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兰州铁路技校：机电一体化专业技术简析

发布时间:2018-10-11 02:44:34

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兰州铁路技校：机电一体化专业技术简析

现代科学枝术的飞速发展，推动不同学科的相互交叉与渗透，并引发了所有工程领域一场技术革命。纵向分化、横向综合已成为当代科学技术发展的重要特点。由于微电子技术的飞速发展使机械工业的技术结构、产品结构、功能、生产方式及管理体系均发生了巨大变化，使得工业生产由机然化迈入了以机电一体化为特征的发展新阶段。今天兰州铁路技校的小编采访了机电一体化专业的老师，来带大家了解机电一体化的相关技术。机电一体化是各种技术相互渗透的结果，其发展所面临的共性关键技术可以归纳为机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、接口技术、柔性制造技术、系统总体技术等九个方面。

1.机械技术

机械技术是构成机电一体化产品的主体，采用新材料、新原理、新结构、新设计，来满足机电一体化产品体积小、质量小、准确度高、刚度大的要求，还要求动态性能好、热变形小、磨损小等。

2.检测与传感器技术

检测传感技术是机电一体化的关键技术，它将所测得的各种参量如位移、位置、速度、加速度、力、温度和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号以决定执行机构的运动形式和动作幅度。传感器检测的准确度、灵敏度和可靠性将直接影响到机电一体化的性能。

机电一体化系统要求传感装置能快速、精确、可靠地获取信息，而且价格低廉。目前，人们正在探索新的传感机理，开发各种传感功能的敏感材料，提高传感器的灵敏度、可靠性和抗干扰能力。

3.信息处理技术

信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储及输出技术，它们大都是依靠计算机来进行的，因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。机电一体化系统中主要采用工业控制机（包括PLC，单、多回路调节器，单片微控器，总线式工业控制机，分布式计算机测控系统等）进行信息处理。

4.自动控制技术

从某种意义上讲，机电一体化系统的优劣在很大程度上取决于控制系统的好坏，机电一体化系统靠控制系统完成信息处理功能。自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定的规律运行，该技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制、自适应控制等。

现代控制技术主要以状态空间法为基础，研究多输入、多输出、参变量、非线性、高准确度、高效能等控制系统的分析和设计问题。最优控制、最佳滤波、系统识别、自适应控制等都是这一领域研究的重要课题。

PLC与可编程控制技术是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术而开发的一种工业控制技术与系统，它对各种生产机械实现机电一体化有重要作用。

智能控制技术与系统在改善劳动条件、保证生产安全、提高产品质量、提高劳动生产率、有节奏地组织高效率柔性化生产和开拓新兴技术领域等方面都有明显的技术和经济效益，从而成为机电一体化控制技术发展的重要标志之一。

5. 伺服驱动技术

伺服传动技术是机电一体化的一个重要组成部分。它的作用是接受控制系统的指令，经过一定的转换和放大后，经伺服驱动装置(直流伺服电动机、功率步进电动机、交流伺服电动机、直线电动机和电液伺服阀等)和机械传动机构，实现机电一体化装置或系统的运动。它在很大程度上决定了机电一体化系统的加工性能。

伺服驱动技术主要是指在控制指令的指挥下。控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。执行机构主要包括电磁铁、伺服电动机、步进电动机、液压电动机、液压缸、气缸等。

6.接口技术

接口技术是研究机电一体化控制系统与外部设备之间如何交换信息的技术。在机电一体化系统中，外界的各种信息通过输入设备送到主控装置，而主控装置则将计算结果或控制信号传递给输出装置或执行机构，以便显示、打印或实现各种操作。系统在运行过程中，信息的交换是频繁发生的，因此，提高输入输出信息的效率，使控制装置适应外围设备的要求，使整个机电一体化系统工作灵便、效率高，这些都是设计接口电路和接口技术所必须考虑的问题。

接口技术是将机电一体化产品的各个部分有机地连接成一体。中央控制器发出的指令必须经过接口设备的转换才能变成机电一体化产品的实际动作。而由外部输入的检测信号也只有先通过接口设备才能为中央控制器所识别。

7. 监控与诊断技术

监控与诊断技术对于保证机电一体化设备的可靠运行，充分发挥其效能具有重大意义。机电一体化系统规模的扩大和自动化程度的日益提高，促进了设备状态监测和诊断技术的发展。监测应包括测量加工过程的物理状态、工艺状态及工艺效果等方面的内容。诊断则可通过故障机理研究，根据设备故障模型，把设备诊断分为状态型诊断、性能型诊断和功能型诊断。通过诊断，可预测系统的功能及可靠性，识别故障原因、部位及程度，决定维度方案及案及方法。随着诊断技术的发展，为了使一个庞大的机电一体化系统能实现不停机维护，容错技术的广泛应用，使系统在元器件有故障的情况下，其功能不受影响。而人工智能、专家系统的引入，则使诊断技术进入了一个崭新的阶段。

8. 柔性造系统(FMS)

柔性制造系统(FMS)是将计算机中央管理系统和输送系统连接起来的一组加工设备，它不仅能进行自动化生产，而且还能在一定范围内完成不同工种的加工任务。它圆满地解决了长期以来难以解决的机械加工高度自动化与高度柔性之间的矛盾，是机电一体化的高技术典型产品。计算机集成系统、网络制造系统则是系统工程、管理科学、计算机技术和网络技术与机械制造技术的综合，是制造工厂的未来。

9. 系统总体技水

系统总体技术是从整体目标出发，用系统的观点和方法，把系统分成若干功能的子系统，对于每个子系统的技术方案都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑，对于子系统与子系统之间的矛盾都要从总体协调的需要来选择解决的方案。机电一体化系统是一个技术综合体，利用系统总体技术将各种有关技术协调配合、综合运用而达到整体系统的最优化。

上述技术的综合，产生了诸如机电一体化检测与传感技术、机电一体化I/O技术、可编程序控制技术、机电一体化智能控制技术与系统、柔性制造系统及计算机集成制造与网络制造系统等机电一体化典型设备与系统，它们代表了机电一体化控制技术与系统的发展方向。

甘肃北方技工学校（华山教育集团·轨道交通运输学校）为国家级重点技工学校，学校开设有铁道运营专业、国际邮轮专业、汽车工程专业、机电一体化专业、计算机应用专业、3D打印专业、学前教育专业、烹饪与酒店管理等专业。