淺談機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用與研究(文件)
【正文】 而構(gòu)成虛擬控制站?，F(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)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)。美國(guó)、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 。 (CIMS) 鋼鐵 企業(yè) 的 CIMS 是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)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(guò)程全局和過(guò)程一體化控制。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 。隨著測(cè)控技術(shù)的 發(fā)展 ，分布式控制系統(tǒng)的功能越來(lái)越多。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、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼 ———連鑄 ———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等 。 （ 3）智能化方向 今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品 “全息 ”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。 （ 2）柔性化方向 未來(lái)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) ”。使用這些自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來(lái)越多，對(duì)維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來(lái)越多。 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)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)。 （ 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 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。 （ 2） 高精度化 數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的 ～ 提高到 左右；亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到 左右；納米級(jí)機(jī)床達(dá)到 ～ ；最小分辨率為 1nm（ ）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問(wèn)世。 第 三 章 典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì) 1 數(shù)控機(jī)床 目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近 320 萬(wàn)臺(tái)），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(guó)家數(shù)控機(jī) 床占 10％）。 9. 綠色化 科學(xué) 技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。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(guò)軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)， 使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡(jiǎn)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)行器以及信號(hào)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)?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò) (home )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) (puter integrated appliance system, CIAS)，使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。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(lái)了巨大的變革。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。 3. 模塊化 模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。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。 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 1. 數(shù)字化 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)，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。 進(jìn)入 90 年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(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。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)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。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。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。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(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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)。 關(guān)鍵詞 ：機(jī)電一體化 ； 技術(shù) ； 應(yīng)用 目 錄 摘要 ......................................................................................................................................... 目錄 ………………………………………………………………………………… ……… .. 前 言 .............................................................................................................................................................. 第一章 機(jī)電一體化概要 ......................................................................................................... 第 二 章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展 ..........................................................
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