《2022年机电一体化技术的应用与发展前景》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机电一体化技术的应用与发展前景（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品学习资源荆州理工职业学院毕业设计（论文）题 目:机电一体化技术的应用与进展前景专 业：姓 名： 指导老师：欢迎下载精品学习资源机电一体化技术的应用与进展前景摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术相互渗透的产物，是机电工业进展的必定趋势；文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其进展趋势；随着科学技术日益向整体化、交叉化和数字化以及微电子信息技术的快速进展，机电一体化技术的应用也越来越广泛；机电一体化技术是跨学科技术，其进展趋势是光机电一体化、柔性化、智能化、仿生物系统、微型化；其产品功能是通过其内部各组成部分功能的和谐和综合来共同实现的；现代科
2、学技术的进展极大地推动了不同学科的交叉与渗 透，引起了工程领域的技术改造与革命；在机械工程领域，电子微电子技术和运算机技术的快速进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、功能构成、生产方式及治理体系发生了庞大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特点的进展阶段；关键词：机械工业机电一体化技术进展趋势数控 模块化前 言现代科学技术的进展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命；在机械工程领域，由于微电子技术和运算机技术的快速进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、生产方式及治
3、理体系发生了庞大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特点的进展阶段；欢迎下载精品学习资源一、机电一体化概要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进展，仍将被赐予新的内容；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，依据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各
4、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；只是，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、微电子技术以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；机械工程技术有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力；但是进展到机电一体化后， 其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，仍能赐予很多新的功 能，如自动检测
5、、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；即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眼神，具有智能化的特点是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区分；二、机电一体化的进展状况机电一体化的进展大体可以分为3 个阶段； 20 世纪 60 岁月以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段；在这一时期，人们自觉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；特殊是在其次次世界大战期间，战争刺激了机械 产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济 的复原起了积极的作用；那时研制和开发从总体上看仍处于自发状态；由于当时 电子技术的进展尚未达到
6、肯定水平，机械技术与电子技术的结合仍不行能广泛和 深化进展，已经开发的产品也无法大量推广；20 世纪 7080 岁月为其次阶段，可称为蓬勃进展阶段；这一时期，运算机技术、掌握技术、通信技术的进展，为机电一体化的进展奠定了技术基础；大规模、超大规模集成电路和微型运算机的迅猛进展，为机电一体化的进展供应了充欢迎下载精品学习资源分的物质基础；这个时期的特点是：mechatronics一词第一在日本被普遍接受，大约到 20 世纪 80 岁月末期在世界范畴内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大进展；各国均开头对机电一体化技术和产品给以很大 的关注和支持；20 世纪 90 岁月后期，开头了机
7、电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段， 机电一体化进入深化进展时期；一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化， 微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，显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、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和进展趋势都进行了深化讨论；同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的庞大进步，为机电一体化技术开创了进展的宽阔天地；这些讨论，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐步形成完整的科学体系；我国是从 20 世纪 80 岁月初才开头在这方面讨论和应用；国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863 方案”中；在制定
8、“九五”规划和2021 年进展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的进展动向三、机电一体化的进展趋势3.1 智能化智能化是 21 世纪机电一体化技术进展的一个重要进展方向；人工智能在机电一体化建设者的讨论日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应 用；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、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，模拟人类智能，使它具有判定推理、规律思维、自主决策等能 力，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、高速的微处理器使机
9、电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，就是完全可能而又必要的；3.2 模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项特别复杂但又是特别重要的事；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；这样，可利用标准单元快速开发出新产品，欢迎下载精品学习资源同时也可以扩大生产规模；这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口；由于利益冲突，近期很难制定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；
10、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，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程；3.3 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、训练义举人么日常生活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是家用电器网络
11、化已成大势，利用家庭网络 homenet 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 computerintegratedappliancesystem，CIAS，使人们在家里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朝着网络化方向进展；3.4 微型化微型化兴起于 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（MEM）S ，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、信息等方面具有不行比拟的优势；微机电一体化进展的瓶颈在于微机械
12、技术，微机电一体化产品的加工采纳精细加工技术， 即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类；3.5 绿色化工业的发达给人们生活带来了庞大变化；一方面，物质丰富，生活舒服；另一方面，资源削减，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，具有远大的进展前途；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；欢迎下载精品学习资源3.6 系统化系统化的表现特点之
13、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控制和综合治理；表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232 外，仍有RS485、DCS人格化；将来的机电一体化更加留意产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义；一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赐予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，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，研制各种机电一体花产 品；事实上，很多机电一体化产品都是受动物的启示研制出来的；四、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
14、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，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
15、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 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、软件程序的固化、推行软件工程等；五、机电一体化技术的主要应用领域 一 数控机床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CPU、多主总线的体系结
