淺析機電一體化技術應用及發(fā)展趨勢
【摘要】機電一體化技術是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產(chǎn)物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統(tǒng)技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術的迅速發(fā)展，微處理器、微型機在各個技術領域已經(jīng)得到廣泛應用，對各個領域的發(fā)展起了很大的推動作用，正因電子技術的快速發(fā)展，進而帶動了機電一體化技術的發(fā)展，科技的進步更是依賴于其發(fā)展，因此其未來的發(fā)展對科技的進步起著至關重要的作用。
一、機電一體化技術
1、機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)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(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應特
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(fā)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(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數(shù)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(qū)動技術
電機作為驅(qū)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(fā)展內(nèi)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(qū)動單元。
5、接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)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(fā)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(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)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、機電一體化在水利應用中存在的問題
1、涉及的行業(yè)、部門太多，缺乏整體協(xié)調(diào)配合的機制。
由于機電的綜合性很強，機電設備都是由很多零部件組成，零部件的設計、加工、試驗、檢測等都由不同的行業(yè)、不同部門的不同專業(yè)來完成。大多數(shù)水利工程的規(guī)劃、設計、建設和管理都是由水利和電力行業(yè)來完成，機電技術的主要標準也來源于水利和電力行業(yè)標準，但機電工程中大量的產(chǎn)品質(zhì)量控制和安全鑒定涉及到冶金、機械、消防、電子等多行業(yè)、多部門。如何協(xié)調(diào)各行業(yè)、各部門在制訂使用功能一致的機電設備標準上還缺乏強有力的協(xié)調(diào)機制，造成同一種功能的產(chǎn)品因為使用單位的不同而采用不同的標準設計制造的情況，既不利于產(chǎn)品的規(guī)范化、系列化，也會使設計、制造、運行成本增大，造成不必要的資源浪費。
2、安全評價和鑒定的指標不夠明確。
機電專業(yè)的安全評價和鑒定除了按照設計、制造、試驗、驗收、運行、檢修等規(guī)程規(guī)范和標準執(zhí)行外，更重要的措施就是借助于強制性標準。我國機電專業(yè)的強制性標準比較少。近年來，我國加大了對工程建設強制性條文的擬定、發(fā)布力度，極力保障工程建設的安全可靠性和直接涉及人民生命財產(chǎn)安全、人身健康、環(huán)境保護和公共利益的各個方面，起到一定的效果。實踐證明，強制性條文的制訂和發(fā)布對于工程安全性評價和鑒定是十分重要的，但是機電專業(yè)安全評價和鑒定的指標體系尚未完全建立，評價和鑒定指標不明確，強制性條文所規(guī)定的強制標準還停留在某些具體零部件的工藝過程控制中，缺乏對機電工程整體性的考慮。
3、設備的更新不利。
水利工程的特殊性和管理原因所造成的使用、維護不當，受修理能力和條件限制致使設備隱患消除不及時與不徹底等原因，使得部分設備無法達到預期的使用周期而損壞限制，在一段時間后被淘汰。再加之設備國有資產(chǎn)管理的特殊性，設備的處置受一定管理制度的限制和約束，施工企業(yè)實際的設備擁有量和設備的水平比例失調(diào)。
4、設備基礎尺寸、標高、位置出現(xiàn)偏差。
這種偏差大多是由于工程施工圖紙所標注的設備尺寸與設備實際安裝時的尺寸有偏差。例如，土建施工圖紙與機電安裝圖紙中機組標高存在誤差，機電安裝圖紙上表明了基礎板的高度和墊板、可調(diào)墊鐵的厚度，而土建施工圖沒有標注墊板和可調(diào)墊鐵的厚度，在進行機組承重梁配筋布置時也沒有考慮到相關因素，結果導致機組安裝就位時不能按設計高程進行，通常只有放棄使用可調(diào)節(jié)墊鐵來保證機組的安裝高程。
三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
1、智能化
21世紀機電一體化的技術發(fā)展的重要方向是智能化，機電一體化的建設研究逐漸的重視人共智能，其一個重要的應用就是機器人與數(shù)控機床的智能化，智能化指的是對機器行為的一個描述，它是在控制理論的基礎上，充分的吸收各個學科的新思想與新知識，使得它能夠具有一定的判斷推理與邏輯思維自主決策的能力。但是，我們要做到使機電一體化的產(chǎn)品與人有完全相同的智能與邏輯判斷是不可能實現(xiàn)的，但是，較高性能的高速微處理器能夠賦予機電一體化一些較為低級的智能是完全有可能實現(xiàn)的。
2、模塊化
機電一體化的模塊化是一項非常重要而且艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3、網(wǎng)絡化
隨著網(wǎng)絡技術的逐步普及，帶動了一大批現(xiàn)代網(wǎng)絡科技的發(fā)展，其中以網(wǎng)絡為基礎的遠程控制與監(jiān)視技術逐漸興起與飛速發(fā)展，而這些新技術的終端設備就是機電一體化產(chǎn)品，所以，機電一體化會隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展而逐漸的發(fā)展。
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機床排故實訓臺 |
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機床電氣控制技術實訓臺 |
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網(wǎng)絡化智能型機床電氣技能實訓考核裝置 |
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機床智能實訓考核裝置 |
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機床電氣培訓考核實驗裝置 |
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網(wǎng)孔型萬能機床電路實訓考核鑒定裝置 |
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數(shù)控銑床裝調(diào)與維修考核實訓設備 |
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數(shù)控車床電氣控制與維修實訓考核裝置 |
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自動控制基礎實驗室,自動控制實驗室 |
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機床電氣實訓智能考核裝置（五種機床） |
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精密雙軸十字滑臺實訓設備 |
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SBSKB-06M-2型數(shù)控銑床電氣控制與維修實訓臺(拆裝型三坐標)（系統(tǒng)：西門子802C） |
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SBSKB-06T-2型數(shù)控車床電氣控制與維修實訓臺(折裝型二坐標)（SINUMERIK 802C） |
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數(shù)控機床維修實訓室設備,數(shù)控機床維修實訓安裝設備 |
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廣州數(shù)控928TA2系統(tǒng)數(shù)控車床實訓臺 |
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SBSKB-06T-3型數(shù)控車床電氣控制與維修實訓臺 |
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SBSKB-06T-3型數(shù)控銑床電氣控制與維修實訓臺 |
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數(shù)控車/銑床智能綜合實訓考核實驗臺 |
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機床排故實訓室,機床排故實訓裝置 |
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機床電氣控制技術及工藝實訓考核裝置（網(wǎng)孔板） |
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數(shù)控機床故障診斷與維修實訓裝置 |
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步進電機交流伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)實驗裝置 |
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光機電氣一體化控制實訓設備 |
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光機電氣一體化實訓設備 |
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光機電氣一體化控制實訓系統(tǒng) |
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自動化生產(chǎn)線實訓平臺 |
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模塊式柔性自動環(huán)形生產(chǎn)線實驗系統(tǒng)、FMS柔性生產(chǎn)制造實驗系統(tǒng) |
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機電一體化柔性生產(chǎn)線加工系統(tǒng) |
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MPS模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓系統(tǒng)(六站) |
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電機檢測技術實訓室建設方案 |
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變壓器/電機控制綜合實驗裝置 |
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電機與變壓器維修實訓設備 |
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電機變壓器維修及檢測實訓裝置 |
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電機故障診斷與維修檢測實訓考核裝置 |
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電機電控配線安裝裝置 |
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電機性能綜合測試裝置 |
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電機裝配工技能實訓裝置 |
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電機檢修技能實訓裝置 |
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電機拆裝與維修實訓臺 |
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現(xiàn)代電機控制實驗臺 |
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電磁調(diào)速異步電動機自動調(diào)速實訓考核裝置 |
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電氣控制及PLC變頻器電機實訓裝置 |
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智能型四合一機床電氣控制技能實訓考核鑒定裝置 |
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網(wǎng)絡型普通車床電氣技能實訓考核裝置 |
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網(wǎng)絡型平面磨床電氣技能實訓考核裝置 |
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網(wǎng)絡型臥式鏜床電氣技能實訓考核裝置 |
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網(wǎng)絡型萬能銑床電氣技能實訓考核裝置 |
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智能機床電路實訓考核裝置 |
