机械电子工程导论
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机械电子工程专业《机械电子工程专业导论》课程教学大纲课程名称:机械电子工程专业导论课程编号:0402011A2考核方式:考查学时/学分:32/2适用专业:机械电子工程课程类别/性质:通识教育/必修一、课程目标与定位该课程的教学目标是对学生进行早期的学科知识教育,使学生初步了解机械电子工程学科的知识体系,了解机械电子工程在产品及其设计中的应用,激发学生的专业兴趣,增强学生的专业意识,提高学生的工程意识、工程素质及工程能力,使学生明确专业方向,从而提高后续课程学习的目的性和针对性。
该课程为通识教育的核心知识单元。
二、课程从属项目关系本课程是一门综合性的工程素质教育课程。
课程中以典型机电一体化产品为设计项目,包括一些简单设计—实现项目练习,积累基本的设计—实现经验,后续课程为所有专业课,它们是机械电子工程学科知识体系的核心内容。
三、课程知识、能力、素质培养目标通过本课程的学习,使学生掌握机械电子工程的基本概念、系统组成和实际应用。
了解机械设计制造的基础知识,了解常用的执行机构和驱动装置、系统信息的测量方法、信号处理、嵌入式微处理器的应用。
使学生初步具有应用机械、电子基础知识,对机械电子系统进行总体设计、分析、选型的能力和系统的建造能力。
积累一些基本的设计—实现经验,为学生掌握更高级的产品、过程和系统建造经验做准备。
引导学生形成解决工程问题的思路,培养学生交流沟通、团队协作能力,使学生尽早进入工程师的角色。
四、课程基本内容和学时安排1.绪论(2学时)教学内容:机械、电子、制造、工程的含义;机械电子工程的概念、学科体系;机械电子工程在产品及其设计中的应用;机械电子工程在制造业中的应用。
教学目标:了解机械电子工程的概念,了解机械电子工程学科领域。
重点:机械电子工程的涵义、应用。
难点:机械电子工程学科知识体系。
2.机械电子工程发展简史(2学时)教学内容:机械电子工程与人类社会发展的关系;机械电子工程发展简史;现代机械电子工程发展的具体状况及发展趋势。
机械工程导论本文让我们了解到什么是先进的制造技术,它是何等的重要,它的发展趋势,内外先进制造技术的差距,并阐述我国先进机械制造技术的发展趋势。
1.20世纪代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段夺取市场,倾销产品,输出资本,随着全球市场的形成,使得市场变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。
因此,一个国家的先进制造技术,它的体现应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
在当今这个沸腾的环境里,我们要跟上时代的步伐,如果你掉队了,最后的结果就像泰戈尔说的那句话:“世界上最远的距离,是鱼和飞鸟的距离,一个翱翔天际;一个却深潜海底。
”怎样才不掉队,应该去了解先进的东西。
先进的制造技术不仅是科学技术发展的必然结果,而且也是文明和社会进步的必然要求。
我们知道,一个国家的命运,是和它所制造的东西息息相关的,制造出的先进武器,用于战争,用于生活,让国家变得富强。
在这飞速变化的时代,我们要跟上时代不困难,困难的是怕我们失去斗志,在此我们应当自强、自信,不畏惧、不退缩。
我们知道,一个国家的强盛,需要的是什么,需要的是每个人的素质,需要的是知识,可更需要的是先进的制造技术。
2.制造技术先进制造技术是制造业不断吸收机械、电子、信息、能源及现代系统管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
先进制造技术主要可以概括为先进制造工艺技术、制造自动化技术、先进制造模式和现代生产管理技术。
而先进先进制造技术又可包括高速切削技术、特种切削技术、精密切削技术、微量切削技术等;制造自动化技术的内涵有代替人的体力劳动,代替或辅助人的脑力劳动,制造系统中人、机及整个系统的协调、管理、控制和优化;先进制造模式主要是要精益生产。
机械工程导论课程教学大纲课程类别:专业基础课修读方式:必修学时:16学分:1学分适用专业:机械设计制造及其自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程考核方式:考查先修或同修课程:工程图学、理论力学、金工实习等一、课程简介《机械工程导论》是机械工程学科各专业的专业基础课程,是机械工程学科的总纲,也是后续专业基础课和专业课的基础。
本课程以学生的专业素质教育为目的,旨在使学生对机械工程的相关知识有一个较为全面的了解,因本课程内容非常丰富但课时数有限,在内容上不要求精深而要求全面,尽可能将今后四年的知识给学生以非常具体的感性认识,解决学生专业教育问题,增加学生对专业学习的兴趣和积极性。
本课程简明介绍机械工程概况及涉猎领域、机械工程简史、工程力学、工程材料及成形技术、机构及机械零部件、机械设计方法、机械制造基本概念、先进制造技术等内容。
二、课程教学目标使学生对机械工程的相关知识和本专业的专业学习概况有一个较为全面的了解,增强专业学习的兴趣,具有明确专业学习方向的能力。
三、教学内容及要求(一)绪论1. 目的和要求要求学生明确本课程的研究内容,学习目的和学习方法,使学生对机械工程涉猎的领域有基本的认识和了解。
教学要求:了解机器、机械、机械工程的基本概念;了解机械的分类、机械产品的基本要求;机械工程的主要内容;机械工程与国民经济的关系。
2. 教学内容(1) 机械与机械工程(2) 机械工程导论的基本内容(3) 机械工程与国民经济的关系3. 教学方法和手段教学方法:讲授法教学手段:多媒体教学(二)机械工程简史及其发展1. 目的和要求通过机械工程历史及发展,说明机械工程在国民经济及社会的发展中的重要的作用,是推动社会发展的重要学科。
教学要求:(1)了解中国和世界机械发展简史(2)掌握现代机械工程的国内外发展现状及未来发展趋势2. 教学内容(1) 中国机械发展史简介(2) 世界机械发展史简介(3) 现代机械工程(4) 现代机械工程展望3. 教学方法和手段教学方法:讲授法教学手段:多媒体教学(三)机械基础知识简介1. 目的和要求使学生对机械的基础知识,包括力学、材料、液压和气压、机构、机械零部件、机械设计的基本方法和现代机械设计方法有大致的了解。
机电一体化技术在国民经济发展中的地位与作用摘要:机电一体化是现代科学技术发展的主要趋势。
通过机电一体化技术的基本概要和发展背景,可以发现机电一体化技术的发展趋势及对国民经济发展所产生的重大影响。
机电行业(制造业)在国民经济中始终是主要支柱,从制造业生产总值占国内生产总值的比重和先进制造业工业增加值占全部工业增加值的比重来看,很容易得出上述结论。
关键词:国民经济;机电一体化的发展;主要支柱前言自改革开放以来我国制造业开始拥有了自己独立的汽车工业、航天航空工业等技术难度较大的机械制造工业。
特别是改革开放以来,我国机械制造业充分利用国内外两方面的资金和技术,进行了较大规模的技术机电行业(制造业)发展和创新。
因此,在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中,机电行业始终具有举足轻重的作用,而机电一体化技术和产品总是受到各工业国家的极大重视,并都给予了资金支持和政策优惠。
一、机电一体化技术在传统国民经济中的作用机电一体化技术在传统产业中的应用将大大提高企业产品的竞争力,促进产品的更新换代,对国家经济产生巨大的推动作用。
一方面传统制造业直接拉动着自动化制造装备的整体需求。
另一方面,新兴技术发展刺激了新的技术装备的发展,如信息、材料、生物等。
还有战略性可持续发展所迫切要求的特种高精尖自动化装备的研究发展,如海洋、空间、地下资源开发,国防工业精密加工,微机电器件制造等领域。
所以,机电一体化技术对传统国民经济的影响是长期的、持久的,甚至是决定性的。
机电一体化对传统国民经济的作用还表现在机电一体化与企业的技术进步。
企业的技术进步表现在生产、管理等各个方面的现代化,由于机电一体化的出现,使得生产方式向“柔性”转化,并向综合(集成)自动化发展,使信息在生产经营管理中的地位显著增大。
机电一体化产品的出现,使得工厂自动化、办公自动化和社会服务自动化成为现实。
此外机电一体化技术与产品的应用进一步拉近了与国民经济发展的关系。
机电一体化在机械和电子行业的应用已相当普遍,如数控机床(ONC系统)工业机器人等,此外,机电一体化技术与产品应用于化工部门,能预先报警,减少停车事故造成的损失。
机械工程导论课程大纲一、课程介绍机械工程导论课程旨在介绍机械工程的基本概念、原理和应用。
通过该课程的学习,学生将了解机械工程的发展历程、核心技术和前沿领域,培养机械工程思维方式和解决问题的能力。
二、课程目标1. 熟悉机械工程的定义、范围和基本概念;2. 理解机械工程的发展历程和重要里程碑;3. 掌握机械工程的核心技术和基础原理;4. 了解机械工程在实际应用中的具体案例和行业发展趋势;5. 培养机械工程思维方式和解决问题的能力。
三、教学内容1. 机械工程的定义和范围a. 机械工程学科的基本概念b. 机械工程的领域和应用范围2. 机械工程的发展历程a. 工业革命对机械工程的影响b. 机械工程的重要里程碑和突破3. 机械工程的核心技术和基础原理a. 机械设计与制造技术b. 热能与动力工程c. 流体力学与传热传质4. 机械工程在实际应用中的案例a. 机械设备和系统设计b. 机械工程在汽车工业的应用c. 机械工程在航空航天领域的应用5. 机械工程的行业发展趋势a. 智能制造和机器人技术b. 环保和可持续发展四、教学方法1. 授课:教师利用多媒体技术,结合案例和实践经验进行生动讲解,激发学生的兴趣和学习积极性。
2. 讨论:组织学生进行小组讨论,提供机械工程实际问题,鼓励学生分析和解决问题,并展示讨论结果。
3. 实践:安排机械工程实验和项目,让学生亲自动手设计和制造机械零部件,培养实际操作和团队合作能力。
四、考核方式1. 平时成绩:课堂参与、小组讨论、作业和实验报告等综合评定。
2. 期末考试:理论知识和应用能力的书面考查。
五、参考教材1. 《机械工程导论》,作者:XXX,出版社:XXX2. 《机械设计基础》,作者:XXX,出版社:XXX3. 《热力学与动力学》,作者:XXX,出版社:XXX六、教学进度安排第一周:机械工程的定义和范围第二周:机械工程的发展历程第三周:机械设计与制造技术第四周:热能与动力工程第五周:流体力学与传热传质第六周:机械工程在实际应用中的案例第七周:机械工程的行业发展趋势第八周:综合复习及期末考试七、备注本课程为学生打下机械工程学科的基础,为后续相关课程的学习提供必要支持和理论指导。
机械电子工程专业导论课程改革探索摘要:为使应用型本科机械电子工程专业的学生尽快转换角色,适应大学的职业学习生活,文章论述了专业导论课程设置的重要性,规划了机械电子工程专业导论的课程体系内容,讨论了课程的教学组织和实施方法。
关键词:专业导论课机械电子工程教学改革一、背景分析大学是美好的,特别是对于刚刚经历过残酷高考竞争而迈入大学校门的高中学子,经过十多年的苦读和应试教育,进入大学感到了放松,突然学业上轻松许多,无具体的升学目标。
但是大学并不是人生的终点,而是一个新的起点,是我们职业生涯学习的起步阶段。
每一个新入学的大学生都必须很快适应新的学习环境,尽快完成自己的角色转换,开始新的学习征程。
高中阶段学生基本都是在家长的监护下成长,不用担心生活上的问题,学习上也是家长或老师规划好,不用自己操心,而在大学要独立完成生活和学习的规划,很多学生比较茫然。
大一新生入校后,学校的现实与学生的理想总会有些差距,导致学生情绪失落。
大学一年级的新生从紧张的高考中走过来,普遍有“解放”的感觉,这种感觉极易导致上进心的松懈和学习意识的淡漠,不少学生在几年的大学生涯中学习目标不明确,“60分万岁”,整天沉迷于虚拟的游戏和网络聊天中,抑或花前月下、卿卿我我,最后降级退学,甚至个别同学直到临近毕业时才幡然悔悟,但悔之晚矣。
初入大学校门,许多新生对自己学习的专业了解甚少,更谈不上喜欢与不喜欢,高中填报志愿的时候,可能大多数都是参考家长或教师的意见。
大部分学生对自己将要学习的专业及今后所要从事的工作岗位知之甚少,甚至是一无所知。
只有少部分新生对自己的专业做过一些调查研究,学生缺乏对专业和课程的了解,不知道学习什么、如何学习、学了有什么用。
他们对大学的生活和学习既充满了好奇又感到迷茫,对所学专业缺乏认识,造成学习的盲目和专业思想的不稳定。
此时,学生初入校门的那种新鲜、好奇、兴奋,往往会被无聊、郁闷和迷茫所取代。
为了帮助学生解决这些问题,沈阳工程学院(以下简称“我校”)机械电子工程专业面向新生增设了机电工程专业导论课程,取代了原先由辅导员和系领导主办的入学教育讲座,由专业教师指导学生系统地认识和学习机械电子工程专业的概述知识。
机械电子工程课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握机械电子工程的基本概念、原理和应用,培养学生具备一定的创新能力和实践能力,提高学生的科学素养。
1.了解机械电子工程的基本概念、发展历程和应用领域;2.掌握机械电子系统的设计原理和方法;3.熟悉电子元器件的选型和应用;4.理解机械电子工程中的传感技术、控制技术和接口技术。
5.能够运用机械电子工程的基本原理解决实际问题;6.具备机械电子系统设计和调试的基本能力;7.学会使用电子设计自动化(EDA)工具进行电路设计和仿真;8.掌握常用的编程语言,如C、C++、Python等,用于控制程序的开发。
情感态度价值观目标:1.培养学生对机械电子工程的兴趣和热情,激发学生从事相关研究和实践的积极性;2.培养学生具备团队合作精神和沟通协调能力,提高学生的人际交往能力;3.培养学生具备创新意识和批判性思维,鼓励学生勇于尝试和提出新的观点。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械电子工程的基本概念、原理和应用,以及相关的技术和方法。
1.机械电子工程概述:介绍机械电子工程的定义、发展历程和应用领域,使学生对机械电子工程有一个整体的认识。
2.机械电子系统设计:讲解机械电子系统的设计原理和方法,包括系统的总体设计、硬件选型、软件设计和系统集成等。
3.电子元器件:介绍常见的电子元器件的原理、特性和应用,如电阻、电容、二极管、晶体管等,以便学生能够进行正确的元器件选型和应用。
4.传感技术:讲解机械电子工程中常用的传感器的工作原理、特性和应用,如温度传感器、压力传感器、光电传感器等,使学生能够选择合适的传感器进行系统检测和控制。
5.控制技术:介绍机械电子工程中的控制原理和方法,包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等,培养学生具备控制系统的设计和分析能力。
6.接口技术:讲解机械电子工程中常用的接口技术和通信协议,如串口通信、USB通信、CAN总线等,使学生能够进行正确的接口设计和数据通信。
机械工程专业导论论文(精选7篇)机械工程专业导论论文1一、我对机械工程的兴趣作为一名工科生,必须对机械之类的东西有所了解,而我的专业是工业设计,所以对掌握机械方面的知识是必须的。
其实我对我专业的兴趣没有对机械类专业兴趣浓,可能是跟我从小接触的东西有关。
我是一个从农村走出来的,在农村小时候并没有很多玩具,只有在过年的时候家长才给钱去买点东西。
而我每年买的都是玩具枪,我买的目的并不是用来玩,而是我喜欢把它拆卸开来自己慢慢研究,然后再把它重新组装。
还有一个原因就是自己在计算机和绘画方面的基础很差,而一个设计师有这方面的技能是必须的。
而在初中和高中学的知识跟机械之类的并没有太大关系,而生活中到处都有机械的应用,所以我很想多多掌握机械方面的知识,增加我对生活中机械的理解。
到大学了,现在有机会了,所以我要好好增加机械方面的知识,一方面能应用到自己的专业中来,另一方面能提高自己各方面的能力。
二.当今世界的机械制造业1.从经济方面上看,世界机械制造业作为世界经济的一个重要组成部分,其发展状况与其所处的外围环境有着紧密的关系,幷受制于经济周期变动的影响,既表现为对经济周期的敏感性,也表现出一点的滞后性。
上世纪90年代至今,世界性机械制造业突出表现为在大波动中发展,显示其在国民经济尤其是在工业发展中的特殊地位,是防止经济“泡沫化”的基础;机械制造业贸易呈现极强的地区性,发达国家和发展中国家之间存在很大的贸易差距,在西欧的发达国家在机械生产和贸易领域继续其霸主地位。
从美国、日本德、德国等发达国家重视装备制造业的发展情况来看,不仅在于其在本国工业中生产、出口、积累、就业等方面的贡献率均占前列,更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术,是经济高级化不可或缺的战略性产业。
2.从技术上看,机械制造自动化技术至本世纪20年代出现以来,经历了三个阶段,即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。
综合自动化常常与计算机辅助制造,计算集成制造等概念相联系,它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合,旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。
机械工程导论结课论文《机械电子工程专业导论》论文沈阳化工大学机电1501导师:王作者:马目录机械工程与国民经济发展之重要关系 (3)摘要:机械工程在国民经济发展中起着重要的作用,是国民经济的基础产业、支柱产业,是经济增长方式由粗放型向集约型转变的关键,同时机械制造业也是各国国民经济实体的重要组成。
机械工程的发展与国民经济的景气息息相关。
机械工业发展促进社会生产力发展、使社会经济腾飞。
机械富则国家富,机械强则国家强。
因此机械工业与国民经济发展具有重要的关系。
(3)关键词:基础产业支柱产业关键点重要组成 (3)一、机械工程是国民经济的基础产业 (3)二、机械工程是国民经济的支柱产业 (4)三、机械工业是国民经济方式由粗放型向集约型转变的关键 (5)四、机械工业是各国国民经济实体的重要组成 (6)结语:机械的积聚是国家生产力增长的主要决定因素,机械工业的发展水平在很大程度上影响着甚至决定着相关部门的技术进步和产业发展水平。
发展经济不能脱离机械工程,而同时机械工业水平也会因经济的发展而得以提高。
因此机械对于国民经济的发展具有极其重要的作用。
(8)参考文献 (8)机械工程与国民经济发展之重要关系摘要:机械工程在国民经济发展中起着重要的作用,是国民经济的基础产业、支柱产业,是经济增长方式由粗放型向集约型转变的关键,同时机械制造业也是各国国民经济实体的重要组成。
机械工程的发展与国民经济的景气息息相关。
机械工业发展促进社会生产力发展、使社会经济腾飞。
机械富则国家富,机械强则国家强。
因此机械工业与国民经济发展具有重要的关系。
关键词:基础产业支柱产业关键点重要组成机械工程与国民经济的发展有着重要的关系,它承担着为国民经济各部门、各行业提供技术装备和生产工具的任务。
因此,机械工业的发展水平在很大程度上影响着甚至决定着相关产业部门的技术进步和产业发展水平。
机械工业的发展对整个国民经济的发展和民族振兴具有举足轻重的作用。
机械电子工程导论集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)机械电子工程导论机械电子工程概览与个人规划院系: 机电工程学院专业: 机械电子工程姓名: 陈瑞锋学号:2017年7月08日摘要机械电子工程是一门综合性较强的学科,业以传统机械为基础,着重现代计算机与信息技术。
其知识体系是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。
拥有机械技术、电子技术、动控制技术、测传感技术、息处理技术、服驱动技术、系统总体技术等核心技术。
机械电子技术的应用广泛,典型的机电一体化产品如数控机。
关键词:机械电子工程、数控机床、职业规划。
目录摘要 (01)1 专业研究内容1.1概述 (03)1.1.1微机电系统(MEMS) (03)1.1.2传感与测控技术 (03)1.1.3数字化加工技术 (03)2 知识结构体系2.1知识体系 (03)2.2主干课程 (04)3 关键技术3.1机械技术 (04)3.2电子技术 (04)3.3自动控制技术 (04)3.4检测传感技术 (04)3.5信息处理技术 (04)3.6伺服驱动技术 (05)3.7系统总体技术 (05)4 应用领域5 典型机电一体化产品5.1数控机床 (05) (05) (06)6个人规划6.1专业前景分析 (07)6.2目标设定 (07) (07) (07)6.3行动与方案 (07)1专业研究内容1.1概述机械电子工程主要研究机械制造、电子和计算机科学领域,与这三个学科不同的是,机械电子工程人才应该具有通才的素质,对项目和问题有决策和协调能力。
机械电子工程专业可细分为机械电子系统(传动和模拟技术,机器和设备,机器人技术及其运动系统,传感和执行元件技术,测量技术和图像处理等),微型、超微型机械(微系统技术,微型和精密仪器的功能组,微系统的测量技术等)和生物机械(机器人技术,生物系统,仿生执行技术,控制和设计,控制系统等)。
1.2研究方向1.1.1微机电系统(MEMS)MEMS是20世纪末诞生的新兴、前沿和交叉学科,它一诞生就引起各国科学家、政府和产业部门的高度重视,被称为是当今十大科技之一。
1.1.2传感与测控技术压电式传感器及其测力仪的研究与开发属我国起步最早的学科之一。
在压电基础理论与应用方面取得多项具有开创性的理论研究成果,其中压电效应研究已构建成新的理论框架和体系。
开发出具有自主知识产权的传感器与测力仪的系列新产品,销往国内外。
先后获省部委科技进步奖13项,2000年以来获发明专利5项。
在智能测控方面,创建了新的时频分析方法,实现了时频信号的自适应时频分解,其故障特征提取技术处于国际先进水平。
开发出具有独立版权“PDM2000设备预知维修和故障诊断系统”,被誉为国内唯一能与进口仪器抗衡的并可替代进口的故障诊断产品。
1.1.3数字化加工技术本学科自50年代起从事数控技术研究,70年代后期研制成功用于航空工业的大型数控壁板铣床,为国内首创并获1980年全国科学大会奖励。
先后承担国家“八五”重点科技攻关、航天部“862”等项目,研制的复杂曲面加工设备已用于生产并出口。
所研发的FCS—2000大型火箭发动机喷管五坐标数控仿形机床为“澳星”发射作出突出贡献,1994年获航天工业总公司科技进步一等奖。
研发的蜂窝型面数控、数字化配对加工系统和设备为“长征系列火箭”和“神舟号”飞船关键部件加工作出贡献。
研发出具有国际先进水平的天线罩几何厚度及外廓形测量仪,2001年获中国高校科学技术进步一等奖。
2知识结构体系2.1知识体系机械电子工程的知识体系来源于学科间的交叉融合。
它是机械、电子、控制、信息、计算机、人工智能、管理等诸多理论体系的集合。
其特点是知识结构庞大、理论丰富、应用范围广泛。
现如今,国内外许多大学的机械电子专业课程主要是由机械工程、电子工程、计算机科学以及控制工程中的部分课程整合而成。
2.2主干课程、、、、机械原理、、、、、、数控原理与维修、、、、、材料力学。
3关键技术3.1机械技术作为机械电子工程的支撑学科与关键技术,机械制造技术是其最为重要的影响元素。
可以说,它是一个载体或“母体”。
机械电子工程可看做是多种技术向机械技术渗透的结果。
但是,机械电子产品及系统的设计思维、设计理念、设计方法与机械制造技术有很大区别。
所以,对于机电行业人员来说,从传统的机械思维模式向机电思维模式的转变是尤为重要的[1]。
3.2电子技术电子技术根据系统要求,应用电子学理论,运用电子器件与机械元件,采用某种控制策略,设计和制造出满足需求并实现特定功能的电路或电子系统,从而投入到机械电子系统或产品之中[1]。
3.3自动控制技术当代的自动控制技术应用于生产、生活、军事、管理、教育等各个领域。
自动控制技术就好比一颗粒子,附到某种物质上,它就具有某种物质特定的性质。
在机械电子工程中,自动控制技术是控制理论的实践应用,其通过系统已存在的硬件设备和软件系统,结合多种技术,选择控制方式来完成某种控制任务,保证某个过程按照预想进行,或者实现某个预设的目标[1]。
3.4检测传感技术检测是指在各类生产、科研、实验等领域,为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。
检测传感技术的日益发展提升了机械电子工程的智能化水平,它的精度将直接影响系统的响应特性[1]。
3.5信息处理技术为了更进一步地发展机械电子工程,必须提高信息处理设备的可靠性、加快处理速度,并解决抗干扰及标准化问题[1]。
3.6伺服驱动技术要实现机械电子工程全面、高速、准确地发展,毋庸置疑,伺服驱动技术具有很重要的地位。
近年来,随着工业自动化的飞速发展,伺服驱动技术也在朝着变频化和交流化迈进。
伺服驱动技术直接决定了机电系统的准确性、快速性以及灵活性[1]。
3.7系统总体技术系统总体技术是一种运用宏观方法和思路,从整体目标出发,对系统总体进行研究的综合应用技术。
系统总体技术加强了机械电子系统的宏观性,增加了机电产品的稳定性[1]。
4应用领域机械工程所研究的领域非常广泛,不仅仅涉及机械意义本身,例如热力发动机、机床、工作机械(车床、打字机等)、自动装置、机器人等,还包括所有类型的运载工具、交通技术、公用设施技术、生产工艺技术(设备技术)、核反应技术等,以及精密仪器技术所制造的产品(各类电器和电子仪器)。
在所有的领域中,制造过程的自动化和计算机应用的作用越来越大,机械电子是一门包含多学科知识的专业,内容包括机械工程、电子工程和计算机科学专业的基础知识。
机械工程领域的多样性使其划分出许多方向完全不同的专业,例如印刷工程和媒体技术、车辆工程、精密仪器技术、食品工程、航空航天工程、机械电子、生产技术和材料和原料学,材料工艺,建筑材料和造纸工艺等。
5典型机电一体化产品5.1数控机床数控机床是数字控制(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序的自动化机床。
该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。
经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。
a.具有高度柔性在数控机床上加工零件,主要取决于加工程序,它与普通机床不同,不必制造,更换许多模具、夹具,不需要经常重新调整机床。
因此,数控机床适用于所加工的零件频繁更换的场合,亦即适合单件,小批量产品的生产及新产品的开发,从而缩短了生产准备周期,节省了大量工艺装备的费用。
b.加工精度高数控机床的加工精度一般可达0.05—0.1MM,数控机床是按数字信号形式控制的,数控装置每输出一脉冲信号,则机床移动部件移动一具脉冲当量(一般为0.001MM),而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆螺距平均误差可由数控装置进行曲补偿,因此,数控机床定位精度比较高。
c.加工质量稳定、可靠加工同一批零件,在同一机床,在相同加工条件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀轨迹完全相同,零件的一致性好,质量稳定。
d.生产率高数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间,数控机床的主轴声速和进给量的范围大,允许机床进行大切削量的强力切削。
数控机床正进入高速加工时代,数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工,极大地提高了生产率。
另外,与加工中心的刀库配合使用,可实现在一台机床上进行多道工序的连续加工,减少了半成品的工序间周转时间,提高了生产率。
e.改善劳动条件数控机床加工前是经调整好后,输入程序并启动,机床就能有自动连续地进行加工,直至加工结束。
操作者要做的只是程序的输入、编辑、零件装卸、刀具准备、加工状态的观测、零件的检验等工作,劳动强度大降低,机床操作者的劳动趋于智力型工作。
另外,机床一般是结合起来,既清洁,又安全。
f.利用生产管理现代化数控机床的加工,可预先精确估计加工时间,对所使用的刀具、夹具可进行规范化,现代化管理,易于实现加工信息的标准化,已与计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)有机地结合起来,是现代化集成制造技术的基础。
a.加工程序载体数控机床工作时,不需要工人直接去操作机床,要对数控机床进行控制,必须编制加工程序。
零件加工程序中,包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数(进给量主轴转速等)和辅助运动等。
将零件加工程序用一定的格式和代码,存储在一种程序载体上,如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等,通过数控机床的输入装置,将程序信息输入到CNC单元。
b.数控装置数控装置是数控机床的核心。
现代数控装置均采用CNC (Computer Numerical Control)形式,这种CNC装置一般使用多个微处理器,以程序化的软件形式实现数控功能,因此又称软件数控(Software NC)。
CNC系统是一种位置控制系统,它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹,然后输出到执行部件加工出所需要的零件。
因此,数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。
而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织,使整个系统协调地进行工作。
c.伺服与测量反馈系统伺服系统是数控机床的重要组成部分,用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。
伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息,经功率放大、整形处理后,转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。
由于伺服系统是数控机床的最后环节,其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标,因此,对数控机床的伺服驱动装置,要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,并能忠实地执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。