数控机床机电系统有机结合分析与设计

机电一体化系统设计一、概论1、机电一体化：是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。

2、对检测传感器的要求：要求检测传感器具有高精度、高灵敏度和高可靠性。

3、检测传感技术的主要难点：提高可靠性、精度和灵敏度。

需要研究的问题有：①提高各种敏感材料和元件灵敏度及可靠性②改进传感器结构，开发温度与湿度、视觉与触觉同时存在的符合传感器③研究在线检测技术，提高抗干扰能力④研究具有自动诊断与自动补偿功能的传感器。

4、自动控制：自动控制是指在没有人参与的情况下，通过控制装置使被控制的对象或控制过程自动的按照预定的规律运行。

5、系统总体技术：系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统的观点和方法将总体分解成若干功能单元，找出能完成各个功能的技术方案，再把功能与技术方案组合成方案组进行分析、评价和优选的综合应用技术。

6、系统总体技术包括：插件、接口转换、软件开发、微机应用技术、控制系统的成套性和成套设备自动化技术。

7、系统总体技术需要研究的问题：①软件开发与应用技术，包括过程参数应用软件、实时精度补偿软件②研究接插件技术，体改可靠性③通过接口和数据总线标准化④控制系统成套性和成套设备自动化⑤软件的标准化。

8、机电一体化系统由机械系统、信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统五个系统组成。

9、系统的五种内部功能：即主功能、动力功能、计策功能、控制功能、构造功能。

主功能是实现系统“目的功能”直接必须的功能，主要是对物质、能量、信息及其相互结合进行变换、传递和存储。

动力功能的作用是根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转，实时“目的功能”。

而构造功能则是使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必须的功能。

10、机电一体化系统设计的考虑方法同城有：几点互补法、融合法和组合法。

11、系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。

数控机床机械结构设计与制造技术分析数控机床是一种集机电一体、工作自动化的高科技机械设备，其应用领域日益扩大。

在现代制造领域，数控机床已经成为不可缺少的工具，具有工作高效、精度稳定、自动化程度高等优势。

因此，数控机床的机械结构设计和制造技术的分析对于提高机床的性能和质量意义重大。

本文将从数控机床机械结构设计和制造技术两个方面进行探讨。

数控机床机械结构设计是数控技术的重要组成部分，其主要目的是实现工件的高精度加工。

机械结构设计的核心是构建合理的机械结构，它必须实现切削力的传递，确保传动精度和稳定性，并满足机床高速、高精度加工的需要。

1.数控机床结构布局设计数控机床的结构设计以其性能和稳定性为基础，应该尽可能减少结构的复杂度和重量，提高加工精度和效率。

必须综合考虑机床结构与传动系统，并结合数控系统决定结构的布局设计。

2.数控机床动力传动系统数控机床的动力传动系统是保证机床高速、高精度运动的重要组成部分。

传动系统的设计要求高传动精度、高刚性、低噪声、低能耗等。

在设计中，应当选择合适的传动方式和传动件，合理布置传动方式和传动件，保证传动精度和稳定性。

3.数控机床加工台面数控机床加工台面的设计与制造是实现高精度加工关键，加工台面的设计包括机床工作台的结构和运动方式等，制造应当满足加工、表面平整度和精度等要求。

加工时台面应确保精度修整及完整性，保证工件与工具成定心运动，达到加工工件的精度要求。

数控机床的制造技术包括各种机床部件的加工装配工艺和制造工具。

制造过程中应严格遵守工艺规程，保证机床实现高精度加工的要求。

同时，应该使用高品质的材料和制造工具。

数控机床结构部件加工的精度要求高，包括螺旋齿轮的加工、齿轮啮合的匹配、齿轮的零件标记、联轴器的面精度等。

因此，必须采用高精度的加工设备和工具，采用精细的加工工艺。

2.数控机床结构部件的装配数控机床结构部件的装配是保证机床高精度、高效率的关键。

在装配过程中，应根据机床的设计规格，对各个零部件进行精密配合或插配，确保机床的高稳定性和高度精度。

机电一体化技术在数控机床上的应用分析作者：梁利国来源：《城市建设理论研究》2013年第24期摘要：在科学技术是第一生产力的今天，随着经济社会的不断发展和科学技术的更新进步，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。

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，导致了工程领域的技术革命与改造，在机械工程领域，极大地推动了不同学科的交叉与渗透。

本文简要描述了机电一体化的概念，并重点探讨了机电一体化在数控机床中的应用。

关键词：机电一体化；数控机床；应用中图分类号：TH-39文献标识码： A 文章编号：前言随着经济社会的不断发展和科学技术的更新进步，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。

由于大规模集成电路和超大规模集成电路的出现，特别是微型电子计算机的空前发展，促进了机械技术和电子技术的相互交叉和相互渗透，并使机械技术和电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机地结合起来，形成了机电一体化技术。

数控机床作为机电一体化产品的典型代表在当今制造业中扮演着非常重要的角色，本文就机电一体化在数控机床中的应用进行分析探讨。

1 机电一体化的基本概念机电一体化的基本概念是根据系统功能目标和优化组织目标。

机电一体化发展至今也已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。

由此而产生的功能系统---机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

机电一体化是从系统的观点出发，合理配置与布局各功能单元，还将被赋予新的内容。

并使整个系统最优化的系统工程技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称，是综合运用机械技术、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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，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。

机电一体化数控技术在机械加工中的应用分析摘要：机电一体化数控技术是近年来机械加工领域的一项重要技术创新，它将机械加工与电子技术、自动控制技术有机地结合起来，为机械加工过程带来了革命性的变革。

本论文从机电一体化数控技术的基本原理、在机械加工中的应用以及未来发展趋势等方面进行了分析，旨在深入探讨这一技术在提高加工效率、精度和灵活性等方面的优势，为机械制造业的进步提供有益的参考。

关键词：机电一体化；数控技术；机械加工引言：随着工业技术的不断进步，机械加工作为制造业的重要环节，也在不断迎来新的发展。

机电一体化数控技术作为现代制造业的重要支撑，已经在机械加工中得到了广泛的应用。

它将机械、电子和自动化控制技术融为一体，实现了加工过程的智能化和自动化，极大地提高了生产效率和产品质量。

本文将深入分析机电一体化数控技术在机械加工中的应用，探讨其优势和未来的发展方向。

一、机电一体化数控技术的基本原理机电一体化数控技术是机械加工领域的一项先进技术，它主要包括数控系统、伺服系统、传感器系统等多个部分的综合应用。

数控系统通过程序控制机床的运动，实现加工工艺的自动化执行；伺服系统能够精确控制机床的运动轨迹和速度，确保加工的精度和稳定性；传感器系统用于采集加工过程中的各种数据，为自动控制提供依据。

机电一体化数控技术的核心思想是通过计算机控制和自动化技术，实现机械加工过程的精确控制和智能化操作[1]。

二、机电一体化数控技术在机械加工中的应用（一）数控车床的应用以航空航天领域为例，数控车床的应用在制造涡轮叶片等复杂零件方面变得尤为关键。

这些零件对加工精度和质量要求极高，而传统的机械加工方法难以满足这些要求。

机电一体化数控技术的引入使得涡轮叶片的加工变得更加可靠和高效。

通过精确的刀具路径控制，数控车床能够实现微小而精密的切削，从而确保涡轮叶片的几何形状和表面质量达到设计要求。

这为航空发动机的性能提升和燃料效率改善提供了坚实的基础。

一、机电一体化技术发展历程及其趋势自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化”技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意。

(一)“机电一体化”的发展历程1.数控机床的问世,写下了“机电一体化”历史的第一页;2.微电子技术为“机电一体化''带来勃勃生机;3.可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础;4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。

二“机电一体化”发展趋势1.光机电一体化。

一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。

因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统。

光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

2.自律分配系统化——柔性化。

未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。

在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。

其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。

这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。

今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。

这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。

除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。

这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。

数控机床上下料机械⼿设计机电⼀体化毕业论⽂摘要通过对机械设计、制造及其⾃动化专业课程的学习，总结⼤学四年所学的知识，对⼯业机械⼿各部分机械结构和功能的论述和分析，以及实际操作中的应⽤情况，设计了⼀种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械⼿。

重点针对机械⼿的⼿⽖、⼿腕、⼿臂、腰座等各部分机械结构以及机械⼿控制系统（传动系统、驱动系统）进⾏了详细的设计。

同时对其控制系统和液压系统进⾏了理论分析和设计计算。

基于PLC对机械⼿的控制系统进⾏了深⼊细致的设计，通过对机械⼿作业的⼯艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械⼿的控制程序。

设计达到了预期⽬标。

关键词：机械⼿；PLC；液压伺服定位；电液系统AbstractThrough mechanical design, manufacturing and automation professional course of study, four-year summary of what you have learned, on industrial robot mechanical parts of the structure and function of discussion and analysis, as well as the actual operation of the application, designed a cylindrical form of CNC machine tool Manipulator. Focused on robotic hand, wrist, arm, waist, and other parts of the mechanical structure, and the robot control system (transmission system, driving system) with a detailed design. At the same time on the control system and hydraulic system for the calculation of theoretical analysis anddesign. The PLC-based control system of the manipulator for intensive design, by manipulators of process and control requirements analysis, design of control systems hardware circuit, be compiled in a robotic control program. The design reached the intended target.Key words: Robotics; PLC; hydraulic servo positioning; electro-hydraulic system第⼀章绪论1.1选题背景由于⼯业⾃动化的全⾯发展和科学技术的不断提⾼，对⼯作效率的提⾼迫在眉睫。

机电一体化数控技术在机械制造中的应用机电一体化数控技术是一种将机械、电气、电子和计算机技术相结合的先进制造技术。

它广泛应用于机械制造行业，可以通过数控系统实现机械设备的自动化、精密化和高效化。

本文将通过分析机电一体化数控技术在机械制造中的应用，探讨其对机械制造行业的影响和发展前景。

一、机电一体化数控技术在机械制造中的应用1.数控机床数控机床是机电一体化数控技术的典型应用之一。

数控机床是利用数控系统实现对机床运动轴的控制，能够实现复杂零件的加工和生产。

数控机床具有高精度、高效率和灵活性等优点，能够满足市场对精密零件和大批量生产的需求。

与传统机床相比，数控机床能够大幅度提高生产效率和产品质量，具有较大的市场竞争力。

2.自动化生产线机电一体化数控技术还广泛应用于自动化生产线中。

通过数控系统的控制，可以实现对生产线上各种机械设备的自动化操作和生产流程的智能化控制。

自动化生产线不仅能够提高生产效率，降低人工成本，还能够减少生产过程中的浪费和错误，提高产品质量和生产效率。

3.智能仓储机器人在现代制造业中，智能仓储机器人也是机电一体化数控技术的重要应用。

智能仓储机器人能够根据仓库的布局和存货情况，通过数控系统实现自动化的搬运、分拣和储存，大大提高了仓储效率和管理的精度。

同时智能仓储机器人还能节约仓库空间并减少人工成本，对提高仓储效率和管理水平有着积极的促进作用。

二、机电一体化数控技术对机械制造行业的影响1.提升产品质量机电一体化数控技术的应用，能够提升机械制造产品的质量。

数控系统能够实现对机械设备运动轴的高精度控制，从而保证了产品加工的精度和一致性。

同时数控系统能够对生产过程进行实时监控和控制，可以降低产品的生产误差，提高产品的合格率，有效保障了产品的质量。

3.减少人力成本机电一体化数控技术的应用，还能够减少机械制造行业的人力成本。

自动化的生产线和智能化的机器人不仅能够减少各类人员的职业风险，还能够节约大量的人工成本。

毕业论文专业：机电一体化课题名称：机电一体化的发展班级：姓名：指导老师：时间：2012 年月日机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。

此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。

关键词：机电一体化技术现状发展趋势第一篇：什么是机电一体**************************31.1“机电一体化”？它的来源是什么？*******************41.2一体化技术基本概念*****************************41.3体化技术五大组成要素与四大原则：*************4 第二篇：机电一体化发展历程及其趋势**************62.1“机电一体化”的发展历程*****************************62.2“机电一体化”发展趋势*******************************62.3机电一体化产品*******************************72.4发展“机电一体化”而临的形势和任务*************7第三篇：机电一体化技术及其应用*****************12 第四篇：机电一体化中的接口技术*****************17 第五篇：机电一体化系统抗干扰问题的探讨*********20 结论*******************************************21参考文献***************************************211.1机电一体化”？它的来源是什么？“机电一体化”在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electronics 的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。

《机电一体化系统设计》课程设计题目一一、任务分析1．设计题目：CA6140车床经济型数控改装设计2．设计内容与要求：将CA6140普通车床改造成经济型数控车床。

要求该车床具有切削螺纹的功能，纵向和横向具有直线和圆弧插补功能。

系统分辨率纵向：0.01mm，横向：0.005mm。

设计参数如下：最大加工直径：在床面上400mm在床鞍上210mm最大加工长度：1000mm快进速度纵向 2.4m/min横行 1.2m/min最大切削进给速度纵向0.5m/min横行0.25m/min代码制ISO脉冲分配方式逐点比较法输入方式增量值、绝对值通用控制坐标数 2最小指令值纵向0.01mm/pulse横行0.005mm/pulse刀具补偿量0~99.99mm进给传动链间隙补偿量纵向0.15mm横行0.075mm自动升降速性能有二、总体方案设计接到数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分机械部分和电气部分进行设计计算。

现以机电一体化的典型产品经济型数控机床为例，分析总体方案的拟定的内容和应该考虑的问题。

机床数控系统总体方案的拟定应包括以下内容：系统运动方式的确定，伺服系统的选择，执行机构的结构及传动方式的确定，微型计算机数控系统的选择、设计等。

应根据毕业设计任务书及要求提出系统总体方案，对方案进行分析比较和论证，最后确定总体方案。

1．总体设计方案的论证对于普通机床的经济型数控改造，在考虑总体设计方案时，应遵守的基本原则是：在满足设计要求的前提下，对机床的改造应尽可能少，以降低成本。

1)数控系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续（轮廓）控制系统。

由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机数控（MNC）系统采用连续控制系统。

2)伺服进给系统的选择数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。

采用直流或交流伺服电机驱动的闭环控制方案的优点是可以达到很好的机床精度，能补偿机械传动系统中的各种误差、传动间隙及干扰等对加工精度的影响。

《机电一体化系统设计》课程标准一、课程基本信息二、课程性质和任务《机电一体化系统设计》是机电一体化技术三年制高职专业设置的核心课程之一，是一门高度“机电”结合的课程，将学生所学“机”与“电”的知识与技能，在微电子的控制手段下高度的“融合”，全面提升学生机电一体化知识与技能。

《机电一体化系统设计》的主要任务是加强学生机电一体化系统知识，使学生将所学“机”与“电”的知识与技能，在微电子的控制手段下高度地“融合”，并由现阶段的机电一体化系统设备、产品，如：数控机床、机械手、智能机器人、柔性制造系统（FMS）、无人生产车间等的原理、调试、维护到小型机电一体化系统的设计，设备的改装，全面提升学生机电一体化知识与技能。

三、课程教学目标通过以工作任务导向及典型机电一体化系统的分析与装调的实际工作项目活动，使高等职业学院的机电一体化专业的学生了解本专业的学习领域和工作领域等专业知识与技能，建立机电一体化技术的思维基础，学会分析和处理工程问题的基本理论和基本方法，提高实际动手能力和针对岗位的职业技能和职业素养，从而为将来胜任机电一体化技术岗位群职业需要、具备优良的职业素养和突出的岗位创新能力奠定良好的基础。

1、知识目标1）了解机电一体化系统所代表的产品范围，分类及发展趋势。

2）掌握模块化机电一体化产品装配、调试、维护、维修的基本理论和基本方法。

3）掌握电气设备安装调试的应知、应能的知识和技能。

4）使学生能够系统地学习与掌握机电一体化产品中相关技术的联系和接口关系，了解产品开发的方法。

2、能力目标1）具有机电一体化设备拆装、调试和操作的基本技能。

2）了解机电一体化技术的系统思维体系，学会用系统的观点分析问题的能力。

3）了解机电一体化前沿技术，学会探索性学习和终身学习的方法。

3、素质目标1）掌握机电一体化技术行业操作规范，具有良好的职业素养。

2）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。

四、课程内容与要求五、教学基本条件1、为保证理论与实际操作密切结合，本课程要求一个专用机电一体化综合实训室和供学生实习的校外实训基地。