机电一体化技术的应用与设计论文

机电一体化技术的应用与设计 专业:机电一体化技术学号:********** 学生姓名:****** (指导教师:***) 摘要:机电一体化是在科学技术飞速发展的潮流下产生的,是工业科技的重要组成部分,具有多功能、低能耗、高效率的特点。本文将从机电一体化技术的主要概念、现状、发展趋势以及主要应用几个方面来分析介绍。 关键词:机电一体化;现状;技术应用 1.绪论 随着科学技术的飞速发展,机械化设备不断的发生着变革,人工智能的技术手段提高了工作效率,解放了生产力,为人们的生活带来方便。机电一体化就是在计算机技术不断地发展背景下产生的,是机械和微电子技术结合的产物,现在社会中使用的大部分自动化生产设备都是机电一体化设备,它已经深入了人们的生产和生活,可以说现代信息化生活中人们已经离不开机电一体化设备了。 2.机电一体化的应用与设计 2.1 机电一体化技术的概念 机电一体化又称机械电子学,是结合电子技术、机械技术、微电子技术、信号变换技术、传感器技术、接口技术等多种技术为一体的高新技术,并在实际的生活中得到充分利用的技术,现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备,比如:数控机床、工业机器人、办公自动化、视觉传感式变量喷药系统、汽车电喷系统、生产流水线、全自动洗衣机、打印机复印机、电梯等,均与人们的生活息息相关。 机电一体化在工作中的运用,整体上来说是解放了人,它不仅减少人的体力工作,而且与人工操作、手工进行相比,结果会更精准、效果会更好。 2.2 机电一体化在我国的发展现状: 我国是在上世纪80年代改革开放后开始进行机电一体化方面的研究,相对外国先进的发达国家来说,起步晚,发展时间短,人才短缺。目前,我国有大量的机电一体化设备的应用,虽然高精的设备主要来源还是通过进口,但是,整体来看,我国的机电一体化发展速度很快,与国外科技发达国家相比虽然有很大差距,但这种差距正在以飞快的速度缩小。 传统的机器设备不仅机器落后,使用起来效率不如机电一体机高;传统的手工劳作不仅需要大量的劳动力,而且还是高耗能、高污染的低技术含量机器设备,不符合可持续发展的现代化市场要求。但是,我国的传统工业工作量大,设备多,劳动力也多,目前还不能不考虑资金、操作技术人员、原有工人安排等因素的存在,直接将原有的落后机器全部换成机电一体化的设备,这需要一个逐渐替换的过程,需要慢慢的进行结构的转型和人才的培养。 2.3 机电一体化的发展趋势 机电一体化是机械、电子、信息等多种学科的交叉融合,它的发展和进步是科学技术发展的结果和表现,同时也会给相关的科学技术带来发展。它的发展趋势主要有: 2.3.1 智能化 智能化是机电一体化的主要特点,也是不断追求的目标,技术越发达,智能化程度越高,高性能、微处理,完成人的局限内不能完成的工作为人们的生产带来便利。 2.3.2 网络化 网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产和人们的日常生活都带来了重大的变化,基于网络的各种远程控制和监视技术就是在这种背景下产生,并有不断发展和完善的趋势。 2.3.3 微型化 微型化是精加工技术发展的必然,也是提高工作效率的需要,机电一体化产品生产的零件尺寸小,多是人工无法完成的产品,如尺寸在1毫米以下,并向微米、纳米级发展,是小型化的发展方向。 2.3.4 环保化 过去的工业革命给人们的生活带来了重大的变化,但同样也给生态环境带来了严重的破坏,信息革命时代,人们的思维发生了转变,提倡保护环境和资源,机电一体化也要注意这个方向,设计出更加环保、低能耗、高效率的一体化设备和系统。 2.4 机电一体化的应用 机电一体化应用范围广,工作起来效率高,在众多的领域都可以找到它的存在,在我国,机电一体化主要有几个方面的应用,数控车床、煤矿机械、柔性制 造系统等。 2.4.1 数控车床 数控车床,是机械加工行业的新秀,顾名思义,它是用数字指令来实现机械的加工制造,经过多年的发展,现在已经基本趋于成熟,它精度高、效率高,而且具有可复制性,按照图纸的标准和形状设置好指令后,可以自动精准的批量生产。过去的手工操作时期,工人根据图纸的要求进行操作,需要凭借自己的眼睛来衡量操作的准确性,但是,人的视觉是有局限的,不能精准到最小的范围,机电一体化却可以精准到纳米这个微小单位。 目前我国使用的数控机床大多是多个系统操控下共同来完成的,功能强大,结构紧凑,数控车床相比于其它普通车床来说,能够做到精确化、智能化,动态仿真、在线诊断、模糊控制等功能,极大地的丰富了数控系统的功能,提高了产品的质量,更好的满足人们的要求。数控车床主要工作对象是不锈钢、合金、铜铁、亚克力、塑胶等,根据不同的要求,通过钻孔、线切割、精铳等加工成不同形状的零件和模型。 2.4.2 煤矿机械 煤矿机械领域是机电一体化技术广泛使用的领域之一,煤矿机电一体化是将计算机、机器人等技术结合,我国最早的采煤机是在1992年与波兰公司合作开发的,经过了这些年,通过不断地努力和合作,研发出了很多更先进的技术,使我国的电牵引煤矿电控系统更加的完善。 在上世纪我国开始重视机电一体化在矿井中的作用开始,国家组织人员向外国进行考察,并引进了一批最早的安全监控系统,在使用的同时,技术人员通过不停的探索和发展,研究出了适合我们实际情况的安全监控系统,经过三十多年的变化,目前拥有多家可以独立研发生产安全监控系统的公司,而且这些国人自制的安全系统无论在稳定性还是可靠性上都具有较大的进步,基本跟上了先进国家的水平,适合我国的国情和需要。 矿井提升机可算是机电一体化在矿井中运用最得意的一项技术,它实现了全数字化的提升,简化了电气的安装,硬件配置简单,零件少,兼容性高,启动快,还能瞬间提速,软件的控制也很方便。我国研发的提升机控制系统非常的方便和安全,比如变频交流提升机,该系统可以使用2台计算机装置,这两台机器拥有自己独立的数据处理系统外,它们还可以同步工作、互相检测。 2.4.3 柔性制造系统 英文简称是FMS,是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成,能适应加工对象变换的自动化机械制造系统,包括计算机、数控机床、料盘、机器人、自动搬运车、自动化仓库等组成部分,此系统有三个类型:柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动生产线。它按照成组的加工对象确定工艺过程,选择相适应的数控加工设备和工件、工具等物料的储运系统,并由计算机进行控制,所以能自动调整并且实现一定范围内的多种工件的成批高效生产,并能及时地改变产品以满足市场需求。 2.4.4 交流传动技术 交流传动技术一般包括两大类:同步交流电机控制和异步交流电机控制,它具有良好的牵引和制动性,黏着力强,目前我国的动车组和磁悬浮列车几乎都是采用的交流传动技术,交流传动技术之所以能快速的发展,主要原因就是交流传动系统的优越性,备受各界的好评。比如动车运行控制系统,它就是由地面设备、车载设备、信息传输设备组成,是一项将通信技术、计算机技术、控制技术为一体的机电一体化系统。 3.结语: 机电一体化是时代的产物,是生产力的集中表现,随着科学技术的发展,我国的机电一体化技术会越来越成熟,前景也会越来越广阔,将会不断的给人们的生产和生活带来方便和进步。 参考文献: [1]门伟.浅谈机电一体化[J].民营科技,2012(10) [2]李建蓉.以学生自主能动性学习为目的的教学方式探讨[J].科技创新与应用,2012(11) [3]王婷马维苏红磊殷正行.浅谈高职“工学结合”教学模式的改革――以宁夏机电一体化专业为例[J].中小企业管理与科技,2012(28) [4]杨晶.CAS2000V整合型变电站自动化系统的应用[J].科技信息,2012(31) 致谢: 本论文是在我的导师廖念禾的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到论文的最终完成,廖老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持,在此谨向廖老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。