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機電技術應用論文:港口機電設備故障診斷技術的應用研究和推廣
[摘要]隨著港口吞吐量和機械化程度的增加,對港口設備的要求也越來越高,港口機電設備出現故障的現象也逐漸增多。本文首先介紹了設備故障診斷技術的發展及研究現狀,分析了傳統的設備故障診斷技術方法,然后針對港口機電設備故障診斷技術應用及研究進行了詳細分析,并以內燃機為例詳細說明了港口機電設備故障診斷的步驟。由于港口設備數量和種類較多,因此港口機電設備故障診斷技術應向自動化和智能化方向進一步發展。
[關鍵詞]港口設備 故障診斷 應用 推廣
我國的交通運輸業是國民經濟的重要組成部分,自從改革開放以來,我國的水運行業發展迅速,隨著港口的大型機電設備的自動化程度的日益提高,我國港口吞吐量增長較快,促進了水運行業的發展,使得我國的交通運輸行業在國民經濟發展中所占的比重也逐漸增大。隨著港口吞吐量和機械化程度的增加,港口機電設備在水運行業中的作用越來越重要,對港口設備的要求也越來越高,港口機電設備的結構及其組成也愈加復雜,負荷越來越重,因此港口機電設備出現故障的現象也逐漸增多,這直接影響了港口作業的質量和進度,降低了港口水運的經濟效益。因此,對港口機電設備故障診斷技術的研究成為港口水運行業的的一項迫切的重要任務。
一、設備故障診斷技術發展及現狀
機電設備故障診斷技術發展分為三個階段:初級階段-感官、專業知識和經驗判斷;現代化階段-計算機技術、傳感器技術和動態監測技術綜合診斷;智能化階段-集故障監測、診斷、設備管理和調度一體化的智能化階段。機電設備故障診斷技術起源于20世紀,并在此期間取得了較大的發展和進步。航天工業的發展使該技術取得較快地發展,隨后計算機、微電子和傳感器技術的發展和應用使得該技術逐漸地完善,此時還在航天和核電等大型部門應用較多,其他部門發展較為緩慢,到20世紀末機電設備故障診斷技術在農業、化工、冶金礦山、發電、交通運輸和機械制造等各部門開始應用,并且發展較快,取得了顯著的經濟和社會效益。21世紀,機電設備故障診斷技術在我國國民經濟的各部門都已取得長足的發展和普及應用,技術發展轉向智能化。
二、設備故障診斷技術及手段
①機械振動監測診斷技術。通過對振動參數進行監測,來判斷設備的運轉情況,由于其此種方法簡單偏于操作,且對設備沒有損傷,因此機械振動監測技術成為方法;②磨屑監測診斷技術,該技術主要用于液壓系統和潤滑系統,由于磨損方式和磨損速度不同而產生的磨屑粒尺寸和形態有所差異,從而來判斷破損類型和磨損部位;③溫度監測診斷技術,由于設備不同部位產生的溫度變化不同,利用溫度變化程度來判斷設備的運行情況,利用紅外線來監測可以實現非接觸、遠距離監測,且能夠進行運算、處理和判斷測定設備各部分的溫度變化;④無損探傷監測技術,該技術應用較廣,尤其是γ射線掃描。該技術是射線在物質中的衰減規律,掃描得到相關參數變化的譜線,然后通過系統分析確定設備故障的部位。
三、港口機電設備故障診斷技術
1.港口機電設備故障診斷技術研究情況
港口設備分小型裝卸機械和大型裝卸機械兩類,其中小型機械數量大,流動性大,但活動范圍小,大型機械種類多,作業分散,操作要求較高。國內鑒于港口機械的工作性質和工作環境,提出了柴油機、結構裂紋、液壓傳動、鋼絲繩和制動器、糧倉、電器系統、皮帶縱向撕裂、監測中心和測試車、設備管理和維修體制改革10個方向的相關的研究專題。
國內外設備故障監測技術與手段的發展,在港口機電設備故障診斷技術中也得到了廣泛地應用。目前國內在各港口開展了設備監測研究和故障診斷研究,取得的成果有:上海港務局與上海海運、上海交大和同濟大學等院校進行相關課題的合作,上述10個研究課題中9個課題開始進行研究,部分課題已列入交通部和上海市的科技攻關項目。
2.港口機電設備故障診斷實例分析
港口設備動力一般由內燃機提供,內燃機可能會出現故障,以內燃機為例簡要分析港口設備故障診斷技術的應用。針對內燃機動力不足問題進行簡要分析。
(1)故障現象。港口上使用時間較長的內燃機存在動力不足的現象。
(2)故障原因。內燃機油箱油量是否充足;內燃機的供油管是否有漏油或斷裂現象;內燃機的噴油泵油量調節桿是否卡住、鎖緊螺栓是否有脫落現象等;內燃機的燃油是否含有空氣或其他雜質等;內燃機供油管是否堵塞;內燃機的燃油濾清器是否堵塞;內燃機的供油時間是否合適無延遲現象。
(3)故障排除。內燃機的供油管有沒有漏油等問題,內燃機的油箱的油量多少,內燃機的噴油泵油量調節桿有無卡住,內燃機的油量控制桿鎖緊螺栓是否脫落,內燃機的燃油成分檢查是否空氣含量較高,內燃機的供油管和濾清器是否堵塞,檢查內燃機的供油時間。
(4)采取措施。首先應檢查內燃機的油箱油量是否充足,如果油量不足應增添燃油;其次檢查內燃機的供油管是否漏油或斷裂,發現漏油或斷裂及時進行維修,如果是由漏油原因引起則維修內燃機后還要排除管路中的空氣壁面油的純度不夠;檢查內燃機的調節桿卡住和內燃機的油量控制桿的鎖緊螺栓是否緊固,如果在內燃機的運行過程中有異樣聲響,則需要將部件重新鎖緊;然后拆下內燃機的燃油管的進油端進行連續壓動,如無燃油流出,可能是供油管或燃油濾清器發生了堵塞,采取措施為進行逐段進行排除;內燃機的供油時間不合適,延遲或過早都會引起動力不足。
四、結論
自從改革開放以來,我國的水運行業發展迅速,我國港口吞吐量增長較快,對港口設備的要求也越來越高,因此港口機電設備出現故障的現象也逐漸增多。
本文首先介紹了設備故障診斷技術的發展現狀,目前傳統的機電設備故障診斷技術主要包括:機械振動監測、磨屑監測、溫度監測以及無損探傷等,港口設備故障診斷技術水平已越來越高,然后隨著故障現象的增多,港口設備故障診斷技術應向自動化智能化方向進一步發展。
機電技術應用論文:煤礦機電一體化技術應用的探究
煤炭是我國重要的能源,煤炭工業的大力發展,在我國的國民經濟建設發展中占居重要的地位。因而,近年來各級煤礦企業領導都十分重視機電一體化技術在煤炭生產中的應用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術的應用進行研究。
關鍵詞:煤礦 機電一體化 應用
1 概述
煤礦機電一體化產品是把各項高新技術融于一體的高科技產品,其主要技術包括:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產品性等等,這些都是科技高速發展的熱門技術。在煤礦企業中,開始利用機電一體化技術對煤炭系統進行改造舊設備和開發新產品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機電一體化技術和產品的發展是實現高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產品更新換代的重要途徑。
2 煤礦機電一體化技術產品的應用
2.1 礦井運輸提升產品的應用 在煤礦生產中,因為現代化煤礦發展的需要,對煤礦機械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術比較先進的國家,煤礦井下大巷的運輸系統大多是采用帶式運輸機,他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高性的磁阻電機在煤礦提升系統中也得以應用。還有德國自主研發的內裝式交——交變頻調速提升機,它采用機電一體化技術把電機和滾筒做成一體,這樣的融合技術不論在機械結構設計方面還是在電氣控制系統方面在世界上都處于經驗豐富地位。
在我國,大多數煤礦井下生產已經實現了皮帶化,采用大巷強力帶式運輸機運輸的方式也非常普遍。另外,計算機控制系統發展也非常迅速,它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能,如應用過程中的軸承溫度、倒轉、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,但是從發展的角度看問題,這的確是一個很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺,其中90%為交流提升機,并且均是采用轉差功率消耗型的轉子串電阻調速,電控系統部分絕大多數仍采用繼電器——接觸器系統,只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數為發電機拖動,雖有部分可控硅供電系統,也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設計起來也比較容易,不需要一些復雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強,因此,它能在環境比較惡劣的情況下進行長時間工作。
2.2 綜合機械化采煤 1970年,我國自主設計制造裝配了及時套綜合機械化采煤工作面,并在大同礦務局進行試驗使用,一直試驗使用到80年代后期,這項技術的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發展,推動了煤礦自動化的發展進程,同樣,采煤機也由液壓牽引開始轉向電牽引;液壓支架的控制系統也逐漸向計算機化發展,以計算機為核心,采用電液控制,移架自動化得以實現。另外,對工作面刮板運輸機也進行了微機監控裝置的配置,實現計算機自動化控制。機電一體化技術在綜合機械化采煤中的應用,使設備動作趨于協調,且安全性、性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業帶來了更高的經濟效益。 [:請記住我站域名/]
2.3 礦井安全生產監控系統 從多數煤礦使用監控系統的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究,對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施,但仍然沒有得到預期的效果,因此這些在實際現場應用率不是很高。在國外,由于計算機網絡軟硬件技術發展很快,運行速度和質量也在不斷提高,傳輸介質由同軸電纜發展到光纜,信息媒體由字符發展到聲像,煤礦的安全監控系統有了很大的發展,他們的機電一體化技術在監控系統上的應用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產監控系統是煤炭行業內部機電一體化技術推廣應用最快的產品,一些高校、科研所和企業正在研究和生產煤礦安全生產監控系統。
3 對我國煤礦機電一體化技術的思考
在20世紀,我國煤礦機電一體化技術(產品)取得了較大的發展,機電一體化技術應用到了煤礦每個環節,但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機電一體化技術達到世界先進技術水平,必須掌握信息時代機電一體化技術的特點和相關技術發展的動態。
應提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度;以計算機為機電一體化的核心裝置,因為計算機運算和存貯能力非常強,且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品,在設計煤礦機電一體化產品時,應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機,從而保障工作性能更;對于新開發的煤礦機電一體化產品應具有通信功能,同時,要選用很好的開放性和高性的通信模塊,方便與控制網絡進行連接通信控制;煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平,能判斷機電設備和周圍環境的狀態,使設備能自動適應環境并以的狀態工作,同時能快速地對所采集的參數進行分析,從而對故障進行診斷,再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測;要對礦用傳感器進行深入研究和開發,提高礦用傳感器的性和使用壽命,同時考慮傳感器的數字化、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境下進行信號的測量,并保障其測量度,并具有自校正、自診斷、狀態識別和自我調節等功能;要關注國內外高新技術的發展,將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化產品,從而提高煤礦現代化,達到煤礦自動化生產。
4 結束語
煤礦機電一體化技術是煤礦綜合自動化的發展基礎,更是煤礦企業信息化建設的重要支撐技術,煤礦機電一體化技術在采、掘、運、裝備等方面的應用和推廣,大力地推動我國煤礦綜合生產力,同時,
為實現安全、高效、潔凈、結構優化的現代化、高科技煤炭工業生產打下了堅實的基礎。
機電技術應用論文:煤礦機電一體化技術應用探究
摘要:煤炭是我國重要的能源,煤炭工業的大力發展,在我國的國民經濟建設發展中占居重要的地位。因而,近年來各級煤礦企業領導都十分重視機電一體化技術在煤炭生產中的應用與推廣。本文對煤礦機電一體化技術的應用進行研究。
關鍵詞:煤礦 機電一體化 應用
1 概述
煤礦機電一體化產品是把各項高新技術融于一體的高科技產品,其主要技術包括:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產品性等等,這些都是科技高速發展的熱門技術。在煤礦企業中,開始利用機電一體化技術對煤炭系統進行改造舊設備和開發新產品,并取得了巨大的成功,這讓人們清楚地意識到,機電一體化技術和產品的發展是實現高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產品更新換代的重要途徑。
2 煤礦機電一體化技術產品的應用
2.1 礦井運輸提升產品的應用 在煤礦生產中,因為現代化煤礦發展的需要,對煤礦機械化采煤提出更高的要求,那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統的要求也就越來越高。如今,對于國外一些采煤技術比較先進的國家,煤礦井下大巷的運輸系統大多是采用帶式運輸機,他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式,主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家,高性能、高性的磁阻電機在煤礦提升系統中也得以應用。還有德國自主研發的內裝式交——交變頻調速提升機,它采用機電一體化技術把電機和滾筒做成一體,這樣的融合技術不論在機械結構設計方面還是在電氣控制系統方面在世界上都處于經驗豐富地位。
在我國,大多數煤礦井下生產已經實現了皮帶化,采用大巷強力帶式運輸機運輸的方式也非常普遍。另外,計算機控制系統發展也非常迅速,它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能,如應用過程中的軸承溫度、倒轉、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,但是從發展的角度看問題,這的確是一個很好的開始。目前,我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺,其中90%為交流提升機,并且均是采用轉差功率消耗型的轉子串電阻調速,電控系統部分絕大多數仍采用繼電器——接觸器系統,只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數為發電機拖動,雖有部分可控硅供電系統,也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單,程序設計起來也比較容易,不需要一些復雜的輸入輸出接口裝置,抵抗外界的干擾能力也很強,因此,它能在環境比較惡劣的情況下進行長時間工作。
2.2 綜合機械化采煤 1970年,我國自主設計制造裝配了及時套綜合機械化采煤工作面,并在大同礦務局進行試驗使用,一直試驗使用到80年代后期,這項技術的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發展,推動了煤礦自動化的發展進程,同樣,采煤機也由液壓牽引開始轉向電牽引;液壓支架的控制系統也逐漸向計算機化發！展,以計算機為核心,采用電液控制,移架自動化得以實現。另外,對工作面刮板運輸機也進行了微機監控裝置的配置,實現計算機自動化控制。機電一體化技術在綜合機械化采煤中的應用,使設備動作趨于協調,且安全性、性大為提高,操作性能更加完善,為煤炭企業帶來了更高的經濟效益。
2.3 礦井安全生產監控系統 從多數煤礦使用監控系統的效果來看,還存在一些問題,但是主要問題是傳感器的不足,并且使用過程中,其穩定性相對較差,使用壽命不足,一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究,對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施,但仍然沒有得到預期的效果,因此這些在實際現場應用率不是很高。在國外,由于計算機網絡軟硬件技術發展很快,運行速度和質量也在不斷提高,傳輸介質由同軸電纜發展到光纜,信息媒體由字符發展到聲像,煤礦的安全監控系統有了很大的發展,他們的機電一體化技術在監控系統上的應用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產監控系統是煤炭行業內部機電一體化技術推廣應用最快的產品,一些高校、科研所和企業正在研究和生產煤礦安全生產監控系統。
3 對我國煤礦機電一體化技術的思考
在20世紀,我國煤礦機電一體化技術(產品)取得了較大的發展,機電一體化技術應用到了煤礦每個環節,但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此,要讓我國煤礦機電一體化技術達到世界先進技術水平,必須掌握信息時代機電一體化技術的特點和相關技術發展的動態。
應提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度;以計算機為機電一體化的核心裝置,因為計算機運算和存貯能力非常強,且體積和功耗小,更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品,在設計煤礦機電一體化產品時,應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機,從而保障工作性能更;對于新開發的煤礦機電一體化產品應具有通信功能,同時,要選用很好的開放性和高性的通信模塊,方便與控制網絡進行連接通信控制;煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平,能判斷機電設備和周圍環境的狀態,使設備能自動適應環境并以的狀態工作,同時能快速地對所采集的參數進行分析,從而對故障進行診斷,再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測;要對礦用傳感器進行深入研究和開發,提高礦用傳感器的性和使用壽命,同時考慮傳感器的數字化、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境下進行信號的測量,并保障其測量度,并具有自校正、自診斷、狀態識別和自我調節等功能;要關注國內外高新技術的發展,將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化產品,從而提高煤礦現代化,達到煤礦自動化生產。
4 結束語
煤礦機電一 體化技術是煤礦綜合自動化的發展基礎,更是煤礦企業信息化建設的重要支撐技術,煤礦機電一體化技術在采、掘、運、裝備等方面的應用和推廣,大力地推動我國煤礦綜合生產力,同時,為實現安全、高效、潔凈、結構優化的現代化、高科技煤炭工業生產打下了堅實的基礎。
機電技術應用論文:機電技術應用專業學生自我鑒定
時間過得真快，轉眼間又快到這個學期的階段了。,通過良師的教導和自身的刻苦學習,也養成了認真對待學習和工作的好習慣!
本人有良好道德修養,遵紀守法,愛護公共財產,團結同學,樂于助人.熱心參予學校的各種活動。在學習上，我覺得大學生首要任務還是學好文化知識，所以在學習上我踏踏實實，一點也不放松。一份耕耘一分收獲，學習就是學生的職業，這份職業同樣需要有智慧、毅力和恒心。在生活上，盡量與舍友、同班同學搞好關系，廣交朋友，朋友遍布各院系、各瘦。由于平易近人待人友好,所以一直以來與人相處甚是融洽。因而在這學期初的班委選舉中，我很榮幸的被選為了副班長，這樣一來不但可以為班里面做貢獻，還可以鍛煉自己的組織交際能力。
一學期的大學生活、工作學習使我真正認識到一個大學生應具備的綜合素質，我也希望在任職期間能充分發揮我的潛力同時提高我自身的綜合素質，在今后的工作中仍然能保持足夠的熱情取得更好的成果。人生的選擇總是存在著許多必然性和偶然性，為了順應社會的需要，而且為了自我的更好發展，我來到了XX工業學校機電技術應用專業學習。老師的指導，同學的幫助都使我受益匪淺，為了自己心中那片天地不斷地學習，不斷地求知，要求自己成為一個不讓家里失望，不讓社會失望的學生，努力成為一個對國家對社會有用的知識型社會主義建設者。
在學校期間，我擔任班級干部，勤勤懇懇，認真完成老師布置的任務，熱心幫助同學，并且不斷提高自己與他人的交際能力和團體協作能力，我參加了校學生會，體育部的學生會，并且擔任寢室長。在我工作期間，獲得了老師的認可和同學的支持，取得了一系列的成績。作為班級的一員，我能和同學搞好關系，恰當處理各種事情，并且積極參加班級和學校組織的各項活動，并且獲得許多獎勵。
我是一個自信的人，也是一個又責任心和愛心的人，我相信只要我勇敢，努力地面對生活，我就能獲取成功，實現自己心中的理想，并且我也會為了我自己的理想而不斷的努力奮斗。
機電技術應用論文:淺析傳感器技術在機電一體化中的應用
摘要:文章概述傳感器研究現狀與發展,探討傳感器在機電一體化系統中的應用,并分析我國傳感器技術發展的若干問題及發展方向。
關鍵詞:傳感器技術;機電一體化;應用
在機電一體化系統中,傳感器處系統之首,其作用相當于系統感受器官,能快速、地獲取信息并能經受嚴酷環境考驗,是機電一體化系統達到高水平的保障。如缺少這些傳感器對系統狀態和對信息而的自動檢測,系統的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。
一、傳感器的研究現狀與發展
傳感器是能感受規定的被測量并按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于檢測機電一體化系統自身與操作對象、作業環境狀態,為有效控制機電一體化系統的運作提供必須的相關信息。隨著人類探知領域和空間的拓展,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,相應的信息采集——傳感技術也將日益發展,傳感器也將無所不在。
從20世紀80年代起,逐步在世界范圍內掀起一股“傳感器熱”,各先進工業國都極為重視傳感技術和傳感器研究、開發和生產。傳感技術已成為重要的現代科技領域,傳感器及其系統生產已成為重要的新興行業。
二、傳感器在機電一體化系統中的應用
傳感器是左右機電一體化系統(或產品)發展的重要技術之一,廣泛應用于各種自動化產品之中:
1.機器人用傳感器。工業機器人之所以能夠操作,是因為它能夠通過各種傳感器來感知自身、操作對象及作業環境的狀態,包括:其自身狀態信息的獲取通過內部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環境的感知通過外部傳感器來實現,這個過程非常重要,足以為機器人控制提供反饋信息。
2.機械加工過程的傳感檢測技術。
(1)切削過程和機床運行過程的傳感技術。切削過程傳感檢測的目的在于優化切削過程的生產率、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切屑的狀態及切削過程辨識等,而最重要的傳感參數有切削力、切削過程振動、切削過程聲發射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講,主要的傳感檢測目標有驅動系統、軸承與回轉系統、溫度的監測與控制及安全性等,其傳感參數有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態與冷卻潤滑液的流量等。
(2)工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監視技術相比,工件的過程監視是研究和應用最早、最多的。它們多數以工件加工質量控制為目標。20世紀80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安裝監視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監視將采用或開發許多傳感器,如基于TV或CCD的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統等。
(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(按磨鈍標準判定)或出現破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保障加工精度和加工表面完整性時,稱為刀具/砂輪失效。工業統計證明,刀具失效是引起機床故障停機的首要因素,由其引起的停機時間占NC類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外,它還可能引發設備或人身安全事故,甚至是重大事故。
3.汽車自動控制系統中的傳感技術。隨著傳感器技術和其它新技術的應用,現代化汽車工業進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統取代純機械式控制部件,這不僅體現在發動機上,為更地改善汽車性能,增加人性化服務功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、性、操作方便和舒適性,先進的檢測和控制技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統中,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、我國傳感器技術發展的若干問題及發展方向
傳感器技術是實現自動控制、自動調節的關鍵環節,也是機電一體化系統不可缺少的關鍵技術之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統的功能;其水平越高,系統的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統中,如果不能利用傳感檢測技術對被控對象的各項參數進行及時地檢測出并轉換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系
統控制的信息就無法獲得,進而使整個系統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研究所和大學,始于20世紀80年代,與國外先進技術相比,我們還有較大差距,主要表現在:
(1)先進的計算、模擬和設計方法;
(2)先進的微機械加工技術與設備;
(3)先進的封裝技術與設備;
(4)性技術研究等方面。因此,必須加強技術研究和引進先進設備,以提高整體水平。傳感器技術今后的發展方向可有幾方面:
1.加速開發新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科,各種新技術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傳感器。
2.向高精度發展:研制出靈敏度高、度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產自動化的性。
3.向微型化發展:通過發展新的材料及加工技術實現傳感器微型化將是近十年研究的熱點。
4.向微功耗及無源化發展:傳感器一般都是非電量向電量的轉化,工作時離不開電源,開發微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發展方向。
5.向智能化數字化發展:隨著現代化的發展,傳感器的功能已突破傳統的功能,其輸出不再是一個單一的模擬信號(如0-10mV),而是經過微電腦處理好后的數字信號,有點甚至帶有控制功能,即智能傳感器。
機電技術應用論文:談工程機械機電一體化技術應用
1我國機電一體化在工程機械中的功能
在機械工程中,有效利用智能化和機電一體化不僅可以提高機械工程中的生產效率、減小能量的損失、節約能源,而且可以有效地保障施工質量,提高自動化水平,使其具有較高的精度。廣泛使用機電一體化不僅可以使機械工程有較好的經濟性和較高的技術價格比,而且可以使操作更加簡單、輕便,在當前,我國的機電一體化在工程機械中具有以下功能:
1.1自動報警、電子監控以及故障自檢功能
在工程機械中,電子監控就是對其傳動系統、工作配件、制動系統、發動機以及液壓系統等的工作狀態進行監控,一旦在監控過程中發現了異常現象,自動報警系統就會對出現故障的部位進行地定位,然后便能有效改善工作人員的工作條件,迅速提高機械設備的效率,還可以使設備的維護檢修工作變得更加簡單,使停機維修的時間減少,降低維修使用的費用,盡量延長機械設備的使用壽命。
1.2有效控制柴油機的功能
在工程機械中,有效利用電子油門的控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置以及電子調速器等機械設備可以真正實現控制柴油機的功能。
1.3使作業精度提高的功能
在瀝青以及水泥混凝土攪拌的現代設備中,為了能夠提高成品料的作業精度,都廣泛采用了微機控制的電子稱量系統,而且實現了稱量過程的自動化。因為應用了自動化的找平系統,所以大大提高了瀝青混凝土攤鋪機的施工質量。另外,瀝青混凝土攤鋪機因為使用了有超聲波技術的自動供料系統而實現了調節的自動化,進而在一定程度上提升了攤鋪的質量。對鏟運機鏟斗刀刃、平地機刮刀以及土機鏟刀進行機電一體化的控制,不僅可以有效減輕機械工作人員的勞動強度,而且真正提高了工程機械作業的精度和效率。
1.4使生產率提高、降耗節能的功能
在傳統的工程機械中,一般能量利用率比較低,比如液壓挖掘機的燃料能量的利用率在30%左右,這樣低的能量利用率使得工程機械必須注重節能發展。在發達國家,他們的挖掘機都已經采用新型的節能控制器,這種控制器不但有良好的節能效果,而且采用卡特電子效率的控制系統,通過綜合控制泵和發動機,大大提高了工程機械的生產效率。
1.5工程機械作業過程的半自動化或自動化功能
為了真正減輕工作者的工作效率,提高機械的生產效率,大量的企業在工程機械中開始實行半自動化或自動化控制。這種功能還減少了由于工作者的經驗不足而對作業精度的影響。在我國一些先進的企業中,其挖掘機都設有特殊的軌跡控制系統,即挖掘軌跡控制系統。在控制板上,有關的工作人員只要把挖掘機運動軌跡的路線設計好,就可以依照各種角度傳感器的信號利用微機控制系統對動臂、鏟刀和斗桿進行自動控制,這樣不僅實現了對工程機械作業進行自動化控制,而且還能夠挖掘各種特定開口與斷面的斜面、溝槽。
2我國機電一體化在工程機械中的應用前景
由于控制、電子、計算機、光學等多種學科與技術的快速發展,我國的機電一體化也得到了前所未有的發展,如今在工程機械領域機電一體化的應用前景可以分為以下幾個方面:
2.1模塊化
由于科學技術不斷進步,社會分工不斷精細,我國機電一體化的產品數量和產品種類也變得越來越多,所以,應該加快實現機械產品的動力接口、機械接口和電器接口的標準化,雖然這項工作比較復雜而且困難,但是卻尤為重要,因此說,工程機械機電一體化的發展變成模塊化是一項任重而道遠的任務。但是,只要實現了工程機械機電一體化的模塊化,就可以有效匹配各單元和部件,比如:具備視覺、識別以及圖像處理等功能的控制單元、減速于一體的動力單元等等。只有這樣,整個社會才能進一步分工,新產品才能更快被研發,工程機械才能不斷擴大生產規模。
2.2智能化
在21世紀的工程機械領域,機電一體化將會把智能化應用作為一個重要的發展方向,現如今,有越來越多的人開始研究人工智能方面的內容,主要表現在機器人和數控機床的智能化應用上。一般所說的智能化就是指在有關的控制理論的基礎上,利用人工智能、模糊數學、心理學、運籌學等新思想、新手段在工程機械上中進行應用和分析,讓工程機械通過自己的判斷推理、邏輯思維以及自主決策等能力進行運作,這樣就使得機電一體化滿足了更高的要求。為了符合時代的發展趨勢,工程機械的智能化發展將成為必然。
2.3網絡化
機電一體化之所以在工程機械中獲得廣泛應用,這與計算機信息網絡技術的快速發展是分不開的。目前,大多數新型的機電一體化都具有較高的質量、強大的功能,而且有相當好的社會價值和經濟價值,因此只要借助網絡就會在很短的時間內迅速暢銷。與此同時,在工程機械中監視技術和遠程控制技術也已經應用越來越廣泛,現在看來,機電一體化的發展趨勢將逐漸趨向信息化和網絡化。
2.4可持續化
不可否認,工業化的進程在很大的程度上提高了我們的生活質量和水平,然而,對我們的生活環境也造成了一定程度上的破壞,嚴重浪費了大量的自然資源。新世紀以來,人們越來越關注環保問題,公民也一直在不斷加強自己的環保意識,綠色產品的概念和設計制造越來越受到歡迎。已經有越來越多的企業在制造、使用、設計以及銷毀工程機械產品時都注重環保的要求,盡量提高資源的利用效率,滿足人們的健康需要。所以,在工程機械中,可持續化的綠色機電一體化產品將會越來越受人們的歡迎。
3結語
在工程機械領域,機電一體化技術占據越來越大的優勢,而且已經被廣泛地應用,因為大量企業對機電一體化都很重視,也使機電一體化技術有了很大的發展。作為工程機械的使用者和管理者,就應該及時順應時展的潮流,趕上科學技術的發展速度,快速地了解、掌握和學習機電一體化技術,只有做到了這些才能更好地參與到現代化的工程建設中去,為我國的工程機械建設事業做出更大的貢獻。
機電技術應用論文:港口機電設備故障診斷技術的應用研究與推廣
我國的交通運輸業是國民經濟的重要組成部分,自從改革開放以來,我國的水運行業發展迅速,隨著港口的大型機電設備的自動化程度的日益提高,我國港口吞吐量增長較快,促進了水運行業的發展,使得我國的交通運輸行業在國民經濟發展中所占的比重也逐漸增大。隨著港口吞吐量和機械化程度的增加,港口機電設備在水運行業中的作用越來越重要,對港口設備的要求也越來越高,港口機電設備的結構及其組成也愈加復雜,負荷越來越重,因此港口機電設備出現故障的現象也逐漸增多,這直接影響了港口作業的質量和進度,降低了港口水運的經濟效益。因此,對港口機電設備故障診斷技術的研究成為港口水運行業的的一項迫切的重要任務。
一、設備故障診斷技術發展及現狀
機電設備故障診斷技術發展分為三個階段:初級階段-感官、專業知識和經驗判斷;現代化階段-計算機技術、傳感器技術和動態監測技術綜合診斷;智能化階段-集故障監測、診斷、設備管理和調度一體化的智能化階段。機電設備故障診斷技術起源于20世紀,并在此期間取得了較大的發展和進步。航天工業的發展使該技術取得較快地發展,隨后計算機、微電子和傳感器技術的發展和應用使得該技術逐漸地完善,此時還在航天和核電等大型部門應用較多,其他部門發展較為緩慢,到20世紀末機電設備故障診斷技術在農業、化工、冶金礦山、發電、交通運輸和機械制造等各部門開始應用,并且發展較快,取得了顯著的經濟和社會效益。21世紀,機電設備故障診斷技術在我國國民經濟的各部門都已取得長足的發展和普及應用,技術發展轉向智能化。
二、設備故障診斷技術及手段
①機械振動監測診斷技術。通過對振動參數進行監測,來判斷設備的運轉情況,由于其此種方法簡單偏于操作,且對設備沒有損傷,因此機械振動監測技術成為方法;②磨屑監測診斷技術,該技術主要用于液壓系統和潤滑系統,由于磨損方式和磨損速度不同而產生的磨屑粒尺寸和形態有所差異,從而來判斷破損類型和磨損部位;③溫度監測診斷技術,由于設備不同部位產生的溫度變化不同,利用溫度變化程度來判斷設備的運行情況,利用紅外線來監測可以實現非接觸、遠距離監測,且能夠進行運算、處理和判斷測定設備各部分的溫度變化;④無損探傷監測技術,該技術應用較廣,尤其是γ射線掃描。該技術是射線在物質中的衰減規律,掃描得到相關參數變化的譜線,然后通過系統分析確定設備故障的部位。
三、港口機電設備故障診斷技術
1.港口機電設備故障診斷技術研究情況
港口設備分小型裝卸機械和大型裝卸機械兩類,其中小型機械數量大,流動性大,但活動范圍小,大型機械種類多,作業分散,操作要求較高。國內鑒于港口機械的工作性質和工作環境,提出了柴油機、結構裂紋、液壓傳動、鋼絲繩和制動器、糧倉、電器系統、皮帶縱向撕裂、監測中心和測試車、設備管理和維修體制改革10個方向的相關的研究專題。
國內外設備故障監測技術與手段的發展,在港口機電設備故障診斷技術中也得到了廣泛地應用。目前國內在各港口開展了設備監測研究和故障診斷研究,取得的成果有:上海港務局與上海海運、上海交大和同濟大學等院校進行相關課題的合作,上述10個研究課題中9個課題開始進行研究,部分課題已列入交通部和上海市的科技攻關項目。
機電技術應用論文:傳感器技術在機電一體化中的應用
摘要:文章概述傳感器研究現狀與發展,探討傳感器在機電一體化系統中的應用,并分析我國傳感器技術發展的若干問題及發展方向。
關鍵詞:傳感器技術;機電一體化;應用
在機電一體化系統中,傳感器處系統之首,其作用相當于系統感受器官,能快速、地獲取信息并能經受嚴酷環境考驗,是機電一體化系統達到高水平的保障。如缺少這些傳感器對系統狀態和對信息而的自動檢測,系統的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。
一、傳感器的研究現狀與發展
傳感器是能感受規定的被測量并按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于檢測機電一體化系統自身與操作對象、作業環境狀態,為有效控制機電一體化系統的運作提供必須的相關信息。隨著人類探知領域和空間的拓展,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,相應的信息采集——傳感技術也將日益發展,傳感器也將無所不在。
從20世紀80年代起,逐步在世界范圍內掀起一股“傳感器熱”,各先進工業國都極為重視傳感技術和傳感器研究、開發和生產。傳感技術已成為重要的現代科技領域,傳感器及其系統生產已成為重要的新興行業。
二、傳感器在機電一體化系統中的應用
傳感器是左右機電一體化系統(或產品)發展的重要技術之一,廣泛應用于各種自動化產品之中:
1.機器人用傳感器。工業機器人之所以能夠操作,是因為它能夠通過各種傳感器來感知自身、操作對象及作業環境的狀態,包括:其自身狀態信息的獲取通過內部傳感器(位置、位移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環境的感知通過外部傳感器來實現,這個過程非常重要,足以為機器人控制提供反饋信息。
2.機械加工過程的傳感檢測技術。
(1)切削過程和機床運行過程的傳感技術。切削過程傳感檢測的目的在于優化切削過程的生產率、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切屑的狀態及切削過程辨識等,而最重要的傳感參數有切削力、切削過程振動、切削過程聲發射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行來講,主要的傳感檢測目標有驅動系統、軸承與回轉系統、溫度的監測與控制及安全性等,其傳感參數有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態與冷卻潤滑液的流量等。
(2)工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監視技術相比,工件的過程監視是研究和應用最早、最多的。它們多數以工件加工質量控制為目標。20世紀80年代以來,工件識別和工件安裝位姿監視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安裝監視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監視將采用或開發許多傳感器,如基于TV或CCD的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統等。
(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(按磨鈍標準判定)或出現破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切(磨削能力或無法保障加工精度和加工表面完整性時,稱為刀具/砂輪失效。工業統計證明,刀具失效是引起機床故障停機的首要因素, 由其引起的停機時間占NC類機床的總停機時間的1/5-1/3.此外,它還可能引發設備或人身安全事故,甚至是重大事故。
3.汽車自動控制系統中的傳感技術。隨著傳感器技術和其它新技術的應用,現代化汽車工業進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統取代純機械式控制部件,這不僅體現在發動機上,為更地改善汽車性能,增加人性化服務功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安全性、性、操作方便和舒適性,先進的檢測和控制技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控制系統中,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、我國傳感器技術發展的若干問題及發展方向
傳感器技術是實現自動控制、自動調節的關鍵環節,也是機電一體化系統不可缺少的關鍵技術之一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統的功能;其水平越高,系統的自動化程度就越高。在一套完整的機電一體化系統中,如果不能利用傳感檢測技術對被控對象的各項參數進行及時地檢測出并轉換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系
統控制的信息就無法獲得,進而使整個系統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研究所和大學,始于20世紀80年代,與國外先進技術相比,我們還有較大差距,主要表現在:
(1)先進的計算、模擬和設計方法;
(2)先進的微機械加工技術與設備;
(3)先進的封裝技術與設備;
(4)性技術研究等方面。因此,必須加強技術研究和引進先進設備,以提高整體水平。傳感器技術今后的發展方向可有幾方面:
1.加速開發新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科,各種新技術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傳感器。
2.向高精度發展:研制出靈敏度高、度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產自動化的性。
3.向微型化發展:通過發展新的材料及加工技術實現傳感器微型化將是近十年研究的熱點。
4.向微功耗及無源化發展:傳感器一般都是非電量向電量的轉化,工作時離不開電源,開發微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發展方向。
5.向智能化數字化發展:隨著現代化的發展,傳感器的功能已突破傳統的功能,其輸出不再是一個單一的模擬信號(如0-10mV),而是經過微電腦處理好后的數字信號,有點甚至帶有控制功能,即智能傳感器。
機電技術應用論文:淺論降低壓榨機電耗同時提高壓榨效能的生產技術應用
摘要本文從應用“加重前輥負荷使整機負荷減輕以提高壓榨效能”的技術原理出發，通過改變、縮小榨機前后輥開口及開口比，提高前輥出汁率，減輕后輥排汁壓力，減少重吸，降低蔗渣水份，從而達到單機及全機列抽出率提高的同時降低榨機電能耗的目的。關鍵詞節能降耗，壓榨效能，技術應用。前言在全國上下掀起建設節約型社會的今天，作為能耗大戶的制糖企業，每年都消耗大量的水、電、汽，消耗掉大量的有限能源，因此，制糖企業的節能降耗工作，將重點落實到如何降低水、電、汽的消耗方面。平時，各企業對汽、水消耗的節約工作更重視，各種節約理論和實踐也不斷見諸報端，但對節電的措施則相應提得少許多，在制糖企業內部各單位，耗電大戶是壓榨車間，如何搞好壓榨車間的技術管理，減輕榨機負荷、節約電能，同時又要相應提高壓榨效能，已經是我們制糖企業所必須面對的一大問題。在如何實現既降低榨機負荷減輕能耗又提高壓榨機效能方面，我集團公司已經進行多年的探索應用并取得了很好的實績，本文以其中的一個子公司A生產實績來進行分析探討。1應用的技術原理一改過去“重油壓、重后輥”的做法，采用“加重前輥負荷使整機負荷減輕以提高壓榨效能”的技術原理，改變、縮小榨機前后輥開口及開口比，提高前輥出汁率，減輕后輥排汁壓力，減少重吸，降低蔗渣水份，從而達到單機及整機列抽出率提高的同時降低榨機電能耗的最終目的[1]。2技術應用前后的生產實績對比2.1設備配套情況公司現有的壓榨機組為5座Ф670×1200榨機系列，電機功率200KW，額定電流495A，額定轉速600-1200rpm，鍋爐為二臺25噸/小時（2.45Mpa）的次中壓鍋爐，配兩臺1500KW發電機組，日處理甘蔗量1800噸/日。2.2采用的技術措施因為02/03榨季壓榨效果差，從03/04榨季開始，按照上述應用技術原理進行逐年驗證，逐項實施壓榨技術改進，在切撕機排刀、油壓、后輥開口、開口比、底梳設計等方面穩步推進，逐年取得好成績，到現在為止，已確定出一套成熟的既節約電能又提升壓榨效能的技術方案措施，其重點落實在榨機裝嵌數據上，并實行施加中輕油壓方案。2.303/04榨季至05/06榨季壓榨機組安裝數據變化：榨期1#2！#3#4#5#03/04榨季安裝開口16/613/511/49.5/3.59.8/304/05榨季安裝開口16.5/514/412/310/2.58/205/06榨季安裝開口14/611/4.57.5/36.5/2.56/2安裝數據用纖維指數公式配合有關實際修正確定。2.4節約電能效果及壓榨效能的變化：榨期1#電機轉速（rpm）1#電機電流（A）輥子線速（m/min）“能比”蔗渣轉光度（％）蔗渣水份（％）抽出率（％）平均榨量（t/d）02/03750超50022.6037.53.4050.094.30156703/0450042015.0421.02.6049.0295.96170804/0570030013.1021.02.1847.8696.82171105/0660026012.0015.62.2447.9396.501743注：（1）“能比”為非正規單位，只是為比較而作，取義為“比對能耗”，計算公式為“能比”＝電流×轉速/10000；（2）榨量受到進廠甘蔗不足的制約；（3）04/05榨季甘蔗含糖份較高。從上述各榨季1#壓榨機電機電流變化可以看，電耗在逐年下降，而且下降的比率還很大，其中1#壓榨機電機電流05/06榨季與02/03榨季相比只有其一半，節省了大量電能。此外，全廠用電的總電耗也因壓榨電耗下降而得到明顯體現，噸蔗耗電量從原來的33.02度下降到30.69度，已達到此類規模配置糖廠的正常的合理能耗水平（30度/噸蔗左右）[2]。3討論與思考3.1實施本技術方法所必須的前提條件3.1.1重視做好甘蔗的破碎預處理。3.1.2必須配備有下送輥等強制入轆器，否則，會因入口相對小而導致入轆困難。3.1.3前輥及底梳的強度要達到要求，否則，會因前輥受力增加而在生產過程中致其崩齒。3.1.4施加的油壓不宜過高，以中輕壓為宜。3.1.5要有良好的排汁條件，即榨輥設計及底梳安裝有講究。3.1.6要保障榨機頂輥能夠靈活升降。3.2本技術方法為什么既能提高壓榨效能又節省能耗？壓榨效能一般用壓榨機列的處理量和抽出率這兩個指標來衡量。一般來說在壓榨設備一定的條件下，要提高壓榨量，往往抽出率有所下降，反之，要提高抽出率，則會影響壓榨量，所以處理量和抽出率是互相矛盾、相互制約的。應用本技術方法能做到兩者同時提高，得益于打破常規的逆向思維，使每一座機組的出汁提前，如一般情況下，壓榨機組前、后輥排汁量比為7∶3，在應用本技術方法后，前、后輥排汁量比接近8∶2，這樣，在很大程度上減少了后輥的排汁壓力，減少蔗渣重吸機率，所以既保障了避免蔗渣過度膨脹影響排渣的弊病，使蔗渣順利通過，又能降低蔗渣水份，有資料表明，蔗渣水份每下降1％，該組榨機的抽出率可提高0.07％-0.1％，所以可提高壓榨效能。縮小榨機開口及開口比，就是為了達到增加前輥壓力、減小后輥壓力進而減輕整座機組的電負荷，因為壓榨機前、后輥壓力比的大小主要受輥子出人口比及重吸系數的影響。當油壓一定時，前、后輥開口比越大，蔗料受壓縮的差別越大，蔗料對榨機前、后輥的反作用力相差也越大，必然導致榨機電負荷增大；反之，前、后輥開口比越小，蔗料受壓縮的差別也越小，蔗料對榨機前、后輥的反作用力相差也就越小；榨機所受到的壓力負荷重點在后輥上，亦即是說榨機的電耗主要決定于后輥，減輕后輥壓力，就可以降低榨機電耗。華南理工大學對某廠的壓榨機測試數據較有代表性：前、后輥壓力比前、后輥出汁率（％）總出汁率（％）3.082559.52.693061.52.364064.51.974566.51.785067.2從這組數據可以看出，前、后輥壓力比的改變對壓榨前、后輥出汁率的影響很大，當前、后輥壓力比大時，前輥出汁率和總出汁率低，當前、后輥壓力比減小時，前輥出汁率和總出汁率都有提高，這正是我們想要的結果——提高出汁率又降低后輥壓力，后輥所受到的壓力往往是前輥所受到壓力的數倍，有效提高前輥壓力，就能更有效地降低后 輥壓力，就意味著整座壓榨機電負荷的有效降低。4結束語在能源供給越來越緊張的現代社會，我們制糖企業的節能降耗工作任重而道遠，如何較大限度地降低煤、電消耗，節約能源，需要我們所有制糖技術工作者去摸索、去實踐，本文謹在此起一個拋磚引玉的作用，我們將繼續和業內同仁一起去不斷探索。參考文獻[1]王開蘭、黎錫流，《甘蔗提汁》，中國輕工業出版社，20__年。[2]陳曉斌、黃俊生，試論我國甘蔗糖廠現階段能耗的合理水平，甘蔗糖業，20__（4），18-22。
機電技術應用論文:表面技術在機電和金結中應用展望
摘要：三峽工程是“千年大計、國運所系”的跨世紀工程。工程的質量、壽命、運行性和檢修維護費用，取決于多學科技術的發展水平。對表面工程技術在三峽工程機電設備和金屬結構工程上的應用進行了的討論和分析，對三峽工程機電設備、金屬結構表面預處理、表面涂覆技術和產品提出了技術要求。
關鍵詞：金屬結構 機電設備 表面技術
1 引言
表面工程，是經過表面預處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術復合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態、化學成分和應力狀態，以獲得所需表面性能的系統工程。三峽工程通常被人們稱為“土木”工程，但是大壩全長2309.47m中，實際上起擋水作用的溢洪閘門、電廠進水口閘門、船閘人字門和輸泄水閘門占壩線全長的72%(1679m)，實際上就好似一個“鋼秩”工程。三峽工程作為一項水資源綜合利用的工程，其機電設備和金屬結構的總重量達50萬t，其費用占工程總概算的1/3。
表面工程以多個學科交叉、綜合、復合為特色，以應用多種表面技術及其復合表面技術為特點，是主導工業發展的關鍵技術之一。三峽工程是“千年大計”、“國運所系”的世紀性工程，一定要重視質量問題，把質量看成是三峽工程的生命。在國際招標的機電設備技術條件中，明確了應用表面加工技術、表面技術和復合表面技術的要求，以改善提高零部件材料表面性能，有效地提高設備運行性，延長使用壽命和方便維護和修復。表面工程技術在三峽工程建設中得到廣泛應用。
2 三峽工程應用表面技術的對象
三峽水利樞紐由擋水和泄水建筑物、發電建筑物和通航建筑物組成，大壩軸線全長2309.47m。泄水建筑物位于河床中部，設有表孔、深孔和導流底孔；電站廠房位于泄水建筑物左、右兩側，為壩后式廠房，共裝設26臺700MW水輪發電機組。通航建筑物布置在樞紐左岸，包括雙線連續五級長期船閘、單線垂直升船機和施工期通航的臨時船閘。
2.1 水輪發電機組和其它機電設備
三峽電站水輪發電機組及輔助機電設備總重量約達26萬t。埋設在混凝土中的設備部件、常年受含沙水流沖刷的水輪機過流部件和常年暴露在空氣中的機電設備表面都需要應用表面工程的基礎理論，提出品質、高效、低耗的表面工藝技術，在設備和零部件的表面進行嚴格的處理以保障設備運行。
2.2 水工閘門和金屬結構
三峽工程的水工閘門埋設件、閘門本體、輸水鋼管及啟閉機等金屬結構總量約26萬t。其中大壩及電站合計共有30種不同規格的閘門539扇，長期船閘有各類人字門、充泄水閥門等共89扇，兩者共約7.3萬t。其中工作環境最惡劣的是導流底孔和泄洪深孔的弧形工作門，較高工作水頭達85m，流速達35m/s，并有局部開啟的要求。
2.3 對外交通工程
三峽工區對外交通工程的金屬結構表面防護，包括橋梁表面涂覆、裝卸重件碼頭上的起重設備和金屬結構的表面處理以及集裝箱碼頭鋼管樁和粉煤灰鋼罐內表面的防腐等。
三峽工程對外交通金屬結構工程包括大中橋梁34座，其中聯系壩區兩岸的西陵長江大橋1118.66m。
3 三峽工程應用表面技術的試驗與實踐
3.1 三峽機電設備和金屬結構表面的工作環境
三峽機電設備和金屬結構表面，根據其功能要求，分別暴露在在室內外大氣和潮濕大氣中，干濕交替環境。在靜水工況、動水工況、高速含沙水流中和與混凝土結合的環境下工作運行。
(1)暴露在大氣中工作的有：大壩頂部門式起重機及軌道、自動抓梁、廠房頂敞開式高壓電氣設備、高壓出線塔、主廠房大門、電站尾水門式起重機及軌道以及部分閘門的局部外露部分。還有長期船閘、臨時船閘和垂直升船機的橋機、大梁及清污機等。這些暴露在大氣中的結構和裝備表面，常年經受日曬雨淋、風雪冰霜的襲擊。
(2)在室內大氣中工作的設備主要有：水輪發電機組、變壓器的外露表面、主付廠房內各種橋機、大梁、軌道、廠內高壓設備、大電流母線設備和其他機組輔助設備如水泵、空壓機、制冷機表面，電站廠房屋架、船閘人字門啟閉機及其附屬設備、中低壓配電盤、動力盤、保護盤柜表面等。
(3)在潮濕大氣中工作的結構和設備如：電站廠房進水口豎式液壓啟閉機、長期存放于門庫中的檢修門及埋件、閘門吊桿、尾水排水閥、水輪機頂蓋排水泵等。這些設備常年處在潮濕的空氣中，易銹蝕和腐蝕。
(4)在干濕交替環境中工作的結構極易發生表面破壞如：船閘人字門、所有閘門的門槽埋件、船閘浮式系船柱、泄水表孔閘門和檢修門等。有的干濕交替頻繁，有的交替頻度不大，對結構表面影響也有所不同。
(5)在靜水狀況下工作的裝備有：船閘人字門、檢修閘門和疊梁門，電站進水口檢修門，泄洪壩段深孔和表孔檢修門等。他們都是在閘門前后平壓后才開啟或下落的。
(6)動水工況下工作的電站進水口工作閘門、壓力鋼管、攔污柵事故檢修門、水輪機過流部件包括渦殼、導水機構、轉輪、基礎環和尾水管里肘等。
(7)在特別惡劣的環境中工作的排沙孔工作閘門及事故檢修門、底孔工作門、深孔工作門、船閘輸泄水廊道閥門、鋼襯護以及水輪機轉輪都是在高流速的含沙水流中工作和運轉的，泥沙磨蝕的破壞作用，對其材料和表面的處理都有特殊要求。
(8)一些與混凝土面結合的鋼結構，如壓力鋼管外壁，所有閘門和啟閉機構以及鋼結構的埋件、水輪機鋼里襯、蝸殼、座環以及發電機埋件、設備基礎埋件等。
3.2 三峽壩區的空氣和水環境特性
三峽壩址位于湖北宜昌市二斗坪鎮，此區域屬南溫帶和亞熱帶過渡地帶，其氣候特征是高溫、高濕、霧多風小，秋雨多溫差小。壩區大氣年平均相對濕度75.8%，平均溫度21～22C，較高溫度43.9C，低9.8C。年平均降雨量達1251mm，以7、8月份較高。大氣中S02濃度較高，酸雨比較嚴重，降雨pH值為5.44，大氣環境腐蝕性大。
三峽壩址處多年平均水量達4500億m3，多年平均流量為14400m3/s，水中含有泥沙，多年平均含沙量1.2kg/m3。實測較大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移質相對較小，懸移質居多，平均粒徑小于0.1mm。水中有生物作用，如海蜊子等。江水的PH值為7.95，水中溶解O2為6.4mg/L。在動水下工作的裝備和結構，承受的動水速度多不相同，攔污柵的過柵流速約lm/s，壓力鋼管內約8m/s，船閘輸水廊道內約20m/s，深孔、底孔閘門處30～35m/s，排沙底孔內18～28m/s，水輪機轉輪葉片約30～40m/s。這些結構和裝備特別是在高速含沙水流中工作的結構和裝備，面臨空化和泥沙磨損的聯合破壞。
3.3 三峽工程設備和鋼結構的表面技術應用試驗
為了使表面科學與工程相結合，為了結合三峽工程的空氣環境、水環境和工作環境特點，通過試驗研究提出有效的工程措施，達到改善材料的表面性能、有效延長使用壽命、節約資源、提高生產力和減少環境污染的目的。
為此，中國長江三峽工程開發總公司委托武漢材料保護研究所進行了不同涂覆材料和多種表面技術復合處理的實驗。
(1)大氣暴露實驗 從1995年1月開始，在三峽壩區、宜昌市區和秭歸縣城，對30多個國內外廠家的120多種防腐體系的試件作掛片試驗，其中有機涂裝體系42種，熱噴涂金屬體系7種。現在試驗仍在進行中。
(2)水環境暴露實驗分別對全暴露在水環境中(全浸)和干濕交替的環境進行了試驗。實驗安排在三峽壩址下游40km處的葛洲壩水利樞紐進行，全浸試件浸沒在葛洲壩二號船閘上閘首的人字門上，干濕交替試件裝設在葛洲壩二號船閘下閘首的人字門上。試驗涂裝材料有，有機涂裝體系35種，熱噴涂金屬體系7種，電化學保護1種。
(3)室內加速腐蝕實驗分別對13個廠家的34種防腐體系，即4種水溶性無機富鋅類、3種醇溶性無機富鋅類、4種環氧富鋅類、13種富鋅底漆/中間漆/面漆、5種金屬噴涂層、8種金屬噴涂層/封閉底漆進行試驗，分別應用常規試樣和劃叉破壞性試樣在中性鹽霧條件下進行加速腐蝕試驗、在5%鹽水溶液中浸漬試驗、紫外線加速腐蝕老化氣候試驗、在自來水和鹽水中的電化學對比試驗、涂層電氣學保護性能試驗以及涂層與基體(或其他涂層)界面粘結力試驗。
上述各項現場掛片試驗的初步成果，已在機電設備和金屬結構招標文件的技術規范中得到應用，供貨廠商將根據合同的要求進行表面涂覆和表面改性處理。
3.4 三峽工程應用表面技術的實踐
三峽工程自1994年12月正式宣布開工以來，表面技術在橋涵、碼頭、施工變電所和儲運設備等方面得到比較廣泛的應用。
(1)橋梁 三峽對外交通工程橋梁中特大橋4座，大橋7座，中橋23座，合計34座，累計長3793m其中較具特色的有蓮沱大橋、黃柏河大橋、下牢溪大橋和橫跨長江南北兩岸的西陵長江大橋。
蓮沱大橋全長340.87m，主橋為中承式三孔鋼管混凝土連續拱橋。拱上橋面總寬20m。鋼管的壽命直接影響大橋的安全。鋼管拱表面防護，采用三道漆，分別為底漆、中間漆和面漆，干膜總厚度達305μm。在涂裝前表面經除銹處理達Sa2.5級，粗糙度Ra30。
下牢溪大橋全長286.06m，為六孔三柱墩結構，較大跨徑160m為鋼管拱結構。鋼管拱表面防護采用熱噴鋁。
黃柏河大橋全長284.76m，為七孔樁臺式雙柱墩結構，較大跨徑160m為鋼管拱結構。鋼管拱表面采用熱噴鋅。
上述鋼管拱的涂裝壽命要求達到20年。
西陵長江大橋是橫跨長江的壩區南北重要通道，和其他大橋一樣，都是長期性的公路大橋。大橋全長1118.66m，主孔跨度900m為單跨雙鉸式鋼箱加勁梁懸索結構。兩座主塔高120m，為鋼筋混凝土三層門式柜架結構。主塔基礎為12根中Φ2.2m挖孔灌注樁。兩根主纜各由10010根φ5.1mm鍍鋅平行高強鋼絲組成，直徑為φ570mm，每根主纜長約1478m，重約2300t。兩岸各有一重力式錨錠。在大橋施工過程中，為了解決懸索鞍座的推移以調整力的平衡，全軍裝備維修表面工程研究中心提出了復合減摩涂層設計及相應的現場施工方案，替代國外采用的在鞍座磨擦副中安裝數千枚滾針的方案，使鞍座順利推移到位。采用這種復合減摩技術使磨擦系數降低1倍以上，大大節省了施工費用。此外，主塔表面和鋼纜都采用了表面涂裝防護，主塔表面總漆膜厚度達280μm。涂裝壽命為5年，修復不需鏟除只需在原涂裝上再次涂覆。
(2)公路 專用公路采用封閉管理，為保障晝夜行車安全，設有公路防眩網及護欄，網和護欄波形梁表面采用熱浸鍍鋅防護，鋅層厚度在61～85μm。
(3)碼頭在三峽壩區設有一座楊家灣港口集裝箱、雜貨碼頭和一座重型設備裝卸的重件碼頭。碼頭是三峽壩區水上的貨物吞吐口，保障安全運作十分重要。
楊家灣碼頭的水下φ800/1000的鋼管樁是碼頭的基礎，鋼管樁采用16mm的3號鎮靜甲類鋼，其表面用氯化橡膠鋁粉和氯化橡膠防腐漆進行處理。
2×300/50t重件碼頭的起吊設備為2臺300t小車的橋式起重機，橋架結構總重300t。橋機及吊梁金屬結構的所有內、外表面，機械零部件非接觸表面，都進行了表面涂裝處理。表面先經噴丸、機械手或手工除銹處理，然后涂以底漆、中間漆和面漆，分別采用環氧鐵紅車間底漆、環氧云鐵防銹漆和可涂覆聚氨酯面漆。
(4)粉煤灰儲運罐罐體為鋼結構，全部儲運罐總重約1830t，對其罐體、中轉倉進行涂裝處理，用鐵紅為底漆，合成樹脂調和漆用作中間漆和面漆，輸送粉煤灰的地下管道用環氧煤焦油瀝青涂料。
表面工程在三峽工程的應用實踐，不但起到了對金屬和非金屬表面的防護作用，還增添了建筑物的美感。據不的檢查，涂復材料和工藝的應用是成功的，其使用壽命還有待進一步跟蹤調查和考驗。
4 機電設備、金屬結構表面技術應用展望
迄今為止，三峽工程機電設備和金屬結構的招標工作還在進行中。已完成招標的項目有左岸電站14臺700MW水輪發電機組，合同金額7.4億美元。二期工程廠(房)壩(溢洪壩段和長期船閘閘門及金屬結構)采用國內公開招標，合同金額10.7億元。現在在正進行500kV高壓電氣設備(15臺840MVA變壓器和全封閉組合電器)國際招標，電站主廠房1200t橋式起重機國內招標、500kV電抗器，20kV大電流封閉線的招標。還有大壩頂部和電站尾水平臺的門式起重機等還未招標。這些機電設備和金屬結構是2003年發電、通航的關鍵設備，這些設備和構件的表面處理，影響到設備的壽命、大壩整體建筑藝術處理甚至設備的安全運行。
4.1 水輪發電機組和輔助電氣設備的應用展望
在機組招標文件技術規范和合同文件中，對工廠涂裝和保護涂層都有明確的規定，明確規定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164進行表面涂層處理。明確規定涂層必須在合適的氣候條件(環境溫度低于7C或金屬表面溫度小于外界空氣露點以上3C時不能進行)。
同時明確了設備表面的清掃要求。選用溶劑清洗，進行噴丸發亮處理。使金屬表面發亮呈均勻的灰白色。
對在運輸過程中暴露在大氣中的重要機械加工的黑色金屬表面，先用溶劑清洗干凈，并涂一層厚的防銹化合物。
所有暴露在大氣中黑色金屬非機械加工表面，如水泵、空壓機外表面需噴砂發亮處理。再涂2層防銹漆，并明確涂層厚度要求。
所有與混凝土接觸的非配合黑色金屬埋件表面，如水輪機蝸殼外表面需進行機械清掃。并涂一層保護層，便于運輸、堆放。在安裝時必須先清理保護層，以利埋件表面與混凝土有效結合。
所有與水接觸的非配合黑色金屬表面，如活動導葉表面，蝸殼內表面，需用噴砂發亮處理，流道內的焊縫需用砂輪打磨光滑，在工廠涂兩層環氧樹脂富鋅漆，安裝后再涂一層保護漆。水輪機轉輪是在含沙水流中運轉的部件，其不銹鋼表面未要求特殊處理。
所有盤、柜、壓力油罐、泵組和管道外表面，在機械清掃后深4層裝飾顏色涂料。盤柜的非工作內表面，進行機械清掃后，再涂兩層防護漆。
對油罐鐵質金屬全部內表面需進行噴砂處理，直至露出金屬光澤為止，再按要求涂保護層。
其他小型輔助設備，如電動機、接觸器、開關和其他設備的表面，需按相應標準進行涂覆。
4.2 水工閘門和金屆結構的應用展望
在水工閘門和金屬結構的招標文件中，參考了三峽地區掛片試驗的成果，按國家和行業規定的標準，對不同工作環境下工作的設備和構件，提出了不同的要求。
對經常處于水下或干濕交替環境，不易檢修，或檢修對航運、發電及泄洪有重要影響的設備或結構。要求采用具有高機械強度的防腐體系，有較好的抗沖刷能力，附著力極強，抗微生物和附著生物的性能優異，其保護年限長達20年。
對經常處于水下或干濕交替的環境，但易檢修且對發電、航運、泄洪影響不大的鋼結構和設備。要求采用粘附力強、耐水性的、抗微生物和附著生物性能優異的防腐體系，其保護年限可達10年。
對在大氣環境中，包括室內與室外的鋼結構和設備，要求采用具有較強的耐氣候變化性能的裝飾性能好的防腐體系，表面涂料要求不易變色，不粉化，其保護年限應達15～20年。
對這些設備和構件的表面處理，要求按國標GB6484-6487規定，要求基體清潔度達到GB8923規定的Sa2.5級。
對防腐材料亦作明確的規定，要求采用國家或行業標準產品系列，底、中、面漆好選用同一廠家產品。
對各類水工閘門和金屬結構的具體表面涂覆要求，合同中都有具體規定，例如：
長期船閘人字工作門和及時閘首事故檢修門及其埋件，總重約23865.2t。門體和底層采用熱噴鋅，最小局部厚度不小于160μm，封閉層為磷化底漆一道，面漆為氯化橡膠兩道，干膜厚度100μm，涂層總厚不小于260μm。
電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內外壁和鋼管內壁，底漆采用無機富鋅漆，面漆為厚漿型環氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。
電站壓力輸水鋼管14條，總重2萬余t，對鋼管的明管內外壁和鋼管內壁，底漆采用無機富鋅漆，面漆為厚漿型環氧瀝青漆，漆膜總厚度不小于450μm，鋼管外壁與混凝土接觸面涂無苛性鈉水泥沙漿，厚度約500μm。
電站進水口快速工作閘門、排沙孔工作門約4911t，表面涂覆采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐。熱噴鋅厚度為120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯樹脂一道，干膜厚30μm，中間漆環氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為改性耐磨壞氧兩道，干膜厚100μm。涂層總厚300～340μm。
泄洪深孔弧形工作閘門23扇、排漂孔弧形工作閘門2扇及其埋件，息重約10306t。門體采用底層熱噴鋅加封閉涂料防腐休系。要求熱噴鋅厚120～160μm，封閉漆為不飽和乙烯材脂一道，于膜厚30μm，中同漆壞氧云鐵一道，干膜厚50μm，面漆為環氧金剛沙二道，干膜厚100μm。涂層總厚300～400μm。
5 結語
表面工程技術在三峽工程的應用，一直受到國家有關部門、單位的重視，通過上述的討論，我們可以看到表面技術與三峽工程成功建設、運行和市省維護費用息息相關。
(1)三峽工程在中國國家科技攻關項目，如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻關項目的安排，在三峽工程重新論證和投計審查中，始終是一項研究和討論的重要課題之一。從材料表面加工工藝選擇、涂覆材料及噴涂工藝研究以及表面電化保護等在“九五”三峽工程重大裝備研制項目中占有重要地位。在三峽工程開工后，為有效的使用有關表面處理材料和適應三峽壩區的環境，迸行了多廠商多種材料的涂裝掛片試驗，以便有針對性的選擇合適的涂裝材料和工藝，以使表面材料應用達到壽命長、裝飾美的效果。
(2)如前所述，所有機械設備、金屬結構、水工閘門都在不同程度上離不開表面技術，他們運行的性、經濟性都在不同程度上仰仗表面技術的應用，這牽涉到多專業、多學科的應用，不但是簡單的現場的涂裝技術，還有許多是在設計中要求應用的在工廠實施的技術、工芝，從目前的應用范圍看，它是一項在工程中無所不在、應用廣泛的技術。歡迎國內外表面工程學界積極參與三峽工程表面技術應用研究。
(3)隨著國內外表面技術的研究和發展，將使三峽工程通過表面技術的應用廣泛受益。采用長效且與壞境相宜的表面涂裝材料和工藝，對延長設備的使用壽命，延長維護性涂裝的周期，有著重要的經濟效益。與整個建筑和周邊環境協調的裝飾涂裝，將會給人們美的享受。針對三峽工程具體的環境、目標進行研究和開發的成果和產品，將會給三峽工程帶來更大的經濟效益。
(4) 對三峽工程表面技術應用的跟綜研究將水電工程或類似工程的應用提供有價值的參考。三峽工程表面技術應用廣泛，應用材料品種之多，應用對象工作壞境的千差萬別，按照目前技術和工藝水平應用的表面工程技術能否獲得預期效果，還有待長期跟綜研究和改迸。毋容置疑，隨著科學技術的進步，表面工程技術作為現代科學的一門新興的綜合學科，必將得到迅速的發展，三峽工程必將從中獲益。
機電技術應用論文:機電一體化技術及其應用研究
摘 要 討論了機電一體化技術對于改變整個機械制造業面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業中的應用以及發展趨勢。
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，如家用機器人的較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及時個醫用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出及時個微電機以來，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、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、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。
2.5 現場總線技術(FBT)
現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器、現場總線化檢測儀表、現場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現場就地控制站等的發展。
2.6 交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
機電技術應用論文:機電一體化技術的應用及其發展趨勢
【論文關鍵詞】：機械工業 機電一體化 數控 模塊化
【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了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性、靈敏度和度方面，提高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性，包括模/數轉換設備的性和分時處理的輸入輸出的性，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。
（六） 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。
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，能較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。
（四） 工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
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。
（三） 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。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。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，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。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。
（四） 模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，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、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，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） 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。
（六） 綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。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。
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。
機電技術應用論文:機電一體化技術應用論文
【論文關鍵詞】：機械工業機電一體化數控模塊化
【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了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性、靈敏度和度方面，提高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性，包括模/數轉換設備的性和分時處理的輸入輸出的性，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。
（六）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。
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，能較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。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
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。
（三）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。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。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，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。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。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，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、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，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）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。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。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。
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。
機電技術應用論文:機電一體化技術應用研究論文
摘要：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
關鍵詞：機械工業；機電一體化；數控；模塊化
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了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性、靈敏度和度方面，提高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性，包括模/數轉換設備的性和分時處理的輸入輸出的性，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。
（六）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。
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，能較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。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
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。
（三）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。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。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，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。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。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，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、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，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）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。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。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。
綜上所述，機電一體化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。
