機電一體化論文

1、1, 國內外數控技術發(fā)展狀況世界制造業(yè)在 20 世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工 業(yè)，所以美國人首先提出了要振興現代制造業(yè)。 90 年代的全世界數控機床制造 業(yè)都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從 90 年代初 開始已出現明顯的回升， 在全世界制造業(yè)形成新的技術更新浪潮。 如德國機床行 業(yè)從 2000 年至今已接受 3 個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。20 世紀人類社會最偉大的科技成果是計算機的發(fā)明與應用，計算機及控制技術 在機械制造設備中的應用是世紀內制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術進步。自從 1952 年美國第 1 臺數控銑床問世至今已經歷了 50 個

2、年頭。數控設備包括：車、銑、 加工中心、 鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機， 形成龐大的數控制造設備家族， 每年全世界的產量有1020萬臺，產值上百億美元。世界制造業(yè)在 20 世紀末的十幾年中經歷了幾次反復，曾一度幾乎快成為夕陽工 業(yè)，所以美國人首先提出了要振興現代制造業(yè)。 90 年代的全世界數控機床制造 業(yè)都經過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經過較大變動，從 90 年代初 開始已出現明顯的回升， 在全世界制造業(yè)形成新的技術更新浪潮。 如德國機床行 業(yè)從 2000 年至今已接受 3 個月以后的訂貨合同，生產任務飽滿。 我國數控機床制造業(yè)在 80 年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)

3、產品 實現向數控化產品的轉型。但總的來說，技術水平不高，質量不佳，所以在 90 年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整， 經歷了幾年最困難的 蕭條時期，那時生產能力降到 50，庫存超過 4 個月。從 1995 年“九五”以后國 家從擴大內需啟動機床市場， 加強限制進口數控設備的審批， 投資重點支持關鍵 數控系統(tǒng)、設備、技術攻關，對數控設備生產起到了很大的促進作用，尤其是在 1999 年以后，國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數控 設備制造市場一派繁榮。從 2000 年 8 月份的上海數控機床展覽會和 2001 年 4 月北京國際機床展覽會上， 也可以看到多品種產品

4、的繁榮景象。 但也反映了下列 問題：（1）低技術水平的產品競爭激烈，互相靠壓價促銷；（ 2） 高技術水平、全功能產品主要靠進口；（3） 配套的高質量功能部件、數控系統(tǒng)附件主要靠進口；（ 4） 應用技術水平較低，聯(lián)網技術沒有完全推廣使用；（5） 自行開發(fā)能力較差， 相對有較高技術水平的產品主要靠引進圖紙、 合資生 產或進口件組裝。當今世界工業(yè)國家數控機床的擁有量反映了這個國家的經濟能力和國防實力。 目 前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近 300 萬臺），但我們的機床數控化 率僅達到 1 9左右，這與西方工業(yè)國家一般能達到 20的差距太大。日本不 到 80 萬臺的機床卻有近 10 倍于我國的制

5、造能力。數控化率低，已有數控機床 利用率、開動率低，這是發(fā)展我國 21 世紀制造業(yè)必須首先解決的最主要問題。 每年我們國產全功能數控機床 30004000 臺，日本 1 年產 5 萬多臺數控機床， 每年我們花十幾億美元進口 70009000 臺數控機床，即使這樣我國制造業(yè)也很 難把行業(yè)中數控化率大幅度提上去。因此，國家計委、經貿委從 “八五 ”、“九五” 就提出數控化改造的方針，在 “九五”期間，我協(xié)會也曾做過調研。當時提出數控 化改造的設備可達 810 萬臺，需投入 80100 億資金，但得到的經濟效益將 是投入的 510 倍以上。因此，這兩年來承擔數控化改造的企業(yè)公司大量涌現， 甚至還有美

6、國公司加入。 十五”剛剛開始，國防科工委就明確提出了在軍工企業(yè) 中投入6. 8億元，用于對1. 21 . 8萬臺機床的數控化改造。數控技術經過50年的2個階段和6代的發(fā)展：第1階段：硬件數控(NC)第1代：1952年的電子管第2代：1959年晶體管分離元件第3代：1965年的小規(guī)模集成電路第2階段：軟件數控(CNC)第4代：1970年的小型計算機第5代：1974年的微處理器第6代：1990年基于個人PC機(PC BASEO )第6代的系統(tǒng)優(yōu)點主要有：(1) 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可達到5萬小時以上；(2) 基于PC平臺，技術進步快，升級換代容易；(3) 提供了開放式基礎，可

7、供利用的軟、硬件資源豐富，使數控功能擴展到很 寬的領域(如CAD、CAM、CAPP，連接網卡、聲卡、打印機、攝影機等)；(4) 對數控系統(tǒng)生產廠來說，提供了優(yōu)良的開發(fā)環(huán)境，簡化了硬件。目前，國際上最大的數控系統(tǒng)生產廠是日本 FANUC公司，1年生產5萬套以上 系統(tǒng)，占世界市場約40 %左右，其次是德國的西門子公司約占15%以上，再次 是德海德漢爾，西班牙發(fā)格，意大利菲地亞，法國的NUM，日本的三菱、安川。國產數控系統(tǒng)廠家主要有華中數控、北京航天機床數控集團、北京凱恩帝、北京 凱奇、沈陽藝天、廣州數控、南京新方達、成都廣泰等，國產數控生產廠家規(guī)模 都較小，年產都還沒有超過 300400套。近10

8、年數控機床為適應加工技術發(fā)展，在以下幾個技術領域都有巨大進步。(1) 高速化由于高速加工技術普及，機床普遍提高各方面速度，車床主軸轉速由30004000r /min提高到800010000r /min，銑床和加工中心主軸轉速由 4000 8000r /min 提高到 12000r /min、24000r / min、40000r /min 以上 快速移動 速度由過去的 10 20m /min 提高到 48m/min、60m /min、80m/min、120m /min在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，其已由過去一般機床的0. 5G (重力加速度)提高到1 . 52G,最高可達15G

9、，直線電機在機床上 開始使用，主軸上大量采用內裝式主軸電機。(2) 高精度化數控機床的定位精度已由一般的 0. 010. 02mm提高到0. 008mm左右，亞 微米級機床達到0. 0005mm左右，納米級機床達到0. 0050. 01 ym ,最小 分辨率為1nm (0. 000001mm )的數控系統(tǒng)和機床已有產品。數控中兩軸以上插補技術大大提高，納米級插補使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達到1卩的圓度，插補前多程序段預讀，大大提高插補質量，并可進行自動拐角處理 等。(3) 復合加工、新結構機床大量出現如5軸5面體復合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。也派生出各新穎的 機床結構，包括6軸虛擬軸

10、機床，串并聯(lián)鉸鏈機床等。采用特殊機械結構，數控 的特殊運算方式，特殊編程要求。（ 4） 使用各種高效特殊功能的刀具使數控機床 “如虎添翼 ”。如內冷鉆頭由于使 高壓冷卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑， 在鉆深孔時大大提高效率。 加工鋼 件切削速度能達 1000m min ，加工鋁件能達 5000m min。（ 5） 數控機床的開放性和聯(lián)網管理， 已是使用數控機床的基本要求， 它不僅是 提高數控機床開動率、 生產率的必要手段， 而且是企業(yè)合理化、 最佳化利用這些 制造手段的方法。因此，計算機集成制造、網絡制造、異地診斷、虛擬制造、異 行工程等等各種新技術都在數控機床基礎上發(fā)展起來，這必然成為 2

11、1 世紀制造 業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。2, 數控技術的發(fā)展趨勢 數控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化， 使制造業(yè)成為工業(yè)化的 象征，而且隨著數控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大， 他對國計民生的一些重 要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行 業(yè)所需裝備的數字化已是現代發(fā)展的大趨勢。 從目前世界上數控技術及其裝備發(fā) 展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面18。21 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 效率、質量是先進制造技術的體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高 產品的質量和檔次， 縮短生產周期和提高市場競爭能力。 為此日本先端技術研究 會將其

12、列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP ）將其確定為21 世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領域，年產 30 萬輛的生產節(jié)拍是 40 秒/輛，而且多品種加工是轎車 裝備必須解決的重點問題之一； 在航空和宇航工業(yè)領域， 其加工的零部件多為薄 壁和薄筋， 剛度很差， 材料為鋁或鋁合金， 只有在高切削速度和切削力很小的情 況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料 “掏空”的方法 來制造機翼、 機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、 螺釘和其他聯(lián)結 方式拼裝， 使構件的強度、 剛度和可靠性得到提高。 這些都對加工裝備提出了高 速、高精和高柔性的要求。從 EMO20

13、01 展會情況來看，高速加工中心進給速度可達 80m/min ，甚至更高， 空運行速度可達 100m/min 左右。目前世界上許多汽車廠， 包括我國的上海通用 汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國 CINCINNATI 公司的 HyperMach 機床進給速度最大達 60m/min ，快速為 100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 OOOr/min。加工一薄壁飛機零件， 只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需 3h，在普通銑床加工需8h ； 德國 DMG 公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達 12*!000r/mm 和 1g。 在加工精度方

14、面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由 10 ym提高到 5ym,精密級加工中心則從35ym，提高到11.5 ym,并且超精密加工精度 已開始進入納米級 （0.01 y m。）在可靠性方面，國外數控裝置的 MTBF 值已達 6 000h 以上，伺服系統(tǒng)的 MTBF 值達到 30000h 以上，表現出非常高的可靠性。為了實現高速、 高精加工， 與之配套的功能部件如電主軸、 直線電機得到了快速 的發(fā)展，應用領域進一步擴大。2.2 5 軸聯(lián)動加工 bsp;采用 5 軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工， 可用刀具最佳幾何形狀進行切削， 不僅光 潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為， 1 臺 5 軸聯(lián)動

15、機床的效率可以等于 2 臺 3 軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼 零件時，5 軸聯(lián)動加工可比 3 軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。 但過去因 5 軸聯(lián)動數 控系統(tǒng)、 主機結構復雜等原因， 其價格要比 3 軸聯(lián)動數控機床高出數倍， 加之編 程技術難度較大，制約了 5 軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現， 使得實現 5 軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化， 其 制造難度和成本大幅度降低， 數控系統(tǒng)的價格差距縮小。 因此促進了復合主軸頭 類型 5 軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含 5 面加工機床）的發(fā)展。在 EMO2001 展會上，新日本工機的 5 面加工機床采用復合主軸頭

16、，可實現 4 個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 軸加工可在同一臺機 床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國 DMG 公司展出 DMUVoution 系列加工中心，可在一次裝夾下 5 面加工和 5 軸聯(lián)動加工，可由 CNC 系統(tǒng)控制 或 CAD/CAM 直接或間接控制。2.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢21 世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數控系統(tǒng) 中的各個方面： 為追求加工效率和加工質量方面的智能化， 如加工過程的自適應 控制，工藝參數自動生成； 為提高驅動性能及使用連接方便的智能化， 如前饋控 制、電機參數的自

17、適應運算、 自動識別負載自動選定模型、 自整定等；簡化編程、 簡化操作方面的智能化， 如智能化的自動編程、 智能化的人機界面等； 還有智能 診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 為解決傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)封閉性和數控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。 目前許 多國家對開放式數控系統(tǒng)進行研究，如美國的 NGC（The Next Generation Work-Station/Machine Control） 、歐共體的 OSACA（Op 和復合加工機床 en System Architecture for Control within Automation Systems） 、日本的 OS

18、EC（Open System Environment for Controller） ，中國的 ONC（Open Numerical Control System） 等。數控系統(tǒng)開放化已經成為數控系統(tǒng) 的未來之路。所謂開放式數控系統(tǒng)就是數控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺 上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能）， 形成系列化， 并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中， 快速 實現不同品種、 不同檔次的開放式數控系統(tǒng)， 形成具有鮮明個性的名牌產品。 目 前開放式數控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數控系統(tǒng) 功能庫以及數控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)

19、工具等是當前研究的核心。 網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。 數控裝備的網絡化 將極大地滿足生產線、 制造系統(tǒng)、 制造企業(yè)對信息集成的需求， 也是實現新的制 造模式如敏捷制造、 虛擬企業(yè)、 全球制造的基礎單元。 國內外一些著名數控機床 和數控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機， 如在 EMO2001 展 中，日本山崎馬扎克（ Mazak） 公司展出的 “CyberProduction Center （”智能生產 控制中心，簡稱CPC）;日本大隈（Okuma ）機床公司展出“IT plaza （信息技 術廣場，簡稱 IT 廣場）；德國西門子 （Siemens） 公

20、司展出的 Open Manufacturing Environment （開放制造環(huán)境，簡稱 OME ）等，反映了數控機床加工向網絡化 方向發(fā)展的趨勢。2.4 重視新技術標準、規(guī)范的建立關于數控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范如前所述， 開放式數控系統(tǒng)有更好的通用性、 柔性、適應國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計 劃，并進行開放式體系結構數控系統(tǒng)規(guī)范（OMAC、OSACA、OSEC）的研究和制 定，世界 3 個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定， 預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。 我國在 2000 年也開始進行中國的 ONC 數控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。關于數控標準 數控標準是制造業(yè)信息化

21、發(fā)展的一種趨勢。數控技術誕生后的 50 年間的信息交 換都是基于 ISO6983 標準，即采用 G， M 代碼描述如何（ how ）加工，其本質 特征是面向加工過程， 顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發(fā)展的需要。 為此，國際上正在研究和制定一種新的 CNC 系統(tǒng)標準 ISO14649（STEPNC）， 其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制， 能夠描述產品整個生命周期內 的統(tǒng)一數據模型，從而實現整個制造過程， 乃至各個工業(yè)領域產品信息的標準化。 STEP-NC 的出現可能是數控技術領域的一次革命，對于數控技術的發(fā)展乃至整 個制造業(yè)，將產生深遠的影響。首先， STEP-NC 提出一種

22、嶄新的制造理念，傳 統(tǒng)的制造理念中， NC 加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下， NC 程 序可以分散在互聯(lián)網上，這正是數控技術開放式、網絡化發(fā)展的方向。其次， STEP-NC 數控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約 75）、加工程序編制時間（約 35 ）和加工時間（約 50）。目前，歐美國家非常重視 STEP-NC 的研究，歐洲發(fā)起了 STEP-NC 的 IMS 計劃 。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的 20個 CAD/CAM/CAPP/CNC 用戶、廠商和學術機構。美國的 STEP Tools 公司是全 球范圍內制造業(yè)數據交換軟件的開發(fā)者， 他已經開發(fā)了用作數控機床加工信息交 換的超級模

23、型 （Super Model） ，其目標是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前 這種新的數據交換格式已經在配備了 SIEMENS 、 FIDIA 以及歐洲 OSACA-NC 數控系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證。2. 5 柔性化 包含兩方面：數控系統(tǒng)本身的柔性，數控系統(tǒng)采用模塊化設計，功 能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群 控系統(tǒng)能依據不同生產流程的要求， 使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整， 從而 最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。2. 6 工藝復合性和多軸化 以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝 著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。 數控機床的工藝復合化是指工件

24、在一臺機床 上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多 表面的復合加工。 數控技術軸， 西門子 880 系統(tǒng)控制軸數可達 24 軸。 （4）實時智 能化 早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調度任務， 以確保任務在規(guī)定期限內完成。 而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智 能行為。 科學技術發(fā)展到今天， 實時系統(tǒng)和人工智能相互結合， 人工智能正向著 具有實時響應的、 更現實的領域發(fā)展， 而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、 更加 復雜的應用發(fā)展， 由此產生了實時智能控制這一新的領域。 在數控技術領域， 實 時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發(fā)展

25、： 自適應控制、 模糊控制、 神 經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統(tǒng)中配備編程專 家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、 參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節(jié) 系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、 動態(tài)前饋功能， 在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統(tǒng)的控制性能大 大提高，從而達到最佳控制的目的。2.7 功能發(fā)展方向(1) 用戶界面圖形化 用戶界面是數控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用 戶對界面的要求不同， 因而開發(fā)用戶界面的工作量極大， 用戶界面成為計算機軟 件研制中最困難的部分之一。當前 INTERNET 、虛擬現實、科學

26、計算可視化及 多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。 圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè) 用戶的使用， 人們可以通過窗口和菜單進行操作， 便于藍圖編程和快速編程、 三 維彩色立體動態(tài)圖形顯示、 圖形模擬、 圖形動態(tài)跟蹤和仿真、 不同方向的視圖和 局部顯示比例縮放功能的實現。(2) 科學計算可視化 科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交 流不再局限于用文字和語言表達， 而可以直接使用圖形、 圖像、動畫等可視信息。 可視化技術與虛擬環(huán)境技術相結合， 進一步拓寬了應用領域， 如無圖紙設計、 虛 擬樣機技術等， 這對縮短產品設計周期、 提高產品質量、 降低產品成本具有重要 意義。在數控技術

27、領域，可視化技術可用于 CAD/CAM ，如自動編程設計、參數 自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿 真演示等。(3) 插補和補償方式多樣化 多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空 間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS 插補(非均勻有理 B 樣條插補 )、樣條插補 (A、 B、 C 樣條)、多項式插補等。多種 補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、 與速度相關的前饋補償、 溫度補償、 帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半 徑補償等。(4) 內裝高性能 PLC 數控系統(tǒng)內裝高性

28、能 PLC 控制模塊，可直接用梯形圖或高 級語言編程， 具有直觀的在線調試和在線幫助功能。 編程工具中包含用于車床銑 床的標準 PLC 用戶程序實例，用戶可在標準 PLC 用戶程序基礎上進行編輯修改， 從而方便地建立自己的應用程序。(5) 多媒體技術應用 多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具 有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體 技術可以做到信息處理綜合化、 智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產現場設備的故障 診斷、生產過程參數監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。2 .8 體系結構的發(fā)展(1) 集成化 采用高度集成化 CPU 、 RISC 芯片和大規(guī)?？删幊?/p>

29、集成電路 FPGA、 EPLD 、 CPLD 以及專用集成電路 ASIC 芯片，可提高數控系統(tǒng)的集成度和軟硬 件運行速度。應用 FPD 平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科 技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現超大尺寸顯示， 成為和 CRT 抗衡的新興顯示技術，是 21 世紀顯示技術的主流。應用先進封裝 和互連技術， 將半導體和表面安裝技術融為一體。 通過提高集成電路密度、 減少 互連長度和數量來降低產品價格， 改進性能，減小組件尺寸， 提高系統(tǒng)的可靠性。(2) 模塊化 硬件模塊化易于實現數控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據不同的功能需 求，將基本模塊，如 CPU 、

30、存儲器、位置伺服、 PLC 、輸入輸出接口、通訊等 模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減， 構成不同檔次的數控系統(tǒng)。(3) 網絡化機床聯(lián)網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網，可在任何一 臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示 在每一臺機床的屏幕上。(4) 通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、 嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集 成程度的數控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)僅有的專用型單機封閉 式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工

31、工藝綜合作 用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變 化因素，因此，要實現加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在 實時加工過程中動態(tài)調整加工過程變量。 加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài) 全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、 CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現集成化、智 能化、網絡化。5|評論向TA求助 回答者：dujunming520 | 一級擅長領域：暫未定制參加的活動： 暫時沒有參加的活動XXXxxXXXXXXXXX相關

32、內容? 2011-12-26誰能幫我寫一篇?？茩C電一體化畢業(yè)論文一萬字啊 非常感謝1? 2011-12-18求份機電一體化畢業(yè)論文不是百度一收一大堆的要帶圖的 字數多點1? 2011-12-27函授大專機電一體化畢業(yè)論文礦山機電跪求范文郵箱 1058583579qq.? 2011-12-20。急求一篇機電一體化畢業(yè)論文設計題目是并勵直流電動機電? 2011-12-20求助機電一體化畢業(yè)論文一份1更多關于機電一體化畢業(yè)論文 的問題>> 查看同主題問題：機電一體化 畢業(yè)論文?機電一體化畢業(yè)論?2010-5-17求一個機電一體化畢業(yè)論文題目。注意是題目。簡單點的。28?2011-10-4

33、求機電一體化畢業(yè)論文設計題目。?2008-12-9機電一體化畢業(yè)論文（100分）193?2011-11-5求有關機電一體化畢業(yè)論文題目? 2011-6-4求機電一體化畢業(yè)論文題目 冷沖模設計更多關于機電一體化畢業(yè)論文：題目的問題>>回答共3條 2009-3-4 13:56 上下班記得打卡|三級 機電的論文，要寫好有點難度，呵呵需要設計嗎？ ？0|評論XXXxXXXXxXXXXX2009-3-16 00:20 420049750 | 四級 畢業(yè)論文 一、機電一體化技術發(fā)展歷程及其趨勢自電子技術一問世 ,電子技術與機械技術的結合就開始了 ,只是出現了半導體集成 電路,尤其是出現了以微處

34、理器為代表的大規(guī)模集成電路以后 ,"機電一體化 "技術 之后有了明顯進展 ,引起了人們的廣泛注意 .（一）機電一體化 " 的發(fā)展歷程1. 數控機床的問世 ,寫下了 "機電一體化 "歷史的第一頁 ;2. 微電子技術為 "機電一體化 ''帶來勃勃生機 ;3. 可編程序控制器、 "電力電子 "等的發(fā)展為 "機電一體化 "提供了堅強基礎 ;4. 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使 "機電一體化 "躍上新臺階 .（二）機電一體化 " 發(fā)展趨勢1. 光機電一

35、體化 . 一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系 統(tǒng)、機械結構等部件組成的 .因此 ,引進光學技術 ,實現光學技術的先天優(yōu)點是能有 效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、 能源（動力 ）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng) .光機電一 體化是機電產品發(fā)展的重要趨勢 .2.自律分配系統(tǒng)化 柔性化 .未來的機電一體化產品 ,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的 “冗余度”，有較強的 “柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成 “自律分配系統(tǒng) ”。 在自律分配系統(tǒng)中， 各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的， 子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務， 同時 具有本身的 “自律性 ”，可根據不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點是子系統(tǒng)可 產生本身的信息并附

36、加所給信息，在總的前提下，具體 “行動 ”是可以改變的。這 樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力 （柔性 ），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整 個系統(tǒng)。3. 全息系統(tǒng)化 智能化。今后的機電一體化產品 “全息 ”特征越來越明顯，智能 化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術 （尤其是軟件及芯片技術 ）的 發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結構， 也變簡單的 “從上到下 ”的形勢而為復雜的、 有較多冗余度的雙向聯(lián)系。4. “生物一軟件 ”化仿生物系統(tǒng)化。 今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大， 并且往往在結構上是處于 “靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài) （工作 ）時卻是穩(wěn)定的。這有 點類似于活的生物：當控制系

37、統(tǒng) （大腦 ）停止工作時，生物便 “死亡”，而當控制系 統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發(fā)現的一些生物體優(yōu)良 的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的 “生 命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為 “生物 軟件”或“生物 系統(tǒng)”，而 生物的特點是硬件 （肌體） 軟件（大腦 ）一體，不可分割。看來，機電一體化產 品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。5. 微型機電化 微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實 驗室中已制造出亞微米級的機械元件。 當將這一成果用于實際產品時， 就沒有必 要區(qū)分機械部分和控制器了。 屆時機械和電

38、子完全可以 “融合 ”，機體、執(zhí)行機構、 傳感器、 CPU 等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機 械學是機電一體化的重要發(fā)展方向。二、典型的機電一體化產品機電一體化產品分系統(tǒng) （整機）和基礎元、部件兩大類。 典型的機電一體化系統(tǒng)有： 數控機床、機器人、汽車電子化產品、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、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。 這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。三、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

39、要包括兩個層次： 一是用微電子技術改造傳統(tǒng)產業(yè)， 其目的是 節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產品質量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術進步提高一步；二是 開發(fā)自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新?lián)Q代。（一）我國 “機電一體化 ”工作面臨的形勢1. 我國用微電子技術改造傳統(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加速產品更新?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品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污 染、擾民產品的責任重，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)結構、 產品結構雖然幾經 調整，但由于多

40、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 的產業(yè)，優(yōu)選不出中意的產品問題。 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)和生產有關的機電一體化產品。 機電一體化產品功能 強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品 結構和生產過程做必要的調整、 改革，而無須改換設備。 這是解決機電產品多品 種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新 的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產品的歷史不長， 差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都 比較大，因此亟需發(fā)展。（二） 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 體化技術改造傳統(tǒng)產業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產品， 促進機電 產品的更新?lián)Q代。總的目的是促進機電一體產業(yè)的形成、 為我國產業(yè)結構和產品 結構調整作貢獻?？傊?，機電一體化技術既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，