機電一體化的過程范文

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

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關鍵詞：采礦過程 機電一體化技術 應用 發展

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（a）-0054-02

當前，我國的礦產產業的發展速度正在不斷增加，促使了我國經濟的快速發展，提升了我國經濟的增長速度與水平。但是我國工業生產技術的標準化與規劃化的程度較低，因而在實際的生產與發展過程中存在著很多弊端，增加了采礦工作的困難度及危險性。對此，通過應用機電一體化技術能夠有效地轉變傳統生產勞動模式，降低勞動強度，以此來有效提升整個采礦好行業的生產效率，降低開采的過程中的風險性。

1 機電一體化的概述

1.1 機電一體化的概念

機電一體化是近年來推出了一項全新的自動化技術，并已經成為了多個行業在發展過程中進行改革的重點方向。機電一體化技術是一種融合了電子信息、機械設備、電腦軟件等多種學科知識的綜合性技術，能夠有效地提升工業生產與發展的效益。當前，機電一體化技術在我國的采礦行業發展過程中具有十分重要及突出的作用，是推行礦山生產自動化的必要因素，加快礦山產業的轉變與提升，進而促使整個礦山經濟的增長。

1.2 機電一體化技術的特點

1.2.1 安全性高

機電一體化技術在實際的應用過程中具有強大的應用功能，能夠進行適時自動化檢測、相關數據的傳輸以及緊急預警、自我更新等智能化的操作。同時對于生產過程中出現的意外狀況，例如：電路短路、電機失靈等問題，能夠進行及時的檢測與報警，進而防止相關事故的發生，增加運行過程的安全性與穩定性。

1.2.2 實操性強

機電一體化技術在應用的過程中具有高智能化的特點，能夠最大程度地降低人工操作量，規范整個操作的過程，避免人工失誤情況的產生，提升了整個生產操作過程的安全性與穩定性。通過應用機電一體化技術生產的產品，其規格與質量的精確程度及一致性得到了顯著提升，進而增加了整個產品的達標率，提升了該企業的綜合效益。

1.2.3 使用性強

在應用機電一體化技術時，能夠與之搭配的相關儀器及設備都具有自動化與智能化的水平，能夠有效提升日常保養以及故障檢測的工作性能，進而促使整個生產系統的自動化水平得到有效提升與發展，減少人為因素的對整個生產設備操作的不良影響，提升整生產操作的規范化水平，促使整個工作效率與質量的提升，增加企業的經濟發展效益。

2 機電一體化技術在采礦過程中的應用與發展現狀

隨著我國科學技術的發展，近年來我國加快了對采礦行業的結構調整。當前，利用大型開采機電設備的比例已經達到了90%，中型企業達到了80%，小型企業也達到了40%。同時，很多的采礦企業在生產工作的過程中還應用了很多新型的采礦技術、工藝以及相關的設備，這種應用發展的現狀已經與國際發展水平相持平了。

此外，機電一體化技術作為一門具有較高實用價值的采礦設備，在我國采礦行業中起到了十分關鍵的作用。當前，在我國很多采礦過程的各個環節中都能夠應用到高壓機電設備，尤其是PLC控制設備以及微機處理分析設備更是得到了廣泛的好評，能夠有效提升采礦工作的質量及安全性。

3 機電一體化技術在采礦過程中的應用

3.1 礦井安全生產監控系統

在實際的采礦工程中，有許多的煤礦工程在應用監控系統的時候都存在著一定的問題，其中最主要的問題就是傳感器工作效率的低下。在日常的生產過程中，很容易出現性能不穩定的情況，能夠有效使用的期限非常短，發生故障的頻率較高等。對此，需要借助相關的計算機網絡技術，利用光纖來代替傳統的金屬電纜，拓展原先的信息存儲格式及內容，能夠容納相關的圖片、視頻等，以此來提升生產監控的水平，進而促使整個煤礦企業更快、更好地發展。

3.2 在采煤機中的應用

在采煤機中應用機電一體化技術，能夠為其提供更大的牽引效力，克服掉相關的阻力。通過在采煤機中設置相關的防滑功能，還能夠增強其安全性、穩定性以及使用的時間。應用了機電一體化技術的采煤機具有較強的牽引技術，不僅能夠在生產的過程中克服阻力，同時通過設置防滑裝置還能夠增加其使用的安全性，增加使用壽命。此外，雜技采煤機下滑的時候，可以通過發電來制動，進而節約了相關的資源與能源。

機電一體化的電牽引采煤機與液壓牽引機相比較，電牽引機在使用的過程中除了電動機的配件會受到磨損之外，其他原件基本不會受到較大程度的影響，最大程度地降低了維護的工作量與難度，保證整個采礦過程的更加穩定與安全。此外，電牽引采煤機的操作十分簡便，能夠及時地進行參數的設置與修改，有效地避免了故障的發生。電牽引采煤機在運行、傳送的過程中所使用的設備比較簡單，尺寸與質量都比較小，以此就具有著更高的工作效率，相關反應程度也比較靈敏。

3.3 在提升機中的應用

當前，我國在生產過程中所使用的提升機中的內裝式摩擦提升機就應用了機電一體化技術，通過使用微電子技術、信息化技術來將工作機與驅動機合二為一。這種設備在應用過程中是將電動機內置在卷筒內部或者摩擦輪的內部，同時，提升機提升的過程就是利用電子計算機進行控制的，具有著靈活度大，運轉速度快以及診斷的功能。同時，提升機在運行的過程中，能夠對提升的位置進行有效控制，進而確保相關裝備在制定地點進行準確停車。此外通過采用微機控制能夠在采礦過程中采集相關的感應信號，進而進行電子監控，提升整個系統運行的可靠性與安全性。提升機在工作的過程中需要保障相關工作人員以及貨物運輸的安全性，需要通過采取不同的方法措施來進行更新與改變。其主要分為報警提示、二次不能開車、立即進行電氣制動以及立即進行安全制動，以此來確保整個系統運行的安全性，促使采礦工程更好、更快地發展。

3.4 在帶式傳送機中的應用

在我國，帶式傳送機在煤礦開采的過程中有著十分重要的影響，具有著輸送量大、性能穩定、工作周期較短等相關優點。目前，我國所使用的最普遍的CST可控軟啟動裝置，由于其具有良好的綜合，能夠針對煤礦的實際開采情況通過較長距離的運輸，具有較高的工作效率。但是在實際的應用過程中，由于我國相關技術條件的限制，所使用的帶式傳送機中間驅動點的設計通常不超過3個，進而就會對整個傳送機的工作效率產生一定的影響。

4 結語

機電一體化技術是我國采礦行業發展的強有力的動力，能夠有效地促使我國采礦行業的提升與發展。因此，在應用機電一體化技術的時候，需要依據采礦行業的實際生產情況，保障其生產過程中的安全性，增加生產效率，進而促使我國采礦行業更好地發展。

參考文獻

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論文摘要：取得較好的課程教學效果一直是教學過程追求的目標。本文根據多年機電一體化技術課程的教學體會，提出通過多媒體技術的應用、教學與科研實踐的結合以及布置內容豐富的課外作業等手段來調動學生學習的主動性能更好地完成教學要求，并取得較好的教學效果。

論文關鍵詞：機電一體化技術；教學改革；教學效果

機電一體化技術是一門新型的邊緣技術學科，是農業工程領域的一個新生事物，在我校開設此課程還不足十年的時間。開設此門課程是為了適應當前世界科學技術發展需要，因為機電一體化技術思想己普遍被世人接受和采用，其發展水平在很大程度上反映一個國家的技術經濟實力。

《機電一體化技術》是我校農業機械化及其自動化專業的主干課，課程內容豐富，以機械及電子相關領域的多門課程為基礎，內容抽象又難于理解，具有涉及面廣、實踐性強等特點。作為該門課程的主講教師，本人不斷探討教學方式方法，力爭取得更好的教學效果。

一、多媒體技術的應用大大增強了課堂的教學效果

由于多媒體匯集了文字、圖形、動畫、視頻、聲音、特殊效果等，它能提供多種感官的綜合刺激，包含了無限想象的空間，它不僅改變了學生學習和理解問題的方式，而且逐漸以其直觀、生動的特點和強大的交互功能，彌補了采用傳統教學手段時某些方面表現單調的缺陷，創造出最理想的學習環境，更有利于知識的獲取。

根據《機電一體化技術》課程的特點，制作了多媒體課件，在教學中一改傳統的教學方式中圖表簡單且不精確，視覺效果差的不足，增加了圖片、動畫及視頻等輔助內容，使更生動、形象，活躍了課堂氣氛，充分調動了學生學習的興趣。

例如，在這門課的序言中，介紹機電一體化技術這個比較抽象的概念時，首先讓學生了解什么是機電一體化產品，進而得出生產、制造機電一體化產品過程中用到的各種原理和方法即機電一體化技術。當介紹常用的機電一體化產品時，采用了幾種多媒體技術，如列舉日常生活中的機電一體化產品時，直接在投影屏幕上打出打印機和全自動照相機的圖片；列舉航天航空領域的機電一體化產品時，列出了中國的“神舟五號”載人航天飛機和美國“勇氣”號火星探測車的圖片……；如列舉兒童玩具中會動的機器狗，最尖端的機電一體化產品——機器人，直接插入了相應的影音文件；最后介紹和本專業直接相關的內容我直接把剛完成的科研成果照片播放出來。這些多媒體效果的應用不但使學生一目了然地理解了本門課程要研究的內容，而且極大地激發了學生學習本門課程的興趣。

再如，在序言中為了直觀、生動地說明本門課程的主要內容時，通過機器人這個真實產品的應用實例來具體分析。首先通過機器人下臺階、機器人回答主持人問題、機器人跳舞的錄像分析機器人要完成任一動作都要由構成機器人身體的框架、四肢和機體內的機械系統、完成信息采入的檢測系統、完成信息處理的控制系統、提供動力的伺服系統以及類似于人神經系統的接口協調完成，并很容易得出機電一體化產品主要由機械系統、檢測系統、控制系統、伺服系統和接口設備等五個主要部分構成，進而得出與這五個系統生產、制造直接相關的技術即機械技術、檢測技術、控制技術、伺服技術和接口技術構成了本門課程的主要內容。這樣的輔助手段能極大吸引學生的注意力，這樣的學習和理解過程水到渠成，學習效果事半功倍。

還如，在介紹機械系統中各種機構的工作原理時，如果不采用多媒體形式，許許多多的機構簡圖必須在黑板上手工畫出，由于這些結構圖都比較復雜，手工繪制一方面占用大量的課堂有效時間，另一方面繪制不準確，影響學生對其工作原理的理解，如果通過掃描儀把這些結構圖的圖片直接插入PowerPoint文件中，則可以直接投射在大屏幕上，這樣不但節省了時間，而且與原圖片一致，易于學生理解與掌握。另外，為了形象地說明某些機構的工作原理，如滾珠絲杠副，又插入了相關的動畫資料，動畫模擬不但能徹底改變傳統教學中的憑空想象且難以理解之苦，同時還能充分激發學生學習的主觀能動性，化被動為主動，產生特有教學效果，使學生很快掌握了所學的內容。

總之，采用多媒體教學，使機電一體化技術這樣一門枯燥單調的課程變得生動有趣，易于掌握，取得了很好的教學效果。

二、課堂教學與科研實踐相結合，教學效果明顯

根據該課程的多輪教學體會，很多學生開始興趣很大，但隨著課程的進行，逐漸喪失了興趣，課程學習變成了包袱，最終導致教學效果不理想。究其原因，一方面，由于課程教學內容較多，所以進度較快，學生又缺乏實踐基礎，對內容的理解和掌握存在較大的困難，隨著問題的堆積，喪失了信心；另一方面，傳統的教學方法沒有照顧到課程系統實踐性強的特點，教學實踐大多只針對個別知識點，而教學對象又是沒有任何工程經驗的在校學生，使得本來富于魅力的知識變成了空洞的說教和內容的堆積，學生感到難以致用，喪失了興趣。面對這樣的情況，如何解決學生實踐基礎差的問題，幫助學生深入理解知識、掌握知識，如何讓學生學以致用，始終保持較高的興趣，是課程的難點所在。

高等學校在教學之外還應具備科研和服務社會的功能，科研是高校教學的底蘊，將科研成果和科研項目轉化為教學資源是順理成章的事情。在機電一體化課程教學中引入科研項目和科研成果具有重要的作用和意義。

筆者在機電一體化課程教學中引入真實的科研項目，通常以自己的科研實踐為案例，變抽象為直觀，通過實物樣機來理解復雜的結構及原理。在整個機電一體化技術的教學過程中，無論講述課程的哪一部分內容，都以自己的科研課題“穴盤苗自動移栽機”和“嫁接機器人”為例講解，使抽象的內容變為現實中觸手可及的真實產品，令學生信服，也取得了非常好的教學效果。

比如，講述同步帶的工作原理時，直接把在科研項目中應用的同步帶及帶輪拿到課堂上，通過實物講解，易于理解和掌握。再如，講授步進電機的控制及工作原理時，把可編程邏輯控制器及步進電機拿到實驗教學的課堂上，直接講述它的工作原理及控制過程并現場編制梯形圖。學生見到實物并觀察編程過程后通過親自動手實踐很輕松地掌握了這部分的教學內容。

課堂教學重在理論聯系實際，運用生活中的實例或者科研項目案例，既有助于學生對理論知識的掌握，又有益于提高學生的興趣和對實際問題的思考能力?？傊?，課堂教學并非是一個獨立的過程，與科研實踐緊密結合會取得事半功倍的教學效果。

三、充分調動學生學習的主動性，布置豐富的課外作業

學生是具有很強可塑性的，適當給學生布置一些自主選題的課外作業，給他們一些學習的“壓力”，他們就會變得主動起來，就會花更多的時間在學習上。根據《機電一體化技術》課程的特點，布置了靈活的課外作業，極大地激發了學生學習的興趣。具體做法如下：

首先，講述“檢測系統”的傳感器時，由于教材永遠趕不上新技術的發展，為調動學生的學習主動性和積極性，筆者布置了“到互聯網和圖書館上查到最近傳感器”的作業，要求不停留在教材提及的內容，越新越好，弄懂其基本原理。最后，每名同學都查到了很多應用在高科技產品上的新型傳感器，使學生掌握了課程基本內容的同時又拓寬了視野。

其次，為使學生更廣泛地了解與專業相關的機電一體化產品，在第一次課就布置了“研究一種農業機器人，掌握其結構和基本工作原理”。這一作業最后是以幻燈片形式展示的，學生找到了幾乎所有的農業機器人，如移栽機器人、嫁接機器人、擠奶機器人、西紅柿采摘機器人、黃瓜收獲機器人等，學生們在分析其結構組成及工作原理的過程中進一步掌握和鞏固了機電一體化技術的主要內容。

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關鍵詞：中職教育 一體化教學 能力培養 電路設計 PCB制作

一、一體化教學的意義

通過一體化教學，可以達到以下幾個轉變：教學從“知識的傳遞”向“知識的處理和轉換”轉變;教師從“單一型”向“行為引導型”轉變;學生由“被動接受的模仿型”向“主動實踐、手腦并用的創新型”轉變;教學組織形式由“固定教室、集體授課”向“室內外專業教室、實習車間”轉變;教學手段由“口授、黑板”向“多媒體、網絡化、現代化教育技術”轉變，從而以“一體化”的教學模式體現職業教育的實踐性、開放性、實用性。教學的目標在于培養懂理論、會操作的技術工人，這就要求學生既要有扎實的理論基礎，又要具備熟練的操作技能，而且二者在實際工作中能有機結合，迅速適應崗位工作并跟上行業發展步伐。

二、一體化教學在《電路設計》中手工制作PCB的教學設計與實施

根據該Protel課程的教學內容和中職學生的特點，下面是自己在protel教學過程中運用一體化進行手工制作的PCB教學過程實例。

1.實訓目的：通過手工制作PCB，了解PCB制作的工藝原理，體驗PCB制作工藝過程，掌握熱轉印法手工制作PCB的操作方法。

2.實訓的器材及場地要求：（1）激光打印機（全班共用）; （2）熱轉印機（小組或全班共用）;（3）小型腐蝕機或腐蝕槽（小組或全班共用）;（4）小型視頻臺鉆或手電鉆及鉆頭（小組或全班共用）;（5）裁板機（小組或全班共用）;（6）覆銅板、熱轉印紙、細砂紙1套/人;（7）元件盤、鑷子、油性記號筆1套/人;（8）場地應設有上、下水及清洗水槽。

3.實訓內容及步驟：實訓內容及步驟按圖所示的工藝流程進行。

任務1：設計PCB

用protel DXP 2004或其他制圖軟件設計繪制PCB圖形，也可以直接使用如圖所示的圖形。圖形應滿足以下要求并檢查：

（1）焊盤尺寸應大于75×75mil，線寬不小于15mil，線距定在10mil以上;如果有貼片元件，建議阻容件封裝采用0805，二極管類型為3216，三極管為SOT-32，集成芯片類封裝為SOT-14。

（2）檢查焊盤尺寸是否正確。

（3）檢查圖形是否完整，有無短、斷缺陷。

任務2：打印及熱轉印圖形

（1）用激光打印機打印設計圖形。將設計好的PCB圖用激光打印機打印到熱轉印紙上，打印前確認熱轉印紙的正反面，打印時用純色，色調深一些，注意打印比例一定要1∶1。如果是利用Protel布線設計的雙層板，那么層次一定要鏡像打印，否則轉印出來就反了。

（2）裁板與處理。①用裁板機剪裁大小合適的覆銅板，尺寸最好比圖紙大一些。如果沒有載板機也可以用鋼鋸根據PCB規劃設計尺寸對覆銅板進行下料。②用銼刀將四周邊緣毛刺去掉。③用細砂紙將敷銅面打磨光滑，再用洗衣粉或洗滌靈溶液洗凈并清水漂洗后晾干。清洗后的覆銅板銅面要保持清潔，不要直接用手拿也不要接觸其他物品。注意：此道工序關系到轉印效果，一定不能省略或馬虎從事。

（3）用熱轉機轉印圖形。①將熱轉印紙平鋪于桌面，有圖案的一面朝上。②將單面板置于熱轉印紙上，有覆銅的一面朝下。③將覆銅板的邊緣與熱轉印紙上印制圖的邊緣對齊。④將熱轉印紙按左右和上下彎折180度，然后在交接處用透明膠帶粘接。

（4）PCB圖的轉印。①將熱轉印機放置平穩，接通電源，輕觸電源啟動鍵兩秒，電機和加熱器將同時進入工作狀態。②按下“溫度”鍵，同時再按下“上”或“下”鍵，將溫度設定在150～180度之間。③按下“轉速”鍵，同時再按下“上”或“下”鍵，設定電動機轉速比，可采用默認值。④當顯示器上的溫度顯示在接近設定溫度時，將貼有熱轉印紙的覆銅板放進熱轉印機中進行熱轉印。⑤轉印完畢，按下“加熱”鍵，工作狀態顯示為閃動的“C”，待膠輥溫度降至100度以下時，機器將自動關閉電源;膠輥溫度顯示在100度以內時，按下[加熱]鍵，電源將立即關閉。

（5）轉印PCB圖的處理。轉印后，待其冷卻后將轉印紙輕輕掀起一角進行觀察，此時轉印紙上的圖形應完全被轉印在覆銅板上。如果有較大缺陷，可以用油性記號筆進行修補。轉印后的效果如圖所示：

注意：如果用熨斗熨燙，熨斗的溫度不要過高。過高的溫度可能會燙壞覆銅板。用熨斗的時間大約1min左右，用力壓并向不同方向移動。揭下熱轉印紙時，手法一定要輕，不要在溫度沒有降下來之前揭開熱轉印紙，以免將熱轉印紙上面的膠留在覆銅板上，影響腐蝕。

任務3：蝕刻

（1）三氯化鐵（FeCl3）溶液的配制。

①戴好乳膠手套，按3∶5的比例混合好三氯化鐵溶液。

②將配制的溶液進行過濾。

③將過濾后的腐蝕液倒入快速腐蝕機中，以不超過腐蝕平臺為宜。

④準備一塊抹布，以防三氯化鐵溶液溢出。

（2）PCB的腐蝕。

①將裝有三氯化鐵溶液的腐蝕機放置平穩。

②帶好乳膠手套，以防腐蝕液侵蝕皮膚。

③將“橡膠吸盤”吸在工作臺上，再將經轉印得到的線路板卡在橡膠吸盤上，使線路板與工作臺成一夾角。

④接通電源，觀察水流是否覆蓋整個電路板。如不能覆蓋整個電路板，在切斷電源后，調整橡膠吸盤在工作臺上的位置，以求水流覆蓋整個電路板。

⑤蓋上腐蝕機的蓋子，接通電源進行腐蝕，待線路板上銅箔被完全腐蝕掉后，斷開電源。如果沒有腐蝕機，可以用其他大小合適的器皿盛裝腐蝕液，將轉印有印刷圖形的覆銅板放入器皿中，用鑷子夾住覆銅板輕輕晃動，待銅板上銅箔被完全腐蝕掉后撈出。注意：此過程中不要離開，以免腐蝕過度，導致走線變細或斷裂。

⑥取出被腐蝕的電路板，用清水反復清洗后擦干。

⑦用洗板水洗掉墨粉，或用細砂紙輕輕打磨掉。

任務4：PCB鉆孔

（1）將帶有定位錐的專用鉆頭裝在視頻鉆床（或微型電鉆）上，一般使用0.8mm鉆頭。

（2）對準電路板上的焊盤中心進行鉆孔。如果墨粉沒有洗掉，定位錐可以磨掉孔附近的墨粉。

任務5：實訓報告

總結熱轉印、蝕刻、鉆孔過程，并將實訓步驟及出現的問題填入實訓報告，撰寫實訓心得，不少于300字。實訓報告還應包括以下內容：

（1）實訓名稱、內容、時間、地點、同組學員名單、指導教師。

（2）考核評價結果：自評、小組評價、指導教師的評語及量化評分。

相信以這樣的方式所開展的教學工作對學生的知識積累會更有幫助，同時課堂教學與實驗教學的效率與效果會得到同步的提高。

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關鍵詞: 建筑自動化；機電設備；安裝；問題

1建筑設備自動化系統

建筑設備自動化系統根據結構、系統、服務和管理等幾個要素之間的關系,將智能建筑中的設備分成若干個子系統,通過計算機控制技術、通信技術和網絡技術,將各個功能的子系統組成一個有機的整體,進行管理、控制或監視,它是一個綜合自動化系統,是智能建筑的重要組成部分之一。內容一般包括對空調系統、冷水機組、供熱系統、給排水系統、供配電系統、自發電機組、照明、電梯等設備或設施的控制和管理。

2 建筑智能化系統機電設備安裝過程中應注意的問題

2.1 預埋工作

預埋管道施工階段，這個階段占整個安裝工作量的一半以上，預埋管道質量的好壞直接關系到日后線纜敷設、設備安裝的質量與工作量。因此必須著重考慮以下五點：

1）在智能化施工前根據施工經驗若發現某些重要部位需多預埋管道多預留洞口而在設計中又未體現的，應盡量建議設計增加預埋管道和多預留洞口，以便將來線纜增加和功能擴展時使用。預埋管道預留洞口所費無幾，卻可以節省將來擴容時因原有可擴展性考慮不足而帶來的高昂費用。如：進戶總線管，因擴展性需要，或因強弱電由不同設計單位設計沒有充分配合造成電源管的遺漏，可建議設計時多預留管道或擴大管道等級；一些豎井穿樓板過梁處，可建議設計時對有些大管道可放大一級或多預留洞口，以便施工。

2）與土建專業配合施工時，應注意根據智能化系統的設計，在不影響土建結構下，可走捷徑的走捷徑，可避開結構薄弱處的盡量避開。如一些穿主梁處，各種專業管道都由此通過，對結構應力影響較大，可建議設計考慮使用轉接箱或地面線槽等辦法處理；衛生間、廚房的防水部位，可能要經常敲開樓板檢查處理，預埋管道時應盡量避開這些部位，如果圖紙設計標注從此通過，我們可建議設計繞道，雖多預埋一些管道，多穿一些線纜，但后期安裝就省事許多；管道在地下室應穿過止水層，應在砼澆搗前就及時將管道預埋，當土建做止水層時就同步配合做好相關工序，以免今后安裝時破壞止水層。

3）與其他專業如給排水、暖通、電氣管道平行或交叉施工時，應注意互相屏蔽，防水防潮等問題；智能化管道應盡量與其它管道按規范要求保持一定間距，并盡量在上方，還要兼顧保護層厚度不小于15mm的要求。

4）管道預埋完后應注意將管道口進行封堵保護，管道彎曲處多及敷設長度超出規范要求或按經驗預計將來拉線有困難的，中間可給予加設過線盒或預留拉線；還必須特別考慮到管道彎曲半徑要求，一般規范要求須不小于6～10d。

5）不管是什么樣原因引起的現場實際管道預埋與原設計圖紙不一樣，應在施工后及時標注，并做好隱蔽工程記錄，否則若發生堵塞、有設計變更或竣工后維護，則可能到處開腸破肚的找管，費時費勁又可能影響結構強度與美觀；有時甚至找不到管道，須重新打砼去埋設管道或只得明敷等辦法，此時花的代價就更高了。

2.2線槽安裝

智能化系統的線槽中基本上敷設的都是弱電線纜，安裝時應與電氣、給排水、暖通的管道線槽保持一定間距，基本上要求是不小于30cm,交叉敷設時應安裝在上方，與梁底或其它障礙物間距應不小于50mm,垂直偏差不大于3mm，水平偏差不超過2mm,安裝固定間距為0.5～1m,穿越樓板或墻體時，應有防火措施，金屬槽道整體接地應良好。

2.3 線纜敷設

智能化系統的線纜敷設除應注意其型號、規格應與設計相符，布線自然平直，不得產生扭絞、打圈等現象外，要特別注意以下三點：

1）線纜中間不允許有接頭，否則容易造成信號嚴重衰減，如果單根線纜確實長度超過市場供應統一長度，應考慮中間加裝轉接配件。

2）線纜兩端的標簽編號要明顯，并應該邊施工邊做標記，而且應與圖紙相對應，不能等全部線纜敷設完成后再去做標簽，否則很容易造成混淆，這對以后的安裝維護都非常重要。

3）線纜終接的余量應按設計與規范要求及施工的工藝要求給予充分預留，否則如果線纜短了幾公分，則整根線纜都要重新敷設，耗材費力，事倍功半。還應注意智能化系統各種線纜敷設要求的彎曲半徑不同：如非屏蔽4對對絞線大于等于4d，屏蔽4 對對絞線纜不小于10d，同軸電纜大于等于10d,主干電纜不小于10d，光纜應超過15d。

2.4 設備安裝

設備除應注意符合設計及合同規定的廠家、型號、規格、性能指標外，安裝時還必須注意以下三點：

1）智能建筑中的子系統多，包括設備自動化系統、通信網絡系統、辦公自動化系統、結構化布線。各系統新設備、新型號層出不窮，安裝前應仔細閱讀產品說明書，充分了解設備的各項性能指標要求與安裝注意事項，嚴格按照設計與廠家的要求安裝。

2）設備安裝的位置與標高應符合設計與規范要求，垂直偏差不超過3mm，水平偏差應不大于2mm，設備表面應注意保護，各種零件不得脫落碰壞，標志應完整清晰，安裝應牢固，各種螺絲應擰緊，同時應按要求就近做好接地連接工作，保持良好的電氣連接。各類線纜跳線和插接件應接線無誤，接觸良好，標志齊全。

3）設備的各種標識，端接線纜的來源去脈應標注清晰明了，否則調試時無從下手，維護時不知所終，直接影響整個系統的運作。設備調試和竣工資料應注意備份及存檔。

2.5系統調試

為了保證新安裝的智能各系統能安全可靠地投入運行、性能達到設計的技術要求，在系統安裝施工過程中和投入運行前，要進行一系列的調整試驗工作。調整試驗工作的主要內容包括線路的測試、各子系統工程設備的單體功能試驗、系統的接地測試和整個系統的開通聯動調試。

1）調試人員在系統調試前，應認真閱讀系統原理圖、平面圖（施工布線圖），透徹理解設計意圖，了解各系統設備的性能及技術指標，對相關數據的整定值、調試技術標準做到心中有數，對本工程采用的各系統模式所要達到的控制功能要求必須完全領會，方可進行調試工作。

2）調試開通的質量和速度在很大程度上取決于管線敷設及設備安裝的質量。因此在調試開通前必須向各子系統施工單位或有關部門了解管線及設備安裝的進度與質量狀況。調試前還應按設計要求查驗設備的規格與型號、數量等，如發現管線或設備安裝有與設計不符的現象，應盡快調整。

3）調試開通前，首先對各線路按各系統功能要求進行線路測試，還應對各線路的工作接地和保護接地以及不同性質的線纜是否存在共管現象進行認真查驗；其次要查看導線上的標志是否與施工圖上的標注吻合，檢查接線端子的壓線是否與接線端子表的規定一致。對各子系統工程設備的單機運行進行仔細的功能測試。

4）在確定線路無故障和各子系統工程設備運行正常后，方能對整體系統進行現場模擬聯動試驗。在此項工作未結束之前，不能打開所有聯動控制電源，以免因外設備故障損壞聯動設備；所有聯動設備現場模擬試驗均無問題以后，再從控制中心對各設備進行手動或自動操作系統聯調。

篇5

機電一體化中的核心技術，決定了智能化發展的潛力，也是機電一體化發展進程中不可缺少的支持[1]。結合機電一體化的實踐應用，例舉比較核心的技術，如：（1）光電一體化技術，融合了各項機電技術，為了提高一體化的發展水平，引入光學技術，實現光電一體化應用，改變機電系統的工作狀態，加大光能源的利用效率，取締傳統能源的利用，體現光電一體化技術節能、降耗的優勢，也是機電一體化智能建設的一項支持，表明光學技術的優勢；（2）產品網絡化技術，其為計算機領域的技術，重點發揮遠程與控制的應用，促使機電終端進入一體化的作業狀態，進而推進了產品網絡化的發展，既可以保障機電一體化的生產效率，又可以加快智能化的發展速度；（3）綠色化技術，機電一體化發展中，非常注重綠色生產，致力于降低能源的消耗，減少機電作業中的環境污染，所以綠色技術的應用，符合機電一體化的發展要求，強調綠色技術在設計、制造中的應用，提倡生態綠色化的生產方式，優化機電一體化生產作業的過程。

2機電一體化的進程分析

根據機電一體化在行業中的應用，分析一體化的具體發展，由傳統機電技術到現行技術，規劃機電一體化的進程。

2.1數控機床階段

數控機床階段，代表了機電一體化的早期進程。數控機床在我國的發展速度比較快，推動了工業市場的發展，其為機電一體化的雛形。

2.2微電子技術階段

微電子技術階段，機電一體化的含量要高于數控機床，已經可以參與工業的設計、制造等環節，改進了工業生產的結構[2]。例如：微電子在當時汽車行業中的應用，電子裝置占到總產品的70%，制造中引入了集成電路，實現了信息化的技術應用，提高了汽車制造的精確度。微電子技術階段的到來，延長了設備的運行壽命，各大行業將微電子技術做為機電生產的核心。

3PLC控制階段

PLC是具有編程能力的控制器，此項發展進程表明了機電一體化進入可編程控制的時代。PLC在機電一體化中的應用時間比較長，經歷了單機向多CPU控制的過程，其可在機電系統中提供遠程控制的方法。以PLC為基礎的機電一體化中，常用的控制系統有：DCS系統、SCADA系統、ESD系統，后期發展中，在PLC控制中，實現了現場總線布設，提供通信功能接口，將網絡技術引入到機電一體化中。

4新技術階段

PLC在機電一體化中的應用，帶動了發展進程，根據機電一體化的需求，實現了新技術的應用[3]。例舉機電一體化在新技術階段進程中所涉及的技術，如：（1）激光技術，其可在機電一體化中提供高度集中的控制條件，在材料打孔、穿孔等生產中較為常用，與普通光源不同，具有定位、集中等方面的優勢；（2）模糊技術，主要是處理機電一體化中的模糊信息，根據設定目標，模糊的描述生產中的對象，打破了傳統熟悉邏輯的限制；（3）信息技術，涵蓋了整個IT領域，利用信息處理的方法，對機電信息進行獲取、加工，促使計算機成為機電一體化中不可缺少的設備，常用的信息技術有通信技術、傳感技術等，提高了信息技術在機電一體化中的應用效益。

5機電一體化的智能化思考

機電一體化的智能化發展，利用智能技術模擬人類的思維方式，促使計算機系統可以主動歸類機電生產中的屬性信息，進而根據機電一體化的要求，對信息進行規劃和處理，預估機電一體化的生產模式和操作。智能化是機電一體化未來發展的方向，具有很強的實踐能力，近幾年，機電一體化非常重視智能技術的應用，構建人工智能系統，輔助人們解決機電生產中的問題。機電一體化的智能化思考中，總結了三項元素，即：解答、分析與學習。分析如：首先利用智能化系統，解決機電一體化中出現的問題，降低機電生產故障的發生機率，提高機電一體化的工作效率；然后根據機電一體化的運行狀態，猜測后期的運營與發展，提前進行系統的調整和設計，基本不需要人工操作的參與；最后提高機電一體化的學習能力，加快智能化的開發速度。機電一體化的智能化建設中，對專家系統、模糊系統、神經網絡控制的應用比較明顯，促使機電一體化保持相互協作的關系，完善機電一體化中的智能推理、判斷和結論[4]。機電一體化智能發展中，還在網絡化、綠色化方面表現出一定的需求，輔助機電一體化進行智能設計，判斷機電一體化的工作方式，保障系統可以根據外界的參數變化，完成設定。智能化能夠減少機電一體化中的冗余系統，朝向系統化、微型化的方向發展，增加了對傳感技術的應用壓力，提出了人格化的構建思想，充分發揮智能化發展的優勢，為人格化建設提供相關的條件，優化機電一體化的應用環境。

6結語

篇6

關鍵字：機電一體化 核心技術 發展趨勢

前言

機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,是跨學科技術。從機電一體化技術的基本概要和發展歷程,可看出機電一體化技術的發展趨勢。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。

1機電一體化的基本概要

機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。近年來，隨著微電子技術和計算機應用技術的快速發展，機電一體化技術領域在不斷地擴大和完善。

2機電一體化的發展背景

隨著機電一體化技術的快速發展， 機電一體化產品有逐步取代傳統機電產品的趨勢，這完全取決于機電一體化技術所存在的優越性和潛在的應用性能。

2.1 使用安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中， 遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。機電一體化產品由于采用電子元器件，減少了機械產品中的可動構件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產品的故障率低，壽命得到了提高。 2.2生產能力和工作質量提高

機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。

2.3 使用性能改善

機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作。

3 機電一體化的核心技術

3.1機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

3.2 信息處理技術。信息處理技術是指在機電一體化產品工作過程中，與工作過程各種參數和狀態以及自動控制有關的信息的交換、存取、運算、判斷和決策分析等。在機電一體化產品中，實現信息處理技術的主要工具是計算機。計算機技術包括硬件和軟件技術、網絡與通信技術、數據處理技術和數據庫技術等。在機電一體化產品中，計算機信息處理裝置是產品的核心，它控制和指揮整個機電一體化產品的運行，因此，計算機應用及其信息處理技術是機電一體化技術中最關鍵的技術，它包括目前廣泛研究并得到實際應用的人工智能技術、專家系統技術以及神經網絡技術等。

3.3系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

3.4 自動控制技術。機電一體化產品中的自動控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、校正、補償等。機電一體化產品中自動控制功能的不斷擴大，使產品的精度和效率都在迅速提高。通過自動控制，機電一體化產品在工作過程中能及時發現故障，并自動實施切換，減少了停機時間，使設備的有效利用率提高。

3.5 傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

3.6 系統總體技術。系統總體技術是從整體目標出發，用系統的觀點和方法， 將機電一體化產品的總體功能分解成若干功能單元， 找出能夠完成各個功能的可能技術方案，再把功能與技術方案組合成方案組進行分析、評價，綜合優選出適宜的功能技術方案。系統總體技術的主要目的是在機電一體化產品各組成部分的技術成熟、組件的性能和可靠性良好的基礎上，通過協調各組件的相互關系和所用技術的一致性來保證產品實現經濟、可靠、高效率和操作方便等。

4 機電一體化的發展趨勢

4.1智能化趨勢

智能化作為一個多個專業的邊緣科學，是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。 例如：冷凍機組，通過測量各類物理量與微機內部已經設定的對應的參數比較，自動實現機械設備的啟停、報警、故障自修復等事宜。

4.2模塊化趨勢

由于機電一體化產品涉及各行各業，種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。 例如在OA產品中的電腦與打印機等各類外設之間，各個廠家通過標準接口（UBS）實現機電一體。

4.3網絡化趨勢

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。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。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。 這些技術已經成熟，并且在OA中司空見慣，經過權限級別，可以實現遙控、遙信、遙測。

4.4 微型化趨勢

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

4.5綠色化趨勢

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。 隨著材料科學的發展，新型材料不斷涌現，和現實對綠色材料的需要的催生下，綠色化在幾點一體工業中將會發生日新月異的發展。

4.6系統化趨勢

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。

4.7大眾化趨勢

產品只有成為普羅大眾都能理解、需要，才能具有強有力的經濟性，生命才會長盛不衰。成為建筑以及日常生活中不可缺少的商品。機電一體化技術通過產品來展示的，經過網路化、模塊化等技術的攻關，成為生產、生活中的消費品將屬于必然。建筑中的空調系統可以通過溫度、壓力、流量等各類非電物理參數，通過傳感器、變送器傳輸到中央處理器，電流、電壓、頻率等電氣參數通過采樣傳輸到中央處理器；中央處理器的芯片當前已經可以進行編程處理；這樣各類用戶根據自己的需要，選用模塊、處理器等硬件，通過網絡或者售后服務獲取軟件資料和程序，通過協議等進行簡短的鏈接與安裝調試即可實現用戶的目的。

5結語

隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

參考文獻

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【關鍵詞】機電一體化設備；故障診斷；技術分析

機電一體化設備是綜合了機械技術、微電子技術、電工電子技術、接口技術、計算機技術等多種技術，并能夠很好地應用到實際生產中去的設備。隨著我國經濟的發展和社會生產的不斷進步，越來越多機電一體化設備應用到社會生活中，但是由于機一體化設備存在的問題，就需要有專門的機電一體化設備的故障診斷方法來實現設備的維護和修理。

1.機電一體化設備的故障診斷技術概況

機電一體化設備的故障就是在設備的運轉過程中，設備的規定功能或者作用不能夠正常發揮作用和運轉，導致無法繼續進行生產活動的現象。診斷技術就是當機電一體化設備發生了故障以后，能夠利用相關的技術對設備進行診斷和研究，發現設備出現故障的位置，然后對設備進行修理和調整，使之恢復原來功能的過程。下面我介紹機電一體化設備的故障特點和診斷的技術。

1.1機電一體化設備的故障特點

機電一體化設備相對于其他的設備來說，出現故障的可能性要高很多。因為機電一體化設備的零部件數量比較多，而且這些零部件的制作精密，整個機電一體化設備的技術含量比較高。所以在機電一體化設備的運行過程中，只要有一個零部件出現問題，就會影響機電一體化設備的正常運行?？偟膩碚f，機電一體化設備的故障有以下幾個方面：（1）設備的零部件比較多，內部結構復雜，容易發生零部件的磨損問題和零部件故障的問題；（2）缺少相關的專業人才和技術人才能夠精通機電一體化設備的故障診斷技術；（3）機電一體化發生故障時，診斷能力有限，自己只能診斷出一些比較明顯的問題，即自我診斷的功能比較弱；（4）設備的報警設施不靈敏，有的設備發生故障不能夠及時報警。

1.2機電一體化設備的故障診斷目的

機電一體化的故障診斷技術就是我們認為的檢測技術，通過使用診斷技術能夠及時發現機電一體化設備潛在的問題和發生故障時，具體的故障原因，以便技術人員能夠在最短的時間內，知道出現機電一體化設備故障的具置，并消除設備的故障，保證設備的正常運行和生產的持續運轉。機電一體化設備的故障診斷主要有四個目的：（1）能夠及時發現設備潛在的或者將要發生的故障，把設備的損失降到最低；（2）適時發現潛在的或者出現故障設備，能夠縮短設備的故障維修時間，提高設備維修的質量和效果；（3）使設備處于良好的運行狀態和工作狀態；（4）保證設備的正常運行，維持企業的正常生產。

1.3設備的故障診斷技術

目前我國已經形成了一些較為完善的機電一體化設備的故障診斷技術，通過這些技術的不斷發展，機電一體化設備的故障診斷能夠及時進行和發現故障。主要有以下幾種設備的故障診斷技術：（1）射線掃面技術，這是一種新興的設備故障診斷技術，它是通過Y射線技術形成的設備圖譜形狀來檢驗故障發生的位置和情況，主要用于檢測工藝設備的故障；（2）震動檢測診斷技術，這是一種應用較為廣泛的設備故障診斷技術，這種技術是利用相關的震動設備形成的震動參數和震動的信息來檢測機電一體化設備的故障和潛在的故障隱患。震動檢測診斷技術主要用于檢測機械設備的故障，機械設備在工作過程中，會產生劇烈的震動。這時的震動檢測設備能夠產生震動參數和信息來判斷設備是否產生故障和產生故障的位置，如果我們想要知道機電一體化設備產生故障的具置，就要選擇準確的測量點。震動檢測技術不僅應用較為簡便，而且可以有效地檢測出設備的故障位置和潛在的危險，在設備故障檢測的精確度方面有了很大的提高；（3）紅外測溫診斷技術，它的診斷原理是根據設備不同部位的溫度來檢測設備出現的故障。紅外測溫診斷技術利用先進的紅外檢測設備，使它接觸不同的機電一體化設備，根據不同設備的部位產生不同的溫度，從而判斷設備的故障位置。這是一種精確度比較高的故障診斷技術。

2.機電一體化設備的故障診斷遇到的問題以及措施

2.1缺少設備故障檢測的精確度

機電一體化設備的診斷技術在我國的發展已經有很長的時間了，我們已經掌握了機電一體化設備的診斷的相關技術和診斷方法。但是仍然缺少一套完整的機電一體化設備的故障診斷技術的理論體系和方法，我國國內的診斷技術大多是針對設備的某一部分或者是某一具體類型的設備來說的，沒有形成科學完整的診斷技術的方法和理論；此外我國的設備故障診斷技術的精確度需要進一步的提高，在診斷的精確性方面需要很大的補充和發展。我們現在的當務之急就是做好診斷的精確度問題，處理好設備故障和檢測信息之間的關系，提高診斷技術的精確度和準確性，使機電一體化設備能夠正常的運行。

2.2缺少檢測的實際經驗和方法

我國的機電一體化設備的故障診斷技術在一些領域里仍然處于理論階段，缺少相關的實踐經驗。在設備診斷的模糊理論、小波分析、神經網絡、智能方法這些領域，沒有豐富的實踐經驗和豐富的操作經驗，只有一些相關的理論作為設備故障檢驗的支撐和研究。我們應該加大設備故障診斷技術的理論研究，在實際的工作生產過程中，積累故障診斷和修復的實際經驗，能夠使理論和經驗完整的結合，形成機電一體化設備的完整理論和方法。

2.3缺少設備故障的專業技術人才

目前我國有很多操作機電一體化設備的專業技術型人才，但是缺乏相應的設備故障檢測人員。我們針對這個問題，可以建立專家智力支持系統，形成專業的機電一體化設備故障診斷隊伍，專業地維護設備的運行，實時進行設備故障的監督。還要培養設備故障診斷的專業技術人才，可以定期對人員進行培訓和教育，提高技術人員的專業技術和水平。

3.結語

機電一體化設備的故障診斷技術是近些年來發展起來的一門新的學科，這與社會主義市場經濟的發展是離不開的。我們要做好設備故障的診斷工作，提高設備故障的診斷技術，積極探索新的更為有效的診斷方法，來提高國內機電一體化設備的診斷技術的精確度，形成一套完整故障診斷理論，豐富實踐經驗。以此來保證機電一體化設備的維護和正常運行。 [科]

【參考文獻】

[1]王卉.機電一體化設備的故障診斷技術分析[J].延安職業技術學院學報，2014，（3）：145-146.

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隨著信息技術等的發展,機電一體化已經成為一種發展趨勢,同時也為人們的生產、生活提供了更多的便捷。接口是幾點一體化產品的重要組成部分,有效運用接口,可以更好地將幾點一體化產品中的各個組件有機地連接起來,使機電一體化產品的運行能夠更加順暢、有效。因此,接口技術的研究與運用,直接影響著機電一體化產品的運用效能,相關工作人員應該積極創新接口技術,滿足機電一體化技術不斷發展的需求,進而提高機電一體化產品的質量,更好地為人們的生產、生活服務。

1 簡述接口、接口類型與接口連接方式

機電一體化系統,即是將機械系統與電子系統有機地聯系到一起,從而發揮機械電子的優勢,提高機電一體化產品的應用性能。而接口是機電一體化產品的重要組成部分,它是連接機械系統與電子系統各個模塊的重要組件,具有調節、匹配、緩沖等性質,可以有效地轉換電平、增加功率,使機電一體化產品的性能得到提高;一些技術人員將接口加設抗干擾材料,可以將電子系統與控制系統之間相互隔離,防止兩個系統之間的信號受到干擾,影響電子系統與控制系統運行的可靠性;接口的運用,還可以進行電路轉換,保證機電一體化產品中各個系統之間電流量的匹配,進而提高機電一體化產品的運行效率。

不同的機電一體化產品,其性能、工作原理等都存在差異,自然接口也不完全相同。也就是說,在運用接口技術連接子系統的各個模塊時,需要運用到不同的接口。技術人員根據實際情況將接口分成兩類,即機電接口與人機接口。機電接口是指執行機構驅動系統與傳感器之間的接口,它可以模擬信息的輸入與輸出,并為機電一體化系統提供平穩的電流,以保證機電一體化產品能夠保持一個有序的運行狀態;人機接口是指工作人員或者技術人員與計算機之間的接口,這種接口可以將工作人員的指令,利用計算機網絡進行編碼形成有效的信息數據,并通過接口在各個子系統之間相互傳遞信息,以滿足實際需要。

2 接口技術在機電一體化中的運用

2.1 概述接口技術

在機電一體化技術發展的過程中,接口技術是隨之發展起來的新型技術。顧名思義,它是將機電一體化中各個組件、系統相互連接,使其發揮最佳效用的技術。接口技術在機電一體化產品中的應用,可以更加有效地使機電一體化產品中各個復雜的子系統模塊之間有效地連接起來,促進其數據、信息的傳遞與轉換,使機電一體化產品的性能得到提高。而隨著接口技術的發展,機電一體化技術也將得到更快的發展,并將向著網絡化、綠色化、智能化、模塊化方向發展,機電一體化產品的性能也將越來越高,為人們生產、生活提供更多的便利。

2.2 接口技術在機電一體化中的運用

眾所周知,接口技術在機電一體化中的應用,大大提高了機電一體化系統的性能,同時也促進了機電一體化技術的發展。那么,接口技術到底是怎樣運用到機電一體化系統中的呢？

第一,連接機電一體化系統中的各個子系統模塊,充當“開關通道”。在機電一體化系統中,各個子系統模塊相互連接,再通過電子系統進行智能化控制,將信息系統中的數據、信息進行傳遞與轉換,使各個系統模塊都能夠在電子系統的控制下運作。要想實現以上功能,就必須有連續的電流,而在接口技術運用下的接口可以充當“開關通道”,工作人員只需正確操作開關執行器,為系統模塊之間的連接提供連續的、平穩的電流,就可以有效實現以上功能。

第二,工作人員可以根據需要手動接口,滿足工作需求。工作人員在操作監控機電一體化系統運作時,通過人機接口使系統按照工作人員的需要進行運作,這種被稱為人機接口。人機接口主要分成輸入與輸出接口,工作人員只需按照需要將指令通過硬件輸入系統,系統就會按照需要將指令編碼成信息數據,并通過接口傳遞給各個系統模塊,輸出相應的狀態、運行參數等,以實現工作人員監控機電一體化系統的目的,滿足工作需要。

轉貼于

第三,運用接口技術,可以有效提高系統輸出信號的質量。傳統的機電一體化技術中,接口的運用還不是很成熟,導致系統顯示的數據、信息等質量不高。隨著接口技術的不斷發展,越來越多的機電一體化系統在運用接口技術之后,有效地提高了數據、信息輸出的質量。工作人員能夠有效控制輸出的數據、信息等運行參數,對這些數據、信息等進行有效的調整,就可以實現監控生產過程的目的。

2.3 運用接口技術需要注意的問題

接口技術是在機電一體化技術上發展起來的,所以在運用接口技術的時候,需要注意以下問題。技術人員在運用接口技術將接口連接于各個子系統模塊之間,需要注意接口技術是否與機電一體化技術相匹配,是否能夠符合機電一體化產品在性能上的要求,這些都是技術人員需要思考的問題。只有合理選擇、運用接口技術,才能為機電一體化產品的性能正常發揮起到基礎的作用;任何技術在運用過程中,都需要進行調試,以確保技術運用的科學性、合理性與可靠性。同樣,接口技術的運用也需要進行智能調試。一般來說,技術人員在運用接口技術連接各個子系統模塊之后,就要及時地進行系統測試與接口的智能調試,這樣才能在第一時間發現問題、解決問題,保證機電一體化產品的可靠運行,也可以為以后接口技術的發展提供參考;接口在使用過程中,人機接口是比較常見的,它是根據實際生產需要而進行的人工調整的接口,也就是說,這種接口是可調的。因此,技術人員運用接口技術必須積極思考機電一體化產品的實際生產效能,并注重接口技術的各項指標能夠按照要求合理調控,結合實際情況運用接口技術。這樣的接口技術才能保證機電一體化系統可以按照需要隨時進行調控,實現智能化、網絡化,提高接口技術的運用效果。

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【關鍵詞】機電一體化 現狀 發展方向

所謂的機電一體化就是機械、電子、控制、光學、信息、計算機等多種學科融合的新技術。機電一體化技術在現在的工業上應用的也越來越廣泛，機電一體化最早出現于1971年一家日本的雜志上，隨著機電一體化的迅猛發展，如今人們對機電一體化已經有了普遍的認知，機電一體化技術給機器賦予了人性化與智能化，使得機器不在那么的死板。本文綜合現今我國的技術對機電一體化的現狀與發展方向進行分析。

一、關于機電一體化的特點

（一）效率得到提高。機電一體化的產品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。新產品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機電一體化的產品通過自動控制的系統對機械進行控制，使機械規范的進行工作，可以精確的完成來自控系統設定的動作，從而得到最佳的操作，使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產的效率，也大大的提高了產品的質量。

（二）使用性能得到提高。機電一體化的設備基本上都是采用了程序控制和數字顯示的方式，操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經在逐漸的減少，這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。機電一體化的產品是以程序為根本，電子控制系統根據已設定好的程序進行指揮實現操作，系統支持重復操作。

（三）功能得到提高。機電一體化的設備具有復合功能并且得到了廣泛的應用，適用面也比較廣泛。原有的機械只具有單一的功能、單一的技術，機電一體化的設備技術不再是單純的只是單一技術，單一功能了，具有了復合的技術與功能，使得產品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。

（四）維護得到提高。機電一體化產品維護和調整都變的方便了很多，產品在進行安裝和調試的時候，是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。因此，更加的適應不同對象的需要以及現場的參數發生變化時的需求。機電一體化的的產品具有自動監視的功能和自動化檢驗的功能，可以在工作的過程中針對所出現的問題自動采取措施，使其恢復正常的工作狀態。

二、機電一體化產品的結構

（一）機電一體化產品的機械系統。機械系統主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。機械系統部分是實現產品功能最基礎的部分，因此對于機械的結構要求也就更高了，需要在材料、結構、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現產品的多功能、高效率、節能、可靠以及小型輕量等要求。

（二）機電一體化產品的動力系統。機電一體化產品的動力功能和能量都是由動力系統來完成的。動力的系統主要包括電、氣、液等一類的動力源，一般的都是以電力為主的，比如電源、驅動電路、電動機等。

（三）機電一體化產品的傳感與檢測的系統。機電一體化產品在運行中所需要的自身和外在環境的各種各樣的參數進行轉換，使其成為能夠測定的物理量，這個過程都是由傳感器完成的。而檢測的系統就是對這些物理量進行精確的測定，從而為機電一體化產品提供運行控制所需要的各個種類的信息。

（四）機電一體化產品的控制系統以及信息處理。為了滿足機電一體化產品的功能和要求，信息處理以及控制系統接收到了檢測和傳感系統發送的信息，然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策，對正在運行按照要求進行控制，達到控制的功能。在產品中，信息處理以及控制系統只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。

（五）機電一體化產品的執行機構。機電一體化產品的執行機構想要完成要求的動作，控制信息占據這重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成產品的主功能。 機電一體化產品的執行機構基本都是運動部件，經常性的采用電液、機械、氣動等機構。

三、機電一體化未來的發展方向

（一）機電一體化的智能化。機電一體化技術中一個重要的發展方向就是智能化。智能系統廣泛應用得到了機電一體化的研究建設的重視，最重要的應用體現在數控機床與機器人的智能化，以控制理論為基礎，融合了人工智能、計算機科學、運籌學、心理學、模糊學、混沌動力學等新的思想與方法，對人類智能進行模擬，致使新一代的產品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力，得已達到更高的控制目標，更好的為工業加強效率。

（二）機電一體化的模塊化。由于現在生產機電一體化產品的廠家與種類比較多，所以十分有必要研制和開發有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環境接口模塊。同時還需要制定各項標準，這樣可以方便各個部件，單元的匹配和接口。模塊化將會為機電一體化企業鋪墊一條暢通的大道。

（三）機電一體化的網絡化。網絡技術在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。機電一體化的新產品一旦問世，只要是擁有獨特的功能，并且可靠性比較高，質量能夠保證，相信很快就會風靡全球。現在的網絡以及得到了普及，以網絡為基礎的各種遠程操控和監控技術正在興盛的時期，而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產品，因此機電一體化肯定也會向著網絡的方向發展。

（四）機電一體化的微型化。微型化興起于20世紀80年代末，是指機電一體化向微型化的方面發展，國外稱之為微電子，它的特點是體積小，耗能少，運動靈活。

四、小結

經過本文的分析，可以看出，機電一體化并不是一個孤立的個體，是一個由很多科學與領域交叉融合后的產物，隨著時代的發展以及生產力的需求，機電一體化的發展是必然的，因此機電一體化的技術將會有著廣闊的發展前景。

篇10

關鍵詞 機電一體化技術；課程定位；教學改革；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）21-0139-03

機電一體化課程是一門以精密機械技術為基礎，綜合電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術為一體并應用到實際中去的高技術學科，是機械工業發展的必然方向。為了適應科學技術的高層次發展，緊跟國際化科技的潮流，河南機電高等專科學校機電專業在初創時期，特別強調“機電一體化技術”課程模塊的設置與教學，并且對于這種側重于實踐應用和變化較快的課程內容，為了能夠及時跟蹤學科的前沿發展，使得學生的學習更具有時效性，還把它設置為機電一體化創新設計課程，并且選擇北京理工大學長期從事機電技術學科教學和研究的張建民教授撰寫，高等教育出版社出版的《機電一體化系統設計》一書作為教材，借以促進機電一體化技術課程教學中學生學習興趣的激勵和教學教法的出新。

1 “機電一體化技術”教學課程的定位

把“機電一體化技術”課程設置為模塊化教學課程，不僅因為它是“機械制造及自動化”專業課程體系中的主干專業課程，而且對于這種機電一體化屬性的課程內容，學生有興趣和渴望掌握相關領域前沿應用的攝取能力，使其有助于今后的學習并及時為就業和機電產品開發應用服務。在前期的相關課程教學中，學生對“機電技術類”課程踴躍選修，“全國大學生機械電子設計競賽”連年參與人數在百人左右，足以表明學生的這種興趣和渴望。

“機電一體化技術”課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科的技術基礎，體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則。因而，“機電一體化技術”課程的教學內容，也要涵蓋機電技術領域的全部技術基礎分支，使學生全面了解相關學科知識內容，綜觀機電一體化技術發展的必然趨勢?！稒C電一體化系統設計》一書被認為是國內機電技術學科領域具有代表性的經典論著之一，并在國內許多本科類及高職高專類學校被用作教材或教學參考書。其具有較強的先進性、實用性和權威性，具備了如上各個技術分支的理論基礎，內容豐富、深入淺出、層次清晰、理論與應用并重，能夠將現代機電技術的原理、技術與應用有機結合，良好地引導學生對新知識的渴求。

《機電一體化系統設計》一書除了書本的課程內容之外，還包括相關文獻參考資料電子版以及網絡鏈接學習材料的CD-ROM光盤，為學生提供了一個廣泛的學習空間。作為“機電一體化技術”課程教學的教材，它在提供了知識點齊全、難易度適中的課程內容的同時，還為教學和學習提供了機電產品的設計實例，利于在教與學互動過程中進行實踐應用的檢驗和對機電產品設計的理解，獲得有益的教學效果。

為此，確定“機電一體化技術”課程教學的基本目標定位：通過相關學科知識的學習和掌握，營造師生交流互動的實踐應用設計環境，促使學生系統了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統設計方法，鍛煉提高學生“機電有機結合”的實際應用能力。

2 實踐討論教學模式的采用

實施機電一體化技術專業課程的實踐互動模塊討論式教學，不僅能夠使學生在整體把握專業知識的同時獲得理論與實踐的互動理解，鍛煉和提高機電一體化產品設計的系統化思維及應用能力，還將反過來促進學生對先進學科知識的興趣和追求。

機電一體化技術教學就是要營造一種實踐學習及系統應用專業知識的環境和氛圍，但是它應該完全不同于全實驗的專業課程授課。當前，一些教師的實踐互動模塊討論式教學并未起到實際效果，不僅有教師教學方式的缺陷，還有學生自主探究學習方式應用的不足。因而，在這種實踐綜合應用專業知識課程的教學中采用“侵入式”授課，勢必造成學生對專業知識的思維理解滯后以及對知識點整體鏈接思維的障礙，從而影響師生課堂上的交流互動，無法達到促進學生積極學習的目的。為此，必須采用“實踐互動模塊討論化”的方法，充分利用校內機電實驗設備，有序地為學生設置實踐互動模塊討論式的教學環境，針對機電一體化產品功能模塊授課，達到學生對專業課程的逐步接受適應和學習主導性的穩步完成。

“實踐互動模塊討論化”的機電一體化技術教學就是教育者努力創設互動性、參與性的教學氛圍，讓學生“浸泡”于機電一體化技術應用的環境里，潛移默化地提高學生理論應用于實踐的系統思維整合能力。為此，在“機電一體化技術”課程教學中，首先堅持采用教材中的系統知識點，在機電一體化產品為背景的環境中以教材中機電一體化系統設計實例方法及結合科研成果構建學生的學習環境，從而否定了采用課堂講義灌輸式授課的原始方法。在教學過程中，不僅利用教材內容模塊式編輯課程教學課件，采用理論知識與實物對照的講解并設定互動討論式交流，還發揮多媒體教學手段的作用，配備了動畫及音頻的實例演示教學內容，隨時提問和討論知識難點。為了達到與課堂教學的統一，延續課堂教學內容效果，每次課后的習題作業要求學生針對機電一體化實例分組設計完成；并且實驗課程內容采用案例式介紹，實驗報告要求結合科研成果討論解決方案有所創新。最后采用理論閉卷考試（占總成績的60%）、課程設計（占總成績的30%）和平時討論的參與程度（占總成績的10%）三者結合考核，作為最終成績。同時，鼓勵學生參加機電產品創新設計大賽各種活動，獲獎人員的課程設計設定為優秀（90分以上），使得學生對整個課程內容的學習都處于積極主動之中。

通過這種教學方式，試圖培養學生在學習和應用機電一體化技術中了解和掌握如何“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，并進一步過渡到利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維解決實際問題”。學生通過對專業技術知識的豐富和機電產品設計應用和改造能力的提高，將獲得機電結合型高素質的綜合發展，成為具備走向國際、放眼全球的科技人才。

3 機電一體化教學資源的廣泛挖掘

“機電一體化技術”課程涉及機電技術各個分支學科的原理、技術與應用，每個分支學科都是世界現代高科技領域的一個縮影。根據“機電一體化技術”課程的這一高科技現代化特點，廣泛挖掘利用其教學資源，促進學生技術知識的獵取和實踐能力的鍛煉。

首先，“案例教學”的網絡資源利用。把具有重要學習意義的一些機電技術的原理、設計方法等進行課程模塊劃分，如劃分為機械系統部件模塊、機電執行元件模塊、機電微機控制模塊、機電元部件特性模塊、機電結合設計及改造模塊等，作為課程內容的講述內容，要求學生利用網絡搜索工具，充分進行相關預備知識內容的檢索和復習，并通過機電一體化技術應用案例的檢索，獲取、對比并介紹、討論相關設計案例，深入理解機電一體化系統各要素的聯系。通過這種學習過程的熏陶，學生不僅深入地理解和復習相關的課程知識，還將對課程內容產生濃厚興趣，激發后續繼續學習的潛力。

其次，實踐實驗教學利用。目前，“機電一體化技術”的一些課程內容，已經廣泛應用于各類機電產品中，并且，一些課程內容還是機電技術知識在實際機電類產品中的擴展應用。如數控機床、工業機器人、照相機、蘋果手機、自動打卡機等，更是反映了機電技術的跨學科延伸。因而，充分利用校內實驗教學課程資源的數控加工中心及各類機電一體化實驗設備，結合機電一體化技術在實際生活中的應用實例，為學生提供豐富的機電一體化技術學習參考，將能使學生獲得更為廣泛的學習空間和開闊的知識視野。

再者，結合企業實際進行機電產品的設計改造應用?，F代機電技術的發展，導致機電產品革新換代很快。為此，積極聯系當地機電企業，實地考察企業需求，為學生營造企業環境條件，參與企業機電產品的創新設計過程。學生以畢業設計方式進行機電一體化產品的系統設計，教師進行難點指導，以此達到機電一體化系統設計整合思維的訓練和機電一體化技術的實際應用。

4 問題與建議

通過“機電一體化技術”課程實踐互動模塊討論式教學的初步實踐、學生學習的測試以及實踐設計考核，證明學生機電一體化專業知識的運用能力的提高。但是，要達到“用機電一體化系統的設計原理與方法去設計改造機電一體化產品”，還需要教師的悉心輔導；利用“以機為主、以電為用、機電有機結合的系統思維設計機電類產品”則需要更長久的鍛煉。并且，機電一體化技術的實踐互動模塊討論式教學也顯示了一些需要解決的問題。

投入時間多、花費精力大，是學生機電一體化專業課程學習中普遍反映的問題。在教師完成大量的機電一體化技術教學備課任務之后，學生就將面臨對大量機電一體化教學材料的學習過程，預習、復習以及運用機電一體化技術對問題和實驗報告的撰寫，都將耗用學生大量的學習時間。同時，其他課程學習的時間分配又將影響本課程的時間投入，似乎成為一個難以解決的矛盾。因此，實施機電一體化課程教學，必須要求學生加強基礎專業知識的學習，鋪墊好前期知識儲備這一關；同時，考慮到學生的差異，還要采用循序漸進的方法，在課程的初期階段加大相關基礎知識間聯系的介紹比率，隨著課程的進行逐漸加大機電一體化技術應用和學生主導的比例，不斷實施、改進和提高。無論如何，依據教材是必須的。

有必要進行機電一體化教學課程的系列化建設，為其教學提供更為廣泛的實踐培養環境。要使學生具備高素質的知識能力，獲得勇于競爭的意識和潛能，適應未來走向世界的發展需求，必須有充分廣泛的實踐應用氛圍的熏陶?！皺C械制造及其自動化”專業課程體系中有著許多高科技信息化的課程內容，為了達到培養高素質多技能的科技人才的目的，不但要改進和完善“機電一體化系統設計”課程的教學內容、方法和手段，還要進行系列化的機電一體化技術教學課程建設，為學生提供更為長期廣泛的機電一體化教學條件和學習環境。只有使學生處于良好持久的機電一體化技術環境氛圍中，才能浸染成長為機電有機結合的科技后備力量。

我國高等院校的機電一體化技術教學實踐獲得許多教育工作者的肯定，但是一些理性的分析也指出了需改進的地方。無論如何，只有認識到機電一體化技術教學的長期性，堅持不懈地探索和實踐，才能創造該教學的良好環境和條件，克服和改進其缺陷與不足，實現培養機電一體化科技人才的目的。

參考文獻

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