关键词：机电一体化电机控制 应用
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：
一、机电一体化技术的发展历程与现状
1、机电一体化的发展历程
机电一体化技术的发展有三个阶段，即发展初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展阶段。最初早在20实际60年代人们开始利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。而由于军事和工业发展的需求，当时的人们对于这方面开始重视，由于当时电子技术水平发展不够，技术结合与运用还没有得到深入发展。到上个世纪七八十年，计算机技术和通信技术开始快的发展为机电一体化的发展奠定了技术基础。到了90年代后期，机电一体化进入深入发展时期，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。此外，由于神经网络技术、人工智能技术、光纤技术等领域巨大进步，为机电一体化技术的发展创造了更好的条件。从数控机床的问世到微电子技术的全新发展， 进而可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了电机坚强基础，最后激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶。
2、机电一体化技术发展现状
近些年来，机电一体化技术有了更全面的进步，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予自动显示记录、自动处理信息、自动检测、自动调节与控制自动诊断与保护等许多新的功能。目前一些电动的实际运行中依然存在着一定的问题，比如执行机构机构多、定位精度低、结构复杂、可靠性差等问题，因而对于这种情况，采用机电一体化技术，将伺服电机、阀门、控制器合为一体，采用模糊神经网络，通过内置变频器，实现阀门的高效控制。
二、机电一体化中电动机构的组成及工作原理
1、电机执行机构的组成
目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两，前一种比较多的用在工业上，而后一种通常用在民用电器上。从电机的结构上看，主要分为控制部分和执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成；执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
2、电机的工作原理
电机执行机构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的检测，得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，然后由A/D转换后送入单片机。单片机通过控制PWM波发生器的作用，最后实现电机的运行控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。对于电动机运行原理的分析，这里主要针对工业中应用的三相异步电动机的原理进行探讨。电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场，转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。
三、机电一体化中电机阀位及速度控制与运行维护
1、电机阀位及速度控制
实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性技术问题主要有五个方面，分别是阀门柔性开关的控制、阀位的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的隔离。对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制，微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过计算得出输出力矩，如果输出力矩达到或大于设定的力矩，那么就会自动降低运行速度。在传统电机的执行机构中，阀位的极限位置的检测是通过机械式限位开关获得的。电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，就会自动电机的供电电源。
电机的运行控制与加速度的大小、时间长短、当前位置、速度控制给定位置以及运行速度有关。在机电一体化中电机采用的是双环控制方案，外环为位置环，内环为速度环。外环是通过当前位置速度的设定将速度给定发生器向内环提供速度的设定值。内环是将当前速度与速度给定与发生器的设定速度进行比较，依靠速度调节器改变PWM波发生器载波频率，以实现电机的转速调节。
2、机电一体化中电机的运行维护
机械工业的飞速发展对电机运行维护不断提出新的要求，而现代科技技术的飞速发展又为电机的保护水平的提高提供了新的空间。然而再先进的技术都需要依靠人为的操控，因而对于电机的运行维护是确保电机的机电一体化技术优势表现的重要前提。在这里把电机的维护分为三个方面，一个是电机运行前的准备，一个是电机运行中的监管，还一个是电机的日常保养。
在电动机启动前需要检查电源是否有电，观察启动器是否正常、熔丝规格大小是否合适，检查传动电动机转子和负载机械的转轴、电动机及启动电器外壳是否接地、负载机械是否妥善地作好了启动准备。接通电源后，启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况，如果发现异常应立即切断电源。对于电动机运行中的监视，要时刻注意电动机的电压与电流，关注电动机的振动、响声和气味，注意传动装置的检查，以便及早发现问题，减少或避免故障的发生。而对于电动机保护除了运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。
关键词：工程机械；机电一体化技术；微电子技术；机械电子学；计算机技术
机电一体化技术也就是机械电子学，它可以对计算机信息技术以及机械技术等技术均有所涉猎，是一种实践性以及系统性极强的技术。该技术在20世纪70年代就已经被人们所知晓，随着现阶段社会经济以及科学技术的不断发展，微电子技术的产生使让机电一体化技术发生了巨大的改变。它在工程机械领域的大范围应用，不仅可以提升生产质量、产品的性能以及工程机械的施工效率，还能很大程度上改变现阶段的机械面貌。
1工程机械机电一体化技术概述
1.1工程机械现状要想更好地提升工程机械的应用效率，并且将机电一体化技术引用至工程机械当中，只有了解工程机械的使用性能，才能对工程机械中的机电一体化进行系统的探究。随着社会经济的不断发展，工程项目中的人力作用已经在逐渐的消退，取而代之的是机械化施工，机械化在工程中的施工可以很大程度上减少施工中的人力成本，还可大大提高工程的运行效率。要想使施工进程的工作效率最大化，就要逐步对机械性能进行更新，电子信息系统的应用与探索在不断促进机电一体化的发展进程，所以现阶段的工程机械所面临的要求就是要把机电一体化应用到工程机械当中。1.2机电一体化由于当前的工程机械依旧处于关键的发展时期，所以将机电一体化应用到工程机械当中成为现阶段发展阶段的必然要求，机电一体化的应用可以促进工程机械的发展，并且使得机械工程逐步地向综合且系统的趋势发展，这样会大大提高工程机械的运行效率，而且也会对工程机械的投入使用效果进行改善，提升经济性以及可靠性。在现阶段的工程机械的制造过程中对机电一体化的使用主要体现在微电子处理器方面，以此来实现综合的处理以及优化、总结项目中的系统设备。随着当前经济水平的不断提升，随之而来的工程机械的发展在不断为机电一体化引导发展方向。在现阶段的工程项目发展过程中，电子设备的应用依旧是运行的主体，并且相关的技术也在工程机械的运行过程中被大范围的引用，比如工程中设备运行过程中的自主故障消除与检测以及实时动态检测等，而且电子控制设备也在安全、高效以及经济的应用至大型的工程机械当中。根据可靠的调查数据显示，我国对工程机械的进口数量在不断提升，这也是当前机械工程在发展中面临的重要问题。
2机电一体化在工程机械运行过程中的应用
2.1机电一体化技术应用特征2.1.1高精度特性。机电一体化技术应用于工程机械当中可以大大提高机械的工作精度，从而提升工作效率，比如将电子称量系统装设至混凝土搅拌设备当中，不仅可以实现自动称重，还可以使得混凝土摊铺获得良好的效果，从而加强施工的质量，而且也能提高机械运行的工作效率，使得人工的投入成本大大的降低。2.1.2自行检测特性。自动检测指的是可以在机械运行过程中进行自动检测其中的所有子系统，并且能够对工程机械的实时运行情况进行良好的映射，如果突遇检测异常的状况，它会启动自动报警系统找到工程机械故障的具置，机电一体化的这一良好特性可以大大提升工程机械设备的工作效率，从而直接地减少检测成本，还可以在故障的第一时间精确故障位置，从而减少停机时间，提高机械的运行质量。2.1.3自动化特性。工程机械对机电一体化的应用可以使得工程机械很大程度上处于完全自动化以及半自动化的运行状态当中，这就可以使得人力工作量大大降低，从而降低人力方面的资金投入。在通过人力去操控机械设备的过程中，常常会出现相关操作人员的自身原因所带来的错误操作情形，在工程机械中应用机电一体化就可以良好地解决这一问题的出现。2.2机电一体化在工程机械运行中的具体应用2.2.1调整施工精确程度。在工程机械的施工过程中实现对机电一体化的技术应用可以良好的调整施工精确度，它具体的作用在电子控制系统当中。将电子控制系统应用在工程机械当中，可以使得称量数据更加精确，良好地解决了旧式的人工操作时带来的误差，将自动化的称量真正地应用到实践当中，从而为工程机械的施工过程提供保障的作用。对机电一体化的应用还能很大程度上减少人力的工作量，从而大大降低人力的资金投入成本，为工程施工的现代化提供不断的动力源。2.2.2进行实时监控。将机电一体化应用到工程机械当中，可以对机械工程的子系统进行动态的电子监控，如果某一子系统出现了工作故障电子控制系统就会自行启动报警系统来警示相关的施工工作人员，甚至有一些更加先进的机电一体化系统还可以对设备的故障进行自动的处理和清除，将实时的修复技术变为可能，确保工程机械运行过程中设备的正常运转，从而达到最大程度减轻设备运行故障对工程进度的影响。2.2.3机械运行过程中保证节能。要想确保工程机械的正常运转就需要在机械设备运行过程中进行大量的能源消耗，其中的关键原因就是由于工程机械在很大程度上都是超载运行甚至是根本达不到额定的功率，以至于做了诸多无用功，而在工程机械的运行过程中将机电一体化应用在其中就会改善这一状况。机电一体化可以运用其电子控制系统对施工功率进行调整，起到节能的作用，从而很大程度上在工程机械运行过程中节省了资源。
3机电一体化在工程机械领域中的发展趋势
3.1智能化趋势机电一体化与旧式的机械生产模式比较，它最大的优势就是智能化，这也是旧式的产品不能与它相比之处，随着科技的逐步的发展，机电一体化的性能以及智能化程度也在随之不断的提升，与此同时还会积极地将其他智能化、数字化以及信息化的技术应用其中，从而最大程度地满足机械工程不断发展的需要。3.2个性化趋势随着现阶段社会经济的不断提高，消费者对于产品的需要也在不断提升，那么生产的产品一定要根据经济的发展要求进行个性化的发展，尤其是在现阶段高度的信息化时代，机电一体化的产品要想满足现阶段的人们的需求就要根据社会发展的要求向个性化的发展趋势转向，从而使得自身的产品更加符合社会的需要、符合机械工程的需要。3.3绿色化趋势机电一体化要想在机电一体化技术中立足，就要符合时代的发展需求，而现阶段的机电一体化就应满足可持续发展的目标以及宗旨，在满足现阶段工程机械的发展的同时还要积极的实现绿色和可持续的发展要求，使得在机械运行的过程中突出产品的绿色特性，并降低工程运行过程中对环境造成的污染，同时提升可回收的可能。绿色化也是现阶段对机电一体化发展的必然要求。3.4高性能化趋势要想满足现阶段的社会发展的需求，高性能也是机电一体化在工程机械运行过程中必备的性能，而高性能要求在运行过程中稳定性强、速度快以及精准度高。由于这些性能的实现才能使得机电设备进行多数据以及多任务的操作，在产品出现故障时，相关的工作人员会通过数据显示，找出故障位置并尽快的调整和解决问题，纵观机电一体化的发展趋势，它还会逐步优化，从而达到更加符合工程机械发展的要求。3.5网络化趋势众所周知，信息技术的发展可以大大提高网络的普及率，且网络技术已经被广泛的运用在各类行业当中，机电一体化的发展进程中它所涉及的检测设备以及精密仪器已经联网，并且也实现了设备的远程监控性能，降低了人力的投入力度，并且提升了工程质量和工程效率。网络化是现阶段的机电一体化在工程机械施工应用的发展趋势的关键因素之一。3.6集约化的发展趋势现阶段我国对于工程机械的施工过程中传感器被广泛的应用其中，比如，将传感器应用在发电机中的装设机油的装置中，可以使得发动机获得良好的工作状态，而且也能实现对装置的工作状态实时监控的目的。将传感器应用在沥青摊铺机当中，不仅可以使得机器实现自动找平，还会具有匀速前进的性能，从而使得机器运作达到高效的平整度标准。在现阶段社会经济以及科学技术不断发展的大趋势下，传感器作为施工中的重要环节，也随着科技的发展呈蓬勃的发展趋势，正因为其良好的发展态势，使得施工过程中对其的利用率在不断的提升，传感器的使用也对工程机械施工过程的可靠性以及精密性提出更高的要求，并且施工过程中对于信息的采集也在逐渐地向集约化的大方向发展。由此可见，施工过程中对于传感器的使用已经越发地成为工程机械施工中的必要，并且在未来的工程机械中将会被大范围使用。3.7微电子的发展趋向将微电子技术融入到机电一体化的使用当中，可以使得产品的尺寸变小，并且朝向纳米科技的方向进行发展，一般这样的微电子产品都具备重量轻以及技能高的特性，所以如果将其应用到机电一体化的运用当中，定会使得作业效率大大提升。微机机械技术就是实现与微电子结合的重要表现之一，只有对微机机械技术进行不断的更新和完善，才能在最大程度上实现机电一体化与电子技术相融合，而现阶段对于微电子和机电的融合手段依旧是蚀刻和光刻这两种。
4结语
随着市场经济的不断发展，工业化进程的脚步也在不断加快，随之而来的就是工程机械将会不断的面临着种种竞争压力，要想实现对工程机械运行效率的提升，就要意识到机电一体化在工程机械运行过程中的重要作用，它不仅仅能优化机械的运行效率，还能改善机械性能，从而从整体上改善机械的运行面貌，将机电一体化融入到工程机械当中是未来工程机械发展的趋势所在，也是提升机械化的必然手段，要想真正的将提升工程机械效率的理念落实到实践当中，就要不断的实现机电一体化，并且在这个过程中，要不断尝试、改进以及积极的探究，从而不断促进工程机械的机电一体化。
参考文献
[1]索小娟，陈光伟，王娜，等．工程机械机电一体化技术的应用与发展[J]．科技传播，2013，32（14）．
关键词：机电一体化；矿山机械；应用思路构建；矿山作业；采矿业
文献标识码：A中图分类号：TD40文章编号：1009-2374（2016）09-0151-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.074
伴随着科技时代的来临，矿山开发以及设备管理方面更加注重对现代化技术的实行和应用。在矿山机械体系中，机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用，机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率，提升了矿山施工的整体进度和安全程度。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中，是集机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。随着我国高新技术产业不断发展，计算机技术的应用范围和程度都影响着各行各业，机电一体化技术正是建立在计算机技术的基础上，集合计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术。目前，机电一体化技术正在朝着光机电一体化技术的方向发展和演进，在利用光学的前提下保证了机电技术的完整性和综合性。
1机电一体化技术在矿山机械中的应用意义
自我国针对采矿业出台了新政策和新要求之后，矿山机械作业方面更加注重对现代信息化技术利用，目的就是为了能够规范化矿山生产，并提升采矿产量等一系列积极效应。伴随机电一体化技术研究工作不断深入，该技术已经达到成熟，通过在矿山机械中应用机电一体化技术，使得矿山作业的整体效率得到了大大提升，改善了我国采矿业效率偏低的现状。机电一体化技术产生于现代信息化技术平台中，是结合机械应用技术与电子信息技术为一体的综合型技术方式。机电一体化中的微处理技术通过建立在实施操控系统和链条式的程序应用，能够实现矿山机械在同一命令下完成同时作业，并且不发生程序混乱和“撞车”的现象，这能够大大提升采矿设备的工作效率，在一定程度上保证了能够按时完成采矿作业的任务和既定标准。并且机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性，通过利用远程操控取替了人工操控设备，使矿山机械的工作效率大大提升，从而使生产总量得到了明显提升，为整个矿山的经营和发展都带来了良好的经济效益。随着矿山产量的提升，充分带动了采矿企业的经济效益，从而使矿山工作人员以及相关采矿人员的薪资收入得到大幅度提升，同时也会带动整个矿业链条相关产业的发展和经济增长，实现辐射性的经济效益。
另外，机电一体化技术能够使得矿山作业过程中的使用设备得到了规范和有效应用。利用自控技术使设备自动运转，使矿山机械设备的性能能够得到有效改善和提升，使设备的具体使用与矿山实际应用情况无缝对接，完成高效率的设备效益，满足了更加广泛的工作需求。并且机电一体化技术使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解，降低了人工使用率和工作量，在一定程度上也改善了矿山工作人员的工作环境，也提升了工作人员的整体工作效率和积极性。所以，针对矿山机械角度来说，很多矿山作业设备存在滞后性、低效率、高能耗的缺点，通过利用机电一体化技术来提升矿山作业的进度、产量以及作业安全性，能够很好地保证采矿企业的整体经济效益和收益，具有很高的实际利用价值。
2机电一体化技术在矿山机械中的具体应用
2.1机电一体化在矿井带式输送机中的应用
在矿山生产作业的过程中，为了作业速度加快，提升整体采矿效率，会大量使用矿井下的带式输送机来完成煤矿的运输工作和传递工作。井下的带式输送机属于矿山机械中的大型机器设备，其在一系列采矿作业中具有非常重要和关键的作用，因此在进行井下作业时，带式输送机的使用量和使用度非常频繁，并且伴随社会的不断进步，带式输送机的工作效率也在不断提高。然而在作业环境中，带式输送机会受到很多外界因素的影响，从而左右了整个设备系统的运转率，比如会因为受到震动、水分、湿度、粉尘、重量等多种因素的影响而使输送机发生损坏，自身的使用寿命也会受到缩减，那么便会影响正常的工作进度。所以为了进一步使得带式输送机能够更加高效地完成工作，提升整体运输数量和运输效率，在带式输送机运行的过程中应用机电一体化技术，以此来实现远距离操控输送机自送完成运输、清理、减震、分类等一系列工作，并且利用机电一体化在带式输送机内部的抽动设备中，启用自动化软启动程序，能够在不同环境中智能切换工作手段，就算遇到大倾角、距离过长的输送条件时也能够很好地完成作业。同时，还可以利用包含了机电一体化技术的控制器，该控制器中心输入了可调节式的编程控制系统，针对不同重量和体积都可以自动识别并且通过变频器等电子设备选择最为合适的运输状态，提升了带式输送机对恶劣环境的适应性，也大大提升了实际工作的便捷性和可控性，从矿山机械的整体上提升了生产效率，也在一定程度上降低单耗成本并缩小了整个矿山的生产成本，使消耗资源数额降低到最小，提高采矿企业的利润空间。
2.2机电一体化在矿井提升机中的应用
在矿山的实际作业过程中，提升机在矿井作业上起到了非常重要的作用，是一项非常重要的矿山机械设备。针对提升机来说，不论是在机器的内部构造上，还是使用方式上，都非常容易和机电一体化技术相结合，以此来成为一个全新的、具有现代化技术标准的采矿提升机。当前采矿业中的提升机种类为交直流提升机，而为了使提升机整体操作性更加完善和高效，利用机电一体化技术与提升机实现有机结合，从而塑造出更加具有现代化生产价值的内装式提升机。内装式提升机在自身设备的系统处理中以及工作原理上都非常具有现代化矿山生产的意义是今后在矿山机械的整个体系中最常应用到的典型化机电一体化设备。内装式提升机在内部结构的构造中存在一个滚动结构，通过驱动程序来进一步启动滚动结构，以此来完成后续工作。在传统的交直流提升机中会存在一些问题，比如滚动结构的装置过于繁琐，无法非常敏捷地完成信息录入和输出工作，从而使实际的提升和下降速度较为缓慢，拉长了矿井作业时间。然而利用机电一体化技术应用在提升机的内在程序上，使提升机的内在结构更加精简和便捷，整个设备的运作都是建立在自动控制设备环节、计算机环节、电力电子设备、物理机械部分。通过这四个环节的高效融合来完成内装式提升机的整体运作，不会消耗过多的能源，又能使变速时间掌握到最小。因此在矿井机械中的提升机利用机电一体化技术，实现高效率的软件空间、系统启动、一键还原、高强度的自适应能力，大大加强了提升机的兼容性和可操作性。
2.3机电一体化在矿井安全监控系统中的应用
从矿山机械的整体出发，实际作业中最为重视的便是作业的安全性与作业人员的人身安全。以往矿井安全的检测监控系统都是建立在在线监控以及单方面化的控制，那么针对矿井内部日常作业过程中发生的一些安全隐患以及数据偏差等问题，会很难做到及时发现，采取措施的反应较为弛缓，那么就会大大提升矿山机械作业中的危险性，事故发生几率也会有所提高。因此，通过利用机电一体化技术在矿井内部建立一套安全监控系统，实现智能化的信息检测控制体系以及实施监控中心，对各项作业反映出来的数据都归集到一个数据库中进行智能分析和辨别，从而通过计算机来实现对危险信息的筛选，能够对实际作业中的具体情况做到宏观统筹和管理，大大提升了矿山机械的整体安全度和稳定度。
3机电一体化技术在矿山机械中的应用趋势
机电一体化技术是集合了计算机与信息技术、自动化远程控制技术、空间传感检测反应技术、服务传动技术、电子机械技术形成一项全面化、多元化的科学技术，通过在采矿业中的应用来提升整体矿山开采效率以及采矿安全等方面。机电一体化中的自动操控系统有效改善了矿山设备的滞后性，通过利用远程操控取代了人工操控设备，使矿山机械的工作效率大大提升，并且也使工作人员的工作量和工作程度都得到明显缓解，降低了人工使用率和工作量。建立在这些优点的基础上，为了进一步带动采矿企业的经济效益以及使消耗资源数额降低到最小、提高采矿企业的利润空间，那么今后机电一体化技术在矿山机械中的应用将会更加注重整体性和全面性，与高新技术信息技术实现高程度的结合，从而建立以提升矿山机械的自动化、智能化、信息化、程序化目标的基础上，来实现矿山机械核心技术的开发，实现采矿作业的大机械生产，以无人化操作为标准，使采矿业朝着集约化生产的方向发展。
4结语
综上所述，在矿山机械体系中，机电一体化技术得到了广泛的宣传和利用，机电一体化能够利用远程控制和自动化技术实现矿山机械工作的效率和准确率，提升了矿山施工的整体进度和安全程度。本文通过研究机电一体化技术在矿山机械中的应用意义，从而针对采矿业的实际作业角度出发，围绕机电一体化技术在矿山机械中的应用思路进行展开探究，从而构建出具体的应用方法和实施框架，进一步提升我国采矿类企业的产矿量，并有效地降低采矿过程中发生的环境污染和能源消耗，达到有效提升综合经济效益和利润空间的目的。
参考文献
[1]张玲，等．机电一体化在矿山机械中的应用思路构建[J]．硅谷，2014，（5）．
[2]李卫清，等．应用型机电类专业实践教学体系的构建与实践[J]．实验室研究与探索，2012，（10）．
[3]方贵盛．机电一体化专业实验室建设与管理[J]．实验室研究与探索，2013，（12）．
关键词：机械设计制造；机电一体化；应用
近年来，随着机械电子工程的蓬勃发展，机电一体化概念被提出，在机械设计制造领域中展露出广泛应用前景，被业界一致视为创新旧有机械设计制造模式、实现智慧制造目标的关键。与此同时，机电一体化概念与相应技术的问世时间较晚，虽然得到大规模应用推广，但机电一体化技术价值仍旧存在深度挖掘的空间，本文就此开展研究。
1机电一体化在机械设计制造领域中的应用价值
1.1提高机械制造精度
机电一体化系统的应用，逐渐取代了旧有的人工生产与控制方式，由系统自动执行预先导入的控制方案，随着时间推移来逐项下达预控指令，或是在满足触发条件后执行对应控制指令，操纵机械手按特定轨迹、姿态进行运动，极大程度提高了机械制造精度。同时，机电一体化系统还具备修正功能，由传感器跟踪检测机械臂的运动轨迹、位置与姿态等参数，对比输出值与输出值，根据二者偏差值来下达纠偏指令，始终维持较高的制造精度，避免参数误差持续积累[1]。
1.2减轻生产成本
在机械设计制造领域中，对机电一体化系统的应用，要求制造企业投入一定的前期成本，用于配置PLC控制器、工业摄像头、传感器等硬件设备，以及开发软件程序与操作系统。然而，从长远发展角度来看，机电一体化系统将逐渐取代原有的人工生产方式，显著减小劳动力成本占比，将机械制造成本控制在合理范围内。同时，依托机电一体化系统，机械产品制造质量、总体生产能力将得到明显提升，降低产品坏品率，加强产品的市场竞争力。
1.3保证生产安全
在传统机械制造模式中，由于现场环境复杂、生产条件恶劣，如果出现设备运行故障，或是工作人员采取错误操作行为，都有可能引发机械伤害、物体打击等安全事故的出现，造成不必要的人员伤亡。而对机电一体化系统的应用，彻底改变了机械制造方式，在生产线上配备大量工业机器人，工作人员仅需提前编写程序、导入控制方案与设定参数，持续监督机械制造情况，系统将通过自动控制执行机构开展动作的方式，彻底取代人工生产方式，尽管出现机械设备故障、失控问题，也不会造成人员伤亡。
1.4适应不同作业要求
在传统机械制造模式中，如果作业条件、要求和制造产品种类发生变化，需要重复开展人员调整、机具设备切换调试等准备工作，方可继续开展生产作业，对生产效率造成明显影响，生产线在一段时间内处于闲置状态。与此同时，对机电一体化技术的应用，凭借集成制造、伺服控制等技术手段，具备了实现柔性生产目标的前提条件。例如，提前编写控制程序，配备具有较多运动自由度的工业机器人，在现场准备多种工具设备，在生产条件与产品种类发生改变时，自动调整工业机器人手爪运动轨迹与姿态，必要时换取对应种类工具，即可满足实际作业需要，无须停止生产线[2]。
2机电一体化概述
2.1涵义
机电一体化由传感检测、交流传动、伺服控制等组成，是具备环境感知、信息处理、远程控制与决策分析等多项使用功能的控制系统。在系统运行期间，基于程序运行准则与环境感知结果，在无人工干预条件下采取步进、时序等方式来执行控制方案中设定的控制指令，操纵工业机器人、数控机床等终端设备开展动作。
2.2组成要素
机电一体化系统主要由结构、动力、感知、运动和职能五项核心要素组成。第一，结构要素是实现系统功能与搭建系统结构的硬件设施，包括机械本体、控制器、机械轴等。第二，动力要素由动力驱动机构组成，保证系统稳定运行。第三，感知要素由多种类传感器和摄像头组成，帮助系统感知现场环境、检测产品质量。第四，运动要素由机械臂等执行机构组成，负责执行系统下达的控制指令，在限定时间内开展规定动作。第五，职能要素由控制器与信息处理模块组成，负责对所采集监测信号进行分析处理，根据分析结果来输出对应控制指令，发挥自动控制、状态监测等使用功能。
3机电一体化在机械设计制造领域中的主要应用场景
3.1数控机床
早期数控机床设备普遍存在功能单一、自动化程度低下、操作繁琐的问题，要求工作人员手动完成排屑、更换刀具、主轴转速参数调节等操作，数控机床使用效率低下，生产能力存在进一步提升的空间。对此，需要在数控机床场景中应用机电一体化系统，从技术层面上满足数控机床自动化生产的前提条件，并在数控机床上加装相应执行机构，由系统直接向各处执行机构下达控制指令，替代人工完成操作，把普通级数控机床加工精度提升至5μm水准，超精密级数控机床的加工精度更是提升至0.01μm水准。例如，某制造企业在推行机电一体化系统的前提下，对老旧型号数控机床进行升级改造，加装自动排屑装置、变频电动机、自动回转刀架、伺服电机、编程控制器等硬件设备，由工作人员在编程控制器中设定加工信息，信息提交至逻辑电路中进行整合处理，转换为控制信号。随后，再将信号发送至自动回转刀架、自动排屑装置等执行机构，自动控制数控机床执行排屑、回转刀架、更换刀具等操作，确保数控机床在无人工直接干预条件下可以连续完成工件的多道加工任务，这对提升机床数控化率、核心零部件加工效率乃至机械制造精度都有着十分重要的现实意义[3]。
3.2运动控制
在运动控制场景中，机电一体化系统结构中加装PLC可编程逻辑控制器与传感器，由传感器上传实时监测信号，对信号进行扫描读取并存入I/O映象区，获取逻辑运算结果，准确描述机械设备执行机构的实时位置，再由PLC控制器下达对应的控制指令，控制信号经由锁存电路驱动执行机构，完成点对点运动、补间运动、多轴联动或是螺线型运动的控制过程，控制执行机构以平稳状态运行到指定位置。例如，由PLC控制器同时向多个机械轴下达运动控制指令，控制一定数量的机械臂按预定轨迹移动至特定位置，保持各机械臂的协作状态，避免机械臂相互碰撞、卡位，还可以通过调整运动速度等参数，确保各机械臂在同一时间抵达预定位置。此外，机电一体化还可用于机械设计领域的运动控制场景中，在机械产品上加装PLC装置，控制器在接收电信号后，再进入用户程序执行和输出刷新阶段。例如，在研制某款垃圾压缩车产品中，在车辆刮板部位加装感应开关，在车辆控制系统加装PLC控制器，在刮板部位安装压力传感器。在垃圾压缩车使用期间，如果开关感应刮板到位，自动向控制器发送电信号，由控制器输出刷新，经由锁存电路控制滑板开展下行运动，并在滑板下行就位后反馈电信号，控制滑板正转。同时，由压力传感器持续检测刮板压力，在刮板承受压力未达到额定值时不采取控制动作，继续保持刮板正转状态，而在刮板压力值达到额定值后，再输出电信号，由PLC装置输出指令，控制滑板上行装填垃圾[4]。
3.3机械节能
在传统机械制造模式中，采取人工控制方式，由工作人员根据自身工作经验来主观判断现场环境、机械设备运行需要，对压力、电流、电机转速等运行参数进行调节，或是对机械设备运行模式进行切换。根据实际制造情况来看，受人为因素影响，部分运行参数没有被调节至最佳数值，机械设备长时间处于满载、超载运行状态，设备实际运行能耗远超过标准能耗，造成不必要的电力浪费，也在间接上增加了机械制造成本。对此，需要应用到机电一体化技术，系统凭借传感检测、逻辑分析控制等功能，持续感知外部环境与设备运行状态，自动下达控制指令来调节运行模式及参数量，实现能量调配、功率调节等目的，在不影响机械制造活动正常开展的前提下，将机械设备运行能耗控制在合理范围内。与此同时，在机械设计期间，也可依托机电一体化系统来改善所研制机械产品的节能效果。例如，韩国大宇公司在所研制大宇工程机械上普遍搭载EPOS电子动力优化系统，安装微处理器，由处理器采集、处理实时监测信号，自动切换至恰当的动力模式，极大减少了工程机械油耗。
3.4质量检测
在机电一体化系统中搭载传感器、工业摄像机、图像采集卡等装置，依托机器视觉与传感检测技术来实现自动检测功能。在机械加工制造过程中，此类装置持续对加工件与机械产品成品的几何参数、外观质量、色泽亮度进行全面检测，对比拍摄图像和标准图像中的特征参数，根据对比结果，判断产品质量是否达标，生成质量检测报告，在报告中配合图像来描述具体存在的质量问题，如工件表面疵点、工件几何参数偏差等。相比之下，传统机械产品检测方法以电子检测仪检测、游标卡尺检测为主，由工作人员使用此类工具，逐项对加工件和机械产品进行测量读数，判断质量是否达标，有着检测效率低下、检测精度受人为主观影响、肉眼难以发现全部工件疵点的局限性。
4机电一体化在机械设计制造中的未来应用趋势
4.1智能化
推动机电一体化技术向智能化方向发展，应用到人工智能技术，以及BP神经网络、模糊逻辑推理、专家智库等算法，把传感器所采集监测信号上传至数据分析模型当中，根据模型输出结果，描述变量因素对系统运行状态、控制效果和机械制造情况造成的具体影响，从专家智库中调取同类型案例进行分析，在其基础上由系统对原有机械制造方案内容进行调整，下达相应控制指令[5]。例如，在机电一体化系统中，列装新型的PLC可编程逻辑控制器来取代微处理器，PLC装置具备强大的逻辑运算功能，既可以采取顺序控制、步进控制等方式执行预先导入控制方案，还可以根据逻辑运算结果进行判断推理、自主决策。
4.2模块化
制造企业应推动机电一体化技术向模块化方向发展，统一各企业所开发机电一体化系统的规格标准，优先使用标准化与通用型号的机械本体、电子元件、零部件，企业可根据机械设计制造需要，选择相应的机械本体、电子元件和现有软件程序，将三者进行拼接组装，即可搭建一套功能完善、运行稳定、具备良好扩展性能的机电一体化系统。同时，在所制造机械产品种类型号发生改变时，仅需对软件程序和系统功能结构进行一定程度的调整，或是在系统中更换其他款式的电子元件、软件程序，即可重新组装成一套满足实际制造需要的机电一体化系统。
4.3电机综合保护化
电机是机电一体化系统中的重要组成部分，电机运行状况稳定与否，决定着系统使用功能能否得以正常发挥。根据系统实际运行情况来看，受到复杂作业条件和现场环境等多方面因素影响，偶尔出现短路、电源过载、失压、欠压等故障问题，干扰到机电一体化系统的整体运行状况。对此，为保障系统安全、稳定运行，避免电机故障问题频繁出现，需要推动技术朝向电机综合保护化方向发展，同时采取短路保护、欠压/失压保护、过电流保护、过载保护等多项保护措施。1）短路保护是加装熔断器装置，在流通短路电流时，因工作温度升高而触发熔断器，快速熔断熔体来切断电流。2）欠压保护是搭载电压继电器，在电压检测值超标时，装置切断动合/闭合触点，即可切断电源。3）失压保护是加装继电器以及接触器，在出现市电停电、主电源故障等突况时，装置在短时间内执行切断电源、锁定起重机、电动机停转等操作，避免电机严重受损。4）过电流保护是串接电流继电器，预设安全电流值，对比实时电流值和额定值，在电流超标时执行保护动作，快速切断电流。5）过载保护是加装热继电器，根据工作温度来判断电机是否过载，在温度超标时切断电源[6]。
5结语
机电一体化技术的问世，推动我国从制造大国迈向制造强国，也为制造业产业结构升级转型提供了新的契机。制造企业务必对机电一体化技术予以高度重视，深入了解机电一体化基础技术及应用价值等各个地方的技术，对机电一体化技术有着全面、直观且清晰的认识，在数控机床、运动控制、机械节能、质量检测等场景中做到对技术的落地应用，依托技术打造一套全新的机械设计制造体系。
参考文献
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[5]员园园.机械设计制造中机电一体化的应用分析[J].内燃机与配件，2020（14）：198-199.
一、机电一体化在工程机械中的应用与作用
（一）电子监控中的应用
工程机械中电子监控的主要作用是对发动机、传动系统、工作装置等的运行状态进行全面的监控，给维修人员及时的传递各系统的运行情况和信息，以便于其及时发现故障，解决故障，确保各项设备、各系统的正常运行，如果监控系统出现问题，一旦发生故障，工作人员很难及时发现，这会对整个工程机械的运行造成极大影响，严重时会导致整个运行系统的瘫痪，从而带来不可估量的经济损失。
（二）节能作用
传统的工程机械设备对能量的利用率比较低，这就造成了能源的极大浪费，不符合可持续发展的原则，例如液压式挖掘机的能量利用率仅为30%，机电一体化技术能够借助电子节能控制器提高大型设备的能量利用率，这对工程机械的节能有着重要作用，由于操作简单，电子节能控制器能够减少设备的磨损，变相提高了设备的使用年限，对提高工作效率也有着积极意义。
（三）精确称量
如何精确称量一直是工程机械中的一个重要问题，机电一体化技术中的电子控制系统能够实现称量的微机控制，将整个称量过程自动化，这就大大减少了人为误差对称量结果的影响，同时提高了测量结果的精确度，此外，这种自动化的称量程序减少了人力的使用，对节省人力资源也有着重要的意义，符合现代施工高效、快捷的原则要求。
（四）降低劳动强度
传统的工程机械施工操作中对工作人员的要求十分高，这是由于其工作强度大、工作量大的原因，机电一体化技术的应用能够实现工程机械的自动化、半自动化，许多之前需要大量人力的工作都由机电技术中的控制系统代替，这就大大降低了工程机械施工过程中的劳动强度，同时人力操作会由于工作人员自身的原因对施工质量造成一定影响，而机电一体化的应用能够避免这一现象的发生，对提高工作准确度也有着重要意义。
（五）其他应用
传统的装载机、推土机等大型设备并不会根据实际的负载量调整自身的传动，例如一些很少的工作量，设备不会智能调小其传动，这在一定程度上浪费了能源，机电一体化技术的应用能够在这些大型设备上增加电子控制的自动化变速器，这些设备可以根据实际的负载量来调整传动，实现利用最小的传动完成工作，这样能够节省能源，从而节省经济成本，同时这种电子控制的自动化变速器能够实现大型设备的半自动化，降低了设备的操作难度，为工作人员减轻了劳动强度。
二、机电一体化的未来发展趋势
机电一体化技术是以电子、计算机、光学、系统控制等多种学科和技术为基础的一门综合性技术，随着科技的发展，各个学科在其领域都有了新的突破，这就给机电一体化技术的发展提供了动力，就目前的发展形势来看，机电一体化技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：
（一）智能化趋势
智能化应用已经深入到人们生活、工作的各个领域当中，在机电一体化技术中也有着深刻的应用，其符合以人为本的基本原则，在未来的发展过程中，智能化会成为机电一体化技术主要的发展方向之一。机电一体化技术在控制理论的基础上有机结合了计算机科学、心理学、自动化控制学等重要的科学，这给机电一体化技术智能化发展提供了有力的科学基础，其主要原理是通过对人类智能的模拟，实现以人工智能化的机器代替人力来解决实际问题，进行各种劳动。
（二）微型化趋势
以最小的体积占用实现控制效果是机电一体化技术微型化发展的核心，微型化是机电一体化技术未来的发展趋势，其当前科研工作的主攻方向是将机电一体化产品向体积小、耗能小、操作灵活的方向发展，许多科研单位已经实现了机电一体化产品的体积控制在1cm3之内，相信在未来，机电一体化产品会实现微米、纳米级的体积标准。
（三）网络化趋势
当今时代是网络化的时代，网络时代的来临使得网络化成为了机电一体化技术未来发展的主要趋势，例如，当前许多工程机械中都实现了网络控制的监控系统的应用，计算机网络的渗透不仅能够实现机电一体化在操作上的先进性，同时能够使其具备强大的数据处理功能，对工程机械各个系统的运行状态的数据进行整理分析，能够发现运行过程中出现哪些问题，哪里需要改进，这对工程机械的发展有着重要作用。
（四）个性化趋势
不同种类的工程机械对机电一体化技术的要求不尽相同，这就促使机电一体化技术向着个性化方向发展，机电一体化要具备自身的个性化特点，以此来满足不同种类工程机械的需求，当前机电一体化个性化发展已经初见效果，呈现出了智能制造、模拟制造、敏捷制造等个性化的特点。
（五）环保化
关键词：工程机械；机电一体化；应用
1工程机械中机电一体化技术概述
1.1工程机械
工程机械是工业生产、机械制造的重要组成部分，其包括在施工过程中对路面的养护、流动式装卸作业以及在实际工程施工中综合性的机械化工程所需的机械设备等。随着我国工业化进程的不断加快，我国现代化工业也有了突飞猛进的发展，工程机械也得到了明显的改善和加强，从最开始的主要依赖于人力施工逐渐演变成机械化施工，不仅仅节省了人力成本，而且也能规避掉人为误差，进而确保整个工程建设的工作质量。在这基础之上，将机电一体化技术和工程机械有效融合，不仅仅推动了工程建设的工作效率，也改良了整个施工的质量。
1.2机电一体化
机电一体化属于机械工程的重要组成部分，也可以称为机械电子工程，它有效地结合了机械技术、微电子技术等多种技术，并且综合应用到人们的实际生产生活中。从发展的眼光来看，现阶段我国正处于社会发展的转型时期，同时也是工业化加快的关键时期，因此需要把握当下时机，以促进工业技术大力的发展和运作。在工程机械中运用到机电一体化技术，十分符合当前我国发展的需要，不仅能够改善传统机械技术水平，还能够有效地推动机械工程的综合性和系统性发展，而且可以改良传统机械工程人力施工的局限性，从而减少工程生产中人力、物力、财力的浪费，在一定程度上使工程生产过程中具有技术性、安全性、经济性、环保性。据调查，当前在整个工程生产中，机电一体化被广泛应用于工程机械的电子控制设备、运输设备以及原材料的加工设备、机械设备维修工作，大大增强了整个工程生产的效率，也促进了我国机械设备的发展和提高。目前我国实际的工程机械设备远远满足不了现代化工程机械生产的需求，大量的工程机械设备依然需要进口，这对我国机械发展产生严重的威胁，有关部门一定要予以重视[1]。
2工程机械中机电一体化技术的应用特点
机电一体化广泛应用于工程机械中，为工程生产带来一定便利的，同时也加快了现代工程技术向着技术化、科技化迈进。在工程机械中机电一体化技术的应用有很多特点，笔者例举以下几点，供相关人员参考。
2.1自动检测
自动检测是机电一体化应用中最为关键重要的特点，自动检测是机械在运行过程中对运行结果进行的实时反馈。在机械运作中，如果在检测过程中出现了机械问题、机器设备故障或是人为操作失误等情况，系统会自动采取报警功能，并且对出现故障的位置做到准确有效的定位，大大减少工作人员的工作难度，也提高了工程机械的运行效率和使用寿命。
2.2高精度
在工程机械中不断推一体化技术，能够有效规避在操作过程中因为操作不当而带来的误差，同时也更好地维护机械工作的效率和精准度，从而对工程施工的各个环节都能达到有效控制，也规避了人工操作的难度，提升了工作质量。
2.3自动化
在传统的工程操作中，一方面因为工作人员缺乏一定的专业知识和技术素养，另一方面是由于机械设备的老化陈旧等因素，致使机械操作过程中发生故障的概率越来越多，严重阻碍了生产进度的同时，也对工作人员的人身安全造成一定威胁。而随着工程机械中引用机电一体化技术，可以有效规避上述问题，因为机械系统都是自动控制的，一方面节省了人为工作量，减少了人力、物力、财力的浪费，也为工作人员减少了工作难度，从而大大提高了工作效率，也推动了机械操作正常生产运作。
3机电一体化技术在现代工程机械中的应用
机电一体化在机电工程机械中的应用非常广泛，不仅仅为工程机械增加了安全保障，更为生产效率的提高、生产质量的稳固提供了一定的空间，下面就举一些机电一体化技术在现代工程机械中的应用表现。
3.1机电一体化技术在现代工程机械中的监控应用
现代工程机械保护着各种复杂的机器设备及零件，在实际操控过程中，机械设备正常运转需要不同设备都要进行有序配合，并且还要保证机械运行状态是实时有效的，确保其运作的实时性、高效性、稳定性。在机电一体化技术的运行下，机械设备能对自身运行情况做到时刻监控，一旦在运行过程中出现故障或者是危险操作等情况，那么系统中会自动进行识别，并且发出必要的警报，节省了传统工程机械人工排查故障的繁琐性，工作人员只需要按照警报或者显示器就可以清楚地找出设备的运行故障，大大增加了机械生产的效率，也保证了工作人员的安全。
3.2机电一体化技术在现代工程机械能耗控制中的应用
随着工业化的不断深入，工程机械的发展也逐渐形成规模，朝着系统化的趋势迈进，这就大大增加了对于能源的需求，从某种意义上来讲，控制能源的消耗已经是当前现代化工业的关键环节，在工程机械中，运用机电一体化技术能够逐渐控制工程机械能源的不足，举例来看，针对液压挖掘机这种大型机器能源的利用率不会超过百分之三十，这也严重导致了对于能源的浪费问题。随着机电一体化在现代工程机械中的不断应用，大大提高了能源的可利用率，当前一些发达国家在原有基础上逐渐对机电一体化进行不断改良和完善，能源消耗得以控制。在我国现阶段，当前的机械设备多是以柴油发动机来运作的，目前我国逐渐提高柴油机的排放质量，让能源消耗和机械设备运行质量上相平衡，随着实践不断深入，大大提高了能源的利用率，从而促进其可持续性发展。
3.3机电一体化技术在现代工程机械精度控制中的应用
在工程生产中，工程机械的精准度直接决定着整个工程的质量以及工程施工的进度，因此机械精准度是现代工程技术的关键因素，在机电一体化技术的支持之下一部分机械的应用能够实现全自动化控制，例如在实际生产过程中，混凝土的搅拌技术会因为机械设备的老化、原材料的不达标而对成品制造精度产生一定的误差，通过对机电一体化的合理运用，可以有效改良混凝土的配比均匀度，确保其施工的精准度，提高了混凝土的价值，同时也大大节省了工程生产中的成本，减轻了实际工作中工作人员的难度，另外也对机械设备施工精准度的提高起到至关重要的作用[2]。
4机电一体化技术在现代工程机械中的应用展望
4.1现代工程机械中机电一体化技术应用智能化
传统机械工程多是以人力手工为基础，这大大制约了生产效率，而且手工作业相对来讲复杂性比较高，在处理机器的维修和运输时，有相当大的危险性。随着互联网技术的普及，现代工程机械多是以智能化形式，这也符合当机电一体化的发展形式，未来机电形式的许多功能都会加入智能化的运作，比如机器加工功能、维修功能或者是运输功能，随着科学技术的不断进步，现代工程会出现更多的自动化、智能化。
4.2现代工程机械中机电一体化技术应用网络化
传统的工程中，因为需要人工操作，多采用手动形式去控制机械部件，这大大制约了机械的运行效益和运作质量，而随着互联网技术的不断普及，现代工程机械中机电一体化技术逐渐朝着网络化的趋势发展，由网络的形式控制人工的自动化运作，不仅降低了工作人员的工作难度，也能够有效减少了人力物力财力的浪费，从而最大程度地减少了因为人工因素所导致的经济成本，更为经济转型升级提供了一定的发展空间。
4.3现代工程机械中机电一体化技术应用绿色化
环境保护问题是当前我国重点关注的问题，在未来的现代化机械工程中的几点一体化发展中，一定要把环境问题放在重点考虑位置，对资源进行再利用，对于二次半成品要做到创新加工，从而使现代化机械操作向着可持续的发展趋势迈进。未来机电一体化的发展规律一定是结合目前的实际情况，符合当前绿色生产的观念，对机械操作进行创新和改进，同时也满足了在实际生产中无污染、高效率的生产观念，符合当前时代绿色生产的发展需要。4.4现代工程机械中机电一体化技术应用微型化机电一体化和微型电子机器相结合，更好地促进我国机械工程的发展，依照发展的眼光来看，未来工程机械所生产的产品会应用于人们日常生活的各个方面，基于此，所加工生产的产品大多数符合质量小、占地少、面积轻等特点，也能满足随着人们随身携带的需求。更重要的是，微型电子化产品应用于人们的日常生活中，较传统的工程机械产品而言，更符合质量检测标准，性能也愈加完善，在未来现代工程机械中机电一体化技术应用微型化逐渐是发展新一代的趋势[3]。
[关键词]煤矿机械 机电一体化 应用
中图分类号：TD60 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0051-01
1、机电一体化技术应用煤矿开采的重要意义
（1）随着科学技术的进步以及计算机技术和信息技术的不断发展，新的机电一体化技术又将传感器检测技术融合进来，增强了煤矿机械设备的可靠性。例如大部分采煤机上的变频器就采用PLC控制，从而实现了更好的在线监控和机械设备故障自我诊断，极大地提高了采煤机的可靠性，从而保证了正常的煤矿生产。（2）机电一体化有利于安全生产，煤矿井下作业环境阴冷、潮湿、粉尘多，对工人的身体健康的危害很大，采用机电一体化后，一方面可以减少人工作业，优化作业环境；另一方面，引入机电一体化能够实现信息化自动控制，能够实现机械设备功率实时变化，能够实现除尘机、采煤机、烘干机等机械设备的转速自动变速功能，大大降低机械的磨损。（3）现代煤矿生产中，生产效率决定着企业的发展水平和竞争力，无论是掘进机、采煤机的使用，还是皮带运输机和提升机的使用，都是机电一体化技术的体现。机电一体化技术的应用极大地提高了煤矿开采的生产效率。
2、煤矿机械中机电一体化技术的应用
2.1 机电一体化在采煤机中的应用
采煤机主要用于柱式双巷掘进方式，机电一体化技术在采煤机上的应用主要体现在由电牵引替代液压牵引，另外液压支架的控制系统也转换成微电子控制系统，两种应用都使得采煤机设备在开采的过程中动作更加顺畅和平稳，有利于提高采煤过程的安全性和可靠性。在运用电牵引的过程中，电动机中除了电刷与整流子具有一些轻微的损伤外，没有造成对别的元件的磨损情况，所以工作状态较稳定，可以减少故障的发生，将电牵引采煤机使用期限延长增加经济效益。电牵引的结构较简单，并且工作效率高。电牵引采煤机机械中的机械传动部分是由简单而尺寸小的结构构成，将电能转换为机械能也只用一次的转换就可以了，更是可以做到99%的高效率，相对于有些只能做到65%-70%的采煤机的效率而言电牵引采煤机效率更高。
2.2 机电一体化在矿井提升机中的应用
煤矿的实际生产过程中对煤矿井上和井下的运输过程以及系统提升需要更高的要求。全数字化提升机具有较高的可靠性，运用了总线的方法，将电器的安装进行了简化。同时，硬件的配置也很简单，并且能够互相的交融工作。当前，我国很多的煤在矿井下生产过程基本实现了皮带化，并且广泛的使用了大巷强力带式运输机运输的方式。计算机控制系统发展的速度也比较快，其系统具有故障诊断和自我保护功能，可以及时的处理在实际生产中的故障。
2.3 机电一体化在掘进机生产中的应用
掘进机械结合液压系统使生产过程得以实现。它的控制系统实现了保护和控制主控制器功能，并且具有操作箱液晶屏，可以实现故障记忆功能，它的开关箱和操作箱之间通过动力载波技术实现通讯，采用双芯通讯电缆达到，实际过程中通讯电缆通过快速插头进行的连接。设备的电气系统特点明显，它的设计理念新、保护功能齐全、显示功能较强、结构紧凑、安装简便。
2.4 机电一体化在安全生产监控设备中的应用
监控系统在大部分煤矿得到了广泛的安装或使用，监控系统可以有效地监控采矿系统、制动系统、动力系统、液压系统以及运输系统等。若被监控对象发生异常，监控系统可以及时发出警报，监控系统具有强大的优势。煤矿安全生产监控系统主要包括生产设备在线监控系统、自动报警系统和故障自诊断系统等。当出现故障的时候能够自动报警并且可以显示出故障所出现的位置和部位，从而提高机械设备的工作效率，简化设备维护检查工作，缩短停机维修时间。能够自动诊断系统是否出故障及故障原因。可以及时准确地发出警报能够提高设备的使用寿命，能够减少维修的成本和时间，可以有效提高安全事故责任人的管理水平。
2.5 机电一体化在支护设备中应用
现今液压支架的发展方向是采用电液控制，它的理念是将计算机技术和液压控制技术有机结合，进而形成定压的双向邻架，保证有效防止对顶板和支架产生的冲击荷载影响。国内采用智能型乳化液泵站能实现自行对油位的进行高度检测，进行自动配液，对乳化液浓度进行检测，实现自动对乳化液的浓度进行调节，如果产生浓度和规定值不符的现象，将产生声、光报警信号，实现定时进行反冲洗过程，对实际过程中的具体的用液量进行监督和控制，具备远程传输的功能。煤矿生产中所采用电液控制的支架技术最快移动速度可以达到三秒每架。乳化液泵作为提供高压液体的装置具有高压和大流量供液能力，并且能够结合支护设备所需的用液量自行调节。
3、机电一体化技术的发展前景
近年来，我国煤矿机电一体化技术取得不断地进步，煤矿开采中的每个环节基本上都有机电一体化技术的存在，但是相对于国际上先进的机电一体化煤矿开采技术，还是有一定差距的。要缩小这种差距，就必须从机电一体化技术发展的特点出发，掌握机电一体化技术的核心内容，主要包括煤矿机电一体化产品中的嵌入式计算机，以保证工作性能更可靠；通信系统中开放性和可靠性高的模块开发；更加智能化的生产监控系统等。（1）智能化：智能化可以使煤矿开采系统更完善，能够更好地满足煤矿生产中的安全性、经济性等要求。煤矿井下地形复杂，工作条件恶劣，各类安全事故时有发生。虽然人工操作难以避免，但煤矿智能化是一种趋势。（2）微型化：机电一体化更加微型化是指在煤矿机械生产中，机电一体化技术逐渐应用于微型领域。这是因为微型化具有体积偏小、便于操作等优点，它能够为煤炭机械发展提供更高质量的服务。（3）网络化：随着信息时代的到来，网络技术得到了迅速发展，从而把人们的生活生产紧密联系在一起。网络技术应用到煤矿生产中后能够对煤矿生产进行实时监控，能够提升煤矿生产的安全性能。鉴于这些优势，机电一体化在煤矿机械中必然趋于网络化。（4）环保化：现如今，环保提升为国家的重要日程。在煤炭生产中，环：保更是成为了一个重要问题。因此，在煤炭开采中，环保问题必须放在首要位置，摒弃传统煤矿开采方式，将废水回收再利用等进行科学、合理的规划，使煤炭生产得到可持续发展，使煤矿生产与地区经济保持协调发展。对我国目前的煤矿机电一体化技术的发展而言，未来的煤矿机械中机电一体化技术的发展还应该在通信能力上进行不断地钻研，这是为了满足将生产发展为自动化的现实需要。
结束语
随着技术的不断更新与发展，在煤矿机械中使用机电一体化技术的频率将会越来越高。机电一体化技术在煤矿生产中得到广泛的应用和推广，可以极大地提升了我国煤矿企业的开采生产实力，从而为实现高效、洁净、安全的煤炭工业生产打下了坚实的基础，在未来研发更好的煤矿机电一体化产品有助于我国煤矿生产向更加健康的方向发展。
参考文献
关键词：压路机，机电液一体化，技术，应用
我国西部大开发战略的实施使世界上有实力的压实设备公司看好国内大市场，给国内同行带来了机遇和挑战。免费论文，机电液一体化。。美国英格索兰公司在无锡建厂、美国卡特被勒公司在徐州建厂，3－5年内国外产品或独资公司生产的压实机械产品会占 30％以上，外资企业不仅引人硬件技术，还引进了软件技术和管理技术。众所周知，高科技带来高利润，机械产品的升级换代是市场选择企业的根本。免费论文，机电液一体化。。
1国外压路机机电液一体化技术的发展
1.1德国 BOMAG公司的自动压实控制系统
新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化，通过液压系统修正两轴之间的角度，用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。免费论文，机电液一体化。。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里，并可存人软、硬盘中，计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据（大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据）相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令，通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅，对压实力进行优化，既简化司机操作又改善压实均匀度。
1.2适压 Superpaye超级路面的压买系统
根据 Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青，在减少环境污染的同时增强路面承载力，工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。 Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况，还可自动调校振频、振幅和行驶速度，在最短时间内达到最理想的压实效果。
1.3用电子技术实现关键参数的实时监控
在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、润滑、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控；借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警；利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码，维修人员利用监控器读取故障码，便于快速排除故障。
1.4以机电液一体化技术为界面的新功能开发
国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统；德国宝马公司推出自动滑转控制系统，压路机可爬68％的陡坡；通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作；通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。
2国内压路机机电液一体化技术现状
国内压路机厂家在这方面也有了一定的进展，如湖南江麓机械厂开发的W1102DZ振动压路机具有自动驾驶作业系统，许多压路机也都设置了声光报警系统。尽管对关键参数实施了监控，而且控制方式独特、自成体系，安装维护简单直观，抗干扰能力强，但由于线束多，各功能单元之间的复合控制难以实现，传感器资源不能充分利用。随着监控信息量的加大，警报灯、仪表布置困难，其它自动控制的功能扩充困难。
3主要技术问题和解决方法
国产压路机存在着可靠性、耐用度差，监测手段落后的问题，作业质量受人为因素影响大，压实控制技术智能化程度低，操作舒适性差，当前筑路机械技术难点集中在控制与操纵系统的改进上。
我们可以通过引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液传感技术，从机械和液压两个方面来解决其控制问题。在传统的负荷传感和极限功率调节系统中引进电子传感元件和执行回路，使液压系统的调节品质和功能得到显著改善。即把系统的逻辑功能由电子装置承担；把能量转换、功率流切换和主系统过载保护（安全阀）由液压、气动装置承担；通过引人比例阀。PLC可编程控制和数据总线技术以及采用廉价而可靠的高速电磁阔而构成低成本的闭环控制系统；同时依靠电子元件反馈相应的参数值，建立完善的在线状态监测和故障诊断分析功能。免费论文，机电液一体化。。
4目前应抓的工作
机电液一体化技术的推广应用首先要解决观念更新问题，过分强调低成本竞争会把企业带人死胡同。诚然机械产品元件越少其可靠性会越高，但这种可靠性丧失了产品的多功能开发。国外正是看到了故障的必然性才会借助机电液一体化技术来防止故障、迅速发现并解决故障，同时也正是由于电子元件质优价廉，才使该项技术得到了最充分的利用和开发。免费论文，机电液一体化。。
其次要合理利用该技术则离不了引进、吸收和开发。如英格索兰、卡特彼勒两公司选用配置瑞土专业电子仪器制造商Geodynamik公司开发的计算机软件和控制系统，用于连续压实控制（CCC）的压实数据系统（CDS）以及用于处理CCC的PC软件程序。对于这些无力开发的技术要用有限的资金去引进，在消化和吸收之后国内科研部门应联合进行技术开发，利益共享。
成熟技术可以直接嫁接。目前国内全液压压路机广泛采用进日的发动机、行走和振动泵及马达。国内合资和独资公司生产的挖掘机，其发动机电子控制系统可以实现对发动机转速、停车等自动控制，而广泛采用的液压泵（如美国萨奥90系列泵）本身配有转速、压力等传感器接口。免费论文，机电液一体化。。萨奥为德国宝马公司H型振动压路机配备的自动滑转控制系统，其爬坡能力高达68％。德国力土乐公司提供相应的可编程控制器，它不像大型矿用设备复杂且响应慢。这些都可以通过借船出海，作为协作配套厂家可直接利用该项技术。
5结束语
随着科技的发展和用户需求的日趋主题化、个性化和多样化，产品技术含量的高低和功能的多样性直接影响着企业的利润和生存。跨国公司为降低成本，实施制造本地化及采购全球化战略，使制造业竞争日趋激烈。为此企业应充分利用以计算机。数控技术为代表的电子技术，提高机械产品的智能化水平，占领市场，让用户满意。
参考文献：
[1]《工程机械机电液一体化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01
[2]《机电一体化系统设计与应用》舒志兵等主编电子工业出版社:2007-01-01
[3]《液压与气压传动》宋新萍机械工业出版社2008年4月
[4]《机械设计制造及其自动化系列•先进液压传动技术概论》李松晶阮健弓永军编著哈尔滨工业大学出版社2008-03-01
