机电一体化毕业论文.docx

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1、2015届华北科技学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：机电一体化技术及其应用研究姓名：专业班级：机电一体化专科班指导教师：学号：系（部、院）：华北科技学院2017年4月20日2015届毕业设计（论文）任务书姓名：专业：机电一体化班级：任务下达时间：任17年3月1日任务完成时间：生月戮日毕业设计（论文）题目：机电一体化技术及其应用研究题目只要内容：讨论了机电一体化技术在数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化、绿色化这些方面的研究和发展对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明机电一体化技术的智能化技术。目的要求、只要技术指标：机电一体化是机械、微电子、控制、计算机

2、、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。应完成的只要任务：煤矿企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。主要参考文献：李建勇.机电一体化技术M.北京:科学出版社,2004.李运华.机电控制M.北京:北京航空航天大学出版社,2003.3洪钟洲.数控系统的发展现状和趁势.机电一体化.19964项占琴.微电子机械的发展现状及前景.机

3、电工程.1997,指导老师：教研室主任:毕业实习评语表姓名性别男班级学号实习单位名称联系电话实习单位地址距海拉尔区约70km邮政编码自我鉴定学习任务已接近尾声，默然回首，这一年来虽没有轰轰烈烈的战果，但在潜移默化中仍取得了许多不可磨灭的成绩.为了发扬成绩，弥补不足，以利于今后的工作和学习，特自我鉴定如下：从2015年入校以来，一直以严谨的态度和满腔的热情投身于学习中，虽然有成功的喜悦，但也有失败的辛酸。然而日益激烈竞争的社会也使我充分地认识至成为一名德智体美劳全面发展的重要性。现场指导教师评语表现良好指导老师（签字）：2017年4月20日实习单位评语表现良好实习单位（盖章）：2017年4月20

4、日摘要讨论了机电一体化技术在数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化、绿色化这些方面的研究和发展对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明机电一体化技术的智能化技术，分布式控制系统、开放式控制系统、现场总线技术、交流传动技术在煤矿工业中的应用以及发展趋势。经过20多年的发展，机电一体化技术已经成为当今世界最热门、最重要的技术发展方向之一，并影响到几乎全部的工业行业。我国从80年代初对机电一体化技术和产品开始予以重视，先后在国家科技攻关计划、863高科技计划和国家自然科学基金中列专项对机电一体技术加以研究，并取得了一系列重大科技成果。199。年，国家将用电子技术改造传

5、统产业列为“八五”及本世纪后十年发展全民经济的重要战略技术措施，机电一体化技术的推广应用已取得相当进展。在工程领域，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。关键词机电一体化；技术；应用；目录1、 绪论41.1概述42、 机电一体化技术发展41. 1数字化.42. 2智能化53. 3模块化.54. 4网络化.55. 5人性化.56. 6微型化67. 7集成化68. 8带源化69. 9绿色化610. O机电一体化产品73、机

6、电一体化的发展趋势74、机电一体化的未来发展84.1 全息系统化84.2 、我国“机电一体化”工作的任务95、机电一体化技术在煤矿企业中应用.91 .1智能化控制技术95 2分布式控制系统.96 .3开放式控制系统105.4计算机集成制造系统.105.5现场总线技术.105.6交流传动技术11参考文献11谢辞111、绪论11概述进入80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而，“什么是机电一体化？，呼机电一体化技术都包括那些特征？”，“机

7、电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何？”等问题却很难令人回答，这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展，所采用的技术手段越来越先进，无法通过定义来界定其发展潜力；另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展，也无法通过定义来界定其应用范围。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

8、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。2、机电一体化技术发展机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化2.1 数字化微控制

9、器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。2.2 智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广

10、阔天地。2.3 模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。2.4 网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术

11、带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。2.5 人性化机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。2.6 微型化微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统（MicroE1ectronicMechanica1SyStemS,简称MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自198

12、6年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学BerkeIey分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。2.7 集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分

13、散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。2.8 带源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。2.9 绿色化科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保

14、和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。-6-3.O机电一体化产品机电一体化产品分系统（整机）和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。3、机电一体化的发展趋势机电一体化发展至今已经成为一门自成一体的新型学科，随着科学技术的不断发展，必将被赋一予新的内

15、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、汁算机技术、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，并使整个系统最终达到最优化的系统工程技术。本区别。机械工程技术由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现。但一一机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为个阶段。世纪年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段，在这一时期，人们不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能，特别是在第二次世界大战期间，战争极大地刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电相结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。世纪年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进人深人发展时期。一方面，光学、通信技术等进人了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方