淺談機電一體化專業畢業論文範文

　　現階段在我國的機電行業中,各項技術都得到了一定的發展,機電一體化水平也越來越高,機電一體化因此受到了社會各界的廣泛關注。下面是小編為大家整理的，供大家參考。

　　篇一

　　《淺談機電一體化發展》

　　[摘要]隨著現代化科學技術的發展，各種學科和工業技術也在不斷融合與改進。就鋼鐵企業機械化發展程序而言，機械裝置不斷改進，並逐步與電子裝置及自動化控制相結合。這對我們專業機械工程技術人員提出了更高的要求，使得我們在瞭解機械裝置的構造及原理應用的基礎上，也應對相關自動化電氣控制有所掌握。本文針對新型機電一體化技術做出了淺要分析，並對機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用進行探討。

　　[關鍵詞]鋼鐵機械;數字化; 自動控制;機電一體化技術應用

　　中圖分類號：TB486+.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X***2014***24-0059-01

　　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、資訊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、智慧化、模組化、網路化、人性化、微型化、整合化、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床和機器人;而計算機網路的迅速崛起，為數字化設計與製造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機整合製造等。數字化要求機電一體化產品的軟體具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機介面。數字化的實現將便於遠端操作、診斷和修復。

　　1.2 智慧化

　　即要求機電產品有一定的智慧，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數控機床上增加人機對話功能，設定智慧I/O介面和智慧工藝資料庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網路、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智慧技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開闢了廣闊天地。

　　1.3 模組化

　　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介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元模組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、影象處理、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組化單元迅速開發出新的產品。

　　1.4 網路化

　　由於網路的普及，基於網路的各種遠端控制和監視技術方興未艾。而遠端控制的終端裝置本身就是機電一體化產品，現場匯流排和區域網技術使家用電器網路化成為可能，利用家庭網路把各種家用電器連線成以計算機為中心的計算機整合家用電器系統，使人們在家裡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路化方向發展。

　　1.5 人性化

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

　　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、資料通訊、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 智慧化控制技術***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慧控制技術。智慧控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網路等，智慧控制技術廣泛應用於鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、裝置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―――軋鋼綜合排程系統、冷連軋等。

　　2.2 分散式控制系統***DCS***

　　分散式控制系統採用一臺中央計算機指揮若干檯面向控制的現場測控計算機和智慧控制單元。分散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。隨著測控技術的發展，分散式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現線上最優化、生產過程實時排程、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、系統可以擴充套件、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。分散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***OpenControlSystem***是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的資訊交換規程的共識和支援，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的相容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通訊網路使各種控制裝置、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的整合，通過現場匯流排使現場儀表與控制室的控制裝置互聯，實現測量與控制一體化。

　　2.4 計算機整合製造系統***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域性和過程一體化控制。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資訊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 現場匯流排技術***FBT***

　　現場匯流排技術***FiedBusTechnology***是連線設定在現場的儀表與設定在控制室內的控制裝置之間的數字式、雙向、多站通訊鏈路。採用現場匯流排技術取代現行的訊號傳輸技術***如4～20mA，DC直流傳輸***就能使更多的資訊在智慧化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通訊媒體上進行雙向傳送。通過現場匯流排連線可省去66%或更多的現場訊號連線導線。現場匯流排的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場匯流排化儀表，如智慧變送器、智慧執行器、現場匯流排化檢測儀表、現場匯流排化PLC***ProgrammableLogicController***和現場就地控制站等的發展。

　　參考文獻

　　[1]楊自厚.人工智慧技術及其在鋼鐵工業中的應用[J].冶金自動化，1994***5***.

　　[2]唐立新.鋼鐵工業CIMS特點和體系結構的研究[J].冶金自動化，1996***4***.

　　[3]唐懷斌.工業控制的進展與趨勢[J].自動化與儀器儀表，1996***4***.

　　篇二

　　《機電一體化發展前景》

　　摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果，本文主要分析機電一體化的發展，即初級階段;機電一體化提出並確認階段;智慧化階段。確認機電一體化發展趨勢，即朝數字化、智慧化、模組化、微型化、網路化等方向發展。

　　關鍵詞:機電一體化;發展歷史;三個階段;發展趨勢;智慧化

　　中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A

　　以電子計算機應用技術、資訊科技等為代表的現代科技正在人類社會的各個領域逐廣泛地滲透著。並帶來了眾多行業革命性質的變化，機電一體化也位列其中。

　　機電一體化不是機械裝置與電子裝置的簡單組合, 而是在功能上取其所長，形成有機結合 , 以實現系統的最佳構成。其目的是增加系統的功能, 提高機電效率、可靠性和價格比, 可以很好地節省原材料和能源, 降低生產成本。隨著機械技術和微電子技術的發展, 機電一體化的涵義也在不斷髮展。

　　一、機電一體化的核心技術

　　機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在於如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、效能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善效能要求。

　　計算機與資訊科技：其中資訊交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機資訊處理技術。

　　系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全域性角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，介面技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連線的保證。

　　自動控制技術：其範圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計後的系統模擬，現場除錯，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

　　感測檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程式就越高。

　　二、機電一體化的歷史發展

　　1、機電一體化的發展史

　　20 世紀60 年代以來，人們開始利用電子技術的初步成果來完善機械產品的效能。在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰後轉為民用，對戰後經濟的恢復起到了積極的作用。當時機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

　　20 世紀80 年代末期，機電一體化在世界範圍內得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產品得到了極大發展;各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支援。

　　20 世紀90 年代後期，機電一體化進入深入發展時期。人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開闢了發展的廣闊天地。這些研究，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎，並且逐漸形成完整的學科體系。

　　我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，並將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關於機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。

　　2、機電一體化的發展前景

　　現代科學技術的發展極大地推動了不同學科之間的交叉與滲透以及相互融合，引起了眾多領域特別是工程領域的技術革新與革命。機電一體化正是這種集多種學科於一體的交叉學科，它的發展依賴但同時也促進了其他相關技術進步。

　　隨著資訊科技以更快的速度、更強的態勢和更廣的範圍發展，未來機電一體化的發展前景也可窺見一斑。

　　3、機電一體化發展趨勢

　　隨著相關技術進步與發展，機電一體化主要發展方向有：數字化、智慧化、模組化、微型化、網路化等等。

　　***1***數字化

　　微處理器的發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷髮展數控機床及機器人; 數字化要求機電一體化產品的軟體具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能摘要力及良好人機介面，數字化的實現便於遠距操作、診斷和修復。

　　***2***智慧化

　　智慧化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智慧在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智慧化就是重要應用之一。這裡所說的“智慧化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智慧、運籌學、電腦科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

　　***3***模組化

　　由於機電一體化產品種類和生產廠家眾多，模組化技術可減少產品開發和生產成本，提高不同產品零部件通用化程度，提高產品裝配性、維修性、擴充套件性等。利用這些模組可以迅速方便地設計和製造出多種新的機電一體化產品。

　　***4***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，由於微型化產品體積小、耗能少、運動靈活，可進入一般機械無法進入的空間，並易進行精細操作，因此在生物醫療、軍事資訊等方面具有不可比擬優勢。

　　***5***網路化

　　20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網路技術。網路技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網路將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研製出來，只要其功能獨到、質量可靠，很快就會暢銷全球。由於網路的普及，基於網路的各種遠端控制和監視技術方興未艾，而遠端控制的終端裝置本身就是機電一體化產品

　　***6***環保化

　　工業的發達給人們生活帶來巨大變化。它在令我們的生活舒適的同時也造成了一定的危害，比如資源減少，生態環境受到嚴重汙染。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、製造、使用和銷燬的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。

　　三、發機電一體化發展策略

　　機電一體化和其它新技術一樣, 機電一體化所用到的新技術都是其發展手段, 不是目的。由此看來，若要研究其學術水平、學術價值的最終標準只能從經濟效益和社會效益出發, 其間包括直接的和間接的,當前的和長遠的。

　　在我國大環境下，鑑於作為振興傳統機電行業新鮮動力的一體化技術的大力發展，機電一體化行業的發展任務可以概括如下：

　　不遺餘力地開發機電一體化產品，促進機電產品的不斷更新升級

　　當前，在資訊化發展的大環境下，通過以上途徑使機電一體產業的健康向上發展，併為我國經濟發展方式的轉變以及產業結構的調整做出積極的貢獻成為了我國機電一體化發展的基本任務

　　2、用機電一體化相關技術改造傳統產業

　　為此，應多方舉措、合理推進、大力支援機電一體化的發展，具體措施如下：

　　***1***要加強統籌規劃，合理協調發展。儘管我國從事機電一體化工作的研究單位和生產企業相對較多，但由於各個個體由於發展的立足點和出發點的區別，均有各自的發展規劃及策略，整體來看，機電一體化行業發展缺乏足夠的統籌安排，從而缺乏具有全域性意義的計劃與規劃。因此，各主管部門有必要在進行調研、分析的基礎上制定出一套適合行業自身發展態勢的規劃，從而進行巨集觀指導生產。

　　***2***要創優發展環境，營造良好發展氛圍。

　　良好的環境是行業發展的基礎，全社會上下一致的重視及認可是機電一體化發展的有利條件。所以儘可能地優化環境，尤其是機電一體化行業的投資環境，儘可能地為相關企業開闢綠色通道，調配有用資源成為了眼下需要著手進行的重要工作。同時在政策上進行大力支援，以使其能在更加良性的發展軌道上快速前進。

　　***3***是要加強行業管理，發揮協會等組織作用。行業協會的作用如今已經屢見不鮮，行業協會可以發揮更加靈動和契合實際的、適合個體的細化作用。我國有必要根據行業發展的特點，強化機電一體化行業的統籌機構，加強業協會的建設，明確職責，從而使其能更好地指導行業發展的程序。

　　結語：

　　綜上所述，機電一體化是當今機械工業技術和產品發展的主要趨勢。它的發展已經引起了機械工業以致社會巨大的變革。

　　參考文獻：

　　[1].姜培剛，蓋玉先，機電一體化系統設計，機械工業出版社。

　　[2].陳晟.論我國機電一體化技術現狀及發展走向[J].科技資訊,2008***3***.

　　[3].劉志，朱文堅，光機電一體化技術，現代製造工程，2001***12***

　　篇三

　　《機電一體化及其應用》

　　摘要：隨著科學技術的不斷髮展，機電一體化技術在工業、農業、紡織業等各個行業都有不同程度程度的應用，本文主要就機電一體化極其應用程序闡述。

　　關鍵詞：機電一體化;應用;領域

　　中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A

　　1、前言

　　機電一體化已經成為當前工業發展的一個標準音符，機電一體化的發展大大降低了人工的勞動強度，提高了工作效率，提高了工作的準確度和精度。機電一體化程序的加快在一定程度上促進了社會經濟的進步。

　　2、機電一體化的概念

　　“機電一體化”一詞最初是日本學者於70年代提出的,它的英文是Mechatronics,是由英文Mech碩cs的前半部分和Electn〕nics的後半部分組合而成,美國人稱為Mech畫c吐衡stem,在我國被譯為“機電一體化”。機電一體化是當今自動化技術發展的最高階段。早期的自動化技術主要是藉助凸輪、機械機構等實現的,這一時期的自動化實際上是機械自動化;隨著電工技術的發展、凸輪、機械機構逐漸被繼電器、接觸器、電磁開關等機構所取代,實現了電氣自動化,機械機構大大簡化,自動化水平大為提高;機電一體化則是生產實踐對自動化技術進一步發展的需要,也是微電子技術、計算機技術、資訊科技、控制技術和精密機械技術等發展的必然產物,是以計算機為主要特徵的自動化技術。

　　如果說機械***包括電工***系統處理的物件是運動、力、物質和能量,電子系統處理的物件是資訊和知識,則機電一體化系統不僅有處理能量和物質的功能,而且還有處理資訊和知識的能力。概括說來機電一體化技術是圍繞機械製造業發展起來的一門跨學科的綜合性技術,是把機械技術、資訊科技、控制技術、計算機技術、微電子技術和感測檢測技術等有機融合而形成的一門跨學科的綜合性技術。日本機械振興協會經濟研究所在一份報告中給機電一體化所下的定義是:機電一體化技術乃是在機械的主功能、動力功能、資訊處理功能和控制功能上引進電子技術,並將機械裝置和電子裝置以及軟體等有機結合起來構成系統的總稱。

　　3、機電一體化技術特點

　　3.1、數字化

　　3.2、智慧化

　　即要求機電產品有一定的智慧, 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 數控機床上增加人機對話功能，設定智慧 I/O 介面和智慧工藝資料庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網路、灰色理論、小波理論等人工智慧技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開闢了廣闊天地。

　　3.3、模組化

　　3.4、網路化

　　3.5、人性化

　　3.6、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***MEMS***是指可批量製作的，集微型機構、微型感測器、微型執行器以及訊號處理和控制電路，直至介面、通訊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，如各種微型感測器***壓力感測器、微加速度計、微觸覺感測器***，各種微構件***微膜、微粱、微連桿、微彈簧以及微機器人等***。

　　3.7、整合化

　　整合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、硬體將各個層次有機地聯絡起來，使其效能最優、功能最強。

　　3.8、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。

　　3.9、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。為了實現可持續發展，綠色產品概念就應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低汙染、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汙染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

　　4、機電一體化技術的應用

　　機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用於以下幾個方面：智慧化控制技術***IC***;分散式控制系統***DCS***;開放式控制系統***OCS***;計算機整合製造系;現場匯流排技術***FBT***統***CIMS***;交流傳動技術。機電一體化技術在工業、農業、紡織業都有不同程度的應用。

　　4.1、機電一體化技術應用在工業爐窯改造應上

　　國內外現在已有成功的技術改造比工業爐窯單純用計算機技術好的多。所以，我們建議今後在改造工業爐窯時要大力推廣應用機電一體化技術，對應該進行改造但尚未改造的工業爐窯要用機電技術等先進電子資訊科技改造，其中採用機電技術改造的已達到了90%。

　　4.2、積極採用機電數控技術，對機床高備改造應用對機床裝置的改造我們應放在經濟、實用型機電數控系統的上推廣應用。根據相關方面的瞭解和調查，從國家要求開始到現在已經按要求改造完畢。

　　4.3、機電一體化廣泛應用在變頻調速技術

　　提高了風機、電泵工作效率，採用此技術後，變頻調速後風機、電泵一般可節電20%以上，效果十分顯著。因此，在今後，廣泛應用、推廣應用該技術。據悉到現在，風機、電泵和其他調速電機以普遍、採用先進的變頻調速技術。圖1 CAN流程圖

　　4.4、CAD/CAM 技術優先與機電一體化結合，工業設計水平提高要有新目標消除工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化現狀。據悉目前，北京工業系統 CAD 的應用率為 85%，CAD 的覆蓋率為 80%。

　　5、結束語

　　隨著機電一體化在採礦業、交通運輸業、在造業、農業、航空航天等領域的運用，在一定程度上推進了行業的發展速度和水平。

　　參考文獻

　　[1] 芮延年.機電一體化系統設計[M].機械工業出版社，2005