時(shí)間：2023-06-29 16:41:28
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【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；煤礦；應(yīng)用
由機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用的綜合技術(shù)就是機(jī)電一體化技術(shù)，它是微電子技術(shù)滲透到傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)而產(chǎn)生的結(jié)合電氣與機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)等為一體全新技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)符合了當(dāng)前高科技發(fā)展的要求，彰顯了強(qiáng)勁的活力。
一、煤礦中采用機(jī)電一體化技術(shù)的主要方面
（1）提升機(jī)中采用機(jī)電一體化技術(shù)。礦井提升機(jī)是當(dāng)前煤礦機(jī)電一體化技術(shù)以及自動(dòng)化程度最高的設(shè)備，全部采用數(shù)字化交流、直流提升機(jī)。特別是對于內(nèi)裝式提升機(jī)，在結(jié)構(gòu)上把滾筒與驅(qū)動(dòng)融為一體，極大地簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械、電子、微機(jī)以及自動(dòng)控制的綜合體。而全部采用數(shù)字化提升機(jī)可靠性能高，利用總線形式使電器安裝十分簡易，另外，硬件配置更加簡易，兼容性好。（2）在采煤機(jī)中利用機(jī)電一體化技術(shù)。在采煤機(jī)中利用的一個(gè)典型機(jī)電一體化技術(shù)就是采用電牽引采煤機(jī)。和液壓牽引進(jìn)行比較，主要具備如下特性：優(yōu)良的牽引性?？蔀椴擅簷C(jī)提供向前推進(jìn)的牽引力，從而克服移動(dòng)的阻力前進(jìn)，還能夠在采煤機(jī)下滑時(shí)實(shí)施發(fā)電制動(dòng)，給電網(wǎng)回饋電能。在大傾角煤層中應(yīng)用。在牽引電動(dòng)機(jī)的軸端設(shè)置了停機(jī)時(shí)預(yù)防機(jī)器向下滑動(dòng)的制動(dòng)裝置，由于所設(shè)計(jì)的制動(dòng)力矩是電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，因此電牽引采煤機(jī)能夠應(yīng)用在傾角為40°～50°的煤層中，而無需其余預(yù)防滑動(dòng)的裝置。運(yùn)行穩(wěn)定可靠，使用周期長。液壓牽引與電牽引不一樣，后者除了電動(dòng)機(jī)的整流子與電刷存在磨損之外，其余元件都沒有磨損，所以工作穩(wěn)定可靠，故障率低，使用周期長，維修量較小。反應(yīng)快速靈敏，動(dòng)態(tài)性能較好。電控系統(tǒng)能夠快速調(diào)節(jié)各類參數(shù)，預(yù)防采煤機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。結(jié)構(gòu)簡易、運(yùn)行效率高。電牽引采煤機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡易、重量較輕以及尺寸較小，電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能單次轉(zhuǎn)換就實(shí)現(xiàn)，效率能夠達(dá)到99％，遠(yuǎn)高于液壓采煤機(jī)的效率（65％～70％上下）。自從我們國家在1991 年由煤炭總院上海分院和波蘭的瑪克公司共同合作，成功研制出了中國首臺(tái)薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)（利用交流變頻調(diào)速M(fèi)G344- PWD 型）之后，中國的電牽引采煤機(jī)的發(fā)展非常快速。我國的很多廠家（如太原礦山機(jī)械廠、上海天地公司、西安煤機(jī)廠等）均能生產(chǎn)直流與交流變頻電牽引采煤機(jī)，并且獲得很好的推廣與應(yīng)用。經(jīng)過將近20 年的研發(fā)，我們國家的電牽引采煤機(jī)技術(shù)不斷完善與成熟，進(jìn)一步促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)技術(shù)的前進(jìn)。（3）在帶式輸送機(jī)中采用機(jī)電一體化技術(shù)。帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為我們國家井下煤礦原煤運(yùn)輸系統(tǒng)的重要運(yùn)輸設(shè)備，其主要特點(diǎn)是，能夠長距離持續(xù)運(yùn)輸、運(yùn)輸能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、自動(dòng)化程度高以及運(yùn)行效率高等。所以是近些年來機(jī)電一體化技術(shù)的重點(diǎn)研究對象。當(dāng)前所利用的啟動(dòng)方式大多為機(jī)、電、液一體化的CST 可控軟啟動(dòng)。它是一類針對平滑起動(dòng)輸送大慣性載荷的專門裝置，比如為金屬礦石或者煤炭的長距離膠帶輸送機(jī)而研制的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條膠帶輸送機(jī)能夠采用一臺(tái)或者幾臺(tái)CST 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因?yàn)槟壳拔覈€沒有解決在線監(jiān)視與控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析技術(shù)及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我們國家的帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不宜太多，通常是3 點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，因此輸送機(jī)的單機(jī)長度以及輸送能力難免受到限制。并且，輸送機(jī)的監(jiān)視控制設(shè)備功能較弱、穩(wěn)定可靠性能偏低、靈敏度不夠高以及運(yùn)行壽命較短，與發(fā)達(dá)國家進(jìn)行比較還存在明顯的差距。
二、機(jī)電一體化在煤礦的應(yīng)用趨勢展望
以目前的技術(shù)水平來看，我們還有許多技術(shù)難關(guān)需要攻克，使其在將來滿足以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢：（1）加大開發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的與煤礦開采相關(guān)的技術(shù)，包括開采配套設(shè)備中擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置，增加采用設(shè)備的科技含量；（2）在機(jī)電一體化設(shè)備中增加通信聯(lián)網(wǎng)功能，從機(jī)電一體化過渡到綜合自動(dòng)化；（3）開發(fā)建立在微處理器平臺(tái)上的礦井設(shè)備工況監(jiān)測、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；（4）開發(fā)適應(yīng)極端危險(xiǎn)、惡劣開采環(huán)境的煤礦機(jī)器人技術(shù)。
在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，信息流已經(jīng)成為機(jī)電一體化的主要特色之一，設(shè)備產(chǎn)品在性能與功能方面都有了質(zhì)的飛躍。如今，機(jī)電一體化技術(shù)構(gòu)成了煤礦企業(yè)的技術(shù)支撐，同時(shí)也是企業(yè)實(shí)行綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)的開采、掘進(jìn)、輸送等個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，大大提高了企業(yè)的綜合實(shí)力，為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]機(jī)電一體化實(shí)用手冊[M]．北京：科學(xué)出版社，2007
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢
各種產(chǎn)品和裝置因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，也完成了機(jī)電一體化，從而達(dá)到了自身的整體優(yōu)化，也有利于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高，并縮短了新產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)的準(zhǔn)備周期，使其由科技成果快速向商品轉(zhuǎn)化，從而深刻變革了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。又由于新產(chǎn)品研發(fā)的需要以及發(fā)展高精密設(shè)備的需要，所以未來的機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及其系統(tǒng)必然會(huì)向著智能化、系統(tǒng)化、高性能、微型化、輕量化的方向邁進(jìn)，并最終為國家?guī)韯?chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
一、機(jī)電一體化的特點(diǎn)分析
機(jī)電一體化是一門新興的邊緣性的技術(shù)學(xué)科，它是由機(jī)械、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科互相結(jié)合滲透而形成并發(fā)展起來的，而機(jī)電一體化產(chǎn)品則是運(yùn)用最新的微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)以機(jī)械產(chǎn)品為基礎(chǔ)研發(fā)出來的新產(chǎn)品。在工程領(lǐng)域?qū)Ω黝惣夹g(shù)實(shí)踐應(yīng)用后，再加以借鑒與整合就創(chuàng)造出了現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，所以說它是在機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和信息處理、伺服驅(qū)動(dòng)、電力電子等技術(shù)以及系統(tǒng)的總體技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的一項(xiàng)高新技術(shù)。如下特點(diǎn)是機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍具有的：具有可以自動(dòng)監(jiān)視、診斷、報(bào)警、保護(hù)的功能；具有自動(dòng)處理和控制信息的功能，可以通過自動(dòng)控制系統(tǒng)確保機(jī)械的操作者按照設(shè)計(jì)要求精確地完成預(yù)先設(shè)定好的程序，以使其不會(huì)依靠主觀思想來行動(dòng)，從而保證良好的工作質(zhì)量和完美的產(chǎn)品合格率，而機(jī)械控制的靈敏度和檢測的精確度及范圍也獲得了提高；采用復(fù)合技術(shù)、復(fù)合功能，這脫離了原來傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能的局限，很大程度上提高了產(chǎn)品的功能水平及自動(dòng)化的程度；利用程序控制和數(shù)字顯示技術(shù)，減少了操作的按鈕和手柄的數(shù)目，使操作變得更為簡單方便；在不同的應(yīng)用領(lǐng)域和場合，其具有可以自動(dòng)控制、自動(dòng)補(bǔ)償、調(diào)節(jié)、自動(dòng)校驗(yàn)、保護(hù)及智能化等功能，從而能夠迅速的滿足不同用戶的不同需求；具體的安裝調(diào)試過程中，可根據(jù)不同用戶對象的需要、實(shí)際參數(shù)的變化等來相應(yīng)的改變控制程序以使其適應(yīng)變化的工作方式。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析
經(jīng)過多年發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在操控精度、功能以及構(gòu)造等方面的應(yīng)用效果非常明顯。比如，在構(gòu)造方面，應(yīng)用總線和CPU的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的模塊化、構(gòu)造緊湊型和總線式。在功能方面，采取開放性的設(shè)計(jì)，并采用WOP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床智能化，加上大容量儲(chǔ)存器、單片機(jī)組成的控制機(jī)以及單板機(jī)的應(yīng)用，大大提高了數(shù)控機(jī)床技術(shù)的精度，為產(chǎn)品生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。CIMS是指計(jì)算機(jī)制造和集成系統(tǒng)，加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在CIMS中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)的綜合化和最優(yōu)化，突破傳統(tǒng)部門間的界限，保證控制信息流和物流的暢通，將產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、經(jīng)營決策及經(jīng)營管理等有機(jī)結(jié)合，提升企業(yè)的集成度，優(yōu)化配置各生產(chǎn)要素，從而充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在各要素配置中的作用。FMS是指柔性制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由料盤、計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)搬運(yùn)小車、機(jī)器人以及自動(dòng)化倉庫等部分構(gòu)成，根據(jù)裝配的實(shí)際需求，能隨機(jī)按量生產(chǎn)任何工件，該系統(tǒng)主要適用于批量小、品種多、需要頻繁更改的零散構(gòu)件的生產(chǎn)。加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在FMS中的應(yīng)用，有助于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段，工業(yè)機(jī)器人按照規(guī)定重復(fù)某一動(dòng)作，對對象變更及作業(yè)環(huán)境的應(yīng)變力比較差；第二階段，工業(yè)機(jī)器人擁有較為先進(jìn)的傳感元件，能處理和獲取對象的一般信息以及作業(yè)環(huán)境相關(guān)情況，反饋信息，并控制動(dòng)作方式，該階段的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)具備低水平的職能，實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。第三階段，工業(yè)機(jī)器人逐漸向智能化方向發(fā)展，能獲得感知。并能運(yùn)行較為復(fù)雜的邏輯思維，做出科學(xué)準(zhǔn)確的決策和判斷，特別是具備較強(qiáng)的行動(dòng)獨(dú)立性和環(huán)境適應(yīng)性。
三、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展前景及趨勢
第一，高性能化。隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對機(jī)電一體化技術(shù)的要求更加嚴(yán)格，為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，新一代的機(jī)電一體化技術(shù)對效率、速度、可靠度以及精度的要求非常高。因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在高效率、高速度、高可靠度、高精度、高性能化是未來發(fā)展的重要趨勢第二，微型化。微型化主要是指機(jī)電一體化技術(shù)逐漸朝著微型領(lǐng)域或微型機(jī)器方向發(fā)展，源于人們對先進(jìn)技術(shù)微型化的追求。微型機(jī)電一體化的產(chǎn)品在信息、醫(yī)療以及軍事等方面有著巨大的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)是產(chǎn)品耗能低、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，能完成常人無法完成的任務(wù)。第三，智能化。智能化是機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，人工智能已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，智能化包括悼鼗床智能化和機(jī)器人智能化。智能化是針對機(jī)器行為而言，以控制理論為指導(dǎo)，吸收各種新方法、新思維，模擬人類智能，提高推理判斷、邏輯思維及自我決策的能力，提高了控制目標(biāo)。目前，機(jī)電一體化產(chǎn)品還很難具備與人同樣的智能，但可以利用高效率、高性能的微處理器，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高級(jí)智能或人類部分智能。第四，網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場競爭環(huán)境發(fā)生巨大的變化，從而為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的融合創(chuàng)造了有利條件。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，涌現(xiàn)出各種遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)，遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備實(shí)際是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。另外，由于局域網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，家用電器逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，利用以計(jì)算機(jī)為中心的集成用電器系統(tǒng)，人們不出門就能享受各種高科技帶來的便利。因此，網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。
四、結(jié)語
綜上所述，就機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢進(jìn)行探討具有十分重要的意義，我們在認(rèn)清機(jī)電一體化技術(shù)概念的同時(shí)還應(yīng)加大對其的推廣、應(yīng)用和研發(fā)力度，大力發(fā)展市場經(jīng)濟(jì)，以不斷推進(jìn)社會(huì)主義事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
【摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展
（一）智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
（二）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；微電子技術(shù)；發(fā)展趨勢
引言
當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)對于機(jī)械工業(yè)的推動(dòng)作用是不可小覷的，在某種意義上來說，科學(xué)技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的推動(dòng)力和源泉。機(jī)電一體化技術(shù)作為該領(lǐng)域的重要技術(shù)在全球各國都得到了重視。在我國，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)的發(fā)展，其在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛，隨之而來的即是機(jī)電一體化技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)改變了機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品功能以及結(jié)構(gòu)等，同時(shí)也給其生產(chǎn)方式和管理系統(tǒng)帶來了較大的變化。
1 機(jī)電一體化核心技術(shù)
在機(jī)電一體化技術(shù)中，包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩個(gè)方面。其中，硬件的組成包括：機(jī)械設(shè)備、傳感器、驅(qū)動(dòng)單元以及信息處理單元等。對機(jī)電一體化技術(shù)的核心進(jìn)行分析，包括以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)械設(shè)備技術(shù)。對于機(jī)械設(shè)備本身，應(yīng)該致力于改善其性能，減輕其質(zhì)量，改進(jìn)其結(jié)構(gòu)，充分利用非金屬復(fù)合材料。只有有效降低機(jī)械設(shè)備的自身重量，才能使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化，機(jī)械設(shè)備的響應(yīng)速度也會(huì)得到改善，工作效率也會(huì)隨之提高。（2）傳感技術(shù)。目前，對于傳感器而言，其技術(shù)關(guān)鍵在于可靠性的提高，靈敏度的改善以及精確度的提高等。要想提高傳感器的可靠性，需要提高其抗干擾的能力，對此，光纖電纜傳感器開始出現(xiàn)。（3）信息處理技術(shù)。微電子技術(shù)和信息化技術(shù)與機(jī)電一體化是密不可分的，有效提高信息化處理的可靠性，即：模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性，分時(shí)處理的可靠性以及輸入輸出的可靠性等，可以提高相應(yīng)的處理速度，有效解決抗干擾問題。（4）驅(qū)動(dòng)技術(shù)。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)普遍采用的是電機(jī)，其存在的主要問題是響應(yīng)速度問題以及效率問題。對此，一些電機(jī)中開始裝入編碼器，相應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)單元也開始出現(xiàn)。（5）接口技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的順利通信，數(shù)據(jù)傳遞過程中的格式標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化是非常重要的。采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的接口便于信息的傳遞，維修起來也十分方便，另外，還能夠簡化設(shè)計(jì)過程。當(dāng)前，低成本、高速度的串行接口成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，它能夠有效解決光耦器的小型化和標(biāo)準(zhǔn)化問題。（6）軟件技術(shù)。在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，不僅要關(guān)注硬件發(fā)展，軟件也應(yīng)該同步發(fā)展。為了降低研制軟件的成本，將生產(chǎn)維修的效率提高到新的水平，需要不斷推行標(biāo)準(zhǔn)化的軟件。
2 機(jī)電一體化技術(shù)前景
對機(jī)電一體化的技術(shù)前景進(jìn)行分析，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）人工智能方面。智能化技術(shù)的重要應(yīng)用體現(xiàn)在：數(shù)控機(jī)床的智能化和機(jī)器人的智能化上。在新的世紀(jì)，智能化是機(jī)電一體化發(fā)展的重要趨勢，但值得注意的是，智能化的產(chǎn)品無法具備同人一樣的智能，其智能是相對的；它也沒有必要實(shí)現(xiàn)同人一樣的智能。（2）部件的標(biāo)準(zhǔn)化方面。在機(jī)器的生產(chǎn)過程中，機(jī)電一體化的產(chǎn)品規(guī)格無法實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的把控，分析其原因，是因?yàn)樵擃惍a(chǎn)品具有較為復(fù)雜的構(gòu)成，對產(chǎn)品各類接口研制以及開發(fā)由于廠家眾多而變得十分困難，這些接口包括：環(huán)境接口、動(dòng)力接口、電氣接口以及機(jī)械接口等。在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，很大程度上會(huì)依賴于標(biāo)準(zhǔn)單元的產(chǎn)生，如：要想研制一種動(dòng)力單元，需要將其與電機(jī)和智能調(diào)速相結(jié)合。但由于經(jīng)濟(jì)利益的原因，這些標(biāo)準(zhǔn)很難被制定出來，只能由相關(guān)企業(yè)進(jìn)行組建。標(biāo)準(zhǔn)化以及系列化的電氣產(chǎn)品對于機(jī)電一體化單元的企業(yè)所帶來的發(fā)展前景是不可估量的。（3）計(jì)算機(jī)家電集成系統(tǒng)方面。在日常生活中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決很多問題。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也使得各類消息發(fā)展了很大變化。通過網(wǎng)絡(luò)的連接，全球經(jīng)濟(jì)聯(lián)系得更加緊密，全球性的企業(yè)競爭也隨之而來。如果能夠研制出機(jī)電一體化的新產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)功能和質(zhì)量上的突破，它必然會(huì)在全球范圍內(nèi)暢銷。各類遠(yuǎn)程控制以及監(jiān)視也因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)而得到普及和發(fā)展，其中的遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備就屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品，家電產(chǎn)品因?yàn)橛辛爽F(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展也實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，通過網(wǎng)絡(luò)連接，家電產(chǎn)品可以形成一個(gè)集成家電系統(tǒng)。（4）超精密技術(shù)的使用方面。微電子機(jī)械主要是指機(jī)電一體化產(chǎn)品中的幾何尺寸在一厘米范圍內(nèi)的產(chǎn)品，隨著時(shí)代的進(jìn)步，它還會(huì)向著微米和納米的方向發(fā)展。小體積、低功耗和運(yùn)動(dòng)靈活是這種產(chǎn)品的主要特點(diǎn)，因此，它在信息、軍事以及醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這種技術(shù)的瓶頸在于微型技術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)。（5）綠色產(chǎn)品方面。當(dāng)前，人們越來越重視環(huán)境保護(hù)，對環(huán)境資源進(jìn)行合理利用，保護(hù)自然成為人們追求的目標(biāo)，綠色產(chǎn)品自然也是其中的內(nèi)容之一。所謂機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品是指在進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造以及使用時(shí)按照環(huán)境保護(hù)以及人類健康的要求進(jìn)行，盡可能的減少對環(huán)境的危害，提高資源利用率。
3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢
針對機(jī)電一體化產(chǎn)品，對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，體現(xiàn)在：（1）數(shù)控機(jī)床。當(dāng)前，我國的數(shù)控機(jī)床數(shù)量在世界上是處于第一位的，但就國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床比例而言，只占全部機(jī)床的5%，并且大部分是普通機(jī)床。為了適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展需求，應(yīng)該致力于以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：高速化。高速加工技術(shù)的普及使得機(jī)床各方面的性能都得到了提高，如：車床主軸轉(zhuǎn)速得到了提高，銑床以及加工中心主軸的轉(zhuǎn)速得到了提高等等。高精度化。對于數(shù)控機(jī)床而言，其精度已經(jīng)定位到由原來的0.01-0.02mm上升到0.008ram左右；對于亞微米級(jí)機(jī)床而言，其精度定位在0.0005ram左右；對于納米級(jí)的機(jī)床而言，其精度定位在0.005-0.01Hil。新結(jié)構(gòu)化。復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了新的變化，如出現(xiàn)了：五軸五面體復(fù)合加工機(jī)床、五軸五面動(dòng)加工各類異形零件。（2）自動(dòng)機(jī)以及自動(dòng)生產(chǎn)線。機(jī)電一體化技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用還體現(xiàn)在：各類自動(dòng)機(jī)械設(shè)備、自動(dòng)生產(chǎn)線等的廣泛應(yīng)用。這些設(shè)備大量使用電子技術(shù)和傳感技術(shù)，如：PLC、變頻調(diào)速器、各類智能控制系統(tǒng)等。
4 結(jié)束語
總之，機(jī)電一體化不是獨(dú)立存在的，其出現(xiàn)涉及到很多學(xué)科，是科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展的產(chǎn)物，同時(shí)也是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的源泉。本文重點(diǎn)對該技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析，當(dāng)然，與機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止本文中提及的幾項(xiàng)，將更多的技術(shù)融入其中也是未來的發(fā)展趨勢。
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關(guān)鍵詞：煤礦；機(jī)電技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；前景分析；煤炭開采；礦產(chǎn)資源
中圖分類號(hào)：TD163 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）33-0052-02
機(jī)電一體化提出于20世紀(jì)60年代，到90年代得到了迅猛的發(fā)展，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)逐漸智能化，并逐漸演變成一項(xiàng)包含機(jī)械電子、信息傳播、信號(hào)轉(zhuǎn)換、傳感器與微電子應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù)的綜合技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，將使我國的煤礦開發(fā)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，大大提高煤炭資源的開采效率和生產(chǎn)質(zhì)量，使煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效益得到大幅提升。
1 煤礦機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用主要是體現(xiàn)在生產(chǎn)的機(jī)電設(shè)備上。合理應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，不但可以使煤礦設(shè)備趨于信息化與自動(dòng)化的方向發(fā)展，還大大提高了煤礦的生產(chǎn)效率。機(jī)電一體化設(shè)備憑借其性能好、易操作、可維護(hù)性高等特點(diǎn)，在我國得到了廣泛應(yīng)用，對我國煤炭事業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。在煤礦的生產(chǎn)過程中，機(jī)電一體化技術(shù)主要應(yīng)用在運(yùn)輸系統(tǒng)、采煤機(jī)、輸送機(jī)、支護(hù)設(shè)備和掘進(jìn)機(jī)等設(shè)備中。
1.1 總體水平較低，比例較小
由于目前國內(nèi)對煤炭的剛性需求比較高，很多大中型煤礦企業(yè)都購進(jìn)了較為先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行煤炭的開發(fā)生產(chǎn)，以提高煤炭產(chǎn)能，滿足各類煤炭需求。然而，國內(nèi)的很多煤礦企業(yè)尤其是中小型企業(yè)對于機(jī)電一體化先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)以及原有設(shè)備的更新升級(jí)比較排斥。這主要是因?yàn)樗麄冎豢紤]了引進(jìn)新設(shè)備所需花費(fèi)的巨資成本，而沒有看到新技術(shù)對企業(yè)產(chǎn)能與效益的提升。同時(shí)企業(yè)單位中沒有對高新技術(shù)足夠了解的精尖人才也是他們抵觸引進(jìn)新設(shè)備的原因。
所以說我國目前還并未全面實(shí)現(xiàn)煤礦開發(fā)的機(jī)電一體化，雖然在不少大中型新建企業(yè)中新設(shè)備與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了較好的普及，但是在大多數(shù)的中小型煤礦，我們看到的仍然是設(shè)備老舊、生產(chǎn)落后。即使是應(yīng)用了新設(shè)備與新技術(shù)的大中型企業(yè)單位，和較早使用機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)達(dá)國家相比，仍然有著相當(dāng)大的差距，需要用幾年甚至幾十年的努力來進(jìn)行追趕。究其根源，我們起步晚、底子薄是最主要的原因，此外就是由于我們急需相關(guān)的技術(shù)精英作為支撐。
1.2 運(yùn)輸系統(tǒng)上的應(yīng)用
煤炭材料的運(yùn)輸是煤炭開采過程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，運(yùn)輸系統(tǒng)效率的提升可以有效地提升整個(gè)開采過程的效率。在運(yùn)輸系統(tǒng)中使用煤礦機(jī)電技術(shù)的一個(gè)主要方式就是使用內(nèi)裝式提升機(jī)。內(nèi)裝式提升機(jī)采用的是滾筒一體化和電機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。通過國內(nèi)一些煤炭企業(yè)的安裝與使用，已經(jīng)驗(yàn)證了內(nèi)裝式提升機(jī)性能優(yōu)異、系統(tǒng)精確，此外還具有操作簡便和架構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
1.3 采煤機(jī)上的應(yīng)用
煤礦機(jī)電技術(shù)的核心應(yīng)用就是其在采煤機(jī)上的應(yīng)用。這是因?yàn)椴擅簷C(jī)是煤礦實(shí)施開采生產(chǎn)的核心設(shè)備，采煤機(jī)能否高效可靠地工作，是煤礦企業(yè)高速生產(chǎn)的核心因素，直接影響著一個(gè)煤礦企業(yè)的企業(yè)效益。國內(nèi)多數(shù)企業(yè)所使用的綜合煤礦開發(fā)系統(tǒng)能有效提升采煤生產(chǎn)的自動(dòng)化。而采煤機(jī)上所應(yīng)用的核心技術(shù)也在不斷改進(jìn)，機(jī)電一體化技術(shù)也逐漸國產(chǎn)化。
1.4 監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
煤礦機(jī)電技術(shù)中還加入了對系統(tǒng)安全可靠工作情況的監(jiān)控，這是因?yàn)殡S著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，人們對礦井的安全系數(shù)監(jiān)測越來越嚴(yán)格，這樣做也更加符合相關(guān)法規(guī)對煤礦安全開采的規(guī)定。這是我們經(jīng)歷了很多次礦難傷亡的慘痛教訓(xùn)之后，努力學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)并結(jié)合我國煤炭業(yè)的特點(diǎn)逐步建立起來的監(jiān)控體系。我們從國外先后邀請很多具有豐富經(jīng)驗(yàn)的煤礦監(jiān)測團(tuán)隊(duì)，通過不斷總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，才使得我國的監(jiān)測系統(tǒng)快速發(fā)展，縮短與國際上的差距，為煤礦作業(yè)提供了穩(wěn)固的安全
保障。
1.5 在支護(hù)設(shè)備中的應(yīng)用
支護(hù)設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中有著至關(guān)重要的作用。有效地利用支護(hù)設(shè)備，不但可以保護(hù)工作人員的人身安全，還能起到減緩機(jī)器磨損、延長機(jī)械設(shè)備使用壽命的作用，從而提升企業(yè)的生產(chǎn)效益。支護(hù)設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種就是支架，近年來隨著自動(dòng)化技術(shù)快速進(jìn)步，普通支架正逐漸演變?yōu)殡娨簤褐Ъ?。機(jī)電一體化技術(shù)在支架上的應(yīng)用主要是開采的工作過程中，使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對支架液壓控制的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)成組自動(dòng)移架，有效減輕了支架所承受力度，從而減輕設(shè)備損耗。但是目前而言，我國在電液壓控制系統(tǒng)方向上的研究進(jìn)度和國外還有一定的差距，仍不能實(shí)現(xiàn)國內(nèi)大型煤礦生產(chǎn)設(shè)施的自動(dòng)化控制。很多煤炭企業(yè)單位都是從國外引進(jìn)更加先進(jìn)的液壓支架電液系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)，所以我們要大力研究相關(guān)技術(shù)，促進(jìn)一體化支護(hù)設(shè)備生產(chǎn)使用的自主化發(fā)展。
2 煤礦機(jī)電技術(shù)的前景分析
雖然近年來我國的煤礦機(jī)電技術(shù)得到了高速發(fā)展，但是由于我們起步晚，同國外的一些國家相比，無論是從相關(guān)工作人員操作技術(shù)還是從我國已有設(shè)備的先進(jìn)水平上看，都存在著比較大的差距，這就要求我們大力促進(jìn)技術(shù)引進(jìn)與應(yīng)用?？傮w看來，我國的煤礦機(jī)電技術(shù)必須從下面三個(gè)方向進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展，從而減小技術(shù)差距：
2.1 保證設(shè)備的更新升級(jí)
相比于國內(nèi)的新建立的大型煤礦企業(yè)，中小型煤礦企業(yè)多數(shù)仍在使用老舊的設(shè)備進(jìn)行煤炭開采，而不是全部更新使用先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備。這主要因?yàn)橹行⌒推髽I(yè)無法承受某些先進(jìn)設(shè)備所需的高昂資金。所以地方政府或國家應(yīng)該出臺(tái)相應(yīng)的政策，對企業(yè)設(shè)備的更新升級(jí)給予一定的鼓勵(lì)或資助。同時(shí)，煤礦業(yè)的相關(guān)企業(yè)也應(yīng)該意識(shí)到設(shè)備更新升級(jí)的重要性，自覺引進(jìn)新技術(shù)與設(shè)備，從而提高開采效率，提升企業(yè)效益。
2.2 加強(qiáng)人才培養(yǎng)
想要實(shí)現(xiàn)高精尖技術(shù)的完美應(yīng)用，高素質(zhì)人才是成功的關(guān)鍵。我國國內(nèi)的煤礦企業(yè)目前普遍缺乏高素質(zhì)的技術(shù)精英。所以各煤礦企業(yè)不僅僅要做到實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)的實(shí)時(shí)更新，還要保證高素質(zhì)人才的實(shí)時(shí)引進(jìn)。國內(nèi)各高校都有相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生，與高校達(dá)成合作，可以利用高校的教學(xué)資源培養(yǎng)適用于自身企業(yè)的高素質(zhì)人才。
2.3 加強(qiáng)機(jī)電管理技術(shù)
煤礦業(yè)的機(jī)電管理技術(shù)涉及到了廣泛的學(xué)術(shù)領(lǐng)域，加強(qiáng)其管理過程也必須是循序漸進(jìn)的。根據(jù)我國目前的煤礦機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，做好其技術(shù)管理應(yīng)該做好以下三點(diǎn)：第一，必須高度重視煤礦開發(fā)現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備的管理，充分利用好系統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)。第二，抓好先進(jìn)技術(shù)的管理與發(fā)展，使煤礦機(jī)電技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步。第三，拋開盲目崇拜，國外目前的技術(shù)雖然比我們先進(jìn)，但這不意味著我們就要一味購進(jìn)他們的設(shè)備技術(shù)。在充分理解自身缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上勇于創(chuàng)新，大膽設(shè)想，積極試驗(yàn)與革新，才能最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)的跨越性發(fā)展與
進(jìn)步。
3 結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在煤礦開采過程中機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，自動(dòng)化程度也越來越高。這不僅大大提高了煤礦開采行業(yè)的效率，而且也有利于煤炭企業(yè)經(jīng)營效益的提升。盡管目前機(jī)電技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，但還存在著一些需要解決的問題，應(yīng)從技術(shù)上和管理上進(jìn)行努力，在積極借鑒發(fā)達(dá)國家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，不斷提高我國的煤礦機(jī)電技術(shù)應(yīng)用水平和管理水平，促進(jìn)我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.
關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）08-0110-02
0 引言
眾所周知，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)極大地推動(dòng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。近些年來，我國的計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，形成了機(jī)電一體化，不僅對機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，而且也給機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)從“機(jī)械電氣化”時(shí)代邁入了“機(jī)電一體化”階段。在人們生活的各個(gè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，不僅深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機(jī)向前發(fā)展[1，2]。
1 機(jī)電一體化概述
機(jī)電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機(jī)械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學(xué)科，機(jī)電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進(jìn)步不斷得到充實(shí)和更新。機(jī)電一體化的基本特征表現(xiàn)在：它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù)，機(jī)電一體化通過對各功能單元進(jìn)行合理布局與配置，使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價(jià)值得到了充分的體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個(gè)所謂的機(jī)電一體化產(chǎn)品或機(jī)電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面[3]。需要特別指出的是，機(jī)電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊，而是將以上技術(shù)群進(jìn)行有機(jī)融合的綜合技術(shù)。正是這一點(diǎn)，使機(jī)電一體化在概念上與機(jī)械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看，盡管從純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，但這樣的機(jī)械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機(jī)械。進(jìn)入到機(jī)電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機(jī)械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動(dòng)處理信息、自動(dòng)檢測、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機(jī)械勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實(shí)現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點(diǎn)也在功能上將機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化區(qū)別開。這個(gè)定義強(qiáng)調(diào)它將扮演越來越重要的角色機(jī)電整合。它在復(fù)雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號(hào)處理器（dsp），它存儲(chǔ)和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng)，這發(fā)送信息，以及各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件[4]。
2 國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
當(dāng)前我國正處于市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機(jī)電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機(jī)遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當(dāng)前存在的問題無疑會(huì)有助于提高我國機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟(jì)制度也大有裨益。從促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)完整的機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機(jī)電一體化面臨以下兩點(diǎn)任務(wù)：其一，要進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行微電子技術(shù)改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5，6]。
首先，在技術(shù)政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時(shí)，要鼓勵(lì)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)施機(jī)電一體化技術(shù)改造。
其次，我國機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，發(fā)展迅速，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到，所以我們應(yīng)建立機(jī)電一體化行業(yè)“協(xié)會(huì)”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機(jī)構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目，又有助于制定出縱覽全局的“機(jī)電一體化”發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車。
再次，通過“協(xié)會(huì)”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺(tái)，及時(shí)分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會(huì)上的認(rèn)知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機(jī)電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時(shí)，盡管人民幣升值短期內(nèi)會(huì)減緩我國機(jī)電產(chǎn)品出口，但對技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用此時(shí)的時(shí)機(jī)，大量引進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，也是一條促使機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑[7，8]。
3 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢
Microelectro-mechanical系統(tǒng)（MEMS）一直是一個(gè)近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個(gè)快速增長的行業(yè)，它們的大小已經(jīng)超過100億美元，數(shù)以百萬計(jì)的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機(jī)。MEMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到開發(fā)微型光學(xué)開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個(gè)機(jī)電一體化極好的例子。作為另一個(gè)措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計(jì)學(xué)的改變，ASME報(bào)告中，“人口統(tǒng)計(jì)學(xué)是第二強(qiáng)大的力量改變世界的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)。在未來40年，世界人口預(yù)計(jì)將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進(jìn)入高級(jí)成熟度然后年老?！叭缓?，報(bào)告觸動(dòng)了幾個(gè)具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報(bào)告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵(lì)機(jī)電朝著人性化方向發(fā)展，如護(hù)理機(jī)器人的研發(fā)被稱為人類友好的機(jī)電一體化。美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）最近發(fā)表了一份報(bào)告，題為《機(jī)械工程在21世紀(jì)的發(fā)展趨勢》，其內(nèi)容主要介紹了從20世紀(jì)到21世紀(jì)機(jī)電一體化的進(jìn)展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個(gè)類別描述了工程學(xué)的變革趨勢：技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟(jì)變革和社會(huì)變革。隨著科技的進(jìn)步，以下八個(gè)領(lǐng)域?qū)?huì)是機(jī)電一體化發(fā)展的主要途徑：信息技術(shù)、微型化、材料科學(xué)、生物工程和醫(yī)藥、能源、運(yùn)輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等[9，10]。
4 結(jié)論
在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢逐漸增強(qiáng)，市場競爭日趨激烈的當(dāng)今社會(huì)，機(jī)電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)具有至關(guān)重要的作用。機(jī)電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)作為機(jī)械技術(shù)，信息技術(shù)，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向，妥善處理機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中面臨的問題與障礙，推動(dòng)機(jī)電一體化時(shí)代的全面發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；應(yīng)用；發(fā)展
中圖分類號(hào)：O421文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)系技術(shù)與機(jī)械工業(yè)相結(jié)合,使得機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品工程、生產(chǎn)方式都發(fā)生了重大的變化,機(jī)電工業(yè)發(fā)展成為一種必然的趨勢,機(jī)電工業(yè)是一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢
1、提高了使用的性能
機(jī)電一體化產(chǎn)品大多數(shù)是使用數(shù)字顯示和程序控制這種先進(jìn)的技術(shù)，在進(jìn)行控制的時(shí)候都是利用產(chǎn)品控制平面上的按鈕進(jìn)行控制，而且做到了按鈕與操作手柄的數(shù)量最小化，使得操作更加方便和簡單，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度顯著地提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，都是利用內(nèi)部的電子控制系統(tǒng)的預(yù)制程度進(jìn)行自動(dòng)指揮，采用重復(fù)的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)所有需要完成的生產(chǎn)步驟。尤其是在這個(gè)階段，技術(shù)一流的機(jī)電一體化產(chǎn)品，都是通過控制對象參數(shù)變化的外部環(huán)境來實(shí)現(xiàn)最好地工作程序，以達(dá)到最佳地自動(dòng)運(yùn)行。
2、調(diào)試和養(yǎng)護(hù)更方便
這種控制方案的優(yōu)點(diǎn)是，它使產(chǎn)品在不改變?nèi)魏闻浼糠只蛘卟桓淖儺a(chǎn)品某些部分的情況下，只需要通過直接輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品操作系統(tǒng)上的程序，對程序進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)或者進(jìn)行基于基礎(chǔ)上的更新過程就可以完成產(chǎn)品的調(diào)試改進(jìn)。此外，對于一些具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，企業(yè)可以通過對預(yù)先安裝在系統(tǒng)中不同的程序的執(zhí)行，可以有效避免重復(fù)安裝的情況出現(xiàn)，機(jī)電一體化的系統(tǒng)也可以隨時(shí)根據(jù)產(chǎn)品需要，對目標(biāo)進(jìn)行變動(dòng)，這時(shí)程序會(huì)自動(dòng)更換操作，使得工作效率得到明顯的提高。機(jī)電一體化系統(tǒng)還具有自動(dòng)化監(jiān)控、巡檢功能，可以使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，該設(shè)備可以及時(shí)作出反應(yīng)，并采取適當(dāng)?shù)募m正措施，以確保機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行。
3、安全性能得到改進(jìn)
機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)診斷等功能，這相比于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在安全性能上取得了巨大的進(jìn)步，使得設(shè)備的安全性能得到有力的保障。目前的機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作的過程中，一旦出現(xiàn)故障，就可以自動(dòng)采取有效的防護(hù)措施，消除安全風(fēng)險(xiǎn)，在一定程度上，對設(shè)備以及設(shè)備的操作人員的安全起到了保護(hù)作用。
4、生產(chǎn)質(zhì)量得到提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品通常都具有自動(dòng)控制功能和自動(dòng)信息處理功能，正因?yàn)榫哂羞@樣的特點(diǎn)，在對生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測精度、生產(chǎn)的靈敏度、生產(chǎn)的范圍等多個(gè)方面都取得了顯著地提高，通過自動(dòng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以避免從操作者的主觀想法上對產(chǎn)品造成影響，在生產(chǎn)的過程中完全按照預(yù)定的程序，執(zhí)行所需的操作，有效的確保了機(jī)械的使用性能，確保了設(shè)備的生產(chǎn)能力得以實(shí)現(xiàn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
5、適用的范圍更廣
相比傳統(tǒng)的機(jī)械和電氣產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品不再局限于單一功能，也不再受到單一的技術(shù)限制，這類產(chǎn)品具有復(fù)雜的技術(shù)和先進(jìn)的功能，大大提高了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度和產(chǎn)品的功能水平，使得這類產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用范圍越來越大。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床以及柔性制造系統(tǒng)。
1、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（computerintegratedmanufac－turingsystem，CIMS），是在信息技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)以及制造的基礎(chǔ)之上，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將分散在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中的孤立子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的集成，形成一種使用多品種、小批量生產(chǎn)的智能化制造系統(tǒng)。它主要是打破了原有部門之間的界限，從而制造一種基于控制物流與信息流，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、經(jīng)營策略以及生產(chǎn)經(jīng)營的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮各個(gè)生產(chǎn)要素的作用。
2、柔性制造系統(tǒng)
柔性制造系統(tǒng)（flexiblemanufacturingsystem，F(xiàn)MS），是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，由數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)化倉庫以及料盤等組成，可以隨機(jī)、按量、及時(shí)的按照各個(gè)配件部門的要求，適合多種中小批量的生產(chǎn)。
3、數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床（Computernumericalcontrolmachinetools，CNC），是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，在結(jié)構(gòu)、功能以及操作上都能夠得到有效的提高。主要是因?yàn)榇朔N機(jī)床是以單板、單片機(jī)做為控制機(jī)，加上專用芯片以及模板進(jìn)行組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置，其擁有總線式、模塊化以及緊湊型的結(jié)構(gòu)，能夠提供面向車間的編程技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并且引入模糊控制以及在線診斷等機(jī)制。
三、機(jī)電一體化的未來發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化的發(fā)展集合了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的交叉融合,機(jī)電一體化的發(fā)展也必將依賴于技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步,機(jī)電一體化的發(fā)展將朝著以下的方向發(fā)展。
1、智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械的最重要的區(qū)別,這也是未來幾十年重要的發(fā)展方向。工業(yè)機(jī)器人就是重要的例子,隨著計(jì)算機(jī)處理技術(shù)性能的提高和控制算法的發(fā)展,必將推動(dòng)機(jī)電一體化產(chǎn)品向更智能的方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品將具有智能,具有一點(diǎn)簡單的判斷能力和決策能力,可以取代一些人類的體力勞動(dòng)和一部分運(yùn)算處理,并給工程的決策控制提供重要的支撐依據(jù)。
2、微型化
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微電子系統(tǒng)的幾何尺寸越來越小,由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn),可以很方便的進(jìn)行一些一般機(jī)構(gòu)難以進(jìn)行的操作,比如一些微型的手術(shù)、航天工業(yè)中,機(jī)電工程的微型化發(fā)展在這些高精尖的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
3、模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢,是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事,它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
4、網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多,面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
5、靈活性化
機(jī)電一體化產(chǎn)品在未來的發(fā)展過程中，必須保證控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的實(shí)施有足夠的冗余操作空間，也就是要有“靈活性”，這樣可以更好地應(yīng)對突發(fā)事件，也更便于對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行資源的科學(xué)合理分配。在這樣一個(gè)靈活的系統(tǒng)中，每個(gè)子系統(tǒng)都可以進(jìn)行獨(dú)立工作，都有自身的約束性，但是同時(shí)也在為整個(gè)系統(tǒng)服務(wù)，可以根據(jù)環(huán)境的變化產(chǎn)生不同的反應(yīng)，子系統(tǒng)可以同時(shí)生成自己的信息的附加信息。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在一方面增加了系統(tǒng)的適應(yīng)性，在另一方面子系統(tǒng)故障不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的操作。
6、綠色化
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)的發(fā)展使得環(huán)境污染越來越嚴(yán)重,人民對于生態(tài)文明的要求越來越高。于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢,其目標(biāo)是通過減少原材料的應(yīng)用,在制造環(huán)境減少污染,在報(bào)廢環(huán)節(jié)進(jìn)行環(huán)境的治理,實(shí)現(xiàn)整個(gè)生命周期中,對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
結(jié)束語
機(jī)電一體化技術(shù)或者產(chǎn)品的出現(xiàn)，并不是孤立存在的，它是由電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)等共同產(chǎn)生的，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然趨勢。將來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及社會(huì)生產(chǎn)力的提高，機(jī)電一體化水平將向更高層次發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]宋立.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景[J].科技信息，2012，(16).
