2022年机电一体化技术 .pdf
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1、西北大学继续教育学院成人高等教育毕业论文题 目:浅 谈 机 电 一 体 化 技 术指导教师:刘 超学生姓名:李彦军学号: 20111542 专业: 机电一体化技术年级: 2011 级学历层次:大专学历形式:函授完成时间:二0 一三 年 四 月 十 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页西北大学继续教育学院成 人 高 等 教 育 毕 业 论 文考 核 评 定 书毕业论文成绩指导教师:刘 超学生姓名:学号: 20111542 专业:机电一体化技术年级: 2011 级学历层次:专科学习形式:函授精选学习资料 - - - -
2、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页西北大学继续教育学院成人高等教育毕业论文考核评定书姓 名学 号 20111542专 业机电一体化年 级 2011级 学历层次专科学习形式函授毕业论文撰写时间: 2012年 12 月 2012 年 4 月论文题目浅谈机电一体化技术内容摘要随着科学技术的日益走向高端化、整体化和数字化以及微电子技术信息化的迅速发展,机电一体化技术的应用也越来越广泛,微处理器,微型机在各个技术领域已经得到了广泛应用,正因为电子技术的快速发展,进而带动了机电一体化技术的发展。本文介绍了机电一体化的产生,以及对它的认识,阐述了机电一体化
3、的发展历程,讲述了机电一体化技术的广泛应用及巨大作用,认识到机电一体化技术在现代制造业的地位,探讨了在未来我国机电一体化技术的发展趋势和人才的培养。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页西北大学继续教育学院指导教师评语:建议成绩:(成绩评定标准:不及格、及格、中、良、优)指导教师签名: 20 年月日答辩小组成绩评定意见:答辩小组成员签名:答辩小组负责人签名: 20 年月日说明:1.评议意见答辩小组应在答辩现场进行填写。2.评审意见填写时不得涂改,否则视为无效,需重新新组织答辩。3.答辩评议结束后,本表交教案部门存档保存
4、。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 23 页摘 要随着现代社会科学技术的日益走向高端化、整体化和数字化以及微电子技术信息化的迅速发展,机电一体化技术在各行业的应用也越来越广泛,微处理器,微型机在各个技术领域已经得到了广泛应用,正因为电子技术的快速发展,进而带动了机电一体化技术以的发展和机电产品的运用。本文介绍了机电一体化的产生,以及对它的认识,阐述了机电一体化的发展历程,讲述了机电一体化技术的广泛应用及巨大作用,认识到机电一体化技术在现代制造业的地位,探讨了在未来我国机电一体化技术的发展趋势和人才的培养。关键词: 机电一体
5、化,技术,应用,发展,人才培养精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页目录前言 3 1 机电一体化技术的认识4 1.1 机电一体化的产生及含义4 1.2 机电一体化的发展史5 1.3 机电一体化的组成5 1.3.1 机械本体 5 1.3.2 测试传感器 5 1.3.3 电子控制单元 5 1.3.4 执行器 5 1.3.5 动力源 5 2 机电一体化技术的应用6 2.1 在机械制造业中的应用6 2.1.1 智能化控制技术 6 2.1.2 交流传动技术 6 2.1.3 综合传动技术 . 7 2.2 数控机床 7 2.3 电气
6、控制与 PLC8 2.4 计算机集成制造系统9 2.5 柔性制造系统 9 2.6 工业机器人 9 3 机电一体化技术的发展趋势.10 3.1 光电一体化 10 3.2 网络化 10 3.3 微型化 11 3.4 智能化 11 3.5 柔性化 11 3.6绿色化 11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页4 机电一体化技术的人才培养12 4.1 达尔文进化论 12 4.2 培养新思路新模式 12 4.3 知识能力要求 13 4.4 高技能人才备受青睐14 结 论 15 致 谢 16 参考文献 17 精选学习资料 - -
7、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页前 言 20世纪 70 年代初,随着机电一体化的提出,世界各国开始对机电一体化的科学体系和发展进行深入研究。我国从20 世纪八十年代初夜开始在这方面研究和应用,在经过一段发展历程之后,许多研究机构,企业,大专院校在这方面取得了一定的成果。机电一体化技术在我国发展至今也已成为机械、电子、光学、控制、计算机、信息等学科综合的技术。机电一体化的组成包括 : 机械本体、传感器、电子控制单元、执行器、动力源等部分。机电一体化技术是众多科学技术的结晶,它促使机械工业的变革,为推动机电产品的更新换代和开辟新领域与振
8、兴机械工业奠定了基础,因此运用现代信息技术、数字技术和现代化管理技术改造传统的制造业成为实现机械制造业跨越式发展的重要途径,运用机电一体化技术可靠,保证了质量。机电一体化技术主要应用与智能化控制、交流传动、计算机集成制造全面综合管理等方面。当各项科学的发展社会对机械产品的质量和生产率提出了更高的要求,所以能实现加工自动化、柔性化与智能化的数控机床应用而生。数控机床配有刀库、自动换刀装置、自动交换工作台,能在一次装夹中对工件的多个表面进行多工序加工。采用多CPU 、多总线式结构,提高机床智能化,提供更好的人机交换界面, WOP 技术为客户提供编程技术,采用网络技术方便管理。电气控制和PLC 实现
9、对机床的启动、停车、调速,以结构简单、价格低廉、维护方便、抗干扰强,被运用进来,计算机集成制造,柔性制造同时以各自优点得以应用,进而走向智能机器人化和生产的绿色化。目前机电一体化正走向光电一体化、网络化、微型化、智能化、柔性化,所以对机电一体化人才有了更高的要求。为了适应优胜劣太原则,机电一体化技术应培养高技能人才,及具备突破传统专业技能界限,并符合现代岗位的需求,技术人员不仅在专业知识、文化修养、社科知识、现代技能,还要具有超前的国际视野,看清社会发展局势,提高自身的综合素质,拓展知识面,要不断调整心态,准备接受新的事物,变革自己的思维建设一支能够培育提升科技技能核心竞争力的团队为社会所需要
10、和青眯。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页1 机电一体化技术的认识1.1 机电一体化的产生及含义在 国 外 “ 机 电 一 体 化 ” 被 称 为 “ Mechatronics ” , 是 英 文 机 械 学“Mechanics”的前半部分与电子学“Electronics”的后半部分组组合而成的词,意思是机械技术和电子技术的有机结合,最早出现在1971年日本杂志机械设计的副刊上。我国的工程技术人员把它译
11、为机电一体化技术。“机电一体化”又称“机械电子学”,是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术,从系统理论出发根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础,对各组成要素及其间的信息处理,接口耦合,运动传递,物质运动,能量变换进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质的和能量的有规则运动,在高功能、高质量、高精度、高可靠性
12、、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。1.2 机电一体化的发展史 20 世纪 60 年代以来,人们利用电子技术初步完善机械产品的性能后,刺激了机械产品和电子技术的结合,后来随着计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化技术的发展更进一步奠定了基础。到20 世纪 80 末机电一体化技术在世界范围内得到了比较广泛的承认,所以得到了极大的发展,很多国家开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。20 世纪 90 年代后期,机电一体化技术开始向智能化方向迈进,机电一体化技术进入深入发展时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
13、 - - -第 10 页,共 23 页期。随着光学、通信技术和微细加工技术;系统建模设计、分析和集成在机电一体化技术中的发展,光电一体化和微机电一体化等技术从而产生,世界各国都对机电一体化的科学体系和发展都进行了深入研究。我国是从20 世纪 80 年代初才开始在这方面研究和应用的。许多研究机构、大中型企业及各大专院校对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果,但和许多有先进科学的国家还有一定差距。机电一体化技术在我国发展至今也已成为机械、电子、光学、控制、计算机、信息等学科综合的技术,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。1.3 机电一体化的组成机电一体化的组成部分包括:机械
14、本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器、动力源。1.3.1 机械本体机械本体包括机系统架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。1.3.2 检测传感器测试传感部分包括各种传感器及其信号传感电路,它的作用就是检测机电一体化系统工作过程中各有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检测到的信息向执行器发出相应的控制信息。1.3.3 电子控制单元电子控制单元又称ECU(Electrical Control Unit),是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、储存、运算、分析,根据信息处理结
15、果,并发出相应指令,控制整个系统有目的进行。1.3.4 执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。她是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。1.3.5 动力源动力源是机电一体化系统的能量供应部分,是按照系统控制要求向机械系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 23 页统提供能量和动力是整个系统正常运行。供能方式包括电能、气能和液压能。2 机电一体化技术的应用机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法
16、和设计概念发生着革命性的变化。大力发展机电一体化技术,是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。2.1 在机械制造业中的应用现代机械制造业的是以信息化、数字化、网络化、智能化、技术和管理柔性化为基础,因此运用现代技信息技术,数字技术和现代管理技术改造传统制造业成为实现机械制造业跨越式发展的重要途径,运用机电一体化技术改造传统的制造业提高了运行的可靠性,保证了质量的稳定性和一致性,以提高产品的市场竞争力和产品结构调整。机电一体化技术是以微处理机为核心,把微机、工控机,数据通讯、显示装置、仪表等技术有机结合起来,采用组装合并的方式,为实现工程系统的综合一体化创造有利条件,增
17、加系统控制精度,质量和可靠性。机电一体化技术在机械制造中主要应用与以下几点。2.1.1 智能化控制技术由于机械制造具有大型化,高速化和连续化的特点,传统的控制技术已经不能满足需要,因此采用智能技术代替传统技术,因此采用智能控制技术,智能技术有专家系统、模糊控制和神经网络等组成,广泛应用于机械制造的产品设计、生产、控制、产品与质量诊断等各个方面等。2.1.2 交流传动技术传动技术在机械制造起着至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。因为数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的性能达到和超过直流调速水平,精选学习资料 - - - -
18、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 23 页由于它的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动。2.1.3 综合管理技术采用室内计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元进行各种信息数据交换,集中监视、操作和管理。使得的控制快捷、生产安全、查找故障迅速。2.2 数控机床随着各项科学技术的发展社会对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求,因此,能实现加工过程的自动化、柔性化与智能化的数控机床就应用而生。数字控制( Numerical Control,简称 NC)技术是指用数字、文字和符号组成数字指令来控制设备动作的技术。
19、GB/T81291997工业自动化系统机床数值控制 词汇中对NC 的定义为“用数值数据的控制装置,在运行过程中不断的引入数值数据,从而对某一生产过程实现自动控制”。数控机床是运用数字信号对机床的运动进行控制机床。是一种自动化程度很高的机电一体化设备,是数控技术与传统加工技术相结合的产物。1952 年,美国 MIT 研制出世界上第一台数控机床,数控机床的问世是为工业史上一个划时代的事件,推动了机械自动化的发展。1958 年,中国数控机床的研究开始起步,北京第一机床厂 与清华 大 学合作 试制了中国第一台 三坐标数控机床X53K1 ,利用数控系统来控制机床的工作台、横向滑鞍以及立铣头的进给运动,实
20、现了三坐标联动,为中国机械工业开始高度化奠定基础。现在我国很多机床厂家都能生产各类数控机床,数控机床在制造业中的应用也越来越广泛。计算机数字控制( Computer Numerical Control,简称为CNC)系统采用微机处理器中的系统程序来实现逻辑控制,通过接口与外围设备连接。通过CNC系统实现控制目的的机床称为CNC 机床,有些数控机床配备有刀库、自动换刀装置,自动交换工作台或回转工作台,能在一次装夹中对工件的多个表面进行多工序加工,如进行钻孔、铰孔、扩孔、攻螺丝、平面铣削、轮廓铣削等加工,这种数控机床称为加工中心(Mechanical Center 简称 MC),它是当今数精选学习
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