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【關鍵詞】機電一體化；煤礦；應用
由機械技術、計算機技術、信息處理技術以及自動控制技術聯合運用的綜合技術就是機電一體化技術，它是微電子技術滲透到傳統機械工程技術而產生的結合電氣與機械工程、計算機與信息技術等為一體全新技術。機電一體化技術符合了當前高科技發展的要求，彰顯了強勁的活力。
一、煤礦中采用機電一體化技術的主要方面
（1）提升機中采用機電一體化技術。礦井提升機是當前煤礦機電一體化技術以及自動化程度最高的設備，全部采用數字化交流、直流提升機。特別是對于內裝式提升機，在結構上把滾筒與驅動融為一體，極大地簡化了機械結構，實現了機械、電子、微機以及自動控制的綜合體。而全部采用數字化提升機可靠性能高，利用總線形式使電器安裝十分簡易，另外，硬件配置更加簡易，兼容性好。（2）在采煤機中利用機電一體化技術。在采煤機中利用的一個典型機電一體化技術就是采用電牽引采煤機。和液壓牽引進行比較，主要具備如下特性：優良的牽引性。可為采煤機提供向前推進的牽引力，從而克服移動的阻力前進，還能夠在采煤機下滑時實施發電制動，給電網回饋電能。在大傾角煤層中應用。在牽引電動機的軸端設置了停機時預防機器向下滑動的制動裝置，由于所設計的制動力矩是電動機額定轉矩的1.6～2.0倍，因此電牽引采煤機能夠應用在傾角為40°～50°的煤層中，而無需其余預防滑動的裝置。運行穩定可靠，使用周期長。液壓牽引與電牽引不一樣，后者除了電動機的整流子與電刷存在磨損之外，其余元件都沒有磨損，所以工作穩定可靠，故障率低，使用周期長，維修量較小。反應快速靈敏，動態性能較好。電控系統能夠快速調節各類參數，預防采煤機超負荷運行。結構簡易、運行效率高。電牽引采煤機的傳動結構簡易、重量較輕以及尺寸較小，電能轉變為機械能單次轉換就實現，效率能夠達到99％，遠高于液壓采煤機的效率（65％～70％上下）。自從我們國家在1991 年由煤炭總院上海分院和波蘭的瑪克公司共同合作，成功研制出了中國首臺薄煤層強力爬底板電牽引采煤機（利用交流變頻調速MG344- PWD 型）之后，中國的電牽引采煤機的發展非常快速。我國的很多廠家（如太原礦山機械廠、上海天地公司、西安煤機廠等）均能生產直流與交流變頻電牽引采煤機，并且獲得很好的推廣與應用。經過將近20 年的研發，我們國家的電牽引采煤機技術不斷完善與成熟，進一步促進了煤礦生產技術的前進。（3）在帶式輸送機中采用機電一體化技術。帶式輸送機已經成為我們國家井下煤礦原煤運輸系統的重要運輸設備，其主要特點是，能夠長距離持續運輸、運輸能力大、運行穩定可靠、自動化程度高以及運行效率高等。所以是近些年來機電一體化技術的重點研究對象。當前所利用的啟動方式大多為機、電、液一體化的CST 可控軟啟動。它是一類針對平滑起動輸送大慣性載荷的專門裝置，比如為金屬礦石或者煤炭的長距離膠帶輸送機而研制的軟驅動裝置。一條膠帶輸送機能夠采用一臺或者幾臺CST 進行驅動。因為目前我國還沒有解決在線監視與控制技術、動態分析技術及啟動延遲技術，我們國家的帶式輸送機的中間驅動點不宜太多，通常是3 點驅動，因此輸送機的單機長度以及輸送能力難免受到限制。并且，輸送機的監視控制設備功能較弱、穩定可靠性能偏低、靈敏度不夠高以及運行壽命較短，與發達國家進行比較還存在明顯的差距。
二、機電一體化在煤礦的應用趨勢展望
以目前的技術水平來看，我們還有許多技術難關需要攻克，使其在將來滿足以下幾個方面的發展趨勢：（1）加大開發擁有自主知識產權的與煤礦開采相關的技術，包括開采配套設備中擁有自主知識產權的核心裝置，增加采用設備的科技含量；（2）在機電一體化設備中增加通信聯網功能，從機電一體化過渡到綜合自動化；（3）開發建立在微處理器平臺上的礦井設備工況監測、運行狀態監測系統；（4）開發適應極端危險、惡劣開采環境的煤礦機器人技術。
在科學技術日新月異的今天，信息流已經成為機電一體化的主要特色之一，設備產品在性能與功能方面都有了質的飛躍。如今，機電一體化技術構成了煤礦企業的技術支撐，同時也是企業實行綜合自動化的基礎。機電一體化技術廣泛應用于煤礦企業的開采、掘進、輸送等個作業環節，大大提高了企業的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。
參考文獻
[1]機電一體化實用手冊[M]．北京：科學出版社，2007
關鍵詞：機電一體化技術；應用；發展趨勢
各種產品和裝置因為機電一體化技術的發展，也完成了機電一體化，從而達到了自身的整體優化，也有利于產品質量和生產效率的提高，并縮短了新產品生產開發的準備周期，使其由科技成果快速向商品轉化，從而深刻變革了傳統產業。又由于新產品研發的需要以及發展高精密設備的需要，所以未來的機電一體化技術、產品及其系統必然會向著智能化、系統化、高性能、微型化、輕量化的方向邁進，并最終為國家帶來創造巨大的經濟和社會效益。
一、機電一體化的特點分析
機電一體化是一門新興的邊緣性的技術學科，它是由機械、電子技術及計算機科學等多個學科互相結合滲透而形成并發展起來的，而機電一體化產品則是運用最新的微電子、計算機技術以機械產品為基礎研發出來的新產品。在工程領域對各類技術實踐應用后，再加以借鑒與整合就創造出了現在的機電一體化技術，所以說它是在機械、微電子、自動控制、計算機和信息處理、伺服驅動、電力電子等技術以及系統的總體技術的基礎上形成的一項高新技術。如下特點是機電一體化產品普遍具有的：具有可以自動監視、診斷、報警、保護的功能；具有自動處理和控制信息的功能，可以通過自動控制系統確保機械的操作者按照設計要求精確地完成預先設定好的程序，以使其不會依靠主觀思想來行動，從而保證良好的工作質量和完美的產品合格率，而機械控制的靈敏度和檢測的精確度及范圍也獲得了提高；采用復合技術、復合功能，這脫離了原來傳統機電產品單技術、單功能的局限，很大程度上提高了產品的功能水平及自動化的程度；利用程序控制和數字顯示技術，減少了操作的按鈕和手柄的數目，使操作變得更為簡單方便；在不同的應用領域和場合，其具有可以自動控制、自動補償、調節、自動校驗、保護及智能化等功能，從而能夠迅速的滿足不同用戶的不同需求；具體的安裝調試過程中，可根據不同用戶對象的需要、實際參數的變化等來相應的改變控制程序以使其適應變化的工作方式。
二、機電一體化技術的應用分析
經過多年發展，機電一體化技術在操控精度、功能以及構造等方面的應用效果非常明顯。比如，在構造方面，應用總線和CPU的體系結構，實現結構的模塊化、構造緊湊型和總線式。在功能方面，采取開放性的設計，并采用WOP技術，實現數控機床智能化，加上大容量儲存器、單片機組成的控制機以及單板機的應用，大大提高了數控機床技術的精度，為產品生產提供了技術支持。CIMS是指計算機制造和集成系統，加強機電一體化技術在CIMS中的應用，實現全局動態的綜合化和最優化，突破傳統部門間的界限，保證控制信息流和物流的暢通，將產品開發、生產準備、經營決策及經營管理等有機結合，提升企業的集成度，優化配置各生產要素，從而充分發揮機電一體化技術在各要素配置中的作用。FMS是指柔性制造系統，該系統主要是由料盤、計算機、數控機床、自動搬運小車、機器人以及自動化倉庫等部分構成，根據裝配的實際需求，能隨機按量生產任何工件，該系統主要適用于批量小、品種多、需要頻繁更改的零散構件的生產。加強機電一體化技術在FMS中的應用，有助于提高生產效率和質量。機電一體化技術在工業機器人中的應用主要經歷了三個階段，第一階段，工業機器人按照規定重復某一動作，對對象變更及作業環境的應變力比較差；第二階段，工業機器人擁有較為先進的傳感元件，能處理和獲取對象的一般信息以及作業環境相關情況，反饋信息，并控制動作方式，該階段的工業機器人已經具備低水平的職能，實現了實用化。第三階段，工業機器人逐漸向智能化方向發展，能獲得感知。并能運行較為復雜的邏輯思維，做出科學準確的決策和判斷，特別是具備較強的行動獨立性和環境適應性。
三、機電一體化技術發展前景及趨勢
第一，高性能化。隨著科技和經濟的發展，對機電一體化技術的要求更加嚴格，為了順應時代的發展，新一代的機電一體化技術對效率、速度、可靠度以及精度的要求非常高。因此，實現機電一體化技術在高效率、高速度、高可靠度、高精度、高性能化是未來發展的重要趨勢第二，微型化。微型化主要是指機電一體化技術逐漸朝著微型領域或微型機器方向發展，源于人們對先進技術微型化的追求。微型機電一體化的產品在信息、醫療以及軍事等方面有著巨大的優勢，具體表現是產品耗能低、體積小、運動靈活，能完成常人無法完成的任務。第三，智能化。智能化是機電一體化技術的重要發展方向之一，人工智能已引起社會各界的廣泛關注，智能化包括悼鼗床智能化和機器人智能化。智能化是針對機器行為而言，以控制理論為指導，吸收各種新方法、新思維，模擬人類智能，提高推理判斷、邏輯思維及自我決策的能力，提高了控制目標。目前，機電一體化產品還很難具備與人同樣的智能，但可以利用高效率、高性能的微處理器，實現機電一體化產品的高級智能或人類部分智能。第四，網絡化。隨著網絡技術的不斷發展，市場競爭環境發生巨大的變化，從而為網絡技術和機電一體化技術的融合創造了有利條件。隨著網絡的普及，涌現出各種遠程控制技術和監視技術，遠程控制終端設備實際是一種機電一體化產品。另外，由于局域網技術和現場總線技術的應用，家用電器逐漸朝著網絡化方向發展，利用以計算機為中心的集成用電器系統，人們不出門就能享受各種高科技帶來的便利。因此，網絡化是機電一體化技術發展的重要方向。
四、結語
綜上所述，就機電一體化技術的應用及發展趨勢進行探討具有十分重要的意義，我們在認清機電一體化技術概念的同時還應加大對其的推廣、應用和研發力度，大力發展市場經濟，以不斷推進社會主義事業的可持續發展。
參考文獻：
【摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手
（一）機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三）信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四）驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五）接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六）軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一）數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二）計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三）柔性制造系統（FMS）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二）系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三）微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五）網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
【參考文獻】：
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3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化,2006(6).
【關鍵詞】機電一體化；微電子技術；發展趨勢
引言
當前，科學技術對于機械工業的推動作用是不可小覷的，在某種意義上來說，科學技術是機械工業發展的推動力和源泉。機電一體化技術作為該領域的重要技術在全球各國都得到了重視。在我國，隨著計算機技術以及微電子技術的發展，其在機械工業領域的應用也日益廣泛，隨之而來的即是機電一體化技術，該技術的出現改變了機械工業的產品功能以及結構等，同時也給其生產方式和管理系統帶來了較大的變化。
1 機電一體化核心技術
在機電一體化技術中，包括硬件技術和軟件技術兩個方面。其中，硬件的組成包括：機械設備、傳感器、驅動單元以及信息處理單元等。對機電一體化技術的核心進行分析，包括以下幾個方面：（1）機械設備技術。對于機械設備本身，應該致力于改善其性能，減輕其質量，改進其結構，充分利用非金屬復合材料。只有有效降低機械設備的自身重量，才能使驅動系統實現小型化，機械設備的響應速度也會得到改善，工作效率也會隨之提高。（2）傳感技術。目前，對于傳感器而言，其技術關鍵在于可靠性的提高，靈敏度的改善以及精確度的提高等。要想提高傳感器的可靠性，需要提高其抗干擾的能力，對此，光纖電纜傳感器開始出現。（3）信息處理技術。微電子技術和信息化技術與機電一體化是密不可分的，有效提高信息化處理的可靠性，即：模數轉換設備的可靠性，分時處理的可靠性以及輸入輸出的可靠性等，可以提高相應的處理速度，有效解決抗干擾問題。（4）驅動技術。驅動結構普遍采用的是電機，其存在的主要問題是響應速度問題以及效率問題。對此，一些電機中開始裝入編碼器，相應的伺服驅動單元也開始出現。（5）接口技術。為了實現與計算機的順利通信，數據傳遞過程中的格式標準化和規格化是非常重要的。采用統一標準規格的接口便于信息的傳遞，維修起來也十分方便，另外，還能夠簡化設計過程。當前，低成本、高速度的串行接口成為人們關注的重點，它能夠有效解決光耦器的小型化和標準化問題。（6）軟件技術。在機電一體化技術的發展中，不僅要關注硬件發展，軟件也應該同步發展。為了降低研制軟件的成本，將生產維修的效率提高到新的水平，需要不斷推行標準化的軟件。
2 機電一體化技術前景
對機電一體化的技術前景進行分析，體現在以下幾個方面：（1）人工智能方面。智能化技術的重要應用體現在：數控機床的智能化和機器人的智能化上。在新的世紀，智能化是機電一體化發展的重要趨勢，但值得注意的是，智能化的產品無法具備同人一樣的智能，其智能是相對的；它也沒有必要實現同人一樣的智能。（2）部件的標準化方面。在機器的生產過程中，機電一體化的產品規格無法實現嚴格的把控，分析其原因，是因為該類產品具有較為復雜的構成，對產品各類接口研制以及開發由于廠家眾多而變得十分困難，這些接口包括：環境接口、動力接口、電氣接口以及機械接口等。在開發新產品時，很大程度上會依賴于標準單元的產生，如：要想研制一種動力單元，需要將其與電機和智能調速相結合。但由于經濟利益的原因，這些標準很難被制定出來，只能由相關企業進行組建。標準化以及系列化的電氣產品對于機電一體化單元的企業所帶來的發展前景是不可估量的。（3）計算機家電集成系統方面。在日常生活中，網絡技術的應用能夠有效解決很多問題。網絡技術的發展也使得各類消息發展了很大變化。通過網絡的連接，全球經濟聯系得更加緊密，全球性的企業競爭也隨之而來。如果能夠研制出機電一體化的新產品，能夠實現功能和質量上的突破，它必然會在全球范圍內暢銷。各類遠程控制以及監視也因為有了網絡而得到普及和發展，其中的遠程控制終端設備就屬于機電一體化產品，家電產品因為有了現場總線技術的發展也實現了網絡化，通過網絡連接，家電產品可以形成一個集成家電系統。（4）超精密技術的使用方面。微電子機械主要是指機電一體化產品中的幾何尺寸在一厘米范圍內的產品，隨著時代的進步，它還會向著微米和納米的方向發展。小體積、低功耗和運動靈活是這種產品的主要特點，因此，它在信息、軍事以及醫療等領域得到了廣泛的應用。這種技術的瓶頸在于微型技術和精細加工技術。（5）綠色產品方面。當前，人們越來越重視環境保護，對環境資源進行合理利用，保護自然成為人們追求的目標，綠色產品自然也是其中的內容之一。所謂機電一體化綠色產品是指在進行產品的設計、制造以及使用時按照環境保護以及人類健康的要求進行，盡可能的減少對環境的危害，提高資源利用率。
3 機電一體化產品的發展趨勢
針對機電一體化產品，對其未來的發展趨勢進行分析，體現在：（1）數控機床。當前，我國的數控機床數量在世界上是處于第一位的，但就國內的數控機床比例而言，只占全部機床的5%，并且大部分是普通機床。為了適應加工技術的發展需求，應該致力于以下幾個方面的內容：高速化。高速加工技術的普及使得機床各方面的性能都得到了提高，如：車床主軸轉速得到了提高，銑床以及加工中心主軸的轉速得到了提高等等。高精度化。對于數控機床而言，其精度已經定位到由原來的0.01-0.02mm上升到0.008ram左右；對于亞微米級機床而言，其精度定位在0.0005ram左右；對于納米級的機床而言，其精度定位在0.005-0.01Hil。新結構化。復合加工技術的發展使得數控機床的結構出現了新的變化，如出現了：五軸五面體復合加工機床、五軸五面動加工各類異形零件。（2）自動機以及自動生產線。機電一體化技術在國民經濟中的應用還體現在：各類自動機械設備、自動生產線等的廣泛應用。這些設備大量使用電子技術和傳感技術，如：PLC、變頻調速器、各類智能控制系統等。
4 結束語
總之，機電一體化不是獨立存在的，其出現涉及到很多學科，是科學技術綜合發展的產物，同時也是推動社會發展的源泉。本文重點對該技術的發展趨勢進行了分析，當然，與機電一體化技術相關的技術遠遠不止本文中提及的幾項，將更多的技術融入其中也是未來的發展趨勢。
參考文獻：
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關鍵詞：煤礦；機電技術；應用現狀；前景分析；煤炭開采；礦產資源
中圖分類號：TD163 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0052-02
機電一體化提出于20世紀60年代，到90年代得到了迅猛的發展，與機電一體化相關的技術逐漸智能化，并逐漸演變成一項包含機械電子、信息傳播、信號轉換、傳感器與微電子應用等多項技術的綜合技術。機電一體化技術的應用，將使我國的煤礦開發實現自動化，大大提高煤炭資源的開采效率和生產質量，使煤炭企業的生產效益得到大幅提升。
1 煤礦機電技術的應用現狀
機電一體化技術在煤礦生產中的應用主要是體現在生產的機電設備上。合理應用機電一體化技術，不但可以使煤礦設備趨于信息化與自動化的方向發展，還大大提高了煤礦的生產效率。機電一體化設備憑借其性能好、易操作、可維護性高等特點，在我國得到了廣泛應用，對我國煤炭事業的發展做出了巨大的貢獻。在煤礦的生產過程中，機電一體化技術主要應用在運輸系統、采煤機、輸送機、支護設備和掘進機等設備中。
1.1 總體水平較低，比例較小
由于目前國內對煤炭的剛性需求比較高，很多大中型煤礦企業都購進了較為先進的機電一體化設備進行煤炭的開發生產，以提高煤炭產能，滿足各類煤炭需求。然而，國內的很多煤礦企業尤其是中小型企業對于機電一體化先進設備的引進以及原有設備的更新升級比較排斥。這主要是因為他們只考慮了引進新設備所需花費的巨資成本，而沒有看到新技術對企業產能與效益的提升。同時企業單位中沒有對高新技術足夠了解的精尖人才也是他們抵觸引進新設備的原因。
所以說我國目前還并未全面實現煤礦開發的機電一體化，雖然在不少大中型新建企業中新設備與新技術實現了較好的普及，但是在大多數的中小型煤礦，我們看到的仍然是設備老舊、生產落后。即使是應用了新設備與新技術的大中型企業單位，和較早使用機電一體化技術的發達國家相比，仍然有著相當大的差距，需要用幾年甚至幾十年的努力來進行追趕。究其根源，我們起步晚、底子薄是最主要的原因，此外就是由于我們急需相關的技術精英作為支撐。
1.2 運輸系統上的應用
煤炭材料的運輸是煤炭開采過程中至關重要的一個環節，運輸系統效率的提升可以有效地提升整個開采過程的效率。在運輸系統中使用煤礦機電技術的一個主要方式就是使用內裝式提升機。內裝式提升機采用的是滾筒一體化和電機設計實現的。通過國內一些煤炭企業的安裝與使用，已經驗證了內裝式提升機性能優異、系統精確，此外還具有操作簡便和架構簡單等優點。
1.3 采煤機上的應用
煤礦機電技術的核心應用就是其在采煤機上的應用。這是因為采煤機是煤礦實施開采生產的核心設備，采煤機能否高效可靠地工作，是煤礦企業高速生產的核心因素，直接影響著一個煤礦企業的企業效益。國內多數企業所使用的綜合煤礦開發系統能有效提升采煤生產的自動化。而采煤機上所應用的核心技術也在不斷改進，機電一體化技術也逐漸國產化。
1.4 監控系統中的應用
煤礦機電技術中還加入了對系統安全可靠工作情況的監控，這是因為隨著相關技術的發展，人們對礦井的安全系數監測越來越嚴格，這樣做也更加符合相關法規對煤礦安全開采的規定。這是我們經歷了很多次礦難傷亡的慘痛教訓之后，努力學習國外的先進技術并結合我國煤炭業的特點逐步建立起來的監控體系。我們從國外先后邀請很多具有豐富經驗的煤礦監測團隊，通過不斷總結相關經驗，才使得我國的監測系統快速發展，縮短與國際上的差距，為煤礦作業提供了穩固的安全
保障。
1.5 在支護設備中的應用
支護設備在煤礦生產中有著至關重要的作用。有效地利用支護設備，不但可以保護工作人員的人身安全，還能起到減緩機器磨損、延長機械設備使用壽命的作用，從而提升企業的生產效益。支護設備中應用最廣泛的一種就是支架，近年來隨著自動化技術快速進步，普通支架正逐漸演變為電液壓支架。機電一體化技術在支架上的應用主要是開采的工作過程中，使用計算機系統來實現對支架液壓控制的自動調節，從而實現成組自動移架，有效減輕了支架所承受力度，從而減輕設備損耗。但是目前而言，我國在電液壓控制系統方向上的研究進度和國外還有一定的差距，仍不能實現國內大型煤礦生產設施的自動化控制。很多煤炭企業單位都是從國外引進更加先進的液壓支架電液系統來進行實際的生產，所以我們要大力研究相關技術，促進一體化支護設備生產使用的自主化發展。
2 煤礦機電技術的前景分析
雖然近年來我國的煤礦機電技術得到了高速發展，但是由于我們起步晚，同國外的一些國家相比，無論是從相關工作人員操作技術還是從我國已有設備的先進水平上看，都存在著比較大的差距，這就要求我們大力促進技術引進與應用。總體看來，我國的煤礦機電技術必須從下面三個方向進行重點發展，從而減小技術差距：
2.1 保證設備的更新升級
相比于國內的新建立的大型煤礦企業，中小型煤礦企業多數仍在使用老舊的設備進行煤炭開采，而不是全部更新使用先進的機電一體化設備。這主要因為中小型企業無法承受某些先進設備所需的高昂資金。所以地方政府或國家應該出臺相應的政策，對企業設備的更新升級給予一定的鼓勵或資助。同時，煤礦業的相關企業也應該意識到設備更新升級的重要性，自覺引進新技術與設備，從而提高開采效率，提升企業效益。
2.2 加強人才培養
想要實現高精尖技術的完美應用，高素質人才是成功的關鍵。我國國內的煤礦企業目前普遍缺乏高素質的技術精英。所以各煤礦企業不僅僅要做到實現高新技術的實時更新，還要保證高素質人才的實時引進。國內各高校都有相關專業的畢業生，與高校達成合作，可以利用高校的教學資源培養適用于自身企業的高素質人才。
2.3 加強機電管理技術
煤礦業的機電管理技術涉及到了廣泛的學術領域，加強其管理過程也必須是循序漸進的。根據我國目前的煤礦機電技術的應用現狀，做好其技術管理應該做好以下三點：第一，必須高度重視煤礦開發現場機電設備的管理，充分利用好系統的監控技術。第二，抓好先進技術的管理與發展，使煤礦機電技術不斷發展進步。第三，拋開盲目崇拜，國外目前的技術雖然比我們先進，但這不意味著我們就要一味購進他們的設備技術。在充分理解自身缺點的基礎上勇于創新，大膽設想，積極試驗與革新，才能最終實現技術的跨越性發展與
進步。
3 結語
隨著科學技術的不斷發展，在煤礦開采過程中機電技術的應用范圍越來越廣，自動化程度也越來越高。這不僅大大提高了煤礦開采行業的效率，而且也有利于煤炭企業經營效益的提升。盡管目前機電技術在煤礦中的應用已經十分普遍，但還存在著一些需要解決的問題，應從技術上和管理上進行努力，在積極借鑒發達國家先進經驗的同時，不斷提高我國的煤礦機電技術應用水平和管理水平，促進我國煤炭行業的快速發展。
參考文獻
[1] 馬廣偉.機電一體化技術在煤礦機械中的應用[J].企業技術開發，2013，（5）.
[2] 張五計.機電一體化在煤礦中的應用與分析[J].能源與節能，2013，（11）.
[3] 馮占營.淺析機電一體化技術在煤礦生產中的應用
Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.
關鍵詞： 機電一體化；應用現狀；發展趨勢
Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）08-0110-02
0 引言
眾所周知，現代科學技術極大地推動機械工業領域的技術改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。近些年來，我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發展。在此基礎上，這些技術被廣泛應用到了機械工業領域，形成了機電一體化，不僅對機械工業的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響，而且也給機械工業的生產方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業生產從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，并以蓬勃的生機向前發展[1，2]。
1 機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術集成結合起來所構成的系統的總稱。作為一門新型學科，機電一體化已經建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現在：它從系統的視角出發，成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統工程技術，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現，實現了優化系統的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統就由此產生。所以，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊，而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區別。從發展歷程看，盡管從純技術發展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術仍屬傳統機械。進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調節與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區別開。這個定義強調它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯網，這發送信息，以及各種計算機輔助設計（CAD）軟件[4]。
2 國內機電一體化技術應用現狀
當前我國正處于市場經濟的發展階段，盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能，對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整，推動完整的機電一體產業形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統工業技術升級，實現節能高效，這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二，大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代[5，6]。
首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制，加快對落后產品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。
其次，我國機電一體化產業覆蓋面廣，發展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產業的規劃和發展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構，并賦予其職能，既有利于深入的行業調查，指導行業布點布局的調整，發展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃，以避免開發上重復、生產上撞車。
再次，通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業信息平臺，及時分享更多的行業內部信息，二來可以增加產業在社會上的認知，使行業內外都重視和支持“機電一體化”的發展，既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調配資源。同時，盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口，但對技術貿易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產業的先進技術，反哺自身加工業，提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家，大力發展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統產業，開發數字化、智能化機電產品，既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑[7，8]。
3 機電一體化技術發展趨勢
Microelectro-mechanical系統（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業，它們的大小已經超過100億美元，數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統計學的改變，ASME報告中，“人口統計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。在未來40年，世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發展，如護理機器人的研發被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協會（ASME）最近發表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發展趨勢》，其內容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢：技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領域將會是機電一體化發展的主要途徑：信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫藥、能源、運輸、環境工程和制造業等[9，10]。
4 結論
在經濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發展對優化本國的產業結構和發展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發展起來的。機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且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前景也將越來越光明。總而言之，機電一體化技術作為機械技術，信息技術，電子技術和計算機技術的融合、發展與延伸，在經濟社會不斷建設發展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發展方向，妥善處理機電一體化技術在發展過程中面臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全面發展。
參考文獻：
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[2]劉莎，周泉.機電一體化的發展趨勢分析[J].產業與科技論壇，2012，（3）：108-109.
[3]黃恩勇.機電一體化的核心技術與發展前景分析[J].河南科技，2012，（1）：79.
[4]劉波.機電一體化的現狀和未來發展.科技傳播，2012，（10）： 39-40.
[5]張洋.機電一體化技術的應用現狀及發展趨勢.產業與科技論壇，2012，（4）：114-115.
[6]賈啟升.簡述機電一體化技術發展狀況及趨勢.中小企業管理與科技（上旬刊），2012，（1）：195-196.
[7]劉耀海.淺談機電一體化技術的應用與發展趨勢.信息系統工程，2012，（10）：89-95.
[8]閆金鵬.淺析機電一體化的應用及前景.價值工程，2012，（14）：52-53.
關鍵詞：機電一體化；應用；發展
中圖分類號：O421文獻標識碼： A
引言
隨著現代科學技術的發展,信息技術和計算機系技術與機械工業相結合,使得機械工業的產品工程、生產方式都發生了重大的變化,機電工業發展成為一種必然的趨勢,機電工業是一個國家國民經濟的重要基礎。
一、機電一體化技術的優勢
1、提高了使用的性能
機電一體化產品大多數是使用數字顯示和程序控制這種先進的技術，在進行控制的時候都是利用產品控制平面上的按鈕進行控制，而且做到了按鈕與操作手柄的數量最小化，使得操作更加方便和簡單，系統的自動化程度顯著地提高。機電一體化產品在生產過程中，都是利用內部的電子控制系統的預制程度進行自動指揮，采用重復的動作來實現所有需要完成的生產步驟。尤其是在這個階段，技術一流的機電一體化產品，都是通過控制對象參數變化的外部環境來實現最好地工作程序，以達到最佳地自動運行。
2、調試和養護更方便
這種控制方案的優點是，它使產品在不改變任何配件部分或者不改變產品某些部分的情況下，只需要通過直接輸入到機電一體化產品操作系統上的程序，對程序進行相應的變動或者進行基于基礎上的更新過程就可以完成產品的調試改進。此外，對于一些具有存儲功能的機電一體化產品，企業可以通過對預先安裝在系統中不同的程序的執行，可以有效避免重復安裝的情況出現，機電一體化的系統也可以隨時根據產品需要，對目標進行變動，這時程序會自動更換操作，使得工作效率得到明顯的提高。機電一體化系統還具有自動化監控、巡檢功能，可以使產品在生產過程中一旦出現設備故障，該設備可以及時作出反應，并采取適當的糾正措施，以確保機電一體化設備的正常運行。
3、安全性能得到改進
機電一體化產品具有自動報警、自動監控、自動保護、自動診斷等功能，這相比于傳統的機械設備在安全性能上取得了巨大的進步，使得設備的安全性能得到有力的保障。目前的機電一體化產品在工作的過程中，一旦出現故障，就可以自動采取有效的防護措施，消除安全風險，在一定程度上，對設備以及設備的操作人員的安全起到了保護作用。
4、生產質量得到提高
機電一體化產品通常都具有自動控制功能和自動信息處理功能，正因為具有這樣的特點，在對生產產品的檢測精度、生產的靈敏度、生產的范圍等多個方面都取得了顯著地提高，通過自動生產控制系統，機電一體化產品可以避免從操作者的主觀想法上對產品造成影響，在生產的過程中完全按照預定的程序，執行所需的操作，有效的確保了機械的使用性能，確保了設備的生產能力得以實現，提高了產品質量。
5、適用的范圍更廣
相比傳統的機械和電氣產品，機電一體化產品不再局限于單一功能，也不再受到單一的技術限制，這類產品具有復雜的技術和先進的功能，大大提高了產品的自動化程度和產品的功能水平，使得這類產品的生產、使用范圍越來越大。
二、機電一體化技術的主要應用領域
機電一體化技術的應用領域比較廣泛，主要應用于以下幾個領域：計算機集成制造系統、數控機床以及柔性制造系統。
1、計算機集成制造系統
計算機集成制造系統（computerintegratedmanufac－turingsystem，CIMS），是在信息技術自動化技術以及制造的基礎之上，通過計算機技術將分散在產品設計制造過程中的孤立子系統進行有機的集成，形成一種使用多品種、小批量生產的智能化制造系統。它主要是打破了原有部門之間的界限，從而制造一種基于控制物流與信息流，最終實現產品開發、生產準備、經營策略以及生產經營的有機結合，充分發揮各個生產要素的作用。
2、柔性制造系統
柔性制造系統（flexiblemanufacturingsystem，FMS），是計算機化的制造系統，由數控機床、機器人、自動化倉庫以及料盤等組成，可以隨機、按量、及時的按照各個配件部門的要求，適合多種中小批量的生產。
3、數控機床
數控機床（Computernumericalcontrolmachinetools，CNC），是一種裝有程序控制系統的自動化機床，在結構、功能以及操作上都能夠得到有效的提高。主要是因為此種機床是以單板、單片機做為控制機，加上專用芯片以及模板進行組成結構緊湊的數控裝置，其擁有總線式、模塊化以及緊湊型的結構，能夠提供面向車間的編程技術以及實現二、三維加工過程的動態仿真，并且引入模糊控制以及在線診斷等機制。
三、機電一體化的未來發展趨勢
機電一體化的發展集合了機械、電子、計算機等學科的交叉融合,機電一體化的發展也必將依賴于技術的發展而進步,機電一體化的發展將朝著以下的方向發展。
1、智能化
智能化是機電一體化與傳統機械的最重要的區別,這也是未來幾十年重要的發展方向。工業機器人就是重要的例子,隨著計算機處理技術性能的提高和控制算法的發展,必將推動機電一體化產品向更智能的方向發展。機電一體化產品將具有智能,具有一點簡單的判斷能力和決策能力,可以取代一些人類的體力勞動和一部分運算處理,并給工程的決策控制提供重要的支撐依據。
2、微型化
隨著信息技術的發展,微電子系統的幾何尺寸越來越小,由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可以很方便的進行一些一般機構難以進行的操作,比如一些微型的手術、航天工業中,機電工程的微型化發展在這些高精尖的領域具有廣泛的應用前景。
3、模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事,它需要制訂一系列標準。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。
4、網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響,使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多,面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
5、靈活性化
機電一體化產品在未來的發展過程中，必須保證控制系統設計和系統的實施有足夠的冗余操作空間，也就是要有“靈活性”，這樣可以更好地應對突發事件，也更便于對系統設計進行資源的科學合理分配。在這樣一個靈活的系統中，每個子系統都可以進行獨立工作，都有自身的約束性，但是同時也在為整個系統服務，可以根據環境的變化產生不同的反應，子系統可以同時生成自己的信息的附加信息。這種技術的優點在一方面增加了系統的適應性，在另一方面子系統故障不會影響到整個系統的操作。
6、綠色化
隨著經濟的發展,工業的發展使得環境污染越來越嚴重,人民對于生態文明的要求越來越高。于是綠色產品應運而生,綠色化是時代的趨勢,其目標是通過減少原材料的應用,在制造環境減少污染,在報廢環節進行環境的治理,實現整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
結束語
機電一體化技術或者產品的出現，并不是孤立存在的，它是由電子技術、計算機技術、微電子技術等共同產生的，是社會生產力發展到一定階段的必然趨勢。將來，隨著科學技術的進步以及社會生產力的提高，機電一體化水平將向更高層次發展。
參考文獻
[1]宋立.機電一體化技術的應用與發展前景[J].科技信息，2012，(16).
