专科总结报告综述.docx

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专科总结报告综述

西南交通大学网络教育专科

总结报告

学习中心：

深圳圆梦学习中心

专业：

机电一体化

学号：

姓名：

贵行涛

西南交通大学网络教育学院制

二〇一五年十一月二十日填写

承诺

一、本报告是本人独立完成；

二、本报告没有任何抄袭行为；

三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消

本人答辩（评阅）资格。

承诺人：

年月日

摘要：

迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。

在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，并以蓬勃的生机向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。

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。

机电一体化应用及发展趋势

题目：

机电一体化技术应用

1机电一体化技术发展方向

　　机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

1.1数字化

　　微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。

数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。

数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

1.2智能化

　　即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。

例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。

随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

1.3模块化

　　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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。

如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。

这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

1.4网络化

　　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，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

1.5人性化

　　机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6微型化

　　微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。

微机电系统（MicroElectronicMechanicalSystems，简称MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。

1.7集成化

　　集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。

为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。

首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

1.8带源化

　　是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。

由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。

带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

1.9绿色化

　　科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。

所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。

绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。

在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

2机电一体化技术在钢铁企业中应用

　　在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。

机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

2.1智能化控制技术（IC）

　　由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。

智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2分布式控制系统（ＤCS）

　　分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。

分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。

利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。

随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。

不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。

ＤCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。

ＤCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。

分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。

是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3开放式控制系统（OCS）

　　开放控制系统（OpenControlSystem）是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。

“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。

开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

2.4计算机集成制造系统（CIMS）

　　钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。

未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。

为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。

美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

2.5现场总线技术（ＦBT）

　　现场总线技术（ＦieｄBusTechnology）是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。

采用现场总线技术取代现行的信号传输技术（如4～20mA，ＤC直流传输）就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。

现场总线的引入导致ＤCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC（ProgrammableLogicController）和现场就地控制站等的发展。

2.6交流传动技术

　　传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。

随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。

由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。

现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。

交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

3、机电一体化技术的主要应用领域

3.1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:

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

3.2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。

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。

3.3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,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

3.4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。

参考文献

1杨自厚．人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[Ｊ]．冶金自动化，1994（5）

2唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[Ｊ]．冶金自动化，1996（4）

3唐怀斌．工业控制的进展与趋势[Ｊ]．自动化与仪器仪表，1996（4）

4王俊普．智能控制[M]．合肥：

中国科学技术大学出版社，1996

5林行辛．钢铁工业自动化的进展与展望[Ｊ]．河北冶金，1998

（1）

6殷际英．光机电一体化实用技术[Ｍ]．北京：

化学工业出版社，2003

7芮延年．机电一体化系统设计[Ｍ]．北京：

机械工业出版社，2004．

致谢

在完成本篇毕业报告的过程中，本人得到了许多老师和同学们的帮助，是他们为此付出了心血和精力，在此请允许我向他们表示最衷心的感谢！

首先，我要感谢我的导师XXX先生。

本篇报告从提纲到初稿乃至成稿，都经过他精心的指导和修改，提出了严格的要求和许多宝贵的意见。

可以说，我的整篇报告凝聚着他的心血。

其次，我要感谢教学中心的老师。

是他们对报告选题、选材、编写格式等方面给予了细心的指导，使本人的毕业报告设计得以有条不紊地进行。

最后，我要感谢所有参考文献的作者。

我报告是建立在他们研究基础上的，是他们如此优秀与有益的成果，使我的报告增色。

总结报告成绩

总结报告成绩：

教师签名：

年月日

学习中心审核意见

签字（盖章）

年月日

备注

说明：

总结报告成绩均按合格和不合格两级记分