机电一体化论文勿抄

1、莱芜职业技术学院机电工程系2016届毕业生毕业论文论文题目机电一体化发展与应用专业年级 学号姓名联系方式 指导教师职称：完成日期：年 月 日目录【摘要】【关键词】第一章机电一体化概述第二章 机电一体化的发展现状（一）国内机电一体化发展现状第三章机电一体化技术的应用（一）机电一体化技术在钢铁企业中的应用.3.机电一体化技术在汽车行业中的应用（三）机电一体化技术与自动生产线,五、机电一体化技术在机器人中的应用（一）智能化5.（二）数字化6.（三）模块化6.（四）网络化6.（五）人性化.7.（六）微型化7.（七）环保化7.5第五章结束语8四、 第四章 机电一体化技术的发展趋势,六、第六章参考文献【摘

2、要】社会科学技术的飞速发展给社会生活生产带来T巨大的影响,对于现在发展较快机电体化技术得 至广泛的应用同时也促进了社会经济的发展。机体化是现代肢发展勺必然结果具有广阔的发展前 景。本文简述了机电体化技术的基本概念、应用领域和发展方向。在数控机床自动机与自动生线、机器 人汽车电子化产品具有十分现实勺意义。并且在光机体化、自律分配系统化全息系统化生物一软 件微型电化是机电一体化的重要发展方向。【关键词】机电一本化应用发展"Abstract"society the rapid developme nt of scie nee and tech no logy, a huge im

3、pact on social life, for now the rapid developme nt of tech no logy, is widely applied, but also to promote the social and econo mic developme nt. Mechatr onics is the in evitable result of the developme nt of moder n scie nee and tech no logy, has a bright future. This paper describes the tech no l

4、ogy of basic con cepts, applicati ons and developme nt. In CNC mach ine tools, automatic mach ines and automatic producti on lin es, robot,autoelectr oni cproductss of greatpractical sig nifica nceSystematizancbptical- mechanical-electricaihtegration, self-distribution, holographicsystematizationsof

5、tware, micro-electro-mechanicaleatures one by one is an important developmendirection of Mechatr oni cs."Key words'Mechatr onics applicatio n developme nt一、 第一章机电一体化概述在不断的发展过程中,机电一化已经成为一、门具有单独体系的新型学,在不断发展相关技术勺同寸， 对于机电一体化技术我们要不断勺更新,但是对于机电一体化技术中基本特征都是m的,其中主要就是机电 一化系统具有综合运用机械技术自动控制技术计算机技术电力电子技

6、术微电子技术等组成,将各 个技术融合起来对于现的一些特定功能的价值,同时让整个系统处于最优化勺系统工程技术也就是促进 机电一体化技术的发展。机电一化是在以机械电子技术和计算机科学为主的多、门学科相!渗透相互结合过程中逐渐形成和发 展起来的一、T新兴边缘技术学科而机电一化品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生 产出来的新一产品。初级的机电体化产品是指采用微电子技术代替和完善机械产品中的一分,以提高产 品的性能;而高级的机电一体化产品是用机电一体化技术使机械产品现自动化数化和智t牝,并使产 品性!实质的飞跃。因此机电一体化是在机级产品中的机构主功能动力功能信息处理能能和控制功能 上5

7、进电子技术和计算机技术并将机损装置和电子设备以及计算机件等有机结合起来构成的系统总称。机 电一体化技术同寸也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术微电子技术计算机和言 息处理技术自动控!技术电力电子技术伺BE动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技札近年 来随着微电技术和计算机应用技术勺快速发展,机电一体化技术领域在不断地T大和完善。目前机电一体 化的研究和开发主要包括计算机数控系统机器人计算机辅助设计/辅助制造系统柔性制造系统和计算机 集成制造系统等。机M化品和系统的特点是产品和系统功能的实是机构W有部分功I共作的吉 果这与传统机电设备中机械与电子系统相对独立，可以分别工作

8、具有本质的区别。第二章机电一体化的发展现状机电一体化的发展20世纪60年代以前为第阶段这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉 地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性!也特别是在第二次世界大战期间战争刺激了机械产品与电子技术的结合这些机电胎的军用技术,战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。卵时研制和开发能广泛和深发展已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70至80年代那二阶段可称为蓬勃发展阶 段这一期计算机技术控制技术通信技术勺发展为机电体化的发展奠定了技基础。大规模超 大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展为机电一体化的发展提供了充分的物质基砒20世纪90年代后期 开始了机

9、电一体化技术向智t能化方向迈进的新阶段机电一体化进入深入发展时期。一方面光学通信技术等 进入了机电一化彳微®工技术也在机电体化中崭露头脚出现了光机电一体化和微机电一化等新分支 另一面对机电一体化系统的建模设计分析和集成方法机电一体化的学科体系和发展趋势都进!了深入研 究。同时由于人工智能支术神经网络技术及光纤技术等领或取得的巨大进步,为机电一体化支术开辟了发展 的广阔天t这些研究将促使机电一体化W建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体R（一）国内机电一体化发展现状我国从20世纪80年代初开始进行机M化的研究和应用,国务院成立了机M化领导小组并将其列 为'863计划”在制定“九五

10、'规划和201（年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向 和由此可t带来的影响,许多大专院校研究加勾及一些大中型企业对这我术的发展及应用做了大量的工作。 虽然目前国内机电一体化技术与日本欧美等先进国家相比仍有定差?！6，但随着新技术革命的迅猛发展， 我a 大机电一体化技术的研究力度,并将其确定国家高技术重点究领域,给予优先支寺,并取得了一 定的成绩。（1）数控技术方面我国数控技术起步于195年,在功五'末期国产数控机床的国内市场占有率达50%, 配国产数控系统:普及型）也达到了 10%纵观我国数控技术近50年的发展历程特别是经过4个5年计划的攻 关总体来看取得很

11、好成绩。目前已具有年产数控系统30001套 主轴与进给装置50001套的生产t訪。 近十年来普通级数控机床的加工精如由10ym提高到5旳精密级加工中心贝从3-5 册到17.5 口 m并且超精密&工精度已开始进入纳米级（0.01 M工业W方面。我国 198年将机器人的研究开发列AS家技计划,现已掌握了机器人操作机的设 计制造技术控制系统和软件编程技术运动学和轨迹规划技术生产了部分机器人的关键元器件并进入实用 化阶段,开发出弧焊点焊喷漆装配搬运注塑冲压及前后1走爬墙水下作业的多种机器人。 目前,国内相关科研机构和企业已掌握了工器人操机的优化!造技术解解决了工W器人控制、驱动系 统的设计技术

12、机器人软件的设计和编程等关键技术还掌握弧旱、点焊及大型机器人自动生产线（工作站） 与周加套备的开发和制备技札现在我国从事熾人研发的单位有200多家,专1、T从事机器人产业开发 的企业有50家以上,中国市场上总共拥有近万台工器人其中完全国产的M器人（行业内规模比较大 的前三家工机器人企业）行业集中度占30%右。计算机集成制造系统方面。我国经过多年的理论和技术准备CIMSB经有了较快发展。目前已在青 华大学建成国家CIM工程研究中心在著名高校和研究单位建立了 7个CIM单元技术实验室和8个CIM培训 中比9。200年全国已有20多个省市、10多个行业、20（多家不司规模和类型的企业通过实施CIM应

13、用示 范工程取得了巨大经济效益。当前cims进步试点r应用已经扩展到机械电子、航空航天轻工、 纺织冶金石油化工等诸多领域正得至各行各业越来越多的关注和投入。三、第三章 机电一体化技术的应用（一）机电一体化技术在钢铁企业中的应用（1）在钢铁企业中的应用W很多对于机电中计算机集成制造系统在这种系统中的运用主要就是将人与 生产勺管理和生产经营制整个过程形成个整体可以很?的实现从材料到产品的整个过程的全面管理 保证一体化的控制。现场总线技术（FBJ这也就是常用的技术主要就是把现场链接设置的仪表与设置的控制在没备勺 数字和通信链各。通过采用现弋的信息技术,实现言息的智t化输,可以通过相关媒体进 1有效控

14、制,同时 还能实双向控制。交流传动技术也是I钢铁企业中常用的技术对于电力电子技术和微电子技术的运用中,交流调速技术 运用非常广泛发展速快,运用优越的交流技术在钢铁企业中十分普遍,数字技术勺发m矢量控制技 术实施比较难实现交流调速系统也不能达到要求。开放式制系统也就是指将信息交换规则形成共识,按照相应的标准设计系统可以很好的实现厂家产 品的兼容和互换，充分实现资源共享，对于开放控制系统也就是通过现代通信技术将各种控制设备和计算机相 结合，从而达到控制与经营管理的集成，通对其进行整体控制实现O和空制一体fc（二）机电一体化技术在汽车行业中的应用机电一化技术在各个行业得m泛运用,在车行业中主要有微机

15、控制发电机系统汽车雷达系统行 车制动系统中w应用,主要体现在一下几点：（1）通微机控制发电机系统控制发电单元的重要部位利用微处理器的发动机集成大规模电各,在对每 个传感器接受的信号传输i发电机信号模拟利用数字模式变为较强的号数字,再通过信号数将这些信息 作为基础,同时在控制发电机中的燃料需求比较大对点火时间气效率都有计算,最后W较好的寸 间进行有效输,主要是对空气和燃料质量之、间作寸比,控制之间的比适量。当燃料与空气勺比例增加寸， 燃料十分稀薄,点火就会常困难,反之比例减少时,打火就会容易很多o汽车雷达系统在我们的生活中我O很多时候都会找停车位同时还需要至车,在汽车行驶过程中我 们要减速观察周

16、围的环境,同寸还要有效的做周围的障碍物,雷达系统也就是在我们遇到障碍物的是时进亍 自动报警,提醒司机避免发生交通事故,这在日常生活中运用非常广乏,同寸也方便了我们的日常生舌。行车制动系统对于行车制动系统主要就是为了让汽车在行驶过程中伽很？的停车同寸保证汽车 行驶的安全生,这也就是行车制动系统的作用,在之前一般都是在汽车后轮上安装汽车制动系统但是随着汽 车质量和行车速度的需要,仅仅靠后轮停车制动根本僦很好的满足刹车，因此在備车前轮也安装了行车制 动系统，运用T机电一化技术也就更好的防止了交通事故勺发（三）机电一体化技术与自动生产线在国民经济生产和生舌中广乏使用的各种自动机械自动生产线及各种自动化

17、设备是当前机电一体化技术 应用的又一具体体现。如口200（一8000瓶的啤酉自动生产线1800一 1200（瓶/h的O罐灌装生产各 种高速香烟生产线各种印刷包装生邈 由B政信函自动分捡处理生产线易拉罐自动生线FEBO型三层共 挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等这些自动机或生产线中rw用了现弋电子技术与传感技术。女呵编程序 控制器变频调速器人机界面控制装置与光电控制系等。（四）机电一体化技术在机器人中的应用机器人是20世纪人类最伟大的发明之一从某种意义上讲,一个国O器人技术水平的高低反央了这个国 家综合技术力的高氐机器人已在工业领域得到了广泛4应用,而且正以惊人的速度不断向军事医疗、服务、 娱乐等业

18、领域扩展。毋庸质疑21世纪机器技术必将W更大的发®成为各国必争的知识经济至高点。在计算机技术和人工智t能科学发展的基础上产生了具有感知思维和行动功能的智IB器人是机构学 自动控制计算机人工智能微电子学光学通讯技术传感技术仿生学等多种学科和技术的综合成果。 智t和器人可获取、处理和识8哆种信息自主地完成较为复杂的操作任务比一般的工側器人具有更的灵 活登、机动性和更广泛狮用领或智胃豹器A作为新一弋生产诩K务工具在制造领则陆造领域具叭 泛更重要的位置如核工业水下空间农业工程机械（地上和地下）、建筑、医用、救灾排验、军事 月服务娱乐等方面,可代替人完成各种工很同时,智I机人为自动化信息化的装

19、置与设备完全可以进人 网络世界发挥更多 更大的作用这对人类开辟新T业提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。四、第四章 机电一体化技术的发展趋势（一）智能化智能化是21世纪机电一化技术发展一重要发展向。人工智能系是一个知识处理系统它包括知 识表示、知识用和知识获取三个基本问题其最终勺目标是模拟人的问题求解推理、学习。人工智I在电 一体化建设中的研究日益得到重视机器人与数控机床勺智能化就是重要应用。“智能化'是对机器亍为的苗 述是在制理论的基础上吸收人工智能运筹学计算机科学模糊数学心理学生理学和混沌动力学等 新思想、新方法模拟人类智能使它具有判断推理逻辑思维自主决策等能力以求莊更高的控

20、制目标。目 前专家系、模糊系统、神经网络以及遗传算法是机M化品（系絢实现智能化的4种主要技术它们 各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高,将会出W能制造系统控制器来模拟人类专 家W能制造活动并会对制造中出现勺问题进行分析判断、推理、构思和决策全息系统机电产品勺'全息”功能将越来越明显智胃牝程度也越来越高。这主要是由于模糊技术信息技术特&是 软件和芯片支术勺发展。此外,从简单的“自上而下'系统的层次结构的情况已经变成了一个复杂的有更多的莱芜职业技术学院毕业论文 双向链路冗余。（二）数字化机电一化技术在接口技术和为控制其中也是具有一定的基础,同时还要不断的

21、发展电子产品的数字技术 也啖展的数控机床和机器人。同时在计算机网络技术的迅速发展中,我机电产品数化设计奠定了基础，比 女虚拟设计和计算机集成制造等。（三）模块化对于机电产品的模块化相对来说这是一项常重要而十分艰巨的任务,对于种类繁多的机电一体化技 术,对其研究和开发的难度相对较大,所以对于机电一体化产品的单元模块是一复杂的工作,同时曲騙有 前途的工作。机电一化产品和技术可分为机械电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术 可以减少产品的开发和生产成本,提高不同产品间的零部件通用化程度,提高品的可装配生、可隹修性和可 扩展性等=融合机械电子和软大部分的机电一体化模块代表了未来产

22、品的发展向,具有高度自主性 良好的协调伽组织生的特点。总之 模块化设计与制造是机电一化系统的基本方法和发展趋势。随着微 处理器性1能价格比的迅速提高和微机械电子（MEM技术的飞速发展,各种机电一化模块将越来越多地出现 在市场上。利用这些模块可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一化产品。机电一化是许多科学技术发展的结晶是社会生产力发展!一定阶段的必然要求。21世纪机电一体化技 术将成为机工业的主角在各方面均可带来显著的经效益和社会效益。机电一体化勺出现不是孤立勺,它是 许多科学技术发展的结晶是社会生产发展到一定阶段勺必然要求。随着科学技术的发展各种技术相互蛤 的趋势将越来越明显,以机械技术微电

23、子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋 势，机电一化技术的广阔发展前景也将越来越光明。（四）网络化网络技我们每个人都很熟悉,网络技术也 W 各个行业,同时也带来了巨大的改革,在网络普及的社 会中,我们应该全面运用网络技术也要将机电一体化技术面向网络化发展,对于网络技术中远程空制和监督 技术也就电一体化的体现对于远程控制我'®不断的开发利用。计算机支术的突出成就是网络技札网络技术的兴起和飞速发展给科学技术工业生产、政治军事教育等人们日常生活都带来了巨大的变革,同样也给机体化技术带来了重大影向,例败砸过网络对机电一体 化设备进行远程控制。各种网络将全球经济生

24、产连成一片企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品旦大势利用家庭网络（home nd将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（computeri ntegrated applia ncesystemf使人们在家®分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电体化产品无疑朝着网络化方向发M（五）人性化人性化是每一个产品发展的必然趋势,在对产品勺发展必须保证人性化的发展,对于机电一体化勺 产品不但要保证产品的性!纳,还要更子的进行造型和色彩方面的协调,让这些产品®r大人民群众的认 同和喜爱，同时也更M贴近自然，更接近生人们活习惯。（六）微型化目前,利用半导体器件制造过帥

25、的蚀刻技术,在实验室中产生勺亚微米的机械部件。当我们把这个结果用 于实际产品没有必要分机械部分和控制器。将完全机卿电子的“融合',机体执行器传感器等CP可以 集成在一起体积很小和一个自我调控元件的形成的微观机制是机电一体化的重要发展向。微型化，是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。近十余年来，微机电系统 （MicroElectroMecha nicSyste）作为机电一化技术的新尖端分支而倍受重视泛指几可尺寸不超过 1cm的机电l体化产品并向微米、纳米级发展。微机电系统高度融合了微机械技术微电子技术和软件技术 发展难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小由于结构的微型化

26、在材料机构设计摩察 特性、力工法孤试与定位及§驱动方式等方面都产生了一些特殊问题。微机电一体化产品体积小耗能少运动灵活可进入一般册无法进入的空间,并易于进!精细操作， 因此在生物医疗军事信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生医学航空天 信息技术 工业乃 至国防等领域都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过时的蚀刻技术在实验室中已制造出亚 微米级的机械元牛。（七环保化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面物质丰富生活舒适另一方面,资源减少,生态环境受到 严重污染。于是人们呼吁保护环境资源回归自然绿产品概念在这种呼声下应运而生绿色化是时弋的趋势。绿产品在其设计、制造使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保m类健康 W,对生态环境无害工业勺发展使得资源减少,生态环境受!严重污染=绿色化成了时代的趋势,产品的绿色化更成了适应未来发 展的一大特&女果们1把机戒产品和制造机械产品的