機電一體化操作簡單化、智能化,比如,數控車床的大規模推廣和應用,并且可以實現系統的自我維護、自我故障報警,極大方便了用戶需要,降低了設備和軟件的操作損壞的可能性。
1.2 機電一體化智能化發展方向
機電一體化智能化發展方向是目前機電一體化發展的重點方向和主要研究領域。隨著社會發展和科技進步,特別是計算機網絡的發展,使通過程序操作實現機器和軟件的智能化運作成為了可能。實現機電一體化發展有利于降低勞動工程強度和勞動時間。智能化發展是利用大規模數據庫存儲包括心理學、計算機學、數學等多種學科知識,利用模型統籌在一起,實現機器的高度智能化,雖然目前的技術條件下,機器完全人工智能化是不能實現的,但是利用具有一定人工智能設備進行機電一體化作業和處理是非常必要的。
1.3 機電一體化的模塊化發展
機電一體化的模塊化發展方向是歷史發展的必然。機電一體化的發展前景廣闊,在市場優勢資源配置調控下,大量資源被投入到了機電一體化設備開發和生產當中,市場上供應一體化機電設備的廠家眾多,為了各自利益需要,各個廠家往往會在關鍵技術、關鍵部位進行人為限制,甚至是機械零件的標準也不同,這種機電一體化機器供應格局與市場經濟要求的生產社會化非常不符合,因此不利于生產的發展。此時,機電一體化的模塊化發展顯得尤為必要。
1.4 機電一體化的網絡化發展
機電一體化的網絡化發展是目前網絡發展形勢的要求。新世紀以來,個人計算機普及率大大提高,網絡已經成為了人們日常生活的一部分。網絡的發展、計算機的普及促使生產和消費逐步同步性和相關性。因此,機電一體化無論是從生產角度還是銷售角度,都要考慮網絡實踐
應用。
1.5 機電一體化的綠色發展方向
機電一體化的綠色發展方向是社會發展的要求。隨著社會的發展、人們生活水平的提高,人們對生存環境的關注也越來越高。經濟發展、工業發展的背后是嚴重的環境問題代價,因此必須要實現發展的綠色化。機電一體化的綠色發展方向有兩層意思:一是生產的綠色化。機電一體化設備在生產過程中必須要堅持綠色發展理論,通過綠色工藝,使用綠色材料,實現生產的節能降耗和環境影響的最小化。二是制造的綠色化。機電一體化設備具有應用范圍廣、需求量大等特點,不過無論是應用與化工企業還是日用家居都應該有限考慮設備綠色運行,降低環境
污染。
2 機電一體化在化工中的應用和具體實踐
2.1 機電一體化在化工推廣的意義
近些年來,我國化工行業取得了巨大的進步,化工企業總體科技水平和技術含量逐步提高,日益向現代化工企業轉變。但是,我國化工企業的總體發展水平還不高,生產粗放型比較明顯,生產效率不高,設備老舊率較高。機電一體化在化工中的應用和實踐為化工企業的發展提供了新的發展方向和動力。一是在化工企業中推廣機電一體化,有利于淘汰落后產能和設備,實現化工生產全過程的有效控制。通過機電一體化可以幫助企業實現化工原料從進場到成品最后出場全過程的有效監控,提高化工企業的工作效率。二是機電一體化技術有利于企業化工信息的傳輸。機電一體化中的交流傳送技術和現場總線技術可以幫助提高化工信息的傳送時效性,實現信息交流的雙向性。三是通過機電一體化系統實現企業控制。化工企業規模一般較大,人事安排、生產安排任務較重,使用傳統的生產處理安排方式,很容易造成人事規模過大,機構冗繁,降低企業生產成本。通過機電一體化系統,可以實現企業整體化規劃與安排,實現了最少人工環境下效率的最大化。
2.2 機電一體化在化工中的應用
機電一體化在化工企業中常見的應用有三類:一是機電一體化在生產過程中的應用。機電一體化在生產過程中的應用主要是實現生產的自動化或者半自動化。比如數控車床,采煤業中用于運煤采煤的煤礦數字提升機,數字煤礦提升機通過數字化與提升機結合,特別是內裝式提升機,極大方便了操作的流程。通過實現生產的自動化,提高生產的精確度,進而提高生產的效率,而且還可以有效降低人工生產成本,降低工人勞動時間和強度,對于一些污染比較大的化工企業,實現生產自動化也有利于保護工人健康和降低污染,比如,污水回收處理系統。二是機電一體化有利于實現生產的精確化。現代化學工業企業大部分正處于生產由粗放型向集約型轉變,因此必然要求生產的進一步精確化,以便提高資源利用率。比如氮肥廠生產過程中,通過使用機電一體化設備實現自動加煤、填煤作業,可以實現生產連續性發展要求,通過利用現代機電技術,實現加煤、填煤作業的精確控制,保證投入和生產速度,有利于提高煤的轉化率和利用率。三是機電一體化在化工企業中的監控作用。化工企業生產具有非常復雜的操作流程,一般在爐內進行,雖然利用傳統的檢測設備可以實現溫度、氣壓方面的控制,但是因素變化具有不可預測性,一旦發生問題,儀器只能做到事后預警而不能起到事前預警的作用。利用機電一體化,比如液壓系統、制動系統等,可以有效起到事前預警的作用,提高檢測能力。
3 結語
機電一體化在化工企業中的應用,是機電一體化發展的必然要求,也是化工生產特點所決定的。隨著社會和科技的發展,新技術、新研究特別是生物技術的不斷發展,進一步豐富了機電一體化內涵,未來的機電一體化技術在化工企業應用過程會進一步深入。
參考文獻
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關鍵詞:機電一體化;故障診斷;診斷技術
所謂機電一體化,就是將電子技術引入設備的動力、控制和信息處理等功能中,將電子技術、機械裝置和軟件等有效結合在一起構成的系統。對機電一體化設備進行故障診斷,不僅可以實現對機電一體化設備運行狀態的動態監測,也可以及時發現機電一體化設備在運行過程中存在的各種問題,并及時找出設備故障發生的具置。因此在機電一體化設備中運用故障診斷技術,可以幫助技術人員發現設備潛在的安全隱患,避免設備在運行過程中出現各種安全事故,也為工作人員構建了相對安全的工作環境。同時對設備進行故障診斷不僅可以維持設備正常工作,也可以提高設備的生產效率與生產質量[1]。
1 機電一體化設備的故障特性分析
機電一體化系統中綜合運用了微電子、機械、計算機和自動控制等技術,可以根據系統的需求進行目標組合與優化,實現對設備功能單元的合理配置。機電一體化設備中包括動力控制部分、機械本體和執行單元等,系統中涉及到電、氣、磁和光等[2]。其中計算機起到控制設備動作的作用,而機械本體負責執行動作,只有兩者協調合作,才能保障設備正常工作。機電一體化設備的故障特性有:(1)機械零件多并且易被磨損;(2)缺乏自動診斷能力;(3)沒有明顯的報警提示,部分故障有提示,而一些故障沒有提示;(4)缺乏有經驗的技術人員。
機電一體化設備在企業機械加工中發揮著十分重要的作用,這種設備價格較高,機床的壽命是十分關鍵的因素。如果機電一體化設備出現故障,將給企業帶來重大的損失[3]。但是很多企業的管理者只看到該設備的效能,對于如何合理操作設備并不關注,部分設備甚至經常處于超負荷運作狀態,因此經常發生由于設備故障而停工的情況。因此,要想充分發揮機電一體化設備的效能,合理操作設備并定期進行故障診斷是十分必要的。
2 常見的機電一體化設備故障診斷技術
目前我國機電一體化設備中比較常用的故障診斷技術有以下幾種。
2.1 振動故障診斷技術
通過設置相關檢測設備的振動參數,并根據檢測設備的信息特點對機電設備進行故障診斷的技術就是振動故障診斷技術。這種技術主要應用于機械設備的故障檢測,由于機械設備在運行過程中會有劇烈的震動,使用振動檢測設備可以檢測到振動數據,這些數據包括加速度和速度等。在檢測過程中要想獲取充足的檢測數據,并對機械設備的運作狀況進行準確判斷,就需要對測量點的位置進行正確選擇[4]。這種故障診斷技術操作較為簡單,檢測得出的設備運行狀況報告清晰明了,也增加了檢測和診斷故障的準確率。
2.2 油液磨屑分析故障診斷技術
對設備運行過程中的油液磨屑進行識別分析,通過了解油液的成分以及油液磨屑顆粒的形態來對設備的運行狀況進行判斷,這種檢測技術一般用于機械系統和液壓系統中。該故障診斷技術可以根據油液顆粒的尺寸對機械設備的磨損情況進行判斷,而磨損的類型可以根據油液顆粒的形狀進行判斷,也可以根據微粒的成分來判斷機械磨損發生的具置。
2.3 射線掃描故障診斷技術
Y射線掃描診斷技術屬于一種新興的設備故障診斷技術,它一般用于檢測工藝設備。該檢測技術對設備運行狀況進行判斷的方法主要是對掃描圖譜的特點進行分析[5]。
2.4 紅外測溫故障診斷技術
通過檢測設備不同部位的溫度來判斷設備的運行狀況就是紅外測溫故障診斷技術[6]。這種診斷技術運用了先進的測量儀器,可以實現遠距離操作,也可以在不接觸設備的情況下探測設備不同部位的溫度,同時其測量的準確率也很高。
3 影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素
影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素很多,同時一臺設備中的電子元器件多種多樣,要想對整臺機器的可靠性影響因素進行分析還存在一定的難度,這個時候只能從具體的問題入手,以此提高整個機械設備的可靠性。影響機電一體化設備故障診斷可靠性的因素主要有。
3.1 元器件失效
機電一體化設備中的基本構成單元之一就是元器件,而單個元器件的可靠性為整個設備的可靠性打下了基礎。根據概率運算的準則,機械設備各組成部分的失效率之和構成了整個機械設備的失效率[7]。因此,應該選擇失效率較低的元器件產品,以降低機電一體化設備故障診斷的失效率。
3.2 元器件的組裝和連接
機電一體化設備中有十分復雜的控制系統,并且元器件縱橫交錯連接在一起,要想提高整個設備的可靠性,就需要正確進行元器件的組裝和連接。設備如果某個插件出現接觸不良,可能導致信號傳輸失靈,這也是設備產生故障的主要原因之一。同時,機電設備中的溫度或者濕度有很大的變化,設備運行過程中粉塵的污染或者機械振動等都可能影響到故障檢測的可靠性。
3.3 電磁影響
機電一體化設備在運行過程中主要依靠電能工作,設備中必然會出現電磁能量的相互轉換,這種電磁不僅影響到周圍的環境,也影響到設備的制動、電源負載等多個方面。例如,數控機床等就是常見的機電一體化設備,這種自動化系統包含了軟件、硬件、電力和機械等多個部分,如何處理電磁環境和電磁干擾就是該設備需要重點解決的問題。
4 結束語
每一種機電一體化設備故障診斷技術都有各自的適用范圍與優缺點,在實際操作中應該靈活應用,切不可生搬硬套。企業應該根據設備實際合理選擇故障診斷方法,并定期進行設備保養和檢修,以此提高設備的故障診斷率。
參考文獻
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關鍵詞 機電一體化;核心技術;應用領域;發展趨勢
中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)81-0159-02
1概述
機電一體化是把傳統機械的多種功能與電子技術緊密聯系,它是一門新興的綜合性科學。其實它在技術上并沒有什么新發現或新發明,而是把機械技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術等多門學科有機的聯結在一起,形成了一門有著自身體系的學科。機電一體化是以這些學科為基礎,最后形成了一門綜合性的技術,而不是各門技術簡單的拼湊,這就是機電一體化同機械自動化的最大區別。隨著電子技術的迅速發展,從而帶動了機電一體化的發展,機電一體化將在未來的發展中起著至關重要的作用。
2 核心技術
機電一體化的核心技術主要在于硬件和軟件。
2.1機械技術
機電一體化是以機械技術為基礎,機械技術側重點是怎樣與機電一體化相適應,機電一體化是取其精華去其糟粕,利用各科學發展的高、新技術來更新自身概念。機械本體應該從改善自身性能、減輕質量和提高工作精度等幾個重要方面方面考慮,以此減少工作時能量消耗,提高工作效率。為了提高機械系統的傳動精度和工作穩定性,機電一體化要具有高精度、快速響應性、良好的穩定性。
2.2信息處理技術
由于微電子學的迅速發展、信息處理技術的普及極大的促進了機電一體化的發展。信息處理技術包括信息交換、信息存取、信息運算和最終決策等,實現信息處理的工具是現在已經普及的計算機,所以計算機技術的發展與信息處理技術緊密相聯。要更好的發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性從而提高信息處理的速度同時解決信息處理的抗干擾問題。
2.3檢測技術
檢測與傳感技術指與傳感器及其信號檢測裝置相關的技術。由檢測技術自身的功能,傳感器的主要功能應提高工作可靠性、工作的靈敏度和精確度等,并且要經受各種嚴酷環境的考驗,因此必須提高其抗干擾能力。由此可見,發展檢測、傳感器技術是機電一體化發展的必然趨勢。
2.4自動控制技術
在無人直接參與下,自動控制技術能通過控制裝置讓被控對象或過程的被控量能按照人們事先預定的規律變化的技術。自動控制技術應用非常廣泛,主要由自動控制理論、機械控制系統的設計、仿生學中的系統仿真、工作時現場的調試、可靠運行等從理論到實踐的整個過程。制動控制技術的難點在于自動控制理論的工程化與實用化,這是因為被控對象與理論的控制量存在較大的差距,從而需要反復調試和修改,才能達到最佳效果。現在微型機的應用非常廣泛,自動控制系統已經成為機電一體化中十分重要的一部分。
2.5驅動技術
驅動技術的主要研究對象是執行元件及驅動裝置。驅動技術是執行操作的技術,對機電一體化產品的動態特性、穩態精度、控制質量等都有決定性的作用。電機作為驅動機構已被廣泛應用但其快速響應和效率等方面還有一部分問題,驅動技術極大地促進了機電一體化技術的發展。
2.6軟件技術
機電一體化的發展過程中僅僅發展硬件是不夠的,必須在發展硬件的同時發展軟件,但是軟件的更新速度太快,這樣就導致研制成本提高了,為了降低成本,應該推行軟件標準化等措施。
3機電一體化的應用領域
3.1數控機床
經過多年的發展數控機床已經得到了廣泛的應用,數控機床又稱數字控制機床,它是一種裝有程序控制系統,通過數字化信息對機床的運動及加工過程進行控制的機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,并將其譯碼,用代碼化的數字表示,通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號,控制機床的動作,按圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工出來。數控機床主要由動力源、操作機構、傳感器、電子控制單元、執行器等組成。數控機床具有很高的柔性,能實現編程自動化,具有更高的可靠性以及強大的通信功能,還可以實現多種控制的功能。數控機床的發展給機械領域的提高起到了促進作用。
3.2機器人
機器人是眾所周知的一種高新技術產品,是典型的機電一體化產品。其最早是人們幻想出來可以聽從人們的命令,任勞任怨的從事各種勞動。經過幾十年的發展,機器人技術已經形成了綜合性的科學。機器人主要由:機器手、操作機構、傳感器、移動機構、控制裝置、驅動器等部分組成,通過各部分之間相互協調,相互配合,機器人已經能靈活的代替人類很多活動,在焊接、裝配、軍事、空間、水下、農業、建筑、服務、娛樂等領域都有應用。機器人應經成為人類良好的助手和親密的伙伴。
3.3現代溫室設施
現代溫室設施是實現作物優質、高效生產的重要設施,也是機電一體化設備應用較密集的地方。主要由:溫室框架結構、覆蓋材料、通風系統、灌溉施肥系統、二氧化碳施肥系統、室內噴霧/屋頂噴淋降溫系統、遮陽/保溫系統、加熱系統、防蟲系統、計算機控制系統及一些必要的生產工具等。可以通過這些設施和計算機系統有效的提供一個適宜的環境條件,為作為優產提供保障。
4 機電一體化的發展趨勢
與其他科學一樣,機電一體化技術也經歷一個漫長的過程。現在機電一體化已經滲透到各個學科、領域。成為一門新興的科學,為了適應各領域的需求機電一體化的主要發展趨勢體現在智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化、人性化。機電一體化對機械工業也影響很大包括提高性能、擴展功能、簡化結構、提高可靠性、節約能源、操作簡單,可以說機電一體化的發展前景在未來的幾十年里一片光芒。
5結論
綜上所述,機電一體化并不是獨立的,而是各個學科相互滲透,相互融合的產物,也是科技發展的必然產物。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
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【關鍵詞】煤炭機電;一體化;煤炭生產
一、機電一體化產品
在煤炭開采生產中,機電一體化的應用范圍越來越廣,許多新技術開始逐漸應用到煤炭生產中,給煤炭開采帶來很大便利和安全保障。我國自主生產的以計算機為核心的電牽引采煤機、全數字直流提升機等產品已經占據國內市場并廣泛的應用與煤炭開采中。隨著科技的進步和新技術研發的增多,我國已經可以自主生產用計算機監控的掘進機、膠帶運輸機、礦井供電設備等。另外應用于煤炭安全生產監控系統、礦井生產自動控制系統、信息管理系統、裝備調度系統等新技術產品也已經得到廣泛應用。機電一體化給我國煤炭生產帶來安全、可靠、高效提供了保證,實現了煤炭開采的自動化、智能化和數字化。
二、機電一體化的核心技術
機電一體化技術主要包括兩個方面,即硬件和軟件。機電一體化的核心技術主要體現在一下幾個方面:(1)機械本體技術;(2)傳感技術;(3)信息處理技術;(4)驅動技術;(5)接口技術;(6)軟件技術等,機電一體化的這些核心技術是關系到煤炭生產實現安全數字化的基礎保證。機電一體化的硬件技術和軟件技術必須同步發展,協調一致,因此為推進機電一體化的發展,必須軟、硬件技術并重,否則則會嚴重阻礙煤炭生產實現機電一體化。
三、機電一體化技術應用實踐
1.用于與礦井安全生產監測監控系統中
在煤炭開采生產過程中所采用的技術里,最能有效體現煤礦機電一體化的技術之一就是礦井安全生產監控系統,礦井安全監控系統能夠最大程度的減少煤礦安全事故的發生概率,能夠及時的檢測和監控到安全隱患,便于工作人員及時對設備進行維修和維護。我國從上世紀八十年代起才開始投入研究,晚于國外先進國家,但是隨著近些年研發投入的加大,我國礦井安全監控系統的研發和使用已經取得長足的發展。在我國自主研發的這些系統中,不僅吸取采納了國外先進的經驗和技術,同時也加入了我們自主研發的技術,同時又結合我國實際情況,設計出了適合我國專用的相關系統。
2.礦井提升機中的應用
礦井提升機是一種實現機煤炭生產活動機電一體化較好的礦井大型設備。為了適應現代話采煤生產的需求,對煤礦機械化提出了更高的要求,對井下、井上的運輸和提升系統的要求同樣更為嚴格。全數字化的礦井提升機,特別是內裝式提升機從結構上將驅動和滾筒合為一個整體,簡化了機械結構,是典型的幾點一體化設備。礦井提升機的全數字化不僅重復對設備進行檢測診斷,還可以進行簡單的即時通訊。另外,其硬件配置簡單、兼容性強、零備件少、軟啟動和軟件控制簡單輕松、能夠瞬間加速度等優點都對煤炭開采生產提供了更大的技術支持。
3.井下帶式輸送機中的應用
帶式輸送機由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點,已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此,成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷,如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態分析和在線監控技術以及啟動延遲技術,我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多,一般為3點驅動,這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且,輸送機的監控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低,和發達國家相比存在顯著的差距。
4.液壓支架電液控制系統
目前在國際先進國家,液壓支架電液控制系統技術的研究和使用已經取得了很大成就,并早已投入生產使用。由于給我國液壓支架電液控制系統的研究起步較晚,對然在一些型號的研發上也取得了一定的成績,但是相比國外先進水平還是存在一定差距的,所以我國自主研發的液壓支架電液控制系統還沒有廣泛的推廣使用到煤炭生產中,在高效的生產活動中仍然采用的國外引進的液壓支架。
5.電牽引采煤機
電牽引采煤機是煤炭生產機電一體化技術在煤炭生產中的一個典型應用,它和傳統的液壓牽引機相比較具有多方面的優勢和特性。
(1)牽引特性相對傳統的液壓式較好,能夠同時滿足在采煤機向前或者向下滑動時的動能需求,能夠提供牽引力,也能進行發電制動并向電網反饋電能。
(2)由于在牽引發動機的軸端安有制動器,所以在大傾角的煤層開采中不用借助其他設備實現防滑制動。
(3)使用壽命和運行的可靠性上同樣具有優勢,另外其反應靈敏度、動態性能等具有較好的性能,結構簡單,易于維修。另外其分量輕,傳動效率非常高,比傳統的液壓式高出近三十個百分點。
四、對我國煤礦機電一體化技術的思考
雖然在20世紀80年代起我國已經開始投入資金和人力對煤炭生產機電一體化進行研究,并在一體化產品的各個環節取得了令人矚目的成就,但是相比較于國外先進水平還是存在一定的差距的,因此要使我國達到甚至超越國外水平還需一些機電一體化的相關技術的突破。
(1)提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度。
(2)機電一體化對計算機的依賴程度很大,所以盡量選取運算和存貯能力強的計算機,另外,機電一體化技術需同計算機技術同步發展。
(3)選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊,方便與控制網絡進行連接通信控制。
參考文獻
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