機(jī)電接口技術(shù)與機(jī)電一體化的發(fā)展畢業(yè)論文

1、<p><b>　　Xxx學(xué)校</b></p><p><b>　　Xx辦學(xué)點畢業(yè)論文</b></p><p>　　課題名稱：機(jī)電接口技術(shù)與機(jī)電一體化的發(fā)展</p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學(xué) 籍 號： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　導(dǎo)師姓名： </p><p>　　提交日期： </p><p>　　機(jī)電接口技術(shù)與機(jī)電一體化的

3、發(fā)展</p><p><b>　　(姓名)</b></p><p>　　摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。文章概述機(jī)電一體化的核心技術(shù),分析機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程,提出機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)的趨勢，以及由機(jī)電一體化發(fā)展而來的機(jī)電接口技術(shù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;核心技術(shù);發(fā)展進(jìn)程;發(fā)展趨勢；發(fā)展對策；機(jī)電接口技術(shù)&l

4、t;/p><p>　　一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)及發(fā)展</p><p>　?。ㄒ唬C(jī)電一體化的核心技術(shù)</p><p>　　1.機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ),機(jī)械技術(shù)的著眼點在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其高、新技術(shù)來更新概念,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。</p><p>　　2.

5、計算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機(jī)信息處理技術(shù)。</p><p>　　3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù),從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā),將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元,接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面,是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。</p><p>　　4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進(jìn)

6、行系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)計后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場調(diào)試,控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。</p><p>　　5.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官,是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強,系統(tǒng)的自動化程序就越高。</p><p>　　6.伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的

7、動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。</p><p>　?。ǘC(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程</p><p>　　1.數(shù)控機(jī)床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金,使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。</p><p>　　2.微電子技術(shù)的

8、發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年,經(jīng)過30多年發(fā)展,已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.可編程序控制器(PLC)的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期,美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種Modular DigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它

9、走向成熟,全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進(jìn)入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下,采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),采用開放的通信接口,如以太網(wǎng)、高速串口;采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實上的標(biāo)準(zhǔn);從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng),正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展,趨向于建立同一硬件平臺,運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng),執(zhí)行不同的DCS和P

10、LC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。</p><p>　　4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就,成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科,對于國家經(jīng)濟(jì)、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。</p><p>　?。ㄈ┑?/p>

11、型的機(jī)電一體化產(chǎn)品</p><p>　　機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。</p>&l

12、t;p><b>　　二、機(jī)電接口技術(shù)</b></p><p>　　接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要。接口技術(shù)有兩大類，其中機(jī)電接口技術(shù)是我們今天要探討的。</p><p>　　由于機(jī)械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別，兩者間的聯(lián)系須通過機(jī)電接口進(jìn)行調(diào)整、匹配、緩沖，因此機(jī)電接口起著非常重要的作用：</

13、p><p>　?。?）行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機(jī)的I/O芯片都是TTL電平，而控制設(shè)備則不一定，因此必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；另外，在大負(fù)載時還需要進(jìn)行功率放大；</p><p>　?。?）抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機(jī)系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離；</p><p>　?。?）進(jìn)行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當(dāng)被控對象的檢測和控制

14、信號為模擬量時，必須在微機(jī)系統(tǒng)和被控對象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，以保證微機(jī)所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間的匹配。</p><p>　　1）模擬信號輸入接口。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，反映被控對象運行狀態(tài)信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號（如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測用的測速發(fā)電機(jī)等）計算機(jī)要對被控對象進(jìn)行控制，必須獲得反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)信

15、號，而計算機(jī)只能接受數(shù)字信號，要達(dá)到獲取信息的目的，就應(yīng)將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接口——模擬信號輸入接口。</p><p>　　2）模擬信號輸出接口。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機(jī)變頻調(diào)速、直流電動機(jī)調(diào)速器、滑差電動機(jī)調(diào)速器等。而計算機(jī)只能輸出數(shù)字信號，并通過運算產(chǎn)生控制信號，達(dá)到控制生產(chǎn)過程的目的，應(yīng)有將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。

16、任務(wù)是把計算機(jī)輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號，以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器，達(dá)到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、多路模擬開關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。</p><p>　　3）開關(guān)信號通道接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數(shù)字量（開關(guān)量）信號包括：開關(guān)的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機(jī)的啟動與停止；閥門的打開

17、與關(guān)閉等。這些信號的共同特征是以二進(jìn)制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個狀態(tài)，此狀態(tài)作為控制依據(jù)。</p><p>　　三、我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)</p><p>　　機(jī)電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開

18、發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。</p><p>　　(一)我國“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢</p><p>　　1.我國用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度</p><p>　　2.我國用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。</p><p>　　3.我國用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量

19、和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在我國工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

20、機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。</p><p>　　另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次

21、、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。</p><p>　　(二) 我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)</p><p>　　我國在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。</p>

22、<p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 王宣銀,陶國良.機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向[J].機(jī)電一體化..</p><p>　　[2] 鄒慧君,廖武.機(jī)電一體化系統(tǒng)概念設(shè)計的基本原理[J].機(jī)械設(shè)計與研究.</p><p>　　[3] 亢金月,鄒慧君.機(jī)電一體化系統(tǒng)集成與融合[J].機(jī)械與電子.</