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1、机电一体化技术发展及趋势专业：机械制造及其自动化姓名：侯国强学号：2013125026完成时间：2013-12-4机电一体化技术发展及趋势现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。1机电一体化概述机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与
2、电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是
3、基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。机电一体化是一
4、个综合的概念，含盖了产品两方面的内容。它首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包括技术基础、技术原理在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。机电一体化产品是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代机电产品。机电一体化又是一个复杂的系统工程。“系统”这个名词，使用非常广泛。大多定义为：由相互作用和依赖的若干组成部分按一定规律结合成的、具有特定功能的有机整体。系统一般具有如下特征：①“集合性”，系统是许多元素的集合；②“关联性”，系统的各个组成部分之间是互相联系和互相制约的;③“目的性”，系统总是具有特定的
5、功能，特别是人所创造或改造的系统，总是具有一定的目的性；④“环境适应性”，系统问题存在并活动于一个特定的环境中，与环境不断进行物质、能量、信息的交换，系统必须适应环境。从系统的观点出发，我们总可以把我们所设计的各种简单和复杂的设备或产品看成一个系统，因而可用系统工程的方法去分析和设计。机电一体化系统设计就是应用系统工程的方法设计出产品和设备。其突出的特点是，构成机电一体化系统的要素一般包括机、电、仪、液、气、磁、光，通过将这些要素进行有机地组织与结合，以实现该系统功能的整体最佳化。机电一体化系统的实体部分，主要是机械部分与电子部分，又通过信息技术把这些部分
6、有机结合在一起，从而构成更为先进的产品。按照系统分析的观点，机电一体化系统在设计过程中，是将机械部分与电子部分整合在一起进行通盘考虑的，哪些应采用机械部分，哪些应采用电子部分或其他更恰当的部分，例如液、气、磁、光、等部分，然后通过信息传输与处理技术将这些部分有机的结合起来。因而，可以说，机电一体化系统设计是系统工程学在机械电子领域中的具体应用；机电一体化系统正是这种应用的效果；它对改造传统老产品有着“妙手回春”的作用，对于新产品的开发研制也效果显著。2机电一体化的发展机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初
7、级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,
8、为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mech
