機電一體化現狀范文

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第1篇

論文摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。此簡述機電一體化技術的基本情況和發展背景，綜述國內外機電一體化技術的現狀，分析機電一體化技術的發展趨勢。

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

1機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

3機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：

3．1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產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、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。轉3．2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識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械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3網絡化

由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3．4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3．5環?；?/p>

工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

3．6系統化

未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研制出來的。

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。

參考文獻

第2篇

【關鍵詞】紡織機械；機電一體化；特點；應用；發展

紡織業是我國較為傳統的一個行業，但古代的紡織業生產幾乎全靠人力來完成，生產力水平較為低下，生產效率較低。自第一次產業革命之后，紡織業進入了機械化生產的時代，極大的提高了生產力水平，生產效率較高。直到今天，我國的紡織業已經實現了機械化大規模生產，促進了紡織業的快速發展。并且在工業科技不斷進步的情況下，紡織機械正在向著機電一體化的方向不斷進步發展。以下本文就對紡織機械的機電一體化發展現狀與發展趨勢進行探討。

1.紡織機械機電一體化技術的發展特點

目前在我國，紡織機械的機電一體化發展已經取得了一定的成就，極大的促進了紡織機械生產自動化、智能化的發展。總體來說，紡織機械的機電一體化技術發展主要體現出兩個特點。即普及推廣了變頻調速技術，提高了智能化控制技術水平。

1.1變頻調速技術的推廣

隨著我國市場經濟體制的不斷完善，各行業之間的市場競爭更為激烈，紡織業也不例外。各個紡織企業為了提高自身的競爭力，都在不斷的采用新技術與新的生產機械，以期提高生產效率，降低生產成本，從而獲得更大盈利空間。而變頻調速技術的應用極大的滿足了企業生產力改革的這一需求，交流異步電機變頻技術、交流伺服電機控制技術等等不同新科技的應用，都為紡織企業的機械性能改進提供了很大的技術支持，同時也促進了變頻調速技術的普及與推廣。當前我國的紡織企業生產中，對于變頻調速技術的應用主要體現在以下幾方面：

（1）通用變頻器開環控制異步電機變頻調速。這種方案的電機中，電路結構比較簡單而且具有較強的可靠性，一般運用于對調速精度要求不高的產品生產中，適用于該調速的機械如針織機械和染整機械等。

（2）無速度傳感器的矢量變頻器控制異步電機變頻調速。該方案的電機中，電路結構也是較為簡單，具有較好的工作可靠性，一般適用于調速精度為0.5%-1.0%的紡織機械設備中。

（3）帶速度反饋的矢量變頻控制異步電機閉環變頻調速。該方案中的電路結構則較為復雜，而且其需要投入的成本較大，但是這種方案具有較強的調速性能，能夠獲得較高的轉速，調速的范圍也能夠達到100：1的范圍。另外，該方案具有較強的特定，這種特性對于轉速要求較高的機械十分實用，比如整經、漿紗、熱定型等機械。一般常用的傳動電機有兩種，一種是普通的Y系列交流異步電機，另一種是交流變頻專用異步電機。

從變頻器的應用現狀來看，我國的紡織企業在生產中所使用的變頻器主要是由國外進口而來的。但隨著我國科技的不斷進步，國產變頻器的性能也在不斷完善，目前也已經開始被應用在紡織企業的生產活動中。雖然國產的變頻器性能不及國外的好，但其價格較為便宜，且能夠符合紡織生產的變頻需求，具有一定的穩定可靠性，因而正逐漸替代國外的變頻器在紡織機械中的應用。

1.2促進智能化控制技術的發展

自動化、智能化是當代機械發展的主要趨勢，紡織機械同樣也是朝著這個方向不斷發展。當前例如PLC可編程控制器等智能產品都已經被廣泛應用在紡織機械的生產運行中，這樣就在一定程度上實現了生產的智能化控制，提高生產效率，減少了人工勞動量。智能化控制技術在紡織機械中的應用主要體現在以下幾點：

（1）針對機電設備的轉速進行準確的控制，對于機械設備的協調運轉以及其運轉的位置進行準確的定位。

（2）根據預先設定的生產要求的工藝曲線對各種機械和機件的運動軌道進行控制。

（3）根據預先設定的生產要求的操作工序以及加工的全過程進行有效的控制。

（4）PLC可編程控制器的使用，不僅能夠使一般的邏輯控制程序得到很好使用，同時也能夠對各項數據的通信功能進行模擬，并且通過網絡形成一個分布式系統，對于系統內的各種控制要求都能夠順利的實現。其具有較大的靈活性，在性價比方面具有很大的優勢，因此近年來PLC可編程控制器得到了廣泛的應用。

2.紡織機械機電一體化的發展現狀

當前現代紡織技術與機電一體化技術的有機結合及應用促成了紡織行業多種先進技術的發展，如噴氣織造技術、噴氣紡紗技術、梳棉機用管道喂給系統、粗細絡聯合系統、Barco織造監控系統、HVI纖維測試系統、自動絡筒技術、自動整緯技術、計算機化的顏料化學品配方系統、梳棉機短片段自調勻整技術等。這些技術不僅反映了紡織技術與機電一體化技術結合應用后的跨多學科的特點，也體現了紡織技術和紡織設備在過去的幾十年的結合應用中有了突破性發展。目前的紡織機械機電一體化技術主要是由檢測傳感技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服傳動技術等關鍵技術組成。其應用功能主要有以下幾點：

2.1調速系統的自動控制系統

該控制系統中一般包含有數字形式和模擬形式兩種，數字形式中主要以單片機、PC機為主，而模擬形式則主要以私服調速系統和變頻調速系統為主。

2.2電子自動測控系統

該系統抓喲是運用電子元件與不同的傳感器執行結構進行組合，再根據生產過程中的各項參數要求進行采樣與監測，以此來實現對生產系統的控制。

2.3計算機控制管理系統

該系統不僅能夠實現對生產過程的實時監測和控制，同時也能夠針對監測的數據進行收集和分析，而且能夠實現對分析結果的打印，同時具有決策功能，通過該系統的決策功能對生產管理活動進行智能化控制，同時根據該結果成立專家系統，實現紡織機械機電一體化的智能化，這也是紡織機電一體化發展的主要方向。

3.紡織機械機電一體化的發展趨勢

從當前的紡織機械發展現狀與市場需求來看，機電一體化發展已經成為未來紡織機械發展的主要方向。而事實上，技術人員也確實正在充分利用當前先進的科學技術來不斷的深化改革，研發和改進紡織機械的生產技術，促使其向著高速化、自動化、智能化的方向不斷發展。微電子技術和機械動作的有機結合，使紡織設備重點向三高（高質、高速、高效）發展。機電一體化的實現，使紡織設備的自動化程度和連續化程度明顯提高。在機械產品設計中，由于廣泛采用PLC、PCC、PCS、FCS、工控機、單片機的解決方案，變頻調速、交流伺服凋速的普及化，不僅使紡織設備的自動化水平大大提高，而且使機械傳動結構大大簡化。如必加樂的Gamma劍桿織機和OMNI噴氣織機采用SUMO超級主電動機，由主電動機直接傳動織機，不再需要傳動皮帶以及離合器和剎車盤；在新型電腦粗紗機中利用計算機控制下的多電動機分部傳動就取消了復雜的鐵炮變速、擺動成形等傳動結構。

4.結語

總之，紡織機械機向著機電一體化的方向不斷發展已經勢在必行，這是市場對紡織企業生產技術提出的新的要求，也是科技不斷進步的主要體現。盡管當前我國的機電一體化技術水平（下轉第220頁）（上接第88頁）與國外先進技術相比還差有一段距離，但相信在業內技術人員的努力下，我國的紡織機械水平必然會得到更大的發展與進步，從而保證我國的紡織企業生產水平持續穩定上升，增大單位時間內紡織企業的生產量，降低生產成本，提高生產效率，增大我國紡織企業在國際市場中的競爭力。

【參考文獻】

[1]高孝綱，趙世凱.我國的紡織機械機電一體化[J].紡織導報，2001（05）.

第3篇

【關鍵詞】煤礦企業機電一體化;意義;現狀;發展

隨著我國煤炭事業的發展，高產高效成為煤礦生產的最高目標，那么煤電技術的自動化和智能化對于煤炭生產來說是非常重要的。作為礦山綜合自動化基礎的煤礦機電一體化技術，它支撐著整個煤礦企業信息化建設，在煤礦生產的每個過程都起著積極的作用，這一技術對于提高我國煤礦生產的綜合實力起到了很好的推動作用，為實現高效節能的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。

一、煤礦企業機電一體化的意義

機電一體化是將機械裝置與電子化設計及軟件結合所構成的系統的總稱。機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術以及軟件編程技術等群體技術，合理配置與布局各功能單元，使整個系統最優化的系統工程技術。隨著煤礦生產不斷向深部水平發展，對控制水平和規模的要求越來越高，從而又加速了機電一體化技術的發展和進步，而采用新的機電一體化技術裝備的煤礦，能夠獲得更加顯著的技術、經濟和社會效益，這是一個循環促進不斷發展的過程。

首先，煤礦企業機電一體化技術對于提高煤炭企業的勞動效率起到了非常重要的意義。在煤炭企業的起步階段，那時基本是手工作業，企業的生產狀況非常落后，由于設備簡單，每一個生產環節都是以手工作業為主，這樣就造成了工人勞動強度大，勞動效率低的現象。但是隨著科學的發展，機電技術的引入，煤企業生產逐步實現了一些機械化水平，可是由于不是非常先進，工人仍然處于勞動強度比較大的狀態。當然，近幾年，由于機電一體化技術迅速發展，并在煤炭企業中被大量運用，很多新型機電設備的投入使用生產徹底降低了工人的勞動強度，也改變了煤礦企業生產的作業模式，大大的提高了勞動生產率。其次，煤礦企業機電一體化對于提高了煤炭企業安全保障起著重要意義。由于煤炭企業的特殊性，它的工作性質存在一定的安全隱患。煤礦的安全工作直接關系到煤炭職工生命安全及身體健康，同時安全生產也關系到保護國家資源與財產不受損失。所以，在煤礦的機電系統中，在安全保護方面要求非常嚴格，保證設備的防爆性能，這樣才能保證煤炭工業的順利發展。另外，煤礦企業機電一體化對于提高企業經濟效益，增加了群眾勞動收入方面也起到了積極的意義。由于采用最先進的煤礦機電一體化技術，煤炭企業的勞動生產率提高了，煤炭產量也自然大大提升，那么企業的經濟效益也在穩定中得到了提高，企業職工收入更是顯著增加，生活水平得到改善。同時，由于煤炭企業的快速發展,它也為社會做出了很多的貢獻，促進社會經濟的發展。

二、我國煤炭企業機電一體化的發展現狀

機電一體化技術是近幾年中在企業中被大量采用個的技術，它是一門綜合性的復合技術，它符合社會進步和科學發展規律，具有很強的優勢。由于煤炭生產是一項非常復雜的工作，它是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，所以大量的機電設備應運而生，實現了這一目標。

近幾年，隨著我國經濟的發展和科技的進步，我國煤礦機電一體化建設取得了很大進步。由于煤礦機電一體化水平不斷增高，我國煤炭企業機電設備不再完全依賴進口設備的引入，有一部分設備已經能夠國產化，并且在生產中取得了一定的成效。目前，中遠距離遙控技術及部分機電一體化高端電器原件已經被應用到煤炭采掘機械中，采掘機械部分控制、自身檢查檢測及監控均已經實現了電腦程序化，這給采掘工作帶來很大的便利性。隨著計算機技術的快速發展，與之相關的技術也不斷加入到機電一體化技術中來，于是信息流成為機電一體化的主要特色。當然，和機電相關的產品在性能和功能方面均實現了質的飛躍。煤炭企業將這些先進的技術應用于煤礦機械中，使煤炭生產又一次得到了質的飛躍。

三、當代煤礦企業機電一體化的發展

目前，在礦山開采生產中得到了廣泛應用的機電設備，其主要特點是其擁有高可靠性、功率小、保護功能完備、維護簡便等優良性能。但是，為了更好地適應綜合自動化生產需要，今后的煤炭企業主要研究開發以微機為基礎的礦井安全監控及專家系統應用，開發研制擁有自主知識產權的煤礦開采配套設備的核心裝置，積極研制具有多種功能的煤礦機器人，以增加煤礦機械機電一體化產品的通信功能。雖然我煤炭企業在機電一體化上取得了不錯的進步，但是今后煤礦企業機電一體化發展還要從以下幾個方面著手：

第一是機電設備系統化。雖然，我國的大部分煤礦的機械設備部分采用先進的機電一體化技術，但這些設備還很零散，還沒有形成系統化態勢。而且這些先進的設備往往只有一些國有新建大中型煤礦才被采用，而很多傳統的中小煤礦幾乎還沒有應用到這些設備：第二是機電設備程序化。目前，我國的機電一體化應用雖然已經比以前有了很大的進步，但是煤炭企業的機電裝備上在程序化的應用卻是很差，尤其與國際同行業相比差距更大：第三是機電設備環?；?。今后煤礦企業開發優質、高效節能、環保、噪聲低、低污染、低粉塵、可靠性強的技術設備，是煤炭企業機電一體化的發展趨勢，也是我國煤礦采掘行業的發展趨勢；第四是信息化。網絡經濟的迅速發展將改變企業的管理模式，使煤炭企業經營模式面臨新的挑戰。加入WTO以后，煤炭企業將面臨更激烈、更殘酷的國際競爭。為迎接雙重挑戰，國有重點煤炭企業需要盡快推進企業信息化進程。通過信息化建設，可以達到強化安全生產，宣傳企業形象、減少內耗、提高內信息的傳輸速度都有極高的作用，這也是我國煤炭企業機電一體化的發展趨勢。

隨著社會的需要，煤炭企業的地點一體化技術要向更深層次的水平發展，這樣會更有利于促進從這一技術的發展和進步。目前各種高新技術的發展，使機電一體化產品功能更強大、性能更優越，使機電一體化產品功能越來越強，智能化程度也越來越高，因此采用新的機電一體化技術裝備的煤礦，能夠使企業獲得更加顯著的技術、經濟和社會效益，這也是一個煤礦企業循環促進不斷發展的過程。

參考文獻