導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇機(jī)電一體化技術(shù)的定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

本小節(jié)主要從機(jī)電一體化的相關(guān)基本概念、機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征、機(jī)電一體化的最新發(fā)展趨勢(shì)等三個(gè)方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)做較為全面的介紹，接下來(lái)詳細(xì)介紹。

1.1機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化技術(shù)從大的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)屬于機(jī)械領(lǐng)域，其定義版本較多，其中一種較為權(quán)威的定義表述如下：機(jī)電一體化一般是指在機(jī)械的設(shè)計(jì)與功能擴(kuò)展中，應(yīng)用機(jī)械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，把機(jī)械系統(tǒng)的控制中心進(jìn)行集成化，并且與安裝在計(jì)算上的上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)雙向通信，一般來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)也是一門(mén)交叉學(xué)科技術(shù)，涉及到的主要技術(shù)有通信技術(shù)，機(jī)械技術(shù)，微電子技術(shù)，電力電子技術(shù)等，機(jī)電一體化技術(shù)的核心功能就是把以上技術(shù)結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)整體并內(nèi)嵌入機(jī)械系統(tǒng)中。

1.2機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征

機(jī)電一體化技術(shù)作為一門(mén)應(yīng)用廣泛的技術(shù)，有其自身的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)際調(diào)查總結(jié)和查閱相關(guān)資料，本文總結(jié)出了機(jī)電一體化技術(shù)的3個(gè)主要特點(diǎn)，接下來(lái)詳細(xì)說(shuō)明如下。（1）應(yīng)用的廣泛性：機(jī)電一體化技術(shù)由于涉及的技術(shù)較多，是一門(mén)涉及多學(xué)科的交叉技術(shù)，正是由于這一特點(diǎn)，使得機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了機(jī)械工程的應(yīng)用范疇，當(dāng)然，本文的研究重點(diǎn)還是放在機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)。（2）具有很強(qiáng)的邏輯性：由于機(jī)電一體化的核心任務(wù)就是把各種技術(shù)合理融合，應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域中，把系統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)和上位機(jī)軟件控制合為一體，也就是形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，從這個(gè)層面來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)具有很強(qiáng)的邏輯性，或者說(shuō)擁有很強(qiáng)的系統(tǒng)性。（3）機(jī)電一體化具有很強(qiáng)的最優(yōu)化建模理論：機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)形成完整的最優(yōu)化理論體系，相關(guān)算法可以參閱相關(guān)文獻(xiàn)，限于論文篇幅，在這里不再累述。

1.3機(jī)電一體化技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)形成了自己的理論體系，隨著我國(guó)高新技術(shù)不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)上，機(jī)電一體化的最新的發(fā)展趨勢(shì)是控制智能化、精確化、零延遲化、結(jié)合計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和信號(hào)傳輸技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)也朝著無(wú)線控制、高速控制、精確控制的方向發(fā)展。

2機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)分析

本小節(jié)在上文介紹機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上探討機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的當(dāng)前應(yīng)用以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合實(shí)際，本文從機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程領(lǐng)域的歷程分析、機(jī)電一體化在現(xiàn)代機(jī)床控制上的應(yīng)用、機(jī)電一體化技術(shù)在全自動(dòng)包裝機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用等三方面簡(jiǎn)單論述機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)，下面詳細(xì)討論。

2.1機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程領(lǐng)域的歷程分析

在國(guó)外，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械工程領(lǐng)域較早，通過(guò)查閱資料得知，美國(guó)在上世紀(jì)90年代就把自動(dòng)控制設(shè)備應(yīng)用與機(jī)械制造領(lǐng)域，我國(guó)相對(duì)起步晚，但是起點(diǎn)較高，20世紀(jì)60年代，我國(guó)通過(guò)引進(jìn)蘇聯(lián)控制設(shè)備，逐漸把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域，并在20世紀(jì)80年代，實(shí)現(xiàn)機(jī)電控制設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，隨著科技不斷進(jìn)步，以計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)為代表的新技術(shù)不斷應(yīng)用與機(jī)電一體化技術(shù)，這使得機(jī)電一體化技術(shù)煥發(fā)出勃勃生機(jī)，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.2機(jī)電一體化在現(xiàn)代機(jī)床控制上的應(yīng)用

機(jī)電一體化在機(jī)械工程領(lǐng)域很重要的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域就是應(yīng)用在現(xiàn)代機(jī)床控制上，現(xiàn)代機(jī)床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現(xiàn)代機(jī)床的控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾性，機(jī)電一體化技術(shù)由于采用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，處理速度快，精度高、內(nèi)置多塊DSP芯片，抗干擾能力強(qiáng)。

2.3機(jī)電一體化技術(shù)在全自動(dòng)包裝機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)除了應(yīng)用與純機(jī)械工程領(lǐng)域，還大量應(yīng)用于相關(guān)機(jī)械與電子相結(jié)合的控制領(lǐng)域，通過(guò)實(shí)際調(diào)查得知，我國(guó)全自動(dòng)包裝機(jī)已經(jīng)全部采用機(jī)電一體化技術(shù)，由于包裝機(jī)械不但設(shè)計(jì)機(jī)械工程知識(shí)，還涉及機(jī)電控制技術(shù)，微機(jī)處理技術(shù)等，所以一般的控制系統(tǒng)很難勝任，機(jī)電一體化技術(shù)由于是一門(mén)交叉學(xué)科，所以具有很強(qiáng)的靈活性，所以機(jī)電一體化技術(shù)較好的解決了這個(gè)問(wèn)題，機(jī)電一體化把軟件控制和機(jī)械控制結(jié)合起來(lái)，融為一體，通過(guò)上位機(jī)軟件來(lái)控制包裝機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

3機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景

通過(guò)對(duì)機(jī)電一體化當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)的調(diào)查研究，本文認(rèn)為，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展前景包括以下幾點(diǎn)：（1）專用化趨勢(shì)不斷加強(qiáng)：隨著機(jī)電一體化應(yīng)用到機(jī)械領(lǐng)域的不斷深化，機(jī)電一體化技術(shù)表現(xiàn)出明顯的專用化趨勢(shì)。（2）智能化不斷加強(qiáng)：近年來(lái)，隨著人工智能等新技術(shù)不斷應(yīng)用到機(jī)電一體化領(lǐng)域，機(jī)電一體化技術(shù)也呈現(xiàn)了智能化趨勢(shì)。（3）能耗低：節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境成為全社會(huì)的共識(shí)，在這種背景下，機(jī)電一體化技術(shù)積極加強(qiáng)自身改革，不斷研發(fā)新技術(shù)，把能耗進(jìn)一步降低。

4結(jié)論

篇2

關(guān)鍵詞 機(jī)電技術(shù)；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號(hào)TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）67-0039-02

1 機(jī)電一體化概述

1.1 機(jī)電一體化的定義

所謂機(jī)電一體化就是指通過(guò)將微電子技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上，并利用相關(guān)軟件將電子裝置與機(jī)械裝置有機(jī)整合在一起所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。從機(jī)電一體化的定義可以看出，機(jī)電一體化技術(shù)并不是機(jī)械與電子簡(jiǎn)單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的應(yīng)用技術(shù)。因此，機(jī)電一體化涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面的內(nèi)容。

1.2 機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)主要包括信息處理技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)等幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)，以下將分別給予詳細(xì)的說(shuō)明。

1.2.1 信息處理技術(shù)

所謂的信息處理技術(shù)就是指在生產(chǎn)基于機(jī)電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品的過(guò)程中，對(duì)與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)的各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息所進(jìn)行的處理。

1.2.2 精密機(jī)械技術(shù)

精密機(jī)械技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，它是實(shí)現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的相關(guān)功能和構(gòu)造功能的重要前提和首要的技術(shù)支撐。

1.2.3 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應(yīng)控制以及補(bǔ)償和校正等技術(shù)。而且隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及功能的不斷增強(qiáng)，基于自動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量在獲得不斷的提高。

1.2.4 檢測(cè)與傳感器技術(shù)

檢測(cè)與傳感器技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)各種基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)的相關(guān)參數(shù)、工作狀態(tài)以及其他相關(guān)信息的接受以及參數(shù)和相關(guān)信息準(zhǔn)確度的檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)控制。

1.2.5 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)，它作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備執(zhí)行操作的重要支撐技術(shù)，在很大程度上決定了基于機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2.6 系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，從整體目標(biāo)出發(fā)，將基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的總體功能劃分為若干個(gè)各功能模塊，然后結(jié)合各個(gè)功能模塊的實(shí)際情況，找出能夠有效解決各個(gè)功能模塊實(shí)際需求的可行技術(shù)方案，再把相應(yīng)的技術(shù)方案進(jìn)行匯總，從而設(shè)計(jì)出合理的功能技術(shù)方案。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 絕大多數(shù)的制造業(yè)領(lǐng)域都有機(jī)電一體化產(chǎn)品

在工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，機(jī)電一體化產(chǎn)品遍及絕大多數(shù)的制造業(yè)領(lǐng)域，其中數(shù)控機(jī)床和工業(yè)智能機(jī)器人是這些國(guó)家的主要機(jī)電一體化產(chǎn)品，其中的數(shù)控機(jī)床在機(jī)床領(lǐng)域中所占的比重越來(lái)越大，而工業(yè)智能機(jī)器人也將逐步進(jìn)入管理、辦公、家庭和娛樂(lè)等各個(gè)領(lǐng)域，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

在數(shù)控機(jī)床方面，目前數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右，納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已有產(chǎn)品。

在工業(yè)機(jī)器人方面，目前日本的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)量占全世界工業(yè)機(jī)器人的70%左右，與工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的專利則有90%以上掌握在日本企業(yè)手中。由此也可以看出，日本是名副其實(shí)的機(jī)器人王國(guó)。 美國(guó)、德國(guó)分別居二、三位。

2.1.2 機(jī)電一體化開(kāi)始逐步向集成化的方向發(fā)展

CIMS，即計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，它突破了原有制造業(yè)各部門(mén)之間的界限，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)制造企業(yè)生產(chǎn)準(zhǔn)備、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、經(jīng)營(yíng)決策等各個(gè)環(huán)節(jié)的有效整合，在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的作用下，當(dāng)前的世界制造業(yè)開(kāi)始逐步向集成化的方向發(fā)展。

2.1.3 激光技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

激光技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，將使光機(jī)電一體化成為機(jī)電一體化技術(shù)重要的發(fā)展方向。

2.1.4 微細(xì)加工技術(shù)發(fā)展迅速

當(dāng)前微機(jī)電技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，將帶動(dòng)微細(xì)加工技術(shù)的興起。

2.2 國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.2.1 數(shù)控技術(shù)方面

我國(guó)對(duì)數(shù)控技術(shù)的研究起始于1985年，經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，我國(guó)目前已經(jīng)基本掌握了數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)，相關(guān)的數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品也越來(lái)越多的出現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)中。

2.2.2 工業(yè)機(jī)器人方面

我國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究開(kāi)始于1986年，目前，已經(jīng)掌握了機(jī)器人的軟件編程、控制系統(tǒng)以及操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造等技術(shù)，并開(kāi)發(fā)出了能夠進(jìn)行水下作業(yè)施工的多種工業(yè)機(jī)器人。

2.2.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面

經(jīng)過(guò)近些年的潛心研究，我國(guó)在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面已經(jīng)有了較快發(fā)展。其中，已經(jīng)在包括清華大學(xué)在內(nèi)的多數(shù)著名高校內(nèi)建成了國(guó)家CIMS技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、工程研究中心以及相關(guān)的CIMS培訓(xùn)中心。

3 機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展

3.1 智能化

智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品是指具有一定的邏輯思維、判斷推理和自主決策能力的機(jī)電一體化產(chǎn)品，由于可以智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)人類的智能進(jìn)行模擬，所以，一些智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品就可以替代人的部分腦力勞動(dòng)。

3.2 微型化

當(dāng)前微型化的機(jī)電一體化產(chǎn)品的幾何尺寸一般不會(huì)大于1cm3，而且微型化的機(jī)電一體化產(chǎn)品在不斷的向微米級(jí)和納米級(jí)的方向發(fā)展。目前，國(guó)外已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室中制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

3.3 模塊化

從各方面來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，這樣一來(lái)，企業(yè)就可以可利用標(biāo)準(zhǔn)的模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品，進(jìn)而將大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展促使其不斷朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。其中，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種機(jī)電一體化產(chǎn)品，如遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)等如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)出來(lái)。

3.5 綠色化

根據(jù)時(shí)代的發(fā)展需求，綠色化將成為機(jī)電一體化的必然發(fā)展趨勢(shì)，其目標(biāo)是在機(jī)電一體化產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中，要保證產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害最小，而獲得的資源利用率卻最高。

4 結(jié)論

機(jī)電一體化是很多學(xué)科相互發(fā)展和相互促進(jìn)的結(jié)果，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)所融合的技術(shù)將越來(lái)越廣泛，而以機(jī)械和微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)將成為機(jī)電一體化的必然發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)電一體化的發(fā)展前景非常廣闊。

參考文獻(xiàn)

[l]錢(qián)忠梅.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究[J]行業(yè)前沿，2010(5).

篇3

關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化；技術(shù)；產(chǎn)品

中圖分類號(hào)TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）91-0060-02

1 機(jī)電一體化技術(shù)的概念及其應(yīng)用

定義機(jī)電一體化技術(shù)需要從兩方面進(jìn)行分析，硬件和軟件。硬件主要包括機(jī)器主機(jī)、相關(guān)工作和控制系統(tǒng)、接口和執(zhí)行結(jié)構(gòu)等；軟件是按著人的意愿編寫(xiě)的計(jì)算機(jī)程序，用于控制硬件實(shí)現(xiàn)某種特定的功能。研究和總結(jié)相關(guān)軟硬件設(shè)施的技術(shù)統(tǒng)稱為機(jī)電一體化技術(shù)。

1.1 機(jī)電一體化的硬件技術(shù)

1.1.1驅(qū)動(dòng)技術(shù)

驅(qū)動(dòng)技術(shù)的主要表現(xiàn)形式是在執(zhí)行結(jié)構(gòu)上。現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)方式主要有氣動(dòng)，液壓和電動(dòng)三種，區(qū)別在于動(dòng)力源的不同。其中應(yīng)用最廣泛的是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，因?yàn)闅鈩?dòng)和液壓的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)復(fù)雜一點(diǎn)，比較繁瑣。

1.1.2控制技術(shù)

控制技術(shù)主要指信息處理技術(shù)，機(jī)電一體化的技術(shù)水平的提高主要就是建立在信息處理技術(shù)提高的基礎(chǔ)上。信息處理技術(shù)的提高主要體現(xiàn)在處理輸入輸出的可靠性和抗干擾性，模型之間轉(zhuǎn)換的可靠性，處理設(shè)備的可靠性等。信息處理技術(shù)主要通過(guò)處理設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些硬件設(shè)備統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)硬件。衡量設(shè)備的好壞主要指標(biāo)就是體積的大小，容量的大小和功能的多少。高端的設(shè)備主要包括高級(jí)音頻處理機(jī)，高級(jí)視頻處理機(jī)，高級(jí)磁盤(pán)機(jī)，高級(jí)運(yùn)算處理機(jī)等。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)多信息聯(lián)機(jī)處理，開(kāi)發(fā)小功率多功能部件。同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息處理裝置的智能化，提升信息處理設(shè)備的可靠性。

1.1.3接口

接口是傳輸控制指令的硬件連接設(shè)備，主要包括數(shù)據(jù)傳輸線和相關(guān)邏輯門(mén)電路。接口技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成部分之一。同時(shí)也是較為突出的問(wèn)題之一。接口設(shè)備的好壞直接關(guān)系著被連接設(shè)備的發(fā)揮作用的程度。

1.1.4主機(jī)技術(shù)

主機(jī)技術(shù)也就是最主要的機(jī)械技術(shù)。這方面要想提高需從兩方面進(jìn)行考慮，一方面是自身的設(shè)計(jì)上，比如說(shuō)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，采用新材料，改良構(gòu)造結(jié)構(gòu)，提高自身的硬度，耐磨度，減輕一下重量等等使模塊更加合理，可靠。另一方面是制造的工藝問(wèn)題。比如說(shuō)制定先進(jìn)的工藝流程，選定適當(dāng)?shù)募庸ぴO(shè)備，制訂科學(xué)合理的生產(chǎn)計(jì)劃等等。

1.1.5傳感器技術(shù)

傳感器技術(shù)根據(jù)用途分為兩類，內(nèi)部信息傳感技術(shù)和外部信息傳感技術(shù)。傳感技術(shù)主要體現(xiàn)在可靠性，靈敏度和精度上。信息的傳感方式主要是電，光，機(jī)械和流體等。外部傳感器經(jīng)常與檢測(cè)對(duì)象接觸，容易產(chǎn)生磨損影響檢測(cè)結(jié)果和精度。所以發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)對(duì)外部系統(tǒng)傳感器來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。傳感器的發(fā)展方向是功能的智能化和元件化。

1.2機(jī)電一體化軟件技術(shù)

軟件技術(shù)相對(duì)比較復(fù)雜，它主要是通過(guò)編寫(xiě)一定的程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的控制和操作。軟件又被叫做“程序系統(tǒng)”，它是自動(dòng)控制計(jì)算機(jī)，提高效率，擴(kuò)大功能的程序的總稱。一般將軟件根據(jù)功能的不同分為系統(tǒng)程序系統(tǒng)和應(yīng)用程序系統(tǒng)兩大部分。系統(tǒng)程序一般指的是中央主處理程序的編寫(xiě)，應(yīng)用程序系統(tǒng)是指在系統(tǒng)程序的基礎(chǔ)上添加的一些應(yīng)用程序。軟件技術(shù)方面一項(xiàng)重要的工作就是推行軟件的標(biāo)準(zhǔn)化，使之實(shí)現(xiàn)互換和通用的特性。

1.3軟件和硬件的關(guān)系

硬件就好像人類的肢體，軟件就是人類的大腦，大腦指揮肢體，肢體配合大腦，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)雙方的價(jià)值。因此，軟件和硬件缺一不可，必須協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.4機(jī)電一體化技術(shù)涉及的學(xué)科領(lǐng)域

機(jī)電一體化技術(shù)緊緊依附與科學(xué)技術(shù)之下，隨著科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展，所涉及的領(lǐng)域十分廣泛。包括機(jī)械技術(shù)，電子技術(shù)，共性技術(shù)，傳感技術(shù)等等。不同的技術(shù)所涉及的領(lǐng)域也是非常廣泛的。所以說(shuō)機(jī)電一體化技術(shù)是各類學(xué)科技術(shù)相互滲透，相互融合的產(chǎn)物。

2 機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品顧名思義，就是所有利用機(jī)電一體化技術(shù)制造出來(lái)的產(chǎn)品。產(chǎn)品種類多種多樣，發(fā)展勢(shì)頭迅猛?，F(xiàn)今的機(jī)電一體化設(shè)備逐漸發(fā)展到了機(jī)群和系統(tǒng)，并在逐步向智能化，自動(dòng)化，高效化改進(jìn)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)也已向自動(dòng)化車(chē)間或工廠發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品也成為了人們工作，學(xué)習(xí)，生活所必不可少的產(chǎn)品。

2.1機(jī)電一體化產(chǎn)品的分類

根據(jù)結(jié)構(gòu)和作用的不同，大致分為以下四類：1）完全以電子裝置替代了原有機(jī)械結(jié)構(gòu)中的信息處理機(jī)構(gòu)，如智能電話，平板電腦，上網(wǎng)本等；2）內(nèi)置微機(jī)的大小型家用電器，這類裝置一面簡(jiǎn)化其自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)，一面又采用了電子裝置，比如家庭常用的全自動(dòng)洗衣機(jī)、影碟機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等；3）機(jī)械機(jī)構(gòu)與電子裝置共存的設(shè)備產(chǎn)品。如計(jì)算機(jī)控制的一些機(jī)器，單反相機(jī)等等；4）高性能或多功能的機(jī)械產(chǎn)品。這類產(chǎn)品就是在本來(lái)就是高級(jí)機(jī)構(gòu)的機(jī)械上，利用電子技術(shù)進(jìn)行高級(jí)控制。比如智能機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、數(shù)控模具、防滑制動(dòng)器等等。

2.2機(jī)電一體化產(chǎn)品的特色和優(yōu)點(diǎn)

1）通過(guò)改進(jìn)電子元器件，增加了機(jī)器的使用時(shí)間和使用壽命。同時(shí)也提高了機(jī)器的可靠性；

2）通過(guò)元器件的改進(jìn)，簡(jiǎn)化了機(jī)器的結(jié)構(gòu)，縮小了體積，使產(chǎn)品更加便于攜帶；

3）通過(guò)技術(shù)的改良，產(chǎn)品種類更加豐富，功能也更加齊全。

4）智能化操作，通過(guò)自動(dòng)監(jiān)視和診斷，能夠?qū)σ恍┩话l(fā)事件進(jìn)行應(yīng)急處理，提高了產(chǎn)品的安全性；

5）采用機(jī)電一體化設(shè)備，提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品本身的精度也得到了提高，生產(chǎn)作業(yè)更加高效，操作更加合理，減少了人工成本，擴(kuò)大了生產(chǎn)規(guī)模，全面降低了產(chǎn)品成本；

6）機(jī)電一體化產(chǎn)品由原來(lái)的低檔變?yōu)楦邫n，首先增強(qiáng)了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)出了屬于自己的一份力量；

7）機(jī)械本身只按照計(jì)算機(jī)程序指令進(jìn)行工作，這樣可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品動(dòng)作的自動(dòng)化。

8）增加了產(chǎn)品的功能，擴(kuò)大了產(chǎn)品的使用范圍。

3結(jié)論

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也逐漸走向成熟。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展使機(jī)電一體化產(chǎn)品的市場(chǎng)前景更加廣闊。國(guó)家也慢慢地制定了很多發(fā)展規(guī)劃用于支持機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展。機(jī)電一體化的發(fā)展前景是相當(dāng)可觀的。讓我們共同期待機(jī)電一體化所創(chuàng)造的美好的明天。

參考文獻(xiàn)

[1]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

篇4

如果將創(chuàng)新定義為與眾不同的、新穎的技術(shù)和產(chǎn)品，那么這個(gè)世界上的創(chuàng)新成果將會(huì)是高度的繁榮昌盛。但是，我們看到的是許多企業(yè)新產(chǎn)品層出不窮，業(yè)績(jī)卻不見(jiàn)增長(zhǎng)，甚至陷于困境之中。與此相似的是，全球?qū)＠晒D(zhuǎn)化的成績(jī)并不那么令人鼓舞，雖然每年推出的各種專利數(shù)量驚人，但是其“創(chuàng)新”的真實(shí)性是令人難以信服的。

所以，將創(chuàng)新定義為與眾不同的、新穎的技術(shù)和產(chǎn)品是不夠的，或者說(shuō)僅僅提供了必要條件，缺乏充分條件。只有將與眾不同的、新穎的創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為商業(yè)及社會(huì)成果，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)的認(rèn)可和企業(yè)的盈利才具有真正的價(jià)值。

創(chuàng)新應(yīng)具備三個(gè)條件：獨(dú)特和新穎；一定的市場(chǎng)容量；一定的盈利能力。

創(chuàng)新的不同特點(diǎn)

當(dāng)前討論創(chuàng)新比較寬泛，共性論題多，也比較容易形成共識(shí)。但對(duì)不同領(lǐng)域、不同行業(yè)、不同產(chǎn)品等個(gè)性化的問(wèn)題卻少有論述，或者探討不夠深入，因此也較少形成個(gè)性化問(wèn)題的解決。

而創(chuàng)新恰恰是個(gè)性化的，雖然創(chuàng)新的共性規(guī)律放之四海皆準(zhǔn)，可一旦形成教條和規(guī)定，則共性規(guī)律不但不能對(duì)局部的、具體的創(chuàng)新問(wèn)題給予指導(dǎo)，反而會(huì)形成誤導(dǎo)，使得創(chuàng)新投入方向出現(xiàn)偏差，許多創(chuàng)新難以出成果。常識(shí)告訴我們：方向錯(cuò)誤，投入越大，距離成功越遠(yuǎn)，損失也越大。

不同領(lǐng)域、不同行業(yè)、不同產(chǎn)品具有不同的創(chuàng)新特點(diǎn)和規(guī)律。消費(fèi)產(chǎn)品創(chuàng)新遠(yuǎn)區(qū)別于工業(yè)產(chǎn)品；傳統(tǒng)產(chǎn)品創(chuàng)新不同于現(xiàn)代產(chǎn)品；大批量工業(yè)產(chǎn)品不同于小批量產(chǎn)品；開(kāi)放式系統(tǒng)產(chǎn)品不同于封閉式系統(tǒng)產(chǎn)品，比如機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新不同于醫(yī)藥產(chǎn)品；重工機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新不同于機(jī)電一體化產(chǎn)品。凡此種種，不一而足。只有根據(jù)不同領(lǐng)域、不同行業(yè)、不同產(chǎn)品的特點(diǎn)，找出獨(dú)特的創(chuàng)新規(guī)律，制定相應(yīng)的創(chuàng)新系統(tǒng)和機(jī)制，才能使得產(chǎn)品創(chuàng)新方向正確、投入適當(dāng)、周期縮短、市場(chǎng)效益明顯。

創(chuàng)新是企業(yè)戰(zhàn)略和策略的互動(dòng)能力體現(xiàn)

許多企業(yè)將創(chuàng)新當(dāng)作應(yīng)急事務(wù)管理，只有當(dāng)企業(yè)產(chǎn)品賣(mài)不出去，市場(chǎng)不良反應(yīng)強(qiáng)烈時(shí)才考慮創(chuàng)新，創(chuàng)新成了解決眼前問(wèn)題的手段或策略。

事實(shí)上，創(chuàng)新首先是企業(yè)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略，而且是最重要的戰(zhàn)略。創(chuàng)新不僅是產(chǎn)品創(chuàng)新，更是企業(yè)的管理創(chuàng)新，只有企業(yè)具備了管理創(chuàng)新機(jī)制，產(chǎn)品創(chuàng)新才具有流暢的流程和制度，才可能成為企業(yè)自然而然的正常行為，不至于成為企業(yè)的應(yīng)急手段及救火似的短期行為。從這個(gè)角度講，管理創(chuàng)新是企業(yè)的戰(zhàn)略，而產(chǎn)品創(chuàng)新是戰(zhàn)略指導(dǎo)下的策略，二者是一種互動(dòng)行為，互動(dòng)效果既是單獨(dú)行為的能力體現(xiàn)，更是整體能力的體現(xiàn)和檢驗(yàn)。

基于企業(yè)的自主創(chuàng)新

對(duì)國(guó)家而言，鼓勵(lì)創(chuàng)新、推動(dòng)創(chuàng)新，并斥巨資于一切有益于創(chuàng)新的行為及產(chǎn)品，當(dāng)然十分有必要，但國(guó)家的創(chuàng)新是由各種社會(huì)組織的創(chuàng)新集成的，國(guó)家不可能也不應(yīng)該越俎代庖，承擔(dān)具體的創(chuàng)新項(xiàng)目和任務(wù)。所以，社會(huì)組織的創(chuàng)新成果直接反映了國(guó)家的創(chuàng)新成就。

對(duì)社會(huì)組織及企業(yè)而言，創(chuàng)新不僅是對(duì)國(guó)家創(chuàng)新成就的貢獻(xiàn)，更是自身的生存和發(fā)展的直接需要。國(guó)家將創(chuàng)新的重點(diǎn)落到企業(yè)無(wú)疑是一個(gè)英明的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移和定位，這一戰(zhàn)略決策必將對(duì)我國(guó)創(chuàng)新乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。但由于科研與企業(yè)長(zhǎng)期有不同程度的脫節(jié)，這一轉(zhuǎn)移并不能保證企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新和國(guó)家創(chuàng)新能力得到合理的回報(bào)，因?yàn)榭蒲性核膭?chuàng)新和企業(yè)的創(chuàng)新有較大不同，如果僅僅是一種平移，那么有較大可能使得創(chuàng)新投入和產(chǎn)出效益打折扣，因?yàn)槠髽I(yè)始終要考慮市場(chǎng)、客戶。產(chǎn)品創(chuàng)新成果只能由市場(chǎng)和客戶來(lái)檢驗(yàn)，離開(kāi)了市場(chǎng)和客戶，任何創(chuàng)新都是不完善的，即使是為未來(lái)所做的創(chuàng)新，仍然要為未來(lái)的市場(chǎng)和客戶負(fù)責(zé)。

也許對(duì)科研院所和高校而言，基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新的內(nèi)涵和外延有另外的意義，但基于企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新只有市場(chǎng)和客戶的評(píng)價(jià)這個(gè)唯一標(biāo)準(zhǔn)。

基于機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新

正如前邊所提及的，不同領(lǐng)域、不同行業(yè)、不同產(chǎn)品的創(chuàng)新具有不同的特點(diǎn)，機(jī)電一體化產(chǎn)品作為一種裝備機(jī)械產(chǎn)品，其創(chuàng)新特征還是比較明顯的，這種特征既是其產(chǎn)品特點(diǎn)本身決定的，也是橫向與世界相關(guān)產(chǎn)品比較帶來(lái)的。

目前“機(jī)電一體化”的定義各有表述，較為普遍的定義由“日本機(jī)械振興協(xié)會(huì)”經(jīng)濟(jì)研究所提出，即“機(jī)電一體化是在機(jī)械功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱?！?/p>

隨著科學(xué)技術(shù)水平的高速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)之間和學(xué)科之間的交叉與滲透日益加劇，現(xiàn)在已很難對(duì)一個(gè)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品進(jìn)行清晰的界定及分類。作為裝備制造業(yè)的一個(gè)十分重要的分支，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入“智能化”階段。除了機(jī)電一體化定義的內(nèi)涵產(chǎn)生變化以外，其外延及范圍已經(jīng)大大擴(kuò)展，在工業(yè)領(lǐng)域和日常生活中，機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法與我們分離。

這一類機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要特征是機(jī)械動(dòng)作的精度及準(zhǔn)確性、各種動(dòng)作的協(xié)調(diào)性、機(jī)械機(jī)構(gòu)及功能的可靠性、機(jī)構(gòu)及產(chǎn)品的壽命長(zhǎng)期性。在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)效率的經(jīng)濟(jì)社會(huì)中，高速度已逐漸成為許多機(jī)電一體化產(chǎn)品最重要的功能指標(biāo)之一，其他的功能要求，即使是十分重要的要求，也成為了高速度的派生要求。高速度已成為許多機(jī)電一體化產(chǎn)品檔次、能級(jí)的分水嶺和界限。

按照機(jī)電一體化的定義，如果將計(jì)算機(jī)、執(zhí)行元件、動(dòng)力源、傳感器、機(jī)構(gòu)作為機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大要素，那么與其相對(duì)應(yīng)的五大功能是控制、操作、動(dòng)力、檢測(cè)、構(gòu)造。

在這五大功能中，構(gòu)造是其主功能，即機(jī)械動(dòng)作是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系統(tǒng)功能和作用的主要目的，其他功能是為機(jī)械動(dòng)作提供驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)、控制支持。由于其機(jī)械動(dòng)作是清晰可視的，不管其機(jī)械動(dòng)作有多少、機(jī)械機(jī)構(gòu)多復(fù)雜、機(jī)械速度有多高，所以，機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作是在一個(gè)透明的、開(kāi)放的環(huán)境下進(jìn)行。

在當(dāng)今的技術(shù)條件下，如果機(jī)械機(jī)構(gòu)及動(dòng)作無(wú)法封閉，那么為實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)、控制技術(shù)及產(chǎn)品也將處于透明、開(kāi)放的位置。這是機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要特點(diǎn)，也是機(jī)電一體化產(chǎn)品與醫(yī)藥、IT等產(chǎn)品的區(qū)別所在。

盡管機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，也代表了當(dāng)今世界科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展潮流與趨勢(shì)。但作為集機(jī)、電、光、聲、氣、液等技術(shù)為一身的機(jī)電一體化產(chǎn)品本身，特別是對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造企業(yè)而言，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品一直處于一個(gè)高度透明、開(kāi)放的環(huán)境之下，所以，從這個(gè)角度而言，機(jī)電一體化產(chǎn)品是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)。

正因?yàn)闄C(jī)電一體化產(chǎn)品是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新是一把“雙刃劍”。開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)與收益的矛盾愈發(fā)突出。應(yīng)該注意的問(wèn)題是：1.防御層面：開(kāi)發(fā)投入適當(dāng)；開(kāi)發(fā)速度要快；產(chǎn)權(quán)保護(hù)要重視；風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)等。2.進(jìn)攻層面：緊密跟蹤；模仿創(chuàng)新；知識(shí)產(chǎn)權(quán)回避；差異化創(chuàng)新等。

開(kāi)放系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)和“雙刃劍”。模仿將會(huì)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，除技術(shù)的透明度較高這一特點(diǎn)外，國(guó)家對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)、思路、政策及法規(guī)的制定與落實(shí)起著決定性作用，在上述問(wèn)題尚未明朗之前，企業(yè)的投入收益比較低、收益期較短，所以積極性必將受挫，走捷徑已成為企業(yè)有意或者無(wú)意、無(wú)奈的選擇。作為以贏利為最主要目標(biāo)的企業(yè)，以較小的投入獲得最大的收益本是常理，模仿更成為不二選擇。

對(duì)企業(yè)而言，創(chuàng)新資金有限，將有限的資金合理地分配到企業(yè)具體的創(chuàng)新項(xiàng)目之中變得十分重要，否則，企業(yè)極有可能因投入得不到回報(bào)而影響到企業(yè)發(fā)展，甚至導(dǎo)致企業(yè)陷入困境而不能自拔。

另外，機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)也決定了其創(chuàng)新必然是繼承性的、漸進(jìn)性的和集成性的。其創(chuàng)新往往體現(xiàn)在自動(dòng)控制部分，而自動(dòng)控制部分具有較強(qiáng)的專業(yè)分工，對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品企業(yè)而言，沒(méi)有實(shí)力專攻自動(dòng)控制技術(shù)，事實(shí)上國(guó)內(nèi)外幾乎所有企業(yè)的自動(dòng)控制技術(shù)均是集成的，這是一個(gè)社會(huì)化合理分工與合作的典型例證。

機(jī)電一體化產(chǎn)品制造企業(yè)應(yīng)專術(shù)機(jī)械部分的創(chuàng)新與研發(fā)、改進(jìn)。機(jī)械機(jī)構(gòu)發(fā)展至今，已經(jīng)基本成熟，進(jìn)行革命性的創(chuàng)新幾乎沒(méi)有空間和必要。所以，對(duì)機(jī)械部分開(kāi)展持續(xù)性的改進(jìn)和完善成為機(jī)電一體化產(chǎn)品研發(fā)和創(chuàng)新的主體和主要內(nèi)容。可以說(shuō)，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)和較量已經(jīng)集中在機(jī)械部分的可靠性、穩(wěn)定性以及與之相匹配的精度和速度上。在這里，產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為產(chǎn)品整體實(shí)力的最大權(quán)重因素，產(chǎn)品質(zhì)量是決定產(chǎn)品創(chuàng)新成功與否的最關(guān)鍵部分。

創(chuàng)新成功的前提條件

許多產(chǎn)品創(chuàng)新評(píng)價(jià)較高，其獨(dú)特和新穎性、市場(chǎng)和客戶認(rèn)可度、產(chǎn)品的毛利率均較高，但往往不成功。這一問(wèn)題的癥結(jié)主要在兩方面：第一是產(chǎn)品質(zhì)量水平一直上不去，其零件、部件的加工質(zhì)量和裝配質(zhì)量處于較低層次，當(dāng)中、低端產(chǎn)品要求偏低時(shí)，如精度、速度不高時(shí)，產(chǎn)品尚能滿足要求，一旦產(chǎn)品更上一個(gè)層次，其創(chuàng)新水平要求更高時(shí)，如高端領(lǐng)域產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量低下的問(wèn)題便暴露出來(lái)，而且短期內(nèi)又較難形成質(zhì)量突破，因此嚴(yán)重影響了產(chǎn)品創(chuàng)新目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；第二是市場(chǎng)開(kāi)拓不力，好產(chǎn)品（技術(shù)好、質(zhì)量也好）賣(mài)不出去或無(wú)法形成銷售規(guī)模，造成“墻內(nèi)開(kāi)花，墻外不香”的尷尬局面。

這種現(xiàn)象國(guó)內(nèi)外均比比皆是，這不僅使得新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)投入泡湯，更嚴(yán)重的是丟掉了市場(chǎng)機(jī)會(huì)。如果企業(yè)不能正視問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入剖析，還會(huì)沉重打擊創(chuàng)新者的積極性，迫使創(chuàng)新者放棄積極的設(shè)想和創(chuàng)新熱情，以一種保守的心態(tài)和行為進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，長(zhǎng)此以往，企業(yè)的創(chuàng)新氛圍逐漸惡化，形成了系統(tǒng)性的保守制度及文化，給企業(yè)發(fā)展帶來(lái)致命影響。

當(dāng)前印后裝訂機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新的基點(diǎn)和重點(diǎn)

1.對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行清晰定位

開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品是十分有必要的，但明確企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行重新定位，整合企業(yè)有效資源更有必要。不是低端產(chǎn)品都必須放棄的；不是高端產(chǎn)品都必然要進(jìn)入的；不是市場(chǎng)上盈利產(chǎn)品都必須做的；不是今天開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品今天要盈利的；不是別人的產(chǎn)品盈利你也會(huì)盈利的；不是不盈利的產(chǎn)品都應(yīng)該放棄的。這些問(wèn)題需要我們一直反復(fù)思考。

比如，圓盤(pán)包本機(jī)屬低端產(chǎn)品，但企業(yè)還是要全力推動(dòng)；高速騎馬訂聯(lián)動(dòng)線或許我們暫時(shí)沒(méi)能力做好，但它應(yīng)該成為重要的盈利產(chǎn)品。

如果不能對(duì)市場(chǎng)、產(chǎn)品、技術(shù)、能力等問(wèn)題有清醒的認(rèn)識(shí)，對(duì)企業(yè)及產(chǎn)品有明晰的定位，那么，今天的盈利產(chǎn)品明天會(huì)變得虧損；暫時(shí)虧損的好產(chǎn)品會(huì)草率放棄；技術(shù)含量高的產(chǎn)品會(huì)一直不盈利。公司會(huì)陷于“高端上不去，低端下不來(lái)，中端守不住”的尷尬局面。

2.堅(jiān)持持續(xù)開(kāi)發(fā)改進(jìn)的創(chuàng)新原則

對(duì)于印后裝訂機(jī)械產(chǎn)品，創(chuàng)新的特殊性要倍加注意。首先，要明白全新的產(chǎn)品不存在，任何所謂創(chuàng)新產(chǎn)品，都是在原來(lái)成熟產(chǎn)品上的改進(jìn)與革新、提高與完善。其次，極端的多品種、少批量特性決定了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本較高，特別是改動(dòng)較大產(chǎn)品，在每年銷售數(shù)量極少的情況下，較多地開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品必然給創(chuàng)新帶來(lái)更大的風(fēng)險(xiǎn)；另外，根據(jù)客戶真實(shí)需求，對(duì)開(kāi)發(fā)成功的產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，不僅會(huì)給客戶帶來(lái)更高的價(jià)值，而且也會(huì)大大減少開(kāi)發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)，為公司帶來(lái)穩(wěn)定且長(zhǎng)期的收益。

比如，許多企業(yè)已經(jīng)在膠訂聯(lián)動(dòng)線產(chǎn)品上獲得成功，得到較高收益，在此基礎(chǔ)上應(yīng)該持續(xù)改進(jìn)，即使是開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品，仍然是在原有基礎(chǔ)上的提升和完善，保持產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)、特色，其繼承性是顯而易見(jiàn)的。

3.優(yōu)良的質(zhì)量是創(chuàng)新的基本保障

許多創(chuàng)新產(chǎn)品不成功，不一定是產(chǎn)品技術(shù)的原因，比如技術(shù)落后，設(shè)計(jì)缺陷、標(biāo)準(zhǔn)不清等。許多技術(shù)特別是高端技術(shù)思路、技術(shù)設(shè)想、技術(shù)目標(biāo)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的原因是材料質(zhì)量、零件質(zhì)量、工藝質(zhì)量、裝配質(zhì)量等單體或綜合質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。實(shí)踐證明：產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不成功的最主要問(wèn)題。

所以，狠抓質(zhì)量，持續(xù)進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)，是保證產(chǎn)品創(chuàng)新成功的關(guān)鍵因素，這與“持續(xù)開(kāi)發(fā)改進(jìn)的創(chuàng)新原則”是一致的。否則，即使擁有當(dāng)今世界最先進(jìn)的技術(shù)，產(chǎn)品的技術(shù)檔次也難以提升上去。從某種意義上講，優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量的重要性應(yīng)高于產(chǎn)品創(chuàng)新本身。

當(dāng)前眾多企業(yè)開(kāi)發(fā)的全自動(dòng)鎖線機(jī)、新型膠訂聯(lián)動(dòng)線等產(chǎn)品，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求更高、更嚴(yán)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成功與否的關(guān)鍵無(wú)疑是可靠的產(chǎn)品質(zhì)量。這一要求不僅適用于高端產(chǎn)品的創(chuàng)新，而且也適用于所有產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)。

4.搶占技術(shù)制高點(diǎn)是創(chuàng)新的恒定目標(biāo)

不管產(chǎn)品與技術(shù)如何創(chuàng)新，其核心內(nèi)容都必須體現(xiàn)當(dāng)今先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)品技術(shù)改進(jìn)和完善亦然。

從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，印后裝訂機(jī)械產(chǎn)品的模塊化、自動(dòng)化、信息化等技術(shù)以及相互之間的技術(shù)融合已成為主流，而這些先進(jìn)技術(shù)雖不能顛覆傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品，但體現(xiàn)出的產(chǎn)品特性卻是令人耳目一新的，甚至表現(xiàn)出“革命性”技術(shù)的假象，呈現(xiàn)出鮮明的技術(shù)制高點(diǎn)。

篇5

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；汽車(chē)；電子制動(dòng)系統(tǒng)

1概述

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越得到人們的認(rèn)可，在生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用?？v觀汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展歷史，從蒸汽時(shí)代、內(nèi)燃機(jī)時(shí)代、電氣時(shí)代再到如今的信息時(shí)代，汽車(chē)的發(fā)展歷史也是機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展史，尤其是隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，倒車(chē)影像、自動(dòng)泊車(chē)、抬頭顯示等技術(shù)的應(yīng)用使得機(jī)電一體化技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用不斷被人們賦予嶄新的定義。本文主要以發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、電子制動(dòng)系統(tǒng)、倒車(chē)?yán)走_(dá)及倒車(chē)影像系統(tǒng)為例，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用進(jìn)行分析與闡述。

2機(jī)電一體化技術(shù)的簡(jiǎn)介

機(jī)電一體化技術(shù)是融合機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等多門(mén)學(xué)科所實(shí)現(xiàn)的一體化應(yīng)用技術(shù)，其以特定功能的實(shí)現(xiàn)為導(dǎo)向，通過(guò)機(jī)械裝置、電子裝置等的有機(jī)組合，形成了有機(jī)的整體，從而滿足了人們的使用需求。機(jī)電一體化技術(shù)通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，賦予了裝置全新的性能，使其能夠更好地滿足用戶的使用需求。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)生活的諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、跑步機(jī)等都是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的典范。

3機(jī)電一體化技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，其在汽車(chē)行業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用，從歷史角度來(lái)看，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用主要可以分為三個(gè)階段：第一階段是二十世紀(jì)六十到七十年代期間，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)汽車(chē)機(jī)械裝置的改善中，電控燃油噴射、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向等技術(shù)開(kāi)始得到應(yīng)用；第二階段是八十到九十年代期間，隨著集成電路的廣泛應(yīng)用，其在汽車(chē)中也得到了一定的應(yīng)用，解決了機(jī)械裝置難以實(shí)現(xiàn)的汽車(chē)控制難題，大大提高了汽車(chē)行駛的安全性；第三階段是二十世紀(jì)末至今，隨著信息技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在汽車(chē)中的應(yīng)用更為成熟廣泛，推動(dòng)汽車(chē)不斷向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。

3.1發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的核心是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU，其普遍配置于各類汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)之中，通過(guò)壓力傳感器、速度傳感器以及溫度傳感器等，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保發(fā)動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行于最佳狀態(tài)下。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)形成了自閉環(huán)的控制系統(tǒng)，其通過(guò)對(duì)空氣燃料比、點(diǎn)火時(shí)間以及排氣等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)空氣燃料比進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將結(jié)果反饋至ECU，從而保證最優(yōu)的空氣燃料比，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能性與穩(wěn)定性。當(dāng)空氣燃料比過(guò)高時(shí)，燃料較少不利于點(diǎn)火，而當(dāng)空氣燃料比較低時(shí)，氧氣不足將導(dǎo)致燃料的燃燒不充分，一方面造成了燃料的浪費(fèi)，另一方面產(chǎn)生了大量的一氧化碳、碳化氫等有毒氣體，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。過(guò)高過(guò)低的空氣燃料比都對(duì)發(fā)電機(jī)的壽命有著不利的影響，因此發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用通過(guò)最優(yōu)空氣燃料比的控制，能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行于最佳狀態(tài)下，不僅提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率，更有效延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

3.2電子制動(dòng)系統(tǒng)

汽車(chē)的電子制動(dòng)系統(tǒng)主要包括BBW系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)以及ASR系統(tǒng)三大部分。BBW系統(tǒng)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械構(gòu)造，剎車(chē)腳踏板到剎車(chē)片間傳遞的不再是液壓信號(hào)，而是通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行傳播，不僅有效縮短了機(jī)械裝置的制動(dòng)反映時(shí)間，更大大提高了制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。BBW系統(tǒng)主要由電子踏板模塊、ECM控制模塊以及制動(dòng)模塊三部分組成，當(dāng)駕駛者踩下剎車(chē)板時(shí)，電子踏板模塊將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將信號(hào)傳遞至ECM控制模塊，ECM控制模塊通過(guò)分析判斷后向制動(dòng)模塊發(fā)出信號(hào)，控制啟動(dòng)制動(dòng)電機(jī)，通過(guò)制動(dòng)器活塞將制動(dòng)片按壓到制動(dòng)盤(pán)上進(jìn)行制動(dòng)；相反地，當(dāng)駕駛者松開(kāi)剎車(chē)板時(shí)，電子踏板模塊也將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳遞至ECM控制模塊，控制模塊判斷駕駛員松開(kāi)腳踏板后向制動(dòng)模塊發(fā)出信號(hào)，控制制動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)釋放制動(dòng)活塞壓力，此時(shí)制動(dòng)片將脫離制動(dòng)盤(pán)，汽車(chē)恢復(fù)行駛狀態(tài)。隨著汽車(chē)行駛速度的不斷提升，對(duì)制動(dòng)能力的要求越來(lái)越高，為了實(shí)現(xiàn)更短的制動(dòng)距離，單純的后輪制動(dòng)已經(jīng)無(wú)法滿足汽車(chē)的制動(dòng)需求，制動(dòng)裝置也開(kāi)始在前輪得到配置。當(dāng)汽車(chē)發(fā)生急剎車(chē)時(shí)，前輪增重后輪減重以及后輪抱死的現(xiàn)象對(duì)制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輛的方向控制十分不利，容易發(fā)生失控事故，因此ABS系統(tǒng)應(yīng)用而生，其在BBW系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了汽車(chē)的制動(dòng)能力。ABS系統(tǒng)在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，通過(guò)傳感器對(duì)各制動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)計(jì)算得到各制動(dòng)輪的最佳制動(dòng)力矩，從而有效避免了輪上抱死現(xiàn)象，大大提高了汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中的控制性與穩(wěn)定性，減少了汽車(chē)的制動(dòng)距離，有效增強(qiáng)了汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中的安全性。ABS系統(tǒng)的控制框圖如圖1所示。在ABS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，ASR系統(tǒng)又被人們提出，有效解決了汽車(chē)行駛及制動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)輪打滑現(xiàn)象。在雨雪天氣后，路面的摩擦力大大減小，汽車(chē)加速或制動(dòng)時(shí)經(jīng)常發(fā)生打滑現(xiàn)象，當(dāng)汽車(chē)采用后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪打滑將導(dǎo)致車(chē)輛甩尾，而當(dāng)汽車(chē)采用前輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪打滑將導(dǎo)致車(chē)輛的失控。在汽車(chē)制動(dòng)或轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)輪的打滑現(xiàn)象將導(dǎo)致車(chē)身向一側(cè)偏移，容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。ASR系統(tǒng)通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生某一驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速異常增大時(shí)，即認(rèn)為該驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生了打滑現(xiàn)象，此時(shí)自動(dòng)控制降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)打滑的驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行制動(dòng)，保持與路面狀況相適應(yīng)的最佳動(dòng)力輸出，能夠有效避免打滑造成的安全事故。

3.3倒車(chē)?yán)走_(dá)及倒車(chē)影像

篇6

關(guān)鍵詞：可編程序控制器;發(fā)展歷程;重要作用

前言

隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械控制生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)生產(chǎn)生活的需求，因此現(xiàn)代工業(yè)已經(jīng)摒棄傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，取而代之的是集成化、規(guī)模化的生產(chǎn)為模式。可編程序控制器是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，并且這種新型控制模式已經(jīng)深入到了工業(yè)生產(chǎn)控制的各個(gè)模塊，可編程序控制器在機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)中也越來(lái)越得到了廣泛的應(yīng)用，PLC的應(yīng)用也將是機(jī)電一體化設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。

1.PLC的定義和發(fā)展歷程

PLC（可編程序控制器）是隨著工業(yè)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的一種以數(shù)字運(yùn)算操作為基礎(chǔ)的電子裝置，其工作原理是采用可以編制程序的存儲(chǔ)器來(lái)儲(chǔ)存在控制器內(nèi)部的各種運(yùn)算及指令，其中包括計(jì)算機(jī)技術(shù)中的順序運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算等。

并通過(guò)轉(zhuǎn)換器將人們輸入指令轉(zhuǎn)換成機(jī)器能夠識(shí)別機(jī)器語(yǔ)言，轉(zhuǎn)換完成后將指令輸出最終達(dá)到控制機(jī)械生產(chǎn)的目的[1]。

上個(gè)世紀(jì)六十年代可編程序控制器的雛形就已經(jīng)產(chǎn)生，進(jìn)入七十年代后PLC技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)得到了發(fā)展，一些中小型的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快的同時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家更加注重了對(duì)可編程序控制器知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。對(duì)于我國(guó)PLC技術(shù)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有一個(gè)從研制開(kāi)發(fā)到生產(chǎn)的過(guò)程，而是成套的設(shè)備引進(jìn)來(lái)使得可編程序控制器得到廣泛的應(yīng)用。

2.PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

PLC技術(shù)與其他的控制器相比，其操作更簡(jiǎn)單、抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性和可靠性高?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)，使得其在化工、電子、交通、機(jī)械等工業(yè)控制領(lǐng)域的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.1 PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用

在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，PLC主要是實(shí)現(xiàn)控制功能，在運(yùn)動(dòng)控制方面，它可以有效的控制機(jī)械的直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)甚至是圓周運(yùn)動(dòng)。在不同的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術(shù)可以體現(xiàn)其不同的應(yīng)用特點(diǎn)，在電氣生產(chǎn)中，PLC技術(shù)可以很大程度上提升機(jī)械生產(chǎn)的性能，并可將自動(dòng)化水平大大的增加。在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制的混凝土攪拌生產(chǎn)中，運(yùn)用了PLC技術(shù)可以在很大程度上保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)過(guò)實(shí)際研究分析，PLC技術(shù)可以有效的控制機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生率，為生產(chǎn)減少了能源的消耗，并提高了生產(chǎn)效率[2]。

2.2 PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中對(duì)數(shù)據(jù)控制的應(yīng)用

在機(jī)械加工的生產(chǎn)過(guò)程中，PLC會(huì)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制器組成一個(gè)整體，在控制機(jī)械加工運(yùn)算方式的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的控制，通過(guò)窗口軟件，技術(shù)人員可以自由的對(duì)設(shè)備間的數(shù)據(jù)進(jìn)行共享并控制，從已有的PLC技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在今后的機(jī)電一體化系統(tǒng)中，基于PLC技術(shù)的控制將會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。

2.3 PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制的應(yīng)用

對(duì)于PLC技術(shù)能否在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中勝任重要的工作，要看PLC技術(shù)能否很好的對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行很好的控制，在控制的過(guò)程中，技術(shù)人員可以根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)系數(shù)做為判定控制是否合格的重要標(biāo)準(zhǔn)，例如電壓、電流、溫度、壓力等相關(guān)數(shù)據(jù)的系數(shù)。經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)系數(shù)的當(dāng)前值和歷史值的對(duì)比可以在第一時(shí)間得知機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中是否出現(xiàn)了故障及差錯(cuò)，從而保證生產(chǎn)的效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械控制方面，PLC技術(shù)應(yīng)用最廣泛的控制方式就對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制[3]。

3.PLC技術(shù)在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中應(yīng)用實(shí)例

3.1 PLC技術(shù)在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的到了廣泛的應(yīng)用，例如供水控制系統(tǒng)。隨著城市居民對(duì)供水的大量需求，供水管網(wǎng)的流量必須要隨用水量的變化而隨機(jī)變化才能滿足人們不同時(shí)間段對(duì)水量需要，傳統(tǒng)的控制方式不能夠控制的相對(duì)準(zhǔn)確。因此水務(wù)企業(yè)在供水系統(tǒng)中應(yīng)用了PLC技術(shù)。PLC技術(shù)可以保證管網(wǎng)的壓力變化不會(huì)因?yàn)樗康淖兓鴮?duì)供水系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其工作原理為：當(dāng)供水設(shè)備啟動(dòng)后其中一臺(tái)水泵在控制器的控制下設(shè)定一定的速率升速運(yùn)行，運(yùn)行一段時(shí)間后，管網(wǎng)壓力不斷升高以后，可以將當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一值，當(dāng)用水量增大時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速可以隨著水量的增加提高到一個(gè)新值并穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)控制器的一些列控制可以在一定程度上減少供水過(guò)程中的資源浪費(fèi)，還可以保證供水管道不會(huì)因?yàn)楣┧畨毫Φ牟灰?guī)律而產(chǎn)生的損害。

3.2 PLC技術(shù)在閘門(mén)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國(guó)大多數(shù)的水庫(kù)閘門(mén)控制仍然采用的是相對(duì)陳舊串阻啟動(dòng)控制柜，由于近些年技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，串阻啟動(dòng)控制柜已經(jīng)不能體現(xiàn)其控制優(yōu)勢(shì)，相反的在串阻啟動(dòng)控制柜越來(lái)越展現(xiàn)了其接線工藝復(fù)雜、設(shè)備占地面積大的劣勢(shì)。相關(guān)技術(shù)人員對(duì)原有系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行認(rèn)真研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，考察結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)用PLC技術(shù)的 控制器不僅可以改善原有控制器的缺點(diǎn)，還能使閘門(mén)升降過(guò)程中的動(dòng)作更加簡(jiǎn)單，方便操作。其工作原理很簡(jiǎn)單，只需保證抱閘與電機(jī)同步運(yùn)行

并同時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器故障等信號(hào)，將內(nèi)部指令結(jié)合閘位傳感信號(hào)做成控制軟件即可。

4.結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)本文以上的研究和論證分析，筆者可以得出以下結(jié)論，在機(jī)械控制領(lǐng)域PLC已經(jīng)展現(xiàn)了其優(yōu)勢(shì)，并為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)做出了貢獻(xiàn)，但是在現(xiàn)實(shí)的成產(chǎn)生活中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)可編程序控制器的強(qiáng)大功能，發(fā)揮真正的作用，還需要大家做進(jìn)一步的努力，首先應(yīng)該深入的了解控制器所控制的對(duì)象，其次應(yīng)該將PLC技術(shù)科學(xué)合理的應(yīng)用在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中。近年來(lái)我國(guó)機(jī)電一體化成為工業(yè)發(fā)展新亮點(diǎn)，隨著我國(guó)工業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的趨勢(shì)，PLC已經(jīng)展現(xiàn)了其強(qiáng)有力的優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展空間，并且將會(huì)為我國(guó)的機(jī)電一體化進(jìn)程做出巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]武文佳，丁廣鑫，趙明艷，等.基于Solid Works&LabVIEW的虛擬原型機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué)，2012.

篇7

Abstract: This paper introduces the basic overview of mechatronics technology and development background, and describes the mechatronics design approaches and key elements.

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;傳感器;發(fā)展趨勢(shì)

Key words: mechatronics;sensor;development trend

中圖分類號(hào):TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)11-0084-03

0 引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機(jī)電一體化認(rèn)識(shí)

日本在1971年提出一個(gè)新的英文集成名詞“Mechatronics”詞首Mecha取自Mechanics(機(jī)械學(xué)),詞尾tronics取自Electronics(電子學(xué))。我國(guó)經(jīng)常譯為機(jī)電一體化或機(jī)械電子學(xué)。在1981年德國(guó)工程師協(xié)會(huì),德國(guó)電氣工程技術(shù)人員協(xié)會(huì)共同組成的精密工程技術(shù)專家組提出的“關(guān)于大學(xué)精密工程技術(shù)專業(yè)的建議書(shū)”中,把精密工程技術(shù)定義為光-機(jī)-電一體化的綜合技術(shù)。它包括機(jī)械(含液壓,氣動(dòng)及微機(jī)械),電工與電子,光學(xué)等技術(shù)及其組合,其核心為精密工程技術(shù)。在當(dāng)前“信息爆炸”的形式下,相對(duì)于專門(mén)型人才來(lái)說(shuō),市場(chǎng)對(duì)復(fù)合型人才的需求更加迫切。在中國(guó),我們認(rèn)為機(jī)械發(fā)展新階段是機(jī)電一體化階段。機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容,基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是,機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)過(guò)程

機(jī)電一體化的機(jī)械動(dòng)力部分由一般電動(dòng)機(jī)演變?yōu)榭刂齐妱?dòng)機(jī),里程碑式地引入了電子和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù),代替人完成機(jī)器的檢測(cè)與控制等工作。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)中體現(xiàn)了制造業(yè)高科技化,促進(jìn)了高科技產(chǎn)業(yè)和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。它是一種用于機(jī)電產(chǎn)品最優(yōu)設(shè)計(jì)的方法學(xué)。它包括4個(gè)基本學(xué)科:電氣、機(jī)械、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)。如圖1所示。

機(jī)電一體化系統(tǒng)和多學(xué)科系統(tǒng)之間的區(qū)別不在于它們的組成要素,而在于這些組成要素設(shè)計(jì)的次序。一直以來(lái),多學(xué)科系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用一種按學(xué)科順序設(shè)計(jì)的方法。比如,機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般通過(guò)以機(jī)械設(shè)計(jì)開(kāi)始的三個(gè)步驟完成。當(dāng)機(jī)械設(shè)計(jì)完成后,設(shè)計(jì)電源和微電子系統(tǒng),接著是控制算法的設(shè)計(jì)及其實(shí)施。按學(xué)科順序設(shè)計(jì)的方法的最大缺點(diǎn)是對(duì)整個(gè)過(guò)程中各個(gè)點(diǎn)的固定設(shè)計(jì)導(dǎo)致新的限制,這種限制源于對(duì)這些點(diǎn)的設(shè)計(jì),而且會(huì)傳遞到下一個(gè)學(xué)科點(diǎn)的設(shè)計(jì)。使用并行方法進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)可以使產(chǎn)品更具協(xié)同性。它補(bǔ)充了信息系統(tǒng)以指導(dǎo)設(shè)計(jì),這種指導(dǎo)貫穿于設(shè)計(jì)的各個(gè)階段,而不只是預(yù)先設(shè)計(jì)階段,從而使之更加綜合。在將機(jī)械,電氣及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和信息系統(tǒng)進(jìn)行集成以設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品和過(guò)程時(shí),需要進(jìn)行協(xié)同。最終產(chǎn)品的功能應(yīng)大于其各部分功能之和。如果沒(méi)有協(xié)同組合的話,機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的性能特征是很難實(shí)現(xiàn)的,機(jī)電一體化的關(guān)鍵要素如圖2。

機(jī)電一體化系統(tǒng)是在物理系統(tǒng)中使用信息系統(tǒng)的結(jié)果。物理系統(tǒng)包括機(jī)械系統(tǒng),計(jì)算機(jī)系統(tǒng),執(zhí)行器,傳感器和實(shí)時(shí)接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)不只是機(jī)電系統(tǒng),而且還是一個(gè)控制系統(tǒng)。傳感器和執(zhí)行器用來(lái)把能量從動(dòng)力大的一邊(通常是機(jī)械的一邊),轉(zhuǎn)換到動(dòng)力小的一邊(通常是電氣和計(jì)算機(jī)的一邊)。上圖中的機(jī)械系統(tǒng)不僅包括機(jī)械零部件,還可能包括流體,氣動(dòng),熱,聲,化學(xué)及其它學(xué)科。傳感技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了新的發(fā)展以適應(yīng)對(duì)特殊監(jiān)測(cè)應(yīng)用解決方案不斷增長(zhǎng)的需要。

2.1 機(jī)電一體化中的集成設(shè)計(jì)問(wèn)題由于機(jī)電一體化方法內(nèi)在的并行性,或同時(shí)性工程,所以樣機(jī)試制階段的建模與仿真很重要。因?yàn)槟Ｐ蛠?lái)自于各學(xué)科的綜合應(yīng)用。所以應(yīng)用一種可視化的編程軟件是很重要的。這樣就涉及到了框圖,流程圖,狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波特圖。機(jī)電一體化是一種設(shè)計(jì)哲學(xué),其產(chǎn)品或設(shè)備有一個(gè)重要的特點(diǎn)就是它們內(nèi)部的智能,這是將執(zhí)行器,傳感器,控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)的集成是通過(guò)硬件(部件)和軟件(信息處理)的聯(lián)合實(shí)現(xiàn)的。硬件集成是將機(jī)電一體化系統(tǒng)看成一個(gè)整體系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)的,將傳感器,執(zhí)行器和微處理器融入到機(jī)械系統(tǒng)中,軟件集成主要基于高級(jí)控制功能在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先分析客戶要求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。在制作時(shí)應(yīng)考慮了解客戶,市場(chǎng)分析,優(yōu)化性能,生命周期性能,質(zhì)量,可靠性和銷售。

2.2 機(jī)電一體化關(guān)鍵要素①信息系統(tǒng):信息系統(tǒng)包括信息傳輸?shù)乃蟹矫?從信號(hào)處理到控制系統(tǒng)到分析技術(shù)。信息系統(tǒng)結(jié)合了以下四種學(xué)科:通訊系統(tǒng),信號(hào)處理,控制系統(tǒng)和數(shù)值計(jì)算方法。在機(jī)電一體化應(yīng)用中,我們最關(guān)心的是建模,仿真,自動(dòng)控制和用于優(yōu)化的數(shù)字方法。②自動(dòng)控制:控制系統(tǒng)工程學(xué)是在19世紀(jì)晚期產(chǎn)生的學(xué)科,認(rèn)為在低階系統(tǒng)(三階或三階以下)系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴于特征方程的根和勞思(Routh)判據(jù),這是一個(gè)很好的判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析工具。③最優(yōu)化: 就是先確認(rèn)最優(yōu)軌跡,最優(yōu)軌跡是根據(jù)系統(tǒng)的要求即約束條件確定的,然后設(shè)計(jì)控制系統(tǒng),在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的時(shí)候應(yīng)使系統(tǒng)的各參數(shù)最終滿足控制要求,使誤差最小化,或者說(shuō)使目標(biāo)函數(shù)的擾動(dòng)最小化,可用最優(yōu)化過(guò)程反復(fù)迭代公式(Pk+1=Pk+τ?S k)這里k是迭代次數(shù),S k是P空間內(nèi)的探索方向,τ是該方向上的探索步長(zhǎng)空間內(nèi)的探索步長(zhǎng),當(dāng)P值不能再改進(jìn)時(shí)這個(gè)過(guò)程結(jié)束,此時(shí)為最優(yōu)化。④機(jī)械系統(tǒng):機(jī)械系統(tǒng)考慮力作用下物體的特性。這樣的系統(tǒng)按其性質(zhì)可分為剛性的,可變形的和可流動(dòng)的。大多數(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用的剛體系統(tǒng),都依賴于物理學(xué)中的基本定律。⑤電氣系統(tǒng):電氣系統(tǒng)由兩個(gè)分支組成:電源系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)以低能量的電信號(hào)形式在各點(diǎn)之間傳輸信息。諸如信息存儲(chǔ),處理和交換是通信系統(tǒng)的常見(jiàn)組成部分。電氣工程的這個(gè)領(lǐng)域也稱電子學(xué)。另一方面,電源系統(tǒng)用來(lái)在各點(diǎn)之間有效的傳遞大量的電能,而不是信息,例如:發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,而電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

3傳感器和變換器

儀器儀表在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中起著關(guān)鍵的作用。傳感器是與儀器儀表緊密相關(guān)的機(jī)電一體化系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的組件,其作用是為特定工業(yè)過(guò)程提供收集不同信息的機(jī)制。傳感器廣泛應(yīng)用于過(guò)程檢測(cè)以及工況評(píng)價(jià)方面,為用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)制造作業(yè)作較高級(jí)的監(jiān)控提供便利,可應(yīng)用于過(guò)程前,過(guò)程中及過(guò)程后。有時(shí),傳感器可以將一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為決策分析的可用信號(hào)。智能系統(tǒng)用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)由環(huán)境變化影響的特定場(chǎng)合,然后通過(guò)校正動(dòng)作對(duì)其控制。

實(shí)際上在所有的應(yīng)用中,傳感器是將各種現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),因此可定義為:傳感器是一種把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)的裝置。因此傳感器也可以稱為變換器,應(yīng)用范圍廣泛,甚至可以用于分辨那些人類感官無(wú)法覺(jué)察到的環(huán)境變化。它們作為一次元件,連續(xù)的將變化著的信息轉(zhuǎn)變成另一種形式,也就是說(shuō),傳感裝置檢測(cè)被測(cè)量,并將其轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可接受形式的信號(hào),通常為電信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)的最大準(zhǔn)確度由傳感器的靈敏度和其內(nèi)部噪聲干擾所決定。在測(cè)控系統(tǒng)中,任何參數(shù)的變化,不論是在被測(cè)量中還是在信號(hào)修整中,都會(huì)直接影響系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。傳感器和變換器是現(xiàn)代控制系統(tǒng)(電,光,機(jī)械或流體系統(tǒng))的兩個(gè)重要組成部分,傳感器和變換器選用的程度取決于控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和復(fù)雜程度。要構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜控制系統(tǒng),測(cè)量裝置必須能夠滿足快速,靈敏和精確的要求。隨著使用要求的不斷提高,傳感器的體積也不斷的小型化,并通常將多個(gè)傳感器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組合固定在一起。傳感器的分類:根據(jù)傳感器的輸出信號(hào)形式,電源,工作模式以及被測(cè)變量可將傳感器分為以下兩大類。模擬傳感器:模擬是指連續(xù)的,不中斷的一系列事件。典型的模擬傳感器的輸出與被測(cè)變量是成正比例的,輸出信號(hào)以連續(xù)方式變化,根據(jù)其幅值取得信息,通常其輸出要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸?shù)接?jì)算機(jī)。數(shù)字傳感器:數(shù)字是指一系列離散的事件,各個(gè)事件前后分開(kāi),如果傳感器的邏輯電平輸出是數(shù)字的,則稱其為數(shù)字傳感器。數(shù)字傳感器有著準(zhǔn)確度和精密度高的特點(diǎn),與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相連時(shí)不需要任何轉(zhuǎn)換器。

4A/D,D/A轉(zhuǎn)換

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,主機(jī)輸入數(shù)據(jù)或向外部命令,都是通過(guò)接口及輸入輸出通道進(jìn)行的,完成信息傳遞和交換的裝置稱為過(guò)程輸入輸出通道。這些通道是聯(lián)系主機(jī)與被控對(duì)象的紐帶和橋梁。生產(chǎn)對(duì)象的各種模擬信號(hào),不能直接輸入計(jì)算機(jī),而要經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),才能輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行加工處理。同樣,經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)加工處理得到的數(shù)字信號(hào),也不可能直接作用與被控對(duì)象。而要經(jīng)過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào),才能輸出到被控對(duì)象。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本任務(wù)是將模擬量即連續(xù)量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量以便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ),計(jì)算和處理。由于絕大多數(shù)物理量都是模擬量。因而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不但本身就是一種獨(dú)立系統(tǒng),而且是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的極重要的組成部分。

一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)如圖3所示。其工作原理是作為系統(tǒng)輸入的物理量(壓力,溫度,濕度,位置等),首先由傳感器變成點(diǎn)信號(hào),然后送到放大器和濾波器。傳感器的輸出信號(hào)一般比較微弱,放大器的作用是將傳感器輸出的電信號(hào)放大到適當(dāng)?shù)拇笮?。以利于進(jìn)一步處理。濾波器的作用是消除干擾信號(hào)。然后,信號(hào)送到模擬多路開(kāi)關(guān),它在計(jì)算機(jī)的控制作用下對(duì)各個(gè)模擬通道進(jìn)行分時(shí)處理,將各通道信號(hào)接到后面的采樣保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器。采樣保持電路在規(guī)定的時(shí)刻對(duì)送來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣并在A/D轉(zhuǎn)換期間保持被采樣的電壓不發(fā)生變化。A/D轉(zhuǎn)換器在保持時(shí)間內(nèi)完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字量送到計(jì)算機(jī)。采樣保持電路及A/D轉(zhuǎn)換的定時(shí)和控制信號(hào)均由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生。計(jì)算機(jī)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器送來(lái)的各路數(shù)字量進(jìn)行各種處理計(jì)算,然后用分時(shí)方法將處理結(jié)果送到各路D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬信號(hào)去完成各種模擬控制。有時(shí)為了提高速度和精度,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不用模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),而是每條通道用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器。

4.1 傳感器的作用傳感器是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。如沒(méi)有傳感器對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的原始參數(shù)進(jìn)行精確可靠的測(cè)量,那么無(wú)論是信號(hào)轉(zhuǎn)換,信息處理,或數(shù)據(jù)的顯示與控制,都將成為一句空話?？梢哉f(shuō),沒(méi)有精確可靠的傳感器就沒(méi)有精確可靠的測(cè)量系統(tǒng)。

4.2 A/D轉(zhuǎn)換器的原理經(jīng)過(guò)多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和采樣/保持的模擬量必須被變成數(shù)字量才能送入計(jì)算機(jī)。完成這一轉(zhuǎn)換任務(wù)的器件叫做模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器。如圖4是逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器原理圖。由圖4可以看出,由N位寄存器,N位D/A轉(zhuǎn)換器、比較器以及控制邏輯四部分組成。其工作原理:當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)作用后,時(shí)鐘信號(hào)在控制邏輯作用下,首先使寄存器的DN-1=1,N位寄存器的數(shù)字量一方面作為輸出用,另一方面,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量Vx后,送到比較器,在比較器中與被轉(zhuǎn)換的模擬量Vx進(jìn)行比較,控制邏輯根據(jù)比較器的輸出進(jìn)行判斷。若Vx≥Vc,則保留這一位;若Vx

4.3 D/A轉(zhuǎn)換器的原理D/A轉(zhuǎn)換器的作用是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。它實(shí)際上是一種由二進(jìn)制譯碼控制的電流疊加電路。通常包括四個(gè)組成部分:精密的電壓基準(zhǔn);模擬二進(jìn)制數(shù)字電壓(或電流)開(kāi)關(guān);產(chǎn)生二進(jìn)制權(quán)電流或權(quán)電壓的精密電阻網(wǎng)絡(luò);提供電壓或電流輸出相加的運(yùn)算放大器。其原理如圖5為倒T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器。其輸出電壓表達(dá)式很容易用基準(zhǔn)電流和響應(yīng)的倍數(shù)表示出來(lái)。與權(quán)電流型的D/A轉(zhuǎn)換器相比,倒T型電阻D/A轉(zhuǎn)換器具有電路簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換速度快的優(yōu)點(diǎn),但其轉(zhuǎn)換誤差較大。在實(shí)際的D/A轉(zhuǎn)換器中,開(kāi)關(guān)S是電子式的模擬開(kāi)關(guān)。為了減小轉(zhuǎn)換誤差,開(kāi)關(guān)必須具有導(dǎo)通電阻小,截止電阻大的特點(diǎn)。

5機(jī)電一體化綜述

機(jī)電一體化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程的第一步就是分析客房需求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。解決問(wèn)題的復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)往往是一個(gè)具有數(shù)字或模擬形式并由復(fù)雜軟件支持其硬件的機(jī)械、電子、液壓和熱動(dòng)力部件的結(jié)合體。典型機(jī)電一體化系統(tǒng)使用傳感器從技術(shù)環(huán)境中收集數(shù)據(jù)和信息。接下來(lái)的一步就是使用建模和描述方法的完善形式,以一種集成的方式來(lái)涵蓋這個(gè)系統(tǒng)的所有子任務(wù)。這包括在初始階段對(duì)子系統(tǒng)間必要接口的有效描述。數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理和解釋轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器的動(dòng)作。機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠縮短開(kāi)發(fā)周期,降低成本,提高質(zhì)量。在機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,有必要在不同的專家組之間協(xié)調(diào)知識(shí)和需要的信息。并行工程是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造以特殊方式融合的一種設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造間的障礙得以排除。

6機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

篇8

>> OPC技術(shù)在一體化監(jiān)控平臺(tái)中的應(yīng)用 一體化監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)在焦家金礦的應(yīng)用 一體化監(jiān)控平臺(tái)在焦家金礦的應(yīng)用 一體化監(jiān)控管理平臺(tái)在高速公路上的應(yīng)用 一體化高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控綜合管理平臺(tái)在港口的應(yīng)用 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)管一體化系統(tǒng)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用 基于移動(dòng)技術(shù)的針灸推拿隨訪治療一體化平臺(tái)設(shè)計(jì) 探析220kV智能變電站一體化監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用 基于電網(wǎng)調(diào)控一體化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及技術(shù)分析 基于Matlab GUI的“信號(hào)與系統(tǒng)”教、學(xué)一體化平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn) 地市公司信息運(yùn)行監(jiān)控一體化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)方法 布料機(jī)平臺(tái)基于爬模平臺(tái)的一體化施工技術(shù) 略談機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用探析 淺談機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用 試探機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用 淺析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析 基于機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用 基于機(jī)電一體化技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用分析 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：，*.html）中插入Java程序段（Scriptlet）和JSP標(biāo)記（tag），從而形成JSP文件，后綴名為（*.jsp）。 用JSP技術(shù)開(kāi)發(fā)的Web應(yīng)用最大的優(yōu)勢(shì)是具有跨平臺(tái)性。

本文采用B/S模式，采用了上文中的JSP+servlet技術(shù)，以Microsoft SQL Server 2005為后臺(tái)支持，在Myeclipse6.0平臺(tái)上建模、分析、設(shè)計(jì)，經(jīng)IE瀏覽器測(cè)試所開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái).其中光導(dǎo)航欄的設(shè)計(jì)就包括7部分：首頁(yè)，服務(wù)展示，科內(nèi)公告，故障在線，留言集，后臺(tái)管理，功能頁(yè)。

當(dāng)業(yè)務(wù)值班人員通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)氣象監(jiān)控平臺(tái)時(shí)，便開(kāi)始了與后臺(tái)服務(wù)器的第1次的對(duì)話，此時(shí)監(jiān)控平臺(tái)就會(huì)對(duì)本次對(duì)話形成一個(gè)專門(mén)的session。如果中途因?yàn)槟撤N原因?qū)g覽器關(guān)閉了，或者數(shù)據(jù)在采集的過(guò)程中非正常關(guān)機(jī)，那么當(dāng)要求再被請(qǐng)求時(shí)，又會(huì)重新建立一個(gè)session，之前的信息會(huì)被清空，包括密碼等，這樣可以將安全性能大大提高。在整個(gè)會(huì)話期間，會(huì)話對(duì)象會(huì)為創(chuàng)建和使用這個(gè)會(huì)話的業(yè)務(wù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)或交互，這稱為維持會(huì)話狀態(tài)，這也是整個(gè)氣象監(jiān)控平臺(tái)用于監(jiān)控其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基本原理。會(huì)話創(chuàng)建的基本流程見(jiàn)圖2。

4 氣象監(jiān)控平臺(tái)的主要功能模塊和應(yīng)用創(chuàng)新

4.1 首頁(yè)導(dǎo)航

收集并整理氣象內(nèi)部的各項(xiàng)指導(dǎo)文件和值班信息，搭建完成導(dǎo)航頁(yè)，形成政務(wù)信息和值班動(dòng)態(tài)的綜合展示界面，并完成各項(xiàng)主要功能模塊的索引。

4.2 服務(wù)展示

對(duì)現(xiàn)有的各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分類和說(shuō)明，以二級(jí)網(wǎng)頁(yè)的形式，介紹業(yè)務(wù)系統(tǒng)所屬的服務(wù)機(jī)群的常見(jiàn)故障及解決方案。

4.3 業(yè)務(wù)系統(tǒng)監(jiān)控界面

通過(guò)FTP定點(diǎn)傳輸?shù)姆绞?，自?dòng)抓取各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)生成的氣象服務(wù)平臺(tái)，并按照各自的業(yè)務(wù)流程，形成針對(duì)每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的工單流，例如：到某一工作時(shí)間，按時(shí)出現(xiàn)了某一產(chǎn)品，工單流上該服務(wù)產(chǎn)品的模塊就會(huì)顯示綠燈，如果該產(chǎn)品尚未生成，就以紅燈閃現(xiàn)的形式進(jìn)行報(bào)警提醒，這樣，業(yè)務(wù)人員可以不必點(diǎn)開(kāi)每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的日志文件夾，直接在監(jiān)控界面上觀察到各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，能大大提高業(yè)務(wù)人員的工作效率。

4.4 基于Cacti插件的主機(jī)狀態(tài)監(jiān)控區(qū)

主機(jī)狀態(tài)的監(jiān)控不能通過(guò)簡(jiǎn)單的獲取產(chǎn)品來(lái)獲得，需要在原有監(jiān)控平臺(tái)的基礎(chǔ)上安裝Cacti功能的插件，目的就是獲取和保存來(lái)自主機(jī)的各類運(yùn)行狀態(tài)信息，包括：保存主機(jī)、設(shè)備等關(guān)于cpu、溫度、網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)等信息顯示，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)上登陸用戶的數(shù)量、客服端服務(wù)器連接率、業(yè)務(wù)負(fù)載、關(guān)鍵進(jìn)程和服務(wù)等，在以后的升級(jí)開(kāi)發(fā)中，可以根據(jù)運(yùn)行情況添加新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)或者新的定制模塊和插件等，當(dāng)然，該插件的功能不僅僅在保存信息上，記錄數(shù)據(jù)后能自行繪制圖形，這也是智能化平臺(tái)的必需。

4.5 故障在線

創(chuàng)建類似于QQ界面的聊天頁(yè)面，方便業(yè)務(wù)人員在業(yè)務(wù)網(wǎng)上向系統(tǒng)管理員或者網(wǎng)絡(luò)管理員上報(bào)故障信息。

氣象監(jiān)控平臺(tái)上線以來(lái)，給技術(shù)人員帶來(lái)了方便，jsp技術(shù)作為整個(gè)平臺(tái)的實(shí)施技術(shù)支撐，它具有簡(jiǎn)化動(dòng)態(tài)的頁(yè)面生成技術(shù)，平臺(tái)和服務(wù)器無(wú)關(guān)性，功能可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，使web層的實(shí)現(xiàn)變得簡(jiǎn)單而生動(dòng)。

平臺(tái)的最大的創(chuàng)新點(diǎn)就是將之間各個(gè)獨(dú)立的功能頁(yè)有效的集合到了一塊，由于業(yè)務(wù)保障人員不同于預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)等部門(mén)的人員，崗位上涉及到的業(yè)務(wù)領(lǐng)域多而雜，同時(shí)業(yè)務(wù)間的交叉點(diǎn)小，相似點(diǎn)少，將邊緣化的業(yè)務(wù)管理集合起來(lái)是一種嘗試，可以更有效的提高服務(wù)質(zhì)量。

5 小結(jié)

利用氣象監(jiān)控平臺(tái)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和主機(jī)資源，用戶可以利用簡(jiǎn)單的插件來(lái)監(jiān)控已特定的服務(wù)；當(dāng)被監(jiān)控對(duì)象出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，及時(shí)報(bào)警給網(wǎng)管員；同時(shí)可以指定自定義事件的處理控制器，當(dāng)對(duì)象出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)調(diào)用處理程序；可通過(guò)WEB界面使系統(tǒng)管理人員查看網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，各種系統(tǒng)問(wèn)題及相關(guān)日志等；可以通過(guò)手機(jī)等及時(shí)通訊軟件查看系統(tǒng)監(jiān)控信息。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控一體化平臺(tái)必須提供強(qiáng)大的服務(wù)檢測(cè)和報(bào)警功能，非常適合7×24h的監(jiān)控服務(wù)，在大大降低維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，提高工作效率，最終從真正意義上保障了氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)內(nèi)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 戴元.網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)在空管信息化網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].大眾科技，2012（157）：4-5.

篇9

【關(guān)鍵詞】機(jī)電控制系統(tǒng)；自動(dòng)控制技術(shù)；一體化設(shè)計(jì)

機(jī)電控制系統(tǒng)被制造業(yè)普遍運(yùn)用，由于制造業(yè)不斷的發(fā)展，如今對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)的要求也就越發(fā)的高，為了跟得上這種高要求的發(fā)展，設(shè)計(jì)者需要將更廣泛的高科技元素融入其中，從而產(chǎn)生了自動(dòng)化與一體化技術(shù)。

1 機(jī)電控制系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的含義

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)內(nèi)涵

機(jī)電控制系統(tǒng)的含義是指在無(wú)人參與情況下，運(yùn)用控制設(shè)備將設(shè)備機(jī)器按照生產(chǎn)流程進(jìn)行自動(dòng)化預(yù)定設(shè)計(jì)運(yùn)行操作。通過(guò)全方位的系統(tǒng)控制將控制對(duì)象和控制器相連接完成規(guī)定的目標(biāo)。在機(jī)電控制系統(tǒng)中核心環(huán)節(jié)就是控制。在技術(shù)層面上來(lái)講，機(jī)電控制運(yùn)用了傳感檢測(cè)、伺服傳動(dòng)、通信以及自動(dòng)控制等多項(xiàng)綜合性技術(shù)手段，在信息處理和計(jì)算機(jī)微電子等技術(shù)領(lǐng)域上也有相關(guān)的應(yīng)用和涉及。通過(guò)涵蓋各方面的技術(shù)領(lǐng)域和技術(shù)理論最終形成四位一體的綜合性系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)電控制系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程操控，管理人員運(yùn)用計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行異地網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)時(shí)操控。

1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制系統(tǒng)是指讓被控制對(duì)象按照預(yù)定的運(yùn)行原理通過(guò)控制器的控制來(lái)進(jìn)行自動(dòng)的規(guī)律性運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的核心是它所具有的實(shí)用性以及協(xié)調(diào)有效性等特征。自動(dòng)控制系統(tǒng)依照控制內(nèi)容分為不同的方面，高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷和校正控制等方面。

2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)構(gòu)想

作為機(jī)械制造業(yè)的大國(guó)，我國(guó)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的需求越來(lái)越高，在信息化發(fā)展的進(jìn)程中，機(jī)械制造業(yè)逐漸的融入了一體化的思想，使得機(jī)電設(shè)備更好的為制造企業(yè)服務(wù)。我國(guó)是機(jī)械制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求是特別高的，在信息化發(fā)展的過(guò)程中，機(jī)械制造業(yè)正向一體化思想逐步邁進(jìn)，這就讓機(jī)電設(shè)備能夠在制造企業(yè)做出更多成就。機(jī)電一體化的理論起源日本，在這樣一理論指導(dǎo)下，日本設(shè)計(jì)出來(lái)功能一體化的設(shè)備，其中最為典型的就是軟件、電子以及裝卸三者有機(jī)結(jié)合，使得普通的機(jī)電設(shè)備供更為強(qiáng)大。機(jī)電一體化的理念逐漸的被世界各國(guó)所接受，并且在原有理論的基礎(chǔ)上融入了更多的動(dòng)力元素，進(jìn)而形成了目前的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。研究人員對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)行了基本的邏輯構(gòu)想，他們認(rèn)為現(xiàn)代的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)該具備智能化、模塊化等功能，在這些功能的基礎(chǔ)上，加進(jìn)機(jī)械技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)，進(jìn)而使得機(jī)電一體化系統(tǒng)具備優(yōu)化配置項(xiàng)目的功能，使得系統(tǒng)的性能更加的優(yōu)越。在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究分析，之后依據(jù)分析結(jié)果總結(jié)出設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終設(shè)計(jì)出最佳的方案，方案完成之后還需要經(jīng)過(guò)多次的考察，不斷的修改與完成，最后才算是真正的定稿。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是否滿足要求，判定的標(biāo)準(zhǔn)就是該系統(tǒng)是否達(dá)到既定的目標(biāo)，如果沒(méi)有達(dá)到還需要進(jìn)行充分的設(shè)計(jì)優(yōu)化。從某種程度上來(lái)說(shuō)，機(jī)電一體化系統(tǒng)就是設(shè)計(jì)人員意識(shí)形態(tài)最好的體現(xiàn)，在該系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人員將自身的理念融入其中，最終形成實(shí)體。

3 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案

機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就是一項(xiàng)高難度的工作，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的難度可想而知，其既是一項(xiàng)高精度的工作，同時(shí)也是一項(xiàng)綜合性要求高的工作，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員及要掌握機(jī)電產(chǎn)品的相關(guān)理念，同時(shí)還需要掌握機(jī)電技術(shù)，兩者相互配合，進(jìn)而完成最終的設(shè)計(jì)結(jié)果。此外，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)工作還要求設(shè)計(jì)人員了解機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)要求，比如產(chǎn)品造價(jià)、精度要求等，另外，還有一點(diǎn)設(shè)計(jì)人員必須考慮，即市場(chǎng)的反應(yīng)，設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化產(chǎn)品必須以市場(chǎng)需求為準(zhǔn)，否則難以在市場(chǎng)上立足，設(shè)計(jì)也會(huì)以失敗告終。一般情況下，機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可以劃分為兩步：第一步是開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是讓產(chǎn)品能夠達(dá)到性能要求；第二步是適應(yīng)性設(shè)計(jì)，這一步主要是依據(jù)現(xiàn)有要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品的細(xì)節(jié)以及功能進(jìn)行完善，以使其性能得到最佳的優(yōu)化。

4 機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法

機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法多樣，具體選擇哪種設(shè)計(jì)方法，主要是根據(jù)產(chǎn)品類型而定，通常情況下，設(shè)計(jì)人員主要是用三種設(shè)計(jì)方法，筆者總結(jié)如下：

4.1 取代法

該種設(shè)計(jì)方法一般情況下應(yīng)用在電子線路中，其主要的功能就是代替機(jī)械式控制，以使機(jī)電產(chǎn)品更容易控制。傳統(tǒng)的產(chǎn)品控制系統(tǒng)通常時(shí)候機(jī)械控制機(jī)構(gòu)，但是在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方案中，將其用電子線路來(lái)替換，控制效果如何主要與電力線路設(shè)計(jì)是否完成有一定關(guān)系。如果機(jī)電產(chǎn)品只有單純的依靠機(jī)械來(lái)運(yùn)行，一般而言，只有單一機(jī)械能夠完成控制工作，而是用電子線路來(lái)控制之后，主要是應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)完成控制任務(wù)，在控制中，傳統(tǒng)的接觸式控制企業(yè)逐漸的被取代，變?yōu)樽兯傺b備。這種設(shè)計(jì)既能夠是機(jī)電一體化產(chǎn)品質(zhì)量得到有效的提升，同時(shí)其實(shí)用性也明顯的增強(qiáng)，與此同時(shí)，原有的機(jī)械機(jī)構(gòu)也得到了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，使其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單易懂。這種設(shè)計(jì)方法與機(jī)電產(chǎn)品原有的結(jié)構(gòu)基本上相同，因此改善起來(lái)更加容易，但是因?yàn)樵械臋C(jī)械產(chǎn)品限制明顯，在設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法真正的做到全新的改革。

4.2 整體設(shè)計(jì)法

該設(shè)計(jì)方法主要針對(duì)的是機(jī)械產(chǎn)品的電力部分以及機(jī)械部分，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)將兩者有效結(jié)合，使其成為一個(gè)有機(jī)整體。為了能夠使機(jī)電產(chǎn)品性能高，價(jià)格相對(duì)低廉，則需要將上述兩個(gè)部分進(jìn)行連接設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)方法是一種全新的設(shè)計(jì)理念，但是其并不摒棄所有的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，而是調(diào)出傳統(tǒng)思維，以一種全新的方式，設(shè)計(jì)出性能更加優(yōu)良，質(zhì)量更有保證的產(chǎn)品，這是該種設(shè)計(jì)方法所要達(dá)到的基本目標(biāo)。

4.3 組合法

該種設(shè)計(jì)方法主要是將機(jī)械產(chǎn)品中所涉及到的各種功能模塊進(jìn)行有效的組合，進(jìn)而使其成為一體化系統(tǒng)。但是在組合設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的是，不能采取單一組合的方式，這種方式無(wú)法完成預(yù)期的任務(wù)，必須整體組合，才能使各個(gè)功能模塊的性能更優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。這種設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)時(shí)間段，而且質(zhì)量也能夠有所保證，并且制造成本相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較低，后期使用期間，生產(chǎn)與維修更為方便。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，可知對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行探討非常必要，尤其是在技術(shù)高速發(fā)展的今天，一體化技術(shù)會(huì)成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的主流，成為未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)的主導(dǎo)，因此需要對(duì)其進(jìn)行深入探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎洪洲.機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)[J].信息系統(tǒng)工程，2013（8）.

篇10

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;解決方案;教學(xué)效果;教學(xué)反思

一、問(wèn)題的提出

掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)對(duì)于機(jī)電類專業(yè)的中職學(xué)生而言至關(guān)重要，但大部分學(xué)生即使努力學(xué)習(xí)了兩年，也無(wú)法很好地掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)，原因如下。

1.機(jī)電一體化技術(shù)多且涉及面廣

機(jī)電一體化涉及的相關(guān)設(shè)備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機(jī)、特種電機(jī)、步進(jìn)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等，每種設(shè)備對(duì)應(yīng)相應(yīng)的使用技術(shù)。傳統(tǒng)教學(xué)是由淺入深順次學(xué)習(xí)，但學(xué)生學(xué)習(xí)兩年后技術(shù)仍沒(méi)學(xué)全，更談不上組合在一起使用。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式不適合學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù)

傳統(tǒng)教學(xué)先理論后實(shí)操，理論講的太深，實(shí)用性不強(qiáng)，而大部分實(shí)操以驗(yàn)證為核心，不是以使用為核心。這就導(dǎo)致了理論學(xué)習(xí)學(xué)生根本學(xué)不懂，信心受挫，學(xué)習(xí)興趣全無(wú)，而實(shí)操與生產(chǎn)實(shí)踐相差太遠(yuǎn)，學(xué)生走上工作崗位即使學(xué)過(guò)相關(guān)技術(shù)，也不會(huì)使用，且沒(méi)掌握自學(xué)的方法，無(wú)法勝任相應(yīng)的工作崗位。

3.機(jī)電一體化技術(shù)比較復(fù)雜且難度較大

機(jī)電一體化所涉及的每一種技術(shù)都比較復(fù)雜，都可以單獨(dú)稱為一門(mén)學(xué)科。以傳感器技術(shù)這本中職教材為例，書(shū)中介紹了傳感器的定義、分類、測(cè)量誤差及各種傳感器的結(jié)構(gòu)和原理，可謂面面俱到，但傳感器在生產(chǎn)實(shí)踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術(shù)只是機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)中的一種，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到學(xué)全所有技術(shù)難度有多大。

4.機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用難上加難

機(jī)電一體化只有把相關(guān)技術(shù)組合在一起使用才有實(shí)際意義，只掌握單獨(dú)某一種或少數(shù)幾種技術(shù)，無(wú)法滿足工作崗位的要求，還需根據(jù)實(shí)際補(bǔ)全所欠缺的部分，這就要求學(xué)生有一定的自學(xué)能力，而這恰恰是中職學(xué)生的弱點(diǎn)。以PLC教學(xué)為例，學(xué)生通過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，掌握了PLC基本使用方法，對(duì)PLC的接線、編程有一定了解，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、伺服放大器等配合使用，無(wú)論是接線還是編程，難度都提高了。這種技術(shù)崗位，學(xué)生無(wú)所適從，最后只能放棄。

二、解決方案

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者經(jīng)過(guò)多年探索與研究，提出如下解決方案。

1.改變教學(xué)理念和教學(xué)模式

采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)集中。它強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，通過(guò)設(shè)定教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，讓師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn)，沒(méi)有固定的先實(shí)后理或先理后實(shí)，而是理中有實(shí)，實(shí)中有理。突出學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線教學(xué)

筆者采用的是廣東三向教學(xué)儀器制造有限公司生產(chǎn)的SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備。該設(shè)備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機(jī)、特種電機(jī)、步進(jìn)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起。只需要掌握該設(shè)備一個(gè)生產(chǎn)流程，就可以初步學(xué)會(huì)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)，既降低了學(xué)習(xí)難度，又側(cè)重實(shí)用性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，大大提高了學(xué)習(xí)效率。該設(shè)備采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，可按照生產(chǎn)線運(yùn)行過(guò)程，分階段學(xué)習(xí)各個(gè)模塊，只需要兩個(gè)學(xué)期，基礎(chǔ)中等的學(xué)生就可熟練運(yùn)行這個(gè)模擬生產(chǎn)線，進(jìn)而掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)。

3.采用從興趣入手、循序漸進(jìn)的教學(xué)方法

以SX-815L環(huán)形傳輸分揀單元中的分揀過(guò)程為例，把整個(gè)上料分揀過(guò)程的教學(xué)分為若干個(gè)環(huán)節(jié)。（1）指導(dǎo)學(xué)生觀察設(shè)備上料分揀的運(yùn)行過(guò)程。通過(guò)觀察設(shè)備分揀運(yùn)行過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生有學(xué)習(xí)興趣，教師講解過(guò)程通俗易懂，化繁為簡(jiǎn)，并融入互動(dòng)環(huán)節(jié)，學(xué)生可自由提問(wèn)，教師回答學(xué)生的疑問(wèn)。（2）講解相關(guān)設(shè)備及元件。從基礎(chǔ)學(xué)起，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。講解過(guò)程中學(xué)生可自由提問(wèn)，教師回答學(xué)生的疑問(wèn)。講解結(jié)束后，學(xué)生可在教師的指導(dǎo)下自主探究相關(guān)設(shè)備及元件，也可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，起到事半功倍的效果。（3）舉例講解接線。接線是教學(xué)中的重點(diǎn)，由教師舉例詳細(xì)講解，學(xué)生理解后自行在紙上畫(huà)出，再由教師逐個(gè)檢查，幫學(xué)生改正錯(cuò)誤，直至學(xué)生完全掌握為止。（4）學(xué)生驗(yàn)證接線。學(xué)生扒開(kāi)線槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬(wàn)用表驗(yàn)證紙上的接線圖，加深印象，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。（5）詳細(xì)介紹上料過(guò)程。循序漸進(jìn)，為講解程序打下基礎(chǔ)。在此過(guò)程中，學(xué)生可自由提問(wèn)，師生互動(dòng)解決問(wèn)題。（6）講解上料程序。教師講解程序中的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生理解后按照控制要求獨(dú)立編程，遇到問(wèn)題可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，在此過(guò)程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)創(chuàng)新。（7）驗(yàn)證傳感器與汽缸如何配合使用。此過(guò)程由教師引導(dǎo)，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力。（8）詳細(xì)介紹分揀過(guò)程。（9）講解分揀程序。（10）學(xué)生分組練習(xí)。每套設(shè)備為一組，分配3～4人，每組都有一個(gè)基礎(chǔ)比較好的學(xué)生當(dāng)組長(zhǎng)，由這名學(xué)生帶領(lǐng)其他組員練習(xí)，教師負(fù)責(zé)答疑。此教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)，體現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中做的特色。需要注意的是，各個(gè)環(huán)節(jié)所需時(shí)間因人而異，整個(gè)上料分揀教學(xué)過(guò)程約為40學(xué)時(shí)。

三、教學(xué)效果

采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式﹢依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線教學(xué)﹢從興趣入手，循序漸進(jìn)的教學(xué)手段所產(chǎn)生的教學(xué)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。值得一提的是學(xué)生在編程過(guò)程中能夠做到獨(dú)立思考，所編寫(xiě)的程序既能夠按照控制要求運(yùn)行又與教師講解的程序不一致，甚至優(yōu)于教師講解的程序，充分體現(xiàn)出了創(chuàng)新性。

四、教學(xué)反思

1.優(yōu)勢(shì)

（1）從興趣入手，學(xué)生學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)。傳統(tǒng)教學(xué)沒(méi)有切實(shí)考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生不會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師通過(guò)考核逼迫學(xué)生學(xué)習(xí)，可是學(xué)習(xí)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發(fā)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)習(xí)效率，又可使教師的教學(xué)工作變得輕松，可謂一舉兩得。（2）有效激發(fā)學(xué)生的潛能。筆者觀察學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中，如果遇到問(wèn)題會(huì)積極思考，盡可能獨(dú)立解決問(wèn)題。學(xué)生編寫(xiě)的程序起初很不完善，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的改進(jìn)，有的程序甚至要優(yōu)于教師講解的程序，學(xué)生看到設(shè)備按照控制要求流暢地運(yùn)行，很有成就感。（3）教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù)的方法?！笆谥贼~(yú)，不如授之以漁”，機(jī)電一體化相關(guān)設(shè)備品牌繁多，學(xué)生走上工作崗位以后難免要自學(xué)學(xué)校沒(méi)有學(xué)過(guò)的設(shè)備，這就要求學(xué)生要掌握學(xué)習(xí)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)方法。每個(gè)品牌的設(shè)備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學(xué)生掌握SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學(xué)習(xí)方法，就可以自學(xué)其他品牌的設(shè)備，大大提高了工作崗位的適應(yīng)能力。

2.不足之處

受成套教學(xué)設(shè)備的制約，電路及氣路的布線工藝講授和練習(xí)不夠充分，以后筆者會(huì)繼續(xù)探索彌補(bǔ)不足。

作者:王壯壯 單位:遼寧煤炭技師學(xué)院