毕业论文机电一体化2.docx

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毕业论文机电一体化2

毕业（论文）设计

题目：

国内机电一体化的发展方向和前景

院系：

机电工程系

专业：

机电一体化

指导老师：

马永杰

姓名：

邢孟

班级：

机电一班

学号：

0804360106

撰写日期：

2009年12月18日

商丘职业技术学院毕业（论文）设计任务书

题目：

国内机电一体化的发展方向和前景

姓名

邢孟

学号

0804360106

班级

机电一班

（论文）设计选题的来源、目的与意义：

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。

在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。

（论文）设计的主要内容：

1、机电一体化的核心技术。

2、机电一体化的发展趋势。

3、机电一体化的主要应用领域。

4、机电一体化的发展前景。

进度计划（进度时间、主要工作内容）：

第三周：

分析课题，查找资料。

第五周：

根据课题选择设计模式。

第六周：

针对难点进行讨论，并研究。

第七周：

根据分析的结果进行论文并修改。

主要参考文献：

1、李运华.机电控制.北京：

北京航空航天大学出版社,2003.

2、芮延年.机电一体化系统设计.北京：

北京机械工业出版社,2004.

（论文）设计工作起讫日期：

年月日至年月日

指导教师（签名）

专业教研主任

（签名）

国内机电一体化的发展方向和前景

摘要

机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。

文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。

关键词:

机械工业;机电一体化;数控;模块化

Domesticelectromechanicalintegrationdevelopmentprospect

XingMeng

（Mechanical&ElectricalIntegration,ShangQiuPloyTechnic,,HeNan）

Abstract:

Mechanicalandelectricalintegrationistheresultofmodernscienceandtechnologydevelopment.Itanalyzesthebasicthingsanddevelopingbackground,thecurrentconditionofhomeandabroad,andthetrendofmachineincorporation.

Keywords:

machineincorporation;technology;currentcondition;trend

摘要...................................................3

一、前言..............................................6

二、机电一体化概要及核心技术...........................7

（一）概要........................................8

（二）发展状况....................................8

三、机电一体化技术的主要应用领域............................8

（一）机电一体化趋势分类......................................8

四、机电一体化技术的发展前景...................................9

（一）机电一体化发展分类.................................10

总结..................................................11

参考文献...............................................12

致谢...................................................12

附录...................................................13

前言

现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。

在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由机械电气化迈入了机电一体化为特征的发展阶段。

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。

在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。

但其基本特征可概括为：

机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。

只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。

这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。

机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。

但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。

即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

第一章：

机电一体化的概要及核心技术

现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。

在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械化”

迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

第一节：

机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。

硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。

因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。

（一）机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。

现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。

只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

（二）传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。

为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。

对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。

（三）信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。

为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理度,并解决抗干扰及标准化问题。

（四）驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。

目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

（五）接口技术

为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。

接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。

目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

（六）软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。

为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

第二章：

机电一体化技术的主要应用领域

第一节：

机电一体化趋势分类

（一）数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:

1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。

3、WOP技术和智能化。

系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工

过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二）计算机集成制造系统（CIMS）

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。

它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

（三）柔性制造系统（FMS）

柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。

它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

（四）工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级