導語：如何才能寫好一篇機電一體化的設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:機電一體化技術;汽車設計;應用

隨著我國汽車行業的發展速度不斷加快，大大拓展了汽車設計中機電一體化技術的應用范圍，同時也大大提高了機電一體化技術的水平。穩定性、經濟性和安全性等是機電一體化技術具備的特征，通過對汽車設計中機電一體化的應用進行研究，不但可以將汽車的整體穩定性提升，同時可以為機電一體化技術質量提供保障，從而對我國汽車行業的發展具有重要的推動作用。

1在汽車設計中機電一體化技術存在的問題

1．1陳舊機電一體化技術設備

我國汽車機電一體化設計技術具有較晚的起步時間，這樣傳統手動汽車控制系統的設計無法使汽車用戶的實際需求得以滿足［1］。同一汽車廠對不同車型的設計標準和操作流程沒有統一的制定，這樣無法規范汽車機械零件的設計方法，從而使機電一體化技術出現一些問題，如不夠科學和規范以及無法安裝等，使人們對現代化汽車設計的基本要求無法滿足。這些問題的存在對汽車設計中機電一體化技術的提升和改進產生不利影響。由于汽車設計應用設備的落后性不但對大量的人力、物力和財力造成了浪費，同時使汽車設計中機電一體化技術的成本提升，從而對機電一體化產品的更新和機電一體化設計技術的創新造成阻礙。

1．2汽車設計理念的落后性

由于落后的機電一體化設計理念會大大降低汽車整體運行的性能和工作效率，這對汽車本身的設計方案造成一定的破壞，使汽車發生故障的次數增加，對創新和發展現代化機電一體化汽車設計技術造成影響［2］。另外由于汽車設計理念的落后性，無法有效的推廣新型機電一體化技術方法，無法為汽車良好的運轉性提供保障。在汽車實際運行中，傳統的汽車維修人員對創新汽車設計理念工作并不重視，這樣無法進一步推廣和使用機電一體化技術，對創新汽車設計方法和提升汽車運行的整體安全性造成影響。

1．3汽車機電一體化技術人員較低的綜合素質

由于不斷增加汽車需求量，使汽車行業缺乏相應的汽車實際人才，這樣在汽車行業中會使用一些非專科畢業的工作人員，從而對機電一體化技術的使用范圍無法提供保障。另外汽車設計具有復雜的程序和較高的技術含量，如果汽車汽車人員的專業技術不豐富，會在安全過程中忽視一些小的零部件，這對汽車運行中的穩定性無法保障。而且由于汽車機電一體化技術人員具有較低的綜合素質和專業素質，對安裝檢查汽車機電一體化技術設備造成影響。

2在汽車設計中完善機電一體化技術的措施

2．1將現代化機電一體化技術設備不斷更新

在設計汽車過程中，機電一體化技術人員應該對計算機應用軟件正確的使用，這樣可以對汽車工程領域中機械技術的改善具有重要的作用［3］。技術人員要對機電一體化技術設備不斷的改善，從而可以將汽車設計中處理信息的技術提升，而且要將汽車驅動技術和計算機集成技術等合理的應用到汽車的設計系統中。汽車設計中各個方案的執行是通過不斷創新機電一體化設計技術設備來完成的，這樣可以將汽車運行的整體功能性大大提升，使汽車電子系統與機電運行系統充分融合的目的得以實現。

2．2對傳統的汽車設計理論進行創新

在設計汽車過程中關鍵的技術主要是機電一體化技術，所以在完善汽車性能的過程中機電一體化技術的創新設計的作用是不可代替的，同時創新汽車設計程序和理念可以將汽車的整體性能大大提升。但是在這個過程中要對各個因素阻礙進行克服，造成這種現象的主要原因是人們出行的安全問題，如生命財產安全會受到汽車內部各個零部件運行質量的影響。因此要充分的融合汽車的微電子精算技術和設計機技術，不斷提升汽車的整體性能。只有在汽車設計中充分的應用汽車機電一體化技術，才能夠將汽車機電一體化的微電子技術水平不斷加強，從而可以進一步提升汽車的穩定性和安全性。

2．3將汽車設計人員的綜合素質

不斷提升智能化和功能化是目前汽車設計中機電一體化技術的主要發展方向，所以引進汽車機電一體化設計的人員不但要掌握較高的專業技術，同時其專業素質要符合要求［4］。同時要對新技術培訓和專業考核制度的力度不斷加強，這樣機電一體化設計人員可以將汽車整體的機構和運行系統的專業規范熟練的掌握，從而可以為汽車的運行質量提供保障。同時汽車設計人員應該將相應的理論和專業技術不斷完善，將微電子技術的應用范圍不斷推廣，這樣不但可以將技術人員的實踐操作能力提升，同時可以將汽車運行的整體水平大大提升。

3結論

由此可見，隨著在技術設計中機電一體化技術的應用力度不斷加強，消費者逐漸用更高的標準要求汽車的安全性和穩定性等。在汽車設計中應用機電一體化技術，對機械領域各個方面的發展都具有重要的推動作用。但是其也存在一些相應的問題，這需求汽車企業采取針對性的措施，將這些問題合理的解決，從而可以在汽車設計中更好的應用機電一體化技術，進而可以大大提升汽車設計水平。

參考文獻:

［1］張旭梅．機電一體化技術在汽車設計中的應用分析［J］．低碳世界，2017，20(02):221-222．［2］石開華．淺談機電一體化技術在汽車設計中的應用［J］．科技視界，2016，15(05):128+144．

［3］袁滿祥．淺析機電一體化技術在汽車中的應用［J］．科技創新與應用，2016，23(08):106-107．

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關鍵詞：機電一體化 機械系統 設計

中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0029-01

機電一體化機械系統是利用計算機來完成機械設計和研究的過程。是對傳統機電工業的改革和創新，擁有很大的發展前景。因為機械系統是一個系統，是由各個機電部件組成，所以每一個部分都要做到精細，互相協調配合而達到系統的高效科學。

1 機電一體化機械系統的相關概念

機電一體化系統是由多個信息處理系統共同協調配合所組成的，所以對信息的處理和反應非常之快，因為系統存在多個分支。機電一體化的機械系統與傳統的機械系統相比有很大差別，傳統的機械系統沒有計算機的控制部分，而機電一體化機械系統就是以計算機為中心樞紐，組織機械進行生產開發和運轉。現代的機電一體化系統就是利用仿生技術、微電子技術實現系統的智能化和快速應變能力，是現代高科技手段在機械制造行業的推廣和應用，具有非常大的市場價值。

2 機電一體化機械系統的設計原則

2.1 高精度

機電一體化產品最重要的特點以及設計的基本原則就是高精度。只有機電產品的精度符合設計要求，才能把自身的優勢更好的應用在生產中。如果機電一體化的機械系統不夠精確，會造成機電產品不合格的情況發生。機電一體化產品的零部件尺寸是否達到標準尺寸是判斷機電一體化產品精度是否合格的重要評判標準。

2.2 智能化

機電產品的智能化又稱快速反應性是機電一體化機械系統的主要特征，它可以自由的應對突發狀況并減少反應時間，哪怕是臨時修改設計內容，因為機電一體化的機械系統的各個部分是獨立工作的，所以不會因為一個子系統發生故障而導致整個系統無法運行。從系統接收信息指令的那一刻開始，智能化系統就以非常快的速度向機械的各個部分傳達并工作。

2.3 穩定性好

機械系統的穩定性可以有效增加其使用壽命和效率，穩定性好的產品性能參數就高，穩定性差的產品性能參數就低，所以保證穩定性非常重要。因為一個機械系統的子系統非常之多，所以要保證系統的穩定性，就要降低機械振動的頻率和摩擦系數，再三確認零部件的尺寸選擇，整體上向著小型化和輕量化的方向發展。

3 機電一體化機械系統的設計步驟

3.1 動力元件的設計

動力元件傳統機械系統的重要組成成分，機電一體化的機械系統動力元件是由計算機信息網絡協調與控制的，為各種機械傳導部位提供動力和支持。動力元件主要包括發電機等可以提供動力的機電設備，隨著科技的發展，機電一體化機械系統的動力元件將更加智能化和自動化，不需要浪費人力資源。

3.2 傳動元件的設計

傳動元件在機電一體化機械系統中起著傳導的作用，它將計算機的命令信號翻譯成機器可以讀懂的語言，指導其進一步工作。傳動元件包括兩個方面：傳動機和轉矩與轉速的變換器。傳動機的精度較高，體積小、重量輕、噪音低，還可以滿足機械系統的伺服性能，是穩定性非常好的傳動元件。

3.3 機械系統的性能分析

機械系統的性能分析是動態特征與靜態特征的總和，通過建立數學模型、數學表達式來真實反映機械系統的性能。設計系統各個部件運動參數、關系和結構，確定零件的精確度、材料和結構。選擇其他部件、原件，配置系統阻尼等等都隸屬于機械系統的性能。這些機械系統的性能決定著機械產品的功能質量參數，機械性能好的產品使用壽命長，產品質量好，靈敏度高、機械的耐磨損狀況良好，可長期使用。

4 機電一體化機械系統的改進措施

4.1 改良設計思想

要積極改良機電一體化的設計思想，隨著時代的進步而不斷進步，努力學習國外先進的機械生產技術，在實現“機械化”和“電子化”的有機結合之后，進一步實現自動化，減少人力資源的浪費，實現經濟效益的最大化。設計方案主要是由全部設計人員進行策劃和實施的，所以設計人員的才能和設計理念會很大程度上影響機電一體化的設計和應用。

4.2 加大經費投入

真正實現經濟效益的最大化，最基本要做的就是加大經費投入，不論是科研經費還是后期的維修經費都要持續不斷的供給。可能從表面上來看，實現機電一體化的過程需要龐大的資金和各種各樣先進的技術，但是一旦實現了機電一體化機械系統，所節省的人力，創造的財富都是無法衡量的。

5 結語

無論是現在還是將來，機械自動化都將成為行業發展的大趨勢，機械的智能化將會成為行業的最終選擇，本研究分析了機電一體化機械系統的基本含義、設計和應用的基本原則、系統設計的基本步驟等基礎的設計和應用，并且提出了加大經費投入和改良設計思想等措施來提高機電一體化機械系統的設計和應用，希望可以為機械行業的發展建言獻策，為祖國的未來添磚加瓦。

參考文獻

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關鍵詞：機電一體化；電氣控制系統；優化和改進設計

中圖分類號：TK221 文獻標識碼：A

1 機電一體化集成裝配裝置概述

原有機電一體化集成裝配裝置主要由機械本體、控制系統、工控機測量系統、力傳感器系統、真空系統和氣動系統及工裝等組成。由于工控機測量系統與控制系統是相對獨立的一套系統，本論文將不論述。控制系統采用西門子840D和FM-NC數控系統來控制7個數字軸和2個模擬軸，其中840D系統控制7個數字軸（X、Y、Z、C1、C2、C3、W軸）的運動和處理力傳感器的快速響應及相關實時控制，以及和工控機測量系統間的通訊和協調控制。FM-NC系統控制2個模擬軸(W1、W2軸)的運動，實現調姿機構的運動控制，從而達到對待裝配工件的姿態調整。在上述的9個軸中，X、Y、Z、W、W1和W2軸是直線軸，C1、C2、C3軸是旋轉軸，其中C1軸的旋轉角度范圍為0o～380o。W1、W2軸組成調姿機構，在調姿機構的下端裝有拾取工件的真空吸盤和在移動過程中對工件起保護作用的氣動手爪。W軸作為加載機構的加載軸在所有工件裝配完成后對整個產品進行下壓加載。C2軸作為裝配工位，C3軸作為待裝配工件放置工位裝置的系統構成如圖1所示，其中控制系統為SINUMERIK 840D數控系統（CNC），它包括：人機界面（MMC103）、機床控制面板（MCP）、數控裝置模塊（NCU）、SIMATICS7-300模塊以及SIMODRIVE 611D數字伺服驅動系統，調姿機構由松下伺服驅動系統構成。FM-NC數控系統通過CPU315-DP模塊提供的一個MPI總線接口，與840D采用MPI通信總線的方式對MMC103實現共享。

2 優化基本指導思想和改進思路

原有裝配裝置研制出來后，經過功能性試驗，證明其基本功能已達到當初的設計要求，但由于所裝配產品的特殊性，以及試驗中暴露出來的問題，需要對裝置作進一步的優化和改進設計。優化和改進的基本指導思想是，在不削減原有裝置的功能的基礎上，通過優化和改進設計，提高裝置的安全性和任務可靠性，適當簡化控制系統結構，使其硬件結構更緊湊，控制過程更簡便。改進思路是，根據安全性和任務可靠性分析，在電氣控制系統的電路結構上，根據可靠性設計方法，適當采用降額設計或冗余設計等技術來提高任務可靠性，同時增加一些安全檢測部件來提高其安全性，并在軟件設計中相應增加一些故障診斷和報警信息；通過優化，將原來較為繁瑣的兩套數控系統控制簡化為一套數控系統來控制，從而既降低了應用軟件的開發難度，使控制更易于實現，也減少了工作量，提高了工藝程序的靈活性，并且消除了兩套系統間數據交換出現錯誤的隱患。

3 電氣系統的優化和改進設計

3.1 冗余設計

針對氣動手爪的張開和閉合以及真空吸具的吸合采用了工作冗余設計，以提高氣動手爪和真空吸具工作的可靠性和產品裝配過程中的安全性。其電路設計如圖 2所示。為了防止氣動手爪和真空吸具的誤動作，在氣動手爪不應該閉合的時候閉合或在不應該張開的時候張開，以及在真空吸具不應該吸合的時候吸合，同時又要求它們在應該動作的時候可靠地動作，在電路設計上采用了對同一個信號進行雙模塊輸出控制，甚至對安全性要求更高的氣動手爪閉合信號采用了混合并聯冗余設計，針對每一個輸出信號所控制的繼電器也采用了并聯冗余，但在繼電器觸點控制電路上又采用了串-并聯設計或并-串聯設計。

在圖2中Gn和Gn+1是兩塊完全一樣的SIEMENS DO模塊，兩個模塊的對應輸出點信號都是相同的，且兩個模塊同時工作。每個信號輸出點所控制的兩個并聯繼電器中只要其中一個繼電器小失效，就能得到裝配任務所需要的輸出信號。尤其是對于氣動手爪閉合信號，只要兩個模塊中有一個模塊小失效，或者兩個模塊中非對應的兩個輸出點小同時失效，就能得到該輸出信號。

3.2 抗干擾設計

在機電一體化系統中，既包含有高電壓、大電流的電力電氣設備，即強電設備，又包含有低電壓、小電流的控制與信息處理設備和傳感器，即弱電設備。強電設備產生的電磁噪聲會對弱電設備造成極大的干擾，弱電設備之間也可能互相進行信號干擾。同時，供電系統以及環境電磁噪聲也會對弱電設備產生嚴重的干擾。由此可見，電磁噪聲的干擾是機電一體化設備中產生元器件失效或數據傳輸、處理失誤、進而影響其可靠性的最常見和最主要的因素，因此抗干擾設計在機電一體化系統的可靠性設計中不容忽視。主要運用了以下幾項技術來進行抗干擾設計。

3.2.1 屏蔽技術

屏蔽技術可抑制電磁噪聲沿著空間的傳播，及切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑。在裝置中，除了380V和220V電源電纜之外，其余電纜均使用了帶屏蔽層的電纜，從而既隔斷了本身信號對別的信號的干擾，也隔斷了別的信號對自己信號的干擾。

3.2.2 接地技術

接地在電氣控制系統的電路設計中充當著一個重要的角色。“地”為電路、系統提供了一個參考電位，電路、系統中的各部分電流都必須經“地線”或“地平面”構成電流回路。在本裝置中，分別設計了保護地線、工作地線和屏蔽接地。其中，保護地線是將電氣控制柜柜體、操作臺機殼和裝置本體都可靠接地；工作地線采用單點并聯接地方式，很好地消除了共阻抗干擾；屏蔽接地是將所有的屏蔽電纜的屏蔽層通過接地線可靠地接到同一個接地銅排上，電源變壓器和隔離變壓器的屏蔽層接到保護地線。

3.2.3 濾波技術

濾波器是由電感、電容、電阻或鐵氧體器件構成的頻率選擇性二端口網絡，可以插入傳輸線中，抑制不需要的頻率進行傳播，能較小衰減地通過濾波器的頻率段稱為濾波器的通帶。通過時受到很大衰減的頻率段稱為濾波器的阻帶。為了抑制供電電網系統和裝置周邊環境用電設備所產生的電磁噪聲對控制系統和驅動系統的影響，在SIEMENS840D 數控系統和SIMODRIVE611D數字伺服驅動系統的電源前端，以及松下模擬伺服驅動系統的主電路上分別設計了電源濾波器。除此之外，為了抑制電氣系統中弱電器件的互相干擾，還采用了浪涌吸收器等措施。

3.3 熱設計

制造電子元器件時所使用的材料有一定的溫度極限，當超過這一個極限時，物理性能就會發生變化，元器件就不能發揮它預期的作用。元器件還可能在額定溫度上由于持續工作的時間過長而發生故障，故障率的統計數據表明電子元器件的故障與其工作溫度有密切關系。一般情況下，在高溫或負溫條件下元器件或電路容易發生故障。半導體元器件故障率隨著溫度的增加而呈指數上升趨勢，其電性能參數，如耐壓值、漏電流、放大倍數、允許功率等都是溫度的函數。在本裝置中，SINUMERIK840D數控系統、SIMODRIVE 611D 數字伺服驅動系統、松下模擬伺服驅動系統、可編程邏輯控制器（PLC）以及它們的電源都是模塊化結構。每個模塊內都有大量的電子元器件。在工作時，這些模塊內的電路會產生大量的熱量。雖然自身發熱量較大的模塊一般都安裝有冷卻風扇，或者設計了空氣對流散熱孔，但整個電氣控制柜由于防護等級的需要是一個封閉的環境，工作時元器件產生的熱量將會使柜內溫度升高很多，從而影響部分元器件的正常工作。基于此原因，對電氣控制柜和操作臺進行熱設計時，對控制柜采用了用強制制冷設備（空調）進行冷卻的方式，使柜內溫度維持在元器件能正常工作的一個較佳溫度范圍內，對操作臺采用了安裝帶空氣過濾器的冷卻風扇進行強制風冷的方式。

參考文獻

[1]方建軍,田建君,鄭青春編著.光機電一體化系統設計[M].北京：化學工業出版社，2003.

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關鍵詞：機械設計；機電一體化技術；初探

機電一體化技術屬于規模比較大的集成電路與代表小型計算機的小型電子技術，這種技術所滲透的傳統工業領域，有效的提高了傳統工業的生產效率及產品生產的質量等，機電一體化技術作為現代化工業發展當中的重點技術。機械在設計過程中，機電一體化技術出現的一些問題對于目前我國工業的發展而言，有著重要的推進作用，對這些問題進行深入研究，有助于促進我國工業進一步發展。本文主要研究機械設計中機電一體化技術的問題，重視分析實際性的問題，并闡述機械體、動力、測試傳感、執行機構等相關部分在機電一體化技術當中起到的主要作用，對于實踐活動的指導而言，具有十分重要的理論意義，

1.機電一體化技術的重要組成部分

1.1機械本體部分

機械本體部分就是支持機械的機構，具體是由機身、框架、機械關聯等機構組織而成。隨著目前我國機電一體化技術的快速發展與進步，機械本體的機構及材料的性能也隨著的得到了很大的提高。同時，在實際生產過程中，機械本體能更好的滿足現實的各種需求，能有效的實現機械在加工產品過程中各種可能性與更加可靠的目標，促使所加工的零件更具美觀與標準化。

1.2動力部分

公里部分作為機電一體化技術生產的關鍵部分，也是機械生產不可缺少的重要部分。據系統的控制，動力系統給機電一體系統提供了能量與動力，以此來保證系統的正常運行。機電一體化技術當中動力部分在進行設計時，需要重視的是以最小化的消耗獲得最大化的動能，這也是實現機械生產降低能耗的重點部分

1.3傳感器

在機電一體化系統當中傳感器發揮著信息傳輸的作用，可以通過傳感器更好的反映出內在稻菪畔，能將系統所下達的信息與相關指令更好的完成，并根據具體命令來完成信號的傳輸，以此來實現機電一體化技術的智能化與自動化。傳感器是由儀表與專門傳感器組織而成，精準度相對也比較高。

1.4執行機構部分

機電一體化系統中的執行機構能夠有效的反映出傳輸的信息，根據信息的不同采取動作執行。在機械生產過程中執行機構屬于運動零件，主要是由電磁、機械等零件組織而成。通常來講，執行機構部分有比較大的變化，在實際生產當中，需要根據實際情況對執行機構進行合理的調整，將提高機械的剛性、降低重量作為重點調整的目標，以此來確保執行的可靠性，最終滿足生產的各種需求。

1.5驅動部分

機械生產中驅動部分也屬于接收信息的部分，也是能夠反映控制信息的單元，驅動部分在接收到信息之后，就會對執行機構部分進行驅動，根據信息的相關需求，有針對性的展開動作。機電一體化技術在進行設計的過程中，必須要確保的就是驅動部分的高效率，關于這方面因為在機械生產中保證驅動部分能帶來很高的生產效率，只有確保驅動部分較高的效率，生產的效率才能得到保障性的提高。同時，對于驅動的可靠性要求相對會比較高。現階段，機電一體化技術所使用的驅動部分，大多都是以使用直流伺服驅動與高性能先進的驅動為主。

1.6處理信息部分

在機電一體化系統當中處理信息的部分就像是它的大腦，對于更部分所傳輸的數據信息進行實際性的分析，并且根據生產的需求，對各個部分進行合理的控制，促進更好的完成生產任務。信息處理部分主要是以確保機電一體化系統正常運行作為重點目標，這也是有效的發揮著機電一體化技術實際生產的重點核心部分。

2.機電一體化技術獲取的效益

2.1機電一體化技術的技術效益

機電一體化技術能有效的減少機械零件的數量，降低機械的磨損程度，確保機械順利的生產。這樣機械在實際生產中，能更好的解決因設備故障問題導致停產帶來的嚴重問題。同時，在應用機電一體化技術后，更能提高機械成產的精準度，在某種程度上，還能降低機械零件的繁瑣校驗，促使機械零件生產具有較高的效率性。機電一體化技術的效益具體體現在：通過小型計算機對部件進行檢驗誤差時，精準度能夠從之前的0.025微米提升到0.01微米，在很大程度上，將高精準零件實現精度，這對于機械化工業的發展而言，具有十分重大的意義。

2.2機電一體化技術的經濟效益

機械在應用機電一體化技術進行生產的過程中，能有效的降低機械的磨損程度，減少維修機械的時間。同時，機電一體化技術還能在一定程度上實現產品的高精準度生產，提高產品的質量，降低生產的成本，實現機電一體化技術的經濟效益。

2.3機電一體化技術的社會效益

在實際生產過程中，使用機電一體化技術能有效的預防與監控機械生產中出現故障問題，并且還能在發生故障之后，主動采取有效的保護措施。同時，機電一體化技術還能主動修正系統參數，在很大幅度上，提高系統運行的安全可靠性。如當大型發電設備出現故障的同時，機電一體化技術還能對參數進行合理的修正，并及時的采取相應的解決措施，避免因設備出現故障給環境帶來的污染，嚴重的甚至影響到工作人員的安全，更好的實現機電一體化技術的社會效益。

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【摘 要】近年來，機電一體化技術在礦山機電設備的應用問題得到了業內的廣泛關注，研究其相關課題有著重要意義。本文首先對機電一體化技術相關內容做了概述，分析了機電一體化技術在煤礦開采中的應用問題，并結合相關實踐經驗分別從多個角度與方面，就礦山機電一體化的創新問題展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認識，望有助于相關工作的實踐。

【關鍵詞】機電一體化；礦山機電設備；應用

前言

作為礦山機電設備在實際應用中的一項重要方面，對機電一體化技術的探討占據著極為關鍵的地位。該項課題的研究，將會更好地提升對機電一體化技術應用的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進一步優化礦山機電設備的最終整體效果。

一、機電一體化技術概述

先進的機電一體化技術是有機整合了控制功能、主功能與動力功能，并在此基礎上，引進微電子技術、智能軟件技術，相互結合，相互滲透，而并非集中技術的簡單相加。機電一體化技術是使信息、計算機、機械、微電子等先進技術結合成最佳匹配系統。將先進的機電一體化技術應用于煤礦機械中，將在很大程度上提高煤礦開采的安全生產，降低勞動強度，改善工作環境。

先進的機電一體化技術可以分為3個階段：第一階段是20世紀60年代以前的發展時期，在這一發展階段，由于軍事原因在很大程度上促進了電子技術與機械系統的相結合，機電一體化產品的開發研制總體上處于自發水平，然而，當時的電子技術水平的局限，機電一體化技術的研發產品不能廣泛推廣，無法深入發展；第二階段是從20世紀70年代開始的，這一發展階段中，計算機、通信、控制技術的飛速發展，為機電一體化產品的研制提供了外部技術基礎。其中微型計算機、大規模集成電路的研發，為機電一體化技術的發展提供了物質條件。上世紀90年代開始，智能化是機電一體化技術的主要發展方向。這一階段是其第三發展時期。微細加工技術、光學技術等滲透到了機電一體化技術中，出現了一些新的機電一體化技術分支。

二、機電一體化技術在煤礦開采中的應用

（一）煤礦安全生產監控系統

煤V安全生產監控系統是一項最能夠表現煤礦機電一體化技術的系統，在我國的發展相對較晚。我國自上世紀80年代研究國外的先進煤礦監控技術，通過消化吸收，自行研制出煤礦安全生產監控系統，促進了我國監控系統技術的應用發展。例如煤炭科學總院研制開發的KJ95、KJ90系統，就對監控系統智能水平進一步提升。安全監控系統應用在礦生產中，經長期實踐，在采煤安全方面發揮了重要作用。

（二）機電一體化技術在采煤機方面的應用

機電一體化技術應用于采煤機的典例就是成功研制出了電牽引采煤機。與傳統液壓牽引采煤機不同，電牽引采煤機具有更強的牽引力，采煤機下滑時，能夠進行發電制動，有效節約了能源，可以在大傾角煤層進行牽引，可靠性好、效率高、動態特性良好、磨損小、維修量小。而且電牽引采煤機的傳動結構十分簡單，具有較高的能量轉化效率。

（三）在帶式輸送機方面的應用

我國重點實施煤礦生產項目，促進了在帶式輸送機方面廣泛應用機電一體化技術，使得大功率、長距離的井下帶式輸送機產品、技術進步、發展迅速。目前我國自行研制開發的帶式輸送機有很多種類，在研發核心技術產品基礎上，研制開發了PLC為核心的多種制動、軟啟動裝置和可編程控制設備等。通過利用調速型液力耦合器、行星齒輪減速器等，確保驅動系統可以更有效開展工作。

（四）機電一體化技術在提升機方面的應用

煤礦機械的一體化技術應用的最高水平典例就是交直流全數字化提升機。有機結合滾筒、驅動的機械結構，應用在內裝式提升機上，充分整合機械、通信、電力電子及自動控制等先進技術。全數字化提升機應用總線方式，極大的實現了電器安裝的簡化，效果高度可靠，而且硬件配置簡單，相互間的兼容功能很好。我國研制開發的全數字化提升機，應用雙處理器組成核心系統部分，性能可靠、先進，具有較高的準確性。

（五）在支護設備中的應用

液壓支架是煤礦采煤工作中應用的支護設備，目前正向電液控制方向發展，利用先進的計算機技術，結合液壓控制，形成定壓雙向鄰架，能夠降低并減去對頂板、支架產生的沖擊荷載。應用在煤礦開采工作中的電液控制支架，不但能實現1架/3s的最快速度，還可檢測支架的工作狀態。乳化液泵是提供液壓支護設備高壓液體的裝置，因此必須具備大流量供液能力及高壓，還應結合用液量進行自行調控。我國研制開發的智能型乳化液泵站系統包括智能型乳化液泵站供液、自動配液系統兩部分，可實現油箱、油位高度的自行檢測，自主配液；還能進行乳化液濃度的在線自動檢測、調節，一旦發現濃度不符合規定值，會發出聲光警報；另外，具有定時反沖洗功能，控制、監督實際用液量，遠程傳輸功能良好。

三、礦山機電一體化的創新

（一）創新產品造型

客戶在選購產品時，首先關注的是產品外在形象，對產品造型加以創新，使其外觀得以優化的同時而不影響其功能的正常發揮，這是產品造型創新的基本要求。要創造出新穎的產品造型，可以優先選擇計算機軟件設計的方法，不僅設計成果可視，還能提高造型創新的效率。

（二）創新產品功能

利用機電一體化技術生產出的產品，功能創新主要側重于兩方面，一方面是對已有的產品進行功能創新和完善，這是對產品已有功能的擴充和延展，風險相當低，甚至可以忽略，不需要投入過多的資金與技術就能實現產品功能的改造和完善；另一方面是從礦山開采的生產實際出發，根據需要進行新產品的研發，使其功能能滿足實際生產的需求，這一層面就需要企業投入相當一部分資金與技術，換個角度分析，也是企業創新能力和研發技術的較量，成功開發具有實際應用價值的新型機電一體化設備和產品，是企業快速、高效運轉的強有力保障。

（三）創新產品結構

產品創新的一項關鍵內容就是結構的創新。機電一體化產品在設計中進行結構創新，通常體現在物理機械結構、傳動方式、動力裝置以及周邊設備的搭接形式等方面的創新。

（四）創新產品材料

產品材料方面的創新大體分為：一是研發用于產品制造的新型材料，如納米材料、高分子聚合材料等；二是選用剛度強、重量和體積都偏小，并且具有抗震性、耐高溫和耐腐蝕等優良性能的材料。

（五）創新控制和傳感

一方面，機電產品性能直接影響著控制系統，如對執行機構位移、速度及加速度的控制；另一方面，傳感技術和傳感儀器也是機電一體化的重要內容，對傳感器的檢測技術進行創新，研發性能更加優良的傳感器，甚至是供礦山開采的專用型傳感器，都是企業自主創新的制勝法寶。當前，機電產品智能化尚處于低級階段，加快微處理器的研發進度，使機電產品在模糊控制以及網絡控制等方面得到大幅度提升是機電產品技術研發面臨的重要課題。

四、結束語

綜上所述，加強對機電一體化技術在礦山機電設備應用的研究分析，對于其良好實踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的機電一體化技術應用過程中，應該加強對其關鍵環節與重點要素的重視程度，并注重其具體實施措施與方法的科學性。

參考文獻：

[1] 董曉燕，徐珊珊.闡述礦山機械中應用機電一體化技術的作用[J].城市建設理論研究.2016（10）：60-62.

篇6

關鍵詞：針棉織企業；紡織業；機電一體化設備

1.紡織業的發展離不開機電一體化設備

從世界的發展趨勢可以看出，機電一體化、高科技化和多功能化是紡織科技和設備發展的總趨勢。

現在，機電一體化應用于紡織業，促成了紡織業多種先進技術的發展，比如：噴氣紡紗技術、噴氣織造技術、粗細絡聯合系統、梳棉機用管道喂給系統、自動整經技術和計算機化的顏料化學品配方系統等。這些技術的結合不僅反應出紡織技術與機電一體化技術的特點，也體現了紡織技術和紡織設備取得了突破性的發展。紡織設備的研制以及開發，都朝著自動化、高速化、連續化、智能化的方向發展。

1.1.機電一體化技術在紡織設備中的應用

1.1.1.人機界面的應用：最近幾年來，人機界面技術的應用在紡織設備上迅速發展。每年的需求量都在增加，高產梳棉機、精梳機、新型粗紗機、數控細紗機等這些單機自動化設備的程度要求都比較高，所以設計師都選用的是觸摸屏人體界面。

1.1.2.變頻器的應用：變頻器在輕紗設備上的應用是為了提高生產率，降低設備的損壞率，實現工藝要求的平滑無極速度調整，減少噪音，實現集中控制。

1.1.3.工控機的應用：工控機說白了是電腦，它可以在遠程進行控制多個或者一個任務，工控機有很多種，有的跟PC機一樣，也有人機界面，LCD屏的。這些都可以起到操作機械和監控設備的運行狀態。

2.開發和生產紡織專用自動化裝置的狀況

2.1.梳棉機的自調勻整裝置：梳棉機自調勻整器在初次使用時，需要對很多參數進行調試，讓其達到最佳的勻整效果。在紡紗生產的過程中，梳棉工序生產的半成品質量決定著成紗質量的好壞。隨著PLC控制技術、變頻技術、傳感技術和微電腦技術的發展，紡織機械也要不斷向高品質、高產量、高速度和高自動化等方向發展。

2.2.并條機的自調勻整裝置：自調整勻整裝置在原有的作用原理基礎上，控制技術和實現手段都有很大的發展，在現代的紡紗生產中也有十分重要的作用。自調勻整的控制方式可分為開環、閉環和混合環三種形式。開環系統屬于針對性勻整，適合短片段不勻，閉環系統適合長片段不勻，混合環系統能兼長短片段不勻。但是其機構復雜，制造的精度要求也很高。

2.3.粗紗機的CCD張力檢測、微調裝置：紡織業作為傳統的制造行業，將現代化的管理技術和自動化技術結合起來，可以很快使企業發展起來，粗紗機張力檢測裝置是通過對瞬間某特定位置粗砂狀態的檢測，來判斷粗砂張力是否合適。我國廠商展出的粗紗機都配有CCD張力檢測盒微調裝置的技術，采用檢測三個錠子的粗砂張力變化，在計算機的運算下，控制卷繞電機的速度調整，以達到控制張力的目的。

2.4.細紗機的電子凸輪：從西紗工藝上可以看出來，細紗機電氣控制系統必須實現以下功能四個功能，一是錠子傳動；二是卷繞傳動；三是適位停車；四是集體落紗系統。自從采用了電子凸輪技術后，改變了傳統的紡紗成形工藝，根據客戶的紡紗要求，通過參數的設置，可以任意改變紡紗成形，以滿足新產品的發展和需要。

2.5.異纖維自動檢測裝置和織物自動檢驗裝置：在傳統的紡紗過程中，都是人工自己挑揀棉花中的異物，這樣費時費力，而且還挑不干凈，質量沒有保證。纖維檢測裝置和織物自動檢驗裝置采用攝像技術，用計算機將影像信息處理后，可以精確的分別出異纖維的大小和位置，這樣就能夠有效的提高工作效率和降低成本。

3.自動絡筒機和無梭織機的機電一體化

3.1.自動絡筒機的機電一體化：自動絡筒機是最新一代的紡織機械產品，它是集機、電、儀、氣一體化的高水平機械產品，將管紗繞成無結筒紗、并在卷繞過程中除去瑕疵的紗。自動絡筒機的機電一體化，由電腦控制每個動作，這樣既方便又快捷，簡化了機械結構，提高了機器的生產效率，同時也降低了消耗。是現代化防治機械的新產品。

3.2.無梭織機的機電一體化技術：無梭織機的需求量隨著我國紡織業水平的提高和產品出口的增長也越來越大，從國外的無梭織機技術發展來看，現在在智能化、網絡化、機電一體化、高效應性、速度等技術上都發生了巨大的變化。

4.怎樣開展機電一體化

4.1.目前紡織企業機電一體化開展狀況

變頻器在紡織設備中運用非常廣泛，從清花、梳棉、并條、粗紗、細紗、絡筒、整經、漿紗、無梭織機等都已經得到有效的應用。

通常，在紡織機械當中所使用的通用變頻器，其容量一般是在0.37-500KW，90%以上為0.37―37KW，大容量變頻器所需量是非常小的。通用型變頻器的年需求量可達1～1.5萬臺。常選用歐洲西門子、倫茨、ABB、施耐德、日本富士、明電、安川、三菱、松下、三墾公司和臺灣中達斯米克公司的變頻器產品。

4.2.PLC的運用

紡織機械上PLC的運用大體上跟變頻器是一致的，清花、無梭織機都有采用。

紡織設備中使用的PLC，其I/O點數范圍8―1024點，其中約85%為8～112點。PLC年需用量1.5萬臺以上。通常選用歐洲西門子、施耐德公司，日本三菱、OMPON、富士、松下、光洋公司和韓國LG公司的產品。

4.3.觸摸屏人機界面的運用

最近幾年，觸摸屏人機界面在紡織企業相關設備中所使用的情況是非常可觀的，其年需求量也在不斷的提升，單機自動化設計程度在逐漸提高的同時，大多選擇使用觸摸屏人機界面。通常選用的是Digital、西門子、中達斯米克公司的產品。

4.4.交流伺服系統和現場總線技術的運用

在紡織廠的相關設備中采用應用交流伺服系統和現場總線技術是比較晚的，多家無梭織機制造廠已開始開發交流伺服系統的電子送經和電子卷取，交流伺服系統在未來的需求情況是非常可觀的。

5.機電一體化的發展前景

5.1.只有繼續提高國產紡機的機電一體化水平，才能有效提高紡織產品的產量和質量。

5.2.計算機的發展和應用已經覆蓋到各個行業中，所以網絡系統將會是以后的發展防線，紡織業的各設備發展一定要考慮到設備與計算機管理系統的通訊接口，這樣以便生產信息的傳遞，實現計算機監控。省事省力。

5.3.我國只有推動機電一體化的發展，才能縮小與國外的差距，我國紡織專用自動化裝置發展的比較慢，所以在這方面一定要加快發展，各大專科院校以及單位也應該積極的與各主機廠相結合，大力開發紡織業的自動化產品。以提高我國紡織業的發展。

5.4.各個行業的發展都講究的是同步發展，所以機電在紡織行業中的發展也要同步，雖然我國的紡機已經應用了計算機技術，但是也要與精密的機械相結合，這樣才能讓機電一體化發揮更大的效果。

6.結束語

總之機電一體化在各個行業應用廣泛，是眾多科學技術發展的結晶，也是促進社會發展的必然條件。我們必須要在機電一體化的技術研究上取得更大的突破，這樣才能推動紡織機械產品的更新換代，為紡織機械產品開辟新的領域，讓我國的紡織業發展更加迅速。

篇7

關鍵詞：可編程序控制器;發展歷程;重要作用

前言

隨著工業生產技術的發展，傳統的機械控制生產模式已經不能滿足人們對生產生活的需求，因此現代工業已經摒棄傳統的生產模式，取而代之的是集成化、規模化的生產為模式。可編程序控制器是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置，并且這種新型控制模式已經深入到了工業生產控制的各個模塊，可編程序控制器在機電一體化的設計中也越來越得到了廣泛的應用，PLC的應用也將是機電一體化設計發展的趨勢。

1.PLC的定義和發展歷程

PLC（可編程序控制器）是隨著工業發展應運而生的一種以數字運算操作為基礎的電子裝置，其工作原理是采用可以編制程序的存儲器來儲存在控制器內部的各種運算及指令，其中包括計算機技術中的順序運算、邏輯運算、算術運算等。

并通過轉換器將人們輸入指令轉換成機器能夠識別機器語言，轉換完成后將指令輸出最終達到控制機械生產的目的[1]。

上個世紀六十年代可編程序控制器的雛形就已經產生，進入七十年代后PLC技術在國外已經得到了發展，一些中小型的企業已經開始應用。經過幾十年的發展，全球經濟一體化進程加快的同時，發達國家更加注重了對可編程序控制器知識產權的保護。對于我國PLC技術來說，沒有一個從研制開發到生產的過程，而是成套的設備引進來使得可編程序控制器得到廣泛的應用。

2.PLC技術在機電一體化設計中的運用

PLC技術與其他的控制器相比，其操作更簡單、抗干擾性強、穩定性和可靠性高。基于以上的優點，使得其在化工、電子、交通、機械等工業控制領域的機電一體化設計中得到了廣泛的應用。

2.1 PLC技術在機電一體化設計中對運動控制的應用

在機電一體化設計中，PLC主要是實現控制功能，在運動控制方面，它可以有效的控制機械的直線運動和曲線運動甚至是圓周運動。在不同的工業生產中，PLC技術可以體現其不同的應用特點，在電氣生產中，PLC技術可以很大程度上提升機械生產的性能，并可將自動化水平大大的增加。在設計運動控制的混凝土攪拌生產中，運用了PLC技術可以在很大程度上保證設備的穩定運行，經過實際研究分析，PLC技術可以有效的控制機械設備故障的發生率，為生產減少了能源的消耗，并提高了生產效率[2]。

2.2 PLC技術在機電一體化設計中對數據控制的應用

在機械加工的生產過程中，PLC會與計算機數據控制器組成一個整體，在控制機械加工運算方式的同時實現對數據的控制，通過窗口軟件，技術人員可以自由的對設備間的數據進行共享并控制，從已有的PLC技術發展趨勢來看，在今后的機電一體化系統中，基于PLC技術的控制將會占據主導地位。

2.3 PLC技術在機電一體化設計中對生產過程控制的應用

對于PLC技術能否在機電一體化設計中勝任重要的工作，要看PLC技術能否很好的對工業生產中生產過程進行很好的控制，在控制的過程中，技術人員可以根據相關的數據系數做為判定控制是否合格的重要標準，例如電壓、電流、溫度、壓力等相關數據的系數。經過對相關數據系數的當前值和歷史值的對比可以在第一時間得知機械生產過程中是否出現了故障及差錯，從而保證生產的效率和企業的經濟效益。在機械控制方面，PLC技術應用最廣泛的控制方式就對生產過程控制[3]。

3.PLC技術在機電一體化設計中應用實例

3.1 PLC技術在供水系統中的應用

PLC技術在各個領域的到了廣泛的應用，例如供水控制系統。隨著城市居民對供水的大量需求，供水管網的流量必須要隨用水量的變化而隨機變化才能滿足人們不同時間段對水量需要，傳統的控制方式不能夠控制的相對準確。因此水務企業在供水系統中應用了PLC技術。PLC技術可以保證管網的壓力變化不會因為水量的變化而對供水系統產生影響。其工作原理為：當供水設備啟動后其中一臺水泵在控制器的控制下設定一定的速率升速運行，運行一段時間后，管網壓力不斷升高以后，可以將當電機的轉速穩定在某一值，當用水量增大時電機轉速可以隨著水量的增加提高到一個新值并穩定。經過控制器的一些列控制可以在一定程度上減少供水過程中的資源浪費，還可以保證供水管道不會因為供水壓力的不規律而產生的損害。

3.2 PLC技術在閘門控制系統中的應用

我國大多數的水庫閘門控制仍然采用的是相對陳舊串阻啟動控制柜，由于近些年技術和經濟的不斷發展，串阻啟動控制柜已經不能體現其控制優勢，相反的在串阻啟動控制柜越來越展現了其接線工藝復雜、設備占地面積大的劣勢。相關技術人員對原有系統的工作原理進行認真研究和現場實際考察，考察結果發現運用PLC技術的 控制器不僅可以改善原有控制器的缺點，還能使閘門升降過程中的動作更加簡單，方便操作。其工作原理很簡單，只需保證抱閘與電機同步運行

并同時監測變頻器故障等信號，將內部指令結合閘位傳感信號做成控制軟件即可。

4.結語

經過本文以上的研究和論證分析，筆者可以得出以下結論，在機械控制領域PLC已經展現了其優勢，并為機電一體化設計做出了貢獻，但是在現實的成產生活中，為了能夠實現可編程序控制器的強大功能，發揮真正的作用，還需要大家做進一步的努力，首先應該深入的了解控制器所控制的對象，其次應該將PLC技術科學合理的應用在機電一體化設計中。近年來我國機電一體化成為工業發展新亮點，隨著我國工業向智能化、網絡化發展的趨勢，PLC已經展現了其強有力的優勢和廣闊的發展空間，并且將會為我國的機電一體化進程做出巨大的貢獻。

參考文獻：

[1]武文佳，丁廣鑫，趙明艷，等.基于Solid Works&LabVIEW的虛擬原型機電一體化設計技術研究[D].西安電子科技大學，2012.

篇8

[關鍵詞] 機電設備一體化故障維修研究探討解決策略

一、機電一體化的發展前景

自從機電一體化（mechatronics）這個理念被提出來之后，在經過后來科技人才的專心研究探討，最終得以高速發展，并且成了現代的高新熱門行業，為人類科技發展做出了巨大貢獻。機電一體化關系到電子制造技術、操控技術、焊接技術、信息管理技術、機械制造技術、測試與感應技術、電腦技術等各種技術。隨著經濟全球化的推進，機電一體化遍布我們的生活當中，成為了我們不可或缺的一部分。所以說，要想把未來的社會圖景建設得更加美好，必須加強重視機電一體化的發展研究，并對其出現的缺陷加以改進，并研究出更為可行的策略去規劃其未來的發展。

二、電子和機械的影響關系

由機械本體、動力設施、控制設施、檢驗設施、執行設施等整合成的單元成為機電一體化設備，其組成的元素主要為電、氣、液、光、機、力、磁等，而最為關鍵的便是電子設備與大型電子機械設備的結合。絕大多數的機械設備都是那兩部分組成，只是由于各種機器的使用功能不同而占有的比重不同。機電一體化設備不單單是電子與機械的相加，而是二者有分工的去操作控制，電子負責自動化操作，而機械負責運行。只有兩個部分和諧的工作，才能真正實現機電一體化設備的運行[1]。

三、機電一體化機械設備的故障特征

機電一體化設備不同于其他普通的機械設備，很多的機動操作都比一般的設備復雜的多，當然，在這過程中如果出現故障也就相對復雜，也較難維修。其故障不同于一般機電產品的故障，不僅僅要處理操作上的故障，更多的是控制方面的維護，把機械與電子整合起來處理，二者不可或缺。于是對于機電一體化設備的故障維修就變得非常重要，以下是對機電一體化機械設備故障特征的探究。

（一）機器設備故障的特征

機器設備發生故障有非常多的原因，可能一個小小的疏忽就能造成很多的影響，有時候則是眾多的原因才會形成故障，無法運行。所以說我們在判斷機器是否故障時，一定要認真觀察后再得出結論，最后再進行維修處理。機器一般是不停轉動的。每個時間所產生的數據和功率也是大不相同的，所以產生的故障也比較特殊。于是在判斷機器運作中出現的原因的時候，絕不可以但從一個方面去妄加推測，而是要從各個方面的不同角度去判斷分析，再得出結論。再加上機器運作發生故障時沒有規律可言，大多數隨機發生的，不能預算，無法預言，要耐心的從多種狀態去研究探討[2]。

（二）電子設備故障的特征

機電一體化的最原始的理念便是機器與電子操作相結合，所以說在討論其故障的時候必須要結合機械與電子，對其各個不同的特點去進行研究探討。電子設備大多數是控制作用的，擁有著突然性、隱秘性的特征，且還會收到不同程度的外界干擾。機電一體化設備故障的發生不單單只是受到電子控制和機械操作的制約，還有其他更加復雜的元素，同時也使得本來就繁瑣的程序變得更加復雜，又進一步加大了故障維修的難度。所以說今后在發現機電一體化設備出現故障時，不僅僅要考慮機械設備的問題，更多的要注重電子控制的是否正常，并結合二者的故障的原因后再進行維修[3]。

四、機電一體化設備故障的判斷辦法

對于機電一體化設備異于其他一般設備的特點，我們在對故障設備進行勘查時應當整合機器設備和電子設備的特征去具體探究，不過有些老辦法也是可以運用到當中去的。在檢測設備是否發生故障或者是否存在安全隱患的時候，不要太過沖動而重組設備零件，而要經過對設備充分分析后才能開始進行維修，并且要嚴格根據各個方面不同因素的考慮才是最為妥當的。

（一）故障樹形圖判斷法

故障樹形圖判斷法即是對故障的診斷分析，也就是采取不同的邏輯思維方式去更具體、直觀的診斷故障發生的原因，能夠更加直接、簡單、清晰的觀察出設備各個零件之間的聯系及發生的數據，在判斷故障的時候也能夠更加快速的找到根本原因。用樹形圖這個辦法去診斷故障發生的原因，簡單、明白、快速，但是這個方法并不能用于全部的故障診斷，還需要根據設備的具體情況才能夠去使用這個方法去判斷故障原因[4]。

（二）自診斷法

自判斷法便是在機器的機身上安裝警示發生故障警笛的代碼或者指示燈等等，能在機器發生故障時響起警報，讓我們及時發現故障的地方，并作出及時的維修。這是最簡單的、最基礎的診斷方法，跟其他許多診斷方法比也較為快速、準確。比如所利用溫差、空氣環境、大氣壓強、重力感應等的變化去設置警報，都可以明顯的看出故障的原因所在。所以說只有在這個方法無法實現之前，才會采用其他曲折的辦法[5]。

（三）診斷前所要注意的事項

要想更好的去維護好機電一體化設備，必須做出正確的診斷后才能對癥下藥，治根治本，于是在診斷之前，我們必先要提高診斷前的注意事項，例如：1、大部分的機器故障都是在檢測都會先觀察機器設備，其次再觀察電子控制設備的情況。因為機器上出現問題的話我們的眼睛一般可以看出來，也會觀察出機器運作不正常，像在檢測大型設備零件破裂的時候，就不要占用太多的時間去糾結；2、要檢測外部的小零件時，最關鍵的是要注重檢查全部零件的完整，然后才能開始下一步的檢查，直到找出故障的根本原因為止；3、檢查時開始先排查好主意的關鍵部位，再去排查分支部分。只有確保只有的大件零件沒有問題的情況下，才能放手去檢查小部分的零件，只有這樣由內而外的依次檢查才能發現故障問題所在，最后再進行維修[6]。

五、故障表面現象解析

機電一體化設備雖說是先進的自動化設備，但是很多的故障取消還是很容易看出來的。只有觀察出了便面現象的故障情況，才會對其進行深度的檢查，最后維修故障的設備零件。

（一）機械表面現象特點

機器運作是一個運動的過程，其運行原理是動態的，許多的表面現象我們的肉眼是可以觀察出來的。像數據的變化，我們便可以根據平常的運轉速度從而去判斷設備是否正常運行，但是這但看數據也不能完全斷定機械故障，還有要結合系統的的變化。系統故障的發生是隨時性、間斷性、離散性、緩慢性、突然性、間接性的，發生的因素可能是一種，也可能是多種，或者更為復雜。

（二）電子表面現象

電子主要負責設備的自動化控制，屬于設備的控制部門，其故障的原因特征為隱秘性、突然性、靈敏性等等，對外界或者周邊環境等有很強的感應，如氣溫、環境干濕程度、空氣等都會影響其特點的改變。

（三）設備故障表面現象

設備的故障現象需集合機械和電子控制來分析，也變得更為繁瑣、復雜。其具有故障移動性、表面繁瑣性、整合性、融入性、交叉相互性等特征。一般機械負責執行工作，電子控制機械運轉。一旦機械出現罷工現象，多數人都認為是機械零件故障，其實這不但是機械部分的問題，還要把電子結合進來一起檢查才能找到關鍵原因。所以說設備的表面現象是復雜的不能但從一個方面去考慮故障，要結合運轉與控訴系統才能得出最終的原因。

六、基于機電一體化設備的可靠性維修策略

基于機電一體化設備的可靠性策略主要是指產品能夠在條件限定和時間限定下完成指定的工作量。機電設備的可靠性與機器在運轉過程中使用的環境條件、工作效率、維修保養、運行功率等成正比，也與各個組成的部分密切相關才能構成設備的可靠運作。

（一）制約機電一體化設備可靠性的元素

機電設備，從數字操控到伺服電機，各種大大小小的零件都有很多，無法計算，要想單方面的去評測分析是非常困難的，要想提高其可靠性必須要先了解好制約其發展的因素：1、元器件是每個大型設備都會具有的基礎單元，關系到每個基礎單元的可靠性運行。用數學的概論法來計算來看，整個設備的元器件失效等于各個結合部分的是效率的總和，所以說在挑選設備零件時，一定要加大提高其實際使用效果；2、機電一體化設備的電子控制系統復雜繁瑣，元器件的接連與組合便是一個關鍵的問題，要是組合得不好，很有可能會導致設備發生意外事件或者無法正常運轉。還有，溫度的濕度變化太頻繁以及太多的粉塵也會影響元器件的連接與組裝，進一步制約機電一體化設備的可靠性；3、機電一體化設備是用電能去發功的電子控制設施，在運轉的過程中必然會有電磁波的能量感應及運用，所以說電磁波的干擾也會影響設備的工作進度。與此同時電磁波干擾了周邊環境，也對生產的產品有了一些不良的影響，所以必須要盡量控制電磁波的干擾現象[7]。

（二）采用可靠的元器件

數字控制機床還有加工中心在現代社會一形成了全自動化的實時控制系統，運用可靠性較高的元器件去加速設備的運轉工作，可以使控制系統在出現機械故障的時候快速的運用診斷方案去找到原因，并及時處理，減少機電一體化設備的損耗。但這個辦法都是要中途停止正在運作的設備才能找出故障原因。但只要能及時的發現故障所在，并能夠去及時維修處理，損傷還是可以降到一定程度的。

（三）提高機器工作效率

機器的工作效率的直接關系到設備生產產品的快慢的，而適當的提高機器的工作精密程度，便可以把機電一體化設備的可靠性提高一個層次的研究。如適當的提高運轉精密度、加工精密度、系統控制精密度、機械工作功率等，都能更好的提升設備的可靠性。像能夠運用精細的儀器去制造改進老舊的機械設備；利用現代先進的電路設計去改善原有的電路控制，加快機器的電路流通；運用先進的NC（數據化體統控制）、PC（電腦控制系統）等去替換老舊的控制系統，更新電子數字控制系統等等。以上這些方法，只要能夠合理運用，都能或大或小的提高機電一體化設備的可靠性研究。

七、結語

機電一體化是現代社會不斷發展的重要標志，更是現代企業的重要生產設備。而要想更好的合理使用機電一體化設備去創造更多的發展利益，必須高度重視對其設備故障維修的處理，并研究出可靠的策略去保證機電一體化設備故障的發生，這對未來更好的發展高新技術行業有著重要意義。這需要更多的科研人員去鉆研，去學習并開拓創新，才能更好的控制機電一體化設備的維修技術。

[參考文獻]

[1]施曉東，陳仁興.機電一體化設備的故障維修特點及可靠性分析[J].現代經濟信息.2013，23（04）：189+191.

[2]許秋香.機電一體化設備故障維修特點及可靠性分析[J].機電信息.2012，25（02）：59+61.

[3]唐建業.機電一體化設備的故障診斷技術研究[J].中華民居（下旬刊）.201，25（08）：187-188.

[4]鐘國.機電一體化設備的故障診斷方法分析[J].科學之友.2012，25（01）：49-50.

[5]秦春霞，趙麗，殷生斗.機電一體化系統在礦業中應用的可行性分析[J].煤炭技術.2013，10（08）：88-89.

篇9

【關鍵詞】中高職銜接；機電一體化專業；一體化課程體系

吉教職成字[2014]5號、7號文件關于印發《開展中高等職業教育銜接試點工作的實施方案》的通知，落實了吉林省中高職教育銜接工作。吉林電子信息職業技術學院作為首批試點院校進行了中高職銜接，在機電一體化技術等專業進行了中高職銜接的實踐與探索。根據吉林省中高職機電一體化專業銜接的現狀，成立中高職銜接機電一體化專業建設委員會，多元參與課程體系的開發，建設了一體化的課程銜接體系，并在實踐中不斷完善。

一、機電一體化專業一體化課程銜接體系設計的必要性

目前我國中高職院校大多各自辦學，各自為政，是兩個相互獨立的體系。而現代職業教育體系要求中高職教育是一個聯系o密的有機整體。目前吉林省的機電一體化專業中高職銜接普遍存在課程體系自成一體，中高職教育中的課程和技能重復甚至倒掛，中高職銜接內涵缺失，沒有合理的銜接點等問題。實現中高職有效銜接的關鍵是課程體系的一體化建設。

二、機電一體化專業課程銜接體系的結構框架

（一）理清典型工作任務

根據吉林區域產業鏈，通過充分調研理清典型工作任務，明確人才培養的培養目標。目前吉林省機電一體化專業主要以機電制造產業鏈不同的職業崗位，制定專業的人才培養目標。在中職教育階段，機電一體化專業的學生主要從事機電產品安裝與調試；而高職階段，機電一體化技術專業應該是中職階段學生能力的橫向和縱向延伸，專業知識更深，技術能力更強。要求學生不僅要掌握機電一體化領域的一般技能，還要具備一定的管理能力、創新能力和職業遷移能力。高職階段機電一體化技術專業職業崗位面向，見表1。

（二）確定中高職機電一體化專業培養規格

中高職銜接中的中職教育和高職教育在培養規格上雖然有不同的定位，但應該是一個有機整體，高職教育是中職教育縱向與橫向共同發展的結果。

中職培養規格：掌握機電一體化方面的基礎理論知識；能夠識讀一般裝配圖和電氣安裝圖；能夠正確執行各種工藝及調整操作，具有從事機電設備的安裝、調試及維護等工作的基本能力；具有終身學習能力。

高職培養規格：面向機電一體化設備制造與使用企業的相關崗位，熟悉相關的國家或行業標準，掌握一般中小型機電產品的設計和調試；具有從事機電設備的安裝、調試、運行、維護、檢修、生產組織與技術管理等工作所需的綜合職業能力，具有與不同層次人員的溝通交流能力。

中職教育在培養規格上注重經驗層面的單一技能和專業通用基本能力的培養，高職教育在培養規格上注重策略層面的復雜技能和綜合職業能力培養。

（三）中高職機電一體化專業一體化課程結構框架設計

目前，我國的中職教育培養目標定位為一線技能人才，培養的是一般的經驗技能；高職教育培養目標定位為發展型復合型和創新型的技術技能人才，培養的是高端的策略技能。經驗是策略的基礎，策略是經驗的升華。因此，要貫通機電一體化專業的中高職銜接，必須進行一體化課程體系的設計。

機電一體化專業中高職銜接的一體化課程體系以職業能力培養為核心，以能力的螺旋式上升為主線，構建適應中高職培養規格的模塊式課程。課程體系框架結構可分為基本素質課程、專業核心課程及專業拓展課程和綜合實踐課程四個模塊。

三、機電一體化專業一體化的課程銜接體系

根據典型工作任務確定學習領域課程，根據機電產品制造與使用企業相關崗位所要求的職業能力確定學習領域的內容，并確定體現完整學習內容的學習情境。

（一）一體化的課程銜接體系開發原則

成立機電一體化專業中高職銜接課程體系開發組，邀請中高職院校相關專業的帶頭人和教師專家、行業企業的專家等多元參與，共同進行課程體系的開發。根據中高職機電一體化專業各自的培養目標，結合實際情況，對原有的課程進行優化和整合，開發新課程等。最終確定各自所屬課程，為中職階段和高職階段的課程劃分明確的界限，避免課程的重復。同時制定統一的課程標準，明晰課程目標，促進課程的縱向深化和橫向拓展，實現中高職的有效銜接。

（二）一體化的課程銜接體系建設

對于素質課程，中職階段著重培養學生的基礎素質和基本的職業素養，高職階段著重培養良好的綜合素養。對于專業核心課程，中職階段以實踐為核心，以機電設備的操作和運維能力培養為主線，高職階段以理實一體為核心，以專業的綜合能力培養為主線。對于專業拓展課程，中職階段強化學生社會適應能力和素質提升，高職階段強化學生職業遷移能力和創新能力。課程模塊之間彼此獨立又相互聯系，層層遞進。

四、結束語

中高職教育的有效銜接是一項復雜的系統工程，涉及到國家政策、地方經濟發展等多個方面。一體化的課程銜接體系建設只是其中重要的一個環節。機電一體化專業由于其專業特點，在銜接過程中對課程的要求更高。為了保證中高職銜接課程體系的順利實施，必須執行統一的課程標準，實行學分制或彈性學年制管理，執行切實可行的評價標準。目前，這種銜接在教學實施中的策略和優化路徑還在積極探索中，它將推動職業教育教學改革的發展。

參考文獻：

[1]鄧桂萍，宋S.電子類專業中高職銜接課程一體化設計探索[J].職業技術教育，2013（14）：31-33.

[2]張楊.機電一體化專業中高職銜接課程建設的研究與探索[[J].價值工程，2014（ 24） ： 279-280.

篇10

 

一、電子、機械及軟件一體化設計主要的出錯方式認知

 

隨著科學技術與行業整合，產品研發日趨復雜。在進行電子設計、機械設計與軟件工程設計時，三者之間缺乏有效溝通與過程管理，導致電子、機械及軟件無法有效集成，難以實現一體化設計。當前，機電一體化設計存在的主要出錯方式表現為：第一，MCAD變更與電子工程師缺乏有效傳遞。MCAD用戶進行IDF格式將變更信息存儲于原始版中，但其無法傳遞給電子工程師。同樣，電子工程師依據電路圖實現設計，受ECAD規劃失效影響，需要進行返工操作從而延遲交付及制作時間;第二，ECAD變更與機械設計師之間缺乏有效傳遞。CEAD設計人員進行PCB構件調整，以優化布局，如其沒有及時將變更信息傳遞給機械設計師，則會出現PCB組件與PCB線路接口故障問題，推遲交付時間并增加其成本;第三，配置管理中斷。如在研發中其設計科目均有著自身獨立的數據調試模型，則會提高設計效率然而軟件設計師多獨立作業，缺乏有效溝通導致配置管理中斷;第四，錯誤軟件版本，雖然在產品中采取錯誤軟件版本較為容易避免，但一旦出現其問題，則會造成較多問題;第五，軟件研發孤立性。在產品研發中其變更管理多將軟件研發排除在外，軟件缺陷及變更命令符難以協調，為軟件修復與產品交付帶來問題。

 

二、電子、機械及軟件一體化設計思路探究

 

(一)軟件變更實例分析

 

制造商需向客戶交付機器人技術裝配客制化版本，產品標明最新軟件編號并準備交付時出現軟件現場變更問題，則會產生交付延遲等問題。制造商則面臨著如何找出與設備上安裝軟件版本一致信息，采取什么軟件工具進行重建軟件，設備配置存放區域設計，技術工程師如何知道其采取的實際版本信息，公司需采取最新軟件并在期限時間內完成設計，避免出現交付延遲與質量問題。

 

(二)電子、機械一體化設計方案

 

采取PTC的Inter Comm Expert及Inter Comm EDAcompare可以實現MCAD及ECAD同步問題研究，通過PTC，實現電子設計師與機械設計師相互變更信息的有效捕捉，在獲取變更信息的基礎上進行相關設計文檔同步修改，從而解決電子設計與機械設計不同步問題。電子機械一體化設計方案如下：

 

2.2.1 變更識別

 

Inter Comm EDAcompare屬于PTC電子設計標準變更識別解決方案，可以進行PCB設計變更識別，其識別實現方法為：進行不同版本圖解對比，PCB布局及制造工藝對比以實現變更識別，以幾何及屬性變化實現識變更識別，依據差異識別，當Inter Comm Exper選中變更后則會將設計影響區域進行標定。

 

2.2.2 電子機械一體化設計

 

順利實現機械設計與電子設計集成，需要自動生成設計變更并及時告知。在變更識別基礎上，電子與機械一體化設計可行性條件基本滿足。如機械工程師可以進行電子設計文檔查看與識別其與上版本差異。應用PTC方案可以進行智能化ECAD設計演示，向授權用戶進行差異展示。機械設計團隊可對電子設計數據信息進行有效查詢，無需進行新型IDF文檔下載，且應用其解決方案可以進行不同版本差異自動對比，如吉和變更、信號改道發送等。該方案成本較低，技術優勢與過程管理優勢突出，能夠切實提高電子設計與機械設計協調度，為實現電子機械一體化設計提供技術支撐。

 

(三)集成軟件一體化設計分析

 

實現軟件與電子設計及機械設計同步是實現一體化設計的重要基礎。然而將軟件設計與產品研發相整合存在著較大困難。因軟件研發多為外包方式且由相對孤立組織來完成。如電氣工程師完成相關設計后，項目降級將產品及軟件最新版本交付制造部門，在進行基礎版創建后載入軟件，軟件運行無效，經研究可能其軟件版本并非最新。在軟件研發過程中，應用PDS系統，軟件設計師可實現軟件版本及其他設備動態鏈接操作，可將團隊作嘔為整個產品研發的部分。PDS系統為機械、電子及軟件設計退工了可視化同一系統，且支持軟件組件重組，能夠實現全球配置管理，推動不同軟件研究團隊之間的協調性，確保產品研發進度與研發質量。

 

(四)電子、機械及軟件一體化設計方案

 

采取PDS系統，可以實現跨軟件研發，協調軟件團隊協作，其解決方案為：工程師將軟件配置管理系統中存在的軟件與PDS軟件部分進行正確連接;進行原型制造產品，測試產品;如測試團隊發現產品關鍵特性缺失作用，考慮到用戶及軟件產品接口是由軟件及硬件綜合控制，無法實現錯誤判斷;測試工程師則應用PDS系統，進行問題報告創建，直接將受影響硬件及軟件構建聯系;變更調查任務發送給軟件團隊與硬件團隊，并將PDS發送于電子信箱;缺陷跟蹤系統進行錯誤報告自動生成，對PDS變更調查作交叉引用，將錯誤報告發配給相應軟件設計人員進行調查;錯誤報告與缺陷跟蹤系統具體軟件版本之間存在鏈接，且錯誤報告與PDS配置管理受影響軟件之間存在鏈接;在缺陷跟蹤系統中執行現行軟件更新，以software QA實現軟件測試;新版本與PDS管理部件鏈接，依據PDS分配實際任務執行產品測試，完成測試后企業變更請求則于PDS中實現完結，針對不同系統中存在的變更狀況執行錯誤報告分析，從而提高了電子、機械及軟件一體化設計效率。

 

三、結語

 

隨著產品研發與產業整合進一步推進，如何實現電子、機械及軟件一體化設計成為了時展所面臨的重要問題。缺乏設計同步性與溝通有效性是實現一體化設計的重要舉措，然而缺乏有效的技術手段，實現電子團隊、機械團隊與軟件團隊之間的有效溝通，應用PDS系統與軟件配置管理系統，為實現電子、機械及軟件一體化設計提供溝通辦法。實踐證明，強化電子、機械及軟件一體化設計，能夠有效提高產品研發進度，實現其綜合效益。