第一篇：對機電一體化的認識

對機電一體化的認識

引言

現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化 ”為特征的發展階段。

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

機械工業是整個國民經濟的裝備工業，是基礎的基礎。沒有“精良”的機械工業，其它工業的“精良”就無從談起。因此，“精益求精”地把基礎搞好，對國民經濟有非常重要的意義。機電一體化技術的構成問題就有了一個共同的思想基礎。機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：⑴機械本體技術⑵傳感技術⑶信息處理技術⑷驅動技術⑸接口技術⑹軟件技術。

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是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，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢

復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，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70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡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辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“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于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

從方法學的觀點出發，機電一體化技術應遵循以下設計原理：

⑴ 整體最優化原理

機電一體化技術要求從系統的觀點出發，綜合機械技術和信息技術，實現整體最優化。

⑵ 智能化原理

這是機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一，也是21世紀機電一體化技術發展的主要方向。

⑶ 仿生原理

如果說智能化是“仿人智能”，那么“仿生”便是對所有生物行為的模仿。生物世界是億萬年生物進化的結果，是“適者生存”這條自然規律“精雕細刻”的結果，是人類的學習寶庫?，F代信息技術和機械技術使這一“模仿”比較容易，成為可能。

⑷ 柔性化原理

也可稱之為“軟化原理”。由于使用了微電子技術，可以而且應當盡量用軟件功能代替硬件功能。因為“軟化”可以使機械系統近乎完全“貼近”實際工況的需要，極大地提高產品的性能。例如，加工中心機床、電梯的“加減速無感控制”、汽車發動機的電噴技術、汽車的防抱死裝置?，都廣泛地采用了軟件控制原理。

⑸ 融合原理

也可稱之為“合二為一原理”。這里指的是產品的各個部分的相互融合。例如，機械傳動部分的軸與電動機的軸的聯接，傳統方法是用聯軸節。在機電一體化設計中，就可以把電機設計成機械傳動的一部分，在一些家電、航空航天和紡織機械等產品中，已經這樣設計了，并且取得節材、節能和提高性能的顯著效果。

⑹ 可再生原理

可再生原理要求：從開始設計之初，就應當考慮當產品生命結束時，產品殘存部分的可分解性和再生利用問題。在一些國家已經制定了有關產品可回收的法律?？梢灶A見，在不久的將來，我國也一定會制訂要求產品可回收的法律。

⑺ 美學原理

人們的生活本身就追求美好。用機電一體化技術設計的產品，除了完美的性

能之外，還要求設計者從美學的角度出發，使其無論在色彩方面，或是在造型方面都與環境相協調，柔和一體，小巧玲瓏、精益求精。使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受。

機電一體化技術在數控機床及相應的數控技術的得到了很大的應用。經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：

① 總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。② 開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

③ WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

④ 大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。

⑤ 能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

⑥系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。

⑦以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

隨著機電一體化的深入發展，它的發展越來越表現出智能化、數字化、模塊化、網絡化、自源化、人性化、微型化、綠色化的趨勢。

我國用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。

我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在我國工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經

調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的問題，有企業的“故土難離”“死守故業”的問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。

我國在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為我國產業結構和產品結構調整作貢獻。

總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。

第二篇：機電一體化認識

機電一體化認識

機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,本文簡述了機電一體化技術的基本概要和發展背景。綜述了國內外機電一體化技術的現狀，分析了機電一體化技術的發展趨勢。機電一體化技術是跨學科技術，近年來發展迅速。其發展趨勢是光機電一體化、柔性化、智能化、仿生物系統化、微型化

關鍵詞：機電一體化 技術 現狀 產品 制造技術 發展趨勢

0．緒論

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1．機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機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、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產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電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2．機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是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，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，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70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡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辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小

組并將該技術列為“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于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3．機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，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。誠然，使機電一體化產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、高速的微處理器使機電一體化產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。

3.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，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械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，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這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、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制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和

第三篇：機電一體化認識實習論文

題目(中)從生產線角度淺談機電一體化技術

(英)Mechtronics Used in Production Lines

姓名與學號

林嘉穎 3090100768

指導教師

林勇剛

年級與專業

機械電子工程0902

時間

2011年7月12日

機械電子工程暑期實習總結報告

一 摘要

機電一體化不僅是一門技術，而且是一門科學問題和方法學問題。在生產線中的許許多多工序都涉及到機電一體化技術，同時整條生產線也運用了機電一體化的思維方式，組成一個巨大的一體化系統，使生產效率提高，成本大大降低。本文將通過三個案例分析，淺析現代化生產線中機電一體化技術及思維的應用，并根據各個案例的特點，就個人所見所聞提出一些改進方案，從而總結出機電一體化系統的構成特點及發展趨勢。

二 關鍵詞

生產線 自動化 機電一體化

三 引言

2011年7月8日至7月10日，我們先后在杭州娃哈哈集團，杭州鋼鐵集團公司，杭州通用能源技術開發有限公司進行為期三天的機電一體化認識實習。

在此期間，我們參觀了娃哈哈機械工程公司，參觀了模具生產車間，對模具的生產過程有了感性認識，同時參觀了娃哈哈的瓶裝礦泉水及飲料的流水生產線，了解了飲料的整個生產過程；在杭州鋼鐵集團公司，我們了解到電爐煉鋼的方法，高速線材的生產方法以及鋼鐵冶煉的過程；在杭州通用能源技術開發有限公司，我們認識了模塊化生產鏈的架構，并參觀了火力，風力發電機的機架精加工車間。

這次參觀使我們對機電一體化概念有了更深入的了解。現代企業的生產線可以看作是一個系統，每個行業的生產線都有其特點及發展趨勢，但它們的的發展過程中都會趨向機電一體化，以達到高效率低成本的生產目標。下面便結合三天認知實習中的所見所聞，從生產線角度淺析機電一體化技術的應用與發展趨勢。

四 正文

4.1 機電一體化概念

機電一體化概念在20世紀70年代由日本人提出，經過數十年的發展，已普遍應用于現代企業生產中。對于機電一體化的概念沒有明確的定義，而由日本機械振興協會提出的概念：是在機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統的總稱，被認為是較為確切的定義。

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根據閉環論，機電一體化系統分為四個組成部分（如圖），其中分別要突破的關鍵進行技術有：機械技術，測量技術，測量與控制技術，執行技術，接口和集成技術等。在實習中參觀的三家企業的機電一體化系統，也面臨著對這些關鍵技術的解決問題。

4.2 機電一體化技術在生產線中的應用

根據文獻[3]定義，自動生產線是由工件傳送系統和控制系統，將一組自動機床和輔助設備按照工藝順序聯結起來，自動完成產品全部或部分制造過程的生產系統。為了使產品生產效率及質量提高，生產成本下降，越來越多的生產線朝著自動化生產線方向邁進。而一條自動化生產線可看成是一個機電一體化系統，包括了主功能（生產線實現的功能）、動力功能、檢測功能（產品檢測功能）、控制功能（生產線的控制連接系統）和構造功能五大部分，每個部分又相互聯系，實現產品的生產，檢測，包裝，運輸等功能，并根據產品生產所需，表現出不同的發展趨勢。機電一體化產品幾乎遍及所有制造業領域。正如文獻[2]所言，在工業發達國家數控機床已占機床總數的30%~ 40%;工業機器人的數量在未來10 年將以25% ~ 30% 的速度增長機電一體化技術的發展，將使自動線的靈活性更大，可實現多品種、中小批量生產的自動化。而未來的制造業也將從機電一體化單機向整個制造業的集成化過渡。下面通過對三條生產線的分析淺談機電一體化技術在生產線中的應用。

4.3 案例分析——杭州娃哈哈集團公司瓶裝飲料生產線

在模具生產車間中，整個模具生產過程并非屬于自動線，但是每個生產步驟中均使用數控銑床，使機電一體化技術得到應用。

在純凈水及碳酸飲料生產線上，我們有幸目睹從制瓶、灌裝到消毒包裝全自動的生產過程。據觀察了解。由于機電一體化將工業產品和過程都作為一個完整的系統看待；因此不同于在模具生產車間的加工工序分道實現機電一體化，整套生產可以看作是多個機電一體化產品綜合成一個巨大的機電一體化系統，生產線的基本組成如下：

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1主功能：純凈水及碳酸飲料生產。

在整個過程中實現了機械能轉化為化學能（塑料瓶生產），機械能轉化為熱能（瓶子整理器，飲料罐裝）化學能間轉變（消毒）機械能間轉變（包裝）等幾個步驟的能量轉變，同時實現了由原材料（塑料，大容量液體）向產品（瓶裝液體）的轉變。動力功能：

經觀察，各個加工工序均有相應的電源提供動力，包括傳送帶。而傳送帶作為連接各加工工序的硬件設施，將前一工序的產品傳送至下一步驟中，作為下一工序的原材料進行加工?？刂乒δ埽?/p>

各工序的控制功能控制了輸入輸出的正常工作。在瓶子整理階段，塑料瓶整理器通過小隔塊及傳送帶的摩擦力將瓶子分別隔開，再用機械手將瓶子抓起，排好序列。整個過程中需要由控制系統控制輸入量正常進給（瓶子正常下落到傳送帶上）傳送帶按照要求速度傳輸，機械手上安裝傳感器，當檢測到有瓶子時，能夠及時架起瓶子，進行整理。

而在整條自動生產線的控制系統保證線內的機床、工件傳送系統，以及輔助設備按照規定的工作循環要求正常工作。比如在完成灌裝消毒工序后瓶子被整理成三個一列的形式，但在貼標簽工序中需要瓶子單個進入加工程序，此時便要靠傳送帶調整瓶子的擺放方式，使瓶子按照要求的速度單個進入貼標簽工序。檢測功能

整個生產線中多處用到機械手，而每個機械手中如果安裝傳感器進行檢測，將使整個生產線更柔性化。比如在裝箱工序中十二只機械手會將產品夾起放入箱子中。如果已在機械手中安裝傳感器，而并非靠時間來控制機械手的位移及動作，便會使整個工序更趨向智能化，失誤率也更低。

在經過上述簡單的分析后，我們可以看到娃哈哈整個加工生產線自動化程度非常高，但也有繼續改進的空間，如提高檢測信息的精確性且能自動檢測各項參數，實現整個過程全自動無人監控檢測；設備多功能化，一體多用，適應多種液體、多種瓶型的灌裝和封口，以適應時刻變化的市場需求；提高生產產品的合格率，以符合節能環保的要求。

4.4 案例分析——杭州鋼鐵集團公司電爐煉鋼生產線及高線生產線

電爐煉鋼生產線

電爐煉鋼法主要利用電弧熱，以廢鋼為原料進行冶煉。根據文獻[4]，電爐煉鋼一定的優勢：鐵原料、還原劑、燃料等種類廣泛，比較靈活易得生產中產生的, 以及粉塵較少, 對環境的污染較小，開爐停爐靈活，操作方便。

在電爐煉鋼生產線中，我們看到了機電一體化技術的典型應用：通過計算機控制機械手進行氧氣補給。其機械本體為機械手，動力系統推測為電動，經過溫度氣流等傳感器，將信息反饋到計算機上，在經過信息處理后形成工作人員界面上的圖文資料，工作人員再經過對信息的判別控制機械手的運動及氧氣進給量。

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個人認為該系統的改進方向有：信息采集的精確度及頻率的提高，對信息的智能化處理以實現全自動控制，產生緊急情況時的安全警報與自動關閉保護系統，及提高機械手運動的精準性以提高氧氣等原料的利用率，降低能耗等。高速線材生產線

參考文獻[5], 高速線材的生產流程如下：

如果我們再次將整條生產線看作是一個機電一體化系統，它的基本構成將可以分為： 主功能：將小型軋鋼變為線材，實現每秒產量112米的生產效率。具體的能量轉換為機械能間的轉變及機械能與化學能之間的轉化（在加熱爐中還存在熱能與化學能之間的轉化）。

動力功能：電動，在長520余米的生產線中，為粗軋，中軋，精軋等各個部分提供動力支持。在杭州鋼鐵集團中有專門的發電場進行供電，滿足巨大的需求量。

檢測功能：在生產線中對各道工序的產品進行各參數（如直徑，重量，韌性，塑性，內部性能等）進行檢測并進行一定的修復。在檢測功能中我們看到還需要工作人員的參與和調試維護，控制整個生產過程。

控制功能：通過預先設定的程序對生產線中各部分進行時間速度上的控制，若是根據檢測到的剛調參數進行速度的分配,并調節飛剪的相關技術參數,將可使一條生產線生產多種規格鋼絲.當然這仍需要在機械系統中實現.生產線的各個部分仍需要控制技術的支持,如文獻[6]中提到的控制冷卻工藝的采用:根據生產需要控制冷卻速度，保證所有硬線鋼和軟線鋼的生產.同時智能調節溫度將進一步降低能耗，滿足低耗能的發展趨勢。

在整個生產線中有多處應用了機電一體化技術,使生產效率得以提高,但其中仍需要工作人員的檢測調控,可見在信息采集,自動化控制等方面還存在一定的改進空間，如對生產線數據檢測信息的完備性與準確性，同時能夠自動判別信息，對信息進行有效的處理，再根據控制系統進行控制調節，使之實現生產的完全自動化。

4.5 案例分析——杭州通用能源技術開發有限公司發動機生產線

通用能源公司生產線的最大特點是生產的模塊化，比如在車間中看到的一臺發電機，杭州公司只負責制造機架，而通用公司在世界各地的分公司將完成其他各個部分的制造，最后在奧地利完成整臺機組的組裝。這種模塊化的生產在一定程度上使生產率得到提高，各地的資源得以最合理的利用。我認為這條貫穿全球的生產線也應用了機電一體化的思維：將整個系統看做是有機的整體，通過應用機械，電子，計算機等技術實現各個生產商之間信息的交流，產品的調配，勞動力的設置等等，當然這其中將涉及到更多科技以外的管理技術。而這種模塊化的發展趨勢是機電一體化系統的發展趨勢之一。

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在通用公司的模型精加工車間，我們看到了大型模型的測量工具，大型數控銑床，數控鏜床，大型焊接機等各類設備中許多都采用了數控技術，但在工件檢測，以及焊接方面仍不能達到智能化。根據文獻[1]，我們可看出，對于目前的一些人工參與的工序，可以通過智能工程實現智能化，使焊接等工藝成為智能加工工藝（如研發出機械手根據焊接母材的不同情況選擇焊接方法，調整運動速度等）將使機電一體化技術得到更廣泛的應用。

五 結論

綜上所述，機電一體化系統是機械工程，電氣工程，計算機科學等多種學科的協調集成并非簡單的堆積，在各條生產線中，機電一體化技術不僅應用于生產線的各個子部分，同時其理念及技術也應用與生產線的組織架構中，使生產效率得到大幅提高。

同時機電一體化技術將朝著智能化，集成化，綠色化，模塊化等方向發展，繼續完成優化生產的使命。

六 參考文獻

[1] 《試論機電一體化的發展方向》 朱志成 [2] 《機電一體化技術探討》葛運生 [3] 百度百科——自動生產線詞條

[4] 《轉底爐直接還原一電爐煉鐵流程與高爐煉鐵流程的對比》秦廷許 馬鞍山鋼鐵設計研究總院

[5] 《大規格線材生產工藝設計》陳文灶(攀鋼集團公司線材廠)[6] 《酒鋼新高速線材生產線工藝特點與技術裝備》孫競(酒泉鋼鐵(集團)有限責任公司)[7] 浙江大學通識課程《機電一體化》課件 祝長生

第四篇：對機電一體化的體會

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科隨著科學技術的不但發展還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為機電一體化是從系統的觀點出發綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術根據系統功能目標和優化組織目標合理配置與布局各功能單元在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化仍屬傳統機械其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后其中的微電子裝置除可取代某些機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、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產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電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。機械工業是整個國民經濟的裝備工業是基礎的基礎。沒有“精良”的機械工業其它工業的“精良”就無從談起。因此“精益求精”地把基礎搞好對國民經濟有非常重要的意義。機電一體化技術的構成問題就有了一個共同的思想基礎。機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此為加速推進機電一體化的發展必須從以下幾方面著手⑴機械本體技術⑵傳感技術⑶信息處理技術⑷驅動技術⑸接口技術⑹軟件技術

機電一體化工作主要包括兩個層次一是用微電子技術改造傳統產業其目的是節能、節材提高工效提高產品質量把傳統工業的技術進步提高一步二是開發自動化、數字化、智能化機電產品促進產品的更新換代。隨著機電一體化技術的發展各種產品與裝置實現了機電一體化有利實現整體優化提高產品質量和生產效率縮短開發新產品的生產準備周期加速科技成果向商品轉化有利推動傳統產業發生深刻變革同時隨著新產品的研發及高精密等設備的發展要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。

第五篇：機電一體化

只要你學會了機電一體化的所有課程已經很不錯了，機電一體化課程畫法幾何與機械制圖、工程力學、電工電子技術、機械設計基礎、液壓傳動、金屬材料與金屬工藝學、微機原理與接口技術、C語言程序設計、自動控制原理、機床電氣控制、機電一體化系統設計、數控系統及應用、可編程器原理及應用、計算機輔助設計與制造等，你是學習上面這些內容嗎？如果是的話，就可以找機電廠，電廠，電氣控制設備廠，或普通工廠的機電維修等工作，在工作中，就學點電氣自動化的知識，這樣深化你的機電一體化的知識。只要你認真領會了機電一體化化的實踐知識，去到那里都會很容易找到工作的。因為現在的社會都是機電自動化的社會了?，F在中型的小工廠都會用得上 機電一體化，只要有控制機械的工廠都可以去實踐學習。剛開始就是不求工資的高低，只要在實踐中深化自己，有了第一次的就業經驗，第二次就也就會很容易了，因為招聘的人一般都會問你第一次在那里工作。工作的情況，經驗的，你就要好好展示你的才華了。

管理員也可以呀，專門搞畫法幾何與機械制圖、工程力學，C語言程序設計等工作，專門專業是很不錯的，將來社會所有工廠都會陸續進行改造為機電一體化控制。前景無限呀。

至今機電一體化發展已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。對機電一體化技術的基本與成長進行了簡要介紹,并闡述了機電一體化的發展進程及未來的發展趨勢。機電一體化是現代技術的必然結果,機電一體化技術是現代科技發展的核心技術,機電一體化專業人才也是現代社會不可或缺的核心人才?，F從機電一體化技術的發展、現狀、前景等方面談機電一體化技術以及培養適應現代社會工業發展需要機電一體化專業高職人才的必要性。機電一體化是我國制造業發展的重要基礎專業之一.但我國目前這個專業高層次人才奇缺,高精尖方向大部分都被國外控制.因此,如果想在這個方面發展,如果有碩士研究生學歷,并有實踐經驗,甚至是博士研究生,那么前途無量的.機電一體化的未來發展趨勢探析

【論文關鍵詞】：光機電一體化；技術特征；發展

【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。

近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。

1.1 體積小，重量輕，適應性強，操作更方便

光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制 水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3 部分硬件實現軟件化，智能化程度提高

傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。

1.4 產品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。

1.5 融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品

光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

1.6 產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高

光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。

2.研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀

自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。

2.2 發展趨勢

光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。

從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：

（1）激光技術

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單

一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。

（3）激光快速成型技術

激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。

（4）光能驅動技術

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。

3.結語

技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

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