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機電一體化論文【精品多篇】

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機電一體化論文【精品多篇】

機電一體化技術論文 篇一

隨着科學技術的發展,各個學科技術相互交叉融合,促進了新領域技術的革命與發展。在機械工程中,利用微電子技術以及計算機技術形成機電一體化,大大改善了機械工業領域的技術結構、產品構成以及生產管理方式。因此,在工業產品設計過程中,機械工程機電一體化是由機械、電子、信息技術協同構成

1機電一體化技術

機電一體化技術包括:機械製造技術、信息處理技術、傳感器技術、自動控制技術、傳動技術等。機電一體化本身是一門新興的學科,在科學技術的發展過程中,綜合了各項先進的新型技術,不斷優化組織目標,合理配置,使整個系統具備高質量、多功能、低能耗,達到最優。

在機電一體化的組成中,主要包括機身、框架、各項連接設備等。通過傳感部分,對自身以及外部的參數和狀態進行傳達,將信息變成信號,經過分析處理後,形成控制信息。驅動部分則在控制信息的指揮下,驅動各個機構完成相應的功能。機電一體化的執行部分則是按照控制信息的要求,完成各種動作指令。執行機構一般由機械、電測、電液等組成。機電一體化的控制及信息處理對傳感器傳來的信息進行集中處理、分析、加工,按照一定的程序進行處理。控制及信息處理部分主要有計算機、可編程控制器、邏輯電路等構成。

通過以上部分組成的機電一體化產品能夠具有特殊的機械功能及電子要素,滿足各類需求。

2機電一體化產品的優勢

機電一體化產品具有控制、信息處理、計算等多方而的功能,從而在生產、生活中運用能夠提高產品的功能性、智能性。並且通過機電一體化產品,我們也可以看出,機電一體化產品更加輕、薄、細,更加符合新時期社會經濟不斷髮展後,人們對於物質產品的需求。因此,機電一體化產品能夠通過模塊化、標準化的方法進行設計與操作。同時,機電一體化產品還能根據實際運用的情I'},'進行負荷調整,控制產品的運行情。

另外,機電一體化產品還具有一些智能化的特徵,具備自動監視、診斷的功能,大大提高了機電一體化產品的安全性、可靠性。

3機電一體化技術應用的意義

從機電一體化產品的優勢我們可以看出:運用一體化技術有以下幾個方而的優勢:

(1)產品操控更加智能化。機電一體化技術的運用在機械製作領域有非常重要的意義。因為機電一體化技術以微處理為核心,通過將數據信息操控系統結合在一起就可以大大增強整個系統控制的準確下。在機械生產的過程中,整個工業具有高速化、連續性的特點,如果不採用機電一體化技術就難以對產品線進行智能化的控制,無法配套各個設備的系統控制。

(2J機電一體化技術可以採用分佈式控制,實現生產最優化。通過分佈式控制能夠對現場的計算機一級操作系統實現集中監視、分散操作。因此,隨着分佈式控制系統的發展以及應用,能夠實現對整個生產過程的控制,從而紅外線調度生產以及產品統計管理的最優化,提高整個綜合系統的生產效率。

(3)多產品兼容,有效實現資源共享。通過開放式的控制系統,可以實現對於信息的互換以及兼容不同種類的產品,實現產品兼容資源共享。通過互聯計算機設備,可以實現與控制設備額互連,從而實現控制一體化。

(4)計算機集成化程度高。通過計算機集成製造系統將生產經營管理以及過程控制整合為整體,實現從原料進廠到生產加工的一體化控制。在實現計算機全過程自動化的基礎上,實現信息資源的有效共享,實現對生產過程的統一管理,適應現代企業的發展

(5)實現生產交流傳動技術,提高產品的歡迎度。在科學技術的不斷髮展過程中,各項電子、微電子技術快速發展,通過交流傳動技術能夠更好更快地實現產品的平滑調動。

4機電一體化技術的發展趨勢

我們知道,機電一體化是通過結合電子、光學、計算機、控制以及信息多個方而的學科交叉綜合而形成的一門綜合的應用技術。在機電一體化中,光機電一體化、全系統化智能化、技術產品網絡化、微型機電化微型化、自律分配系統化、設計產品綠色化等都是機電一體化技術未來的發展趨勢。

(1)數字化。數字化奠定I機電一體化產品的發展基礎,通過不斷創新微控制器,能夠實現操作數控機牀以及機器人。通過計算機系統,實現數字化,使得機電一體化產品具備較高的自我診斷的能力,實現遠程操作及修復。

(2)模塊化。機電一體化技術的發展趨勢中,模塊化是基礎。隨着機電一體化產品種類的增加,機電一體化的模塊化發展是重要工程。通過配套部件、接口等擴大生產規模,使得產品更加符合國際統一的標準。因此,機電一體化技術的模塊化發展有利於實現我國電氣產品的一體化、規模化發展。

(3)網絡化操作,產品更加便利。通過運用網絡技術,計算機等網絡技術給機電一體化應用技術帶來了新的發展,通過普及運用網絡化技術能夠通過遠程操作與控制,提高產品的網絡功能,與中心計算機連接而成的`計算機集成系統,更有利於機電一體化的產品在網絡化的社會中具有更多便利的功能。

(4)人性化,機電一體化產品更加靈活機動。機電一體化技術的發展應用中,人性化是其發展的必然方向。隨着計算機技術的應用以及各項智能化技術的發展。通過精密的智能化傳感技術,己經將機電一體化的技術產品帶向了智能化的發展方向。隨着人們需求的加大以及對產品服務智能化要求的提高,人性化的智能儀器、機器設備在今後將具有廣闊的發展空間。例如,智能化的機器人等,能夠為人們提供更加智能化的產品性能。從而,實現產品更好的發展。

(5)微型化機電一體化技術發展的新趨勢。新型化技術興起於20世紀80年代。目前,在機電一體化技術的發展中,微型化的特徵己經逐步顯現。例如,體積小、耗能低、運動靈巧的機電一體化產品在生物、軍事、醫療等方而都具有非常突出的優勢。因此,通過提高機電一體化產品的加工技術,使得產品更具優勢。例如超精密加工技術、刻光技術、蝕刻技術等等。

5結束語

綜上,機電一體化作為一門新興的學科,綜合了各項先進的新型技術,在科學技術的發展過程中通過不斷優化組織目標,合理配置,使得產品更具多功能化、多功能化。眾所周知,機電一體化技術包括:機械製造技術、信息處理技術、傳感器技術、自動控制技術、傳動技術等。運用一體化技術,可以使得產品操控更加智能化、採用分佈式控制實現生產最優化、有效實現資源共享多產品兼容、集成化程度高、實現生產交流傳動技術,提高產品的歡迎度。

因此,通過結合電子、光學、計算機、控制以及信息多個方而的學科而形成機電一體化技術具有良好的發展趨勢。從文章的分析中可以看見:機電一體化技術的光機電一體化、全系統化智能化、技術產品網絡化、微型機電化微型化、自律分配系統化、設計產品綠色化等發展趨勢明顯。在未來的發展過程中,機電一體化將運用較好的發展空間,在時代的要求下不斷呈現滿足人們需求的新產品。

參考文獻

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機電一體化技術論文 篇二

一、蘇州高企發展的現狀與特點

20xx年,蘇州市光電一體化技術領域內共有高企790家,其中規模以上(營業收入>20xx萬)的高企565家,佔比達71.5%;領域內全部高企營業收入合計1240億元,營業利潤126.5億元,淨利潤113.8億元;領域內高企全部科技項目內部投入合計65.75億元,擁有有效專利數25456件、發明專利4583件。蘇州市光電一體化技術領域的高新技術產業和企業發展呈現出以下特點:區域集聚明顯;技術領域突出;企業數量快速增長;技術能力不斷提升;整體市場萎縮,企業虧損面擴大。(一)區域集聚明顯。20xx年在蘇州各縣區的先進製造業高企的分佈中,工業園區和崑山佔比分別約21%、19%,是第一梯隊;張家港、高新區、常熟佔比分別為12%、11%、10%,是第二梯隊;吳中區、吳江區、相城區佔比在5%~8%之間,是第三梯隊。(二)技術領域突出。20xx年,在蘇州各縣區的先進製造業(高企數量790家,營業收入1240億元)的7個細分的技術領域中,以“先進製造技術設備”和“機電一體化機械設備”這2個技術領域為主,企業數量為367家和215家,比達到46.5%、27.2%,佔高企總數量的73.7%;營業收入分別是671.4億和336.5億元,佔比分別達到54.1%,27.1%,佔營業收入總數的81.3%。(三)企業數量快速增長。高企數量的快速增長説明大量的傳統企業通過轉型升級改造成高新技術企業。20xx~20xx年期間內,蘇州在光機電一體化領域內高企數量為608、684、790家,累計增182家高新技術企業,增長率達30%,其中規模以上高企數量分別為486、533、565家,增長率為16%。(四)技術能力不斷提升。專利是企業在市場競爭中的護城河,也是企業自主創新能力的核心指標。企業擁有的授權專利數量,特別是授權的'發明專利數量,可以充分體現出企業的技術創新能力。20xx~20xx年,蘇州在光機電一體化領域內的高企擁有的有效授權專利數量分別為1.45萬件、2萬件、2.55萬件,提升了76%,有效授權發明專利分別為2540件、3510件、4583件,也提升了76%。(五)整體市場萎縮,企業虧損面擴大。20xx年領域內全部高企的營收收入合計1240億元,較20xx年的1589億元下降了22%,這説明整個產業市場相對是在萎縮的。高企數量和專利數量的大幅提升與本行業高企的總營業收入的下降呈現出明顯的背離態勢,表明市場競爭更加劇烈。20xx~20xx年期間,光電一體化領域內高新技術企業虧損面擴大。3年期間,規模以下企業虧損率分別是38%、44%、53%,虧損率大幅提升。規模以上企業虧損率分別是9%、10%、12%,虧損率變化不大,基本走平。這表明企業規模越小,虧損率越高。

二、規模與技術對企業的意義

從營業利潤率和淨利潤率來看,規模以下企業隨着20xx年的市場萎縮,率先遭受經營上的困境,走向大幅虧損。與此相反,規模以上企業在3大利潤率上表現很平穩,基本未受到太大的衝擊。這説明企業規模的大小在抵禦市場風險的能力上是非常重要的因素。在營業利潤率方面,規模以上企業3年的數值分別是10.12%、11.27%、10.62%,基本保持不變;規模以下企業3年的數值是-6.3%、-5.78%、-14%,20xx年營業利潤率遭遇了比較明顯滑坡。在淨利潤率方面,規模以上企業3年的數值分別是9.25%、10.77%、9.75%,基本保持不變;規模以下企業3年的數值是-6.6%、-4.77%、-8.75%,20xx年淨利潤率也同樣呈現出明顯下滑的態勢。從企業的技術能力上看,20xx~20xx這3年期間,強技術企業的產品毛利率分別為28.35%、28.81%、27.3%;弱技術企業的產品毛利率分別是22.69%、24.24%、24%,強技術企業的產品毛利率明顯高於弱技術企業,這説明企業專利的技術“護城河”可以為企業產品的定價權提供有效的保障。出乎意料,無論是在20xx、20xx年,還是市場萎縮的20xx年,強技術企業在有效發明專利數量弱於技術企業的情況下,在毛利率有明顯優勢的條件下,強、弱技術企業3年平均營業利潤率為10.11%、10.58%,3年平均淨利潤率為9.66%、9.74%,強技術企業盈利能力反而略處下風,這種現象表明行業內的強技術企業的運營成本相對高。

三、推進光機電一體化高新技術企業發展的對策與建議

(一)政府應該支持、引導企業通過兼併、重組等方式做大規模。企業規模的擴大不僅可以增強抵禦市場風險的能力,降低企業虧損率,同時對穩定行業就業形勢,提升行業信心有着不可替代的作用。(二)企業在提升技術開發能力的同時,更要注重降低運營成本。企業技術能力的提升意味着產品毛利率的增加,與此同時企業做大規模,通過規模效應攤薄運營成本,提升企業的營業利潤率和淨利潤率,保持企業的發展後勁。從短期來看,引導企業做大規模是抵禦市場不利因素的首選方案;在鼓勵企業增強技術能力,提升產品毛利的同時,應注重降低運營成本,更好地發揮出高技術的競爭優勢。(三)進一步提升蘇州的區域產業創新生態系統。蘇州的區域創新要素之間還沒有建立起充分的有機聯繫、創新生態系統的融合效應尚未充分開發,企業創新活動大多為獨立開展,沒有呈現出規模集聚效應。蘇州的產業呈現出相當的集聚規模,要通過構建創新分工與協作網絡、完善制度安排,讓要素流動起來,通過創新生態系統的正式或非正式的合作與交流,實現產業提升的良性循環。

【參考文獻】

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機電一體化技術論文 篇三

摘要:隨着社會的發展,科技的進步,機電一體化技術在人們的日常生活中發揮着越來越重要的作用,並被應用在人們生活的方方面面,在現代工程機械的運用中發揮着越來越重要的價值。本文將對機電一體化技術在現代機械工程機械中的應用進行分析,指出其應用方式並對機電一體化技術進行應用展望,期望推動我國機械工程事業的發展與進步。

關鍵詞:機電一體化技術;現代工程機械;應用分析

當前,機電一體化技術雖然已經取得了很大的成果,但仍然有很大的應用空間,我們應該對其進行積極的探索與應用,從而讓現代工程機械事業更加發達。

1機電一體化技術在現代機械工程製造業領域的應用分析

1.1保障工程製造過程中的監控功能的使用

在現代機械工程製造的過程中,合理的應用機電一體化技術,可以保障工程製造過程中的監控功能的使用。在現代機械工程製造的過程中,如果遇到什麼問題,機電一體化技術可以及時做出警報,並且精確的確定好故障的位置,從而最大限度的降低損失。在現代機械工程製造業的運行過程中,機電一體化技術可以實行監控功能,並提高工程製造的工作效率,降低現代機械工程製造的應用和保護的成本,減輕人們維護工作的壓力。所以説,機電一體化技術保障了工程製造中的監控作用,保障了工作的運作效率和生產效率[1]。

1.2減少工程製造能源的浪費

由於工業流水線的緣故,現代機械工程製造業總會造成很大的能源浪費。在傳統的加工行業運作中,如果加工和製作的成本太昂貴,就不能夠得到合理的利潤,這對於製造行業的正常運行有很大的影響。如液壓挖掘機在工作時,其對於能源的利用率僅僅有百分之二十二,這極不利於我國能源事業的發展與進步,因此,節約能源是我們義不容辭的責任。日本在對小松挖掘機的應用過程中,應用了機電一體化技術,那麼它在挖掘時,工作效率提高了將近百分之二十。如此看來,機電一體化技術在現代機械工程的運用過程中,可以減少我國能源資源的浪費,同時,機電一體化技術還可以有效利用能源,從而提高各個產業的利潤效益。

1.3幫助工程製造實現半自動化和自動化作業

機電一體化技術在現代機械工程製造業的應用過程中,有兩方面的資金投入。一方面是機械和設備本身的製造和購買,另一方面是人工服務的資金。隨着機電一體化技術逐漸深入製造行業,很多機械和設備能夠實現自動化或者是半自動化,從而降低機械設備購買的成本,人工服務成本,減輕人們的工作壓力、並大大提高了工作的效率。比如説,在理清水泥混凝土攪拌的工程中,需要很精準的加工,我們就應用了機電一體化技術———電子機械稱量。如此一來,通過自動化的電子稱量,路面的平整度達到了最精準的標準,也提高了工作效率,減輕了人工的勞累程度和壓力。因此,機電一體化技術在現代工程製造行業的運行中,提高了工作的精準度和工作效率,促進了我國經濟科技事業的飛速發展與進步,有效造福了人們的生活[2]。

2現代工程機械中機電一體化的應用方式

2.1機電一體化技術在機牀中的應用

機電一體化技術在機牀中的應用中,最尋常的軟件是Z80-CPU,研發該軟件系統並沒有很大的難度,該軟件在數控機牀領域中也得到了廣泛應用。縱觀我國數控機牀的發展特點,其由很多先進技術所組成,然而在所有系統中,Z80-CPU的製作成本最低,並且也能促進工作的正常運行,所以順應了我國能源事業的發展需求。和其它相似的技術比較起來,利用這一技術可以有效的減少能源的浪費,並且降低能源污染,最最重要的,該系統非常的可靠穩定,可以讓後續的工作更加順利的進行[3]。數據機牀的現實應用中,對工作台和道具要有很精準的要求,因此,我們在應用機電一體化技術的過程中,首先要確保座標軸一定要是工作台和刀具的運行方向,也一定要確保插補功能的連續控制存在。機電一體化技術在數控機牀的應用過程中,一定要有效的發揮氟塑貼面導軌功能,導軌一定要是比較小的摩擦係數被很強的耐磨性,如此一來,數據機牀在運行的過程中才能高效的運作。如果沒有低速的狀態,數據機牀運行中的成本不高,如果反向運行,數據機牀運行中不僅有很強的穩定性,而且有較高的準確性。現在,有關我國數據機牀的主要傳動方式主要是滾珠絲槓復傳動。

2.2機電一體化技術在在自動化和半自動化作業中的應用

自動化和半自動化作業在運用於現代工程機械的過程中,不僅有效提升了工作效率,還降低了製作設備的成本,減輕了人們的工作量。與此同時,我們在現代機械工程製造業中,人為因素的誤差在逐漸減少,現實的生產也不再主要依靠人們的經驗。比如説,自動化和半自動化作業的功能,就應用於三菱企業的挖掘機中,在應用這一功能後,挖掘機實現了自動化或半自動化,工作者僅僅需要根據挖掘機的實際情況進行設計,而不用再動手操作,挖掘機會自動進行發送信號等進行工作。如此一來,自動化作業和半自動化作業可以讓很多領域的工作效率提高,有利於我國經濟和人才事業的發展與進步。

3機電一體化技術在現代工程機械中的應用展望

機電一體化技術在現代機械工程製造業的發展運用中,是工程機械製造業發展中的一項創新,與此同時,在創新的同時也讓我國的工程機械事業得到了發展與進步。和傳統的工程機械製造業相比,現代機械工程製造業運用了機電一體化技術,該技術不僅從外觀體積上對生產產品進行了改觀,同時也提升了生產的產品質量,提高了製造產品過程中的工作效率、大大減輕了工人的勞動強度,是傳統工程機械事業的一個重大突破。為了我國社會經濟、科技、醫療、人才等事業的發展與進步,機電一體化技術需要進行不斷的革新和改造,從而最大程度上滿足人們的需求[4]。

3.1微型化

機電一體化技術在現代工程機械的發展運用過程中,有一種微型機電一體化技術,該技術是我們研究的新興技術,是納米電子技術和機械技術的共同產物。運用微型機電一體化技術的。產品,它們的體積都少於1立方厘米,這種新型技術如今運用於許多領域,並且其發展的產品大多體積小,耗能低,並且高效運轉,可以為人們的生活帶來很大的便利。微型機電技術是非常重要的一種技術。當今社會,一些發達國家已經開始致力於研究微型化的機電一體化技術,並在不斷的進行創新與進步,他們結合納米基礎的電子技術和機械技術,從而創建了一系列微型化的機電一體化系統。利用微型化機電一體化技術,我們所生產的產品將會越來越小,這也會應用於我國的醫療事業和軍事事業等各個事業領域,同時這些體積頗小的產品也會革新並取代從前的產品在最大程度上減少能源的消耗,促進我國各個領域的發展與進步,從而造福全人類。

3.2智能化

隨着科技的發展與進步,現階段全球很多產品都實現了智能化。機電一體化技術在現代機械工程的發展運用過程中,我們的主要目標是讓該技術在理論方面得到實現,也就是説,相比較傳統技術,該技術更偏重智能化。在現如今的機電一體化技術的發展過程中,正在朝着探索人類智能模擬的方向發展,由此可見,機電一體化技術有十分美好的發展前景。當今社會,我們的日常生活發展都已經離不開智能自動化,比如説智能手機、自動取款機等等,智能化是機電一體化技術更好發展所必備的技能。當然,我們要想實現機電一體化技術的智能化,依然離不開理論基礎知識的支持,只有這樣,智能化才能更好的應用於機電一體化技術。在日常生活中,我們使用手機指紋解鎖,還有虹膜識別都是智能化運用在生產中的結晶。它可以通過真實的模擬人類的體觀和思想,從而提供人們所需要的。再比如説,我們居住樓的聲控燈、傳感器等,它們都是最真實、準確的智能化模擬人類,從而達到最終的有效目的。由此可見,在機電一體化技術應用於現代機械工程製造業的過程中,智能化的發展方向是造福人類的必經之路,其對於科學事業的發展也有着很大的意義。

4結束語

在我國當今社會的工業發展過程中,如果能合理的應用機電一體化技術,那麼我國的現代機械工程製造業一定能夠蓬勃發展,與此同時,也會帶動我國多個事業和領域的發展與進步。機電一體化技術有精準性、高效性、靈敏性等特點,可以保障工作質量,提高工作效率,減輕人們的勞動強度,機電一體化技術可以説是我國發展事業過程中的一項很大的創新。對於全體公民來説,都有責任和義務去努力學習科學文化知識,掌握有關機電一體化的基礎理論知識,開拓創新,從而增強我國的經濟實力,帶動我國經濟的快速發展和進步。

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機電一體化技術論文 篇四

摘要:作為機電一體化系統工作中關鍵性技術,傳感器與檢測技術在機電系統化運行中具有至關重要的作用。如果沒有傳感器核心檢測系統,那麼機電一體化無法實現自動檢測以及自動控制。本文分別從汽車、機器人、機械等角度着手,分析傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用,為提升機電一體化檢測有效性以及控制有效性打下良好的基礎。

關鍵詞:傳感器與檢測技術;機電一體化;系統;汽車;機器人;機械

1前言

傳感器與檢測技術在機電一體化系統中具有不可替代的作用。利用傳感器與檢測技術能夠及時檢測系統特徵和系統狀態,同時也能夠為待測系統提供必要性信息。所謂機電一體化系統,實際上就是有效結合機械與電子,利用多學科的集成技術來設計出製造系統以及製造產品,提升產品更新換代有效性,實現機電一體化系統智能化以及有效性,利用傳感器與檢測技術能夠有效轉化温度、速度以及流量等物理量,轉換成為對應電信號,做好點信號標度變化等工作,進而能夠有效滿足機電一體化系統對於信息快速化以及可靠性的需求,加大資金投入,提升傳感器與檢測技術控制效率。

2傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用

2.1傳感器與檢測技術在汽車行業機電一體化中的應用

新型技術以及傳感技術日漸發展促使現代汽車工業進入到新型時代,汽車機電一體化發展取代了傳統機械化控制部件,實現了自動化控制。實際上,不僅汽車發動機中應用了自動化控制技術,汽車其他部件也應用了大量檢測技術以及控制技術。將傳感器應用於汽車發動機中,能夠應用多類別傳感器裝置,傳感器與檢測技術利用電子控制單元來有效掌握髮動機實際工作狀況,進而精確控制發動機實際工作狀態,有效提升發動機實際工作性能。在汽車重點控制部分,主要應用了温度傳感器、曲軸位置傳感器以及壓力傳感器等等,對改善汽車性能具有非常重要的作用,為人們提供個性化服務,有效增強汽車行駛安全性。例如,目前汽車都配備了專業的導航系統,利用汽車導航系統能夠促使駕駛員掌握前方建築物、車輛狀態,實際上,不僅應用了GPRS的定位系統,還應用了傳感器與檢測技術,利用傳感器能夠有效感知一定距離物質運動的狀態,這樣能夠給予駕駛員更加準確的提示,促使駕駛員瞭解車輛行駛軌跡以及車輛行駛中的阻礙物,這樣能夠為汽車行駛安全提供有效保障。

2.2傳感器與檢測技術在機器人機電一體化系統中的應用

在實際工作過程中,工業機器人之所以能夠準確運行,主要是由於機器人身上具備傳感器,這樣能夠有效感受自身狀態,同時還能夠有效掌握操作對象狀態、工作環境狀態等等,利用內部傳感器來有效獲取位置信息、速度信息以及位移信息等等,利用外部傳感器能夠有效感知外部環境、操作對象,通過內部傳感器與外部傳感器有效結合為機器人提供有效反饋信息,進而協助機器人能夠更加順利完成工作。由於機器人關節中安裝了大量光電開關、微動開關等多形式傳感器,利用傳感器與檢測技術能夠有效檢測機器人極限位置以及零位,進而有效保護機器人安全動作,為機器人軌跡精度、重複定位精度等提供保障。由於機器人關節安裝了位移性質傳感器,對機器人位置移動、位置工作具有非常重要的作用。在機器人抓手位置、手腕位置等都安裝了觸覺傳感器,利用觸覺傳感器能夠促使機器人準確定位對象位置,進而利用抓手傳感器來抓取對象物體。

3傳感器與檢測技術在機械加工機電一體化系統中的應用

機械加工機電一體化系統中,傳感器與檢測技術具有非常重要的作用。在開展機械加工工作之前,需要自動檢查加工設備以及配件,這樣能夠保證機械加工運行有效性,諸如,自動調整以及判斷配件夾持位置,同時確定上牀之後裝夾夾緊力大小以及變形情況。在完成機械加工之後,還需要檢測工件是否合格,測量工件尺寸、工件粗糙度、工作形狀、工件位置公差等等。例如,完成螺紋、齒輪等工件加工,需要及時檢測工件齒距、工件節距半徑、工件螺距、工件導程等等,這樣能夠自動進行檢測工作,還能夠將檢測結果有效輸入到下一道工序。在機械加工過程中,為了能夠保證精密產品合格率,在實際加工過程中需要不斷收緊加工條件,有效工作工件加工切削速度、切削扭矩、工件壓力等等,有效調整和檢測各項數據,保證機械加工能夠達到最佳狀態。在機械切削工作過程中,傳感器與檢測技術在其中具有非常重要的`作用,有利於優化切削生產力以及材料切除率,進而優化實際製造成本。此外,利用傳感器與檢測技術能夠有效確定切削力變化、顫振以及切削過程等等,保證加工精度,為機械加工設計以及切削工作提供精確切削數據,為刀架結構以及刀架材料提供重要依據。

4結語

工業自動化日漸發展促使其不斷提升自動檢測系統要求,這就需要重視傳感器與檢測技術分析工作,實現瞬時檢測傳感器與連續檢測傳感器相兼容,實現傳感器與檢測技術智能化發展。在工業發展過程中,需要結合實際需求來重視新型傳感器開發工作,不斷擴大傳感器性能以及傳感器使用範圍,促進傳感器集成化、小型化發展,提升機電一體化系統工作效率,為機電一體化系統順利運行提供保障。為了促使機電一體化系統能夠獲取更加準確信息,需要積極引進先進傳感器與檢測技術,提升信息獲取與信息傳播的有效性。

參考文獻:

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機電一體化技術論文 篇五

摘 要 討論了機電一體化技術對於改變整個機械製造業面貌所起的重要作用,並説明其在鋼鐵工業中的應用以及發展趨勢。

關鍵詞 機電一體化 技術 應用

1 機電一體化技術發展

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合,其發展和進步有賴於相關技術的進步與發展,其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷髮展的數控機牀和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與製造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成製造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便於遠程操作、診斷和修復。

1.2 智能化

即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機牀上增加人機對話功能,設置智能I/O接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨着模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開闢了廣闊天地。

1.3 模塊化

由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研製和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項複雜而有前途的工作。如研製具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣,在產品開發設計時,可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

1.4 網絡化

由於網絡的普及,基於網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品,現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家裏可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

1.5 人性化

機電一體化產品的最終使用對象是人,如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,機電一體化產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來説還是一種藝術享受,如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

1.6 微型化

微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。微機電系統(Micro Electronic Mechanical Systems,簡稱MEMS)是指可批量製作的,集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源等於一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研製出第一個醫用微探針,1988年美國加州大學Berkeley分校研製出第一個微電機以來,國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展,開發出各種MEMS器件和系統,如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器),各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等)。

1.7 集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與複合,又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率,應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次,使系統功能分散,並使各部分協調而又安全地運轉,然後再通過軟、硬件將各個層次有機地聯繫起來,使其性能最優、功能最強。

1.8 帶源化

是指機電一體化產品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由於在許多場合無法使用電能,因而對於運動的機電一體化產品,自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。

1.9 綠色化

科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的後果。所以,人們呼喚保護環境,迴歸自然,實現可持續發展,綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、製造、使用和銷燬時應符合環保和人類健康的要求,機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境,產品壽命結束時,產品可分解和再生利用。

2 機電一體化技術在鋼鐵企業中應用

在鋼鐵企業中,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來,採用組裝合併方式,為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件,增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用於以下幾個方面:

2.1 智能化控制技術(IC)

由於鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點,傳統的控制技術遇到了難以克服的困難,因此非常有必要採用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等,智能控制技術廣泛應用於鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面,如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、鍊鋼---連鑄---軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。

2.2 分佈式控制系統(DCS)

分佈式控制系統採用一台中央計算機指揮若干枱面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分佈式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨着測控技術的發展,分佈式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制,而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散,故障影響面小,而且系統具有連鎖保護功能,採用了系統故障人工手動控制操作措施,使系統可靠性高。分佈式控制系統與集中型控制系統相比,其功能更強,具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統的主要潮流。

2.3 開放式控制系統(OCS)

開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味着對一種標準的信息交換規程的'共識和支持,按此標準設計的系統,可以實現不同廠家產品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯,實現控制與經營、管理、決策的集成,通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯,實現測量與控制一體化。

2.4 (CIMS)

鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體,用以實現從原料進廠,生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化,但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理,難以適應現代鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產,質優價廉,及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存,加速資金週轉,實現生產、經營、管理整體優化,關鍵就是加強管理,獲取必須的經濟效益,提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現CIMS化。

2.5 現場總線技術(FBT)

現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。採用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4~20mA,DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表,如智能變送器、智能執行器、現場總線化檢測儀表、現場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現場就地控制站等的發展。

2.6 交流傳動技術

傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨着電力電子技術和微電子技術的發展,交流調速技術的發展非常迅速。由於交流傳動的優越性,電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動,數字技術的發展,使複雜的矢量控制技術實用化得以實現,交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用户的歡迎,應用不斷擴大。

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