机电一体化发展趋势毕业论文.doc

河 北 广 播 电 视 大 学毕 业 论 文论文题目： 专业名称： 姓 名： 学 号： 注册时间： 年 季学 校： 摘要：机电一体化是现代科学技术开展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的开展历程和机电一体化的主要应用领域分析了机电一体化技术的开展趋势，综述了国内机电一体化技术的现状作为机电系的一名学生，将来工作学习都会以机电为主，所以必须掌握好各种机电的专业知识我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养关键词：机电一体化；技术；应用目 录论文摘要………………………………………………………………………………1目录……………………………………………………………………………………2一、机电一体化技术开展历程………………………………………………………31、光机电一体化……………………………………………………………………42、自律分配系统化…………………………………………………………………43、全息系统化——智能化…………………………………………………………44、“生物——软件〞化——仿生物系统化…………………………………………45、微型机电化………………………………………………………………………5二、机电一体化技术的主要应用领域………………………………………………51、数控机床…………………………………………………………………………52、计算机集成制造系统〔CIMS〕…………………………………………………53、柔性制造系统〔FMS〕……………………………………………………………54、工业机器人………………………………………………………………………65、自动机与自动生产线. …………………………………………………………6三、机电一体化技术的开展前景……………………………………………………61、智能化……………………………………………………………………………62、系统化……………………………………………………………………………63、微型化……………………………………………………………………………74、模块化……………………………………………………………………………75、网络化……………………………………………………………………………76、绿色化……………………………………………………………………………7四、我国“机电一体化〞面临的形势及任务与其相应对策…………………………81、 形势………………………………………………………………………………82、任务………………………………………………………………………………83 、对策………………………………………………………………………………8参考文献………………………………………………………………………………10一、机电一体化技术开展历程自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术有了明显进展,引起了人们的广泛注意。

机电一体化〞这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的当时及70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合国内早期将“机电一体化技术〞与“机械电子学〞并用，近年来“机电一体化〞更流行使用80年代，信息技术开始崭露头角微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等微机作为关键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用    关于“机电一体化〞这个名词的起源，说法很多早在1971年，日本“机械设计〞杂志副刊就提出了“Electronics〞这一名词, 它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新兴学科信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要此外，光学也进入了机电一体化，产生了“光机电一体化〞的新领域。

进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及有些机电一体化机械可两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的开展，和半导体技术以光刻为根底的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支“微机电一体化〞虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成局部之后，机电一体化随着自动化技术的开展而日益开展，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，其开展和进步有赖于相关技术的进步与开展，其主要开展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别1、光机电一体化一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的引进光学技术,实现光学技术的先天优点能有效地改良机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统光机电一体化是机电产品开展的重要趋势，是机电一体化开展又一重要方向。

2、自律分配系统化——柔性化未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度〞，有较强的“柔性〞，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统〞在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统效劳，同时具有本身的“自律性〞，可根据不同的环境条件作出不同反响其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动〞是可以改变的这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统3、全息系统化——智能化今后的机电一体化产品“全息〞特征越来越明显，智能化水平越来越高这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的开展除此之外，其系统的层次结构，也由简单的“从上到下〞的形势变为复杂的、有较多冗余度的双向联系，又在控制理论的根底上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标从而使高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的局部智能，那么是很有必要的4、“生物一软件〞化—仿生物系统化今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态〞时是不稳定的，但在动态(工作)时却是稳定的。

这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡〞，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命〞还有待于深入研究这一研究领域称为“生物——软件〞或“生物——系统〞，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化开展趋，但有一段漫长的道路要走5、微型机电化——微型化目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械局部和控制器了届时机械和电子完全可以“融合〞，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件这种微型机械学是机电一体化的重要开展方向二、机电一体化技术的主要应用领域1、数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的开展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:新结构机床大量出现、主轴高速化、定位车削高精度化、复合加工技术及新型刀具应用 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。

能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去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能力以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置2、计算机集成制造系统(CIMS)CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流〞和“信息流〞,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管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更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥3、柔性制造系统(FMS)柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、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、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产4、工业机器人第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根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灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反响控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。

5、自动机与自动生产线在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体表达三、机电一体化技术的开展前景纵观国内外机电一体化的开展现状和高新技术的开展动向,机电一体化将朝着以下几个方向开展1、智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的开展方向近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向开展智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的局部脑力劳动2、系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理表现特征之二是通信功能大大加强,一般除R S232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向开展。

3、微型化微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的开展方向国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm ,并正向微米、纳米级方向开展由于微机电一体化系统具。