机电一体化汽车制造(共9篇)
机电一体化汽车制造 篇1
1 机电一体化技术发展的现状
机电一体化技术是电子技术和机械技术的集合。机电一体化技术在20世纪60年代初步形成,这种技术的出现是为了满足工业生产的需要,在发展的最初阶段是通过电子手段对机械设备进行控制,提升企业的生产效率。最初的机电一体化技术十分简单,技术含量也不高,智能适用于简单小型设备的生产。经过几十年的发展,机电一体化技术已经逐步的融合了计算机技术的精华和微处理技术的精髓,尤其是进入21世纪以来,机电一体化技术又和信息技术以及电子技术等高新技术融合,模拟人脑对生产过程进行分析和判断,使生产逐步的智能化。
如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。目前,随着经济全球化进程的不断推进,工业生产已经不仅仅局限于某个区域,而是就地取材,遍布世界的各个角落,因此,机电一体化技术也有了新的含义,远程控制技术以及远程监视技术也在渐渐的被应用到机电一体化技术中来,机电一体化技术的发展是随着科学技术的发展和生产的需要而不断发展的,机电一体化技术有着广阔的发展空间。机电一体化技术的发展也势必会使企业打破自有的生产模式,逐步的实现模块化集成机电生产,统一机电产品的部分标准,规范生产过程,提升产品质量。
2 智能制造技术及其发展
随着科学技术的迅速发展,机械制造技术也不再拘泥于陈旧的生产模式,科学技术赋予了机械制造新的活力,机械制造技术正在逐渐的吸取各种技术的精华,实现自身的改革和进步。现如今,生产逐步的实现机械化,人们对于机械设备的需求不断加剧,为了满足这种需求,人们不断的研究新的技术提升机械生产效率。智能制造技术是目前机械制造技术的主流,智能制造技术是使机械设备自主驱动并且自主的控制机械设备的元件,实现机械设备系统控制的智能化,智能制造也必然是机械制造的主流趋势。智能制造能够储存大量的信息,能够有效的获取生产过程中的信息,能够对生产过程中出现的问题进行及时的处理,具有组织、学习、分析、优化、维护的功能。智能制造技术克服了传统制造中的诸多缺点,大幅度提升了产品的质量,提升了产品的合格率和科技含量。智能制造技术正在逐步的借助三维动态演示,模拟技术、计算机编程,多方向视图技术以及比例缩放等技术,对所要制造的产品进行设计和生产过程控制,使生产过程能够满足设计图纸的高精度需要。智能制造技术在大幅度提升制造效率的同时还能够实现人机的互动。
智能自造技术能够对产品的设计生产等各个环节进行有效的控制,减少了人工的劳动,解放了大量的劳动力,在劳动力紧缺和劳动力成本很高的今天,智能制造技术对于企业的生存和发展有着特殊的意义。另外,对于一些污染较重以及危险技术较高的生产制造单位而言,使用智能制造技术不失为最佳的选择,使用智能制造技术能够及时发现安全隐患,有利于企业的安全生产。一些具有特殊生产要求的企业必须使用智能制造技术以实现劳动工人无法实现的操作控制,智能制造技术的使用还在很大程度上减少了误差和人为失误的出现,提升了产品的质量和生产效率。
3 机电一体化技术在智能制造中的应用
智能制造技术随着生产的需要发展迅速,并在短短的十几年间广泛的应用到绝大多数的工业生产当中来。当前,机电一体化技术正在逐步的和智能制造技术进行结合,用以满足多样化的工业企业的生产需要,同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的发展空间。机电一体化技术在智能制造中的逐步应用必然会应用到一些核心的技术。传感技术就是其中的核心技术之一,传感技术如若应用到智能生产当中来必须要保证其准确性和灵敏性,并且保证传感器不被目标信号以外的其他信号所干扰,单纯的传感器是不行的,还要建立相应的传感器网络系统,传感器用于目标信号的收集,无线传感器网络实现信息的传输,通过计算机收集的信息进行分析和处理,最终达到对于整个生产过程的控制。就目前生产制造而言,主要采用的是非接触性的检测手段以及光纤电缆传感器,采用统一且标准化的接口,将设计的难度适当降低,主要开发成本较低的串行接口。
机械制造在国民经济中占有重要的地位,同时机械制造对于国家农业和工业的发展有着重要的意义,在我国,数控领域最早将机电一体化技术应用到智能制造中来,数控生产对于智能控制的要求非常高,其中还要涉及到模拟、信息处理等多种技术,在生产过程中,智能控制技术能够对无法进行建立模型的环节以及模糊的信心进行处理,优化整个生产过程的管理和控制。目前的数控机床主要采用多CPU和总主线的结构形式,通过在线诊断以及模糊智能控制技术,采用大型的储存设备、提升数控能力,提供二维和三维的仿真动态画面,对整个生产的过程实现多过程和多通道的控制。
自动机械和自动生产线也在智能制造中得到了很好的应用,其使用人机界面控制装置、光电控制系统以及可编程序控制装置等。机电一体化技术在智能制造中的极高体现表现为工业机器人的使用,工业机器人综合了人工智能、遥感技术、通讯技术、仿生学技术等,它可以对生产信息记性获取、识别和处理,工业机器人在目前工业生产中发挥着不可替代的作用。
4 结语
机电一体化技术技术的在智能制造中得到了极为广泛的应用,提升了以往低下的生产效率,革新了传统的生产模式,机电一体化技术在智能制造中广泛的应用是经济发展的结果,也是工业生产的需要,这种生产制造模式实现了技术的融合,提升了生产效率,推进了工业生产的革新。
参考文献
[1]尚教廷.浅论机电一体化技术的发展趋势[J].中国科技纵横,2010(14):234.
[2]雷雪银.试论机电一体化技术的发展趋势[J].沿海企业与科技,2007,(9):18-19.
[3]傅运刚,陈维健.机电一体化应用技术基础[M].徐州:中国矿业大学出版社,1996:5-6.
[4]杜丽.机电一体化技术的发展趋势[J].机电工程,1997(6):10-11.
机电一体化在机械制造中的应用 篇2
[关键词]机械;机电一体化;应用
一、机电一体化的简述
机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。机电一体化技术从70年代中期开始在国外机械上得到应用。80年代以微电子技术为核心的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了 机电产品的性能,使机械工艺进入了一个飞跃的发展时期。以微电脑或微处理器为核心的电子控制系统在国外机械上的应用已相当普及,在我国也是发展的方向,已成为机械高性能的体现。
二、研究目的及意义
现代工程机械正处在一个机电一体化的发展时代引入机电一体化技术,使机械、液压技术和电子控制技术等有机的结合,可以极大地提高了工程机械的各种性能,如动力性、燃油经济性、可靠性、安全性,操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命等。目前以微机或微处理器为核心的电子控制装置在现代工程机械中的应用已相当普及,电子控制技术已深入到工程机械的许多领域,如摊铺机和平地机的自动找平,摊铺机的自动供料,挖掘机的电子功率优化,柴油机的电子调速,装载机、铲运机变速箱的自动控制,工程机械的状态监控与故障自诊等。随着科学技术的不断发展,对工程机械的性能要求不断提高,电子控制装置在工程机械上的应用将更加广泛,结构将更加复杂。特别是随着我国进口及国产工程机械保有量的逐年增加,如何用好、管好这些价格昂贵的工程机械,使其发挥最大的效率,是工程施工部门所面临的一个重要的问题。
三、電气与电子控制装置的功能应用
随着科学技术的不断发展,对机械工艺的性能要求也在不断提高,电子(微电脑)控制装置在机械工艺上的应用将更加广泛,结构将更加复杂,维护也将更加专业化。为帮助机械工艺使用人员、维修人员、管理人员对机械工艺中的电气与电子控制装置的功能、类别及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就这些做一下介绍与浅述。
1.生产中,机械工艺的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产,也直接影响到 供电、排水、通风、提升等的安全运行。而机械工艺电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。
电子(微电脑)控制系统已成为 现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价 现代机械技术水平的一个重要依据。
2.随着科学技术的不断发展,以及对 机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在机械工艺中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的 工作人员提出了更高的要求,对 职工的培训工作和对 设备的管理工作也显得尤为重要。
3.为适应机械工艺对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了机械工艺的必要选择。机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到机械工艺中,必将会给机械工艺带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。
四、目前机械的电子控制系统功能
1.线监控自动报警及故障自诊
即对机械工艺的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能自动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用PLC控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有 用各种电器设备也越来越智能化。
2.节能降耗,提高生产效率
例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、PLC控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高了。自动化或半自动化程度的提高
3.其他应用
一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是机械工艺非常重要的一项性能指标。
五、结语
机电一体化技术在工程机械中的应用将越来越广泛 ,地位也越来越重要 ,设备使用和管理“以人为本”的原则也说明 ,作为工程施工中工程机械的使用、维修的管理人员 ,应尽快了解和掌握这门技术 ,更好地融入科技含量越来越浓厚的现代工程施工中。
参考文献:
[1]王建兴 机电一体化技术在机械工艺中的运用[M].北京:科学出版社,2010.
[2]高秀毓 机电控制工程[M].北京:人民大学出版社,2011.
[3]刘京 现代机械机床设备[M].北京:化学工业出版社,2011.
机电一体化汽车制造 篇3
能人才培养研讨会总结
XX 2018年1月4日,我有幸参加了由山东省人力资源和社会保障厅主办的世界技能大赛机电一体化项目暨双元制智能制造技能人才培养研讨会,地点为山东省淄博市智能制造技术公共实训基地,会期一天,大会邀请了第44届世界技能大赛“机电一体化”项目专家组组长 李全利教授;上海同济大学教授、中德学院院长 沈斌教授等国内外知名专家授课,讲授了世界技能大赛“机电一体化”项目的试题、竞赛规则、中国制造2025背景下技工院校机电一体化专业的人才培养等热点问题,培训期间还参观了德国莱茵科斯特有限公司智能制造技术公共实训基地,见识到了众多先进的智能制造设备、教学仪器,总之,本次培训尽管时间较为局促,但是本次学习的收获却很大,尤其是在备战第45届世界技能大赛山东省选拔赛“机电一体化”项目方面,收获颇丰,现总结如下:
一、“机电一体化”专业与“机电一体化”项目。
上海同济大学沈斌教授在讲授中国制造2025背景下技工院校机电一体化专业的人才培养中提到,在工业4.0、中国制造2025、工业互联网、智能制造、智慧工厂等大背景下,企业需要的是不但需要掌握机电一体化相关的专业知识,而且需要掌握计算机软件、数据库、互联网技术等的综合性、创新性人才,这就要求技工院校在培养学生机械、电气等方面的知识的同时,开始新的专业课程,培养符合MES系统要求的人才,以此来推动中国制造2025战略。世界技能大赛“机电一体化”项目考察的内容也是与此类似,要求参赛选手不但要掌握电气、机械、气动等知识,还需要选手具有创新能力、掌握计算机技术,能够设计、制造、维护和修理自动化设备。所以,在今后的日常教学中,我更加需要将技能大赛精神充分融入课堂,做好机电一体化大赛成果转化工作,使“机电一体化”项目技能大赛与 “机电一体”专业建设相辅相成,共同促进发展。
二、世界技能大赛“机电一体化”项目的竞赛规则。
常言道:无规矩不成方圆,世界技能组织与世界技能大赛“机电一体化”项目的开展都是在严格的规则制度约束下进行的。第44届世界技能大赛“机电一体化”项目专家组组长李全利教授在讲授世界技能大赛“机电一体化”项目的竞赛规则中提到。“机电一体化”项目集机械、气压工程、编程、机器人技术及系统开发等技能于一体。要求选手能满足自动化行业的各种需求,能搭建工业自动化系统,能够设计、制造、维护和修理自动化设备及对设备控制系统编程,对选手的能力要求较高,在年龄方面,参加“机电一体化”项目的参赛选手年龄最大不超过24周岁,大多数项目的年龄要求都是不超过22周岁,这就要求选手需要具有一定的实践经验与实践能力。所以,在选手的培养过程中,我需要更加注重学生的能力的培养,多带领学生参与一些实际的工作项目,在实践中教学、训练。
三、第45届世界技能大赛山东省选拔赛“机电一体化”项目备赛思考。世界技能大赛“机电一体化”项目要求选手具备扎实的基本功,技能水平突出,具有较强的学习领悟能力、良好的身体素质、心理素质及应变能力,根据以上要求,我在选手的集训中过程中制定了详细的训练计划,将李全利教授讲授的备赛训练方法应用到今后的训练过程中,组织备赛选手开展单项训练、观摩训练、录像训练、穷举训练、对抗训练,培养学生的自我学习总结能力。
适时组织选手开展模拟比赛训练,通过模拟比赛查找问题,并总结提高,联系其他兄弟院校,开展学习交流活动,相互学习提高。适时开展学生的心理素质训练与体能训练。作为我自身,仍需向其他老师、专家请教学习,积极向学院其他项目的指导教师请教学习,学习一些好的大赛训练方式方法,应用到“机电一体化”项目的训练中,争取取得优异成绩。
世界技能大赛机电一体化项目暨双元制智能制造技能人才培养研讨会虽然时间短暂,但对我自身,尤其是世赛“机电一体化”项目的备赛、训练方面有非常大的帮助,非常感谢学院领导给予的这次宝贵学习机会,我将继续总结领会本次培训的要义,并将本次培训的内容尽快融入到我的日常教学和大赛训练中去,争取在2018年3月举行的第45届世界技能大赛山东省选拔赛中取得优异成绩,为学院增光添彩。
机电一体化 篇4
摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。
关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、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”为特征的发展阶
段。
一、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从
以下 几方面着手。
(一)机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。
(二)传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外
部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。
(三)信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的性而提高处理速 度,并解
决抗干扰及标准化问题。
(四)驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机
三位一体的伺服驱动单元。
(五)接口技术
为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及
光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
(六)软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修 1的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
(一)数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精
度
上都有迅速提高,具体表现在:
1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多C PU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。
3、W O P技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工
过程的动态仿真,并引线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强
了C N C系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控
制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
(二)计算机集成制造系统(CIMS)
C IM S的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。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、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥。
(三)柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
(四)工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智 能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。
(一)智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
(二)系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除R S232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。
(三)微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm 3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
(四)模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
(五)网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
(六)绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
由此可见,机电一体化技术应用领域极其广阔,发展前景更是一片光明。机电一体化技术必将是推动我国工业发展的主动力,必将把我国推向更加美好的明天!
参考文献:
机电一体化 篇5
优势:1,国家示范性重点建设专业,广西优势专业。
2,该专业是南职最早开办的专业之一,专业定位明确,紧贴社会需求。
3,该专业就业领域宽,就业率达98%以上。
4,设备与师资在广西前列。企业订单式培养。
劣势:1,该专业中机,电,液等专业危险性较高,容易对身体造成伤害。
2,该专业的课程繁多复杂,就业岗位较辛苦。
机会:1,机电一体化专业人才被国家列入21世纪社会发展急需的十大专业人才之一。
2,09年获得中央财政近千元的重点支持,今后将得到更多的政府支持。威胁:1,跨国公司在技术以及市场网络方面都有很明显的竞争优势,我国与发达国家的工业比较来说,存在很多不足之处。
2,90后的学生怕辛苦,缺乏奋斗精神,对技术性的专业不感兴趣。
3,其它同等机电院校的竞争。
整合:
SO:南宁职业技术学院机电学院实施企业订单式培养,切合如今21世纪社会发展急需技术型人才。该专业是国家示范性重点建设专业,09年获中央近千万元的重点支持,为学生提供更优越的条件。
WO:该专业的课程复杂,就业岗位辛苦,但就业前景,是社会发展急需人才的十大专业之一。
ST:该专业就业领域宽,但我国与国外的工业比较起来,竞争压力较大。技术领域不够完善,并且90后学生缺乏吃苦耐劳的精神,很多不愿意从事这一行业。WT:该专业中机,电,液等专业危险性较高,容易对身体造成伤害。打击学生信心,专业的课程繁多复杂,就业岗位较辛苦,对于没有吃苦耐劳得90后来说,是个挑战。
船舶专业
优势:1,南宁职业技术学院与北部湾经济接轨,北部湾的发展需要大量的船舶设计与制造人才。
2,学校以学生就业和创业为导向,培养设计、制造型人才。
劣势:1,作为新开设的专业,教学经验不足,知名度不高。
2,由于学校没有船舶,所以学生得到很好的实际操作条件。机会:1专业针对性强,毕业后对就业无需担忧
2随着北部湾的经济发展,将加大对船舶技术人员的需求,市场需求量大
3政府加大对海洋的开发,将刺激沿海开发地区对专业人才的需求
4船舶技术人员工作后有出国远洋的机会,所以,本专业学生将有更广阔的发展前景。
威胁:1,随着北部湾经济的发展,广西越来越多的学校开办这门专业,竞争力越来越大。
2,受国际金融危机的影响,海运需求萎缩,船价暴跌。
整合: SO:南宁职业技术学院与北部湾经济接轨,正逢政府加大对海洋的开发,将刺激沿海开发地区对专业人才的需求。
WO:我们学校没有船舶,所以学生得到很好的实际操作条件。但船舶技术人员工作后有出国远洋的机会,可以更开阔视野。
ST:南宁职业技术学院与北部湾经济接轨,北部湾的发展需要大量的船舶设计与制造人才。但也因此广西越来越多的学校开办这门专业,竞争力越来越大。WT:作为新兴专业,教学经验不足,知名度不高。并且广西越来越多的学校开办这门专业,竞争力越来越大。
机电一体化
优势:1,国家示范性重点建设专业,广西优势专业。
2,该专业是南职最早开办的专业之一,专业定位明确,紧贴社会需求。
3,该专业就业领域宽,就业率达98%以上。
4,设备与师资在广西前列。企业订单式培养。
劣势:1,该专业中机,电,液等专业危险性较高,容易对身体造成伤害。
2,该专业的课程繁多复杂,就业岗位较辛苦。
机会:1,机电一体化专业人才被国家列入21世纪社会发展急需的十大专业人才之一。
2,09年获得中央财政近千元的重点支持,今后将得到更多的政府支持。威胁:1,跨国公司在技术以及市场网络方面都有很明显的竞争优势,我国与发达国家的工业比较来说,存在很多不足之处。
2,90后的学生怕辛苦,缺乏奋斗精神,对技术性的专业不感兴趣。
3,其它同等机电院校的竞争。
整合:
SO:南宁职业技术学院机电学院实施企业订单式培养,切合如今21世纪社会发展急需技术型人才。该专业是国家示范性重点建设专业,09年获中央近千万元的重点支持,为学生提供更优越的条件。
WO:该专业的课程复杂,就业岗位辛苦,但就业前景,是社会发展急需人才的十大专业之一。
ST:该专业就业领域宽,但我国与国外的工业比较起来,竞争压力较大。技术领域不够完善,并且90后学生缺乏吃苦耐劳的精神,很多不愿意从事这一行业。WT:该专业中机,电,液等专业危险性较高,容易对身体造成伤害。打击学生信心,专业的课程繁多复杂,就业岗位较辛苦,对于没有吃苦耐劳得90后来说,是个挑战。
船舶专业
优势:1,南宁职业技术学院与北部湾经济接轨,北部湾的发展需要大量的船舶设计与制造人才。
2,学校以学生就业和创业为导向,培养设计、制造型人才。
劣势:1,作为新开设的专业,教学经验不足,知名度不高。
2,由于学校没有船舶,所以学生得到很好的实际操作条件。机会:1专业针对性强,毕业后对就业无需担忧
2随着北部湾的经济发展,将加大对船舶技术人员的需求,市场需求量大
3政府加大对海洋的开发,将刺激沿海开发地区对专业人才的需求
4船舶技术人员工作后有出国远洋的机会,所以,本专业学生将有更广阔的发展前景。
威胁:1,随着北部湾经济的发展,广西越来越多的学校开办这门专业,竞争力越来越大。
2,受国际金融危机的影响,海运需求萎缩,船价暴跌。
整合:
SO:南宁职业技术学院与北部湾经济接轨,正逢政府加大对海洋的开发,将刺激沿海开发地区对专业人才的需求。
WO:我们学校没有船舶,所以学生得到很好的实际操作条件。但船舶技术人员工作后有出国远洋的机会,可以更开阔视野。
机电一体化论文 篇6
题目: PLC在机电一体化生产系统中的应用
学院:核技术与自动化工程学院
专业:电气工程及其自动化
班级:
学号:
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指导老师:
摘 要:可编程控制器指建立在计算机的基础之上,以工业现场作业等为主要适用范围的一类电控控制器,当前我国工业生产自动化水平整体来说较低,PLC产品具有着极大发展空间。PLC在生产系统中起着至关重要的作用,自动控制已经成为智能生产系统中必不可少的一部分。首先对机电一体化技术及PLC进行了简要介绍,在此基础上详细阐述了PLC在机电一体化生产系统中的应用。
关键字:PLC生产控制智能
一、机电一体化:
1、机电一体化的概念:
机电一体化又称机械电子学,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,他的发展使冷冰冰的机器有了人性化,智能化。
2、机电一体化的发展方向
机电一体化向智能化方向迈进.20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。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,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的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的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。
关注六个发展方向:
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有:
1.智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
2.模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。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、单元的匹配和接口。
3.网络化。20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
4.微型化。微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一
体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
5.绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。
6.系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。
二、可编程控制器(PLC):
1、PLC的概念:
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。PLC是工控的利器,机电一体化专业本来就是一门控制机械的学科,包含了机械设计和电控设计.所以只要是机械要用到(非人工)控制的都可以用到PLC,当然单片机也可以,但是对于电气控制来说可编程控制以其编程便捷、接口通用和工业环境适应性等特点支撑着整个控制核心,是机电一体化产品中重要的器件。
2、PLC的构成:
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:
a、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
b、中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性,对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
c、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
d、输入输出接口电路。
1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。
2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成,作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
e、功能模块
如计数、定位等功能模块。
f、通信模块
如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。
3、PLC具有的鲜明的特点:
(1)功能完善,组合灵活,扩展方便,实用性强
(2)使用方便,编程简单,采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言,而无需计算机知识,因此系统开发周期短,现场调试容易。
(3)安装简单,容易维修。PLC可以在各种工业环境下直接运行,只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接,写入程序即可运行。
(4)抗干扰能力和可靠性能力都强,远高于其他各种机型。
(5)环境要求低。PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作,能在强电磁干扰环境下可靠工作。
(6)易学易用。PLC是面向工矿企业的工控设备,接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。
所以对于电气控制来说可编程控制支撑着整个控制核心,是机电一体化产品中重要的器件。
三、PLC在机电一体化技术中的应用
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐机电一体化领域,使用情况大致可归纳为如下几类。
1、开关量的逻辑控制
这是PLC最基本最广泛的应用领域。PLC取代继电器控制系统,实现逻辑控制。例如:机床电气控制,冲床、铸造机械、运输带、包装机械的控制,注塑机的控制,化工系统中各种泵和电磁阀的控制,冶金企业的高炉上料系统、轧机、连铸机、飞剪的控制,电镀生产线、啤酒灌装生产线、汽车配装线、电视机和收音机的生产线控制等。
PLC在CNC机床中的应用方式及其特点,PLC在CNC机床中的作用及数控装置I/O口和机床控制面板、强电信号的连接方法,研究了数控机床中T功能代码和M功能代码在PLC上的实现方法。CNC机床数控系统具有较强的数据处理能力和图形显示功能,可编程控制器具有较好的逻辑处理功能,可以充当数控系统微处理器与机床强电控制的桥粱。PLC与CNC机床数控装置联接可靠性高,在经济型数控机床和普通机床数控改造中有广泛的应用前景。PLC在针吸式穴盘自动播种机上的应用,将PLC用于对气动系统和电器系统的自动控制,使针吸式穴盘播种机结构简单、紧凑,系统工作安全、可靠、效率高,且对故障的判断也较容易和直观。
2、运动控制
PLC可用于对直线运动或圆周运动的控制。早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器与执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。世界上各主要PLC厂家生产的PLC几乎都有运动控制功能。
PLC的运动控制功能广泛地用于各种机械。例如:金属切削机床、金属成型机械、配装机械、机器人和电梯等。PLC以其工作平稳、可靠、抗干扰能力强等特点,在工业控制领域得到了越来越广泛的应用。在磁选机中引入PLC控制,能极大地改善设备的电气性能,提高设备的自动化水平,保证设备高效、安全运行,以达到提高矿山企业经济效益之目的。从控制系统的组成、控制原理以及程序设计思想方面以PLC为核心的控制系统应用干混凝土搅拌站的生产运行控制,具有运转平稳、搅拌的混凝土质量好,故障率低,生产量大,能耗低以及操作简便等优点,可广泛应用于建筑工程、公路工程、桥梁工程等。
3、过程控制
过程控制要用到模拟量。模拟量一般是指连续变化的量,如电流、电压、温度、压力等物理量。过程控制的目的就是根据有关模拟量的当前与历史的输入状况,产生所要求的开关量或模拟量输出,以使系统工作参数能按一定要求作。是连续生产过程最常用的控制。
4、数据处理
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
5、通讯联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
四、结论
总的概括说来,21 世纪的机械制造业是以信息为主导,它是采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业。它的特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。所以以PLC为主组成的控制系统将代表着当前机电设备电气控制的先进水平与发展方向。
五、参考文献
1.《PLC编程及应用》廖常初主编机械工业出版社
2.《机电一体化技术》刘德全主编大连理工大学出版社.3.《电力拖动自动控制系统》陈伯时主编机械工业出版社.4.《计算机控制系统》何克忠李伟编著清华大学出版社
机电一体化总结 篇7
理论水平方面。实践需要理论指导,只有理论成立才有实践的可能,工作后,我时刻意识到自己知识的贫乏,电厂是生产一线,各个环节充满着技术,但对于普通的操作等工作,即便是吃老本,也是能操作的,但要使得工作能够游刃有余,懂得操作背后的原理,那就必须树立强烈的紧迫感和坚持不懈的再学习毅力,我常常为这些貌似复杂原理而发呆,为了使得自己能较透彻掌握自己岗位的技术原理,提高自己的技术水平,1996年我参加了报考参加由天津水利学校发起的水利系统中专自学考试,不耻下问,经过较为艰苦的努力,2010年获得毕业证书毕业,当年获得了技术员资格,在理论上友赢得了主动权。但是,随着时代脚步的快速前进,知识、技术更新的速度日新月异,面对新形势,自己又仿佛是井底之蛙,掌握的知识也是杯水车薪,为掌握新的理论,与时俱进,2010年,我踊跃参加了三峡水利大学的函授学习,将在今年毕业。自从参加工作以来,在历年机组的大修期间我都积极参加,并对照自己原有的各项知识结合电厂的设备具体运行状况使自己的理论知识和实践更好的结合,一方面放弃休息时间利用各种资料进行专业学习,有针对性地强化自己的专业知识储备;另一方面对自己不清楚的问题向老师傅求教,勤思、多做、苦学、牢记。利用较短的时间学会了各个设备的电器、机械图纸,弄清楚各个设备的运行原理和各个机电保护设备的铭牌参数和整定值,使自己能更准确地在运行工作中判断运行状况,给自己增添了许多工作信心。
机电一体化 简历 篇8
姓名:性别:男
政治面貌:共青团员籍贯:江苏
手机:邮箱:
求职意向:
教育背景:2007年至今于东南大学成贤学院—机械设计制造及其自动化专业在校平均成绩:2.83
实习经历:
参加校内每周各个工种的实习,学校自己有实习车间,每学习一个工种都是实际操作,本人基础知识扎实,熟悉操作流程、能熟练完成安排学校的实习操作。
2008.6-2008.7在东南大学工培中心实习车削,钳工,铣削,加工等基础知识和基本技能 2008.7-2008.9在镇江 史丹尼全自动电子移门销售与安装
2010.6-2010.7分别参观了南京依维柯发动机制造厂、南京浦镇机车厂、南京起重机总厂、南汽模具装备有限公司、南钢集团、在南京金城集团学习加工工艺的编写、液压泵的原理及制造等方面知识
2010.8-2010.9在东南大学工培中心实习实习,熟悉各种数控车床(FANUC数控铣床,西
门子数控铣床,车床,加工中心,电火花机床)的功能、基本操作和相关知识
获奖经历:2007年团日活动三等奖
2009年获得“五四青年奖章---社会实践奖章”
大学CET4证书
主修课程:机械设计、PRO/E、计算机图形学(有限元)、伺服与检测技术、特种加工、自动控制原理、机械制造基础、机械制图、PLC、微机原理、检测与伺服控制、CNC数控机床、机电英语、电路基础、数字电路、模拟电路、液压、热处理及其成形加工、材料力学、理论力学、课程设计(夹具设计和减速器设计)、PLC实验、CNC数控机床实践、微机实践、MASTERCAM编程
个人技能:
英语:通过CET4考试;具备一定的听说读写能力;注重机电英语的学习; 计算机:有一定计算机基础,熟悉office 软件
机械技能:熟悉AOTOCAD知识,掌握AutoCAD,PRO/E,MasterCam等机械设计
软件,掌握机械绘图;
熟悉PLC和CNC数控编程;
拥有基本的车、铣、刨、钳、锻、焊等基础技能
有独立设计2姬齿轮减速器、机床专有夹具的经验,具有一定的机
械设计能力;
个人特长: 本人性格稳重大方,性格开朗、细心、工作负责,有团队精神,勇于承担工作的压力。适应能力强,能够快速融入工作中;本人专业基础扎实,综合能力强,多方面发展。有一定计算机基础、office、AOTOCAD知识,熟悉CAD、PHOTOSHOP、机械绘图,能从事于基本的制图工作。有一定的电子基础、机械基础能从事与机电、电子方面有关专业的工作。
个人爱好:热爱运动,虚幻阅读,爱思考。
My Resume
Name:sex: man
Membership: Outstanding member of the provincial Nativeplace:
TEL:Email:
Educational Background:
Graduate institutions:
SOUTHEAST UNIVERSITY CHENGXIAN COLLEGE Graduation date:june in 2011
The study by the professional:
Mechanical Design,Manufacturing and Automation
The education and training experience:
Language ability:
CET4、English for Mechanical and Electrical Engineering The ability to work and other expertise:
PRO/E、AutoCAD、MasterCam、PLC、CNC
OFFICE(WORD、EXCEL、PPT)
机电一体化论文 篇9
毕业论文(设计)
论文(设计)题目: 机电一体化技术的应用现状及发展趋势姓名唐谢伟年级09秋
专业机电一体化
学习中心
指导教师职称
2011 年 9 月 11 日
机电一体化技术的应用现状及发展趋势
导读:机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。另一方面,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发展趋势都进行了深入研究。纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。
关键词:机电一体化技术,现状,发展趋势
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、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”为特征的发展阶段。
一、机电一体化技术概述机电一体化是指在机构的主功能、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的系统的总称。机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,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。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。论文检测。
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信
息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。
(一)机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。
(二)传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。
(三)信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。
(四)驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
(五)接口技术
为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
(六)软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:
(一)、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到了积极的作用。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发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。
(二)、20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。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承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。
(三)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发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,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,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,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发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。
三、机电一体化技术的主要应用领域
(一)数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:
1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
(二)计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。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、生产实验到生产经营管理的有机结合。
(三)、柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。论文检测。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
(四)、工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。
四、机电一体化技术的发展趋势
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。
(一)智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
(二)系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。
(三)微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
(四)模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
(五)网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
(六)绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。论文检测。
综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
参考文献: