机电一体化技术的应用与发展(机械系毕业论文)(编辑修改稿)

机电一体化技术的应用与发展(机械系毕业论文)(编辑修改稿)内容摘要：

相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。 11 第 3 章 机电一体化技术的发展趋势 机电一体化技术是面向应用的跨学科的技术，它是机械技术、微 电子 技术、信息技术和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。 今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更新日新月异。 机电一体化技术的发展历程 “ 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。 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发展，和半导体技术以光刻为基础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部分。 之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入了 21 世纪。 12 机电一体化技术的发展方向 以微电子技术、软件技术、 计算 机技术及通信技术为核心而引发的数字化、网络 化、综合化、个性化信息技术革命，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。 专家预测，机电一体化技术将向以下几个方向发展： 一般机电一体化系统是由 传感系统、能源（动力）系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。 引进光学技术，利用光学技术的先天特点，就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。 未来机电一体化产品，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 ”。 在这系统中，各子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的 “ 自律性 ” ，可根据不同环境条件做出不同反应。 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，具有 “ 行动 ” 是可以改变的。 这样， 既明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 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。 这主要得益于模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。 今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上处于 “ 静态 ” 时不稳定，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。 就目前情况看，机电一体化产品虽然有仿生 物系统化方向发展的趋势，但还有一段很漫长的道路要走。 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。 当这一成果用于实际产品时，就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。 那时，机械和电子完全可以 “ 融合 ” 机体，执行结构、传感器、 CPU 13 等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。 这种微型化是机电一体化的重要发展方向。 机电一体化技术的应用 1. 在现代机械制造业中的应用 传统机械制造业是建立在规模 经济 的基础上，靠 企业 规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。 先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、 网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。 现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。 近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技 术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。 2. 在饮料行业中的应用 机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。 机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。 不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。 可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。 3. 在钢铁企业中的应用 ① 计算机集成制造系统 (CIMS) 钢铁企业的 CIMS 是将人与生产经营、生产管 理以及过程控制连成一体，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控制。 ② 现场总线技术 (FBT) 现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。 采用现场总。