機電一體論文

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機電一體論文范文第1篇

[論文摘要]機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。

一、機電一體化的基本概念

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。與傳統的機電產品相比，機電一體化產品具有下述優越性。

（一）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。

（二）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。例如，數控機床對工件的加工穩定性大大提高，生產效率比普通機床提高5～6倍。

（三）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。

（四）具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制，具有復合技術和復合功能，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求的應變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應用范圍大為擴大。

（五）調整和維護方便。機電一體化產品在安裝調試時，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中，而不需要改變產品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產品，可以事先存入若干套不同的執行程序，然后根據不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施，使工作恢復正常。

機電一體化技術和產品的應用范圍非常廣泛，涉及到工業生產過程的所有領域，因此，機電一體化產品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機電一體化產品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數控機械類。主要產品包括數控機床、機器人、發動機控制系統以及全自動洗衣機等。這類產品的特點是執行機構為機械裝置。

②電子設備類。主要產品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置。

③機電結合類。主要產品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置和機械裝置的有機結合。④電液伺服類。主要產品為機電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗機。這類產品的特點是執行機構為液壓驅動的機械裝置，控制機構是接受電信號的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產品包括傳真機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復印機等。這類產品的主要特點是執行機構的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外，機電一體化產品還可根據機電技術的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。

二、機電一體化產品的構成及特點

機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看，機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現這種多功能一般需要機電一體化產品具備五種內部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能，而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。

（一）機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。

（二）動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能，去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。

（三）傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現，對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。

機電一體論文范文第2篇

隨著經濟及科學技術的不斷進步，電一體化技術也獲得了較大的發展。在煤礦產生過程中，許多煤礦企業將電一體化技術不斷應用于煤礦生產中，對大部分煤礦生產機械的相關參數進行了嚴密的監控，并通過不斷的技術創新，大大降低了煤礦機電一體化技術系統的安裝難度，使得系統抗干擾的能力也得到了較大的提升[1]。但從目前我國煤礦機電一體化技術的應用及發展情況來看，我國煤礦機電一體化技術還處在起步階段，與發達國家相比還存在較大差距，許多地方還需要不斷改進及提高，例如機械的信息量比較大、自動控制的功能擴充難度大等，煤礦機電一體化管理也還存在諸多不足，限制了煤礦機電一體化水平的提高，具體體現如表1所示。針對煤礦機電一體化技術存在的上述不足之處，煤礦企業要對其給予高度重視，在實際生產過程中加強對煤礦機電一體化技術的應用，并實施科學、有效的機電管理，以為煤礦安全、穩定、有序的生產提供可靠保障。煤礦生產是一項危險性較強的工作，而機電一體化技術又貫穿各個煤炭生產環節之中，因此，要保證機電一體化技術的有效應用，煤礦企業就要結合自身發展實際制定出科學、合理的機電一體化操作手冊以及技術指導手冊等，并定期對相關設備實施離線檢點，對檢點生產的各項數據進行有效的匯總、分析[2]。同時加大資金投入，積極更換老舊設備、引進新技術及新設備，并做好檢修工作，才能盡早排除安全隱患，確保機電一體化技術設備的正常運行，為煤礦生產的順利進行提供基礎保障。

2我國煤礦機電一體化技術的應用展望

在我國各個煤礦企業的實際發展中，各種大型機械設備越來越多的被廣泛應用于煤礦生產，機械設備液壓系統輸出的功率也不斷加大，這就需要煤礦生產機械設備液壓系統不斷向高壓方向推進。隨著科技的不斷進步，機械化生產模式在我國的煤礦生產之中的應用日漸普及，其機械生產的多元化、智能化以及一體化水平也大大加強，這對機械數據處理也提出了越來越高的要求，目前傳感器及微處理器等相關原件也能較好的滿足相關要求，在機電一體化技術中對其給予有效使用能夠有效增強機械設備的性能，提高機械設備運行的效率[3]。在煤礦機電一體化技術發展的過程中，要確保及技術的有效性、科學性及適用性，就一定要遵守持續性原則，并對機械設備的燃油功率進行相應的自動化管理控制，才能使機械設備的節能效果得到進一步提高。此外，在機械節能的時候，還要對機械設備運行的效率給予全面考慮，加強對新材料、新技術、以及新工藝的應用，并在確保機械設備運行效率的前提下，重點關注節能效果的發揮。在實際的煤礦機電一體化技術產生過程中，要有效應用傳感器、通訊媒體以及微處理器等先進設備，需要功能較為強大的系統軟件來做支撐，才能促進其應用效果的發揮。在煤礦機電一體化技術的發展中，電流變流體技術是其可行的發展方向，將這種技術應用到煤礦機械設備的液壓系統之中，能有效降低其能量的消耗，延長機械設備的使用壽命，且操作較為簡便，應用前景較好[4]。此外，由于各種高級語言、匯編語言的廣泛應用，煤礦機電一體化技術的軟件開發也具有了較為廣闊的發展前景。

3結束語

機電一體論文范文第3篇

1.1礦井安全生產監測監控系統中的應用礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。我國監測監控技術應用較晚，20世紀80年代初，原國家煤炭部組織了對國外煤礦監控技術進行大規模的考察和引進工作，此舉大大促進了國內監控技術的發展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進了一批安全監控系統(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤礦中應用；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，研制出KJ2，KJ4等系統并通過了鑒定。20世紀90年代以來，緊跟世界監測監控系統的發展潮流，我國自行研制開發出了一批具有世界先進水平的監控系統，如煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90系統、煤炭科學研究總院常州自動化研究所的KJ95系統等，它們的主要特點是:測控分站的智能化水平進一步提高；具有網絡連接功能；系統軟件采用了Windows操作系統。同時，在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。自此，大大小小的系統生產廠家如雨后春筍般的不斷出現，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機會，且促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。經過多年的實踐表明，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。

對我國現有煤礦監測監控系統及配套傳感器等設備的現場應用效果進行綜合評價，煤炭科學研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動化分公司的KJ95、煤炭科學研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4，KJ2000等系統無論在軟硬件功能、穩定性和可靠性、專業技術服務能力、企業性質和生產規模等方面基本代表了我國煤礦監測監控系統的技術水平。

1.2礦井提升機中的應用礦井提升機是一種實現機電一體化較好的礦山大型設備，全數字化，交、直流提升機。特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，大大簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數字提升機高度可靠，具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能，以及簡單而快速的通信功能；它采用總線方式，大大簡化電氣安裝；硬件配置簡單，互相兼容，零備件少；可以方便地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。

在我國“九五”計劃期間，國產全數字化直流提升機已成為各煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化直流提升機的核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統。除此之外，我國還用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。2000年11月，該系統在焦作古漢山礦投入運行，情況良好。提升機由于采用了計算機技術，其安全保護系統更為完善。該系統的主要特點是:采用兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。這兩臺計算機同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式，對兩者進行比較、校正，實現行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測，實現故障記憶，因此極大地提高了提升機安全性能。

1.3井下帶式輸送機中的應用在我國“八五”計劃期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，極大地提高了帶式輸送機的技術水平，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的研發也取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內此項技術的空白，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，成功的研制了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅動系統采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器，目前我國已經自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。

2結束語

隨著煤礦生產不斷向深部水平發展，對控制水平和規模的要求越來越高，從而又加速了機電一體化技術的發展和進步，目前各種高新技術的發展，如網絡、光纖、人工智能及生物工程等高新技術已滲入到機電一體化技術之中，使機電一體化產品功能更強大、性能更優越，使機電一體化產品功能越來越強，智能化程度也越來越高，因此采用新的機電一體化技術裝備的煤礦，能夠使企業獲得更加顯著的技術、經濟和社會效益，這也是一個煤礦企業循環促進不斷發展的過程。

摘要：機電一體化技術是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。它是企業信息化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,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。本文對煤礦機電一體化技術在我國的應用進行闡述。

關鍵詞：煤礦機電一體化技術

參考文獻：

[1]張莉.機電一體化技術在煤礦中的應用[J].山西煤炭干部管理學院學報.2007.(1):88.

[2]文廣.機電一體化技術在鋼鐵企業的應用與展望[J].機械.2003.30(1):62～64.

機電一體論文范文第4篇

(1)根據故障出現對工件以及機床是否造成破壞可以將其故障分為破壞性故障以及非破壞性故障。［3］相對于破壞性故障，損壞故障是比較常見的故障分類。損壞工件甚至在機床出現故障的時候不允許對其進行維修，而對于非破壞性故障，則需要及時采取原因并進行解決。(2)按照系統的或然性，可以將故障分為系統故障與偶然性故障。系統性故障主要是指在滿足一定條件下所出現的不確定故障，而隨機性故障則是在相同條件下所發生的故障。一般而言，隨機性故障在進行分析的時候是比較困難的，通常需要進行反復試驗進行綜合判定，才能保證故障的排除。(3)按照故障是否具備指示與報警，可以將故障分為診斷指標故障以及無指標故障。一般情況下，高級機電一體化設備所具備的控制系統具有自診斷程序，能夠對整個系統的軟硬件性能進行監控，等到出現故障的時候，會在第一時間內報警，并且會在屏幕上進行顯示。在結合系統配備診斷手冊中可以將機械所出現的故障發生的原因進行分析，并在提示中將方法進行排除。此外，無診斷指示往往是由于上述診斷的不完整所造成的，之所以產生這種故障的原因是由于維修人員熟練程度不夠，并且技術水平不到位。

2機電一體化設備的故障診斷方法

由于機電一體化設備具有一定的獨特性，在對故障進行分析時，需要積極轉變思維方式。首先，需要對機電一體化設備進行深入分析，并對各個功能模板框架進行熟悉，在嚴格按照各個部分功能的結合形式中，對故障可能出現的形式以及影響程度進行分析。在必要的時候需要對故障進行分析，根據故障發生的基本現象中，將故障形式之間的邏輯關系以及可靠性因素進行分析，進而將故障的實質以及根源進行探究。其中，在進行具體維修的時候，需要注意的內容包括以下幾點:(1)先機后電，通常情況下機械結構具有直觀性，能夠利用肉眼對明顯故障現象進行分析，比如對所出現的斷裂、變形、卡死現象進行分析。通常情況下，需要從機械方面入手面對機械部分故障進行檢查。(2)先外后內，從執行元件到控制元件再到驅動元件需要進行檢查，將故障的源頭進行查找。(3)先干后葉，需要對主要部件進行分析，對次要部件后分析，尤其要對重點內容進行分析，特別是零件與接口部件要進行重點分析。

3機電一體化設備可靠性分析與措施探究

3．1機電一體化設備可靠性分析機電一體化設備具有自動化功能，其結構內容比較復雜，并且在不同的系統之中具備的要求也是不同的，其中部分系統將各種電力或者電力器件進行了集中。因此，在系統的可靠性方面具有非常高的要求。通常情況下機電一體化設備的主系統所具備的可靠性是比較復雜的，與外界環境、工作條件、運轉狀況有著非常密切的聯系。［5］因此，從根本上保證整個機器所具備的可靠性時，需要在對當時的情況進行綜合分析，還要避免機器出現超負荷使用。與此同時，需要及時對機器的薄弱環節進行檢修，從根本上保證機器的穩定性，使其能夠在相應的條件下提高配置。

3．2提高機電一體化設備可靠性的對策為了從根本上提高機電一體化設備可靠性的措施，可以采取下面的方法進行實驗。一是在設計上需要選擇性能比較好的元件進行安裝，并且在出現設備故障的時候，要及時中斷機器的運轉。［6］二是需采取運用容錯技術，對機器中的主要部位進行處理，使其能夠成為一種比較可靠的系統，將機器的可靠性進行提高。

4結語

機電一體論文范文第5篇

1.1井下電機設備應用及故障問題雖然我國在機電一體化的進程中取得了一定的成就，但一些方面仍然存在問題，例如井下電機的故障問題。在礦井下工作，井下的安全狀況令人堪憂，在電機設備中故障又頻發，無線網絡檢測設備信號很差，井下設備的維修相對來說也不太方便，這是井下電機設備故障的一大難題。鼠籠式異步電機屬于電機控制與保護中最容易出現問題的步驟所在，此環節應用不當所引起的電機運行故障很多，約占整個電機設備故障的一半以上[2]。所以井下電機設備故障的問題，是機電一體化電機保護中存在的一個亟待解決的大問題。

1.2電機在機電一體化中的用電問題一般的電機控制保護裝置都是基于電熱原理和電磁原理。現在，隨著機電一體化的發展和普及，人工控制的機器越來越少，大多數工廠已全面實現機電一體化。所以電機工作量很大，電機經常啟動，因此引起不少電路方面的問題。比如電機對于電能的損耗，電壓不穩造成的短路，電機超負荷運作等問題。一些企業領導在選購電機時往往過于注重電機本身的工作情況，壞損情況，而忽略了電機對于電能的損耗，忽略了節約用電在電機使用中的具體實踐。

2完善電機在機電一體化應用中的保護

2.1解決井下電機設備故障問題的措施井下電機故障頻發，對此有關工作單位應該加大重視程度，完善電機保護的相應理論。任用相應技術人才，定期對井下的電機設備進行檢查，維修，安排專門檢測人員。要時刻注意電動機各方面指標的變化情況，以便及早發現問題，減少或避免故障的發生。還要加大對電機設備的監控，故障預警方面的投入。例如采用現代化數字監控裝置。我們就要分派專門負責人時刻密切關注電機的使用情況，及存在的一些隱患。在未出現問題時及時維護，企業相關負責人應該掌握相關知識，在選購時應全方位考慮。另外，要想從根本上解決電機故障問題，那么相關研發者在設計電機時就應該考慮到電機的養護維修等問題，從而研發出更為可靠的電機保護裝置。

2.2對電機用電問題解決方法的探討由于現在各大企業對于電機越來越依賴，電機在電能利用方面也顯露出一些問題。所以，在使用機電一體化設備時，需要有針對性的對于其電路和電能損耗方面的指標進行監測。確保電流以及電壓等參數等能穩定在一個相對正常的水平，有針對性的在這些方面進行檢查有利于電力故障的判定。在這個過程中需要實施檢測，但是常規的儀器并不能做到精準的測量，因此在對其進行應用的過程中，需要選擇較為專業的設備如霍爾型電流互感器和IPM輸出電壓采用分壓電路的方式對IPM輸出三相電流和電壓進行檢測，在對故障做出快速判斷的同時及時發出報警。另外要想減少電能的損耗，也應該增加用電情況的監控儀器。但要想從根本上解決問題，最重要的是，在電機的設計時我們應綜合考慮多方面因素，將綠色創新的理念融入其中，使我國機電一體化技術的發展達到一個全新的水平。

2.3新時代背景下對于電機保護設施的完善隨著電機保護理論知識的完善和新技術的發展，通過仿真計算機故障模擬并對其數據進行精確分析，一方面可以防止電機故障的發生和及時對電機故障做出判斷與維護，另一方面，也可以用以完善相應的理論知識，讓理論知識在實踐中得以升華。另外，新技術的應用開發也是完善電機保護系統的重要方面。例如紅外光，電磁波等技術的應用，采用科學有效的數據完善電機保護系統是新時代對于我們的要求。對于電機保護裝置的研究，我們大多忽略了一個方面，那就是我們應大力倡導電機與其保護裝置配套出廠，根據我國現在的需求，有針對性的生產電機及其配套的裝置。對于一些其他國家來說電機和電機的保護裝置配套出廠的現象早已不是陌生，而在我國，大多數情況下還是電機與其保護裝置分別在不同廠家出廠。這種情況下，在設備維修時往往出現設備不匹配的現象，造成不必要的麻煩，而且對于生產的成本來說，也未免有些浪費。因此我們應不斷學習進取，吸取好的經驗，在我國大力建倡導電機與其保護設備匹配出廠。這樣做的優點就是，用戶在選擇設備時減少了繁瑣的對比，測量，更重要的是，大大減少了因設備不匹配而出現的壞損現象，在一定程度上減少能源的浪費，完善了綠色環保在電機保護及機電一體化中的應用。

3結束語