时间：2023-01-06 21:46:52
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篇机电一体化技术，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。
近年来，机电一体化数控技术在煤矿机械设备中的应用越来越广泛，特别是在我国矿物质需求量不断上升的社会背景下，煤矿采矿事业不断发展，由此推动了新型工业化技术的应用与广泛推广。由于机电一体化数控技术具有生产效率高及生产过程安全、技术水平高等特征。因此，这项技术在我国众多的工业技术领域得到了广泛的应用与实践。在此基础上，本文将围绕机电一体化数控技术在煤矿机械中的实际应用情况进行论述研究。
关键词：
机电一体化；数控技术；煤矿机械；应用
众所周知，当前工业化技术正逐渐朝着集成化及智能化和自动化方向发展。因此，在新的技术背景下，出现了诸多新型的工业生产技术。比如，应用极为广泛的机电一体化数控技术，这项技术以液压技术及电子技术和机械技术为理论基础，从而在煤矿机械操作运行过程中，能够对不同设备的操作运行流程进行合理优化与控制，确保煤矿机械设备在运行过程中具有安全性、稳定性、可靠性。
1机电一体化数控技术在煤矿机械综合运行过程中的应用分析
通过实践研究发现，在煤矿采矿作业过程中，需要通过大型的电牵引采煤机等设备进行工作，但个别采矿企业的采煤机运行功率较大。因此，在牵引性能方面依然要优于传统的液压牵引技术方式，对此，机电一体化数控技术在大倾角煤层开采过程中使用较多。由于采用上述技术能够大大优化电牵引采煤机械设备的工作性能，而且可以降低采矿作业的工作难度，减少作业任务量，从而使机械设备操作过程易于控制，设备灵敏度较高。同时，技术管理人员对相关设备的管理维护较为容易。因此，正是基于上述诸多应用优点，这一技术在我国煤矿机械设备中被大量使用。
2机电一体化数控技术在机械设备提升与运输中的应用分析
提升与运输作为煤矿作业过程中的两大主要环节，采用机电一体化数控技术可大大提升机械设备的运行效率。通过利用机电一体化数控技术，可将其应用到矿井提升及带式输送机设备行进过程中，从而使机械设备实现全自动化运行与控制，由此优化了机械设备结构，使煤矿机械设备的运行稳定性与安全性大大提高。由于带式输送机在现代煤矿采掘运输过程中具有重要作用，而且由于其具有良好的可靠性、较高的自动化程度、较大的传输运送量，因此目前这一技术一般在煤矿采矿中的长距离运输与传送中应用较为普遍。
3机电一体化数控技术在机械设备安全生产运行中的应用分析
煤矿机械设备运行过程具有很大的技术风险，因此从作业之前到作业过程中乃至整个作业结束，都需要采用先进的技术手段对机械设备的实时运行情况进行监测，从而保证其相关运行参数科学、准确，避免出现突发性故障，以此防范机械设备突然终止运行。因此，从这一要求来看，在煤矿机械设备运行作业过程中，采用机电一体化数控技术，可利用系统的自动化数据监测、收集分析与诊断功能，对煤矿矿井中的相关安全风险进行实时、全面监测。但是，这一系统在实际运行过程中具有严格的使用要求。比如，自动化监测系统必须全面保持贯通，而且要保证其在任何时段都能与矿井内、外的相关安全负责人取得联系。这一技术采用智能化技术，通过智能控制手段，利用机电一体化数控技术，能够确保其与系统主机内的数据库相连接。因此，只需利用现代网络技术及数据通信技术，就可将煤矿机械设备设置为同步运行模式，且系统采用专用数据通信接口，对矿井内、外的相关工作情况进行监测定位［1］。一旦发现矿井内工作设备及地质情况存在安全风险，系统就会自动启动预警控制装置，然后相关安全管理人员利用专业控制软件就可对系统自动收集到的相关信息进行实时分析评估，从而使多项不同的操作功能融为一体。比如，机电一体化数控系统可集图形打印及模型显示和信息检索、数据资料上传、下载为一体，在保障矿井内作业的相关技术人员与机械设备安全顺利工作方面发挥了重要作用。
4机电一体化数控技术在煤矿机械其它方面的应用分析
除此之外，机电一体化数控技术还在煤矿机械设备掘进过程中具有重要的应用价值。目前，我国煤矿采掘作业中所使用的电气设备一般为矿用隔爆兼本质安全型开关箱以及矿用隔爆型压扣控制按钮、矿用本质安全型操作箱和隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步动机和GJC4低浓度甲烷传感器等［2］，因此在上述设备操作运行过程中，机电一体化控制技术在设备维护管理及性能优化和作业过程中发挥了巨大作用，特别是在矿井安全作业过程中，为相关作业人员提供了极大的便利。尽管其具有诸多应用优点，但在实践研究过程中发现，这一技术在煤矿机械设备运行过程中也有应用缺点。比如，机电一体化数控系统的应用模式相对单一，因此为了不断满足机械设备安全运行及采矿技术不断发展的要求，需在原有机电一体化数控技术基础上开发更加人性化和具有良好人机交互功能的采矿作业机械设备［3］;与此同时，相关企业需要不断加大技术以及资金投入，通过技术创新和生产工艺改进，大力研发新的智能控制技术。通过不断引进国外先进的采矿技术工艺，使其在地质勘察以及矿物选择方面发挥应有的作用，大幅提升采矿作业的效率。除此之外，相关技术人员要以机电一体化数控技术为核心，提高整体作业人员的操作技术水平，通过开展教育培训活动，从而大力优化机电一体化数控技术在煤矿机械设备运行中的流程，使这一技术在我国采矿作业方面体现更大强的技术优越性。
5结语
综上所述，机电一体化技术是在我国机械加工制造技术及自动化控制技术不断应用与发展基础上形成的一种新型技术模式。随着现阶段我国煤矿采矿事业的不断发展，矿物质的需求量在不断上升，由此使机电一体化数控技术在煤矿机械设备运行过程中得到了广泛的应用与实践。尽管这项技术在实际采矿过程中有极为广泛的应用，但是其在工作性能方面依然有待进一步提升，从而促进我国煤矿机械设备工作运行效率不断提高。
参考文献:
［1］蒋尊涛．机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用［J］．建材与装饰，2016，02(02):221～222．
［2］杨许．机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用［J］．价值工程，2016，02(13):156～157．
关键词：机电一体化；技术；应用
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 18-0116-01
随着社会不断发展，科学技术广泛运用到各个领域，机电一体化这个名词不仅仅是理论，更被人们熟练运用到企业发展上。按照系统科学的观点，机电一体化又可称为机电一体化系统，它是集机械元件和电子元件为一体的复合系统。随着机电一体化的迅速发展，它主要结合了光学、电子学、计算机技术、机械技术等领域知识，使整个机电一体化系统变得柔性化、智能化。更加合理、高效，它大幅度地推动了整个工业的生产。对社会的不断进步具有深远的意义。
一、机电一体化技术主要运用领域
（一）在数控机床中的应用。传统数控机床及数控技术结构比较简单，性能低，操作复杂笨拙，控制精度较差。然而经过40多年的发展，机电一体化的投入，除了解决了上述传统数控技术的弊端更增添了其他的。先进的数控技术以信息为主导，其开发性设计即硬件体系结构和功能模块具有标准性、兼容性、层次性，最大限度提高了其可操作性，大大提高了经济效益。现代的数控技术充分结合现代科学技术，能实现多过程、多通道控制即一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。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的能力。
（二）在计算机集成制造系统（CIMS）中的应用。机电一体化以其发展快适用范围广的特点深受各行各业的欢迎。机电一体化技术打破原有部门之间的界限，使各分散系统最优的结合，充分做好“物流”和“信息流”之间的关系，将生产线各个环节有机的结合，大大提高各种生产要素之间的连接作用，从而生产能力得到了很大的提高，使得各种生产要素充分发挥提高企业经济效益。
（三）在现代机械制造中的应用。传统的机械制造主要依赖于企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它着重考虑的是资源的有效利用，用低成本换取高效率，以机器代替人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。然而，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。
二、机电一体化技术的发展趋势
（一）智能化。机电一体化与传统机械的主要区别在于技术是否智能化，即使机电一体化产品具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如传统的数控机床像个被动执行者，它只能按照事前规定好的程序去严格执行操作，而现代的只能数控机床，它被结合了人的思想与感知，它可以主动地对自己的环境和加工条件进行感知及分析，从而采取相应的措施。利用这种智能化产品，从而能够大大减少人的脑力劳动。为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
（二）系统化。机电一体化可以看成为系统结构，它主要采用开放式和模式化的总线结构。这种系统结构的组态比较灵活，在任何情况下都可以剪裁和组合，从而达到各个子系统之间的协调控制和统一管理。其次，通过机电一体化的系统化结构信息的传递功能极强，它可以使远程网络更稳定。然而，随着科技的不断发展，相信机电一体化产品还会更加完善，人类会赋予它更人性的发展，从而想着生物系统化飞跃。
（三）模块化。机电一体化的正向着模块化发展。众所周知机电一体化产品种类和生产厂家繁多，故研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而十分重要的工作。若能制作出一系列的标准件，则对后续的产品开发大大缩短了时间。由于产品的标准化和系列化，使得生产规模大大提高，非常有利于企业的发展。
（四）网络化。网络技术的兴起和飞速发展对全球都是一次巨大的变革，它带给人类一次巨大的飞跃，然而对机电一体化也具有重要的作用。网络在人类的生活中越来越普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
（五）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。
（六）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。
（七）绿色化。人类生活的巨大改变离不开工业的发展，然而在我们个人感觉到物质丰富、生活舒适的同时资源却在大批量减少、生态环境变得极具恶化，所以急需大量开发绿色产品。机电一体化产品的绿色化最根本目标为尽最大限度地减少对生态环境的破坏。故这就要求产品从设计、制造、使用和销毁的整个生命周期中，达到符合环境保护和人类健康的要求，并使得资源的利用率提高。其产品的特点为低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。
三、结束语
随着机电一体化技术的发展，大量的产品与装置都在向着机电一体化发展，在优化整体的同时，提高了产品质量和生产效率，大大缩短开发新产品的生产准备周期，有利于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.
关键词：机电一体化技术；应用；前景
中图分类号：O421+.4 文献标识码：A
20世纪60年代以来机电一体化技术开始迅猛发展起来，它的发展基础是传统的机械技术，再此基础上结合了计算机技术、电子技术、信息技术。机械技术和电子技术是机电一体化技术的主体，另外包括了多门技术学科，目前机电一体化技术正在逐步完善。机电一体化技术的出发点是整个系统，它将机械技术、微电子技术等综合运用，根据系统功能和优化组织的目标进行各功能单元的优化配置，它对于机械产品的机构和管理体系等都产生了很大的影响，我国目前正在向“机电一体化”发展阶段迈进。
1 机电一体化技术优点
1.1 安全性能高
机电一体化产品在很多领域具有较强的功能，其中包括有监视、报警、自动保护等方面。工作中发生一些电力故障的时候，机电一体化产品能够自动启动保护措施，使人和设备的损害降到最低，提高了使用设备的安全性能。
1.2 较高的生产能力
机电一体化产品自动处理信息和自动控制能力很强，在控制和检测方面的灵敏度和精度等都很高。机电一体化产品有自身的控制系统，通过启动这个系统可以使机械执行机构按照设计的要求完成动作，可以保证工作完成的质量和产品的高合格率。机电一体化产品的生产能力也随着自动化的成功实现得以提高。
1.3 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。
1.4 适用范围大
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。
1.5 维护方便
程度的控制可以对安装调试机电一体化产品，在其控制系统中输入控制程序就可以对产品进行调控了，这样就不用改变产品的零件或者哪一个部件了。机电一体化产品还能够对工作中的故障自动进行检验和监视等，并且可以自动采取应对措施。工作对象不同时，具有存储功能的机电一体化产品可以根据存储的执行程序自动工作。
2 机电一体化技术应用
2.1 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。
2.2 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。在第一代机器人的基础上改进的第二代机器人拥有了先进的传感设备，它和计算机联系密切，可以通过计算机来对工作进行处理和分析，从而做出自己的判断进而控制动作，这表明工业机器人开始变得实用化，表现出了低级智能。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。
2.3 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。
3 展望机电一体化技术前景
3.1 高性能化
现代社会生产处于快速发展期，机电一体化需要不断满足发展的需要、不断提高其现实应用性，主要要提高的方面表现在速度、精度、效率和可靠性等。未来机电一体化技术的发展趋势之一就是高速、高精度、高效和高可靠性。
3.2 微型化
机电一体化趋向微型领域发展，它的发展动力是人们不断追求高新技术微型化。微型的机电一体化产品在一些特殊领域的优势是其他技术不可并肩而论的，比如军事、医疗、信息方面，因为这些微型化产品体积小、耗能少、灵活性强，可以成功完成常人不能想象到的任务。
3.3 智能化
21世纪机电一体化建设者更加重视研究人工智能，主要是机器人智能和数控机床智能的应用。人工智能主要指的是机器方面，通过吸收新方法在基础控制理论之上模拟人类智能，使机器具有推理、判断和自主决策的能力，这样也就能实现更高的控制目标。当然要求机电一体化产品具有和人类一样的智能是没必要的，我们可以使用高性能的微处理器让机电一体化产品拥有部分人类智能。
3.4 系统化
通信功能通过系统化得到了较大的升级，未来机电一体化技术会更多关注人与产品的关系，机电一体化将更加有人性化的特点。很多机电一体化产品的设计灵感都来自于动物或人类的启发，未来研究的两个方向分别是赋予机电一体化产品更多智能和研制更多的人性化产品。
3.5 网络化
网络技术促进了市场竞争的很大变革，现今网络技术飞速发展这必将使机电一体化和其相互融合。网络普及的同时远程和监视技术不断涌现，机电一体化产品就是远程控制的终端设备。网络化还将影响到大量的家用电器方面，计算机集成系统可以帮助人们在不出门的情况下享受高新技术带来的生活便利与快乐。
3.6 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。
3.7 人性化
不管机电一体化产品怎么变，它的使用对象都是人，所以机电一体化产品必须要有人性化，它需要在色彩、造型等方面与环境保持协调一致，人们使用这些产品不仅可以达到实用的目的还可以在使用过程中得到一种艺术的享受。
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
2机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70—80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，使机电一体化进一步建立了坚实的基础，并且逐渐形成完整的学科体系。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。
3机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：
3．1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“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、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而且必要的。
3．2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、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突，近期很难制定出国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业，还是对生产机电一体化产品的企业，模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3．3网络化
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。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。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。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。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3．4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，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（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。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。
3．5环保化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
3．6系统化
系统化的表现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。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外，还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等，显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。
综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。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，机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。
参考文献：
［1］李建勇．机电一体化技术［M］．北京：科学出版社，2004.
［2］李运华．机电控制［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2003.
关键词：机电一体化技术；应用；发展趋势
机电一体化技术是综合性技术类型，包含多种学科的知识，发挥各自优势，是社会生产力不断前行的结果。在科技的推动下，机电一体化在诸多领域中产生影响，在推动社会与经济发展中发挥越来越大的作用。为因此，要对机电一体化涵义进行深入分析和理解，对其应用环境进行深入探讨，明确发展方向，推动这一技术的可持续发展。
1对机电一体化涵义的阐述
机电一体化技术凸显综合性的特征，融合多种学科的关键技术，主要涉及机械、电子等技术领域。凸显全面性与综合性，具体分析，机电一体化主要关注的是机械设备的生产以及信息技术在数据处理中的作用，重视对机械设备以及相关电子器材的探索和研究，目的是更好地支持工业自动化的发展，为其提供坚实的技术保障。机电一体化发展实践中，重点集中在信息与产品的组成，主要是关注传感、信息以及机械技术的全面发展。之所以推广机电一体化技术，主要是在传统生产技术的基础上，逐渐渗透在生产环节中，加快产品创新，促进改革，是工业自动化发展的必然。
2对机电一体化技术应用状况的分析
2.1机电一体化技术在数控机床中的应用介绍。在机电一体化技术的支持和应用下，整个生产操作的精度显著增强，功能更加多样化。另外，在结构方面，拥有紧凑的构造，模块化突出。在功能领域，开放性更强，推动数控机床向着智能化的方向发展，提升机床的精确度，为整个生产提供更加全面、先进的技术支持。2.2机电一体化技术在计算机制造和集成系统中的应用。在机电一体化的支持下，计算机制造以及集成系统能够满足动态管控的目的，达到对目标的优化，突破传统模式的制约，保证信息的顺畅性。同时，实现诸多功能的融合，如开发、生产以及决策管理等，使得产品配置实现优化，集成度得到显著增强。2.3机电一体化技术在柔性制造系统中的应用介绍。对于柔性制造系统而言，涉及诸多部门，如机器人、数控等。要在装配要求的指导下，结合生产需要，对工件进行生产。整个系统的应用中，需要进行相关构件、品种等进行频繁切换。在机电一体化的应用下，产品质量的增强成为必然，生产效率实现大幅提升。2.4机电一体化技术在工业机器人中的应用介绍。机器人与机电一体化技术的融合经历几个发展时期，首先，机器人在得到相关指令之后，进行单一动作的重复，但是，对环境适应能力不强，也很难结合对象进行及时调整。其次，在工业机器人中加装传感系统，能够实现对工作环境的识别和适应，及时反馈相关状态，实现对信息的有效处理，同时，反馈功能比较突出，满足对整个操作动作的控制需求。这一时期的机器人在智能水平上处于较低级阶段，但是，实用性得到显著提升。再次，工业机器人紧跟时展步伐，向着智能化的方向发展，感知能力增强，能够完成复杂的逻辑思维，具备了决策能力，环境适应能力更强，独立运行特点更加突出。
3对机电一体化发展趋势和方向的介绍
3.1机电一体化在绿色化方面更加突出。在现代科技的发展下，整个社会发展水平不断提升，环境问题备受关注，更加关注对资源的节约以及生态的保护。工业生产也要顺利这一发展趋势，追求绿色发展目标，发展绿色机电一体化，实现能耗的有效降低，在推动社会发展的同时，维护生态平衡。3.2机电一体化的智能化不断完善。智能化的发展在很大程度上依赖于科技的进步和发展。在时展中，智能化与机电一体化融为一体，相互促进。在发展中，注重综合性思维方式的引进，以控制理论为基础，强化控制性。机电一体化的产品在智能性方面无法与人的思维进行媲美，但是，借助智能化的产品能够实现复杂问题的缓解，在根本上推动机电一体化的飞速发展。3.3机电一体化中网络化的分析。信息技术是网络技术发展的基础，使得整个社会的发展速度更加飞速。同时，网络技术在工业生产和科研领域发挥作用。网络化技术催生了多种技术类型，影响人们的生活。在远程终端监控设备中，机电一体化技术得到功能上的集中体现，尤其是计算机的支持下，其优势更加突出。为此，网络化在机电一体化中的发展成为其完善中的必然一环。3.4模块化得到发展。机电一体化在不断完善中，模块化成为其必然选择。目前，机电一体化包含诸多类型，为了实现进一步开放的目的，需要将模块化作为发展方向，对技术进行单元划分，实现整体功能的强化。3.5全息系统化得到推广应用。全信息系统的发展与完善受到 智能化技术的广泛影响。在全息系统化的应用下，采用了开放式总线结构和模式化结构，系统能够进行自由重组，同时，通信能力更强，为人机一体化的发展提供更多的支持。
综上，整个社会的生产力在发展到一定阶段之后，机电一体化成为必然趋势，也是科技进步的体现。在社会经济的发展中，机电行业实现技术的全面融合，凸显全面性与综合性的特征。因此，为了实现对机电一体化的全面的理解和掌握，要对其概念进行明确，明确其应用的主要方向，系统分析其发展趋势和方向，在根本上推动机电一体化的有序发展，为社会生产生活的各个方面提供更大的便利。
作者:梁晋 单位:山西汾西矿业（集团）有限责任公司物资供销分公司
参考文献:
[1]黄骏.机电一体化技术在机械工程上的应用及其趋势展望[J].科技展望,2016(19):84.
关键词：机电一体化 ；核心技术 ；应用领域 ；发展趋势；
中图分类号：TH-39文献标识码： A 文章编号：
前言：
随着信息化技术、自动化水平以及管理水平的提高，机电安装工程面临的困境机电安装工程项目是一项投资大、技术质量要求高、管理复杂的工程，具有建设一次性的特点，其立项决策、工程采购、设计、施工和运营等各阶段往往形成各自独立的管理过程，并由不同的单位执行，容易出现互相脱节的现象；在整个建设期内涉及到施工计划、施工安全、施工进度、 施工质量、设备安装、文档管理等众多内容，并且工程建设牵涉多方面人员共同参与，因此在大量分工协作的工作中会产生很多重要数据，只有这些数据及时、准确地在各专业之间传输，才能完成工程预期的质量、成本、工期等控制目标。
一．机电安装工程管理的复杂性给管理者的事务处理、数据处理及项目管理工作带来了挑战主要问题有：
1.业务和流程管理脱节，跨部门协调困难。
2.缺乏以项目执行过程贯穿组织业务的项目管理、跟踪、报告，跨部门工作的系统。传统项目管理没有将信息技术、项目管理软件和项目管理流程构成一个有机结合的信息系统， 没有形成网络效益、反馈效益和管理知识共享的效益，造成运作效率低下，领导如想了解工程情况主要靠出差、听汇报，靠人为的思维判断，易造成对设计，施工，监理等建设单位的控制不足，而且对内部也缺乏控制，因此而造成不可预见的风险大。
3.项目太多，不能有效进行管理和监控。传统项目管理缺乏项目范围和项目系统的管理，原因是对工艺设计过程的分析和项目管理的分析不够，结果容易造成分项工程的范围过大或过小。通过信息技术的广泛应用，项目的进度计划管理、合同管理、质量管理等迈入了崭新的阶段，它提供了简单且方便的管理手段，使项目管理人员可以高效地处理这些变化，大幅度地减轻项目管理人员的重复性劳动。
4.建设单位间知识经验无法共享、积累，项目经验的重用性不高。由于缺乏整体项目的知识管理运作平台，各项目之间、各单位问的知识经验无法共享。应用信息技术，构建工程项目知识库 ，为知识的积累、共享和创新提供一个平台，实现企业内部各类型的知识整理、 存储、、使用 。
二．机电安装工程应用信息技术的工作思路
完备的机电安装工程信息化管理，必须是在建立科学管理制度的基础上，建成一个涵盖工程管理各部门的工程管理信息系统，形成对水电站机电安装工程的计划和进度、成本、质量、业主资金、工程技术和文件、材料设备采购、工程施工及合同管理等高效统一规范协调的管理和控制体系，形成一个从水电站工程管理的实施层、管理层到决策层以及各种层次对外联系的信息体系，从而提高水电站工程整体管理水平并为决策层提供分析决策所必须的准确及时的信息具体言之。
三 机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为了加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。1.机械本体技术：机械本体包括机械传动和机械结构装置。机械本体必须从高精度、轻量化、和高可靠性等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为基础材料，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑采用复合材料或非金属材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
2.传感技术：传感器的问题集中在提高可靠性、线性度、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
3.信息处理技术：机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模／数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰问题。
4.驱动技术常用的执行机构可分两类：一是电气式执行部件;二是液压式执行部件目前电动机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的步进电机以及控制专用组件一传感器一电机三位一体的伺服传动系统。
四 机电一体化技术的主要应用领域
1.数控机床与数控技术：用数字化信息实现机械设备控制的一种方法，在数控加工技术方面得到了广泛的应用，具体表现在：a.自动化程度高，开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。b.WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真。并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。c.大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。d.生产效率高，能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。e.具有加工复杂形状零件的能力，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的能力。f.易于建立计算机通信网络，以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
2.计算机集成制造：系统简单地说，就是用计算机通过信息集成实现现代化的生产制造。CI MS通过计算机、网络、数据库等硬件、软件将企业的产品设计、加工制造、经营管理等活动集成起来，大幅度提高产品质量，缩短产品开发、生产周期性，提高生产效率，降低
生产成品。CI MS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。
3.柔性制造系统：主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。采用柔性制造系统后，可显著提高劳动生产率，大大缩短制造周期，因而使成本大为降低。
五 机电一体化技术的发展方向
机电一体化的发展有一个自发状况向自为方向发展的过程，现状和高新技术的发展动向，正朝着智能化、型化、系统化、模块化、网络化、绿色化以下几个方向发展。
1.智能化：近几年，容量越来越大，算速度的提高、感器系统的集成化与CNC系统的智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，有某种程度的判断推理、辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动，力劳动，可以预见，兴的智能化将会在关系到全国人类国民生计的各个领域发挥越来越大的作用。
2.微型化：微型机电一体化技术融合，科交叉的作用。软件技术，机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过lcm，并正向微米、米级方向发展。由于机电一体化系统具有体积小、能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，在家用电器、办公自动化设备、汽车、工农业乃至国防等领域，有广阔的应用前景。
3.系统化系统化的表现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，行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，RS232等常用通信方式外实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，其向着生物系统化方向发展。
4.模块化：模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，一项重要而艰巨的工程。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、电气接口、动力接口、 信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，需要制订一系列标准，各部件、元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
5.网络化：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。
6.绿色化：工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，态环境受到严重污染，是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
[关键词]煤矿 机电一体化 技术应用
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0368-01
随着科学技术的快速发展，进一步推动了机电一体化技术的发展，并不是简单的将机械技术与电子技术进行叠加，而是技术之间的相互补充，利用电子设备所具有的信息处理功能以及控制功能与机械装置相结合，通过有效的措施将各项施工工艺融合在一起，提高煤矿生产活动的系统性、科学性以及完整性[1]。
一、机电一体化概述
1.概念
机电一体化技术即将电气工程、计算机技术以及机械工程等专业有效的融合在一起，然后利用微电子技术将工程生产的各项工艺相互渗透，实现电子技术与机械技术融合的技术[2]。从总体上来看，机电一体化技术主要由传感装置、动力装置以及机械装置组成，不同部分具有的功能不同，所起到的作用也各不相同。传感装置主要起到有效传递信息的作用，动力装置主要起到为生产活动提供动力的作用，而机械装置主要来负荷各部分之间的协调工作，通过每个部分的相互协调，不断提高机电一体化系统的功能。
2.优势
在煤矿生产中实现机电一体化，首先可以通过电子技术的应用，利用其所具有的运算、控制、记忆以及信息处理等功能，实现整个生产工艺的多功能化、信息化以及智能化，提高生产效益。其次，整个系统的调动运行，可以自主完成对多个部分的协调管理，保证煤矿生产系统达到最优状态，达到节能的目的。并且，机电一体化系统中具有监视与诊断等功能，可以随时掌握整个系统中各设备的运行状态，提高生产的安全性与稳定性。最后，与传统生产方式相比，机电一体化系统结构更为简单，生产操作简易，进一步达到标准化生产目标。
二、煤矿机电一体化应用现状分析
煤矿机电一体化技术现在已经得到了广泛的应用，并且随着计算机技术的快速发展，数据库信息技术也被应用到煤矿生产中，进一步推动了机电一体化的发展，现在我国煤矿一体化技术在应用上已经实现了自动化、系统化以及智能化。机电一体化技术的应用，对提高生产效率具有重要意义，各机械设备是保证煤矿生产正常进行的主要因素，现在机电一体化技术的应用，将电子功能与机械功能相融合，与传统生产相比，优化了产品性能与功能。机电一体化技术在煤矿生产中的应用，主要包括煤矿开采、井下煤矿运输以及井下供电排水等硬件设施，同时也作用于信息管理与控制系统等软件设施上，在整体上提高了煤矿开采过程中的生产效率与安全性。
三、煤矿机电一体化应用发展分析
1.采煤机应用
我国大部分煤矿生产采用的是综合机械化采煤系统，实现了生产的自动化，传统生产工艺中主要以液压牵引，现在逐渐发展为电牵引，将机电一体化技术应用在采煤机中，比传统生产模式相比更具优势。例如电牵引比液压牵引效果更佳，并且能够更好的克服阻力，在下滑时提供制动功能。应用机电一体化技术安装有防止下滑的制动装置，能够更顺利的开展大倾角煤层作业。另外，在生产过程中，系统运行动态性更好，可以通过生产过程中产生的各项数据来对系统运行状态进行调整，长时间在恶劣环境下持续作业，因为能够更好的适应作业环境，外界因素对设备产生的影响更低，降低了设备故障概率[3]。另外，机电一体化技术的应用，牵引力主要通过计算机来控制，并实现对工作面刮板运输机的实时监控，提高了煤矿生产的安全性与可靠性。
2.运输机应用
为满足社会经济发展需求，煤矿开采量在不断增加，将一体化技术应用到提升与运输系统上，可以有效提高运输效率与安全性。内装式提升机在煤矿生产中比较常用，主要为电机与滚筒一体化的设计方式，设备结构简单，操作也更方便，控制与运行系统也更准确，可以实现完全自动化控制。针对我国皮带式运输与生产方式，对运输系统要求比较高，通过机电一体化技术的应用，可以利用电子监控系统来完成设备运行的实时监控，减少故障出现的概率。
3.监控系统应用
煤矿生产中最为常用的机电一体化技术，包括机械技术、系统技术、计算机与信息技术以及自动控制技术等，其中监控系统作为重要。因为煤矿生产活动与其他生产活动相比具有特殊性，对于煤矿生产的监控，对其监控数据的管理并不严格，但是必须要能够持续运行，保证矿工工作的生命安全。机电一体化技术在监控系统中的应用，将系统与局域网相连，自身数据库与主机同步，避免数据的丢失，同时也可以对已存的信息进行检索，实现图像显示、图表打印等。机电一体化技术的应用，通过电子监控系统来对整个生产活动各个环节进行实时监控，减少安全事故的发生，保证煤矿生产安全性。
结束语：
煤矿生产具有一定特殊性，对生产工艺以及设备等都有着严格要求，为满足社会发展的需求，必须要对生产模式做进一步的研究。机电一体化技术在煤矿生产中的应用，对提高生产效率，保证生产安全具有重要意义，想要进一步发挥其所具有的功能，要求我们应持续不断的进行研究。
参考文献
[1] 李宜海.关于机电一体化技术若干问题的探讨[J].科技资讯.2011，（03）：32-33.
关键字：机电一体化；技术；发展
1 机电一体化的基本概念
机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科；其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和 Control Technology）“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。
2 机电一体化的核心内容
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，要了解机电一体化，必须从以下几方面着手：
（一） 机械技术
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来，来提高其各项性能，满足更广的需求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
（二） 计算机与信息技术
凡是能扩展人的信息功能的技术，都是信息技术。可以说，这就是信息技术的基本定义。它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。
（三） 系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
（四） 自动控制技术
自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。
（五） 传感检测技术
传感技术是把各种量转变成可物理识别的信号进行输出，检测就是指人员对可是别的信号进行处理的过程。传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
3 机电一体化的发展趋势
（一）绿色化
在人们越来越追求生活质量和生活品质的今天，绿色环保成为了人们生活关注的焦点，随着社会进步和近年来人们对生态保护意识的重视和加强，绿色产品概念也将成为时展的必然！绿色理念倡导消费者在与自然协调发展的基础上,从事科学合理的生活消费,提倡健康适度的消费心理,弘扬高尚的消费道德及行为规范,并通过改变消费方式来引导生产模式发生重大变革,进而调整产业经济结构,促进生态产业发展的消费理念。机电一体化技术也顺应了绿色理念，机电一体化产品在人们的生活使用时不会对环境造成污染或者污染远远小于传统的产品，而且在产品报废后，其零件还能被再利用和再加工，资源利用率得到了大幅度的提高，达到节约资源的目的。
（二）智能化
智能化是21世纪机电一体化发展的一个显著特点，它由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用的智能集合,随着信息技术的不断发展，其技术含量及复杂程度也越来越高，智能化的感念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面，同样，机电一体化的智能化研究也在各个国家普遍开展。这里所提到的 “智能化”是指机器本身所具有的特性，它是在运用控制理论的基础上，结合计算机技术、精细化制造、运筹学等新学科、新技术和新方法，通过使机器模仿人类所具有的一些能力，如思维、推理、决策等，可以在一个比较复杂的工作和困难的环境中代替人类去工作。
（三）网络化
网络技术的发展是计算机技术发展的里程碑，网络技术的发展不仅推动了人类的科学技术的发展,同时给人们的学习,工作和生活带来重大的改变，同时，也深刻的影响着机电一体化技术的发展。其中最重要的影响就是对机电一体化设备的网络控制，控制的终端设备就是机电一体化产品。
（四）微型化
微型化也是机电一体化未来发展的趋势之一，尤其是近10年来，由于包括纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果，以及高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新技术成果的竞相问世，使得机电一体化领域朝着微型化有了质的发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。
关键词：机电一体化；应用；发展前景
中图分类号：TH39 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0064-02
机电一体化技术这一概念最早是由日本企业界在二十世纪七十年代左右提出的，当时被取名为“Mechatronics”，意思是机械技术和电子技术的有机结合。随着时代的发展，机电一体化技术融合了计算机技术、机械加工技术、自动化技术及电子信息技术等多种技术类型。机电一体化技术实现了人工操作向机械自动化操作的转变，在产品制造水平、生产效率及产品性能稳定性等方面带来了显著变化。随着新时期工业生产逐渐向自动化、智能化及绿色化方向发展，机电一体化技术在众多领域获得了广泛应用。
1 机电一体化技术在各领域中的应用状况
1.1 数控机床
机电一体化技术最为典型的应用案例就是数控机床，随着近些年的发展，数控机床在精度控制上更为精确，在功能上更加多样，在结构上更加趋于合理，在操作上更显便捷，总体上说，随着机电一体化技术的深入应用，数控机床在结构功能上向着模块化、总线式、紧凑型方向发展，在组织体系上更多采用了多主总线及多CPU架构模式。将富有开放性的设计方法应用于数控机床，可以极大提高系统的兼容属性及层次属性，在编程、设备升级改装等环节更加便捷智能，能够达到一台机床实时控制多台机床的效果，从而实现了多通道及多过程的控制管理。
此外，通过在数控机床系统中采用机电一体化中的在线诊断技术及神经网络的模糊控制技术，当机床出现或要出现各类故障时，如刀具破损等，可以借助在线诊断的相关功能模块向机床操作人员进行信息反馈，从而便于及时采取相应的控制措施。
1.2 工业机器人等柔性制造系统
柔性制造系统，简称为FMS，实现了高度计算机化，涵盖了数控机床、工业机器人、料盘及自动化仓库等各个部分，能够根据生产指令，按量地开展各类生产任务。除了上面介绍的数控机床，机电一体化在工业机器人制造中也发挥了重要作用。
工业机器人能够代替一部分人力劳动，在涉及到作业条件复杂，如噪音污染大、气体污染严重、辐射程度较高的作业场所，工业机器人可以发挥自身优势，确保生产制造的连续性。随着机电一体化技术的成熟，现阶段工业机器人智能化程度大幅提高，能够借助功能更加强大的元件设备收集整理数据，并针对具体情况作出分析判断，一定程度上达到了人脑的功能，在多种作业环境中能够实施单独作业。
1.3 计算机集成制造及分布式控制系统
计算机集成制造借助于自动化技术、信息技术及制造技术，通过采用计算机技术，把产品设计制造过程中的一些分散的子系统加以集成，从而形成了能够适用于小批量及多品种生产的智能化制造系统。计算机集成制造突破了各个部门之间的生产界限，做到了产品在开发、生产、经营等环节的融合。
分布式控制系统是通过中央计算机控制指挥多台计算机设备，凭借着分布式控制系统的稳定性和安全性，是机电一体化系统中的关键核心技术。分布式控制系统在分级上根据具体情况可以分为两级系统、三级系统乃至更多级别，能够对生产制造过程进行实时的监督控制及管理，在后期维护及系统扩展上也能够灵活操控。
1.4 在建筑施工行业中的应用
随着科学技术的不断发展，有不少先进的机电一体化技术已经应用于实际建筑施工中。施工机械机电一体化从半自动化、监控、全自动到遥控不断发展，降低了施工风险，提高了施工质量。
现阶段机电一体化技术在建筑工程中的具体应用主要包括混凝土机械、起重机械、土方机械（如国外液压挖掘机）。机电一体化技术应用在建筑施工领域既可以保证施工安全和工程质量，降低劳动强度、加快施工进度，也对避免工场事故有着重大的意义。
2 机电一体化的未来发展前景
2.1 人工智能化
现阶段机电一体化具备了一定的智能化程度，但尚无法达到人工智能化的水平，随着技术的发展，原先预想的使数控机床及工业机器人具备模拟人脑的能力，已不再简单局限在幻想中。机电一体化实现人工智能化，能够使其具备推理判断能力、自主思考能力以及决策制定能力，一方面能够有效提升工业生产制造的自动化水平，另一方面能够极大地节省人力成本，提高工业生产的效率和精度。
2.2 网络化
网络技术的发展给科学技术、工业生产，军事、政治、教育以及人民的日常生活都带来了极大的变化。网络技术能够为机电一体化在远程监控及远程控制等环节创造条件，因此，机电一体化与网络技术的融合也是未来机电一体化发展前景之一。在实现网络化操作后，工业生产制造人员可以脱离具体的生产岗位，只需在车间内走动，掌握各个设备的运行状态，然后借助操作面板来对各个流程工作加以控制。此外，在机电一体化设备和操作终端之间通过建立网络通信协议，借助光纤等信息传播介质进行数据的传递，还能够实现远程监控和远程控制，能够极大地降低工作量。
2.3 微型化
机电一体化设备体积庞大，虽然不会对其性能构成影响，但在搬运中却极为不便，微型机电一体化技术有效融合了软件技术、微电子技术及微机械技术，是未来机电一体化发展的重要方向。根据相关研究，机电一体化微型系统，可以实现向微米及纳米系统的演进。未来可能出现的微型化机电一体化技术可以在生物医学及航空航天等领域广泛使用。
2.4 模块化及绿色环保化
现阶段机电一体化的产品类型较多，生产制式不尽相同，在信息接口、电气设备接口及动力接口上也存在差异，随着技术成熟及行业间融合的加深，有必要制定出统一化的标准模式，实现机电一体化的标准化及模块化。
此外，随着人们环保意识的增强，在产品选择上人们更加趋向于绿色产品，因此，机电一体化的绿色化也将成为未来的重要发展方向，在产品的生产、包装、运输以及使用等环节，环保观念会贯穿于全过程。
3 结 语
总之，机电一体化技术在生产制造环节的有效应用可以极大提高产品的精度、质量及生产效率，在强调成本节约及规模化生产的背景下，具有独特的技术优势。随着科技的进步，机电一体化在未来发展前景上会向着更加智能、绿色、高效的方向发展，并将在工业生产制造中发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 代曾兰.机电一体化技术的应用探析[J].中国新技术新产品，2012，（2）.
[2] 叶家兴，甘德元.机电一体化技术的应用及未来展望分析[J].科技致富向导，2013，（15）.
[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。
一、机电一体化的基本概念
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5 ～6 倍。
（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。
（四） 具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。
（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品， 可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT 扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。
④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置， 如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础， 因此对机械结构提出了更高的要求， 需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
1输出接口技术
输出接口实际上是相对于输入接口的一种技术，比较常见的有发光二极管显示器，其具有可靠性高、应用简单、使用年限长、成本比较低和体积较小等优势，已经逐渐被大量运用到机电一体化系统中。此外，应用输出接口技术可在一定程度上显示一些相对复杂的符号和字母，从而有效提高系统的可靠性。
2基于机电一体化系统中的接口技术
机电一体化系统的接口技术需要很多技术的支持，主要表现在提升产品性能、传递能量和信息、优化基本构成等方面。
2.1提升产品性能在机电一体化系统中，应用接口技术可在一定程度上提升产品性能，具有不可比拟的优势。现阶段，随着机电一体化系统的不断发展和进步，接口技术逐渐成为系统中十分重要的部分，它不仅在一定程度上保证系统正常进行能量和信息的交换和传输，还可以有效地提高系统的产品性能。此外，在机电一体化系统的运行中，适当提升产品性能时，相关操作人员应有机结合相关领域出现的难题、需要解决的问题和机电一体化接口技术，即可在不断使用中充分研究系统中的重点和难题。因此，应在一定程度上保证将接口技术运用到机电一体化系统中具有较高的应用水平，从而提高相关的产品性能。
2.2传递能量和信息在机电一体化系统中，最基本的接口技术是能量和信息的传递。在对能量和信息进行传递时，接口技术可在一定程度上保证能量和信息的传递和转换具有一定的流程，且可以有机结合各部分系统，形成一套相对完善的数据信息系统。此外，随着机电一体化系统的不断发展和应用，利用接口技术传递信息和能量的意义越来越大，接口设计的质量会直接影响机电一体化系统的可靠性和稳定性。在操作人员传递信息和能量时，应严格记录并保存各种数据信息，以便在出现故障时消除故障，从而达到快速恢复系统、保证系统运行的可靠性和安全性的目的。
2.3优化基本构成机电一体化系统运行中的接口技术的最基本内容是优化基本构成。一般情况下，在不断应用接口技术的过程中，需要相关操作人员对合闸顺序进行合理组合，以免出现断路器再次跳开的情况。此外，在相关操作人员优化机电一体化系统的基本构成时，需适当断开两侧断路器出现故障的部位，并在此基础上进行相应的送电工作；相关操作人员应对开关时间进行适当延迟，随后进行相应的合闸操作，合闸后需要检测一定时间内的开电流；系统故障后，应利用重合器和分段器进行修复处理，以保证系统接口技术具有较高的应用效率。
2.4人机接口技术的应用利用人机接口技术可将相应的信号和指令输送到系统中，并对其进行控制，可保证交换信息的准确性，促进机电一体化系统的正常、稳定运行。因此，需要具备一定的键盘输入、拨盘输入和键盘输出功能，以保障系统对相关参数和信息的调整。系统中主要存在非编码和编码2种系统键盘，其各自具有不同的特点和优势，可保障系统的正常运行。
3结束语
总而言之，机电一体化系统融合了多种技术、涉及了多种领域，由很多子系统与不同元素共同组成，且需要各子系统之间信息、能量、物质的交换和传递。因此，接口技术对机电一体化系统的发展具有重要作用，可促进该系统不断满足实际的需求，顺利完成实际工作。
作者：赵金栋 李红琴 张英杰 单位：谱尼测试集团股份有限公司
关键词 机电一体化 接口技术 人机接口 机电接口
机电一体化系统是由机械和微电子系统两部分组成,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各子系统组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将浅谈接口分为人机与机电接口。
一、机电接口
由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系又须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着至关重要作用:①行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不定,因此必须进行电平转换。另外,在大负载时还需要进行功率放大。②抗干扰隔离。为防止干扰信号串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离。③进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间匹配。
1、模拟信号输入接口
在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口――模拟信号输入接口。
2、模拟信号输出接口
在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口――模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。
3、开关信号通道接口
在机电一体化的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放；电动机的启动与停止；阀门的开与闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。
(1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。
(2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。
二、人机接口
人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可分输入与输出接口两类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息；另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。
1、输入接口
(1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以 BCD码形式输入信息。
(2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:①编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);②非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高；后者电路简单,便于设计。
2、输出接口
在机电一体化系统中,发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。
接口技术是使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,各部分有机地结合在一起,从而完整统一。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要；同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
参考文献:
