機電一體化的未來發(fā)展趨勢探析

1、機電一體化的未來發(fā)展趨勢探析來源： HYPERLINK /ShowCopyFrom.asp?ChannelID=1016&SourceName=考試吧（E） 考試吧（E）2009-8-31 14:53:00【 HYPERLINK javascript:window.external.addFavorite(,考試吧：中國教育培訓第一門戶) t _top 考試吧：中國教育培訓第一門戶】 HYPERLINK /lunwen/ o 論文大全 論文大全【論文文關(guān)鍵詞詞】：光光機電一一體化；技術(shù)特特征；發(fā)發(fā)展 【論論文摘要要】：介介紹了光光機電一一體化技技術(shù)特征征，研究究了國內(nèi)內(nèi)外技術(shù)術(shù)現(xiàn)狀和和發(fā)展趨趨

2、勢，指指出了未未來發(fā)展展前景和和一些重重要技術(shù)術(shù)熱點。 近近些年來來，光機機電一體體化技術(shù)術(shù)得到迅迅猛發(fā)展展，在民民用工業(yè)業(yè)和軍事事領(lǐng)域得得到廣泛泛地應(yīng)用用。因此此，光機機電一體體化技術(shù)術(shù)成為當當今機械械工業(yè)技技術(shù)發(fā)展展的一個個主要趨趨勢。 1.光光機電一一體化技技術(shù)特征征 光光機電一一體化系系統(tǒng)主要要由動力力、機構(gòu)構(gòu)、執(zhí)行行器、計計算機和和傳感器器五個部部分組成成，相互互構(gòu)成一一個功能能完善的的柔性自自動化系系統(tǒng)。其其中計算算機軟硬硬件和傳傳感器是是光機電電一體化化技術(shù)的的重要組組成要素素。與傳傳統(tǒng)的機機械產(chǎn)品品比較，光光機電一一體化產(chǎn)產(chǎn)品具有有以下技技術(shù)特征征。 1.11體積積小，重重量輕

3、，適適應(yīng)性強強，操作作更方便便 光光機電一一體化技技術(shù)使得得操作人人員擺脫脫了以往往必須按按規(guī)定操操作程序序或節(jié)后后頻繁緊緊張地進進行單調(diào)調(diào)重復操操作的工工作方式式，可以以靈活方方便地按按需控制制和改變變生產(chǎn)操操作程序序，任何何一臺光光機電一一體化裝裝置的動動作，可可由預設(shè)設(shè)的程序序一步一一步控制制實現(xiàn)，甚甚至實現(xiàn)現(xiàn)操作全全自動化化和智能能化。 1.2功功能增加加，精度度大幅提提高 光機電電一體化化系統(tǒng)包包括以激激光、電電腦等現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)術(shù)集成開開發(fā)的自自動化、智智能化機機構(gòu)設(shè)備備、儀器器儀表和和元器件件。電子子技術(shù)的的采用使使得包饋饋控制水平提提高，運運算速度度加快，通通過電子子自動控控制系統(tǒng)

4、統(tǒng)可精確確按預設(shè)設(shè)動作，其其自行診診斷、校校正、補補償功能能可減少少誤差，達達到靠單單純機械械方式所所不能實實現(xiàn)的工工作精度度。同時時，由于于機械傳傳動部件件減少，機機械磨損損及配合合間隙等等引起的的誤差也也大大減減小。 1.3部部分硬件件實現(xiàn)軟軟件化，智智能化程程度提高高 傳傳統(tǒng)機械械設(shè)備一一般不具具有自維維修或自自診斷功功能。光光機電一一體化技技術(shù)使得得電子裝裝置能按按照人的的意圖進進行自動動控制、自自動檢測測、信息息采集及及處理、調(diào)調(diào)節(jié)、修修正、補補償、自自診斷、自自動保護護直至自自動記錄錄、顯示示、打印印工作結(jié)結(jié)果。通通過改變變程序，指指令等軟軟件內(nèi)容容而無需需改動硬硬件部分分就可變變

5、換產(chǎn)品品的功能能，使機機械控制制功能內(nèi)內(nèi)容的確確定和變變化趨勢勢向軟軟件化和智智能化。 1.44產(chǎn)品品可靠性性得到提提高，使使用壽命命增長 傳統(tǒng)統(tǒng)的機械械裝置的的運動部部分，一一般都伴伴隨著磨磨損及運運動部件件配合間間隙所引引起的動動作誤差差，導致致可動摩摩擦、撞撞擊、振振動等加加重，嚴嚴格影響響裝置壽壽命、穩(wěn)穩(wěn)定性和和可靠性性。而光光機電一一體化技技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用，使使裝置的的可動部部件減少少，磨損損也大為為減少，像像集成化化接近開開關(guān)甚至至無可動動部件、無無機械磨磨損。因因此，裝裝置的壽壽命提高高，故障障率降低低，從而而提高了了產(chǎn)品的的可靠性性和穩(wěn)定定性。 1.5融融合了多多種學科科新技術(shù)術(shù)，

6、衍生生出許多多功能更更強、性性能更好好的新產(chǎn)產(chǎn)品 光機電電一體化化產(chǎn)品的的研究開開發(fā)涉及及到許多多學科和和專業(yè)知知識，包包括數(shù)學學、物理理學、化化學、聲聲學、機機械工程程學、電電力電子子學、電電工學、系系統(tǒng)工程程學、光光學、控控制論、信信息論和和計算機機科學等等。例如如人們很很熟悉的的靜電復復印機、彩彩色印像像機等，就就是一種種由機、電電、光、磁磁、化學學等多種種學科和和技術(shù)復復合創(chuàng)新新的新型型產(chǎn)品。光光機電一一體化技技術(shù)將光光電子技技術(shù)、傳傳感器技技術(shù)、控控制技術(shù)術(shù)與機械械技術(shù)各各自的優(yōu)優(yōu)勢結(jié)合合起來，衍衍生出許許多功能能更強、性性能更好好的新一一代技術(shù)術(shù)裝備。 1.6產(chǎn)產(chǎn)品系統(tǒng)統(tǒng)性增強強，

7、各部部分系統(tǒng)統(tǒng)間協(xié)調(diào)調(diào)性要求求提高 光機機電一體體化是一一門學科科的邊緣緣科學技技術(shù)，多多種技術(shù)術(shù)的綜合合及多個個部分的的組合，使使得光機機電一體體化技術(shù)術(shù)及產(chǎn)品品更具有有系統(tǒng)性性、完整整性和科科學性。其其各個組組成部分分在綜合合成一個個完整的的系統(tǒng)中中相互配配合有嚴嚴格的要要求，這這就要求求各種技技術(shù)揚長長避短，提提高系統(tǒng)統(tǒng)協(xié)調(diào)性性。 22.研究究現(xiàn)狀和和發(fā)展趨趨勢 2.11研究現(xiàn)現(xiàn)狀 自從我我國實行行改革開開放以來來，科技技領(lǐng)域急急起直追追，我國國的光機機電一體體化技術(shù)術(shù)已取得得明顯的的成效，數(shù)數(shù)控產(chǎn)品品有了很很大的提提高，尤尤其是經(jīng)經(jīng)濟型靈靈敏數(shù)控控裝置發(fā)發(fā)展很快快，是我我國特有有的經(jīng)濟

8、濟實用產(chǎn)產(chǎn)品，不不但適用用國內(nèi)市市場的需需要，部部分產(chǎn)品品還隨主主機配套套出口。國國內(nèi)的機機械產(chǎn)品品采用可可編程控控制器（PPC）和和微電子子技術(shù)控控制設(shè)備備也越來來越多，覆覆蓋面也也日益擴擴大，從從紡織機機械、軸軸承加工工設(shè)備、機機床、注注塑機到到橡膠輪輪胎成型型機、重重型機械械、輕工工業(yè)機械械都是如如此，我我國自行行研制和和生產(chǎn)的的光機電電設(shè)備，在在質(zhì)量上上也有重重大突破破，為今今后的推推廣應(yīng)用用打下了了良好的的基礎(chǔ)。 2.22發(fā)展展趨勢 光機機電一體體化技術(shù)術(shù)已經(jīng)滲滲透到各各個學科科、領(lǐng)域域，成為為一種新新興的學學科，并并逐漸成成為一種種產(chǎn)業(yè)，而而這些產(chǎn)產(chǎn)業(yè)作為為新的經(jīng)經(jīng)濟增長長點越來來

9、越受到到高度重重視。 從世界科學學技術(shù)的的發(fā)展情情況來看看，光機機電一體體化技術(shù)術(shù)的未來來技術(shù)熱熱點主要要包括： （11）激光光技術(shù) 1）高高單色性性，利用用激光高高單色性性作精密密測量時時，可極極大地提提高測量量精度和和量程。 2）高高方向性性，因具具有很遠遠距離傳傳輸光能能和傳輸輸控制指指令的能能力，從從而可以以進行遠遠距離激激光通信信、激光光測距、激激光雷達達、激光光導航以以及遙控控。 3）高高亮度性性，利用用激光的的高亮度度特性，中中等亮度度激光束束在焦點點附近可可產(chǎn)生幾幾千到幾幾萬度的的高溫，可可使照射射點物體體熔化或或汽化，對對各種各各樣材料料和產(chǎn)品品進行特特種加工工。 4）相相干

10、性，由由于激光光速頻率率單一、相相位方向向相同。適適用于激激光通信信、全息息照相、激激光印刷刷以及光光學計算算機的研研制，而而在實際際運用中中也會通通過一些些激光技技術(shù)改變變激光輻輻射的特特性，應(yīng)應(yīng)用范圍圍更廣。 （22）傳感感檢測技技術(shù) 1）激激光準直直，能夠夠測量平平直度、平平面度、平平行度、垂垂直度，也也可以做做三維空空間的基基準測量量。 2）激激光測距距，其探探測距離離遠，測測距精度度高，抗抗干擾性性強，體體積小，重重量輕，但但受天然然影響大大。 3）光光纖探測測器，在在目標很很小，間間隔受限限或危險險的環(huán)境境中，最最常選用用的是光光纖探測測器。 其他他還有激激光打孔孔、刻槽槽=標記記

11、、光化化學沉積積等加工工技術(shù)。 （33）激光光快速成成型技術(shù)術(shù) 激激光快速速成型是是利用計計算機將將復雜的的三維物物體轉(zhuǎn)化化為二維維層，將將熱塑性性塑料粉粉末或膠膠粘襯底底片材紙紙張燒結(jié)結(jié)，由點點、線構(gòu)構(gòu)造零件件的面（層層），然然后逐層層成型。激激光快速速成型技技術(shù)可使使新產(chǎn)品品及早投投放市場場，極大大地提高高了汽車車生產(chǎn)企企業(yè)對市市場的適適應(yīng)能力力和產(chǎn)品品的競爭爭能力。 （44）光能能驅(qū)動技技術(shù) 利用光光致變形形材料可可制作光光致動器器和光機機器人?，F(xiàn)現(xiàn)已研制制成功一一種光致致動器，其其工作原原理是將將光照在在形狀記記憶合金金上，反反復地通通、斷使使材料伸伸縮，再再利用感感溫磁性性體的溫溫度

12、特性性，將材材料末端端吸附在在襯底上上。利用用材料本本身的伸伸縮和端端部的吸吸附特性性，加上上光的通通斷便能能實現(xiàn)所所要求的的動作。實實驗驗證證，該致致動器能能可在頂頂面步行行。這種種狀態(tài)目目標處于于初級階階段，如如果能發(fā)發(fā)現(xiàn)具有有優(yōu)異光光作用特特性的動動態(tài)物質(zhì)質(zhì)，則可可使光能能驅(qū)動技技術(shù)廣泛泛應(yīng)用。 3.結(jié)結(jié)語 技術(shù)上上的改革革和與之之相配套套的技術(shù)術(shù)支持是是創(chuàng)新技技術(shù)的基基礎(chǔ)。開開發(fā)光機機電一體體化產(chǎn)品品有不同同的層次次和靈活活的自由由度。在在機械技技術(shù)中恰恰當?shù)匾腚娮幼蛹夹g(shù)，產(chǎn)產(chǎn)品的面面貌和行行業(yè)的面面貌就可可以迅速速發(fā)生巨巨大變化化。產(chǎn)品品一旦實實現(xiàn)光機機電一體體化，便便具有很很高

13、的功功能水平平和附加加價值，將將給開發(fā)發(fā)生產(chǎn)者者和用戶戶帶來巨巨大的社社會經(jīng)濟濟效益。 參考文文獻 1劉志志，朱文文堅.光機電電一體化化技術(shù)，現(xiàn)現(xiàn)代制造造工程，220011（122） 梁進進秋.微光機機電系統(tǒng)統(tǒng)國內(nèi)外外研究進進展.光機電電信息，220000（8） 宋宋云奪編編譯.光機電電一體化化業(yè)的未未來.光機電電信息，220033（122） 左鐵鐵釧、施施定源、陳陳鎧.激光加加工技術(shù)術(shù)的優(yōu)勢勢及在工工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中的應(yīng)應(yīng)用.激光雜雜志，119999（4） 王王家淳.激光光焊接技技術(shù)的發(fā)發(fā)展與展展望.激光技技術(shù)，220011（2）淺談PLCC抗干擾擾的措施施 來源： HYPERLINK /Show

14、CopyFrom.asp?ChannelID=1016&SourceName=考試吧（E） 考試試吧（EExamm8.ccom）2010-4-3 10:39:00【 HYPERLINK javascript:window.external.addFavorite(,考試吧：中國教育培訓第一門戶) 考試吧：中國教育培訓第一門戶】 HYPERLINK /lunwen/ o 論文大全 論文大全摘要：通過過對PLLC干擾擾源的分分析探討討抗干擾擾的措施施。 關(guān)關(guān)鍵詞：PLCC；抗干干擾；編編程；措措施 0引言 PLLC（可可編程序序控制器器）是以以微處理理器為核核心，綜綜合了計計算機技技術(shù)、自自動控制

15、制技術(shù)和和通信技技術(shù)而發(fā)發(fā)展起來來的一種種通用工工業(yè)自動動控制裝裝置。具具有控制制功能強強，可靠靠性高，使使用靈活活方便，易易于擴展展等優(yōu)點點而應(yīng)用用越來越越廣泛。在在冶金、交交通、化化工、電電力等領(lǐng)領(lǐng)域獲得得了廣泛泛的應(yīng)用用，被成成為現(xiàn)代代工業(yè)技技術(shù)的三三大支柱柱之一。 高可可靠性是是電氣控控制設(shè)備備的關(guān)鍵鍵性能。PPLC由由于采用用現(xiàn)代大大規(guī)模集集成電路路技術(shù)，采采用嚴格格的生產(chǎn)產(chǎn)工藝制制造，內(nèi)內(nèi)部電路路采取了了先進的的抗干擾擾技術(shù)，具具有很高高的可靠靠性。故故障也就就大大降降低。盡盡管PLLC在設(shè)設(shè)計制造造時已采采取了很很多措施施，使它它對工業(yè)業(yè)環(huán)境比比較適應(yīng)應(yīng)，但是是為了確確保整個個系

16、統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定可靠靠，還是是應(yīng)當盡盡量使PPLC有有良好的的工作環(huán)環(huán)境條件件，并采采取必要要的抗干干擾措施施。 1PLCC控制系系統(tǒng)干擾擾的主要要來源及及途徑 1.1電源源的干擾擾。PLLC系統(tǒng)統(tǒng)控制的的正常供供電電源源均由電電網(wǎng)供電電。由于于電網(wǎng)覆覆蓋范圍圍廣，它它將受到到所有空空間電磁磁干擾，空空間的輻輻射電磁磁場（EEMI）主主要是由由電力網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、電電氣設(shè)備備的暫態(tài)態(tài)過程、雷雷電、無無線電廣廣播、電電視、雷雷達等產(chǎn)產(chǎn)生的，通通常稱為為輻射干干擾，若若PLCC系統(tǒng)置置于所射射頻場內(nèi)內(nèi)，就會會收到輻輻射干擾擾，而在在線路上上感應(yīng)電電壓。尤尤其是電電網(wǎng)內(nèi)部部的變化化，刀開開關(guān)操作作浪涌、大大型電力力

17、設(shè)備起起停、交交直流傳傳動裝置置引起的的諧波、電電網(wǎng)短路路暫態(tài)沖沖擊等，都都通過輸輸電線路路傳到電電源原邊邊?？赡苣茉斐沙坛绦蝈e誤誤或運算算錯誤，從從而產(chǎn)生生誤輸入入并引起起誤輸出出，這將將會造成成設(shè)備的的失控和和誤動作作，從而而不能保保證PLLC的正正常運行行。 1.22信號線線引入的的干擾。與與PLCC控制系系統(tǒng)連接接的各類類信號傳傳輸線，除除了傳輸輸有效的的各類信信號之外外，總會會有外部部干擾信信號侵入入。此干干擾主要要有兩種種途徑：一是通通過變送送器或共共用信號號儀表的的供電電電源串入入的電網(wǎng)網(wǎng)干擾；二是信信號線受受空間電電磁輻射射感應(yīng)的的干擾，由由此引起起系統(tǒng)故故障的情情況也很很多。

18、 1.3接地地系統(tǒng)的的干擾。接接地是提提高電子子設(shè)備電電磁兼容容性（EEMC）的的有效手手段之一一。正確確的接地地，既能能抑制電電磁干擾擾的影響響，又能能抑制設(shè)設(shè)備向外外發(fā)出干干擾；而而錯誤的的接地，反反而會引引入嚴重重的干擾擾信號，使使PLCC系統(tǒng)將將無法正正常工作作。 1.44變頻器器干擾。一一是變頻頻器啟動動及運行行過程中中產(chǎn)生諧諧波對電電網(wǎng)產(chǎn)生生傳導干干擾，引引起電網(wǎng)網(wǎng)電壓畸畸變，影影響電網(wǎng)網(wǎng)的供電電質(zhì)量；二是變變頻器的的輸出會會產(chǎn)生較較強的電電磁輻射射干擾，影影響周邊邊設(shè)備的的正常工工作。 2抗干干擾的措措施 2.11電源源干擾的的抑制。一一般通過過設(shè)置屏屏蔽電纜纜和PLLC局部部屏

19、蔽及及高壓泄泄放元件件進行保保護。選選用隔離離性能較較好的設(shè)設(shè)備、選選用優(yōu)良良的電源源、動力力線和信信號線走走線要更更加合理理等等，對對電源變變壓器、中中央處理理器、編編程器等等主要部部件，采采用導電電、導磁磁性良好好的材料料進行屏屏蔽處理理，以防防止外界界干擾信信號的影影響。電電源調(diào)整整與保護護:電源源波動造造成電壓壓畸變或或毛刺，將將對PLLC及II/O模模塊產(chǎn)生生不良影影響。對對微處理理器核心心部件所所需要的的5VV電源采采用多級級濾波處處理，并并用集成成電壓調(diào)調(diào)整器進進行調(diào)整整，以適適應(yīng)交流流電網(wǎng)的的波動和和過電壓壓、欠電電壓的影影響。盡盡量時電電源線平平行走線線，時電電源線對對地呈低

20、低阻抗，以以減少電電源噪聲聲干擾。其其屏蔽層層接地方方式不同同，對干干擾抑制制效果不不一樣，一一般次級級線圈不不能接地地。輸入入、輸出出線應(yīng)用用雙絞線線且屏蔽蔽層應(yīng)可可靠接地地，以抑抑制共摸摸干擾。此此外可以以安裝一一臺帶屏屏蔽層的的變比為為1：11的隔離離變壓器器，以減減少設(shè)備備與地之之間的干干擾，還還可以在在電源輸輸入端串串接LCC濾波電電路等。 2.2信號線線引入的的防干擾擾措施。動動力線、控控制線以以及PLLC的電電源線和和I/OO線應(yīng)分分別配線線，隔離離變壓器器與PLLC和II/O之之間應(yīng)采采用雙絞絞線連接接。將PPLC的的I/OO線和大大功率線線分開走走線，如如必須在在同一線線槽內(nèi)

21、，分分開捆扎扎交流線線、直流流線，若若條件允允許，分分槽走線線最好，這這不僅能能使其有有盡可能能大的空空間距離離，并能能將干擾擾降到最最低限度度。此外外利用信信號隔離離器解決決干擾問問題也是是很理想想的辦法法，其原原理是首首先將PPLC接接收的信信號，通通過半導導體器件件調(diào)制變變換，然然后通過過光感或或磁感器器件進行行隔離轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，然然后再進進行解調(diào)調(diào)變換回回隔離前前原信號號或不同同信號，同同時對隔隔離后信信號的供供電電源源進行隔隔離處理理。保證證變換后后的信號號、電源源、地之之間絕對對獨立。只只要在有有干擾的的地方，輸輸入端和和輸出端端中間加加上這種種隔離器器，就可可有效解解決干擾擾問題。 2

22、2.3正確選選擇接地地點，完完善接地地系統(tǒng)。良良好的接接地是保保證PLLC可靠靠工作的的重要條條件，可可以避免免偶然發(fā)發(fā)生的電電壓沖擊擊危害。接接地的目目的通常常有兩個個，其一一為了安安全，其其二是為為了抑制制干擾。完完善的接接地系統(tǒng)統(tǒng)是PLLC控制制系統(tǒng)抗抗電磁干干擾的重重要措施施之一。在在PLCC控制系系統(tǒng)中，具具有多種種形式的的“接地地”，主主要有：（1）信信號地。輸輸入端信信號元件件的地；（2）交交流地。交交流供電電電源的的N線；（3）屏屏蔽地。為為防止靜靜電和磁磁場感應(yīng)應(yīng)而設(shè)置置的外殼殼或金屬屬絲網(wǎng)，通通過專門門的銅導導線將其其接入地地下；（44）保護護地。將將機器設(shè)設(shè)備的外外殼或設(shè)

23、設(shè)備內(nèi)獨獨立器件件的外殼殼接地，用用于保護護人身安安全和防防止設(shè)備備漏電。為為了抑制制附加在在電源及及輸入、輸輸出端的的干擾，應(yīng)應(yīng)對PLLC系統(tǒng)統(tǒng)進行良良好的接接地。一一般情況況下，接接地方式式與信號號頻率有有關(guān)，當當頻率低低于1MMHz時時，可用用一點接接地；高高于100MHzz時，采采用多點點接地；在110MMH之間間時，通通常情況況下，PPLC控控制系統(tǒng)統(tǒng)采用一一點接地地，將所所有地線線端子和和最近接接地點相相連接，以以獲得最最好的抗抗干擾能能力。接接地線截截面積不不能小于于2mmm2，接接地電阻阻不能大大于1000，接接地線使使用專用用地線。 2.44變頻器器干擾的的抑制。（11）加隔

24、隔離變壓壓器，主主要是針針對來自自電源的的傳導干干擾，可可以將絕絕大部分分的傳導導干擾阻阻隔在隔隔離變壓壓器之前前。（22）使用用濾波器器，濾波波器具有有較強的的抗干擾擾能力，還還具有防防止將設(shè)設(shè)備本身身的干擾擾傳導給給電源，有有些還兼兼有尖峰峰電壓吸吸收功能能。（33）使用用輸出電電抗器，在在變頻器器到電動動機之間間增加交交流電抗抗器主要要是減少少變頻器器輸出在在能量傳傳輸過程程中線路路產(chǎn)生電電磁輻射射，影響響其它設(shè)設(shè)備正常常。 3結(jié)論 PLLC控制制系統(tǒng)中中的干擾擾是一個個十分復復雜的問問題，因因此在抗抗干擾設(shè)設(shè)計中應(yīng)應(yīng)綜合考考慮各方方面的因因素，合合理有效效地抑制制抗干擾擾，才能能夠使P

25、PLC控控制系統(tǒng)統(tǒng)正常工工作。隨隨著PLLC應(yīng)用用領(lǐng)域的的不斷拓拓寬，如如何高效效可靠的的使用PPLC也也成為其其發(fā)展的的重要因因素。在在不久的的將來，PPLC會會有更大大的發(fā)展展，產(chǎn)品品的品種種會更豐豐富、規(guī)規(guī)格更齊齊全，通通過完美美的人機機界面、完完備的通通信設(shè)備備會更好好地適應(yīng)應(yīng)各種工工業(yè)控制制場合的的需求，PPLC作作為自動動化控制制網(wǎng)絡(luò)和和國際通通用網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的重要要組成部部分，將將在工業(yè)業(yè)控制領(lǐng)領(lǐng)域發(fā)揮揮越來越越大的作作用。 參考文文獻： 1張萬忠忠.可編編程控制制器應(yīng)用用技術(shù)M.北京：化學工工業(yè)出版版社，220011，122. 于于慶廣.可編程程控制器器原理及及系統(tǒng)設(shè)設(shè)計MM.北北京

26、：清清華大學學出版社社，20004. 劉鍇鍇，周海海.深入入淺出西西門子SS7-3300PPLCM.北京：航空航航天大學學出版社社，20004.淺談磨削加加工與機機床設(shè)計計來源： HYPERLINK /ShowCopyFrom.asp?ChannelID=1016&SourceName=考試吧（E） 考試試吧（EExamm8.ccom）2010-3-19 11:23:00【 HYPERLINK javascript:window.external.addFavorite(,考試吧：中國教育培訓第一門戶) 考試吧：中國教育培訓第一門戶】 HYPERLINK /lunwen/ o 論文大全 論文大

27、全【摘 要】本本文從國國內(nèi)外發(fā)發(fā)展和應(yīng)應(yīng)用的現(xiàn)現(xiàn)狀出發(fā)發(fā),闡述述了砂帶帶磨削的的原理、特特點及砂砂帶機床床的主要要機構(gòu),并介紹紹了一個個砂帶磨磨床設(shè)計計的實例例。 【關(guān)關(guān)鍵詞】砂砂帶磨削削 磨床床 磨削削加工 一一、前言言 砂帶磨磨削是根根據(jù)工件件形狀,用相應(yīng)應(yīng)的接觸觸方式及及高速運運動的砂砂帶對工工件表面面進行磨磨削和拋拋光的一一種新工工藝。隨隨著汽車車、建材材、裝飾飾工業(yè)、模模具工業(yè)業(yè)及其它它輕工業(yè)業(yè)的進步步和發(fā)展展,對金金屬和非非金屬材材料特別別是難加加工材料料表面機機械加工工質(zhì)量、生生產(chǎn)率及及勞動環(huán)環(huán)境提出出了越來來越高的的要求,用一般般傳統(tǒng)的的切削加加工方法法已難以以滿足這這些要求求

28、。在過過去的五五、六十十年內(nèi),砂帶磨磨削作為為一種新新工藝,在這些些加工領(lǐng)領(lǐng)域發(fā)揮揮著越來來越大的的作用。砂砂帶磨床床主要用用來作為為粗磨、去去毛刺、大大余量磨磨削、精精磨、細細磨、裝裝飾拋光光、無心心磨以及及成形磨磨削之用用。在現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)業(yè)中,砂砂帶磨削削技術(shù)以以其獨具具的加工工特點被被視為是是一種很很重要的的加工方方法。國國外有專專家曾把把砂帶磨磨床比做做“未來來的巨人人”來加加以評述述。 二、砂砂帶磨削削原理 11.主軸軸傳動裝裝置。有有單速或或具有較較大靈活活性的變變速傳動動,有時時裝有可可逆電動動機,以以改變砂砂帶的運運動方向向。皮帶帶速度為為1050mm/miin,通通常取1163

29、30m/minn,主傳傳動裝置置的功率率,在每每10mmm寬的的砂帶上上是0.300.7kkW。 22.砂帶帶張緊裝裝置。保保持磨削削及導向向時砂帶帶的適當當張力在在砂帶磨磨削過程程中起到到重要作作用,它它影響到到砂帶的的切削性性能和加加工零件件表面粗粗糙度。當當增加砂砂帶拉力力時,可可提高金金屬切除除量,但但同時也也提高表表面粗糙糙度值和和磨料覆覆蓋層的的消耗量量。 3.砂帶導導向裝置置。砂帶帶工作時時,惰輪輪或張緊緊輪應(yīng)當當可以調(diào)調(diào)整,使使砂帶定定位及對對中,根根據(jù)砂帶帶的寬度度,這一一裝置可可以手動動或自動動。砂帶帶寬度大大于2000mmm時,通通常使用用自動導導向裝置置,使接接觸輪與與

30、張緊輪輪之間的的砂帶自自動對正正。 4.接觸輪輪。接觸觸輪在磨磨削點上上支承砂砂帶,其其本體是是用鋁或或鋼制成成,輪上上覆蓋橡橡膠、纖纖維、毛毛氈或其其它材料料制造的的彈性圈圈(厚度度為315mmm)。根根據(jù)需要要,可制制成各種種密度橡橡膠輪,輪的表表面制成成交錯開開槽式或或平滑式式。使用用各種橡橡膠化合合物作為為接觸輪輪的覆蓋蓋面,以以滿足一一定的磨磨削要求求。 5.若在砂砂帶后面面安裝一一塊型板板(鋼、硬硬質(zhì)合金金或鑄鐵鐵平板)來代替替接觸輪輪,則可可完成磨磨邊、四四邊形、端端面、平平面及精精磨工作作,保證證零件的的平面度度或直線線性。 此此外還有有吸塵系系統(tǒng)等。 三三、砂帶帶磨削特特點

31、1.加工效效率高。經(jīng)經(jīng)過精選選的針狀狀砂粒采采用先進進的“靜靜電植砂砂法”,使砂粒粒均勻直直立于基基底、且且鋒口向向上、定定向整齊齊排列,等高性性好,容容屑間隙隙大,接接觸面小小,具有有較好的的切削性性能。應(yīng)應(yīng)用這一一多刀多多刃的切切削工具具進行磨磨削加工工,對鋼鋼材的切切除率已已達每mmm寬砂砂帶20006600mmm3/minn。 2.加工表表面質(zhì)量量高。砂砂帶磨削削時接觸觸面小摩摩擦發(fā)熱熱少,且且磨粒散散熱時間間間隔長長,可以以有效地地減少工工件變形形及燒傷傷,故加加工精度度高,尺尺寸精度度可達0.0002mmm;平平面度可可達0.0011mm。另另外,砂砂帶在磨磨削時是是柔性接接觸,具

32、具有較好好地磨削削、研磨磨和拋光光等多重重作用,再加上上磨削系系統(tǒng)振動動小,磨磨削速度度穩(wěn)定使使得表面面加工質(zhì)質(zhì)量粗糙糙度值小小,殘余余應(yīng)力狀狀態(tài)好,工件的的粗糙度度可達RRa0.400.1m,且且表面有有均勻的的粗糙度度。但由由于砂帶帶不能修修整,故故砂帶磨磨削加工工精度比比砂輪磨磨削略低低。 3.工藝靈靈活性大大,適應(yīng)應(yīng)性強。砂砂帶磨削削可以方方便地用用于平面面、外圓圓、內(nèi)圓圓磨削、復復雜的異異形面加加工、切切削余量量20mmm以下下的粗加加工磨削削、去毛毛刺和為為鍍層零零件的預預加工、拋拋光表面面、消除除板坯表表面缺陷陷、刃磨磨和研磨磨切削工工具、消消除焊接接處的凸凸瘤、代代替鉗工工作業(yè)

33、的的手工勞勞動。除除了有各各種通用用、專用用設(shè)備外外,設(shè)計計一個砂砂帶磨頭頭能方便便地裝于于車床、刨刨床和銑銑床等常常規(guī)現(xiàn)成成設(shè)備上上,不僅僅能使這這些機床床功能大大為擴展展,而且且能解決決一些難難加工零零件如超超長、超超大型軸軸類、平平面零件件、不規(guī)規(guī)則表面面等的精精密加工工。 4.砂帶有有很大的的彈性,因而整整個系統(tǒng)統(tǒng)有較高高的抗振振性。 55.砂帶帶尺寸可可很大,適用于于大面積積高效率率加工,且設(shè)備備簡單,操作安安全,使使用維護護方便,更換砂砂帶和培培訓機床床操作人人員花費費時間較較少。 66.在加加工過程程中砂帶帶增長,外形和和尺寸達達不到高高精度,加工零零件上的的尖銳突突出部位位和用

34、細細粒度磨磨料精磨磨困難,砂帶的的堅固性性比較低低,同時時在大多多數(shù)情況況下砂帶帶不可能能修正,所以使使用期限限短。 四、砂帶帶磨床設(shè)設(shè)計 根據(jù)據(jù)某廠要要求,對對該廠的的反應(yīng)罐罐內(nèi)壁采采用了砂砂帶磨削削加工,目的是是去除該該零件內(nèi)內(nèi)壁氧化化皮等表表面缺陷陷,以有有利于內(nèi)內(nèi)壁搪瓷瓷。該零零件尺寸寸較大,原來采采用砂輪輪磨削加加工,加加工中噪噪聲很大大,切屑屑到處飛飛揚,工工作環(huán)境境極差。該該機床設(shè)設(shè)計主要要有下面面三部分分內(nèi)容: 1.傳傳動設(shè)計計 (1)砂帶的的主運動動。由電電動機直直接帶動動砂帶機機構(gòu)運動動,由于于反應(yīng)罐罐直徑大大,軸向向較長,因此電電動機前前端的軸軸為懸臂臂式,焊焊接的機機座

35、結(jié)構(gòu)構(gòu)剛性要要好,尤尤其要注注意焊接接引起的的內(nèi)應(yīng)力力。 (22)砂帶帶的進給給運動。砂砂帶的進進給運動動通過由由絲杠螺螺母機構(gòu)構(gòu)組成的的小車機機構(gòu)帶動動整個砂砂帶機構(gòu)構(gòu)沿反應(yīng)應(yīng)罐軸向向運動。為為了在加加工結(jié)束束時使砂砂帶機構(gòu)構(gòu)以快速速返回,因此該該機床設(shè)設(shè)有快速速電機,快速電電機與進進給電機機之間通通過超越越離合器器連接。 (3)工工件的進進給運動動。由于于工件較較大,所所以單獨獨設(shè)立電電動機通通過皮帶帶輪及齒齒輪降速速帶動反反應(yīng)罐轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。 22.主要要機構(gòu)設(shè)設(shè)計 (11)砂帶帶張緊裝裝置。此此機構(gòu)主主要是通通過絲杠杠和彈簧簧來調(diào)整整接觸輪輪與工件件的相對對位置,以及使使張緊輪輪保持一一定的

36、張張力。 (2)接接觸輪設(shè)設(shè)計。由由于該零零件尺寸寸較大,并且是是用作粗粗加工,故選用用較硬的的橡膠接接觸輪,接觸輪輪直徑為為2500mm,在接觸觸輪表面面采用較較寬的溝溝槽紋和和較窄的的工作表表面,以以增加壓壓強、提提高切削削效率和和砂帶壽壽命,根根據(jù)該零零件特點點,溝槽槽紋間距距取為110mmm。 (33)主要要技術(shù)參參數(shù)選擇擇 砂帶速速度200300m/ss,砂帶帶長度22500031150mmm,寬寬度2000mmm,砂帶帶電動機機功率77.5kkW。 五五、結(jié)束束語 砂帶帶磨削作作為一門門新技術(shù)術(shù),在國國際上已已有各類類砂帶機機產(chǎn)品應(yīng)應(yīng)用,國國內(nèi)尚處處在推廣廣應(yīng)用階階段,它它的優(yōu)越越

37、性已逐逐步被人人們所認認識。如如果這一一新技術(shù)術(shù)得到進進一步推推廣應(yīng)用用,必將將對我國國的制造造業(yè)產(chǎn)生生較大影影響,同同時也會會對目前前不景氣氣的各中中小企業(yè)業(yè)降低成成本、提提高效率率及提高高產(chǎn)品加加工精度度起到重重要作用用。 參考考文獻: 1馮蘊華華.國外外砂帶磨磨床現(xiàn)狀狀J.磨床床與磨削削,19994,(4). 朱德德敏.砂砂帶磨削削J.磨床床與磨削削,19995,(4). 手冊冊編輯委委員會.機械工工程手冊冊第8卷卷M.北京京:機械械工業(yè)出出版社,19997. (蘇).魯里耶耶.砂帶帶磨削M.張洪勛勛譯.北北京:機機械工業(yè)業(yè)出版社社,19987.關(guān)于數(shù)控機機床的幾幾點思考考來源： HYP

38、ERLINK /ShowCopyFrom.asp?ChannelID=1016&SourceName=考試吧（E） 考試試吧（EExamm8.ccom）2010-3-11 14:06:00【 HYPERLINK javascript:window.external.addFavorite(,考試吧：中國教育培訓第一門戶) 考試吧：中國教育培訓第一門戶】 HYPERLINK /lunwen/ o 論文大全 論文大全摘要：文章首首先介紹紹了數(shù)控控機床的的優(yōu)點與與缺點，接接著闡述述了數(shù)控控機床的的種類，最最后指出出了數(shù)控控機床控控制技術(shù)術(shù)的發(fā)展展與數(shù)控控機床控控制技術(shù)術(shù)的發(fā)展展趨勢。 關(guān)關(guān)鍵詞：數(shù)控

39、機機床控控制技術(shù)術(shù) 數(shù)控機機床是機機電一體體化的典典型產(chǎn)品品，數(shù)控控機床控控制技術(shù)術(shù)是集計計算機及及軟件技技術(shù)、自自動控制制技術(shù)、電電子技術(shù)術(shù)、自動動檢測技技術(shù)、液液壓與氣氣動技術(shù)術(shù)和精密密機械等等技術(shù)為為一體的的多學科科交叉的的綜合技技術(shù)。隨隨著科學學技術(shù)的的高速發(fā)發(fā)展，機機電一體體化技術(shù)術(shù)迅猛發(fā)發(fā)展，數(shù)數(shù)控機床床在企業(yè)業(yè)普遍應(yīng)應(yīng)用，對對生產(chǎn)線線操作人人員的知知識和能能力要求求越來越越高。 一一、數(shù)控控機床的的優(yōu)點與與缺點 (一)數(shù)數(shù)控機床床的優(yōu)點點 對零件件的適應(yīng)應(yīng)性強，可可加工復復雜形狀狀的零件件表面。在在同一臺臺數(shù)控機機床上，只只需更換換加工程程序，就就可適應(yīng)應(yīng)不同品品種及尺尺寸工件件

40、的自動動加工，這這就為復復雜結(jié)構(gòu)構(gòu)的單件件、小批批量生產(chǎn)產(chǎn)以及試試制新產(chǎn)產(chǎn)品提供供了極大大的便利利，特別別是對那那些普通通機床很很難加工工或無法法加工的的精密復復雜表面面(如螺螺旋表面面)，數(shù)數(shù)控機床床也能實實現(xiàn)自動動加工。 加加工精度度高，加加工質(zhì)量量穩(wěn)定。目目前，數(shù)數(shù)控機床床控制的的刀具和和工作臺臺最小移移動量(脈沖當當量)普普遍達到到0.000011mm，而而且數(shù)控控系統(tǒng)可可自動補補償進給給傳動鏈鏈的反向向間隙和和絲杠螺螺距誤差差，使數(shù)數(shù)控機床床達到很很高的加加工精度度。此外外，數(shù)控控機床的的制造精精度高，其其自動加加工方式式避免了了生產(chǎn)者者的人為為操作誤誤差，因因此，同同一批工工件的尺

41、尺寸一致致性好，產(chǎn)產(chǎn)品合格格率高，加加工質(zhì)量量穩(wěn)定。 生生產(chǎn)效率率高。由由于數(shù)控控機床結(jié)結(jié)構(gòu)剛性性好，允允許進行行大切削削用量的的強力切切削，從從主軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和進進給量的的變化范范圍比普普通機床床大，因因此在加加工時可可選用最最佳切削削用量，提提高了數(shù)數(shù)控機床床的切削削效率，節(jié)節(jié)省了機機動時間間。與普普通機床床相比，數(shù)數(shù)控機床床的生產(chǎn)產(chǎn)效率可可提高223倍倍。 良好好的經(jīng)濟濟效益。使使用數(shù)控控機床進進行單件件、小批批量生產(chǎn)產(chǎn)時，可可節(jié)省劃劃線工時時，減少少調(diào)整、加加工和檢檢驗時間間，節(jié)省省直接生生產(chǎn)費用用；同時時還能節(jié)節(jié)省工裝裝設(shè)計、制制造費用用；數(shù)控控機床加加工精度度高，質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定定，減少少了

42、廢品品率，使使生產(chǎn)成成本進一一步下降降。此外外，數(shù)控控機床還還可實現(xiàn)現(xiàn)一機多多用，所所以數(shù)控控機床雖雖然價格格較高，仍仍可獲得得良好的的經(jīng)濟效效益。 自自動化程程度高。數(shù)數(shù)控機床床自動化化程度高高，可大大大減輕輕工人的的勞動強強度，減減少操作作人員的的人數(shù)，同同時有利利于現(xiàn)代代化管理理，可向向更高級級的制造造系統(tǒng)發(fā)發(fā)展。 (二)數(shù)數(shù)控機床床的缺點點 數(shù)控機機床的主主要缺點點價格較較高，設(shè)設(shè)備首次次投資大大；對操操作、維維修人員員的技術(shù)術(shù)要求較較高；加加工復雜雜形狀的的零件時時。手工工編程的的工作量量大。 二二、數(shù)控控機床的的種類 數(shù)數(shù)控機床床的種類類很多，主主要分類類 按工藝藝用途分分類。按按

43、工藝用用途，數(shù)數(shù)控機床床可分類類如下。普普通數(shù)控控機床：這種分分類方式式與普通通機床分分類方法法一樣，銑銑床、數(shù)數(shù)控錨床床、數(shù)控控鉆床、數(shù)數(shù)控磨床床、數(shù)控控齒輪加加工機床床等。加加工中心心機床：數(shù)控加加工中心心是在普普通數(shù)控控機床上上加裝一一個刀庫庫和自動動換刀裝裝置而構(gòu)構(gòu)成的數(shù)數(shù)控機床床，它可可在一次次裝夾后后進行多多種工序序加工。 按按運動方方式分類類。按運運動方式式，數(shù)控控機床可可分類點點位控制制數(shù)控機機床。數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)只控制制刀具從從要有數(shù)數(shù)控鉆床床、數(shù)控控坐標錘錘床、數(shù)數(shù)控沖剪剪床等。直直線控制制數(shù)控機機床：數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)除了控控制點與與點之間間的準確確位置以以外，還還要保證證兩點之之

44、間移動動的軌跡跡是一條條直線，而而且對移移動的速速度也要要進行控控制。這這類機床床主要有有簡易數(shù)數(shù)控車床床、數(shù)控控銷、銑銑床等。輪輪廓控制制數(shù)控機機床：數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)能對兩兩個或兩兩個以上上運動坐坐標的位位移及速速度進行行連續(xù)相相關(guān)的控控制，使使合成的的運動軌軌跡能滿滿足加工工的要求求。這類類機床主主要有數(shù)數(shù)控車床床、數(shù)控控銑床等等。 按伺伺服系統(tǒng)統(tǒng)的控制制方式分分類。按按伺服系系統(tǒng)的控控制方式式，數(shù)控控機床可可分類如如下。開開環(huán)控制制系統(tǒng)的的數(shù)控機機床。閉閉環(huán)控制制系統(tǒng)的的數(shù)控機機床。半半閉環(huán)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的數(shù)控控機床。 按按數(shù)控系系統(tǒng)的功功能水平平分類。技技功能水水平分類類，數(shù)控控系統(tǒng)可可分類

45、如如下。經(jīng)經(jīng)濟性數(shù)數(shù)控機床床。經(jīng)濟濟性數(shù)控控機床大大多指采采用開環(huán)環(huán)控制系系統(tǒng)的數(shù)數(shù)控機床床價格便便宜，適適用于自自動化程程度要求求不高的的場合。中中檔數(shù)控控機床。這這類數(shù)控控機床功功能較全全，價格格適中，應(yīng)應(yīng)用較廣廣。高檔檔數(shù)控機機床。這這類數(shù)控控機床功功能齊全全，價格格較貴。 三、數(shù)控機機床控制制技術(shù)的的發(fā)展 機機械設(shè)備備最早的的控制裝裝置是手手動控制制器。目目前，繼繼電器接觸器器控制仍仍然是我我國機械械設(shè)備最最基本的的電氣控控制形式式之一。到到了200世紀奶奶年代至至50年年代，出出現(xiàn)了交交磁放大大機電電動機控控制，這這是一種種閉環(huán)反反饋系統(tǒng)統(tǒng)，系統(tǒng)統(tǒng)的控制制精度和和快速性性都有了了提高

46、。220世紀紀60年年代出現(xiàn)現(xiàn)了晶體體管晶閘管管控制，由由晶閘管管供電的的直流調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)和交流流調(diào)速系系統(tǒng)不僅僅調(diào)運性性能大為為改善，而而且減少少了機械械設(shè)備和和占地面面積，耗耗電少，效效率局，完完全取代代了交磁磁放大機機電動動機控制制系統(tǒng)。 在在20世世紀的660年代代出現(xiàn)丁丁一種能能夠根據(jù)據(jù)需要方方便地改改變控制制程序，結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單、價格格低廉的的自動化化裝置順序控控制器。隨隨著大規(guī)規(guī)模集成成電路和和微處理理器技術(shù)術(shù)的發(fā)展展及應(yīng)用用，在220世紀紀70年年代出現(xiàn)現(xiàn)了一種種以微處處理器為為核心的的新型工工業(yè)控制制器可編程程序控制制器。這這種器件件完全能能夠適應(yīng)應(yīng)惡劣的的工業(yè)環(huán)環(huán)境，由由于它

47、具具備了計計算機控控制和繼繼電器控控制系統(tǒng)統(tǒng)兩方面面的優(yōu)點點，故目目前已作作為一種種標準化化通用設(shè)設(shè)備普通通應(yīng)用于于工業(yè)控控制。 隨隨著計算算機技術(shù)術(shù)的迅速速發(fā)展，數(shù)數(shù)控機床床的應(yīng)用用日益廣廣泛，井井進一步步推動了了數(shù)控系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展，產(chǎn)產(chǎn)生了自自動編程程系統(tǒng)、計計算機數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)、計算算機群控控系統(tǒng)和和天性制制造系統(tǒng)統(tǒng)。計算算機集成成制造系系統(tǒng)及計計算機輔輔助設(shè)計計、制造造一體化化是機械械制造一一體化的的高級階階段，可可實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)品從設(shè)設(shè)計到制制造的全全部自動動化。 綜綜上所述述，機械械設(shè)備控控制技術(shù)術(shù)的產(chǎn)生生，并不不是孤立立的，而而是各種種技術(shù)相相互滲透透的結(jié)果果。它代代表了正正在形成成中的

48、新新一代的的生產(chǎn)技技術(shù)，已已顯示出出并將越越來越顯顯示出強強大的威威力。 四四、數(shù)控控機床控控制技術(shù)術(shù)的發(fā)展展趨勢 生生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的發(fā)展展對產(chǎn)品品性能要要求越來來越高，產(chǎn)產(chǎn)品改型型頻繁，采采用多品品種小批批量生產(chǎn)產(chǎn)方式的的企業(yè)越越來越多多，這就就要求數(shù)數(shù)控機床床向高速速化、高高招度化化、復合合化、系系統(tǒng)化、智智能化發(fā)發(fā)展。 高高速化和和高精度度化。數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)智能化化、信息息化。數(shù)數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)開放化化。論機電一體體化系統(tǒng)統(tǒng)的聯(lián)合合仿真技技術(shù)來源： HYPERLINK /ShowCopyFrom.asp?ChannelID=1016&SourceName=考試吧（E） 考試試吧（EExamm8.cc

49、om）2010-3-9 15:02:00【 HYPERLINK javascript:window.external.addFavorite(,考試吧：中國教育培訓第一門戶) 考試吧：中國教育培訓第一門戶】 HYPERLINK /lunwen/ o 論文大全 論文大全摘要:本文以以機電一一體化系系統(tǒng)為研研究對象象,分析析了機電電產(chǎn)品容容錯設(shè)計計與仿真真技術(shù)的的發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀,并并提出了了自己的的看法。 關(guān)關(guān)鍵詞:機電一一體化仿仿真容錯錯 一、引引言 現(xiàn)代代機電產(chǎn)產(chǎn)品正朝朝著集成成化、自自動化、智智能化的的方向發(fā)發(fā)展,有有的機電電產(chǎn)品對對人的依依賴性越越來越小小,發(fā)生生故障根根本不可可能由人人去維修

50、修,有的的機電產(chǎn)產(chǎn)品形成成大系統(tǒng)統(tǒng),一旦旦發(fā)生故故障可能能導致重重大事故故,并造造成巨大大經(jīng)濟損損失。例例如:美美國發(fā)射射的“勇勇氣”號號火星車車和“機機遇”號號火星車車,在太太空飛行行半年之之久,一一旦有了了故障靠靠人去診診斷和維維修是根根本不可可能的;20008年88月巴西西一枚VVLS-3型衛(wèi)衛(wèi)星運載載火箭,在接受受最后檢檢測時突突然爆炸炸,導致致現(xiàn)場221人被被炸死,另有220多人人身受重重傷。 這這些集成成化、自自動化、智智能化的的機電系系統(tǒng)發(fā)生生故障的的隨機性性很強,往往難難以預料料,但工工程實踐踐表明除除了少數(shù)數(shù)突發(fā)故故障以外外,大多多數(shù)故障障是一個個漸進的的過程。如如果早期期發(fā)

51、現(xiàn),及時采采取恰當當?shù)拇胧┦┦峭耆梢苑婪乐沟?機電產(chǎn)產(chǎn)品容錯錯設(shè)計與與仿真技技術(shù)研究究以及容容錯技術(shù)術(shù)的應(yīng)用用正是順順應(yīng)了這這種需求求。 容錯錯技術(shù)為為提高系系統(tǒng)的可可靠性開開辟了一一條新的的途徑。雖雖然人們們無法保保證所設(shè)設(shè)計的系系統(tǒng)各個個構(gòu)成環(huán)環(huán)節(jié)的絕絕對可靠靠,但若若把容錯錯的概念念引入到到機電產(chǎn)產(chǎn)品,可可以使各各個故障障因素對對產(chǎn)品性性能的影影響被顯顯著削弱弱,這就就意味著著間接地地提高了了產(chǎn)品的的可靠性性。研究究和應(yīng)用用容錯技技術(shù),對對于保障障機電系系統(tǒng)運行行的連續(xù)續(xù)性和安安全性,減少安安全事故故,提高高現(xiàn)代機機電產(chǎn)品品的經(jīng)濟濟效益和和社會效效益,具具有非常常重要的的意義。 二二

52、、仿生生硬件容容錯研究究現(xiàn)狀 隨隨著電路路系統(tǒng)功功能的復復雜化,傳統(tǒng)的的硬件容容錯技術(shù)術(shù)越來越越不能滿滿足日益益龐大的的電路系系統(tǒng)要求求。為了了提高系系統(tǒng)可靠靠性,人人們提出出了動態(tài)態(tài)地對故故障進行行自檢測測、自修修復的要要求,并并努力尋尋找新的的容錯設(shè)設(shè)計方法法。早在在20世世紀500年代末末,計算算機之父父馮諾諾依曼就就提出了了研制具具有自繁繁殖與自自修復能能力通用用機器的的偉大構(gòu)構(gòu)想。 研研究人員員從自然然界得到到靈感,將自然然計算(如進化化計算,胚胎理理論等)引入到到硬件設(shè)設(shè)計中從從而形成成仿生硬硬件(BBio-insspirred Harrdwaare,BHWW)。仿仿生硬件件的概念

53、念最初是是由瑞士士聯(lián)邦工工學院于于19992年提提出的,雖然歷歷史不長長,但其其發(fā)展非非常迅速速,現(xiàn)在在已經(jīng)成成為國際際上的研研究熱點點之一。仿仿生硬件件早期也也稱為進進化硬件件(Evvolvvablle HHarddwarre,EEHW)。A.Thoompsson等等人較早早提出了了EHWW應(yīng)用于于容錯方方面的想想法。仿仿生硬件件是一種種能根據(jù)據(jù)外部環(huán)環(huán)境的變變化而自自主地、動動態(tài)地改改變自身身的結(jié)構(gòu)構(gòu)和行為為以適應(yīng)應(yīng)其生存存環(huán)境的的硬件電電路,它它可以像像生物一一樣具有有硬件自自適應(yīng)、自自組織、自自修復特特性。采采用仿生生硬件實實現(xiàn)的容容錯,不不需要顯顯式冗余余,而是是利用進進化本身身固有

54、容容錯的特特性,這這種特性性帶來的的優(yōu)勢是是傳統(tǒng)方方法通過過靜態(tài)冗冗余實現(xiàn)現(xiàn)容錯所所不能比比擬的。 三三、仿生生硬件的的容錯技技術(shù)新思思路 基于于仿生硬硬件的容容錯研究究,對建建立借鑒鑒生物進進化機制制的硬件件容錯新新理論、新新模型和和新方法法,提高高硬件系系統(tǒng)的可可靠性,具有至至關(guān)重要要的意義義。 (一一)胚胎胎型仿生生硬件的的容錯體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)和容錯錯原理 仿仿生硬件件可以分分為進化化型和胚胚胎型,其中胚胚胎型仿仿生硬件件也稱為為胚胎電電子系統(tǒng)統(tǒng),是模模仿生物物的多細細胞容錯錯機制實實現(xiàn)的硬硬件。 胚胚胎型仿仿生硬件件的容錯錯體系結(jié)結(jié)構(gòu),主主要由胚胚胎細胞胞、開關(guān)關(guān)陣和線線軌組成成。開關(guān)關(guān)陣

55、根據(jù)據(jù)可編程程連線的的控制信信號完成成開關(guān)閉閉合,控控制線軌軌內(nèi)各線線段的使使用。胚胚胎細胞胞包含存存儲器、坐坐標發(fā)生生器、II/O換換向塊、功功能單元元、直接接連線、可可編程連連線、控控制模塊塊等。存存儲器用用于保存存配置數(shù)數(shù)據(jù)位串串,并根根據(jù)細胞胞狀態(tài)和和坐標發(fā)發(fā)生器計計算出的的結(jié)果,從配置置位串中中提取一一段經(jīng)譯譯碼后對對胚胎電電子細胞胞的換向向塊和功功能單元元進行配配置。坐坐標發(fā)生生器根據(jù)據(jù)每個細細胞最近近兩側(cè)(左側(cè)和和下側(cè))鄰居細細胞的坐坐標為其其分配坐坐標。II/O換換向塊為為細胞功功能單元元間的可可編程連連線提供供控制信信號。功功能單元元用于實實現(xiàn)一個個n輸入入的布爾爾函數(shù),用于

56、實實現(xiàn)所需需的細胞胞功能。直直接連線線負責功功能單元元之間的的相互通通信?？煽删幊踢B連線傳遞遞控制信信號控制制開關(guān)陣陣?？刂浦颇K完完成細胞胞的工作作狀態(tài)檢檢測、故故障診斷斷、控制制細胞冗冗余切換換。 (二)胚胎胎型仿生生硬件實實現(xiàn)容錯錯的策略略 為了實實現(xiàn)對故故障細胞胞的容錯錯,常用用的容錯錯策略有有兩種:行(列列)取消消和細胞胞取消策策略,通通過記錄錄有錯的的單元位位置,重重新布線線,用其其他備用用的單元元來代替替。 但是是對于連連線資源源故障,這些策策略并未未給出相相應(yīng)的對對策。在在深入研研究胚胎胎仿生硬硬件容錯錯體系結(jié)結(jié)構(gòu)的基基礎(chǔ)上,本文提提出一種種針對線線軌故障障的容錯錯策略。 11

57、. 行行(列)取消策策略。在在行(列列)取消消中,若若一個細細胞出錯錯,則它它所在行行(列)的所有有細胞都都將被取取消,而而該行(列)細細胞的功功能將被被其上一一行(右右一列)的細胞胞所代替替,即當當一個細細胞出錯錯時,細細胞所在在行(列列)上移移(右移移)到一一個備用用行(備備用列)來代替替它當前前的工作作。 2. 細胞胞取消策策略。在在細胞取取消中,用備用用細胞代代替故障障細胞分分兩個階階段。當當某一行行的出錯錯細胞數(shù)數(shù)超過備備用細胞胞數(shù)時,整行被被取消,行細胞胞上移,用備用用行取代代出錯行行的功能能。 (三三)胚胎胎型仿生生硬件實實現(xiàn)容錯錯的流程程 胚胎型型仿生硬硬件容錯錯的流程程為:

58、(1)根根據(jù)設(shè)計計需求選選擇器件件,確定定硬件設(shè)設(shè)計方案案; (22)以電電路結(jié)構(gòu)構(gòu)及有關(guān)關(guān)參數(shù)等等作為染染色體進進行編碼碼,按照照進化算算法的進進化模式式對系統(tǒng)統(tǒng)進行進進化操作作; (33)一般般以電路路的功能能與預期期結(jié)果的的符合程程度作為為個體的的適應(yīng)度度。根據(jù)據(jù)給定的的輸入條條件或測測試集,通過基基于電路路模型的的仿真測測試或?qū)崒崪y計算算群體中中的每個個個體的的適應(yīng)度度; (四四)胚胎胎型仿生生硬件內(nèi)內(nèi)部錯誤誤檢測機機制 錯誤誤檢測是是胚胎型型仿生硬硬件實現(xiàn)現(xiàn)容錯的的前提,本文在在此著重重研究針針對細胞胞故障的的錯誤檢檢測機制制。 基于于細胞功功能單元元的三模模冗余與與多數(shù)表表決器電電

59、路實現(xiàn)現(xiàn)是硬件件容錯常常用的冗冗余容錯錯策略。 多多數(shù)表決決器判斷斷輸出多多數(shù)細胞胞模塊的的信號,但并不不能判斷斷出具體體哪個細細胞出現(xiàn)現(xiàn)了錯誤誤,也就就沒法啟啟動對出出錯細胞胞的重啟啟動或重重構(gòu)來修修復該細細胞。為為了能檢檢測出錯錯細胞的的具體位位置,從從而修復復該細胞胞,進一一步提高高三模冗冗余的可可靠性,需要設(shè)設(shè)計相應(yīng)應(yīng)的差錯錯檢測器器。 參考考文獻: 1高金吉吉,裝備備系統(tǒng)故故障自愈愈原理研研究.中中國工程程科學,20009(55). 劉劉心松、朱朱鷹,容容錯并行行處理系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)研究.計算機機應(yīng)用,20008(11). 姚姚睿、王王友仁、于于盛林,胚胎型型仿生硬硬件及其其關(guān)鍵技技術(shù)研

60、究究.河南南科技大大學學報報,20009(3).提高數(shù)控機機床改造造精度方方法探討討來源： HYPERLINK /ShowCopyFrom.asp?ChannelID=1016&SourceName=考試吧（E） 考試試吧（EExamm8.ccom）2010-2-23 9:47:00【 HYPERLINK javascript:window.external.addFavorite(,考試吧：中國教育培訓第一門戶) 考試吧：中國教育培訓第一門戶】 HYPERLINK /lunwen/ o 論文大全 論文大全摘 要:數(shù)控機機床的改改造在機機械加工工行業(yè)中中的應(yīng)用用越來越越廣,對對于數(shù)控控機床改改