機電一體化畢業(yè)論文-機電產品生產設備的管理和維護

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1、江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 論 文 題目 機電產品生產設備的管理和維護 學生姓名 xxx 專 業(yè) 機電一體化 班 級 機電 xxx 班 學 號 20090 xxx 指導老師 xxx 老師 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 摘要 現在國家對機電的生產比較重視科技創(chuàng)新和規(guī)范管理，盡力在改變機械行業(yè)的生產狀況， 主要在清潔生產過程方面有較大的科技提升，現在的生產的狀況中，資源浪費嚴重，對環(huán)境的 污染加劇已影響到我國的機電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，現在推逛實施清潔生產的戰(zhàn)略，已成為行業(yè)工 程技術界的關注課題，可以選擇通過原材料，降低材料的消耗，改

2、進切削加工工藝，降低噪音 等方面來實施清潔生產，我國機械行業(yè)清潔生產，雖然現在有很大的改變，但是有的還是挺嚴 重的，對此對生產設備的管理，和維護是刻不容緩的當務之急,現在對設備管理維護的認識都比 較薄弱，基本上都是事后維護，計劃維護和預防維護，基本上都是等到設備壞了才修，事后維 修的結果，致使停機時間增加且無法保證機器的正常和及時使用，會嚴重影響到生產任務的完 成。隨著生產技術的工藝不斷發(fā)展，生產越來越強烈地依賴于設備，這使我們要更加的提前預 知到要積極的管理和維護，不能等設備部能使用才發(fā)覺。 【關鍵詞】清潔生產、管理、維護、預知 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 目錄 第一章第一章 機電產品

3、的生產機電產品的生產1 1.1 清潔生產1 1.2 機電產品的生產1 1.3 機電產品的應用（全自動洗衣機）3 第第二二章章 機機電電設設備備的的管管理理 4 2.1 我國煤礦機電設備維修管理的現狀及發(fā)展趨勢4 2.2 設備維修管理基本模式的發(fā)展 4 2.3 改進我國煤礦機電設備維修管理的建議 5 第三章第三章 機電產品的維護機電產品的維護6 3.1 機電系統(tǒng)維護的分類6 3.2 幾種機電維護模式的比較7 3.3 自行維護的優(yōu)點7 3.4 自行維護的不足7 3.5 社會化維護的優(yōu)點8 3.6 探索機電維護途徑的幾點思考8 第四章第四章 傳感器傳感器9 4.1 傳感器的研究現狀與發(fā)展9 4.2

4、傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應用10 第五章第五章 北京發(fā)展北京發(fā)展“機電一體化機電一體化”的對策的對策11 5.1 加強統(tǒng)籌安排,協(xié)調發(fā)展計劃11 5.2 強化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用12 5.3 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度12 5.4 突出發(fā)展重點,兼顧“兩個層次”12 結結 論論14 參考文獻參考文獻15 致致 謝謝16 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 1 頁 共 20 頁 第一章 機電產品的生產 1.1 清潔生產 社會現在注重清潔生產，在不同的發(fā)展階段或者不同的國家有不同的叫法，其實內涵是差 不多的，對機電生產和產品的生產過程、產品及服務采取預防污染和策略來減少污染物的生產。 現

5、在對原料，生產工藝到產品使用全過程的廣義的污染防治途徑，其實是一種新的創(chuàng)造性的思 想，該思想將整體預防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應用于生產過程，產品和服務中，以增加生態(tài)效率和減 少人類及環(huán)境的風險，對生產過程，要求節(jié)約原料與能源，淘汰有毒原材料，減降所有廢棄物 的數量與毒性；對產品要求減少原料提煉到產品最終處置的全生命周期的不利影響；對服務， 要求將環(huán)境因素納入設計與所提供的服務中。 生產給環(huán)境帶來的危害是很大的， “污染預防是在可能的最大限度內減少生產廠地所生產的 廢棄進行再生利用，處理和處置以前，減少與這些有害物質， ”提高能源效率，在生產中重復使 用投入原料以及降低水消耗量來合理利用資源，污染預防不

6、包括廢物的廠外再生利用，廢物處 理、廢物的濃縮或稀釋以及減少其體積或者有害性、毒性成分從一種環(huán)境介質轉移到另一種環(huán) 境介質中的活動。根據經濟可持續(xù)發(fā)展對資源和環(huán)境的要求，清潔生產謀求達到兩個目標： （1）通過資源的合理利用，短缺資源的代用，二次能源的利用，以及節(jié)能、降耗、節(jié)水、合理 利用自然資源，減緩資源的耗量， （2）減少廢物和污染物的排放，促進工業(yè)產品的生產，消耗 過程與環(huán)境相融，降低工業(yè)活動隊人類和環(huán)境的風險清潔生產的定義包含了兩個全過程控制： 生產全過程和產品整個生命周期全過程。 對機電生產過程而言，清潔生產包括節(jié)約原料和能源，淘汰有毒有害的原材料，并在全部 排放物和廢物離開生產過程以

7、前，盡最大可能減少它們的排放量和毒性。對產品而言，清潔生 產旨減少產品整個生命周期過程中從原料的提取到產品的最終處置對人類和環(huán)境的影響。 1.2 機電產品的生產 最能比喻的，也是我比較了解的一種機電殘品：就做玻璃鏡片需要的一種加工外形的， “恒 遠精雕機”恒遠數控是國內第二家擁有自主研發(fā)控制系統(tǒng)的玻璃精雕機生產廠家，恒遠系統(tǒng)不 但改善了原系統(tǒng)的缺點，還增加了保養(yǎng)提示、自動回零、磨損補償等新功能。新機不但操作方 便還能節(jié)約調機時間，大大提高機器的壽命和使用率。 敢于著手開發(fā)更多的新技術。恒遠數控還會協(xié)助客戶實施合理的加工藝及工藝解決方案。 恒遠玻璃精雕機部分參數如下 工作臺面：真空吸咐 加工產品

8、：玻璃 主軸轉數：60000rpm/min 機床外型：半防塵亞克力外罩 數控系統(tǒng)：恒遠數控系統(tǒng) 備 注：氣動換刀、自動對刀 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 2 頁 共 20 頁 “恒遠數控”由泰和縣智遠通用設備廠、東莞市臻譽實業(yè)有限公司、蘇州恒遠精密數控設備 有限公司攜手打造。 泰和縣智遠通用設備廠主要從事小型精密數控機床設計、銷售，也代客開發(fā)各種小型專用 數控機床群。其產品主要應用于手機制造業(yè)、數碼產品制造業(yè)、玻璃制造業(yè)、模具制造業(yè)及精 密機械零件制造業(yè)，在業(yè)界內具有較高的知名度。東莞市臻譽實業(yè)有限公司主要承接制造泰和 縣智遠通用設備廠各種數控設備，也承接泰和縣智遠通用設備廠在廣東省的

9、相關服務、維修業(yè) 務等。 恒遠的產品全部采用高精密天然花崗巖，高精度傳動、導向功能件以及高穩(wěn)定、高可靠的 電氣控制系統(tǒng)。面對上述不同的細分行業(yè)，恒遠的產品已進行了針對性極強的系列化整合，有 自己研發(fā)的核心技術，每季度都有新的產品或工藝上市 ，是 CNC 精雕機行業(yè)創(chuàng)新能力、反映 速度最快最強的一家，首家采用大理石做主結構，引領整個雕刻機市場。恒遠最終提供給用戶 的不僅僅是產品，還能向用戶提供整套工藝解決方案。 恒遠始終將產品品質視為自己的生命線，堅持品質走天下的質量方針，從設計階段就對品 質進行高標準的控制，對每一個具體的工藝制作過程制定了嚴格的技術標準，擁有多項專利證 書。 2011 年恒遠

10、數控投資大量資金擴大生產，東莞生產制造基地 10000 多平方米，年產 5000 臺 以上雕刻機。希望能在來年突破 10 個億的產值，實現與客戶、供應商共贏的美好愿望！未來幾 年內，恒遠數控還將投入 5000 萬以加大科研及生產力度。推出品質更好、效率更高、性能更穩(wěn) 定的高速雕刻機。 恒遠數控的客戶非常廣泛，已遍布全國各地，在市場上得到歐菲光、比亞迪、興利源、藍 思科技、勁勝股份、澤金光學、創(chuàng)維集團、愛商實業(yè)、蘇州宸瀚光電、廣州崇禾晶業(yè)、河南華 祥光學等眾多知名企業(yè)的認可和鼎力支持。 恒遠數控專業(yè)生產銷售：CNC 玻璃精雕機、數碼鏡片 CNC 切割機、觸摸屏鋼化玻璃雕銑 機、手機鏡片玻璃 CN

11、C 雕刻機、按鍵切割機、飾片高光機等 IT 行業(yè)精雕設備。目前這樣的金 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 20 頁 雕機很受歡迎，基本上環(huán)保的，也很實用，給社會上帶來很大的幫助，這機器也是家用電帶動 的，無污染，利用生產出來的都是鏡片。所以生產思考方法與前不同之處在于：過去考慮對環(huán) 境的影響時，把注意力集中在污染物產生之后如何處理，以減小對環(huán)境的危害，而這機器生產 則是要求把污染消除在它生產之前。 1.3 機電產品的應用（全自動洗衣機） 全自動洗衣機的工作原理及構造 ，全自動洗衣機綜合運 用了大量力學、電學、光學等知識，以下就其原理和構造作一 分析。洗衣機的洗滌過程主 要是在機

12、械產生的排滲、沖刷等 機 械作用和洗滌劑的潤濕、分 散作用下，將污垢拉入水中來實現 洗凈的目的。首先充滿于波 輪葉片間的洗滌液，在離心力的作 用下被高速甩向桶壁，并沿 桶壁上升。在波輪中心處，因甩出 液體而形成低壓區(qū)，又使得 洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為 中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生 摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人 工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當衣物被放進洗滌液之后，由于慣性作用運動緩慢， 在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對運動，水流與衣物便發(fā)生相

13、對摩擦，這 種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當旋轉著的水流碰 到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運動 并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高 衣物的洗凈的均勻性。全自動洗衣機是通過水位開關與電磁進水閥配合來控制進水、排水以 及電機的通斷：從而實現自動控制的。電磁進水閥起著通、斷水源的作用。當電磁線圈斷電 時，移動鐵芯在重力和 彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞， 這樣閥門關閉，水流不通。當電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并 使膜片的中心

14、小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內。由于中心小孔的流 通能力大于膜片兩側小孔的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上 移，閉門開啟，水流導通。 水位開關實際上是一個壓力開關。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當水注入洗 衣桶后，貯氣室口很 。 快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強亦增大，水位開關中 的波紋膜片受壓而脹起，推動頂桿運動而使觸點改變，從而實現自動通斷。智能型模糊控制 的全自動洗衣機還可以自動判斷水溫、水位、衣質衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的 洗滌劑和最佳的洗滌程序。其方法是：在洗衣桶內注入一定量水后使電機低速運轉，平穩(wěn)

15、后 快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動電機繼續(xù)轉動。此時，電機繞組產生反電動勢，對其 半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過分析脈沖個數和脈沖寬度。就能得到衣質 衣量情況。衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 20 頁 傳感器，使紅外光通過水而進入另一側的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小， 說明衣物較臟。脫水時采用壓電 傳感器。當脫水桶高度旋轉時，從脫水桶噴射出來的水作 用于壓電傳感器上，根據這個壓力變化，自動停止脫水運轉。 第二章 機電設備的管理 2.1 我國煤礦機電設備維修管理的現狀及發(fā)展趨勢

16、 設備維修是確保設備正常運行的主要手段，是 煤炭企業(yè)的一項重要管理工作，是生產 費用支出的主要部分。我國煤礦 機電維修管理模式的演變是與 生產方式和生產手段的發(fā)展 緊密相聯(lián)的，目前已建立了 設備維修管理 的一系列規(guī)章制度和組織機構，并逐步引入了 設備故障診斷與狀態(tài)監(jiān)測技術。但從整體上，我國煤礦機電設備維修管理仍然采用前蘇聯(lián)計 劃預修為主的定期維護和檢修管理模式。我國煤礦機電設備的維修管理仍然主要是以時間為 基礎的傳統(tǒng)計劃維修管理模式，致使約13 的工作量由于時機不準而做無效維修，設備 開機率低、維修時間長，有時嚴重影響了 安全生產的正常運行。 我國對煤礦機電設備 可靠性維修管理的研究起步較晚，

17、 20 世紀 80 年代后期才在礦山 供電系統(tǒng)及煤礦生產系統(tǒng)中開始引入可靠性的概念，并建立了一些簡單的模型。之后，陸續(xù) 對煤礦機電設備的某些部件開展可靠性維修管理的研究。但從整體上看，現有工作只從理論 上對個別零部件的可靠性維修進行了初步探討，或基于經驗對一些故障現象作定性分析。 目前尚未對煤礦機電設備的可靠性、維修性進行系統(tǒng)深入的研究，缺乏對煤礦機電設備及其 元部件可靠性、維修性基礎數據的積累和分析，對煤礦機電設備的維修管理模式、維修策略 的確定都缺乏理論上的指導。因此，在煤礦機電設備的維修管理上還存在一定的盲目性。 我國煤礦機電設備維修管理水平和煤炭生產的特點決定要對設備壽命周期實施全過程

18、 管理，追求設備最佳綜合效益和最經濟的壽命周期費用。應建立健全設備維修管理的信 息反饋和處理的機構和系統(tǒng)，充分利用信息技術為設備維修管理決策服務，并應通過組織企 業(yè)各部門全員全過程參與設備的維修管理。同時，筆者認為應用現代化方法，如可靠性工 程、維修性工程、 系統(tǒng)論、信息論、決策論等，以及先進的技術，如狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷 技術、人工智能、專家系統(tǒng)等，經濟合理地組織設備的維修管理，將是今后我國機電設備 維修管理的努力方向和發(fā)展趨勢。 2.2 設備維修管理基本模式的發(fā)展 機電設備的維修管理是隨著生產發(fā)展而形成的一門學科，其發(fā)展過程大致經歷了4 個 階段，即事后維修、計劃維修和預防維修以及處于發(fā)展中

19、的運用可靠性維修理論和故障監(jiān)測 及診斷技術的主動維修或視情維修。 人類進入工業(yè)社會后就產生了設備的維修問題。最初由于設備簡單，維修費用少，設備 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 20 頁 維修管理主要是實行事后維修管理模式，即設備壞了才修。事后維修的結果，致使停機時間 增加且無法保證機器的正常和及時使用，影響到生產任務的完成。隨著生產技術和工藝的不 斷發(fā)展，出現了流程生產和簡單的流水作業(yè)，生產越來越強烈地依賴于設備，事后維修管理 所造成的非計劃停機就成為突出問題。這使人們認識到應該積極地設法預防設備的故障。 20 世紀 40 年代末，美國開始大規(guī)模地研究包括 武器裝備系統(tǒng)在內的

20、設備維修管理模 式問題。50 年代初期，由于設備故障造成的停機影響了成品的交貨期，以及因緊急排除 故障所需支付的突擊加班費用等，使得美國企業(yè)不得不考慮如何有效地組織設備的修理和維 護工作。研究和實踐發(fā)現，采用有計劃的預防維修可以減少設備的故障，節(jié)約大量維修時間 和費用，結果逐步形成了預防性維修的概念。之后美國通用電氣 公司和杜邦公司又針對預 防維修存在著既有過剩維修又有維修不足的問題，將預防維修制度發(fā)展成為生產維修。生產 維修除了堅持日常保養(yǎng)外，還包含以下4 種主要維修方式：事后維修、預防維修、改善維 修和維修預防。針對不同的設備及使用情況，分別采取不同的維修方式。預防性維修和計劃 預修是以時

21、間為基礎定期對設備進行的大規(guī)模檢查與修理。 自 20 世紀 70 年代中期開始，科技進步促進工業(yè)領域以前所未有的速度發(fā)展，現代化 設備向大型化、自動化、精密化、智能化發(fā)展。上述特點除帶來高效率、高效益等優(yōu)勢外， 也使設備的使用、管理、維修出現了一系列的新問題。非計劃的停機時間始終影響著設備的 生產率和企業(yè)的經濟效益，零庫存等新生產體制的出現，意味著很小的故障也極有可能導 致整個生產線的癱瘓。 以可靠性為中心的維修管理模式已成為目前最受人們重視的維修管理模式之一。以可靠 性為中心的維修是一種用于確定設備在其 運行環(huán)境下維修需求的方法，是預防維修管理模 式的進一步完善和發(fā)展。它更多地將注意力集中在

22、設備的故障原因、故障模式、故障影響、 故障預防等方面，通過使用維修計劃軟件對設備的運行狀況進行跟蹤記錄并加以分析，從而 制定出維修計劃，并自動提示所需要的維修事宜。這種模式改變了原來設備損壞后才進行的 被動維修，而逐步過渡到基本消除故障，進而控制維修費用和對生產的影響。這種維修方法 采用計算機輔助可靠性維修技術，對提高設備的可靠性，確保設備在要求的壽命周期內安全、 高效地運行具有重要的作用。 隨著現代設備向自動化、智能化方向發(fā)展，預知某種故障的強烈需求以及傳統(tǒng)維修技術 手段的不足，推動了新型狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷以及故障預防技術的發(fā)展，促進了設備維修管 理模式的不斷改進和發(fā)展。借助于逐步成熟的狀態(tài)

23、監(jiān)測和故障診斷技術、人工智能、專家系 統(tǒng)等先進理論和方法，建立起新的預知維修或視情維修的管理模式，將成為未來相當長一個 時期現代化設備維修制度的發(fā)展方向和研究的熱點和重點。 應當看到，設備維修管理模式無論多么完美，一旦發(fā)生故障，還必須由人來完成設備的 修理、恢復工作。而這就無法排除人為因素，如維修人員的技術水平、工作態(tài)度、情緒、 心理等影響。因此未來的設備將更多地依靠自己的能力按既定的程序來進行自我修復，從而 出現免維修的機電設備。 2.3 改進我國煤礦機電設備維修管理的建議 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 20 頁 1)改進機電設備維修管理的方式，加強煤礦機電設備使用和維護

24、的管理。在現有條件 下，煤炭生產企業(yè)應當高度重視對設備使用、維護、修理人員技能和素質的培養(yǎng)，進一步完善 包括三級保養(yǎng)、點檢、班檢、定期維護和巡回檢查以及交接等日常維護和文明生產的制度。煤 炭企業(yè)應根據現代維修理論、行業(yè)特點、設備特性、工作環(huán)境及設備在煤炭生產中的作用等因 素來進行維修決策，健全設備管理的規(guī)章制度并嚴格執(zhí)行；選擇包括事后維修、預防維修、計 劃預修和狀態(tài)維修等合適的維修方式，逐步形成具有煤礦特色的科學的新型維修管理模式。 2)建立和完善煤礦機電設備維修管理工作標準，積極開展煤礦機電設備可靠性、維修性的 基礎研究。包括各種技術管理標準、經濟管理標準、維修技術標準、設備管理人員的工作標

25、準 以及維護修理的各種定額標準等，逐步形成科學的現代化維修管理制度。系統(tǒng)研究煤礦機電設 備的可靠性、維修性，找出設備的薄弱環(huán)節(jié)，不斷改善和提高煤礦機電設備的可靠性和維修性， 提高設備的開機率和可用度，大力推廣無維修設計。 3)借助于監(jiān)測儀器等硬件大力開展視情維修。視情維修是一種非常好的維修管理模式，運 用得當會帶來非常明顯的經濟效益和社會效益。應結合我國國情，對煤礦機電設備的維修管理 從時間維修逐步過渡到狀態(tài)維修模式，保證設備在壽命周期內處于良好的技術狀態(tài)，以獲得最 佳的經濟效益和最經濟的設備周期費用。 4)建立和完善煤礦機電設備維修管理系統(tǒng)，實現計算機輔助維修管理。由計算機完成維修 數據的收

26、集、分析、處理，并對維修計劃做出預測和決策。應做到數據規(guī)范準確、傳遞及時、 決策可靠、反饋暢通，并向可視化、網絡化和智能化維修管理系統(tǒng)方向發(fā)展。 第三章 機電產品的維護 3.1 機電系統(tǒng)維護的分類 1)按維護的難易程度分為日常保潔、日常保養(yǎng)、日常檢測、小修、中修、大修、專項升級 改造。 (1)日常保潔主要是清潔監(jiān)控中心、收費站、收費車道及外場設備的外表面環(huán)境衛(wèi)生；清潔 設備空間衛(wèi)生，包括中心機房、收費站監(jiān)控通信配電機房、車道收費亭等設備運行空間；部分 設備在斷電情況下清潔內部衛(wèi)生，如計算機設備、車道控制器、工控機、自動欄桿、攝像機護 罩、打印機等；清潔通信線路人、手井及通信管道衛(wèi)生；清潔機房金

27、屬線槽、豎井衛(wèi)生。 (2)日常保養(yǎng)主要是指運行環(huán)境的檢查，設備運行空間溫度、濕度、震動、粉塵和鼠害；檢 查機房金屬線槽、豎井防鼠害情況；對機電系統(tǒng)設備機械部分添加潤滑劑，如自動欄桿電機、 云臺、風扇轉軸、打印機傳動部分、高桿燈傳動電機及滑輪轉軸等。 (3)日常檢測是定期對機電系統(tǒng)設備的主要技術參數進行檢測，檢測設備運行情況。如通過 觀察設備指示燈，檢查設備運行情況，通過儀器儀表檢查設備的運行空間環(huán)境，通過專用的儀 器儀表檢測設備的主要技術參數。 (4)小修通過更換小的零配或易損易耗件就能修復的設備維修工作。如更換網絡接頭電話接 頭、更換視頻頭、更換保險管、LED 燈管、燈泡燈。 江西工業(yè)工程職

28、業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 20 頁 (5)中修是指突發(fā)事故所造成的需要重新安裝、調試而進行的維修工作，如更換車道設備、 重做防雷地網、重做車輛監(jiān)測器線圈、光電纜的熔接燈。 (6)大修是指影響整個站點正常營運工作的故障的維修，如收費現場所有系統(tǒng)癱瘓等。專項 升級改造主要是指系統(tǒng)落后或系統(tǒng)設備使用年限已到，設備維護成本上升但設備性能下降較快， 為此而進行的系統(tǒng)性更換，如手動欄桿機已銹蝕而進行的全部更換工作。 2)按維護專業(yè)可分為收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等的維護。 3.2 幾種機電維護模式的比較 縱覽省內和國內高速公路機電設備的維護模式，趨勢化的發(fā)展方向是走專業(yè)化、社會化的

29、維護路線。但由自行維護為主向專業(yè)化社會化維護為主的轉變，需要一段漫長的過程，除了高 速公路幾十年發(fā)展的傳統(tǒng)觀念束縛不肯輕易外包以外，專業(yè)的社會化維護單位的不成熟，以及 由于社會化分工越來越細，任何一家社會專業(yè)單位都無法完成機電系統(tǒng)的全部維護形式，也造 成目前機電設備維護形式百花齊放的局面。因此，有必要在維護模式走向成熟過程中，探索出 一套適合目前形式的一套辦法，解決當前面臨的形勢和問題。 3.3 自行維護的優(yōu)點 1)節(jié)約維護經費。自行維護的最大好處就是維護經費的節(jié)約，如一臺21” 進口彩色監(jiān)視器 圖像場幅變窄的故障，社會維修報價500元/臺次，自己維修十幾元，這中間的差價一目了然； 京珠機電外

30、場監(jiān)控設備故障維修每個故障點800元（不包括備件費用） ，每個月故障30起，一年 費用28.8萬元。中心一個人，一臺車一年所有費用要遠遠低于這個社會化維護的費用，且這一 個人還可以兼顧監(jiān)控系統(tǒng)的其他故障。 2)解決故障徹底全面。自行維護由于責任的問題，設備完好率和故障修復率的考核方式驅 使在解決故障時越徹底越全面越好。社會化維護以經濟效益為中心，故障修復采用頭疼醫(yī)頭的 辦法，有些故障可以一次性修復，廠家會分幾次修，某種程度上還提升了它的經濟效益，如果 業(yè)主沒有一定的技術實力從技術上加以甄別，這種社會化的維護方式會增加一些不必要的維護 成本。 3)提高技術隊伍技能。顯而易見自行維護的方式是最鍛煉

31、技術人員的技術隊伍，這種能力 是實現技術管理的基礎，無論將來采用社會化維護還是自行維護，都要有一定的技術基礎，也 就是說這兩種維護方式都需要專業(yè)化，至少在應急處理時措施手段有效，不至于造成現場混亂， 影響收費秩序和單位形象。所以在某種程度上講，加強自身維護能力是必不可少的、也是必經 過程。 3.4 自行維護的不足 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 8 頁 共 20 頁 1)維修不及時 一方面設備種類多、數量多、分布廣、戰(zhàn)線長、人手少，故障量與維修人員數不匹配，達 不到故障的及時維修；另外一方面維修人員的技術水平和經驗需要時間和實踐進行提升和積累， 系統(tǒng)之間的邊緣性故障和關聯(lián)性故障需要維修人

32、員相互密切配合，維修人員在技術專、精的同 時，還需要知識面寬，協(xié)作精神強；第三個方面是體制方面的原因，如監(jiān)控中心既是機電設備 的管理單位和考核單位，同時又是設備的維護單位、服務單位，這種管養(yǎng)維一套班子，維修很 難做到及時。同時技術人員工作量和收入沒有緊密聯(lián)系，收入相對較低，積極性自然不高。 2)技術人員、維護質量不易評定 一是由于機電故障本身具有復雜性的特點，難于界定，難以考核；二是管養(yǎng)維一套班子， 礙于考核；三是日常正常工作量巨大，無法考核；四是技術員收入較低，只作減法的考核，不 利于工作。 3.5 社會化維護的優(yōu)點 1)快速響應用戶要求。經濟利益驅使，業(yè)主方的考核剛性，合作長期性的意圖，使

33、社會化 維護單位自覺的在故障維修方面比較及時，同時他們相對靈活的維修程序，費用結算方式、工 作的單一性、工作時間靈活等方面客觀上節(jié)約了故障維修周期。 2)便于考核，提升維護質量。 3)社會化維護的不足 4)維護經費較高。一是社會化維護單位需要支付維修成本的同時，需要利潤維持企業(yè)的生 存、擴張發(fā)展；二是社會化維護單位本身也并不能解決所有的問題，他們也需要請相關專業(yè)單 位對疑難故障或有技術壁壘的故障進行維修，相對自行維護多了一個中間環(huán)節(jié)，成本增加。 5)預防性維護較差。一般社會化維護方式多采用小故障包干、較大故障按次計算費用，這 種方式最大的弊端是會造成機電設備系統(tǒng)性問題的隱蔽性，在不能得到及時更

34、換時會造成災難 性的損失。如，道路監(jiān)控的故障，大部分故障為光端機，一般情況下社會化單位只負責故障設 備更換，不會對故障進行系統(tǒng)性分析，提出解決方案。同樣情況下，業(yè)主自行維護時，會對故 障進行分析，可能設備的經濟壽命已經到了，需要進行升級改造。又比如：車道設備除塵，這 是一種預防性養(yǎng)護，可以降低夏季車道設備的故障率，但一般情況下，社會化單位為降低成本， 不會采取這種措施。 6)維護質量管理難度大。 7)建立成熟健全的市場評價體系難度大。 3.6 探索機電維護途徑的幾點思考 機電設備維護穩(wěn)步推向社會化，最終實現全部社會化、專業(yè)化維護，徹底將管、養(yǎng)、維分 離，使管理單位能有精力站在湖北省乃至全國的技

35、術最高最前沿，不斷引進適用的先進技術， 提升管理水平，為爭創(chuàng)全國一流的高路管理單位，提供技術支撐。 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 9 頁 共 20 頁 1)選擇合適的機電子系統(tǒng)子分部進行社會化維護試驗。實施原則先推出需要體力勞動的設 備維護，后推維修技術水平要求高的設備維護項目；先推出必須、只能由廠家或其代理商、集 成商才能維修的項目，再推自行維修的技術項目。比如監(jiān)控中心目前將電力電纜、視頻監(jiān)控電 纜的敷設，搶修等體力勞動工作交給社會化單位，全線發(fā)電機組的定期巡檢、維護和搶修；全 線高桿燈的定期維護檢修；UPS 不間斷電源的檢修；防鼠和防雷接地等工作全部委托社會上專業(yè) 單位進行定期維護

36、。 2)選擇技術含量不高或較高，但要求維修及時的進行系統(tǒng)外包。比如監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)， 隨著全省交通公眾出行系統(tǒng)的上線運行和廣泛應用，對道路和管理所監(jiān)控圖像質量和完好率要 求越來越高，監(jiān)控系統(tǒng)大部分設備雖然技術含量不高，但組成復雜，故障點較多，維修繁瑣， 占用人手多，單點故障維修時間長，且與其它系統(tǒng)聯(lián)系相對松散，可以通過外包的方式充分利 用社會資源及優(yōu)勢。通信系統(tǒng)技術含量較高，廠家設備有知識產權保護，很多關鍵技術和故障 維修經驗只有內部人員共享，通信系統(tǒng)提供的語音、數據傳輸等功能要求盡量縮短故障修復時 間，同時京珠的通信系統(tǒng)為全省路網其他路段接入提供通道，一旦出現故障，影響范圍廣、損 失大，因

37、此應盡早將該系統(tǒng)全部外包，以提高故障修復效率。京珠全線光纜較長，路由復雜， 沿線多為農村地區(qū)，治安較差，經常發(fā)生光纜被盜割、被燒毀的安全事故，同樣影響路網通信 暢通，加之沒有自己的搶修隊伍，光纜修復時間較長。 3)機電系統(tǒng)整體外包。通過對承包單位嚴格考核和管理，夯實中心基礎工作，逐步使機電 系統(tǒng)維護工作變成監(jiān)控中心的次要工作任務，使技術員工有更多的精力研究業(yè)內前沿技術，不 斷引進，不斷提升本路段的科技含量和技術水平，使其始終引領高速公路機電行業(yè)潮流。通過 2、3年的不斷摸索實踐和經驗的積累，逐漸形成一套有京珠特色的機電設備社會化維護模式， 成為保障機電設備正常運轉，營運工作有聲有色的有利手段。

38、整體外包避免了因不同分包商之 間的協(xié)調工作而耗費技術人員大量的時間和精力，同時便于故障系統(tǒng)解決和交叉診斷，提高故 障的維修時間和效率，避免相互推委。因京珠路線較長，可以采用分片區(qū)承包方式，利于承包 商之間形成競爭，提高服務質量；同時也有利于篩選合適的承包商，借鑒相互之間的優(yōu)勢。對 片區(qū)承包商可以采用小修保養(yǎng)和維護總價包干，中、大修按次計算等方式，從而在保障維修質 量的基礎上，降低了維護成本。 總之，通過 3 到 5 年時間，通過不斷的探索和研究，經驗累積和方法的不斷修正調整，逐 步建立起一套適合高速公路的機電維護模式，培養(yǎng)出一批優(yōu)秀的年輕的技術專家、技術管理專 家，使京珠的機電各項業(yè)務始終走在

39、行業(yè)前列，為管理工作提供更為有效的技術支撐。 第四章 傳感器 4.1 傳感器的研究現狀與發(fā)展 傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,主要用于 檢測機電一體化系統(tǒng)自身與操作對象、作業(yè)環(huán)境狀態(tài),為有效控制機電一體化系統(tǒng)的運作提供必 須的相關信息。隨著人類探知領域和空間的拓展,電子信息種類日益繁多,信息傳遞速度日益加 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 20 頁 快,信息處理能力日益增強,相應的信息采集傳感技術也將日益發(fā)展,傳感器也將無所不在。 從 20 世紀 80 年代起,逐步在世界范圍內掀起一股“傳感器熱”,各先進工業(yè)國都極為重視 傳感技術和傳感器

40、研究、開發(fā)和生產。傳感技術已成為重要的現代科技領域,傳感器及其系統(tǒng)生 產已成為重要的新興行業(yè)。 4.2 傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應用 傳感器是左右機電一體化系統(tǒng)(或產品)發(fā)展的重要技術之一,廣泛應用于各種自動化產品之 中: 1.機器人用傳感器。工業(yè)機器人之所以能夠準確操作,是因為它能夠通過各種傳感器來準確 感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),包括:其自身狀態(tài)信息的獲取通過內部傳感器(位置、位 移、速度、加速度等)來完成,操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實現,這個過程非常 重要,足以為機器人控制提供反饋信息。 2.機械加工過程的傳感檢測技術。 (1)切削過程和機床運行過程的傳感技術。切

41、削過程傳感檢測的目的在于優(yōu)化切削過程的生 產率、制造成本或(金屬)材料的切除率等。切削過程傳感檢測的目標有切削過程的切削力及其 變化、切削過程顫震、刀具與工件的接觸和切削時切屑的狀態(tài)及切削過程辨識等,而最重要的傳 感參數有切削力、切削過程振動、切削過程聲發(fā)射、切削過程電機的功率等。對于機床的運行 來講,主要的傳感檢測目標有驅動系統(tǒng)、軸承與回轉系統(tǒng)、溫度的監(jiān)測與控制及安全性等,其傳 感參數有機床的故障停機時間、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、機床狀態(tài)與冷卻潤 滑液的流量等。 (2)工件的過程傳感。與刀具和機床的過程監(jiān)視技術相比,工件的過程監(jiān)視是研究和應用最 早、最多的。它們多數以工件加工質

42、量控制為目標。20 世紀 80 年代以來,工件識別和工件安裝 位姿監(jiān)視要求也提到日程上來。粗略地講,工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工(零)件 加工要求的工序;工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同 時還要求辨識工件安裝的位姿是否是工藝規(guī)程要求的位姿。此外,還可以利用工件識別和工件安 裝監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成這些識別與監(jiān)視將采用或開發(fā)許多 傳感器,如基于 TV 或 CCD 的機器視覺傳感器、激光表面粗糙度傳感系統(tǒng)等。 (3)刀具(砂輪的檢測傳感。切削與磨削過程是重要的材料切除過程。刀具與砂輪磨損到一 定限度(按磨鈍標準判定)或

43、出現破損(破損、崩刃、燒傷、塑變或卷刀的總稱),使它們失去切 (磨削能力或無法保證加工精度和加工表面完整性時,稱為刀具/砂輪失效。工業(yè)統(tǒng)計證明,刀具 失效是引起機床故障停機的首要因素, 由其引起的停機時間占 NC 類機床的總停機時間的 1/5- 1/3.此外,它還可能引發(fā)設備或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽車自動控制系統(tǒng)中的傳感技術。隨著傳感器技術和其它新技術的應用,現代化汽車工業(yè) 進入了全新時期。汽車的機電一體化要求用自動控制系統(tǒng)取代純機械式控制部件,這不僅體現在 發(fā)動機上,為更全面地改善汽車性能,增加人性化服務功能,降低油耗,減少排氣污染,提高行駛安 全性、可靠性、操作方便和舒適性

44、,先進的檢測和控制技術已擴大到汽車全身。在其所有重點控 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 20 頁 制系統(tǒng)中,必不可少地使用曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氣敏傳感 器等各種傳感器。 三、我國傳感器技術發(fā)展的若干問題及發(fā)展方向 傳感器技術是實現自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié),也是機電一體化系統(tǒng)不可缺少的關鍵技術之 一,其水平高低在很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的功能;其水平越高,系統(tǒng)的自動化程度就越高。 在一套完整的機電一體化系統(tǒng)中,如果不能利用傳感檢測技術對被控對象的各項參數進行及時準 確地檢測出并轉換成易于傳送和處理的信號,我們所需要的用于系 統(tǒng)控制的信息就

45、無法獲得,進而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作。 我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學,始于 20 世紀 80 年代,與國外先進技術相 比,我們還有較大差距,主要表現在: (1)先進的計算、模擬和設計方法; (2)先進的微機械加工技術與設備; (3)先進的封裝技術與設備; (4)可靠性技術研究等方面。因此,必須加強技術研究和引進先進設備,以提高整體水平。 傳感器技術今后的發(fā)展方向可有幾方面: 1.加速開發(fā)新型敏感材料:通過微電子、光電子、生物化學、信息處理等各種學科,各種新 技術的互相滲透和綜合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先進傳感器。 2.向高精度發(fā)展:研制出靈敏度高、精確度高、

46、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確 保生產自動化的可靠性。 3.向微型化發(fā)展:通過發(fā)展新的材料及加工技術實現傳感器微型化將是近十年研究的熱點。 4.向微功耗及無源化發(fā)展:傳感器一般都是非電量向電量的轉化,工作時離不開電源,開發(fā) 微功耗的傳感器及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。 5.向智能化數字化發(fā)展:隨著現代化的發(fā)展,傳感器的功能已突破傳統(tǒng)的功能,其輸出不再 是一個單一的模擬信號(如 0-10mV),而是經過微電腦處理好后的數字信號,有點甚至帶有控制功 能,即智能傳感器。 第五章 北京發(fā)展“機電一體化”的對策 5.1 加強統(tǒng)籌安排,協(xié)調發(fā)展計劃 目前,北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產的單

47、位很多。各自都有一套發(fā)展策略 和計是。同時,市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計 劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關計劃和規(guī) 劃,也有統(tǒng)一考慮不足,統(tǒng)籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī) 劃。因此,建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出北京統(tǒng)管 全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產計劃和規(guī)劃,避免開發(fā)上重復,生產上撞車! 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 12 頁 共 20 頁 5.2 強化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用 目前,北京“機電一體化”較熱,而按目前的行

48、業(yè)劃分方法和管理體制,“政出多門”是難 哆的。因此,北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構,根據目前國家政治體制改革 和經濟體制改革的精神,以及機電一體化行業(yè)特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建 設,賦予其行業(yè)管理職能。 “協(xié)會”要進一步擴大領導機構理事會的代表層面和復蓋面,要加強辦公室、秘書處的 建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體,組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導 行業(yè)布點布局的調整,進行發(fā)展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關項目的發(fā)標、招標工 作 5.3 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業(yè)內外都重視、支持“

49、機電一體化” 發(fā)展的氛圍,如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產業(yè)提供方便;盡可能為興辦開發(fā)、 生產機電一體化產品的高新技術企業(yè)開綠燈;盡力為開發(fā)、生產機電一體化產品調配好資源要素 等。 增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產品的發(fā)展,對未采 用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統(tǒng)產業(yè)進行改造,對 有關機電一體化技術對傳統(tǒng)產業(yè)乾地改造,對有關技術開發(fā)、應用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持,對 在技術開發(fā)、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。 在經濟政策上,要多給機電一體化科研攻關課題、開發(fā)應用項目利用科技專項基金和科技 三項費用的

50、機會;銀行發(fā)設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業(yè)規(guī)?；?建設項目上傾斜;成立“機電一體化”發(fā)展基金,支持機電一體化生產發(fā)展等。 5.4 突出發(fā)展重點,兼顧“兩個層次” 機電一體化產業(yè)復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一 體化產業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍 ,有所為,有所不為。要注意 抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術對傳統(tǒng)產業(yè)進行改造, 在傳統(tǒng)的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上 結合。第二個層次是“提高”工作,即在新產品設計之初,就把“機械”與

51、“電子”統(tǒng)一起來進 行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。 我們認為,北京“機電一體化”發(fā)展,當務之急,重中之重是: 抓緊開發(fā)生產 GTO、GTR、VDMOS 等新型電力電子器件及其應用裝置交流變頻調速器、 逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等,用電力電子技術進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術改造; 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 13 頁 共 20 頁 抓緊推廣應用經濟型數控系統(tǒng),改造機床設備;開發(fā)生產低、中檔數控系統(tǒng); 抓緊開發(fā)、生產中小型 PLC,用 PLC 進行生產過程控制; 抓緊組織生產多色膠印機、中英文打字機、電子出版系統(tǒng)、中高調頻 X 射

52、線疹療設備、心 腦病人監(jiān)護設備、30 萬千瓦汽輪發(fā)電機組、模糊控制器、汽車電子高壓開關、高頻電子點火器 等產品。 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 14 頁 共 20 頁 結 論 綜上所述，機電產品設備的管理維修并出現不是孤立的，它是許多科學技術發(fā) 展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的 技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯， 機電設備的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 15 頁 共 20 頁 參考文獻 1、高金吉,裝備系統(tǒng)故障自愈原理研究.中國工程科學,2009(5). 2、劉心松、朱

53、鷹,容錯并行處理系統(tǒng)結構研究.計算機應用,2008(1). 3、姚睿、王友仁、于盛林,胚胎型仿生硬件及其關鍵技術研究.河南科技大學學報,2009(3). 4、李運華、機電控制M.北京航空航天大學出版社.2003 5、王中杰、余章雄、智能控制綜述J.基礎自動化 2006（6） 6、章浩、張西良，周西沖，機電一體化技術的發(fā)展與應用J.農機化研究 2006（7） 7、梁俊彥，李玉翔，機電一體化的發(fā)展及應用J.科技資訊.2007（9） 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 16 頁 共 20 頁 致 謝 在論文完成之際，我要特別感謝我的指導老師劉老師的熱情關懷和悉心指導。 在我們撰寫論文的過程中，劉老

54、師對我們的論文要求，格式等一些方面傾注了大量 的心血和汗水，無論是在論文的構思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以 及成文定稿方面，我都得到了劉老師悉心細致的教誨和無私的幫助，特別是她廣博 的學識、多年的畢業(yè)論文指導，深厚的學術素養(yǎng)、嚴謹的治學精神和一絲不茍的工 作作風使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。 在論文的寫作過程中，也得到了許多同學的寶貴建議，同時還到許多在工作過 程中許多同學的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。 感謝所有關心、支持、幫助過我的良師益友。 其次，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷 心地感謝。 最后，向所引文獻的作者們也表示衷心地感謝。 江西工業(yè)工程職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 第 17 頁 共 20 頁 評評 語語 指導教師（簽字）指導教師（簽字） 答辯小組意見答辯小組意見 答辯委員會答辯委員會 負負 責責 人（簽字）人（簽字） 成成 績績 院系（蓋章）院系（蓋章） 2020 年年 月月 日日