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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机电一体化的运用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:机电一体化;传感器;应用
中图分类号:TH39文献标识码:A
doi:10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.031
机电一体化涉及到机械制造、自动控制等多种技术,而传感器技术是其实现自动化控制的重要一环,它的技术高低对系统的功能起着影响和决定作用。
1传感器技术的意义
机电一体化系统中最核心的部件就是传感器,同样的传感器技术也是系统的关键技术。传感器能够获取被测物体的相关信息,并对系统进行传输,为系统的决策和控制效率的提升提供技术保障。机电一体化系统中测量部分是由电路和传感器等部分组成,主要是对待测对象的信息采集和收纳,再给系统的控制提供参数等数据的决策参考,保证系统的有效控制。传感器在测量部分中能够提高收集参数的准确率和数据获取的速度,有利于测量模块更高效准确地为系统提供科学准确运行的信息,也能够使系统进行自动化检测。
2传感器技术在机电一体化系统中的运用
传感器技术所涉及的范围非常广泛,主要是利用物理特性将非电量转换为电量,能够使机电一体化系统达到更高的自动化水平和准确度[1]。
2.1汽车行业的传感器技术运用
在汽车生产中使用传感器技术是实现汽车自动化控制的关键,尤其是近些年车用电子装置的增加,如娱乐装置、防抱死系统等,都需要传感器技术。汽车机电一体化系统是用电子自动化控制代替机械式控制,这就要求汽车的整体都要覆盖检测控制装置,如底盘控制用传感器、发动机控制传感器等。
汽车传感器要求具有适应性强、抗干扰和稳定可靠性强的特点,随着新型传感器技术的应用,汽车的性能也得到了提高,如可以减少汽车的耗油量、降低尾气排放量,并为使用者提供更人性化的安全稳定服务。以汽车发动机部分为例,这一部分的传感器是众多传感器的中心,其包括温度、气体含量和爆震传感器等种类,可以有效的提高汽车发动机的实用性能。但汽车运行中会出现振动和电磁波,在选择传感器时要注意抗干扰和抗震的性能。
2.2机械加工过程中的传感器技术运用
机械加工过程中,步骤繁多需要检测的部分也很多,大致可以分为三个阶段。一是加工前,要对加工设备和配件进行自动化检测,自行判断和调整夹持方向,确定变形情况和夹紧力的大小,保证机械加工过程的正常运行。二是加工过程中,首先要确保产品的精确程度和合格率,对工程中的切削速度、力度、温度、压力等参数严格检测,达到最佳的加工条件。如其中的切削传感器技术,在切削过程中,传感器主要对切削力度的变化、过程中的振幅、声发射以及电击功率进行检测。为了检测切削状态下的稳定性和加工精度的问题,多采用应变式和压电式三向切削力传感器进行测量。三是在加工完毕后,对工件进行检测,以保证产品的合格。检测时会对工件的尺寸、光滑度、形状和圆度等位置公差测量;齿轮等样式的工件,除了以上的检测外,还要增加齿距、导程等的测量。在测量合格后,将检测参数作为下一道工序的选用条件。
2.3数控机床中的传感器技术运用
数控机床就是利用数字信号对机床的运动和加工过程进行控制,就是将刀具等工具的移动加工信息用数字代码表示。在数控机床上使用的传感器,主要有光电编码器、温度传感器、电压传感器、红外传感器等多种传感器,主要用来测量线位移、角位移、速度、压力等方面。在数控机床实际运行中,常会发生传动轴振抖的现象,为了解决这种现象,就可以使用光电传感器、超声传感器或红外传感器对传动轴振抖的现象及时检测。而且可以利用压力传感器对数控机床的夹紧力进行检测,当夹紧力大于设定值时会导致工件过紧,这时检测系统发出警报和刀具停止运行。此外,压力传感器还能够对刀具的切削力进行检测[2]。
传感器在数控机床的液压系统、气压系统中也被广泛应用,用来检测油路和气路中的压强,当气压值低于标准值时,触点会将故障位置信息传输到数控系统。
传感器技術还应用于工业机器人中,安装的传感器主要是视觉传感器和触觉传感器两种。视觉传感器可以识别工业传送带上的机械零件是否完整,可以完成危险材料的装运和自动导航。而触觉传感器则是对零件的孔洞、曲面等因素进行检查。随着机械自动化水平的不断提高,对传感器技术的要求也不断的增加,这就要求发展连续、瞬时检测的传感器。
机电一体化系统是未来工业的发展方向,而传感器技术在机电一体化系统中的运用,能够有效的提高系统的自动化和智能化水平,提高工作效率。其主要运用于机械加工、汽车行业、数控机床等机电一体化行业,为生活和工程生产提供便利。
作者:吕忠毅
参考文献:
关键词:水利工程;机电一体化;应用
机电一体化技术一词最早是由日本企业所提出的,在现代化工业技术高度发展的今天,机电一体化技术也得到了飞速的发展,可以说机电一体化技术的发展对于水利工程项目的建设具有重要的现实意义,如何在水利工程中更好地应用机电一体化技术,已经成为了限制水利工程建设项目发展水平的关键因素。
一、机电一体化技术的概念分析
机电一体化技术是一门集合了电子计算机技术以及工厂机械电子操作生产为一体的综合性学科,目前在计算机智能领域、自动化控制技术领域、电子传感系统检测领域以及传动领域都有所涉及,在现代化生产当中的应用十分广泛,尤其是在大型的水利工程项目建设中,应用了机电一体化技术以后,大大提高了工程建设的效率,在信息统筹及处理方面和过去相比都发生了较大的改进。就机电一体化技术未来发展的方向而言,会朝着更加智能化、微型化以及生物学化发展,在此技术的基础上添加光电传感技术,进而增加工程项目机电系统自身的柔和性,在每个工程项目中都有一个总操作系统,下面每个操作项目板块中又分别有不同的子系统模块,各个模块之间的工作互不干扰,在人工智能化发展的过程中,大大提高了水利工程项目的经济效益,在未来的机电一体化技术建设与发展中,它的应用途径将会变得更加广泛。
二、机电一体化技术在水利工程项目建设中的应用
(一)设备安装
在水利工程项目的具体实施建设中,操作工人应当在按照科学的机电一体化技术要求在水利工程建筑项目当中对机电一体化设备进行正确的安装,在安装设备以前,操作工人必须到水利工程项目的施工现场进行实地考察,从而了解到施工现场的实际情况,包括工程所处环境的地质条件,气候的变化情况等,然后再对所要安装的机电一体化设备进行检查,确认可以正常运行以后,对机电一体化设备进行整体的工程布局规划,在涉及到施工场地以及施工通道时,操作工人要能够及时清理干净机电一体化设备所经过的地方,再对水利工程项目施工部位的混凝土基座采取正确的施工策略,按照水利工程项目的设计流程进行施工,在工程基座中添加机电一体化设备,需要注意的是,即使在安装之前已经检查过一遍机电一体化设备的安全使用性,在进行正式安装时,还应当再重新检查一遍,一定要确认机电一体化设备正确安装了以后,才可以进行下一步的操作,有关机电一体化设备的安装必须要由专业人士来进行,在涉及到高空作业的时候,一定要做好安全防范措施,避免操作工人在高空作业时候的人身安全受到威胁。
(二)设备调试
当机电一体化设备在水利工程建设项目中安装完成以后,还要有相关的技术操作人员对所安装的设备进行技术调试,再一次确认机电一体化设备的安装是否正确的,能否正常地发挥出机电一体化技术的作用,同时也要保证机电一体化设备不会出现任何的安全问题,在设备调试的过程中,主要检测设备的正常工作性能参数,工作的效率参数以及机电一体化设备所产生的工作效益,需要将每次设备调试的结果进行记录,并输入到计算机系统数据库中,方便技术人员进行统一的操作和处理。
(三)水利工程建设中的机电一体化技术应用
在研究机电一体化技术在我国大型水利工程建设中的应用过程中,可以举位于河南省境内著名的小浪底水利枢纽工程建设项目为例,小浪底水利工程项目在三门峡水利工程的下游,它每年能够控制的流域面积大约在70万平方公里左右,是黄河中游地区一段峡谷的出口部位,是黄河流域中非常重要的水利控制工程。在小浪底水库的具体建设过程中,应用了大量的机电一体化技术设备,大大增加了黄河地区流域的抗洪防捞性能,同时机电一体化技术应用过程中,对于黄河流域的水资源也得到了有效的利用和开发,起到了科学的水资源保护作用,促进了小浪底水利工程地区的经济发展。在计算机人工智能技术,自动化控制技术,以及开放式控制系统应用当中,将水利工程建设项目打造成为了一个综合性的智能操作系统,由机电一体化技术专家来进行系统性的操作控制以及模糊性的操作控制,采用中央处理器的来进行核心操作,而在应用分布式的控制技术时,利用电子计算机设备对水利工程建设中的施工情况进行实时性的监控,及时发现水利工程施工中出现的问题并且及时加以控制,进而实现小浪底水利工程建设项目的检测、控制及管理的一体化发展,分布式控制系统有着操作简单,上手容易的优点,可以大大提高工程建设的安全性能。在施工现场操作总线技术和机电一体化技术融合发展中,通过开放式技术控制系统的密切配合,实现了水利工程建设项目之间的实时沟通,采用现代化的电子通讯设备能够将施工现场当中的所有机电设备,生产设备以及电子设备进行连接,将这些设备在施工生产过程中所产生的数据通过现代化的电子通讯技术传输到水利工程建设项目中的核心总控制室,由计算机操作系统对各生产设备、机电设备进行统一的控制与管理,从而实现水利工程建设项目的控制操作一体化发展。
三、水利工程项目建设中机电一体化技术的未来发展研究
通过对水利工程建设项目中机电一体化技术的分析与应用研究中可以了解到,在未来的水利工程建设项目中,一定会朝向更加智能化的方向进行发展,生产效率会越来越高,机电一体化技术的发展可以说是我们国家生产力提高的一种表现,它融合了以电子计算机技术为核心的多方面生产技术,而且国家对于机电一体化技术的开发与创新项目高度重视,希望在未来的水利工程建设中,能够继续开发技术人员的自主创新能力,加强对机电一体化核心技术的人才培养力度,相信通过技术人员的不断努力,未来的机电一体化技术发展一定会更安全,更绿色,更环保,既能够提高水利工程的模块化生产效率,同时也能够对水资源进行合理保护和开发,在高效利用现有资源的基础上,提高水利工程建设项目的生产产能,响应国家“节能减排”战略的号召,促进工程建设中各环节的信息交流。
综上所述,促进机电一体化技术在水利工程建设项目中的应用与发展可以说是现代化水利工程项目发展的大势所趋,科学地应用机电一体化技术,能够大幅度提高水利工程建设的工作效率和安全性,对水资源进行合理的开发和利用,在计算机智能化的机电一体化技术发展与应用过程中,未来的水利工程项目将呈现出一片大好趋势。
作者:林品渊 单位:江西省海龙建设工程有限公司
参考文献:
[1]龚祥普.水利工程机电一体化设备安装与调试探讨[J].江西建材,2016,08:129.
关键词 机电一体化;计算机技术;微电子技术;发展趋势
中图分类号TH-39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)87-0043-02
从机械工程发展的角度来说,机电一体化技术的发展决定了机械工程技术革命的发展方向。自上世纪末开始,机械工程领域便发生了巨大的变化,以微电子技术和计算机技术为核心的机电一体化技术迅速发展,并且快速渗透到机械工程领域,对机械生产的结构设计、功能设计以及管理方式等产生了巨大的影响,促进了我国机械工程的不断发展,同时也促进了工业生产革命的巨大变革。近几年,随着通信技术、微细加工技术等新技术越来越多的应用到机械工程领域中,机电一体化技术也发生了巨大的变革,并且向着网络化、智能化的方向不断发展。
1 机电一体化技术
机电一体化技术是建立在机械技术、微电子技术、计算机与信息技术、传感器与检测技术、自动控制技术、电力电子技术、驱动技术以及系统总体技术等高新技术群体基础之上的一种高新技术,是包括技术基础,技术原理在内的、使机电一体化产品或系统得以实现、使用和发展的技术。随着科学技术的都不断进步,机电一体化技术在机械领域和电子领域等多种科学相互渗透的过程中逐渐形成,现代科学研究将机电一体化分为技术和产品来年各个主要的组成部分。可以说,机电一体化技术的形成与发展是符合市场经济发展规律和科学技术发展规律的技术,其本身具有强大的生命力,能够应用到任何机械设计和生产领域中,并且通过微电子技术和计算机技术的有效结合,实现了机械设备的自动化和智能化,在工程制造、煤矿生产等领域都获得了广泛的运用。机电一体化技术的技术优势可以归纳为以下几点:第一,高安全性。机电一体化技术所具有的监视、报警以及自动保护等功能使其在众多的领域中都获得广泛关注,其所具有的自动保护功能具有较高的安全性能,最大限度的减少设备和人员的伤害,以此促进了设备使用性能的提升。第二,高生产能力。机电一体化产品具有很强的信息处理和控制功能,尤其是在检验和控制方面具有很高的灵活性。由于机电一体化本身带有完善的控制系统,其能够按照设计要求自动完成动作,并且保证产品的质量具有较高的合格率,而随着科学技术的不断进步,机电一体化的生产能力也将获得进一步提高,自动化程度也将越来越强。第三,使用性能。机电一体化产品具备数字显示和控制程序,用自动程序代替了手工控制程序,不仅降低了人员工作强度,同时更可以在短时间内完成大量的重复动作,且保证产品合格的生产质量。第四,具有较高的可靠性。机电一体化产品的运行可以通过控制系统来实现,只要在控制系统中输入相关的控制程序,便可以实现有效的运行。同时,机电一体化产品能够对正在加工和运行的设备系统进行自动检验和监控,能够及时发现故障并且做出准确的处理,以此保证生产活动持续、稳定的进行。
2 机电一体化技术的应用
2.1工业机器人领域
工业机器人领域的应用是机电一体化技术的典型应用,在汽车装配、食品加工等领域都有着工业机器人的广泛应用,不仅能够促进产品质量的提升,同时也能够极大的降低工业生产的成本,促进企业效益的不断提升。
2.2数控机床领域
数控机床技术也是机电一体化技术一种具有代表性的应用,在过去的多年时间里,我国数控机床的技术的发展智能依靠模仿国外先进的技术来实现,而机电一体化技术的运用,实现了机床主轴和传动系统的自主设计与生产,而且数控加工的精度也在不断提高,对于我国工业生产来说,起到了巨大的推动作用。
2.3计算机集成制造系统
计算机集成制造系统是计算机领域发展的另一个新高度,其将传统的生产部门划分形式进行完全的变革,从订单系统,到产品的研发与生产,完全利用计算机集成制造系统来实现。
3 机电一体化技术的发展趋势
未来机电一体化技术的将向着以下几个方向发展:第一,智能化。智能化是机电一体化技术发展的主要方向,其通过计算机控制系统的运用,将人工智能等技术越来越多的运用到机电一体化设备中,从而个人实现设备独立的判断和学习能力,进而实现自主决策;第二,网络化。随着计算机网络技术的不断发展,机电一体化技术的网络化发展也将成为一种必然。当前的很多机电一体化设备都要依赖于网络技术来实现控制,而未来的机电一体化技术在网络技术的运用方面将更为广泛和成熟,而且可以实现网络系统与工业机器人等终端设备的连接,从而形成一个完整的生产系统,利用计算机集成技术实现系统的控制。第三,微型化。机电一体化技术的发展影受到了越来越多的重视,而随着其应用范围的日渐广泛,在体积与能耗方面也将向着体积更小、更具有灵活性、功耗越来越低的方向发展,光刻技术、蚀刻技术的发展也将为机械元件的生产提供更为细致的工具,这将促进机电一体化产品将向着越来越微型化的方向发展,这也将促进机电一体化技术运用到更广泛的领域中。
4结论
随着科学技术的都不断发展与进步,越来越多的高新科技也将更多的运用到机械工程领域,而融合多种先进技术成果的机电一体化技术也将具有更高的可靠性,其本身所体现出来的智能化与网络化趋势也将促进机电一体化技术的日渐成熟,应用空间也必将越来越大,这对于我国机械工程领域的发展无疑将起到巨大的推动作用。
参考文献
[1]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.
[2]章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7).
[3]梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007(9).
关键词:机电一体化;应用;发展趋势
中图分类号:TH-39 文献标识码: A
机电一体化是社会生产力发展的产物,也是多门学科交织发展的成果。随着科学技术的快速发展,机电一体化在发展过程中,将会融入越来越多的高科技,从而推动技术的进一步发展。在对机电一体化的应用进行分析,对其发展状态要进行细致的分析,发现其发展过程中存在的问题。在今后的工作中,对机电一体化存在的问题进行进一步的研究和采取措施进行解决。使机电一体化更好更快的发展,从而提高其技术含量,在各个领域中作出更大的贡献。
1、机电一体化的概述
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术融合而成,是一种实用性很强的综合技术[1]。机电一体化是一种全新的综合技术,不是将若干种新技术随意组合与拼凑出来的技术。机电一体化主要有两个方面:技术和产品。机电一体化的产品的特征之一是具有非常强的智能化。当前很多的自动化生产设备都离不开机电一体化,传统的机械生产的竞争优势主要来依靠企业的发展规模、生产量以及调整产业结构实现的,它加强资源的利用率,通过降低成本提高产量和效率以提高经济效益。以机器代替人力,从而转变生产方式,提高经济效益。
现代先进的机械制造业主要以信息为导向,采用先进的生产模式、制造系统、制造技术以及先进的现代管理模式。其主要特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化等[2]。现代制造业的发展,将现代先进的科学技术融入其中,充分利用当前发展迅猛的信息技术,从而进一步提高制造业的发展水平。
2、机电一体化的应用
2.1数控机床
我国的数控机床数量位于世界之首,其生产量飞速增长,位居世界第三。一个国家机床技术的水平主要在于其数控机床技术水平的高低。当前,我国生产的数控机床在国内市场占有31%的份额,其余部分主要被国外产品所占据,我国的高端数控机床主要依赖于进口。通过多年的不懈努力,当前我国的数控机床一体化技术已趋于成熟,但整体实力及水平与国外相比,仍处于劣势。我国的数控机床在未来的发展中,加强检测道具破损、物料搬运以及机械手动控制,从而提高数控机床的利用效率[3]。
2.2自动生产线
自动生产线也是机电一体化技术的重要发展方面。当前我国的国民经济发展过程中,各种自动化生产线和设备运用于生产中。各类饮料食品的生产均运用自动化生产线和设备,生产量得到极大的提高。电子技术和传感技术也应用自动生产线,例如可编程序的控制装置、人机界面系统等,均应用机电一体化技术。
2.3机器人
机电一体化技术应用的一个重要成果是机器人。机器人的发明是二十世纪科技发展的结果。一个国家的综合技术水平,可以根据这个国家机器人的建设以及发展的水平得出答案。在当前的生产发展中,机器人在许多工业领域得到运用,对我国的军事、医疗等各类服务事业发展起到重要作用。随着科学技术的快速发展,机器人及其相关技术影响着人们的生活和工作。机器人的技术融合许多方面的技术,其中包括自动控制、电子计算机、微电子、人工技能、通讯等方面的技术,这些技术融合。机器人可以运用于很多领域之中,完成很多繁杂的工作,提高工作效率和效益,为社会的发展作出重要的贡献。
3、机电一体化发展的趋势
3.1引入光学技术
普通的机电一体化系统主要由传感、能源、信息处理系统以及机械结构等相关不见构成。随着科技的发展,光学技术逐渐引入于机电一体化系统之中。引入光学技术的机电一体化系统的传感、动力、信息处理等系统得到进一步的改进,未来机电产品朝着光机电一体化而发展。
3.2自律分配系统
未来的机电一体化产品,控制系统和执行系统更加的灵活和方便,更够快速的处理突发事件,被称为“自律分配系统”。在此系统之中的各个系统,均能互相独立进行工作,分支系统服务与总系统,并拥有其“自律性”。可以根据具体的情况,作出相应的反应。其特点在于,系统可以根据环境的变化生成属于自己的有关信息,在总的控制之下,改变自己的“行为”。这样的处理方式,使系统更加的灵活,能够快速的适用环境,从而提高工作效率。
3.3智能化
随着机电产品的“全息”功能越来越强,其只智能化水平逐渐提高。模糊、信息技术以及软件、芯片技术的快速发展,推动了机电产品的发展。其内部系统从最初的上下结构已经变成一个复杂的结构,从而使其愈加智能化。
3.4环保化
人类的发展必须以保护环境为前提,环保化,是高科技发展的的根本也是最终追求。随着社会的快速发展,所消耗的资源越来越多,在这样的发展情况之下,如何进行资源回收再利用,提高资源的利用率,减轻环境污染,是今后生产发展需要重视的课题。因此,要求在运用机械设备进行生产的各个环节,都要将环保因素纳入其中。机电一体化技术朝着环保化发展,有利于社会可持续发展。
3.5网络化
随着信息技术的快速发展,机电一体化技术与网络进行良好的融合,从而进一步提高其技术含量。随着网络时代的带来,人们的生产和生活发生了很大的变化,生产、教育、科技、军事等均因为运用网络而进一步发展。远程监控技术的终端设备是以机电一体化技术为基础的设备,而当前远程监控技术的发展积极引入网络技术。因此,机电一体化技术想要与时俱进,进一步提高其竞争、创新力,需要引入网络,促进资源共享,提高其科技含量。
结束语
机电一体化技术的快速发展是社会发展到一定阶段得出的产物,进一步运用于社会各行业的发展之中,创造更多的经济效益,不断的推进社会的发展。在发展机电一体化技术的过程中,要注意将更过的先进技术融入其中,提高其技术含量。在发展的同时,要注意其环保性,将环保元素融入其中,从而和谐可持续发展。
参考文献
[1]郭广超. 机电一体化技术的应用及发展趋势探讨[J]. 电子世界,2014,06:196.
关键词:机电一体化;农业机械;电子信息技术
中图分类号:F323.3 文献标识码:A
前言
随着电子信息技术的快速发展,其与机械技术的融合形成了一股机电一体化的浪潮。大规模的集成电路技术的成熟奠定了机电一体化的基础,数控机床的出现则给机械工业带来了飞跃式的发展,微电子技术赋予了机电一体化更大的潜力。同时,可编程序控制器、激光技术、信息技术以及模糊技术等技术的发展,都让机电一体化的技术水平不断提升。从机电一体化产品的功能与作用来看,可以将其分为2类,即整机与基础元件。前者包括数控机床、智能化仪表仪器、CAD/CAM系统等;后者包括传感器、模糊控制器和电力电子器件等。机电一体化技术的飞速发展为农业机械的现代化带来了强劲动力,应该特别关注机电一体化技术在农业机械中的运用。
1 机电一体化技术在农业机械现代化中的应用特点
1.1 提升了农业机械的智能化水平
农业机械正在融合越来越多的机电一体化技术,尤其是微电子控制技术和计算机处理技术的应用,使得农业机械的智能化水平不断提升。这种发展趋势不仅优化了农业机械的结构,提升了其工作效率,还使得农业机械的用途不断增加,利用率大幅上升。机电一体化技术在增加农业机械功能的基础上,使得其智能化水平有了很大提升,与其他各生产领域的智能化生产相呼应。
1.2 增加了农业机械的功能
机电一体化不是一个单项技术,是一系列技术的有机综合体,其囊括了微电子技术、机械技术、计算机与信息技术、传感测控与自动控制技术、信息变换与接口技术、软件编程技术以及电力电子技术等。这一系列技术赋予了农业机械丰富而强大的功能,并将这些功能整合在一起,形成了农业机械功能多、质量高、可靠性强于耗能少的发展趋势。
1.3 提高了农业机械的自动化水平
机电一体化技术的运用能够提升农业机械的信息化水平与自动化水平,作业的规范性与精确性得到提升。自动化水平的提升能够有效提高农业机械的产能,提升农业生产效率。
1.4 农业生产过程的人性化
电子监控与报警、故障诊断与自我防护等技术在农业机械上的运用,能够充分保障操作人员的人身安全,减少机械故障。在数字化和程控技术的帮助下,农业机械人体学设计更加合理,操作也变得更加灵活高效。同时,农业机械的技术水平的提升使得其维护更加方便,减少了不必要的人力资源浪费。
2 国内外机电一体化技术在农业机械运用中的实际情况
2.1 在国外的运用情况
在美国、澳大利亚、加拿大、德国等西方发达国家,农业机械的现代化水平非常高,机电一体化技术在农业机械中运用成熟。其农业机械设计有4大特点,即作业速度的提升、作业宽幅的提高、农机功率的增大和操作更加人性化。现在部分农机制造巨头正试图将一些尖端技术整合到农业机械上去,从而提升农业机械的智能化水平,增加其科技含量,提高工作效率。这些尖端技术有遥感技术、激光扫描技术、全球定位系统、信息数据的自动化采集与批量处理技术等。农用激光平地机就是一个很好的例子,其通过激光调平传感微机处理技术,能够获得高度平整的田地。约翰·迪尔公司将精密作业系统安装到水稻联合收割机中,对水稻的收获进行实时监控、计算与评估,能够快速获得产量、谷物湿度等信息;其内置的定位系统与示差定位能够帮助农场主获得位置信息,从而能够对机械实施有效调配。
2.2 在国内的运用情况
由于诸多原因,农机现代化在我国起步较晚,技术水平相对落后,滞后于我国农业现代化的要求,严重制约了我国现代化农业与生态农业体系的建立。随着我国机械工业、信息化产业等的发展,我国的农业机械的技术水平正在不断提升。尤其是我国在微电子处理技术、传感器技术以及信息化技术上的突破,我国的科技创新能力不断提升,这也让机电一体化技术能够更加娴熟地运用到农业机械中来。同时,应该充分借鉴美国、澳大利亚等农业技术大国的经验,结合自身特点,探索一条有中国特色的农业机械现代化道路。目前,一些经济发达地区在农业机械的机电一体化技术应用上取得一系列进展,施肥播种机、拖拉机和谷物干燥机等的机电一体化技术水平有了明显提升。虽然,我国农业机械化水平有了明显提升,但是其发展水平远远落后于西方国家,应该正视这一问题。
3 农业机械机电一体化的发展趋势
3.1 农业机械的光机电一体化
在融合传统的机电一体化技术的基础上,激光技术与计算机技术将会充分整合与优化农业机械的组成,获得最佳的工作机制,从传感系统、动力系统与信息处理系统等多个方面全面提升农业机械的技术水平。
3.2 农业机械的柔性化与智能化整合
柔性化即自律分配系统化,建立起既能独立工作又能为总体服务的系统,能够充分应对各类突发事件。在这种情况下,子系统出现故障对于整体工作影响不大,提高了农业机械的利用率。机电一体化技术的发展让农业机械的智能化不断提升,在模糊技术与信息技术的推动下,双向联系加强,智能化整合力度不断上升。
3.3 农业机械的微型机电化与信息化
随着技术的进步,尤其是纳米技术和蚀刻技术的发展,机械元件的小型化变得越来越容易,这为其微型机电化提供了技术保障。通过将一些列传感器、处理器和执行元件等整合在一起,形成自律元件。充分利用外界信息,进行信息化改造,通过处理外界最新技术信息,获得最佳的生产方式。
参考文献
[1] 赵志强,卢昕,林甦君.机电一体化技术对农业机械化发展的影响[J].农民致富之友,2012(20):132-133.
1机电一体化的优势
机电一体化技术是从系统工程的理论入手,将当前先进的机械电子技术融合起来形成更加高效的技术系统。一般来讲,机电一体化技术主要涉及到机电一体化产品和机电一体化技术两个方面的内容,由此形成机电一体化系统。从理论上来讲,机电一体化系统主要涉及到机械装置,执行装置,动力源,传感器,计算机这五个基本要素。将机电一体化的理念运用到机电一体化产品设计中去,由此是的机电一体化产品展现出以下的优势:其一,功能多样化和智能化,实现了记忆,运算,控制和信息处理等功能的拓展;其二,机电一体化产品的结构更加简单,并且朝着标准化和规范化的方向发展,设计制造的专业化程度也不断提升,使得机电一体化产品具备轻薄细巧的特点;其三,依据不同负荷和运行情况,制定更加高效的运行方案,实现对于机械运行模式的调整和控制,能够促进成本的缩减;其四,在智能技术纳入之后,不仅仅可以实现全程的自动化监控,还可以自动诊断故障,由此使得系统的稳定性和可靠性大大提升。
2机电一体化的发展现状
我国机电一体化技术发展始于上世纪六十年代,从一片空白到当前人工智能技术的广泛应用,这充分证明了我国机电一体化发展飞快,并且很快的成为影响人们生活和生产不可或缺的重要技术基础。当前随着集成电路和计算机系统技术的快速发展,我国机电技术发展也朝着更高层次方面去前进,无论是我们经常使用的电视机,还是工业生产中使用的流水线生产设备,或者是电子数码产品,都可以看到机电一体化技术的应用。但是相对于国外其他国家机电一体化发展水平来讲,当前我国机电一体化发展还存在很多缺陷和不足,具体来讲其主要体现在以下几个方面的内容:其一,机电一体化产品质量难以保证,很多机电产品还处于较低的层次中,难以在激烈的市场中占据有利地位,属于机电一体化产品体系中的最低层次;其二,机电一体化的技术基础比较薄弱,自主研发能力欠缺,专业化机电一体化设计人才缺乏,难以保证机电一体化技术创新发展;其三,机电一体化技术进步趋势不明显,高水平的机电一体化产品在整个工业体系中的比重不大,其对于经济增长造成的影响也不是很明显。当然随着人们对于机电一体化产品的认知不断提升,需求不断增加,国家政策环境不断完善,科研创新能力不断提升,上述的各种问题都将一一解决,由此引领我国机电一体化技术朝着更加理想的方向发展和进步。
3机电一体化的发展趋势
立足当前机电一体化的发展现状,依照当前机电一体化发展规律和特点,对于机电一体化的发展趋势进行预测,并且依照这样的预测结果去引导机电一体化的技术创新和理论研究工作,是很有必要的。具体来讲,当前机电一体化的发展趋势主要呈现在以下几个方面:
3.1光学化
原始机电一体化系统主要是有传感系统,能源系统,信息处理系统,机械结构等部件构成,相信随着光学技术的融入,不仅仅使得传感系统,能源系统和信息处理系统的性能得以提升,还打开了机电产品设计的新格局,即光机电一体化。其特点主要体现在以下几个方面:其一,层次多,覆盖面积比较广泛;其二,结构不断简化,方便操作;其三,精度得以不断提高,功能朝着多样化发展;其四,可靠性不断提升,保证了稳定运行,并且有着较高的使用寿命。
3.2智能化
机电一体化技术的智能化,主要是指将计算机技术运用到机械设备中去,只要输出简单的程序命令,就使得机械设备按照理想的方式去运行。其技术优势主要体现在:技术应用范围比较广泛,需求的技术人员不多,实现了劳动力的缩减,可以达到资源优化配置的作用;其二,依靠智能技术,使得机械设备能够做好简单重复操作的工作,但是在人工智能技术体系不断健全的背景下,机电一体化系统下的机械设备活动能力将越来越灵活,甚至可以具备基本的逻辑判断思维,能够自发的根据情况进行自我决策,以达到预期的运行效益。以数控机床的诞生为例,其就是利用数控技术,采用计算机对于机械加工过程进行控制和管理,发挥驱动单元和机械执行的效能。
3.3环保化
为了机电一体化的发展同样需要秉持可持续发展观,处理好机械设备运行与资源消耗,经济发展质量之间的关系。因此,新时代的机电一体化也需要向着环保化的方向发展和进步。具体来讲,其主要体现在:其一,在进行机电一体化产品设计的时候,融入环保理念,将生产,包装,使用和销毁等多个阶段考虑进去,本着提高资源利用率,减少环境污染的目的,去进行优化设计;其二,从机电一体化能耗消耗的方向入手,保证机电一体化系统效益发挥的同时,实现机电一体化能耗量的降低,引导其朝着集约化的方向发展和进步。
4结束语
关键词:虚拟原型;机电一体化设计;设计技术发展
中图分类号:TH39 文献标识码:A
当前机电一体化系统能够展现出更多的效能,其在机械运作管理效益全面提升方面的价值越来越大,这一切得益于很多先进技术的融入。以虚拟原型技术为例,在融入机电一体化系统的过程中,越来越多的展现出自身技术优势。因此,探究基于虚拟原型的机电一体化设计技术发展策略,显得尤为必要。
1 虚拟原型设计的概况
利用不同的工具开发出子模型组合,并且在计算机软件的帮助下实现对应模型的塑造,在此过程中充分体现出多学科理论在虚拟工况环境下的性能指标,由此达到可视化的效果,得到的效果更加完善,系统的性能更加优化。虚拟原型是从产品设计功能、行为和感官特性等方面入手,实现对于对应产品的仿真数字模型的塑造,进而满足各种设计工作的需求。
2 虚拟原型与机电一体化技术之间的关系分析
机电一体化产品研发设计的过程中,一般会经历三个步骤:其一,单行开发阶段;其二,并行操作开发阶段;其三,基于虚拟原型的研发阶段。以单行研发方式来进行机械产品设计,往往需要消耗很长的时间,此时的研发成本也是比较高的,最为关键的是由此设计出来的产品机械性能难以达到理想化;基于虚拟原型的并行设计方式,能够充分展现出机电一体化的优势,能够弥补传统设计方式的缺陷,给予实际的设计工作提供了很多便利之处,尤其在出现不足的时候,可以适当的采取一定的方式来优化和改进;虚拟一体化设计理念的融入,能够使得机电系统展现出虚实结合的特点,无论是设计思想,还是产品设计研发实践,都能够朝着更加详细的方向发展,由此才能够应对更加复杂产品的研发设计任务。从上述几个阶段来看,虚拟原型理论在机电一体化设计系统中的融入,可以使得设计系统的性能得到更好的提升,对于设计人员的辅助作用也能够发挥到最大。
3 基于虚拟原型的机电一体化设计技术发展策略
虚拟原型在机电一体化设计过程中的运用,需要遵循虚拟原型和机电一体化技术特点,并且在虚拟原型的机电一体化设计系统实现方式上进行分析和探讨,进而找到机电一体化功能原型设计的开发方案。具体来讲,在此方面做好如下几个方面的工作,是很有必要的:
3.1 基于虚拟原型的机电一体化设计技术的特点分析
虚拟原型技术理论在机电一体化设计系统中的运用,不同于其他模型融入的特点,其自身存在很多的独特之处。具体来讲,基于虚拟原型的机电一体化设计技术的特点集中体现在以下几个方面:其一,在不同领域中进行模型构建的时候,会对于对应领域中模型的需求进行分析,掌握模型的特点要素,还会去了解其他领域的建模特点,由此处理好不同领域之间的关系,这是保证产品设计工作顺利进行的前提和基础;其二,保证不同领域中的模型存在对应的联系,就需要对于各个领域的模型关系进行探究,由此深刻了解模型设计的交互关系,在此基础上,才能够使得模型的数据展现出动态性和交互性的特点,这对于模型构建而言是至关重要的;其三,在虚拟模型平台上,不同领域的模型,不管以怎样的方式去进行构建,其都会有利于综合平台效益发挥的,由此才能够使其成为各个领域建模工具的重要枢纽,这个枢纽的基调奠定合理的话,就可以保证整个综合平台效益的发挥;其四,虚拟原型设计的时候,要自始至终保证以机电一体化为中心,依照机电一体化的设计原则和理念,妥善处理好设计模型与设计理念之间的关系,这才是各个领域设计效益发挥效能的重要途径。
3.2 机电一体化功能原型设计的基本实现途径
在虚拟原型模型构建的时候,势必会涉及到机电一体化的原型设计,此时需要思考的就是产品设计,从多方面视角对于模型设计需求进行思考。整体来讲,机电一体化功能原型设计的基本实现途径主要涉及到以下的内容:其一,依照产品设计的指标来引导实际的产品设计行为。机电一体化在不同领域中,会利用到机械、电气、计算机控制等方面的知识。在上述的领域中,产品设计过程也提出了更加精细化的要求,设计指标在进行分解和分析之后,需要进行归纳和整理,此时才能够做到设计内容与设计需求之间的融合,再次将其融入到机电一体化系统中,可以为机电一体化在不同领域中的交互作用奠定基础。其二,结合不同的问题,实现不同方案的个性化定制。如果牵涉到机械方面,电气方面,控制方面,计算机方面,就需要对于机电一体化方案进行个性化设计,此时的设计目标需要调整,设计方法也需要改善,并且处理好不同领域之间的关系,此时的系统能够满足个性化需求,使得系统得到更加理想的完善,给予设计人员的选择余地也更多。
3.3 机电一体化功能原型设计的开发模式分析
机电一体化设计方案往往是在设计分解和设计结合的过程中开展的,产品设计功能,产品结构设计,任何环节都需要考量到产品的需求指标,这是机电一体化原型开发的基本原则。在3D模型架构的帮助下,对于设计作品进行合理分解,接着再依照对应的设计目标,将其运用进去。
绝大多数的产品设计,都是在分解的基础上完成的,并且在设计方案的引导下,依照设计理念切实的进行归纳和完善,并且在对应接口方式的基础上实现设计交互操作,由此使得各个领域的设计能够展现出整合效益,这就是机电一体化虚拟原型设计的基本实现路径。
3.4 机电一体化虚拟原型设计环境的构建
在机电一体化虚拟原型设计的过程中,需要具备对应的设计环境,对此主要需要关注以下内容:其一,虚拟环境的构建,能够满足机电一体化产品设计特点的基础上,保证在多领域之间能够达到交互需求;其二,虚拟环境中达到各领域模型的构建,实现虚拟原型的构建。下面我们来详细探究一下机电一体化虚拟原型设计环境的构建:首先,机电一体化虚拟原型仿真设计环境设计目标的确定。在基本设计架构明确之后,在设计工具的帮助下,以机械设计工具为基础,集成控制领域设计为工具,以虚拟原型设计技术为支撑,保证设计架构的环境朝着集成化的方向发展。接着,在软件工具方面,可以选择SolidWorks软件系统和LabVIEW软件系统,充分利用上述软件系统的优势,保证实际设计工作效率和效益得到更加好的提升;第三步,就涉及到虚拟环境的集成化,依据基本设计的实现和工具软件,做好设计工作准备,依照集成环境基本工作特点和产品开发流程,实现机电一体化虚拟原型设计环境的优化和调整。
4 基于虚拟原型的机电一体化设计技术的发展趋势
随着虚拟原型技术在机电一体化系统中的融入,其技术理论慢慢得到验证,系统性能得到不断优化,整体的技术发展也开始朝着如下的几个方面发展和进步:其一,系统化,在此方面的设计技术,机电一体化产品特点,机电一体化产品设计需求,技术融入的思路,流程和关键技术得到不断的探索和应用,由此使得基于虚拟原型的机电一体化设计技术展现出系统化的特点来;其二,数字化,随着各种专业软件平台的应用,使得仿真设计环境得到营造,无论是单领域建模,还是多领域联合模型构建,都能够给予虚拟原型的机电一体化设计奠定良好的基础;其三,价值化,随着给予虚拟原型机电一体化仿真设计技术的完善,使得技术实现路径朝着多样化方向发展,产品设计需求在这样的情况下得到满足,基本功能的控制逻辑设计更加合理,运动规划编程也趋于科学,能够运用的领域也越来越多,此时基于虚拟原型的机电一体化设计技术的价值也会得到更加充分的展现。
结语
综上所述,基于虚拟原型的机电一体化设计技术的诞生,是机电一体化系统在综合运用多学科技术的具体表现,在虚拟设计环境的不断优化过程中,机电一体化系统的性能能够得到优化,产品设计工作可以在更加理想的条件下进行。由此可见基于虚拟原型的机电一体化设计技术的发展,对于各个领域的设计工作者而言,就是行业的福音。相信随着在此方面理论研究的深入,实践探索将不断进行下去,届时基于虚拟原型的机电一体化设计技术的价值会得到更加明显的展现,这一点是毋庸置疑的。
参考文献
关键词 机电一体化技术;机电工程;煤矿;应用
中图分类号 TD 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0169-01
煤炭是一种重要的经济能源,我国又是煤炭大国,因此煤炭工业的迅猛发展,对于我国国民经济建设来说意义。随着科学技术的不断发展,对煤矿机械的性能要求也在不断提高,电子(微机)控制装置在煤矿机械上的应用将更加广泛。结构将更加复杂、维护也将更加专业化。由于,新的机电一体化技术在各个煤矿企业的煤炭生产过程中得到应用与推广,更促进了新的机电一体化技术的发展。
1 机电一体化技术
机电一体化技术主要是通过微电子技术并融合机械工程、电气工程和计算机信息技术等新兴高科技为一体的综合技术。并且不断的融合传统机械、微电子及自动控制技术、促进了机电一体化技术的发展与进步。新的机电一体化技术更是融合了高科技技术,比如自动化控制、传感产品等进一步加强了新的机电一体化的向着智能化、信息化、便捷化、简单化、整体化发展。新的机电一体化技术应用在煤矿机电工程中大大改善了传统的煤炭产业,降低了煤矿机电生产的劳动强度与工作的环境,提高了生产过程的安全系数。与此同时,新的机电一体化技术还进一步调整了煤矿生产过程的产品结构,降低了能源消耗、实现了环保。
2 机电一体化技术应用的发展趋势
从新的机电一体化技术的应用可以看出:新的机电一体化技术及其设备通过智能化、系统化、程序化等特征和便携、简单易操作、方便维护、性能安全等优势被广泛应用在煤矿生产的各个方面,提高了煤矿机电工程中的生产质量及生产水平,也带来了可观经济及社会效益。目前,我国的机电一体化技术应用在煤矿机电中工程中,与世界先进水平还存在一些差距。
所以,新的机电一体化在今后的发展趋势,就是今后要大力研究具备独立自主知识产权的先进技术,不断提高煤矿的开采质量完善煤矿开采等一系列配套设备。其次,加增机电一体化技术的网络化、信息化等功能,进一步提高煤矿机电工程生产的自动化水平。大力研发在煤矿机电工程中的微处理技术,更好的监测各个设备运行的状况。
3 机电一体化技术在煤矿机电工程中的应用
新的机电一体化技术应用在煤矿机电工程中,其应用之一就是提高矿井的机械运输水平。由于煤矿生产发展的需要,要求现代化、运输能力强的机械化采煤运煤装置及设备。目前,世界先进的水平及一些煤矿业机电话水平比较高的国家,在矿井下主要采用的是带式运输及直流式交流变频的装置进行驱动。这些设备主要以电子器件等作为技术的核心。另外,通过大巷强力带式运输机,也能改善传播的煤矿井下生产及运输,促进数煤矿井下的生产运输日益皮带化,先进化。
目前,我国在矿井的机械运输中,矿井提升机是最能体现新的机电一体化技术的大型设备,大多数煤矿企业都采用了交流提升机,并运用转子串电阻进行调速,同时在电控系统中还采用了接触器系统继电器,进行控制。而采用了可控制的编程器而拖动发电机的直流提升机,即使由可控硅进行供电,但是一般通过模拟量来完成控制操作。程序设计比较简单,不需要比较复杂的输入及输出接口等装置,抵外界干扰的能力比较强,并且能在恶劣的环境中长期运转。另外一种内装式提升机,把滚筒和驱动联合成一个整体,简化了传统煤矿矿井提升机的机械结构,更好的运用了新的机电一体化技术中的电力电子及计算机技术,提高了矿井提升机的自动化及控制能力的综合体。因此内装式提升机不仅可以进行软启动、软控制、瞬间改变加速度,而且还可以进行自我诊断。
新的机电一体化技术应用在煤矿机电工程中,其应用之二就是实现了综合机械化。传统的煤矿机电工程中机械化的综合能力不强。我国的一套综合机械化的设计和运用是在大同矿务局并一直沿用到80年代后。通过新的机电一体化技术,我国煤矿机电工程中的综合机械化采煤技术又有了新的发展和重大的突破,进一步推动了煤矿开采自动化。运用新的机电一体化技术,煤矿采煤机经过液压牵引而逐步转由电牵引,液压支架的控制系统逐步应用高科技走向信息化、网络化,同时通过电液控制、自动化移架,用微机监控装置进行工作面运输机械的监测,实现了以计算机为核心的自动化控制。因此,新的机电一体化技术应用在煤矿机电工程中,提高了综合机械化采煤的设备及其能力,使设备间的协调更加安全、操作系统更加完善、可靠性更强。
新的机电一体化技术应用在煤矿机电工程中,其应用之三就是提高了传感器技术。在煤矿机电工程中,对于煤矿矿井安全的生产监控系统来说,好的传感器是影响其监控效果的关键。而新的机电一体化技术大大提高了传感器的不足,改善其稳定性比较差,使用期限比较短等不足,提高了传感器现场实际的应用率。通过新的机电一体化技术中的计算机技术的应用,加强了网络化,使机电工程中的软硬件技术进一步发展,在提高了传感器的同时,还提升了整个监控系统的运行速度及运行质量,经过光缆等传输介质,信息媒体可以传送声像,促进了煤矿机电工程中的监控系统的大发展。
新的机电一体化技术应用在煤矿机电工程中,其应用之四就是提高了整个煤矿机电工程的性能。众所周知,新的机电一体化技术,主要通过功能强大的计算机进行运算,提供大量数据的同时提高了存贮的空间,并且体积更小功效更大,同时新的机电一体化技术使得机电工程设备中的产品具有更强的通信能力,各个通信模块的开放性更强,更加智能化。在有设备干扰的情况下也能自动化处理各类故障并采集相关的数据参数进行分析。因此,在机电一体化的应用中,为了不断的适应新的环境与科技的发展,越来越多的先进技术被引入进来。比如,光纤、 红外线及雷达等。这些新的高科技技术应用机电一体化中,加大了煤矿机电工程的煤矿机电一体化进程。并且,随着我国科学技术的进一步发展,自我研发的煤矿机电一体化的设备及产品越来越多,其创作的价值也会越来越大。
4 总结
综上,通过分析机电一体化技术、机电一体化技术应用的发展趋势、机电一体化技术在煤矿机电工程中的应用可以看出:新的机电一体化技术作为煤矿开采及煤矿综合生产的基础,大大促进了煤矿机电的自动化及信息化,更加有利于煤矿企业自身的发展及建设。并且通过新的机电一体化技术应用在煤矿机电工程的机械运输、实现综合机械化、提高传感器技术、加强整体煤矿机电工程的性能的分析中,我们可以得出,新的机电一体化技术作为煤矿机电工程发展的重要技术支撑,提供微电子及自动控制技术,通过充分的应用及融合新兴的高科技技术,煤矿机电工程的一体化技术大大推动了我国煤矿生产综合能力。因此,新的机电一体化技术将会更好的实现高效生产、安全生产、机械化采煤等煤矿机电工程的新目标。同时,促进我国煤炭工业走向安全、高效、节能、洁净、优化的发展之路。从而在提高我国煤矿机电工程发展水平的同时,进一步提高了煤矿生产的经济和社会效益。
参考文献
[1]张帆.机电一体化技术在煤矿的应用与发展趋势研究[J].民营科技,2010,10.
[2]程升涛.机电一体化产品在煤矿行业中的应用[J].自动化与仪器仪表,2010,05.
关键词:机电一体化;市政工程;机电产品
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.085
0 引言
就目前来说,科学技术的发展速度已经能够满足不同学科的交义运用。机电一体化技术的发展就充分体现了这一发展状态,尤其是在市政施工中的应用过程中。由于市政施工具有施工环境复杂以及建设项目多的特点,使得机电一体化的多元化作用得到了充分的发挥。文章对机电一体化技术未来发展方向进行了阐述,分析过程指出,机电一体化技术应朝着微型化、智能化、模块化、数字化、网络化以及人性化的开发方向发展。
1 机电一体化技术概述
就目前来说,机电一体化的运用范围十分广泛。其又被称为机械电子学,主要是以微电子技术、信息技术的形式服务于机械工程领域。主要应用的机械工程领域是系统的自动化和智能化两方面,这就意味着其是基于计算机技术、自动化技术以及传感器技术结合而成的综合性技术。在市政工程的施工中,机械一体化的运行好坏直接决定了实际的施工质量。从传统的方面讲,过去的市政工程机械运行都是纯机械式的,这就意味着其运行比较笨重,操作也不够便捷。随着社会的进步,科技的发展,当将机电一体化技术应用到市政工程的建设过程中后。市政工程建设的机械化发展方向也朝着智能化、远程控制化以及节奏紧凑化的方向迈进。这种发展状态,不仅保证了工程的建设质量,还在一定程度上减少了机电一体化操作人员的劳动量。由此可以看出,机电一体化技术在市政工程建设过程中的应用,极大的推动了施工建设的效率[1]。此外,随着机电一体化技术的不断更新换代,其燃油的消耗情况也得到了有效控制。
2 机电一体化技术在市政施工中的应用
2.1 提高施工智能化
智能化控制是市政施工进行机电一体化的发展目标。具体应用过程即利用电子信息技术和机械控制技术,实现机械运行的智能化的管理。施工智能化是指,工程施工过程针对不同的情况下,可能出现的问题进行预先设计。当工程施工对系统当前的运行情况进行评估,并研究出简单的运行模式变化规律,这就实现了机电一体化技术提高工程施工智能化的基本需求。然而,现阶段,机电一体化技术应用了模糊数学、模拟智能、计算机技术以及传感技术等,这些技术使得工程施工应用机电一体化的发展方向朝着智能化迈进。
2.2 形成作业模块化
市政工程施工机电一体化技术的应用,其发展的前景是广阔的,具体包括:控制和操作模式的简化。换句话说就是智能模块化控制的实现。这种模块化的操作和实施就是利用某些固定的程序化模块与特定机械设备组合相配合,以此进行特定工况下的作业,如: 铺设沥青的工序采用联合沥青摊铺设备,在模块化控制的情况下,可根据不同的工程需求对摊铺设备进行模式设定,即在某个工段采用固定的速度、作业形式等。这样在该路段就可进行无干扰的作业,同时在自动检测系统的辅助下,可以将施工过程完全交给机械来完成[2]。
2.3 实现节能减排
机电一体化技术可以降低工程施工机械的能源消耗,而且在未来的机电一体化技术发展中将会得到进一步的提高。此外,将工程施工的机械运行实现高度智能化,可以为将机械的运行带来多功能化发展。这样一来,就可以利用较少数量的智能化施工机械完成大量的工程量,这无疑是对资源的最大节约。与此同时,高效的工程施工作业也在很大程度上减少了对生态环境的破坏。具体体现在减少机械设备的存放场地以及减少施工人员生活对周围环境的影响。
3 机电一体化在未来的发展方向
由于机电一体化技术的独特性,使其应用于工程施工时有着发展的综合性。机电一体化作为综合性发展的科学技术,它还能够以不同发展的方向向前发展。具体来说,当机电一体化技术向着微型化、智能化以及模块化方向发展时,就会使得被应用的工程项目呈现集成化建设。这是使工程项目的建设成果实现整体的模块化,这一平台的建成可以将机电一体化技术发挥出多项功能。在机电一体化技术的具体应用过程中,需要制造专用工具从而服务于工程项目的具体建设。而实现了模块化的机电一体化技术,在应用于具体建设时就可以通过更换不同的模块来进行操作。这样一来,就可以在很大程度上扩大机电一体化产品的应用范围。
此外,随着信息时代的到来,人们对于快捷化、人性化服务的需求越来越高。这就要求机电一体化技术的发展,还应朝着网络化、数字化以及人性化的方向发展迈进。机电一体化技术的数字化可以实现对机电产品的远程控制,这就意味着其机电产品的运行是以人的意志为转移的,从而在一定程度上使应用的工程项目更具人性化建设[3]。 对于机电一体化的网络化发展,其可以实现了多个机电产品的联合工作。这就可以使机电产品能够完成一系列的复杂任务,在一定程度上降低了工作人员的劳动强度和设备的运行风险。
机电一体化技术朝着上述几个方向发展,是未来对其进行科学技术研究的主要内容。因为这些方向可以使其应用的范围和使用的领域更加多元化。尤其是机电产品一机多用的功能,在很大程度上减少了设备的重复使用。而且,还使能源得到了更有效的利用,所以,这是实现机电一体化产品绿色发展的重要发展方向。
4 结束语
总而言之,机电一体化技术在各个领域的应用,都在一定程度上推进了其行业的发展速度。尤其是对于市政工程的施工过程来说,由于其建设的重要性,机电产品的应用则为其带来了快速发展的契机。所以,我们务必要顺应时代科学技述的发展潮流,提高对机电一体化技术的认识。并将其投入到现代化的建设当中,使其发挥出综合性的作用。
参考文献:
关键词:机电一体化;工程机械;应用
前言
随着经济的高速发展以及科学技术的日新月异,人们对工程施工的效率和质量提出了更为严格的要求,为了满足人们日益严格甚至是苛刻的要求,机电一体化技术应运而生,在这种先进的技术的使用下,施工操作不再像从前那样复杂和繁琐,而是变得简单便捷,施工效率得到了大幅度的提升和改善,人为地失误也大大减少。需要明确的是,机电一体化技术具有很强的综合性和系统性,这项施工技术也涉及到了不同学科、不同工种之间的密切配合与协作,所以,若要彻底的掌握这项施工技术是不容易的,需要技术人员投入更多的时间和精力对其进行研究和学习,而工程机械企业也应该花费更多的人力、物力和财力培养机电一体化方面的人才,使其更好的掌握和使用这项先进的施工技术。
1 机电一体化相关问题概述
显而易见,机电一体化是科学技术发展的成果,当然也是工程机械领域的既定发展趋势,那么说了这么多,究竟什么是机电一体化呢?所谓的机电一体化通常是指一套完整的体系,实现计算机技术和机械运行二者之间的无缝对接和紧密配合,增强机械设备运行的自动化,主要优势就是使机械设备的运行效率达到提升,人力成本大大的减少,为机械工程企业创造了更多的经济效益和社会效益。
就现代来说,机械制造企业若想在竞争日益激烈的市场上谋取一定的市场份额或者占据领头羊的位置,必须高度重视机电一体化,毫不夸张的说,机电一体化水平的高低直接决定着机械制造业走多远、走得是否顺利。迄今为止,国内大多数的机械制造企业都将自动化技术运用到其中,机械设备的工作效率实现了质的飞跃,在作者的介绍下,机电一体化技术的先进程度大家已经不言而喻。作者在这里对机电一体化方面的知识进行普及,许多人又称机电一体化技术为机械电子学,如果能够对这一技术进行恰当合理的运用,就会使机械设备的运行效率以及运行质量得到若干层次的提升,因此,其经济价值十分可观。虽然机电一体化技术的作用极其明显,但是它是极为复杂的,综合了多项不同的技术和不同的专业。
以作者自身对机电一体化技术的了解,认为其主要包括以下三方面的主要内容:第一是是机械;第二是电子技术;第三则是计算机。计算机互联网技术的发明与发展直接催生了机电一体化技术,使得工程机械的现代化和自动化技术达到增强,这项技术以机械设备的自身功能为前提,将具有现代化的高新技术融入进去,可以满足更多类型机械企业的生产要求。机电一体化是比较复杂的,在使用这项技术的时候应该严格遵守相关规定和标准,发挥这项先进技术的积极作用。
2 机电一体化在工程机械中的应用优势
传统的工程机械技术的弊端和缺陷是很明显的,例如:工作效率低下、成本投入过高、人为失误较多,而工程机械应用机电一体化技术之后就对这些弊端进行了彻底的规避,使得机械在运行的过程中更加稳定、可靠与高效,能够为工程机械制造企业创造更多的效益,提升利润空间。不可否认,机械一体化技术对传统技术加以运用,同时不放弃机械自身的功能,通过运用高新技术对其进行改进与完善,使得工程机械整个行业的面貌焕然一新。机电一体化技术的主要优势在于以下几个方面:
第一,监控机械设备的运行情况,机电一体化技术中有一项电子监控系统技术,该技术能够实现对机械设备的实时监控,当机械设备运行期间发生任何的异常情况时,电子监控系统能够及时的发出预警,并且针对故障情况自行展开诊断,这对降低故障损失有着积极的意义。维修人员接到报警之后,可以立刻展开维修,因为电子监控系统已经做出了相应的诊断,因此只要维修人员直接维修即可,非常节省时间,能够使工程机械在最短的时间内恢复正常。
第二,节能技术。做到节能不能仅仅依赖设备自身的节能,而是在进行设备安装的时候就考虑到其节能性。简单来说,无论是器材的选用还是线路的敷设都可以融入节能理念,比如说安装电器,在安装变电箱和安装线路的时候都应该进行良好的节电设置,减少不必要的电量的浪费。
最后,温控技术。单纯的说到温控技术,大家可能并不熟悉,而如果以空调系统为例大家就会对其有进一步的了解,一般的空调中都设有一定的感应器设置,在感应器设置的协助之下,空调的智能性得到提高,只有高于或者低于限定温度时才会运行,不难发现,温控技术使其更加的节能,使用年限也会被延长。
3 机电一体化技术的发展趋势
3.1 智能化趋势
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
3.2 微型化趋势
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统,泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.3 数字化趋势
互联网计算机技术是当今时展最快的,并应用到了诸多的领域,工程机械领域对其应用就是鲜明的案例。换句话来说,机电一体化技术的发展趋势之一就是数字化趋势,这样就无疑会增强机电一体化的动态性,实现资源的大范围共享与利用,进一步提高机械设备的工作效率和工作质量。
3.4 环保化趋势
对于当下任何类型的企业来讲,生产的时候不能以牺牲环境为代价,应该注意对环境的保护,这也是建设资源节约型社会和环境友好型社会的内在要求,是一个企业负责人的表现。机械工程企业也应该意识到这一点,生产的时候主要保护生态环境,以促进自身的持续性发展。
3.5 整体化趋势
由于不能对机电一体化的核心技术予以透彻的了解,致使其不能自成一套体系,运用的领域也仅仅是工程企业,因此,我们有必要强化这项技术的整体性,使其向更多的领域扩展并作出更全面的服务。
4 结束语
通过上面详细的叙述我们会发现,机电一体化技术的优势数不胜数,所以其发展前景异常广阔,而市场上的工程机械企业也是不断地增多,所以企业之间竞争的激烈程度可想而知,企业的立足和发展的基础是否具有核心竞争力,作为工程机械企业,如果仍然采用旧有的技术就必将在竞争中出于劣势地位,他们必须推陈出新,在继承原有技术的基础上进行创新,增强企业自身的核心竞争力,保证自身的长远健康与可持续发展,并造福于国家和人民。以上是作者在文中对工程施工机械中的机电一体化的分析和见解,如果有不到位的见解,还请读者谅解,定当虚心接受和改正。
参考文献
[1]李军.机电一体化的发展及趋势[J].科技信息(科学教研),2007(15).
[2]徐国山.机电一体化的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2007(18).
[3]田永成,刘广昱.论机电一体化的发展及现状[J].科技信息(科学教研),2007(17).
【关键词】机电一体化技术;应用;发展趋势
引言
随着现代科学技术的不断进步与发展,各种技术相互融合的趋势也越来越明显,这是社会生产力发展到一定水平的必然趋势。在机械工程领域中,随着微机电子技术和计算机技术的高速发展并与机械工业相互渗透,形成了机电一体化。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。
1 机电一体化技术的发展现状
纵观机电一体化技术的发展史,大致可以可将其分成三个阶段。20世纪60年代为初级阶段,期间,由于第二次世界战争的爆发很大程度上促进了机械产品与电子技术的结合,但这种结合由于当时电子技术发展水平有限,结合并不深入,广泛。20世纪70年代,为机电一体化蓬勃发展的阶段,该时期内,计算机技术,控制技术和通信技术的飞速发展大大促进了机电一体化的发展,并逐渐在世界范围内被普遍接受。20世纪90年代后期,机电一体化技术进入了深入发展阶段,并不断像智能化迈进,人工智能技术,光纤技术和神经网络技术的巨大进步加快了机电一体化技术的发展进程[1] 。
2 机电一体化的发展趋势
机电一体化是机械,微电子,控制,计算机,信息处理等多学科的交叉融合的结果,它的发展和进步与相关技术的进步与发展是脱不开的。机电一体化的发展方向主要包括以下几点:
2.1 智能化
智能化是机电一体化技术的重要目标和方向。该种智能化,是在控制理论的基础上,吸收人工智能,运筹学,计算机科学,心理学,生理学等新思想,新方法来模拟人类智能,使之具有逻辑思维,判断推理,自主决策等能力。当然,想要机电一体化产品能达到人类同样水平的高智能化是不现实也是没有必要的,拥有部分智能或低级智能便足够达到较高的控制目标 。
2.3 网络化
20世纪90年代,网络技术得到了前所未有的高速发展,成为计算机技术发展的突出成就之一。网络技术的不断普及给人类的生活带来了巨大的变革。无论是在工业生产,还是在人们的日常生活中,网络化技术的运用无处不在。同时,各种网络将全球经济,生产连成一片,企业间的竞争也将全球化[2] 。企业间只要研制发明出了功能独到,质量可靠的机电一体化新产品,就会通过网络畅销全球。可以说,机电一体化产品在朝着网络化方向不断快速发展。
2.4 微型化
微型化是精细加工技术发展的必然趋势,该微型化指的是机电一体化向微型机器,和微观领域发展的趋势。外国称其为微电子系统MEMS。它是指可以批量制作,集微型结构,微型传感器,微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口和通信电源等于一体的微型器件或系统机。微机电一体化体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗,军事,信息等方面具有不可比拟的优势。
2.5 绿色化
高速发展的工业社会丰富了我们的物质生活条件,给我们的生活带来了极大的便利,但与此同时,也破坏了资源,生态环境也受到严重污染 。因此,在这种情况下,人们开始呼吁生产绿色产品。绿色产品是指低能耗,低污染,舒适,协调而可再生利用的产品。生产绿色化产品是时展的必然趋势。绿色产品从其生产到销毁的申明过程中都符合了环境保护和人类健康要求[3] 。因此绿色的机电一体化产品具有很好的市场发展前景。
3 机电一体化技术的应用
随着我国市场经济体制的不断完善 ,机电一体化技术的应用领域也越来越广泛,主要应用在以下几个方面:
3.1 数控机床
数控机床代表了一个国家机床的生产水平,经过多年发展,我国在数控机床及相应的数控技术在结构,功能,操作和控制精度上都有着迅速的提高。其主要表现在以下几个方面:其一,总线式,模块化,紧凑型的结构,即采用cpu,多住总线的体系结构;其二,设计开放,是硬件体系结构和功能模块具有层次性,兼容性,复合接口标准,大大提高了客户的使用效益;其三,一台机床能够同时完成多个独立任务,或控制多台机床的能力,并将刀具破损检测,物料搬运,机械手等都控制集成到系统中去;其四,系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统地能力。
3.2 工业机器人
一个国家机器人技术水平一定程度上反映了该国家综合技术水平的高低。随着机器人技术的不断发展,工业机器人已经广泛高效的运用于各工业领域中。该种结合了机构学,自动控制,计算机,人工智能,通讯技术,传感技术,等多种学科和技术的综合成果能够具有感知,思维和行动功能[4]。在具体操作中能够获取,处理和识别多种信息,独立完成复杂的操作任务。机电一体化在工业机器人中的运用能够很大程度上提高工业生产水平。。
3.3 自动机与自动生产线
不难发现,自动机械与自动生产线及各种自动化设备已广泛使用在国民经济生产和生活中。它是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如在各种印刷包装生产线,邮件信函自动分拣处理生产线,各种高速香烟生产线中,将现代电子技术与传感技术应用于其中,能够有效提高生产效率。
4 结语
机电一体化已经成为当今世界最重要的技术发展方向之一,并辐射影响到几乎全部的工业行业。机电一体化作为机械工业发展的必然趋势,将在各方面带来显著地经济效益和社会效益,具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]刘磊,涂万阳.机电一体化在数控机床中的应用[J].经营管理者,2014(04).
[2]李晓培.浅谈机电一体化特点及发展研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013(12).
【关键词】机电一体化;存在问题;抗干扰能力 ;智能控制技术
前言
随着我国社会经济的快速发展,对机电设备的要求越来越高,在电子技术和机械技术不断发展的基础上,机电一体化得到迅速发展并广泛运用到各种机械设备中,在提高机械设备运行效率和质量上有着至关重要的作用。但是,机电一体化在实际工作中,存在硬件逻辑故障、软件故障和干扰故障等问题,要不断进行技术创新,提高机电一体化设计质量,促进智能控制技术与机电一体化系统有机结合,保证机电一体化系统的可靠性,让机电一体化系统最大程度的发挥其作用。
1 机电一体化系统存在的故障问题
1.1 硬件逻辑故障问题
机电一体化就其结构而言,包括一些基本的逻辑单元,这些逻辑单元主要分为组合逻辑电路(指逻辑电路的输出信号可以用其输入信号的相应逻辑函数来表达)和时序逻辑电路(指逻辑电路中某一时间的输出值,与本次和先前加在该输入端的信号都有关)。机电一体化硬件逻辑故障问题就是指系统中的逻辑变量发生偏离,造成操作失误。机电一体化逻辑电路故障主要有永久性故障、间发性故障和边缘性故障三种,由于元器件本身存在老化或者设计不达标问题等,在实际工作中常出现电路不稳定问题。
1.2 软件故障问题
机电一体化系统的软件主要包括系统软件和应用软件两大部分,从根本上来说就是一种工具,将离散的输入集转换为离散的输出集,都是由一系列的编码语句组成。在软件设计时,由于设计人员对现场工业控制流程不是很熟悉或者了解不够全面,对系统需求的理解存在个别盲区,从而导致设计思路比较混乱或者不全面,设计目标和方向存在偏差或者存在疏漏,造成在计算方法上、定义上或模块衔接上出现一些问题,影响系统的正常使用。
1.3 干扰故障
机电一体化系统在正常运行的过程中,总是会发出一种电磁干扰信号,影响周围电气元件的正常运行,进而影响机械设备的正常运行。具体来说,就是在系统信号输入、传送、输出的过程中出现的电磁干扰,会导致数据出现偏差或错误,甚至会造成整个系统出现异常,给系统正常运行造成很大的影响,甚至会出现破坏设备等问题,影响正常生产,给发电厂带来经济损失。我公司循环泵控制系统由于距离较远,采用了光缆传输,但由于环境干扰,多次造成控制系统传输故障,现场环境改善后,问题基本消除。
2 发电机机电一体化系统的改进措施
2.1 提高机电一体化系统设计质量
机电一体化系统的设计,是保证系统正常运转的前提和重要手段,因此,提高机电一体化系统设计质量是十分必要的。首先,设计人员要对机电一体化系统进行详细的了解,要明确系统设计目标,即提高发电机机械设备的精度、增强机械设备的自动控制、自检等多功能、提高系统安全性和可靠性、简化系统结构、减轻工作人员负担等等。其次,提高系统设计质量,要对系统的子控制系统采取科学的设计方法、制定科学合理的控制算法等,对系统设计的每一个步骤和方法都要按照相关标准和要求进行设计。最后,要加强对设计的审核,组织相关专业人员对系统设计进行全面、详细、精确化的检测,保证系统设计的合理和正确性。
2.2 提高软硬件设备质量和维护技术
软硬件设备作为机电一体化系统的重要组成部分,其质量好坏直接影响着系统的正常运行和使用寿命,因此,要切实提高软硬件设备质量和维护技术。首先,对目前主要以进口为主的软硬件设备进行严格的质量把关,并在使用前做好验收工作,保证设备质量。其次,要加强国内软硬件设备的开发和研制,达到节约成本、缩短周期的目的,给发电厂带来一定的经济效益。最后,要大力培养设备运维人才,对软硬件设备定期进行检查和维护,保证软硬件设备的运行质量和提高使用寿命,保证发电厂的正常生产,提高发电厂的经济效益。
2.3 提高抗干扰能力
机电一体化系统在运行中会产生电磁干扰信号,不仅会影响信号质量和电路的稳定,而且严重时会破坏电路,造成逻辑关系混乱,影响正常生产,甚至会出现设备严重损坏等问题。因此,要提高系统的抗干扰能力,根据干扰源进行相应的措施。第一,提高配电系统的抗干扰能力。采用分立式供电方案,对系统电路元件进行行之有效的控制,且在不同电流中采取不同的引入线,减少干扰信号的产生,同时要利用电源对电路进行监控,一旦出现问题,能及时的发现并采取相应的保护措施,保证电源系统不受电磁信号的干扰,保证电源系统的正常安全运行。第二,提高过程通道抗干扰能力,主要措施有光电隔离、双绞线传输、阻抗匹配、电流传输和合理布线等等。第三,提高场抗干扰能力,主要做法是进行良好的屏蔽和正确的接地,具体来说,就是把感应体接地,采用带屏蔽层的信号线,并且要把屏蔽层那一端接地。第四,要加强软件抗干扰技术研究和开发,提高机电一体化系统微机模块的自身防御能力,具体要求有三点:一是在受到干扰的情况下,微机硬件部分以及与之相连的各功能模块不会遭受任何破坏,或者是容易损坏的单元可被监控查询。二是系统的程序和固话常数不受干扰的影响。三是RAM区中的重要数据在遭受干扰之后可以重新建立,且系统重新运行时不出现不允许的数据。总之,电磁信号干扰作为系统常出现的问题,必须提高系统抗干扰的能力,保证系统能正常运行。
2.4 促进智能控制技术和机电一体化有机结合
随着科学技术的发展,智能控制技术得到迅速发展且运用广泛,要积极把智能控制技术引用到机电一体化系统中来,形成混合集成型控制系统,主要包括学习控制系统、神经网络控制系统、分级控制系统和专家控制系统等。把智能控制技术和机电一体化有机结合起来,有三个方面的优势:一是智能控制技术可以依据外部环境的改变,相应的对系统工作内容进行智能化调控,提高机电一体化系统工作的精度和质量。二是机电一体化系统按照工作人员输入的指令编码进行自动工作,可以优化系统工作流程,减轻工作人员负担,提高工作效率。三是智能控制技术可以对机电一体化系统中的一些结构和程序进行智能化控制和调度,提高系统工作程序的安全性和可靠性,保证系统运行质量。
3 结束语
总而言之,机电一体化系统在发电厂中得到广泛运用,但是在实际工作中,存在硬件逻辑故障问题、软件故障问题和干扰故障问题。发电厂要不断的进行自主创新和技术创新,提高工作人员专业素质,提高机电一体化系统的设计质量,同时也要提高系统抗干扰的能力,把智能控制技术运用到机电一体化系统中来,保证系统的安全性和可靠性,促进发电厂经济效益和社会效益的提高。
参考文献:
[1]杨鹤年,韩钢.机电一体化系统中的可靠性分析[J].煤炭技术,2011(8).
[2]高洪伟.浅析机电一体化系统抗干扰措施[J].黑龙江科技信息,2012(5).