最新精選機電一體化畢業論文

摘要：進入二十一世紀以來, 我國逐漸重視科技興國的理念, 近幾年, 隨著

我國的科學技術水平飛速增長, 在各個行業領域都開始逐漸應用科學技術手段

來減輕人工勞動力從而提高工作效率。機電一體化設備便是在科技興國理念下,

所衍生出的一種機械設備, 該機械設備所應用到的領域十分廣泛, 并且除了提

高工作效率以外還解決了不少人工勞動力所無法進行的工作。近年來, 我們國家

的機電一體化設備一直在不斷發展, 進行完善和創新, 已經漸漸成為了一種專

業化的技術, 為我國的經濟發展起到了重要作用。下面, 本文就機電一體化設備,

探討其未來的應用以及發展趨勢。

關鍵詞：機電一體化設備; 應用; 發展趨勢;

一、引言

我國在科學技術水平上的發展不僅十分迅速，且發展的范圍也十分廣泛，機

電一體化技術便是近幾年新興的技術領域，將該技術應用于機械設備中，使得機

械設備進一步升級成為自動化、智能化。而要想使機械設備達到自動化、智能化

這一目的，機電一體化設備的應用以及未來發展則是重中之重的工作環節，本文

將對機電一體化設備的應用以及未來發展進行討論。

二、機電一體化技術的概述

機電一體化也可以稱為機械電子技術，從國外逐漸傳遞到國內，它是機械工

程與自動化技術相結合后的產物。因此可以說機電一體化技術既離不開機械工程

技術作為載體，也離不開自動化技術將其升華。雖然機電一體化技術所結合的技

術種類比較清晰，但是該技術所涵蓋的領域卻十分廣泛，除了依靠機械工程技術

和自動化技術以外，要想達到真正的自動化目的還要結合計算機技術以及電子信

息技術，近年來，人工智能技術也快速興起，有關于人工智能技術研究成果頻出，

因此機電一體化技術的下一發展階段必將結合人工智能技術[1]。

有關于機電一體化技術的機械設備距離人們的生活并不遙遠，除了工廠和農

場中的機械設備以外，汽車中的安全氣囊、防滑剎車系統以及自動售票機都應用

到了機電一體化技術。

機電一體化技術是由：機械技術、傳感器技術、計算機與信息處理技術、接

口技術、伺服驅動技術、自動控制技術等等許多高新技術組合而成的。

三、機電一體化技術的應用

(一)CIMS中的應用

CIMS的全稱是計算機集成以及制造系統，是機電一體化技術重要的應用方

面，通過系統的組合的形式，從而更好、更合理的實現全局管理的綜合優化，以

往通過人工技術的控制方式，將會被顛覆，機電一體化技術利用制造為基本的物

流以及控制信息流，更快的實現產業決策、產品的研究開發、生產前的準備、以

及實驗管理相互的有機化。在企業內部利用機電一體化技術，使得集成度不斷地

提高，將不同的生產要素的配置進行進一步的優化，可以在最大的程度上去實現

每一個要素之間的潛能。

(二)數控機床

眾所周知，我國是一個工業化完成度比較高的國家，而工業中十分重要的就

是數控機床的使用，我國的數控機床行業經過了四十多年的發展，不論是功能、

構造還是操控精度都取得了極大的成就，數控技術中的機電一體化應用程度十分

高。在構造方面來看，機電一體化技術的使用，使得數控機床行業變得更加緊湊

和實行了總線式組織形式，結構更加的模塊化，應用了更多的CPU以及多住總線

的體系結構，在功能的方面來看，由于采用了開放性的設計，使得應用的WOP

技術更加的智能化，并且對于模塊化軟件系統的使用，對應的儲存器容量增加，

而對于單板機以及控制機的使用，快速提高了在技術精度以及操控性方面的技

術，為產業鏈條的發展提供了有力的技術支撐[2]。

(三)工業機器人

工業機器人中的機電一體化發展經歷了三個階段，第一個階段要求工業機器

人只是根據系統的要求進行不斷的重復的特定動作以及運動，這個階段的工業機

器人對于整個系統的環節來說是適應性低，靈活性也很差;第二階段的工業機器

人內部裝有的傳感器更為先進，可以去自行收集作業區域的部分的目標信息，并

利用自身的計算機進行綜合的分析，從而做出合理的判斷，利用反饋行為來進行

控制具體的運行手段，在最后已經實行了實用化;第三階段工業機器人已經發展

成為了智能機器人，裝有了更多的傳感器，可以收集更多的感知，并配合系統進

行嚴密的邏輯性思考，做出科學的評定和決策，這與機電一體化技術密切相關。

四、未來的發展趨勢

(一)專業性

隨著科技的不斷發展，機電一體化設備的科技性越來越高，需要越來越多的

高科技人才，所以必須要保證設備安裝團隊的專業性，這是影響設備使用質量的

先決條件。其次，機電一體化設備并不都是體積較小的機械設備，在一些工廠中

不乏大型機電一體化設備的安裝工作，因此對于這一類機械設備必須要做到分工

明確，一個團隊中，有專門的人員負責相對應機械部件的安裝工作，保證安裝質

量達標的同時，也能最大程度上提高安裝速度[3]。

(二)微型化

1959年有人提出了關于微型機械的設想，現在的科學技術越來越發達，對

于設備的小型化也提出了更高的要求，機電一體化技術也朝著這一方面不斷地探

索。如果系統的特征尺寸上升到納米級別，許多的關鍵技術研究十分困難，面臨

許多的問題。所以機電一體化技術需要很好的應用到機械設備的小型化上，要基

于系統的特性進行詳細的分析，使得機電技術更好的應用。

五、結束語

總而言之，隨著科技的不斷發展，機電一體化技術的應用層面會越來越多，

依照國內經濟的蓬勃發展來看，經濟的發展勢必會推動機電一體化技術的發展，

我們要不斷引入世界先進的技術，在技術研究方面進行改革創新，成功促進產業

結構的優化，以此來反哺經濟的發展。

參考文獻

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2018 (4506) :228.

摘要：結合礦用刮板輸送機使用過程中出現的問題，以電控系統工作原理為

理論基礎，開展了刮板輸送機電控系統的改進設計，并對該系統進行了運行測試。

測試結果表明：該系統各項功能運行正常、穩定，可針對出現故障問題，采取對

應的報警提示和保護措施，滿足了礦用刮板輸送機的使用要求。

關鍵詞：煤礦; 刮板輸送機; 電控系統;

引言

刮板輸送機由于其工作時間的特殊性及井下環境的惡劣性，在使用過程中經

常出現跑偏、堆煤、超溫、煙霧較高等故障，目前主要采用人工方式進行事后解

決，大大增加了設備的故障率和作業成本。而刮板輸送機電控系統可對輸送機的

運行狀態進行實時監控和故障檢測，變事后解決故障為事前預防。因此，本文對

刮板輸送機電控系統進行探討。

1 電控系統工作原理

礦用刮板輸送機電控系統主要由控制臺、人機界面、各類傳感器、保護裝置

等部分組成，負責對輸送機運行過程中的運行速度、溫度、損壞程度、井下作業

環境等方面的監控和多臺設備的同步控制，以提高輸送機井下作業效率和生產安

全。目前，電控系統主要采用了主從式結構設計，其工作原理為：通過從站中

PLC和傳感器采集相關數據，利用RS485總線傳遞至主站中的主PLC和顯示屏進

行故障診斷和信號顯示，主站再利用RS232總線將控制系統上傳至上機位和主操

作臺，由上位機并向刮板輸送機發出響應命令;經操作人員對故障進行確認后做

出相應的操作，在自動控制下，主站PLC通過計算后，發出對應的動作和傳達指

令，并發送至從站PLC執行進一步的操作和監測，電控系統工作原理簡圖如圖1

所示[1,2]。同時，在該系統可針對同一故障類型進行了精準定位，通過自動控

制，來阻止故障的進一步擴大。以此來實現對刮板輸送機的控制。

2 電控系統主要功能設置

通過電控系統人機界面，可對刮板輸送機的工作現場環境、帶速、軸溫等主

要參數進行實時顯示，該系統主要功能包括[3,4]：

1)連鎖功能。該功能集成了手動、自動、檢修、閉鎖、就地等多種控制方式，

可對電機的啟動、停止等過程進行有序操作，屬于軟啟動或軟停止方式，能有效

防止刮板輸送機過程中出現堆煤現象;同時，該軟啟動或停止方式，能滿足超負

荷啟動和低加速度時平穩啟動，保證多級刮板輸送機之間的有序運行;

2)動態顯示功能。該功能主要通過人機顯示界面，將輸送機運行過程中的工

作溫度、打滑、堆煤、縱撕、煙霧等運行環境參數及故障信號進行實時顯示，當

故障發生時，可通過聲光報警方式，實現對各類故障的報警和提示;同時，可對

設備的運行狀態進行動態圖形化檢測，并將其運行數據進行記錄、保存;

3)故障保護功能。當設備運行時出現打滑、超速、堆煤等故障時，可通過該

控制系統對輸送機進行停車控制;同時，針對輸送機運行過程中的溫度過高、煙

霧、著火等故障類型時，可自動啟動灑水裝置，甚至啟動停車命令，以此來保障

輸送機安全運行。

3 電控系統設計

3.1 主站控制模塊設計

主站控制模塊包括繼電器控制、PLC控制、工控控制、單片機控制等，其中，

PLC控制是電控系統中的核心部分，采用了KC02系統設計的梯形圖編輯與監控

環境，其內核主要是基于windows操作系統進行開發，能通過梯形圖進行快速編

寫程序，具有通用性強、操作方便、功能強大等特點，能在較短時間內實現程序

的編寫。其框架結構圖如圖2所示[5]。

3.2 硬件連接設計

硬件連接的方式主要包括供電系統連接和可編程控制器的I/O連接，硬件的

連接正常，是保證電控系統正常運行的關鍵。其中，PLC控制采用了人機界面COM1

和COM2進行連接，PLC與從站之間的通訊線采用了RS485口進行連接，電源線

通過動力輸出線向PLC和上機位進行直流供電，其硬件連接圖如圖3所示。在硬

件連接過程中，需注意以下幾點：連接線應避免鋪設在受電磁干擾影響較強的地

方;低電平電源信號和通訊信號需與其他線路進行分開連接和鋪設;針對關鍵線

路，應按照標準要求，對線路進行接地處理;針對保護電路、緊急制動電路、、

正反轉等互鎖電路連接時，需在PLC控制外部設置安全線路，保障系統內部出現

故障問題時，電控系統能正常、安全的運行。

4 電控系統運行測試

4.1 I/O端子測試

該電控系統中，各類傳感器、指示燈、按鍵等連接均對應著I/O端子。故采

用了手動方式代替現場輸入信號，對輸入端子進行逐一檢查和驗證。在測試過程

中，PLC輸入端子指示燈顯示正常，表明運行正常;同時，將傳感器進行強行操

作，其對應的I/O端子指示燈亮起，此時，主站和從站均出現了故障報警提示。

另外，對系統中的RS485通訊口進行了測試，當主站和從站通電正常時，I/O端

子和RS485通訊口的指示燈均亮起，并出現不停的閃爍現象，證明該端口運行正

常，而一旦不閃爍，則表明通訊出現了故障。由此，完成了系統中各端子的測試，

經測試，各I/O端子均運行正常、能針對各類情況發出不同類別的提示，可保證

控制系統的運行正常。

4.2 系統聯調測試

該控制系統聯調測試前，首先將系統中硬件進行了連接和平臺搭建，通電無

誤后，將PLC程序進行導入，并通過手動方式對傳感器進行控制，此時觀察系統

運行效果。結合實際使用情況，電控系統運行過程中出現的故障問題，以控制程

序為主，可通過以下步驟進行排查：將PLC接口指示燈進行單獨檢測;檢測程序

問題，對硬件和程序進行檢查、更改。通過對系統的聯調測試，系統運行穩定，

主站和從站的各項指示燈均能正常顯示，各按鍵功能操作正常，主顯示屏能直觀

的將各類信號進行數字或曲線顯示，且PLC能快速的對信號進行接收、處理并及

時發出指令，滿足了刮板輸送機使用要求。目前，該系統已在煤礦企業的現場投

入應用。

5 結論

1)該系統各項功能運行正常、穩定，能針對不同工況環境，采取對應的控制

措施，針對出現故障問題，可啟動對應的報警提示功能和保護措施，較好地滿足

了礦用刮板輸送機的使用要求。

2)該系統的改進應用，對提高輸送機井下運行狀態的實時監控能力和故障檢

測具有重要意義，也促進了刮板輸送機電氣控制系統的自動化控制程度和水平的

提高。

摘要：畢業設計是高校教學工作中的一項常規性內容，也是提高學生綜合素

質與創新能力的關鍵環節,是學生在學校獨立進行的一次綜合實踐訓練，是對所

學知識進行整理和系統的必要環節。本文從選題、開題、畢業設計過程指導，答

辯等關鍵環節出發，闡述了提高畢業設計質量的相應措施。

關鍵詞：機電一體化，畢業設計，措施

Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisals

oankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability

.Thecontentisnotonlyaesntialpracticetrainingindependently,butalsoan

erint

roduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromthelectedtopic,decidedt

opic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.

keyword:mechanicalandelectronicintegration，Graduationdesign，

Measures

1引言

畢業設計是高校機電一體化專業教學中的一個必不可少的教學環節，是對學

校應屆畢業生在畢業前接受的一次綜合性實踐訓練，是對學生所學知識進行整理

和系統的必要環節。它是學生接受設計任務，在教師指導下獨立進行工程實踐，

獲得基本訓練并取得成果的過程，它是評估畢業生學業成績的一個重要方式，也

是提高學生綜合素質與創新能力的關鍵一環[1]。結合我校教學工作的實際情況，

我主要從選題、開題環節、畢業設計指導，論文答辯等方面，提出了改進畢業設

計工作的措施。

2立足實際,科學選題

選題是畢業設計工作的龍頭，選題質量是影響畢業設計質量的重要因素，精

心挑選畢業設計題目，是搞好畢業設計的第一步。結合我校實際情況，我認為當

前選題工作存在著一些問題：1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠;2、

有的選題對學生顯得難度較高,工作量過大;3、有的選題雖然有較高的研究價值，

但學生由于怕難或者因就業等原因而不愿選;4、有的選題雖然取自實際生產，但

學生并不能完全弄明白生產實際的具體情況，設計就有脫離實際的情況出現;5、

有的選題雖然很好，但是學生都選同一類型的題目，相互之間，互相借鑒的比重

太大，使的設計變相的成了一種具體的形式，另外，不同指導教師之間和不同的

學生之間設計題目在難度和份量上也存在一定差異。

針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。

(1)畢業設計選題要盡可能做到一人一題，相互之間的共性盡可能少一些，

這樣就可以避免學生之間互相抄襲、引用，讓他們能夠真正從設計的角度去思考

問題，達到鍛煉和學習解決實際問題的能力，達到這個教學環節實施的意義。

(2)畢業設計選題要盡可能聯系生產實際和工程應用的研究。這樣有利于調

動學生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關企業生產的實

際情況，積極主動的去分析實際問題，找到解決問題的方法和途徑，使學生的綜

合能力得到提高。因此,我們在為2004級機電一體化專業的學生選題時,選擇了

“20Kg鋁錠自動裝箱系統的設計”，“擦黑板機械人的設計”，“簡易倪紅燈

控制系統的設計”,“十層電梯的PLC控制系統設計”，“電子搶答器的設計”

等新穎的又結合生產、生活實際的設計題目，這些題目不僅能夠反映當代科技發

展水平，而且能夠讓學生能進一步了解、把握國內外在機電一體化領域的一些最

新成果和發展動態，使學生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。

(3)要考慮完成課題的客觀條件。學校畢業設計經費、教學試驗條件都有限,

不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業設計,必須根據客觀條件來選擇設計

題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設施和足夠的經費等,因此我們在

選題時,一般選用能為學生提供可用的儀器設備,試驗場地等條件的科研課題,這

樣可以為學生做畢業設計時提供可以直接操作，鍛煉自己的動手能力的機會。

(4)要有適當的難度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設計”課題

時,考慮到該課題涉及了機械原理、系統設計、數電、模電、單片機、微機原理、

匯編等多個領域,涉及的知識面較廣,設計工作量較大,有一定的深度,學生可以

通過綜合應用所學的基礎理論和專業知識,在規定的時間內得到充分的鍛煉,但

是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學生在有限的畢業設計工作時間內，經

過努力能完成任務或做出階段性結果，我們安排了兩個同學參加,在掌握總體設

計思路的基礎上,分別進行硬件結構設計、軟件設計等不同部分的的設計工作，

讓每一位同學都各有側重點地進行研究，經過兩位同學的分工合作，最終完成了

整個畢業設計題目的設計任務，效果良好。

3加強教學督導,落實開題環節

為了提高畢業設計的教學質量，我們借鑒了研究生創新能力培養方法,在本

科畢業設計教學中加入開題環節，其目的是：1、通過開題環節可以盡早發現畢

業設計題目是否滿足專業要求，學生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學專

業的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環節，還可以強化學生通過查閱文

獻資料，廣泛獲取信息的能力，培養學生提出問題、擬定實驗研究方案和設計方

案，進行科學實驗與測試，對數據進行整理與分析，撰寫實驗報告、畢業論文的

能力，同時也是對學生的書面表達和口頭表述的能力的培養，是落實和加強對學

生創新能力的培養的有效手段。具體的實施辦法是：

(1)明確落實開題環節的必要性。開題的意義在于完善論文設計方案,使論文

設計方案更加系統化。學生通過收集設計資料的相關信息，聽取各方意見，可以

明確自己的設計思路，堅定設計者的信心。一般說來，將思考的東西正式地講出

來和寫出來，會比原來所思考的更有升華的意味，因為從“思”到“說”和“寫”,

其間加入了邏輯的創造過程。因為在撰寫開題報告時,就要求學生能夠弄清楚設

計題目的來龍去脈，從而使學生明確畢業設計課題的目的和要求，讓他們對題目

有更深刻理解與認識，會使原來的設計思路更加完善和系統，令他們對自己的工

作做到“胸有成竹”，減少盲目性,避免出現不知從何處入手的尷尬局面。(2)

開題環節的組織和實施。我們要求學生在開題會之前,，要按規范書寫開題報告。

在開題的時候，學生須持經指導老師簽字同意的開題報告書、任務書及其它相關

資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術路線和方法、工作基

礎、預期成果和工作計劃等要求的內容，要求學生自述10分鐘，然后評審小組

根據學生的自述和開題報告書及其它文本內容，對學生畢業設計題目是否達到專

業培養目標要求和完成論文設計的可行性進行考核,并對畢業設計題目的設計廣

度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。

4采取有效措施,加強過程指導

為了提高我們機電一體化專業畢業設計的教學質量，我們探索出了一條適用

于畢業設計的全環節教學質量監控的方法。具體的措施是：1、設定學生的設計

出勤表，要求學生在規定的時間內簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學生的

設計進度，督促和指導學生按時完成設計。2、成立設計指導小組，小組成員盡

可能包含所有專業特長的教師。小組內的每一位老師都可以對小組內的學生進行

自己專長方面的專業指導，這樣可以提高指導設計者的綜合能力，使畢業設計的

內容準確專業。3、開展設計小組例會制度，即每個設計小組每周開一次例會，

主要工作是：要求學生把一周設計的心得體會在例會上發言，匯報設計進度，并

提出設計中發現的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學生的設計進度，及時發現問

題，并能及時糾正;另一方面，可以促進教師之間相互交流學習，使教師教學水

平共同提高。通過對我校畢業設計工作的綜合考核，這種工作方式完全實現了對

整個設計過程的檢測，保證了教學質量。

5嚴格考評,保證答辯的質量

答辯是畢業設計工作的最后一個環節，是全面檢查和評估畢業設計質量的重

要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。

我校的具體情況是：根據不同的專業成立若干答辯分委會，分委會下轄若干個答

辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。為了加強教學

督導作用，我校專門設立教學督導組，成員都是離退休的老教授，在答辯期間分

別派到各個小組指導答辯工作。

畢業答辯前首先是對學生的畢業論文進行盲審,要求由除指導教師外的答辯

小組2名以上教師認真審查評閱，寫出評閱意見與評分，盲審不通過的不準予參

加畢業答辯，以此來審查學生的答辯資格。通過的同學要準備答辯的ppt，把畢

業論文的結構、主要完成部分及設計的結果等內容準備出來。答辯時,要求每位

同學的答辯自述時間應控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯

過程中要有專人對學生所提的問題進行記錄，對答辯情況進行匯總。答辯完成后，

要求所有答辯小組的成員對各個學生的答辯情況進行決議，給出畢業答辯成績。

畢業設計成績評定必須堅持標準,嚴格要求。“優秀”的比例應嚴格控制在本專

業參加答辯總人數的15%以內,優良比例應嚴格控制在60%以內。

畢業設計的質量,除了本身的學術水平、應用價值另外,還應考察學生解決實

際問題的能力、對知識的綜合應用能力、在工作中查閱處理信息和應用各種工具

的能力、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協作能力等。對畢

業設計擬評“優秀”的學生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業

設計平時不認真、小組答辯成績較差的學生,由相關分委會組織復答辯后視情況

決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學嚴謹,嚴把質量關,對畢業設計

達不到教學要求的,決不姑息。

6結論

要想搞好畢業設計工作,關鍵的是要做到“五個到位”,即認識到位、經費投

入到位、指導教師到位、學生到位和管理工作到位。另外,,消除學生畢業前的各

種干擾,專心做好畢業設計,是本階段學生思想政治工作的重點。嚴格的答辯將有

利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。正確認識畢業設計的重

要性將有利于保障和提高教學質量，實現為社會輸入合格人才的要求。

參考文獻

[1]董黎剛,趙姺.高校畢業設計中出現的問題及對策[J].南京電氣電子教學

學報,2004,26(6):122-124