導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機電一體化論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術(shù)特征，研究了國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點。

近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術(shù)特征

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便

光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術(shù)，現(xiàn)代制造工程，2001（12）

[2]梁進秋.微光機電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進展.光機電信息，2000（8）

[3]宋云奪編譯.光機電一體化業(yè)的未來.光機電信息，2003（12）

篇2

【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術(shù)特征，研究了國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點。

近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術(shù)特征

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便

光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術(shù)，現(xiàn)代制造工程，2001（12）

[2]梁進秋.微光機電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進展.光機電信息，2000（8）

[3]宋云奪編譯.光機電一體化業(yè)的未來.光機電信息，2003（12）

篇3

因為要對植被進行處理，所以，園林設(shè)計機電一體化技術(shù)在實際應(yīng)用中面臨的問題，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類似。因此，園林設(shè)計機電一體化機械在很大程度上與農(nóng)業(yè)機械相似?，F(xiàn)在，園林設(shè)計機電一體化機械在實際應(yīng)用中還存在許多缺陷，具體來說，包括以下幾點。

1.1種類比較少

現(xiàn)在市場上常見的有各種修剪機、灑水機等，這些比較單一，還有許多機電一體化機械并不常見，如移植機等。在許多發(fā)達國家，其園林設(shè)計機電一體化設(shè)備更加多樣化，在美國、歐洲等國家，其園林設(shè)計設(shè)備種類就更多，用途也更廣泛。國內(nèi)也有許多知名品牌的銷售，如綠友、東方園林等，在國內(nèi)還有許多生產(chǎn)園林機械的著名廠家，在淮安、揚州等地就有許多知名廠家。

1.2普及率低

與數(shù)十年前相比，園林設(shè)計中采用機電一體化機械的頻率雖然有所升高，但就目前來講，機械的使用率還是偏低，還不夠普及。與發(fā)達地區(qū)相比，我國大部分地方還在用半自動化機械工作，距離全自動機械工作還有一定距離。

1.3利用率較低

部分園林機電設(shè)備會投入使用，但機電設(shè)備的使用效率不高，其原因有二，一是存在人為操作的問題，錯誤的操作規(guī)程對機電設(shè)備造成很嚴重的破壞，導(dǎo)致維修費用升高，使成本不降反增；二是沒有將機電設(shè)備的利用效率最大化，導(dǎo)致資源浪費，增加了管理與維護的成本，阻礙了機電設(shè)備在園林設(shè)計方面的投入和使用。

1.4保管和維護不到位

機械是易損耗的，使用過程中難免會出現(xiàn)故障，但有些企業(yè)由于缺乏技術(shù)人員維修不到位，有的根本不進行定期維修，故障的機器多數(shù)被棄置倉庫，卻利用人力完成作業(yè)，這成為園林設(shè)計中機電一體化的缺點。不懂得機械結(jié)構(gòu)和原理，不熟悉機械的操作，不知道如何保養(yǎng)機械，導(dǎo)致機械使用壽命降低。對上述問題，企業(yè)必須制定相關(guān)的操作規(guī)程，讓員工認真學(xué)習(xí)操作規(guī)范以及正確的使用方法。另外，在大規(guī)模使用園林機電一體化機械時引起的噪音、環(huán)境污染等問題也有待解決。機電一體化的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，專業(yè)化是必不可少的。由于各類科技學(xué)科發(fā)展及相互滲透，促使了機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在各行業(yè)、部門的飛速發(fā)展。其中機電一體化在園林設(shè)計中也得到了應(yīng)用。

2機電一體化在園林設(shè)計中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)也逐漸滲透進了園林設(shè)計。經(jīng)過兩千多年的發(fā)展，中國古典傳統(tǒng)園林所講究的意境已經(jīng)到了爐火純青的地步，雖然可能會有更好的園林出現(xiàn)，但是機電化已經(jīng)成了一個重要的發(fā)展趨勢，這是大勢所趨。園林設(shè)計中會融入更多的機電一體化等元素。沿著這個思路走，創(chuàng)造園林的科技文明和傳統(tǒng)意境對園林現(xiàn)代化的普遍需求相結(jié)合，是成就上流園林的必要條件之一。

3結(jié)語

篇4

1.1機電一體化技術(shù)在發(fā)泡機中的應(yīng)用發(fā)泡機是冰柜（箱）生產(chǎn)中最為重要的設(shè)備，同時也是自動化程度較高的設(shè)備。發(fā)泡機設(shè)備用于冰柜（箱）內(nèi)發(fā)泡料的注射，設(shè)備需要精準地控制發(fā)泡料料溫、注射壓力、注料重量，同時與發(fā)泡線聯(lián)機，實現(xiàn)自動注料。設(shè)備采用PLC控制，并與發(fā)泡線聯(lián)機運行，實現(xiàn)信號交換，內(nèi)部PID閉環(huán)控制實現(xiàn)對料溫、料位、注料重量的精準控制，特別是注料重量，注料過程中由計量泵反饋信號，PLC系統(tǒng)將模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后進行計算，對發(fā)泡注料重量進行正或負補償，確保注料重量保持在較小的偏差范圍內(nèi)。該設(shè)備可由觸摸屏進行參數(shù)調(diào)整，觸摸屏與PLC相連接，料位、溫度差、料溫等均可實現(xiàn)可視、可更改，并可對設(shè)備輸入、輸出點進行觀察，操作簡便，維修方便。發(fā)泡機作為冰柜（箱）生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)備，由于對控制精準性、運行穩(wěn)定性的高要求，原先我國多數(shù)企業(yè)多采用進口設(shè)備，如德國亨內(nèi)基、意大利康隆等較為領(lǐng)先的設(shè)備，但隨著我國冰柜（箱）生產(chǎn)的快速發(fā)展，國內(nèi)聚氨酯發(fā)泡機的生產(chǎn)也經(jīng)歷了從無到有，從落后到先進的巨大變化，該類設(shè)備得到了不斷的提升，設(shè)備穩(wěn)定性、精準性大幅度提高，但與世界先進發(fā)泡機設(shè)備相比仍有較大差距，當然發(fā)泡機設(shè)備的技術(shù)進步，也為我國冰柜（箱）產(chǎn)業(yè)的制造發(fā)展起到了極大的推動作用。

1.2機電一體化技術(shù)在發(fā)泡線中的應(yīng)用發(fā)泡線設(shè)備為冰柜（箱）箱體、門體的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。原先大多數(shù)企業(yè)采用環(huán)形發(fā)泡結(jié)構(gòu)，由烘道控制發(fā)泡溫度，采用液壓系統(tǒng)控制線體前進，并使用人工裝箱、取箱等，現(xiàn)多數(shù)企業(yè)采用立式發(fā)泡結(jié)構(gòu)，水循環(huán)加溫系統(tǒng)、箱殼進模、產(chǎn)品出模、注射等實現(xiàn)整合與自動化，全線采用PLC與觸摸屏進行控制，立式發(fā)泡的優(yōu)越性明顯高于環(huán)形發(fā)泡，主要表現(xiàn)在：（1）自動化程度高：環(huán)形發(fā)泡人工進模、出模、注料，操作人員勞動強度大，立式發(fā)泡實現(xiàn)自動進模、產(chǎn)品自動出模、自動注料、自動控制發(fā)泡時間，同時自動控制發(fā)泡溫度等，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；（2）節(jié)約能源：環(huán)形發(fā)泡溫度由烘道控制，面積大、升溫慢、散熱快；立式發(fā)泡自動控制、調(diào)節(jié)溫度，實現(xiàn)單?？煽刂?，整體調(diào)控；（3）發(fā)泡時間、質(zhì)量可控：環(huán)形發(fā)泡由液壓系統(tǒng)控制前進速度，一個工位停止則全線停止，發(fā)泡時間不準確；立式發(fā)泡單獨控制，每模發(fā)泡時間可自由控制與調(diào)整；（4）效率高、產(chǎn)量高：環(huán)形發(fā)泡按圈輪轉(zhuǎn)，箱殼與工位配套裝箱發(fā)泡，順序要求高，且人工出箱慢；立式發(fā)泡可隨機進箱，機器自動出箱快，效率更高。

1.3機電一體化技術(shù)在其他冰柜（箱）生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用冰柜（箱）生產(chǎn)設(shè)備機電一體化、自動化水平的發(fā)展在各種小型配套設(shè)備中也得到了充分的體現(xiàn)，各種小型設(shè)備通過機電一體化改造，反應(yīng)更快、更加精簡，以打包機為例，打包機上卷后，設(shè)備控制中心PLC根據(jù)光電信號確定冰柜（箱）位置，自行送帶、拉緊、割斷、粘連，完成打包動作，一個產(chǎn)品三次打包動作僅需要10s左右，實現(xiàn)快速動作，低故障率，有效地保證了產(chǎn)量。另有創(chuàng)新型的各種機電一體化設(shè)備，以蒸發(fā)器自動纏繞機為例，該設(shè)備用于冰柜內(nèi)膽蒸發(fā)器的纏繞，實現(xiàn)了鋁箔膠帶與鋁管的同時粘附，且配有相應(yīng)的伺服間隙調(diào)整，人工設(shè)定纏繞參數(shù)完畢后，PLC根據(jù)伺服脈沖、編碼器反饋信號等自動計算纏繞圈數(shù)、高度，有效地解決了冰柜內(nèi)膽一直由人工貼覆的難題，將冰柜（箱）的自動生產(chǎn)向前推進了一大步。

2冰柜（箱）生產(chǎn)設(shè)備機電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

我國制造的冰柜（箱）生產(chǎn)用機電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點以及設(shè)備體積小，操作、維護方便，保護齊全，性能可靠等優(yōu)點。這些設(shè)備在冰柜（箱）生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高冰柜（箱）生產(chǎn)的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。但是，我國的冰柜（箱）機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的問題需要解決，技術(shù)需要研究，其未來的發(fā)展趨勢是：（1）掌握核心技術(shù)且形成產(chǎn)業(yè)，目前我國機電設(shè)備采用的控制中心及各種電器、液壓元件，如PLC、觸摸屏、油缸、氣缸等大多為進口元件，增加該方面的研發(fā)與投入，提高國產(chǎn)元器件的穩(wěn)定性與實用性，將對我國的機電一體化進程起到極大的推動作用；（2）市場競爭的加劇，使得降低殘次率、減少人工成本成為冰柜（箱）企業(yè)考慮的關(guān)鍵問題，機器人、機械手將被不斷研發(fā)與采用；（3）機電設(shè)備將更加人性化，設(shè)備的操作舒適性成為操作者選用要求之一；（4）車間機電設(shè)備實現(xiàn)整體通信連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息的實時交流。

3結(jié)語

篇5

機電一體化技術(shù)主要包括技術(shù)原理和使機電一體化產(chǎn)品(或系統(tǒng))得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機電一體化技術(shù)是一個技術(shù)群(族)的總稱，包括檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。

1)機械技術(shù)。是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

2)計算機與信息技術(shù)。信息交換、存取、運算、判斷與決策，人工智能技術(shù)，專家系統(tǒng)技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

3)系統(tǒng)技術(shù)。即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4)自動控制技術(shù)。其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場調(diào)試、控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5)傳感檢測技術(shù)。是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程度就越高。

6)伺服傳動技術(shù)。包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件，對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，未來機電一體化技術(shù)將朝著智能化、高性能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化、綠色化等多方向發(fā)展。

2.1智能化

人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現(xiàn)的問題進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。例如，在智能化房屋建設(shè)上增加人機對話功能，設(shè)置智能I／O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2高性能化

高性能化一般包含高速、高精度、高效率和高可靠性。它采用多CPU結(jié)構(gòu)，以多總線連接，進行高速數(shù)據(jù)傳遞，采有精簡指令集機，實時多任務(wù)操作系統(tǒng)并進行處理。設(shè)置多重緩沖器，故障診斷，自動檢錯、糾錯，系統(tǒng)自動恢復(fù)等技術(shù)保證該機電一體化產(chǎn)品具有高性能。

2.3模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事情。例如，研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這就需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。隨著微處理器性能價格比的迅速提高和微機械電子(MEMS)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計和制造出各種新的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏?。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到、質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(eolnputerintegratedappliancesystem，ClAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

2.5微型化

微型機電一體化產(chǎn)品向微米、納米級發(fā)展，體積小、耗能小、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)越性。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.6人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。未來的機電一體化將會加速它們與生命機體的相似性，更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系(人一機的協(xié)調(diào))并與人共生(人一系統(tǒng)一一體化)，更關(guān)注適宜人的使用與操作、人的可靠性及安個性問題。

2.7綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化，同時資源減少、生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生并成為時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品具有遠大的發(fā)展前途。綠色化成了時代的趨勢，產(chǎn)品的綠色化更成為適應(yīng)未來發(fā)展的一大特色。

篇6

可以說，機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，將會是我國現(xiàn)代工程技術(shù)水平的重要體現(xiàn)，更是工程機械主要的發(fā)展趨勢。而這一技術(shù)無論是對工程施工質(zhì)量，還是工程機械的使用性能好壞，都有著關(guān)鍵的影響與意義。在實際的施工過程中，工程機械作為一種不可或缺的設(shè)備，隨著施工單位對于機械設(shè)備的自動化要求越來越高，原有的工程機械技術(shù)已經(jīng)無法再滿足工程施工技術(shù)需求。因此，通過在工程機械設(shè)備中應(yīng)用機電一體化技術(shù)，使其充分發(fā)揮自身高效、安全的實用性，確保在預(yù)期時間內(nèi)完成工程任務(wù)，同時保障工程項目建設(shè)質(zhì)量，降低工程建設(shè)成本。下面，就詳細闡釋了機電一體化技術(shù)在工程機械中應(yīng)用的必要性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，由于當前大部分工程規(guī)模普遍較大，這就對工程機械設(shè)備的生產(chǎn)效率有著較大的要求，而機電一體化的工程機械能夠有效提高施工效率，能夠確保在規(guī)定時間內(nèi)，交付工程項目。其次，在現(xiàn)代工程施工中，各大施工單位對于工程機械的耗能量有著明確的要求，通常都是希望在完成施工任務(wù)的前提下，又可以降低能耗量，真正實現(xiàn)節(jié)約能源，降低施工成本的根本目標。再者，如果工程機械設(shè)備的自動化程度越高，這就說明對于工程施工難度也就越高，在實際施工中，有很多分項工程項目是需要應(yīng)用到大量工程機械。反之，若是這些機械設(shè)備的自動化程度較差，就無法充分保障機械施工質(zhì)量。此外，在工程施工過程中，通常使用的工程機械設(shè)備自動化程度非常高時，一般就不會需要浪費大量的人力，甚至有些施工工作完全不用勞動力完成。并且，機電一體化技術(shù)的工程機械實際操作起來十分簡單，只需一、兩個操作人員即可，這就為施工單位節(jié)省了一部分的勞動力成本。最后，在工程機械設(shè)備應(yīng)用一體化技術(shù)，不僅能夠大大提高其使用壽命，還有效降低了運行故障的發(fā)生率，在充分保障工程施工質(zhì)量的同時，還減少了一定的設(shè)備維修費用。通常上文幾點描述，我們也不難看出，傳統(tǒng)的工程機械技術(shù)已經(jīng)無法在滿足于現(xiàn)代化工程的施工需要，而機電一體化技術(shù)的出現(xiàn)，徹底解決了這些問題，尤其是在工程機械設(shè)備中占據(jù)十分重要的地位，達到了非常理想的施工效果。

2機電一體化在電力變壓器繞線機的應(yīng)用

電力變壓器的環(huán)型鐵心使用高導(dǎo)磁率的硅鋼帶繞置。用環(huán)型鐵心繞制的電力變壓器，具有低損耗、低躁聲、漏磁小的特點，是近幾年電力行業(yè)推廣使用的電力變壓器。電力變壓器繞線機是制造這種電力變壓器的專用設(shè)備。該繞線機可以繞制100kW以下的電力變壓器的三相繞組。該設(shè)備能夠根據(jù)繞組導(dǎo)線的線徑調(diào)整繞制的速度；具有緩慢起動、停止的功能，以防止繞線機因快速起動造成斷線的現(xiàn)象；能夠自動記錄繞組的繞制匝數(shù)；能夠預(yù)置繞制匝數(shù)，當實際繞制匝數(shù)等于預(yù)置繞制匝數(shù)時，繞線機能夠自動停車?？梢哉f，在變壓器繞線機中運用機電一體化，極大的提高了其運行效率和質(zhì)量。其中，機電一體化繞線機的控制系統(tǒng)是由可編程序控制器和變頻器組成。其控制面板包適各種按鈕、選擇開關(guān)，用于給PLC輸入控制信號。繞組匝數(shù)的預(yù)置使用4位撥碼盤，將4位十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成16位二進制數(shù)，送到PLC的輸入口。旋轉(zhuǎn)編碼器將轉(zhuǎn)數(shù)脈沖送到PLC的輸入口，從而測定繞組的實際繞制匝數(shù)。旋轉(zhuǎn)編碼器將主軸電動機轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)槊}沖計數(shù)信號，作為比較數(shù)據(jù)。在這樣的控制系統(tǒng)下，變壓器的繞線機實現(xiàn)了較高的自動化和智能化，生產(chǎn)效率有了顯著提升。

3機電一體化的主要發(fā)展方向

3.1智能化。機電一體化產(chǎn)品的智能化主要是使高性能、高速的微處理實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用代表。智能化通過對機器行為的描述，在控制理論科學(xué)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用人工智能、運籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等新思想和新方法，使機器具有邏輯思維、判斷推理最終能夠自主決策。

3.2模塊化。模塊化是機電一體化技術(shù)中的一項重要而艱巨的工程。機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多的現(xiàn)實情況使得相關(guān)單位制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配，企業(yè)研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、電氣接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元，在這些標準單元的基礎(chǔ)上就可迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

篇7

關(guān)鍵詞：機電一體化；接口技術(shù)；人機接口；機電接口

機電一體化系統(tǒng)可分為機械和微電子系統(tǒng)兩大部分，各部分連接須具備一定條件，這個聯(lián)系條件通常稱為接口。各分系統(tǒng)又由各要素（子系統(tǒng)）組成。本文以機電一體化控制系統(tǒng)（微電子系統(tǒng)）為例，將接口分為人機與機電接口兩大類。

一、機電接口

由于機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別，兩者間的聯(lián)系須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、緩沖，因此機電接口起著非常重要的作用：

（1）行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設(shè)備則不一定，因此必須進行電平轉(zhuǎn)換；另外，在大負載時還需要進行功率放大；

（2）抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離；

（3）進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統(tǒng)和被控對象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，以保證微機所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間的匹配。

1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統(tǒng)中，反映被控對象運行狀態(tài)信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號（如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測用的測速發(fā)電機等）計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)信號，而計算機只能接受數(shù)字信號，要達到獲取信息的目的，就應(yīng)將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接口——模擬信號輸入接口。

2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中，控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調(diào)速、直流電動機調(diào)速器、滑差電動機調(diào)速器等。而計算機只能輸出數(shù)字信號，并通過運算產(chǎn)生控制信號，達到控制生產(chǎn)過程的目的，應(yīng)有將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務(wù)是把計算機輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號，以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器，達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、多路模擬開關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。

3、開關(guān)信號通道接口。機電一體化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數(shù)字量（開關(guān)量）信號包括：開關(guān)的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的打開與關(guān)閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機電一體化控制系統(tǒng)中，對應(yīng)二進制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個狀態(tài)，此狀態(tài)作為控制依據(jù)。

（1）輸入通道接口。開關(guān)信號輸入通道接口的任務(wù)是將來自控制過程的開關(guān)信號、邏輯電平信號以及一些系統(tǒng)設(shè)置開關(guān)信號傳送給計算機。這些信號實質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號，所以開關(guān)信號輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道（DI）。由于開關(guān)信號只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號“1”和“0”，但是其電平一般與計算機的數(shù)字電平不相同，與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設(shè)計問題，它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉(zhuǎn)換電路和地址譯碼電路等組成。

（2）輸出通道接口。開關(guān)信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關(guān)信號傳遞給開關(guān)執(zhí)行器（如繼電器或報警指示器）。它實質(zhì)是邏輯數(shù)字的輸出通道，又稱為數(shù)字輸出通道（DO）。DO通道接口設(shè)計主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動開關(guān)執(zhí)行器的功率。開關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動器和輸出口地址譯碼電路等組成。

二、人機接口

人機接口是操作者與機電系統(tǒng)（主要是控制微機）之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向，可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統(tǒng)通過輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運行參數(shù)及結(jié)果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機電系統(tǒng)輸入各種控制命令，干預(yù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以實現(xiàn)所要求的功能。

1、輸入接口。

（1）撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統(tǒng)中常見的一種輸入設(shè)備，若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，如修正系數(shù)、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。

（2）鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有：

1）編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；

2）非編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設(shè)計的鍵盤程序來實現(xiàn)。前者使用方便，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；后者電路簡單，便于設(shè)計。

2、輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中，發(fā)光二極管顯示器（LED）是典型的輸出設(shè)備，由于LED顯示器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜，因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發(fā)光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單，是同名管腳上所加電平高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復(fù)雜符號、字母及表格等，在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應(yīng)用。

結(jié)語：

接口技術(shù)是研究機電一體化系統(tǒng)中的接口問題，使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢，使系統(tǒng)各部分有機地結(jié)合在一起，形成完整的系統(tǒng)。接口技術(shù)是在機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要；同時接口技術(shù)的研究也必然促進機電一體化的發(fā)展。從某種意義上講，機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計，就是根據(jù)功能要求選擇了各部分后所進行的接口設(shè)計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統(tǒng)的控制性能，以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，因此接口技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

參考文獻：

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一、考試考核的形式問題

機電一體化專業(yè)的考試考核只有兩種形式：一種是針對理論知識進行的閉卷筆試，另一種是針對實踐技能進行的一次性實踐操作考試。這類過于單一的考試考核形式能反映的信息非常有限，尤其是實踐操作考試，大多是隨機抽取一種操作讓學(xué)生執(zhí)行，對操作的難度平衡缺乏考量，而且只通過一次操作很難反映學(xué)生的實際操作能力。因此，這種考試考核形式的公平性、有效性長期以來受到諸多質(zhì)疑。

二、機電一體化專業(yè)的考試考核改革

（一）修正考試考核目的，減少其功利性。為了減少考試考核的功利色彩，有必要適當降低考試考核成績與機電一體化專業(yè)各種利益性指標的關(guān)聯(lián)程度，讓學(xué)生的目光移回考試考核的原本目的。具體來說，考試考核的成績?nèi)钥勺鳛闆Q定畢業(yè)、升級、獎學(xué)金的重要一環(huán)，但不再作為決定性的參考依據(jù)，將日常課堂表現(xiàn)、實習(xí)評價、學(xué)習(xí)態(tài)度等作為指標納入?yún)⒖迹魅蹩荚嚳己顺煽兊奈ㄒ恍?。尤其是實?xí)評價，可以作為與考試考核成績同等甚至更重要的參考依據(jù)。

（二）調(diào)整考試考核結(jié)構(gòu)，提高其價值性。為了提高考試考核結(jié)果的實際參考價值，有必要進一步對考試考核的結(jié)構(gòu)加以調(diào)整，平衡理論知識與技能素質(zhì)的考試考核水準。這種平衡不能是表面上的，要讓學(xué)生確實認識到技能素質(zhì)與理論知識同等重要甚至尤有過之。具體來說，一方面要提高機電一體化技能考試的嚴格程度，改變原本由一名教師審查所有考試操作的模式，技能考試的結(jié)果應(yīng)由多名教師同時打分，取平均值決定。另一方面要調(diào)整考試體系，盡量選擇綜合性的考試考核方案，避免學(xué)生存在僥幸心理。

（三）完善考試考核內(nèi)容，保障其實用性。為了令考試考核的內(nèi)容得到及時的更新與完善，高職院校的機電一體化專業(yè)教師可以考慮與外部專業(yè)人士合作。例如請實習(xí)合作企業(yè)對考試提出一定的建議，根據(jù)他們的實際要求及時修正考試內(nèi)容，避免自行預(yù)測摸索，浪費時間；與其他高職院校的同類專業(yè)合作，每所院校教師負責考試考核內(nèi)容更新的一部分，提高對考試考核內(nèi)容的更新效率，為內(nèi)容的先進性與實用性提供保障。

（四）豐富考試考核形式，強化其合理性。為了提高考試考核的公平性與合理性，考試考核的形式不能局限于傳統(tǒng)的兩種。首先，要將一次性的考試考核轉(zhuǎn)變?yōu)槎啻慰己?，綜合課堂上的表現(xiàn)成績、隨堂測驗成績、實習(xí)成績等多方面的指標決定最終的考試考核成績。其次，要針對不同難度的實踐操作考核訂立不同的評價機制，如果操作難度較低，就應(yīng)訂立更嚴格的評價標準。最后，在有條件的情況下選擇可以同時反映出理論知識掌握程度與技能素質(zhì)的考試形式，比如要求考生在維修操作考試中必須說明故障原因和機理。

三、結(jié)語

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（1）牽引特性好。采煤機在前進過程中提供牽引力，同時，在采煤機下滑過程中可實現(xiàn)發(fā)電制動；（2）能適應(yīng)大傾角煤層開采的需要。電牽引采煤機的牽引功率較大，而且牽引電動機軸端安裝了制動器，從而不依靠其他的防滑裝置和措施就可以防止機器在停機時下滑，可用于傾角為40—50°的煤層開采；（3）運行可靠性高，使用壽命長；（4）反應(yīng)靈敏,動態(tài)特性良好。電控系統(tǒng)可以根據(jù)采煤機的工作狀態(tài)調(diào)整各種參數(shù)，以防采煤機超數(shù)運行，控制可靠方便；（5）重量小，結(jié)構(gòu)簡單，能量轉(zhuǎn)換效率高；（6）能輕易實現(xiàn)遙控，牽引實現(xiàn)無級調(diào)速；（7）電牽引采煤機有著先進的全中文顯示界面，可以提供操作步驟的提示，實時顯示截割電機的功率和溫度、采煤機的牽引給定速度等工作參數(shù)，使得易于操作，工作效率高；（8）相較于液壓牽引采煤機，電牽引采煤機的節(jié)能降耗特性好，在環(huán)保方面具有優(yōu)勢。近年來，通過我國機電一體化技術(shù)的不斷提高，電牽引采煤機正逐步走向成熟，為推動我國煤礦企業(yè)的整體生產(chǎn)技術(shù)的進步起到了積極作用。

（二）機電一體化技術(shù)在提升機中的應(yīng)用和發(fā)展

當前，煤礦生產(chǎn)過程中機電一體化和自動化水平最高的設(shè)備就是全數(shù)字化交流提升機，提升機的內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)都實現(xiàn)了大幅的簡化。以內(nèi)裝式提升機為例，其在結(jié)構(gòu)式將驅(qū)動和滾筒兩大結(jié)構(gòu)合為一體，較好地體現(xiàn)了機械、電子、計算機和自動控制等各個技術(shù)環(huán)節(jié)的綜合應(yīng)用水平，使得設(shè)備安全高效；全數(shù)字化交流提升機高度適當可靠，采取總線方式，簡化電氣安裝的工作；全數(shù)字化提升機具有完整的診斷設(shè)施，可以實現(xiàn)自我診斷，還能進行重復(fù)性故障尋址和部分便捷的通信功能；設(shè)備硬件在兼容性方面較為完善，可以進行軟件控制，如完成軟啟動和瞬時加速的改變。在九五計劃期間，我國就已經(jīng)研制成功了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機，而且完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計算機系統(tǒng)。由于其性能先進、操作簡單、工作可靠性和準確性高，很符合當代煤礦生產(chǎn)的發(fā)展需求，目前已成為了各煤礦企業(yè)的首選機型。

（三）機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應(yīng)用和發(fā)展

目前，現(xiàn)代化綜合機械化采煤一般帶式輸送機作為主要運輸方式。帶式輸送機的特點是長距離連續(xù)輸送、輸送量很大、運行效率和可靠性高和易于實現(xiàn)自動化，已成為我們煤礦井下的主要運輸原煤的設(shè)備。因此，將機電一體化技術(shù)運用到帶式輸送機已成為八五計劃期間實施的日產(chǎn)百萬噸煤綜采設(shè)備項目之后的研究熱點之一。近年來，我國在帶式輸送機核心上都有了很大提高，也研發(fā)出了新的產(chǎn)品。目前，我國普遍采用行星齒輪減速器、調(diào)速型液力耦合器等驅(qū)動系統(tǒng)，特別是機電一體化的CST可控軟啟動裝置，可以使得兩條皮帶運輸機由一臺或幾臺CST驅(qū)動，它具有平滑起動運送大慣性載荷的特點，解決了帶式輸送機長距離、大運量驅(qū)動難題，但是，由于動態(tài)分析、啟動延遲等技術(shù)的限制，我國帶式輸送機一般為3點驅(qū)動，限制了輸送機的長度和運量。而且，輸送機的在線監(jiān)控功能、可靠性、靈活性和壽命較發(fā)達國家相比存在一定差距，還需要進行深入的研究。

（四）機電一體化在煤礦開采領(lǐng)域其他裝置系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展

煤礦開采過程中，最為常見的支護設(shè)備就是液壓支架，其穩(wěn)定性和可靠性決定著煤礦開采的效率和安全。并且隨著機電一體化技術(shù)的不斷的發(fā)展，液壓支架逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛呻娨嚎刂啤Ｈ榛罕谜镜囊后w流量大、壓力高，且已成為支護設(shè)備液體的主要來源。并且其可以根據(jù)支護設(shè)備實際用液量對進行供液量的自動調(diào)節(jié)。液壓控制與計算杌技術(shù)的結(jié)合，可以實現(xiàn)設(shè)備成組的自動移架或定壓雙向鄰架，從而避免對頂板及支架產(chǎn)生過大的沖擊載荷。近年來，TCK鋼絲繩損傷定量檢測系統(tǒng)以其監(jiān)測精確度高、穩(wěn)定性和可靠性強，適用范圍廣，使用方便的特點，可以進行鋼絲繩的損傷檢測，不但效率高，而且減小了事故發(fā)生的概率。上個世紀80年代以來，我國通過對國外先進的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)的研究，并且根據(jù)我國國情，利用機電一體化技術(shù)研制出了較為先進的、具有較高智能化水平的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。從近年來煤礦生產(chǎn)的應(yīng)用來看，其在煤炭開采的安全管理方面的作用至關(guān)重要。

（五）結(jié)語

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關(guān)鍵詞：機電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進程；發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。

一、機電一體化的核心技術(shù)

1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發(fā)展進程

1.數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

1.智能化：是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

2.網(wǎng)絡(luò)化：20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.微型化：興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

4.綠色化：機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。

5.系統(tǒng)化：其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進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)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(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的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。

結(jié)束語：

當然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(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，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。

參考文獻：