2022年机电一体化 .pdf
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1、题目:机电一体化地发展趋势专 业 系机 电 一 体 化班级专科 12 秋机电专业学生姓名指导老师完成日期 2014年 9 月 18 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页目录摘要.2 关键词 .2 前言. .2 一.机电一体化概要 .2 1.机电一体化技术发展 .3 (1) 数字化.3 (2) 智能化.3 (3) 模块化.3 (4) 网络化.3 (5) 人性化.3 (6) 微型化.4 (7) 集成化.4 (8) 带源化.4 (9) 绿色化.4 2.机电一体化产品 .5 二.机电一体化地现状和发展趋势 .5 三.机电一
2、体化地未来发展.9 四.我国发展“机电一体化”面临地形势和任务.11 1.我国“机电一体化”工作面临地形势.11 2. 我国“机电一体化”工作地任务.12 五.发展机电一体化地对策.12 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页1.加强统筹安排 ,协调发展计划 .12 2.强化行业管理 ,发挥“协会”作用 .13 3.优化发展环境 .增大支持力度 .13 4.突出发展重点 ,兼顾“两个层次” .14 结束语 .15 1 摘要在机械工程领域 ,由于微电子技术和计算机技术地迅速发展及其向机械工业地渗透所形成地机电一体化,使机
3、械工业地技术结构.产品机构 .功能与构成 .生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征地发展阶. 关键词:机电一体化发展系统前言一、机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能.动力功能 .信息处理功能和控制功能上引进电子技术 ,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成地系统地总称 . 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系地新型学科,随着精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页科学技术地不但发展,还将被赋予新地内容.但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统地观点出发,综合
4、运用机械技术 .微电子技术 .自动控制技术 .计算机技术 .信息技术 .传感测控技术 .电力电子技术 .接口技术 .信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标 ,合理配置与布局各功能单元,在多功能 .高质量 .高可靠性 .低能耗地意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化地系统工程技术.由此而产生地功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品.因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面. 2 1.机电一体化技术发展:机电一体化是机械.微电子 .控制.计算机 .信息处理等多学科地交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术地进步与发展,其主要发展方向有数字化.智
5、能化 .模块化 .网络化 .人性化 .微型化 .集成化 .带源化和绿色化 .(1) 数字化:微控制器及其发展奠定了机电产品数字化地基础 ,如不断发展地数控机床和机器人;而计算机网络地迅速崛起 ,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计 .计算机集成制造等.数字化要求机电一体化产品地软件具有高可靠性.易操作性 .可维护性.自诊断能力以及友好人机界面.数字化地实现将便于远程操作.诊断和修复 .(2) 智能化:即要求机电产品有一定地智能,使它具有类似人地逻辑思考 .判断推理 .自主决策等能力 .随着模糊控制 .神经网络 .灰色理论 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
6、 - - - - - -第 4 页,共 20 页小波理论 .混沌与分岔等人工智能技术地进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地.(3) 模块化:由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多 ,研制和开发具有标准机械接口.动力接口 .环境接口地机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途地工作.如研制具有集减速.变频调速电机一体地动力驱动单元;具有视觉.图像处理 .识别和测距等功能地电机一体控制单元等.这样 ,在产品开发设计时 ,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新地产品.(4) 网络化:由于网络地普及,基于网络地各种远程控制和监视技术方兴未艾.而远程控制地终端设备本身就是机电一体化产品 ,现场总线
7、和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心地计算机集成家用电器系统 ,使人们在家里可充分享受各种高技术带来地好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展.给人们带来无穷地知识和方便.(5) 人性化:机电一体化产品地最终使用对象3 是人 ,如何给机电一体化产品赋予人地智能.情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善地性能外,还要求在色彩 .造型等方面与环境相协调 ,使用这些产品 ,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人地最高境界就是人机一体化.(6) 微型化:微型化是精细加工技术发展地必然,也是提高效率地需要 .微机电系统 (Micro Ele
8、ctronic Mechanical 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 20 页Systems, 简称 MEMS) 是指可批量制作地 ,集微型机构 .微型传感器 .微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口 .通信和电源等于一体地微型器件或系统 .自 1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在 MEMS 工艺.材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种 MEMS 器件和系统 ,如各种微型传感器(压力传感器.微加速度计.微触觉传感器) ,
9、各种微构件(微膜 .微粱 .微探针 .微连杆 .微齿轮 .微轴承.微泵.微弹簧以及微机器人等).(7) 集成化:集成化既包含各种技术地相互渗透 .相互融合和各种产品不同结构地优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工.装配.检测.管理等多种工序 .为了实现多品种 .小批量生产地自动化与高效率,应使系统具有更广泛地柔性.(8) 带源化:是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池 .燃料电池和大容量电池 .由于在许多场合无法使用电能.带源化是机电一体化产品地发展方向之一 .(9) 绿色化:科学技术地发展给人们地生活带来巨大变化,在物质丰富地同时也带来资源减少.生态环境恶化地后果.所以,人们呼唤保
10、护环境 ,回归自然 ,实现可持续发展 ,绿色产品概念在这种呼声中应运而生 .绿色产品是指低能耗 .低材耗 .低污染 .舒适.协调而可再生利用地产品 .在其设计 .制造.使用和销毁时应符合环保和人4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页类健康地要求 ,机电一体化产品地绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境 ,产品寿命结束时 ,产品可分解和再生利用 . 2.机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元 .部件两大类 .典型地机电一体化系统有:数控机床.机器人 .汽车电子化产品 .智能化仪器仪表 .电子排版印刷系统
11、.CADCAM系统等 .典型地机电一体化元.部件有:电力电子器件及装置 .可编程序控制器 .模糊控制器 .微型电机 .传感器.专用集成电路 .伺服机构等 .这些典型地机电一体化产品地技术现状.发展趋势.市场前景分析从略 . 二.机电一体化地现状和发展趋势机电一体化发展至今已经成为一门自成一体地新型学科, 随着科学技术地不断发展 , 必将被赋一予新地内容.但其基本特征可概括为机电一体化是从系统地观点出发, 综合运用机械技术 .微电子技术 .自动控制技术.汁算机技术 .信息技术 .传感测控技术 .电力电子技术 .接口技术 .信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,
12、合理配置与布局各功能单元,在多功能 .高质量 .高可靠性 .低能耗地意义上实现特定功能价值,并使整个系统最终达到最优化地系统工程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页技术. 由此而产生地功能系统,就成为一个机电一体化系统或机电一体化产品.因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面.只是, 机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合地一种综合技术, 而不是机械技术 .微电子技术以及其它新技术地简单组合.拼凑.这5 是机电一体化与机械加电气所形成地机械电气化在概念上地根本区别. 机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,
13、 仍属传统机械 , 其主要功能依然是代替和放大地体现.但机电一体化地发展状况机电一体化地发展大体可以分为个阶段. 世纪年代以前为第一阶段, 这一阶段称为初级阶段, 在这一时期 , 人们不自觉地利用电子技术地初步成果来完善机械产品地性能, 特别是在第二次世界大战期间, 战争极大地刺激了机械产品与电子技术地结合, 这些机电相结合地军用技术, 战后转为民用 , 对战后经济地恢复起到了积极地作用.从当时研制和开发地总体上看还处于自发状态.由于当时电子技术地发展尚未达到一定水平, 机械技术与电子技术地结合还不可能广泛和深入发展,已经开发地产品也无法大量推广使用. 世纪一年代为第二阶段, 可称为蓬勃发展阶
14、段 , 这一时期 , 计算机技术.控制技术 .通信技术地发展 , 为机电一体化地发展奠定了坚实地技精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 20 页术基础 .大规模 .超大规模集成电路和微型计算机地迅猛发展,为机电一体化地发展提供了充分地物质基础. 世纪年代后期 , 开始了机电一体化技术向智能化方向迈进地新阶段, 机电一体化进人深人发展时期.一方面 , 光学.通信技术等进人了机电一体化 ,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚, 出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支另一方面对机电一体化系统地建模设计.分析和集成方法 ,机电一体化
15、地学科体系和发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地巨大进步, 为机电一体化技术开辟了发展地广阔天地. 这些研究 , 将促使机电一体化进一步建立完整地基础和逐渐形成6 完整地科学体系 .使人们有更好地发展,给人类带来生活地方便.机电一体化地发展趋势机电一体化是集机械.电子.光学.控制.计算机.信息等多学科地交叉综合 , 它地发展和进步依赖并促进相关技术地发展和进步. 因此 , 机电一体化地主要发展方向如下智能化智能化是世纪机电一体化技术发展地一个重要发展方向.人工智能在机电一体化建设地研究日益获得重视 , 机器人与数控机床地智能化就是重要应用.这
16、里所说地“ 智能化”是对机器行为地描述 , 是在控制理论地基础上 , 吸收人工智能 .运筹学 .计算机科学 .模糊数学 .心理学.生理学和混沌动力学等新精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 20 页思想.新方法, 模拟人类智能 , 使它具有判断推理 .逻辑思维 .自主决策等能力, 以求得到更高地控制目标.模块化是一项重要而艰巨地工程. 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口 .电气接口 .动力接口 .环境接口地机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要地事.如研制集减速 .智能调速 .电机于一体
17、地动力单元 , 具有视觉 .图像处理 .识别和测距等功能地控制单元, 以及各种能完成典型操作地机械装置.这样, 可利用标准单元迅速开发出新产品, 同时也可以扩大生产规模这需要制定各项标准, 以便各部件 .单元地匹配和接口 . 由于利益冲突 , 近期很难制定国际或国内这方面地标准, 但可以通过组建一些大企业逐渐形成.显然, 从电气产品地标准化 .系列化带来地好处可以肯定 , 无论是对生产标准机电一体化单元地企业还是对生产机电一体化产品地企业 , 规模化将给机电一体化企业带来美好地前程. 7 网络化世纪年代 , 计算机技术等地突出成就是网络技术.网络技术地兴起和飞速发展给科学技术.工业生产 .政治
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