機電一體化畢業(yè)論文2

1、“機械電氣化機械電氣化”邁向邁向“機電一體化機電一體化”的發(fā)的發(fā) 展趨勢展趨勢 內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不但發(fā) 展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、 微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變 換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元， 在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技 術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系

2、統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。 因此，“機電一體化”涵蓋 “技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不 是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機 械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能 依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有 功能外，現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術(shù)革命 與改造。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：機械電氣化；機電一體化；傳感測控技術(shù)；電力電子技術(shù)；接口技術(shù) 目

3、 錄 引引 言言.1 1 第一章第一章 機電一體化概要機電一體化概要.2 2 第二章第二章 機電一體化的發(fā)展狀況機電一體化的發(fā)展狀況.3 3 第三章第三章 機電一體化的主要發(fā)展方向機電一體化的主要發(fā)展方向.4 4 3.1 智能化.4 3.2 模塊化.4 3.3 網(wǎng)絡化.4 3.4 微型化.5 第四章第四章 我國發(fā)展我國發(fā)展“機電一體化機電一體化”面臨的形勢和任務面臨的形勢和任務.6 6 41 我國“機電一體化”工作面臨的形勢.6 42 我國“機電一體化”工作的任務 .6 第五章第五章 我國發(fā)展我國發(fā)展“機電一體化機電一體化”的對策的對策.7 7 51 加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計劃.7 52 強化

4、行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用.7 53 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度.7 54 突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次”.7 結(jié)束語結(jié)束語.9 9 致致 謝謝.1010 引 言 現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的 技術(shù)革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械 工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn) 方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機 械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。 第一章 機電一體化概要機電一體化概要 機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上

5、引進電子技 術(shù)，將機械裝置與電子化設計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。 機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術(shù)的不但發(fā) 展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜 合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、 電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目 標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗 的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系 統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。 因

6、此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是 基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技 術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本 區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替 和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原 有功能外，現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程 領域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其 向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)

7、的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、 生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化” 為特征的發(fā)展階段。 第二章 機電一體化的發(fā)展狀況 機電一體化的發(fā)展大體可以分為 3 個階段。20 世紀 60 年代以前為第一階段，這一階 段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn) 品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些 機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開 發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(shù)與 電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣

8、泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。 20 世紀 7080 年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(shù)、控 制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成 電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎。這個時期的 特點是：mechatronics 一詞首先在日本被普遍接受，大約到 20 世紀 80 年代末期在世 界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始 對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。 我國是從 20 世紀 80 年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領 導

9、小組并將該技術(shù)列為“863 計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和 2010 年發(fā)展綱要時充分 考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向. 第三章 機電一體化的主要發(fā)展方向機電一體化的主要發(fā)展方向 3.1 智能化 智能化是 21 世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化 建設者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智 能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科 學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具 有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電

10、一體 化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微 處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。 3.2 模塊化 模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和 開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十 分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視 覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這 樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準， 以便各部件、單元的匹配和

11、接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準， 但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可 以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī) ?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 3.3 網(wǎng)絡化 20 世紀 90 年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡技術(shù)。網(wǎng)絡技術(shù)的興起和飛速發(fā)展 給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種 網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制 出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各 種

12、遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場 總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器 連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system, cias)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝 著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 3.4 微型化 微型化興起于 20 世紀 80 年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨 勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（mems），泛指幾何尺寸不超過 1cm3 的機電一體化產(chǎn)品， 并向微米、納米級

13、發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、 軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機 電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。 第四章 我國發(fā)展“機電一體化”面臨的形勢和任務 機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、 節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù) 字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 41 我國“機電一體化”工作面臨的形勢 1. 我國用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度 2. 我國用機電一體化技術(shù)

14、加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。 3. 我國用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、 擾民產(chǎn)品的責任重，有意義。在我國工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴重的企 業(yè)還占相當大的比重。近年來我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因， 成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離” “死守故業(yè)”問題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上 佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一 體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，

15、可根據(jù)市場 需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設備。這現(xiàn)代科 學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術(shù)革命與 改造。在機械工程領域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透 所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理 體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展 階段。 42 我國“機電一體化”工作的任務 我國在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化 技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品，促進機電產(chǎn)

16、品的更新?lián)Q 代?？偟哪康氖谴龠M機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。 總之，機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機 電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。 第五章 我國發(fā)展我國發(fā)展“機電一體化機電一體化”的對策的對策 51 加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計劃 目前，我國從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā) 展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，各主管 部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，同時缺少綜觀全局的 有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門責成有關(guān)單位

17、在進行深入調(diào)查研 究、科學分析的基礎上，制定出統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃， 避免開發(fā)上重復，生產(chǎn)上撞車! 52 強化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用 目前，我國“機電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門” 是難哆的。因此，我國有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu)，根據(jù)目前國家政 治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京 機電一體化協(xié)會的建設，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會”要進一步擴大領導機構(gòu)理事 會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、 經(jīng)濟實體，組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)

18、劃的擬制；指導行業(yè)布點布局的調(diào)整，進行發(fā) 展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標、招標工作 53 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一 體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能 為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化 產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。 增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展， 對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 進行改造，對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應用項目優(yōu)先 立項、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。 54 突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次” 機電一體化產(chǎn)業(yè)復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓 機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有 所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工