導語：如何才能寫好一篇機電一體化研究，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;應用領域

中圖分類號:TD61 文獻標識碼:B文章編號:1009-9166(2010)017(C)-0189-01

引言: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、產品機構、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”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化的核心技術

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此,為加速推進機電一體化的發展,必須從以下幾方面著手:

(一)機械本體技術。機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質量除了在結構上加以改進,還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量,才有可能實現驅動系統的小型化,進而在控制方面改善快速響應特性,減少能量消耗,提高效率。

(二)傳感技術。傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說,目前主要發展非接觸型檢測技術。

(三)信息處理技術。機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備(特別是微型計算機)的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性,包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,并解決抗干擾及標準化問題。

(四)驅動技術。電機作為驅動機構已被廣泛采用,但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前,正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件―傳感器―電機三位一體的伺服驅動單元。

(五)接口技術。為了與計算機進行通信,必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修,而且可以簡化設計。目前,技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口,來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

二、機電一體化技術的主要應用領域

(一)數控機床。數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:1、總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構。2、開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益。3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也加強了CNC系統的控制功能。5、能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。6、系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。7、以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

(二)計算機集成制造系統(CIMS)。CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

(三)柔性制造系統(FMS)。柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

三、機電一體化技術的發展前景

縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展:

(一)智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

(二)系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強,一般除RS232等常用通信方式外,實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。

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隨著經濟的高速發展，我們對煤炭資源的需求量也越來越大，而且煤層賦存越來越深，煤礦資源開采開始進入深部開采，隨之而來的就是高應力、高瓦斯、高地溫等自然現象，如何安全、高效地采出煤炭資源，成為眼前煤炭行業面臨的重要問題。煤礦機電一體化技術是煤礦的機械結合計算機技術、信息處理、自動化控制等技術，從而形成統一的工作化流程，能夠方便協調地進行工作的運轉。煤炭機電一體化在煤礦生產中運用，能夠很大程度上解放了工人的勞動強度，大大提高了工作效率，也提高了煤礦安全生產的條件，因此在國家提倡安全高效礦井的形勢下，煤礦機電一體化技術是礦井安全高效開采的技術保障，是礦井生產的重要選擇。

2機電一體化技術在煤礦中的主要應用

礦山機電一體化技術在礦井生產過程中的應用很廣泛，應用在很多機械生產設備上，例如提升機、采煤機、帶式輸送機等。第一，機電一體化技術應用在礦井提升機中，能夠大大地提高提升機的工作效率和安全系數，保障了礦井提升運輸的可靠準確性，保障礦井的正常生產。供電結構上采用了總線的方式，對提升機的結構進行了簡化，將滾筒和驅動合為一個整體，形成了機械-自動化-計算機控制-電氣一體化的綜合的應用。第二，機電一體化技術應用在工作面采煤機上，形成了電牽引采煤機，與傳統的液壓牽引采煤機相比，它有很多優點：（1）電牽引采煤機，其牽引性能好，電牽引可以為采煤機提供牽引動力，智能化、方便簡潔，能夠方便地調控牽引力的大小，控制采煤機的行進速度，能夠在遇到地質情況復雜的煤層時，安全地進行采煤；（2）電牽引采煤機可以傾角較大的煤層，能夠防止采煤機在沒有停機的情況下發生下滑的現象，不需要布置其他防滑的裝置；（3）電牽引采煤機可靠性高，使用時間長，設備磨損較少，除了電動機電刷等設備，其他無設備發生磨損，維修工作量小；（4）電牽引采煤機的電控系統能夠調節電機的功率，能夠控制采煤機的行進速度，及時地調整參數等；（5）電牽引采煤機的傳動結構簡單，而液壓牽引采煤機牽引結構復雜，重量大、復雜，而且工作效率低。第三，帶式輸送運輸距離長、輸送量大、可靠性高，成為了我國煤礦生產運輸過程中的重要設備，大多礦井的生產運輸設備采用帶式輸送機運輸。機電一體化技術應用在帶式輸送機上，能夠保證帶式輸送機的運輸速度，能夠保證運輸的可靠性，保證有足夠的功率進行運輸，設置的軟驅動裝置，能夠保證帶式輸送機的安穩的運輸。

3煤礦機電一體化技術應用的發展趨勢

我國國產的礦山機電設備，應用機電一體化技術，其研究的設備具有體積小、易于維護、價格便宜、易于操作等特點，能夠大大提高工作人員的工作效率，降低工作人員的勞動強度，提高煤礦的生產水平和礦井生產的安全環境。但是與一些發達國家相比，我國的機電一體化設備具有性能較低、可靠性不足等缺點，因此在未來的機電一體化設備需要繼續研發，提高性能和可靠性。我國未來機電一體化設備研發的趨勢是：（1）應該注重研究開采設備的核心技術，研發具有自主核心產權的機電一體化的設備；（2）對礦山機電設備增加通信功能，研發智能的監測監控系統設備，研發智能設備，能夠遠程操控機電設備進行礦井生產，提高工作環境的安全性，降低工作人員的勞動強度；（3）在礦井生產過程中，先進的采煤工藝能夠影響礦井的產量。因此在機電一體化設備的研發過程中，應當注重與采煤工藝的結合，適應先進的采煤工藝，這樣才能進一步提高礦井的生產能力；（4）機電一體化技術應用在礦井生產過程中，更加應該注重遠程監測監控研究，研究采煤機的自檢系統，使采煤機能夠自行檢查故障。遠程控制設備能夠控制工作面的采煤機，使得其能根據地質情況，自動調節采煤速度；能夠調節輸送機的拉移，能夠在線監測工作面支架的工作阻力情況，為工作面安全開采提供了技術保障；（5）由于礦井生產能力越來越高，礦井的運輸也承受著很大的壓力，如何保證運輸成為一個重要的問題。帶式運輸機能夠較大地解決礦井的運輸問題，研發更加智能、運輸量更大、性能更穩定的帶式運輸機能夠很好地保證礦井的運輸，保證帶式運輸機的可靠性。

4煤礦機電管理存在的主要問題及應對方法

煤礦企業中設置了礦山機電管理部門，礦山機電管理部門有礦山機電管理和礦山機電生產的作用。由于一些生產原因，很多企業的機電管理部門只注重礦山的生產，卻不注重礦山機電的管理。而且一些煤炭企業領導不注重礦山機電的重要性，沒有設立或者大量減少機電管理部門的人員，導致機電部門職能不齊全，不能起到機電管理部門的作用；機關管理部門人員文化素質較低，沒有進行系統專業化的教育培訓，機關管理方法老舊、技術手段落后，僅僅憑經驗進行操作管理。解決方法：（1）煤礦企業領導自身加強對機電管理的重視，建立完善機電管理職能部門，并且對機電管理職能部門人員進行專業系統的教育培訓。同時機關管理部門人員應當對工作多提出建議，從而獲取領導更大的支持。（2）對于建立的機關管理職能部門，應當授予其應有的權利，對礦山機關進行統一化的管理，授予機關管理部門制定機電管理規章制度權、編制部署機電工作計劃權、設備配件分配權、制止違章作業權、追查機電事故權、檢查評比考核獎罰權、機電業務骨干調整調動工作監督權等相關方面的權利，從而保證機關管理部門職能的健全完善。（3）在機電管理職能部門制定好各種規章制度后，應該要認真落實完善規章制度，做好機電設備的管理工作，確保設備的正常化、規范化等，同時也要加大培訓力度，提高機電管理部門人員的技術水平。

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關鍵詞：機電一體化機械設計工程自動化

中圖分類號：TH-39文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)02(c)-0000-00

進入20世紀60年代以來，微電子技術、信息技術、自動化技術得到了迅猛發展，以信息技術為中心，極大地提高勞動生產率和工作效率為重要目標。測量與控制技術、計算機技術和通信技術，三者結合在一起，構成完整的信息系統。在這種新技術革命的影響和沖擊下，機電業發生了深刻的變化。機電一體化的共性關鍵技術是；精密機械技術、伺服傳動技術、傳感檢測技術、信息處理技術、白動控制技術以及系統總體技術。但是區分機電一體化或非機電一體化的機械系統，其核心是計算機控制的伺服控制系統，其他的都是與此匹配的重要部分現有機械產品的電子化必須采用系統科學的觀點和綜合集成的技巧，使機械、電子設備和軟件之間相互適應和匹配，發揮各自的優勢，才能促進工業產品和消費產品向自動化方向發展。

1 機械機電一體化技術及其應用

機電一體化系統的形式多種多樣，其功能也各不相同。一個較完善的機電一體化系統應包括以下幾個基本要素：機械本體、動力單元、傳感檢測單元、執行單元、驅動單元、控制及信息處理單元。隨著機電一體化產品技術性能、水平和功能的提高，機械本體需在機械結構、材料、加工工藝以及幾何尺寸等方面都應適應產品高效、多功能、可靠、節能、小型、輕量、美觀等要求。動力單元動力單元的功能是按照機電一體化系統的控制要求，為系統提供能量和動力以保證系統正常運行。機電一體化的顯著特征之一是用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出。與一般的同類型機械裝置相比，機電一體化系統中的機械部分精度要求更高，結構更簡單，功能更強大，性能更優越，同時還要有更好的可靠性、維護性和更新穎的結構。零部件要求模塊化、標準化、規格化，還有許多新的課題要加以研究和運用，如對結構進行優化設計，采用新型復合材料以使機械系統既減輕重量、縮小體積，同時又不降低機械的靜、動剛度，采用高精度導軌、精密滾珠絲杠、高精度主軸軸承和高精度齒輪等，以提高關鍵零部件的精度和可靠性；開發新型復合材料以提高刀具、磨具的質量；通過零部件的模塊化和標準化設計，提高其互換性和維護性等。因此機械技術的出發點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其他高新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上以及功能上的變革。

2 信息處理與自動控制技術及其應用

機電一體化系統中主要采用丁業控制機(包括可編程控制器，單、多回路調節器，單片微控制器，總線式丁業控制機，分布式計算機測控系統)進行信息處理。計算機應用及信息處理技術已成為促進機電一體化技術發展和變革的最重要因素。隨著社會和經濟發展，對信息交流的需求越來越大，這就需要信息傳輸，即通信技術，圍繞如何提高傳輸速度、減少誤碼率等進行的。為了共享資源、提供分布式功能和集中管理，可通過通信設備和線路，將不同地理位置具有獨立處理功能的多個計算機連接起來，運用功能完善的網絡軟件按照網絡協議進行數據通信，組成計算機網絡系統。計算機技術、通信技術和計算機網絡技術的發展為信息處理技術提供了技術保障。

控制與信息處理單元像是對其他要素和它們之間的連接進行有機的統一控制一樣，其功能是將來自傳感器的信息和各種命令進行集中處理，根據處理結果，按照一定的規則發出相應的控制信號，控制各要素或子系統連接成為一個有機整體，使各個功能環節有目的地協調一致運動，并達到預期的性能，從而形成機電一體化的系統工程。各子系統之間必須通過控制信息進行聯系才能協調統一的運動，進行有規則地物質和能量的交換和轉移。因此，控制與信息處理單元是機電一體化系統的核心單元，一般由計算機、可編程控制器、數控裝置以及各種邏輯電路等組成。信息處理技術包括信息的交換、存取、運算、判斷和決策。自動控制技術包括高精度位置控制、速度控制、自適應控制、自校正等技術。自動控制就是依據自動控制原理對具體控制裝置或系統在設計之后進行系統仿真，現場調試，最后使研制的系統可靠地投入運行，尤其是計算機技術高速發展，使得自動控制技術與計算機技術的結合越趨密切，因此自動控制技術是機電一體化技術中十分重要的關鍵技術。

3 伺服驅動技術及其發展

電動機伺服驅動方式在數控系統中的運用非常廣泛，交直流伺服電動機驅動主要用在閉環伺服數控系統中。由于變頻技術的進步，交流伺服電動機驅動技術取得突破性進展，為機電一體化系統提供了高質量的伺服驅動單元，極大地促進了機電一體化技術的發展。步進電動機驅動主要用在開環伺服數控系統中。對機電一體化系統的動態性能、控制質量和功能來說，伺服驅動技術具有決定性的作用。液壓伺服系統(如液壓馬達、脈沖液壓缸等)具有工作穩定、響應速度快、輸出力矩大等特點，特別是在低速運行時其性能更突出，但液壓系統需要增加液壓泵等動力源，設備復雜、體積大、維修難及污染環境；而電氣伺服系統(如步進電動機、直流伺服電動機等)具有控制靈活、費用較小、可靠性高等優點，但低速時輸出力矩不夠大。由于近年來變頻技術的進步，交流伺服驅動技術取得突破性進展，為機電一體化系統提供了高質量的伺服驅動單元，極大地促進了機電一體化技術的發展。

4 結論與展望

機電一體化技術需要很多部門、產業的配合和支持，才能取得滿意的結果。我們不僅要對機電一體化的各項相關技術進行全面深入的了解，還要能從系統工程的概念人手，通過系統總體設計來使各個相關技術形成有機的結合，并且要注意研究和解決技術融合過程中所產生的新問題，只有這樣才能滿足機電一體化高速發展的需要。機電一體化概論都很好，如果整個系統不能很好地協調，則它仍然不可能可靠地正常運行。隨著科技的進步和社會經濟的發展，機電一體化技術正在不斷地深人到各個領域，并且迅猛地向前推進，特別是制造工業對機電一體化技術提出了許多新的更高的要求。機電一體化的發展趨勢應為：在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向發展；在功能上向小型化、輕型化、多功能方向發展；在層次上向系統化、復合集成化的方向發展。

參考文獻

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[3] 梁國文. 機電一體化在工程機械上的應用與發展[J]. 建筑機械, 1999,(08) .

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1教學方法的改革

1.1建立模塊化教學體系

機電一體化專業教學中，實踐教學所占比重較大。并且，每一階段的實踐教學在學生培訓中都發揮著不同的功效，通過多種教學實踐活動的共同作用，最終培養出符合要求的專業人才，因此必須明確各教學環節的作用及功能。我校在遵照教學大綱標準的基礎上，將企業內相關崗位用人需求納入教學范疇，合理分解機電專業人員必須掌握的專業知識及技能，并將其合理貫徹于不同實踐環節中。經數次跟蹤調研，明確各環節教學定位，構建合理的模塊化實踐教學體系。在我校建立的模塊化教學體系中，基礎訓練以鞏固專業學生基礎知識與技能、掌握牢靠專業理論、增強學生學習自信心為主要教學目標，確保學生能更好地進入到下一階段的學習中去；專業技能訓練是職業教育中培養學生專業能力的關鍵環節，以提升學生專業技能為教學主要任務；選修教學環節，主要在于為學生個性化學習提供便利，拓展學生專業知識，進而達到強化學生技能的效果。

1.2實施“會———懂———精”的教學模式

在以往職業教育中，通常以理論教學為主，學生在專業學習中往往是先學習理論知識，再學習職業技能，最后進入實習階段。在這個過程中，教學主張“先理論、后實踐”，是由純理論學習到純實踐操作的過程。大量事實證明，以往傳統職業教育方式已難以滿足當前人才培養需求，學生在畢業后普遍感覺在學校期間所學習的知識華而不實，難以實現學以致用，在企業實際工作中存在適應不良的問題。學生必須經歷一段時間的實踐，通過實踐解決學習中的困惑，才能真正領悟專業知識與技巧。針對傳統教學模式存在的問題，我校采取了積極的應對措施，結合專業教學特點及企業人才需求，將“先會后懂再提高”作為新的教學理念，不再以傳統理論教學為主，秉持“夠用”原則開展理論教學，重點關注實踐教學，實現實踐課程為主、理論教學為輔的教學模式。在課程安排上，優先考慮實踐課程教學需求，在此基礎上安排理論課程，即先組織學生進行實踐操作，在操作中發現問題，積極探索解決方法，并對實踐感悟作出總結，再來開展理論教學。例如，在數控銑工操作方面，首先讓學生大概了解其專業的發展趨勢及必備技能，熟悉其最基本的操作方法，再來學習相關基礎理論知識，在確保學生基礎知識與技能掌握牢靠的基礎上，進行專業技能學習，同樣先進行數控銑工實際操作，再來學習“數控銑工工藝”等專業理論知識，實現學生在專業知識及技能學習中的融會貫通。這種教學模式有助于調動學生學習的積極性，專業教學變得更具針對性，也更容易讓學生接受專業知識與技能。

1.3有目的地到企業工廠進行教學

在職業教育中，要實現學校依托企業，而企業對學校高度認可的目標，需要構建合理的學工交替教學模式，并維持學校與企業和諧、平等、互利的良好合作關系。讓專業學生在實習中，通過一線崗位親身體驗企業對專業人才的要求，并感悟其職業職責，以此來達到提升學生專業技能與職業責任感的目的。

2實踐教學考核環節方面的改革

2.1模塊考試

在學生完成每一階段的實習任務后，應組織進行相應的實結考核，在考核合格前提下進行更加專業的實習，以此來確保學生在每一階段實習中能真正掌握必備技能。例如，鉗工實習考核達標的學生，才能進入機床檢修階段實習，對于表現突出的學生，可支持其嘗試考取工種等級證書。

2.2技能大賽

在學生順利完成每一階段的實習后，學校與教師可結合專業特征，組織學生參與各類型的技能大賽。例如，在學生完成金工、設備操作、銑工操作等各個階段的實習任務，且實習考核達標的情況下，組織學生參與更高級別的銑工技能大賽，并頒發相應的銑工等級證書。

3校內外實訓基地建設方面的改革

實踐訓練基地是實現實踐教學的必要條件。在實訓基地建設方面，當前我校已順利完成了校內與校外實訓基地建設。在校內實訓基地建設上，秉持先進性、綜合性、實踐性原則，建立了機電實訓中心、計算機實訓中心以及電力拖動實訓中心，以重點鍛煉學生的實踐能力。特別是在機電實訓中心內，配備了相應的車床、刨床、銑床、鉗工操作臺、機械測繪設備、數控加工設備等。這些設備不但能滿足單項技能訓練，而且能滿足綜合性技能訓練。校外實訓基地建設注重為培養學生的技術應用能力提供保證。我校的做法是建立了一個小型機械加工廠，配備必要的數控設備與機床設備，為本校學生提供教學實踐平臺，擁有普通機床設備和數控設備的小型機械加工廠，為本校學生提供教學實踐平臺，也可對外承攬適量的機械加工任務，使校內機械設備資源得到有效利用。

4建立“雙師型”教師隊伍

教師隊伍是職業教育改革實施的主力軍，直接影響到教育改革的成效。在高職院校內，進行教學改革的主要目的是培養出專業水平較高的實用型人才，因此必須加強教師建設，培養出“雙師型”教師隊伍。“雙師型”教師不僅要掌握基礎的教學知識，還應具備較強的專業實踐、操作技能及豐富的教學經驗，所以說“雙師型”教師素質的好壞將影響著一所高職院校的教學質量。近幾年，我校機電專業的招生規模不斷擴大，而“雙師型”教師數量奇缺，教師任務繁重，并且許多教師為新任教師，教學水平還有待提升，難以勝任專業課程教學。對此，我校積極組織對新任教師的培訓活動，并開展校與企、校與校之間的專業性講座，以期在最短時間內提升教師隊伍的整體水平，培養出綜合素質較高的教師團隊，進而保障機電教學的質量。通過多方信息反饋，我校機電專業教師隊伍整體水平較高，受到學校、學生和企業的廣泛認可與好評。

5激勵教師積極從事科研活動，提高了教師隊伍的綜合素質

教師作為知識的傳遞者以及創造者，必須具有較高的綜合素質。以前我們學院機電專業教師整體水平相對較低，整個教師隊伍主要由兩部分組成，一是過去從事中專教學的教師，他們的年齡相對較大，絕大多數為自學專業知識的，并未接受過系統的高等教育；二是來自于高校機電專業的畢業生，他們年齡較小，接受過高等教育，理論水平相對較高，但缺乏實踐經驗。另一方面，為了提高自身素質，一定要具備積極參與教科研的思想與行動，但是現在的高職機電專業教師缺乏科研的意識和動力，僅僅強調教學工作。教學改革能否取得成功，關鍵是由教師的綜合素質決定。為此學院又進一步加強改革科研活動。改革過程中我們按照教學現狀與專業建設實情，組織教師積極參與到教學改革課題研究之中。第一，以教學改革研究課題為切入點，安排教師開展各種級別的課題探討，在此基礎上，認真實施開展校級專題探討，引導他們以現代教學理論為基礎，積極探討怎樣將各種新教學手段引入教學之中，例如任務型教學、合作教學與討論式教學等。第二，構建起科學合理的教科研激勵機制，定期檢查教師的科研開展狀況，對科研中取得較好成果的教師加以獎勵，并與其待遇、職稱晉升以及評先評優等掛鉤，使他們形成一種積極向上的氣氛，是鼓勵他們主動研究機電專業實踐教學改革的有效策略。最后，堅持以校為本，以解決本校的具體問題為課題進行研究，引導教師努力改正其教學行為，探討反思教學課題。這樣就推動了機電專業教師綜合水平不斷提高，建設了一支結構合理、教學水平高、實踐經驗豐富的高素質教師隊伍。

6充分發揮了專業指導委員會的作用

在我校實踐教學改革中，專業指導委員會充分發揮了其作用，委員會的委員包括各專業的專家和技術骨干，讓這些擁有堅實的專業理論知識和豐富實踐工作經驗的委員參與到實踐教學的改革中，不但可以應用他們的知識和經驗，還能夠很好地運用他們廣泛的外界關系。我校邀請他們來校開展專業知識講座，同時請他們指導學生的校外專業實習，取得了令人滿意的效果。

7結語

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關鍵詞：智能 進程核心技術 發展 綠色 機電一體化 發展趨勢

1 機電一體化概述

機電一體化就是將微電子技術引入機械的主功能、動力功能、控制功能、信息功能的研究，并且將機械設備和電子設備通過軟件有機結合而構成的系統的總稱。機電一體化的目的是在科學專業化和深度專業之間達到平衡和兩者的集合，讓系統工程以及解決問題方法出現突破。

“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。首先，機電一體化技術并非機械技術、微電子技術以及其它新技術機械的組合或拼湊，而是基于一定的技術研究，將機械、微電子元素有機整合而成的一種綜合技術。它的發展進程有別于機械加電氣所形成的機械電氣化的發展過程。某些機械部件的原有功能可以通過機電一體化中的微電子裝置代替，這種裝置的應用在一定程度上豐富了機電系統功能，而且機電一體化產品的智能特征改善了機械性能。智能化是機電一體化與機械電氣化的本質區別。

2 機電一體化的特點

2.1 具有綜合性 從某種意義上講，機電一體化技術可謂是一種跨學科的邊緣科學，它將微電子、計算機等多門技術整合于機械主體構造中，使之形成一套一體化的系統。這套機電一體化系統綜合了多門學科的技術優勢，這些技術協調運作，彼此取長補短，使整個機電系統的性能得到最大發揮。可以說，機電一體化技術是具有綜合性的高水平技術。

2.2 廣而強的應用性 機電一體化的目的是基于機械的主體構造通過機電產品的開發，完善機電功能，實現過程控制。機電一體化是當前機械系統的一個主流發展趨勢，它與機械系統能夠有機融合，打破了行業的限制。智能化是機電一體化的主要特點，計算機技術的引入為智能化開辟了廣闊的發展空間。

2.3 多層次的系統化 從本質上講，機電一體化就是將計算機技術、智能技術等多項技術整合于主體機械，不斷優化機械的主體功能，使其形成一套完整的系統。機電一體化注重各種技術（尤其是微電子技術與精密機械技術）的集成，強調主體結構的層次化和系統化。無論從單參數、單擊控制到多參數、多級控制，還是從單件單品生產工藝到流暢、自動化的生產線，直至完成整個機電系統的設計，各個層次的開發和應用都會涉及智能化的機電一體化技術。

2.4 整體的最優化 基于系統工程的設計理念，將智能技術、計算機技術等多項技術有機整合，形成整體優勢，以提高機電系統的主體性能，提高運行效率和附加值，同時達到節能降耗的目的，保護生態環境。比如，應用數控機床、柔性生產線、工業機器人和計算機管理等高端機電一體化系統后，企業就要及時更新觀念，將機電一體化概念引入生產系統，不斷優化生產流程，以壓縮生產周期，滿足不斷增長的社會需求。

2.5 使用簡易化 從產品開發來看，機電一體化技術主要包括技術原理和使機電一體化系統和產品得以實現。作為開發者，除了要具備扎實的理論基礎，對于技術架構也要有豐富的積淀，要有創新精神。從用戶角度來講，無需深入學習機電一體化系統的技術原理，只要掌握機電系統的操作規程，能夠確保系統操作正確、合規，在人機磨合的過程中形成協作關系即可。

2.6 提高了安全性 機電一體化系統的智能技術使系統具備自我保護功能，可以有效規避運行中的故障或風險，確保系統穩定、安全地運行。一些高端機電一體化系統已實現了全自動操作，而且被廣泛應用在海底、高空等惡劣的作業環境中。

2.7 具有高可靠性、高穩定性和長壽命 機電一體化系統發生機械磨損的程度非常小，因而故障少，運行時穩定可靠，系統的服務年限比普通機電系統長。而且某些自診斷、自修復的機電一體化系統甚至可以實現“零故障”。

2.8 具有柔性 柔性是機電一體化系統的特點。根據需要的變化，用機電一體化技術無需改裝系統就可以及時地對系統的結構和生產過程作必要的處理，從系統的觀點出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智能、調整、修改，因此機電一體化技術是解決多品種、小批量生產的重要途徑。

3 機電一體化的發展狀況及現狀分析

機電一體化的發展大體可以分為三個階段：①20世紀60年代以前，利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能的初級發展階段；②20世紀70～80年代以大規模、超大規模集成電路和微型計算機為代表的蓬勃發展階段；③20世紀90年代后期，機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。現階段，光學、通信技術等領域正循著機電一體化的發展步伐大踏步邁進，微細加工技術開始在機電行業初露鋒芒，光學、通信技術的融入使機電一體化由最初單一的模式逐步衍生出光機電一體化、微機電一體化等多個分支。另一方面，我國現階段在光纖、人工智能和神經網絡等技術領域發展較快，這對機電一體化技術的發展有一定的促進作用。在未來的技術研究領域，機電一體化將有望形成完整的基礎科學體系。

4 機電一體化技術未來的發展

4.1 智能化 智能化是當前機電一體化技術領域的一個未來發展趨勢。智能化是運用控制理論，將計算機科學、混沌動力學、模糊數學、人工智能、心理學、生理學以及運籌學等多個學科有機整合，智能模擬人類的邏輯思維、判斷推理和自主決策等能力，以便得到更高的控制目標。按照目前人工智能技術的研究狀況，未來時間將有可能發展高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，這是人工智能技術研究的一個必然的發展趨勢。

4.2 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、環境接口的機電一體化產品單元，需要針對各個研究項目制定不同的標準，各部件、單元或借口才能很好的完成配型。但是由于該技術領域存在利益紛爭，當前國內外尚未形成一套統一的標準。但是模塊化的生產理念已逐漸被機電生產領域認可，在未來的機電一體化研究領域，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

4.3 網絡化 網絡技術在上世紀九十年代風靡全球，帶動了科技研究、工業生產、政治、軍事、教育等眾多領域的技術研究或經濟模式的革新。機電一體化產品的市場前景是廣闊的，產品一經研發，配以網絡技術輔助推廣，必將在短時間內成為業界矚目的焦點。基于網絡技術的遠程控制終端設備就屬于機電一體化產品其中的一類。另外，現場總線和局域網技術在機電領域的應用，恰恰是機電一體化產品網絡化發展趨勢的最好印證。

4.4 微型化 微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，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，但其技術應用尚存在微機械技術這一發展瓶頸，在未來的發展進程中還有待進一步研究。

4.5 綠色化 綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，資源利用率大幅提高，有利于節約生產成本，而且健康環保，對生態環境的影響程度較小。無論是生產成本角度來考慮，還是從生態保護的角度來分析，機電一體化產品綠色化已是機電研究領域的必然趨勢，具有廣闊的開發前景。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。

4.6 系統化 系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另外，通信功能除了rs232外，還有rs485、dcs人格化。

5 結語

機電一體化的產生與迅速發展的根本原因在于社會的發展和科學技術的進步。系統工程、控制論和信息論是機電一體化的理論基礎，也是機電一體化技術的方法論。微電子技術的發展，半導體大規模集成電路制造技術的進步，則為機電一體化技術奠定了物質基礎。現代產品的機電一體化進入到實用階段。機械工程及自動化專業人員掌握機電一體化技術與應用中的理論和方法對今后的工作是非常有用的。

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【關鍵詞】機電一體化；核心技術；優勢；發展趨勢

機電一體化又稱機械電子工程，是機械工程與自動化的一種，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。

一、機電一體化的優勢

隨著機電一體化相關技術的快速發展，機電產品的外觀更加人性化、功能更加強大、體積和重量更加輕巧、可靠性更高等。與傳統的機電產品相比機電一體化產品具有以下優勢。

1、功能增強并且應用廣泛

機電一體化產品最顯著的特點就是突破了原來傳統機電產品的單技術和單功能的局限性，將多種技術與功能集成于一體，使其功能更加強大。而且能適應于不同的場合和不同的領域，滿足用戶需求的應變能力較強。

2、精度大大提高

機電一體化技術簡化了機構，減少了傳動部件，從而使機械磨損、配合及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用計算機檢測與控制技術補償和校正因各種干擾造成的動態誤差，從而達到單純用機械技術所無法實現的工作精度。

3、安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般具有自動監控、報警、自動診斷、自動保護、安全聯鎖控制等功能。這些功能能夠避免人身傷害和設備事故的發生，提高了設備的安全性和可靠性。

4、改善操作

機電一體化產品采用計算機程序控制和數字顯示，具有良好的人機界面，減少了操作按鈕及手柄，改善了設備的操作性能，減少了操作人員的培訓時間，從而大大簡化操作。

5、提高柔性

所謂柔性，即可以利用軟件來改變機器的工作程序，以滿足不同的需要。例如，工業機器人具有較多的運動自由度，手爪部分可以換用不同的工具，通過改變控制程序改變運動軌跡和運動姿態，以適應不同的作業要求。

6、生產能力和工作質量提高

基于虛擬原型的機電一體化設計建模與仿真技術研究 。

二、機電一體化的核心技術？

機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，現代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化的設備。

1、機械本體技術？

機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。？

2、傳感技術？

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。？

3、信息處理技術？

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。？

4、驅動技術？

電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。？

5、接口技術？

為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。？

6、軟件技術？

軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

三、機電一體化技術的發展前景

縱觀國內機電一體化的發展現狀和科學技術的提升，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：

一是智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。其產品可以模擬人類智能，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

二是系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合。表現特征之二是通信功能大大加強，遠程及多系統通信聯網的局部網絡正逐漸被采用。另外，機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。

三是微型化。微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，其具有廣闊的應用前景。

四是模塊化。模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。

五是綠色化。綠色化是時代的趨勢，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，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。

六是網絡化。網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。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。？

四、結束語

綜上所述，機電一體化技術是眾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。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。

參考文獻：

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關鍵詞：機電一體化 技術 應用

1 機電一體化技術發展

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 數字化 微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

1.2 智能化 即要求機電產品有一定的智能，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數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

1.3 模塊化 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、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

1.4 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，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

1.5 人性化 機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

1.6 微型化 微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種MEMS器件和系統，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。

1.7 集成化 集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。

1.8 帶源化 是指機電一體化產品自身帶有能源，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，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。

1.9 綠色化 科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環境，回歸自然，實現可持續發展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

2 機電一體化技術在鋼鐵企業中應用

在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面：

2.1 智能化控制技術(IC) 由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術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。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等，智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。

2.2 分布式控制系統(DCS) 分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。

2.3 開放式控制系統(OCS) 開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。

2.4 計算機集成制造系統(CIMS) 鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現CIMS化。

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一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢

自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機電一體化"的發展歷程

1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢

1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.

2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“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、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

三、典型的機電一體化產品

機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、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、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務

機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。

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“機電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度轉(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中，有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。

(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造；在已改造的近6500臺機床設備中，大約有15%需進一步改造。

(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造；且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。

(4)北京工業系統CAD應用還有較大差距。目前，北京工業品設計，CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內先進地區也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出，“八五”期間大中型企業要達到35%，中小型骨干企業要達到15%—20%；到“九五”時，按國務委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務，占總任務量的99.5%左右。

(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業化國家高近9倍。因此，北京工業系統節能降耗的任務非常重，而電力電子技術是節能降耗的王牌。

2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種，每年約開發試制新產品3000種，更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業產品的競爭能力。

1993年，北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種，在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中：機械局系統主要產品約1200種，機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統主要產品350種，機電一體化產品210種，機電一體化產品所占比例為60%；輕工系統主要產品總數為649種，機電一體化、智能化產品15種，機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%；汽車工業總公司系統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品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內先進水平相差一半左右。

3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在北京工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重，且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的“故土難離”“死守故業”問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。

(二)北京“機電一體化”工作的任務

北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點

(1)大力采用模糊技術，工業爐窯改造應上新臺階

國內外成功的范例表明，應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢，其中采用模糊技術改造要在80%。

(2)積極采用數控技術，機床高備改造要達新水平

對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調速技術，風機電泵改造要攀新高度

風機、電泵采用變頻調速后一般可節電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速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍；采用先進的變頻調速技術。

(4)優先應用CAD／CAM技術，工業設計水平提高要有新目標

北京工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業系統CAD的應用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。

2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標

(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。

(2)單項目標：

·機床數控化率：1995年，產量數控化率達5%，產值數控化率達16%；2000年，分別達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品的費用不少于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的開發生產能力：“八五”期間，開發能力要穩居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產基地之一。

·“電力電子”開發生產能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面，“八五”期間，開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品；交流變頻調速裝置要達到批量生產程度；高頻電子鎮流器要能出口創匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。

·模糊控制器的開發生產能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地，開發出用于工業爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來；交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年，空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。

·其它機電一體化產品的開發生產能力：微機控制多色印刷機要穩居全國第一；電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產量上全國領先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力，打出規模效益來；數字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……

總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中，數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機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、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍，也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。五、北京發展“機電一體化”的對策

(一)加強統籌安排，協調發展計劃

目前，北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時，市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!

(二)強化行業管理，發揮“協會”作用

目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業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“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。

“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……

(三)優化發展環境、增大支持力度

優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。

增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。

在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜；成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。

(四)突出發展重點，兼顧“兩個層次”

機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。

我們認為，北京“機電一體化”發展，當務之急，重中之重是：

抓緊開發生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等，用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造；

抓緊推廣應用經濟型數控系統，改造機床設備；開發生產低、中檔數控系統；

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【關鍵詞】機電一體化 故障診斷技術 可靠性 研究

中圖分類號：H-39文獻標識碼： A 文章編號：

一、前言

機電一體化比普通設備擁有更先進的工作特點，與那些純機械、純電子的設備相比，主要是采用先進的技術方法進行設備障礙的診斷。選取傳統方法中的優異技術，并結合新興的科學技術，進行機電一體化設備的故障診斷。從組成內容上分析，主要是結合機械以及電子，保證二者各司其職，能夠在最大程度上保證設備的正常運行。為了保證機電設備能夠正常的運行且安全使用，需要對設備的故障進行一定程度的診斷，能夠對故障進行及時排除。因為機電一體化設備越來越多的應用在我們的日常生活中，因此研究并提高設備的可靠性是相當必要的，因此本文將分析機電一體化設備存在的故障，并對診斷設備障礙的方法進行一定程度的研究，能夠確保工程領域技術正確的向一體化的方向運行。對設備的故障進行診斷，其工作過程是錯綜復雜的，需要從外部到內部一層層處理，能夠從簡單到復雜進行逐一排查。在最大程度上保證故障的徹底清查，做到及時檢修，從而提高機電設備的的工作性能，減少損失，并在一定程度上減少安全隱患。

二、常見的設備故障判斷方法

（1）根據是否有故障指示和報警，我們可以分類為有指示故障和無指示故障。很多高級設備控制系統都有指示故障程序，隨時監視整個系統的各種性能，包括硬件性能和軟件性能。當監視系統發現系統出現故障時就會馬上啟動報警系統或是在指定的說明地方顯示。工作人員根據系統的相關診斷說明找出故障發生的位置以及原因，同時系統會有相關的維修提示方法。如果系統部具備故障診斷提示程序將無法完成上述的任務。一旦系統出現故障只能靠維修工作人員根據自己的經驗以及技術能力慢慢的去分析問題所在，找出解決的方法。這很浪費時間效率也比較低，很多時候取決于維修人員的專業水平。

（2）根據故障出現時對器件或機床是否有損壞，有破壞性故障和無破壞性故障之分。在出現有破壞性故障時，對故障進行徹底的修護，避免出現相同的錯誤，影響工作進程。如果出現非破壞性的故障，也需找出問題，進行相應的維護，避免故障隱患。

（3）系統也可以根據是否是偶然發生故障，分為系統性故障及偶然性故障。在一定的條件以及事件的必然性下發生的故障稱為系統性故障。如果故障是在正常的同樣的條件下發生則稱為偶然性故障。由于偶然性故障存在一定的不確定性，這導致分析和維護較為困難。一般情況下，機床與機床間常存在一些松動，有時會出現元器件的局部漂移等一些不確定因素。這種故障需要工作人員不斷的檢查與測試才能排除。比較常見的是電氣故障和機械故障。

三、機電一體化設備的故障診斷方法

基于機電的一體化設備具有的特殊屬性，在診斷其故障時必須根據機械和電子設備的特性以及相應的性能仔細的分析，同時也要根據時代的發展趨勢用新的思維去分析問題。在做故障診斷時必須有一定的耐心，不能一開始就把器械給拆了。首先要對設備進行必要的了解，對其結構有一定的掌握，了解器械各部分的相應功能以及其作用，對整體器械系統有充分的了解。根據已知的條件分析故障可能出現的地方。同時評估其對機器的影響。 一般我們可采用多種方法對故障進行診斷分析，其中最常用的方法有：故障樹分析法、自診斷法、環境因素檢測診斷法等等。故障樹分析法即利用邏輯的方法，形象生動地分析工作，可以直觀、清楚看到各個部件之間的關系，分析時能夠思路清晰、邏輯性強，同時符號、邏輯門符號和轉移符號的利用也能夠簡單明了的描述系統中各種事件之間的因果關系，找出問題。自診斷法即利用機器本身安裝的故障代碼或是故障指示燈、報警系統等直接找出機器的故障所在，這一方法最基礎、最簡單，只有當它不能檢測出故障時，我們才會采用其他方法檢測。在具體診斷時，我們也不能忽視以下

幾點原則：

(1)在發生故障時,首先對機械設備進行檢查,然后檢查電子設備.主要是因為人的肉眼可以觀察到機械設備產生的故障,比如一些零件發生斷裂變形的情況等.這樣就不需要花費大量的時間進行大規模的檢查,更重要的原因是機械設備進行長時間的運行之后,比較容易出現磨損問題,導致機器運行發生故障.

(2)對機器的外部零件進行檢查,能夠保證外部零件的無故障后,在對機器的內部零件進行檢查.對執行元件進行逐級檢查,在最大程度上找出故障的發生源頭,并進行及時排除.

(3)先檢查主干部分，再檢查枝干部分。出現故障時首先要檢查機器的主要零部件，確認主要零部件沒有問題時，再檢查次要零部件，同時要重點檢查各個零部件之間的接口是否存在問題，并結合各個零部件綜合分析，找出故障所在。

四、機械設備管理與維修中的技術分析

(1)隨著時間的推移不停的更新器械設備的維修技術，由于機電一體化設備的制造技術的創新以及技術的改革將帶動設備內部結構和其功能的不斷革新，使其變得更加適應時代的發展。隨著設備制造技術的革新，設備的維修技術也要有相應的改革以適應設備.企業可定期組織負責機電設備管理與維修的人員進行總結學習，使其相互探討研究，以更好地解決工作中出現的難題，從而達到提高企業生產效益的目的。

(2)實現機電設備管理與維修的綠色化。如今，機電設備

的發展已經走上了綠色化的道路。為了保證機電設備有更好的發展,且實現機電設備管理以及維修的綠色化,保證企業生產效益的最大化,不能對周圍環境產生不良影響.需要采取科學有效的措施,進行解決.在最大程度上保證報廢設備的可用零件進行循環利用、將維修廢棄物的排放量降至最低等。

(3)充分利用現代技術分析法——計算機輔助診斷。計算機作為一項高科技的技術診斷方法,其技術具有一定的先進性,能夠保證具有較高的技術含量,因此掌握該門技術存在較大的難度,因此企業部門要加強該技術的宣傳工作,能夠讓相關工作人員對該技術有一定的學習和培訓.

五、結語

機電設備障礙的診斷方法及其維修方法是多種多樣的，不同的方法具有其各自的優缺點以及適用性，因此不能盲目的對維修、診斷方式進行生搬硬套，保證在實際應用中，能夠根據機電設備的特點以及生產的要求，采取合適的診斷以及維修方式。為了保證機電設備能夠正常的運行且安全使用，需要對設備的故障進行一定程度的診斷，能夠對故障進行及時排除。對設備的故障進行診斷，其工作過程是錯綜復雜的，需要從外部到內部一層層處理，能夠從簡單到復雜進行逐一排查。在最大程度上保證故障的徹底清查，做到及時檢修，從而提高機電設備的的工作性能，減少損失，并在一定程度上減少安全隱患。

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【關鍵詞】煤礦；機電一體化技術；運用

隨著社會的飛速發展，機電一體化技術得到了廣泛的運用。在煤礦生產過程中，機電一體化的深入直接影響到生產成果。經過不斷的實踐積累，機電一體化已經不但是機械技術和電子技術的雙重疊加，而是為達到平衡功能而裝置的科學探測手段。該技術的廣泛應用將電子設備和信息處理功能相互融合。筆者作為工作在一線的技術人員，對機電一體化技術在煤礦生產中的運用進行了簡要研究。

一、機電一體化技術在煤礦生產中的意義

機電一體化技術在煤礦事業中得到了廣泛的運用，它是機械系統和微電子產業的有機結合。隨著現代化煤炭工業發展的高速步伐，強大的機械作用為工業發展帶來了源源不斷的發展動力，使煤礦產業更加健全和豐富。機電一體化對煤礦企業的意義深遠。從煤炭生產的角度上來說，它的發展經歷了手工、炮采、機械化三個階段。而在機械化階段，機電一體化使煤礦開采的產量不斷提高，生產效率達到了飛速提升。

煤炭的發展直接影響了工業產量的提升。據統計，我國每年煤礦開采的年產量從幾百噸發展到了幾千萬噸。一些先進的企業、礦業在一個采礦工作面生產力就能達到五百萬噸，例如神華集團有限責任公司、河南煤業化工集團有限責任公司、山西焦煤集團有限責任公司等等。在大型企業的發展中，機械技術占有整體系統構造的百分之八十以上，這就要求機電技術能夠更加科學和完善。

二、機電一體化在煤炭生產中的優勢和劣勢

機電一體化集中了機械、電子、計算機和信息技術，這種綜合技術與煤炭采集的機械技術結合起來，相互交匯成一種新興的綜合技術。通過這樣的集合，機電一體化的本質已經不再是單純電子技術的簡化，而是形成了全面綜合的機械控制系統。

機電一體化技術在煤炭生產中具有以下特點：從其發展優勢來說，機電一體技術的發展更具有很高的安全性和可靠性。由于煤炭挖掘采集具有一定的風險性，對于機械開采技術的強化至關重要。為了減輕人力的勞作風險，機械一體化采用自動監視、自動報警、自動診斷等功能，大大簡化了各項煤炭企業所需的技術。尤其是機電一體化自動監控技術，精簡了煤礦開采、運輸等機械操作的步驟，并且具有操作簡單、使用方便、適用范圍廣、生產能力強、工作質量高等特點。機電一體化產品的各種功能適用于煤炭開采的不同場合，極大的提高了煤炭技術監控和探測的靈敏程度。經過一定的發展和轉變，整個機械系統更加方便，尤其是自動檢驗和自動監視的功能，能夠使機械故障得到最大程度的保護和維護，即使在錯誤狀態下，工作也能恢復正常。

在煤礦生產中，機電一體化也有一定的發展劣勢。例如：高投入、高耗能、高戰線。在這樣的特點中可以看出，由于企業需要強大的工作效率，勢必要采取機械的高耗能。這樣一來，就需要要淘汰大量的不易開采的呆滯、遺留煤柱和無法開采的薄煤層，可能會造成資金的大量投入。針對這樣的情況，應該合理設計淘汰和改造落后的機械設備。例如：MGD150NW采煤機、綜采液支架、自耦減壓起動控制柜、煤礦鋼絲繩損傷定量檢測系統，這些設備都可以提高功效、增加產量，提高人身及設備的安全系數。

三、機電一體化技術在煤礦生產中的創新和應用

煤炭生產操控系統融合機電一體化技術主要體現在以下幾個方面：

（一）機電一體化技術在煤炭系統中達到自動控制

在機電一體化技術中，在線監控、自動警報和故障診斷都具有重要的作用。對煤礦機械的電動機、傳送系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等在線監控，能夠在煤炭事業開展的過程中，進行精確的運行狀態實時監控。一旦該系統出現故障問題，就能自動報警并且上報故障的具體部位，逐漸改善操作員的工作條件，確保工作人員的工作安全。

在提高工作環境的同時，加強機械的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低機械使用和維修的費用，縮短停機維修的時間，加長煤炭開采運輸機械的使用壽命。例如，在采煤機變頻器上，安裝PLC控制系統，使得機電一體化實現多種情況之下的在線監控和故障檢修，并對煤礦中的電氣設備進行更加人性化、智能化的設計。

（二）在煤礦生產中提高開采、運輸的效率

為了節省能源，降低煤業中的各項損耗，提高生產效率，要對機械一體化中的某些技術進行調節。例如：井下使用的膠帶運輸機、提升機、通風機等，都必須從傳統的控制系統中進行更新，使用變頻啟動、PLC控制系統。升級后的系統節電量都可以達到百分之三十左右，在確保生產質量的情況下，生產效率也大大提高了。

（三）在煤炭運輸中加深自動化或者半自動化的程度

煤礦機械為了實現自動化或半自動化的控制，可以減輕機械操作者的勞動強度，逐步提高生產效率。最大程度上減少因操作者的經驗不足，對作業精確度的影響。例如：在某套薄煤綜合采集設備中，在機電設計中，將系統設定成為為微電腦操控，只要在支架操作控制器上輸入程序，支架就會自動連續動作起來，從而實現遠程操控操作和無人操作系統。

其實，在一些國外煤炭企業中，所需的生產輸送機、采煤機、挖掘機等電子機械一體化技術都采用了電子操縱的自動變速器，根據整體負荷的變化情況自動改變了傳統的動率。我國可以借鑒此機械技術，改變煤礦事業功率，大大提高能源的損耗性。

四、機電一體化對煤礦生產的發展方向

機電一體化的廣泛運用使過去落后的生產方式得到了極大的轉變，大量科學而精密的自動化電子設備徹底改變了煤礦作業的工作模式，明顯降低了工人們的勞動強度，大幅度提升了礦業生產的勞動效率。