時(shí)間：2023-03-23 15:11:09
導(dǎo)語(yǔ)：在機(jī)械一體化論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
現(xiàn)階段的工程機(jī)械發(fā)展，對(duì)于機(jī)電一體化的依賴度比較高，這就意味著在未來(lái)的工程機(jī)械事業(yè)發(fā)展中，機(jī)電一體化依然會(huì)扮演著重要的角色。由此，我們有必要從發(fā)展的角度去探析機(jī)電一體化在工程機(jī)械方面的進(jìn)步。具體來(lái)講，其主要涉及到以下幾個(gè)方向：
1.1智能化依據(jù)多學(xué)科知識(shí)理論，構(gòu)建人類智能模擬體系，將其運(yùn)用到機(jī)械構(gòu)造上，從而使得機(jī)械具備一定的分析推理能力，并且慢慢去取代人的勞動(dòng)，這是未來(lái)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)之一，也是其區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵所在。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)智能化，需要以多學(xué)科去進(jìn)行理論研究，建立模擬系統(tǒng)，由此將其引入到機(jī)械設(shè)備上，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的智能化。
1.2迷你化所謂機(jī)電一體化的迷你化，就是使得機(jī)電設(shè)備在保證運(yùn)作效率和質(zhì)量的同時(shí)，使得其體積不斷減小，其能耗不斷降低。很多情況下，運(yùn)用于工程機(jī)械的機(jī)電一體化技術(shù)，在對(duì)于其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造升級(jí)的同時(shí)，也使得其體積變大，這樣很不利于生產(chǎn)操作工作的開(kāi)展。由此，迷你化，將成為未來(lái)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)之一，也是很有必要的。
1.3數(shù)字化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，其在工程機(jī)械方面同樣可以使用。也就是說(shuō)，數(shù)字化發(fā)展，也是機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)之一，在這樣的導(dǎo)向下，未來(lái)的機(jī)電一體化可以動(dòng)態(tài)化的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)操作，各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)資源共享，這將成為促進(jìn)生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高的重要舉措。
1.4環(huán)?；瘷C(jī)電一體化未來(lái)發(fā)展同樣需要將環(huán)境保護(hù)考慮進(jìn)去，這是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的重要內(nèi)容，也是企業(yè)責(zé)任的具體表現(xiàn)。對(duì)于機(jī)械行業(yè)來(lái)講，如何保證在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，避免產(chǎn)生生態(tài)污染，增強(qiáng)其循環(huán)利用效率，是很值得我們?nèi)ゲ粩嗵轿龅膯?wèn)題，這也是決定機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。
1.5整體化現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用與工程機(jī)械領(lǐng)域，還不是很充分，僅僅在部分環(huán)節(jié)有著比較廣泛的應(yīng)用，要想真正實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械方面的效能，還需要從多個(gè)角度去開(kāi)展研究和探索，構(gòu)建工程機(jī)械體系，使得工程操作質(zhì)量和效益得以提高。由此，整體化發(fā)展，也將是機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域方面的發(fā)展趨勢(shì)之一。
2結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)；發(fā)展；問(wèn)題
一、機(jī)械自動(dòng)化及其特點(diǎn)
所謂機(jī)械自動(dòng)化就是在機(jī)械制造業(yè)中使用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，通過(guò)優(yōu)化有效的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程加快生產(chǎn)投入原料的交工流轉(zhuǎn)速度。機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用是機(jī)械制造技術(shù)革新和升級(jí)、進(jìn)步的重要手段，也是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要方向。其發(fā)展水平的高低對(duì)于機(jī)械制造業(yè)及社會(huì)生產(chǎn)各部門(mén)都有著重要的影響。
機(jī)械自動(dòng)化的特點(diǎn)主要體現(xiàn)為：首先它是一種面向未來(lái)的技術(shù)，有著明確的發(fā)展范疇；其次，機(jī)械自動(dòng)化是一種應(yīng)用技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)制造業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的綜合提高，并且對(duì)于生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)有著重要的影響；再次，機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用有利于生產(chǎn)過(guò)程安全的提高以及生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量水平的提高等，并且有利于減少生產(chǎn)過(guò)程中的損耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
二、機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展方向
隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展及各領(lǐng)域的不斷延伸不同技術(shù)的結(jié)合成為一種發(fā)展的趨勢(shì)，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和軟件技術(shù)等與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)向結(jié)合為其發(fā)展提供了新的方向。自動(dòng)化的發(fā)展方向主要有光機(jī)電化、柔性化、智能化、信息化等。
光機(jī)電化的發(fā)展就是在機(jī)械自動(dòng)化中引入光學(xué)相關(guān)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)以及信息處理系統(tǒng)等的改進(jìn)。光學(xué)技術(shù)與機(jī)械自動(dòng)化的結(jié)合能夠相對(duì)簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，使其操作方式更加靈活，提高自動(dòng)化控制水平。
所謂柔性化的發(fā)展方向是針對(duì)加工對(duì)象而言的，即可以在某一范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)加工零件種類的變化。這種柔性的自動(dòng)化可以通過(guò)一定的軟件來(lái)控制機(jī)床，在加工對(duì)象類型需要變化時(shí)通過(guò)軟件的改變和必要工夾具的改變即可實(shí)現(xiàn)而無(wú)需調(diào)整機(jī)床或者設(shè)備。這種柔性自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展對(duì)于生產(chǎn)多樣性的要求以及生產(chǎn)效率的提高有著重要的意義。
智能化是一個(gè)大的技術(shù)發(fā)展方向，它的應(yīng)用能夠有效的將人力從繁重的工作中解放出來(lái)，同時(shí)也能夠提高機(jī)械運(yùn)用的效果，能夠更高些的解決一些問(wèn)題。人工智能的發(fā)展是人的肢體及感官等的延伸，將其應(yīng)用到機(jī)械自動(dòng)化中能夠提高機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用的領(lǐng)域和使用水平，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。
信息化則是與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)全球化有著密切的聯(lián)系。全球化使得世界各國(guó)見(jiàn)的經(jīng)濟(jì)交流和貿(mào)易往來(lái)更加頻繁，同時(shí)它有帶動(dòng)了信息化的發(fā)展，兩者對(duì)于企業(yè)的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)都有著重要的影響。機(jī)械自動(dòng)化信息化發(fā)展的方向是其技術(shù)改進(jìn)的要求，也是其適應(yīng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的一種必然選擇。
此外，機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展還會(huì)更多的關(guān)注環(huán)保及資源節(jié)約等領(lǐng)域的要求，會(huì)在其技術(shù)創(chuàng)新中融入綠色發(fā)展理念，從而降低機(jī)械制造業(yè)的資源和能源消耗，從而降低其生產(chǎn)的環(huán)境成本，實(shí)現(xiàn)工業(yè)與環(huán)境的和諧發(fā)展。
三、我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展所應(yīng)注意的問(wèn)題
機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展要符合國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的要求也要立足本國(guó)的實(shí)際，對(duì)我國(guó)而言，要看到大的發(fā)展方向也要看到我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的現(xiàn)有水平和發(fā)展階段，在充分認(rèn)識(shí)國(guó)情的基礎(chǔ)上制定合理的發(fā)展戰(zhàn)略。具體而言，我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展要注意一下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
第一，從我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的實(shí)際出發(fā)來(lái)推動(dòng)其發(fā)展。技術(shù)發(fā)展的最終目的在于其應(yīng)用，因此技術(shù)也應(yīng)該將企業(yè)的生產(chǎn)和技術(shù)需求作為其發(fā)展的指導(dǎo)。我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展要結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，從企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)需求出發(fā)，保證其發(fā)展的實(shí)用性，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。全球化背景下，機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展要符合國(guó)際市場(chǎng)及競(jìng)爭(zhēng)的需求又要國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的情況，將國(guó)內(nèi)外影響因素充分考慮的前提下制定合理的發(fā)展方案，將自動(dòng)化技術(shù)與信息技術(shù)等結(jié)合，促進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展。
第二，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展要關(guān)注成本與收益的問(wèn)題。低成本的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)有著加大的使用空間，較低的成本投入和較快的收益回報(bào)以及相對(duì)較高的自動(dòng)化水平能夠更好的滿足企業(yè)發(fā)展的需求。對(duì)于我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)而言，要滿足該種要求便要將其與計(jì)算機(jī)和信息網(wǎng)絡(luò)向結(jié)合，提高其信息化水平。而這種信息化的發(fā)展需要企業(yè)建立相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，保證生產(chǎn)線的調(diào)度和供應(yīng)鏈等網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成，而這又將有利于推動(dòng)不同企業(yè)間的合作，能夠形成一種協(xié)作效益和小規(guī)模的集團(tuán)效益。
第三，注重機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的配套發(fā)展。將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)該在對(duì)生產(chǎn)物流及人工等因素充分研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)械技術(shù)、微電子以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)的綜合應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展不是孤立的，與其相關(guān)的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步都會(huì)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平及應(yīng)用范圍產(chǎn)生影響。在機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中應(yīng)該關(guān)注其生產(chǎn)線中所涉及的相關(guān)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用以及信息系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)等協(xié)調(diào)運(yùn)作所需的技術(shù)，從技術(shù)基礎(chǔ)入手，理清該種技術(shù)之間的契合關(guān)系，形成技術(shù)發(fā)展的整體，在主體技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也注重其他相關(guān)技術(shù)的額發(fā)展，以保證自動(dòng)化的作用得到充分發(fā)揮。
第四，關(guān)注國(guó)際技術(shù)發(fā)展方向。全球化和信息化背景下任何國(guó)家經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展都不是孤立的，都會(huì)收到國(guó)際同種技術(shù)發(fā)展的影響。對(duì)于我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)而言，在立足國(guó)情發(fā)展到的同時(shí)也要時(shí)刻關(guān)注該技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際發(fā)展水平和方向，及時(shí)的借鑒國(guó)際先進(jìn)技術(shù)來(lái)改進(jìn)和完善我國(guó)現(xiàn)有技術(shù)。著眼于自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的新方向，引進(jìn)新的技術(shù)發(fā)展理念和方法，對(duì)于數(shù)字化、柔性化、智能化的發(fā)展方向，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并且完善我國(guó)現(xiàn)行機(jī)械生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
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【論文摘要】：介紹了光機(jī)電一體化技術(shù)特征，研究了國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，指出了未來(lái)發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點(diǎn)。
近些年來(lái)，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢(shì)。
1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征
光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過(guò)電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過(guò)改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無(wú)需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢(shì)向"軟件化"和"智能化"。
1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長(zhǎng)
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開(kāi)關(guān)甚至無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機(jī)電一體化是一門(mén)學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放以來(lái)，科技領(lǐng)域急起直追，我國(guó)的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國(guó)內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來(lái)越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國(guó)自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2發(fā)展趨勢(shì)
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)越來(lái)越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：
（1）激光技術(shù)
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測(cè)量時(shí)，可極大地提高測(cè)量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬(wàn)度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過(guò)一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
（2）傳感檢測(cè)技術(shù)
1）激光準(zhǔn)直，能夠測(cè)量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測(cè)量。
2）激光測(cè)距，其探測(cè)距離遠(yuǎn)，測(cè)距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測(cè)器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測(cè)器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
（3）激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場(chǎng)，極大地提高了汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。
（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語(yǔ)
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開(kāi)發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開(kāi)發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：一體化教學(xué);理實(shí)結(jié)合;機(jī)械專業(yè)
一、一體化教學(xué)在職業(yè)學(xué)校機(jī)械專業(yè)運(yùn)用的意義
1.一體化教學(xué)符合職業(yè)院校的培養(yǎng)目標(biāo)
高等院校是培養(yǎng)具有研究能力的學(xué)術(shù)型人才的，學(xué)生以理論知識(shí)學(xué)習(xí)為主。職業(yè)院校作為高等教育的重要組成部分，其培養(yǎng)目標(biāo)具有實(shí)踐性的特征，培養(yǎng)服務(wù)于基礎(chǔ)行業(yè)的高技術(shù)人才，所以，職業(yè)院校在課程的安排上實(shí)踐課程的比重較大，對(duì)學(xué)生理實(shí)綜合能力要求更高。一體化教學(xué)就是將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合在一起，通過(guò)理論課與實(shí)踐課程的交叉安排，配合校企合作等模式，豐富學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會(huì)，促進(jìn)理論知識(shí)向?qū)嵺`能力的轉(zhuǎn)化。
2.一體化教學(xué)符合機(jī)械專業(yè)的特點(diǎn)
機(jī)械一體化是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，要求學(xué)生能夠通過(guò)操作機(jī)械發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，順利實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，一方面，采用教師中心講授制教學(xué)模式，學(xué)生被動(dòng)地接受理論知識(shí)，沒(méi)有經(jīng)過(guò)自身的探索和內(nèi)化，當(dāng)遇到機(jī)械問(wèn)題時(shí)，知識(shí)提取就會(huì)出現(xiàn)困難;另一方面，傳統(tǒng)的教學(xué)采用的是理論學(xué)習(xí)完畢后，通過(guò)一學(xué)期或一學(xué)年的實(shí)習(xí)來(lái)促進(jìn)理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生的實(shí)踐技能。理論和實(shí)踐是相互促進(jìn)的，理論知識(shí)指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐，實(shí)踐的發(fā)展又引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于理論進(jìn)行探索，這個(gè)過(guò)程需要理實(shí)一體化，需要理論和實(shí)踐的交叉開(kāi)展。
二、一體化教學(xué)在職業(yè)學(xué)校機(jī)械專業(yè)運(yùn)用的有效策略
1.建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地
校外實(shí)習(xí)為學(xué)生提供了很多實(shí)踐機(jī)會(huì)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的結(jié)合。但是，校外的實(shí)踐機(jī)會(huì)畢竟是有限的，很難實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和實(shí)踐的無(wú)縫結(jié)合。在這樣的背景下，部分職業(yè)院校成立了校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地。但是，通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一方面，建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地并沒(méi)有在各職業(yè)院校普及，另一方面，很多院校的實(shí)訓(xùn)基地不完善，學(xué)生基本沒(méi)有實(shí)踐機(jī)會(huì)。理實(shí)一體化教學(xué)要求理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，這就需要學(xué)生在學(xué)習(xí)完一個(gè)理論課題后，通過(guò)實(shí)踐操作對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，借助自主學(xué)習(xí)豐富本課題的內(nèi)容，這樣才算一個(gè)完整的學(xué)習(xí)單元。課程的實(shí)施需要硬件設(shè)備的支持，職業(yè)院校需要根據(jù)班級(jí)數(shù)和學(xué)生需求，建立足夠數(shù)量的實(shí)訓(xùn)教室，同時(shí)要根據(jù)課程需要配備足夠豐富的設(shè)備，滿足在一節(jié)實(shí)踐課程中，每一個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)進(jìn)行練習(xí)。通過(guò)這樣的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)理論課程和實(shí)踐課程的無(wú)縫結(jié)合，培養(yǎng)理實(shí)能力強(qiáng)的高技能人才。
2.合理設(shè)置課程結(jié)構(gòu)
目前，職業(yè)院校機(jī)械專業(yè)的課程設(shè)置大多是五年制，前兩學(xué)年基本為文化基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí);第三年是學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)純理論知識(shí)，第四學(xué)年是實(shí)踐動(dòng)手操作學(xué)習(xí);第五學(xué)年是學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，對(duì)真實(shí)情況進(jìn)行操作。從這里可以看出，目前機(jī)械專業(yè)課程大多還是在純理論學(xué)習(xí)后進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作學(xué)習(xí)與鞏固。這樣的課程設(shè)置，造成理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的割裂，學(xué)生在理論課程學(xué)習(xí)過(guò)程中沒(méi)有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，故在實(shí)踐的過(guò)程中不能靈活地運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)。同時(shí)，由于對(duì)理論知識(shí)掌握的不充分，導(dǎo)致實(shí)踐操作過(guò)程中學(xué)生存在膽怯、不自信心理，這將導(dǎo)致學(xué)生不能很好地進(jìn)行操作。筆者認(rèn)為，機(jī)械專業(yè)的課程設(shè)置需要實(shí)現(xiàn)真正的理實(shí)一體化。關(guān)鍵是增加學(xué)生的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，在第一、第二學(xué)年中增加部分實(shí)習(xí)課程（如機(jī)械認(rèn)知、結(jié)構(gòu)原理、工作工程章節(jié)內(nèi)容），給學(xué)生提供感性經(jīng)驗(yàn)的支持，這是學(xué)習(xí)理論知識(shí)的重要?jiǎng)恿Α５谌?、第四學(xué)年的課程設(shè)置為校內(nèi)一體化課程，學(xué)生在車(chē)間進(jìn)行理論與實(shí)踐的學(xué)習(xí)。同時(shí)，定期組織學(xué)生赴企業(yè)參觀、學(xué)習(xí)一線技術(shù)，學(xué)成回校后再與教師所授專業(yè)內(nèi)容互相結(jié)合，互補(bǔ)長(zhǎng)短。第五學(xué)年為學(xué)生企業(yè)實(shí)習(xí)階段，在這過(guò)程中，學(xué)院預(yù)先與企業(yè)洽談學(xué)生崗位及職責(zé)明細(xì)，然后學(xué)院對(duì)整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，督促每一個(gè)學(xué)生保質(zhì)保量完成每天的工作。通過(guò)這樣的方法，真正實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合，讓每一個(gè)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐不斷發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，從而提升專業(yè)理論知識(shí)與操作能力，實(shí)現(xiàn)理實(shí)綜合能力不斷進(jìn)步。
3.增加教師的實(shí)踐知識(shí)和技能
職業(yè)院校的教師大多是高校畢業(yè)后直接參與工作的，并沒(méi)有充分與充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這種從理論到理論的知識(shí)傳遞，使教學(xué)中的許多知識(shí)并沒(méi)有與市場(chǎng)需求相結(jié)合，也無(wú)法切實(shí)的對(duì)學(xué)生的實(shí)踐技能提供指導(dǎo)。教師的實(shí)踐知識(shí)和技能的提高是理實(shí)一體化開(kāi)展的關(guān)鍵，職業(yè)院?？梢酝ㄟ^(guò)聘請(qǐng)企業(yè)高技能人才來(lái)對(duì)教師的實(shí)踐技能進(jìn)行培訓(xùn)，也可在學(xué)生實(shí)習(xí)期間引導(dǎo)教師走進(jìn)企業(yè)、學(xué)校培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行觀摩和學(xué)習(xí)，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，也可以通過(guò)教師之間的交流和合作，針對(duì)學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行探索，了解這個(gè)問(wèn)題目前在各企業(yè)是如何解決的，解決的辦法各有什么特點(diǎn)和不足，豐富實(shí)踐知識(shí)。
綜上所述，一體化教學(xué)是職業(yè)院校培養(yǎng)高技能人才的重要保證，符合機(jī)械專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，需要通過(guò)合理設(shè)置課程、建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地、增加教師的實(shí)踐知識(shí)和技能來(lái)完善一體化教學(xué)。 本文由wWw.DYlw.net提供，第一論 文 網(wǎng)專業(yè)教育教學(xué)論文和以及服務(wù)，歡迎光臨dYLW.nET
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英文名稱：Mechatronics
主管單位：上海市科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所
主辦單位：上海科技文獻(xiàn)出版社
出版周期：月刊
出版地址：上海市
語(yǔ)
種：中文
開(kāi)
本：大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào)：1007-080X
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：31-1714/TM
郵發(fā)代號(hào)：4-565
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1995
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核心期刊：
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聯(lián)系方式
期刊簡(jiǎn)介
《機(jī)電一體化》（月刊）創(chuàng)刊于1995年，由上海圖書(shū)館、上?？萍记閳?bào)研究所主管，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社主辦，中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)機(jī)電一體化專業(yè)委員會(huì)協(xié)辦。
【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）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(guò)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：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）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(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一）智能化
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。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
（二）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(kāi)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。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）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。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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。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。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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[論文摘要]機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。
一、機(jī)電一體化的基本概念
機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門(mén)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過(guò)程中，遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。
（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5 ～6 倍。
（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。
（四） 具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過(guò)電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。
（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。
機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。
①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。
②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量?jī)x等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。
③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT 掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。
④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置， 如電子伺服萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。
⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤(pán)存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來(lái)控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。
二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。
（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)， 因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求， 需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。
（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。
（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。
論文摘 要： 概括說(shuō)明機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況，重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械電子控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域以及工業(yè)生產(chǎn)制造和人們?nèi)粘Ｉ钪械膹V泛應(yīng)用。
0 引言
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的變革，同時(shí)給相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的影響，提高了生產(chǎn)水平和技術(shù)。隨著各種技術(shù)之間相融合的發(fā)展，以計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)為核心的機(jī)電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來(lái)更多的實(shí)際應(yīng)用。
1 計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展概況
1.1 計(jì)算機(jī)控制理論的形成與技術(shù)的發(fā)展
忽略數(shù)字信號(hào)的量化效應(yīng)，可以將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)看成采樣控制系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中，將其中連續(xù)的環(huán)節(jié)離散化，則整個(gè)系統(tǒng)又可看成由不同的離散系統(tǒng)構(gòu)成。計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態(tài)空間理論和系統(tǒng)辨識(shí)自適應(yīng)控制等理論綜合應(yīng)用到控制技術(shù)中，使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有了初步發(fā)展。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、時(shí)變的非線性系統(tǒng)，控制系統(tǒng)則融入了魯棒控制、模糊控制、預(yù)測(cè)控制等多種新型理論，逐步形成了工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)新方向。
自世界第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世后，計(jì)算機(jī)首先被用來(lái)自動(dòng)檢測(cè)化工生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程參量并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，同時(shí)也研究了計(jì)算機(jī)的開(kāi)環(huán)控制。到二十世紀(jì)六十年代，出現(xiàn)了用于過(guò)程控制的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了直接數(shù)字控制。后經(jīng)集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的以微處理器為核心的分層式控制系統(tǒng)控制，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理控制等。伴隨著計(jì)算機(jī)處理器等技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的變革，最終應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中并對(duì)其產(chǎn)生巨大影響。
1.2 機(jī)械和電子控制技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀
在生產(chǎn)、科研等諸多領(lǐng)域里，有大量的物理量需要按某種變化規(guī)律進(jìn)行控制。在二十世紀(jì)三十年代之前，工業(yè)生產(chǎn)多處于手工操作的狀態(tài)。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內(nèi)，初步有了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械控制實(shí)踐。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，直接實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)中各參量和過(guò)程的數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)的微型化使控制技術(shù)更加智能化，同時(shí)將機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)也得到迅猛發(fā)展，且越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用到各生產(chǎn)領(lǐng)域。目前主要形成并應(yīng)用的機(jī)電控制技術(shù)主要有pid控制，pid是經(jīng)典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，形成了自適應(yīng)pid和非線性pid等更利于控制的變種pid控制器。另外還有模糊控制（flc）、變結(jié)構(gòu)控制等，均隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展在不斷地拓寬。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展及在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用
2.1 機(jī)電一體化的簡(jiǎn)介和生產(chǎn)應(yīng)用
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)集合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)等對(duì)各生產(chǎn)領(lǐng)域的控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督操作。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有數(shù)控機(jī)床，通過(guò)相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)，在工業(yè)操作上結(jié)構(gòu)、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多cpu和多主線的體系結(jié)構(gòu)，豐富了數(shù)控功能，也提高了生產(chǎn)效率。
柔性制造系統(tǒng)的應(yīng)用是計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造系統(tǒng)在機(jī)電控制工業(yè)的應(yīng)用，是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)。它主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。在工業(yè)上，它可以隨機(jī)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產(chǎn)。
交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展也是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在工業(yè)上有了重要的應(yīng)用，尤其是在鋼鐵工業(yè)中，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，無(wú)論是大容量電機(jī)還是小容量電機(jī)現(xiàn)均可使同步電機(jī)或者異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆滑調(diào)速。也使交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。
可編程控制器（plc）是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制化技術(shù)于一體的新型控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中大量開(kāi)關(guān)控制的問(wèn)題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統(tǒng)。隨著plc技術(shù)的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域更是不斷擴(kuò)大，可采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。這種過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。此外，隨著工廠網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的發(fā)展，plc可實(shí)現(xiàn)通信及聯(lián)網(wǎng)功能，更有助于工業(yè)生產(chǎn)的控制過(guò)程的監(jiān)控。如今，plc技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車(chē)、輕工、環(huán)保以及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)。
2.2 計(jì)算機(jī)在機(jī)械和電子控制產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用實(shí)例
計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械電子控制技術(shù)一體化的有機(jī)結(jié)合，不斷使相關(guān)的新技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域中去，這些應(yīng)用到的領(lǐng)域已經(jīng)不再局限于工業(yè)的生產(chǎn)，更多技術(shù)是切身關(guān)系到我們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕睢Ｏ旅媾e幾個(gè)具體實(shí)例來(lái)介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電控制相結(jié)合的實(shí)際應(yīng)用。
plc實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手移動(dòng)工件的控制過(guò)程。隨著世界經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，人類活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大，機(jī)器人的應(yīng)用正迅速向社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域擴(kuò)展，并從制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向非制造領(lǐng)域，各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品隨之出現(xiàn)。隨著機(jī)器人的生產(chǎn)和大量應(yīng)用，很多領(lǐng)域，許多單一、重復(fù)的機(jī)械工作由機(jī)器人（也稱機(jī)械手）來(lái)完成。工業(yè)機(jī)器人是一種能進(jìn)行自動(dòng)控制的、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機(jī)，廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有重要意義。與計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。
農(nóng)業(yè)方面，機(jī)械作業(yè)過(guò)程中駕駛室內(nèi)的儀表盤(pán)正迅速由電子監(jiān)視儀表取代并逐步由單一參數(shù)顯示方式向智能化信息顯示終端過(guò)渡，以此來(lái)改善人機(jī)交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（virtual display terminal），它代表了當(dāng)代儀器與控制裝置發(fā)展的主流方向。它可通過(guò)屏幕任意選擇顯示機(jī)組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)信息，顯示數(shù)據(jù)、圖形、語(yǔ)音等多媒體信息。另外，還可以將數(shù)據(jù)信息動(dòng)態(tài)存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，將農(nóng)業(yè)作業(yè)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息通過(guò)智能卡帶回辦公室，由計(jì)算機(jī)應(yīng)用高級(jí)軟件進(jìn)行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過(guò)智能卡傳送到拖拉機(jī)上的智能控制終端，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制農(nóng)機(jī)的操作。
plc在自動(dòng)售貨機(jī)中的應(yīng)用。自動(dòng)售貨機(jī)通過(guò)顧客選擇商品開(kāi)關(guān)，投入的硬幣值由plc驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示，經(jīng)過(guò)光傳感器識(shí)別，通過(guò)判斷，進(jìn)行下一步操作，經(jīng)過(guò)plc的系統(tǒng)控制和信號(hào)輸出完成售賣(mài)過(guò)程。計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)電自動(dòng)控制在自動(dòng)售貨機(jī)中的這項(xiàng)應(yīng)用極大方便了人們的生活，也使plc的應(yīng)用更加廣泛。
交通信號(hào)燈系統(tǒng)也是微機(jī)軟件應(yīng)用到電子控制系統(tǒng)中的典型實(shí)例。通過(guò)主要應(yīng)用plc技術(shù)控制十字路口的信號(hào)燈動(dòng)作。準(zhǔn)確無(wú)誤的完成信號(hào)燈的變燈動(dòng)作來(lái)控制時(shí)間，這項(xiàng)應(yīng)用更是極大方便了人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞯某鲂小?/p>
電腦橫機(jī)中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用給機(jī)械編織行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革?，F(xiàn)在的電腦橫機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。電腦橫機(jī)的編織是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，最初的橫機(jī)是手動(dòng)橫機(jī)，只能勝任比較簡(jiǎn)單的編織過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到電腦橫機(jī)中，通過(guò)電腦的自動(dòng)控制，設(shè)計(jì)人員可對(duì)編織花型進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字直接控制機(jī)械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應(yīng)的機(jī)械編織動(dòng)作，由計(jì)算機(jī)指令控制系統(tǒng)完成整個(gè)設(shè)計(jì)的編織，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。
與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3 總結(jié)
在機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融入發(fā)展，機(jī)電一體化的形成是機(jī)械工業(yè)中的重要變革。通過(guò)不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，使機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
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步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無(wú)累積誤差、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算機(jī)設(shè)備、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。
Abstract
Thisarticlemainlyelaboratedhasbeenhangingthemovementcontrolsystemmerit,introducedwashangingthemovementcontrolsystemfunction,theprincipleandthedesignprocess.Ishangingthemovementcontrolsystemisoneofincontrolengineeringdomainimportantapplications,itsmaintargetistoiscontrolledtheobjectthemovementcondition,includingpath,speedandpositionimplementationcheck.Themovementcontrolsystemcompareswithothercontrolsystems,hasthesystemmodelsimply,thecheckalgorithmisunitary,alsonotcomplexcharacteristicandsoonnon-linearityandcouplingsituation.Alsoispreciselybecausethemovementcontrolsystemcanimplementtothepath,therunningrate,thepointingaccuracyaswellastherepetitionprecisionaccuracycontrolrequirement,hasthebroadapplicationforegroundineachcategoryofcontrolengineering,thereforethemovementcontrolsystemhasatpresentbecomeinthecheckstudyapplicationdomainverymuchsignificanttheresearchdirection.Throughthemonolithicintegratedcircuittosteppingmonitorcheck,implementedthemotor-driventocausetheobjectatontheboardwhichinclinedthemovement,ThecontrolsectionistheSST89E52monolithicmicrocomputerwhichSSTCorporationproducesprimarily,withwhenthe1602LCDliquidcrystalscreenandaccordingtoturnedhasimplementedwiththeuserinteractive,throughthekeyboardentrydifferentcontrolcommand,theliquid-crystaldisplaywasallowedtodisplaythesettingvalueandtherunthecoordinates.TheelectricalmachinerycontrolsectionusedLM324Nfourtotransportputsandisconnectedtheelectronicprimarydevicevoluntarilytodevelopthe42BYG205steppingmonitoractuationelectriccircuittoimplementtheelectricalmachineryaccuracycontrol.Thealgorithmpartiallyforwillsuitthemonolithicintegratedcircuitsystemtooperatecarriesonoptimizesmanytimes,willreducethemicroprocessortheoperand.Hascompletedtheobjectvoluntarilythemovementandaccordingtothedifferentsetuppathmovement.
KeywordsMagneto;1602LCD;LM324N;Drivecircuit
選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過(guò)程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說(shuō)最大靜力矩Mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大[1]。
選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。
選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。
基于單片機(jī)的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，具有硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精確度高，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
1.2課題目的
培養(yǎng)綜合運(yùn)用四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)去分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)踐中檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí),從而加強(qiáng)理論與實(shí)踐的相結(jié)合。體驗(yàn)一個(gè)科研項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，學(xué)會(huì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用方法,鍛煉應(yīng)用能力,動(dòng)手能力。本課題設(shè)計(jì)是具有一定難度的基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。通過(guò)這次畢業(yè)論文及設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)的綜合素質(zhì)和專業(yè)教育的培養(yǎng)效果，并且使學(xué)會(huì)閱讀、利用英文文獻(xiàn)資料，閱讀并翻譯外文資料的能力，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)報(bào)告和論文。
1.3課題意義
隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員[3]。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
通過(guò)對(duì)“微機(jī)控制自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)”的研究和設(shè)計(jì)，精心撰寫(xiě)了微機(jī)控制自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)論文。本論文著重闡述了以單片機(jī)為主體，LED點(diǎn)陣顯示芯片及步進(jìn)電機(jī)為核心的系統(tǒng)。
本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用SST89E58作為控制核心，LED點(diǎn)陣顯示芯片、步進(jìn)電機(jī)、壓力傳感器、電位器相結(jié)合的系統(tǒng)。充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能。其優(yōu)點(diǎn)硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等特點(diǎn)，具有一定的使用和參考價(jià)值。
1.4應(yīng)解決的主要問(wèn)題
在基于單片機(jī)的懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，主要分三個(gè)部分設(shè)計(jì)，一個(gè)是輸入和鍵盤(pán)顯示模塊；另一個(gè)是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；第三個(gè)是最小系統(tǒng)和輸出模塊設(shè)計(jì)。主要解決的問(wèn)題是：
1.單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；
2.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)；
3.輸出部分的軟硬件設(shè)計(jì)；
4.主程序設(shè)計(jì)；
5.繪圖板的設(shè)計(jì)。
1.5技術(shù)要求
設(shè)計(jì)一電機(jī)控制系統(tǒng)，控制物體在傾斜（仰角≤100度）的板上運(yùn)動(dòng)。
在一白色底板上固定兩個(gè)滑輪，兩只電機(jī)（固定在板上）通過(guò)穿過(guò)滑輪的吊繩控制一物體在板上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)范圍為80cm×100cm。物體的形狀不限，質(zhì)量大于100克。物體上固定有淺色畫(huà)筆，以便運(yùn)動(dòng)時(shí)能在板上畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡。板上標(biāo)有間距為1cm的淺色坐標(biāo)線（不同于畫(huà)筆顏色），左下角為直角坐標(biāo)原點(diǎn)。
目錄
第1章緒論1
1.1課題來(lái)源1
1.2課題目的1
1.3課題意義2
1.4應(yīng)解決的主要問(wèn)題2
1.5技術(shù)要求2
第2章方案論證4
2.1可行性研究4
2.1.1經(jīng)濟(jì)可行性研究4
2.1.2技術(shù)可行性研究4
2.1.3方案提出5
2.1.4方案分析5
2.1.3方案確定7
2.2需求分析7
第3章過(guò)程論述8
3.1概要設(shè)計(jì)8
3.1.1系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)8
3.1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8
3.2詳細(xì)設(shè)計(jì)9
3.2.1硬件設(shè)計(jì)9
3.2.2軟件設(shè)計(jì)19
第4章系統(tǒng)測(cè)試28
4.1硬件測(cè)試28
4.2軟件測(cè)試28
4.2.1單元測(cè)試28
4.2.2集成測(cè)試30
4.2.3功能測(cè)試31
4.2.4測(cè)試結(jié)果32
結(jié)論33
后記34