導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇機(jī)電一體化技術(shù)特點(diǎn)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電一體化應(yīng)用

一、概述

煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品是把各項(xiàng)高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術(shù)包括：微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，開始利用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)煤炭系統(tǒng)進(jìn)行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識(shí)到，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

二、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

2.1礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對(duì)煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求，那么隨之對(duì)井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對(duì)于國(guó)外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動(dòng)方式，主要以電力電子器件為核心。在英國(guó)和意大利等國(guó)家，高性能、高可靠性的磁阻電機(jī)在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國(guó)自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機(jī)，它采用機(jī)電一體化技術(shù)把電機(jī)和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

在我國(guó)，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡椤Ａ硗?，?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時(shí)故障診斷和自我保護(hù)等功能，如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個(gè)很好的開始。目前，我國(guó)直徑在兩米以上的提升機(jī)有1700多臺(tái)，其中90%為交流提升機(jī)，并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng)，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機(jī)多數(shù)為發(fā)電機(jī)拖動(dòng)，雖有部分可控硅供電系統(tǒng)，也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)起來也比較容易，不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強(qiáng)，因此，它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間工作。

2.2綜合機(jī)械化采煤1970年，我國(guó)自主設(shè)計(jì)制造裝配了第一套綜合機(jī)械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)使用，一直試驗(yàn)使用到80年代后期，這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國(guó)的煤礦綜合機(jī)械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動(dòng)了煤礦自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程，同樣，采煤機(jī)也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心，采用電液控制，移架自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)。另外，對(duì)工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動(dòng)作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用率不是很高。在國(guó)外，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機(jī)電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、對(duì)我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

在20世紀(jì)，我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個(gè)環(huán)節(jié)，但相對(duì)國(guó)外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時(shí)代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。:

應(yīng)提高我國(guó)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度；以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠；對(duì)于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時(shí)，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制；煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時(shí)能快速地對(duì)所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對(duì)故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對(duì)以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)；要對(duì)礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時(shí)考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號(hào)的測(cè)量，并保證其測(cè)量準(zhǔn)確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識(shí)別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國(guó)內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動(dòng)化的發(fā)展基礎(chǔ)，更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù)，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝備等方面的應(yīng)用和推廣，大力地推動(dòng)我國(guó)煤礦綜合生產(chǎn)力，同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社.2004.

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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)域來說屬于機(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，一般來說，機(jī)電一體化技術(shù)也是一門交叉學(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，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)作為一門應(yīng)用廣泛的技術(shù)，有其自身的特點(diǎn)，通過實(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)，接下來詳細(xì)說明如下。（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)層面來說，機(jī)電一體化技術(shù)具有很強(qiáng)的邏輯性，或者說擁有很強(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)問題，機(jī)電一體化把軟件控制和機(jī)械控制結(jié)合起來，融為一體，通過上位機(jī)軟件來控制包裝機(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，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

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關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)；機(jī)電一體化；特點(diǎn)；技術(shù)

集成電路制造技術(shù)推動(dòng)了單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也越來越成熟。機(jī)電一體化主要從系統(tǒng)方面，運(yùn)用信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、軟件編程技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等綜合技術(shù)，使機(jī)電技術(shù)有機(jī)結(jié)合，從而形成機(jī)電一體化技術(shù)。

1 單片機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)及在機(jī)電一體化技術(shù)中的作用

單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，對(duì)計(jì)算機(jī)的基本部件進(jìn)行微型化，使基本部件以微機(jī)的形式集成在芯片上。芯片內(nèi)包含定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、中斷控制及系統(tǒng)時(shí)鐘等。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)，性價(jià)比較高，更加易于推廣及應(yīng)用[1]。新型單片機(jī)可用于圖象處理、信號(hào)處理、承擔(dān)數(shù)據(jù)與數(shù)值分析及機(jī)器人智能控制等方面。微電子技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，使產(chǎn)品在節(jié)能、性能、質(zhì)量及效率方面，表現(xiàn)出較高的水平。單片機(jī)具有較強(qiáng)的邏輯能力，操作指令豐富，與機(jī)電一體控制系統(tǒng)相適應(yīng)。

2 基于單片機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)

2.1機(jī)械技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)械技術(shù)利用高科技更新概念，在性能、材料以及結(jié)構(gòu)上進(jìn)行變更，以此達(dá)到改善性能、提高精度、提高剛度、縮小體積及重量的目的?；跈C(jī)械技術(shù)的機(jī)電一體化，在系統(tǒng)制造時(shí)，根據(jù)機(jī)械理論及經(jīng)典的機(jī)械工藝，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，采取人工智能化方式，形成機(jī)械制造技術(shù)。

2.2自動(dòng)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)

自動(dòng)控制技術(shù)主要包含人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、判斷、決策、存取、運(yùn)算及信息交換等計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。將控制理論作為指導(dǎo)方向，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及控制技術(shù)，如速度控制、自適應(yīng)控制、高精度定位控制等。

2.3系統(tǒng)技術(shù)與接口技術(shù)

機(jī)電一體化的系統(tǒng)技術(shù)，是將整體的概念組織，應(yīng)用到各種技術(shù)中，以全局角度以及系統(tǒng)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，將總體經(jīng)過分解，變成若干功能單元，并使之相互關(guān)聯(lián)，以接口技術(shù)作為系統(tǒng)技術(shù)中的重要方向，接口技術(shù)是系統(tǒng)各部分實(shí)現(xiàn)有機(jī)連接的重要保障。

2.4傳感檢測(cè)技術(shù)與伺服技術(shù)

傳感檢測(cè)技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感受器官，傳感檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)調(diào)節(jié)及自動(dòng)控制的關(guān)鍵所在。傳感檢測(cè)技術(shù)可以提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的水平，在現(xiàn)代工程的應(yīng)用中，傳感器能精確快速地獲取信息。伺服傳動(dòng)技術(shù)包括液壓及電動(dòng)等各種相關(guān)類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)包含電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換部件及裝置，其對(duì)系統(tǒng)的功能、動(dòng)態(tài)性能以及控制質(zhì)量，起著決定性的作用。

3 機(jī)電一體化技術(shù)分析

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的信息處理功能、動(dòng)力功能、主動(dòng)功能及控制功能上結(jié)合電子技術(shù)，將電子化設(shè)計(jì)和軟件與機(jī)械裝置結(jié)合，所組成的體統(tǒng)總稱。機(jī)電一體化系統(tǒng)是以眾多技術(shù)支撐為基礎(chǔ)的，它在諸多結(jié)構(gòu)方面都有涉及。步進(jìn)電機(jī)是基于單片機(jī)的機(jī)電控制系統(tǒng)，同時(shí)，它也是微縮的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)作為常規(guī)的機(jī)電控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的主要作用是把電脈沖轉(zhuǎn)，化為角位移，例如：步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器收到脈沖信號(hào)后，就會(huì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)到固定角度。利用脈沖個(gè)數(shù)，對(duì)角位移量進(jìn)行控制，以此保證定位的準(zhǔn)確性；在調(diào)速過程中，應(yīng)控制脈通頻率，并以此控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、以及電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的加速度。步進(jìn)電機(jī)的精準(zhǔn)控制，以單片機(jī)的運(yùn)用作為前提，單片機(jī)技術(shù)使控制智能化、規(guī)范化，并使步進(jìn)電機(jī)具備良好的特性。單片機(jī)可以消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振蕩，也可以提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩及電機(jī)分辨率。機(jī)電一體化技術(shù)已發(fā)展成帶有自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，機(jī)電一體化將被賦予新的涵義。機(jī)電一體化涵蓋產(chǎn)品與技術(shù)方面，是一種經(jīng)過有機(jī)融合的綜合技術(shù)。基于單片機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)，具備許多新功能，如自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息等，機(jī)電一體化產(chǎn)品是人的手與肢體的延伸。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，單片機(jī)技術(shù)，有利于提高機(jī)電一體化水平及自動(dòng)化水平。應(yīng)加深對(duì)這方面的研究，使基于單片機(jī)技術(shù)的機(jī)電一體化技術(shù)更加成熟。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)趨向智能化。智能化作為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向，極具重要性。智能化吸收了混沌動(dòng)力學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、運(yùn)籌學(xué)等方面的新方法及新思想，使機(jī)電一體化技術(shù)具備邏輯思維能力、自主決策能力以及判斷推理能力。本文對(duì)單片機(jī)技術(shù)的機(jī)電一體化進(jìn)行了探討與分析，為機(jī)電一體化技術(shù)在智能化機(jī)器人方面的研究提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭明輝.論機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，12（23）：124-125

[2]郝建軍.淺析機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].科技風(fēng)， 2011，16（06）：514-515

[3]朱曲波.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探究[J].科技風(fēng)， 2011，18（12）：252-253

篇4

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；軍事裝備；自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展

1 引言

機(jī)電一體化技術(shù)有效地結(jié)合了機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，促進(jìn)了現(xiàn)代軍事裝備的發(fā)展[1]。隨著現(xiàn)代科技進(jìn)步，軍事裝備設(shè)計(jì)及生產(chǎn)中要充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，使我國(guó)軍事裝備行業(yè)取得較好的發(fā)展態(tài)勢(shì)[2]。由于軍事裝備有著特殊要求，在軍事裝備設(shè)計(jì)及制造中都對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)有著諸多要求，這就需要加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)的研究，不斷地的在軍事裝備行業(yè)推廣該技術(shù)的應(yīng)用[3]。本文主要結(jié)合現(xiàn)代軍事裝備的發(fā)展，結(jié)合機(jī)電一體化的基本原理，分析了軍事裝備一體化技術(shù)及其應(yīng)用，為軍事裝備應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)提供指導(dǎo)。

2 現(xiàn)代軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

現(xiàn)代軍事裝備在新世紀(jì)呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，對(duì)裝備的各項(xiàng)指標(biāo)有了新的要求。機(jī)電一體化技術(shù)能夠提升軍事裝備的先進(jìn)性，在軍事裝備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)：

（1）自動(dòng)化

由于軍事裝備運(yùn)行涉及復(fù)雜的操作過程，并且對(duì)于操作人員的操作技術(shù)有著嚴(yán)格要求。采用機(jī)電一體化技術(shù)避免了人為操作技術(shù)的影響，使軍事裝備在運(yùn)行中采用預(yù)定設(shè)計(jì)的程序，達(dá)到自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。

（2）高可靠性

由于軍事裝備對(duì)可靠性有著嚴(yán)格要求，可靠性直接決定了軍事裝備的實(shí)戰(zhàn)性能。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠保證裝備的正常運(yùn)行，由于在操作中應(yīng)用各種電子控制設(shè)備，改變了傳統(tǒng)采用線路控制的局面，就可以在很大程度上簡(jiǎn)化軍事裝備的控制結(jié)構(gòu)，提高其自身可靠性。

（3）高準(zhǔn)確性

由于采用諸多輔助工作系統(tǒng)，例如彈道修正系統(tǒng)，自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，大大提升了軍事裝備的準(zhǔn)確性，保證其在工作中保持良好的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。機(jī)電一體化技術(shù)為現(xiàn)代軍事裝備提供了模塊化的功能輔助，增加其工作準(zhǔn)確性。

3 現(xiàn)代軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用分析

機(jī)電一體化技術(shù)是在現(xiàn)代軍事裝備中應(yīng)用主要包括裝備生產(chǎn)控制和武器裝備性能，具體內(nèi)容如下：

3.1 軍事裝備生產(chǎn)機(jī)電一體化分析

裝備生產(chǎn)水平?jīng)Q定了軍事裝備實(shí)際性能，加工生產(chǎn)也是現(xiàn)代裝備的核心環(huán)節(jié)。為了提高生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的人為操控，具體包括：

（1）生產(chǎn)工藝控制分析

在進(jìn)行生產(chǎn)先進(jìn)裝備零部件時(shí)，利用自動(dòng)生產(chǎn)規(guī)劃，建立自動(dòng)化的生長(zhǎng)線，實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)傳輸，在特定的位置進(jìn)行監(jiān)控物料傳輸，并相應(yīng)的按照生產(chǎn)工序啟動(dòng)和停止相關(guān)操作。在生產(chǎn)系統(tǒng)組態(tài)、PLC配置、元器件選型等方面要準(zhǔn)確合理，充分發(fā)揮PLC、計(jì)算機(jī)的功能，大力應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)。

（2）加工控制參數(shù)分析

機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)ο到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。具體包括：第一，溫度控制。溫度傳感器能夠收集溫度信息，利用PLC的模擬量模塊，通過PID調(diào)節(jié)輸出信號(hào)給調(diào)功器；第二，液位控制。PLC通過液位變送器采集現(xiàn)場(chǎng)水位信號(hào)，將其傳送給相應(yīng)控制電磁閥。第三，真空控制。在線檢測(cè)和LCD組態(tài)畫面顯示真空度，采用現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)控操作方式實(shí)現(xiàn)真空泵的啟/?？刂啤?/p>

3.2 軍事裝備功能機(jī)電一體化分析

現(xiàn)代軍事裝備呈現(xiàn)高度的自動(dòng)化，這與應(yīng)用機(jī)電一體化有著密切關(guān)系。在軍事裝備設(shè)計(jì)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)主要包括：

（1）彈藥自動(dòng)填充系統(tǒng)

現(xiàn)代軍事裝備強(qiáng)調(diào)彈藥的自動(dòng)填充，實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)和不同數(shù)量彈藥的快速傳遞，達(dá)到在戰(zhàn)場(chǎng)把握戰(zhàn)機(jī)的目的。在武器裝備設(shè)計(jì)中就需要根據(jù)功能設(shè)計(jì)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行彈藥分類、傳輸和填充。

（2）自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)

針對(duì)遠(yuǎn)程性打擊武器，往往需要精確制導(dǎo)，這就要求導(dǎo)彈發(fā)射機(jī)構(gòu)必須能夠建立自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，依靠衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。武器自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行精密調(diào)節(jié)，控制各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到精確打擊的要求。

（3） 自動(dòng)化裝備

隨著現(xiàn)代武器的發(fā)展，自動(dòng)化裝備成為部隊(duì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，例如，無(wú)人機(jī)偵探，自動(dòng)化機(jī)器人，自動(dòng)化運(yùn)輸裝置等。這些裝備均是依靠機(jī)電一體化技術(shù)，按照設(shè)計(jì)的功能完善部隊(duì)作用，提高部隊(duì)的戰(zhàn)斗能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代裝備技術(shù)發(fā)展，使武器裝備呈現(xiàn)高程度的自動(dòng)化。同時(shí)，在生產(chǎn)現(xiàn)代裝備中，機(jī)電一體化技術(shù)能夠保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量。軍事裝備必須緊密結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)，將最新的研究成果應(yīng)用到武器裝備。

參考文獻(xiàn)

[1]潘麗霞.論機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].山西科技，2010（4）.

篇5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1008-925X(2012)07-0292-02

摘要:

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。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．

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化； 發(fā)展； 趨勢(shì)

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。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．筆者結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)淺談如下的看法與觀點(diǎn)，供大家參考：

1機(jī)電一體化的發(fā)展歷史

2O世紀(jì)6O年代以來．人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后．刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，再后來計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ) 大約到20世紀(jì)8O年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)：機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展：各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持：2O世紀(jì)9O年代后期．開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段．機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化．微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳．出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法．機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。

我國(guó)是從20世紀(jì)8O年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作．取得了一定成果，但與歐美、日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合。它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門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。

2機(jī)電一體化的優(yōu)點(diǎn)

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)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱 其涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面．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+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)由純機(jī)械發(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。機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別是智能化 機(jī)電一體化產(chǎn)品的典型例子有：數(shù)控加工中心、機(jī)器人以及具有檢測(cè)控制性能的數(shù)碼相機(jī)等。總之．一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)主要是由機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、動(dòng)力源、傳感器、計(jì)算機(jī)這五個(gè)要素構(gòu)成。

3"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。 

3.1光機(jī)電一體化。

一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).

3.2自律分配系統(tǒng)化——柔性化。

未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.3全息系統(tǒng)化——智能化。

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

3.4“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

3.5微型機(jī)電化——微型化。

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

篇6

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化設(shè)備；故障診斷技術(shù)；問題

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）16-0333-01

前言：機(jī)電一體化技術(shù)是集多種技術(shù)于一體，在生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用。其技術(shù)種類繁多，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)、傳感設(shè)備技術(shù)等。在機(jī)電設(shè)備建設(shè)與發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用是必要的，這不僅加快我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，而且對(duì)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。新時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)和機(jī)電生產(chǎn)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，以滿足生產(chǎn)實(shí)踐需要，但其在運(yùn)行中面臨諸多故障種類，因而有關(guān)人員應(yīng)針對(duì)其故障問題采取有效的診斷技術(shù)，以快速解決設(shè)備故障問題。

一、機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)存在的問題

機(jī)電一體化設(shè)備的自動(dòng)化程度越來越高，其故障問題也逐漸增多，增加故障診斷的難度。以數(shù)控車床為例，其常見故障有：主軸部件切削振動(dòng)大、系統(tǒng)不良、工件夾緊不牢固、刀架轉(zhuǎn)換重負(fù)定位精度差等。就我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)看，在實(shí)踐中存在著一定的不足，主要表現(xiàn)在以下方面：

首先，診斷理論體系相對(duì)不夠完善。國(guó)內(nèi)關(guān)于機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)發(fā)展時(shí)間相對(duì)較晚，且缺乏專業(yè)技術(shù)人才，致使機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷處于明顯的劣勢(shì)。與此同時(shí)，工作人員在工作實(shí)踐中，未能及時(shí)對(duì)故障診斷經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)，缺乏有力的理論體系框架。

其次，在開展機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷工作后，工作人員對(duì)其的診斷準(zhǔn)確度相對(duì)較低。機(jī)電一體化系統(tǒng)具有復(fù)雜性，如果故障診斷工作人員對(duì)其功能模塊圖的了解較少，則不能通過有效的技術(shù)而進(jìn)行故障診斷，更無(wú)從談及查找故障原因等，降低機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

最后，在機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷工作中，可能存在著診斷信息錯(cuò)誤的情況。機(jī)械和電子是該設(shè)備的重要組成部分，實(shí)際故障診斷中，工作人員可能將二者弄混淆，給機(jī)械設(shè)備帶來更多不必要的故障影響。

二、機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的方法與原則

要更好開展機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷工作，相關(guān)人員應(yīng)通過行之有效的方法和遵循一定的原則，進(jìn)而切實(shí)做好故障診斷工作。

從檢測(cè)方法看，其方式較多。如溫度檢測(cè)技術(shù)、白診斷技術(shù)、設(shè)備壓力檢測(cè)等。在具體檢測(cè)過程中，要根據(jù)實(shí)際情況而判斷故障。如，在數(shù)控車床的故障診斷中，首先，如果設(shè)備故障之前有指示提示，則工作人員可根據(jù)顯示的內(nèi)容做好故障診斷；如果設(shè)備故障時(shí)沒有指示提示，則工作人員可通過系列檢測(cè)手段或根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。其次，如果機(jī)電設(shè)備屬于破壞性故障，則必須對(duì)其加以妥善處理，否則極易影響機(jī)電一體化設(shè)備機(jī)床，甚至出現(xiàn)二次故障事故。再次，了解機(jī)床結(jié)構(gòu)圖及液壓原理，明確機(jī)床的工作原理，進(jìn)而對(duì)其故障原因進(jìn)行分析。最后，按照液壓元件的難易程度進(jìn)行逐一的檢測(cè)，排查故障所在，如若仍然未能檢查出故障，則檢查液壓缸。

在機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷檢測(cè)中，應(yīng)遵循一定的原則而進(jìn)行。開展診斷工作之前，對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的框架、功能模塊進(jìn)行了解，并分析設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，以判定可能出現(xiàn)的故障或形式，利用故障樹加以分析，在層層分解的基礎(chǔ)上，找到故障的根源所在。建議工作人員堅(jiān)持兩個(gè)原則而開展檢測(cè)工作：一是先機(jī)后電的原則；二是先外后內(nèi)的原則。

三、機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)分析

機(jī)電一體化設(shè)備具有特殊性，因而其故障也具有特殊性。該設(shè)備的零部件數(shù)量較多，技術(shù)含量水平高，加大設(shè)備的故障維修難度。從該設(shè)備的故障特點(diǎn)看，主要有：一是零件磨損幾率大；二是設(shè)備本身具有的自我診斷與檢測(cè)功能，相對(duì)于簡(jiǎn)單故障有效；三是設(shè)備報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)不明晰；四是由于缺乏專業(yè)技術(shù)人才，其診斷難度加大。正因?yàn)榇?，工作人T更應(yīng)該采用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)，以解決故障。

首先，故障測(cè)試分析技術(shù)。未發(fā)生故障時(shí)，對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)電設(shè)備做故障測(cè)試，不僅能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，而且也能不影響機(jī)電設(shè)備的正常工作，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。其次，故障診斷測(cè)試技術(shù)，主要用于故障發(fā)生之后。通常，此類機(jī)電設(shè)備處于非運(yùn)行的狀態(tài)下，因而相關(guān)人員可根據(jù)故障的具置對(duì)機(jī)電設(shè)備做檢測(cè)，制定明確的維修方案。以數(shù)控機(jī)床為例，要保證該設(shè)備運(yùn)行的可靠性，建議對(duì)元器件加強(qiáng)設(shè)計(jì)或借鑒容錯(cuò)技術(shù)，提高系統(tǒng)的性能。同時(shí)，依據(jù)上述兩種故障診斷技術(shù)，保證機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷有效性。

此外，為加快機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷進(jìn)程，建議相關(guān)工作者應(yīng)采取有效的對(duì)策，以期提高故障診斷技術(shù)水平。一是完善故障診斷技術(shù)理論，為后期實(shí)際工作創(chuàng)造有利的條件，同時(shí)也理順故障診斷思路，為機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷工作開創(chuàng)新局面；二是采用先進(jìn)的診斷技術(shù)，對(duì)設(shè)備各部件進(jìn)行逐一的故障排查，同時(shí)還應(yīng)優(yōu)化組建設(shè)計(jì)；三是加強(qiáng)故障診斷事前預(yù)測(cè)。

結(jié)論：通過對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的分析探討，能夠進(jìn)一步提高機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和效益型，這也是人工智能化的一種表現(xiàn)?；诖?，相關(guān)人員應(yīng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行中的故障、診斷及維修信息加以整合，為后期設(shè)備故障診斷發(fā)揮借鑒性意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 毛海鐮.關(guān)于機(jī)電一體化設(shè)備故障特點(diǎn)的分析及對(duì)策[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2014，（09）：202.

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【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 發(fā)展歷程 關(guān)鍵技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。它不是上述技術(shù)的簡(jiǎn)單拼湊，而是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，合理配置各功能單元，使得整個(gè)系統(tǒng)具有高質(zhì)量，高可靠性的特點(diǎn)。

機(jī)械工程技術(shù)由純技術(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，還能賦撲許多新的功能，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仲，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。現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機(jī)電一體化的設(shè)備。

1.機(jī)電一體化的發(fā)展過程

機(jī)電一體化經(jīng)歷了長(zhǎng)期的產(chǎn)生于發(fā)展過程，大致分為三個(gè)階段：

萌芽階段：20世紀(jì)60年代以前為萌芽階段。由于電子技術(shù)發(fā)展迅速，人們逐步使用電子技術(shù)的初步成果完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是第二次世界大戰(zhàn)后，機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合使得許多性能優(yōu)良的產(chǎn)品出現(xiàn)，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和技術(shù)的進(jìn)步起到了積極的作用。

蓬勃發(fā)展階段：20世紀(jì)70年代至20世紀(jì)80年代是蓬勃發(fā)展階段。在這一階段，人們主動(dòng)地利用新技術(shù)的巨大成果創(chuàng)造新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。應(yīng)該特別指出的是，日本在推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方面起了主導(dǎo)作用。日本政府于1971年3月頒布了《特定電子工業(yè)與特定機(jī)械工業(yè)振興臨時(shí)措施法》，要求企業(yè)界“應(yīng)特別注意促進(jìn)為機(jī)械配備電子計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)控制的自動(dòng)化和機(jī)械產(chǎn)品的其他功能”。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為基點(diǎn)一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

智能化階段：從20世紀(jì)90年代開始至今稱為智能化階段。機(jī)電一體化技術(shù)向智能化新階段邁進(jìn)。人工智能技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的新天地。大量的智能化機(jī)械產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。出現(xiàn)了“模糊控制”和“混沌控制”等新概念。

機(jī)電一體化的目的是使系統(tǒng)高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向輕薄短小巧化方向發(fā)展，不斷滿足人們的生活多樣化需求和生產(chǎn)的省力化、自動(dòng)化需求。因此，機(jī)電一體化的研究方法并不是拼拼湊湊的“混合”設(shè)計(jì)法，應(yīng)該從系統(tǒng)的角度出發(fā)，采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)分析方法，充分發(fā)揮邊緣學(xué)科技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

2.機(jī)電一體化發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化發(fā)展所采用微電子技術(shù)必須解決一些共性關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)包括檢測(cè)傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。各部分所包括的內(nèi)容如下：

檢測(cè)傳感技術(shù)：檢測(cè)傳感器的檢測(cè)對(duì)象有位移、壓力、溫度、速度、加速度、流量等物理量，其檢測(cè)精度的高低直接影響機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能好壞。檢測(cè)傳感技術(shù)的主要難點(diǎn)在于提高可靠性、精度和靈敏度。

信息處理技術(shù)：信息處理技術(shù)包括信息的輸入、變換、運(yùn)算、次數(shù)和輸出技術(shù)。信息處理是否及時(shí)正確，直接影響機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，因而成為機(jī)電一體化產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)。在信息處理技術(shù)方面存在的問題有減輕重量、提高處理速度、提高可靠性和抗干擾能力以及標(biāo)準(zhǔn)化、提高操作性及便于維修保養(yǎng)等。

自動(dòng)控制技術(shù)：自動(dòng)控制技術(shù)包括高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷、校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等技術(shù)。其技術(shù)難點(diǎn)是現(xiàn)代控制理論的工程化與實(shí)用化，以及優(yōu)化控制模型的建立等。

伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)：伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是指執(zhí)行元件中的一些技術(shù)問題。伺服驅(qū)動(dòng)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)等各種類型。希望之星元件滿足小型、重量輕和輸出功率大等三個(gè)方面的要求，以及提高對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性。

精密機(jī)械技術(shù)：機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)精密機(jī)械提出的新要求有：減輕重量、縮小體積、提高精度、提高剛度、改善動(dòng)態(tài)性能等。

系統(tǒng)總體技術(shù)：系統(tǒng)總體技術(shù)是以中國(guó)從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，將總體分解成若干功能單元，找出能完成各個(gè)功能的技術(shù)方案，再把功能和技術(shù)方案組合成方案組進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性很好，否則即使各個(gè)部分的性能、可靠性都很好，性能和產(chǎn)品也很難保證正常運(yùn)行。

3.機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)提出了許多新的和更高的要求，出現(xiàn)了新的概念。如數(shù)控技術(shù)、CNC、FMS、CIMS及機(jī)器人等都被一致認(rèn)為是典型的機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)。機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

高性能化：高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。新一代CNC系統(tǒng)就是以此“四高”為滿足生產(chǎn)急需和人誕生的?？蓪?shí)現(xiàn)告訴數(shù)據(jù)傳遞，在相當(dāng)高的分辨率情況下，系統(tǒng)仍有高速度，此外其效率也非常高。

智能化：人工智能的研究日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。智能機(jī)器人通過視覺，觸覺和聽覺等各類傳感器檢測(cè)工作狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際變化過程反饋信息并作出判斷與決定。數(shù)控機(jī)床智能化，使用各類傳感器對(duì)切削加工前后和加工過程中的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)做出判斷，自動(dòng)對(duì)異?，F(xiàn)象進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。

此外，機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)還有系統(tǒng)化，輕量化及微型化等

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，梁俊彥

[2]機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 張建民 北京理工大學(xué)出版社 2006.2

篇8

“機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國(guó)內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行。

上世紀(jì)80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

關(guān)于“機(jī)電一體化”這個(gè)名詞的起源，說法很多。早在1971年，日本“機(jī)械設(shè)計(jì)”雜志副刊就提出了“Electronics”這一名詞，從圖47.6-1可見它是融合機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體的新興的技術(shù)。采用機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)和制造出的產(chǎn)品，稱之為機(jī)電一體化產(chǎn)品。

從系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品又可稱之為機(jī)電一體化系統(tǒng)，它是集機(jī)械元件和電子元件于一體的復(fù)合系統(tǒng)。

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫(kù)，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。

進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣，遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。

一、光機(jī)電一體化

一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。

二、自律分配系統(tǒng)化――柔性化

未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

三、全息系統(tǒng)化――智能化

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要受益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

四、“生物一軟件”化―仿生物系統(tǒng)化

今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物――軟件”或“生物――系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件（肌體）――軟件（大腦）一體，不可分割?？磥恚瑱C(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨勢(shì)，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

五、微型機(jī)電化――微型化

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]黃勇 陳子辰 《機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)》.浙江大學(xué)出版社，2010。

篇9

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、前言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),特別是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使得傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)受到了極大的沖擊，電一體化產(chǎn)品在機(jī)械系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息機(jī)電一體化機(jī)電一體化技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。機(jī)電一體化是一門獨(dú)立的綜合叉學(xué)科，現(xiàn)已發(fā)展到光機(jī)電一體化、機(jī)械智能化和微機(jī)械化階段。目前，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)在的各個(gè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越重要的作用。

二、機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)概述

機(jī)電一體化是在傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、軟件編程技術(shù)等技術(shù),根據(jù)優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)和系統(tǒng)功能目標(biāo),以智力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力和感知組成等要素為基礎(chǔ),進(jìn)而對(duì)各個(gè)成要素和各要素之間的運(yùn)動(dòng)傳遞、信息處理、能量變換、接口耦合、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行研究,使整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合與集成,并在系統(tǒng)控制程序的信息流控制下,形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng),在高質(zhì)量、高功能、高精度、高可靠性等方面實(shí)現(xiàn)最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。機(jī)電一體化的產(chǎn)生和發(fā)展對(duì)機(jī)械系統(tǒng)也起了極大的推動(dòng)和促進(jìn)作用，它提高了機(jī)械系統(tǒng)的性能，完成傳統(tǒng)機(jī)械所不能完成的功能。一般來說，機(jī)械技術(shù)只能形成功能有限的純機(jī)械的產(chǎn)品，但與信息技術(shù)、微電子技術(shù)相結(jié)合后，就可以形成機(jī)電一體化產(chǎn)品。但并非任何的機(jī)械產(chǎn)品都能改造成機(jī)電一體化產(chǎn)品，必須要對(duì)其零部件也要進(jìn)行適當(dāng)選擇或替換，再結(jié)合相關(guān)技術(shù)等才能形成機(jī)電一體化產(chǎn)品。

圖1 機(jī)電一體化系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)是通過計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制，主要是用來完成動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械及其機(jī)電部件的系統(tǒng)。機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)核心是由計(jì)算機(jī)控制的，包括機(jī)械、電子、液壓等技術(shù)的伺服系統(tǒng)。機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的主要功能是在計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)和控制下，單獨(dú)由控制電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的子系統(tǒng)來完成一系列機(jī)械運(yùn)動(dòng)，完成其系統(tǒng)功能要求。機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要從系統(tǒng)的角度進(jìn)行合理化和最優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和支承部件。（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)是依據(jù)操作指令的要求在動(dòng)力源的帶動(dòng)下，完成操作任務(wù)的直接裝置。一般具有較高的靈敏度、精確度和可靠性等。由于計(jì)算機(jī)的越來與強(qiáng)大的性能，傳統(tǒng)作為動(dòng)力源的電動(dòng)機(jī)已發(fā)展為具有動(dòng)力、變速與執(zhí)行等多重功能的伺服電動(dòng)機(jī)，從而簡(jiǎn)化了傳動(dòng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (2)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是伺服系統(tǒng)的一部分，要根據(jù)伺服控制的要求進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不但要滿足傳動(dòng)精度的要求，還要滿足輕量、低噪聲和高可靠性的要求。（3）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一般指起支承和導(dǎo)向作用的導(dǎo)軌、軸承等，為機(jī)械系統(tǒng)中各運(yùn)動(dòng)裝置完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)提供保障。此外，在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，為獲得良好的伺服性能，必須考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)因素與整個(gè)伺服系統(tǒng)的電氣參數(shù)、性能參數(shù)的匹配。

與一般的機(jī)械系統(tǒng)相比，機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)要求較高的制造精度、良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和良好的穩(wěn)定性。（1）高精度。精度的高低直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，機(jī)電—體化機(jī)械系統(tǒng)的高精度是其最重要的要求。機(jī)電—體化機(jī)械系統(tǒng)其技術(shù)性能、工藝水平和功能有很大的提高，如機(jī)械系統(tǒng)的精度不能滿足要求，則無(wú)論機(jī)電—體化也無(wú)法完成其預(yù)定的機(jī)械操作。（2）快速響應(yīng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的快速響應(yīng)要求機(jī)械系統(tǒng)從接到指令到開始執(zhí)行指令指定的任務(wù)之間的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)短。只有這樣，能控制系統(tǒng)也才能及時(shí)根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行情況獲取相關(guān)信息，然后下達(dá)指令，從而精確地完成預(yù)定的任務(wù)要求。（3）良好的穩(wěn)定性。機(jī)電一體化系統(tǒng)要求系統(tǒng)抵御外界環(huán)境的影響和抗干擾能力強(qiáng)，機(jī)械裝置在外界干擾的作用下依然能夠保證穩(wěn)地進(jìn)行工作。因此，在機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般應(yīng)當(dāng)滿足無(wú)間隙、低摩擦、高諧振頻率等要求。此外，機(jī)械系統(tǒng)還要求具有高可靠性、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕等特點(diǎn)。

三、機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)工作中的一個(gè)重要組成部分，是最具創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。正確合理地設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)提高機(jī)械的性能和質(zhì)量、降低機(jī)械的制造成本和使用費(fèi)用等都是至關(guān)重要的。機(jī)械傳動(dòng)是一種把動(dòng)力機(jī)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間裝置,是一種扭矩和轉(zhuǎn)速的變換器,其目的是在動(dòng)力機(jī)與負(fù)載之間使扭矩得到合理的匹配,并可通過機(jī)構(gòu)變換實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的速度調(diào)節(jié)。機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)的任務(wù)，是將動(dòng)力機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能傳輸?shù)讲僮鳈C(jī)械上,因而機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也就是伺服機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中, 在一定程度上伺服電動(dòng)機(jī)的伺服變速功能替代了傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)中的變速機(jī)構(gòu),只有在伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍滿足不了系統(tǒng)要求的情況下,才會(huì)通過傳動(dòng)裝置進(jìn)行變速。由于機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)快速響應(yīng)指標(biāo)要求一般都會(huì)很高，機(jī)械傳動(dòng)裝置不僅要解決伺服電機(jī)與負(fù)載間的力矩匹配問題，還應(yīng)當(dāng)大力提高系統(tǒng)的伺服性能。因此，機(jī)電一體化系統(tǒng)要求機(jī)械傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)滿足慣量小、摩擦小、阻尼合理、間隙小、輕量和高可靠性等要求。因此機(jī)電一體化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)具有傳動(dòng)鏈短、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、盡可能采用線性傳遞、無(wú)間隙傳遞等設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

2.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化的機(jī)械結(jié)構(gòu)仍屬于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的范疇,在滿足伺服系統(tǒng)對(duì)其穩(wěn)、準(zhǔn)、快要求的前提下,從整體上說應(yīng)該是朝著高速化、精密化和輕量化的方向發(fā)展。因而在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要對(duì)具體的零部件的設(shè)計(jì)提出了更高、更嚴(yán)的要求,應(yīng)當(dāng)綜合考慮到各個(gè)零部件的制造和安裝精度、結(jié)構(gòu)剛度、穩(wěn)定性等具體情況?？梢酝ㄟ^一些措施來改善機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件特性，如采用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)來提高支承件的剛度、采用合理的截面形狀和尺寸、采用低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。近幾年在結(jié)構(gòu)上也出現(xiàn)了并聯(lián)形式,如并聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)床等,極大地簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu),提高了產(chǎn)品的剛度重量比及精度。除了以上兩個(gè)方面以外,機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)方法上大膽創(chuàng)新,充分利用已有的模塊,,并且在設(shè)計(jì)之初,就考慮到產(chǎn)品在制造、使用過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

四、結(jié)束語(yǔ)

由于機(jī)電一體化的迅速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已逐步滲透到機(jī)械工業(yè)的每一個(gè)領(lǐng)域，幾乎不受行業(yè)的限制。機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，設(shè)計(jì)好機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品的前提。面對(duì)日益發(fā)展信息時(shí)代,掌握機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路,是開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。伴隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展其機(jī)械部分的設(shè)計(jì)將會(huì)朝著結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，控制更容易，可靠性更好，性能價(jià)格比更高的方向不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]黃杰波. 淺談機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論[J]. 科技資訊,2011,16:109.

篇10

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化；故障診斷；診斷技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH165.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）03-0349-01

機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)也越來越多的得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注和研究，機(jī)電一體化設(shè)備的診斷技術(shù)與機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展是分不開的，先進(jìn)的故障診斷技術(shù)能夠保證機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行。

1、機(jī)電一體化設(shè)備的故障分析

機(jī)電一體化設(shè)備中包括動(dòng)力控制部分、機(jī)械本體和執(zhí)行單元等，系統(tǒng)中涉及到電、氣、磁和光等。其中計(jì)算機(jī)起到控制設(shè)備動(dòng)作的作用，而機(jī)械本體負(fù)責(zé)執(zhí)行動(dòng)作，只有兩者協(xié)調(diào)合作，才能保障設(shè)備正常工作。機(jī)電一體化設(shè)備的故障特性有：（1）機(jī)械零件多并且易被磨損；（2）缺乏自動(dòng)診斷能力；（3）沒有明顯的報(bào)警提示，部分故障有提示，而一些故障沒有提示；（4）缺乏有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員。

機(jī)電一體化設(shè)備在企業(yè)機(jī)械加工中發(fā)揮著十分重要的作用，這種設(shè)備價(jià)格較高，機(jī)床的壽命是十分關(guān)鍵的因素。如果機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障，將給企業(yè)帶來重大的損失。但是很多企業(yè)的管理者只看到該設(shè)備的效能，對(duì)于如何合理操作設(shè)備并不關(guān)注，部分設(shè)備甚至經(jīng)常處于超負(fù)荷運(yùn)作狀態(tài)，因此經(jīng)常發(fā)生由于設(shè)備故障而停工的情況。因此，要想充分發(fā)揮機(jī)電一體化設(shè)備的效能，合理操作設(shè)備并定期進(jìn)行故障診斷是十分必要的。

2、常見的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)

目前我國(guó)機(jī)電一體化設(shè)備中比較常用的故障診斷技術(shù)有以下幾種。

2.1 振動(dòng)故障診斷技術(shù)

通過設(shè)置相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的振動(dòng)參數(shù)，并根據(jù)檢測(cè)設(shè)備的信息特點(diǎn)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷的技術(shù)就是振動(dòng)故障診斷技術(shù)。這種技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的故障檢測(cè)，由于機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)有劇烈的震動(dòng)，使用振動(dòng)檢測(cè)設(shè)備可以檢測(cè)到振動(dòng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括加速度和速度等。在檢測(cè)過程中要想獲取充足的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作狀況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，就需要對(duì)測(cè)量點(diǎn)的位置進(jìn)行正確選擇。這種故障診斷技術(shù)操作較為簡(jiǎn)單，檢測(cè)得出的設(shè)備運(yùn)行狀況報(bào)告清晰明了，也增加了檢測(cè)和診斷故障的準(zhǔn)確率。

2.2 油液磨屑分析故障診斷技術(shù)

機(jī)械零件的磨損失效約占設(shè)備失效的80%，是設(shè)備最主要最常見的失效形式，而對(duì)其起決定性作用的兩大因素為：摩擦副的性質(zhì)和所用劑（油脂）。

2.2.1 油液磨屑分析技術(shù)原理

運(yùn)動(dòng)副的表面磨損會(huì)產(chǎn)生磨屑顆粒，以懸浮狀態(tài)和灰塵等雜物一起進(jìn)入并存在設(shè)備的系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)中，而這些磨損顆粒為設(shè)備故障和失效提供很重要的信息。磨損顆粒的不同特性（形狀、尺寸、表面樣貌、數(shù)量以及顆粒的分布）反映了設(shè)備不同的磨損失效形式（粘著磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損、磨料磨損等）。

2.2.2 油液磨屑分析故障診斷技術(shù)實(shí)用性

油液磨屑分析故障診斷技術(shù)一般用于機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)中，是對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中的油液磨屑進(jìn)行識(shí)別分析，通過了解油液的成分以及油液磨屑顆粒的形態(tài)來對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷。該故障診斷技術(shù)可以根據(jù)油液顆粒的尺寸對(duì)機(jī)械設(shè)備的磨損情況進(jìn)行判斷，而磨損的類型可以根據(jù)油液顆粒的形狀進(jìn)行判斷，也可以根據(jù)微粒的成分來判斷機(jī)械磨損發(fā)生的具置。

2.2.3 油液磨屑理化性能的分析

根據(jù)油液磨屑顆粒的特性可以判斷設(shè)備運(yùn)行的情況，如表1：

2.3 射線掃描故障診斷技術(shù)

Y射線掃描診斷技術(shù)屬于一種新興的設(shè)備故障診斷技術(shù)，它一般用于檢測(cè)工藝設(shè)備。該檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行判斷的方法主要是對(duì)掃描圖譜的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

3、影響機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷可靠性的因素

3.1 元器件失效

機(jī)電一體化設(shè)備中的基本構(gòu)成單元之一就是元器件，而單個(gè)元器件的可靠性為整個(gè)設(shè)備的可靠性打下了基礎(chǔ)。根據(jù)概率運(yùn)算的準(zhǔn)則，機(jī)械設(shè)備各組成部分的失效率之和構(gòu)成了整個(gè)機(jī)械設(shè)備的失效率。因此，應(yīng)該選擇失效率較低的元器件產(chǎn)品，以降低機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的失效率。

3.2 元器件的組裝和連接

機(jī)電一體化設(shè)備中有十分復(fù)雜的控制系統(tǒng)，并且元器件縱橫交錯(cuò)連接在一起，要想提高整個(gè)設(shè)備的可靠性，就需要正確進(jìn)行元器件的組裝和連接。設(shè)備如果某個(gè)插件出現(xiàn)接觸不良，可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸失靈，這也是設(shè)備產(chǎn)生故障的主要原因之一。同時(shí)，機(jī)電設(shè)備中的溫度或者濕度有很大的變化，設(shè)備運(yùn)行過程中粉塵的污染或者機(jī)械振動(dòng)等都可能影響到故障檢測(cè)的可靠性。

3.3 電磁影響

機(jī)電一體化設(shè)備在運(yùn)行過程中主要依靠電能工作，設(shè)備中必然會(huì)出現(xiàn)電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，這種電磁不僅影響到周圍的環(huán)境，也影響到設(shè)備的制動(dòng)、電源負(fù)載等多個(gè)方面。

4、機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷遇到的問題以及措施

4.1 缺少設(shè)備故障檢測(cè)的精確度

機(jī)電一體化設(shè)備的診斷技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展已經(jīng)有很長(zhǎng)的時(shí)間了，我們已經(jīng)掌握了機(jī)電一w化設(shè)備的診斷的相關(guān)技術(shù)和診斷方法。但是仍然缺少一套完整的機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)的理論體系和方法，我國(guó)國(guó)內(nèi)的診斷技術(shù)大多是針對(duì)設(shè)備的某一部分或者是某一具體類型的設(shè)備來說的，沒有形成科學(xué)完整的診斷技術(shù)的方法和理論；我們現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急就是做好診斷的精確度問題，處理好設(shè)備故障和檢測(cè)信息之間的關(guān)系，提高診斷技術(shù)的精確度和準(zhǔn)確性，使機(jī)電一體化設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。

4.2 缺少檢測(cè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和方法

我國(guó)的機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)在一些領(lǐng)域里仍然處于理論階段，缺少相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)備診斷的模糊理論、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能方法這些領(lǐng)域，沒有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，只有一些相關(guān)的理論作為設(shè)備故障檢驗(yàn)的支撐和研究。我們應(yīng)該加大設(shè)備故障診斷技術(shù)的理論研究，在實(shí)際的工作生產(chǎn)過程中，積累故障診斷和修復(fù)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，能夠使理論和經(jīng)驗(yàn)完整的結(jié)合，形成機(jī)電一體化設(shè)備的完整理論和方法。

4.3 缺少設(shè)備故障的專業(yè)技術(shù)人才

目前我國(guó)有很多操作機(jī)電一體化設(shè)備的專業(yè)技術(shù)型人才，但是缺乏相應(yīng)的設(shè)備故障檢測(cè)人員。我們針對(duì)這個(gè)問題，可以建立專家智力支持系統(tǒng)，形成專業(yè)的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷隊(duì)伍，專業(yè)地維護(hù)設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)時(shí)進(jìn)行設(shè)備故障的監(jiān)督。還要培養(yǎng)設(shè)備故障診斷的專業(yè)技術(shù)人才，可以定期對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn)和教育，提高技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)和水平。

5、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)是近些年來發(fā)展起來的一門新的學(xué)科，這與社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是離不開的。我們要做好設(shè)備故障的診斷工作，提高設(shè)備故障的診斷技術(shù)，積極探索新的更為有效的診斷方法，來提高國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化設(shè)備的診斷技術(shù)的精確度，形成一套完整故障診斷理論，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。以此來保證機(jī)電一體化設(shè)備的維護(hù)和正常運(yùn)行。