2022年机电一体化大学方案范例.docx

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1、精品学习资源机电一体化毕业论文书毕业设计题目：机电一体化现状与趋势专业：班级：姓名：指导老师： 完成日期：欢迎下载精品学习资源目录欢迎下载精品学习资源引言1第 1 章 机电一体化概述21.1 机电一体化的核心技术21.2 机电一体化技术的主要应用领域2 第2 章机电一体化技术在钢铁企业中应用42.1 智能化掌握技术 IC 42.2 分布式掌握系统 DCS 42.3 开放式掌握系统 OCS 42.4 运算机集成制造系统 CIMS 4欢迎下载精品学习资源2.5现场总线技术 FBT 42.6 .沟通传动技术4第 3章 我国进展“机电一体化”面临的形势、任务和计策53.1我国“机电一体化”工作面临的形

2、势53.2我国“机电一体化”工作的任务53.3我国进展“机电一体化”的计策5第 4章 机电一体化的进展趋势74.1智能化74.2模块化74.3网络化74.4微型化74.5环保化84.6系统化8参考文献9致谢10欢迎下载精品学习资源第 1 章 机电一体化概述机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和掌握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；机电一体化进展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断进展，仍将被给予新的 内容；但其基本特点可概括为：机电一体化是从系统的观点动身，综合运用机械技术、微电子技术、自动掌握技术、运算机技术、信

3、息技术、传感测控技术及电力电子技术，依据 系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高牢靠性、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，就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；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、微电子技术及其它新技术的简洁组合、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分；机械工程技术由纯技术进展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依旧是代替和放大的体系；但是，进展到机电一体化后，其中的

4、微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，仍被给予很多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调剂与掌握、自动诊断与爱护等；也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延长，仍是人的感官与头脑的延 伸，智能化特点是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区分；1.1 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 ,为加速推动机电一体化的进展 ,必需从以下几方面着手；一机械本体技术机械本体必需从改善性能、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

5、,仍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 ,进而在掌握方面改善快速响应特性 ,削减能量消耗 ,提高效率；二传感技术传感器的问题集中在提高牢靠性、灵敏度和精确度方面,提高牢靠性与防干扰有着直接的关系；为了防止电干扰 ,目前有采纳光纤电缆传感器的趋势；对外部信息传感器来说,目前主要进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、信息处理设备特殊是微型运算机 的普及应用紧密相连；为进一步进展机电一体化 ,必需提高信息处理设备的牢靠性,包括模/数转换设备的牢靠性和分时处理的输入输出的牢靠性,进而提高处理速度 ,并解决抗干扰及标准化问题；四

6、驱动技术电机作为驱动机构已被广泛采纳 ,但在快速响应和效率等方面仍存在一些问题；目前,正在积极进展内部装有编码器的电机以及掌握专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元；五接口技术欢迎下载精品学习资源为了与运算机进行通信 ,必需使数据传递的格式标准化、规格化；接口采纳同一标准规格不仅有利于信息传递和修理 ,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需和谐一样地进展；为了削减软件的研制成本,提高生产修理的效率 ,要逐步推行软件标准化 ,包括程序标准化、程序模块化、软件

7、程序的固化、推行软件工程等；1.2 机电一体化技术的主要应用领域一数控机床1、数控机床及相应的数控技术经过 40 年的进展 ,在结构、功能、操作和掌握精度上都有快速提高 ,详细表现在 :1、总线式、模块化、紧凑型的结构 ,即采纳多 C PU 、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、W O P 技术和智能化；系统能供应面对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、模糊掌握等智能机制；4、大容量储备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C N C 系统的掌

8、握功能；5、能实现多过程、多通道掌握 ,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或掌握多台和多种机床的才能 ,并将刀具破旧检测、物料搬运、机械手等掌握都集成到系统中去；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才能；7、以单板、单片机作为掌握机 ,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；二运算机集成制造系统 CIMSC IM S 的实现不是现有各分散系统的简洁组合,而是全局动态最优综合；它打破原有部门之间的界线 ,以制造为基干来掌握 “物流”和“信息流 ”实,现从经营决策、产品开发、生产预备、生产试验到生产经营治理的有机结合；企业集成度的提高可以使各种 生产要素之间的配置得到

9、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柔性制造系统是运算机化的制造系统 ,主要由运算机、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、按量地依据装配部门的 要求,生产其才能范畴内的任何工件 ,特殊适于多品种、中小批量、设计更换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 ,它们只能依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敏捷性；第2 代机器人带有各种先进的传感元件 ,能猎取作业环境和操作对象的简洁信息 ,通过运算机处理、分析 ,做出肯定的判定 ,对动作进行反馈掌握 ,表现出低级

10、智能 ,已开头走向有用化；第3 代机器人即智能机器人 ,具有多种感知功能 ,可进行复杂的规律思维、判定和决策 ,在作业环境中独立行动,与第 5 代运算机关系亲密；欢迎下载精品学习资源第 2 章机电一体化技术在钢铁企业中应用在钢铁企业中，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、外表等技术有机的结合起来，采纳组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化制造有力条件，增强系统掌握精度、质量和牢靠性；机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：2.1 智能化掌握技术 IC由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的掌握技术遇到了难以克服的困难，因 此特别有必要

11、采纳智能掌握技术；智能掌握技术主要包括专家系统、模糊掌握和神经网络等，智 能掌握技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、掌握、设备与产品质量诊断等各个方面，如 高炉掌握系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢- 连铸 -轧钢综合调度系统、冷连轧等；2.2 分布式掌握系统 DCS分布式掌握系统采纳一台中心运算机指挥如干台面对掌握的现场测控运算机和智能掌握单元；分布式掌握系统可以是两级的、三级的或更多级的；利用运算机对生产过程进行集中监视、操作、治理和分散掌握；随着测控技术的进展，分布式掌握系统的功能越来越多；不仅可以实现生产过程掌握，而且仍可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产方案统计治理功能，

12、成为一种测、控、管一体化的综合系统；DCS 具有特点掌握功能多样化、操作简便、系统可以扩展、爱护便利、牢靠性高等特点；DCS 是监视集中掌握分散，故障影响面小，而且系统具有连锁爱护功能，采纳了系统故障人工手动掌握操作措施，使系统牢靠性高；分布式掌握系统与集中型掌握系统相比，其功能更强，具有更高的安全性；是当前大型机电一体化系统的主要潮流；2.3 开放式掌握系统 OCS开放掌握系统 Open Control System 是目前运算机技术进展所引出的新的结构体系概念；“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享；开放掌握系统

13、通过工业通信网络使各种掌握设备、治理运算机互联，实现掌握与经营、治理、决策的集成，通过现场总线使现场外表与掌握室的掌握设备互 联，实现测量与掌握一体化；2.4 运算机集成制造系统 CIMS钢铁企业的 CIMS 是将人与生产经营、生产治理以及过程掌握连成一体，用以实现从原料进厂， 生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化掌握；目前钢铁企业已基本实现了过程自 动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一治理，难以适应现代钢铁生产的要求；将来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，准时交货；为了提高生产率、节能降耗、削减人员及现有库存，加速资金周转，实

14、现生产、经营、治理欢迎下载精品学习资源整体优化，关键就是加强治理，猎取必需的经济效益，提高了企业的竞争力；美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 岁月已广泛实现 CIMS 化；2.5 现场总线技术 FBT现场总线技术 Fied Bus Technology 是连接设置在现场的外表与设置在掌握室内的掌握设备之间的数字式、双向、多站通信链路；采纳现场总线技术取代现行的信号传输技术如 4 20mA ， DC 直流传输 就能使更多的信息在智能化现场外表装置与更高一级的掌握系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送；通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线；现场总线的引入导致 DCS

15、的变革和新一代环绕开放自动化系统的现场总线化外表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测外表、现场总线化PLCProgrammable Logic Controller和现场就地掌握站等的进展；2.6 沟通传动技术传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用；随着电力电子技术和微电子技术的进展，沟通调速技术的进展特别快速；由于沟通传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由沟通传动全面取代直流传动，数字技术的进展，使复杂的矢量掌握技术有用化得以实现，沟通调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平；现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速；沟通传动系统在轧钢生产中一显

16、现就受到用户的欢迎，应用不断扩大；参考文献1 杨自厚 人工智能技术及其在钢铁工业中的应用J 冶金自动化， 1994（ 5）2 唐立新 .钢铁工业 CIMS 特点和体系结构的讨论J 冶金自动化， 1996（ 4）3 唐怀斌 工业掌握的进展与趋势J 自动化与仪器外表，1996（ 4）4 王俊普 智能掌握 M 合肥：中国科学技术高校出版社，19965 林行辛 钢铁工业自动化的进展与展望J河北冶金， 1998（ 1）6 殷际英 光机电一体化有用技术M 北京：化学工业出版社，2003 7 芮延年 机电一体化系统设计 M 北京：机械工业出版社，2004第 3 章 我国进展“机电一体化”面临的形势、任务和计

17、策欢迎下载精品学习资源机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材， 提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代；3.1 我国“机电一体化”工作面临的形势我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义；在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严峻的企业仍占相当大的比重；近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种缘由，成效始终不够明显；这里面当然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不行否认也有优

18、化不出抱负的产业，优选不出中意的产品问题；上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是进展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品；机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可依据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备；这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路；同时，可为传统的机械工业注入新奇血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产；另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，很多产品的品种、数量、档次、质量都不能满意需求，每年进口量都比较大，因此亟需进展；3.2 我国“机电

19、一体化”工作的任务我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深化地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代；总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作奉献；总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新奇血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙；3.3 我国进展“机电一体化”的计策3.3.1 加强统筹支配，和谐进展方案目前，我国从事“机电一体化”讨论开发及生产的单位很多；各自都有一套自己的进展策略；各单位的方案由于受各独立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关方案和

20、规划，也有统一考虑不足，统筹支配不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的进展方案和战略规划；因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深化调查讨论、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研 究、开发、生产方案和规划，防止开发上重复，生产上撞车.3.3.2 强化行业治理，发挥“协会”作用目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和治理体制，“政出多门”是难哆的；因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，依据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，给予其行业治理职能；“协会”要进一步扩大领导机构理事会

21、的代表层面和复盖面，要欢迎下载精品学习资源加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”进展计 划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行进展突破口的挑选，抓好重点工程的试点和有关工程的发标、招标工作3.3.3 优化进展环境、增大支持力度优化进展环境指通过宣扬群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”进展的氛围，如尽快为外商到我国投资进展“机电一体化”产业供应便利；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素 等；增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的进展

22、，对未采纳机电一体化技术落后产品限制强制剔除；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用工程优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出奉献的单位领导、科技人员进行表彰嘉奖等；3.3.4 突出进展重点，兼顾“两个层次”机电一体化产业复盖面特别广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业进展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为；要留意抓两个层次上的工作；第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子运算机 装置，使“机械”和“电子”

23、技术在浅层次上结合；其次个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不行分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化；第 4 章 机电一体化的进展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、掌握、运算机、信息等多学科的交叉综合，它的进展和进步依靠并促进相关技术的进展；机电一体化的主要进展方向大致有以下几个方面：4.1 智能化智能化是 21 世纪机电一体化技术的一个重要进展方向；人工智能在机电一体化的讨论中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一；这里所说的“智能化 ”是对机器行为的描述，是在掌握理论 的基础上，吸取人工智能

24、、运筹学、运算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判定推理、规律思维及自主决策等才能，以求得到更高的掌握目标；诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不行能的，也是不必要的；但是，高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，就是完全可能而且必要的；4.2 模块化欢迎下载精品学习资源模块化是一项重要而艰难的工程；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、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项特别复杂但又特别重要的事情；如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别

25、和测距等功能的掌握单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等；有了这些标准单元就可快速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模；为了达到以上目的，仍需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配；由于利益冲突，近期很难制定出国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大 企业 逐步形成；明显，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以确定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业，仍是对生产机电一体化产品的企业，模块化将给机电一体化企业带来美好的前程；4.3 网络化20 世纪 90 岁月， 运算 机技术等的突出成就是网络技术；网络技术的兴起和飞速进展 给科学技术、 工业 生产、 政治 、军事、 训练 等日常生活

26、都带来了庞大的变革；各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化；机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到、质量牢靠，很快就会畅销全球；由于网络的普及，基于网络的各种远程掌握和监视技术方兴未艾，而远程掌握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的应用 使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络home net 将各种家用电器连接成以运算机为中心的运算机集成家电系统 computer integrated appliance system， CIAS ，能使人们呆在家里就可共享各种高技术带来的便利与欢乐；因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向进展；4.4 微型化微型化

27、兴起于 20 世纪 80 岁月末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域进展的趋势；国外称其为微 电子机械系统（ MEMS ），泛指几何尺寸不超过1cm3 的机电一体化产品，并向微M 、纳 M 级进展；微机电一体化产品体积小，耗能少，运动敏捷，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势；微机电一体化进展的瓶颈在于微机械技术；微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类；4.5 环保化工业的发达给人们生活带来庞大变化；一方面，物质丰富，生活舒服；另一方面，资源减少，生态环境受到严峻污染；于是，人们呼吁爱护环境资源，回来自然 ；绿色产品概念在这种呼声下应运而

28、生，绿色化是时代 的趋势；绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境爱护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高；设计绿色的机电一体化产品，具有远大的进展前景；机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用；4.6 系统化系统化的表现特点之一就是系统体系结构进一步采纳开放式和模式化的总线结构；系统可以敏捷组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统和谐掌握和综合治理；表现之二是通信功能的大大加强；一般除RS232 外，仍有RS485 等智能化通信接口；将来的机电一体化更加注欢迎下载精品学习资源重产品与人的关系，机电一体化的人格化有

29、两层含义：一层是如何给予机电一体化产品人的智 能、情感、人性等等，显得越来越重要，特殊是对家用机器人，其高层境域就是人机一体化；另一层是仿照生物机理，研制出各种机电一体化产品；事实上，很多机电一体化产品都是受动物的启示而研制出来的；结语机电一体化的进展历程见证了人类走向了高科技的时代， 机电一体化化的进展趋势见证了人类对于高智能化的憧憬；机电一体化不是孤立的，它是很多科学技术进展的结晶，是社会生产力进展到肯定阶段的必定要求；在走向高智能化的时代步伐下，机电一体化技术的宽阔进展前景也将越来越光明；参考文献 1李建勇机电一体化技术M 北京：科学出版社，2004. 2李运华机电掌握 M 北京：北京航空航天高校出版社，2003. 3高钟毓机电掌握工程北京：清华高校出版社，2002 欢迎下载精品学习资源致谢本论文在各位老师的尽心指导和严格要求下已完成；在学习和生活期间，也始终感受着导师的细心指导和无私的关怀，我受益匪浅；在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意；不积跬步何以至千里，本设计能够顺当的完成，也归功于各位任课老师的仔细负责，使我能够很好的把握和运用专业学问，并在设计中得以表达；同时我在网上也搜集了不少资料，才使我的毕业论文工作顺当完成；在此向学院的全体老师表示由衷的谢意；欢迎下载