畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-淺談機(jī)電一體化技術(shù)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>  畢 業(yè) 論 文 題 目</p><p>  淺 談 機(jī) 電 一 體 化 技 術(shù)</p><p><b>  摘 要</b></p><p>  現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的

2、技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階。</p><p>  本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展與應(yīng)用。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀,分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。作為機(jī)電系的一名學(xué)生,將來工作學(xué)

3、習(xí)都會以機(jī)電為主,所以必須掌握好各種機(jī)電的專業(yè)知識。我會本著認(rèn)真的態(tài)度對待專業(yè)課的學(xué)習(xí),提高自己的專業(yè)素養(yǎng),接下來我將介紹一下我對機(jī)電一體化技術(shù)的認(rèn)識。</p><p>  關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化、技術(shù)、應(yīng)用、發(fā)展</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  第1章 緒論1</b></

4、p><p>  1.1.本論文的背景和意義1</p><p>  1.2.本論文的主要方法和研究進(jìn)展1</p><p>  1.3.本論文的主要內(nèi)容2</p><p>  1.4.本論文的結(jié)構(gòu)安排3</p><p>  第2章 機(jī)電一體化概要4</p><p>  第3章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)

5、展 5</p><p>  3.1.數(shù)字化  5</p><p>  3.2.智能化 6</p><p>  3.3.模塊化 6</p><p>  3.4.網(wǎng)絡(luò)化 6</p><p>  3.5.人性化 7</p><

6、;p>  3.6.微型化 7</p><p>  3.7.集成化 7</p><p>  3.8.帶源化 8</p><p>  3.9.綠色化 8</p><p>  3.10.系統(tǒng)化8</p><p>  第4章 典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢 9&

7、lt;/p><p>  4.1.數(shù)控機(jī)床 9</p><p>  4.1.1.高速化 9</p><p>  4.1.2.高精度化 9</p><p>  4.1.3.復(fù)合加工,新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn) 9</p><p>  4.1.4.使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎

8、添翼 ”10</p><p>  4.1.5.數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理 10</p><p>  4.2.自動機(jī)與自動生產(chǎn)線 10</p><p>  4.3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 10</p><p>  4.3.1.光機(jī)電一體化方向 11</p><p&

9、gt;  4.3.2.柔性化方向11</p><p>  4.3.3.智能化方向 11</p><p>  第5章  機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用 12</p><p>  5.1.智能化控制技術(shù)(IC)  12</p><p>  5.2.分布式控制系統(tǒng)(DCS)

10、60; 12</p><p>  5.3.開放式控制系統(tǒng)(OCS)  12</p><p>  5.4.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)  13</p><p>  5.5.現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)  13</p><p>  5.5.1.現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò) 13

11、</p><p>  5.5.4.通信線供電 14</p><p>  5.6.交流傳動技術(shù) 14</p><p>  第6章 機(jī)電一體化技術(shù)在軋鋼廠中的應(yīng)用 15</p><p>  6.1.什么是軋鋼 15</p><p>  6.2.軋鋼生產(chǎn)過程極其制定 

12、15</p><p>  6.3.鋼的軋制 15</p><p>  第7章 機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用 17</p><p>  7.1.網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人技術(shù)17</p><p>  7.2.虛擬機(jī)器人技術(shù)17</p><p>  7.3.多智能體協(xié)調(diào)控制技術(shù)18</p>

13、<p>  7.4.微型和微小型技術(shù)18</p><p>  7.5.軟機(jī)器人技術(shù)18</p><p>  7.6.新型機(jī)構(gòu)、新型控制器、新型傳感器及體系結(jié)構(gòu)的研究18</p><p>  第8章 機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用 19</p><p>  8.1.儀表電子化19</p><p&g

14、t;  8.2.儀表指示形式將演變成計(jì)算機(jī)終端顯示器19</p><p>  8.3.儀表功能拓寬19</p><p>  8.4.儀表將廣泛應(yīng)用于電光學(xué)技術(shù)20</p><p>  第9章 我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)21</p><p>  9.1.我國“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢21</p><p

15、>  9.2.我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)21</p><p>  第10章 我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對策23</p><p>  10.1.加強(qiáng)統(tǒng)籌安排,協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃23</p><p>  10.2強(qiáng)化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用。23</p><p>  10.3.優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度23</p>&l

16、t;p>  10.4.突出發(fā)展重點(diǎn),兼顧“兩個(gè)層次”24</p><p><b>  結(jié)論25</b></p><p><b>  致謝26</b></p><p><b>  參考文獻(xiàn)27</b></p><p>  (著作圖書文獻(xiàn))27</p>

17、<p> ?。ㄆ渌鈦碣Y料文獻(xiàn))27</p><p><b>  第1章 緒論</b></p><p>  1.1.本論文的背景和意義</p><p>  背景:大學(xué)即將畢業(yè),在大學(xué)學(xué)了三年的機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)知識,感受到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,并導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由

18、于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段,所以要對專業(yè)的深入議論。</p><p>  目的:綜合三年來機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程的重要依據(jù),總結(jié)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果,鍛煉和開發(fā)的綜合運(yùn)用能力,對相關(guān)課程的知識撰寫。</p>

19、<p>  意義:必須明確,“機(jī)電一體化”具有“技術(shù)”與“產(chǎn)品”兩方面的內(nèi)容。機(jī)電一體化技術(shù)主要指其技術(shù)原理和機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機(jī)電一體化產(chǎn)品主要是指機(jī)械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,從而賦予新功能和性能的新一代產(chǎn)品。</p><p>  1.2.本論文的主要方法和研究進(jìn)展</p><p>  理論依據(jù):現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)

20、科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。</p><p>  研究方法:復(fù)習(xí)整理三年專業(yè)書籍,將在學(xué)校圖書館借閱大量于之有關(guān)的資料,來吸收相關(guān)的知識,利用當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)資源廣泛收集

21、有用的資料,通過社會調(diào)查和人際交往來獲取有關(guān)信息。</p><p>  研究內(nèi)容:機(jī)電一體化技術(shù)在儀表、機(jī)械、汽車、通訊、電站、冶金、化工及軌道車輛等行業(yè)中的應(yīng)用、技術(shù)、、發(fā)展。</p><p>  1.3.本論文的主要內(nèi)容</p><p>  “機(jī)電一體化”是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)

22、成的系統(tǒng)的總稱。 </p><p>  機(jī)電一體化發(fā)展至今已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,并且伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高

23、質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。 </p><p>  因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是,機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。

24、機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。</p><p>  1.4.本論

25、文的結(jié)構(gòu)安排</p><p>  綜合三年來所學(xué)所有相關(guān)課程的知識撰寫。</p><p><b>  要求:</b></p><p>  1.敘述機(jī)電一體化的內(nèi)容、作用。</p><p>  2.機(jī)電一體化技術(shù)核心與相關(guān)支撐技術(shù)</p><p>  3.機(jī)電一體化的構(gòu)架等</p>&

26、lt;p>  4.機(jī)電一體化技術(shù)典型應(yīng)用實(shí)例</p><p><b>  5.總結(jié)</b></p><p>  第2章 機(jī)電一體化概要</p><p>  機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。 機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身

27、體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個(gè)

28、機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。 </p><p>  因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是,機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中

29、的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。</p><p>  第3章機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展 </p><p>  “機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世

30、紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及70年代,人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用,近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。 </p><p>  80年代,信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高,為更高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用,典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后,使機(jī)械—電子系統(tǒng)在高度

31、控制、排氣控制、振動控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。 </p><p>  信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫,連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣,對機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外,光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化,產(chǎn)生了“光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。 </p><p>  進(jìn)入90年代,通信技術(shù)進(jìn)入了

32、機(jī)電一體化,機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展,和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合,開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后,機(jī)電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展

33、,穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合,其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化 </p><p><b>  3.1.數(shù)字化  </b></p><p>  微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ),

34、如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人;而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路,如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 </p><p><b>  3.2.智能化 </b></p><p>  智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化

35、技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處

36、理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。 </p><p><b>  3.3.模塊化 </b></p><p>  模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速

37、、電機(jī)于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機(jī)電一體

38、化企業(yè)帶來美好的前程。 </p><p><b>  3.4.網(wǎng)絡(luò)化 </b></p><p>  20世紀(jì) 90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,

39、只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system, CIAS),使人們在家里分享各種高

40、技術(shù)帶來的便利與快樂。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 </p><p><b>  3.5.人性化 </b></p><p>  機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人,如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào),使用這些產(chǎn)品,對人來說還是一種藝術(shù)享受,如

41、家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。 </p><p><b>  3.6.微型化 </b></p><p>  微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然,也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems,簡稱MEMS)是指可批量制作的,集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及

42、信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針,1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來,國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展,開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng),如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器),各種微構(gòu)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(jī)器人等)。 </

43、p><p><b>  3.7.集成化 </b></p><p>  集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合,又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率,應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次,使系統(tǒng)功能分散,并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn),然后再通過軟、硬件

44、將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來,使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 </p><p><b>  3.8.帶源化 </b></p><p>  是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能,因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品,自帶動力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 </p>

45、<p><b>  3.9.綠色化 </b></p><p>  科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化,在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以,人們呼喚保護(hù)環(huán)境,回歸自然,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求,機(jī)電一

46、體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí),產(chǎn)品可分解和再生利用。</p><p><b>  3.10.系統(tǒng)化</b></p><p>  系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進(jìn)行任意剪裁和組合,同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強(qiáng),特別是人格化

47、發(fā)展引人注目,即未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品和人的關(guān)系。機(jī)電一體化的人格化有兩層含義:一是機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人,如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、感情、人性顯得越來越重要,特別是對家用機(jī)器人,其高層境界就是人機(jī)一體化;另一層含義是模仿生物機(jī)理,研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。</p><p>  第4章 典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢 </p><p><b>  4.

48、1.數(shù)控機(jī)床 </b></p><p>  目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家(近320萬臺),但數(shù)控機(jī)床只占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控(發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占10%)。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展,在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。 </p><p>  4.1.1.高速化 </p><p>  由于高速加工技術(shù)普及,機(jī)

49、床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000~4000r/min提高到8000~10000r/min;銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000~8000r/min提高到12000~40000r/min以上;快速移動速度由過去的10~20m/min提高到48m/min,60m/mni,80m/min,120m/min;在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動部件起動的加速度,由過去一般機(jī)床的0.5G(重力加速度)提高到1.5G~2G,最高可達(dá)15G;直線

50、電機(jī)在機(jī)床上開始使用,主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。 </p><p>  4.1.2.高精度化 </p><p>  數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01~0.02mm提高到0.008左右;亞微米級機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右;納米級機(jī)床達(dá)到0.005~0.01um;最小分辨率為1nm(0.000001mm)的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。 數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大

51、大提高,納米級插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度,插補(bǔ)前多程序預(yù)讀,大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量,并可進(jìn)行自動拐角處理等。 </p><p>  4.1.3.復(fù)合加工,新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn) </p><p>  如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床,5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時(shí)派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu),包括6軸虛擬軸機(jī)床,串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等,采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu),數(shù)控的特殊運(yùn)算方式,特殊

52、編程要求。 </p><p>  4.1.4.使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼 ”</p><p>  如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑,在轉(zhuǎn)深孔時(shí)大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min,加工鋁件能達(dá)5000m/min。 </p><p>  4.1.5.數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理

53、60;</p><p>  數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求,它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動率、生產(chǎn)率的必要手段,而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此,計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來,這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。 </p><p>  4.2.自動機(jī)與自動生產(chǎn)線 

54、;</p><p>  在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機(jī)械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備,是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如:2000~80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線;18000~120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線;各種高速香煙生產(chǎn)線;各種印刷包裝生產(chǎn)線;郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線;易拉罐自動生產(chǎn)線;FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等,這些自動機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)

55、與傳感技術(shù)。如可編程序控制器,變頻調(diào)速器,人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平,比10多年前躍升了一大步,其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多,對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。 </p><p>  4.3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 </p><p>  以微電子技術(shù)、

56、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個(gè)性化信息技術(shù)革命,不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展,而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測,機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展: </p><p>  4.3.1.光機(jī)電一體化方向 </p><p>  一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組

57、成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù),利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn),就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。 </p><p>  4.3.2.柔性化方向</p><p>  未來機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強(qiáng)的“柔性”,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)具有本身的“自律性”,可根

58、據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具有“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。 </p><p>  4.3.3.智能化方向 </p><p>  今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)(尤其是軟件及芯

59、片技術(shù))的發(fā)展。</p><p>  第5章  機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用 </p><p>  在鋼鐵企業(yè)中,機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心,把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來,采用組裝合并方式,為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件,增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面:

60、60;</p><p>  5.1.智能化控制技術(shù)(IC)  </p><p>  由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn),傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難,因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面,如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系

61、統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。 </p><p>  5.2.分布式控制系統(tǒng)(DCS)  </p><p>  分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展,分布式控制系統(tǒng)的功能越來

62、越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制,而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散,故障影響面小,而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能,采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施,使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比,其功能更強(qiáng),具有更高的安全性,是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

63、60;</p><p>  5.3.開放式控制系統(tǒng)(OCS)  </p><p>  開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持,按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理

64、計(jì)算機(jī)互聯(lián),實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成,通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián),實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。  </p><p>  5.4.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)  </p><p>  鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體,用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠,生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵

65、企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動化,但這種“自動化孤島”式的單機(jī)自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理,難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn),質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存,加速資金周轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化,關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理,獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益,提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。 </p>

66、;<p>  5.5.現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)  </p><p>  現(xiàn)場總線技術(shù)是對自動化領(lǐng)域的一場變革。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,已成為當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之—。目前,新建的連鑄機(jī)已經(jīng)開始使用現(xiàn)場總線技術(shù)?,F(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)場總線的含義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: </p><

67、;p>  5.5.1.現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò) </p><p>  傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)(DCS)通信網(wǎng)絡(luò)截止于控制站或輸入輸出單元,現(xiàn)場儀表仍然是一對一模擬信號傳輸?,F(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò),把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場或生產(chǎn)設(shè)備。 </p><p>  5.5.2.互操作性 </p><p&g

68、t;  互操作性的含義是來自不同制造廠的現(xiàn)場設(shè)備,不僅可以相互通信,而且可以統(tǒng)一組態(tài),構(gòu)成所需的控制回路,共同實(shí)現(xiàn)控制策略。 </p><p>  5.5.3.分散功能塊 </p><p>  現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)廢棄了分散型控制系統(tǒng)(DCS)的輸入/輸出單元和控制站,把DCS控制站的功能塊分散給現(xiàn)場儀表,從而構(gòu)成虛擬控制站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補(bǔ)

69、償和累加輸入功能塊,而且有PID控制和運(yùn)算功能塊。 </p><p>  5.5.4.通信線供電 </p><p>  現(xiàn)場總線的常用傳輸線是雙絞線,通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量。這種低功耗現(xiàn)場儀表可以用于安全環(huán)境,與之配套的還有安全柵。有的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場有可燃性物質(zhì),所有現(xiàn)場設(shè)備必須嚴(yán)格遵守安全防爆標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場總線也不例外。 </p&g

70、t;<p>  5.6.交流傳動技術(shù) </p><p>  傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)</p><p>  的發(fā)展,交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性,電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動,數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn),交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平?,F(xiàn)在無論大

71、容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎,應(yīng)用不斷擴(kuò)大。</p><p>  第6章 機(jī)電一體化技術(shù)在軋鋼廠中的應(yīng)用 </p><p>  6.1.什么是軋鋼 </p><p>  軋鋼,旋轉(zhuǎn)的軋輥間改變鋼錠,鋼坯形狀的壓力加工過程叫軋鋼。軋鋼的目的與其他壓力加工一樣,一方

72、面是為了得到需要的形狀;另一方面是為了改善鋼的內(nèi)部質(zhì)量,我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板,包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。 </p><p>  6.2.軋鋼生產(chǎn)過程極其制定 </p><p>  什么叫軋制生產(chǎn)工藝過程? </p><p>  由錠或坯軋制成符合技術(shù)要求的軋材的一系

73、列加工工序的組合,組織生產(chǎn)工藝過程,確定加工工序,首先要保證生產(chǎn)出的產(chǎn)品符合質(zhì)量要求(或稱技術(shù)要求),同時(shí)要盡量提高產(chǎn)量、降低消耗,這就是我們常說的“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗”,如何“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本”的生產(chǎn)出符合技術(shù)要求的軋材制定工藝流程的總?cè)蝿?wù)和總依據(jù)。 </p><p><b>  6.3.鋼的軋制 </b></p><p>  軋出合乎質(zhì)量要求

74、的軋材,軋鋼工序是非常重要的,是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)中心環(huán)節(jié)。 </p><p>  軋鋼工序有兩大任務(wù):精確成型,改善組織和性能 。</p><p>  影響精確成型的因素有:①合理的孔型設(shè)計(jì)(型鋼),輥型設(shè)計(jì)(板帶鋼)壓下規(guī)程及軋機(jī)調(diào)整;②軋制過程工藝參數(shù)穩(wěn)定,如:溫度、速度、張力等 。</p><p>  壓下規(guī)程:內(nèi)容是確定所需采

75、用的軋制方法,軋制道次及每道次壓下量 。</p><p>  影響組織和性能的因素: </p><p>  變形程度:應(yīng)保證改善鑄態(tài)組織,保證壓縮比和細(xì)致均勻的晶粒度(變形程度較大,壓應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng),有利于改善組織,性能)。 </p><p>  變形溫度:鋼材:性能→組織→終軋溫度←開軋溫度 </p><p&

76、gt;  (鋼坯在不影響質(zhì)量的前提下盡量提高開軋溫度)開軋溫度的確定原則:必須以保證終軋溫度為依據(jù) </p><p>  終軋溫度:按照相圖確定軋制制度。終軋溫度因鋼種不同而不同,主要取決于產(chǎn)品技術(shù)中規(guī)定的組織性能,如果產(chǎn)品在熱扎以后沒有熱處理,那么終軋溫度的選擇便以獲得的所需要的組織性能為目的。 </p><p>  在軋制亞共析鋼時(shí),一般終軋溫度應(yīng)小于Ar3線約50

77、~100℃, </p><p>  以便在終軋以后迅速冷卻到相變溫度,獲得細(xì)化的晶粒,若終軋溫度過高,破碎的γ晶粒會繼續(xù)長大,得到粗晶組織,降低機(jī)械性能。若低于Ar3線,在(γ+α)區(qū)進(jìn)行了一定的塑性變形,將導(dǎo)致加工硬化,塑性降低,變形抗力提高(因?yàn)樵谕瑯訙囟认?,α易變形,γ不易變形,?dǎo)致不同相變形不均勻,從而引起附加應(yīng)力;另一方面,在α基體上出現(xiàn)γ,可將γ看作硬的夾雜物,它將強(qiáng)烈阻止位移的移動,而在該

78、處形成位錯(cuò)堆積,引起應(yīng)力集中,在一定條件下形成斷裂。若在γ基體上出現(xiàn)α,這將使強(qiáng)固的機(jī)體削弱,同樣也引起應(yīng)力集中易使金屬過早斷裂。</p><p>  過共析鋼的終軋溫度應(yīng)比SK線高出100~150℃,低于SK線,易析出石墨出現(xiàn)裂紋,高于SK線在晶粒邊界析出的網(wǎng)狀碳化物不能破碎,使鋼材的機(jī)械性能惡化。 </p><p>  變形速度(軋制速度):提高可提高質(zhì)量;頭尾溫差減小,對質(zhì)

79、量好,但速度上升受電機(jī)能力、軋機(jī)設(shè)備、強(qiáng)度、機(jī)械化自動化水平以及收入條件等限制。</p><p>  機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用 </p><p>  機(jī)器人是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。從某種意義上講,一個(gè)國家機(jī)器人技術(shù)水平的高低反映了這個(gè)國家綜合技術(shù)實(shí)力的高低。機(jī)器人已在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂等非工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。毋庸質(zhì)疑,

80、21世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)必將得到更大的發(fā)展,成為各國必爭之知識經(jīng)濟(jì)至高點(diǎn)。</p><p>  在計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上,產(chǎn)生了智能機(jī)器人的概念。智能機(jī)器人是具有感知、思維和行動功能的機(jī)器,是機(jī)構(gòu)學(xué)、自動控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、微電子學(xué)、光學(xué)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)的綜合成果。智能機(jī)器人可獲取、處理和識別多種信息,自主地完成較為復(fù)雜的操作任務(wù),比一般的工業(yè)機(jī)器人具有更大的靈活性、機(jī)動性

81、和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。智能機(jī)器人作為新一代生產(chǎn)和服務(wù)工具,在制造領(lǐng)域和非制造領(lǐng)域具有更廣泛、更重要的位置,如核工業(yè)、水下、空間、農(nóng)業(yè)、工程機(jī)械(地上和地下)、建筑、醫(yī)用、救災(zāi)、排險(xiǎn)、軍事、服務(wù)、娛樂等方面,可代替人完成各種工作。同時(shí),智能機(jī)器人作為自動化、信息化的裝置與設(shè)備,完全可以進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)世界,發(fā)揮更多、更大的作用,這對人類開辟新的產(chǎn)業(yè),提高生產(chǎn)水平與生活水平具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>  因此,面向先

82、進(jìn)制造的工業(yè)機(jī)器人和面向非制造業(yè)的先進(jìn)機(jī)器人的研究、開發(fā)和應(yīng)用將成為21世紀(jì)智能機(jī)器人的兩個(gè)重要發(fā)展方向。</p><p>  目前,圍繞未來的機(jī)器人需要研究開發(fā)如下一些關(guān)鍵技術(shù):</p><p>  7.1.網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人技術(shù)</p><p>  通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展完全能夠?qū)⒏鞣N機(jī)器人連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上,并通過網(wǎng)絡(luò)對機(jī)器人進(jìn)行有效的控制。這種技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)遙操作控制技術(shù)

83、、眾多信息組的壓縮與擴(kuò)展方法及傳輸技術(shù)等。</p><p>  7.2.虛擬機(jī)器人技術(shù)</p><p>  許多特種機(jī)器人在使用時(shí),遙控是一個(gè)主要手段?;诙鄠鞲小⒍嗝襟w和虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(或臨場感)的虛擬遙控操作和人機(jī)交互,將成為需要共同發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。</p><p>  7.3.多智能體協(xié)調(diào)控制技術(shù)</p><p>  用于實(shí)現(xiàn)決策和

84、操作自治性的、由多智能體組成的群行為控制是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵技術(shù),這里包括任務(wù)的解釋和表達(dá)、學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)推理和廣義反應(yīng)能力、監(jiān)控和異況處理、多智能體協(xié)調(diào)等。</p><p>  7.4.微型和微小型技術(shù)</p><p>  這是一項(xiàng)由技術(shù)驅(qū)動的新領(lǐng)域,盡管微型/小型尺寸的機(jī)器人實(shí)用化還要等幾年,但是這個(gè)時(shí)代即將到來。</p><p>  7.5.軟機(jī)器人技術(shù)<

85、/p><p>  許多特種機(jī)器人,特別是用于醫(yī)療和護(hù)理、休閑和娛樂等場合時(shí),經(jīng)常處于與人共存的環(huán)境中?,F(xiàn)在的大多數(shù)機(jī)器人,由于在設(shè)計(jì)時(shí)未考慮與人共存,用的是金屬等硬材料。軟機(jī)器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的控制以及所用的傳感器,在機(jī)器人意外地碰撞人或相互碰撞時(shí)是“ 軟”的,增強(qiáng)人對機(jī)器人的安全感和親近感。</p><p>  7.6.新型機(jī)構(gòu)、新型控制器、新型傳感器及體系結(jié)構(gòu)的研究</p>

86、;<p>  機(jī)電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用 </p><p>  汽車上比較常用的一般有5種儀表和3種相應(yīng)的傳感器,即電流表、機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表、車速里程表等指示儀表和機(jī)油壓力傳感器、水溫傳感器和油量傳感器。</p><p>  目前,電子化儀表已經(jīng)取代機(jī)械式儀表。這是由于機(jī)械式儀表一旦出現(xiàn)故障將很難處理,而電子化儀表則不同。采用電子化儀表不僅可以改進(jìn)駕駛員

87、的目視性,還有助于汽車儀表的多樣化。其總的發(fā)展趨勢有以下幾點(diǎn):</p><p><b>  8.1.儀表電子化</b></p><p>  傳統(tǒng)儀表一般是電機(jī)式模擬儀表,只能為駕駛員提供運(yùn)行中必要而少量的數(shù)據(jù)信息,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代汽車新技術(shù)、高速度的要求。汽車儀表的功能已不僅僅是單純的指示,而是通過對汽車各部件參數(shù)的監(jiān)測和微處理機(jī)配套,達(dá)到控制汽車各種運(yùn)行工況的目

88、的。</p><p>  隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展,多功能高精度、高靈敏度、讀數(shù)直觀的電子數(shù)字顯示的儀表已經(jīng)不斷地在汽車上得到應(yīng)用。因此,汽車電子化儀表將逐步取代常規(guī)的機(jī)械式儀表。其特點(diǎn)是:電子化儀表能提供大量復(fù)雜的信息;滿足小型、輕量化要求;具有高精度和高可靠性;一表多用;外形設(shè)計(jì)自由度高。</p><p>  基于以上優(yōu)點(diǎn),汽車將會越來越多地裝用各種用途的電子儀表。造型新穎別致和功能強(qiáng)大

89、的電子化儀表,將是今后車用儀表的發(fā)展趨勢和潮流。</p><p>  8.2.儀表指示形式將演變成計(jì)算機(jī)終端顯示器</p><p>  未來的汽車儀表發(fā)展趨勢,就是充分應(yīng)用光技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù),并突出現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,儀表的形式將發(fā)生根本改變,指示形式將演變成一個(gè)高清晰度的計(jì)算機(jī)顯示器。</p><p>  8.3.儀表功能拓寬</p>

90、<p>  未來汽車儀表的功能將不再局限于現(xiàn)在的車速、歷程、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、油量、水溫、方向燈指示,還有可能添加以下功能,即:帶ECU(電子控制裝置)的汽車儀表智能化;將防盜系統(tǒng)納入汽車儀表ECU的監(jiān)管之下。</p><p>  8.4.儀表將廣泛應(yīng)用于電光學(xué)技術(shù)</p><p>  第9章我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)</p><p>  機(jī)電一體化

91、工作主要包括兩個(gè)層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步;二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。</p><p>  9.1.我國“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢</p><p>  (1). 我國用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣,有難度。</p><p> ?。?). 我國

92、用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。</p><p>  (3). 我國用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。</p><p>  在我國工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的

93、政出多門問題,有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題,但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機(jī)電一體化,開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革,而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí),可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液,帶來新的活力,把機(jī)

94、械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來,實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。</p><p>  另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長,差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進(jìn)口量都比較大,因此亟需發(fā)展。</p><p>  9.2.我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)</p><p>  我國在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話:一是廣泛深入

95、地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);二是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品,促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代??偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。</p><p>  總之,機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。</p><p>  第10章我國發(fā)展“機(jī)電一體化”的對策</p><p&g

96、t;  10.1.加強(qiáng)統(tǒng)籌安排,協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃</p><p>  目前,我國從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多,并且各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制,難免只考慮局部利益,各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃,也有統(tǒng)一考慮不足,統(tǒng)籌安排不夠的問題,同時(shí)缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此,建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,制定出統(tǒng)管全局的

97、“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃,避免開發(fā)上重復(fù),生產(chǎn)上撞車!</p><p>  10.2強(qiáng)化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用。</p><p>  目前,我國“機(jī)電一體化”較熱,而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制,“政出多門”是很常見的。因此,我國有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu),根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神,以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn),我們建議,盡快加強(qiáng)機(jī)電一體

98、化協(xié)會的建設(shè),賦予其行業(yè)管理職能?!皡f(xié)會”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu),即理事會的代表層面和復(fù)蓋面,要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè);要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體,組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整,進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇,抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)等工作。</p><p>  10.3.優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度</p><p>  優(yōu)化發(fā)展環(huán)境是指通過宣

99、傳群眾,造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發(fā)展機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)提供方便;盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈;盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。</p><p>  增大支持力度,在技術(shù)政策上,要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展,對未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰;大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造,對有

100、關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造,對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持,對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。</p><p>  10.4.突出發(fā)展重點(diǎn),兼顧“兩個(gè)層次”</p><p>  機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣,而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘,而應(yīng)分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注

101、意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作,即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造,在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置,使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作,即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初,就把“機(jī)械” 與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮,使“機(jī)械”與“電子”密不可分,深度結(jié)合,生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。</p><p><b>  結(jié)論</b><

102、;/p><p>  綜上所述,經(jīng)過20多年的發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門、最重要的技術(shù)發(fā)展方向之一,并影響到幾乎全部的工業(yè)行業(yè)。我國從80年代初對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開始予以重視,先后在國家科技攻關(guān)計(jì)劃、863高科技計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金中列專項(xiàng)對機(jī)電一體技術(shù)加以研究,并取得了一系列重大科技成果。1990年,國家將用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)列為“八五”及本世紀(jì)后十年發(fā)展全民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略技術(shù)措施,機(jī)電一體化

103、技術(shù)的推廣應(yīng)用已取得相當(dāng)進(jìn)展。機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然,與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。</p><p><b>  致謝</b></p><p>  三年時(shí)光,匆匆,太匆匆。一切恍如昨日歷歷

104、在目,轉(zhuǎn)眼間,各走天涯。回首3年的點(diǎn)點(diǎn)滴滴生活,感慨萬分,萬千思緒在心頭。說不出,道不盡,心中多少歡樂與憂愁。我的指導(dǎo)老師**老師在大學(xué)三年里給了我莫大的幫助,無論是在學(xué)習(xí)上還是在生活里的過程中都教會了我許多許多。她不僅教授我專業(yè)知識,更教會了我很多為人處世的道理,在她的悉心指導(dǎo)下,我也慢慢地理解了更多的專業(yè)知識。在我論文的整個(gè)寫作過程中,她從論文的選題、提綱的撰寫、格式的要求、內(nèi)容的修改甚至標(biāo)點(diǎn)符號各個(gè)方面都給了詳細(xì)的意見和修改,使我

105、能夠按時(shí)按照學(xué)院要求順利地完成整篇論文。我很慶幸在大學(xué)里遇上這樣一位好老師,感謝老師!</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>  (著作圖書文獻(xiàn))</b></p><p>  1、馬志誠、曾謝華《數(shù)控加工與編程》西南交通大學(xué)出版社</p><p>  2、譚雪松 周

106、克媛《機(jī)器制造基礎(chǔ)》第2版 人民郵電出版社</p><p>  3、齊大信 《通用機(jī)械》化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>  4、龍志文《SIMATIC S7 PLC 原理及應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>  5、高安邦等《機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)用技術(shù)案例精選》中國電力出版社</p><p>  6、呂強(qiáng)、孫銳、李先生《機(jī)電一體化原理及應(yīng)用

107、》第3版 國防工業(yè)出版社</p><p>  7、張建忠、李自鵬《機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用》北京郵電大學(xué)出版社</p><p>  8、徐志毅《機(jī)電一體化技術(shù)在支柱產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用》上??茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社</p><p>  9、于金《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)踐》化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>  10、袁中凡,機(jī)電一體化技術(shù),出版社:電子工業(yè)出版社,2

108、004 </p><p>  11、鄭鏈,信息識別技術(shù),出版社:機(jī)械工業(yè)出版社,2006</p><p>  12、魯遠(yuǎn)棟,機(jī)床電氣控制技術(shù),出版社:電子工業(yè)出版社,2004 </p><p>  13、陳子銀、陳為華,數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用,出版社:北京理工大學(xué)出版社,2007</p><p>  14、朱黎江《金屬材料與熱處理》北京理工

109、大學(xué)出版社</p><p>  (其它外來資料文獻(xiàn))</p><p>  1、微信公眾號《中國機(jī)械工程學(xué)會》cmesgf</p><p>  2、微信公眾號《機(jī)械微學(xué)》mac357</p><p>  3、微信公眾號《中國機(jī)電一體化協(xié)會》cameta8909</p><p>  4、網(wǎng)站 《中國知網(wǎng)》</p>

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