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隨著煤礦資源開(kāi)采難度的加深,機(jī)電一體化技術(shù)也被廣泛地運(yùn)用到煤礦機(jī)械中去。但是,機(jī)電一體化技術(shù)作為煤礦機(jī)械設(shè)備的核心技術(shù)也并不是一成不變的。當(dāng)前,許多擁有豐富煤礦資源的國(guó)家都在加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行研究,以此來(lái)確保煤礦機(jī)械能夠朝著智能化、信息化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,減少煤礦工作中安全事故的發(fā)生,提高工作安全,提高工作人員的生命安全,并在此基礎(chǔ)上,有效地提高工作效率,使得煤礦的開(kāi)采能夠提升到一個(gè)新的層次中去,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與安全生產(chǎn)雙贏的局面。因此,在今后的機(jī)電一體化技術(shù)改革創(chuàng)新中,機(jī)電一體化技術(shù)要提高其通信能力,要加強(qiáng)對(duì)危機(jī)預(yù)警軟件的開(kāi)發(fā)研究,研究出新的安全監(jiān)控系統(tǒng),提高煤礦機(jī)器人工作的智能多樣化。
2煤礦機(jī)械與機(jī)電一體化技術(shù)
2.1安全監(jiān)控技術(shù)
煤礦工作是在井下進(jìn)行,由于井下環(huán)境惡劣,存在著許多的不安全因素,對(duì)工作人員的安全工作和生命安全帶來(lái)威脅。機(jī)電一體化技術(shù)能夠及時(shí)地對(duì)煤礦工作環(huán)境中的有毒氣體進(jìn)行監(jiān)控,并及時(shí)地預(yù)警給煤礦施工人員,有利于工作人員及時(shí)作出防范措施,從源頭上來(lái)避免有毒氣體的泄露給工作人員的生命安全帶來(lái)隱患。在煤礦機(jī)械中運(yùn)用安全監(jiān)督技術(shù),能夠有效地提高安全監(jiān)督系統(tǒng)的工作性能,及時(shí)地對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行排查,對(duì)設(shè)備故障的部位精準(zhǔn)到位地運(yùn)用數(shù)據(jù)顯示出來(lái),并能夠自動(dòng)化地對(duì)設(shè)備異常進(jìn)行糾正,對(duì)設(shè)備故障發(fā)出警報(bào),以此來(lái)避免因?yàn)樵O(shè)備故障耽誤了工作的順利進(jìn)行,給工作人員的生命安全帶來(lái)威脅,造成企業(yè)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
2.2節(jié)能損耗技術(shù)
煤礦工作進(jìn)行中,因?yàn)槊旱V機(jī)械設(shè)備的性能不高,操作難度比較大,常有資源能源浪費(fèi)的現(xiàn)象出現(xiàn)。為了提高煤礦工作的工作效率,減少工作運(yùn)行中能源損耗,就要加強(qiáng)對(duì)煤礦工作的管理,還應(yīng)該要對(duì)其相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)革新。采煤機(jī)是傳統(tǒng)的煤礦工作運(yùn)行中對(duì)資源能源耗費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重的機(jī)器設(shè)備之一,傳統(tǒng)的采煤機(jī)以液壓技術(shù)來(lái)對(duì)其工作的開(kāi)展進(jìn)行牽引,液壓技術(shù)具有不穩(wěn)定性,導(dǎo)致?tīng)恳Σ蛔悖瑸榱颂峁┏渥愕臓恳Γ枰峁┐罅康哪茉聪哪芰縼?lái)進(jìn)行補(bǔ)充,且對(duì)設(shè)備的損害大,導(dǎo)致能源損耗過(guò)大。現(xiàn)在采煤機(jī)運(yùn)用電氣一體化技術(shù)進(jìn)行牽引,因?yàn)殡娏骶哂蟹€(wěn)定性,所以能夠提供平穩(wěn)的牽引力,有效地降低設(shè)備在工作過(guò)程中的磨損程度,減少設(shè)備維修的次數(shù),有效地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能損耗,提高了煤礦工作的安全可靠性,提高了煤礦工作的工作效率,促進(jìn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
2.3機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)
傳統(tǒng)的煤礦工作一般都是由人工來(lái)進(jìn)行施工,機(jī)械只是起到輔助作用,導(dǎo)致人工的工作強(qiáng)度大,給工作安全和生命安全帶來(lái)了威脅,不利于提高煤礦工作的工作效率,給煤炭的產(chǎn)量和質(zhì)量都帶來(lái)了一定的影響。機(jī)電一體化中的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到煤礦機(jī)械中去,能夠有效地實(shí)現(xiàn)施工管理以及施工機(jī)械化。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用,能夠使用機(jī)器代替人工進(jìn)行施工,通過(guò)對(duì)機(jī)器人的控制,及時(shí)迅速地檢測(cè)出施工環(huán)境的有毒氣體,進(jìn)而確定工作的安全方式。能夠有效地減少施工人員工作的強(qiáng)度,提高施工人員工作的安全可靠性,還能夠及時(shí)地將發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象以圖文的方式反饋給管理系統(tǒng),然后提交到施工管理部門(mén)處,通過(guò)對(duì)異常現(xiàn)象進(jìn)行分析,技術(shù)做好防范措施,有利于提高工作質(zhì)量,保證工作人員的生命安全。
3結(jié)語(yǔ)
[關(guān)鍵詞]煤炭行業(yè);煤炭生產(chǎn);機(jī)電一體化技術(shù)
中圖分類號(hào):TD63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)06-0033-01
機(jī)電一體化技術(shù)是在傳統(tǒng)機(jī)械工程的基礎(chǔ)上,通過(guò)引進(jìn)微電子技術(shù)的一種新型工業(yè)技術(shù),它是融合了電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械工程理論和電氣工程技術(shù)等方面的一門(mén)新興綜合性學(xué)科。煤礦綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)就是通過(guò)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。這也是實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)信息化發(fā)展的重要技術(shù)支點(diǎn)。通過(guò)將機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)投入到煤炭行業(yè)中,大大提升了我國(guó)煤炭行業(yè)的綜合實(shí)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,為實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一、機(jī)電一體化的內(nèi)容
隨著機(jī)電一體化的深入應(yīng)用,推動(dòng)了我國(guó)的機(jī)電一體化向微型化、系統(tǒng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,同時(shí)這也對(duì)傳統(tǒng)煤炭行業(yè)產(chǎn)生很大的沖擊。通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,大大改善了煤炭行業(yè)的工作情況和安全系數(shù),同時(shí)在能源損耗和安全生產(chǎn)等方面也產(chǎn)生了較好的效果。為傳統(tǒng)的煤炭行業(yè)注入了新鮮血液的同時(shí),也為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。
二、煤炭機(jī)電一體化技術(shù)研究的意義
(一)提高煤炭行業(yè)的工作效率
在傳統(tǒng)的半自動(dòng)手工作業(yè)時(shí)期,煤炭企業(yè)的生產(chǎn)狀況存在嚴(yán)重的滯后性。由于生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)基本上主要通過(guò)人力作業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)工作,在設(shè)備過(guò)于簡(jiǎn)陋的條件下,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度高同時(shí)勞動(dòng)效率低下。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使得大量的新型機(jī)械設(shè)備投入到煤炭的生產(chǎn)和運(yùn)輸工作中,也徹底改變了煤礦的作業(yè)模式,將工人從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái),大幅度提升了煤礦企業(yè)的工作效率[1]。
(二)提高煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的安全系數(shù)
煤礦工作的安全工作和運(yùn)行,關(guān)系到企業(yè)的正常發(fā)展和職工的生命安全,同時(shí)還關(guān)系到職工的家庭幸福美滿,也影響著國(guó)家的煤炭工業(yè)的順利發(fā)展。而機(jī)電一體化技術(shù)在煤炭生產(chǎn)的應(yīng)用,為煤炭生產(chǎn)的安全提供了重要的技術(shù)保障。
(三)增加煤炭行業(yè)的產(chǎn)出和收益
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,推動(dòng)了煤炭產(chǎn)量的大幅度提升,也為企業(yè)帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也幫助員工增加了收入,改善了生活水平。由于煤炭企業(yè)經(jīng)過(guò)一系列的發(fā)展,帶動(dòng)了相關(guān)企業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展,為社會(huì)提供了更多的就業(yè)崗位和機(jī)會(huì),推動(dòng)了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
三、煤炭機(jī)電一體化技術(shù)研究的進(jìn)展
(一)運(yùn)輸機(jī)械的機(jī)電一體化
1.膠帶運(yùn)輸機(jī)
目前情況下,我國(guó)的皮帶傳輸機(jī)設(shè)備大都是通過(guò)進(jìn)口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。主要的系統(tǒng)有美國(guó)道奇公司的CST系統(tǒng)以及交流變頻交流電帶電氣控制系統(tǒng)。這些傳輸系統(tǒng)都在效率、速度、開(kāi)始和停止等方面做到了很好的平衡。CST系統(tǒng)作為一個(gè)通過(guò)機(jī)械齒輪進(jìn)行減速的系統(tǒng),擁有超過(guò)90%的傳輸效率;通過(guò)連續(xù)的檢測(cè)和控制,使得驅(qū)動(dòng)器在動(dòng)力性能和負(fù)載強(qiáng)度上具有較強(qiáng)的均衡性;通過(guò)對(duì)各個(gè)工作環(huán)節(jié)的監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常現(xiàn)象,計(jì)算機(jī)根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析對(duì)設(shè)備發(fā)出停止工作的指令,并將故障原因及時(shí)總結(jié)歸納。CST技術(shù)是是煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和核心所在,也表現(xiàn)出機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)越性和高效性。我國(guó)新研制的數(shù)字控制系統(tǒng),能夠在傳輸速度、電樞電流以及磁場(chǎng)電流等方面,對(duì)膠帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行監(jiān)控工作。由于該系統(tǒng)在自我診斷和自我保護(hù)等方面都有較為完善的能力,所以在我國(guó)六安、平頂山等礦區(qū)都得到了較為普遍和正確的使用,贏得了使用單位的一致好評(píng)[2]。
2.礦井軌道運(yùn)輸機(jī)械
近些年來(lái),我國(guó)在礦用電機(jī)車技術(shù)的轉(zhuǎn)型上主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)技術(shù)層面:通過(guò)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子集成技術(shù)以及電力電子技術(shù),運(yùn)用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)控制建立強(qiáng)大的直流機(jī)車,這方面的技術(shù)已經(jīng)在礦區(qū)得到了普及和推廣。在實(shí)際應(yīng)用中,中國(guó)礦大研制的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)機(jī)車在大屯煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司的工業(yè)試用過(guò)程中表現(xiàn)良好。通過(guò)計(jì)算機(jī)或者PLC建成的另外一種礦山機(jī)動(dòng)車,主要通過(guò)“信、集、閉”等方面的強(qiáng)化,同樣在我國(guó)的煤炭行業(yè)應(yīng)用中也得到了不錯(cuò)的反響。
(二)采掘機(jī)械的機(jī)電一體化
1.刮板運(yùn)輸機(jī)
刮板運(yùn)輸機(jī)是整個(gè)機(jī)電一體化研究進(jìn)程最慢的部分和設(shè)備。在國(guó)內(nèi)刮板運(yùn)輸機(jī)的應(yīng)用中,主要以進(jìn)口的CST系統(tǒng)刮板運(yùn)輸機(jī)為主,其他的絕大多數(shù)都是是對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行改良后的結(jié)果。例如,國(guó)產(chǎn)的KJ63面部綜合監(jiān)控系統(tǒng),就是將檢測(cè)設(shè)備安放到刮板運(yùn)輸機(jī)的軸承上面,實(shí)現(xiàn)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。但是由于刮板運(yùn)輸機(jī)的工作環(huán)境過(guò)于惡劣,導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)的傳感器安裝和維護(hù)工作出現(xiàn)不小的難度。
2.掘進(jìn)機(jī)械
高速隧道機(jī)在機(jī)電一體化研究的進(jìn)程中也是較為緩慢的,神華集團(tuán)神東煤炭分公司大柳塔煤礦,通過(guò)引進(jìn)久益環(huán)球(天津)裝備制造有限公司的連續(xù)采礦機(jī),通過(guò)電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控,能夠?qū)崿F(xiàn)日常工作的具體情況監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)載機(jī)連動(dòng)的具體功能。其挖掘速度基本上可以實(shí)現(xiàn)100m/天的速度。煤炭總院太原分院設(shè)計(jì)的PLC系統(tǒng)主要用于對(duì)捆進(jìn)機(jī)的控制,但是其具有一個(gè)很重要的缺陷――不能對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作[3]。
(三)供電設(shè)備的機(jī)電一體化
1.智能化開(kāi)關(guān)系統(tǒng)
隨著高效采煤技術(shù)的發(fā)展以及井下供電量的增大,對(duì)隔爆型磁力起動(dòng)器的安全和可靠性能提出了新的要求。在智能化開(kāi)關(guān)系統(tǒng)方面,由于國(guó)內(nèi)在相關(guān)技術(shù)方面擁有不錯(cuò)的優(yōu)勢(shì),所以國(guó)內(nèi)很多廠家也投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行相關(guān)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。由中國(guó)礦業(yè)大會(huì)和兗礦集團(tuán)共同開(kāi)發(fā)和研制的礦用隔爆兼本質(zhì)安全智能真空磁力起動(dòng)器,就具有較高的工藝和技術(shù)水平。其主要采用當(dāng)前較為流行的全數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的控制工作,能夠?qū)崿F(xiàn)控制、測(cè)量、保護(hù)、通訊、等功能。同時(shí),通過(guò)屏幕和鍵盤(pán),實(shí)現(xiàn)多種控制模式之間的相互切換,大大方便了開(kāi)關(guān)操作的便捷性和適用性[4]。
2.井下電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
井下電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)整個(gè)礦井電網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控、顯示、記錄和存儲(chǔ)工作,同時(shí)對(duì)整個(gè)地下電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和絕緣情況、整體電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù),進(jìn)行有效的監(jiān)管工作。當(dāng)井下電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時(shí)候,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)相關(guān)的事故做出報(bào)警和故障意見(jiàn),同時(shí)也可以通過(guò)和上級(jí)礦務(wù)局的電力系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),推動(dòng)煤炭電網(wǎng)管理的發(fā)展,保證企業(yè)在經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的前提下,提升企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。
結(jié)束語(yǔ)
在煤炭自動(dòng)化發(fā)展的過(guò)程中,機(jī)電一體化技術(shù)起到了不可忽視的作用,通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,能推動(dòng)煤炭行業(yè)向高效化、安全化、現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)型和變革,實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提升的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào):TM文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-9671-(2012)042-0113-01
20世紀(jì)60年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及微電子、信息技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,逐步形成了一門(mén)新的技術(shù)——機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械制造技術(shù)電子技術(shù)相結(jié)合,將兩者作為發(fā)展的主體,在多門(mén)學(xué)科之間形成相互滲透與結(jié)合,并逐步獲得完勝,形成一門(mén)新興的邊緣性學(xué)科。尤其是伴隨著光學(xué)技術(shù)、接口技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)得到了最大程度的
發(fā)展。
1機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
1.1機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用
機(jī)械制造行業(yè)作為一種傳統(tǒng)的制造業(yè),在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用。而企業(yè)生產(chǎn)出的機(jī)械產(chǎn)品要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得應(yīng)有的競(jìng)爭(zhēng)力,就必須采用機(jī)電一體化技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的智能化、信息化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和綠色化。在發(fā)展的過(guò)程中必須得到機(jī)電一體化技術(shù)的有效支撐。尤其是隨著生物科學(xué)技術(shù)、納米技術(shù)以及信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,使得機(jī)械制造行業(yè)開(kāi)始走向精密化、綠色化和智能化的發(fā)展道路。機(jī)電一體化技術(shù)的核心部件是微處理器,該設(shè)備將數(shù)據(jù)通訊、微型計(jì)算機(jī)以及儀表等聯(lián)合控制起來(lái),提高了機(jī)械制造產(chǎn)品的加工精度,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,給產(chǎn)品可靠性的提高創(chuàng)造了條件。
例如,機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的廣泛引用,使得數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,其結(jié)構(gòu)操控、功能以及控制精度等方面都有明顯的提高。例如:在總線布置方式、模塊化控制、結(jié)構(gòu)的緊湊型設(shè)計(jì)等方面有明顯的提升。數(shù)控機(jī)床中,通過(guò)采用多個(gè)CPU、多條控制總線的開(kāi)放性設(shè)計(jì)方式,使得硬件的體系結(jié)構(gòu)以及各種功能性模塊更加具有層次性和相互兼容性,極大的提高了用戶的使用效益,提高了機(jī)床的智能化程度。同時(shí),在加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)仿真方面,由于可以通過(guò)引入在線診斷、模糊控制等多種智能控制策略,對(duì)機(jī)床的可操作性起到了極大的提升作用。機(jī)床中大容量的存儲(chǔ)器以及模塊化設(shè)計(jì)的軟件有效的豐富了數(shù)控功能和程序,能夠?qū)崿F(xiàn)多過(guò)程、多程序的控制機(jī)制。同時(shí),機(jī)床控制系統(tǒng)中的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)加工復(fù)雜工件的能力。
1.2機(jī)電一體化技術(shù)在自動(dòng)控制過(guò)程中的應(yīng)用
自動(dòng)控制技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械以及現(xiàn)代機(jī)械制造過(guò)程中隨處可見(jiàn)。在進(jìn)行機(jī)械零部件的加工過(guò)程中,傳統(tǒng)的人工加工方法存在著工作效率低、合格率低、加工質(zhì)量不高等問(wèn)題。而在采用自動(dòng)控制技術(shù)之后,零件加工過(guò)程中的零件裝夾、對(duì)刀以及走刀等多項(xiàng)操作都不需要工人來(lái)參與,工人只需要在控制面板輸入程序即可實(shí)現(xiàn)零部件的加工。在程序輸入的過(guò)程中,只需要根據(jù)加工工藝需要,利用程序來(lái)設(shè)置好對(duì)應(yīng)的操作流程即可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的控制,使之能夠自動(dòng)完成零件的加工過(guò)程。而對(duì)于加工過(guò)程中需要的對(duì)各種數(shù)據(jù)的監(jiān)控,利用信息反饋技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)加工過(guò)程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,使得工人不需要測(cè)量就能夠獲得加工中零件的加工狀態(tài)。同時(shí),在零部件的加工過(guò)程中,由于整個(gè)加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的操作,產(chǎn)品從開(kāi)始加工直到成型等,不需要任何的人員參與進(jìn)來(lái),只需要在開(kāi)始進(jìn)行對(duì)應(yīng)的設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)控制。這種機(jī)電控制技術(shù)有效的避免了人為因素的干擾,杜絕了由于人為因素而導(dǎo)致的加工不準(zhǔn)確性,大大的提高了產(chǎn)品加工的效率和質(zhì)量,有效的控制了人力資源的成本。
1.3機(jī)電一體化技術(shù)在傳感檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用
在進(jìn)行產(chǎn)品的加工過(guò)程中,經(jīng)常需要對(duì)產(chǎn)品的尺寸規(guī)格進(jìn)行檢測(cè),尤其是在進(jìn)行高精密的機(jī)械零部件加工時(shí),對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)是一個(gè)不可或缺的過(guò)程。在傳統(tǒng)的零部件檢測(cè)過(guò)程中,一般都是采用人工的方式進(jìn)行測(cè)量,這種方式不但費(fèi)力,同時(shí)還會(huì)由于檢測(cè)質(zhì)量不高而導(dǎo)致檢測(cè)方法的推廣問(wèn)題。尤其是當(dāng)前大規(guī)模生產(chǎn)的問(wèn)題,導(dǎo)致生產(chǎn)速度跟不上對(duì)應(yīng)的要求和規(guī)模。而隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展,其在傳感技術(shù)中得到了迅速的發(fā)展,其在產(chǎn)品的檢測(cè)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。
所謂的傳感技術(shù),就是利用紅外線進(jìn)行產(chǎn)品,將產(chǎn)品內(nèi)部的缺陷以及外部的尺寸問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè),其檢測(cè)的范圍、速度和質(zhì)量都得到了迅速的 提高。尤其是隨著現(xiàn)代生產(chǎn)流程的自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié),傳感技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)的根本。在一定程度上來(lái)講,傳感器的檢測(cè)功能越強(qiáng),其檢測(cè)速度也就越快。尤其是一些在生產(chǎn)過(guò)程中需要進(jìn)行淬火等熱處理加工的機(jī)械制造中,由于加工環(huán)境較為惡劣,因此其對(duì)傳感器檢測(cè)工作提出了更高的要求,這給精確、快速的獲取產(chǎn)品信息,把好質(zhì)量關(guān)提供了一個(gè)較好的保障。
2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
2.1微型化
隨著機(jī)電技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)朝著微型化方面的發(fā)展顯得更加的明顯。尤其是隨著精密加工技術(shù)的發(fā)展以及精密加工的基本要求,通過(guò)機(jī)電技術(shù)來(lái)發(fā)展微、精加工成為了一個(gè)有效的手段。自從美國(guó)斯坦福大學(xué)1986年研制成功了第一個(gè)醫(yī)用微型探針,美國(guó)加州大學(xué)1988年研制出了第一臺(tái)微型電機(jī),國(guó)內(nèi)外在微電子、工藝及微觀理論等方面的研究和發(fā)展得到了快速的發(fā)展,開(kāi)發(fā)出了各種微型電子器件和微型控制系統(tǒng)。例如,各種類型的微型傳感器(壓電、微加速以及微觸覺(jué)傳感器等),諸如微型齒輪、微型機(jī)器人等各種微型構(gòu)件、系統(tǒng)等。
2.2人性化
未來(lái)的機(jī)電產(chǎn)品和設(shè)備更加的注重人機(jī)工程學(xué),要求其能夠與人建立起良好的操控兼容性。這是由機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品額的最終服務(wù)目的所決定的——起最終都是給人提供服務(wù)。這時(shí),人們就會(huì)考慮到如何給機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品賦予諸如職能、情感,甚至是“人性”等。同時(shí),還會(huì)對(duì)造型、色彩等各個(gè)方面進(jìn)行協(xié)調(diào),使得人們?cè)谑褂眠@些產(chǎn)品的過(guò)程中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自己的目的,同時(shí)還將帶來(lái)藝術(shù)般的享受,最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)一體化。
2.3光機(jī)電一體化
隨著光學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展,其已經(jīng)滲透到了各個(gè)學(xué)科和專業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中,成為了一個(gè)專業(yè)的學(xué)科,并逐步的發(fā)展成為了一個(gè)產(chǎn)業(yè)。從當(dāng)前光學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用熱點(diǎn)主要在這樣幾個(gè)方面:其一,利用激光的高單色性,對(duì)零件和產(chǎn)品進(jìn)行高精密的測(cè)量,極大的提高了零件的檢測(cè)精度和量程;其二,利用激光的高方向性,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離指令的傳輸,達(dá)到遠(yuǎn)距離的激光通信、激光測(cè)距、激光導(dǎo)航以及遙控等;其三,利用激光的高亮度性和能量密度高的特點(diǎn),將之用來(lái)對(duì)各種材料和產(chǎn)品進(jìn)行高精度的加工;其四,利用激光的相干性,其在全息攝像、激光印刷和光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制等方面得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí),還可以利用激光的準(zhǔn)直來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械零部件的垂直度進(jìn)行檢測(cè)、遠(yuǎn)距離測(cè)距、光纖探測(cè)器的研制等。
伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展,各種不同的產(chǎn)品逐步的實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化,在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量,加快了科技成果向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化效率。同時(shí),機(jī)電一體化技術(shù)也逐步的向著控制系統(tǒng)模塊化、綠色化等方向發(fā)展,正改變著整個(gè)制造業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]陳菊華.淺析機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息,2008,13:132-133.
關(guān)鍵詞:石油機(jī)械設(shè)備 機(jī)電一體化 概念 應(yīng)用
一、前言
近年來(lái),我國(guó)的石油工業(yè)依然保持著旺盛的發(fā)展勢(shì)頭,不斷為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入活力,伴隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,石油機(jī)械在技術(shù)水平和制造工藝上卻沒(méi)有將最新創(chuàng)新和發(fā)展成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中以適應(yīng)石油工業(yè)的發(fā)展要求。目前看來(lái),機(jī)電一體化是我國(guó)石油機(jī)械制造的重要發(fā)展方向,電子技術(shù)的引入使得機(jī)械的性能得以在軟件和硬件兩方面獲得極大地提升,從而將傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軝C(jī)械。使石油作業(yè)可以更為高效、可靠、靈活,并且具備較高的精度及較為簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)。
二、機(jī)電一體化的概念及特征
機(jī)電一體化技術(shù)是目前機(jī)械制造行業(yè)的新技術(shù)類型,它是將微電子、電工電子、機(jī)械、信息、接口、信號(hào)變換及傳感器技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的一門(mén)綜合技術(shù),可以說(shuō),目前的現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備大部分屬于機(jī)電一體化設(shè)備[1]。進(jìn)一步來(lái)講,它是把電子器件的控制及信息處理功能融合或附加于機(jī)械裝置之上,使得機(jī)械不再完全依靠人工進(jìn)行操作,轉(zhuǎn)而擁有了一定的“智能”。
機(jī)電一體化技術(shù)大致包括如下幾種技術(shù)類型:
首先是機(jī)械技術(shù)。基于機(jī)電一體化的機(jī)械技術(shù)往往通過(guò)一些科技手段來(lái)滿足結(jié)構(gòu)、性能及材料上的進(jìn)一步需求,以便機(jī)械向著重量更輕、體積更小、精度更高、剛度更強(qiáng)以及性能更優(yōu)良的方向轉(zhuǎn)變。一般來(lái)說(shuō),機(jī)械技術(shù)往往借助電腦技術(shù)的輔助,因?yàn)槌3P枰捎脤<蚁到y(tǒng)或人工智能技術(shù)的配合。
其次是電腦技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)離不開(kāi)電腦技術(shù)的重要作用。電腦技術(shù)也可以叫做計(jì)算機(jī)的信息處理技術(shù)。主要包括信息的存取、交換、判斷、運(yùn)算及決策,也包括人工智能、專家系統(tǒng)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)類型。
第三是系統(tǒng)技術(shù)。系統(tǒng)技術(shù)涉及到整體概念,是將整體概念應(yīng)用在相應(yīng)技術(shù)上的過(guò)程,因?yàn)樗鼜南到y(tǒng)目標(biāo)和全局角度出發(fā),把總體進(jìn)行分解,使其變成互相聯(lián)系的一些功能單元。一般來(lái)說(shuō),接口技術(shù)是其中比較重要的方面,能夠幫助總體系統(tǒng)的各部之間形成有機(jī)連接。
第四是自動(dòng)技術(shù)。自動(dòng)技術(shù)包括范圍是比較廣泛的,控制理論是自動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ),在此之上可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的系統(tǒng),并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試等進(jìn)行不斷的完善,最終滿足機(jī)械制造的目標(biāo)和要求。控制技術(shù)主要包括一些高精度的定位、自適應(yīng)及速度控制,也包括自診斷校正、再現(xiàn)、補(bǔ)償及檢索等方面的技術(shù)。
第五是傳感技術(shù)。傳感技術(shù)與系統(tǒng)息息相關(guān),對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、耳朵等感受器官,是能夠幫助系統(tǒng)完成自動(dòng)調(diào)節(jié)及自動(dòng)控制的關(guān)鍵技術(shù)。通常意義上,傳感技術(shù)的功能越強(qiáng)也就意味著系統(tǒng)自動(dòng)化程度越高。目前,包括石油工業(yè)在內(nèi)的很多工業(yè)都受到傳感器功能強(qiáng)度的制約。傳感器需要經(jīng)受得住環(huán)境的嚴(yán)酷考驗(yàn)并能夠精確、快速地獲得信息,從而保障機(jī)電一體化維持在較高的水平。
第六是伺服技術(shù)。伺服技術(shù)主要是為了完成電信號(hào)向機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)變,它包括液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)等不同類型的部件和傳動(dòng)裝置,會(huì)影響到系統(tǒng)的控制質(zhì)量、動(dòng)態(tài)性能與功能。這幾種技術(shù)都是機(jī)電一體化技術(shù)中必不可少的重要組成部分,對(duì)于機(jī)械的機(jī)電一體化水平具有十分重要的影響。對(duì)于石油工業(yè)來(lái)說(shuō),應(yīng)用智能化的機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)于提升石油工業(yè)的發(fā)展水平具有十分重要的意義。
三、機(jī)電一體化技術(shù)在石油機(jī)械制造中的應(yīng)用
石油行業(yè)具有較高危險(xiǎn)性、較大工作量以及較低勞動(dòng)效率,并且還要消耗掉大量能源,十分有必要采用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行作業(yè),以便改善以上的弱點(diǎn)。因?yàn)槭筒杉壬婕暗降臋C(jī)械類型比較多,無(wú)論是陸地采集還是海上采集,地面設(shè)備還是地下設(shè)備都需要極高的精度和良好的設(shè)備性能。此外,石油采集等過(guò)程中還涉及到精密的儀器和大型的設(shè)備,有的設(shè)備是固定的,有的設(shè)備是車裝或是船載的,這些設(shè)備都是單純憑借人力難以使其高效、協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的。故而,機(jī)電一體化技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于石油機(jī)械設(shè)備制造業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)良好的發(fā)展契機(jī),應(yīng)積極對(duì)原有的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造,從而提升整個(gè)行業(yè)的工業(yè)水平,在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)原則:
強(qiáng)化認(rèn)識(shí)原則。機(jī)電一體化技術(shù)屬于近年來(lái)興起的一種高科技智能技術(shù),它的優(yōu)勢(shì)雖然很明顯,但是有很多從事了多年石油采集工作的員工對(duì)此并不一定有較為清晰的認(rèn)識(shí)。而且有一部分員工可能也不樂(lè)于接受新鮮事物,所以要加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的宣傳和學(xué)習(xí),需要員工能夠適應(yīng)新的技術(shù)手段所帶來(lái)的新的工作方式。
進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。實(shí)地調(diào)研是為了對(duì)整個(gè)行業(yè)的薄弱點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)進(jìn)行充分的了解。這樣才能夠有針對(duì)性地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、引入和推廣。經(jīng)過(guò)野外的實(shí)地調(diào)研以后,獲得一份較為準(zhǔn)確的調(diào)研報(bào)告,確定對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)最需要的作業(yè)環(huán)節(jié)和內(nèi)容,從而有針對(duì)性地進(jìn)行引進(jìn)。
做好規(guī)劃。設(shè)備的更新需要相對(duì)長(zhǎng)期的變更過(guò)程,比如儀表、電子及機(jī)械等多個(gè)部門(mén)之間需要協(xié)調(diào)發(fā)展才能最終實(shí)現(xiàn)全面性的機(jī)械設(shè)備升級(jí),但這必然不是短期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的目標(biāo)[2]。所以需要制定一個(gè)科學(xué)的規(guī)劃,針對(duì)野外調(diào)查報(bào)告中的結(jié)論以及公司發(fā)展的實(shí)際情況等進(jìn)行綜合性考慮,可以先從一些普及率比較高、成本比較低、并且相對(duì)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品入手,采用分階段和分步驟的方式逐漸更換及改造目前的設(shè)備。
實(shí)用性原則。機(jī)電一體化技術(shù)雖然具有極大的優(yōu)勢(shì),但也不能盲目地推廣,在對(duì)機(jī)電一體化石油機(jī)械設(shè)備的引進(jìn)中務(wù)必要注意實(shí)用性原則。可以采取試點(diǎn)的方式進(jìn)行試驗(yàn),如果效果良好的話再進(jìn)行進(jìn)一步的推廣。比如說(shuō)先從石油化工設(shè)備入手,或是從隨鉆測(cè)試、計(jì)算機(jī)操作、泵站臺(tái)、轉(zhuǎn)油站以及對(duì)成套的車裝設(shè)備進(jìn)行控制等都是比較不錯(cuò)的切入方式。一旦切入以后要進(jìn)行充分的觀察和研究,分析該設(shè)備在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中的不足及優(yōu)勢(shì),在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行相關(guān)的推廣工作。
四、結(jié)語(yǔ)
近年來(lái),我國(guó)的石油機(jī)械設(shè)備的發(fā)展一直比較緩慢,這是由多種復(fù)雜原因共同造成的。但是毋庸置疑,能夠提升生產(chǎn)力和勞動(dòng)效率的新技術(shù)必然是任何行業(yè)發(fā)展的未來(lái)方向,亦即機(jī)電一體化技術(shù)及設(shè)備在石油機(jī)械行業(yè)中必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。對(duì)此,我國(guó)的石油機(jī)械制造業(yè)應(yīng)積極抓住這一發(fā)展契機(jī)走上飛速發(fā)展的軌道。
參考文獻(xiàn)
[1]毛加佳.探究石油機(jī)械機(jī)電一體化[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào),2013,(9):264.
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;技術(shù);現(xiàn)狀;制造技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào):TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3198(2009)04-0286-01
1 機(jī)電一體化概要
“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(jiǎn)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(cè)、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(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)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(zhēng)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(kāi)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)70~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是:①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受。大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;③各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
20世紀(jì)90年代后期,開(kāi)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(shì)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(kāi)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(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)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(guó)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(lái)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,不取得了一定成果難;但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此,機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下。
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(shuō)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(chéng)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(kāi)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(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)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(kāi)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(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過(guò)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(lái)的好處可以肯定,無(wú)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)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)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、教育義舉人民日常生活都帶來(lái)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(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),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。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此。機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。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(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cms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(shì)。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(lái)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(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)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(wú)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(kāi)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RS486、Dcs人格化。未來(lái)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(lái)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(lái)的。
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