第一篇：淺談機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用及特點(diǎn)

淺談機(jī)電一體化技術(shù)的主要

應(yīng)用領(lǐng)域及特點(diǎn)

一、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).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(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。

a.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。b.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；

c.新型復(fù)合數(shù)控機(jī)床：如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。

2.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(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。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)”。

二、特點(diǎn)

1、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。

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(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。

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(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。

3、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。

第二篇：機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用.doc

第1章緒論

第一節(jié)機(jī)電一體化的定義

1、機(jī)電一體化是機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品的統(tǒng)稱，并把柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）等先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)線和制造過程也包括在內(nèi)，發(fā)展了機(jī)電一體化的含義。

2、機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù)：精密機(jī)械技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)。

3、名詞解釋：機(jī)電一體化產(chǎn)品

在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上應(yīng)用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生出來的新一代的機(jī)電產(chǎn)品。

第二節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素及相應(yīng)功能

1.機(jī)械本體機(jī)械本體包括機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置。其主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定的位置上，并保持特定的關(guān)系。

2.動(dòng)力部分功能是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。機(jī)電一體化的顯著特征之一，是用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出。

3.傳感檢測(cè)部分 功能是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并裝換成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能通常由專門的傳感器和儀器儀表完成。

4.執(zhí)行部分功能是根據(jù)控制和指令完成所要求的動(dòng)作。執(zhí)行部分是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。它將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

5.驅(qū)動(dòng)部分功能是在控制信息作用下，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。

6.控制與信息處理部分功能是將來自各傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過輸出接口送往執(zhí)行部分，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期的性能?？刂婆c信息處理單元一般由計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D與的、D/A轉(zhuǎn)換、I/O接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等組成。

7.接口一是交換；二是放大；三是傳遞。機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成及工作原理

第三節(jié)機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)（六大方面）

1．機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)

2．傳感檢測(cè)技術(shù)：是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺器官

3．信息處理技術(shù)：包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策。機(jī)電一體化主要采用工業(yè)

4．自動(dòng)控制5.伺服傳動(dòng)技術(shù)6.系統(tǒng)總體技術(shù)

第2章機(jī)械傳動(dòng)與支承技術(shù)機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本要素，主要用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支承部件。

第一節(jié)機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立

1．機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)的基本元件是質(zhì)量、阻尼器和彈簧。

第二節(jié)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性、影響機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素：（1）負(fù)載的變化（2）傳動(dòng)鏈慣性（3）傳動(dòng)鏈固有頻率（4）間隙、摩擦、潤(rùn)滑和溫升

2．機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性（公式—選擇）P22-23

(1)阻尼線性阻尼下的振動(dòng)為實(shí)模態(tài)，非線性阻尼下的振動(dòng)為復(fù)模態(tài)阻尼比§= C/2√mkc:粘性阻尼系數(shù)m—系統(tǒng)的質(zhì)量 k—系統(tǒng)的剛度（2）剛度對(duì)于伺服系統(tǒng)的失動(dòng)

量來說，系統(tǒng)的剛度越大，失動(dòng)量越小。對(duì)于伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性來說，剛度對(duì)開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響，而對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大影響，提高剛度可增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）諧振頻率（4）間隙（1）齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的消除 1)剛性消隙法2）柔性消隙法 3）絲杠螺母間隙的調(diào)整墊片式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、螺紋式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)

第三節(jié)機(jī)械傳動(dòng)裝置齒輪傳動(dòng)使用最多的原因是：瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)、傳動(dòng)精確、強(qiáng)度大、能承受重載、結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦力小、效率高。

諧波齒輪減速器原理若將鋼輪固定，外裝柔性軸承4的波發(fā)生器凸輪3裝入柔輪2中，是原形為圓環(huán)形的柔輪產(chǎn)生彈性變形，柔輪兩端的齒與鋼輪的齒完全脫開，長(zhǎng)袖與短袖間的齒測(cè)逐漸齒入齒出。與一般齒輪傳動(dòng)相比有下列特點(diǎn)(1)傳動(dòng)比大單級(jí)50~500多級(jí)可達(dá)3000以上（2）承載能力大（3）傳動(dòng)精度高（4）齒側(cè)間隙?。?）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕

第四節(jié)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)支承主要由滾動(dòng)軸承、動(dòng)壓軸承、靜壓軸承、磁軸承等承擔(dān)。直線運(yùn)動(dòng)軸承主要是指直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副起作用是保證各零件之間的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。機(jī)電一體化系統(tǒng)常用的直線運(yùn)動(dòng)支承有滑動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌液體和氣體靜壓導(dǎo)軌

第三章檢測(cè)技術(shù)

第一節(jié) 傳感器的性能（1）靜態(tài)特性指標(biāo)：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性。（2）動(dòng)態(tài)特性傳感器的使用原則1）足夠容量2）與測(cè)量或控制系統(tǒng)的匹配性好，裝換靈敏度高3）精度適當(dāng)且穩(wěn)定性高4）反應(yīng)速度快，工作可靠性好5）適用性和適應(yīng)性強(qiáng)6）使用經(jīng)濟(jì)

第二節(jié)光柵 由標(biāo)尺光柵和指標(biāo)光柵組成。是位移監(jiān)測(cè)器，特點(diǎn)精確高、響應(yīng)速度快、和量程范圍大。P=0.001mm把摩爾條紋調(diào)大10mm則放大倍數(shù)相當(dāng)于1000倍

感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁傳感器原理制造的高精度檢測(cè)元件，直線式和圓盤式。分別檢測(cè)位移和轉(zhuǎn)角。

第三節(jié)光電式速度傳感器是由裝在被測(cè)軸上的帶縫隙圓盤、光電器件、和指示縫隙盤組成。

第四節(jié)接觸式位置傳感器1）由微動(dòng)開關(guān)制成的位置傳感器2）二維矩陣是配置的位置傳感器。接近式位置傳感器按其工作原理主要分電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式、超聲波式。

第五節(jié) 測(cè)量放大器需要電路具有橫高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗。程控增益放大器經(jīng)過處理的模擬型號(hào)，在送入計(jì)算機(jī)處理前，必須進(jìn)行量化，及進(jìn)行模擬數(shù)字變換，變換后的數(shù)字信號(hào)才能為計(jì)算機(jī)接受處理。在計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)中往往不希望、有時(shí)也不能利用手動(dòng)辦法來實(shí)現(xiàn)增益而希望利用計(jì)算機(jī)采用軟件控制來實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)變化。隔離放大器在有強(qiáng)電或電磁干擾的環(huán)境中為了防止電網(wǎng)電壓等對(duì)測(cè)量回路的損壞，其信號(hào)輸入通道采用隔離技術(shù)。能完成這種任務(wù)、具有這種功能的放大器。

第七節(jié)用軟件線性化處理的方法有：計(jì)算法、查表法、插值法。

第四章伺服傳動(dòng)技術(shù)伺服的意思是伺候服侍，就是在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，是機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、和檢測(cè)裝置。通常伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)符合以下基本要求：具有寬廣而和平的調(diào)速范圍、具有較硬的機(jī)械特性和良好的調(diào)節(jié)特性、具有快速響應(yīng)特性、空載使動(dòng)電壓小。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將脈沖信號(hào)裝換成位移角的執(zhí)行元件。對(duì)這種電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)脈沖后，其轉(zhuǎn)軸就裝過一個(gè)角度，稱第一步。脈沖數(shù)增加位移角隨之增加，脈沖頻率高裝速快，相序改變，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

第二節(jié)直流伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：相敏放大器、位置調(diào)節(jié)器、速度放大器、pwm功率放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器、位置檢測(cè)

脈寬調(diào)制型pwm功率放大器基本原理：利用開關(guān)功率器件作用，將直流電壓換成一定頻率的方波電壓，通過方波脈沖寬度調(diào)制，改變輸出電壓的平均值。

Pwm控制電路脈沖調(diào)制器、邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)、晶體管基極驅(qū)動(dòng)器。

第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器 6個(gè)功率開關(guān)、12個(gè)晶體管。

Spwm變頻調(diào)速系統(tǒng)：絕對(duì)值運(yùn)算器、函數(shù)發(fā)生器、邏輯控制器。

環(huán)節(jié)分配器：三相三拍、三相六拍、雙三拍

電液伺服系統(tǒng)是由電信號(hào)處理部分和液壓的功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入是電信號(hào)。電液位置伺服控制系統(tǒng)常用于機(jī)床工作臺(tái)的位置控制、機(jī)械手的定位、穩(wěn)定平臺(tái)水平位置控制等。電液速度伺服控制系統(tǒng)：若系統(tǒng)的輸出量為速度，將此速度反饋到輸入端，并與輸入量比較，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的速度控制。

第五章計(jì)算機(jī)控制技

1.直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）

這類系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理結(jié)果直接輸出作用于被控制對(duì)象，故稱為直接數(shù)字控制系統(tǒng) 2分布控制系統(tǒng)式

分布式綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù)和控制技術(shù)，采用多層分級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，從下而上的分為控制級(jí)，控制管理級(jí)和經(jīng)營(yíng)管理級(jí)

3傳送的方式

無條件傳送 查詢式傳送 中斷式傳送D/A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換位模擬量的電路DAC0883主要是有兩個(gè)8位寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器組成的。使用兩個(gè)寄存器的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行兩次緩沖操作，使該器件的應(yīng)用有更大的靈活性。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)值量的器件。實(shí)現(xiàn)的方法a逼近法b雙積分法。7 STD總線的技術(shù)特點(diǎn)a小板結(jié)構(gòu)b嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化c面向I/O設(shè)計(jì)d高可靠性STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

a Z80系列STD總線工業(yè)是最早開發(fā)的一種機(jī)型，特點(diǎn)可靠性高 價(jià)格便宜 普及面 等優(yōu)點(diǎn)，目前占有很大市場(chǎng)

b 單片機(jī)系列本身就是工業(yè)控制機(jī)，集成密度較高，作為控制應(yīng)用其功能比較齊全，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)數(shù)值PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

PID能夠較好的兼顧動(dòng)態(tài)控制系能和穩(wěn)態(tài)控制系能

第六章簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化

1全自動(dòng)洗衣機(jī)

工作時(shí)單面片機(jī)通過檢測(cè)待洗衣物的渾濁度 布質(zhì) 布量和水溫等作為模糊推理的輸入條件。

第七章工業(yè)機(jī)器人

1.工業(yè)機(jī)器人的組成 操作機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 人工智能系統(tǒng)

2.工業(yè)機(jī)器人的分類 a按操作機(jī)坐標(biāo)形式分為 直角坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人 圓柱型 球坐 多

關(guān)節(jié)型平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人b按控制方式分類 點(diǎn)位控制 連續(xù)軌道控制c 按驅(qū)動(dòng)方式分類 氣動(dòng)式 液壓式 電動(dòng)式

3.手腕是由彎曲式關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)式關(guān)節(jié)組成。兩自由度腕關(guān)節(jié)來說有RR和BR兩個(gè)結(jié)構(gòu)，對(duì)于三個(gè)自由度 BBR BRR RBR RRR RBB五種表示p表示俯仰Y表示擺動(dòng)R表轉(zhuǎn)動(dòng)

4.手部很據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同可以分為機(jī)械夾持器 專用工具和萬能手三類

5.機(jī)械夾持器分為 回轉(zhuǎn)式 移動(dòng)式 內(nèi)撐式

6.研究工業(yè)機(jī)器人的目的是建立工業(yè)機(jī)器人個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)建與手部在空間位置之間的關(guān)系，建

立機(jī)器人的手臂運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，為控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供分析的方法和手段，為仿真研究手臂的運(yùn)動(dòng)特性和設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提供依據(jù)。

7.工業(yè)機(jī)器人的力學(xué)分析分為靜態(tài)力學(xué)分析和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析。靜態(tài)力學(xué)是研究操作機(jī)在靜

態(tài)條件下，手臂受力情況；動(dòng)力學(xué)分析是研究操作機(jī)各主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力與手臂的關(guān)系，從而得出工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程。

第八章柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

1．柔性制造系統(tǒng)的定義和適用范圍

FMS是指可變的 制動(dòng)的化程度較高的制造系統(tǒng)，主要包括若干數(shù)控機(jī)床加工中心，用一套自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來，由布級(jí)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理與控制。

適用范圍：能解決單件 小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化問題，也能適應(yīng)大批量 多種產(chǎn)品的自動(dòng)化問題，它把高柔性 高質(zhì)量 高效率結(jié)合起來，在當(dāng)前具有較強(qiáng)的生命力

2柔性制造系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

組成：加工系統(tǒng) 物料系統(tǒng) 能量系統(tǒng) 信息系統(tǒng)。

第三篇：機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

摘要：現(xiàn)階段，隨著我國(guó)全面改革的深化，各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展都加快了步伐，機(jī)電一體化的技術(shù)層面也有了優(yōu)化，對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域起到了很大促進(jìn)作用。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間積淀，發(fā)展至今已經(jīng)在應(yīng)用生產(chǎn)力層面得到了提高，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用。本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵字：機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用 1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

至今，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要在四個(gè)方面，分別是工業(yè)機(jī)器人的開發(fā)和利用、數(shù)控機(jī)床應(yīng)用、分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)生能夠在一定程度上代替人類，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，第一代機(jī)器人因?yàn)椴痪邆涓咧悄芑?，只能依?jù)簡(jiǎn)單的程序執(zhí)行簡(jiǎn)易的工作；第二代機(jī)器人可以依據(jù)內(nèi)部傳感器獲取、分析環(huán)境中的信息，做出具體的動(dòng)作；第三代機(jī)器人可以在不同環(huán)境下工作。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用最成功的案例就屬數(shù)控機(jī)床，目前數(shù)控機(jī)床是一個(gè)機(jī)床是可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)任務(wù)的操控，讓提高工作效率在很大程度上得到提高。分布控制系統(tǒng)的安全和功能水平極高，隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)能夠在干生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)調(diào)度、處理等多種功能。

2機(jī)電一體化的應(yīng)用 2.1計(jì)算機(jī)的集成

計(jì)算機(jī)集成過程中的機(jī)電一體化，其意義主要是通過對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行整合的方式，達(dá)到將全局動(dòng)態(tài)進(jìn)行綜合展示的目的，因此，可以說計(jì)算機(jī)的集成在一定程度上滿足了對(duì)產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)等各個(gè)流程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的要求，為產(chǎn)品的開發(fā)提供了相應(yīng)的信息。隨著各企業(yè)對(duì)自身集成的程度進(jìn)行不斷提升，不同生產(chǎn)要素所具有的相關(guān)配置也得到了一定的優(yōu)化，這對(duì)于將生產(chǎn)要素的功效進(jìn)行最大化發(fā)揮具有非常重要的意義。

2.2數(shù)控機(jī)床

研究結(jié)果表明，機(jī)電一體化在對(duì)數(shù)控機(jī)床操控的精確度進(jìn)行提升過程中，起到了非常重要的作用，數(shù)控機(jī)床的模塊化結(jié)構(gòu)也正是依托于該技術(shù)而產(chǎn)生的，除此之外，數(shù)控機(jī)床所具有的智能化技術(shù)和軟件研制也無法離開機(jī)電一體化而獨(dú)自生存，上述研究成果的發(fā)表和應(yīng)用，不僅保證了數(shù)控機(jī)床功能性的有效提升，還在很大程度上為產(chǎn)品生產(chǎn)速度的提高提供了理論依據(jù)。

2.3工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中可以細(xì)化成三個(gè)階段：①工業(yè)機(jī)器人能夠根據(jù)具體的規(guī)定要求對(duì)某一動(dòng)作進(jìn)行重復(fù)性地操作，而且在適應(yīng)工作環(huán)境和對(duì)象變化方面能力偏弱；②工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)具備了傳感系統(tǒng)，可以及時(shí)獲取并處理與工作環(huán)境相關(guān)的狀況與信息。及時(shí)反饋，有效地控制動(dòng)作。在此過程中，工業(yè)機(jī)器人也具備了低水平智能特征，可以達(dá)到實(shí)用化目標(biāo)；③工業(yè)機(jī)器人與時(shí)俱進(jìn)，呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢(shì)，并且具備感知能力，而且形成了邏輯思維，可以判斷并決策，自身的環(huán)境適應(yīng)力與行動(dòng)力已經(jīng)相對(duì)成熟。

2.4在汽車行業(yè)的應(yīng)用

2.4.1汽車的打火系統(tǒng)使用機(jī)電一體化技術(shù)

原來的汽車打火系統(tǒng)接收到的打火指令信號(hào)較弱，使用時(shí)間一長(zhǎng)，打火會(huì)很困難，影響汽車的啟動(dòng)，采用機(jī)電一體化技術(shù)通過數(shù)字模式增強(qiáng)打火信號(hào)，提升電路傳感能力，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)空氣和燃料質(zhì)量之間進(jìn)行對(duì)比，減少它們的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的快速反應(yīng)。

2.4.2汽車的雷達(dá)系統(tǒng)使用了機(jī)電一體化技術(shù)

它的應(yīng)用不僅使人們的生活更加方便，而且減少了危險(xiǎn)因素。生活中，汽車在倒車、行駛、停車的時(shí)候，我們雖然也會(huì)減速對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行觀察，防止發(fā)生意外，但總會(huì)有視覺死角，在這種情況下，汽車的雷達(dá)系統(tǒng)檢測(cè)到障礙物就會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，給駕駛員已提醒，有效的避免了事故的發(fā)生。

2.4.3汽車的制動(dòng)系統(tǒng)使用了機(jī)電一體化技術(shù)

之前，汽車的制動(dòng)是靠車后輪安裝的制動(dòng)系統(tǒng)來完成的，是為了及時(shí)停車，保證安全，但是，隨著汽車行駛速度的提升，原來的制動(dòng)作用已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代汽車的需要，因此，運(yùn)用了機(jī)電一體化技術(shù)，能夠減輕汽車質(zhì)量，提升車速，使得車輛在行駛狀態(tài)下遇到緊急情況也能夠?qū)崿F(xiàn)快速平穩(wěn)的制動(dòng)，汽車的安全性更強(qiáng)，制動(dòng)效果更好，防止了交通事故的發(fā)生。

3機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 3.1智能化

在21世紀(jì)機(jī)電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對(duì)的是機(jī)器行為，是基于控制理論，綜合運(yùn)用人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等一些新技術(shù)，讓機(jī)器能夠具有人的基礎(chǔ)能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過不斷的研究，最終可以達(dá)到更高的控制要求。研究出來的機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然不具備和人一樣的能力，然而微處理器具備高速度和高性能的特點(diǎn)，這使機(jī)電一體化的產(chǎn)品能夠具備低級(jí)智能或者人的部分智能完全可以在未來實(shí)現(xiàn)。

3.2微型化

微型化主要針對(duì)的是外形尺寸為毫米，元件尺寸為微米的機(jī)電裝置，從在該理論指導(dǎo)誕生的技術(shù)被廣泛投入使用至今，人們對(duì)微電裝置的追求始終沒有停止，這是因?yàn)樵擃愌b置具有小巧、靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，在軍事和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)ζ溥M(jìn)行合理運(yùn)用，可以取得事半功倍的效果。

3.3綠色化發(fā)展趨勢(shì)

新形勢(shì)下，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度不斷加快，一定程度上完善了人們物質(zhì)生活質(zhì)量，同時(shí)也提高了居住環(huán)境的要求。因而，環(huán)境問題也逐漸成為了人們所關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，希望可以減少對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的破壞。為此，在實(shí)際發(fā)展的過程中，生產(chǎn)產(chǎn)品的綠色發(fā)展逐漸成為社會(huì)目標(biāo)。其中，綠色機(jī)電一體化技術(shù)備受關(guān)注與認(rèn)可，能夠?qū)⒆陨淼膬r(jià)值充分發(fā)揮出來，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境予以全面保護(hù)，進(jìn)一步推動(dòng)城市的建設(shè)與發(fā)展。

3.4網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，一定程度上促進(jìn)人們生產(chǎn)與生活質(zhì)量的提升。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用不斷增加，而在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也形成了多種多樣的高新技術(shù)，對(duì)人們生活產(chǎn)生了影響。對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用制造遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)備，在各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。而在家庭中，同樣可將機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。由此可見，必須要重視機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。

結(jié)束語：綜上所述，機(jī)電一體化的發(fā)展中，技術(shù)的升級(jí)進(jìn)步對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的優(yōu)化起到了很大促進(jìn)作用。我國(guó)在機(jī)電一體化的發(fā)展中有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是在發(fā)展中存在著諸多不足。從理論上對(duì)機(jī)電一體化的技術(shù)進(jìn)行研究分析，就能為實(shí)際機(jī)電一體化發(fā)展提供理論支持，帶動(dòng)我國(guó)機(jī)電一體化領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

摘要

討論了機(jī)電一體化技術(shù)在數(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、綠色化這些方面的研究和發(fā)展對(duì)于改變整個(gè)機(jī)械制造業(yè)面貌所起的重要作用，并說明機(jī)電一體化技術(shù)的智能化技術(shù)，分布式控制系統(tǒng)、開放式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、交流傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用；

一、機(jī)電一體化技術(shù)概述

進(jìn)入80年代以來，關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用已成為全球性的課題，可以說，從軍事到經(jīng)濟(jì)、從生產(chǎn)到生活、從簡(jiǎn)單的日用消費(fèi)品生產(chǎn)到復(fù)雜的社會(huì)生產(chǎn)和管理系統(tǒng).機(jī)電一體化技術(shù)幾乎達(dá)到無所不在、無孔不入的地步。然而，“什么是機(jī)電一體化?”，‘呼機(jī)電一體化技術(shù)都包括那些特征?”，“機(jī)電一體化技術(shù)在各應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)展?fàn)顩r如何?”等問題卻很難令人回答，這一方面是因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的研究不斷向深度持續(xù)發(fā)展，所采用的技術(shù)手段越來越先進(jìn)，無法通過定義來界定其發(fā)展?jié)摿?另一方面是因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷向戶度持續(xù)發(fā)展，也無法通過定義來界定其應(yīng)用范圍。

二、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

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

2.1 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)。

2.2 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。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。

2.3 模塊化

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、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)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)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

2.4 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，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)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

2.5 人性化

機(jī)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(duì)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。

2.6 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(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、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自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)加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國(guó)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）。

2.7 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(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)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(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(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。

2.8 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(chǎng)合無法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)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。

2.9 綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(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)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

三、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(gè)方面： 3.1 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(gè)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。

3.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(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(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(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、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(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)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

3.3 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(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，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(yíng)、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場(chǎng)總線使現(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。

3.4 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(yíng)、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(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(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)有庫存，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。美國(guó)、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。

3.5 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、多站通信鏈路。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4～20mA，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)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去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的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場(chǎng)總線化檢測(cè)儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。

3.6 交流傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起至關(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)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機(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)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大

總結(jié)

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(guó)從80年代初對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開始予以重視，先后在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃、863高科技計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金中列專項(xiàng)對(duì)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。199。年，國(guó)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。

第五篇：機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也日趨廣泛，成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要?酥局?一，了解和掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和未來發(fā)展前景，也是當(dāng)前機(jī)械工程領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點(diǎn)課題之一。本文從機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展入手，分析了機(jī)電一體化的發(fā)展前景趨勢(shì)，希望能借此給同行們提供一些有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)

1.機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等方面。它在應(yīng)用技術(shù)方面主要包括軟件和硬件兩個(gè)大的方面，其在不同領(lǐng)域中的具體應(yīng)用的核心技術(shù)包括：

1.1在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)局面緊張，而在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中，規(guī)模和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)是決定市場(chǎng)占有率的關(guān)鍵，而社會(huì)發(fā)展到今天，制造業(yè)已經(jīng)打破了單純依靠人力生產(chǎn)的技能傳統(tǒng)，取而代之的是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、敏捷制造、柔性制造、并行工程和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)等高新技術(shù)制造系統(tǒng)占據(jù)了信息競(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)地位，起到了促進(jìn)生產(chǎn)模式創(chuàng)新和發(fā)展的作用。

1.2在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用主要是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，是將人、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理和整個(gè)生產(chǎn)管理過程的全方面有效連接的一種控制系統(tǒng)。從原料進(jìn)入生產(chǎn)企業(yè)，到原料的加工生產(chǎn)和成品的發(fā)貨等全方面加以監(jiān)控的新技術(shù)應(yīng)用。

1.3在飲料食品行業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)電一體化作為一種應(yīng)用發(fā)展最快的新技術(shù)，在飲料食品行業(yè)的包裝機(jī)械開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造等方面也被廣泛引入，大大提高了生產(chǎn)加工的自動(dòng)化水平，提升了生產(chǎn)能力和管理效率，為企業(yè)在行業(yè)中的優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)地位奠定了基礎(chǔ)。

此外，機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用還包括在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)方面和交流傳動(dòng)技術(shù)方面的應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)其實(shí)就是將新型的信號(hào)傳輸技術(shù)替換成現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的一種方法，在有效控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)雙向的信息傳送。而交流傳動(dòng)技術(shù)則是將矢量控制技術(shù)進(jìn)行實(shí)用化應(yīng)用的代表，是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在未來，還將取代直流傳動(dòng)技術(shù)。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，光機(jī)電一體化技術(shù)作為一種新興的學(xué)科，在多年的發(fā)展后逐步形成了一種新興產(chǎn)業(yè)，并逐漸受到人們的重視。同時(shí)這也決定了當(dāng)代機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)：

2.1 模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程，這一重要發(fā)展趨勢(shì)將給所有機(jī)電一體化企業(yè)帶來光明的發(fā)展前景。使得產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多、單元復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品更好的被整合，對(duì)開發(fā)研制新產(chǎn)品和進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模都將有極強(qiáng)的推動(dòng)作用。而為了更好的避免利益沖突，還應(yīng)該相應(yīng)的制定相關(guān)必要的國(guó)際或國(guó)內(nèi)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單一的企業(yè)和對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)來說，都會(huì)有利無害。

2.2智能化

在21世紀(jì)智能化已然成為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。這一時(shí)期的人工智能應(yīng)用在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用研究中備受關(guān)注，其中最為典型的技術(shù)應(yīng)用代表當(dāng)屬機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的智能化應(yīng)用。盡管在當(dāng)前的技術(shù)條件下，機(jī)器人不可能達(dá)到與人完全相同的智能，但是其智能化的擬人應(yīng)用是完全有可能，并在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活中也有必要的，如何在理論控制的基礎(chǔ)上行，達(dá)到更高的控制目標(biāo)，將是機(jī)電一體化技術(shù)智能化應(yīng)用的一個(gè)重點(diǎn)。

2.3微型化

在20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)開始朝著微型及其和微觀領(lǐng)域發(fā)展，國(guó)外更是興起了一種較為微電子機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，這種體積小、耗能少、而且運(yùn)動(dòng)靈活的這款新產(chǎn)品逐漸朝著微米、納米級(jí)發(fā)展，并彰顯其在生物醫(yī)療、軍事和信息等方面應(yīng)用的巨大優(yōu)勢(shì)，勢(shì)必成為未來的一大發(fā)展趨勢(shì)。但需要注意的是，這一技術(shù)的突破發(fā)展也存在一定的技術(shù)瓶頸。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用方面開始出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)及各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，極大地影響了人們的日常生活，同時(shí)也加劇了企業(yè)間的全球化競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，使得各企業(yè)在面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的同時(shí)也帶來了極大的發(fā)展機(jī)遇。這也就預(yù)示著，一旦研制出質(zhì)量可靠、功能獨(dú)特的新的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其暢銷度將快速覆蓋全球。特別是在網(wǎng)絡(luò)日益普及并形成了計(jì)算機(jī)技能家電系統(tǒng)的今天，家電已經(jīng)和家庭網(wǎng)絡(luò)密切相連，這也就預(yù)示著機(jī)電一體化產(chǎn)品只有朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，才能在高科技技術(shù)的應(yīng)用中滿足人們的便利需求和使用快樂。

2.5綠色化

工業(yè)的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大的影響，在提高舒適生活和物質(zhì)滿足的同時(shí)，也衍生出了資源短缺和環(huán)境污染加劇等系列問題。因此，回歸自然、綠色環(huán)保健康的產(chǎn)品概念也開始成為社會(huì)需求的主流和時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。這就要求產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的全過程中，都應(yīng)以盡量減少對(duì)人體健康的損傷和提高產(chǎn)品利用率為前提，不污染、能回收利用的新型機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)理念，其未來的發(fā)展前途將極其遠(yuǎn)大。

3.結(jié)束語

眾所周知，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制不斷完善和競(jìng)爭(zhēng)加劇的今天，科學(xué)技術(shù)不斷朝著整體化、交叉化、數(shù)字化和微電子技術(shù)信息技術(shù)的方向發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷增加。只有了解其應(yīng)用現(xiàn)狀，認(rèn)清其未來發(fā)展趨勢(shì)大力推廣和發(fā)展，才能讓機(jī)電一體化技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用，來進(jìn)一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率，更好的服務(wù)人們的生產(chǎn)生活，從而推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展與振興。

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