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数控机电一体化论文范文1
依据新时代先进的科学技术,我国机电企业迈向了智能化的飞跃,从而实现了自动化操作手段。在当今机电工程施工领域,机电一体化电子信息技术,通过电脑一手掌控,其发展的主要动力来自于当今时代先进的科学技术,并且结合计算机软硬件所构成的一个智能化系统。机电一体化系统的出现,一方面,机电施工工程实现科学规范化管理,另外,给新时代机电企业创造了更大的经济价值,传统的机电施工工程管理相比,机电一体化更可靠、更安全,对我国机电企业在未来的发展意义非凡。
2机电一体化向智能化迈进的发展历程
2.1数控机床。与西方发达国家相比,我国机电企业出现较晚,随着我国建筑行业规模不断扩大,机电企业的发展是确保实现高质量建筑工程的必然要求。在我国机电一体化的出现,一开始受数控机床技术的影响,在20世纪中期,人们的日常生活开始触及电子应用设备,电子应用设备是推动机械产物必然发展的需求,由于当时电子应用设备实际操作受限,其机械化产物质量达标还不能得到保证,因此,机电一体化的运作还不能广泛地应用在我国机电企业中。2.2微电子技术。在20世纪中期,机电一体化应用数控机床技术领域存在着较大的问题,不能满足当今时代机电工程施工的具体要求,所以,仍需要借助其他技术进一步实现机电一体化。微电子科学技术的出现,给机电一体化的发展带来了新的希望,随着我国机电工程规模不断扩大,对其施工技术的要求也在不断增加,这一时代机电。一体化应用微电子技术,推动了机电一体化顺利实施,微电子技术的出现,将我国机电工程带到了一个崭新的发展领域,其各项技术的共同运行促使机电一体化技术的正常运行。2.3可编程控制器的出现在20世纪中后期阶段,机电一体化技术的发展迈向了较为成熟阶段,先前的微电子技术虽然在一定程度上能为机电一体化技术的发展奠定基础,随着新时代的发展,机电一体化技术实际应用领域越来越多,微电子技术还不能完全满足机电一体化技术在任何情况之下解决所有问题,因此,在这一时期,出现了可编写程序的控制器,该控制器主要功能是通过可编写的特点使之自动化操作,应用该控制器最早的国家是美国,美国汽车制造行业中将该控制器应用得十分充分。随着机电控制器技术的不断成熟,在我国机电施工的过程中大量应用该控制器,技术的不断成熟,并且通过大量实践应用将新时代研制出的新型机电控制器大量投入到生产过程。随着这项技术的成熟,国家为了更好地控制新时代研制出的新型机电控制器,制定了很多关于该领域技术相应的管理条例,从宏观角度上来看,机电一体化技术的发展经历了从单一到复杂的过程,从单一的结构体演变成各个复杂的系统,在机电一体化技术的功能方面,不但实现了自动化机电一体化技术,同时赋予机电一体化技术智能化特点。当今时代,机电一体化技术具有远程控制操作端,使新型机电一体化技术实现便捷化转换,而且通过远程控制端信息快速传达各个接收端,接收端在接收信息后的第一时间通过新时代信息处理技术快速筛选和整理,新时代机电一体化技术在研发领域更偏向于它的实际应用价值,形成了新时代机电一体化系统。2.4激光光电子技术。随着新时代社会科技水平的不断提高，机电一体化规模不断扩大，可控制的编程器已经不能完全满足新时代机电企业的发展，为了更好地迎合当代机电一体化企业可以更好地向智能化推进，激光光电子技术的出现，将机电一体化智能化推向了至高点，利用当下十分先进的激光技术，借用光电子在激光中的优势，而且光电子技术能够在可编程操控基础之上，能够进一步优化先前所有用于机电一体化所有技术，完善整个智能化过程，从根本上改变机电一体化智能化发展的很多干扰因素，摆脱不必要因素的影响，确保在激光光电子技术的支撑之下，更加快速高效地实现机电一体化智能化发展。总而言之，利用当下十分先进的激光技术，我国机电企业可以抓住这一优势，对光电子在激光技术的支撑之下，能够让机电企业一体化智能化推进目标更快实现，机电企业应根据当今社会机电行业发展的趋势，并且一直关注当下社会先进的科学技术，利用新时代先进的科学技术和机电一体化企业发展的趋势的动态，并且根据自身企业在社会发展过程中的发展趋势，将机电一体化和新时代先进的科学技术巧妙地融合在一起，研制出更为先进的机电一体化技术，迎合新时代社会发展的趋势，重点研究机电一体化向智能化发展需要的哪些前提条件，并根据自身机电企业发展的优势，加强机电一体化相关技术的研究，研制出高质量高效率机电一体化向智能化发展的先进技术，以确保我国机电企业在未来发展中能够一直处于世界前沿水平。
3对新时代机电一体化向智能化发展的思考
当今时代,社会飞速发展,带动了我国各行各业的不断发展,机电一体化智能化的发展趋势是我国新时代顺应社会发展的必然要求,新时代机电一体化发展以其智能化的存在优势,是一个控制机电领域的系统组织,依靠新时代微电子技术,在机电一体化设备的制作过程中,其数字化管理系统实现过程利用微电子控制器更简单地解决了这一问题。当今时代数控机床技术不断成熟,计算机应用系统飞速发展,给新时代机电一体化技术数字化系统奠定了基础,并且通过计算机先进的技术实现虚拟化管理和集成管理。在我国机电行业的发展中,机电一体化技术是实现机电产品数字化属性的重要手段。在20世纪末,最早将机电一体化推向智能化迈进的国家是西方很多发达国家,机电一体化智能化推进不但给这些发达国家创造巨大的经济价值,并且将机电一体化这一伟大的智能成果推向了世界前沿。比如:像很多可编程的控制器可以促使机电一体化向智能化迈进所生产的机电产品拥有数字化管理系统,当今时代,电子信息技术尤为发达,在机电一体化数字化管理系统中,更加有力地提升了机电一体化数字化管理系统的数字化创造。新时代下,机电一体化已经向智能化推进,随着时间的推移,机电一体化向智能化推进的步伐在潜移默化的影响着我们国家。
4结语
当今时代快节奏的生活越来越普遍存在于我们的生活之中,机电一体化向智能化推进符合新时代生活理念,机电一体化向智能化可以推进的过程大体分成几个阶段,首先在数控机床技术的出现,机电一体化向智能化推进有了一点起色,接着微电子技术和可编程的控制器将机电一体化智能化推向了十分成熟阶段,为机电一体化智能化数字系统奠定了发展基础,光电子技术的出现将机电一体化智能化迈进推向了最高端,是新时代先进科学技术的必然发展产物,随着机电一体化智能化技术的不断发展,机电一体化技术在我国慢慢的发展起来。
作者:王涛 单位:陕西交通建设集团公司西长分公司
参考文献
[1]苏迅文.机电一体化技术的现状与发展趋势[A].石家庄市翰坤文化艺术有限公司,2015年第九届杂文学术研讨会论文集[C].2015:2.
数控机电一体化论文范文2
【论文摘要摘要:先容了光机电一体化技术特征,探究了国内外技术目前状况和发展趋向,指出了未来发展远景和一些重要技术热门。
近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用产业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械产业技术发展的一个主要趋向。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。和传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1 体积小,重量轻,适应性强,操纵更方便
光机电一体化技术使得操纵职员摆脱了以往必须按规定操纵程序或节后频繁紧张地进行单调重复操纵的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操纵程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操纵全自动化和智能化。
1.2 功能增加,精度大幅进步
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平进步,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3 部分硬件实现软件化,智能化程度进步
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋向向"软件化"和"智能化"。
1.4 产品可靠性得到进步,使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命进步,故障率降低,从而进步了产品的可靠性和稳定性。
1.5 融合了多种学科新技术,衍生出很多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的探究开发涉及到很多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术和机械技术各自的上风结合起来,衍生出很多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6 产品系统性增强,各部分系统间协调性要求进步
光机电一体化是一门学科的边沿科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,进步系统协调性。
2.探究目前状况和发展趋向
2.1探究目前状况
自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的进步,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻产业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 【
2.2 发展趋向
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热门主要包括摘要:
(1)激光技术
1)高单色性,利用激光高单色性作精密丈量时,可极大地进步丈量精度和量程。
2)高方向性,因具有很远间隔传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远间隔激光通讯、激光测距、激光雷达、激光导航以及远控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点四周可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通讯、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)传感检测技术
1)激光准直,能够丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准丈量。
2)激光测距,其探测间隔远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受自然影响大。
3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
(3)激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地进步了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(4)光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在外形记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于低级阶段,假如能发现具有优异光功能特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和和之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引进电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
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数控机电一体化论文范文3
[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。
一、机电一体化的基本概念
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。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，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
（二）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，从而实现最佳操作，保证最佳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5～6倍。
（三）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佳工作程序，实现自动最优化操作。
（四）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。
（五）调整和维护方便。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，可以事先存入若干套不同的执行程序，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动工作。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。
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。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、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。主要产品包括传真机、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。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
数控机电一体化论文范文4
论文摘 要: 概括说明机械电子控制产业发展的情况,重点介绍计算机技术在机械电子控制产业领域以及工业生产制造和人们日常生活中的广泛应用。
0 引言
现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革,同时给相关生产产业带来了巨大的影响,提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展,以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。
1 计算机技术与机电控制技术的发展概况
1.1 计算机控制理论的形成与技术的发展
忽略数字信号的量化效应,可以将计算机控制系统看成采样控制系统,在这一系统中,将其中连续的环节离散化,则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中,使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统,控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论,逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。
自世界第一台电子计算机问世后,计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理,同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代,出现了用于过程控制的计算机,实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制,通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展,计算机控制技术也随之发生相应的变革,最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。
1.2 机械和电子控制技术的发展和现状
在生产、科研等诸多领域里,有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前,工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内,初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现,直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化,同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展,且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制,PID是经典控制理论的代表,它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势,形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制(FLC)、变结构控制等,均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。
2 机电一体化的发展及在工业上的广泛应用
2.1 机电一体化的简介和生产应用
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计算机软件系统集合起来所构成的系统总称,综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床,通过相应的数控技术,在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构,丰富了数控功能,也提高了生产效率。
柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用,是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上,它可以随机地、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,更适用于多品种,小批量等的离散零件的批量生产。
交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用,尤其是在钢铁工业中,使复杂的矢量控制技术得以实现,无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。
可编程控制器(PLC)是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题,逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步,其应用领域更是不断扩大,可采集存储数据,还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外,随着工厂网络自动化的发展,PLC可实现通信及联网功能,更有助于工业生产的控制过程的监控。如今,PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。
2.2 计算机在机械和电子控制产业的应用实例
计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合,不断使相关的新技术应用到更多的领域中去,这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产,更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。
PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展,人类活动的范围不断扩大,机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展,并从制造领域转向非制造领域,各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用,很多领域,许多单一、重复的机械工作由机器人(也称机械手)来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机,广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善 劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
农业方面,机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡,以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端(Virtual Display Terminal),它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息,在屏幕上按操作者的需求,调用数据库信息,显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外,还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡,将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室,由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端,实现自动控制农机的操作。
PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关,投入的硬币值由PLC驱动数码管显示,经过光传感器识别,通过判断,进行下一步操作,经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活,也使PLC的应用更加广泛。
交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间,这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。
电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程,最初的横机是手动横机,只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中,通过电脑的自动控制,设计人员可对编织花型进行数字化设计,通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作,由计算机指令控制系统完成整个设计的编织,极大地提高了工业生产效率。
与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
3 总结
在机械生产领域,电子技术和计算机技术的融入发展,机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术,使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。
参考文献:
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数控机电一体化论文范文5
[关键词]智能 机电一体化 绿色
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0325-01
本论文主要从机电一体化技术未来的发展等进行讲述。主要包括了全息系统化、微型机电化、光机电一体化、产品网络全球化、产品绿色化、“生物――软件”化、全息系统化也即智能化、光机电一体化是机电产品发展的重要趋势、未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系等。具体材料请详见：
1 概述
机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此，“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。
2 机电一体化技术未来的发展
2.1 全息系统化
全息系统化也即智能化，是对机器的行为描述，即在控制理论的基础上，吸收计算机科学、模糊数学、运筹学、混沌动力学、人工智能、心理学和生理学等新的学科方法、新的设计思想，从而模拟人类的思维能力，使它如同人一样具有思维、意识等能力，以便达到更高水平的控制目标。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用。当然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的，也没有这个必要，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
2.2 微型机电化
在实验室中，目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
2.3 光机电一体化
光机电一体化是机电产品发展的重要趋势，因为机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，因此，在机电一体化技术中引进光学技术，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。
2.4 产品网络全球化
计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，同时给日常生活都带来了全新的面貌，全球生产、经济被各种网络连成一片，企业间的竞争也将出现网络全球化，一旦研制出机电一体化新产品，只要其质量有保证，功能可靠，必然会畅销全球。因为有了网络的普及，那么只要是关于网络的各种远程监视和控制技术也就方兴未艾，然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品，因此，机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展。
2.5 产品绿色化
随着工业的发达，人们的生活也发生了巨大的变化：①物质需求丰富，生活舒适；②可用资源减少，生态环境受到严重破坏。因为这些现象的出现，人们开始呼吁保护环境资源，回归自然，那么此时，绿色产品的概念也就应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，在这里，机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。由于这种客观的存在性，设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高，但其具有远大的发展空间。 2.6“生物――软件”化未来的机电一体化技术发展注重产品与人的关系，即机电一体化的人格化，其有两层含义：①机电一体化产品的使用对象是人，怎样将人的智能、情感、人性赋予机电一体化产品显得越来越重要，尤其是家用机器人，其最高境界就是人机一体化；②模仿生物机理，研制出各种机电一体化产品。随着科技的发展，机电一体化装置对信息的依赖性越来越大，很多时候类似于活的生物：当大脑停止工作时，生物便死亡，而大脑工作时，生物就充满活力，即信息决定系统的工作与否。目前，在仿生学研究领域中已经发现的一些生物体优良的机构，可为机电一体化产品提供新型的机体，但是如何使这些新型机体具有生命力还是研究中的一大难题，这一研究领域被称之为“生物――软件”或者说“生物系统”，而生物的特点正是“肌体（硬件）――大脑（软件）”一体，不可分割。机电一体化产品向生物系统化发展是好，但是目前的技术与理论还是有很大的差距，因此，还需要更加倍的努力。
数控机电一体化论文范文6
关键词： 机电设备；控制系统；控制方式；分析
1 机电控制系统中的基本控制方式
1.1 含义
机电控制技术是机电一体化系统或产品制造的重要基础技术。那么什么是机电一体化系统呢？“机电一体化控制”（Mechatronics）是各相关技术有机结合所形成的一个新概念，其中的“Mechatronics”是Mechanics与Electronics组合而成的英语，是由日本《机械设计》杂志于1971年提出的。但是，对于机电一体化控制至今尚未得到公认和统一的定义。
以运动员练习高尔夫球的击打过程来类比机电设备控制系统在运行时的基本控制方式。高尔夫运动员在练习击打高尔夫球的那一刻，为了能够更为准确和有效地击中高尔夫球且控制球尽量靠近目标地点，球员总是会首先对目标地点的位置以及周边地势进行观察和判断，并把握即时风向和风速等各种干扰因素，然后最终决定挥动高尔夫球杆的力度和触球点并发动相应的挥杆动作。另外，多次练习也是一个不断总结与改进的过程，根据每次完成以上工作内容以后高尔夫球的落点来修正挥杆力度和触球点，也就是说需要完成一个再分析、再判断和再修正的循环过程，直至高尔夫球在运动员击出后准确落至目标地点，即作为一个高尔夫运动员所需完成的一个基本任务。而机电控制系统所需要完成的基本任务则是在于使得被控制对象的控制值等于目标值。在实际控制过程当中，这种类似于“监察”的基本任务是利用专门的机电传感装置来实现的。其中响应比较分析的任务则是通过系统的控制装置来完成的，执行阶段则有专门的执行装置予以落实。
1.2 控制方式
1）开环式控制方式。一般地，机电控制系统的控制过程其系统参与控制的信号主要来自于三条通道，即给定值、干扰变量和受控值。这些量值信号是机电系控制系统的主要依据。而机电控制系统的开环控制方式即是指系统控制装置与受控对象之间形成一种只有顺向作用而非方向作用的紧密联系，其中通道内的信号给定值与受控值为单向传递，以这种方式组合的控制系统称为外环控制系统，其系统拥有比较突出的优势在于系统输出量不会对系统的控制作用造成负面影响。需强调一点，这种开环控制系统既可以按照定位操作方式组合，又可以按照干扰补偿控制的方式组合。
2）反馈式控制方式。反馈控制是机电控制系统最基本的一种控制方式，也是目前得到应用最为广泛的一种系统模式。通常，在反馈控制系统中的控制装置会对受控对象施加控制作用，完成这一过程的反馈信息则是来自于受控对象的受控值，然后不断地修正受控值的偏差，最终实现对受控对象的基本控制任务，这就是一个完整反馈型控制系统的工作原理。通俗地讲，人的一切行为活动都会体现这样的反馈控制原理，人自身就是一个具有高度控制能力的反馈控制系统，如人可以通过手拿到桌面上的水杯、公交车司机利用方向盘可以操纵驾驶公交车在马路上行驶等这些大家生活中不足为怪的动作都可以渗透在反馈控制这一原理之中的。人在完成这些平凡动作时也会通过事先的信息判断与信息反馈不断修正偏差信号直至偏差为零，完成动作。显然，机电控制系统的反馈控制实质上也是一个按偏差进行控制的过程。因此它也称为按偏差的控制，反馈控制原理就是按偏差控制的原理。
3）复合式控制方式。机电控制系统还有一种控制方式是复合控制方式。反馈控制装置在收到外部因素干扰之后才能够进行相应地修正工作，而在外部干扰未出现影响之前则不能够进行相应地修正工作。基于扰动因素的控制方式相较于以偏差分析的控制方式要简便许多。但是，复合控制方式仅仅适用于干扰因素在可测量的环境中，且拥有一个补偿装置的控制系统也只能补偿单个干扰因素，除此以外的干扰都不能起到具有成效的补偿作用。如此考虑看来，相对更为合理的控制方式则是将偏差控制与扰动控制两方面综合考虑，对于一些主要的干扰因素给予配置适当的补偿装置来实现扰动控制，然后再组建反馈控制系统对其他扰动所产生的偏差进行控制。这样一来，机电控制系统主要受到的干扰均已被补偿，更为便利的是反馈控制系统的组建于设计相对简单。
机电控制系统根据其受控主体的不同又可以分为手动控制与自动控制两种。手动控制是通过人自身的判断和操作实现控制过程。所谓的自动控制，则是指在无人在岗或没有直接参与的情况下，通过利用外置设备或装置（如计算机）使得下属机械或设备在生产过程中处于以设定参数自动且有规律的运行状态。机电控制系统实现自动化生产是当下我国现代科学技术不断拓展与创新所必须完成的目标和任务，如数控车床切削机械工件的生产加工过程，既需要求生产工件质量达标，又必须在生产数量上满足于供应要求，这一切要求都需以高水平的自动化系统控制技术作为前提和保障。如此看来，机电控制系统实现自动化生产可谓适逢机遇！为了能够在机电行业中实现更为复杂的控制任务，组建控制系统的首要工作是将受控对象与系统的控制装置以一定的连接方式予以组合，形成一种有机的联合体，即控制系统。在自动化机电控制系统中，受控对象的物理输出量就是受控值严加控制的物理量，它既可以保持以一种恒定值出现（如液位、压力值等），也可以实现一种具有明显规律性的运行状态（如记录曲线等）。控制系统的控制装置是作为一个对被控制对象施加以控制作用的机构总体，可以以不同的工作原理与方式对被控制对象进行相应地控制行为。
时至今日，伴随着数控技术与计算机技术的广泛应用，尤其是微型计算机的研新与应用，使得机电控制系统的发展重新发展到了一个新的阶段，即计算机数字控制。计算机数字控制是一种新型的断续控制，与最初应用的断续控制不同的是，计算机数字控制实际的控制采样周期往往要比受控对象的变化周期要短了许多。因此可以这么讲，计算机数字控制技术在客观方面可等同于连续控制。究其原因就在于此项技术是将晶闸管技术与计算机、微电子技术有机撮合，从而使得晶体管和晶闸管控制更具可操作的活力。
机电行业自动化控制系统逐步走向更高级阶段是有目标性的。前瞻未来技术发展趋势，这个高级阶段应该是实现设计与加工制造一体化流程，即通过采用计算机辅助设计（如AutoCAD软件）与计算机辅助制造（如CAM软件）共同协作形成的产品设计与制造一体化的系统。从对产品设计构思阶段到完成设计和制造全过程、全方位自动化控制来提高效率好保证质量。
1.3 基本要求
不论是自动化控制还是传统的手动控制，在已知机电控制系统的组织结构和设定参数后，我们往往感兴趣的是在系统被输入某一种典型信号之后其受控值变化的整个过程。但是这个受控值变化的过程不论是何种系统组成都需遵循的基本要求是相同的，笔者归纳其基本要求主要是稳、准、狠，即稳定性、高速性和精确性。系统的稳定性是保证机电控制系统正常工作运行的基础条件。稳定性有保障的控制系统会实现受控值偏离期望值的初始偏差随运行时间的增长逐步趋于零值。具体来讲，一个稳定的机电恒值控制系统，受控值后在系统受到干扰后大幅偏离期望值后经过一定过渡时间便会快速回复到原来的期望值状态。相对而言，不稳定的控制系统则在发生相同问题后受控值的变化只会随着运行时间的增长而不断发散。因此可以说，不具备绝对稳定性的机电控制系统是无法实现最基本的预定控制任务的。
2 结束语
综上所述，本文阐述机电控制系统的含义和基本要求，并着重就机电控制系统的控制方式加以分析与归纳，其核心旨在于加深对一般机电控制系统设计过程、设计要求以及设计原因的认识和掌握。同时，鉴于当今社会生产技术水平的不断提高，笔者通过撰写本论文还是希望同行朋友们共同交流借鉴，掌握更为新型、更为先进的生产技术，以图进一步促进和提高行业发展水平。
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