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機(jī)電一體化論文:模具中采用機(jī)電一體化綜述

由于旋蓋的螺紋長度較長和螺紋成型后脫模力較大,與常規(guī)的脫模機(jī)構(gòu)不同,圖4模具采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪使螺紋型芯旋轉(zhuǎn)的方法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫模。

模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)常規(guī)的三板模結(jié)構(gòu),1模2腔,側(cè)澆口進(jìn)料。(2)無拉料桿和推桿裝置,在彈簧力的作用下通過澆口推板將主流道凝料從定模板上推出,模具結(jié)構(gòu)簡單。(3)模具工作可靠,操作方便,自動(dòng)化程度高。(4)脫螺紋機(jī)構(gòu)的主要零件有:電機(jī)、鏈輪、鏈條、推力軸承、深溝球軸承、接近開關(guān)、中間繼電器、時(shí)間繼電器等。模具的工作過程為:模具合模、注射、保壓、冷卻過程結(jié)束后,模具開模,動(dòng)模開始向后運(yùn)動(dòng),澆口推板18在彈簧17的作用下,將主流道凝料和塑件從動(dòng)模上推出。動(dòng)、定模開模到一定距離,注塑機(jī)頂桿通過動(dòng)模座板16的頂出孔進(jìn)入模具,使接近開關(guān)22受到感應(yīng),并發(fā)信號(hào)給中間繼電器19,啟動(dòng)電機(jī)26。

電機(jī)通過主動(dòng)鏈輪24、鏈條14帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪8旋轉(zhuǎn),螺紋型芯7在推力軸承5和深溝球軸承6的配合下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。塑件與型芯在相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫模。當(dāng)時(shí)間繼電器20到時(shí)后自動(dòng)斷電,電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),型芯同時(shí)停止旋轉(zhuǎn),模具的一個(gè)工作循環(huán)過程結(jié)束。

模具中采用的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)包括電器控制、機(jī)械傳動(dòng)和動(dòng)力元件三大部分。電器控制部分功能上包括:信號(hào)采集、信號(hào)傳遞和信號(hào)控制;機(jī)械傳動(dòng)的類型有:齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)以及常用機(jī)構(gòu)等。動(dòng)力元件有:電機(jī)、液壓泵和氣壓泵。下面主要對(duì)電器控制元件的功能和作用進(jìn)行介紹。

信號(hào)采集元件信號(hào)采集元件可分為:接近開關(guān)(見圖5)、光電開關(guān)(見圖6)、信號(hào)傳感器等。圖4模具中使用接近開關(guān)作為信號(hào)采集元件。接近開關(guān)是一種無需與運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行機(jī)械接觸而可以操作的位置開關(guān),當(dāng)物體接近開關(guān)的感應(yīng)面到動(dòng)作距離時(shí),不需要機(jī)械接觸及施加任何壓力即可使開關(guān)動(dòng)作,從而觸發(fā)交流或直流電器工作或給計(jì)算機(jī)裝置提供控制指令。光電開關(guān)是利用被檢測物對(duì)光束的遮擋、吸收或反射,檢測物體有或無。物體不限于金屬,所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)發(fā)出,接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測。

信號(hào)傳遞元件圖模具中采用中間繼電器(見圖7)作為信號(hào)傳遞元件。中間繼電器是用來傳遞信號(hào)或同時(shí)控制多個(gè)電路,也可直接用它來控制小容量電機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。繼電器的工作原理是:當(dāng)某一輸入信號(hào)(如電壓、電流、溫度、速度、壓力等)達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí),使它動(dòng)作,以改變控制電路的工作狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)既定的控制或保護(hù)的目的。在此過程中,繼電器主要起傳遞信號(hào)的作用。

信號(hào)控制元件模具中采用的信號(hào)控制元件是時(shí)間繼電器(見圖8)。時(shí)間繼電器的用途是配合工藝要求,執(zhí)行延時(shí)指令。時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)、斷電延時(shí)、循環(huán)延時(shí)、釋放延時(shí)等。時(shí)間繼電器使用于交流50~60Hz,額定電壓12~380V的控制電路中作延時(shí)元件,按預(yù)定的時(shí)間接通或斷開電路,具有延時(shí)精度高、觸電容量大、延時(shí)范圍廣等

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛涉及工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域。初級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品是指采用電子技術(shù)代替和完善機(jī)械產(chǎn)品中的一部分,以提高產(chǎn)品的性能,而高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品是利用機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化,使產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。旋蓋成型模具通過應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)簡化模具結(jié)構(gòu)和提高模具性能,可為注射模上采用機(jī)電一體化技術(shù)提供參考。

機(jī)電一體化論文:傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

摘要:文章概述傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展,探討傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用,并分析我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:傳感器技術(shù);機(jī)電一體化;應(yīng)用

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,傳感器處系統(tǒng)之首,其作用相當(dāng)于系統(tǒng)感受器官,能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗(yàn),是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。如缺少這些傳感器對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)和對(duì)信息精確而可靠的自動(dòng)檢測,系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實(shí)現(xiàn)。

一、傳感器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展

傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,主要用于檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)自身與操作對(duì)象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)作提供必須的相關(guān)信息。隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加快,信息處理能力日益增強(qiáng),相應(yīng)的信息采集——傳感技術(shù)也將日益發(fā)展,傳感器也將無所不在。

從20世紀(jì)80年代起,逐步在世界范圍內(nèi)掀起一股“傳感器熱”,各先進(jìn)工業(yè)國都極為重視傳感技術(shù)和傳感器研究、開發(fā)和生產(chǎn)。傳感技術(shù)已成為重要的現(xiàn)代科技領(lǐng)域,傳感器及其系統(tǒng)生產(chǎn)已成為重要的新興行業(yè)。

二、傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳感器是左右機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)發(fā)展的重要技術(shù)之一,廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化產(chǎn)品之中:

1.機(jī)器人用傳感器。工業(yè)機(jī)器人之所以能夠準(zhǔn)確操作,是因?yàn)樗軌蛲ㄟ^各種傳感器來準(zhǔn)確感知自身、操作對(duì)象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內(nèi)部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對(duì)象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實(shí)現(xiàn),這個(gè)過程非常重要,足以為機(jī)器人控制提供反饋信息。

2.機(jī)械加工過程的傳感檢測技術(shù)。

(1)切削過程和機(jī)床運(yùn)行過程的傳感技術(shù)。切削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標(biāo)有切削過程的切削力及其變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時(shí)切屑的狀態(tài)及切削過程辨識(shí)等,而最重要的傳感參數(shù)有切削力、切削過程振動(dòng)、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機(jī)的功率等。對(duì)于機(jī)床的運(yùn)行來講,主要的傳感檢測目標(biāo)有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、軸承與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等,其傳感參數(shù)有機(jī)床的故障停機(jī)時(shí)間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機(jī)床狀態(tài)與冷卻潤滑液的流量等。

(2)工件的過程傳感。與刀具和機(jī)床的過程監(jiān)視技術(shù)相比,工件的過程監(jiān)視是研究和應(yīng)用最早、最多的。它們多數(shù)以工件加工質(zhì)量控制為目標(biāo)。20世紀(jì)80年代以來,工件識(shí)別和工件安裝位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識(shí)別是為辨識(shí)所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識(shí)別是辨識(shí)送入機(jī)床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時(shí)還要求辨識(shí)工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外,還可以利用工件識(shí)別和工件安裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識(shí)別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多傳感器,如基于TV或CCD的機(jī)器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。

(3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一定限度(按磨鈍標(biāo)準(zhǔn)判定)或出現(xiàn)破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保證加工精度和加工表面完整性時(shí),稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計(jì)證明,刀具失效是引起機(jī)床故障停機(jī)的首要因素, 由其引起的停機(jī)時(shí)間占NC類機(jī)床的總停機(jī)時(shí)間的1/5-1/3.此外,它還可能引發(fā)設(shè)備或人身安全事故,甚至是重大事故。

3.汽車自動(dòng)控制系統(tǒng)中的傳感技術(shù)。隨著傳感器技術(shù)和其它新技術(shù)的應(yīng)用,現(xiàn)代化汽車工業(yè)進(jìn)入了全新時(shí)期。汽車的機(jī)電一體化要求用自動(dòng)控制系統(tǒng)取代純機(jī)械式控制部件,這不僅體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)上,為更全面地改善汽車性能,增加人性化服務(wù)功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、可靠性、操作方便和舒適性,先進(jìn)的檢測和控制技術(shù)已擴(kuò)大到汽車全身。在其所有重點(diǎn)控制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感器等各種傳感器。

三、我國傳感器技術(shù)發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向

傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是機(jī)電一體化系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高,系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。在一套完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)中,如果不能利用傳感檢測技術(shù)對(duì)被控對(duì)象的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地檢測出并轉(zhuǎn)換成易于傳送和處理的信號(hào),我們所需要的用于系

統(tǒng)控制的信息就無法獲得,進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)就無法正常有效的工作。

我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué),始于20世紀(jì)80年代,與國外先進(jìn)技術(shù)相比,我們還有較大差距,主要表現(xiàn)在:

(1)先進(jìn)的計(jì)算、模擬和設(shè)計(jì)方法;

(2)先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)與設(shè)備;

(3)先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備;

(4)可靠性技術(shù)研究等方面。因此,必須加強(qiáng)技術(shù)研究和引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備,以提高整體水平。傳感器技術(shù)今后的發(fā)展方向可有幾方面:

1.加速開發(fā)新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學(xué)、信息處理等各種學(xué)科,各種新技術(shù)的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進(jìn)傳感器。

2.向高精度發(fā)展:研制出靈敏度高、精確度高、響應(yīng)速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動(dòng)化的可靠性。

3.向微型化發(fā)展:通過發(fā)展新的材料及加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器微型化將是近十年研究的熱點(diǎn)。

4.向微功耗及無源化發(fā)展:傳感器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化,工作時(shí)離不開電源,開發(fā)微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。

5.向智能化數(shù)字化發(fā)展:隨著現(xiàn)代化的發(fā)展,傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能,其輸出不再是一個(gè)單一的模擬信號(hào)(如0-10mV),而是經(jīng)過微電腦處理好后的數(shù)字信號(hào),有點(diǎn)甚至帶有控制功能,即智能傳感器。

機(jī)電一體化論文:對(duì)煤礦機(jī)械機(jī)電一體化應(yīng)用的現(xiàn)狀研究

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)煤礦機(jī)械的性能要求也在不斷提高,電子(微電腦)控制裝置在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜,維護(hù)也將更加專業(yè)化。為幫助煤礦機(jī)械使用人員、維修人員、管理人員對(duì)煤礦機(jī)械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面就這些做一下介紹與淺述。

煤礦生產(chǎn)中,煤礦機(jī)械的性能自動(dòng)化程度及其經(jīng)濟(jì)性等可以說直接影響到生產(chǎn),也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、提升等的安全運(yùn)行。而煤礦機(jī)械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性,從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機(jī)械不可缺少的組成部分,同時(shí)也是評(píng)價(jià)煤礦現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對(duì)煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中所占的比重越來越大,其功能將會(huì)越來越強(qiáng),應(yīng)用范圍也將越來越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對(duì)使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對(duì)煤礦職工的培訓(xùn)工作和對(duì)煤礦設(shè)備的管理工作也顯得尤為重要。

為適應(yīng)煤礦機(jī)械對(duì)性能的要求,僅僅依靠機(jī)械和液壓技術(shù)已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術(shù)的發(fā)展就成了煤礦機(jī)械的必要選擇。機(jī)電一體化是一項(xiàng)新興的技術(shù),將其引入到煤礦機(jī)械中,必將會(huì)給煤礦機(jī)械帶來了新的技術(shù)變革,使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué),是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)電一體化技術(shù)從20世紀(jì)70年代中期開始在國外機(jī)械上得到應(yīng)用。20世紀(jì)80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動(dòng)了機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計(jì)算機(jī)及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機(jī)械上的應(yīng)用,極大促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能,使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個(gè)飛躍的發(fā)展時(shí)期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機(jī)械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,在我國也是發(fā)展的方向,已成為機(jī)械高性能的體現(xiàn)。

目前機(jī)械的電子(微電腦)控制系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)如下功能:

1)在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診

即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能自動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機(jī)器的工作效率,簡化設(shè)備維護(hù)檢查工作,降低使用維修費(fèi)用,縮短停機(jī)維修時(shí)間,延長設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC控制,可實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診,還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來越智能化。

2)節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率

例如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等,使用變頻起動(dòng)、PLC控制系統(tǒng),節(jié)電量就為30%左右,同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高了。

3)自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度的提高

煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制,可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)作業(yè)精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng),就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會(huì)自動(dòng)連續(xù)動(dòng)作,也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無人操作。

4)其他應(yīng)用

一些國外生產(chǎn)的輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)等采用了電子(微電腦)控制的自動(dòng)變速器,能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比,從而改變功率,這不僅充分利用了電動(dòng)機(jī)功率,大大提高了能耗經(jīng)濟(jì)性,而且也簡化了操作,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了設(shè)備的安全性能,提高作業(yè)人員操作的安全性。目前我國在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子(微電腦)控制,可實(shí)現(xiàn)無人操作,使機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),也配備了無線遙控裝置,可遠(yuǎn)程遙控也可微電腦編程控制。電子(微電腦)系統(tǒng)的可靠性是煤礦機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。由于煤礦機(jī)械一般井下作業(yè),其直接受到潮氣、煤塵、通風(fēng)、石塊、地質(zhì)變化等的侵襲,此外還受到采煤振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾,工作環(huán)境非常惡劣,因此電子(微電腦)控制系統(tǒng)必須滿足井下性能環(huán)境要求,能在井下環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作;抗壓強(qiáng)度高、抗老化,具有較長的使用壽命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;較好耐沖擊和抗振性能;較強(qiáng)的抗干擾能力,系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。

機(jī)電一體化論文:煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及管理

機(jī)電一體化技術(shù)煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)包括基礎(chǔ)的機(jī)械技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)動(dòng)技術(shù)。而在在礦井的生產(chǎn)過程中，采煤工藝的先進(jìn)與否直接影響整個(gè)礦井的生產(chǎn)能力。因此，要盡量選用先進(jìn)的采煤工藝，從而到礦井的高產(chǎn)高效的目的。隨著我國工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電自動(dòng)化在礦上的應(yīng)用目益增多。

因?yàn)槊旱V是高危行業(yè)，提高機(jī)電設(shè)備自身的安全可靠程度和自動(dòng)化程度，最大減少用人，是實(shí)現(xiàn)礦井長治久安的關(guān)鍵所在，因此煤礦機(jī)電的自動(dòng)化有力推動(dòng)了企業(yè)安全高效、又好又快發(fā)展。

電氣自動(dòng)化在采礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用采煤機(jī)從中厚煤層起步，發(fā)展到薄煤層、大功率、大采高強(qiáng)力滾筒采煤機(jī)。從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式，逐漸發(fā)展到了電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引。液壓支架高度從薄煤、中厚到厚煤層，支架型式由占主導(dǎo)的掩護(hù)式，逐漸發(fā)展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤(單輸送機(jī))、兩柱掩護(hù)式低位放項(xiàng)煤液壓支架等多種架型。液壓支架電液控制系統(tǒng)在美國、澳大利亞、德國等煤炭生產(chǎn)發(fā)達(dá)國家得到了普遍的應(yīng)用，液壓支架電液控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，是今后發(fā)展的必然方向充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦開采中的作用。目前從國內(nèi)煤礦的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件和效益出發(fā)，電液控制液壓支架主要用于年產(chǎn)400萬t以上的一次采全高長壁工作面，600萬t以上放項(xiàng)煤工作面及薄煤層高效開采工作面。將在近年內(nèi)結(jié)合各礦特點(diǎn)嘗試液壓支架的電液控制系統(tǒng)。

我國電氣自動(dòng)化的應(yīng)用使采煤的過程更加人性化，綜采工作面裝備遠(yuǎn)程監(jiān)控及專家診斷系統(tǒng)的可靠性是國產(chǎn)采煤機(jī)研究的主要內(nèi)容。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)綜采裝備液壓支架和采煤機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，使采煤機(jī)根據(jù)煤層的變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)割煤、煤層的軟硬自動(dòng)調(diào)節(jié)采煤速度，檢驗(yàn)并完善動(dòng)態(tài)監(jiān)測綜采支架液壓系統(tǒng)壓力和各受力點(diǎn)的狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)支架推移輸送機(jī)的拉移等，使綜合機(jī)械化水平上一個(gè)新的臺(tái)階。

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對(duì)煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求，因此隨之對(duì)井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對(duì)于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動(dòng)方式，主要以電力電子器件為核心。

在我國，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡?。另外，?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時(shí)故障診斷和自我保護(hù)等功能，如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個(gè)很好的開始。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，使電器安裝大大簡化，此外，硬件配置簡單，互相兼容。我國研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī)，其核心部分ascs是由雙 cpu構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其性能先進(jìn)、操作簡便、準(zhǔn)確可靠。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動(dòng)作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)之一。20世紀(jì) 90年代以來，緊跟世界監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，我國自行研制開發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的kj90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的kj95系統(tǒng)等。自此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷出現(xiàn)，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機(jī)會(huì)，且促進(jìn)了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識(shí)。經(jīng)過多年的實(shí)踐表明，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和管理起到了十分重要的作用，基本代表了我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)水平。

煤礦機(jī)電管理存在的主要問題．1機(jī)電管理職能部門作用沒有充分發(fā)揮盡管各地方煤礦一般都設(shè)置了機(jī)電管理部門，但大多數(shù)礦井機(jī)電科都承擔(dān) 2種職能：一是機(jī)電管理，二是機(jī)電生產(chǎn)。

機(jī)電科管理人員的主要精力放在應(yīng)付生產(chǎn)上，管理作用沒能充分發(fā)揮。一些地方煤礦的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)機(jī)電管理重視不夠，大量壓縮機(jī)電人員，造成機(jī)電管理人員不足，機(jī)電專業(yè)組織未能健全，機(jī)電管理網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常中斷，機(jī)電職能管理作用淡化，技術(shù)手段落后。

機(jī)電隊(duì)伍整體素質(zhì)較低及機(jī)電技術(shù)力量薄弱一些地方煤礦機(jī)電管理人員文化較低，專業(yè)技術(shù)水平不高，未系統(tǒng)學(xué)習(xí)設(shè)備管理理論和企業(yè)管理理論，機(jī)電管理憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。機(jī)電職工一般未接受機(jī)電專門技術(shù)培訓(xùn)，理論知識(shí)不足，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，違章作業(yè)經(jīng)常發(fā)生。設(shè)備故障較高，因電氣失爆而引起的瓦斯、煤塵爆炸事故幾乎年年發(fā)生。用電管理 兩票三制堅(jiān)持不嚴(yán)，帶電作業(yè)，約時(shí)停送電時(shí)有發(fā)生。

設(shè)備存在隱患較多設(shè)備老、舊、雜、帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，安全設(shè)施、保護(hù)裝置不全，距《煤礦安全規(guī)程》要求差距較大。提升系統(tǒng)缺少緩沖裝置和托罐裝置，電控系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)保護(hù)不全。井筒裝備銹蝕嚴(yán)重，末能定期防腐。有的礦井為了趕產(chǎn)，不能保證主副井2h的停產(chǎn)檢修時(shí)間，絞車的實(shí)際提升負(fù)荷超過設(shè)計(jì)提升能力。一些固定設(shè)備的電壓表、電流表、壓力表、真空表、安全閥未按規(guī)定定期校驗(yàn)。井下電氣設(shè)備沒有按規(guī)定做電氣試驗(yàn)，過流保護(hù)整定過大，漏電保護(hù)、煤電鉆綜保、照明信號(hào)綜合保護(hù)、輸送機(jī)保護(hù)、風(fēng)電閉鎖、瓦斯電閉鎖甩掉不用或試驗(yàn)及記錄不規(guī)范。井下局部接地極及連線的材質(zhì)、工藝不符合要求，安裝不合格。非阻燃的電纜、輸送帶仍在井下使用。電氣設(shè)備失爆現(xiàn)象屢見不鮮。

改進(jìn)地方煤礦機(jī)電管理的辦法重視機(jī)電管理，首先是礦井領(lǐng)導(dǎo)人重視機(jī)電管理，這是加強(qiáng)機(jī)電管理的關(guān)鍵。機(jī)電管理人員要經(jīng)常向礦領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)機(jī)電工作，多提工作建議，以獲得領(lǐng)導(dǎo)的支持。

因礦制宜建立機(jī)電管理機(jī)構(gòu)，授予職權(quán)，統(tǒng)一管理礦井機(jī)電管理機(jī)構(gòu)體系不論采取哪種形式，都必須授予機(jī)電部門職權(quán)，實(shí)行統(tǒng)一管理。一般機(jī)電部門要具有以下職權(quán)，即：制定機(jī)電管理規(guī)章制度杈；編制部署機(jī)電工作計(jì)劃權(quán)

；設(shè)備配件分配權(quán)：制止違章作業(yè)權(quán)：追查機(jī)電事故權(quán)；檢查評(píng)比考核獎(jiǎng)罰權(quán)：機(jī)電業(yè)務(wù)骨干調(diào)整調(diào)動(dòng)工作監(jiān)督權(quán)。認(rèn)真落實(shí)規(guī)章制度，扎實(shí)地做好設(shè)備綜合管理，加大機(jī)電培訓(xùn)。達(dá)到培訓(xùn)的目的各礦應(yīng)建立設(shè)備綜合管理體系，完善設(shè)備綜合管理制度，配齊設(shè)備管理人員，實(shí)行流程化管理，扎實(shí)地做好設(shè)備綜合管理工作，確保設(shè)備管理制度化、正?；?、規(guī)范化。培訓(xùn)上提高職工學(xué)習(xí)積極性，嚴(yán)謹(jǐn)機(jī)電培訓(xùn)走過場。能實(shí)現(xiàn)要我學(xué)到我要學(xué)的轉(zhuǎn)變，培訓(xùn)達(dá)到目的。

對(duì)我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考在20世紀(jì)，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié)，但相對(duì)國外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。

應(yīng)提高我國煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度：以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠：對(duì)于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時(shí)，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制；煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以最憂的狀態(tài)工作，同時(shí)能快速地對(duì)所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對(duì)故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對(duì)以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測；要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)的測量，并保證其測量；隹確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識(shí)別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

機(jī)電一體化論文:機(jī)械制造與機(jī)電一體化發(fā)展探究

1.機(jī)械制造智能化技術(shù)的發(fā)展

1.1人機(jī)互動(dòng)的功能發(fā)展方向

機(jī)械制造業(yè)對(duì)圖形的精密性要求非常高。因此,必須借助計(jì)算機(jī)技術(shù)完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與操作,通過計(jì)算機(jī)的窗口與菜單完成產(chǎn)品生產(chǎn)的操作過程,利用快速編程、藍(lán)圖編程、三維彩色動(dòng)態(tài)圖形展示、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤、圖形模擬、多方向視圖、比例縮放等技術(shù)為機(jī)械制造提供技術(shù)支持,以大量的可視圖形和技術(shù)數(shù)據(jù)幫助設(shè)計(jì)者更好地完成設(shè)計(jì)過程,提高產(chǎn)品質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造過程的人機(jī)互動(dòng)。

1.2高效化、智能化的性能發(fā)展方向

在目前機(jī)械制造的操作系統(tǒng)中,高分辨率檢測元件和多CPU控制能夠提高機(jī)械制造過程的效率、精度和速度,形成系統(tǒng)化、科學(xué)化、規(guī)范化的數(shù)字伺服系統(tǒng),使機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)速度得到大幅度提升,自動(dòng)化調(diào)整機(jī)械生產(chǎn)的信息流和物料流,以機(jī)械制造群控系統(tǒng)提高機(jī)械制造的效率與水平。

1.3集成化、可控化的體系發(fā)展方向

隨著智能化技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的不斷應(yīng)用與推廣,基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源的機(jī)械制造管理系統(tǒng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)深入了解生產(chǎn)工藝流程及設(shè)計(jì)原理,實(shí)現(xiàn)了編程、設(shè)定、運(yùn)行、操作的集成化與可控化,提高了機(jī)械設(shè)計(jì)和制作的效率。機(jī)械制造的集成化、可控化的體系發(fā)展方向以軟硬件運(yùn)行速度和數(shù)控系統(tǒng)的集成度為依據(jù),利用集成化CPU、RISC芯片和可編程集成線路,提高了集成電路的密度,減少/！/互聯(lián)長度和數(shù)量,從而降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品性能和系統(tǒng)可靠性。這是機(jī)械制造智能化技術(shù)的發(fā)展方向和任務(wù)。

2.機(jī)械制造智能化與機(jī)電一體化的結(jié)合發(fā)展

機(jī)械制造智能化與機(jī)電一體化的結(jié)合是機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向,隨著智能化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)水平的提高,機(jī)械制造有著非常廣闊的發(fā)展前景。具體說來,機(jī)械制造與智能化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

2.1網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的重要發(fā)展方向。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推廣與普及,企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營過程發(fā)生了極大的變革。物料選擇、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、零件制造、產(chǎn)品銷售和市場開拓的方式都發(fā)生了很大的變化,異地與跨國生產(chǎn)已經(jīng)非常普遍,技術(shù)交流、產(chǎn)品開發(fā)合作和經(jīng)營管理學(xué)習(xí)也在廣泛開展。機(jī)械制造企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展環(huán)境下既競爭又合作,為了提高自己的競爭力不斷研發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù),提高了機(jī)械制造業(yè)的整體水平。因此,網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械制造業(yè)的重要發(fā)展方向。

2.2智能化

在機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展過程中,不斷吸收運(yùn)籌學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)等新思想和新方法,在機(jī)械生產(chǎn)過程中模擬人類智能,使機(jī)械生產(chǎn)過程更具人性化。

2.3自動(dòng)化

機(jī)械制造的自動(dòng)化以系統(tǒng)技術(shù)、集成技術(shù)、人機(jī)一體化技術(shù)、單元制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)等技術(shù)為支撐,為機(jī)械制造營造了一個(gè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)環(huán)境,使機(jī)械制造朝著敏捷化、全球化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、虛擬化和綠色化的方向發(fā)展。

2.4系統(tǒng)化

機(jī)械制造的系統(tǒng)化表現(xiàn)為開發(fā)式和模式化的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了靈活組態(tài)、任意裁剪、任意組合,達(dá)到了綜合管理和系統(tǒng)控制的目標(biāo)。此外,機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的通信功能也在不斷增強(qiáng),更加注重產(chǎn)品和人的關(guān)系,通過模仿生物機(jī)理來研制機(jī)電一體化產(chǎn)品。

3.結(jié)語

總而言之,機(jī)電一體化技術(shù)和智能化技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果,也是生產(chǎn)力發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,機(jī)械制造業(yè)也將不斷吸收智能化和機(jī)電一體化技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化和機(jī)械制造智能化的相互融合、相互促進(jìn),不斷提高機(jī)械制造業(yè)的科技水平和生產(chǎn)效率,促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)走向一個(gè)新的發(fā)展階段。

機(jī)電一體化論文:發(fā)展“機(jī)電一體化”的思路和對(duì)策

主題詞：機(jī)電一體化、對(duì)策

一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢

自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機(jī)床的問世,寫下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來勃勃生機(jī);

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢

1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。

(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。

(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。

1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。

3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力

勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)

(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階

國內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。

(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平

對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度

風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。

(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭分別達(dá)到55%和45%。

2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)

(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。

(2)單項(xiàng)目標(biāo)：

·機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·PLC的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產(chǎn)基地之一。

·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?！熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。

·其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量……

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會(huì)形成一個(gè)銷售額超過200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。

五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!

(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口

的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。

在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。

(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”

機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍 ，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。

我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：

抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；

抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；

抓緊開發(fā)、生產(chǎn)中小型PLC，用PLC進(jìn)行生產(chǎn)過程控制；

抓緊組織生產(chǎn)多色膠印機(jī)、中英文打字機(jī)、電子出版系統(tǒng)、中高調(diào)頻X射線疹療設(shè)備、心腦病人監(jiān)護(hù)設(shè)備、30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組、模糊控制器、汽車電子高壓開關(guān)、高頻電子點(diǎn)火器等產(chǎn)品。同時(shí)要注意用變頻調(diào)速技術(shù)、電力拖動(dòng)技術(shù)、模糊技術(shù)、PLC等改造供暖、供水設(shè)備，進(jìn)行高層建設(shè)的現(xiàn)代化管理，解決交通難、出行難問題……

機(jī)電一體化論文:機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾問題的探討

摘要：針對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)受到的干擾問題，進(jìn)行了一定的分析，并提出了一些具體的解決辦法。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 干擾 抗干擾

機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)投入工業(yè)應(yīng)用環(huán)境運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)總會(huì)受到電網(wǎng)、空間與周圍環(huán)境干擾。若系統(tǒng)抵御不住干擾的沖擊，各電氣功能模塊將不能進(jìn)行正常的工作，微機(jī)系統(tǒng)往往會(huì)因干擾產(chǎn)生程序“跑飛”，傳感器模塊將會(huì)輸出偽信號(hào)，功率驅(qū)動(dòng)模塊將會(huì)輸出畸變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作失常，最終導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生故障，甚至癱瘓。

1 干擾源

從干擾竄入系統(tǒng)的渠道來看，系統(tǒng)所受到的干擾源分為供電干擾、過程通道干擾、場干擾等，如圖1所示。

（1）供電干擾

大功率設(shè)備會(huì)造成電網(wǎng)的嚴(yán)重污染，使得電網(wǎng)電壓大幅度地漲落、浪涌，大功率開關(guān)的通斷，電動(dòng)機(jī)的啟停等原因，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)很高的尖峰脈沖干擾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電源的投入、瞬時(shí)短路、欠壓、過壓、電網(wǎng)竄入的噪聲引起CPU誤動(dòng)作及數(shù)據(jù)丟失占各種干擾的90％以上。

（2）過程通道干擾

過程通道干擾主要來源于長線傳輸。當(dāng)系統(tǒng)中有電氣設(shè)備漏電，接地系統(tǒng)不完善，或者傳感器測量部件絕緣不好等；及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起，尤其是將信號(hào)線與交流電源線處于同一根管道時(shí)，產(chǎn)生的共?；虿钅ｋ妷憾紩?huì)影響系統(tǒng)，使系統(tǒng)無法工作。

（3）場干擾

系統(tǒng)周圍的空間總存在著磁場、電磁場、靜電場，如太陽及天體輻射；廣播、電話、通訊發(fā)射臺(tái)的電磁波；周圍中頻設(shè)備發(fā)出的電磁輻射等。這些場干擾會(huì)通過電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作，使其中的電平發(fā)生變化或產(chǎn)生脈沖干擾信號(hào)。

2 抗供電干擾的措施 （1）配電系統(tǒng)的抗干擾

抑制供電干擾首先從配電系統(tǒng)上采取措施，可采用圖2所示的配電方案。

其次可采用分立式供電方案，就是將組成系統(tǒng)各模塊分別用獨(dú)立的變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路構(gòu)成的直流電源供電，這樣就減少了集中供電的危險(xiǎn)性，而且也減少了公共阻抗以及公共電源的相互耦合，提高了供電的可靠性，也有利于電源散熱。

另外，交流電的引入線應(yīng)采用粗導(dǎo)線，直流輸出線應(yīng)采用雙絞線，扭絞的螺距要小，并盡可能縮短配線長度．

（2）利用電源監(jiān)視電路

在配電系統(tǒng)中實(shí)施抗干擾措施是必不可少的，但這些仍難抵御微秒級(jí)的干擾脈沖及瞬態(tài)掉電，特別是后者屬于惡性干擾，可能產(chǎn)生嚴(yán)重的事故。因此應(yīng)采取進(jìn)一步的保護(hù)性措施，即使用電源監(jiān)視電路。電源監(jiān)視電路需具有監(jiān)視電源電壓瞬時(shí)短路、瞬間降壓和微秒級(jí)干擾及掉電的功能；及時(shí)輸出供CPU接受的復(fù)位信號(hào)及中斷信號(hào)等功能。

3 過程通道抗干擾措施

抑制過程通道上的干擾，主要措施有光電隔離、雙絞線傳輸、阻抗匹配、電流傳輸以及合理布線等。

（1）光電隔離

利用光電耦合器的電流傳輸特性，在長線傳輸時(shí)可以將模塊間兩個(gè)光電耦合器件用連線“浮置”起來，這種方法不僅有效地消除了各電氣功能模塊間的電流流經(jīng)公共線時(shí)所產(chǎn)生的噪聲電壓互相竄擾，而且有效地解決了長線驅(qū)動(dòng)和阻抗匹配問題。

（2）雙絞線傳輸

在長線傳輸中，雙絞線是較常用的一種傳輸線，與同軸電纜相比，雖然頻帶較窄，但阻抗高，降低了共模干擾。由于雙絞線構(gòu)成的各個(gè)環(huán)路，改變了線間電磁感應(yīng)的方向，使其相互抵消，因而對(duì)電磁場的干擾有一定的抑制效果。

（3）阻抗匹配

長線傳輸時(shí)，若收發(fā)兩端的阻抗不匹配，則會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射，使信號(hào)失真，其危害程度與傳輸?shù)念l率及傳輸線長度有關(guān)。

（4）電流傳輸

長線傳輸時(shí)，用電流傳輸代替電壓傳輸，可獲得較好的抗干擾能力。

（5）合理布線

強(qiáng)電饋線必須單獨(dú)走線，強(qiáng)信號(hào)線與弱信號(hào)線應(yīng)盡量避免平行走向。

4 場干擾的抑制

防止場干擾的主要方法是良好的屏蔽和正確的接地。須注意以下問題：

（1）消除靜電干擾最簡單的方法是把感應(yīng)體接地，接地時(shí)要防止形成接地環(huán)路。

（2）為了防止電磁場干擾，可采用帶屏蔽層的信號(hào)線，并將屏蔽層單端接地。

（3）不要把導(dǎo)線的屏蔽層當(dāng)作信號(hào)線或公用線來使用。 （4）在布線方面，不要在電源電路和檢測、控制電路之間使用公用線，也不要在模擬電路和數(shù)字脈沖電路之間使用公用線，以免互相串?dāng)_。

5 軟件抗干擾技術(shù)

各種形式的干擾最終會(huì)反映在系統(tǒng)的微機(jī)模塊中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集誤差、控制狀態(tài)失靈、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)竄改以及程序運(yùn)行失常等后果，雖然在系統(tǒng)硬件上采取了上述多種抗干擾措施，但仍然不能保證微機(jī)系統(tǒng)正常工作。因?yàn)檐浖垢蓴_是屬于微機(jī)系統(tǒng)的自身防御行為，實(shí)施軟件抗干擾的必要條件是：

（1）在干擾的作用下，微機(jī)硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會(huì)受到任何損毀，或易損壞的單元設(shè)置有監(jiān)測狀態(tài)可查詢。

（2）系統(tǒng)的程序及固化常數(shù)不會(huì)因干擾的侵入而變化。

（3）RAM區(qū)中的重要數(shù)據(jù)在干擾侵入后可重新建立，并且系統(tǒng)重新運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)不允許的數(shù)據(jù)。 抑制數(shù)據(jù)采樣的干擾可采用：數(shù)字濾波，寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法，也可采用重復(fù)檢查法，偏差判斷法來檢查判斷是否有干擾信號(hào)。而程序運(yùn)行失常的軟件抗干擾措施一般有：

（1）設(shè)置WATCHDOG功能，由硬件配合，監(jiān)視軟件的運(yùn)行情況，遇到故障進(jìn)行相應(yīng)的處理。

（2）設(shè)置軟件陷阱，當(dāng)程序指針失控而使程序進(jìn)入非程序空間時(shí)，在該空間中設(shè)置攔截指令，使程序進(jìn)入陷阱，然后強(qiáng)迫其轉(zhuǎn)入初始狀態(tài)。

機(jī)電一體化論文:機(jī)電一體化智能大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

【論文摘要】提出一種新型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)介紹了該執(zhí)行機(jī)構(gòu)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)、閥位及速度控制原理以及各種關(guān)鍵問題的解決方法。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)將閥門、伺服電機(jī)、控制器合為一體，采用8031單片機(jī)、變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了閥門的動(dòng)作速度和位置控制，解決了閥門的精確定位、閥門柔性開關(guān)、極限位置判斷、電機(jī)保護(hù)及模擬信號(hào)隔離等技術(shù)問題?，F(xiàn)場運(yùn)行情況表明，該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有動(dòng)作快、保護(hù)完善以及便于和計(jì)算機(jī)通訊等優(yōu)點(diǎn)。

1　引言

在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起著十分重要的作用，它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。現(xiàn)有的國產(chǎn)大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在著控制手段落后、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位精度低、可靠性差等問題。而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全程運(yùn)行速度取決于其電機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速和其內(nèi)部減速齒輪的減速比，一旦出廠，這一速度固定不可調(diào)整，其通用性較弱。整個(gè)機(jī)構(gòu)缺乏完善的保護(hù)和故障診斷措施以及必要的通信手段，系統(tǒng)的安全性較差，不便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。鑒于以上原因，采用傳統(tǒng)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)，可靠性和穩(wěn)定性較差。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線等技術(shù)在工業(yè)過程中的應(yīng)用，這種執(zhí)行機(jī)構(gòu)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。筆者設(shè)計(jì)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用機(jī)電一體化技術(shù)，將閥門、伺服電機(jī)、控制器合為一體，利用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)閥門的開與關(guān)。通過內(nèi)置變頻器，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)閥門的動(dòng)作速度、精確定位、柔性開關(guān)以及電機(jī)轉(zhuǎn)矩等控制。該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)省去了用于控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的接觸器和可控硅換向開關(guān)模件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和復(fù)雜、昂貴的控制柜和配電柜，具有動(dòng)作快、保護(hù)較完善、便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行表明，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定，性能可靠。

2　電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)及工作原理

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上主要分為控制部分和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分。

控制部分主要由單片機(jī)、PWM波發(fā)生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測和報(bào)警電路等組成。執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分主要包括三相伺報(bào)電機(jī)和位置傳感器。

系統(tǒng)工作原理：

霍爾電流、電壓傳感器及位置傳感器檢測到的逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。單片機(jī)通過8255控制PWM波發(fā)生器，產(chǎn)生的PWM波經(jīng)光電耦合作用于逆變模塊IPM，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速以及閥位控制。逆變模塊工作時(shí)所需要的直流電壓信號(hào)由整流電路對(duì)380V電源進(jìn)行全橋整流得到。

控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)：

1)單片機(jī)　選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機(jī)，它主要通過并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號(hào)處理：接收系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、閥門開啟、關(guān)閉及閥門開度等設(shè)定信號(hào)，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號(hào)；處理IPM發(fā)出的故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號(hào)；提供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)；執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號(hào)，向控制系統(tǒng)反饋信號(hào)；

2)三相PWM波發(fā)生器　PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)，并存入內(nèi)存，然后通過查表及必要的計(jì)算產(chǎn)生PWM波，這種方法占用的內(nèi)存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號(hào)，保證微處理器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測、保護(hù)、控制等功能，文中選用MITEL公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。

3)智能逆變模塊IPM　為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積小，可靠性高的要求，電機(jī)電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機(jī)，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0．75。經(jīng)計(jì)算可知，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路、制動(dòng)電路于一體，并內(nèi)置過電流、短路、欠電壓和過熱保護(hù)以及報(bào)警輸出，是一種高性能的功率開關(guān)器件。

4)位置檢測電路　位置檢測電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成部分，它的功能是提供準(zhǔn)確的位置信號(hào)。關(guān)鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中多采用繞線電位器、差動(dòng)變壓器、導(dǎo)電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動(dòng)變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點(diǎn)的，壽命也不可能很長，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感器，這種傳感器是無觸點(diǎn)的，且具有精度高、無線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無溫度限制等特點(diǎn)。

5)電壓、電流及檢測　檢測電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護(hù)和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規(guī)的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流，對(duì)于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。如圖2-2所示。

6)通訊接口　為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它微機(jī)送來的RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它微機(jī)間的通訊。

7)時(shí)鐘電路　時(shí)鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí)所需要的時(shí)間以及日歷。文中選用時(shí)鐘電路DS12887。DS12887內(nèi)部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來存入需長期保存的數(shù)據(jù)。

8)液晶顯示單元　為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過菜單選擇，可分別對(duì)閥門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號(hào)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。

9)程序出格自恢復(fù)電路　為了保證在強(qiáng)干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運(yùn)行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。

工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖剑_2電平的這種變化使“與非”門輸出一個(gè)正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過P1．0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行。

3　閥位及速度控制原理

閥位及速度控制原理框圖如圖3-1所示。

采用雙環(huán)控制方案，其中內(nèi)環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。速度環(huán)主要將當(dāng)前速度與速度給定發(fā)生器送來的設(shè)定速度相比較，通過速度調(diào)節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。速度調(diào)節(jié)器采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法(具體內(nèi)容另文敘述)。

外環(huán)主要根據(jù)當(dāng)前位置速度的設(shè)定，通過速度給定發(fā)生器向內(nèi)環(huán)提供速度的設(shè)定值。由于大流量閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中存在加速、勻速、減速等階段。各階段的時(shí)間長短、加速度的大小、在何位置開始勻速或減速均與給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度有關(guān)。速度給定發(fā)生器的工作原理為：通過比較實(shí)際閥位與給定閥位，當(dāng)二者不相等時(shí)，以恒定加速度加速，減速點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前速度、閥位值、閥位給定值的大小計(jì)算得來。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)各階段運(yùn)行速度的計(jì)算原理

圖3-2為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的典型運(yùn)行速度圖，它由若干段變化速率不同的折線組成。將曲線上速率開始發(fā)生改變的那一點(diǎn)稱為起始段點(diǎn)，相應(yīng)的時(shí)間稱為段起始時(shí)間，如圖3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相應(yīng)的速度稱為段起始速度，如圖3-2所示v(i)(i＝0，1，2，…)。

設(shè)第i段速度的變化速率為ki，則有：

式中：Δv為兩段點(diǎn)之間的速度變化值，Δv＝vi＋1－vi；

Δt為兩段之間的時(shí)間，Δt＝ti＋1－ti。

顯然，當(dāng)ki＝0時(shí)為恒速段，ki＞0時(shí)為升速段，ki＜0時(shí)為減速段。任意時(shí)刻的速度給定值為：

Ts為采樣周期。

變化速率ki的取值由給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度的大小確定。

4　關(guān)鍵技術(shù)問題的解決

該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了最新的變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率小于5．5kW。用戶可根據(jù)需要設(shè)定力矩特性，根據(jù)控制的閥設(shè)定速度，速度分多轉(zhuǎn)式、直行程、角行程3種方式?？刂葡到y(tǒng)由閥位給定和閥位反饋信號(hào)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，控制特性視運(yùn)行方式、速度而定，并具有自動(dòng)過流保護(hù)、過載保護(hù)、超壓、欠壓、過熱、缺相、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題主要有：

1)閥門柔性開關(guān)　柔性開關(guān)主要是為了當(dāng)閥關(guān)閉或全開時(shí)，保證閥門不卡死與損傷。執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的微處理器根據(jù)測得的變頻器輸出電壓和電流，通過精確計(jì)算，得出其輸出力矩。一旦輸出力矩達(dá)到或大于設(shè)定的力矩，自動(dòng)降低速度，以避免閥門內(nèi)部過度的撞擊，從而達(dá)到最優(yōu)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)過力矩保護(hù)。

2)閥位的極限位置判斷　閥位的極限位置是指全開和全關(guān)位置。在傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，該位置的檢測是通過機(jī)械式限位開關(guān)獲得的。機(jī)械式限位開關(guān)精度低，在運(yùn)行中易松動(dòng)，可靠性差。在文中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)極限位置通過檢測位置信號(hào)的增量獲得。其原理是，單片機(jī)將本次檢測的位置信號(hào)與上次檢測的信號(hào)相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，即認(rèn)為己達(dá)到極限位置，立即切斷異步電機(jī)的供電電源，保證閥門的安全關(guān)閉或全開。省去了機(jī)械式限位開關(guān)，無需在調(diào)試時(shí)對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整。

3)電機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)　為了防止電機(jī)因過熱而燒毀，單片機(jī)通過溫度傳感器連續(xù)檢測電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行溫度，如果溫度傳感器檢測到電機(jī)溫度過高，自動(dòng)切斷供電電源。溫度傳感器內(nèi)置于電機(jī)內(nèi)部。

4)準(zhǔn)確定位　傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在異步電機(jī)通電后會(huì)很快達(dá)到其額定動(dòng)作速度，當(dāng)接近停止位置時(shí)，電機(jī)斷電后，由于機(jī)械慣性，其閥門不可能立即停下來，會(huì)出現(xiàn)不同程度的超程，這一超程通常采用控制電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)來校正。機(jī)電一體化的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)當(dāng)前位置與給定位置的差值以及運(yùn)行速度的大小超前確定減速點(diǎn)的位置及減速段變化速率ki，使閥門在較低的速度下實(shí)現(xiàn)精確的微調(diào)和定位，從而將超程降到最低。

5)模擬信號(hào)的隔離。

對(duì)于變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓，它們之間的地址不一致，存在著較高的共模電壓，為了保證系統(tǒng)的安全性，必須將它們彼此相互隔離。采用LM358和4N25組成了隔離線性放大電路。如圖4-1所示，采用±15V和±12V兩組獨(dú)立的正負(fù)電源。若運(yùn)放A的反相端電位由于擾動(dòng)而正向偏離虛地，則運(yùn)放A輸出端的電位將降低，因而光電耦合器的發(fā)光強(qiáng)度將增強(qiáng)，則使其集射極電壓減小，最后使運(yùn)放A反相端的電位降低，回到正常狀態(tài)。若A的反相端電位負(fù)向偏離虛地，也可以重回到正常狀態(tài)。從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。

5　結(jié)束語

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集微機(jī)技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機(jī)是通過內(nèi)部集成的一體化變頻器來控制，因此，同一臺(tái)智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)具有不同的運(yùn)行速度和關(guān)斷力矩。該智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了液晶顯示技術(shù)，它利用內(nèi)置的液晶顯示板，不僅可以顯示閥門的開、關(guān)狀態(tài)和正常運(yùn)行時(shí)閥門的開度，還可以通過菜單選擇運(yùn)行參數(shù)設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能顯示出故障信息?？傊?，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集測量、決斷、執(zhí)行3種功能于一體，順應(yīng)了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢，它的研制成功給電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究開發(fā)提供了新的思路。

機(jī)電一體化論文:機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究

摘 要 討論了機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)于改變整個(gè)機(jī)械制造業(yè)面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化 技術(shù) 應(yīng)用

1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

1.2 智能化

即要求機(jī)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。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)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(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

1.3 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

1.4 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1.5 人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)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(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。

1.6 微型化

微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)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)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。

1.7 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。

1.8 帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

1.9 綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：

2.1 智能化控制技術(shù)(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。

2.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。

2.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號(hào)連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。

2.6 交流傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

機(jī)電一體化論文:發(fā)展“機(jī)電一體化”的思路和對(duì)策

主題詞：機(jī)電一體化、對(duì)策

一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢

自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機(jī)床的問世,寫下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來勃勃生機(jī);

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢

1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。

(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。

(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。

1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。

3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)

(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階

國內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。

(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平

對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度

風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。

(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭分別達(dá)到55%和45%。

2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)

(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。

(2)單項(xiàng)目標(biāo)：

·機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·PLC的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產(chǎn)基地之一。

·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?！熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。

·其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量……

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會(huì)形成一個(gè)銷售額超過200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。

五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!

(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……

(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。

在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；ㄔO(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。

(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”

機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍 ，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。

我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：

抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；

抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；

抓緊開發(fā)、生產(chǎn)中小型PLC，用PLC進(jìn)行生產(chǎn)過程控制；

抓緊組織生產(chǎn)多色膠印機(jī)、中英文打字機(jī)、電子出版系統(tǒng)、中高調(diào)頻X射線疹療設(shè)備、心腦病人監(jiān)護(hù)設(shè)備、30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組、模糊控制器、汽車電子高壓開關(guān)、高頻電子點(diǎn)火器等產(chǎn)品。同時(shí)要注意用變頻調(diào)速技術(shù)、電力拖動(dòng)技術(shù)、模糊技術(shù)、PLC等改造供暖、供水設(shè)備，進(jìn)行高層建設(shè)的現(xiàn)代化管理，解決交通難、出行難問題……

機(jī)電一體化論文:淺談加強(qiáng)機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)教學(xué)的措施

在當(dāng)前競爭激烈的市場經(jīng)濟(jì)形勢下,企業(yè)對(duì)員工綜合職業(yè)素質(zhì)的要求,尤其是對(duì)專業(yè)技能的要求不斷提高。職業(yè)學(xué)校要主動(dòng)適應(yīng)這種要求,必須進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)習(xí)教學(xué)管理,把提高學(xué)生的職業(yè)技能水平看作是辦學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)志。機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生的實(shí)習(xí)教學(xué)應(yīng)切實(shí)解決好以下幾個(gè)問題。

一、加強(qiáng)機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)習(xí)教學(xué)的環(huán)節(jié)管理

1、制訂切實(shí)可行的實(shí)習(xí)教學(xué)計(jì)劃。

實(shí)習(xí)計(jì)劃應(yīng)根據(jù)實(shí)綱并結(jié)合現(xiàn)代企業(yè)對(duì)人才類型的需要合理安排制定。

目前,機(jī)電一體化專業(yè)就業(yè)崗位的需求有三個(gè)方向:1、機(jī)電一體化設(shè)備制造與維修;2、機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用;3、自動(dòng)機(jī)(線)的運(yùn)行與維修。要按照不同的專業(yè)化方向,對(duì)主要基礎(chǔ)實(shí)習(xí)教學(xué)作相應(yīng)的調(diào)整。對(duì)于機(jī)電一體化設(shè)備制造與維修方向,基礎(chǔ)實(shí)習(xí)教學(xué)的重點(diǎn)應(yīng)放在機(jī)械方面,要加強(qiáng)鉗工與電工電子實(shí)習(xí)訓(xùn)練,使學(xué)生達(dá)到中級(jí)鉗工的操作水平;對(duì)于機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方向,應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生的車工實(shí)習(xí)及數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)習(xí),使學(xué)生達(dá)到中級(jí)車工的操作水平;對(duì)于自動(dòng)機(jī)(線)的運(yùn)行與維修方向,應(yīng)向電的方面適當(dāng)偏移,加強(qiáng)電工及單片機(jī)與可編程控制器實(shí)習(xí),使學(xué)生達(dá)到中級(jí)電工的操作水平。在制定實(shí)習(xí)教學(xué)計(jì)劃時(shí),采用分階段實(shí)習(xí)和集中實(shí)習(xí)相結(jié)合的方法。即在二年級(jí)第一學(xué)期安排四周的階段實(shí)習(xí),進(jìn)行鉗工、電工的有關(guān)基本操作入門實(shí)習(xí);在二年級(jí)第二學(xué)期結(jié)合專業(yè)課教學(xué),每周安排一天半到二天實(shí)習(xí)課,進(jìn)行車工基本操作技能訓(xùn)練,達(dá)到初級(jí)車工操作水平;在三年級(jí)安排頂崗實(shí)習(xí),通過嚴(yán)格的專業(yè)技能訓(xùn)練逐步使學(xué)生達(dá)到中級(jí)車工操作水平,并能赴工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí),使學(xué)生接觸現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)與管理實(shí)際,并將所學(xué)專業(yè)技術(shù)運(yùn)用于生產(chǎn)中。

2、編寫針對(duì)性較強(qiáng)的實(shí)習(xí)補(bǔ)充教材或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)書。

機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)實(shí)習(xí)包括入門實(shí)習(xí)、提高實(shí)習(xí)、強(qiáng)化實(shí)習(xí)。目前,機(jī)電類實(shí)習(xí)教材尚不能與當(dāng)前的實(shí)習(xí)教學(xué)需要相配套。因此,為加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性,應(yīng)組織教師編寫具有本校機(jī)電一體化專業(yè)特色的實(shí)習(xí)補(bǔ)充教材或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)書,要體現(xiàn)實(shí)習(xí)過程的連貫性、實(shí)習(xí)階段目標(biāo)的漸進(jìn)性。各實(shí)習(xí)階段要有明確的實(shí)習(xí)目的、任務(wù)、內(nèi)容、方法和考核要求等。

3、規(guī)范實(shí)習(xí)教學(xué)過程管理。

實(shí)習(xí)教學(xué)具有生產(chǎn)性的特點(diǎn),完全不同于理論課教學(xué)。實(shí)習(xí)教學(xué)過程管理是指對(duì)實(shí)習(xí)教學(xué)過程中影響實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的諸多因素進(jìn)行組織、協(xié)調(diào)和控制,使實(shí)習(xí)教學(xué)按計(jì)劃、有秩序地進(jìn)行。實(shí)習(xí)教學(xué)管理包括對(duì)對(duì)實(shí)習(xí)教學(xué)設(shè)施設(shè)備工具、對(duì)學(xué)生的管理和對(duì)整個(gè)實(shí)習(xí)教學(xué)過程的管理等,其中對(duì)實(shí)習(xí)教學(xué)過程的管理尤為重要。實(shí)習(xí)教學(xué)不是將學(xué)生安排到實(shí)習(xí)工廠交待一下實(shí)習(xí)課題、示范一下操作過程就可以了,要嚴(yán)格按照入門指導(dǎo)、巡回指導(dǎo)、結(jié)束指導(dǎo)的實(shí)習(xí)教學(xué)程序要求實(shí)施全過程管理。特別是巡回指導(dǎo),是實(shí)習(xí)教師發(fā)揮主導(dǎo)作用、實(shí)施因材施教、加強(qiáng)個(gè)別指導(dǎo)、提高實(shí)習(xí)教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)。規(guī)范實(shí)習(xí)教學(xué)過程管理對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練,提高實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量至關(guān)重要。

4、嚴(yán)格實(shí)習(xí)考核要求。

實(shí)習(xí)考核要求是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的具體體現(xiàn),科學(xué)合理的考核要求能夠增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心和積極性。實(shí)習(xí)考核要求應(yīng)根據(jù)學(xué)生實(shí)際,采取分層次步步過關(guān)的方式,使學(xué)生通過自身的不斷努力一步步地達(dá)到考核要求。對(duì)于少數(shù)在規(guī)定實(shí)習(xí)課時(shí)內(nèi)不能達(dá)到考核要求的學(xué)生,實(shí)習(xí)教師要適當(dāng)安排其他時(shí)間開小灶,進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo),使其達(dá)到實(shí)習(xí)教學(xué)目標(biāo)的要求。實(shí)習(xí)考核要求應(yīng)與勞動(dòng)部門的職業(yè)技能考核標(biāo)準(zhǔn)接軌,達(dá)到中級(jí)工職業(yè)技能水平。

二、加強(qiáng)機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)習(xí)教師隊(duì)伍建設(shè)

實(shí)習(xí)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),實(shí)習(xí)教師起著主導(dǎo)作用。職業(yè)學(xué)校要加強(qiáng)實(shí)習(xí)教師隊(duì)伍的建設(shè),建立一支高質(zhì)量的”雙師型“實(shí)習(xí)教師隊(duì)伍。目前,一些職業(yè)學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)習(xí)教師存在專業(yè)技能水平不高、實(shí)習(xí)教學(xué)組織能力欠缺的現(xiàn)象。

三、加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)

實(shí)習(xí)設(shè)施、設(shè)備是實(shí)習(xí)教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)和前提條件。要提高機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)生的職業(yè)技能水平,必須確實(shí)建設(shè)好校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地。

1、 建好校內(nèi)實(shí)習(xí)基地。

按照職業(yè)學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求,職業(yè)學(xué)校應(yīng)建設(shè)相對(duì)完備的、具有一定先進(jìn)性的,與培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃相適應(yīng)的校內(nèi)實(shí)習(xí)基地。添置的設(shè)備既要具有一定的先進(jìn)性還要具備足夠的數(shù)量。機(jī)電一體化專業(yè)有了校內(nèi)實(shí)習(xí)基地,就可以按照實(shí)綱和企業(yè)用人要求適時(shí)調(diào)整實(shí)習(xí)計(jì)劃,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際合理設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)課題,實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的提高就有了保證。

2、廣泛建立校外實(shí)習(xí)基地。

廣泛建立校外實(shí)習(xí)基地,與現(xiàn)代企業(yè)保持較為密切的聯(lián)系,以滿足學(xué)生畢業(yè)前頂崗實(shí)習(xí)的需要。學(xué)生在企業(yè)中實(shí)習(xí),能夠接觸到先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備,學(xué)到先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和加工方法,拓寬視野,并且能學(xué)以致用,將所掌握的專業(yè)知識(shí)和操作技能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。同時(shí)學(xué)校在與企業(yè)的交往過程中,還可以了解現(xiàn)代企業(yè)對(duì)員工綜合素質(zhì)的要求、征求企業(yè)對(duì)學(xué)校辦學(xué)的建議,以便對(duì)教育教學(xué)的方方面面進(jìn)行改革與調(diào)整。

機(jī)電一體化論文:機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展淺論

論文關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；產(chǎn)品；制造技術(shù)；發(fā)展趨勢

論文摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1 機(jī)電一體化概要

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，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(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

3.1 智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2 模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。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、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

3.4 微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)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。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3.5 綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

3.6 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)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(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來的。

結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

機(jī)電一體化論文:淺談電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

摘 要：文章從電工新技術(shù)的發(fā)展談起，對(duì)電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用作詳細(xì)分析，并著重探討電工新技術(shù)的特點(diǎn)，歸納、總結(jié)出相關(guān)結(jié)論，供同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：電工新技術(shù)；機(jī)電一體化；應(yīng)用

電工新技術(shù)目前已在機(jī)電一體化中得到了廣泛應(yīng)用，依靠電工新技術(shù)研發(fā)制作的機(jī)電一體化產(chǎn)品種類眾多，為機(jī)電一體化事業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。分析電工新技術(shù)的基本功能，當(dāng)該技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化以后，不但能有效改善機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境，提高機(jī)電產(chǎn)品工作效率，還能減少能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)能。下面筆者結(jié)合電工新技術(shù)的發(fā)展概述，對(duì)機(jī)電一體化中應(yīng)用到的電工新技術(shù)作詳細(xì)分析。

1 電工新技術(shù)分析

1.1 電工新技術(shù)是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素

電工新技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了我國國民經(jīng)濟(jì)的增長，它借助自身技術(shù)優(yōu)勢，一方面解放了國民生產(chǎn)力，有效促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高，另一方面降低了生產(chǎn)能耗，為社會(huì)主義建設(shè)做出了貢獻(xiàn)?？偟膩碚f，電工新技術(shù)促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為社會(huì)進(jìn)步以及人民生活品質(zhì)的提升創(chuàng)造了條件。

1.2 電工新技術(shù)的定義與發(fā)展趨勢

所謂電工新技術(shù)，實(shí)際就是指在當(dāng)前并未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，但具有一定效益的電工技術(shù)。隨著時(shí)代與社會(huì)文明的不斷進(jìn)步，電工新技術(shù)在國民生產(chǎn)中起到的作用越來越大，成為了21世紀(jì)最具活力和最具生命力的電工技術(shù)。追究電工新技術(shù)的發(fā)展原因，它實(shí)際是在傳統(tǒng)電工技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代下出現(xiàn)的電工新理論、新知識(shí)、新材料以及新工藝等集多種表現(xiàn)形式于一體的新電工技術(shù)。電工新技術(shù)從20世紀(jì)下半葉開始發(fā)展，當(dāng)時(shí)盛行的電工新理論有等離子物理、生物電磁學(xué)、電磁流體力學(xué)等等，新技術(shù)則主要有放電應(yīng)用技術(shù)、磁流體發(fā)電技術(shù)、電磁診斷技術(shù)等。在21世紀(jì)的今天，電工新技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)邁上了一個(gè)新臺(tái)階，除了原有的電工技術(shù)、理論、設(shè)備、材料在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用以外，電工新技術(shù)還向納米技術(shù)、生物工程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向發(fā)展，成為了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的中堅(jiān)力量。

2 電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

電工新技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)在機(jī)電一體化中有了較為普遍的應(yīng)用，比如生產(chǎn)中常見的自動(dòng)監(jiān)控制技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制卡等，都屬于電工新技術(shù)的范疇。詳細(xì)分析如下：

2.1 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用是電工新技術(shù)的一種主要表現(xiàn)形式。以自動(dòng)控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，該系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。將該系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)電一體化中，系統(tǒng)能對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)測量，并結(jié)合測量數(shù)據(jù)推斷出設(shè)備偏差，及時(shí)采取相應(yīng)措施對(duì)偏差進(jìn)行處理，盡可能的將偏差降低到最小。在機(jī)電一體化自動(dòng)控制中，為了將自動(dòng)化控制系統(tǒng)測量的快速性、穩(wěn)定性、精確性體現(xiàn)得更加充分，往往會(huì)選擇采用比例控制器、積分控制器等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。工業(yè)大革命之后，市場對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越來越高，而為了滿足市場要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品內(nèi)部所采用的控制器性能也隨之越來越好，全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)使得自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的應(yīng)用地位越來越高，既能滿足系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)要求，又能提高系統(tǒng)控制與調(diào)節(jié)精度，為機(jī)電一體化產(chǎn)品自動(dòng)化控制與調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品大多選擇該類伺服系統(tǒng)來實(shí)施產(chǎn)品控制。

2.2 pc的應(yīng)用

pc，實(shí)際指可編程控制器。該控制器是上世紀(jì)60年代生產(chǎn)出來的一種工業(yè)控制裝置，技術(shù)基礎(chǔ)建立在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通信技術(shù)上，既具有計(jì)算機(jī)控制功能，又能實(shí)現(xiàn)通信，所以該控制器在出現(xiàn)以后，便被廣泛應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)自動(dòng)化控制中。pc技術(shù)產(chǎn)生初期，常用的pc大多只具備邏輯控制、定時(shí)和記數(shù)功能，通常將只能實(shí)現(xiàn)這三項(xiàng)功能的可編程控制器稱為可編程邏輯控制器。隨著電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，plc的功能日趨完善，性能不斷提高。plc已經(jīng)發(fā)展為集計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、過程控制技術(shù)于一身的電子裝置。目前plc正朝智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。plc作為一種新型的工業(yè)控制裝置。用計(jì)算機(jī)編程軟件代替繼電控制的硬件接線，既發(fā)揮計(jì)算機(jī)優(yōu)點(diǎn)，又考慮電器操作人員習(xí)慣，始終保持大眾化特點(diǎn)。plc具有可靠性高、編程方便、對(duì)環(huán)境要求低、與其他裝置連接方便等優(yōu)點(diǎn)。plc控制系統(tǒng)與繼

電順序控制系統(tǒng)的比較：plc控制系統(tǒng)大部分為軟件控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小；plc控制器內(nèi)部全部為“軟接點(diǎn)”，動(dòng)作快，系統(tǒng)的控制功能改變一般需要修改程序；plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短plc控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自檢、監(jiān)控功能，可靠性高，適用范圍廣。特別是可編程計(jì)算機(jī)控制器pcc與傳統(tǒng)的plc相比較能更好的實(shí)現(xiàn)分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，不僅滿足了實(shí)時(shí)控制的要求還可以按照用戶的實(shí)際要求任意修改。

2.3 運(yùn)動(dòng)控制卡的應(yīng)用

運(yùn)動(dòng)控制卡是一種基于pc機(jī)及工業(yè)pc機(jī)、用于各種運(yùn)動(dòng)控制場合的上位控制單元。它包括脈沖輸出、脈沖計(jì)數(shù)、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、d/a輸出等功能。它變頻器的工作原理主要是把工頻電源變換成各種頻率的交流電源，來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。以達(dá)到無極變速，從而縮短電機(jī)方向和轉(zhuǎn)速的時(shí)間，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電逆變成交流電。它可以發(fā)出連續(xù)的、高頻率的脈沖串，通過改變發(fā)出脈沖的頻率來控制電機(jī)的速度，改變發(fā)出脈沖的數(shù)量來控制電機(jī)的位置，用于控制步進(jìn)（直線）電機(jī)或伺服電機(jī)。所以變頻器因調(diào)速性能好、效率高、性能穩(wěn)定、可靠性高等這些優(yōu)點(diǎn)，使其在數(shù)控伺服、機(jī)械、同步傳動(dòng)等多種場合都得到了廣泛的應(yīng)用，因此，變速器調(diào)速技術(shù)已逐漸成為電氣傳動(dòng)自動(dòng)化的一項(xiàng)核心技術(shù)。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國當(dāng)前的電工新技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的應(yīng)用極為廣泛，成為了機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的必要措施。電工新技術(shù)以其獨(dú)有的技術(shù)特點(diǎn)，為機(jī)電一體化發(fā)展創(chuàng)造了眾多有利條件，促進(jìn)了機(jī)電一體化自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)。總的來說，電工新技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)，它不僅省去了多余的社會(huì)勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化控制運(yùn)行，還減少了能源消耗，對(duì)社會(huì)進(jìn)步起到了巨大作用。

機(jī)電一體化論文:淺析機(jī)電一體化在煤礦機(jī)械中的作用

摘 要：機(jī)電一體化已經(jīng)成為了煤礦機(jī)械發(fā)展的主要趨勢，作為新時(shí)代的煤礦業(yè)，其正處于一個(gè)更新?lián)Q代的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，現(xiàn)在的煤礦機(jī)械正處在一個(gè)向機(jī)電一體化方向發(fā)展的時(shí)代，隨著國家對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的重視，煤礦設(shè)備投入的不斷增加，煤礦機(jī)械也處在一個(gè)更新?lián)Q代的時(shí)期。煤礦業(yè)在投入設(shè)備的基礎(chǔ)上重視安全生產(chǎn)，文章著重對(duì)煤礦生產(chǎn)中機(jī)電一體化情況進(jìn)行了探討，并闡釋了其在煤礦生產(chǎn)中的主要作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；煤礦機(jī)械；作用；應(yīng)用

科技的進(jìn)步為新時(shí)代的各行各業(yè)都帶來了新型的先進(jìn)技術(shù)，煤礦業(yè)也不例外，在煤礦生產(chǎn)中對(duì)于機(jī)械性能的要求也不斷的在提高，煤礦機(jī)械中微電腦的應(yīng)用會(huì)更加的廣泛，且機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)更加復(fù)雜，其對(duì)于維護(hù)的要求也向著更加專業(yè)的方向發(fā)展。以下就通過文章對(duì)煤礦機(jī)械中電子裝置的控制功能、特性和類別以及電氣的功能、特性和類別進(jìn)行初步的介紹。用以幫助工作人員以及管理人員更加了解煤礦機(jī)械。

1 機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程學(xué)，是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。目前各國均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

在現(xiàn)代的煤礦生產(chǎn)中，機(jī)械性能會(huì)直接影響到煤礦的產(chǎn)出，機(jī)械的自動(dòng)化程度以及經(jīng)濟(jì)性都會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成一定的影響，也會(huì)對(duì)煤礦的供電、通風(fēng)以及排水、提升造成安全性影響。煤礦機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及動(dòng)力性會(huì)直接受到機(jī)械電氣以及電子系統(tǒng)中控制部分的性能以及質(zhì)量好壞的影響，在此影響下會(huì)直接對(duì)機(jī)械的壽命施工質(zhì)量以及生產(chǎn)效率造成影響。微電子系統(tǒng)在現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)中越來越不可或缺，已經(jīng)成為了現(xiàn)代煤礦機(jī)械的核心組成部分，同時(shí)，也成為了評(píng)判煤礦機(jī)械水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。隨著科技的進(jìn)步和機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，煤礦機(jī)電在性能上不斷提高，微電子開始在煤礦機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用、推廣，成為了煤礦機(jī)械的重要組成部分。換言之，煤礦機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜程度會(huì)越來越高，功能也會(huì)越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍相對(duì)也會(huì)隨之變廣，但是隨之而來的問題便是其維護(hù)和維修要求也相對(duì)開始變得越來越專業(yè)，這就使得煤礦的工作人員所面臨的專業(yè)機(jī)械問題更加復(fù)雜。為了更好的適應(yīng)更加復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備以及控制系統(tǒng)，對(duì)煤礦員工的技術(shù)培訓(xùn)就顯得尤為重要，同樣對(duì)設(shè)備的管理也成為了煤礦管理工作的中心內(nèi)容。

隨著開采技術(shù)的提高，以及新時(shí)期對(duì)于煤礦生產(chǎn)的要求，煤礦機(jī)械的使用中僅僅依靠液壓技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代機(jī)械性能要求。對(duì)于煤礦機(jī)械應(yīng)用，現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求煤礦機(jī)械具有更好的可控性，更加智能化。因此微電子的技術(shù)引入成為了煤礦機(jī)械的必然發(fā)展趨勢，在對(duì)煤礦機(jī)械的控制上微電子控制成為了必然的選擇。機(jī)電一體化作為新興的技術(shù)，以其獨(dú)特的適應(yīng)性開始受到煤礦業(yè)的關(guān)注，將機(jī)電一體化技術(shù)引入煤礦生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備中，不僅僅是對(duì)于煤礦機(jī)械的技術(shù)革新，同時(shí)也使得煤礦機(jī)械設(shè)備從性能上有了本質(zhì)的改變。

機(jī)電一體化又被稱作電子機(jī)械工程學(xué)，是一門綜合性技術(shù)，同時(shí)也是一門跨學(xué)科技術(shù)，由多種學(xué)科技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)以及液壓技術(shù)）相互融合形成的交叉學(xué)科，卻又獨(dú)立于上述任何一門學(xué)科。機(jī)電一體化的技術(shù)最先得到應(yīng)用是在上世紀(jì)七十年代，得以應(yīng)用于國外機(jī)械中。而隨著微電子技術(shù)在八十年代末期逐步的發(fā)展，并成為了核心技術(shù)開始，機(jī)械制造的發(fā)展速度日新月異，并且隨著微處理、計(jì)算機(jī)、檢測、傳感以及信息處理等技術(shù)在煤礦機(jī)械中得到引用并逐步發(fā)展，對(duì)煤礦機(jī)電產(chǎn)品性能產(chǎn)生了極大的促進(jìn)，使得煤礦機(jī)械發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)快速轉(zhuǎn)變階段。目前以微處理器或者是微電腦為核心的電控系統(tǒng)已成為了我國煤礦機(jī)械的發(fā)展趨勢，雖然同發(fā)達(dá)的西方國家相比，我國的微控系統(tǒng)還存在一定的差距，但是隨著技術(shù)的引入和研究發(fā)展，煤礦機(jī)械技術(shù)的提升也會(huì)十分迅速。

我國煤礦業(yè)引入微電子控制系統(tǒng)主要用于對(duì)煤礦機(jī)械功能進(jìn)行提升，其主要實(shí)現(xiàn)了以下幾方面功能。

2 在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診

即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能自動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡化設(shè)備

護(hù)檢查工作，降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用plc控制，可實(shí)現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診，還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來越智能化。

3 節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率

例如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動(dòng)、plc控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高了。

4 有效提高生產(chǎn)的自動(dòng)化、半自動(dòng)化

自動(dòng)化煤礦機(jī)械設(shè)備是今后的發(fā)展趨勢，而半自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用也會(huì)越來越廣泛，不但從勞動(dòng)強(qiáng)度上減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也是對(duì)生產(chǎn)效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人員經(jīng)驗(yàn)不足而對(duì)作業(yè)精度造成的影響。微電子在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用也是其自動(dòng)化智能化發(fā)展的重要保障，去推廣以及應(yīng)用，使得機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)造越來越復(fù)雜，但是功能以及適用范圍也會(huì)隨之而擴(kuò)大。

5 其他應(yīng)用

一些國外生產(chǎn)的輸送機(jī)、采煤機(jī)、綜掘機(jī)等采用了電子（微電腦）控制的自動(dòng)變速器，能夠根據(jù)外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，從而改變功率，這不僅充分利用了電動(dòng)機(jī)功率，大大提高了能耗經(jīng)濟(jì)性，而且也簡化了操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前我國在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子（微電腦）控制，可實(shí)現(xiàn)無人操作，使機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，也配備了無線遙控裝置，可遠(yuǎn)程遙控也可微電腦編程控制。電子（微電腦）系統(tǒng)的可靠性是煤礦機(jī)械非常重要的一項(xiàng)性能指標(biāo)。由于煤礦機(jī)械一般井下作業(yè)，其直接受到潮氣、煤塵、通風(fēng)、石塊、地質(zhì)變化等的侵襲，此外還受到采煤振動(dòng)和沖擊以及各種電、磁等的干擾，工作環(huán)境非常惡劣，因此電子（微電腦）控制系統(tǒng)必須滿足井下性能環(huán)境要求，能在井下環(huán)境溫度下可靠、穩(wěn)定地工作；抗壓強(qiáng)度高、抗老化，具有較長的使用壽命；密封性能好，能防止水分和污物的侵入；較好耐沖擊和抗振性能；較強(qiáng)的抗干擾能力，系統(tǒng)能在各種干擾下可靠地工作。

6 結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步所帶來的便是煤礦機(jī)械的發(fā)展，而機(jī)械技術(shù)的發(fā)展使得煤礦機(jī)械在性能上的適應(yīng)性越來越高。隨著機(jī)電一體化程度的加深，以及先進(jìn)技術(shù)的引入，我國的煤礦機(jī)械技術(shù)發(fā)展開始向著微電子控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，在應(yīng)用上更加的廣泛，同時(shí)對(duì)于相關(guān)維修以及管理工作人員的專業(yè)素養(yǎng)要求也越來越高。即便如此，機(jī)電一體化也越來越得到廣大煤礦業(yè)生產(chǎn)者以及管理者的推崇，在應(yīng)用中不斷的吸取經(jīng)驗(yàn)，從而得以發(fā)展提高。雖然世界機(jī)電一體化的微電子控制技術(shù)發(fā)展較早，但是我國的技術(shù)應(yīng)用起步較晚，因此在煤礦的生產(chǎn)上還存在很多的差距。但是社會(huì)對(duì)于煤礦生產(chǎn)的要求不會(huì)因此而降低，因此機(jī)電一體化變革刻不容緩，需要煤礦生產(chǎn)工作中每一個(gè)環(huán)節(jié)的相互配合，以及每一個(gè)環(huán)節(jié)的工作人員的共同努力。

機(jī)電一體化論文:試談基于機(jī)電一體化的煤礦企業(yè)科技管理研究

摘 要：本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了概述, 簡要介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程和趨勢, 論述了機(jī)電一體化技術(shù)的研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義, 重點(diǎn)介紹了機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦企業(yè) 機(jī)電一體化 科技管理

1.機(jī)電一體化技術(shù)概述

“機(jī)電一體化”(mechatronics)是集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門交叉綜合技術(shù)。機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能和控制功能上引進(jìn)計(jì)算機(jī)和電子技術(shù),將機(jī)械裝置和電子設(shè)備以及軟件等緊密結(jié)合起來,相互滲透,相互融合而形成的一門新興的綜合技術(shù)。它的本質(zhì)不僅是單純地利用電子技術(shù)來簡化或替代機(jī)械，更重要的是將機(jī)械系統(tǒng)、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)組成了最佳系統(tǒng)。

機(jī)電一體化技術(shù)具有增強(qiáng)生產(chǎn)的安全性和可靠性、具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、診斷等功能,大大簡化了操作步驟并且簡單、方便;適用面廣、生產(chǎn)、應(yīng)變能力強(qiáng)、工作質(zhì)量高；它的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施,使工作恢復(fù)正常。

2.我國的機(jī)電一體化技術(shù)

我國制造的機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn),以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn),它的廣泛應(yīng)用減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了生產(chǎn)力水平。然而,我國的機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比差距還很大,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)不多,今后應(yīng)加強(qiáng)研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置，同時(shí)增加產(chǎn)品的通信功能,以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要;開發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等;機(jī)器人仍然是機(jī)電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。

3.機(jī)電一體化技術(shù)研究在煤礦生產(chǎn)中的重要意義

3.1 提高勞動(dòng)效率，機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用使過去落后的生產(chǎn)方式得到極大的改變,大量新型自動(dòng)化電子設(shè)備的使用徹底轉(zhuǎn)變了煤礦的作業(yè)模式,明顯降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,大幅提升了勞動(dòng)生產(chǎn)率,極大地提高了勞動(dòng)效率。

3.2 提高了勞動(dòng)安全保障，傳統(tǒng)的煤礦工作環(huán)境非常惡劣,高負(fù)荷地工作會(huì)嚴(yán)重影響到礦工的身體健康和生產(chǎn)安全。采用機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行煤炭的采掘、運(yùn)輸、提升等,不僅可以使礦工從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來,而且還能降低發(fā)生事故和危險(xiǎn)的幾率,提高安全生產(chǎn)效率。

3.3 增加了經(jīng)濟(jì)效益和礦工的勞動(dòng)收入，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用使得煤炭的產(chǎn)量大幅提高,增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,同樣使礦工的勞動(dòng)收入有所提高,改善礦工的生活質(zhì)量。煤礦企業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了其它相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

4.機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用

4.1 機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用就是電牽引采煤機(jī)。它具有許多液壓牽引采煤機(jī)不具備的優(yōu)勢和特點(diǎn):良好的牽引特性。在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)它可以提供牽引力,在采煤機(jī)下滑時(shí)它還可以進(jìn)行發(fā)電制動(dòng);可用于大傾角煤層。牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器,可用在40°～50°傾角的煤層,而不需要其它防滑裝置;運(yùn)行可靠,使用壽命長。與液壓牽引不同的是電牽引采煤機(jī)除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨損外,其它元件沒有磨損,因此運(yùn)行可靠,使用壽命長,維修量小;反應(yīng)靈敏,動(dòng)態(tài)特性好，結(jié)構(gòu)簡單，效率高。電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)輕便簡單,只做一次轉(zhuǎn)換，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)99%,而液壓采煤機(jī)的電能轉(zhuǎn)換機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率只有65%～70%左右。

4.2 機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用。目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備是礦井提升機(jī),為全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī),在結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合二為一,大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠,采用總線方式,使電器安裝大大簡化,此外,硬件配置簡單,互相兼容。我國研制成功的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機(jī),其核心部分ascs是由雙cpu構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其性能先進(jìn)、操作簡便、準(zhǔn)確可靠。

4.3 機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用。近幾年來帶式輸送機(jī)已成為機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的cst可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門為煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或幾臺(tái)cst驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù),我國帶式輸送機(jī)一般為3點(diǎn)驅(qū)動(dòng),對(duì)輸送機(jī)的單機(jī)長度和運(yùn)量存在一定的限制。而且,輸送機(jī)的監(jiān)控設(shè)備的功能、可靠性、靈敏度和壽命都與發(fā)達(dá)國家相比存在顯著的差距。

4.4 其他煤礦機(jī)電一體化設(shè)備液壓支架則向電液控制方向發(fā)展,將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動(dòng)移架,避免對(duì)頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。煤礦供電要求是供電要可靠,質(zhì)量要高,能滿足大功率設(shè)備。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開關(guān)柜采用維護(hù)量小,使用壽命長的真空開關(guān)。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機(jī)保護(hù)”,具備網(wǎng)絡(luò)功能,可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。

5.結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),目前已經(jīng)成為礦山綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運(yùn)裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實(shí)力,為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)電一體化論文:接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的運(yùn)用研究

隨著信息技術(shù)等的發(fā)展,機(jī)電一體化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢,同時(shí)也為人們的生產(chǎn)、生活提供了更多的便捷。接口是幾點(diǎn)一體化產(chǎn)品的重要組成部分,有效運(yùn)用接口,可以更好地將幾點(diǎn)一體化產(chǎn)品中的各個(gè)組件有機(jī)地連接起來,使機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行能夠更加順暢、有效。因此,接口技術(shù)的研究與運(yùn)用,直接影響著機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)用效能,相關(guān)工作人員應(yīng)該積極創(chuàng)新接口技術(shù),滿足機(jī)電一體化技術(shù)不斷發(fā)展的需求,進(jìn)而提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量,更好地為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。

1 簡述接口、接口類型與接口連接方式

機(jī)電一體化系統(tǒng),即是將機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系到一起,從而發(fā)揮機(jī)械電子的優(yōu)勢,提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用性能。而接口是機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分,它是連接機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)各個(gè)模塊的重要組件,具有調(diào)節(jié)、匹配、緩沖等性質(zhì),可以有效地轉(zhuǎn)換電平、增加功率,使機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能得到提高;一些技術(shù)人員將接口加設(shè)抗干擾材料,可以將電子系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間相互隔離,防止兩個(gè)系統(tǒng)之間的信號(hào)受到干擾,影響電子系統(tǒng)與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性;接口的運(yùn)用,還可以進(jìn)行電路轉(zhuǎn)換,保證機(jī)電一體化產(chǎn)品中各個(gè)系統(tǒng)之間電流量的匹配,進(jìn)而提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行效率。

不同的機(jī)電一體化產(chǎn)品,其性能、工作原理等都存在差異,自然接口也不完全相同。也就是說,在運(yùn)用接口技術(shù)連接子系統(tǒng)的各個(gè)模塊時(shí),需要運(yùn)用到不同的接口。技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況將接口分成兩類,即機(jī)電接口與人機(jī)接口。機(jī)電接口是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳感器之間的接口,它可以模擬信息的輸入與輸出,并為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供平穩(wěn)的電流,以保證機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠保持一個(gè)有序的運(yùn)行狀態(tài);人機(jī)接口是指工作人員或者技術(shù)人員與計(jì)算機(jī)之間的接口,這種接口可以將工作人員的指令,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編碼形成有效的信息數(shù)據(jù),并通過接口在各個(gè)子系統(tǒng)之間相互傳遞信息,以滿足實(shí)際需要。

2 接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的運(yùn)用

2.1 概述接口技術(shù)

在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的過程中,接口技術(shù)是隨之發(fā)展起來的新型技術(shù)。顧名思義,它是將機(jī)電一體化中各個(gè)組件、系統(tǒng)相互連接,使其發(fā)揮最佳效用的技術(shù)。接口技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的應(yīng)用,可以更加有效地使機(jī)電一體化產(chǎn)品中各個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)模塊之間有效地連接起來,促進(jìn)其數(shù)據(jù)、信息的傳遞與轉(zhuǎn)換,使機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能得到提高。而隨著接口技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)也將得到更快的發(fā)展,并將向著網(wǎng)絡(luò)化、綠色化、智能化、模塊化方向發(fā)展,機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能也將越來越高,為人們生產(chǎn)、生活提供更多的便利。

2.2 接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的運(yùn)用

眾所周知,接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用,大大提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能,同時(shí)也促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。那么,接口技術(shù)到底是怎樣運(yùn)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)中的呢？

第一,連接機(jī)電一體化系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)模塊,充當(dāng)“開關(guān)通道”。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)模塊相互連接,再通過電子系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制,將信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行傳遞與轉(zhuǎn)換,使各個(gè)系統(tǒng)模塊都能夠在電子系統(tǒng)的控制下運(yùn)作。要想實(shí)現(xiàn)以上功能,就必須有連續(xù)的電流,而在接口技術(shù)運(yùn)用下的接口可以充當(dāng)“開關(guān)通道”,工作人員只需正確操作開關(guān)執(zhí)行器,為系統(tǒng)模塊之間的連接提供連續(xù)的、平穩(wěn)的電流,就可以有效實(shí)現(xiàn)以上功能。

第二,工作人員可以根據(jù)需要手動(dòng)接口,滿足工作需求。工作人員在操作監(jiān)控機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)作時(shí),通過人機(jī)接口使系統(tǒng)按照工作人員的需要進(jìn)行運(yùn)作,這種被稱為人機(jī)接口。人機(jī)接口主要分成輸入與輸出接口,工作人員只需按照需要將指令通過硬件輸入系統(tǒng),系統(tǒng)就會(huì)按照需要將指令編碼成信息數(shù)據(jù),并通過接口傳遞給各個(gè)系統(tǒng)模塊,輸出相應(yīng)的狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等,以實(shí)現(xiàn)工作人員監(jiān)控機(jī)電一體化系統(tǒng)的目的,滿足工作需要。

第三,運(yùn)用接口技術(shù),可以有效提高系統(tǒng)輸出信號(hào)的質(zhì)量。傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)中,接口的運(yùn)用還不是很成熟,導(dǎo)致系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)、信息等質(zhì)量不高。隨著接口技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的機(jī)電一體化系統(tǒng)在運(yùn)用接口技術(shù)之后,有效地提高了數(shù)據(jù)、信息輸出的質(zhì)量。工作人員能夠有效控制輸出的數(shù)據(jù)、信息等運(yùn)行參數(shù),對(duì)這些數(shù)據(jù)、信息等進(jìn)行有效的調(diào)整,就可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控生產(chǎn)過程的目的。

2.3 運(yùn)用接口技術(shù)需要注意的問題

接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)上發(fā)展起來的,所以在運(yùn)用接口技術(shù)的時(shí)候,需要注意以下問題。技術(shù)人員在運(yùn)用接口技術(shù)將接口連接于各個(gè)子系統(tǒng)模塊之間,需要注意接口技術(shù)是否與機(jī)電一體化技術(shù)相匹配,是否能夠符合機(jī)電一體化產(chǎn)品在性能上的要求,這些都是技術(shù)人員需要思考的問題。只有合理選擇、運(yùn)用接口技術(shù),才能為機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能正常發(fā)揮起到基礎(chǔ)的作用;任何技術(shù)在運(yùn)用過程中,都需要進(jìn)行調(diào)試,以確保技術(shù)運(yùn)用的科學(xué)性、合理性與可靠性。同樣,接口技術(shù)的運(yùn)用也需要進(jìn)行智能調(diào)試。一般來說,技術(shù)人員在運(yùn)用接口技術(shù)連接各個(gè)子系統(tǒng)模塊之后,就要及時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)測試與接口的智能調(diào)試,這樣才能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,保證機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠運(yùn)行,也可以為以后接口技術(shù)的發(fā)展提供參考;接口在使用過程中,人機(jī)接口是比較常見的,它是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要而進(jìn)行的人工調(diào)整的接口,也就是說,這種接口是可調(diào)的。因此,技術(shù)人員運(yùn)用接口技術(shù)必須積極思考機(jī)電一體化產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)效能,并注重接口技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)能夠按照要求合理調(diào)控,結(jié)合實(shí)際情況運(yùn)用接口技術(shù)。這樣的接口技術(shù)才能保證機(jī)電一體化系統(tǒng)可以按照需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)控,實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化,提高接口技術(shù)的運(yùn)用效果。

3 結(jié)語

總而言之,隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入,各種相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)作為促進(jìn)工業(yè)化與機(jī)械化發(fā)展的重要技術(shù)之一,對(duì)我國社會(huì)建設(shè)與人們生活水平的提高有著重要的意義。而接口作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分,接口技術(shù)的發(fā)展也影響著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。所以,相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該積極創(chuàng)新接口技術(shù),從各個(gè)方面提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量,進(jìn)而促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品在社會(huì)建設(shè)中重要作用的發(fā)揮。

機(jī)電一體化論文:高職機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建之技術(shù)路徑

摘要：本文從分析學(xué)科課程體系不符合職業(yè)教育特征的角度出發(fā)，提出構(gòu)建高職機(jī)電一體化專業(yè)工學(xué)結(jié)合一體化課程體系的必要性，論述了機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建的技術(shù)路徑，分析了機(jī)電一體化專業(yè)課程體系實(shí)施過程中需要重點(diǎn)解決的三個(gè)問題。

關(guān)鍵詞：高職；機(jī)電一體化專業(yè)；一體化課程體系；技術(shù)路徑

近年來，隨著國外先進(jìn)職業(yè)教育課程建設(shè)理念與技術(shù)的逐步引進(jìn)與推廣，工學(xué)結(jié)合作為職業(yè)教育的重要特征也逐漸得到認(rèn)同。廣州市工貿(mào)技師學(xué)院順應(yīng)國內(nèi)外市場對(duì)技能型人才的需求，即技能人才需具備綜合職業(yè)能力和奠定持久的職業(yè)生涯發(fā)展，在機(jī)電一體化專業(yè)建設(shè)中，提出構(gòu)建工學(xué)結(jié)合的一體化課程體系的工作目標(biāo)，并在具體的教學(xué)中實(shí)施。

機(jī)電一體化專業(yè)課程體系改革的必要性

長期以來，我國職業(yè)教育所采用的課程體系多為學(xué)科課程體系，其基本特征是以學(xué)科內(nèi)容為中心設(shè)計(jì)課程，依據(jù)不同學(xué)科之間的相關(guān)性，按照先后順序開設(shè)教學(xué)科目。雖然學(xué)科課程體系具有邏輯性和系統(tǒng)性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是，隨著科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的發(fā)展，其缺點(diǎn)也日益凸顯，如學(xué)科課程忽略世界的整體性，將原本內(nèi)在統(tǒng)一的科學(xué)、藝術(shù)、道德割裂開來；學(xué)科課程強(qiáng)化“精英文化”，強(qiáng)化少數(shù)人利益，與“大眾文化”割裂開來；學(xué)科課程以灌輸學(xué)科知識(shí)為宗旨，過多倚重接受學(xué)習(xí)，忽視發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、行動(dòng)學(xué)習(xí)在人的發(fā)展中的價(jià)值，忽視社會(huì)經(jīng)驗(yàn)的獲得和實(shí)踐能力的形成；學(xué)科課程的系統(tǒng)性不能等同于職業(yè)活動(dòng)的系統(tǒng)性，學(xué)科課程所強(qiáng)調(diào)的抽象概念和理論與職業(yè)教育的應(yīng)用性、實(shí)踐性要求不相符。

進(jìn)入新時(shí)期，現(xiàn)代企業(yè)和社會(huì)管理步入了以過程為導(dǎo)向的綜合化運(yùn)作時(shí)代，強(qiáng)調(diào)勞動(dòng)者專業(yè)能力、社會(huì)能力及方法能力的綜合運(yùn)用，孤立的學(xué)科課程體系與此需求相去甚遠(yuǎn)。因此，改革長期徘徊在職業(yè)教育領(lǐng)域的學(xué)科課程體系，構(gòu)建適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和企業(yè)用人需求的新課程體系勢在必行。

在機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)科課程體系中，課程主要分為專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程，專業(yè)基礎(chǔ)課程強(qiáng)調(diào)《工廠電氣控制技術(shù)》、《電工電子技術(shù)》、《機(jī)械制造技術(shù)》、《單片機(jī)與接口技術(shù)》、《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》、《自動(dòng)檢測技術(shù)》、《機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)》等專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程強(qiáng)調(diào)《金工基本技能實(shí)訓(xùn)》、《機(jī)電設(shè)備拆裝》、《電子電工專項(xiàng)技能實(shí)訓(xùn)》、《機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)訓(xùn)》基本操作技能的訓(xùn)練，不管是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，還是單項(xiàng)技能的訓(xùn)練，學(xué)科課程體系均從片面的片段的角度看待本專業(yè)的整體性職業(yè)活動(dòng)，沒有與完整的工作過程建立一種直接的聯(lián)系，對(duì)專業(yè)人才完成一項(xiàng)綜合性工作任務(wù)所需的綜合職業(yè)能力培養(yǎng)非常有限。因此，改革機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)科課程體系，構(gòu)建工作過程導(dǎo)向的課程體系勢在必行。

機(jī)電一體化專業(yè)課程體系改革的技術(shù)路徑

職業(yè)教育是為人們勝任職業(yè)活動(dòng)和通過職業(yè)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)人的發(fā)展而提供的教育，具有完整的工作過程是職業(yè)教育的基本要求，因此，職業(yè)教育過程中的媒介和手段都應(yīng)是工作化的，必須將具體的工作情境置于教學(xué)過程之中，并以工作性思維來構(gòu)建教學(xué)過程，根據(jù)職業(yè)教育的特征和規(guī)律，課程設(shè)計(jì)開發(fā)要體現(xiàn)“在工作中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中工作”的理念。

基于工學(xué)結(jié)合的一體化課程體系改革理念，在機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建中，課程的設(shè)計(jì)和開發(fā)必須以工作為基礎(chǔ)，并保證以工作為基礎(chǔ)的教學(xué)過程必須產(chǎn)生勝任現(xiàn)實(shí)工作的能力。校企合作的核心是認(rèn)識(shí)企業(yè)的工作形態(tài)和工作內(nèi)容，并將其充分而有效地呈現(xiàn)于教學(xué)過程之中，聘請企業(yè)專家參與課程建設(shè)、簽訂校企合作合同、組織師生企業(yè)實(shí)習(xí)，其目的都是為了保證“工作呈現(xiàn)”的有效性。

因此，在機(jī)電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建中，本專業(yè)一體化課程體系的開發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)路徑如下：行業(yè)、企業(yè)情況分析和崗位工作分析召開實(shí)踐專家訪談會(huì)提取典型工作任務(wù)一體化課程轉(zhuǎn)化確定學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃編制學(xué)習(xí)材料（工作頁等）開發(fā)投入實(shí)施。

行業(yè)、企業(yè)情況分析和崗位工作分析通過企業(yè)調(diào)研，與企業(yè)實(shí)踐專家訪談，與企業(yè)工程技術(shù)人員探討，觀摩企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作等途徑，分析行業(yè)、企業(yè)實(shí)際工作情況和對(duì)技能人才的用人要求，確定本專業(yè)技能人才的就業(yè)領(lǐng)域有：電氣設(shè)備和機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行、安裝、調(diào)試與維修；電氣、機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝實(shí)施；儀器儀表的配置、檢測、調(diào)試與維修；機(jī)電一體化工程項(xiàng)目的施工、維護(hù)及技術(shù)服務(wù)；機(jī)電類產(chǎn)品的營銷與售后服務(wù)；機(jī)電設(shè)備的技術(shù)改造、技術(shù)管理、產(chǎn)品輔助開發(fā)等。

召開實(shí)踐專家訪談會(huì)，提取典型工作任務(wù)向若干機(jī)電一體化行業(yè)的企業(yè)一線人員發(fā)放“實(shí)踐專家工作職責(zé)調(diào)查表”，分析企業(yè)一線技能型人才的個(gè)人工作經(jīng)歷和現(xiàn)從事崗位工作職責(zé)、工作內(nèi)容，從而遴選符合參加實(shí)踐專家訪談會(huì)條件的企業(yè)實(shí)踐專家。學(xué)校確定課程開發(fā)主持人、專業(yè)骨干教師及聘請的實(shí)踐專家之后，召開實(shí)踐專家訪談會(huì)。會(huì)上，在課程開發(fā)主持人主持，專業(yè)骨干教師配合下，引導(dǎo)企業(yè)實(shí)踐專家填寫個(gè)人“實(shí)踐專家職業(yè)發(fā)展階段分析表”，“實(shí)踐專家職業(yè)發(fā)展階段分析表”要求每位企業(yè)實(shí)踐專家列舉從進(jìn)入機(jī)電一體化行業(yè)開始到成為實(shí)踐專家的發(fā)展過程的若干階段及其每一階段所從事過的、有挑戰(zhàn)性的、完成工作的過程能夠提高工作能力的有代表性的工作任務(wù)實(shí)例。待所有實(shí)踐專家填寫個(gè)人“實(shí)踐專家職業(yè)發(fā)展階段分析表”后，課程開發(fā)主持人引導(dǎo)實(shí)踐專家配合，從所有填寫后的“實(shí)踐專家職業(yè)發(fā)展階段分析表”中提取代表性工作任務(wù)，最后根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求分析確定典型工作任務(wù)并按從入行到實(shí)踐專家的職業(yè)發(fā)展階段進(jìn)行排序。機(jī)電一體化專業(yè)提取的典型工作任務(wù)，按照初級(jí)——中級(jí)——高級(jí)——技師的職業(yè)發(fā)展排序，通過企業(yè)實(shí)踐專家分析，共提取了“機(jī)電設(shè)備裝配、調(diào)試與維護(hù)”、“電氣控制柜的安裝調(diào)試”、“機(jī)電一體化系統(tǒng)疑難故障診斷與檢修”等16個(gè)典型工作任務(wù)。

轉(zhuǎn)化確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程根據(jù)職業(yè)教育規(guī)律和目標(biāo)，按照一個(gè)典型工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為一門學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的原則，在企業(yè)實(shí)踐專業(yè)和學(xué)校專業(yè)骨干教師的共同討論分析下，將職業(yè)行動(dòng)領(lǐng)域中的典型工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為職業(yè)教育領(lǐng)域中的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程。機(jī)電一體化專業(yè)最終確定的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程有：“電氣安裝”、“機(jī)電設(shè)備疑難故障檢修”、“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等16門課程，每門課程均體現(xiàn)一項(xiàng)完整的工作任務(wù)。

設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，編制教學(xué)計(jì)劃根據(jù)地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和學(xué)校教育教學(xué)基本條件，對(duì)應(yīng)每一門課程，開發(fā)設(shè)計(jì)若干學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)習(xí)任務(wù)可以直接來源于企業(yè)，也可以由學(xué)校根據(jù)工作任務(wù)要求設(shè)計(jì)開發(fā)，但它原則上是一個(gè)完整的工作任務(wù)，能體現(xiàn)完整的工作過程。機(jī)電一體化專業(yè)開發(fā)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)有：“工具和儀表檢修”、“齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拆裝與測繪”、“常見機(jī)床動(dòng)力電路安裝與檢測”、“自動(dòng)生產(chǎn)線總裝與調(diào)試”等58個(gè)。在學(xué)習(xí)任務(wù)的排序上遵循由易到難的排列原則，低年級(jí)設(shè)計(jì)數(shù)量較多的引導(dǎo)性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，高年級(jí)設(shè)計(jì)數(shù)量較少的綜合性和開放性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，完成所有學(xué)習(xí)任務(wù)的，其目標(biāo)實(shí)現(xiàn)之和應(yīng)該大于或等于所屬一體化課程的目標(biāo)。學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)學(xué)校實(shí)際師資情況和設(shè)施設(shè)備情況，以及教育教學(xué)秩序要求，確定每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)習(xí)與工作時(shí)間，編排可執(zhí)行的教學(xué)計(jì)劃。

學(xué)習(xí)材料（工作頁等）開發(fā)，投入實(shí)施根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)的目標(biāo)要求，學(xué)校專業(yè)骨干教師到相關(guān)企業(yè)收集企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)任務(wù)的工作素材、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、工作規(guī)范要求等，運(yùn)用編寫學(xué)習(xí)材料的規(guī)范要求和技術(shù)方法，聘請企業(yè)專家與專業(yè)骨干教師共同編制教學(xué)材料，例如工作頁。學(xué)習(xí)材料開發(fā)完畢后，學(xué)校組織行業(yè)企業(yè)專家和課程開發(fā)專家評(píng)審課程體系成果材料，評(píng)審?fù)ㄟ^后投入實(shí)驗(yàn)。

機(jī)電一體化課程體系的實(shí)施

目前，廣州市工貿(mào)技師學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)的四年制預(yù)備技師班、三年制高級(jí)技工班均采用工學(xué)結(jié)合的一體化課程體系實(shí)施教學(xué)，其教學(xué)效果得到廣大師生的一致認(rèn)可。主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：（1）新課程不僅讓學(xué)生掌握知識(shí)和技能，而且注重培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力、與人合作能力等關(guān)鍵能力，有利于學(xué)生持久的職業(yè)生涯發(fā)展；（2）新教學(xué)模式基本扭轉(zhuǎn)了學(xué)生被動(dòng)聽課的習(xí)慣，使學(xué)生轉(zhuǎn)變成為探究知識(shí)的主體，可以提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增加學(xué)習(xí)興趣；（3）學(xué)生的創(chuàng)造能力、工作能力、應(yīng)變能力都能通過課堂學(xué)習(xí)得到鍛煉，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的成就感、承受挫折能力等有較大幫助；（4）學(xué)校的學(xué)習(xí)工作站比較類似企業(yè)的實(shí)際工作環(huán)境，能夠滿足學(xué)習(xí)需求。

通過一個(gè)周期的實(shí)施，總結(jié)出課程實(shí)施要重點(diǎn)從教學(xué)組織模式、師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)及學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)三方面考慮，才能保證課程構(gòu)建和實(shí)施均能取得成功。

教學(xué)組織模式課程實(shí)施應(yīng)該以學(xué)生為中心，即學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，學(xué)生學(xué)習(xí)的目的就是勝任工作、適應(yīng)社會(huì)和職業(yè)發(fā)展，因此必須將學(xué)習(xí)作為工作過程（即教學(xué)過程）的中心，以學(xué)生自主理解和完成工作任務(wù)作為教學(xué)的基本手段，并指導(dǎo)學(xué)生將理解和完成具體工作任務(wù)的能力轉(zhuǎn)化成為適應(yīng)變化的策略。學(xué)校的一切資源，包括教師資源都是學(xué)生實(shí)現(xiàn)這一完整過程的基礎(chǔ)，都應(yīng)服務(wù)于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程（即工作過程）。按照完成一項(xiàng)工作的基本思路，課程實(shí)施應(yīng)具有完整的工作過程：獲取信息——制定計(jì)劃——做出決策——實(shí)施計(jì)劃——檢查控制——評(píng)價(jià)反饋。

師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)由于工學(xué)結(jié)合的一體化課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主完成若干完整的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)任務(wù)由工作任務(wù)轉(zhuǎn)化而來，在課程實(shí)施過程中，教師僅僅起到引導(dǎo)和服務(wù)的作用，因此，對(duì)教師的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)工作的認(rèn)識(shí)和理解均提出了較高要求。目前，職業(yè)教育界的教師多來自大專院校，缺乏企業(yè)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的占大多數(shù)，勢必對(duì)工學(xué)結(jié)合的一體化課程實(shí)施帶來影響，所以，學(xué)校在考慮推一體化課程實(shí)施的同時(shí)，要在學(xué)校與企業(yè)之間建立一個(gè)長期合作的師資培養(yǎng)通道，讓教師適應(yīng)并逐漸勝任新課程的實(shí)施。

學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)一體化課程實(shí)施需要與學(xué)習(xí)任務(wù)相匹配的教學(xué)媒體和設(shè)施設(shè)備，創(chuàng)設(shè)盡量真實(shí)的學(xué)習(xí)工作環(huán)境，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)完成與典型工作任務(wù)內(nèi)容相一致的學(xué)習(xí)任務(wù)，因此，學(xué)習(xí)工作環(huán)境的建設(shè)并不僅僅是為了技能的重復(fù)操作訓(xùn)練而購置大量的設(shè)備，要從完成一項(xiàng)工作任務(wù)所需的綜合性資源建設(shè)的角度出發(fā)，從促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源建設(shè)的角度出發(fā)，規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)工作環(huán)境，也叫學(xué)習(xí)工作站。機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)中，每一學(xué)習(xí)工作站均劃分信息檢索區(qū)、學(xué)習(xí)區(qū)、實(shí)訓(xùn)區(qū)、工具區(qū)、學(xué)業(yè)成果展示區(qū)等五大區(qū)域，方便學(xué)生自主檢索學(xué)習(xí)工作過程所需的資源，養(yǎng)成遵循企業(yè)工作規(guī)范和作業(yè)流程的習(xí)慣，并能夠在這個(gè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間的互動(dòng)交流，互相學(xué)習(xí)。

總之，構(gòu)建實(shí)施機(jī)電一體化專業(yè)的工學(xué)結(jié)合一體化課程體系是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，不僅僅是一種課程組織方式的改革，而是一種更深刻的課程價(jià)值觀的變革。課程是為學(xué)生提供教育服務(wù)的直接載體，建設(shè)符合企業(yè)用人要求、能夠保證學(xué)生持久職業(yè)生涯發(fā)展的課程是我們義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。