【文章內(nèi)容簡介】 工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，以 PC 平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。 應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)組成和 功能規(guī)劃 本文所建立的一體化數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)平臺， 完成對上面四個組成環(huán)節(jié)的統(tǒng)一管理控制，系統(tǒng)規(guī)劃，設(shè)計開發(fā)和仿真校驗流程。系統(tǒng)組成規(guī)劃模塊完成所需數(shù)控裝備產(chǎn)品的 單元組合，功能規(guī)劃和性能規(guī)劃；機械結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊完成對機械執(zhí)行機構(gòu)的物理建模，動態(tài)性能仿真，實體造型，結(jié)構(gòu)繪圖和工藝設(shè)計；伺服單元控制模塊完成伺服系統(tǒng)的選型，位置控制規(guī)劃，速度調(diào)節(jié)規(guī)劃；運動規(guī)劃控制模塊完成運動軌跡規(guī)劃，插補算法設(shè)計和仿真，控制策略設(shè)計和仿真；人機交互管理模塊完成人機交互界面的設(shè)計和實現(xiàn)，數(shù)據(jù)管理和通訊功能。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 機電一體化技術(shù)在鋼 鐵企業(yè)中的 應(yīng)用 在鋼鐵等制造業(yè)中， 機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程 大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。 新一代數(shù)控及伺服系統(tǒng)系列產(chǎn)品 如： 數(shù)控機床高速主軸、電主軸電機系列產(chǎn)品 ， 數(shù)控機床機械手、刀庫及動力刀架系列產(chǎn)品 ， 數(shù)控機床高速配套零部件及輔件系列產(chǎn)品 ，同時， 其中包括 ： 高速滾珠絲桿、高速陶瓷軸承、高速防護裝置等系列產(chǎn)品。 機電的近期 發(fā)展目標(biāo)：扶植重 點 企業(yè) ， 開發(fā)經(jīng)濟 、 適用 的數(shù)控機床并形成批量生產(chǎn)，使這些企業(yè)產(chǎn)品的市場占有率有明顯提高，成為名牌產(chǎn)品；發(fā)展數(shù)十種高速、高效、專用、成套數(shù)控機床系列新品種，以滿足汽車、農(nóng)機、航空、模具等行 業(yè)的需 求；數(shù) 控 機 床關(guān)鍵 配套產(chǎn) 品：數(shù) 控系統(tǒng) ，滿足 國內(nèi)數(shù) 控機 床50%的配套需求；高速主軸及電主軸年產(chǎn)達千套；機械手、刀庫、動力刀架及數(shù)控機床高速配套零部件、輔件系列產(chǎn)品滿足國內(nèi) 50%的配套需求。 電力 電子應(yīng)用 及自動化技 術(shù) 電力電子技術(shù)是集微電子、計算機和自動化技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，是節(jié)能節(jié)材的最佳技術(shù)之一。目前，國外電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到以 IGBT 為代表的第三代，并向智能電力電子時代發(fā)展，我國現(xiàn)在仍處于以晶閘管為代表的第二代。國內(nèi)電力電子市場品種滿足率僅 35%，新產(chǎn)品市場基本上被國外產(chǎn)品占領(lǐng)。 現(xiàn)場總線智能儀表和總 線式自動測試系統(tǒng)是集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)于一體的新一代自動化儀表系統(tǒng)，已成為世界范圍自動化技術(shù)發(fā)展的熱點，是當(dāng)代工業(yè)自動化的主要標(biāo)志。我國仍處于由模擬式儀表系統(tǒng)向數(shù)字式儀表系統(tǒng)過渡的模數(shù)混合式儀表系統(tǒng)階段，水平落后 10～ 15 年，因此在低技術(shù)產(chǎn)品市場上還占有 80%左右份額，但在高技術(shù)產(chǎn)品市場的占有率不到 60%，新產(chǎn)品市場幾乎全為國外產(chǎn)品占領(lǐng)。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 第三章 機電一體化的發(fā)展趨勢 機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。 機 電一體化技術(shù)對于改變整個機械制造業(yè)面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢。 其中， 交流傳動技術(shù) ， 傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)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)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(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)用不斷擴大。 機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(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(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)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(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(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電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。 智能化 智能化是 21 世紀(jì)機電 系 技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)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(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(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，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能， 那也 是不可能的 ， 當(dāng)然使其具有機電的智能 也是 有必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(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。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 10 頁 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(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、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(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn) 規(guī)模。這需要制定各項標(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)機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 網(wǎng)絡(luò)化 20 世紀(jì) 90 年代，計算機技術(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、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭 也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，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)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(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)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(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 微型化 微型化 產(chǎn)品 興起于 20 世紀(jì) 80 年代末， 主要是 指機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械 系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過 1c m3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 11 頁 綠色化 工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其 設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。 系統(tǒng)化 系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進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)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除 RS232 外，還有 RS48 DCS 人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的 關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品 以 人的智能、情感、人性 ， 顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其 高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體 化 產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 12 頁 第四章 加強機電行業(yè)的作用 世界貿(mào)易組織是一個政府組織，在這個組織中，享有權(quán)利、承擔(dān)義務(wù)的是各國政府，同樣世貿(mào)組織允許的對國內(nèi)產(chǎn)業(yè)實施救濟是通過政府采取措施進行的。然而與產(chǎn)業(yè)自己相比，政府對產(chǎn)業(yè)的情況可能不很 熟悉，對外來產(chǎn)品的威脅不很敏感，因此就要求行業(yè)協(xié)會在產(chǎn)業(yè)救濟體系中充分發(fā)揮政府與企業(yè)之間橋梁紐帶的作用，代表產(chǎn)業(yè)的利益向政府申訴。從我國以往與貿(mào)易伙伴的沖突與摩擦中可以看出，發(fā)達國家的行業(yè)協(xié)會在產(chǎn)業(yè)救濟工作中的作用舉足輕重。日本國對中國出口的縫紉機的反傾銷訴訟案，就是由他們國內(nèi)有關(guān)的機電協(xié)會首先提出并脅迫政府提起的 。2021 年 2 月發(fā)生的中美軸承案，是我國加入世貿(mào)組織后的第一起特殊保障措施案，這一案件就出于美國軸承制造協(xié)會六成的會員向美國國際貿(mào)易協(xié)會遞交了針對中國的球軸承反傾銷調(diào)查申請。 確立機電行業(yè) 協(xié)會代表 我國企業(yè)的 地位 我國在完善市場經(jīng)濟體制的過程中，雖然也陸續(xù)建立了行業(yè)協(xié)會和商會，但目前我國的行業(yè)協(xié)會還不能滿足保護國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的需要，在國內(nèi)市場中的反傾銷訴訟申請方面，我國己經(jīng)提起的反傾銷申請案件有相當(dāng)一部分是個別企業(yè)獨自提出的，這將大大降低中國企業(yè)針對外國來華商品在國內(nèi)市場傾銷案件的立案申請的效果和應(yīng)有的影響。因此行業(yè)協(xié)會要能代表企業(yè)、產(chǎn)業(yè)的利益向政府提出申訴，謀求和促進國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 : 同時對企業(yè)中的害群之馬予以制裁，發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的自律作用。我國政府要在法律制度上、體制上確立行業(yè)協(xié)會一定的全力和職責(zé)， 這是加強國內(nèi)產(chǎn)業(yè)保護的關(guān)鍵。 充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會、商 會的作用 行業(yè)協(xié)會和商會要為企業(yè)擴大出口，優(yōu)化進口結(jié)構(gòu)服務(wù)，為整頓和規(guī)范外經(jīng)貿(mào)市場秩序服務(wù) 。 同時，還要幫助企業(yè)增強應(yīng)對貿(mào)易爭端的能力，學(xué)會運用符合 WTO 規(guī)則的反傾銷、反補貼、保障措施手段，維護經(jīng)濟安全 。更重要的是，如果由每個企業(yè)單獨應(yīng)訴，會造成經(jīng)濟學(xué)中的搭便車現(xiàn)象，即一個企業(yè)承擔(dān)成本，其他的企業(yè)分享收益。因此，應(yīng)該加強行業(yè)協(xié)會的作用，行業(yè)協(xié)會通，更好的采取應(yīng)對措施。 積極開展第二課堂活動 ， 要有計劃地開設(shè)機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計、產(chǎn)品造型設(shè)計、電子設(shè)計、包裝裝璜設(shè) 計等方面的選修課；引導(dǎo)學(xué)生開展各種有益學(xué)生身心健平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 康、擴展知識面、開拓視野、培養(yǎng)能力、陶冶