前言：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，對(duì)不同學(xué)科的交叉與滲透起到了極大的推動(dòng)作用，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。機(jī)電一體化作為機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)相互融合發(fā)展的結(jié)晶，打破了傳統(tǒng)的機(jī)械工程、建筑工程、控制工程等舊單元模塊的劃分，形成了集機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。

　　1.機(jī)電一體化技術(shù)的控制原理

　　PC機(jī)控制一個(gè)機(jī)器運(yùn)動(dòng)是機(jī)電一體化技術(shù)典型的代表。就現(xiàn)代工業(yè)來(lái)說(shuō)，基本上由PC機(jī)發(fā)出的電子信號(hào)，然后被機(jī)械識(shí)別，最后由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。對(duì)于控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、調(diào)速和制動(dòng)，一般需采用接觸器或電子元件，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)電路的通斷實(shí)現(xiàn)【1】。

　　接觸器要控制電動(dòng)機(jī)電路的通斷，主要是控制線圈的電源，即：接觸器的線圈通電，使其觸頭改變狀態(tài)，由原來(lái)的斷開(kāi)的變成閉合，或者原來(lái)的閉合的變成斷開(kāi)。由于計(jì)算機(jī)輸出的信號(hào)功率太小，而控制接觸器一般需要較大的功率才能工作。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)的控制，需要通過(guò)斷電器或其它元件對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行功率放大，再用放大后的信號(hào)控制接觸器的通電與斷電。

　　有觸點(diǎn)的控制系統(tǒng)是采用繼電器、接觸器控制的電路系統(tǒng)，是較早采用的控制方案，目前仍具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用;現(xiàn)在的控制系統(tǒng)很多采用晶閘管、晶體管等作為控制元件，稱(chēng)為無(wú)觸點(diǎn)控制系統(tǒng)【2】。計(jì)算機(jī)輸出的信號(hào)同樣需要進(jìn)行功率放大，然后控制允許通過(guò)的較大電流、能承受高電壓的晶閘管或大功率晶體管。通過(guò)控制信號(hào)控制晶閘管或大功率晶體管，實(shí)現(xiàn)晶閘管或大功率晶體管接通或斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的主電路，從而控制電動(dòng)機(jī)工作。

　　2.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

　　縱觀我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展歷程，可發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化在我國(guó)的起步發(fā)展是較晚的，為此，大量的基礎(chǔ)理論與技術(shù)未能得到較好的研究，國(guó)內(nèi)也未能涌現(xiàn)出強(qiáng)大的自助研發(fā)能力，前期只能研究國(guó)外的機(jī)電一體化產(chǎn)品，從中獲得經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)成果。但是，20世紀(jì)80年代起，機(jī)電一體化技術(shù)得到了國(guó)務(wù)院的重視，成立了專(zhuān)門(mén)的機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并納入了“國(guó)家863計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，以及由此可能帶來(lái)的影響【3】。在國(guó)內(nèi)，許多研究機(jī)構(gòu)、高校設(shè)立專(zhuān)門(mén)項(xiàng)目、專(zhuān)業(yè)課程來(lái)研發(fā)、學(xué)習(xí)該技術(shù)，部分大型企業(yè)也對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量工作，取得了一定的成果，具體有以下幾個(gè)方面的突出表現(xiàn)。

　　2.1 在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)之上，靠企業(yè)規(guī)模、批量生產(chǎn)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，主要強(qiáng)調(diào)的是資源的有效利用，以低成本獲得高效率、高質(zhì)量，其盈利來(lái)自于機(jī)器取代人，復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)加工取代人工技能。而先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)則不同，是以信息為主導(dǎo)，采用先進(jìn)的生產(chǎn)模式、制造系統(tǒng)、制造技術(shù)、組織管理的全新機(jī)械制造業(yè)，具有網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、全球化以及環(huán)保綠色化的特征。現(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度【4】，近年來(lái)，制造工程領(lǐng)域也相繼誕生了很多的新技術(shù)，如：計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)等。

　　2.2 在煤礦行業(yè)中的應(yīng)用

　　隨著工業(yè)的快速發(fā)展，向機(jī)電要產(chǎn)量、要效益是煤炭行業(yè)提出的新要求和目標(biāo)。機(jī)電一體化在煤炭行業(yè)中有著小型化、智能化、數(shù)字化、綠色化的發(fā)展方向。

　　機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦含有中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：(1)在線監(jiān)控、故障自診、自動(dòng)報(bào)警，即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位;(2)節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率，例如：井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動(dòng)、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高【7】;(3)自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度的提高。煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足對(duì)作業(yè)精度的影響。

　　2.3 在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

　　機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)中的使用，經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度等方面都得到了迅速提高【9】，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置;(2)能同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去，實(shí)現(xiàn)了多過(guò)程、多通道控制;(3)WOP技術(shù)和智能化的運(yùn)用，系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制;(4)系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力;(5)硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶(hù)的使用效益，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放性設(shè)計(jì);(6)數(shù)控功能、CNC系統(tǒng)控制功能，得到豐富和加強(qiáng)的大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)。

　　結(jié)束語(yǔ)：

　　機(jī)電一體化將會(huì)促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生倡議性的變革，也會(huì)使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)概念發(fā)生革命性的變化。本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的控制原理及主要應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了討論闡述，大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且也是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

　　參考文獻(xiàn)：

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