1、机电一体化毕业设计有哪些方向包括有什么项目
机电一体化向智能化方向迈进.20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。
关注六个发展方向:
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有:1.智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而必要的。
2.模块化。模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.网络化。20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
4.微型化。微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
5.绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。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,报废后能回收利用。
6.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。表现之二是通信功能的大大加强,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理,研制各种机电一体化产品。
2、机电一体化的毕业设计可以选择哪些题目?
一、现代机电控制技术应用方面(包括系统设计或设计、维修技术难点分析的论文)
1.土高精度大屏幕LED日历时钟
2.键多功能数显键盘制作
3.交通灯控制系统
4.电梯控制系统
5.楼宇智能监控系统
6.数字温度计
7.多温度检测系统
8.LCD数字显示体温计
二、数控技术应用方面(包括典型零件数控工艺编制或数控加工难点、数控设备维修技术分析的论文)
1.土某一副典型冲压模具数控加工工艺
1.2某一副典型塑料模具数控加工工艺
3.3某一个汽车零件数控加工工艺
4.数控车床某一种故障分析与维修维护技术
5.数控铣床某一种故障分析与维修维护技术
6.加工中心某一种故障分析与维修维护技术
7.多种数控加工技术的综合应用经验
8.数控加-ET_艺与传统工艺的结合
9.结合产学研岗位的数控技术应用的其他设计(论文)
三、机电装置方面(包括系统设计或设计、维修技术难点分析的论文)
1.土某专用机械传动系统设计
2.某农产品加工机器设计
3.某轻工产品加工机器设计
4.某专用机器技术改造
5.典型机床维修技术
3、什么叫做机电一体化设计系统?
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概括的的说,机电一体化系统的“设计”就是综合,根据一
个对内象、一个工程的具体容控制要求和要达到的目标,用机电一体
化与控制理论等专业知识与经验,结合行业和国家有关法律法规
进行“综合”,这个过程称做机电一体化系统设计。
4、机电一体化系统的设计都有哪些内容方法?
机电一体化系统的设计:
一、机电一体化系统开发的设计思想
机电一体化的优势,在于它吸收了各相关学科之长并加以综合运用而取得整体优化效果,因此在机电一体化系统开发的过程中,要特别强调技术融合,学科交叉的作用。机电一体化系统开发是一项多级别、多单元组成的系统工程。把系统的各单元有机的结合成系统后,各单元的功能不仅相互叠加,而且相互辅助、相互促进、相互提高,使整体的功能大于各单元功能的简单的和,即“整体大于部分的和”。当然,如果设计不当,由于各单元的差异性,在组成系统后会导致单元间的矛盾和摩擦,出现内耗,内耗过大,则可能出现整体小于部分之和的情况,从而失去了一体化的优势。因此,在开发的过程中,一方面要求设计机械系统时,应选择与控制系统的电气参数相匹配的机械系统参数;同时也要求设计控制系统时,应根据机械系统的固有结构参数来选择和确定电气参数。综合应用机械技术和微电子技术,使二者密切结合、相互协调、相互补充,充分体现机电一体化的优越性。
二、机电一体化系统设计方法
拟定机电一体化系统设计方案的方法有取代法、整体设计法和组合法。
1、取代法
这种方法是用电气控制取代原传统中机械控制机构。这种方法是改造传统机械产品和开发新型产品常用的方法。如用电气调速控制系统取代机械式变速机构,用可编程序控制器或微型计算机来取代机械凸轮控制机构、插销板、步进开关、继电器等,以弥补机械技术的不足,这种方法不但能大大简化机械结构,而且还可以提高系统的性能和质量。这种方法的缺点是跳不出原系统的框架,不利于开拓思路,尤其在开发全新的产品时更具有局限性。
2、整体设计法
这种方法主要用于全新产品和系统的开发。在设计时完全从系统的整体目标考虑各子系统的设计,所以接口简单,甚至可能互融一体。例如,某些激光打印机的激光扫描镜,其转轴就是电动机的转子轴,这是执行元件与运动机构结合的一个例子。在大规模集成电路和微机不断普及的今天,随着精密机械技术的发展,完全能够设计出将执行元件、运动机构、检测传感器、控制与机体等要素有机地融为一体的机电一体化新产品。
3、组合法
这种方法就是选用各种标准模块,像积木那样组合成各种机电一体化系统。例如,设计数控机床时可以从系统整体的角度选择工业系列产品,诸如数控单元、伺服驱动单元、位置传感检测单元、主轴调速单元以及各种机械标准件或单元等,然后进行接口设计,将各单元有机的结合起来融为一体。在开发机电一体化系统时,利用此方法可以缩短设计与研制周期、节约工装设备费用,有利于生产管理、使用和维修。
三、机电一体化系统设计的内容
在机电一体化系统(产品)中控制系统设计的主要内容可归结为:确定系统整体控制方案、确定控制算法、选择微型计算机、进行系统的硬件和软件设计,以及系统统调。
1、确定系统整体控制方案
(1)确定控制任务
在设计系统以前,必须对控制对象的工作过程进行深入的调查、分析和熟悉,并明确实际应用中的具体要求,按机械与电子功能划分方案确定系统所要完成的任务,然后用控制流程图或其他适当形式描述控制过程和任务,写成设计任务说明书,作为整个控制系统设计的依据。
(2)构思控制系统的整体方案
1)确定系统的控制结构形式是开环还是闭环控制。
2)采用闭环控制时应考虑检测传感器的选择和所要求精度级别,并考虑机构安装、使用环境等问题。
3)选择执行元件是电动、气动还是液压或其他,根据控制对象具体要求,比较方案的优缺点,择优而用。
4)明确微机在系统中的作用:是设定值计算、直接控制还是数据处理和应具备的功能,需要哪些输入/输出通道和配置哪些外围设备等。最后,画出系统组成的原理框图和附加说明,作为进一步设计的基础,并初步估算成本。
2、建立数学模型确定控制方法
建立系统的数学模型是个复杂过程,也是一个试探的过程,需要反复权衡。
1)根据已初步确定的控制系统的物理结构,采用合适的控制理论方法建立和组成各环节以及整个系统的数学模型表达形式。通过静、动特性计算,为计算机进行运算处理提供依据。
2)根据不同的控制对象和不同的控制性能指标要求,选择不同的控制算法。对过程控制设备的直接数字控制系统常用PID调节的控制算法;在位置数字随动系统中常用实现最少拍控制的控制算法;机床数字控制中常使用逐点比较法、数字积分法和数据采样法的控制算法。另外,还有多种最优控制的控制算法、随机控制和自适应控制的控制算法等供选择。
3)当控制系统较复杂时,控制算法也比较复杂,为设计、调试方便,可忽略小的非线性、小延时等因素的影响,将控制算法作某些合理的简化。利用计算机系统仿真技术,逐步将控制算法完善,直到获得最好的控制效果。
总之,控制算法的确定是一个反复修正与试验的渐进过程。
3、选择微型计算机
对于微机所承担的任务给定以后,完成同一任务的微机方案有多种。一般以既能完成给定任务(应包括处理确定的控制算法)、又能充分发挥选用微机的功能、再留有一定功能余量为原则来选择。
从控制生产机械或生产过程要求出发,微型机应满足以下要求:
(1)有较完善的中断系统
对于控制用计算机,实时控制功能是一大特点。它包含系统正常运行时的实时控制能力和发生故障时紧急处理的能力。这种处理和控制一般都采用中断控制方式,即CPU及时接收终端请求、暂停原来执行程序,转而执行相应的中断服务程序,待中断处理完毕,再返回继续执行原程序。
在选用与CPU相应的接口芯片时也应有中断工作方式,以保证控制系统能满足生产中提出的各种要求。对于比较复杂的控制,要考虑采用实时操作系统。
(2)足够的存储容量
由于微型机内存容量有限,当内存容量不足以存放程序和数据时,应扩充内存,或配备适当的外存储器(如硬磁盘等)。
(3)完备的输入/输出通道
输入输出通道是系统外部过程和微机交换信息的通道。根据实际需要有开关量输入/输出通道、模拟量输入/输出通道、数字量输入/输出通道和实现快速、批量交换信息的直接数据通道。通道的操作方式有串行、并行以及随机选择与按某种预订顺序进行工作等。
(4)微处理器芯片的选择
这一选择的实质就是确定能满足控制功能要求的微处理器的字长、速度和指令系统。这三者是相互依存的。一般选择:
1)对通常的顺序控制、程序控制可选用1位微处理器;
2)对计算量小、计算精度和速度要求不高的系统可选用4位微处理器,如计算器、家用电器控制及简易控制等;
3)对计算精度要求较高、处理速度较快的系统可选用8位微处理器,如经济型的线切割机床、普通机床的控制和温度控制等;
4)对要求计算精度高、处理速度快的系统统可选用16位或32位微处理器,甚至采用精简指令集运算的芯片RIRC或多CPU,如控制算法复杂的生产过程控制,要求高速运行的机床控制,特别是大量的数据处理等。
(5)系统总线的选择
微型计算机主要由若干块印制电路板(按功能模块设计、制造)构成。各块板之间的连接,当然是通过印制板的插座之间的连线来实现的。通常,为了给使用和维护带来方便,希望插座之间的连线具有通用性——一个系统中的各块印制板可插在任一插座上。同时,也是为了各厂家生产的电路板具有通用性、互换性,就要对插座及连线订个标准。这就是系统总线选择的由来。
目前支持微型计算机系统机构的总线有:STD Bus支持8位和16位字长;Multi Bus工型可支持16位字长,Ⅱ型可支持32位字长;S-100 Bus可支持16位字长;VERSA Bus可支持32位字长,以及VME bus可支持32位字长等。生产厂家为这类总线提供各种型号规格的OEM(初始设备制造)产品,包括主模块和从模块,由用户任意选配。
4、系统总体设计
系统设计主要是依据上述控制方案、设计所要求和选用的微机类型,对系统进行具体的设计。其设计可分为硬件的接口设计和软件设计两大类型。
在对系统总体设计时,一个最重要的问题是如何解决微机、被控对象和操作者这三者之间可靠地适时进行信息交换的通道和分时控制的时序安排。也就是综合考虑用硬件配置和软件措施解决系统运行的次序安排,以保证系统有条不紊地运行。
(1)接口设计
对于一种产品(或系统),其各部件之间,各子系统之间往往需要传递动力、运动、命令或信息,这都是通过各种接口来实现的。机械本体各部件之间、执行元件与执行机构之间、检测传感元件与执行机构之间通常是机械接口;电子电路模块相互之间的信号传送接口、控制器与检测传感元件之问的转换接口、控制器与执行元件之间的转换接口通常是电气接口。
机电一体化产品的内外接口实际上就是一种进行物质、能量和信息交换的界面,它具有存储、转换和服务功能。按功能可以将接口划分为以下3种:
1)零接口。不需进行任何转换,把具有结合关系的两部分直接连接起来称为零接口,如连接管、电缆、接线柱和刚性联轴节等。
2)普通转换接口。在具有结合关系的两部分之间存在能量或信息的转换,但不含微处理器的接口为普通转换接口。如减速器、变压器、电磁离合器、放大器、光电耦合器、A/D转换器、D/A转换器等。
3)智能转换接口。它是一种含有微处理器的转换接口,具有可编程的特点,因而能够自动改变接口条件,如由微处理器编程的8255A,8279,PIO等。
目前,大部分硬件接口和软件接口都已标准化或正在逐步标准化。对于硬件接口,在设计时可以根据需要选择适当的接口,再配合接口编写相应的程序。
(2)操作控制台设计
微机控制系统必须便于人机联系,通常都要设计一个现场操作人员使用的控制台。这个控制台一般不能用微机所带的键盘代替。原因是现场操作人员需要的是简单、明了、安全的操作面板,以实现对机器的操作。所以,要求操作控制台应有以下功能:
1)有一组或几组数据输入键(数字键或拨码开关等),用于输入或更新给定值、修改控制器参数或其他必要的数据。
2)有一组或几组功能键或转换开关,用于转换工作方式,启动、停止系统或完成某种指定功能。
3)有一个显示装置或显示屏,用于显示各种运行状态、参数及故障指示等。控制台上应该有一个“紧急停止”按钮,用于有紧急事故时停止系统运行,转入故障处理。
应当明确指出,控制台上每一种信号都与系统的运行状态密切相关。设计时,必须明确这些转换开关、按钮、键盘、显示器和故障指示灯的作用和意义,仔细设计控制台的硬件及其相应的管理程序,使设计的操作控制台既能方便操作又保证安全可靠,即使操作失误也不会引起严重后果。
(3)微型计算机控制系统的电源设计
微机控制系统中的电源,根据需要可以有不同的类型(直流和交流)和规格(电压和功率)。按照使用情况,对性能的要求也不尽相同,在设计过程中应按实际要求合理选用调试,并控制电压变动。电源本身要具有过压、短路、过载保护和热保护,否则将会造成不可弥补的损失。
(4)整机的安装、联接设计
这是一种整体结构设计。微机控制系统安装既包括了与被控对象的联接安排,也考虑了主机本身的安装联接问题。其设计原则应该是安装、联接的可靠性和使用、装配、维护的方便性。
1)安装、联接结构具有防震性,即印制电路板、接插件和元器件包括电缆等应牢固地安装在同一个机壳上,不因振动而松动。
2)采用标准或专用、制造质量好的防松接插件,以保证接触可靠而又使用、维护方便。
3)布线结构要合理,能防止相互间的电磁耦合干扰。一定要使信号线和功率线进行隔离,分别走线。对模拟信号更要注意走线的长短和屏蔽,如走线太长,需要考虑进行信号增强等措施。
4)正确安装安全地线、信号地线、屏蔽地线以及功率地线和强电地线,最终要进行地线连接。地线要采用一点接地型,即把信号地线、功率地线、被控对象地线(安全地)等连接到公共接地点。而总的公共接地点必须与大地接触良好,一般接地电阻要小于(4~7)Ω。
(5)软件设计
对于选定的微机控制系统,其微机本身已有一定的软件支持,一般这些软件要求用户了解其使用方法和基本原理。如果把微型计算机专门为某一控制领域而设计成专用的控制计算机,用户就需要利用计算机的指令系统和相应的开发系统来设计系统软件,即控制软件、管理软件、诊断软件等。这些系统软件的设计要求更有专用性和针对性。
在微机控制中,其软件任务大体可以分为数据处理和过程控制两大基本类型。数据处理主要包括数据的采集、数字滤波、标度变换,以及数值计算等等。过程控制主要是使微机按照一定控制算法进行计算,然后进行输出去控制生产。
5、系统联调
微机控制系统设计完成后,硬件电路要进行制作、安装及试验,并进行连续烤机运行。软件各模块要在微机上分别进行调试,使其正确无误,然后存盘。上述工作完成后,就可将硬件与软件组合起来进行系统联调的模拟试验,正确无误后,进行现场实验,直到正式运行。在这个阶段,最重要的是仔细设计模拟调试的方法与步骤,以及所用的测试手段。
此外,在现场试验前,要仔细检查接线,无误后才能进行现场调试。现场调试的步骤根据不同对象要仔细考虑。首先要把涉及的自动保护项目进行实验,确认有效后才可进入功能、参数等项目的试验。
5、机电一体化可以找什么公司?这个专业是不是热门专业。谢谢
就业问题:机电一体化专业
培养目标: 本专业培养从事机电一体化液体灌装生产线及商品包装自动化机械运行、维护、管理、技术改造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。
主要课程: 机械工程制图、计算机绘图、机械设计基础、设备故障诊断与排除、液体灌装生产线安装与调试、专业英语、生产线运行管理、营销与企业管理等。还参与高速液体灌装生产线(20000瓶/小时以上)及有关商品包装自动化机械的制造、安装、调试及运行、维护、管理等专门化实习。
就业方向: 毕业生可以在大型啤酒、饮料、食品及商品包装生产企业从事现代化自动机与生产线的维护和管理工作,也可在相关的自动机与生产线的生产厂家或设计部门、营销单位从事技术工作。
机电一体化专业(计算机辅助设计与制造方向 )
培养目标: 本专业培养从事机电产品的计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM),并熟练使用和维修数控加工设备的机电一体化高等技术应用性专门人才。
主要课程: 机械工程制图、计算机绘图、机械设计基础、自动控制原理、传感器与测试技术、可编程控制器、计算机原理、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、数控原理及系统、数控机床、数控机床编程、模具CAD/CAM、专业英语、营销与企业管理等,还要接受较长时间的数控编程和数控加工实际训练。
就业方向:毕业生可在模具设计也制造、机械加工、塑料、五金、电子产品、计算机生产等企业从事数控机床的加工工艺设计编程,数控机床的调试、维护及加工操作,从事生产和技术管理工作,也可以从事国内外数控设备的营销工作。
机电一体化专业(模具CAD/CAM方向)
培养目标: 本专业培养从事利用计算机技术和数控加工技术对模具进行设计和制造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。
主要课程: 计算机原理、计算机绘图、机械工程制图、机械制造基础、冷冲模具、塑料模具设计、模具计算机辅助设计与制造(模具CAD/CAM)、数控原理及系统、数控编程、模具制造工艺、营销与企业管理等,还要接受长时间模具计算机辅助设计与制造的实际训练。
就业方向:毕业生可在模具、机械、五金、塑料、家电等生产企业从事模具计算机辅助设计与制造等方面的技术工作,也可在企事业单位从事与本专业有关的经营、管理工作。
机电一体化专业(机电CAD技术方向)
培养目标: 本专业培养在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才。
主要课程: 机械制图、机械设计基础、计算机应用基础、数据库技术及应用、网络技术、电工电子技术、机械制造基础、自动机与生产线、自动检测与控制、计算机辅助设计绘图、计算机几何图形学、计算机辅助电路设计、机械设计CAD、机械CAD/CAM技术、专业英语、企业管理等。
6、学机电一体化可以去哪些地方工作?
在深圳地区例如:富士康、三星、华为、等一线企业拥有大量高薪职位就业前景十分专广阔。
机电一属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,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,实操性人才缺乏,各企业高薪聘请机电一体化专业人才。
机电一体化培养目标与就业方向
1、培养学生具有机、电、液一定的理论知识和较强的实践技能。
2.具有机械加工设备的初步操作技能和数控加工、数控编程的能力。
3.具备从事机电技术必需的理论知识和综合职业能力的机电设备、自动化设备和生产线的运行与维护人员,并具有设备改造能力的高等技术综合性应用型人才。
4.能在机电设备制造企业、从事机电产品设计与开发、企业与车间生产技术管理等工作,以及机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理;普通机床的数控化改装等。
7、什么叫做机电一体化设计系统?
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概括的来的说,机电一体化系统的源“设计”就是综合,根据一
个对象、一个工程的具体控制要求和要达到的目标,用机电一体
化与控制理论等专业知识与经验,结合行业和国家有关法律法规
进行“综合”,这个过程称做机电一体化系统设计。
8、自考 机电一体化系统设计(设计)
在主考院校组织考试,和实践课程一起报考。估计只有你明年和时间一起报考了,今年报名时间过了。其实和毕业设计差不多,就是老师给题目,你自己去完善。我也要考,大家加油。