高级机电0801机电一体化高福利.docx
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高级机电0801机电一体化高福利
燕山大学
毕业设计（论文）
略论机电一体化的发展及应用
学院燕山大学
年级专业2009级机电一体化
学生姓名高福利
指导教师
专业负责人
答辩日期
燕山大学毕业设计（论文）任务书
学院：
燕山大学教研室：
学
号
学生
姓名
高福利
专业
班级
2009级
机电一体化
课
题
题目
略论机电一体化的发展及应用
来源
题目自拟
主
要
内
容
本文概述了机电一体化的发展历程,着重论述了机电一体化的应用对人类发展的重要性与未来发展的必然性。
并对机电一体化的发展前景作了探讨。
基
本
要
求
根据所学知识及查阅的相关参考资料，对机电一体化的发展应用进行评述，并对其前景做一概述。
参
考
资
料
[1]李建勇《机电一体化技术》；北京科学出版社。
[2]李运华《机电控制》；北京航空航天大学出版社。
[3]石祥钟《机电一体化系统设计》；化学工业出版社。
周次
1—4周
5—8周
9—12周
13—16周
17—18周
应
完
成
的
内
容
构思选题
对搜集资料进行汇总并筛选
拟定论文草稿
对草稿进行修改
论文正式定稿并提交
指导教师：
教研室审批：
摘要
机电一体化是多学科的交叉综合的复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。
随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速发展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。
本文简述了对机电一体化技术的认知，并对其发展应用进行探究。
关键词 机电一体化；发展；技术；应用；
目录
摘要I
第1章绪论1
1.1课题背景1
1.1.1机电一体化的概要1
1.1.1.1机电一体化的介绍..............................................................1
第2章机电一体化技术的应用1
2.1机电一体化技术的应用1
第3章机电一体化技术的发展趋势1
3.1机电一体化技术的发展趋势1
结论2
参考文献3
附录14
附录25
致谢6
第1章绪论
1.1课题背景
机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。
机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。
随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。
现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
1.1.1机电一体化的概要
机电一体化是指在机构的主体功能、动力功能、信息处理功能、控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来构成系统的总称。
机电一体化发展至今已成为一门有着自身体系的新型学科，并将随着科学技术的发展，被赋予新的内容；但其基本特征可概括为：
机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术、软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。
由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
因此，机电一体化涵盖技术和产品两个方面。
只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的综合技术，而不是机械技术、微电子技术、其它新技术的简单组合拼凑。
这是机电一体化与机械加电气的机械电气化在概念上的根本区别。
机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体现。
但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，例如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。
1.1.1.1机电一体化的介绍
（1）定义
机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。
是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，中国机电设计迈入PLM全新阶段，正挑战着前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有CAMELVIEW能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国iXtronicsGmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，CAMELVIEW作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。
（2）介绍
研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。
俗称机电一体化。
机械电子学（mechatronics）是由机械学（mechanics）和电子学（electronics）两个词结合而成的新词。
其全称为机械电子工程学，英语为mechanicalandelectronicalengineering。
机械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为一体，实现整个系统的最优化。
机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。
机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。
较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件,利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能,使机械系统增加柔性。
典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。
机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。
第2章机电一体化技术的应用
2.1机电一体化技术的应用
在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。
先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。
现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。
近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
在饮料行业中的应用
机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。
机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。
不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。
可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。
在钢铁企业中的应用
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。
现场总线技术（FBT）现场总线技术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。
交流传动技术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。
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。
开放式控制系统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。
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。
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。
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。
第3章机电一体化技术的发展趋势
3.1机电一体化技术的发展趋势
智能化：
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。
人工智能在机电一体化建设研究中得到日益重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
这里所说的智能化是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求达到更高的控制目标。
诚然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。
但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能的和必要的。
模块化：
模块化是一项重要而艰巨的工程。
由于机电一体化产品的种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂和非常重要的事。
例如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。
若能利用标准单元迅速开发出新产品，也可扩大生产规模。
但这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。
由于利益冲突，近期很难制定国际或国内的标准，但可通过组建一些大企业逐渐形成。
显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
网络化：
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。
网络技术的兴起和发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、人们日常生活，都带来了巨大变革。
各种网络将全球经济和生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。
机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。
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已成大势，利用家庭网络，将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利和快乐。
因此，机电一体化产品无疑应朝着网络化方向发展。
微型化：
微型化兴起于20世纪80年代末，机电一体化有向微型机器和微观领域发展的趋势。
国外称其为微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。
微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有显著优势。
微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术（即超精密技术），它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
绿色化：
工业的发达给人们生活带来巨大变化。
一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。
于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然；绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。
绿色产品在其设计、制造、使用、销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。
设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。
机电一体化产品的绿色化，主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。
系统化：
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。
系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。
表现特征之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。
未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：
（1）机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。
（2）模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。
事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
结论
综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，科学技术的发展，使各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展前景也将越来越广阔。
随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献
李建勇《机电一体化技术》；北京科学出版社。
李运华《机电控制》；北京航空航天大学出版社。
石祥钟《机电一体化系统设计》；化学工业出版社。
附录1
附录2
致谢
此次论文写作的过程中得到了其他老师及同学的指导与帮助，在此对他们表示衷心的感谢。
感谢程老师在此次论文的写作过程中为我提供的帮助。
最后感谢学院和专业对我们的严格要求，使我们在毕业过程中收获颇丰。
燕山大学毕业设计（论文）评审意见表
指导教师评语：
成绩：
指导教师签字：
年月日
评阅人评语：
成绩：
评阅人签字：
年月日
燕山大学毕业设计（论文）答辩委员会评语表
答辩委员会评语：
总成绩：
答辩委员会主席签字：
年月日
个人简介
姓名：
高福利
性别：
男
政治面貌：
团员
出生年月：
1988年11月25日
班级系别：
电气系高级机电0801
本人是一名应届毕业生，函授于燕山大学，机电一体化专业。
光阴荏荏，四年的大学生活即将过去。
在菁菁校园中，老师的教诲，同学的友爱以及各方面的熏陶，使我获得了许多知识，懂得了许多道理。
为了更好地适应社会的需要，我在掌握好学校课程的前提下，充分利用课余时间，阅读了大量的课外读物，拓宽了自己的知识面。
本人性格活泼开朗、工作认真仔细、具有很好的亲和力，善于与人沟通、而且爱好广泛，喜欢不断创新、追求新事物。
我的格言是：
人生须臾，追求无终尽！
在学习中，我会把知识的渴望当成我不断的追求，并且我要不断进步，因为我只是社会中那么不起眼的一粒沙子，我会努力修正我的一切弊端，将不利改为有利。
本人富有团队精神，有较强的组织能力和沟通能力。
在校期间学习刻苦努力，积极参加学校组织的各项活动，团结同学，有耐心，乐于帮助他人，深受老师和同学的好评！
暑假期间曾在机加工工厂中学习过车床技术、维修电工、钳工，通过努力学习更好锻就了自己吃苦耐劳的精神和自主学习能力。
在北京博雅创新科技发展有限公司担任过销售业务员，虽然时间只有短短的有限时间，但是却让我受益匪浅，全方面的培养了自己的组织沟通能力、不断创新思维和谦虚谨慎的对工作负责态度。
相信在今后的学习生活和工作中，我会脚踏实地的去实现自己的人生目标！
专业知识：
MCS-51系列单片机原理及接口技术PLC变频技术电机与变压器
电子技术基础维修电工技能训练液压传动与气动技术交流调速系统
英语水平：
计算机水平：
社会实践：
维修电工钳工车工销售
曾任职：
获奖情况：
高级技工证中级技工证特种工证普通话二级甲等证书
全国太极拳比赛三等奖技能大赛太极拳比赛三等奖全国太极扇比赛三等奖
毕业走向：
向有关机电一体化的方面发展
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