机电一体化技术在我国的发展应用.docx

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1、专科毕业论文题目：机电一体化技术在我国的开展应用学生姓名学号20130429指导教师张进年院系西北大学继续教育学院专业机电一体化年级诚信声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。特此声明。论文作者签名：杨健日期：2015年10月12B摘要I目录II1绪论11.1 现实背景和理论背景1现实背景11.2 研究的目的和意义12机电一体化概述22. 1机电一体化的根本概念22.2机电一体化产品

2、的优越性32.3机电一体化产品的分类43机电一体化技术在我国的应用与开展53. 1国内外机电一体化技术开展状况：53. 1.1国外机电一体化开展现状53. 1.2国内机电一体化开展现状73. 2机电一体化技术在我国的应用83. 2.1在现代机械制造业中的应用83. 2.2在饮料行业中的应用93. 2.3在钢铁企业中的应用93. 2.4在煤矿中的应用103. 3我国机电一体化技术开展存在的一些问题及解决对策123.3.1缺乏核心技术是我国机电一体化产品出口的软肋123. 3.2技术壁垒是我国机电一体化产品出口的新拦路虎133. 4机电一体化技术的开展趋势15总结18参考文献19致谢20摘要随着科

3、学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速开展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文简述了机电一体化技术在我国的应用开展、存在的问题和开展趋势。关键词：机电一体化技术；应用；现状问题；开展趋势1绪论1.1 现实背景和理论背景现实背景随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速开展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。经过30多年的努力，我国机电一体化技术得到了快速的开展和广泛的应用，取得了举世瞩目的成绩，特别是我国对数控技术、计算机集成制造系统、工业机器人等方面的推广应用，使我国的机电一体化产品生产急剧增加，并且机电一体化产品出口保快速稳定的增长

4、，但存在的问题却不容无视。自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。1.2 研究目的和意义我国机电一体化技术存在的局部问题，以及我国机电一体化设备与国外的技术差距,提出了我国机电一体化设备今后的开展对策和建议，并对当前科技型企业产品的进一步开发提供了思路。指出机电一体化设备的开展趋势是智能化、绿色化、模块化、网络化、仿生物系统化。1.3 一体化概述2.1机电一体化的根本概念机电一体化是随着生产和技术的开展，在以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐步形成和开展起来的一门新兴边缘技术的学科。机电一体化的英文名称是MeChatronics,

5、是由日本人通过截取英文机械学(Mechanics)的词头和电子学(Electronnics)的词尾组合在一起而创造出来的一个新的英文名词。机电一体化是一种崭新的学术思想，它除了强调机与电的有机结合，还具有更深刻、更广泛的涵义。按照机电一体化思想，但凡由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而形成的各种技术、产品(或系统)都属于机电一体化范畴。因此目前人们谈论的机电液压一体化、机电光学一体化、机电仪器一体化以及机电信息一体化等，实质上都可归纳为机电一体化。机电一体化是一个综合的概念，包含了技术和产品两方面内容。它首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包括技术根底、技

6、术原理在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和开展的技术。机电一体化产品是指采用机电一体化技术，在机械产品根底上创造出来的新一代机电产品。机电一体化技术是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总线技术等现代高新技术群体根底之上的一种高新技术。机电一体化的突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把电子器件的信息处理和自动控制等功能“柔和”到机械装置中去，从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。机电一体化技术的重要实质是应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体化产品或系统。综合运用各种现代高新技术

7、进行产品的设计与开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成局部的合理匹配和外部的整体效能最正确。2.2机电一体化产品的优越性1.使用平安性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，防止和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用平安性。2 .生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最

8、正确操作，保证最正确的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高56倍。3 .使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最正确工作程序，实现自动最优化操作。4 .具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复

9、合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。5 .机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入假设干套

10、不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自开工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。2. 3机电一体化产品的分类机电一-体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。1.数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。2 .电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类

11、产品的特点是执行机构为电子装置。3 .机电结合类。品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。4 .电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置，如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。5 .信息控制类。包括机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。3机电一体化技术在我国的应用与开展3.1国内

12、外机电一体化技术开展状况国外机电一体化开展现状国外机电一体化的开展状况机电一体化的开展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的开展尚未到达一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入开展，已经开发的产品也无法大量推广。第二阶段，20世纪7080年代为，可称为蓬勃开展阶段。这一时期，计算机技术

13、、控制技术、通信技术的开展，为机电一体化的开展奠定了技术根底。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛开展，为机电一体化的开展提供了充分的物质根底。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的成认；机电一体化技术和产品得到了极大开展；各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。第三阶段，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。机电一体化进入深入开展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一

14、方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和开展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了开展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的根底和逐渐形成完整的科学体系。目前，日本和美国在机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位。美国商务部曾发表过一份关于日本机电一体化的研究报告，对日美两国机电一体化技术的根底研究、超前开发与形成产品等三方面进行了比较，结论是除机器视觉与软件外，日本的根底研究与美国是可以比较的。当前，他们都将智能传感器、计算机芯片制造技术、具有触觉和人机对话功能的人工智

15、能工业机器人、柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课题，并投入大量资金支持开展相关技术。因此，机电一体化产品得以迅猛开展，主要表现在以下4个方面：(1)机电一体化产品几乎普及所有制造业领域。在工业兴旺国家，数控机床占机床总数的30%-40%o工业机器人正向智能化和智能系统的方向开展，数量在未来十年将以25%30%的速度增长。智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。(2)机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。计算机集成制造系统CIMS是当今世界制造业开展的总趋势，它打破原有部门之间的界线以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产

16、经营管理的有机结合。CIMS的实现是全局动态的最优综合。(3)激光技术进入机电一体化领域。光机电一体化是激光技术与机械、电子技术相结合,不仅大大扩展了机电一体化的应用领域,而且使一些行业出现重大变革，是当今信息业与制造业的最正确结合点。(4)微细加工技术与设备开展迅猛。微电子技术及其产业的高速开展,带动了大量高新技术的兴起,微细加工技术和装备不仅支持了电子产业的开展，而且对微机械的诞生和开展也起了决定性的作用。6 .1.2.国内机电一体化开展现状作为开展中国家,我国与兴旺国家相比工业技术水平存在定差距,但有广阔的机电一体化应用空间。改革开放以来,特别是近年来,受国际金融危机影响，面临国际市场经济