畢業(yè)論文——機(jī)械專業(yè)機(jī)電一體化發(fā)展前景

1、jiu jiang university畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目機(jī)電一體化發(fā)展前景院 專 姓 年系機(jī)械與材料工程學(xué)院業(yè)機(jī)電一體化名方新級(jí)b0923扌旨導(dǎo)教u帀賴飛云二零年十二月【摘要】1【關(guān)鍵詞】1前言1第一章 機(jī)電一體化概要11.1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展11.2. 機(jī)電一體化產(chǎn)站2第二章 機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)22.1機(jī)電一體化發(fā)展22.2機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)3第三章 我國(guó)“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)43.1 體化面臨的形式4第四章機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展54.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)54.2我國(guó)“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)6第五章 我國(guó)“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)65.1發(fā)展機(jī)電一體化的對(duì)策65.2強(qiáng)化行

2、業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用75.3、優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度75.4突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次” 75.5-體化的發(fā)展方向7第六章機(jī)電一體化的核心技術(shù)86.1 一體化技術(shù)8第七章機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用97.1分布式控制系統(tǒng)(dcs)97.2開放式控制系統(tǒng)(ocs)97.3計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(cims)97.4現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(fbt)107.5交流傳動(dòng)技術(shù)107.6機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域107.6.1機(jī)電一體化在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用107.6.2機(jī)電一體化在數(shù)控方面的應(yīng)用117. 6.3工業(yè)機(jī)器人11結(jié)束語(yǔ)12參考文獻(xiàn)12在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電了技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所

3、形 成的機(jī)電一休化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化”邁入了 “機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階?！娟P(guān)鍵詞】 :機(jī)電一體化 發(fā)展 系統(tǒng)刖吞機(jī)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(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還 將被賦予新的內(nèi)容。但其基木特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜介運(yùn)用機(jī) 械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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(biāo)和優(yōu)化組織 目標(biāo)，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

4、意義上實(shí)現(xiàn)特 定功能價(jià)值，并使整個(gè)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(gè)機(jī) 電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基 于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的 簡(jiǎn)單紐合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。 機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主耍功能依然是代替和放大的 體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，英中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原冇功能外, 還能賦予許多新的功能，如口動(dòng)檢測(cè)、口動(dòng)處理信息、口動(dòng)顯示記錄、口動(dòng)調(diào)

5、節(jié)與控制口動(dòng) 診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神, 具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。作者：方新性別：男 籍貫：江西上饒 院校：九江學(xué)院 學(xué)歷：大專第一章機(jī)電一體化概要機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將 機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化發(fā)展至今也己成為一門有著b身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還 將被賦予新的內(nèi)容。但其基木特征可概括為：機(jī)電-體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī) 械技術(shù)、微電了技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感

6、測(cè)控技術(shù)、電力電了技 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)功能冃標(biāo)和優(yōu)化組織 目標(biāo)，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(shí)現(xiàn)特 定功能價(jià)值，并使整個(gè)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(gè)機(jī) 電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。1.1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展機(jī)電一體化是機(jī)械、微電了、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步 有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主耍發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性 化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。1、數(shù)字化 微控制器及其發(fā)

7、展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床 和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算 機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具冇高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自 診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。2、智能化 即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它貝-有類似人的邏輯思考、判斷推理、自 主決策等能力。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技 術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。3、模塊化 山于機(jī)電一體化產(chǎn)甜種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、 動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)

8、電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集 減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī) -休控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利川這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的 產(chǎn)品。4、網(wǎng)絡(luò)化 由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興耒艾。而遠(yuǎn)程控 制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可 能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人 們?cè)诩依锟沙浞趾嗍芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā) 展。給人們帶來(lái)無(wú)窮的知識(shí)和方便。5、人性化 機(jī)

9、電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、 情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還耍求在色彩、造型等方 面與環(huán)境和協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，対人來(lái)說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就 是人機(jī)一休化。6、微型化微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)（microelectronic mechanical systems,簡(jiǎn)稱mems）是指可批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、 微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于-體的微型器件或系統(tǒng)。 口 1986年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國(guó)加州

10、大學(xué)berkeley分校研 制出第一個(gè)微電機(jī)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外在mems工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方而取得了很人進(jìn) 展，開發(fā)出各種mems器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸 覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧 以及微機(jī)器人等）。7、集成化 集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與 復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程屮同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、 小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具冇更廣泛的柔性。8、帯源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品口身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)

11、合無(wú)法使用電能。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向z-o9、綠色化 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的牛活帶來(lái)巨人變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源 減少、牛態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色 產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可 再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體 化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染牛態(tài)環(huán)境，產(chǎn)胡壽命結(jié)朿時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生 利用。1.2、機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)（整機(jī)）和基礎(chǔ)元、部件兩人類。典型的機(jī)電-體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、 機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、

12、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad / cam系統(tǒng)等。典型 的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、 傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)詁的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、 市場(chǎng)前景分析從略。第二章機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化發(fā)展機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門自成一體的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，必 將被賦一予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī) 械技術(shù)、微電子技術(shù)、白動(dòng)控制技術(shù)、汁算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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)

13、功能冃標(biāo)和優(yōu)化組 織冃標(biāo)，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(shí)現(xiàn) 特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最終達(dá)到最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)牛的功能系統(tǒng)，就 成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn) 品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不 是機(jī)械技術(shù)、微電了技術(shù)以及英它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣 所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根木區(qū)別。 機(jī)械t程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化, 仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體現(xiàn)。但一-機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)電一 體化的發(fā)展大體可

14、以分為個(gè)階段。世紀(jì)年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段，在這一時(shí)期，人們不自覺地利用電 子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能，特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)極人地刺激 了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電相結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的 恢復(fù)起到了積極的作用。從當(dāng)時(shí)研制和開發(fā)的總體上看還處于白發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一 定水平，機(jī)械技術(shù)與電了技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法人量 推廣使用。世紀(jì)一年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段，這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技 術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成

15、電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展捉供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。世紀(jì)年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邊進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)人深人發(fā) 展吋期。一方而，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)人了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露 頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè) 計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工 智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展 的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體 系。使人們有更好的發(fā)展，給人類帶來(lái)生活

16、的方便。2.2機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化是集機(jī)械、電了、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的 交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā) 展方向如下智能化智能化是世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一 個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電 一體化建設(shè)的研究h益獲得重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的 “智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人t智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算 機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)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、口主決策等能力，以求得到更高的控制冃標(biāo)。模塊化是一項(xiàng)重

17、要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)甜種類和半產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具 有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但 又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處 理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo) 準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也町以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單 元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建 一些人金業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì) 生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的金業(yè)還是對(duì)牛產(chǎn)機(jī)

18、電一體化產(chǎn)品的金業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體 化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。網(wǎng)絡(luò)化世紀(jì)年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué) 技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、h常牛活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、 生產(chǎn)連成一片，金業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一口研制出來(lái)，只要其功能獨(dú) 到，質(zhì)最可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù) 方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備木身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝 著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 微型化微型化興起于世紀(jì)年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和 微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，

19、泛指幾何尺寸不超過的機(jī)電-體化產(chǎn)品, 并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體枳小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在牛物醫(yī)療、軍事、 信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化 產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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。 綠色 化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們住活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適另一方而，資源減 少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸口然。綠色產(chǎn)品概念在這 種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)胡在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過 程小，符合特定的壞境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)牛態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資

20、源利用率極 高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)人的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指 使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。人們大量倡導(dǎo)綠化工業(yè)能夠給人們帶來(lái)的美好 的生活，良好的生活品質(zhì)。系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征z就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采丿ij開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系 統(tǒng)可以靈活紐態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和紐合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn) 之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除外，還有、人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)站與 人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化。第三章 我國(guó)“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)3.1 一體化面臨的形式1. 我國(guó)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

21、. 我國(guó)用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。3. 我國(guó)用機(jī)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(zé)任重，冇意義。在我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相 當(dāng)大的比重。近年來(lái)我國(guó)的丄業(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。這里而固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)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(rèn)也冇優(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(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一 體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量

22、高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批 量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械生產(chǎn) 從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較 大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需 發(fā)展。第四章 機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展4.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、全息系統(tǒng)化全息系統(tǒng)化也即智能化，是對(duì)機(jī)器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸 收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌動(dòng)

23、力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方 法、新的設(shè)計(jì)思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具冇思維、意識(shí)等能力，以 便達(dá)到更高水平的控制冃標(biāo)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品智能特征也越來(lái) 越明顯，智能化水平也是h趨上升，新世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智 能在機(jī)電一休化的研究屮也fi益得到重視,其屮機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要 應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全札i同的智能永遠(yuǎn)是不可能的，也沒有這個(gè)必 要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品具冇低級(jí)智能或者人的部分智能，則 是完全可能而又必耍的。2、微型機(jī)電化在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過半

24、導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元 件，如果這一成果應(yīng)川于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那么就沒冇必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部 分了，這時(shí)就完全的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電了的“融合”，這樣cpu、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可 以集成在一起，而r體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè) 重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國(guó)外，人們稱其為 微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過"m3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā) 展，正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、牛物醫(yī)療、信息等方面 占有很高的地位和很人的優(yōu)勢(shì)。3、光機(jī)電一體化光機(jī)電一體

25、化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化系統(tǒng)是由機(jī) 械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)小引 進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感 系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。4、產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨人發(fā)展，同時(shí) 給口常生活都帶來(lái)了全新的面貌，全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的竟?fàn)幰矊?出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球化，一旦硏制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠，必然會(huì)暢 銷全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未 艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī)電一

26、休化產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng) 絡(luò)全球化發(fā)展。5、產(chǎn)品綠色化隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化物質(zhì)需求豐富，生活舒適nj用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因?yàn)檫@些現(xiàn)彖的出現(xiàn)，人 們開始呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然，那么此時(shí)，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運(yùn)而牛.，這是一個(gè) 時(shí)代的綠色化趨勢(shì)，在這里，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時(shí)不破壞牛態(tài)環(huán)境, 報(bào)廢后還能回收利用。因此，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過程屮， 應(yīng)完全符介生存環(huán)境和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境盡可能的無(wú)害或危害極少，資源利用率 耍極高。由于這種客觀的存在性，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電-體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成

27、本很高，但其 具有遠(yuǎn)大的發(fā)展空間。6、機(jī)電一體化的人格化，其有兩層含義：機(jī)電一休化產(chǎn)品的使用對(duì)象是人，怎樣將人的 智能、情感、人性賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品顯得越來(lái)越重要，尤其是家用機(jī)器人，其最高境界就 是人機(jī)一體化;模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性越來(lái)越大，很多時(shí)候類似于活的生物:當(dāng)大腦停止工作時(shí)，生物便死 亡，而人腦工作時(shí)，生物就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。1=1前，在仿生學(xué)研究領(lǐng) 域中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)，可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新空的機(jī)體，但是如何使 這些新型機(jī)體具有生命力述是研究中的一大難題，這一研究領(lǐng)域被稱z為“生物軟件”

28、或者說“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)正是“肌體（硬件）人腦（軟件）” 一體，不可分割。機(jī)電一體化產(chǎn)品向牛物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術(shù)與理論還是有很人的差距，因此， 還需要更加倍的努力。四、我國(guó)發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)和任務(wù) 機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：-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(jìn)步捉高一步；二是開發(fā)白動(dòng)化、數(shù)字化、智 能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。4.2我國(guó)“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)（1）我國(guó)用微電了技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，冇難度（2）我國(guó)用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。（

29、3）我國(guó)用機(jī)電一體化產(chǎn)站収代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民 產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的金業(yè)還占 相當(dāng)大的比重。近年來(lái)我國(guó)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。這里面固然冇上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，冇企業(yè)的“故土難離”“死守故 業(yè)”問題，但不可否認(rèn)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)的而詢，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)站。機(jī) 電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映 時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的

30、調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、 少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械 生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大， 許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。第五章我國(guó)“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)我國(guó)在機(jī)電一休化方面的任務(wù)可以概描為兩句話:一句話是廣泛深入地丿ij機(jī)電一體化技術(shù)改 造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是人張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟?目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)

31、構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。總z,機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟我國(guó)機(jī)電行業(yè) 產(chǎn)甜結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。5.1發(fā)展機(jī)電一體化的對(duì)策目前，我國(guó)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各白都有一套白己的發(fā)展策略。 建議各主管部門責(zé)成有-關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)杳研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!以后會(huì)發(fā)展 順利和正確的發(fā)展機(jī)電一體化。5,2強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用目両，我國(guó)“機(jī)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(guó)有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的

32、統(tǒng)管機(jī)構(gòu)。國(guó)家政治體制改革和經(jīng) 濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的 建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋 面，要加強(qiáng)辦公室、秘帖處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)” 發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn) 工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)展。5.3.優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì) 未采用機(jī)電一體化技術(shù)落示產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；人力提侶用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行 改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體

33、化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、 優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。 在 經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng) 費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電-咻化技術(shù)改進(jìn)、主產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?建設(shè)項(xiàng)冃上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。優(yōu)化發(fā)展壞 境指通過宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍, 如盡快為外商到我國(guó)投資發(fā)展“機(jī)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(jī)電 體化產(chǎn)品的高新技術(shù)金業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)

34、機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。 搞好綠色化發(fā)展，促使人們提供更好的發(fā)展。54突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī) 電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大皿取舍，冇所為，冇所不 為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng) 產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子（計(jì)算機(jī)）裝置，使“機(jī)械”和“電 了”技術(shù)在淺層次匕結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)z初，就把“機(jī)械” 與“電子”統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來(lái)的新

35、產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。5.5 一體化的發(fā)展方向機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向, 機(jī)電一體化將朝著以下兒個(gè)方向發(fā)展。1、智能化智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別也是21世紀(jì)機(jī)電一體化 的發(fā)展方向。近兒年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化 為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電i體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī) 電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而 取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。2、系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)

36、構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。 表現(xiàn)特征z二是通信功能大大加強(qiáng)，-般除r s232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信 聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予 機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)-些主 物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。3、微型化微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電了技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一 體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm 3,并正向微 米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一

37、體化系統(tǒng)具冇體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn) 入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在牛物醫(yī)學(xué)、航空航犬、信息技術(shù)、工 農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目詢,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù), 在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。4、模塊化模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī) 電一體化產(chǎn)品種類和牛:產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、 信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重耍的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部 件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時(shí)也 可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)

38、規(guī)模。5、網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電 體化產(chǎn)甜的種類很多，血向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。山于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制 和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。6、綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重 污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而牛。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、 運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。 機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使川時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢時(shí)能回收利川。綠色制造業(yè) 是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。綜上

39、所述，機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì) 生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì) 方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī) 械設(shè)備的耍求血l是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由z 路。第六章機(jī)電一體化的核心技術(shù)6.1 一體化技術(shù)1. 機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng), 利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體 積、提高精度、提高剛度及改善性能耍求。2. 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判

40、斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系 統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。3系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局和度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體 分解成相互關(guān)聯(lián)的若t功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中-個(gè)重要方血，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分 有機(jī)連接的保證。4. 自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)示的系統(tǒng)仿真， 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、占適應(yīng)控制、占診斷校正、補(bǔ)償、 再現(xiàn)、檢索等。5. 傳感檢測(cè)技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越 強(qiáng)，系統(tǒng)的白動(dòng)化程序就越高。6. 伺服傳動(dòng)技術(shù)：包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的

41、傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào) 到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能冇決定性的影響。第七章機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用7.1分布式控制系統(tǒng)(dcs)分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)小央計(jì)算機(jī)指揮若t臺(tái)而向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控 制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集 中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來(lái)越多。 不僅町以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng) 計(jì)管理功能，成為-種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。dcs具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操 作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、

42、可靠性高籌特點(diǎn)。dcs是監(jiān)視集中控制分散，故障影 響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，釆用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠 性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具冇更高的安全性。是當(dāng)前大 型機(jī)電一休化系統(tǒng)的主要潮流。7.2開放式控制系統(tǒng)(ocs)開放控制系統(tǒng)(open control system)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概 念?！伴_放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以 實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，h資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制 設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場(chǎng)總

43、線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與 控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。7.3計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(cims)鋼鐵企業(yè)的cims是將人與主產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、牛產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原 料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基木 實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程 的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來(lái)鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生 產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)冇庫(kù)存，加速資金周 轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企 業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。美

44、國(guó)、h本等一些大型鋼鐵金業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)cims化。7.4現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(fbt)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(fied bus technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控 制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多詁通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如 420ma, dc直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)z 間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接對(duì)省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接 導(dǎo)線?，F(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致dcs的變革和新一代囤繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表， 如智能變送器、儕能執(zhí)行器、現(xiàn)場(chǎng)總線化檢測(cè)儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線化plc(pro

45、grammable logic controller)和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。7.5交流傳動(dòng)技術(shù)傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展, 交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來(lái)由交流 傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào) 速系統(tǒng)的調(diào)速性能己達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無(wú)論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以 使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)口 j逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到川戶 的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)人。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展詢景摘要:機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電 子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技 術(shù)的基木結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:機(jī)械工業(yè)；機(jī)電一體化；數(shù) 控；模塊化現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極人地推動(dòng)了不同了科的交叉與滲透,引起了工程領(lǐng)域的技 術(shù)改造與