機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展(機械系畢業(yè)論文)

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計 論 文</p><p>　　題 目：機電一體化技術(shù)的應用與發(fā)展</p><p>　　系 別： 機械工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 機電一體化 </p><p>　　學 制： 3年 </p><p>

2、;　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指 導 老 師： </p><p>　　二O 一四 年 五 月 十九 日</p><p><b>　　摘　要</b></p><p

3、>　　機電一體化是一種復合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。文章簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。</p><p>　　關(guān)鍵詞 機電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢；產(chǎn)品功能；協(xié)調(diào)和綜合</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒

4、論5</b></p><p>　　第1章 機電一體化的基本概念6</p><p>　　1.1 基本概念6</p><p>　　1.2 機電產(chǎn)品的優(yōu)越性6</p><p>　　1.3 機電產(chǎn)品的分類7</p><p>　　第2章 機電化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點9</p&g

5、t;<p>　　第3章 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢11</p><p>　　3.1 機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程11</p><p>　　3.2 機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向12</p><p>　　3.3 機電一體化技術(shù)的應用 13</p><p>　　3.4 機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢14</p

6、><p>　　3.5 典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢16</p><p>　　3.5.1 數(shù)控機床16</p><p>　　3.5.2 自動機與自動生產(chǎn)線17</p><p><b>　　總結(jié)18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b><

7、/p><p><b>　　感謝辭20</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。</p><p>　　機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身

8、體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化

9、系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。</p><p>　　第1章 機電一體化的基本概念</p><p><b>　　1.1 基本概念</b></p><p>　　機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部

10、分組合而成。機電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應用,機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機電一體化技術(shù)，是機械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。機電一體化是在以機械、電子技術(shù)和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的一門新興邊緣技術(shù)學科，而

11、機電一體化產(chǎn)品是在機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計算機技術(shù)生產(chǎn)出來的新一代產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)同時也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機和信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)</p><p>　　1.2 機電產(chǎn)品的優(yōu)越性</p><p>　　與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性：

12、</p><p>　　1. 使用安全性和可靠性提高</p><p>　　機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。</p><p>　　2. 生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高</p><p>　　機電一體

13、化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機床對工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機床提高5 ～6 倍。</p>

14、<p><b>　　3．使用性能改善</b></p><p>　　機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預設的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，系統(tǒng)可重復實現(xiàn)全部動作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作。 <

15、/p><p>　　4. 具有復合功能并且適用面廣</p><p>　　機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復合技術(shù)和復合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調(diào)節(jié)、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過電流

16、與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應用范圍大為擴大。</p><p>　　5.機電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時，可通過改變控制程序來實現(xiàn)工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現(xiàn)場參數(shù)變化的需要</p><p>　　這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品， 可以事先存入若干套不

17、同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產(chǎn)品的自動化檢驗和自動監(jiān)視功能可對工作過程中出現(xiàn)的故障自動采取措施，使工作恢復正常。</p><p>　　1.3 機電產(chǎn)品的分類</p><p>　　機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機電一體

18、化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類： </p><p><b>　　1. 數(shù)控機械類</b></p><p>　　主要產(chǎn)品包括數(shù)控機床、機器人、發(fā)動機控制系統(tǒng)以及全自動洗衣機等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為機械裝置。</p><p><b>　　2. 電子設備類</b></p><p>　　

19、主要產(chǎn)品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為電子裝置。  </p><p><b>　　3.機電結(jié)合類</b></p><p>　　產(chǎn)品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT 掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為電子裝置和機械裝置的有機結(jié)合。</p><p>

20、;<b>　　4.電液伺服類</b></p><p>　　主要產(chǎn)品為機電液一體化的伺服裝置， 如電子伺服萬能材料試驗機。這類產(chǎn)品的特點是執(zhí)行機構(gòu)為液壓驅(qū)動的機械裝置，控制機構(gòu)是接受電信號的液壓伺服閥。  </p><p><b>　　5.信息控制類</b></p><p>　　包括傳真機、磁盤存儲器、磁

21、帶錄像機、錄音機、復印機等。這類產(chǎn)品的主要特點是執(zhí)行機構(gòu)的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外，機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。</p><p>　　第2章 機電化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點  </p><p>　　機電一體化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機電一體化產(chǎn)品具有自動化、智能

22、化和多功能的特性，而實現(xiàn)這種多功能一般需要機電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實現(xiàn)這些功能的各個組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。</p><p><b>　　1．機械系統(tǒng)</b></p><p>　　機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)包括機身、框架、機械傳動和聯(lián)接等機械部分。這部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，

23、0;因此對機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求， 需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾。</p><p><b>　　2.動力系統(tǒng)</b></p><p>　　動力系統(tǒng)為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動力功能，去驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作以完成預定的主功能。動力系統(tǒng)包括電、液、氣等動力源。機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅(qū)動電路等。</p><p>&l

24、t;b>　　3.傳感與檢測系統(tǒng)</b></p><p>　　傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統(tǒng)的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統(tǒng)的功能一般由測量儀器或儀表來實現(xiàn)，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。  </p><p

25、>　　4.信息處理及控制系統(tǒng)</p><p>　　根據(jù)機電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測系統(tǒng)反饋的信息，并對其進行相應的處理、運算和決策，以對產(chǎn)品的運行施以按照要求的控制，實現(xiàn)控制功能。機電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。 </p><p><b>　　5.執(zhí)行機構(gòu)</b>&

26、lt;/p><p>　　執(zhí)行機構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動作， 實現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構(gòu)一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)因機電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對象不同而有較大的差異。執(zhí)行機構(gòu)是實現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個產(chǎn)品的性能，因而是機電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機電一體化產(chǎn)品的五個組成部分在工作時相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，

27、各組成部分通過各種接口及其相應的軟件有機地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。</p><p>　　第3章 機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　機電一體化技術(shù)是面向應用的跨學科的技術(shù)，它是機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更新日新月異。</p><p>　　

28、3.1 機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程</p><p>　　“機電一體化”這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當時及70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機電一體化技術(shù)”與“機械電子學”并用，近年來“機電一體化”更流行使用。</p><p>　　80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體

29、化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。</p><p>　　信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產(chǎn)生了“光機電一體化

30、”的新領(lǐng)域。</p><p>　　進入90年代，通信技術(shù)進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，

31、但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。</p><p>　　3.2 機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向</p><p>　　以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。專家預測，機電一

32、體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：</p><p>　　1.光機電一體化方向</p><p>　　一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學技術(shù)，利用光學技術(shù)的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.柔性化方向 </b></p

33、><p>　　未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。<

34、;/p><p><b>　　3.智能化方向 </b></p><p>　　今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。 4.仿生物系統(tǒng)化方向  </p><p>　　今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動

35、態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。</p><p><b>　　5.微型化方向  </b></p><p>　　目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制

36、造出亞微米級的機械元件。當這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要再區(qū)分機械部分和控制器部分了。那時，機械和電子完全可以“融合”機體，執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型化是機電一體化的重要發(fā)展方向。</p><p>　　3.3 機電一體化技術(shù)的應用</p><p>　　1. 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應用 </p><p>　　傳統(tǒng)機

37、械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟的基礎(chǔ)上，靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復性來獲得競爭優(yōu)勢的，它強調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率，其生產(chǎn)盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業(yè)是以信息為主導，采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術(shù)和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)，其特征是全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造?，F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計算機技術(shù)

38、，使制造技術(shù)提高到新的高度。近年來，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如計算機數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。</p><p>　　2. 在飲料行業(yè)中的應用 </p><p>　　機電一體化技術(shù)是當今發(fā)展最快、應用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機械的開發(fā)、設計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產(chǎn)

39、線的自動化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設備?？梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設備產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其國內(nèi)、國際競爭能力。</p><p>　　3. 在鋼鐵企業(yè)中的應用</p><p>　?、?計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS) 鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一

40、體化控制。</p><p>　?、?現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT) 現(xiàn)場總線技術(shù)是連接設置在現(xiàn)場的儀表與設置在控制室內(nèi)的控制設備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。</p><p>　?、?交流傳動技術(shù) 隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于

41、交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。</p><p>　?、?開放式控制系統(tǒng) “開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信

42、網(wǎng)絡使各種控制設備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。</p><p>　　⑤ 分布式控制系統(tǒng)(DCS) 分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系

43、統(tǒng)的主要潮流。</p><p>　　隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。</p>

44、<p>　　3.4 機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢</p><p>　　1.智能化 智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。&l

45、t;/p><p>　　2. 微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復。</p><p>　　3.模塊化 是一項重要而艱巨的工程。

46、由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標準化、系列化。轉(zhuǎn)</p><p>　　4.網(wǎng)絡化 網(wǎng)絡技術(shù)的興起和飛速發(fā)展

47、給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變革。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。</p><p>　　5. 自源化 自源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太

48、陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。</p><p>　　6. 人性化 人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說更自然，更接近生活習慣。</p><p>　　7. 微型化 微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電

49、系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。</p><p>　　8. 綠色化 工業(yè)發(fā)達給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果，所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)

50、而可再生利用的產(chǎn)品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。</p><p>　　3.5 典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢</p><p><b>　　3.5.1數(shù)控機床</b></p><p>　　目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近

51、320萬臺），但數(shù)控機床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達國家數(shù)控機床占10％）。近些年來數(shù)控機床為適應加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。</p><p>　　1、高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速

52、移動速度由過去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達15G；直線電機在機床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機。</p><p>　　2、高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機床達到0.0

53、005mm左右；納米級機床達到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。</p><p>　　數(shù)控中兩軸以上插補技術(shù)大大提高，納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達到1u的圓度，插補前多程序預讀，大大提高了插補質(zhì)量，并可進行自動拐角處理等。</p><p>　　3、復合加工，新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形

54、零件。同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機床，串并聯(lián)絞鏈機床等，采用特殊機械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運算方式，特殊編程要求。</p><p>　　4、使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床“如虎添翼”。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達1000m/min，加工鋁件能達5000m/min。</p><p>　　5、數(shù)控機床的開

55、放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機床開動率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計算機集成制造、網(wǎng)絡制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。</p><p>　　3.5.2 自動機與自動生產(chǎn)線  　　在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的

56、各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設備，是當前機電一體化技術(shù)應用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機或生產(chǎn)線中廣泛應用了現(xiàn)在電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國

57、的自動機與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達到或超過發(fā)達國家上一世紀80年代后期的水平。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護和管理這些設備的相關(guān)人員的需求也越來越多。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　機電一體化是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。21世紀,機電一體化技術(shù)將成為機械

58、工業(yè)的主角，在各方面均可帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。</p><p>　　縱觀全文，機電一體化技術(shù)今后主要向5個方向發(fā)展:光機電一體化方向

59、、智能化、柔性化、仿生物系統(tǒng)化、微型化。</p><p>　　在這實習的幾個月中，我看到了許多自身的缺點，許多不足。更加全面的認識到了自己的不足。通過自己親身實踐，探索，學到了許多有用的知識，改正了自己的缺點，從而更加完善了自己。在工作中，我主要有幾方面體會：</p><p>　　1.團隊之間的合作是能否完成好工作的重要保障。在工作中，搞好人際關(guān)系是非常重要的。在遇到困難的時候，朋友的幫助

60、能讓解決困難變得更容易。人多力量大，就是這個道理。</p><p>　　2.只有真正去實踐過，才會更加深刻的理解，認識到自己的不足。才能夠更好的理解知識。</p><p>　　3.在這幾個月中，我充分認識到，我國現(xiàn)在的技術(shù)還不夠先進，許多產(chǎn)品，技術(shù)都要靠進口。這樣就使我們許多地方都受到制約，不能得到更多的利益。所以，作為一名中國人，在我們畢業(yè)踏入崗位的時候，必須以報效祖國為目標，努力奮斗。

61、</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.戴勇．高職機電一體化技術(shù)專業(yè)課程開發(fā)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　2.顧京．現(xiàn)代機床設備[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2001</p><p>　　3.袁中凡.機電一體化技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006.&l

62、t;/p><p>　　4.芮延年.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京:機械工業(yè)出版社.2004.</p><p>　　5.李運華. 機電控制[M]. 北京航空航天大學出版社,2003.</p><p>　　6.王中杰,余章雄,柴天佑. 智能控制綜述[J]. 基礎(chǔ)自動化,2006(6).</p><p>　　7.章浩. 機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應用[J]

63、. 農(nóng)機化研究,2006(7).</p><p>　　8.袁中凡.機電一體化技術(shù).電子工業(yè)出版社.2004.</p><p>　　9.鄭鏈.信息識別技術(shù).機械工業(yè)出版社.2006.</p><p><b>　　感謝辭</b></p><p>　　時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨臨

64、近，畢業(yè)論文的完成也隨之進入了尾聲。從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!</p><p>　　在這里，首先感謝指導老師X老師。本論文是在X老師的親切關(guān)懷與悉心指導下完成的。從課題的選擇到論文的最終完成，X老師始終都給予了細心的指導和不懈的支持。</p><p>　　此外，論文最終得以完成，也是與許多同學對我的幫助分不開的。他

65、們?yōu)槲艺撐牡倪x題和內(nèi)容上面提供了許多意見和建議，在此由衷的感謝他們。</p><p>　　在學校的3年生活中，我學到了很多很多。雖然馬上就要離開了，但是母校在我心中是永遠不會忘記的。</p><p>　　母校是一支永遠的樂曲，我們是她一個放飛的音符；無論我們將來匯入哪一首詩歌里，都跳動著她的一節(jié)旋律！ 母校是一處溫馨的港灣，我們是她懷中駛出的一艘小船，無論我們將來泊在哪個碼頭，都閃爍著她的

66、一盞航燈！ 母校承載了我們無盡的歡笑和淚水 ，既然我們選擇了她 ，就讓我們來好好愛她， 呵護她！我們一起在這片土地上拼湊起曾經(jīng)屬于我們的美好回憶 ，留下我們成長的足跡！</p><p>　　昨天，我們沉浸在艱辛的喜悅，收獲了無窮的經(jīng)驗而微笑；今天，我們身體充滿了沸騰的血液，壓抑了離別時的憂郁；而明天，我們就要朝著自己嶄新的夢想，創(chuàng)造屬于自己的一片藍天！最后，祝各位老師身體健康，工作順利，每天都有好心情，愿所有的同