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工業生產對于人們的生活有重要意義,例如人們日常生活中的家用電器及生產工作中所用的機械設備等都屬于工業生產,因此工業的發展能直接影響人們的生活質量。隨著社會的不斷發展,科學技術逐步滲透到人們生活的各個方面,在推動各行業技術水平發展的同時,也進一步推進了工業技術的發展。機電一體化技術正是處于這種社會背景之下,機械化生產方式才逐步向智能化、網絡化、環保節能化邁進。
一、機電一體化技術的發展現狀
機電一體化技術的起步較早,從上世紀60年代開始一些發達國家的工業生產中就已經應用了數控機床的生產方式,而后有了計算機數控機床、柔性制造單元、柔性制造系統、無人化工廠、計算機集成制造系統、納米技術等。隨著科學技術的不斷發展,我國機電一體化技術也得到了廣泛應用,但是因為許多因素的制約,我國機電一體化技術的總體水平與發達國家相比還有不小的差距。上世紀60年代我國機械行業應用的生產機床仍然是最基本的裝備,不僅工藝落后,并且勞動強度較大,生產效率低,嚴重影響企業自身的經濟效益。到90年代后期,機電一體化技術的簡單應用逐漸開始發展,一直到現在人工智能技術才得到了廣泛的應用,機電一體化技術的發展也加快了速度。
隨著機電一體化技術研究的不斷深入,該技術在人們生活中得到了廣泛的應用,例如電視機、電腦、洗衣機等等;此外,許多工廠的數控機床生產功能的控制等也屬于機電一體化應用。目前,隨著我國計算機系統技術的不斷發展,電子智能技術與機電一體化技術開始逐步結合,使機電一體化技術在智能化發展方面有了顯著的進步。例如,智能機器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛生,為人們帶來樂趣,還可以進行廢墟搜救等工作。雖然智能機器人的發展還處于初級階段,但是隨著科學技術的發展,機電一體化技術必將為人類的生活與生產作出更多貢獻。
二、機電一體化技術的未來發展方向
21世紀是屬于信息化、智能化的新時代,科學技術的發展速度使各種新型技術處于不斷改革創新的過程中。將機械技術、電子技術、自動處理技術等相互整合發展產生的新型技術不斷推進機電一體化技術的發展。因此,我國必須加強這一方面的理論研究與應用研究工作,進一步縮短與發達國家在機電一體化技術上的差距。以宏觀角度研究我國機電一體化的發展現狀,科學的預測該技術未來發展方向,對于提高該技術的研發能力具有極大的促進作用。
(一)系統化
將機電一體化技術系統的應用開放化、多樣化,不僅能夠提高工業生產效率,還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機電一體化產品能夠在不同方面滿足市場需求,但是多種機電一體化產品的整合運用,則能同時滿足實際情況中多個方面的市場需求。針對市場的多樣化需求,機電一體化產品也逐漸向系統化方向發展。努力實現不同種類機電一體化產品的兼容并用,是機電一體化技術的必然發展方向。
(二)微型化
將機械技術與電子技術以納米尺度相融合所產生的產品,就是微型機電一體化產品。簡單來說,是將傳統尺度的機電一體化產品進行最大限度的縮小,在通常體積上不超過1立方厘米。這種縮小并不是簡單的縮小尺寸,而是將傳統機械制造方式轉變為智能化制造,這已經成為了機電一體化學科中的新型技術。體積小、能耗低、運用靈活等都是微型化機電一體產品的特點,其在醫學、軍事等領域都已經被廣泛運用。例如醫療過程中的微創技術就屬于微型機電一體化技術;軍事所用的微型間諜竊聽器也是微型機電一體化產品。
(三)智能化
機電一體化技術未來發展的重要方向之一必定包含智能化發展。隨著計算機技術的快速發展,人們正在不斷研發可以在多種領域替代人類智能活動的產品。機電一體化技術智能發展,主要表現在機電產品能產生類似人類邏輯思考及自我決策能力等方面。例如,在數控機床上設置人機對話功能、人類生產模擬程序等,都能給產品的生產操作與維護等工作方面帶來極大便利。因此,智能化發展在推動機電一體化技術的發展上可以起到較大的促進作用。
(四)環?;?/p>
隨著社會的不斷發展,自然界的各種資源物質越來越匱乏,環境破壞問題日益嚴重,人們在尋求發展的過程已經注意到環境保護的重要性,環保成為了各行各業技術發展的重要考慮因素。所以機電一體化技術的發展趨勢也必然會朝著環?;斑M。機電一體化產品在設計、生產、包裝、使用、甚至在銷毀的整個過程中,都可以盡量提高對有限資源的利用率,最大限度的減少環境污染問題,并且保證產品質量。環?;瘷C電一體化產品應具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點,這不僅是技術發展的趨勢,也是社會可持續發展的需要。
(五)網絡化
網絡技術隨著科學技術的進步也在飛速的發展之中,已經全面滲透到人們日常生活的各方各面,為人類生活與生產提供了極大便利,對其它技術的發展也起到了促進作用,機電一體化技術的未來發展方向也必然會趨于網絡化。如今,全球經濟的發展十分迅速,市場經濟已經逐步由國內市場轉向國際市場,機電一體化技術想要掌握最新的發展狀況,就必須充分利用網絡了解最新技術咨詢。研究人員也可以通過網絡進行無國界交流,促進機電一體化技術的發展。
結束語
機電一體化技術不僅促進了工業發展,也提高了人們的生活質量。隨著科學技術的不斷進步,將會有更多的學科技術相互交叉整合,出現更多有利于人類生活與生產的先進技術,機電一體化技術的未來發展前景也會更加廣闊。
參考文獻
自上個90年代以來,計算機技術以及電子信息技術的飛躍推動了我國機電一體化技術的發展與進步,同時各種機電一體化產品也層出不窮,至今也處于快速發展的階段。隨著國內外機電一體化技術的快速發展,很多企業在生產方面更加規范化,各個崗位的技能要求也逐步提高,機電一體化行業對相應的人才的需求也發生了根本性的改變。傳統的機電一體化課程體系顯然已經不能適應當前行業發展的客觀需要了,這就促使高職院校結合當前實際,重新制定或優化機電一體化的人才培養方案,加緊實施課程改革。
一、當前高職機電一體化專業課程的現狀分析
1、課程的設置過于追求學科的系統化
機電一體化專業的課程建設雖然幾經改革依然沒有跳出學科體系的潘籬,這是導致高職機電人才與企業所需要之間不一致的結癥所在。機電一體化專業是一種復合型高技術專業,專業知識涉及機械與電子兩大學科領域,讓學生在短短的在校時間內去系統的掌握兩大寬廣而精深的學科領域知識是不可能的。嚴格追求學科知識的系統化造成了,機不太懂,電業不太通的尷尬局面,或者嚴重失去了專業的特色,達不到培養的目標。
2、課程知識老化、落后
目前,機電產業已逐步成為高新技術產業中的主導產業,機電產品逐漸智能化、柔性化、高速高精度化、微型化鄧方向發展。支撐機電一體化產品的許多技術、伺服傳動技術、伺服電機技術、傳感檢測技術及信息處理技術等在日益涌現和不斷更新。許多的新知識、新技術、新工藝、新材料、新設備、新標準需要在課程中體現出來,而絕大部分院校的機電一體化專業課程的教學內容相對社會領域的科學化已顯得非常落后,有些甚至依然是以傳統的機械技術占主導地位,這必然導致培養目標很難適應當今機電行業的發展趨勢。
3、專業課程設置與就業崗位存在偏差
由于現階段我們缺乏對區域經濟發展的系統性、針對性調查研究,導致很多高職院校在專業課程設置方面未能很好地突出就業為導向以及社會需求,使得機電一體化的專業方向十分單一,且市場適應能力較弱,進而不能滿足地區經濟和行業發展、就業崗位的需要。
4、專業教材內容與實際脫節甚至滯后
當前,很多高職院校所采用的某些機電一體化專業教材內容十分陳舊,版本過老,缺少一些能反映機電一體化先進技術的內容,而且該專業的各門課程之間缺乏緊密的聯系,不利于學生將相關知識有機地滲透或結合在一起進行掌握。除此之外,還存在知識重復嚴重、理論性過強等問題,同時也極大地忽視了對學生實踐能力與創新能力的培養。
5、忽視了對學生實踐動手能力的培養
由于深受“重理論,輕實踐”這一錯誤思想的影響,導致很多高職院校在進行專業設置時把理論課看得過于重要,導致理論與實踐學習的比例嚴重失調。加之不注重教學實訓,導致學生的實踐場所或實習基地條件較差,使學生的實踐訓練嚴重不足,這對機電一體化這樣實踐性較強的專業來說顯然是不相適宜的。
6、專業“雙師型”教師存在嚴重不足
當前,很多高職院校在師資力量建設上還存在一些不足,尤其是機電一體化專業“雙師型”教師存在嚴重不足的問題,有的專業理論教師不能指導實訓教學,而有的實訓教師在基礎理論方面又過于薄弱,這不利于學生全面地提升和發展自我。
二、高職機電一體化專業課程改革的重要性與必要性分析
一方面,對當前的高職機電一體化專業實行課程改革是改變我國機電一體化教學現狀的根本途徑,具有重要的現實意義。隨著我國科學技術的進步與飛速發展,我國的機電一體化產業逐漸發展成為高新產業的主導產業,甚至成為我國經濟發展的重要支柱,所以機電一體化行業對人才的需求變得更高,具體來說,這些人才必須要具備扎實的專業技術技能,要能夠靈活地運用各種現代化機器設備開展日常工作;其次,這些人才必須具備一定的經營管理能力、環境適應能力以及較強的應變能力,這樣才能夠快速地適應企業的管理經營模式,為企業的未來發展建言獻策;第三,必須具備足夠豐富的實踐經驗、良好的職業操守和團隊協作精神,這是作為工程技術人才必不可少的基礎條件。另一方面,由于我國的機電一體化專業起步較晚,發展時間不長,所以還沒有形成一種合理高效的專業課程體系,當前不得不加快對該課程體系的總結、研究,以盡快發現自身的不足并加以改進,這樣才能推動該專業又好又快地發展,因此,筆者認為進行機電一體化專業課程改革是一種必然趨勢。
三、高職機電一體化專業課程改革的方向和建議
1、加快調研,進一步分析崗位需求,明確專業培養目標
對于高職院校而言,現階段最重要的是根據行業和社會需求制定人才培養戰略。具體來說,應當在機電一體化技術專業建設指導委員會的領導下,通過問卷、訪談、研討等多種方式對機電企業進行廣泛的調查研究,進一步明確我國機電一體化技術專業畢業生的主要工作和崗位群。同時,要結合國家對高職學生培養目標的總體定位,以崗位需求和職業標準為依據,以職業生涯發展為目標,明確機電一體化專業的培養目標,應當是全面發展,具有良好的職業素質、實踐能力以及創新能力的高素質技術應用型人才。
2、與時俱進,加快機電一體化專業課程體系的模塊構建
筆者認為,現階段構建以模塊化課程為基礎的理論課程體系和實踐課程體系很有必要。
要合理地構建理論課程體系,就需要我們對職業崗位群進行系統的分析,以知識應用為主線,不講求理論知識的系統性和完整性,以“必需與夠用”為度,更加注重專業的應用性和實踐性,這樣,我們就可以把機電一體化專業的理論知識組成一些模塊化課程,進而形成理論課程體系。另外,構建合理的實踐課程體系十分關鍵,這是由于實踐課程是促使學生獲得知識的重要途徑,它對培養學生的作風、素質和能力具有十分重要的作用。高職院校應當結合實訓條件,形成一種與理論課程體系緊密結合的實踐課程體系,可分為基本技能訓練、技術應用能力訓練和綜合技能訓練三個模塊。這樣既能夠有效地促進學生對專業知識的學習和技能的掌握,又能夠為學生未來就業提供經驗、創造條件。
3、著重強化校外實習環節教學,增強學生的工程應用能力
針對高職院校對機電一體化專業實踐教學環節不夠重視的情況,筆者認為有必要對此采取進一步的強化措施。首先,高職院校應當注重對實踐教學環節的安排與實施。日常除了開展各種傳統的電機實驗項目外,還應當有序地組織學生到不同電機企業或變壓器廠進行實習訓練,以不斷增強學生對電機結構、生產流程的感性認識;其次,高職院校也要加快校企合作,注意搞好與較大較強企業之間的關系,以借助校外實習基地鍛煉學生的動手能力,培養更多優質人才;第三,高職院校也要適當地改進實驗、實訓的投資方式,可以把學校實踐性很強的實驗實訓投資與企業的技術改造結合起來,著力抓好實驗室、實訓基地的建設工作,甚至可以把部分實驗室或者實訓基地直接建立在企業當中,這樣一方面給學生創建了一個真實的實踐環境,另一方面又極大地促進了地方經濟的發展,盤活了學校的投資,為機電一體化專業的學生帶來更多福音。
四、結束語
總而言之,我國的高職院校機電一體化專業課程現狀不容樂觀,可以說是已經面臨著嚴峻的改革形勢,當前我們的高職院校必須在國家教育部門相關政策的指引下,緊跟機電行業發展的需求與步伐,結合高等職業教育的實際特征,逐步有序地采取課程改革措施,并且在改革的過程中不斷進行總結、更新、調整和完善,這樣才能探索出一條真正適合自身發展的道路,才能為我國的機電行業培養出更多適應社會發展需要的高素質人才。
參考文獻:
機電一體化技術是從系統工程的理論入手,將當前先進的機械電子技術融合起來形成更加高效的技術系統。一般來講,機電一體化技術主要涉及到機電一體化產品和機電一體化技術兩個方面的內容,由此形成機電一體化系統。從理論上來講,機電一體化系統主要涉及到機械裝置,執行裝置,動力源,傳感器,計算機這五個基本要素。將機電一體化的理念運用到機電一體化產品設計中去,由此是的機電一體化產品展現出以下的優勢:其一,功能多樣化和智能化,實現了記憶,運算,控制和信息處理等功能的拓展;其二,機電一體化產品的結構更加簡單,并且朝著標準化和規范化的方向發展,設計制造的專業化程度也不斷提升,使得機電一體化產品具備輕薄細巧的特點;其三,依據不同負荷和運行情況,制定更加高效的運行方案,實現對于機械運行模式的調整和控制,能夠促進成本的縮減;其四,在智能技術納入之后,不僅僅可以實現全程的自動化監控,還可以自動診斷故障,由此使得系統的穩定性和可靠性大大提升。
2機電一體化的發展現狀
我國機電一體化技術發展始于上世紀六十年代,從一片空白到當前人工智能技術的廣泛應用,這充分證明了我國機電一體化發展飛快,并且很快的成為影響人們生活和生產不可或缺的重要技術基礎。當前隨著集成電路和計算機系統技術的快速發展,我國機電技術發展也朝著更高層次方面去前進,無論是我們經常使用的電視機,還是工業生產中使用的流水線生產設備,或者是電子數碼產品,都可以看到機電一體化技術的應用。但是相對于國外其他國家機電一體化發展水平來講,當前我國機電一體化發展還存在很多缺陷和不足,具體來講其主要體現在以下幾個方面的內容:其一,機電一體化產品質量難以保證,很多機電產品還處于較低的層次中,難以在激烈的市場中占據有利地位,屬于機電一體化產品體系中的最低層次;其二,機電一體化的技術基礎比較薄弱,自主研發能力欠缺,專業化機電一體化設計人才缺乏,難以保證機電一體化技術創新發展;其三,機電一體化技術進步趨勢不明顯,高水平的機電一體化產品在整個工業體系中的比重不大,其對于經濟增長造成的影響也不是很明顯。當然隨著人們對于機電一體化產品的認知不斷提升,需求不斷增加,國家政策環境不斷完善,科研創新能力不斷提升,上述的各種問題都將一一解決,由此引領我國機電一體化技術朝著更加理想的方向發展和進步。
3機電一體化的發展趨勢
立足當前機電一體化的發展現狀,依照當前機電一體化發展規律和特點,對于機電一體化的發展趨勢進行預測,并且依照這樣的預測結果去引導機電一體化的技術創新和理論研究工作,是很有必要的。具體來講,當前機電一體化的發展趨勢主要呈現在以下幾個方面:
3.1光學化
原始機電一體化系統主要是有傳感系統,能源系統,信息處理系統,機械結構等部件構成,相信隨著光學技術的融入,不僅僅使得傳感系統,能源系統和信息處理系統的性能得以提升,還打開了機電產品設計的新格局,即光機電一體化。其特點主要體現在以下幾個方面:其一,層次多,覆蓋面積比較廣泛;其二,結構不斷簡化,方便操作;其三,精度得以不斷提高,功能朝著多樣化發展;其四,可靠性不斷提升,保證了穩定運行,并且有著較高的使用壽命。
3.2智能化
機電一體化技術的智能化,主要是指將計算機技術運用到機械設備中去,只要輸出簡單的程序命令,就使得機械設備按照理想的方式去運行。其技術優勢主要體現在:技術應用范圍比較廣泛,需求的技術人員不多,實現了勞動力的縮減,可以達到資源優化配置的作用;其二,依靠智能技術,使得機械設備能夠做好簡單重復操作的工作,但是在人工智能技術體系不斷健全的背景下,機電一體化系統下的機械設備活動能力將越來越靈活,甚至可以具備基本的邏輯判斷思維,能夠自發的根據情況進行自我決策,以達到預期的運行效益。以數控機床的誕生為例,其就是利用數控技術,采用計算機對于機械加工過程進行控制和管理,發揮驅動單元和機械執行的效能。
3.3環?;?/p>
為了機電一體化的發展同樣需要秉持可持續發展觀,處理好機械設備運行與資源消耗,經濟發展質量之間的關系。因此,新時代的機電一體化也需要向著環保化的方向發展和進步。具體來講,其主要體現在:其一,在進行機電一體化產品設計的時候,融入環保理念,將生產,包裝,使用和銷毀等多個階段考慮進去,本著提高資源利用率,減少環境污染的目的,去進行優化設計;其二,從機電一體化能耗消耗的方向入手,保證機電一體化系統效益發揮的同時,實現機電一體化能耗量的降低,引導其朝著集約化的方向發展和進步。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.178
0 前言
隨著社會的不斷進步,各個領域科學技術之間的聯系也越來越密切,有步入統一化的趨勢,能在很大程度上促進不同領域的技術的協調和滲透,這讓我國的工業技術革新加快了步伐,促進了機電一體化技術的發展壯大。機電一體化技術的發展可以讓工業發展由機械化模式穩定的向智能化及網絡化模式發展,對于我國的產業變革具有重大的歷史意義。
1 機電一體化技術的概述
機電一體化是機械設備和電子技術融合后的統稱,機電一體化深入應用于機械設備可以使機械設備在性能控制和信息處理等各方面更加智能化、自動化。機電一體化作為一項機械系統技術,其基礎就是機械電子技術、計算機技術以及自動化技術等現代化技術的綜合。目前,機電一體化已經有很強的系統性和相對獨立性,很大一部分的職業院校把機電一體化技術作為一門新興學科進行教學,培養出許多的高素質的機電一體化方面的技術性、應用型人才,為我國工業技術的發展做出了很大的貢獻。
2 機電一體化技術的發展現狀
隨著我國在應用技術方面的快速發展,機電一體化技術已經漸漸的從初步的應用階段發展到對智能技術的應用階段,機電一體化技術的技術革新及深入應用,在很大程度上促進了人們生活水平的提高。近年來,我國加強了對集成電路和計算機技術的發展力度,機電一體化技術也隨之步入快速發展時期,讓機電一體化技術更深入的在人們生活中融合與實踐。例如,人們日常生活中的智能云電視、方便烹飪的微波爐、及可以清潔房間的吸塵器機器人等,此技術還應用于工廠之中,比如,數控機床的生產功能控制等。另外,部分的研究人員越來越重視電子智能技術與機電一體化技術的結合,也使生活起到了這樣或那樣的改變,例如,智能機器人可以進行超越人類體能極限的工作,娛樂人們的生活等。所以,加大機電一體化技術對機器人的深入應用研究,對很多的特殊行業有很重要的意義。
3 機電一體化發展趨勢深化思考
機電一體化技術現階段已經融入多種新興一體設備,通常使用多媒體等技術實現全智能,而且已融入到各行各業,為社會便捷的目標更好的跟進,現今得到許多人的認同和贊揚。國內外的專家學者不斷投入智慧與物資,力求將最先級的科學成果與技術和機電一體化技術結合,使機電一體化技術向著先進的方向發展。下面段落向各位闡述了機電一體化技術發展模式在日后的不斷升級。
3.1 智能型模式
我國計算機技術在近幾年有了很大的進步,讓智能化技術也能得以更加深入的研究。機電一體化逐漸走向智能化,將極為顯著地提升工作效率,并能夠打破固有模式的生產局限,進行大規模的、高質量的產出,有效的降低了對人力物力的投入,對于優化資源結構配置有很大的作用。智能化除了能夠應用于機械生產設備中,還能應用于時下最火爆、最先進的機器人研究領域,讓機器人研究能夠更加人性化、更加貼近于人類智慧,為人類生活更好服務。現而今,國內在機器人領域的開發與應用還不夠普遍,所能應用的領域僅僅是少數的服務行業,使用機器人的營銷效應遠遠超出機器人所能提供的智能服務。但是相信隨著我國機電一體化技術智能化的發展,機器人領域定會有長足的進步,賦予機器人更多、更好、更新、更人性的功能與科技,已達到造福于人類的目的。
3.2 環保型模式
機電一體化技術在環?;矫娴陌l展中,會讓自然界中的資源能被更加合理的開發,能有效促進人類社會的發展的進程。但隨著資源減少速度的迅速提升,自然環境的變化速度也會隨之加快。近幾年,構建人與自然的和諧關系成為國內外專家學者的一致呼聲,在不遠的未來,低碳環保、可再生資源會成為各領域共同追求的目標。此種改變將會影響到人們生活的許多方面,例如環保低耗的生產過程,可回收可分解可再利用的環保產品等,從根本上讓資源的利用率得到提升,最大限度的減少對環境以及不可再生資源的消耗與影響,并努力保證對既有資源的高利用率與高轉化率。日后,產品從整體上會逐漸做到以下幾個要求:第一資源利用率先比提升;第二,杜絕對環境的污染;第三,對資源進行二次使用。機電一體化技術環?;l展將促進我國經濟發展模式的有一次升華重組,對未來環保經濟的持續發展鋪墊了厚厚的基石。
3.3 網絡型模式
現階段,全球經濟一體化形勢發展迅速且不可逆轉,人們通過網絡,可以第一時間了解想要的市場信息,最新的技術發展方向,最新的國家政策與相關規定。因為網絡技術是當今科學技術發展中速度最快的,為人們的生活和工作提供了效率保障,減少了很大的勞動量。由此,機電一體化技術也將投身于網絡化發展的浪潮中,通過網絡了解國內外在技術領域的最新動向與研究成果,通過網絡,專家學者們可以實現無國界、跨時空的交流和討論,打破技術壟斷,實現資源最有配比,共同推進人類文明向前發展。
4 結語
機電一體化技術讓各個領域的技術科學的結合在一起,是科研人員歷經千辛萬苦奮戰無數個日日夜夜的成果,也是在新時代社會生產力的發展到一定地步必然的產物,機電一體化對人們的生產生活水平的提高有非常重大的意義。隨著對機電一體化技術更加深入的研究,相信將來會有更加先進、智能的技術應用于人類的生產生活,機電一體化技術的未來是不可限量的。
參考文獻:
[1]劉慶民.機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].科技致富向導,2011(12):89-90.
現代科學技術的不斷發展以及不同學科的深化滲透,極大的推動了工程領域的技術革命與創新。計算機技術與微電子技術的迅速發展加速了機電一體化的步伐,機械工業的生產方式、產品機構、管理體系等發生了巨大變化,工業生產進入到機械電氣化向機電一體化的過度時期。
一、機電一體化技術概述
1.機電一體化淵源。機電一體化作為一門新興的學科領域,其起步發展較晚。隨著電子技術和計算機技術的快速發展,其逐漸與傳統的機械技術交匯融合,形成了早期的機電一體化技術。此后,以微型計算機為代表的微電子技術和信息技術越來越多的向機械工業領域滲透,機械和電子已不再彼此分離。新形勢下,機電一體化技術已經廣泛應用于工業生產的各個領域。而且隨著計算機技術的迅猛發展,機電一體化技術展現了蓬勃的生命力,它代表著機械工業技術革命的前沿方向。新環境下,機電一體化技術已經綜合了機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,正朝著以實現高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面技術要求的最佳功能價值系統工程技術方向發展。
2.機電一體化技術現狀。機電一體化技術在一定程度上代表著一個國家在高端裝備制造業領域的技術水平。特別是隨著機電一體化越來越成為制造產業發展的主導,其在國家經濟和社會發展的基礎工業中扮演著越來越重要的角色。因此,必須對其發展給予足夠重視。目前,引領機電一體化技術發展前沿的主要是美日及西歐國家。日本在智能傳感器、智能工業機器人及柔性制造技術方面處于領先
地位。我國作為發展中大國,與西方先進國家相比,在機電一體化技術方面存在底子薄、基礎差和發展不均衡等問題。但是經過自主創新發展,目前我國在先進數控技術、工業自動化控制儀表等多個領域實現了跨越式發展,已經達到世界先進水平。
二、我國發展機電一體化的對策
1.主管部門加強統籌安排,注重行業協調發展。目前,我國進行機電一體化研究和改革的企業和單位眾多,他們各自有著一套自己的改革策略。各單位立足于本單位的利益,難免只考慮局部利益,忽視了整體利益。同時,各主管部門的有關計劃和規劃也可能由于統籌安排不夠等原因而缺乏權威性和戰略意義。各主管部門應當建立信息化支持平臺,充分利用現代化的計算機技術統籌機電一體化發展。運用科學技術方法,結合加強制度創新和管理創新,建立主管部門和企業單位一起參與的管理信息系統。
2.建立機電一體化行業的統管機構,強化行業管理。目前,我國機電一體化是一股熱潮。我國有必要明確一個機電一體化行業的統管機構,根據經濟體制改革的精神和目標,結合機電一體化行業特點,對機電一體化進行宏觀上的統籌和規劃。對此,加強中國機電一體化協會的建設,不斷完善協會的管理職能,進一步擴大協會理事會的覆蓋面,擬制“ 行業”發展計劃、戰略規劃 ,選擇發展的突破口 ,抓好重點試點工程的發標、招標工作。
3.創造機電一體化的良好環境,加大對機電一體化的支持力度。機電一體化對我國經濟、社會的意義十分重大,因此,必須加強宣傳力度,形成一種不僅企業內外重視,而且社會上下都關注和重視的機電一體化環境。要盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業進行一定的優惠和鼓勵,制定優惠政策吸引外商企業到國內發展機電一體化產業。加大對機電一體化的支持力度表現在兩個方面:一是要嚴格限制高耗能、高污染的傳統產品的發展,逐步淘汰市場上未采用機電一體化的技術落后的產品;二是大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造。
三、發展趨勢
1.關注人工智能化發展。機電一體化在新時期的主要發展方向之一就是人工智能,也即是:從力學角度出發研究思路,使機器具備人的思維能力、決策能力,實現控制目的。此項技術的最典型運用就是數控機床、機器人。當然,機電一體化的人工智能并不能達到具備完全和人一樣的智能,但是,完全且有必要使超速度、高性能的微處理器具備與人相似的智能。
2.注重單元標準化生產。由于機電一體化的產品構成相對復雜,所以在生產過程中,無法對機電一體化的產品做出嚴格的標準化管控,尤其是對機電一體化產品所具備的標準環境接口、動力接口等,因其生產廠家的眾多而難以實現標準化。但是機電一體化新產品的開發需要單元標準化生產,同時標準化生產也能形成規模生產效益。
3.加強網絡家電集成系統發展。計算機網絡信息技術的廣泛運用可以幫助人們解決很多問題,并可以快速的傳遞信息。全球經濟因為互聯網而變得更加緊密,也形成了全球化的企業競爭。每當研發出一種機電一體化的新產品,依靠新產品的獨特功能、質量保證可以在全球范圍進行銷售。利用互聯網技術進行遠程監控逐漸興起,其中就包括了機電一體化的一個新產品,即遠程監控的終端設備。依靠現場總線和局域網技術,可以形成大范圍的家電網絡化。各種各樣的家電產品通過家庭網絡,組合成一個以計算機為核心的家電集成系統,使人們感受到高科技帶來的簡便和樂趣。因此,網絡家電集成系統無疑是機電一體化未來發展的方向之一。
4.運用超精密技術。機電一體化技術的研發出現重大突破―微電子技術的出現。研究人員首先提出了”微電子機械系統“概念,是指機電一體化產品的尺寸小于1cm,以微米、納米為發展方向。微機電一體化產品的主要特點有:體積微小、耗能超低、靈活,在軍事、醫療等方面具有極大的發展空間。但目前微型技術是阻礙微機電一體化技術發展的重要問題。在實踐中,精細加工是微機電一體化技術運用的具體表現,主要包含光刻技術、蝕刻技術。
5.研發綠色機電一體化產品。當今社會,環境保護一直是主題。為了防止環境的繼續惡化,人們采取了很多措施。低碳生活便是措施之一。物質生活日益豐富,為之付出的代價則是資源的逐漸減少,生態環境污染嚴重。如今各國都在呼吁合理開發、利用環境資源,保護環境,因此綠色產品不斷進入公眾視野。綠色產品在設計、生產、使用、銷毀的一系列過程中,符合人類健康和環境保護的要求,對生態環境危害極小或無危害,但資源的利用率確是極高,產品還可以回收利用。研發綠色機電一體化產品,是機電一體化未來發展的方向之一。
隨著計算機技術的飛速發展,機電一體化技術也得到了長足進步。在新時期新環境下,機電一體化技術創新發展表現出智能化、系統化和微型化的發展趨勢。相比過去,機電一體化技術未來的發展潛力巨大。
參考文獻:
作者簡介:張盛釗(1986-),男,福建龍巖人,大專,助理工程師,研究方向:機電一體化(礦山方向)
隨著社會經濟和科學技術的不斷發展,礦山開采行業所采用的設備及工藝也得到了逐步的改良和精進,尤其是機電設備的一體化,不僅提高了礦產開采的效率,也使礦井作業的安全性得到了一定程度的改善,為煤礦企業實現可持續發展提供了必要幫助,因此,機電一體化被廣泛應用于礦山開采領域中。
1機電一體化
計算機以及網絡技術的飛速發展,帶動了社會生產中各種機械設備的研發和科技升級,機電一體化也到了空前的進步和完善。機電一體化起初主要指電子和機械的簡單結合,設備功能簡單,伴隨微型處理器、光電元件、計算機和網絡技術逐步應用于機電產品中,機電一體化的涵意和內容也日漸豐富起來,不再單純是電子裝置與機械設備的簡單組合和重裝,是匯集了光學、電子以及自動化控制技術于一體的新型技術。目前,微電子技術的研發已日趨成熟并被應用于機電一體化之中,使機電一體化擁有了更強大的功能[1]。礦山的機電一體化指機電一體化的技術以及產品,技術機電一體化,是把該技術應用于產品生產過程,目的是是制造出具備機電一體化性能的產品,而產品機電一體化,是指集光學、計算機以及微電子等先進技術于一體的高新技術產品。
2礦山機電一體化發展現狀
2.1產品制造技術落伍
統觀國內礦山機電一體化生產技術比國外的技術水平落后很多。該技術以傳統的機電一體化作為技術基礎,對其實施技術改造和創新,將新型能源、材料以及計算機技術等先進工藝融合其中,通過與創新的管理技術相結合,在新產品和新技術的研發及創新中,全面、綜合地考慮各種影響因素,獲得技術水平和產品質量的顯著提升,然而,國內的技術研發和應用在這方面落后很多。
2.2自動化技術
機電一體化的技術發展從儀器設備的自動化技術應用中得到了充分體現。微處理器被廣泛應用于各種儀器設備和儀表中,不僅提高了儀器設備和儀表的可視性、可操作性以及可控制性,還實現了儀表物理體積和重量的明顯減小,為結構設計降低了難度,在降低生產成本的同時,使得儀表更加精巧,儀表安裝和使用的限制條件被大大減少,在礦山企業中廣受好評。
2.3機器人技術
機器人技術就是將人腦的思維及行為方式通過機械儀器等進行模仿和操作,以代替人類進行某些具體腦力或者體力活動。由于經濟成本以及管理難度的限制,該項技術目前尚未在礦山生產領域獲得應用和實踐。
3礦山機電一體化的創新
市場競爭日益激烈,礦山企業要想獲得長足穩定的發展,就必須順應市場需求,在機電一體化產品的結構、控制及造型等方面實施加以創新,為客戶提供更加滿意的服務和產品。
3.1創新產品造型
客戶在選購產品時,首先關注的是產品外在形象,對產品造型加以創新,使其外觀得以優化的同時而不影響其功能的正常發揮,這是產品造型創新的基本要求。要創造出新穎的產品造型,可以優先選擇計算機軟件設計的方法,不僅設計成果可視,還能提高造型創新的效率[2]。
3.2創新產品功能
利用機電一體化技術生產出的產品,功能創新主要側重于兩方面,一方面是對已有的產品進行功能創新和完善,這是對產品已有功能的擴充和延展,風險相當低,甚至可以忽略,不需要投入過多的資金與技術就能實現產品功能的改造和完善;另一方面是從礦山開采的生產實際出發,根據需要進行新產品的研發,使其功能能滿足實際生產的需求,這一層面就需要企業投入相當一部分資金與技術,換個角度分析,也是企業創新能力和研發技術的較量,成功開發具有實際應用價值的新型機電一體化設備和產品,是企業快速、高效運轉的強有力保障。
3.3創新產品結構
產品創新的一項關鍵內容就是結構的創新。機電一體化產品在設計中進行結構創新,通常體現在物理機械結構、傳動方式、動力裝置以及周邊設備的搭接形式等方面的創新。
3.4創新產品材料
產品材料方面的創新大體分為:一是研發用于產品制造的新型材料,如納米材料、高分子聚合材料等;二是選用剛度強、重量和體積都偏小,并且具有抗震性、耐高溫和耐腐蝕等優良性能的材料。
3.5創新控制和傳感
一方面,機電產品性能直接影響著控制系統,如對執行機構位移、速度及加速度的控制;另一方面,傳感技術和傳感儀器也是機電一體化的重要內容,對傳感器的檢測技術進行創新,研發性能更加優良的傳感器,甚至是供礦山開采的專用型傳感器,都是企業自主創新的制勝法寶。當前,機電產品智能化尚處于低級階段,加快微處理器的研發進度,使機電產品在模糊控制以及網絡控制等方面得到大幅度提升是機電產品技術研發面臨的重要課題。
4發展方向的探討
礦山機電一體化是一項綜合性技術,依托信息科技的飛速發展,其發展趨勢必將是越來越智能化、模塊化、網絡化和微型化。通過計算機模擬技術以及程序開發和編寫,使機電產品和設備擁有類似于人類的邏輯判斷及思維能力,使產品和設備的智能化程度越來越高,這將是礦山機電一體化發展的主流方向;相較而言,模塊化就復雜得多,由于機電產品種類繁多,生產廠商大量存在,在產品的研發和生產標準方面、電氣接口以及環境接口等方面各有不同,模塊化難度高,這將是產品和技術研發面臨的一大難題;隨著網絡技術在社會生產各行業中的普及,礦山開采行業要實現機電一體化建設,就要充分利用局域網以及家電網絡等網絡控制模式的優勢,進一步提高機電一體化水平;所謂微型化,機電產品的微型優化,幾何尺寸在1cm3以下的微型產品在礦山開采行業中深受青睞,也必將在該領域中獲得更加廣泛的應用,發揮更大的價值和作用。
參考文獻:
電子技術問世后,電子技術與機械技術的結合就開始了,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。60年代末作商業注冊時最先創用的。當時及70年代,人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。80年代,信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產品所采用,典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。90年代,通信技術進入了機電一體化,機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執行器技術的發展,和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合,開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后,機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展,穩步進入了21世紀。
二、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
2.1智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。
2.2系統化。系統化的表現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,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
2.3微型化。微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。
2.4綠色化。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
三、我國“機電一體化”面臨的形勢及任務與其相應對策
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。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。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,又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
我國“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,我國有必要明確一個“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。
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。
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。
隨著信息社會的不斷發展,人們將越來越多的科學技術應用到在機電一體化的系統中,從而使其得到了有效的發展。尤其是傳感器的出現使機電一體化的科技水平實現了飛躍發展,通過檢測機電一體化系統的運行狀態和相關問題,方面人們對系統信息及時進行控制和處理。由此,在機電一體化當中運用傳感器技術,不僅有利于人們及時了解機電一體化中的系統信息,還不斷加快了機電一體化的發展速度。鑒于此,下面將研究傳感器技術在機電一體化系統中的實際應用。
1 傳感器技術的研究現狀
在工程中,人們通常把按照一定規律將被測量的信息轉換成同種量值進行輸出的器件叫做傳感器,也就是說,傳感器是一種檢測裝置,其測量對象是被檢測系統的信息,然后將其以不同的形式進行傳輸、處理和管理等工作,從而能夠實現對被檢測系統信息數據的自動測量和控制。簡單來說,傳感器的作用就是類似于人的感覺器官,幫助機電一體化系統探索和發現系統當中存在的問題。因此,將傳感器技術應用于檢測機電一體化系統的操作對象以及運行環境狀態,能夠精確、快速的獲取機電一體化系統的運作信息,有效地提高了機電一體化系統的運行水平。目前,傳感器技術已經被廣泛用于人們的生活和生產當中,引起了人們的高度重視。但是與此同時,由于傳感器技術在我國的起步較晚,在發展過程中仍然存在著一些局限性,因此為了提高傳感器技術的精確度,還需要對其進行進一步的改進與完善。
2 傳感器技術在機電一體化中的應用價值
機電一體化技術包含機械制造技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術以及人工智能技術等多方面內容,在發展過程中直接導致了自動化技術的產生。而從某種程度上說,傳感器技術是機電一體化發展過程中不可缺少的關鍵技術,影響著機電一體化系統的自動化程度,具有非常重要的應用價值。
2.1 傳感器技術在機械加工過程中的應用
眾所周知,在機械加工的過程中,需要檢測的地方有很多,下面將從兩個個方面進行簡要介紹:第一,將傳感器技術應用于機械的切削過程和機床運行過程?,F階段,在切削方面,傳感器技術主要是對切削過程中的機械設備切削力的變化狀態進行控制,通過分析這個過程當中的相關數據,從而實現對設備運行狀態的了解,保證切削過程的順利進行,提高切削過程的生產效率,以及降低材料的消耗量。將傳感器技術應用到機床的運行當中,主要是為了對機床的驅動系統、溫度進行檢測,從而保證機床運行的安全性,通過分析得到的相應參數,從而不斷提高機床的運行效率和精度。第二,將傳感器技術應用到工件的生產過程。與切削和機床的運行過程相比,工件的生產過程監視是非常重要,而且研究和應用也是最早、最多的。首先,在加工之前需要對所用的加工設備和坯件進行自動檢查,從而保證加工過程的正常進行,比如說自動判斷和調整坯件的夾持方位等;其次,在加工過程中,也有嚴格的要求,對切削的、力度、扭矩等參數都需要進行自動檢測,以保證加工條件處于最佳狀態,除此之外,對于在這個過程中加入傳感技術的其他目的還在于提高切削過程的生產效率;最后,在加工完成之后還需要對工件的合格與否進行測量,例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等,由于檢查的過程比較繁瑣和復雜,所以這些檢測需要能夠自動的進行,并且可以將檢測結果直接輸入到下一道程序,從而選用合格的產品。
2.2 傳感器技術在汽車行業中的應用
近年來,隨著傳感器技術在汽車行業中的廣泛應用,現代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發展,進入了全新時期。目前,在汽車的制造過程中,為了實現汽車的機電一體化,需要用自動控制系統來代替傳統的機械式控制裝置,將先進的監測和控制技術擴大到汽車的全身,從而全面改善汽車的功能,不斷增加汽車的人性化服務、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說,在實現汽車的一體化過程中,凡是和電子控制有關的系統或是裝置都離不開傳感器的應用,尤其是在安全報警裝置、信息裝置和自動變速器等裝置當中,所以這也要求傳感器能夠適應惡劣的環境,無論是塵土彌漫還是風雨交加的時候,都能夠保證具有很好的密封性,與此同時還應該具備一定的抗干擾能力,尤其是安裝在汽車發動機內的傳感器,需要能夠承受得住發動機在工作時的高溫和高壓環境。
3 我國傳感器技術在機電一體化中的發展現狀和未來方向
在機電一體化體統當中,傳感器使其實現自動控制和調節的關鍵技術,起作用就好像系統的感覺器官,能夠在嚴酷的環境中快速的獲取機電一體化系統的運行信息,從而保證系統的高水平運轉。一般說來,在機電一體化系統的運行過程當中,如果沒有這些傳感器對系統的運行狀態和被檢測對象各種信息參數的自動檢測,那么就不可能實現系統的信息處理和決策控制等功能,不能夠保證整個系統的正常有效工作。但是從我國現有的傳感器技術發展現狀來看,當前的傳感器發展還不能夠滿足機電一體化系統的快速、精確和價格低廉的要求,仍然處于研究階段,沒有真正的實行于市場當中。這個問題的主要原因在于我國傳感技術的起步較晚,科研技術水平比較低,所以為了提高傳感器的整體水平,還需要對其進行不斷的技術研究。除此之外,針對傳感器技術在現實生活中的應用,其今后的發展方向還可以朝著加速開發新型敏感材料、向微型化發展、向高精度發展等方向發展。
4 結束語
綜上所述,目前將傳感器技術的應用于機電一體化當中,不僅提高了機械設備的使用效率,而且促進了機械一體化的不斷進步。但是與此同時,面對我國傳感器技術發展較晚的現狀,在實際應用過程中還存在著一些問題,需要對其進行有效的改進和完善,從而不斷推動經濟社會的發展。
參考文獻
[1]李文悅.傳感器技術在機電一體化中的應用[J].黑龍江科技信息,2013,17(24):52-53.
[2]陳玉祥.淺析傳感器技術在機電一體化中的應用[J].黑龍江科技信息,2013,10(4):85-86.
引言
從80年代開始,西方發達國家就已經研究和推廣了機電一體化在綜合采煤設備中的使用,這些國家以微電子技術為前提,以計算機先進技術為核心,大量運用自動化技術推動機電一體化技術在綜合采煤機械設備中的廣泛應用,大力發展了本國的煤炭工業。此外,這些發達國家在設備運行方面,設備的全自動化監控水平也在逐漸完善。但是就我國目前形勢來看,我國煤炭企業機電一體化技術和西方發達國家還存在一定的差距。因此,加大對綜合采煤機械設備機電一體化的研究力度有著重要的意義。本文針對我國現階段機電一體化在綜合采煤設備中的應用情況進行研究分析,探討改進綜合采煤機械設備的相關技術,為我國煤炭企業加大機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用提供參考資料。
一、我國綜合采煤設備機電一體化的現狀
我國煤炭行業有一定程度的發展,尤其是近幾年煤炭的產量出現了大幅度的提高。隨著科技的飛速發展,國家綜合采煤設備的技術水平也得到了提升,國產采煤設備比重逐年呈高速上漲趨勢。為了進一步滿足煤礦行業的高效高產要求,綜合采煤設備應用計算機技術與微電子技術能夠整體提升采煤設備的技術水平、工作效率與易維護性能。
雖然我國綜合采煤設備機電一體化技術有了一定程度的發展,但是和國際先進煤炭企業還存在較大的差距。我國國家科研院和廠商合作研制出了交流型電牽引綜合采煤機,但是其中的電氣關鍵技術還是從國外引進過來的。此外,重型工作面刮板的運輸設備等還處于研究狀態,微機控制軟啟動系統并不具有綜合采煤設備工況的故障檢測功能。總之,我國綜合采煤設備機電一體化還處于起步極端[1]。
二、機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用情況
為進一步提高煤礦生產的工作效率和安全性,我國一些煤礦企業不斷對綜合采煤設備的進行技術的改進。采煤機采用電力電子技術和微電子技術從液壓牽引轉變為直流型電牽引,提高了牽引的速度,也克服了液壓部件難以避免的技術缺點。隨著科學技術的進一步發展,交流變頻型電牽引系統逐漸取代直流型電牽引系統,使得采煤機采煤速度得到了大大的提升,采煤機的可靠性和工作效率也得到了提升。此外,隨著微電子技術和信息科技的發展和應用,采煤機的監控系統得到了改善,提高了綜合采煤設備的自動化技術水平。使得綜合采煤設備具備了:自動管理、監控工況、診斷故障、采集和整理數據、人機對話、故障報警等功能。
機電一體化技術在綜合采煤設備中也得到了廣泛的應用,提高了設備的性能和功效。機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用體現在:增強了一些自動化操作的功能與自動化調節的功能,使得采煤設備的可靠性能得到提高。利用自動化診斷和停電措施等先進技術后,改善了綜合采煤設備的操作性能,具備了不同程度的自動化監控功能、自適應能力和智能化等;使得設備結構更加簡單化。因為交流型機電利用的是微機控制,使其具備了直流電機的調速功能,還具備了結構簡單、可靠性高、機械光量小、工作效率高等特征。生產綜合采煤設備方式朝著柔性化和自動化的方向發展和改進。電子技術的大量應用,使得綜合采煤設備的檢測盒控制水平得到了提升,提高了自動化的程度、診斷設備故障的能力和監控檢測水平[2]。
三、綜合采煤設備的改進和相關技術的探討
(一)綜合采煤設備的改進
綜合采煤設備具備重型化、強功能化、大功率化、高性能化等特征。而高效高產的綜合采煤設備技術將會朝著大功率采煤機、交流型電牽引、智能化監控檢測、強功能化和軟啟動的運輸機、高操作阻力和電液控制的液壓支架等方面改進[3]。
(二)相關技術的探討
(1)檢測傳感器
對檢測傳感器的研究包括電流電壓、功率測定、電機溫度、油液壓力、油液溫度、液位高度、牽引速度、電液閥等主要方面,但是還是存在著不同程度的問題。企業需要加大對核心部件的研制力度,例如:采煤機機身的傾角、擺臂角、牽引速度、牽引力、移動方向、煤礦和巖石的分離等。此外,煤礦企業需要進一步提高設備傳感器的結構性能、測量的精度與測量可靠性。
(2)監控裝置
在研究檢測傳感器的同時,企業也要加大對綜合采煤設備的控制性能和維護能力的研究力度、檢測各種工況參數的不同,在通過微電子計算機處理和運算后,需要按照預設動作值進行相應的維護動作。此外,當機組出現故障時,結合井下工作的實際情況,依靠光和聲發出警示信號,顯示故障的具體部位和故障的性質,對于這些過程的完成需要利用微機控制。
利用微機軟件系統具備運算簡便、靈活性強等特征,且對綜合采煤設備實行智能化和自動化功率管理。企業需要進一步研究對采煤機擺臂的自動化調高控制技術。
(3)監控工況與故障診斷
采用計算機技術和微電子技術診斷采煤設備是否存在故障,保障采煤設備能夠進行自動化診斷和自適應。對監控工況與故障診斷的研究主要包括:綜合采煤設備的故障診斷裝置、采煤機的綜合工況監控裝置、采煤機故障診斷系統、刮板運輸設備的故障診斷等內容[4]。
四、結語
隨著科技的進步和機電一體化技術的發展,以微電子技術、計算機技術、電力電子技術為核心,并具備多種傳感設備的監控檢測與故障診斷設備成了先進綜合采煤設備的特征。企業要加大機電一體化技術在綜合采煤中的應用力度。
參考文獻:
[1]劉丹陽,李齊森,孫振華. 芻議機電一體化技術在綜合采煤設備中的應用 [J].天津商學院學報,2011,10(03):121-145.
0引言
機電一體化技術在智能制造中的運用領域包括汽車技術類、數控加工類、柔性制造類等,有效提高了生產質量與效率,加快了企業的發展步伐。因此在今后的工業制造業發展中,就可以實現該技術的廣泛應用與全面推廣,充分發揮其價值與優勢。
1機電一體化技術在智能制造中的運用價值
將機電一體化技術運用在智能制造中,其價值主要表現在以下幾個方面:第一,隨著工業制造業的高速發展,其市場競爭也越發激烈。各企業為了在激烈的市場競爭中立于不敗之地,就需要不斷提高自身綜合實力,才能取得成功。而企業要想提高自身實力,就需要對生產模式進行創新改革,注重產品質量的提升,節約更多的成本費用,實現資源的優化配置。而通過機電一體化技術的運用,就能夠實現各項生產工作的智能化、一體化、高效化,實現了人力、物力的優化配置,節約了大量的成本費用,提高了產品質量,贏得了廣大消費者的青睞與追捧,樹立了良好的形象與品牌,有利于企業的長遠持續發展。第二,工業制造業的覆蓋范圍非常廣泛,比如智能機器人、服裝行業、汽車領域、數控機床等,都需要相應的生產與加工。而將機電一體化技術運用在智能制造中,就可以快速推動這些行業領域的轉型變革與持續發展,實現現代化信息技術與機械技術的完美融合,從而帶動其他行業的高速發展,實現真正的智能化、信息化、一體化生產。
2機電一體化技術在智能制造中的運用領域
2.1汽車技術類
在汽車生產與制造技術中,實現了機電一體化技術的高效運用,并且取得了顯著成效。其在汽車生產與制造技術中的運用,主要表現在以下幾個方面:第一,發動機控制。發動機可謂是汽車的心臟部位,如果發動機出現故障,就會導致汽車無法正常運行。而發動機是一個十分復雜的被控對象,整個控制系統由許多子控制系統或項目組成,包括EGR、空燃比、點火時刻、怠速等等。通過機電一體化技術的運用,就可以提高各控制項目的性能與質量,保障發動機的正常使用。其中在EGR控制項目中,主要為EGR率的控制,也就是所謂的廢氣再循環系統,可以促使廢氣的再循環量在每一個工作點都達到最佳狀態,保障燃燒過程處于理想狀態,將排放的污染物成分降低最低,有利于生態環境的保護。在空燃比項目的控制中,主要是通過空燃比的控制,保障燃油充分燃燒,降低各種污染物含量,實現經濟、環保。在點火時刻項目的控制中,主要是為了防止異常燃燒而引起發動機故障,增強汽車的各項性能[1]。第二,底盤和車身控制。底盤具有著減震、承重等功能,而車身具有著保護、操控等功能,因此也需要通過機電一體化技術的運用,促使其功能充分發揮,保障汽車的安全平穩運行。比如在汽車防抱死系統、車速感應動力轉向、電子控制懸架、防滑系統、導航系統、機械傳感式安全氣囊、中央控制門鎖等,都實現了機電一體化的廣泛應用,有效保障了汽車的舒適性、安全性、自動化,加快了汽車行業的發展步伐,滿足了人們的各項需求。第三,其他領域的運用。近幾年來,自動化、網絡化、智能化的汽車駕駛系統已經逐步問世,深受人們的青睞與追捧,提高了人們的駕駛體驗感。比如特斯拉的自動駕駛、網絡控制等,就運用了機電一體化技術,實現了互聯網信息技術與機械操控控制的有效結合,廣泛的應用在汽車的各個領域。比如ABS系統、抬頭顯示系統、多媒體技術、撞擊傳感技術、自動泊車、定速巡航等,機電一體化技術都扮演著非常重要的角色,實現了汽車駕駛的信息化與智能化。此外,還有5G技術的應用、人工智能技術的應用,促使機電一體化技術更加安全、實效,真正實現了無人化、舒適化駕駛,并且廣泛的運用在汽車的各個控制系統中。
2.2數控加工類
在工業制造行業高速發展的背景下,離不開數控機床的廣泛應用。而數控機床就是現代化信息技術的應用與融合,為工業制造業的生產帶來了很多的便利。這主要是依賴機電一體化技術的應用,使得數控加工更加精密、智能、高效、安全,為企業帶來了更多的社會與經濟效益[2]。尤其是各種智能制造中的數控加工,對于工藝流程、精度效率等有著很高的要求。而通過機電一體化技術的運用,就可以實現數控加工的信息化、精密化、高效化,不僅能夠進行各項模擬信息的高效處理,還能夠對整個生產加工環節進行全面管控。及時找出各種問題與不足,然后進行深入分析,提出切實可行的解決策略,有效提高了數控加工的精準度。在智能制造中的數控加工中,主要采用了CPU模式與總主線模式,并且結合模糊控制理論以及在線診斷技術,有效提高了工作效率與質量。而且還解放了傳統勞動生產力,保障了人員的生命健康與財產安全,簡化了生產工藝,降低了工作難度,實現了全面普及與應用。隨著科學技術的不斷發展,現階段的數控加工類還運用了三維仿真技術,能夠對生產環境、流程、工藝等進行動態模擬與跟蹤,及時找出問題與隱患,進行三維立體化展示,便于生產人員快速了解工藝方法,進行效率的評估,保障生產工作的可靠與安全,加快了工業制造業的轉型變革。
2.3柔性制造類
柔性制造類是指各種生產加工、信息傳輸、貨物搬運等,對于生產效率與質量有著很高的要求。通過機電一體化技術的運用,就提高了生產效率,保障了貨物質量,實現了資源的優化配置與充分利用,提高了企業的競爭實力。在機電一體化技術的運用下,可以實現生產工具的自動更換、密切跟蹤、貨物運輸、存儲管理,保障了生產工作與運輸工作的有效對接,避免倉庫限制或者物資爆滿,影響整個生產運輸效率[3]。無論是生產加工,還是貨物存儲與運輸,都可以實現自動化以及密切化跟蹤,只需要根據生產要求,提前設置好頻率與計劃,就可以全天候生產、搬運、存儲,有效提高了生產效率。此外,還能夠實現貨物信息的密切跟蹤與管控,實現人力資源的優化配置,保障生產計劃與方案的合理性,一定程度上實現了智能化與自動化生產,增加了企業的經濟效益。機電一體化技術的運用,還能夠實現設備運行狀態的自我監控,縮短故障時間,保障設備的安全平穩運行。
3運用現狀與發展對策
3.1現狀
現階段,機電一體化技術在智能制造中的運用,還存在著一些問題,主要表現在:第一,重視不足。將機電一體化技術運用在智能制造中,前期需要投入較多的人力、物力與財力,才能保障后續生產的高效性。然而很多企業領導層,認為前期投入較高,而后期的收益較少,就放棄了機電一體化技術的運用。再加上很多領導層,對于機電一體化技術的認知不夠全面,重視程度低下,思想觀念比較陳舊,無法緊跟時展,以及認識到企業發展面臨的困境,嚴重阻礙了工業制造業的持續發展[4]。第二,技術落后。機電一體化技術,需要電子技術與機械技術的緊密結合,才能實現廣泛應用。然而現階段,很多工業制造企業的技術水平比較落后,大量缺失優秀的專業技術人才,因此無法實現兩者的緊密銜接。比如企業的電子技術發展落后,應用范圍較窄,缺少與專業廠商的合作等,都會導致兩者的銜接困難,無法實現廣泛應用。第三,制度缺失。機電一體化技術在智能制造中的運用,需要在人力、物力、財力、制度的保障下,才能有序開展。然而由于企業領導層的重視不足,缺少制度體系的建設,導致基層人員也不夠重視,增加了實際運用的難度。此外,資金較少,人員缺失,也將嚴重制約技術的實際運用與生產監管,為工業制造業的發展帶來了很大的考驗。
3.2對策
其有效發展對策為:第一,提高重視,加大宣傳。要想實現機電一體化技術在智能制造中的高效運用,就需要先引起企業領導層的高度重視,然后加大宣傳引導,實現全面普及與推廣。因此作為企業領導層,就要緊跟時展,認識到機電一體化技術在智能制造中的運用價值,及時轉變自身的思想觀念,調整企業發展計劃與目標。然后利用會議、網絡平臺、宣傳欄等方式,加大宣傳引導,為全體工作人員提供多元的培訓深造機會,提高其對機電一體化技術的認知與運用能力[5]。第二,創新技術,規范管理。在今后的發展中,還需要對企業內部的技術進行創新優化,改良升級,然后實現整個運用過程的密切與規范管理,充分發揮機電一體化技術的價值與作用。作為工業制造業,可以加強與其他廠商、高校、機構的合作,加大電子科研成果向電子產品、技術的轉化,實現內部技術的升級創新,與機械技術完美融合。還要積極借鑒國外優秀的技術、方法、經驗,結合我國的實際情況,進行優化與改良,加快智能制造中的機電一體化發展步伐。第三,完善制度,給予保障。健全的制度與體系,是機電一體化技術在智能制造中運用的關鍵與保障,因此還要通過崗位責任制度、生產監管制度、人員培訓制度的建立,實現生產工作的智能、高效、安全。此外,企業還要加大人力、物力、財力的投入,營造良好的應用環境。
4結語
綜上所述,本文針對機電一體化技術在智能制造中的運用價值、領域,展開了詳細深入的分析;并且具體闡述了運用現狀與發展對策,希望為后續的實際工作,提供堅實可靠的理論依據。那么在今后的發展中,就可以通過提高重視,加大宣傳;創新技術,規范管理;完善制度,給予保障等策略,實現機電一體化技術在智能制造中的高效與廣泛運用。
參考文獻:
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[2]周青.機電一體化技術在智能制造中的運用分析[J].南方農機,2021,52(07):187-188.
[3]張瑞虹,王增峰.機電一體化技術在汽車智能制造的應用分析[J].時代汽車,2021(05):33-34.
20世紀60年代,電子技術逐漸成熟,人們開始將電子技術應用到機械發展中。機電一體化技術不斷成熟,在每個領域都有所應用。當前機電一體化技術擁有如下優勢:具有很高的安全性和可靠性,能夠提高使用性能。簡化操作步驟,提高工作效率,保障工作質量。機電一體化產品具有上述功能,因此適用于各種領域和不同場合,機電一體化產品具有非常高的應變能力,可以大大提高控制的靈敏度和檢測的精度,復合功能使得調整和維護更加方便。礦產資源一直是人們生活中大量應用的能源,近年來隨著科技的發展,社會的進步。尤其是機電一體化技術走向智能化和數控化,在性能和功能方面都有極大地提升,這更為礦山開采挖掘提供了穩定的支撐,保證了礦產資源采、掘、運等過程的效率和質量。研究機電一體化技術在礦山應用中的現狀,探索如何將機電一體化技術應用到礦山發展,保證安全、高效和現代化的生產模式,對于促進我國礦山資源和礦產工業走向現代化和智能化發展具有極其重要的意義[1]。本文首先對于機電一體化技術在礦山應用的現狀進行研究。通過本文的分析可以了解到機電一體化技術在礦山中具有重要應用,且未來必然會向模塊化、智能化、網絡化、微型化和綠色化發展。
1機電一體化技術在礦山應用的現狀
1.1在礦井提升機中的應用
礦物提升是礦山生產的關鍵環節,因此對于提升機的機械性能要求和傳動要求很高。目前所使用的礦井提升機是礦山設備中應用機電一體化技術最多的設備。礦井提升機的控制方式是芯片和PLC外端結合統一控制,統一控制使軟件功能得以實現,保證操作過程的安全性,操作結果的可靠性。機電一體化技術能夠保護系統軟件和硬件,實現礦井電動機的軟啟動,啟動時不會出現轉差沖擊,提升操作系統分為手動調繩、半自動調繩、全自動調繩三種運行方式,手動調繩是指操作時利用人工手動調節提升繩的高度來完成工作,半自動調繩是指操作過程將人工手動和智能化機械結合調節提升繩的高度來完成工作。機電技術為提升機設置的保護系統由監控裝置、故障診斷裝置、報警裝置組成,監控裝置對提升機運行工作的全過程實施自動監測,當發現機械運行過程參數出現錯誤或者某個零件出現故障時,故障診斷裝置就會通過LED屏顯示出來,同時報警裝置發出警報聲,提醒工作人員。機電一體化技術大大提高提升機運行安全性,減少維修工作量,保證提升工作質量[2]。
1.2在空氣壓縮機中的應用
空氣壓縮機是礦山資源開采挖掘時需要使用的固定設備,使空壓機的高低壓缸、電機系統和排氣系統的工作運行效率更高,同時也可以開通系統內部的軟件系統,簡化空氣壓縮機的控制回路接線,使外部線路更加清晰明了。
1.3在其他機械中的應用
機電一體化技術在礦山電液控制裝置中也有廣泛的應用。借助機電一體化技術可以實現對支架工作狀態的準確檢測。機電一體化設備具有安全性能高,設備體積小,操作過程簡單,運行結果可靠,便于維修等優點,可以大大減輕技術人員的工作負擔,提升礦山產業現代化和機械化水平[3]。
2機電一體化技術在礦山中的發展趨勢
未來的機電一體化技術在礦山中必然向模塊化趨勢、智能化趨勢、網絡化趨勢、微型化趨勢以及綠色化趨勢發展。發展趨勢表如下表1所示:通過表1可知,機電一體化技術在礦山中首要的發展方式就是向模塊化發展。這是一項復雜而艱難的任務,因為礦山設備中應用機電一體化技術的產品種類繁多,生產廠家也多種多樣,因此如何將這些機電一體設備模塊化一直是人們想要解決的問題。現在學者已經通過研制控制單元和動力單元來實現機電一體設備的模塊化,研制出減速智能裝置和圖像處理系統,調查顯示,機電一體化設備向模塊化發展可以使礦山企業更加具有規模性。智能化是機電一體化技術在礦山企業中的必然發展模式,智能化是指利用計算機科學、模糊學、心理學和生理學等動力學為機電設備賦予人工智能,使機電設備擁有判斷思維、邏輯推理和自主決策的功能,機電設備智能化能夠大大減少礦山作業技術人員的工作量,是礦山發展的必然方向。隨著計算機技術的發展,網絡技術也飛速進步,指揮者在家里甚至就可以完成工作,擁有極高的便利性。微型化機電一體化技術向微型機械和微觀領域發展。微電子機械的尺寸通常不會超過1cm,產品體積小,所以靈活性更高,所消耗的能源也更少,擁有大型機械設備不可比擬的優勢,超精密技術為機電一體化設備向微型化發展提供了基礎保障。礦山資源開采雖然為人們生活帶來了極大的便利,但是也對環境造成了不容忽視的污染,因此未來的機電一體化技術在礦山企業中必然會向綠色化發展。整個機械一體化產品在設計、制造、使用和銷毀過程中都要保證不污染生態環境,或者極少污染生態環境。綠色機電一體化產品在使用時保證資源的可持續發展,是未來的必然發展方向。
3結語
通過本文的研究可以了解到機電一體化技術在大量礦山設備,未來的機電一體化技術在礦山中必然會向模塊化、智能化、網絡化、微型化和綠色化趨勢發展。
參考文獻