第一篇：機(jī)電一體化本科畢業(yè)論文

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數(shù)控機(jī)床精度調(diào)整與恢復(fù) / 37 [在此處鍵入]

摘要

在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(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)的滲透所形成的機(jī)電一體化，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。技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地提高了勞動生產(chǎn)率； 提高了產(chǎn)品的質(zhì)量； 減輕了人們的勞動強(qiáng)度，使人們從繁重的勞動中解放出來，去從事更有效的勞動；由于技術(shù)的發(fā)展的需要，許多生產(chǎn)過程依靠人們的腦力和體力直接操作是難以實(shí)現(xiàn)的，還有許多生產(chǎn)過程則因人的生理所限而不能由人工操作。在這種情況下，自動控制更加顯示出其巨大的作用，本文以數(shù)控機(jī)床的自動控制為主，精度補(bǔ)償為輔，深入淺出的介紹了一些知識，希望能在今后的工作中對大家有所幫助

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；自動控制技術(shù)；精度補(bǔ)償 / 37 [在此處鍵入]

ABSTRACT

In the field of mechanical engineering, because of the rapid development of microelectronics technology and computer technology & the electromechanical integration which formed by permeation of mechanicalindustry, these made the technology structure of mechanical industry、industrial organization、function and composition、production mode and managementsystem got the great changes, made industrialproduction step into a newdevelopmentstage which is characterizedby “electromechanicalintegration” from the stage of “Mechanical electrification”.The rapid development of technology, improved the labor productivity greatly;improved the quality of the products;reduced the labor intensity of people, made people liberated from the heavy labor and engaged in a more effective work;due to the need of the development of technology, many production processes which relied on people's physical strength mental to operate directly is very difficult, and there are many production processes cannot be operated manually because of the physiology.In this situation, the automatic control shows its important role, this article is centered on automatic control of CNC machine, supplementedby precision compensation, introduces some knowledge, hope it can be help in your future work.Keywords: electromechanicalintegration;automatic control technology;precision compensation / 37

摘要 ABSTRACT 第一章緒論

1.1引言

1.2機(jī)電一體化概要

第二章典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

1數(shù)控機(jī)床

2自動機(jī)與自動生產(chǎn)線 3機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

第三章機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械加工企業(yè)中應(yīng)用

1FIDIA系統(tǒng)在加工中的優(yōu)勢 2什么是FIDIA高速銑削 3FIDIA刀具技術(shù) 4FIDIA機(jī)床技術(shù) 5FIDIA數(shù)控系統(tǒng)性能 6FIDIA加工工藝 / 37

第四章雷尼紹激光干涉儀

1激光干涉儀測量原理 2激光干涉儀的硬件組成 3激光干涉儀的軟件組成 4激光干涉儀光路調(diào)整 5激光干涉儀生成檢測程序

第五章FIDIA數(shù)控機(jī)床的精度補(bǔ)償

1.數(shù)控機(jī)床精度檢測補(bǔ)償步驟步驟 2.選擇儀器進(jìn)行測量

3.檢測螺距誤差使用的測量方法 4.選擇補(bǔ)償方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 5.實(shí)例

結(jié)論 參考文獻(xiàn) 致謝/ 37

第一章 緒論

1.1引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(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)的滲透所形成的機(jī)電一體化，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，數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的集中體現(xiàn)，其高速化和高精度化再與編程軟件相互配合可以完成復(fù)雜型面的3D加工，但是在長期的工作中我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)數(shù)控機(jī)床使用一段時間以后由于各傳動部件的磨損（主要是滾珠絲杠上面的滾珠磨損）造成機(jī)床精度的下降，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的合格率，所以定期檢查回復(fù)出廠精度是機(jī)床的精度是最終產(chǎn)品是否合格的關(guān)鍵，也是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，本文以機(jī)電一體化所學(xué)習(xí)的知識為基礎(chǔ)，以用雷尼紹激光干涉儀為測量工具對FIDIA系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床為對象對數(shù)控機(jī)床的激光檢查和補(bǔ)償，恢復(fù)出廠精度胃實(shí)例，寫出此論文，希望可以在今后的工作中對大家有所幫助。

1.2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)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

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)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(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(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。/ 37

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。

進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、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，其主要發(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 / 37

第二章典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

1數(shù)控機(jī)床

目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數(shù)控機(jī)床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占10％）。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。

（1）高速化

由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動速度由過去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同時要求提高運(yùn)動部件起動的加速度，由過去一般機(jī)床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達(dá)15G；直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。

（2）高精度化

數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右；納米級機(jī)床達(dá)到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。

數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度，插補(bǔ)前多程序預(yù)讀，大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動拐角處理等。

（3）復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)

如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等，采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)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(shù)控機(jī)床“如虎添翼 / 37

如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。

（5）數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理

數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動率、生產(chǎn)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(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。

2.自動機(jī)與自動生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機(jī)械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測，機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：

（1）光機(jī)電一體化方向 / 37

一般機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

（2）柔性化方向

未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

（3）智能化方向

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。/ 37

第三章機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械加工企業(yè)中應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會對機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度、效率和品種的要求越來越高，單件與中小批量產(chǎn)品的比重越來越大（目前已占到以上），傳統(tǒng)的通用專用機(jī)床和工藝裝備已經(jīng)不能很好地適應(yīng)高質(zhì)量、高效率、多樣化加工的要求，因而，以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)，將機(jī)械技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和成組技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合在一起，使機(jī)器制造行業(yè)的生產(chǎn)方式和機(jī)器制造技術(shù)發(fā)生了深刻的、革命性的變化。當(dāng)今機(jī)床行業(yè)的計(jì)算機(jī)數(shù)控化已成為技術(shù)進(jìn)步的大趨勢。數(shù)控機(jī)床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、通訊、液壓氣動、光電等多學(xué)科有效提高了加工質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了柔性自動化（相對于傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的大批量生產(chǎn)的剛性自動化），并向智能化、集成化方向發(fā)展。所以，可以毫不夸張地說，（計(jì)算機(jī)）數(shù)控技術(shù)，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用（美國的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床總數(shù)的80%以上），是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和技術(shù)的趨勢與潮流，也是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在市場競爭激烈的條件下生存與發(fā)展的必然要求。在數(shù)控機(jī)床發(fā)展過程中，值得一提的是數(shù)控加工中心的出現(xiàn)。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)一次裝夾并進(jìn)行多工序加工。這種機(jī)床在刀庫中裝有鉆頭、絲錐、鉸刀、鏜刀等刀具，通過程序指令自動選擇刀具，并利 用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時間和換刀時間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在已已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一個非常重要的品種，不僅有立式、臥式等鏜銑類加工中心用于箱體類零件的加工，還有車削加工中心用于回轉(zhuǎn)體零件加工以及磨削加工中心等。這些高性能、高精度、高自動化的數(shù)控機(jī)床就組成了完整的數(shù)控機(jī)床家族隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)不僅應(yīng)用于機(jī)床的控制，還用于控制其他的設(shè)。備，諸如數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、數(shù)控沖剪機(jī)等，僅數(shù)控機(jī)床就有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及數(shù)控加工中心等。/ 37

器機(jī)軸模塊x412PE1124x主22電W6PAPM2頭碼1VMD1銑編D62U側(cè)軸主塊模源電wk55214x塊器模碼5P11軸EMP124xP編主機(jī)2軸DMDWA電12主1V頭62U銑立塊模源電wk55B1GT41RxRC131x121xUPC CMM141x151xUPC CLP軸1111x121x131x141xC113x123x33x機(jī)電機(jī)軸電u軸W軸1W3UPC CN113x123x3x器碼編軸1園111x121x3131x141xU113x123x3機(jī)x電軸軸CcGNIE軸14RL31ZUU111x121x131x141x113x123x39xESDXAOEEMM T機(jī)IUC12141x121x131x141x113x123xRIC121x419EXE12 / 37

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起源于意大利的FIDIA數(shù)控系統(tǒng)是基于WINDOWS平臺的操作系統(tǒng)，由于系統(tǒng)屬于開放式系統(tǒng)，安裝使用及編程操作都非常簡單方便，由于有以上優(yōu)點(diǎn)在我國的軍事設(shè)備加工企業(yè)使用比較廣泛。

1.FIDIA系統(tǒng)在加工中的優(yōu)勢

今天的機(jī)械加工行業(yè)，競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新加快、模具交貨期愈短、使用材料更加復(fù)雜，這些已成為機(jī)械加工中最為顯著的特征。高速銑削作為模具制造中最為重要也是最為先進(jìn)的一項(xiàng)制造技術(shù)，集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身，在機(jī)械行業(yè)中受到的重視程度不言而喻。國內(nèi)只有為數(shù)不多的機(jī)械企業(yè)，對高速銑削設(shè)備、技術(shù)有實(shí)際的應(yīng)用，而部分已使用高速銑削的企業(yè)因技術(shù)人員沒有真正掌握相關(guān)技術(shù)，造成加工效果不甚理想。而高速銑削的優(yōu)勢到底體現(xiàn)在哪？高速銑削又有哪些特點(diǎn)？高速銑削能給我們帶來哪些好處？下面結(jié)合FIDIA高速機(jī)床的特點(diǎn)簡要介紹一下。/ 37

2.什么是FIDIA高速銑削

高速銑削不能按照任何特定的速度值來定義，獲得很高數(shù)值的轉(zhuǎn)速或線速度不是它本身的目標(biāo)。與之相反，高速銑削描述了使用速度的方法。在高速銑削加工里，速度是一種催化劑。當(dāng)高速主軸和高進(jìn)給下的精確定位有機(jī)結(jié)合時，高速切削開始顯現(xiàn)出實(shí)用價值。在模具加工里，高速切削讓使用小直徑刀具和小切深成為現(xiàn)實(shí)，所以槽和復(fù)雜細(xì)節(jié)的加工可通過銑削來代替EDM。此外，高速切削加工獲得的光潔表面使得取消手工拋光成為可能。

高速銑削應(yīng)用要求的不僅是機(jī)床的速度，而且還在于使用的工藝。這個工藝與傳統(tǒng)切削要求有顯著區(qū)別，高速銑削涉及到CNC機(jī)床、刀柄刀具、冷卻系統(tǒng)及CAM數(shù)控編程等諸多因素。這個工藝甚至涉及到更綜合更全面地了解機(jī)床在不同速度下的行為特征。下面從刀具技術(shù)、機(jī)床技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)性能和加工工藝等幾個方面分析高速加工與普通加工的異同。

3.FIDIA刀具技術(shù)

高速加工用的刀具必須與工件材料的化學(xué)親和力小，具有優(yōu)良的力學(xué)性能，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，良好的抗沖擊和熱疲勞特性。普通加工的刀具夾緊技術(shù)也不再符合高速加工，F(xiàn)IDIA 機(jī)床采用HSK刀柄。刀柄錐部和端面同時與主軸內(nèi)錐孔和端面接觸雙定位，且此類刀柄采用的是內(nèi)漲式夾緊技術(shù)，保障了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。

4.FIDIA機(jī)床技術(shù)

高速加工機(jī)床為了適應(yīng)高速加工時主軸轉(zhuǎn)速高，進(jìn)給速度快，機(jī)床運(yùn)動部件加速度高等要求，在主軸單元、進(jìn)給系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等方面比普通數(shù)控機(jī)床具有更高的要求。FIDIA 高速銑削加工中心具備卓越的系統(tǒng)功能和很好的機(jī)械結(jié)構(gòu)，為加工高質(zhì)量的模具提供了可靠的保證。典型的金字塔式結(jié)構(gòu)，寬的導(dǎo)軌和低的重心，適合線性軸的高速運(yùn)動。坐標(biāo)的運(yùn)動速度可在0.1秒內(nèi)由0加速到30m/min。FIDIA高速機(jī)床采用FIDIA傳統(tǒng)式的工作臺固定不動。這樣機(jī)床承重比同規(guī)格的運(yùn)動式工作臺要大；機(jī)床的運(yùn)動單元的慣量是常數(shù)，線性軸電機(jī)一直在最佳的工作狀態(tài)下運(yùn)行，即不因改變加工模具/ 37

的大小而改變電機(jī)的特性；還有就是考慮到高速運(yùn)動的特殊性，在保證機(jī)床足夠剛性的前提下盡量減少運(yùn)動慣量，以便最大程度提高坐標(biāo)固有頻率，從而得到更高的閉環(huán)增益，使得機(jī)床在高速加工中的跟蹤誤差趨于最小值，最終提高加工的精度和質(zhì)量。FIDIA高速加工機(jī)床在數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動擺頭及反饋光柵都應(yīng)用FIDIA技術(shù)。FIDIA作為最終用戶的源供應(yīng)商，確保了整機(jī)的質(zhì)量和可靠性。

5.FIDIA數(shù)控系統(tǒng)性能

FIDIA在數(shù)控系統(tǒng)及計(jì)算、數(shù)字化仿形的系統(tǒng)集成技術(shù)、復(fù)雜型面的銑削加工等方面一直處于市場領(lǐng)先地位。從1974年開始FIDIA就致力于開發(fā)新的CNC算法以提高銑加工的性能。在過去十幾年中，F(xiàn)IDIA一直在對軸控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以減少加工過程中的軌跡誤差。通過這些算法從而減少了加工時的動態(tài)誤差，同時也提高了加工進(jìn)給速度和表面加工質(zhì)量。

Look-ahead（向前看）功能可根據(jù)不同條件進(jìn)行調(diào)整：機(jī)床類型、加工工件的類型、加工要求（粗加工、半精加工或精加工）?？梢酝ㄟ^G代碼來調(diào)用不同的動態(tài)參數(shù)從而優(yōu)化加工性能。

通過Active Tuning(主動調(diào)協(xié))、Active Damping（有源阻尼）、Jerk Control(階躍控制)等功能，能優(yōu)化和增強(qiáng)高速切削機(jī)床加工性能，減少加工時間和提高工件表面加工質(zhì)量。

這些功能能減小動態(tài)軌跡誤差，能在高速進(jìn)給速度的條件下提高加工精度和完美的表面加工質(zhì)量。

Active Tuning和Active Damping能設(shè)置與高速機(jī)床特性相匹配的最佳數(shù)值并且不會在控制回路中產(chǎn)生失穩(wěn)。

“階躍”式的加速度會引起振蕩，F(xiàn)IDIA引入“Jerk Control（跳動控制）”技術(shù)提供漸變的坐標(biāo)加速度?？焖倨交募铀倌芴岣呒铀賲^(qū)域加工質(zhì)量。

6.FIDIA加工工藝

和普通加工相比，可以縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率和機(jī)床利用率，工件熱變形小，加工精度高，表面質(zhì)量好，加工工藝范圍廣，適合加工薄壁、剛性較差、容易產(chǎn)生熱變形/ 37

的零件。FIDIA 高速加工機(jī)床刀具冷卻采用油霧半干式冷卻，使用非毒性的植物潤滑油，最小潤滑油供量。在工件表面形成一層薄薄的油膜，與傳統(tǒng)的使用冷卻液或氣冷的方式相比，可大大提高工件表面質(zhì)量。

近十年來，F(xiàn)IDIA在驅(qū)動技術(shù)和控制系統(tǒng)的長足進(jìn)步，推動了自身高速加工中心結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新和性能的不斷提高。對提高加工中心的高速度、高動態(tài)和高精度起了決定性的作用。在模具加工機(jī)床的多種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中，不僅應(yīng)用回轉(zhuǎn)工作臺，而且還應(yīng)用擺動和回轉(zhuǎn)主軸頭，由此構(gòu)成各種不同類型的五軸加工中心。FIDIA五軸龍門式高速精密銑削中心為加工大型模具提供了技術(shù)支持。/ 37

第四章雷尼紹激光干涉儀

1.激光干涉儀測量原理

ML10 激光器的光束會射入線性干涉鏡，再分為兩道光束。一道光束（稱為參考光束）射向連接分光鏡的反射鏡，而第二道光束（測量光束）則通過分光鏡射入第二個反射鏡。這兩道光束回再反射回分光鏡，重新匯聚之后返回激光頭，其中會有一個探測器監(jiān)控兩道光束間的干涉。在線性測量時，其中一個光學(xué)元件保持不變，而另一個則沿著線性軸移動。定位測量是通過監(jiān)控測量及參考光束間光路差異的變化來執(zhí)行的（請注意，兩個光學(xué)元件間的差分測量與 ML10 激光器的位置無關(guān)）。此種測量可與待測機(jī)床的標(biāo)尺讀數(shù)比較，獲得機(jī)床精度的任何誤差。/ 37

通常，反射鏡設(shè)置為移動的光學(xué)元件，而干涉鏡則作為固定的元件，這些元件可以調(diào)換，但會縮小測量的最大量程，從 40 m(133 ft)縮小為 15 m(49 ft)。因此在長軸上，線性干涉鏡通常保持固定，而移動其它反射鏡以執(zhí)行測量。在較短的軸上，如果方便，這些角色可以互相交換

2.激光干涉儀的硬件組成

本次我們使用的儀器為：Renishaw 激光器測量系統(tǒng)

ML10 是一種單頻HeNe激光器，內(nèi)含對輸出激光束穩(wěn)頻的電子線路及對由測量光學(xué)鏡產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行細(xì)分和計(jì)數(shù)處理。其主要作用簡單概括為：發(fā)射紅外線以及返收紅外線供特定的軟件做分析，記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)

（1）三腳架

三腳架及云臺可用來安裝 ML10 激光器，將 ML10 激光器設(shè)置在不同的高度，并充分控制ML10 激光束的準(zhǔn)直。對于大多數(shù)機(jī)床校準(zhǔn)設(shè)置，建議將 ML10 激光器安裝在三腳架和云臺上。三腳架、安裝云臺和 ML10 激光器三合一體，可為 ML10 光束準(zhǔn)直提供下列調(diào)整： ?高度調(diào)整 ?水平平移調(diào)整 ?角度偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)調(diào)整 ?角度俯仰調(diào)整

（2）EC10 環(huán)境補(bǔ)償裝置

EC10 環(huán)境補(bǔ)償裝置可以補(bǔ)償激光器光束波長在氣溫、氣壓、及相對濕度影響之下的變化。大多數(shù)機(jī)床會隨著溫度變化膨脹或收縮，可能導(dǎo)致校準(zhǔn)發(fā)生誤差，為了避免校準(zhǔn)誤差，線性測量軟件納入一種稱為熱膨脹補(bǔ)償或“歸一化”的數(shù)學(xué)修正，應(yīng)用在線性激光讀數(shù)上。軟件使用膨脹系數(shù)將測量加以歸一（膨脹系數(shù)需手動輸入），并使用 EC10 來測量平均機(jī)床溫度。/ 37

修正的目的是要評估在 20 °C(68 °F)的溫度下執(zhí)行校準(zhǔn)時應(yīng)得的激光器校準(zhǔn)結(jié)果?？捎脕磔斎氡恍?zhǔn)的機(jī)床或?qū)ο蟮臒崤蛎?/p>

系數(shù)。通常都會輸入機(jī)床反饋系統(tǒng)的膨脹系數(shù)。例如，11.7ppm/°C(6.50ppm/°F)是使用鋼制滾珠絲杠及園編碼器反饋系統(tǒng)的一個典 型數(shù)值。

（3）線性測量鏡組

線性測量鏡組可用于測量線性定位精度。線性測量鏡組組件包括下列要件 分光鏡 兩個線性反射鏡

兩個光靶以助于光學(xué)準(zhǔn)直

注：當(dāng)您組合一個分光鏡和線性反射鏡后，便成為一個線性干涉鏡。（4）用于將鏡組安裝到機(jī)床機(jī)床上的安裝組件

鏡組安裝組件是用來將 Renishaw 測量鏡組安裝到CMM 或機(jī)床上。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以輕易地交換不同的測量鏡組，無需重新準(zhǔn)直激光器。其它組件包括：

三個安裝桿（安裝桿有 M8 螺絲釘可擰上底板、標(biāo)準(zhǔn)磁基或其它 Renishaw 裝置）M8 適配器（可連接標(biāo)準(zhǔn)磁基或 Renishaw 的 CMM 探頭）兩個底板

兩個安裝塊和安裝螺釘（可將光學(xué)元件連接至安裝桿）

鏡組安裝組件不包括任何可將安裝的鏡組夾上待測機(jī)床的元件，要這么做需視不同的機(jī)床而異。一種通用的方式是用磁性安裝塊直接將鋼制底板或/和安裝桿裝上機(jī)床。安裝組件的安裝桿和底板都是磁性不銹鋼所制，因此可以用磁性安裝塊來加以牢固。/ 37

3.激光干涉儀的軟件組成

（1）Renishaw Laser10 是配套Renishaw 激光器測量系統(tǒng)的軟件

此軟件的資源管理器窗口：這里面包括該儀器所有功能的配套軟件，其中線性測長是我們本次研究的軟件。

（2）線性測量軟件

用戶通過有關(guān)數(shù)據(jù)采集設(shè)置程序，顯示目標(biāo)生成，采集初始化和自動數(shù)據(jù)采集對話框。倘若您已在會話中定義了目標(biāo)，就可以選 擇創(chuàng)建新目標(biāo)或者修改既有的目標(biāo)。目標(biāo)

目標(biāo)設(shè)置對話框。倘若您已在會話中定義了目標(biāo)，您可以選擇創(chuàng)建新目標(biāo)或者修改已有的目標(biāo)。編輯

會顯示編輯目標(biāo)數(shù)值對話框，容許您更改已定義的目標(biāo)位置。保存

會顯示另存為對話框，容許您給要保存的目標(biāo)設(shè)置定義一個文件 開始

在您定義目標(biāo)并設(shè)置自動采集后開始數(shù)據(jù)采集過程。繼續(xù)在中斷后繼續(xù)數(shù)據(jù)采集過程。環(huán)境設(shè)置

會顯示環(huán)境設(shè)置對話框，容許您手動設(shè)定環(huán)境參數(shù)或選擇使用 EC10裝置進(jìn)行自動補(bǔ)償。自動采集設(shè)置

會顯示自動數(shù)據(jù)采集設(shè)置對話框，容許您在其中輸入數(shù)據(jù)采集參數(shù)，如最小暫停期間以及過速步長尺寸。/ 37

數(shù)據(jù)

會顯示數(shù)據(jù)編輯對話框，容許您在其中編輯在每一個目標(biāo)按運(yùn)行或按目標(biāo)位置所記錄的誤差值。

分析啟動 Renishaw Laser10 分析軟件。

附加功能/將角度轉(zhuǎn)換為直線度是一個 DOS 實(shí)用程序，可將角度數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為直線度 數(shù)據(jù)文件。

附加功能/轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件是一個 DOS 實(shí)用程序，可從采集的數(shù)據(jù)中去除斜率。它也能夠縮放及給所采集的數(shù)據(jù)添加偏移量。附加功能/將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為電子表格一個 DOS 實(shí)用程序，可將數(shù)據(jù)文件從 Renishaw 文件格式轉(zhuǎn)換為 Lotus 123 電子表格。該格式也能用Microsoft Excel 讀取。附加功能/環(huán)境監(jiān)控軟件一個 DOS 實(shí)用程序，可顯示材料溫度、氣溫、氣壓和濕度并以電子數(shù)據(jù)表格式記錄。組件/將數(shù)據(jù)采集到 Lotus 123 電子數(shù)據(jù)表文件

選中時，會加載一個軟件組件，可用于將激光讀數(shù)、誤差、環(huán)境數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)以電子數(shù)據(jù)表文件格式保存。每一次數(shù)據(jù)采集軟件內(nèi)采集到一個數(shù)據(jù)點(diǎn)時，便會記錄該數(shù)據(jù)。通信/設(shè)置 RS232 會顯示Renishaw 通信對話框，您便能夠按機(jī)床所配備的控制器類型設(shè)置通信參數(shù)。通信/終端

會顯示Renishaw 通信終端窗口，您便能夠測試及監(jiān)控通過 RS232 接口的文件傳送。

配置

數(shù)據(jù)文件目錄容許您定義保存 Renishaw 數(shù)據(jù)文件的默認(rèn)目錄。環(huán)境設(shè)置

會顯示環(huán)境設(shè)置對話框，容許您定義默認(rèn)的膨脹系數(shù)值以及用來顯示環(huán)境參數(shù)的單位。測量單位 / 37

會顯示單位設(shè)置對話框，容許您定義單位類型（英制或公制），以及用來顯示激光測量值及誤差值讀數(shù)的分辨率。角度因子僅適用于角度測量模式。

會顯示角度因子對話框，容許您在其中輸入有關(guān)所用角度鏡組的詳細(xì)信息。工具欄

會顯示一個對話框，容許您在其中更改工具欄的外觀。您可以添加或刪除按鈕并更改它們的顯示順序。

設(shè)備選擇 Renishaw PC10 或 PCM10 配 ML10 PC10/ML10 仿真

GPIB 接口通過串口的Bobe盒Federal Gauge/RS232容許您選擇計(jì)算機(jī)上所連接或安裝的接口類型。接口地址

會顯示端口地址選擇對話框，容許您給計(jì)算機(jī)上所配備的接口卡設(shè)定端口地址。加載配置文件

當(dāng)開始一個采集會話時，軟件會從默認(rèn)文件CURRENT.RCF 內(nèi)讀取配置。該選項(xiàng)會顯示打開對話框，容許您在其中從自己先前創(chuàng)建的文件中選擇一個配置。保存配置文件

該選項(xiàng)會顯示另存為對話框，容許您在其中將一個自定義配置保存到與CURRENT.RCF 文件相同的目錄。語言選擇

該選項(xiàng)容許您用不同的語言，如中文、德語、英語、法語、意大利語、或西班牙語等等

4.激光干涉儀光路調(diào)整 / 37

4.1水平光束調(diào)整

沿著運(yùn)動軸將機(jī)床推離激光頭，直到您看到光束開始移開光靶。當(dāng)只有一半的光束仍然擊中白點(diǎn)時停止移動機(jī)床。請注意光束現(xiàn)在偏離中心多遠(yuǎn)。用三腳架臺左后方的小旋鈕，調(diào)整激光頭的角度偏轉(zhuǎn)，以使光

束橫掃過白色光靶。繼續(xù)移動光束，直到它位于相反方向離中心的距離相同

現(xiàn)在，用三腳架臺左邊中間的大旋鈕，調(diào)整激光頭水平平移，使光束返回光靶的水平中心線。

4.2垂直光束調(diào)整

請注意激光束在目標(biāo)上的垂直位置。

使用激光頭后方的指形輪組來調(diào)整，使光束垂直掃過目標(biāo)。調(diào)整指形輪組，直到光束位于相反方向離目標(biāo)中心的距離相同的位置

現(xiàn)在，使用三腳架中心主軸上的高度調(diào)整輪來將激光頭上下移動，直到光束再一次擊中目標(biāo)中心。注：此時，可能有必要進(jìn)行另外一次較小的水平回轉(zhuǎn)調(diào)整，以使激光束返回到該目標(biāo)的中心。/ 37

現(xiàn)在沿著運(yùn)動軸繼續(xù)推離機(jī)床。當(dāng)您看到激光頭移開目標(biāo)時再一次停止。重復(fù)激光器準(zhǔn)直調(diào)整，直到您達(dá)到軸的末端。

達(dá)到軸的末端時，將機(jī)床移回激光器，來到軸的起點(diǎn)。

若光束不再位于光靶中心，則水平平移激光器，使光束回到光靶的垂直中心線。然后，垂直平移激光頭，使光束回到光靶的中心。注：此時，可能有必要進(jìn)行另外一個較小的水平回轉(zhuǎn)調(diào)整，以使激光束返回到該光靶的中心。重復(fù)步驟，直到光束在整個運(yùn)動軸范圍內(nèi)都能保持在光靶的中心。

提示：若光線已經(jīng)與待校準(zhǔn)軸平行，只需將激光頭水平平移用于擊準(zhǔn)光靶的中心，那么我們可以使用手輪微調(diào)鏡子的位子來實(shí)現(xiàn)；若是垂直平移，我們可以手動調(diào)整鏡子的高度來實(shí)現(xiàn)。（不過這個調(diào)整必須很小心，若光束回到光靶中心則馬上固定）5.激光干涉儀生成檢測程序

激光干涉儀在檢測的時候時按照我們在第一步設(shè)定的目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動的，即從0 到450MM 每30MM為一個點(diǎn)，因此機(jī)床在運(yùn)動的時候必須和軟件設(shè)置的一致，所以我們必須生成檢測程序。

程序的生成方法圖下：

選擇定義工具欄下的零件程序下的產(chǎn)生按鍵

在彈出的窗口中輸入文件名，并且選擇程的序存放路徑按保存 需要我們選擇的為：數(shù)控系統(tǒng)的型號。

我們針對我們當(dāng)前檢測機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)型號作正確的選擇，接著彈，這個窗口要求我們填寫與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)，我們?nèi)缦滤咎顚懀?程序號：0001 軸名為：Z 運(yùn)行次數(shù)為：1 選擇方向?yàn)椋弘p向 / 37

暫停周期為：4 秒 越程為：4.0000 毫米 零件程序類型：線性

進(jìn)給量：1500 ；軸方式為：普通 名詞解釋： 程序號 該程序的序號 軸名

待校準(zhǔn)軸的名稱這里記住是大寫運(yùn)行次數(shù)：我們希望該程序運(yùn)行多少次 選擇方向

在軸上行走的方向時一來一回的間隔點(diǎn)還是只去這樣走回時不走暫停周期：等待軟件記錄數(shù)據(jù)的時間，這里要根據(jù)電腦的性能作調(diào)整 越程

這里是為了消除方向間隙而設(shè)置的，一般選擇默認(rèn)，也可以自行設(shè)置 零件程序類型

選擇運(yùn)行的方式，因?yàn)槲覀兪亲咧本€的所以我們選擇線性

進(jìn)給量 機(jī)床運(yùn)動的速度

到這里的時候我們已經(jīng)完成了程序的生成，我們使用文本格式打開文件可以看到程序如下：

:G01 G90 F1500 G01 Z004.000 / 37

G04 F1.G01 Z000.000 G04 F4.G01 Z-030.000 G04 F4.G01 Z-60.000 G04 F4.G01 Z-90.000 G04 F4.G01 Z-95 G04 F1.G01 Z-090.000 G04 F4.G01 Z-060.000 G04 F4.G01 Z-030.000 G04 F4.G01 Z000.000 G04 F4.M30

6.激光干涉儀分析測得的數(shù)據(jù)

程序會自動檢測和記錄數(shù)據(jù)，檢測完畢后我們的任務(wù)是分析數(shù)據(jù)，下圖是我們檢測Z軸得到的數(shù)據(jù)圖：

打開一個文件進(jìn)行分析。打印出選中的分析圖。

復(fù)制一個選中的分析圖或數(shù)據(jù)表頁，將它粘貼入另一個文件，如在 Microsoft Word 內(nèi)創(chuàng)建的文本報(bào)告。/ 37

繪制圖按鈕用分析菜單選中的類型顯示一個分析圖副件。若按下單一/多重繪制圖按鈕，您可以顯示一個以上的分析圖副本，如您可以同時顯示一個標(biāo)準(zhǔn) ISO 230-2 1997 分析圖以及一個 ISO 230-2 1997 三聯(lián)體繪制圖。

按下時，會激活鼠標(biāo)的“抓取最靠近的目標(biāo)”光標(biāo)功能。讓您設(shè)定 X 和Z軸的顯示單位類型。讓您設(shè)定 X 軸和Z軸的刻度值。

這些都是縮放按鈕，可用來設(shè)定顯示選中繪制圖的放大倍數(shù)。會顯示一個幫助窗口，其中包含本 Renishaw Laser10 校準(zhǔn)系統(tǒng)用戶手冊的信息庫。退出分析軟。

數(shù)據(jù)分析軟件位于Renishaw Laser10 文件夾中 我們分析速據(jù)的時候在軟件中的操作如下：

先打開保存好的數(shù)據(jù)文件，之后選擇菜單欄上的數(shù)據(jù)分析如下圖所示： / 37

之后我們選擇速據(jù)分析欄下的誤差補(bǔ)償圖標(biāo)，如上圖所示，接著會彈出一個窗口如下圖/ 37

名詞解釋

圖表型選擇：各點(diǎn)的補(bǔ)償值以什么形式出現(xiàn)

補(bǔ)償類型選擇：這個是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)自身的情況定的 補(bǔ)償分辨率：最小數(shù)值顯示到多少位

正負(fù)符號轉(zhuǎn)換：選擇顯示的為補(bǔ)差值還是誤差值 參考點(diǎn)位置：我們作為參考點(diǎn)的位置離開始點(diǎn)多遠(yuǎn) 補(bǔ)償起點(diǎn)：從什么地方開始補(bǔ)償 補(bǔ)償終點(diǎn)：補(bǔ)償?shù)慕K止點(diǎn)

補(bǔ)償間隔：這個和我們的移動間隔是一致的 我們這里將這里的數(shù)據(jù)設(shè)置為： 圖表型選擇：各自補(bǔ)償 補(bǔ)償類型選擇：絕對補(bǔ)償 補(bǔ)償分辨率：1 正負(fù)符號轉(zhuǎn)換：誤差值 參考點(diǎn)位置：0 補(bǔ)償起點(diǎn)：0 補(bǔ)償終點(diǎn)：-450 補(bǔ)償間隔：30 / 37

第五章 FIDIA數(shù)控機(jī)床的精度補(bǔ)償

數(shù)控機(jī)床的定位精度主要取決于高精度的滾珠絲杠。但絲杠總有一定螺距誤差，因此在加工過程中會造成零件的外形輪廓偏差。

螺距誤差是指由螺距累積誤差引起的常值系統(tǒng)性定位誤差。檢測螺距誤差之后將檢測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后將分析得到的數(shù)據(jù)存放到數(shù)控系統(tǒng)中。這樣做的目的在于減少加工過程中造成零件的外形輪廓偏差，——提高機(jī)床的精度。

螺距誤差補(bǔ)償?shù)幕驹砭褪菍?shù)控機(jī)床某軸上的指令位置與高精度位置測量系統(tǒng)所測得的實(shí)際位置相比較，計(jì)算出在數(shù)控加工全行程上的誤差分布曲線，再將誤差以表格的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)中。這樣數(shù)控系統(tǒng)在控制該軸的運(yùn)動時，會自動考慮到誤差值，并加以補(bǔ)償。采用螺距誤差補(bǔ)償功能應(yīng)注意：螺距誤差補(bǔ)償功能的實(shí)現(xiàn)方法又有增量型和絕對型之分。所謂補(bǔ)償就是指通過特定方法對機(jī)床的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，其參數(shù)調(diào)整方法也依各數(shù)控系統(tǒng)不同而各有差異。

1.數(shù)控機(jī)床精度檢測補(bǔ)償步驟步驟

安裝高精度位移檢測裝置。

編制簡單的程序，在整個行程中順序定位于一些位置點(diǎn)上。所選點(diǎn)的數(shù)目及距離則受數(shù)控系統(tǒng)的限制。

記錄運(yùn)動到這些點(diǎn)的實(shí)際精確位置。

將各點(diǎn)處的誤差標(biāo)出，形成不同指令位置處的誤差表。多次測量，取平均值。

將該表輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)將按此表進(jìn)行補(bǔ)償。檢測補(bǔ)正效果

2.選擇儀器進(jìn)行測量

我們選擇的儀器為：Renishaw 激光器測量系統(tǒng)，此儀器檢測的范圍包括：

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(1)線性測量(2)角度測量(3)平面度測量(4)直線度測量(5)垂直度測量(6)平行度測量

3.檢測螺距誤差使用的測量方法

線性測量正符合我們檢測螺距誤差的要求。因此，我們此次使用的 檢測方法——線性測量.線性測量

是激光器最常見的一種測量。激光器系統(tǒng)會比較軸位置數(shù)顯上的讀數(shù)位置與激光器系統(tǒng)測量的實(shí)際位置，以測量線性定位精度及重復(fù)性。線性測量的光學(xué)設(shè)置要設(shè)置線性測量，將一個線性反射鏡連接到具有兩個緊螺紋的分光鏡上。這個組合要件被稱為“線性干涉鏡”，可以作為激光束的參考路徑。線性干涉鏡位于 ML10 激光器和線性反射鏡之間的光束路徑，如分光鏡管上標(biāo)有兩個箭頭以顯示其方位。箭頭應(yīng)指向兩個反射鏡.激光由發(fā)生器產(chǎn)生后經(jīng)過線性反射鏡折返被激光干涉儀接收原件所接收經(jīng)過儀器分析后產(chǎn)生數(shù)值并顯示出來。

4.選擇補(bǔ)償方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析

（1）增量型誤差

增量型誤差是指：以被補(bǔ)償軸上相鄰兩個補(bǔ)償點(diǎn)間的誤差差值為依據(jù)來進(jìn)行補(bǔ)償

（2）絕對型誤差

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絕對型是誤差是指：以被補(bǔ)償軸上各個補(bǔ)償點(diǎn)的絕對誤差值為依據(jù)來進(jìn)行補(bǔ)償 檢測機(jī)床的螺距誤差。因此我們主要的任務(wù)在于：

我們在檢測螺距誤差時，必須先將反向間隙測出來，等補(bǔ)上反向誤差后再檢測螺距誤差，這樣才能準(zhǔn)確卻的檢測螺誤差。

注意：方向間隙在檢測的時候我們只雙向檢測一次，但螺距誤差我們一般是雙向檢測3—5 次 取平均值。

我們在補(bǔ)正螺距誤差或者是反向間隙后，一般做兩次驗(yàn)證，看是否還存在誤差，若在5 個微米的范圍內(nèi)微正常數(shù)據(jù)。

5.實(shí)例

以本公司FIDIA系統(tǒng)的MECOF龍門銑床X軸補(bǔ)償程序?yàn)槔?當(dāng)激光干涉儀調(diào)試完成后

（1）用機(jī)床執(zhí)行本程序

G01 G90 F1000 G01 X-4.0 G04 H1 G01 X0.0 G04 H3 G01 X100.0 G04 H3 G01 X105 G04 H1 G01 X100.0 G04 H3 G01 X0.0 G04 H3

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M99（2）執(zhí)行程序后根據(jù)激光測距儀生成的誤差補(bǔ)償文件進(jìn)行補(bǔ)償（3）再次用機(jī)床執(zhí)行本程序

（4）補(bǔ)償前一定注意先清除以前的補(bǔ)償文件

結(jié)論

從數(shù)據(jù)中得知機(jī)床反向間隙在沒有補(bǔ)償之前的數(shù)據(jù)為26 個微米，補(bǔ)償后為0 個微米

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螺距離誤差在補(bǔ)償之前的誤差范圍在5～-20 之間，補(bǔ)償后在3～-8 之間。精度得到了大大的提升，因此激光干涉儀在提高機(jī)床精度方面的功能是無可厚非的。

由于不同類型的數(shù)控系統(tǒng)都有自己獨(dú)特的地方，所以我在調(diào)試之前必須對該系統(tǒng)的螺距誤差的相關(guān)參數(shù)做一番研究和了解，這樣才能順利的完成。本文僅以FIDIA系統(tǒng)為藍(lán)本分析了數(shù)控機(jī)床精度補(bǔ)償?shù)倪^程，希望同學(xué)們在學(xué)習(xí)知識的同時能夠鍛煉數(shù)控技術(shù)實(shí)踐操作能力，以便能夠在以后的工作學(xué)習(xí)中盡快地掌握數(shù)控機(jī)床技術(shù)，更快更好地適應(yīng)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要。由于我的能力有限，不足之處請各位老師多加指正。

綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，從本文中可以發(fā)現(xiàn)它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，本文中論述的數(shù)控機(jī)床精度補(bǔ)償恢復(fù)只是一個實(shí)例，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對人才的要求會越來越高，例如數(shù)控機(jī)床只是機(jī)電一體化的一個分支，但是它又要求我們對機(jī)械、液壓、PLC、編程、傳感器、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)都有一定的了解。這就要求我們要不斷的學(xué)習(xí)知識不斷地充實(shí)自己，只有自己不斷地進(jìn)步才能不被社會所淘汰。

參考文獻(xiàn)

激光干涉儀說明書北京Renishawbeijing@renishaw.com

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激光干涉儀參考手冊北京Renishaw beijing@renishaw.com 飛陽i5 系統(tǒng)安裝與維護(hù)手冊沈陽機(jī)床股份有限公司 F0系統(tǒng)安裝與維護(hù)手冊

FIDIA S.p.A.San Mauro Torinese意大利第五版2003年1月 菲迪亞M 級菲迪亞C 級用戶及編程手冊

FIDIA S.p.A.San Mauro Torinese意大利第三版2007年1月 張玉龍，李萍.泡沫塑料加工350問.北京：中國紡織出版社 張宇.機(jī)械工程英語.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 丁學(xué)恭.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)電工程技術(shù)第35卷 廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).重慶：重慶大學(xué)出版社

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致謝

在論文完成之際，我的心情萬分激動。從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個過程中，我得到了許多的熱情幫助。本課題在選題及研究過程中得到牛老師的悉心指

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導(dǎo)。牛老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。牛老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時數(shù)月，卻給以終生受益無窮之道。對牛老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。

首先要感謝我的導(dǎo)師牛玉成老師以及學(xué)校、學(xué)院的各級領(lǐng)導(dǎo)。是牛玉成將我領(lǐng)入了數(shù)控機(jī)床精度恢復(fù)的大門，并對我的研究提出了很多寶貴的意見，使我的研究工作有了目標(biāo)和方向；同時，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。而院、校各級領(lǐng)導(dǎo)也在我設(shè)計(jì)的進(jìn)行過程中給予了諸多關(guān)注，讓我時刻充滿動力。

時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是電大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、父母及朋友給我熱情的幫助，在這里請?jiān)俅谓邮芪艺\摯的謝意！

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第二篇：機(jī)電一體化畢業(yè)論文

淺談機(jī)電一體化的就業(yè)方向及課程存在的誤區(qū)

前言

機(jī)械工業(yè)舉足輕重，隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)所起到的促進(jìn)作用越來越明顯。現(xiàn)代化設(shè)備逐漸發(fā)展成為集光、電、機(jī)、氣、聲、像、磁、熱等技術(shù)于一體的智能化系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟(jì)的所有行業(yè)。當(dāng)前，機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統(tǒng)越來越成為機(jī)械制造業(yè)的主流。隨著我國后經(jīng)濟(jì)危機(jī)時代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級大潮的來臨，企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備正在經(jīng)歷一個更新?lián)Q代的頻繁時期，因此對高技能的機(jī)電一體化人才和高技術(shù)含量的機(jī)電產(chǎn)品需求越來越大。高職機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)是為生產(chǎn)第一線的高級技能型崗位培養(yǎng)人才，但是目前我國高職院校培養(yǎng)的機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生與社會、市場的需要還有不小的距離，因此，機(jī)電一體化技術(shù)教學(xué)改革勢在必行。

有關(guān)研究報(bào)告顯示“機(jī)電一體化”一詞最早是日本提出的，在上世紀(jì)80年代初，日本名古屋大學(xué)最早設(shè)置了“機(jī)電一體化”專業(yè)。我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。機(jī)電一體化專業(yè)是精密機(jī)械——電子技術(shù)(含電力電子)——計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，屬高新技術(shù)，也是當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一，它是先進(jìn)制造技術(shù)的主要組成部分。它的發(fā)展推動了當(dāng)前制造技術(shù)的迅速更新?lián)Q代，是產(chǎn)品向高、精、快迅速邁進(jìn)，使勞動生產(chǎn)率迅速提高。由于我國逐漸成為世界制造業(yè)基地加上傳統(tǒng)企業(yè)面臨大規(guī)模的技術(shù)改造與設(shè)備更新，國內(nèi)急需大量先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)人才。而“十二五”時期貴州將重點(diǎn)實(shí)施工業(yè)強(qiáng)省戰(zhàn)略，因此我校機(jī)電一體化專業(yè)的畢業(yè)生可以立足貴州，放眼全國，就業(yè)前景很好，而且往屆畢業(yè)生普遍反應(yīng)待遇較好。畢業(yè)生主要在各行政、企業(yè)、事業(yè)單位從事機(jī)械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調(diào)試以及技術(shù)管理等工作。市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化專業(yè)是一個寬口徑專業(yè)，適應(yīng)范圍很廣。我校該專業(yè)學(xué)生在校期間除學(xué)習(xí)各種機(jī)械、電工電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓(xùn)和國家職業(yè)資格證書考試，如維修電工，PLC程序設(shè)計(jì)師，CAD制圖員等國家級職業(yè)技能鑒定考試，學(xué)生必須考取相應(yīng)的技能證書后才能取得畢業(yè)證，充分體現(xiàn)重視技能培養(yǎng)的特點(diǎn)。歷屆學(xué)生畢業(yè)后主要面向珠江三角洲各企業(yè)、公司，從事加工制造業(yè)，家電生產(chǎn)和售后服務(wù)，數(shù)控加工機(jī)床設(shè)備使用維護(hù)，物業(yè)自動化管理系統(tǒng)，機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、改造、技術(shù)支持，以及機(jī)電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、銷售、經(jīng)營管理等等。

一、機(jī)電一體化的就業(yè)方向

1、機(jī)電一體化專業(yè)

1.1從事機(jī)電一體化液體灌裝生產(chǎn)線及商品包裝自動化機(jī)械運(yùn)行、維護(hù)、管理、技術(shù)改造等工作的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才?？稍诖笮推【啤嬃?、食品及商品包裝生產(chǎn)企業(yè)從事現(xiàn)代化自動機(jī)與生產(chǎn)線的維護(hù)和管理工作，也可在相關(guān)的自動機(jī)與生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠家或設(shè)計(jì)部門、營銷單位從事技術(shù)工作。

1.2 機(jī)電一體化專業(yè)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造方向）

從事機(jī)電產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），并熟練使用和維修數(shù)控加工設(shè)備的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

可在模具設(shè)計(jì)及制造、機(jī)械加工、塑料、五金、電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)生產(chǎn)等企業(yè)從事數(shù)控機(jī)床的加工工藝設(shè)計(jì)編程，數(shù)控機(jī)床的調(diào)試、維護(hù)及加工操作，從事生產(chǎn)和技術(shù)管理工作，也可以從事國內(nèi)外數(shù)控設(shè)備的營銷工作。

1.3 機(jī)電一體化專業(yè)(模具CAD/CAM方向）

從事利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造等工作的機(jī)電一體化高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才。

可在模具、機(jī)械、五金、塑料、家電等生產(chǎn)企業(yè)從事模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等方面的技術(shù)工作，也可在企事業(yè)單位從事與本專業(yè)有關(guān)的經(jīng)營、管理工作。

1.4 機(jī)電一體化專業(yè)（機(jī)電CAD技術(shù)方向）

在機(jī)電一體化產(chǎn)品、設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、維修、管理、技術(shù)改造與服務(wù)過程中專門從事用電腦繪圖設(shè)計(jì)、信息處理和資料管理的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才?？稍跈C(jī)械設(shè)計(jì)、制造與裝備行業(yè)、模具制造業(yè)，輕工、家用電器、電子制造業(yè)從事設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)改造、產(chǎn)品營銷、設(shè)備管理與維護(hù)等工作。

二、目前課程設(shè)置存在的誤區(qū)

1、重“機(jī)”輕“電” 由于目前不少學(xué)校的機(jī)械電子工程專業(yè)是由機(jī)械院系主辦，因傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)認(rèn)識的偏向性，使很多學(xué)校制定的教學(xué)計(jì)劃也是以機(jī)械學(xué)為主，占用了多半的教學(xué)時間，由此造成微電子及相關(guān)課程安排的不足，形成了一種重機(jī)械而輕電子的現(xiàn)象。這顯然與機(jī)械電子工程專業(yè)的內(nèi)涵不相符，也是對機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展總趨勢認(rèn)識不足的一種表現(xiàn)。

2、重“電”輕“機(jī)” 也有一些學(xué)校的機(jī)械電子工程專業(yè)是由電信院系主辦，開設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用、電子線路設(shè)計(jì)等純“電”課程相對較多。這多半是因?yàn)殡娮赢a(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造具有封閉性的特點(diǎn)，可以獨(dú)立完成一個小型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、元器件的采購和裝配調(diào)試全過程，時間短、見效快。電子學(xué)、計(jì)算機(jī)方面知識可以在學(xué)校里得到充分鍛煉，學(xué)生容易較快成材，成效立竿見影。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造則需要多人配合，過程長，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方面知識的掌握特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)，需要實(shí)際鍛煉，在這些方面存在不足。

2.1明確本專業(yè)的特點(diǎn)，選準(zhǔn)重點(diǎn)方向。本專業(yè)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)知識應(yīng)該是在控制及與控制相關(guān)的學(xué)科方面。

2.2明確認(rèn)識本專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)就業(yè)方向?，F(xiàn)在許多由機(jī)械院系主導(dǎo)的機(jī)械電子工程專業(yè)，是以數(shù)控技術(shù)為主要培養(yǎng)和發(fā)展方向的，這順應(yīng)了社會發(fā)展的一種需要，但體現(xiàn)的是把機(jī)電一體化技術(shù)狹義化。作為機(jī)械電子工程專業(yè)的學(xué)生，由于必學(xué)知識的多樣性，使其不可能在機(jī)械加工方面有很深的造詣，特別是要對機(jī)電一體化產(chǎn)品有全面的了解與掌握，必須學(xué)習(xí)大量非機(jī)械類的課程。那么，機(jī)電一體化培養(yǎng)的學(xué)生的就業(yè)流向如何呢? 由實(shí)際就業(yè)趨勢可以得出：他們主要是在機(jī)械行業(yè)和其他與機(jī)械相關(guān)的行業(yè)內(nèi)面對機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造，機(jī)電一體化設(shè)備（系統(tǒng)）調(diào)試、檢測和維護(hù)，生產(chǎn)管理和經(jīng)營銷售等方面的工作。

2.3正確把握學(xué)生所學(xué)的專業(yè)課程的深度和廣度。以鹽城工學(xué)院為例，該學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)除了學(xué)習(xí)必要的文化知識外，應(yīng)以安排專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科為主。按教育部對普通本科院校學(xué)生教學(xué)時數(shù)指導(dǎo)意見的要求，結(jié)合本專業(yè)的實(shí)際情況，主要安排3個學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)實(shí)踐活動，這主要包括機(jī)械學(xué)、電工電子學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等學(xué)科。

總之，培養(yǎng)機(jī)電一體化人才應(yīng)抓住“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電結(jié)合”的方向，從應(yīng)用的角度講授電工電子知識，強(qiáng)調(diào)機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動控制相結(jié)合，提高學(xué)生從系統(tǒng)工程的角度，綜合解決機(jī)械行業(yè)及其相關(guān)行業(yè)中機(jī)電一體化問題的能力

三、機(jī)電一體化課程體系的實(shí)施

目前，廣州市工貿(mào)技師學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)的四年制預(yù)備技師班、三年制高級技工班均采用工學(xué)結(jié)合的一體化課程體系實(shí)施教學(xué)，其教學(xué)效果得到廣大師生的一致認(rèn)可。主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：（1）新課程不僅讓學(xué)生掌握知識和技能，而且注重培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力、與人合作能力等關(guān)鍵能力，有利于學(xué)生持久的職業(yè)生涯發(fā)展；（2）新教學(xué)模式基本扭轉(zhuǎn)了學(xué)生被動聽課的習(xí)慣，使學(xué)生轉(zhuǎn)變成為探究知識的主體，可以提高學(xué)習(xí)主動性，增加學(xué)習(xí)興趣；（3）學(xué)生的創(chuàng)造能力、工作能力、應(yīng)變能力都能通過課堂學(xué)習(xí)得到鍛煉，對培養(yǎng)學(xué)生的成就感、承受挫折能力等有較大幫助；（4）學(xué)校的學(xué)習(xí)工作站比較類似企業(yè)的實(shí)際工作環(huán)境，能夠滿足學(xué)習(xí)需求。

通過一個周期的實(shí)施，總結(jié)出課程實(shí)施要重點(diǎn)從教學(xué)組織模式、師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)及學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)三方面考慮，才能保證課程構(gòu)建和實(shí)施均能取得成功。教學(xué)組織模式課程實(shí)施應(yīng)該以學(xué)生為中心，即學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，學(xué)生學(xué)習(xí)的目的就是勝任工作、適應(yīng)社會和職業(yè)發(fā)展，因此必須將學(xué)習(xí)作為工作過程（即教學(xué)過程）的中心，以學(xué)生自主理解和完成工作任務(wù)作為教學(xué)的基本手段，并指導(dǎo)學(xué)生將理解和完成具體工作任務(wù)的能力轉(zhuǎn)化成為適應(yīng)變化的策略。學(xué)校的一切資源，包括教師資源都是學(xué)生實(shí)現(xiàn)這一完整過程的基礎(chǔ)，都應(yīng)服務(wù)于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程（即工作過程）。按照完成一項(xiàng)工作的基本思路，課程實(shí)施應(yīng)具有完整的工作過程：獲取信息——制定計(jì)劃——做出決策——實(shí)施計(jì)劃——檢查控制——評價反饋。

師資團(tuán)隊(duì)建設(shè)由于工學(xué)結(jié)合的一體化課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主完成若干完整的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)任務(wù)由工作任務(wù)轉(zhuǎn)化而來，在課程實(shí)施過程中，教師僅僅起到引導(dǎo)和服務(wù)的作用，因此，對教師的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對工作的認(rèn)識和理解均提出了較高要求。目前，職業(yè)教育界的教師多來自大專院校，缺乏企業(yè)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的占大多數(shù)，勢必對工學(xué)結(jié)合的一體化課程實(shí)施帶來影響，所以，學(xué)校在考慮推一體化課程實(shí)施的同時，要在學(xué)校與企業(yè)之間建立一個長期合作的師資培養(yǎng)通道，讓教師適應(yīng)并逐漸勝任新課程的實(shí)施。

學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)一體化課程實(shí)施需要與學(xué)習(xí)任務(wù)相匹配的教學(xué)媒體和設(shè)施設(shè)備，創(chuàng)設(shè)盡量真實(shí)的學(xué)習(xí)工作環(huán)境，讓學(xué)生有機(jī)會完成與典型工作任務(wù)內(nèi)容相一致的學(xué)習(xí)任務(wù)，因此，學(xué)習(xí)工作環(huán)境的建設(shè)并不僅僅是為了技能的重復(fù)操作訓(xùn)練而購置大量的設(shè)備，要從完成一項(xiàng)工作任務(wù)所需的綜合性資源建設(shè)的角度出發(fā)，從促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源建設(shè)的角度出發(fā)，規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)工作環(huán)境，也叫學(xué)習(xí)工作站。機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)中，每一學(xué)習(xí)工作站均劃

分信息檢索區(qū)、學(xué)習(xí)區(qū)、實(shí)訓(xùn)區(qū)、工具區(qū)、學(xué)業(yè)成果展示區(qū)等五大區(qū)域，方便學(xué)生自主檢索學(xué)習(xí)工作過程所需的資源，養(yǎng)成遵循企業(yè)工作規(guī)范和作業(yè)流程的習(xí)慣，并能夠在這個環(huán)境中實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間的互動交流，互相學(xué)習(xí)。

當(dāng)前高職機(jī)電一體化教育存在的問題

3.1 課程設(shè)置不合理

當(dāng)前高職院校課程設(shè)置不合理主要表現(xiàn)在兩個方面：首先，重理論輕實(shí)踐。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點(diǎn)放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品是有利的。但是，也存在嚴(yán)重不足，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實(shí)際工作所必需的實(shí)踐能力又不具備。其次，教學(xué)內(nèi)容落后。由于機(jī)電一體化是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都在推動著機(jī)電一體化的發(fā)展。因此，其發(fā)展是日新月異的，這就必然導(dǎo)致課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容與其發(fā)展不相適應(yīng)。例如，當(dāng)前很多高職院校的單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容是仍以MCS-51單片機(jī)為主，而實(shí)際生產(chǎn)中新的單片機(jī)層出不窮，種類繁多。

3.2 教學(xué)模式單一，實(shí)踐教學(xué)比例較低

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，往往只注重理論教學(xué)和課堂說教，輕視了實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點(diǎn)放在追求知識和理論的體系的完整上，這對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識，開發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品是有利的。但是，這種教學(xué)模式也存在嚴(yán)重不足之處，學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)等，在學(xué)校學(xué)的理論知識很多用不上，而實(shí)際工作所必需的實(shí)踐能力又不具備。

3.3 教材建設(shè)落后

高等職業(yè)的教材建設(shè)仍是當(dāng)前高職教育的薄弱環(huán)節(jié)并嚴(yán)重影響了高職教學(xué)質(zhì)量?，F(xiàn)在機(jī)電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實(shí)際、缺乏實(shí)用性、部分教材內(nèi)容陳舊、嚴(yán)重落后于現(xiàn)實(shí)，各科教材之間存在銜接性差、內(nèi)容重復(fù)或內(nèi)容脫節(jié)等現(xiàn)象。這些問題給教學(xué)帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，制約了教學(xué)質(zhì)量的保證和提高。

3.4 教學(xué)、實(shí)習(xí)設(shè)施不夠先進(jìn)

目前很多學(xué)校的教學(xué)、實(shí)習(xí)設(shè)備缺乏且嚴(yán)重落后。只有少數(shù)條件較好的高職院校配備有為數(shù)不多的數(shù)控車床、銑床、線切割機(jī)床、電火花成型機(jī)，很多學(xué)校的學(xué)生一學(xué)期只有三四次操作設(shè)備的機(jī)會，并且這些設(shè)備又比較落后，學(xué)生難以學(xué)到真正有用的技能。

3.5 優(yōu)秀教師隊(duì)伍缺乏

教師是教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵和第一保證，但是當(dāng)前的機(jī)電一體化教學(xué)的教師隊(duì)伍并不能達(dá)到教學(xué)的需要。一些老教師知識結(jié)構(gòu)陳舊且更新緩慢，還有一些年輕教師也是剛從學(xué)校畢業(yè)，缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，都不能很好的教授學(xué)生以適應(yīng)社會工作需要的知識和實(shí)踐技能

第三篇：機(jī)電一體化畢業(yè)論文

機(jī) 電 一 體 化 的 發(fā) 展 和 應(yīng) 用

長春工業(yè)大學(xué)機(jī)電一體化2009級

阿拉騰那木日

內(nèi)容摘要 ；現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(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)的滲透所形成的機(jī)電一體化,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)展階段。

迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，并以蓬勃的生機(jī)向前發(fā)展，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：歷史、應(yīng)用、發(fā)展趨勢

一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程

自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,“機(jī)電一體化”技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.“機(jī)電一體化”這個詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當(dāng)時及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

從系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品又可稱之為機(jī)電一體化系統(tǒng)，它是集機(jī)械元件和電子元件于一體的復(fù)合系統(tǒng)。

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)

庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)

計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新

領(lǐng)域。進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒

體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩

用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光

刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為

特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入

了21世紀(jì)

1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)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(jī)

械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)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(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)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(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗

余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)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(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律

性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給

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(yīng)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(jī)電一體化產(chǎn)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(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)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(jī)電一體化裝置對信息的依賴性很大，并

且往往在結(jié)構(gòu)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(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生

物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(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)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物——系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥恚瑱C(jī)電一體化產(chǎn)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(jī)電化——微型化。目前，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的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、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(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1、數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現(xiàn)在:

總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),即采用多C PU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

開放性設(shè)計(jì),即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn),能最大限度地提高用戶的使用效益。

能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制,即具有一臺機(jī)床同時完成多個獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能,加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

以單板、單片機(jī)作為控制機(jī),加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

2、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

C IM S的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合,而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化,各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

3、柔性制造系統(tǒng)(FMS)

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng),主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動搬運(yùn)小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時地、按量地按照裝配部門的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

4、工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人,它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動,對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性;第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件,能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息,通過計(jì)算機(jī)處理、分析,做出一定的判斷,對動作進(jìn)行反饋控制,表現(xiàn)出低級智能,已開始走向?qū)嵱没?第3代機(jī)器人即智能機(jī)器人,具有多種感知功能,可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策,在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動,與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。三機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向,機(jī)電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展。

1、智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一,也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年,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,有力地推動著機(jī)電一體化產(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。

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)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)特征之二是通信功能大大加強(qiáng),一般除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、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(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)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù),是機(jī)電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm 3,并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn),可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作,故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域,都有廣闊的應(yīng)用前景。目前,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)品的一個發(fā)展趨勢,是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(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)雜而重要的事,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,同時也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

5、網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(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)電一體化產(chǎn)品的種類很多,面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。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)而生。綠色化是時代的趨勢,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)廢處理的整個生命周期中,對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小,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用時不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

五、我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)

機(jī)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(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動化、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。

四、我國“機(jī)電一體化”面臨的形勢及任務(wù)與其相應(yīng)對策

一、形勢：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

我國用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。

我國用機(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，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(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)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(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(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)量高、成本低，且具有柔性，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(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，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長，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。二，任務(wù)

我國在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)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(xiàn)。

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機(jī)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。

三，對策

1、加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，我國從事“機(jī)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(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關(guān)計(jì)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(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、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!

2、強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用

目前，我國“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，我國有必要明確一個“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國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)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(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)標(biāo)、招標(biāo)工作??

3、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(jī)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(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(jī)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(yán)格限制耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對有關(guān)機(jī)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(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對在技術(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)行表彰獎勵等。

4、突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個層次”

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，因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)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”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(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“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。

參考文獻(xiàn)

1.機(jī)電一體化技術(shù)，李建永，北京：科學(xué)出版社，2004

2.機(jī)電控制，李運(yùn)華，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003

3.微光機(jī)電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進(jìn)展，光機(jī)電信息，梁進(jìn)秋，2000，4.宋云奪編譯，光機(jī)電一體化業(yè)的未來，光機(jī)電信息，2003

第四篇：機(jī)電一體化畢業(yè)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

學(xué) 號：

鄭州華信學(xué)院畢業(yè)論文

論文題目：淺談機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用研究

姓名：常魯豫

班級：機(jī)電五班

學(xué)號：09020541

專業(yè)：機(jī)電一體化

指導(dǎo)教師：王麗娟老師

I

Abstract

The development of modern science and technology, a strong impetus to the different disciplines of cross-cutting and infiltration, resulting in the project areas and the transformation of the technological revolution.In the field of mechanical engineering, microelectronics and computer due to the rapid development of technology and industrial machinery to the infiltration formed by mechanical and electrical integration, machinery industry technical structure, product structure, functions and composition, mode of production and management system has undergone enormous changes, industrial production from the“ electric machinery” has entered a“ mechanical and electrical integration” for the characteristics of the development stage.The so-called automation technology, refers to human use a variety of technical means and methods to replace people to complete a variety of testing, analysis, judgment and control work, with realistic expectations of the target, function.An automated system usually consists of a plurality of link elements, in order to complete the information acquisition, information transmission, information conversion, information processing and information executive functions, finally realizes the automatic operation of the target.The electromechanical integration refers to the mechanism of function, power function, winner of information processing and control functions, the introduction of the electronic technology, mechanical devices and electronic design and software combined with the constraints of the system collectively.The parade of lack of talent, the company hired the electromechanical integration professionals, in the Shenzhen region for example: Foxconn, Samsung, Huawei, such as first-line enterprise has a large number of well-paid job employment prospects.The following is composed of the industrial control industry network for you to carry out integrated mechanical and electrical specialized employment prospect direction analysis.Mechanical and electrical integration of modern science and technology is the inevitable result of the development, this article summarizes Mechatronics basic outline and the development background.At home and abroad was summarized the integration of machinery technology present situation, has analyzed the integration of machinery technology development trend.As the electrical and Mechanical Services Department of a student, future work will study mainly to electrical and mechanical, it is necessary to master the various electrical and mechanical expertise.I will be in a serious attitude towards the professional courses of study, improve their professional quality.I will introduce my understanding of motor.Key words: mechanical and electrical integration, technology, application.

第五篇：機(jī)電一體化畢業(yè)論文

電氣工程系畢業(yè)論文

論文題目： 淺談機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用研究

畢 業(yè) 生 姓 名： XXX

指導(dǎo)教師、職稱：XXX助教

學(xué)

號：

專

業(yè)

名

稱：機(jī)電一體化

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

摘要

機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。作為機(jī)電系的一名學(xué)生，將來工作學(xué)習(xí)都會以機(jī)電為主，所以必須掌握好各種機(jī)電的專業(yè)知識。我會本著認(rèn)真的態(tài)度對待專業(yè)課的學(xué)習(xí)，提高自己的專業(yè)素養(yǎng).接下來我將介紹一下我對電動機(jī)的認(rèn)識。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，技術(shù)，應(yīng)用。I

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

目錄

摘要.........................................................................................................................................目錄…………………………………………………………………………………………..引言..............................................................................................................................................................第一章機(jī)電一體化概要.........................................................................................................第二章機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展.................................................................................................1數(shù)字化..............................................................................................................................................2智能化..............................................................................................................................................3模塊化..............................................................................................................................................4網(wǎng)絡(luò)化..............................................................................................................................................5人性化..............................................................................................................................................6微型化..............................................................................................................................................7集成化..............................................................................................................................................8帶源化..............................................................................................................................................第三章機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用.................................................................................................1智能化控制技術(shù)(IC).......................................................................................................................2分布式控制系統(tǒng)(DCS)....................................................................................................................3開放式控制系統(tǒng)(OCS)....................................................................................................................4計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)..........................................................................................................5現(xiàn)場總線技術(shù)(ＦBT).......................................................................................................................第四章

機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用.......................................................................結(jié)束語.....................................................................................................................................致謝.........................................................................................................................................參考文獻(xiàn).................................................................................................................................I

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(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)的滲透所形成的機(jī)電一體化，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)展階段。

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)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。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)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(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(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

第二章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

“機(jī)電一體化”這個詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當(dāng)時及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。

80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。

進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、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，其主要發(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

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

1.數(shù)字化

微控制器及其發(fā)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)品的軟件具有高可靠性、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

智能化是21世紀(jì)機(jī)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(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，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”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、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、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(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(jī)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.模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(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(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，同時也可以擴(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，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

4.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì) 90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4

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。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)備本身就是機(jī)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(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將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(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

5.人性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，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愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。

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)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱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)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個微電機(jī)以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(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)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首5

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。

8.帶源化

是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

第三章典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

1數(shù)控機(jī)床

目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數(shù)控機(jī)床只占約5％且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占10％）。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。（1）高速化

由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動速度由過去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同時要求提高運(yùn)動部件起動的加速度，由過去一般機(jī)床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達(dá)15G；直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。（2）高精度化

數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右；納米級機(jī)床達(dá)到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。

數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度，插補(bǔ)前多程序預(yù)讀，大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動拐角6

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

處理等。

（3）復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)

如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等，采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)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(shù)控機(jī)床“如虎添翼

如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。（5）數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理

數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動率、生產(chǎn)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(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。

2.自動機(jī)與自動生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機(jī)械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如：2000～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線；18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測，機(jī)電7

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：（1）光機(jī)電一體化方向

一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（下轉(zhuǎn)第80頁）（上接第81頁）（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

第四章 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面：

1.智能化控制技術(shù)(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(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)時調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。ＤCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(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，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，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)，具有更高的安全性，8

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

3.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”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，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，且資源共享。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、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。

4.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(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)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機(jī)自動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。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、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)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。

5.現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)是對自動化領(lǐng)域的一場變革。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，已成為當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之—。目前，新建的連鑄機(jī)已經(jīng)開始使用現(xiàn)場總線技術(shù)?，F(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線的含義主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)(DCS)通信網(wǎng)絡(luò)截止于控制站或輸入輸出單元，現(xiàn)場儀表仍然是一對一模擬信號傳輸。現(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場或生產(chǎn)設(shè)備。

(2)互操作性

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

互操作性的含義是來自不同制造廠的現(xiàn)場設(shè)備，不僅可以相互通信，而且可以統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需的控制回路，共同實(shí)現(xiàn)控制策略。

(3)分散功能塊

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)廢棄了分散型控制系統(tǒng)(DCS)的輸入／輸出單元和控制站，把DCS控制站的功能塊分散給現(xiàn)場儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補(bǔ)償和累加輸入功能塊，而且有PID控制和運(yùn)算功能塊。

結(jié)束語

綜上所述, 經(jīng)過20多年的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門、最重要的技術(shù)發(fā)展方向之一，并影響到幾乎全部的工業(yè)行業(yè)。我國從80年代初對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開始予以重視，先后在國家科技攻關(guān)計(jì)劃、863高科技計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金中列專項(xiàng)對機(jī)電一體技術(shù)加以研究，并取得了一系列重大科技成果。1990年，國家將用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)列為“八五”及本世紀(jì)后十年發(fā)展全民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略技術(shù)措施，機(jī)電一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用已取得相當(dāng)進(jìn)展。

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

致謝

三年時光，匆匆，太匆匆。一切恍如昨日歷歷在目，轉(zhuǎn)眼間，各走天涯?；厥?年的點(diǎn)點(diǎn)滴滴生活，感慨萬分，萬千思緒在心頭。說不出，道不盡，心中多少歡樂與憂愁。我的指導(dǎo)老師辛鶴老師在大學(xué)三年里給了我莫大的幫助，無論是在學(xué)習(xí)上還是在生活里的過程中都教會了我許多許多。他不僅教授我專業(yè)知識，更教會了我很多為人處世的道理，在他的悉心指導(dǎo)下，我也慢慢地理解了更多的專業(yè)知識。在我論文的整個寫作過程中，他從論文的選題、提綱的撰寫、格式的要求、內(nèi)容的修改甚至標(biāo)點(diǎn)符號各個方面都給了詳細(xì)的意見和修改，使我能夠按時按照學(xué)院要求順利地完成整篇論文。我很慶幸在大學(xué)里遇上這樣一位好老師，感謝老師！。

學(xué)生：XXX

201 年

月

日

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）

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