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机电一体化技术的应用与发展前景 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了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、产品机构、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”迈入了“机电 一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下 几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵 敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰 有着直接的关系。为了避免电干扰,目前 有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信 息传感器来说,目前主要发展非接触型检 测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、 信息处理设备(特别是微型计算机)的普 及应用紧密相连。为进一步发展机电一体 化,必须提高信息处理设备的可靠性,包 括模/数转换设备的可靠性和分时处理 的输入输出的可靠性,进而提高处理速 度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但 在快速响应和效率等方面还存在一些问 题。目前,正在积极发展内部装有编码器 的电机以及控制专用组件-传感器-电 机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据 传递的格式标准化、规格化。接口采用同 一标准规格不仅有利于信息传递和维修, 而且可以简化设计。目前,技术人员正致 力于开发低成本、高速串行的接口,来解 决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕 器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为 了减少软件的研制成本,提高生产维修的 效率,要逐步推行软件标准化,包括程序 标准化、程序模块化、软件程序的固化、推 行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40 年的发展,在结构、功能、操作和控制精度 上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即 采用多C PU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功 能模块具有层次性、兼容性、符合接口标 准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、W O P技术和智能化。系统能提供 面向车间的编程技术和实现二、三维加工 过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊 控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模 块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也 加强了C N C系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具 有一台机床同时完成多个独立加工任务 或控制多台和多种机床的能力,并将刀具 破损检测、物料搬运、机械手等控制都集 成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统 组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专 用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) C IM S的实现不是现有各分散系统 的简单组合,而是全局动态最优综合。它 打破原有部门之间的界线,以制造为基干 来控制“物流”和“信息流”,实现从经营 决策、产品开发、生产准备、生产实验到生 产经营管理的有机结合。企业集成度的提 高可以使各种生产要素之间的配置得到 更好的优化,各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系 统,主要由计算机、数控机床、机器人、料 盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。 它可以随机地、实时地、按量地按照装配 部门的要求,生产其能力范围内的任何工 件,特别适于多品种、中小批量、设计更改 频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人, 它们只能根据示教进行重复运动,对工作 环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活 性;第2代机器人带有各种先进的传感元 件,能获取作业环境和操作对象的简单信 息,通过计算机处理、分析,做出一定的判 断,对动作进行反馈控制,表现出低级智 能,已开始走向实用化;第3代机器人即智 能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂 的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独 立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状 和高新技术的发展动向,机电一体化将朝 着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自 动化的主要区别之一,也是21世纪机电 一体化的发展方向。近几年,处理器速度 的提高和微机的高性能化、传感器系统的 集成化与智能化为嵌入智能控制算法创 造了条件,有力地推动着机电一体化产品 向智能化方向发展。智能机电一体化产品 可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取 代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体 系结构进一步采用开放式和模式化的总 线结构。系统可以灵活组态,进行任意的 剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调 控制和综合管理。表现特征之二是通信功 能大大加强,一般除R S232等常用通信 方式外,实现远程及多系统通信联网需要 的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一 体化更加注重产品与人的关系,如何赋予 机电一体化产品以人的智能、情感、人性 显得越来越重要。机电一体化产品还可根 据一些生物体优良的构造研究某种新型 机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微 机械技术、微电子技术和软件技术,是机 电一体化的一个新的发展方向。国外称微 电子机械系统的几何尺寸一般不超过 1cm 3,并正向微米、纳米级方向发展。由于 微机电一体化系统具有体积小、耗能小、 运动灵活等特点,可进入一般机械无法进 入的空间并易于进行精细操作,故在生物 医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国 防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利 用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在 实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个 发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由 于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接 口、动力接口、信息接口的机电一体化产 品单元是一项复杂而重要的事,它需要制 订一系列标准,以便各部件、单元的匹配 和接口。机电一体化产品生产企业可利用 标准单元迅速开发新产品,同时也可以不 断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化 有重大影响,使其朝着网络化方向发展。 机电一体化产品的种类很多,面向网络的 方式也不同。由于网络的普及,基于网络 的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而 远程控制的终端设备本身就是机电一体 化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒 适的同时也使资源减少,生态环境受到严 重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化 是时代的趋势,其目标是使产品从设计、 制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极 小,资源利用率极高。机电一体化产品的 绿色化主要是指使用时不污染生态环境, 报废时能回收利用。绿色制造业是现代制 造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技 术发展的结晶,是社会生产力发展到一定 阶段的必然要求。它促使机械工业发生战 略性的变革,使传统的机械设计方法和设 计概念发生着革命性的变化。大力发展新 一代机电一体化产品,不仅是改造传统机 械设备的要求,而且是推动机械产品更新 换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业 的必由之路。 参考文献: 1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003. 2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004. 3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6). 4、章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7). 5、梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯,2007(9).

2015毕业论文格式模板

毕业设计(论文)是实现学生培养目标的重要教学环节，其质量是衡量教学水平、学生毕业和学位资格认证的重要依据。毕业设计(论文)撰写是本科生培养过程的基本训练之一，必须按照确定的规范认真执行。指导教师应加强指导，严格把关。

毕业设计(论文)撰写应符合国家及各专业部门制定的有关标准，符合汉语语法规范。

1、内容要求

题目

题目应恰当、准确地反映本课题的研究内容。毕业设计(论文)的中文题目应不超过25字，并不设副标题。

摘要与关键词

摘要

摘要是毕业设计(论文)内容的简要陈述，是一篇具有独立性和完整性的短文。摘要应包括本设计(论文)的创造性成果及其理论与实际意义。摘要中不宜使用公式、图表，不标注引用文献编号。避免将摘要写成目录式的内容介绍。

关键词

关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖毕业设计(论文)主要内容的通用技术词条(参照相应的技术术语标准)。关键词一般列3～5个，按词条的外延层次排列(外延大的排在前面)。

毕业设计(论文)正文

毕业设计(论文)正文包括绪论、论文主体及结论等部分。

绪论

绪论一般作为第一章。绪论应包括：本研究课题的学术背景及理论与实际意义;国内外文献综述;本研究课题的来源及主要研究内容;研究的基本思路与采用的方法。

毕业设计(论文)主体

毕业设计(论文)主体应结构合理，层次清楚，重点突出，文字简练、通顺。主体的内容应包括以下各方面：

本研究内容的总体方案设计与选择论证;

本研究内容各部分(包括硬件与软件)的设计计算;

本研究内容试验方案设计的'可行性、有效性以及试验数据处理与分析;

本研究内容的理论分析。对本研究内容及成果应进行较全面、客观的理论阐述，应着重指出本研究内容中的创新、改进与实际应用之处。理论分析中，应将他人研究成果单独书写，并注明出处，不得将其与本人提出的理论分析混淆在一起。对于将其他领域的理论、结果引用到本研究领域者，应说明该理论的出处，并论述引用的可行性与有效性。

结论

毕业设计(论文)的结论单独作为一章排写，但不加章号。

结论是对整个毕业设计(论文)主要成果的总结。在结论中应明确指出本研究内容的创造性成果或创新点理论(含新见解、新观点)，对其应用前景和社会、经济价值等加以预测和评价，并指出今后进一步在本研究方向进行研究工作的展望与设想。结论内容一般在2字以内。

致谢

对导师和给予指导或协助完成毕业设计(论文)工作的组织和个人表示感谢。内容应简洁明了、实事求是。对课题给予资助者应予感谢。

参考文献

外文资料翻译

是毕业设计(论文)工作阶段，对学生外文阅读能力的培养和锻炼，内容要求与学生进行毕业设计(论文)内容相关，或与学生本专业相关。字数不少于1万外文字符，有中文译文，并附上翻译资料原文。作为附件打印，放入毕业设计(论文)资料袋存档。

2、书写规定

毕业设计(论文)字数

1.学生应完成毕业设计(论文)任务，做到设计合理，叙述简练，文字工整，绘图整洁、正确、规范，并完成不少于1万外文字符的翻译，用外文写出本人的毕业设计(论文)摘要(不少于5汉字)，在答辩时用外语宣读。

2.土木、机械类专业设计型题目，一般而言每个学生至少应完成相当于两张号的设计图，说明书不少于一万五千字;论文型题目其说明书不少于二万八千字，答辩时应附上本人第六或第七学期课程设计图。

3.电、运输、管理、材料类专业设计型题目说明书不少于二万四千字，要有一定数量的设计图;论文型题目其说明书不少于二万八千字。

4.文科类专业论文原则上不少于一万五千字，并附资料索引，外语类专业论文要求三千到五千单词。

5.应用理科类专业论文中要有定性的分析，定量的计算，熟练地掌握计算机程序处理和阅读外文资料的能力，论文说明书不少于二万字。

论文书写

毕业设计(论文)一律要求采用A4幅面的纸张打印。

论文版心大小为155mm×245mm，页边距：上，下，左，右2cm，装订线位置左，装订线1cm，包括页眉和页脚，页码放在页眉右端;摘要、目录、物理量名称及符号表等正文前部分的页码用罗马数字单独编排，正文以后的页码用形如第M页，其中M为阿拉伯数字。

摘要

外文摘要与中文摘要的内容应完全一致，在外文语法、用词上应正确无误。编排上中文摘要在前、外文摘要在后。

目录

目录应包括毕业设计(论文)中全部章节的标题及页码，含：

正文章节题目(要求编到第3级标题，即□.□.□)

致谢

参考文献

附录

毕业设计(论文)正文

章节及各章标题

毕业设计(论文)正文分章节撰写，每章应另起一页。

各章标题要突出重点、简明扼要。字数一般在15字以内，不得使用标点符号。标题中尽量不采用英文缩写词，对必须采用者，应使用本行业的通用缩写词。

层次

层次不宜太多，根据实际需要选择。层次代号采用中表1的格式。

层次要求统一，但若节下内容无需列条的，可直接列款、项。层次用到哪一层次视需要而定。

引用文献

引用文献标示应置于所引内容最末句的右上角，用小五号字体。所引文献编号用阿拉伯数字置于方括号“[ ]”中，如“二次 铣 削[1]”。当提及的参考文献为文中直接说明时，其序号应该用4号字与正文排齐，如“由文献[8，1～14]可知”。

不得将引用文献标示置于各级标题处。

名词术语

科技名词术语及设备、元件的名称，应采用国家标准或部颁标准中规定的术语或名称。标准中未规定的术语要采用行业通用术语或名称。全文名词术语必须统一。一些特殊名词或新名词应在适当位置加以说明或注解。

采用英语缩写词时，除本行业广泛应用的通用缩写词外，文中第一次出现的缩写词应该用括号注明英文全文。

物理量名称、符号与计量单位

物理量的名称和符号

物理量的名称和符号应符合GB31～312-86的规定。论文中某一量的名称和符号应统一。

物理量的符号必须采用斜体。表示物理量的符号作下标时也用斜体。

物理量计时单位

物理量计量单位及符号应按国务院1984年发布的《中华人民共和国法定计量单位》及GB21～312执行，不得使用非法定计量单位及符号。计量单位符号，除用人名命名的单位第一个字母用大写之外，一律用小写字母。

非物理量单位(如件、台、人、元、次等)可以采用汉字与单位行号混写的方式，如“万t·km”，“t/(人·a)”等。

文稿叙述中不定数字之后允许用中文计量单位符号，如“几千克至1kg”。

表达时刻时应采用中文计量单位，如“上午8点3刻”，不能写成“8h45min”。

计量单位符号一律用正体。

外文字母的正、斜体用法

按照GB31～312及GB7159-87的规定使用，即物理量符号、物理常量、变量符号用斜体，计量单位等符号均用正体。

数字

按国家语言文字工作委员会1987年发布的《关于出版物上数字用法的试行规定》，除习惯中文数字表示的以外，一般均采用阿拉伯数字。

公式

原则上居中书写。若公式前有文字(如“解”、“假定”等)，文字空两格写，公式仍居中写。公式末不加标点。

公式序号按章编排，如第一章第一个公式序号为“(1-1)”，附录A中的第一个公式为(A-1)等。

文中引用公式时，一般用“见式(1-1)”或“由公式(1-1)”。

公式中用斜线表示“除”的关系时应采用括号，以免含糊不清，如1/(bcosx)。通常“乘”的关系在前，如acosx/b而不写成(a/b)cosx。

插表

表序一般按章编排，如第一章第一个插表的序号为“表1-1”等。表序与表名之间空一格，表名中不允许使用标点符号，表名后不加标点。表序与表名置于表上，用中文居中排写。

表头设计应简单明了，尽量不用斜线。表头中可采用化学符号或物理量符号。

全表如用同一单位，将单位符号移至表头右上角，加圆括号。

表中数据应正确无误，书写清楚。数字空缺的格内加“-”字线(占2个数字宽度)。表内文字或数字上、下或左、右相同时，采用通栏处理方式，不允许用“″”、“同上”之类的写法。

表内文字说明，起行空一格、转行顶格、句末不加标点。

插图

插图应与文字紧密配合，文图相符，技术内容正确。选图要力求精练。

制图标准

插图应符合国家标准及专业标准。

机械工程图：采用第一象限投影法，严格按照GB4457～446，GB131-83《机械制图》标准规定。

电气图：图形符号、文字符号等应符合有关标准的规定。

流程图：原则上应采用结构化程序并正确运用流程框图。

对无规定符号的图形应采用该行业的常用画法。

图题及图中说明

每个图均应有图题(由图号和图名组成)。图号按章编排，如第一章第一图的图号为“图1-1”等。图题置于图下，用中文居中书写。有图注或其他说明时应置于图题之上。图名在图号之后空一格排写。引用图应说明出处，在图题右上角加引用文献号。图中若有分图时，分图号用a)、b)等置于分图之下。

图中各部分说明应采用中文(引用的外文图除外)或数字项号，各项文字说明置于图题之上(有分图题者，置于分图题之上)。

插图编排

插图与其图题为一个整体，不得拆开排写于两页。插图处的该页空白不够排写该图整体时，则可将其后文字部分提前排写，将图移到次页最前面。

坐标单位

有数字标注的坐标图，必须注明坐标单位。

毕业设计(论文)原件中照片图及插图

毕业设计(论文)论文原件中的照片图均应是原版照片粘贴，不得采用复印方式。照片可为黑白或彩色，应主题突出、层次分明、清晰整洁、反差适中。照片采用光面相纸，不宜用布纹相纸。对金相显微组织照片必须注明放大倍数。

毕业设计(论文)原件中的插图不得采用复印件。

参考文献

参考文献写格式应符合BG7714-87《文后参考文献著录规则》。常用参考文献编写项目和顺序规定如下：(仅作参考，没有引用者不写引用起止页)

著作图书文献

序号 作者. 书名. 版次. 出版者，出版年：引用部分起止页

第一版应省略

翻译图书文献

序号 作者.书名. 译者. 版次. 出版者，出版年：引用部分起止页

第一版应省略

学术刊物文献

序号 作者. 文章名. 学术刊物名.年，卷(期)：引用部分起止页

学术会议文献

序号 作者. 文章名. 编者名. 会议名称，会议地址，年份. 出版者，出版年：引用部分起止页

学位论文类参考文献

序号 研究生名. 学位论文题目. 学校及学位论文级别. 答辩年份：引用部分起止页

产品说明书、各类标准、各种报纸上刊登的文章及未公开发表的研究报告(著名的内部报告如PB、AD报告及著名大公司的企业技术报告等除外)等不宜作为参考文献引用。

附录

对需要收录于毕业设计(论文)中且又不适合书写正文中的附加数据、资料、详细公式推导等有特色的内容，可作为附录排写，序号采用“附录1”、“附录2”等。

以上是我为大家整理的2015毕业论文格式模板，希望对大家有所帮助。

老哥10块钱想多了啊，1000都搞不定