您的当前位置:首页正文

机电一体化应用范例

2024-10-18 来源:威能网

机电一体化应用范文1

关键词: 智能化 数字化 仿生物系统化

机电一体化是机电一体化技术及产品的统称。所谓机电一体化技术是在机械控制中引入电子技术,也就是在机械运动中采用传感器检测设备,由计算机对检测数据进行处理运算,计算获得预先指定机械运动的控制信号,并由接口技术将控制信号传输给控制执行装置,实现各功能单元以及整个系统配置最优化的系统工程技术。

1、机电一体化技术发展的方向

机电一体化已发展成综合运用机械电子技术、自动控制技术、计算机技术、光电技术、数据传输技术等群体技术,工业生产已由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化产品的各个组成部分在工作时相互协调,共同完成所规定的目的功能。在结构上,各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起,构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。。

1.1 光机电一体化方向

一般机电一体化系统是由传感系统、能源(动力)系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术,利用光学技术的先天特点,就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。

1.2 柔性化方向

未来机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在这系统中,各子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具有“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

1.3 智能化方向

今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。

1.4 仿生物系统化方向

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。就目前情况看,机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势,但还有一段很漫长的道路要走。

1.5 微型化方向

目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当这一成果用于实际产品时,就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时,机械和电子完全可以“融合”机体,执行结构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。

2、机电一体化技术

2.1 在现代机械制造业中的应用

传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

2.2 在工业生产流水线中的应用

机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在工业设备生产流水线中的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大幅度改善生产的产品质量,提高其国内、国际竞争能力。

2.3 在钢铁企业中应用

在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢-连铸-轧钢综合调度系统、冷连轧等。钢铁企业的 CIMS 是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

3、结语

以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势,随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

参考文献

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社,2006.

机电一体化应用范文2

【关键词】机电一体化;化工;应用

机电一体化技术是现代自动化控制技术的重要组成部分。同时机电一体化也是推动我国工业发展的主导技术力量。机电一体化技术是融合现代应用机械技术和应用电子技术于一体的现代自动化控制技术,机电一体化技术的应用极大地推动了世界工业的快速发展,加快了工业产品更新换代的速率,降低了人类的劳动强度,提高了生产效率,更保证了工业产品的质量。随着机电一体化技术的不断发展,目前该项技术几乎应用到所有的生产制造领域,为推动社会经济的发展有着不可估量的作用。。

1.机电一体化在化工中的功能

随着社会的发展,人们对化工产品需求量不断增加,同时对化工产品质量也提出了更高要求,相应地化工产业的生产经营将面临着新的挑战和任务,为了满足社会对化工产品量和质的要求,化工产业必须要提高生产效率,加快对现代新技术的融入程度,全面推行自动化控制生产,实现化工产品性能的高稳定、高精度、高质量。不管是在经济性还是在产业的发展战略方面推行现代新技术的应用具有十分重要的现实意义。因此现代化工要认清时展的总体趋势,深化产业改革,积极地将最为前沿的成熟的科技产品应用到产业的生产经营中,才能为化工产业的发展带来新的生机。

(1)电子监控系统。电子监控技术在化工生产中的应用能对生产流水线的各个系统进行实时监控,比如化工生产设备传动系统,制动系统、液压系统、电路装置系统及运行状态系统,如果化工生产流水线的某一个系统出现故障,电子监控系统会及时地发出警报并显示出出错部位,这样系统维修人员就比较直观地找出生产系统的具体故障,快速地对其进行检修,缩短了停机维修时间,提高了工作效率。减少因生产设备故障带来的经济损失。此外,如果遇到电力方面的问题,如电压过高,机电一体化产品会利用过载系统自动切断电源,避免因电压过高损坏机台设备,显著提高了设备的安全性。

(2)闭环控制系统也称为反馈控制系统,将系统输出的误差信号(反馈和输入信号的差值)直接输入到相关软件中,使系统自行调整系统误差,以接近或达到最后满意的输出结果,简而言之,其作用是减小系统误差。实现化工生产运行系统的安全、可靠运行。

(3)节约耗材和能源。

机电一体化对化工生产过程中的具体技术要点能做到准确无误,降低了原材料的消耗,同时机电一体化自身配置的有低能源消耗系统,使其在生产过程中用最低的能源创造出更多的产品,提高了设备能源的利用率,使化工企业起到了节约能源和降低耗材的效果。

(4)生产作业工艺流程的自动化或半自动化控制。化工生产中融入机电一体化技术可以实现生产过程中的自动化生产或半自动化生产,大大地降低了人员的操作劳动强度,同时自动化生产可显著提高化工产品的精度,提高了生产效率。

2.机电一体化在化工中的应用

2.1机电一体化在煤气天然气生产中的应用

随着人们生活水平的不断提高,消费观念发生了深刻的变化,不仅要求化工产品要在质量上有保证,同时还要保证其使用的安全性。作为化工企业尤其是和人们息息相关的化工产品必须要在生产过程中融入现代科技以达到产品质量和安全性能都符合国家规定的质量标准和使用安全标准。笔者对煤制天然气的生产工艺流程进行了简单的介绍,探讨了机电一体化技术在煤气天然气生产工艺流程中的应用。煤制天然气整个生产工艺流程如下:原料煤在煤气化装置中与空分装置来的高纯氧气和中压蒸汽进行反应制得粗煤气;粗煤气经耐硫耐油变换冷却和低温甲醇洗装置脱硫脱碳后,制成所需的净煤气;从净化装置产生富含硫化氢的酸性气体送至克劳斯硫回收和氨法脱硫装置进行处理,生产出硫磺;净化气进入甲烷化装置合成甲烷,生产出优质的天然气;煤气水中有害杂质通过酚氨回收装置处理、废水经物化处理、生化处理、深度处理及部分膜处理后,废水得以回收利用;除主产品天然气外,在工艺装置中同时副产石脑油、焦油、粗酚、硫磺等副产品。其中工艺生产装置包括空分、碎煤加压气化炉,气化炉自动控制开关,耐硫耐油变换;气体净化装置;甲烷化合成装置及废水处理装置。辅助生产装置由硫回收装置、动力、公用工程系统等装置组成。工艺中的各种装置都有微机控制,各个工艺环节都由系统控制中心实施人机界面操作,界面上将显示各个工艺流程的运行状况,同时基于机电一体化系统中具有自动检测和自动报警装置,能及时地对生产工艺中的出错及时显示出来,有效地减少了生产过程中因工艺中的某个环节出现故障影响生产系统的运行,实现了生产工艺的安全、可靠性运行。

2.2机电一体化技术在氮肥厂的应用

目前,机电一体化加煤技术在氮肥厂也得到了广泛的应用,技术应用主要体现在:(1)给传统的下灰灰仓加装自动下灰装置,实现下灰有机械操作或人工操作向自动下灰转化,节省了大量的人力投入。(2)仍采用原造气工段的油压动力源;(3)造气工段由程控微机进行控制实现了不停炉可下灰,减少了因生产停机而带来的经济损失。不停炉下灰保证了氮肥厂生产的连续性,不会因过多次的停机耽误生产,提高了生产效率。机电一体化技术在氮肥厂必将会有广阔的应用发展空间。

【参考文献】

[1]王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技,2006,(4).

[2]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技,2007,(3).

机电一体化应用范文3

关键词:机电一体化;技术;应用

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,在机械工程领域,由于微技术和机技术的迅速发展及其向机械的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化技术的特征

1、机电一体化技术具备较高的安全性

在整个工作过程中,一旦电力发生了超载与过流等故障时,可以采取自动化保护措施,最大限度地避免和减少人员、机械设备出现事故,加强了机械设备的安全性能。此外,机电一体化有关产品具备了自动化监控、自动化诊断、警报与自动化保护等功能。

2、机电一体化具备了较强生产能力

由于机电一体化产品实现了自动化监控目的,所以提高了设备的生产能力。此外,机电一体化产品多数具备自动处理信息和信息控制等能力,其检车控制的精确度、灵敏性和应用范围得到了很大程度的提升,采用自动化控制系统可以保障机械设备的执行情况能够根据相关的设计要求进行,从而保障了产品的质量。

3、机电一体化具备了较高的使用性能

机电一体化产品采用了数字显示和程序控制,这使得手柄和按钮的数量得到很大程度的减少,方便了操作过程。机电一体化产品可以重复大量的动作,更先进的产品还能够筛选工作程序。

4、机电一体化具备了较大的适用范围机电一体化产品具有复合技术和功能,不具有单技术、单功能的局限性,这使得机电一体化产品的功能得到很大提高,也深化了自动化的程度。机电一体化产品具有的自动和智能功能可以轻松应对用户的需求。

二、机电一体化技术应用

1、数控机床

数控技术已经有40年的发展史了,它在多个方面都有明显的提高,比如结构、功能和控制精度,具体表现为:1)结构为多CPU、多主总线形式,具有紧凑、模块化的特点。2)设计具有开放性,硬件系统和功能模块可以最大限度地使用户受益。3)系统可以实现动态仿真二、三维加工过程,通过在线诊断和模糊控制等向车间提供编程技术。4)存储器采用了大容量同时软件设计为模块化,这种改变使得数控的功能变得更加丰富,也使得CNC系统具有更强大的控制功能。5)一个机床可以通过多过程和多通道控制实现多个独立任务同时完成,并且系统中还集成了刀具破损检测等。

2、工业机器人

第一代机器人对工作对象和环境的适应性较低、灵活性较差,也被称为示教再现机器人,它们在进行重复运动时只能根据示教内容进行。。第三代机器人即是我们所称的智能机器人了,它的工作离不开第五代计算机,通过传感元件和计算机的作用来达到复杂的逻辑、判断和决策能力。

3、计算机的集成系统

全局动态最有综合帮助实现了计算机集成制造系统,它并非是由各分散系统简单组合而成的。计算机集成制造系统打破了原有部门间的界限,制造是它的基干,通过这个基干达到对“物流”和“信息流”的控制,最终将经营决策、产品开发等有机结合起来。一个企业如果具有很高的集成度将会更好地优化各种生产要素的配置关系,更大程度地开发出各生产要素的潜力。

二、机电一体化技术的发展趋势

1、数字化:微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。如不断发展的数控设备,利用计算机生产过程进行机种监视、操作、管理和控制。

2、网络化:20世纪90年代,网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3、模块化:模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化。

4、人性化:各类产品的生产都是为了方便于人类,故机电一体化向人性化是个必然的趋势。机电一体化产品要求除了能够达到人类最基本的使用需求外还需要考虑它的外观结构包括形状及颜色等从而使产品更接近生活,让人们在使用过程中更自然,更便捷。

5、微型化:机电一体化的新目标是向着微型化转化。机电一体化的微型化又称为微型机电一体化系统,国外对其几何尺寸定义为一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。微型机电一体化系统主要特点为具有体积小、耗能小、运动灵活等,由于微型化的特点,其可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故非常受生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域的欢迎。

6、绿色环保化:工业不断发展、我们的生活舒适度不断提升的同时环境污染缺越来越严重,资源也越来越紧缺。人们都在强烈呼吁保护环境、节约社会资源,所以机电一体化技术的一个发展趋势就是绿色环保。在新的时代背景下机电一体化技术产品必须要无害或者对生态环境的危害极小,必须符合人类健康要求,必须有极高的资源利用率,回收利用率也要很高,这就是绿色环保化在机电一体化产品中的具体体现。

7、系统化:其特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。特征之二是通信功能的大大加强,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系当然,机电一体化的发展不是孤立的,与机电一体化相关的技术还有很多,并随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

结语

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多技术的结晶,是生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献:

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社.2006

机电一体化应用范文4

关键词:机电一体化;汽车;电子制动系统

1概述

随着信息技术的不断发展,机电一体化技术的优势越来越得到人们的认可,在生产生活的诸多领域中都得到了广泛的应用。纵观汽车行业的发展历史,从蒸汽时代、内燃机时代、电气时代再到如今的信息时代,汽车的发展历史也是机电一体化技术的应用发展史,尤其是随着信息技术的不断发展,倒车影像、自动泊车、抬头显示等技术的应用使得机电一体化技术在汽车中的应用不断被人们赋予崭新的定义。本文主要以发动机控制系统、电子制动系统、倒车雷达及倒车影像系统为例,对机电一体化技术在汽车中的应用进行分析与阐述。

2机电一体化技术的简介

机电一体化技术是融合机械、电子、计算机等多门学科所实现的一体化应用技术,其以特定功能的实现为导向,通过机械装置、电子装置等的有机组合,形成了有机的整体,从而满足了人们的使用需求。机电一体化技术通过机械系统与电子系统的有机结合,赋予了装置全新的性能,使其能够更好地满足用户的使用需求。随着信息技术的迅速发展,机电一体化技术已经在生产生活的诸多领域得到了广泛的应用,数控机床、机器人、跑步机等都是机电一体化技术应用的典范。

3机电一体化技术在汽车中的应用

随着机电一体化技术的不断发展,其在汽车行业中也得到了广泛的应用,从历史角度来看,机电一体化技术在汽车中的应用主要可以分为三个阶段:第一阶段是二十世纪六十到七十年代期间,机电一体化技术在汽车中的应用主要体现在对汽车机械装置的改善中,电控燃油喷射、电动助力转向等技术开始得到应用;第二阶段是八十到九十年代期间,随着集成电路的广泛应用,其在汽车中也得到了一定的应用,解决了机械装置难以实现的汽车控制难题,大大提高了汽车行驶的安全性;第三阶段是二十世纪末至今,随着信息技术特别是网络技术的不断发展,机电一体化技术在汽车中的应用更为成熟广泛,推动汽车不断向自动化、智能化方向发展。

3.1发动机控制系统

发动机控制系统的核心是发动机控制单元ECU,其普遍配置于各类汽车的发动机之中,通过压力传感器、速度传感器以及温度传感器等,对发动机的状态进行实时监测,并对发动机的状态及时进行调整,确保发动机始终运行于最佳状态下。发动机控制系统形成了自闭环的控制系统,其通过对空气燃料比、点火时间以及排气等的实时监测,对空气燃料比进行调节,并将结果反馈至ECU,从而保证最优的空气燃料比,大大提高了发动机的节能性与稳定性。当空气燃料比过高时,燃料较少不利于点火,而当空气燃料比较低时,氧气不足将导致燃料的燃烧不充分,一方面造成了燃料的浪费,另一方面产生了大量的一氧化碳、碳化氢等有毒气体,对环境造成了严重的污染。过高过低的空气燃料比都对发电机的寿命有着不利的影响,因此发动机控制系统的应用通过最优空气燃料比的控制,能够保证发动机始终运行于最佳状态下,不仅提高了发动机的燃烧效率,更有效延长了发动机的使用寿命。

3.2电子制动系统

汽车的电子制动系统主要包括BBW系统、ABS系统以及ASR系统三大部分。BBW系统的应用改变了传统制动系统的机械构造,刹车脚踏板到刹车片间传递的不再是液压信号,而是通过电信号进行传播,不仅有效缩短了机械装置的制动反映时间,更大大提高了制动系统的可靠性。BBW系统主要由电子踏板模块、ECM控制模块以及制动模块三部分组成,当驾驶者踩下刹车板时,电子踏板模块将其转换为电信号,并将信号传递至ECM控制模块,ECM控制模块通过分析判断后向制动模块发出信号,控制启动制动电机,通过制动器活塞将制动片按压到制动盘上进行制动;相反地,当驾驶者松开刹车板时,电子踏板模块也将其转换为电信号并传递至ECM控制模块,控制模块判断驾驶员松开脚踏板后向制动模块发出信号,控制制动电机反转释放制动活塞压力,此时制动片将脱离制动盘,汽车恢复行驶状态。随着汽车行驶速度的不断提升,对制动能力的要求越来越高,为了实现更短的制动距离,单纯的后轮制动已经无法满足汽车的制动需求,制动装置也开始在前轮得到配置。当汽车发生急刹车时,前轮增重后轮减重以及后轮抱死的现象对制动过程中车辆的方向控制十分不利,容易发生失控事故,因此ABS系统应用而生,其在BBW系统的基础上,进一步提高了汽车的制动能力。ABS系统在汽车制动时,通过传感器对各制动轮的运动状态进行检测,并通过运动状态计算得到各制动轮的最佳制动力矩,从而有效避免了轮上抱死现象,大大提高了汽车制动过程中的控制性与稳定性,减少了汽车的制动距离,有效增强了汽车制动过程中的安全性。ABS系统的控制框图如图1所示。在ABS系统的基础上,ASR系统又被人们提出,有效解决了汽车行驶及制动过程中出现的驱动轮打滑现象。在雨雪天气后,路面的摩擦力大大减小,汽车加速或制动时经常发生打滑现象,当汽车采用后轮驱动时,驱动轮打滑将导致车辆甩尾,而当汽车采用前轮驱动时,驱动轮打滑将导致车辆的失控。在汽车制动或转弯过程中,驱动轮的打滑现象将导致车身向一侧偏移,容易导致事故的发生。ASR系统通过对驱动轮转速的实时监测,一旦发生某一驱动轮转速异常增大时,即认为该驱动轮发生了打滑现象,此时自动控制降低发动机的转速,对打滑的驱动轮进行制动,保持与路面状况相适应的最佳动力输出,能够有效避免打滑造成的安全事故。

3.3倒车雷达及倒车影像

机电一体化应用范文5

关键词:机电一体化;应用;发展趋势

中图分类号:TM文献标识码:A文章编号:1673-9671-(2012)042-0113-01

20世纪60年代以来,随着计算机技术、电子技术以及微电子、信息技术的飞速发展,传统的机械制造技术得到了迅速的发展,逐步形成了一门新的技术——机电一体化技术。机电一体化技术是将机械制造技术电子技术相结合,将两者作为发展的主体,在多门学科之间形成相互渗透与结合,并逐步获得完胜,形成一门新兴的边缘性学科。尤其是伴随着光学技术、接口技术以及自动控制技术的发展,机电一体化技术得到了最大程度的

发展。

1机电一体化技术的应用

1.1机电一体化技术在机械制造行业中的应用

机械制造行业作为一种传统的制造业,在产业发展的过程中发挥着基础性的作用。而企业生产出的机械产品要想在市场竞争中获得应有的竞争力,就必须采用机电一体化技术,实现机械产品的智能化、信息化、模块化、网络化和绿色化。在发展的过程中必须得到机电一体化技术的有效支撑。尤其是随着生物科学技术、纳米技术以及信息技术的进一步发展,使得机械制造行业开始走向精密化、绿色化和智能化的发展道路。机电一体化技术的核心部件是微处理器,该设备将数据通讯、微型计算机以及仪表等联合控制起来,提高了机械制造产品的加工精度,提高了产品的质量,给产品可靠性的提高创造了条件。

例如,机电一体化技术在数控机床中的广泛引用,使得数控机床经过三十多年的发展,其结构操控、功能以及控制精度等方面都有明显的提高。例如:在总线布置方式、模块化控制、结构的紧凑型设计等方面有明显的提升。数控机床中,通过采用多个CPU、多条控制总线的开放性设计方式,使得硬件的体系结构以及各种功能性模块更加具有层次性和相互兼容性,极大的提高了用户的使用效益,提高了机床的智能化程度。同时,在加工过程中的动态仿真方面,由于可以通过引入在线诊断、模糊控制等多种智能控制策略,对机床的可操作性起到了极大的提升作用。机床中大容量的存储器以及模块化设计的软件有效的丰富了数控功能和程序,能够实现多过程、多程序的控制机制。同时,机床控制系统中的多级网络可以实现系统加工复杂工件的能力。

1.2机电一体化技术在自动控制过程中的应用

自动控制技术在现代机械以及现代机械制造过程中随处可见。在进行机械零部件的加工过程中,传统的人工加工方法存在着工作效率低、合格率低、加工质量不高等问题。而在采用自动控制技术之后,零件加工过程中的零件装夹、对刀以及走刀等多项操作都不需要工人来参与,工人只需要在控制面板输入程序即可实现零部件的加工。在程序输入的过程中,只需要根据加工工艺需要,利用程序来设置好对应的操作流程即可实现对数控机床设备的控制,使之能够自动完成零件的加工过程。而对于加工过程中需要的对各种数据的监控,利用信息反馈技术就能够实现对加工过程中产生的各种数据的实时监控,使得工人不需要测量就能够获得加工中零件的加工状态。同时,在零部件的加工过程中,由于整个加工过程实现了自动化的操作,产品从开始加工直到成型等,不需要任何的人员参与进来,只需要在开始进行对应的设置即可实现控制。这种机电控制技术有效的避免了人为因素的干扰,杜绝了由于人为因素而导致的加工不准确性,大大的提高了产品加工的效率和质量,有效的控制了人力资源的成本。

1.3机电一体化技术在传感检测技术中的应用

在进行产品的加工过程中,经常需要对产品的尺寸规格进行检测,尤其是在进行高精密的机械零部件加工时,对产品的检测是一个不可或缺的过程。在传统的零部件检测过程中,一般都是采用人工的方式进行测量,这种方式不但费力,同时还会由于检测质量不高而导致检测方法的推广问题。尤其是当前大规模生产的问题,导致生产速度跟不上对应的要求和规模。而随着机电一体化技术的不断发展,其在传感技术中得到了迅速的发展,其在产品的检测过程中得到了广泛的应用。

所谓的传感技术,就是利用红外线进行产品,将产品内部的缺陷以及外部的尺寸问题进行检测,其检测的范围、速度和质量都得到了迅速的 提高。尤其是随着现代生产流程的自动控制和自动调节,传感技术是实现自动控制与自动调节的根本。在一定程度上来讲,传感器的检测功能越强,其检测速度也就越快。尤其是一些在生产过程中需要进行淬火等热处理加工的机械制造中,由于加工环境较为恶劣,因此其对传感器检测工作提出了更高的要求,这给精确、快速的获取产品信息,把好质量关提供了一个较好的保障。

2机电一体化技术的发展趋势

2.1微型化

随着机电技术的不断发展,机电一体化技术朝着微型化方面的发展显得更加的明显。尤其是随着精密加工技术的发展以及精密加工的基本要求,通过机电技术来发展微、精加工成为了一个有效的手段。自从美国斯坦福大学1986年研制成功了第一个医用微型探针,美国加州大学1988年研制出了第一台微型电机,国内外在微电子、工艺及微观理论等方面的研究和发展得到了快速的发展,开发出了各种微型电子器件和微型控制系统。例如,各种类型的微型传感器(压电、微加速以及微触觉传感器等),诸如微型齿轮、微型机器人等各种微型构件、系统等。

2.2人性化

未来的机电产品和设备更加的注重人机工程学,要求其能够与人建立起良好的操控兼容性。这是由机电设备产品额的最终服务目的所决定的——起最终都是给人提供服务。这时,人们就会考虑到如何给机电设备产品赋予诸如职能、情感,甚至是“人性”等。同时,还会对造型、色彩等各个方面进行协调,使得人们在使用这些产品的过程中不仅能够实现自己的目的,同时还将带来艺术般的享受,最终实现人机一体化。

2.3光机电一体化

随着光学技术的不但发展,其已经渗透到了各个学科和专业领域当中,成为了一个专业的学科,并逐步的发展成为了一个产业。从当前光学技术的发展现状来看,光机电一体化技术的应用热点主要在这样几个方面:其一,利用激光的高单色性,对零件和产品进行高精密的测量,极大的提高了零件的检测精度和量程;其二,利用激光的高方向性,实现远距离指令的传输,达到远距离的激光通信、激光测距、激光导航以及遥控等;其三,利用激光的高亮度性和能量密度高的特点,将之用来对各种材料和产品进行高精度的加工;其四,利用激光的相干性,其在全息摄像、激光印刷和光学计算机的研制等方面得到广泛的应用。同时,还可以利用激光的准直来实现对机械零部件的垂直度进行检测、远距离测距、光纤探测器的研制等。

伴随着机电一体化技术的不断发展,各种不同的产品逐步的实现了机电一体化,在提高产品质量的同时也提高了产品的生产质量,加快了科技成果向产品的转化效率。同时,机电一体化技术也逐步的向着控制系统模块化、绿色化等方向发展,正改变着整个制造业的发展。

参考文献

[1]陈菊华.浅析机电一体化技术及其应用[J].中国科技信息,2008,13:132-133.

机电一体化应用范文6

我国煤矿采煤技术由手工发展到炮采,再由炮采发展到机械化采煤,技术的不断发展,使生产力得到相应的提高。矿井的年产量从之前的几万吨扩增到现在的几百万吨就是其最具体最直接的体现。为了与较高的生产能力相适应、相匹配,市场上出现了与之配套的机械设备,如煤矿机电一体化技术下的一系列产物,该产物的特性就是融多项高新技术为一体,主要包括微电子技术、自动节制技术、计算机技术、传感技术以及人工智能技术等热点技术。在煤矿企业中,运用机电一体化技术已经取得了相当大的成功,因此可以说,机电一体化技术的应用,可以促进煤矿企业实现安全高效以及机械化的生产。

1机电一体化技术在煤矿企业中的应用

1.1机电一体化技术在运输机中的应用

我国经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,使对生产生活用煤的需求量大幅度增加,这就对我国煤矿的生产在一定程度上提出了更高的要求。然而,与国外煤矿企业相比,目前我国煤矿企业的提升以及运输系统水平与之还存在非常大的差距,难以适应社会发展的需求。因此,在对国外经验加以借鉴的基础上,加大对机电一体化技术的研究力度,使其在煤矿运输系统中得到较好的应用。目前,机电一体化技术产物中比较领先的是内装式提升机,它是滚筒以及电机的融合体,其结构简单并且操作起来也比较方便,系统准确性也高,可以完全实现自动化控制。目前,在我国煤矿企业中应用比较普遍、规模较大的运输以及生产方式是皮带式运输,它有如下几个特性:运行安全可靠、输送量大、输送距离远、连续输送、自动化以及效率高,而且通过煤矿企业计算机控制监测系统的时时监控,皮带式运输的自我诊断以及自我保护功能得以实现。

1.2机电一体化技术在矿井监控系统中的应用

在煤矿生产中,机电一体化技术主要包括:计算机信息技术、自动控制技术、系统技术以及机械技术。监控系统在矿井生产运作过程中占据着非常重要的地位,与银行监控系统不同的是,矿井监控系统对数据保存没有非常严格的要求,甚至允许出现因机器故障而丢失数据的现象,但是这个数据丢失时间是需要控制在5min之内的,矿井监控系统是绝不允许出现连续停机的现象。不难发现,在日常生活中经常会发生银行因死机而暂停营业的状况,然而在这种突发状况下,人们并不担心私人的存款数据会因为网络故障而丢失,因为银行会及时地对故障进行快速排除。但是,矿井的安全监控系统则不能像银行一样突然暂停,那样就无法保障矿井工作人员的生命安全。机电一体化技术的应用很好地确保了矿井安全监控系统的正常运作,主要是通过软硬件结合,创设局域网来同步主机与自身数据库,分担网络上传、图表打印、数据检索以及图形显示等任务。实践表明,在矿井监控系统中应用机电一体化技术取得了良好的效果。

1.3机电一体化技术在采煤机中的应用

综合机械化采煤系统在煤矿企业中的应用对煤矿自动化进程产生了有力的推动作用。我国的采煤系统由之前的液压牵引技术成功过渡到机电一体化牵引技术。相比液压牵引技术,机电一体化技术拥有的相对优势主要表现在五个方面:①良好的牵引性可以有效克服采煤机运作过程中受到的阻力并且为其提供有效的牵引力,此外,采煤机下滑时还可以通过提供制动避免其过度下滑。②机电一体化牵引技术采用的制动装置,可以有效防止采煤机下滑,这样采煤机就可以进行倾角比较大的煤层作业。③因为机电一体化采煤装置的整体磨损小、故障少、维修少,运行起来更加可靠,因此能够在恶劣的环境下进行长时间的作业。④机电一体化采煤装置具有良好的动态性,可以通过控制系统对各项参数进行及时的调整。⑤该系统装置结构简单、体积较小,具有很高的使用效率。与此同时,计算机全程控制机电一体化采煤机使其完全实现了支架的自动化,此外,将计算机监控装置安装在工作面刮板运输机上,使系统的自动化控制得以实现。总之,机电一体化技术在采煤机中的应用协调了整个系统设备的运作,方便了整体的操作,同时使生产的工作效率、可靠性以及安全性也得到了不同程度的提高,给煤矿企业带来巨大的社会效益以及经济效益。

1.4机电一体化技术在支护设备中的应用

我国煤矿综合机械化采煤工作中经常用到的支护设备是液压支架,在支护设备中应用机电一体化技术的具体体现就是有机地结合计算机技术以及液压控制,实现成组的自动移架或者定压的双向邻架,从而有效地避免对支架或者顶板产生过大的冲击。

2煤矿机电一体化技术应用的建议

在我国煤矿透水、塌方的安全事故时有发生,这在某种程度上表明有很多严重的问题存在于我国煤矿的技术以及管理之中,预防安全事故的发生已经成为煤矿企业工作的重中之重,而机电一体化技术以及相应产品的出现,从整体上提升了煤矿生产的自动化水平,有效地预防了安全事故的发生,因此,要不断加强机电一体化技术在煤矿企业中的应用力度。目前,机电一体化技术在我国煤矿企业中得到了普遍的推广以及使用并取得了良好的成效,但是相比发达国家而言,该技术在我国应用时间较短,相关经验有所欠缺,因此,在借鉴西方优秀经验的基础上,加大对机电一体化技术的研究力度,从而提高生产水平,尽可能避免安全事故的发生,给国家以及人民的生命财产安全提供最大程度的保障。机电一体化技术的核心要素就是计算机技术,因此对于基于机电一体化的中央控制系统,要提升其运算的存储能力。此外,煤矿生产中不同的场地环境对机器系统的需求不同,因此,需要不断对软硬件系统进行研发,实现机器系统使用方便、体积小、功能强、重量轻、性能好以及效率高等特点,以便能够更好地满足场地环境的不同需求。与此同时,通信功能也是机电一体化技术产品所需要具备的,在此基础上,还要求其具备通信模块以及较高的可靠性。在这一方面,在结合现场总线技术的基础上,可以结合工业以太网技术实现对机电一体化技术的有效控制,从而进一步实现机电一体化技术产品的通信功能。智能化是社会发展的趋势,为了促进机电一体化技术以及产品的智能化,需要通过构建一个动态高效的控制系统来分析系统参数,并且通过观察系统参数来判断机电设备以及其运行环境的变化,并在此基础上进行自我调整和修复。通过判断工作状态以及诊断系统,及时地发现故障并且能够准确地预测未来工作中可能发生的故障。众所周知,矿井下温度、湿度、粉尘都是非常高的,而且含氧量低,环境极其恶劣,传统的传感器并不适宜在井下操作,深入研发适宜矿井工作的传感器技术对于煤矿企业的长远发展具有很重要的作用。

3结语

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容