① 機電一體化的畢業論文
機電一體化技術及其應用研究
摘 要 討論了機電一體化技術對於改變整個機械製造業面貌所起的重要作用,並說明其在鋼鐵工業中的應用以及發展趨勢。
關鍵詞 機電一體化 技術 應用
1 機電一體化技術發展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合,其發展和進步有賴於相關技術的進步與發展,其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網路化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網路的迅速崛起,為數字化設計與製造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成製造等。數字化要求機電一體化產品的軟體具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便於遠程操作、診斷和修復。
1.2 智能化
即要求機電產品有一定的智能,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數控機床上增加人機對話功能,設置智能I/O介面和智能工藝資料庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網路、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智慧技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
1.3 模塊化
由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研製和開發具有標准機械介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研製具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣,在產品開發設計時,可以利用這些標准模塊化單元迅速開發出新的產品。
1.4 網路化
由於網路的普及,基於網路的各種遠程式控制制和監視技術方興未艾。而遠程式控制制的終端設備本身就是機電一體化產品,現場匯流排和區域網技術使家用電器網路化成為可能,利用家庭網路把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家裡可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網路化方向發展。
1.5 人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人,如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,機電一體化產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來說還是一種藝術享受,如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6 微型化
微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。微機電系統(Micro Electronic Mechanical Systems,簡稱MEMS)是指可批量製作的,集微型機構、微型感測器、微型執行器以及信號處理和控制電路,直至介面、通信和電源等於一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研製出第一個醫用微探針,1988年美國加州大學Berkeley分校研製出第一個微電機以來,國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展,開發出各種MEMS器件和系統,如各種微型感測器(壓力感測器、微加速度計、微觸覺感測器),各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等)。
1.7 集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合,又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率,應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次,使系統功能分散,並使各部分協調而又安全地運轉,然後再通過軟、硬體將各個層次有機地聯系起來,使其性能最優、功能最強。
1.8 帶源化
是指機電一體化產品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由於在許多場合無法使用電能,因而對於運動的機電一體化產品,自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
1.9 綠色化
科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的後果。所以,人們呼喚保護環境,回歸自然,實現可持續發展,綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、製造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求,機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境,產品壽命結束時,產品可分解和再生利用。
2 機電一體化技術在鋼鐵企業中應用
在鋼鐵企業中,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來,採用組裝合並方式,為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件,增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用於以下幾個方面:
2.1 智能化控制技術(IC)
由於鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點,傳統的控制技術遇到了難以克服的困難,因此非常有必要採用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網路等,智能控制技術廣泛應用於鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面,如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼---連鑄---軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。
2.2 分布式控制系統(DCS)
分布式控制系統採用一台中央計算機指揮若乾颱面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展,分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程式控制制,而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散,故障影響面小,而且系統具有連鎖保護功能,採用了系統故障人工手動控制操作措施,使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比,其功能更強,具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
2.3 開放式控制系統(OCS)
開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。「開放」意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持,按此標准設計的系統,可以實現不同廠家產品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統通過工業通信網路使各種控制設備、管理計算機互聯,實現控制與經營、管理、決策的集成,通過現場匯流排使現場儀表與控制室的控制設備互聯,實現測量與控制一體化。
2.4 計算機集成製造系統(CIMS)
鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程式控制制連成一體,用以實現從原料進廠,生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化,但這種「自動化孤島」式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理,難以適應現代鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產,質優價廉,及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存,加速資金周轉,實現生產、經營、管理整體優化,關鍵就是加強管理,獲取必須的經濟效益,提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現CIMS化。
2.5 現場匯流排技術(FBT)
現場匯流排技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。採用現場匯流排技術取代現行的信號傳輸技術(如4~20mA,DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場匯流排連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場匯流排的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場匯流排化儀表,如智能變送器、智能執行器、現場匯流排化檢測儀表、現場匯流排化PLC(Programmable Logic Controller)和現場就地控制站等的發展。
2.6 交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展,交流調速技術的發展非常迅速。由於交流傳動的優越性,電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動,數字技術的發展,使復雜的矢量控制技術實用化得以實現,交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或非同步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎,應用不斷擴大。
參考文獻
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電機功率轉換的原理
引言:
電機調速實質的探討,是關繫到近代交流調速發展的重要理論問題。隨著近代變頻調速矢量控制及直接轉矩控制等調速控制理論的提出和實踐,很多有關文獻和論著都把調速的轉矩控制確認為調速的普遍規律,並提出調速的實質和關鍵在於電磁轉矩控制。然而,這種觀點尚缺乏理論和實踐的證明,值得商榷。
本文根據電機功率轉換的普遍原理,提出並證明恆轉矩調速的實質在於電機的軸功率控制,轉速調節是功率控制的響應,其關鍵為如何通過電功率控制軸功率。
一、功率控制與轉矩控制
根據機電能量轉換原理,凡電動機都可劃分為主磁極和電樞兩個功能部分。主磁極的作用是建立主磁場,電樞則是與磁場相互作用將電磁功率轉換為軸功率。
直流電動機的主磁極和電樞不僅結構鮮明,而且功能獨立,無疑符合以上定義。而交流(非同步)電動機通常以定子、轉子劃分構成,需加說明。
根據所述電樞定義,非同步機的軸功率產生於轉子,因此,非同步機真正的電樞是轉子。問題在於定子,一方面定子勵磁產生主磁場,故定子是主磁極。另一方面,定子又通過電磁感應為電樞(轉子)輸送電磁功率,卻不產生軸功率,因此定子又具有電樞的部分特徵,這里我們把它稱為偽電樞。定子的這種復合功能,是非同步機區別於直流機的主要特徵。
從電樞輸出角度觀察,電動機的軸功率與電磁轉矩機械轉速的關系為:
PM=MΩ (1)
或 Ω=PM/M (2)
公式(2)除了給出了電機轉速與軸功率和電磁轉矩間的量值關系以外,同時表明,電機轉速最終只能通過軸功率或電磁轉矩兩種控制獲得調節,前者簡稱功率控制,後者簡稱轉矩控制。
1. 功率控制
功率控制是以軸功率PM為調速主控量, 作用對象必然是電樞或偽電樞。電磁轉矩在調速穩態時,取決於負載轉矩的大小。
即 M=Mfz (3)
當負載轉矩一經為客觀工況所確定之後,電磁轉矩就唯一地被決定了,因此電磁轉矩不僅與調速控制無關,而且不能隨意改變其量值。
電磁轉矩對轉速的作用表現在調速的過渡過程,轉矩的變化是轉速響應滯後的結果,此時,功率控製造成電磁轉矩響應。
設電機調速前的穩態轉速為Ω1,軸功率為PM1,調速後的穩態轉速為Ω2,相應的軸功率變為PM2。 由於電磁轉矩:
M=PM/Ω (4)
故調速時,電磁轉矩變為:
M=PM2/Ω
由於受慣性的作用,在t=0的調速瞬時Ω=Ω1,故
M=PM2/Ω1
t=0
此時的電磁轉矩將與原來的電磁轉矩M1=PM1/Ω1不等,轉矩平衡被破壞並產生動態轉矩,電機轉速在動態轉矩作用下開始由Ω1向Ω2過渡,其變化規律為:
Ω1=(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2 (5)
電磁轉矩則為:M=PM2/(Ω1-Ω2)e-t/T+Ω2
隨著時間增大,動態轉矩減小,直至電磁轉矩與新的負載轉矩平衡,即:
M=PM2/Ω2=Mfz,
轉速穩定在Ω2不變,電機調速結束。 上述的調速過程可以由圖1的框圖說明。
圖1 功率控制的調速流程
功率控製作用的是電樞,主磁場或主磁通量保持不變,根據電機理論,電機的額定電磁轉矩正比於主磁通量,受限於電樞的最大載流量。因此功率控制調速時,電機的額定電磁轉矩輸出能力不變,屬於恆轉矩調速。
2. 轉矩控制
根據公式(2),電機轉速在軸輸出功率不變的前提下,與電磁轉矩成反比。由於受電磁轉矩以額定轉矩為上限的約束,轉矩控制實際上只能在額定轉矩以下實現,因此屬於恆功率調速。
電磁轉矩的獨立控制方法主要依據轉矩公式:
M=CMΦmIS (直流機) (6)
或 M=CMΦmI2COSφ2 (交流機) (7)
受控的物理量為主磁通Φm,由於主磁通量Φm產生於主磁極,因此轉矩控制實際上是磁場控制,作用對象為主磁極。轉矩控制調速同樣要保證穩態時的轉矩平衡,即:
M=Mfz
由於調速穩態時,電磁轉矩發生了變化,因此要求負載轉矩適應於電磁轉矩變化,即要求負載跟蹤電機。
轉矩控制實際是弱磁調速,主要用於額定轉速以上的調速。鑒於本文重點討論的是功率控制,故不贅述。
二、功率控制的方法與性能
電機調速的軸功率控制只能通過電功率間接控制來實現。以非同步機為例,圖2是其等效三埠網路。
圖2.非同步機的等效網路
其中電樞(轉子)除產生軸功率輸出外,還產生以感應電壓u2和電流i2為參量的電功率響應。由於該功率與轉差率成正比,故稱轉差功率,其埠簡稱Ps口。
如果電機轉子為籠型,其繞組呈短路狀,Ps口為封閉不可控的。反之為繞線型,Ps口則是開啟可控的, 轉子可以通過Ps口輸出或輸入電功率。由此可見,非同步機的功率控制調速有兩種方式,一種是通過偽電樞間接對電樞實現軸功率控制;另一種是通過Ps口直接控制電樞軸功率。 前者主要適用於籠型非同步機,後者則適用於繞線型非同步機。
1. 定子偽電樞功率控制。
圖3.非同步機定子功率控制調速
作為偽電樞,定子向電樞(轉子)傳輸的電磁功率:
Pem=P1-△P1 (8)
電樞的軸功率則為:
PM=Pem-△P2 (9)
故 PM=P1-(△P1+△P2) (10)
可見,控制偽電樞的輸入功率P1或增大其損耗△P1就可以控制電樞的軸功率,後者顯然是低效率、高損耗的調速,不宜推薦。
控制P1調速的唯一方法是調壓━━變頻, 即所謂的變頻調速。由於:
P1=m1U1I1COSφ1 (11)
故對於電壓源供電調節端電壓U1是控制功率P1的必須手段。問題的關鍵是為什麼不能單純調壓,而必須輔以變頻?這是定子除了偽電樞的功能之外,還同時兼主磁極之故。
前已敘及,功率控制的要點有:
① 保持主磁通量不變
② 作用對象是電樞或偽電樞
③ 控制目標是軸功率
如果單純調壓而頻率不變,定子的主磁極功能就要受到嚴重影響。根據電機理論,做為主磁極,定子的主磁通量:
Φm=E/4.44W1kr1f1
=KE1/f1
≈KU1/f1 (12)
恆頻調壓的結果,主磁通Φm將隨U1下降而減小,形成了前述的轉矩控制。更主要的是此時不但未能控制功率P1,反而增大了電機損耗,與目的絕然相悖。
設負載為恆轉矩性質,由轉矩平衡方程,電磁轉矩:
M=Mfz=const
又 M=CMΦmI1COSφ1
=CMΦmI2COSφ2 (13)
設功率因數不變,定轉子電流I1、I2將隨主磁通Φm下降而正比增大,其結果功率P1不變,但定轉子損耗:
△P1=m1I 12 r1
△P2=m2I 222 r1
將按電流的平方律增大。根據式(10),軸功率控制雖能實現,卻屬低效率高損耗的調速。
為此,非同步機定子的功率控制調速,必須要將定子的主磁極和偽電樞兩種功能游離開。針對同一定子繞組,一方面使主磁極產生的磁場保持穩定,同時又要控制其向電樞傳遞的電磁功率。
於是變頻調速建立了一條重要原則,就是調壓變頻,且保證V/F(壓頻比)為常數,這樣就確保了上述控制要求的實現。順便指出,近代變頻調速的矢量控制,實際上就是遵循這一原理。矢量控制的核心思想,是把磁場與轉矩游離開,分別加以控制,認為調速的根本在於轉矩,而事實上游離的卻是磁場和電磁功率,雖然結果無誤,但理論上必須加以澄清。
2. 轉子功率控制
對於繞線轉子非同步機的調速,可以利用轉差功率埠━Ps口直接控制軸功率。方法是由Ps口移出或注入轉差功率。需要指出:
① 所述的轉差功率應區別經典電機學中的轉子損耗轉差功率,為此將後者稱為轉子損耗功率,記以△P2。
② 轉差功率有電能與熱能之分,分別記以Pes和Prs,兩者性質不同,對調速的影響也不同。
圖4.非同步機轉子功率控制調速
當在轉子的Ps口引入電轉差功率Pes時,轉子的軸功率:
PM=(Pem±Pes)-△P2 (14)
式中的Pem為定子向轉子傳輸的電磁功率,電轉差功率的負號表示從Ps口移出,正號表示從Ps口注入。Pes屬電功率,故與電磁功率相合成,結果使軸功率PM發生變化,電機轉速得到相應調節。
電轉差功率調速的典型實例是串級調速和雙饋調速,前者的電轉差功率為負,流向為從轉子移出,故實現的是額定轉速以下的調速。後者的電轉差功率可以雙向流動,既可以移出,又可以注入,因此可以實現低同步和超同步兩種調速。
當Ps口引入的是熱轉差功率Prs時, 轉子的軸功率則為:
PM=Pem-(△P2+Prs) (15)
顯然熱轉差功率的引入,增大了電樞(轉子)的損耗,軸功率隨Prs的增大而減小,其典型例子是非同步機轉子串電阻調速。
三、功率控制的理想空載轉速,效率與機械特性
根據電機學,電動機的理想空載轉速主要取決於電樞的電磁功率,因有:
Ω0=Pem/M (16)
由於電磁轉矩為負載所決定,理想空載轉速Ω0就決定於某一負載條件下電磁功率的大小。
功率控制調速的電樞功率可以綜合表達為:
PM=∑Pem-∑p2 (17)
相應的轉速:
PM/M=∑Pem/M-∑p2/M (18)
Ω=Ω0-△Ω (19)
其中Ω0=∑Pem/M為功率控制調速的理想空載轉速,因此調節電樞的電磁功率可以改變電機的理想空載轉速。換言之,電機的理想空載轉速取決於電樞的電磁功率。又,△Ω=∑p2/M 為電機的轉速降。由此表明增大電樞損耗,可以增加電機轉速降。
電機調速的效率表達為:
η=PM/(P1-∑pi)
=PM/(Pem-△P2)
因此,在一定的軸功率PM輸出條件下,控制電磁功率的調速是高效率的節能型調速,而控制損耗功率的調速必然是低效率的耗能型調速。
公式(18)同時刻畫出了功率控制調速的機械特性,當連續改變電磁功率∑Pem時,如果損耗功率不變,電機的理想空載轉速隨∑Pem連續變化,其機械特性為一族平行的曲線。而增大損耗,電磁功率不變時,電機理想空載轉速不變,改變的只是轉速降,其機械特性為一族匯交型曲線。如圖5給出了兩種調速的定性曲線。
圖5 a.電磁功率調速特性 b.轉速降調速特性
綜上所述,可以得出以下結論:
① 電磁功率控制調節的是理想空載轉速,損耗功率控制調節的是轉速降。
② 電磁功率控制是高效率節能型的調速,其機械特性必為平行曲線族。損耗功率控制屬低效率耗能調速,其機械特性必為匯交型曲線族。
四、非同步機調速的分類與方法
與按n= 60f1/p·(1-S)表達式不同,根據本文所述的電機調速功率控制理論,非同步機調速可分類表示如下:
性質/方案 控制點/變數 方法 要點
五、結論
1. 電機調速的基本原理有兩種,一為軸功率控制,二是轉矩控制。轉矩控制實際是磁場控制,適於恆功率調整。
2.軸功率控制的作用對象是電樞或偽電樞, 並最終只能通過電功率控制來實現。其中,電磁功率調節的是理想空載轉速,損耗功率改變的是轉速降。前者為高效節能型,後者為低效耗能型,兩者的機械特性亦由此決定。
3. 軸功率控制的調速具有恆轉矩特性,電磁轉矩的變化是轉速響應滯後所造成的,調速穩態時,電磁轉矩只決定於負載,與控制無關。
4. 變頻調速和電轉差功率控制調速同屬電磁功率控制調速,兩者性能一致,並無本質差別。
② 機電一體化畢業論文
機電一體化畢業論文
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③ 機電一體化畢業設計有哪些方向包括有什麼項目
機電一體化向智能化方向邁進.20世紀90年代後期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。
關注六個發展方向:
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有:1.智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智慧在機電一體化建設者的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的「智能化」是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智慧、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而必要的。
2.模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研製和開發具有標准機械介面、電氣介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研製集減速、智能調速、電機於一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標准單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標准,以便各部件、單元的匹配和介面。由於利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標准,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標准化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標准機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.網路化。20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網路技術。網路技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網路將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研製出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由於網路的普及,基於網路的各種遠程式控制制和監視技術方興未艾,而遠程式控制制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場匯流排和區域網技術是家用電器網路化已成大勢,利用家庭網路(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system,CIAS),使人們在家裡分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
4.微型化。微型化興起於20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械繫統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,並向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在於微機械技術,微機電一體化產品的加工採用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。於是,人們呼籲保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、製造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢後能回收利用。
6.系統化。系統化的表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強,特別是「人格化」發展引人注目,即未來的機電一體化更加註重產品與人的關系。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產品的最終使用對象是人,如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研製各種機電一體化產品。
④ 機電一體化在汽車中的應用..畢業論文怎麼寫急求
機電一體化在汽車中的應用
摘要:文中闡述了機電一體化這一新科技的前景及其重要性 著重探討了現代汽車和汽車製造廠對機電一體化新技術、新產品的應甩 並介紹7機電一體化典型產品數控機床及可編程序控制器的應甩實例。
關鍵詞:機電一體化,數控機床,可編程序控制器
前言
機電一體化是近幾年才出現的一門新科學、新技術,但它卻必將是當前世界技術發展的必然趨勢。機電一體化的定義就是運用當今先進的電子技術達到改造各種機械設備的傳統電器線路及開發新產品和新的製造方式。
機電一體化技術目前越來越廣泛被採用於鋼鐵、電力、石油化工、采礦冶金、汽車、造船、航空工程以及機床、家電等工業上 現在,無論是實現單機的全自動化操作或者是機組
群的聯動控制直至整個生產過程的全自動化控制,機電一體化技術都為廣大工程技術人員所採用。
1、機電一體化技術在現代汽車上的應用
現代大型汽車、先進豪華型的轎車均已開始裝備有20~30個左右的各種類型機電一體化產品。在今後的不長時間內可以預測中型及輕型汽車也將裝備到這個數字。
由於車載機電一體化裝備和電子控制裝置的增加,現代汽車在性能、安全、質量及豪華舒適等方面將日趨完善
1.1溫度監控:車身內冷熱氣溫度自動空調;通風量自動控制;熱密封控制;發動機冷卻水/油溫控制 傳動系統潤滑油溫度控制 結冰警告系統;進氣管預加熱器自動控制等。
1.2汽車電動機及其控制:中央鎖止機構自動動作;風窗刮水器遇雨自動開啟I可伸縮的前照燈自動開啟與關閉;駕駛座椅用電動按鈕無級調整位置等。
1.3加熱監控:汽車燃料自動加熱控制並有液晶致宇顯示。
1.4液位檢測:車軸油,發動機油、制動液、燃料、水的液位數字自動顯示
1.5設備保護:與電源或信號線路相連的各種裝置的保護
1.6汽車點火裝置方面的應用:傳統的有觸點點火裝置在歐美、日本等發達國家已漸趨淘汰,近幾年來,國外研製生產的機電一體化汽車無觸點點火裝置如雨後春筍般出現,傳統的有觸點點火裝置的地位在國內開始受到沖擊九十年代更高檔次的轎車上還開始裝備有電子控制自動變速器,電子控制化油器.自動催化轉換器等機電一體化新產品。
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摘要:機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。文章概述機電一體化的核心技術,分析機電一體化發展進程,提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。
關鍵詞:機電一體化;核心技術;發展進程;發展趨勢
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速,機電一體化產品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術
1.機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機信息處理技術。
3.系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,介面技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計後的系統模擬,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5.感測檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術:包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發展進程
1.數控機床問世:自從1952年美國第1台數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年後,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備製造市場一派繁榮。
2.微電子技術的發展:我國的集成電路產業起步於1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、製造、包裝業共同發展的產業結構。
3.可編程序控制器(PLC)的應用於工業:上世紀60年代後期,美國汽車製造業開發一種Molar DigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起,並首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟,全面採用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代後期進入了第四階段。其特徵是:在保留PLC功能的前提下,採用面向現場匯流排網路的體系結構,採用開放的通信介面,如乙太網、高速串口;採用各種相關的國際工業標准和一系列的事實上的標准;從而使PLC和DCS這些原來處於不同硬體平台的系統,正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展,趨向於建立同一硬體平台,運用同一個操作系統、同一個編程系統,執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現:以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對於國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
三、機電一體化向智能化邁進
20世紀90年代後期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有:
1.智能化:是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智慧、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。
2.網路化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網路技術。機電一體化新產品一旦研製出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
3.微型化:興起於20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械繫統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,並向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。
4.綠色化:機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢後能回收利用。綠色產品在其設計、製造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。
5.系統化:其表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特徵之二是通信功能的大大加強,特別是「人格化」發展引人注目,即未來的機電一體化更加註重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研製各種機電一體化產品。
結束語:
當然,機電一體化的發展不是孤立的,與機電一體化相關的技術還有很多,並隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。
參考文獻:
[1]王靜。淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].同煤科技。2006.(4)
[2]石美峰。機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技。2007.(3)
⑦ 機電一體化專業的畢業論文
摘要:機電一體化是現代科學技術發展的必然結果。文章概述機電一體化的核心技術,分析機電一體化發展進程,提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。
關鍵詞:機電一體化;核心技術;發展進程;發展趨勢
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速,機電一體化產品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術
1.機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機信息處理技術。
3.系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,介面技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計後的系統模擬,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5.感測檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術:包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發展進程
1.數控機床問世:自從1952年美國第1台數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年後,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備製造市場一派繁榮。
2.微電子技術的發展:我國的集成電路產業起步於1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、製造、包裝業共同發展的產業結構。
3.可編程序控制器(PLC)的應用於工業:上世紀60年代後期,美國汽車製造業開發一種Molar DigitalController(MODICON)取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起,並首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟,全面採用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代後期進入了第四階段。其特徵是:在保留PLC功能的前提下,採用面向現場匯流排網路的體系結構,採用開放的通信介面,如乙太網、高速串口;採用各種相關的國際工業標准和一系列的事實上的標准;從而使PLC和DCS這些原來處於不同硬體平台的系統,正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展,趨向於建立同一硬體平台,運用同一個操作系統、同一個編程系統,執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現:以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對於國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
三、機電一體化向智能化邁進
20世紀90年代後期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有:
1.智能化:是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智慧、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。
2.網路化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網路技術。機電一體化新產品一旦研製出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
3.微型化:興起於20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械繫統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品,並向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。
4.綠色化:機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢後能回收利用。綠色產品在其設計、製造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。
5.系統化:其表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特徵之二是通信功能的大大加強,特別是「人格化」發展引人注目,即未來的機電一體化更加註重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理,研製各種機電一體化產品。
結束語:
當然,機電一體化的發展不是孤立的,與機電一體化相關的技術還有很多,並隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。
參考文獻:
[1]王靜。淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].同煤科技。2006.(4)
[2]石美峰。機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技。2007.(3)
⑧ 大專機電一體化畢業論文
畢 業 論 文
一、機電一體化技術發展歷程及其趨勢
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理器為代表的大規模集成電路以後,"機電一體化"技術之後有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)機電一體化"的發展歷程
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"躍上新台階.
(二)機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由感測系統、能源系統、信息處理系統、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點是能有效地改進機電一體化系統的感測系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的「冗餘度」,有較強的「柔性」,能較好地應付突發事件,被設計成「自律分配系統」。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的「自律性」,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息並附加所給信息,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的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。今後的機電一體化產品「全息」特徵越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益於模糊技術、信息技術(尤其是軟體及晶元技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的「從上到下」的形勢而為復雜的、有較多冗餘度的雙向聯系。
4.「生物一軟體」化—仿生物系統化。今後的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,並且往往在結構上是處於「靜態」時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似於活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便「死亡」,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優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」還有待於深入研究。這一研究領域稱為「生物——軟體」或「生物——系統」,而生物的特點是硬體(肌體)——軟體(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化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件製造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已製造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用於實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以「融合」,機體、執行機構、感測器、CPU等可集成在一起,體積很小,並組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
二、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有: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、CAD/CAM系統等。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、感測器、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、發展趨勢、市場前景分析從略。
三、我國發展「機電一體化」面臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
(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工業的工作量大而廣,有難度
2. 我國用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場佔有率的呼聲高,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。在我國工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由於多種原因,成效一直不夠明顯。這裡面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的「故土難離」「死守故業」問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發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,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,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,由於我國研製、開發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產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為我國產業結構和產品結構調整作貢獻。
總之,機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
四、我國發展「機電一體化」的對策
(一)加強統籌安排,協調發展計劃
目前,我國從事「機電一體化」研究開發及生產的單位很多。各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由於受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出統管全局的「機電一體化」研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發上重復,生產上撞車!
(二)強化行業管理,發揮「協會」作用
目前,我國「機電一體化」較熱,而按目前的行業劃分方法和管理體制,「政出多門」是難哆的。因此,我國有必要明確一個「機電一體化」行業的統管機構,根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協會的建設,賦予其行業管理職能。「協會」要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體,組織「行業」發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整,進行發展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持「機電一體化」發展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發展「機電一體化」產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展,對未採用機電一體化技術落後產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
(四)突出發展重點,兼顧「兩個層次」
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取捨,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,即用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使「機械」和「電子」技術在淺層次上結合。第二個層次是「提高」工作,即在新產品設計之初,就把「機械」與「電子」統一起來進行考慮,使「機械」與「電子」密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
結束語:本論文在各位老師的悉心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間,也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷,我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里,本設計能夠順利的完成,也歸功於各位任課老師的認真負責,使我能夠很好的掌握和運用專業知識,並在設計中得以體現。同時我在網上也搜集了不少資料,才使我的畢業論文工作順利完成。在此向學院工程系的全體老師表示由衷的謝意。
⑨ 機電一體化專業 畢業論文方向
機電一體話發展趨勢不好寫的,PLC 電器發展 也不是很好找資料,找的也就是一樣的,很難達到要求啊。
最好是搞個設計,就算是簡單的也容易通過的。比如plc控制的。
⑩ 求機電一體化專科畢業論文一篇
SMT的絲網印刷機的機電一體化設計(機械設計部分)論文編號:JX400 包括設計圖,論文,外文翻譯,論文字數:25534.頁數:44摘 要隨著絲印技術在電子產品製造業中佔有越來越重要的地位,它的應用,不僅提高了印製電路的生產效率,降低了印製電路的生產成本,還提高了印製電路板的加工質量。新型元器件的發展和應用必然對焊膏印刷工藝帶來新的沖擊。因此,我國必須加強這方面的開發與研究,贏得更為廣闊的市場前景。為此SMT(表面組裝技術)絲網印刷機設計在工業生產中具有重大的意義。
本文設計一台模板印刷機,線性位移定位精度0.1mm,最大進退速度Vmax=1.5m/min,最大行程400cm,可廣泛應用於各種PCB焊膏印刷的場合。
本文設計主要是整機總體設計,可細分為刮刀組件設計、傳送導軌、基板定位夾持設計和基板支撐的升降台設計等;刮刀設計主要在於刮刀頭移動與刮刀升降使用的傳動類型和刮刀類型,傳送導軌設計主要是寬度可調節,可以滿足一系列尺寸PCB板傳送;基板定位夾持設計主要設計PCB板的定位方式,而升降台設計在於設計支撐基板的方法。在刮刀組件設計中,刮刀組件運動採用了直齒輪與帶齒條嚙合方式,實現了刮刀組件往復運動速度平穩、均勻;刮刀升降設計傳動中採用了滾珠絲杠傳動類型,保證了線性位移定位精度,通過高度可調整刮刀壓力。在基板定位夾持設計中,本文採用了頂面夾持的方式;而基板支撐的升降台設計中,則採用了四個鎖緊氣缸來對升降台進行驅動,能夠防止突發事件,保證了工程的安全。
輔以檢測電氣,本設計可成為真正的機電產品,適用一系列PCB板的焊膏印刷。設計任務達到了任務書的要求。
關鍵詞:表面組裝技術;印刷機;基板;刮刀; Abstract As the importance role of Printing Technology in the manufacturing instry of electronic procts, its application not just can improve the efficiency of printed circuit, but also can rece the cost besides the improvement of the quality of procts. Inevitably, the development and application of new type devices make an impact on the solder printing technology. Therefore, our country must strengthen the research and development at this item to gain further development . Thus ,the design of SMT screen process press is of great significance in instrialized proction .This paper designs a stenciler, with the precision of linear displacement 0.1mm , maximum back-and-forth rate Vmax=1.5m/min and maximum distance 400cm ,which can be applied to various PCB solder printings. This paper mainly focuses on the complete machine design , which is composed of Squeegee mole , rail , The design of PCB locating clamp as well as the rising table of board support, and so on .The design of Squeegee is the transmission and stencil printing type for the queegee head movement and stencil printing rising .And the design of rail is the transmission, which can adjust the width to meet the need of a series of PBC .The designing PCB locating clamp is the way to locate the PCB. And the rising table is to design the way for the board support. As for the Squeegee mole, its movement uses the forms of the meshe of spur-gear and the rubber rack to achieve the goal of stability and evenness in back-and-forth movement of that . The transmission of squeegee rising design adopts the way of ball screw transmission type to assure the precision of linear displacement and adjust the pressure of squeegee through the height. The design of PCB locating clamp,introces the way of the top clamp tooling. While, the rising table of board support employs four locking cylinders to transmit ,which can guarantee emergency not to happen ,meanwhile the security of the project can be ensured . Accompanying with detecting electric, the design may become the real electromechanical proct, and is suitable for a series of PCB solder printing. Naturally, this design task can meet the requirement. key words:SMT; Stencil Printer; PCB; Squeegee 目 錄引言 1
1 緒論 2
1.1 課題背景 2
1.2 SMT印刷機的概述 3
2 方案設計 4
2.1 方案設計的選擇 4
2.2 設備的總體組成 5
2.3 各個組件功能的說明 5
3 機器的設計基礎 6
3.1 方案的機械設計基礎知識 6
3.1.1 一般傳動形式應遵循如下原則 6
3.1.2 滑軌設計 7
3.1.3 步進電機概述 9
3.1.4 滾球絲杠副概述 10
3.1.5氣缸概述 13
4 方案設計分析 20
4.1 機器各個組件的詳細設計 20
4.1.1 刮刀組件的設計過程 20
4.1.2 傳送導軌與基板支撐工作台的設計過程 22
4.1.3 模板的夾持組件的設計 25
4.1.4 各個組件聯動過程 26
4.2 刮刀組件步進電機和絲杠選擇與校核 27
4.2.2 按精度要求驗證允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑d2m 30
4.2.3 確定滾珠絲杠副預緊力 32
4.2.4 滾珠絲杠的參數選擇 32
4.2.5 螺紋滾道半徑R 32
4.2.6 滾珠絲杠的長度的計算 32
4.2.7 鎖緊氣缸分析選用 34
5 小結 37
謝 辭 38
參考文獻 39普通CA6140車床的經濟型數控改造 機電一體化包括外文,說明書,和電氣圖,裝配圖 字數:14549,頁數:35 論文編號:JX090 概 論一、數控系統發展簡史1946年誕生了世界上第一台電子計算機,這表明人類創造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農業、工業社會中創造的那些只是增強體力勞動的工具相比,起了質的飛躍,為人類進入信息社會奠定了基礎。6年後,即在1952年,計算機技術應用到了機床上,在美國誕生了第一台數控機床。從此,傳統機床產生了質的變化。近半個世紀以來,數控系統經歷了兩個階段和六代的發展。二、國內數控機床狀況分析(一)國內數控機床現狀 近年來我國企業的數控機床佔有率逐年上升,在大中企業已有較多的使用,在中小企業甚至個體企業中也普遍開始使用。在這些數控機床中,除少量機床以FMS模式集成使用外,大都處於單機運行狀態,並且相當部分處於使用效率不高,管理方式落後的狀態。 2001年,我國機床工業產值已進入世界第5名,機床消費額在世界排名上升到第3位,達47.39億美元,僅次於美國的53.67億美元,消費額比上一年增長25%。但由於國產數控機床不能滿足市場的需求,使我國機床的進口額呈逐年上升態勢,2001年進口機床躍升至世界第2位,達24.06億美元,比上年增長27.3%。近年來我國出口額增幅較大的數控機床有數控車床、數控磨床、數控特種加工機床、數控剪板機、數控成形折彎機、數控壓鑄機等,普通機床有鑽床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數控機床品種以中低檔為主。(二)國內數控機床的特點 1、新產品開發有了很大突破,技術含量高的產品占據主導地位。 2、數控機床產量大幅度增長,數控化率顯著提高。 2001年國內數控金切機床產量已達1.8萬台,比上年增長28.5%。金切機床行業產值數控化率從2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。 3、數控機床發展的關鍵配套產品有了突破。 三、數控系統的發展趨勢1.繼續向開放式、基於PC的第六代方向發展 目 錄
第一章
前言……………………………………………………………………1
概論……………………………………………………………………2
摘要……………………………………………………………………7
設計要求
2.1總體方案設計要求………………………………………………8
2.2設計參數…………………………………………………………9
2.3.其它要求…………………………………………………………12
第三章 進給伺服系統機械部分設計與計算
3.1進給系統機械結構改造設計……………………………………13
3.2進給伺服系統機械部分的計算與選型…………………………13
第四章 步進電動機的計算與選型
4.1步進電動機選用的基本原則……………………………………24
4.2步進電動機的選擇………………………………………………25
第五章 主軸交流伺服電機
5.1主軸的變速范圍…………………………………………………26
5.2初選主軸電機的型號……………………………………………26
5.3主軸電機的校核…………………………………………………26
第六章 微機控制系統硬體電路設計
6.1控制系統的功能要求……………………………………………27
6.2硬體電路的組成…………………………………………………27
6.3設計說明…………………………………………………………27
第七章 車床改造的結構特點…………………………………………30
第八章 安裝調整中應注意的問題……………………………………31
參考文獻………………………………………………………………32
總結……………………………………………………………………33以上回答來自: http://www.lwtxw.com/汽車主減速器試驗台結構設計 機電一體化字數:13658.頁數:33,包括,任務書,說明書, 所有設計圖 論文編號:JX085 汽車主減試驗台結構設計
摘要:主減速器是汽車傳動系中減小轉速、增大扭矩的主要部件,其性能對整車質量有著直接影響,在生產線上通過試驗台對主減速器進行全方位的檢測能夠有效地保證產品質量。本文介紹了汽車主減試驗台的機械結構設計及電氣系統設計。系統可以實現對三種主減速器的綜合性能檢測,並能根據預先設定的技術參數進行產品性能評判。機械部分的設計包括試驗台底座,傳動系統及夾具系統的設計。其中底座可實現對整個試驗台以及電機的支撐定位。傳動系統實現對電機輸出動力的傳送並且將轉矩轉速感測器接入整個系統。夾具系統實現主減速器的定位和夾緊同時保證主減速器輸入軸能和傳動系統形成穩定的連接。
關鍵詞:主減速器 ;試驗台 ;機械結構設計 Abstract: The final drive is the main vehicle of transmission in recing speed and increase torque of the main components,its performance has the direct influence to the entire vehicle quality, carries on the omni-directional examination on the proction line through the experimental system of final drive to be able effectively to guarantee the proct quality. This article introced the mechanism design and the Electrical system design. The system may realize to three types of final drive overall performance examinations, and evaluate the proction performance according to the technique parameters beforehand. Machine parts include platform system, transmission system and jig system. Platform system may realize to strut and localization of electromotor. The transmission system may realize to translate power and connect torque tachometer to overall system. The jig system may realize to locate and clamp the final drive and guarantee the final drive input axis can form the stable connection with the transmission system.
Keywords: final drive ;experimental system ;Mechanical structure design 目錄
中文摘要 1
Abstract 2
1 引言 3
1.1 主減速器簡介 3
1.2 國內外主減速器檢測技術意義及發展現狀 4
2 主減實驗台總體方案 5
2.1 主減速器工作環境和要求 5
3總體設計思路和方案 7
3.1底座部分設計 8
3.2傳動系統設計 8
3.2.1 電機選擇 9
3.2.2 傳動帶選擇 11
3.2.3 聯軸器選擇 11
3.2.4感測器選擇 13
3.2.5 軸承校核 13
3.2.6 齒輪參數 18
3.2.7 傳動法蘭選擇 19
3.3 夾具定位系統 22
3.3.1氣缸的選擇 22
4 電氣控制系統 24
4.1 工業控制計算機的組成 25
4.2 系統控制模塊 29
5 檢測原理與步驟、 29
5.1 檢測原理 29
5.2 檢測步驟 30
六.結論 31
致謝 31
參考文獻 32以上回答來自: http://www.lwtxw.com/