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机电一体化理工论文

目录

第一篇：机电一体化理工毕业论文

第二篇：机电一体化理工毕业论文

第三篇：机电一体化理工毕业论文

第四篇：机电一体化理工专业毕业论文范文

第五篇：机电一体化理工毕业论文

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正文

第一篇：机电一体化毕业论文

机电一体化毕业论文（100分）

机电一体化技术的应用与发展前景

摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。

关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化

现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。

在机械工程领域,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,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。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下 几方面着手。

(一)机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

(二)传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。

(三)信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。

(四)驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

(五)接口技术

为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

(六)软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域

(一)数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多c pu、多主总线的体系结构。

2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。

3、w o p技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了c n c系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

(二)计算机集成制造系统(cims)

c im s的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

(三)柔性制造系统(fms)

柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。

它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

(四)工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。

(一)智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取 代制造工程中人的部分脑力劳动。

(二)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,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除r s232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。

(三)微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm 3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

(四)模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。

(五)网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。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。

(六)绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。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,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献:

1、李运华.机电控制[m].北京航空航天大学出版社,2014.

2、芮延年.机电一体化系统设计[m].北京机械工业出版社,2014.

3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[j].基础自动化,2014(6).

4、章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[j].农机化研究,2014(7).

5、梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[j].科技资讯,2014(9).

第二篇：机电一体化毕业论文

机电一体化毕业论文

绪论

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，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，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。

一、机电一体化概要

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，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。

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，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，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，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，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，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

二、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技

术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。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。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2014年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向.三、机电一体化的发展趋势

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。因此，机电一体化的主要发展方向如下：

3.1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，则是完全可能而又必要的。

3.2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。

3.3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、教育义举人么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朝着网络化方向发展。

3.4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1cm3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。

3.5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。

3.6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，一般除rs232外，还有rs485、dcs人格化。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。一层是，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。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

四、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、 cad／cam系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

(一)我国“机电一体化”工作面临的形势

1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。

3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品

结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二) 我国“机电一体化”工作的任务

我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。

六、我国发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

七、结语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多(谢谢你访问91考试网Www.91exam.org)科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明

第三篇：机电一体化毕业论文

浅谈机电一体化的就业方向及课程存在的误区

前言

机械工业举足轻重，随着社会的发展和科学技术的进步，机电一体化技术的应用与发展对我国经济建设所起到的促进作用越来越明显。现代化设备逐渐发展成为集光、电、机、气、声、像、磁、热等技术于一体的智能化系统，机电一体化产品几乎贯穿到国民经济的所有行业。当前，机电一体化产品已经进入发展成熟期，高速率、高精确度的智能系统越来越成为机械制造业的主流。随着我国后经济危机时代产业结构调整与升级大潮的来临，企业产品、设备正在经历一个更新换代的频繁时期，因此对高技能的机电一体化人才和高技术含量的机电产品需求越来越大。高职机电一体化技术专业是为生产第一线的高级技能型岗位培养人才，但是目前我国高职院校培养的机电一体化专业的学生与社会、市场的需要还有不小的距离，因此，机电一体化技术教学改革势在必行。

有关研究报告显示“机电一体化”一词最早是日本提出的，在上世纪80年代初，日本名古屋大学最早设置了“机电一体化”专业。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列入“863计划”中。机电一体化专业是精密机械——电子技术(含电力电子)——计算机技术等多门学科交叉融合的产物，属高新技术，也是当前发展最快的技术之一，它是先进制造技术的主要组成部分。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代，是产品向高、精、快迅速迈进，使劳动生产率迅速提高。由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新，国内急需大量先进制造技术专业人才。而“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略，因此我校机电一体化专业的毕业生可以立足贵州，放眼全国，就业前景很好，而且往届毕业生普遍反应待遇较好。毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作。市场调研发现机电一体化专业是一个宽口径专业，适应范围很广。我校该专业学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外，还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试，如维修电工，plc程序设计师，cad制图员等国家级职业技能鉴定考试，学生必须考取相应的技能证书后才能取得毕业证，充分体现重视技能培养的特点。历届学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司，从事加工制造业，家电生产和售后服务，数控加工机床设备使用维护，物业自动化管理系统，机电产品设计、生产、改造、技术支持，以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。

一、机电一体化的就业方向

1、机电一体化专业

1.1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。可在大型啤酒、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。

1.2 机电一体化专业（计算机辅助设计与制造方向）

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。

可在模具设计及制造、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。

1.3 机电一体化专业(模具cad/cam方向）

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。

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。

1.4 机电一体化专业（机电cad技术方向）

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。可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业，轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作。

二、目前课程设置存在的误区

1、重“机”轻“电” 由于目前不少学校的机械电子工程专业是由机械院系主办，因传统学科专业认识的偏向性，使很多学校制定的教学计划也是以机械学为主，占用了多半的教学时间，由此造成微电子及相关课程安排的不足，形成了一种重机械而轻电子的现象。这显然与机械电子工程专业的内涵不相符，也是对机电一体化技术发展总趋势认识不足的一种表现。

2、重“电”轻“机” 也有一些学校的机械电子工程专业是由电信院系主办，开设计算机应用、电子线路设计等纯“电”课程相对较多。这多半是因为电子产品的设计和制造具有封闭性的特点，可以独立完成一个小型电子产品的设计、元器件的采购和装配调试全过程，时间短、见效快。电子学、计算机方面知识可以在学校里得到充分锻炼，学生容易较快成材，成效立竿见影。机械产品的设计和制造则需要多人配合，过程长，机械设计和制造方面知识的掌握特别强调实践环节，需要实际锻炼，在这些方面存在不足。

2.1明确本专业的特点，选准重点方向。本专业的重点学习知识应该是在控制及与控制相关的学科方面。

2.2明确认识本专业学生的毕业就业方向。现在许多由机械院系主导的机械电子工程专业，是以数控技术为主要培养和发展方向的，这顺应了社会发展的一种需要，但体现的是把机电一体化技术狭义化。作为机械电子工程专业的学生，由于必学知识的多样性，使其不可能在机械加工方面有很深的造诣，特别是要对机电一体化产品有全面的了解与掌握，必须学习大量非机械类的课程。那么，机电一体化培养的学生的就业流向如何呢? 由实际就业趋势可以得出：他们主要是在机械行业和其他与机械相关的行业内面对机电产品设计和制造，机电一体化设备（系统）调试、检测和维护，生产管理和经营销售等方面的工作。

2.3正确把握学生所学的专业课程的深度和广度。以盐城工学院为例，该学院机械电子工程专业除了学习必要的文化知识外，应以安排专业基础学科为主。按教育部对普通本科院校学生教学时数指导意见的要求，结合本专业的实际情况，主要安排3个学科领域的教学实践活动，这主要包括机械学、电工电子学、计算机应用等学科。

总之，培养机电一体化人才应抓住“以机为主、以电为用、机电结合”的方向，从应用的角度讲授电工电子知识，强调机械、电子、计算机和自动控制相结合，提高学生从系统工程的角度，综合解决机械行业及其相关行业中机电一体化问题的能力

三、机电一体化课程体系的实施

目前，广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学，其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点：（1）新课程不仅让学生掌握知识和技能，而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力，有利于学生持久的职业生涯发展；（2）新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯，使学生转变成为探究知识的主体，可以提高学习主动性，增加学习兴趣；（3）学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼，对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助；（4）学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境，能够满足学习需求。

通过一个周期的实施，总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑，才能保证课程构建和实施均能取得成功。教学组织模式课程实施应该以学生为中心，即学习的主体是学生，学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展，因此必须将学习作为工作过程（即教学过程）的中心，以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段，并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源，包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础，都应服务于学生的学习过程（即工作过程）。按照完成一项工作的基本思路，课程实施应具有完整的工作过程：获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。

师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务，学习任务由工作任务转化而来，在课程实施过程中，教师仅仅起到引导和服务的作用，因此，对教师的工作实践经验，对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前，职业教育界的教师多来自大专院校，缺乏企业实际工作经验的占大多数，势必对工学结合的一体化课程实施带来影响，所以，学校在考虑推一体化课程实施的同时，要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道，让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。

学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备，创设尽量真实的学习工作环境，让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务，因此，学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备，要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发，从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发，规划设计学习工作环境，也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中，每一学习工作站均划

分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域，方便学生自主检索学习工作过程所需的资源，养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯，并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流，互相学习。

当前高职机电一体化教育存在的问题

3.1 课程设置不合理

当前高职院校课程设置不合理主要表现在两个方面：首先，重理论轻实践。很多学校的课程设置和教学内容将重点放在追求知识和理论的体系的完整上，这对学生系统地掌握理论知识，开发设计产品是有利的。但是，也存在严重不足，学生毕业后大多被分配在生产一线，所从事的工作是操作设备、设定工艺、查找并排除故障，而不是研究、开发、设计等，在学校学的理论知识很多用不上，而实际工作所必需的实践能力又不具备。其次，教学内容落后。由于机电一体化是多种技术交叉融合的产物，相关技术的发展都在推动着机电一体化的发展。因此，其发展是日新月异的，这就必然导致课程设置与教学内容与其发展不相适应。例如，当前很多高职院校的单片机课程的教学内容是仍以mcs-51单片机为主，而实际生产中新的单片机层出不穷，种类繁多。

3.2 教学模式单一，实践教学比例较低

传统的教学模式，往往只注重理论教学和课堂说教，轻视了实践能力和职业素养的培养。很多学校的课程设置和教学内容将重点放在追求知识和理论的体系的完整上，这对学生系统地掌握理论知识，开发设计产品是有利的。但是，这种教学模式也存在严重不足之处，学生毕业后大多被分配在生产一线，所从事的工作是操作设备、设定工艺、查找并排除故障，而不是研究、开发、设计等，在学校学的理论知识很多用不上，而实际工作所必需的实践能力又不具备。

3.3 教材建设落后

高等职业的教材建设仍是当前高职教育的薄弱环节并严重影响了高职教学质量。现在机电一体化的一些教材过于偏重理论、脱离实际、缺乏实用性、部分教材内容陈旧、严重落后于现实，各科教材之间存在衔接性差、内容重复或内容脱节等现象。这些问题给教学带来了很多不便，也在一定程度上影响了学生的学习积极性，制约了教学质量的保证和提高。

3.4 教学、实习设施不够先进

目前很多学校的教学、实习设备缺乏且严重落后。只有少数条件较好的高职院校配备有为数不多的数控车床、铣床、线切割机床、电火花成型机，很多学校的学生一学期只有三四次操作设备的机会，并且这些设备又比较落后，学生难以学到真正有用的技能。

3.5 优秀教师队伍缺乏

教师是教学质量的关键和第一保证，但是当前的机电一体化教学的教师队伍并不能达到教学的需要。一些老教师知识结构陈旧且更新缓慢，还有一些年轻教师也是刚从学校毕业，缺乏足够的实践经验，都不能很好的教授学生以适应社会工作需要的知识和实践技能

第四篇：机电一体化专业毕业论文范文

机电一体化专业毕业论文范文

一、课题的来源及现实意义

数控机床毕业设计是机电一体化专业的学生必须要经历的一个重要的实践环节。通过本环节的锻炼力争能把以前所学的知识融会贯通，从而达到温故而知新的目的，提高解决实际工程课题的能力。根据教学要求，结合自己的资料掌握状况，选择数控电火花线切割机床作为毕业设计课题。

线电极切割是众多电火花加工方法的一种，它利用电极丝和工件间产生高频隔离脉冲放电的电蚀作用进行切割。

线切割机主要由三部分组成：机床、数控系统和高频电源。机床由床身、储丝机构、线架、xy工作台、油箱等部件组成。绕在储丝筒上的钼丝经过线架作高速往复运动。加工工件固定在xy工作台上。x、y两方向的运动各由一台步进电机控制。数控系统每发出一个信号，步进电机就走一步，并通过中间传动机构带动两方向的丝杠旋转，分别使得x、y工作台进给。

数控系统由单片机、键盘、变频检测系统构成，具有间隙补偿、直线插补、圆弧插补、断丝自动处理等主要功能。

线切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密细小和形状复杂的零件。

线切割技术、线切割机床正在各行各业中得到广泛的应用。因此研究和设计数控线切割有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。

目录

一、课题来源及现实意义

二、设计任务与总体方案的确定

1、设计任务

2、总体设计方案的确定

三、机械部分xy工作台的设计

1、主要设计参数及依据

2、xy工作台进给系统受力分析

3、xy工作台尺寸确定及各部分重量估算

四、滚珠丝杠传动机构的确定

1、滚珠丝杠副的确定

2、x向y向丝杆的强度分析

3、强度验算

4、效率计算

五、直线滚动导轨的选型

六、步进电机及传动机构的确定

1、步进电机的选用

2、扭矩及转动惯量的验算

3、齿轮传动机构的确定

七、步进电机惯性负载的计算

八、传动系统刚度的讨论

1、根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度

2、根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度

九、消隙方法与预紧

1、消隙方法的选用

2、预紧

十、数控系统硬件电路设计

1、主要芯片的配置

2、89c51存储器及i/o接口的扩展

3、芯片地址分配

4、键盘设计

5、显示器设计

6、步进电机接口及功放电路

7、光电隔离电路

8、越界报警电路

十一.数控系统软件设计

1、主程序框图

2、系统软件总体方案

3、插补原理

4、功能模块流程图 十二、附录

1、参考书目

2、毕业设计体会

第五篇：机电一体化毕业论文

浙 江 科 技 学 院

成教学院毕业论

机电一体化技术现状和发展趋

题目 势

学生姓名

专业 机电一体化

通讯地址

联系电话

2014年3月

1文

目录

一、机电一体化概述????????????????????????????1

二、机电一体化的发展状况????????????????????????? 1

（一）20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段 ?????????1

（二）20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段 ?????????? 2

（三）20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一

体化进入深入发展时期???????????????????????2

三、机电一体化的发展趋势 ?????????????????????????2

（一） 智能化???????????????????????????????2

（二） 模块化???????????????????????????????3

（三） 网络化???????????????????????????????3

（四） 微型化???????????????????????????????3

（五） 环保化???????????????????????????????3

（六） 系统化???????????????????????????????4

参考文献 ?????????????????????????????????4

[摘要]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。

机电一体化技术现状和发展趋势

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,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、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化 ”为特征的发展阶段。

一、 机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、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。

机电一体化发展至今已经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,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,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、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,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, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

二、 机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:

（一）20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。

在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。

（二）20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。

这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。

（三）20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。

一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,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,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。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2014年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。

三、 机电一体化的发展趋势

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。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

（一） 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化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之一。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,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,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、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。

（二）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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。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等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出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,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。

（三）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、教育等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的应用使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),能使人们呆在家里就可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。

（四） 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1cm3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、信息等方面具有无可比拟的优势。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。 （五） 环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。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,具有远大的发展前景。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。

（六） 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。一般除rs232外,还有rs485等智能化通信接口。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:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,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;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[m].北京:科学出版社,2014.

[2]李运华.机电控制[m].北京:北京航空航天大学出版社,2014.

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理工论文优秀范文5

钻井液除气工艺技术-理工论文-免费论文

钻井液除气工艺技术

钻井液除气工艺技术

时志国

***钻井公司

一、引 言

在钻井过程中，钻开天然气层后，气体有可能侵入钻井液；振动筛、除砂器、除泥器、钻井液枪、搅拌器等设备在工作过程中有可能使空气侵入钻井液。这些气体侵入钻井液后，会造成钻井液密度降低；会增加钻井液上返速度，引起循环罐过满或外溢；会使离心泵气锁、使水力旋流器、钻井液枪、离心机、灌注泵等无法工作，甚至会引起井喷的发生。气侵钻井液一直是钻井工程所遇到的难题。

人们一直在探索去处气侵钻井液中气体的方法，最初人们发现，向气侵钻井液中加水，会使钻井液密度上升（钻井液密度回复说明气体离开了钻井液），于是产生了最原始、最简单的除气办法；向循环罐内钻井液表面上洒水除气、向振动筛筛网面喷水除气。在弄明白水能除气的原理之后，人们发明了除泡剂代替水除气，并一直沿用至今。

在没有发明除气设备之前，一般使用搅拌器和泥浆枪搅动钻井液除气，这种方法见效慢、除气效率低。上个世纪40年代产生了除气设备，发展到现在已经有常压、真空、立式、卧式等不同结构、不同原理的除气设备，并形成了成熟的除气工艺流程。

二、气泡必须浮至钻井液表面并破裂

 

无论除气设备的外形、结构怎样变幻、无论除气设备采用的除气原理怎样不同，所有除气设备的基本除气原理都是一样的，就是使气泡浮至钻井液表面破裂。

侵入钻井液中的气体以大小不一的气泡形式存在于钻井液中，要想去除这些气体，必须使气泡脱离钻井液。分析气泡在钻井液中的存在状态（如图1），根据阿基米德定律，气泡的上升浮力等于气泡排开相同体积钻井液的重量：

其中，F——气泡浮力, g

 r——气泡半径，cm

 γ­——钻井液的密度，g/cm3

可以看出，在同一钻井液中，气泡的浮力与气泡半径成正比，也就是说：大气泡比小气泡更容易浮上液面（见图2），

图1、气泡上升过程 图2、在高粘度钻井液中的小气泡

不能浮起来

图3 气泡在钻井液中的状态 图4 紊流将气泡带至液面破裂

但由于钻井液是高粘度、高切力的液体，气泡浮到液面需要很长时间，直径较小的气泡根本无法浮至钻井液液面。所以，处在钻井液中的气泡有两种状态（见图3）：一种是气泡能浮到钻井液液面，并最终破裂；另一种是气泡被裹在钻井液中，既不能浮动，也不能聚集在一起形成大气泡。

产生气侵后钻井液中的小气泡特别多，要想去除钻井液中的气体，必须使小气泡运动到钻井液液面。利用搅拌器或是钻井液枪搅动钻井液，所增大的钻井液液面是有限的，而且效率很低。要想清除全部气体，必须使所有的钻井液都搅到表面，并且分布很薄，才能释放出气泡。于是产生了除气设备。所有除气设备的设计原则都是增大钻井液液面面积，使钻井液产生紊流，将气泡带至钻井液表面、使之破裂（见图4）。

三、除气设备布置方案

根据现用除气设备清除气泡直径的大小，可将除气设备分为两类：液气分离器和真空除气器。

循环罐内的气侵钻井液含有很多很多的小气泡，直径很小（≤1/16英寸），它们被裹在钻井液中，既不能浮动的，也不能聚集。所谓的大气泡是指起钻抽吸气或地层气体气侵形成的，大部分或全部充满井眼的环形空间某段钻井液的膨胀性气体，大气泡将造成环空排量增大，使钻井液管线过载，使钻井液从钻台钻盘喷出。当在循环罐内采用浅没式泥浆枪或搅拌器充分搅拌时，通常这些大气泡（直径在1/9～1英寸）会浮到钻井液表面。

液气分离器用于清除环空钻井液中的大气泡，处理量大于井口出口管线钻井液的排量。经液气分离器处理后的钻井液，还含有小气泡，可先经过振动筛除掉部分气泡，然后流入循环罐内。处理循环罐内气侵钻井液中小气泡的任务由真空除气器来完成。

液气分离器不属于正常循环系统的设备，一般只有当发生井涌时才使用。液气分离器安装在振动筛之前，进口管线同井口出口管线或防喷器的节流管汇连接，从液气分离器分离出的钻井液进入振动筛或直接流入沉砂罐；分离出的气体通过排气管线引到安全距离顺风排掉，或引入火炬管线燃烧。在设计液气分离器时，应保证能够处理可能产生的最大气体流量，为防止未除气的钻井液再次循环到井中，需在液气分离器上装一根旁通管线，一旦出现实际气体流量超过液气分离器处理能力的危险情况，就将未经除气的钻井液直接排入废浆池丢弃。

图 6 吸入口、流量平衡器的正确安装位置

图 5 除气器从沉砂罐后的第一个罐吸浆

真空除气器属常规除气设备，安装除气器时应使除气器从沉砂罐后的第一个钻井液罐中吸取气侵钻井液（见图5），经除气器处理过的脱气钻井液排入下游排浆罐中。 除气器的吸入口应位于吸入罐的下部（见图6），并且需在吸入罐中安装搅拌器，以保证真空除气器吸入的是搅拌均匀的气侵钻井液，需在真空除气器的吸浆罐和排浆罐之间需安装流量平衡器，安装位置要高一些，接近罐的顶部，这样来自排浆罐的脱气钻井液从上部进入吸浆罐，保证位于吸浆罐底部除气器的吸浆口吸入的是气侵钻井液。

图 7 流量平衡器在底部

液气分离器的安装位置是固定的，应在井口和振动筛之间；而真空除气器是撬装设备，安装的灵活性比较大，在现场中出现了一些安装错误：

图8 用钻井液枪搅拌钻井液

有些井队将流量平衡器安装在罐的底部（见图7），这样脱气钻井液由底部进入吸浆罐，由于脱气钻井液较气侵钻井液密度高，容易沉在罐底，使吸浆口吸入密度高、含气量小的钻井液，而含气量高、密度低的钻井液在罐内的上部，很难被吸入，使除气器的工作效率降低。

不安装搅拌器，用泥浆枪搅拌气侵钻井液（见图8）。除气器的处理能力是根据钻井液的循环量来设计的，用泥浆枪搅拌气侵钻井液，会使吸入罐中的钻井液量增加，超过除气器的设计处理量，使除气器不能正常工作。

有些井队将真空除气器安装在除砂器、或除泥器之后（见图9），这是非常不可取的。气体侵入钻井液，会使钻井液密度降低、体积膨胀，将真空除气器安装在振动筛之后可尽快清除气体，减少钻井液溢出循环罐的可能。除砂器、除泥器、离心机、钻井液枪等固控设备都要求用离心泵供给钻井液，而气侵钻井液可能造成离心泵叶轮气锁，使钻井液无法进入到离心泵中，造成由离心泵供浆的固控设备无法工作。

四、常用除气设备

1、液气分离器

一般常用的液气分离器有两种类型：封底式和开底式。

（1）、封底式（见图10）

图10、封底式液气分离器

除气罐底部封闭，钻井液通过一根U型管线回到循环罐内。除气罐内钻井液面的高度，可通过U型管的高度增减来控制。

（2）开底式（见图11）

图11、开底式液气分离器

分离器除气罐无底，下部半潜入钻井液中。罐内的液面依靠底部潜入深度来控制，这种分离器国外俗称“穷孩子”，说明其简易性。

目前最简单、最可靠的液气分离器是封底式的。开底式分离器次之，因为它的钻井液柱高度受到循环罐内液面高度的限制。

2、常压除气器（见图12）

图12 由阀控制的钻井液冲击层

 常压除气器出现于上世纪70年代初，它通过浸入气侵钻井液中的泵将气侵钻井液送到罐内，在阀板的作用下，使气侵钻井液产生足够高的速度，形成钻井液薄层冲击罐的内壁，使气泡脱离钻井液破裂，钻井液与气体的分离。

图 13 卧式真空除气器

3、卧式真空除气器(见图13)

卧式真空除气器有一个长的卧式罐，在罐内有两块较长的向下倾斜的挡板，进口管线将气侵钻井液引至罐上部的槽内，两块挡板将钻井液分布开形成很薄的钻井液层（1/8英寸到3/8英寸），大部分气泡都能从薄层钻井液表面逸出并破裂。

4、立式真空除气器(见图14)

图14 立式真空除气器 图15 罐内锥体结构和钻井液薄层

 立式真空除气器有一个矮的立式大直径的罐，罐内的锥体结构非常有特点(见图15)，它由几个层叠在一起的圆锥体组成，结构紧凑，能提供较大的分离面积，气侵钻井液流经层叠的圆锥体表面形成钻井液薄层，气泡溢出破裂。

5、离心真空除气器(见图16)

图16 离心真空除气器

离心真空除气器利用真空泵的抽吸作用，在真空罐内形成负压，钻井液在大气压的作用下，通过吸入管进入旋转的空心轴，再由空心轴四周的窗口，呈喷射状甩向罐壁，在碰撞、真空及气泡分离器的共同作用下，浸入钻井液中的气泡破碎，气体逸出，真空泵抽出气体并将之排往安全地带，除气后的钻井液则由于自重进入排空腔，经旋转的叶片排出罐外。

五、结束语

通过以上内容我们了解到：所有气侵钻井液都必须经过脱气处理，必须保证提供给每台离心泵不含气体的钻井液，以确保离心泵的正常可靠运转，坚决杜绝再次将气侵钻井液循环至井内的情况发生。

要去除钻井液中所含气体，必须使钻井液中的气泡浮至钻井液液面破裂。所有的除气设备，无论它有什么样的外形、有什么样的内部结构，运用什么样的原理，它们的目的只有一个：将气泡带至钻井液表面破裂。产品的不断开发和性能的不断提高是永无止境的，研制出处理能力强、除气效率高、性能稳定、易于维护操作的除气设备，永远是研发人员追求的目标。

参考文献：

龚伟安著《钻井液故乡控制技术与设备》石油工业出版社；

 

  

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理工论文优秀范文6

探究新型工业化进程中的工程管理学科建设-理工论文-免费论文

探究新型工业化进程中的工程管理学科建设

摘要：工程管理学科是管理科学和工程建设的重要一级学科，这门学科的涉及面比较广泛，因而在现阶段的新型工业化发展进程中，为了更好的发挥出工程管理学科的重要作用，需要相关人员对工程管理学科发展建设进行重新定位。文章结合工程管理从业人员和教育发展现状，结合不同层次、阶段工程管理学科教育存在的问题，为如何完善工程管理学科教育发展进行策略分析。

关键词：新型工业化 ；工程管理；学科建设

工程管理教育的发展为社会经济进步提供了重要支持，是复合型人才的基础性教育。在新型工业化的快速发展下，我国为其发展建设投入了大量的资金。但是由于一些因素的限制，新型工业化发展的过程中也存在比较严重的浪费问题，比如工程管理学科建设发展跟不上时代发展需求。为了提升工程管理学科的社会适应性，需要加快培养工程管理学科人才，并结合工程管理学科人才培养要求对工程管理学科建设问题进行更深一步的研究探讨。

一、工程管理人才发展现状

（一）工程管理人员现状

新型工业化发展中，企业对工程管理人才需求较大，但是现阶段企业中高层工程管理人员比较缺乏。工程管理人员发展存在以下几个问题：第一，基本素质不高。首先，工程管理人员人文素质不高，表现在在工程中缺乏自信心、责任心，不能够正确认识自己的错误。其次，个人阅历不足。工程管理人才的年龄较低，大多在二十多岁左右，不具备工程管理阅历。第二，技术素质不高。大多数的工程管理人员技术掌握的较为广泛，但是对于每一门技术都缺乏精通和深入的研究。第三，管理素质。工程管理人员缺乏沟通能力、系统性的管理理念、对资金的运作能力。

（二）企业发展对工程管理人才的需求

随着工业化进程发展下，各个企业对工程管理人员的需求都在不断增长。工程管理人才成为市场紧缺人才。和这个问题相关的是我国工程管理人才结构失衡，表现在低层次的工程管理人才较多，但是高层次的管理人才较少以及工程管理队伍结构的不合理。

二、工程管理教育学科发展建设现状

我国现阶段工程管理教育学科的特点是管理知识和工程技术的结合，重视工业基础好、就业灵活、懂管理、懂操作综合型人才的培养。我国工程管理教育学科的发展现状是缺少对针对不同层次工程管理人才的差别化培养教育培养机制。同时，工程管理教育学科建设缺乏高素质教师，在教育专业的设置上，本科层次工程管理大多集中在土木、建筑院校上，其他院校很少开设工程管理学科。工程管理教育学科建设发展存在的问题具体表现在以下几个方面：

（一）教育部门对工程管理学科建设重要性认识不够

在新型工业化的发展下，我国工程管理学科管理建设效率不高，缺乏专业的工程管理人才。在国内，大多数的工程管理人才都是技术类人才，缺乏管理知识。教育部门和高校也片面的认为工程管理学科就是技术类学科，没有认识到管理在这门学科中的重要作用，对工程管理学科的内涵把握不科学。

（二）工程管理学科层次结构不合理

工程管理学科的发展定位应该是研究、解决工程技术发展中的计划、组织、资源配置等管理问题的学科，是技术和管理的结合，强调对社会主义市场经济发展需求的满足。但是现阶段工程管理技术人才的学历大多是专科，学科设置虽然也由专业技术和管理课程组成，但是受多种因素的限制，工程管理专业技术课程设置无法达到理想水平。

（三）工程管理学科的教育内容界定不清晰

工程管理被设置成一个专业的时间补偿，在对工程管理的理解和认识上，在技术结构为中心还是以知识管理结构中心上存在很大的分歧。由此导致一些学校的工程管理定位不准确，教学内容缺乏系统化，不利于工程管理学科的稳定、健康发展。

（四）工程管理学科的内容设置不合理

工程管理学科教育不是将工程教育和工程管理简单的相加，而是一种综合性的融合。但是现阶段工程管理教育学科课程内容设置存在一些问题，具体体现在从业人员身上，表现在工程管理从业人员往往具备一种单一的技术能力，却缺乏支撑技术能力的技术知识，导致很多工程管理教育人员的知识面比较狭隘，对创新性的工程管理教育缺乏认识，不利于工程管理学科教育发展。

三、工程管理学科建设完善策略

（一）明确工程管理学科设置层次，优化培养结构

专科层次的工程管理学科设置普遍不合理，教学方法、内容和形式上比较单一、落后，不符合社会发展对工程管理人才的需求。加上专科学生的学习素质、学习习惯、学习能力较差，不适合开展复合型工程管理学科教育。为此，工程管理学科建设可以适当取消对专科生的招收。与此同时，工程管理学科教育需要加强对本科生的招收，并结合工程管理学科建设现状适当的缩小学科规模。对于学习能力较强的硕士生，则是需要扩大对其开展的工程管理学科教育规模，引导硕士生将所学的工程管理学科知识转变为实际操作应用。

（二）加大对工程技术各专业管理教育的普及，动员社会力量开展工程管理培训

1、普及工程技术专业的管理教育

对于主修工程技技术专业的在校学生，在其工程技术学科教育中要增加工程管理类的课程，在课程的设置上采取由浅入深的教育方式，并在教学中向学生渗透这些学科学习的重要性。同时，在其他课程的选择上要注重选择实践性强的工程管理课程。

2、加大力度发展在职教育

工程管理从业人员分为两类，一种是有技术背景的工程师，一种是从事管理实践的人才。这两种人才在实际的管理中技能、知识存在很大的差距，为此需要对其开展专业的培训。对于技术管理背景的工程人员要鼓励他们到高校学科更多的工程管理理论课程，让他们指导高校的实际教学。对于具有管理背景的工程人员，则是引导他们 多参与企业举办的专业技术管理培训，提升他们职业技术能力。

（三）强化工程管理人员的道德教育

工程管理人员培训要满足素质人才裴延要求，在强调知识技能、科学技术的同时培养工程管理人员的职业素质，开设人文、道德类课程。通过这些课程的开设提升工程管理人员的工作责任心，增强他们的工作自信心，同时减少社会发展建设中不良风气对工程管理人员的不利影响。

（四）建立工程管理一级学科，完善学科体系

首先，基于社会发展下，人们对工程管理的重视。为了实现对工程管理学科资源的充分利用，减少学科资源损失，需要有关人员改进现阶段的工程管理发展现状，提升工程管理人才的社会适应力和工作胜任力。未来工程管理学科教育发展要更加注重创新能力的培养。其次，实现对工程管理学科专业的科学设置。工程管理作为一级学科，在发展的过程中还可以进一步划分成工程建设管理、项目管理、物流工程、工程经济等多个二级学科。

结束语

综上所述，在新型工业化的大规模发展下，工程管理学科的发展需要实行进一步的改革，具体要求结合实际，将工程管理从管理科学和工程的一级学科中有效分离出来，将其发展为独立的一门学科，并结合实现规范工程管理学科的内容，更好的促进管理学科发展。为此，在新型工业化发展下，需要各个学位委员会成员和教育部门对工程管理学科做出更深入的分析和思考，提升这门学科的社会适应性。

【参考文献】

[1]中国工程院课题组. 中国新型工业化进程中的工程管理教育问题研究(上)[J]. 高等工程教育研究,2010,04:1-9+63.

[2]中国工程院课题组. 中国新型工业化进程中的工程管理教育问题研究(下)[J]. 高等工程教育研究,2010,05:12-21.

[3]吴季松. 创建资源系统工程管理新学科——兼谈“首都水资源规划”新型工程管理[J]. 中国工程科学,2004,08:5-11.

 

  

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理工论文优秀范文7

水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范-理工论文-免费论文

水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范

水泥生产企业余热发电汽轮机水冲击事故危害与防范

【论文摘要】水泥生产企业余热发电是利用烧制水泥熟料过程中产生的高温烟气来进行热力发电的，在发电过程中，他的生产运行特点是随窑工况的变化而变化，是一个动态且及不稳定的运行工况，所以，水冲击事故是余热发电生产过程中最易发生的生产安全事故。

汽轮机水冲击是造成汽轮机设备严重损坏的最恶性事故之一。为防止水冲击事故的发生，参考有关专业资料、热电厂汽轮机运行规程及本公司汽轮发电机组运行规程，结合我厂实际情况编写本措施。教育运行人员认识水冲击的严重危害，认真学习和执行技术措施中的各项规定。技术措施中未尽事宜执行运行规程中规定。

【论文关键词】汽轮机水冲击事故 危害 防范措施

一、汽轮机水冲击的概念

汽轮机水冲击，是蒸汽带水或冷蒸汽（低温饱和蒸汽）进入汽轮机而引起的事故，是汽轮机运行中最危险的事故之一。此类事故时有发生，会造成严重后果，因而要求余热发电运行人员予以高度重视。一旦发生此类事故，必须正确、迅速、果断地处理，以免造成汽轮机设备的严重损坏。

汽轮机发生水冲击事故的现象有：

（1）主蒸汽温度10分钟内下降50度或50度以上。

（2）主气门法兰处汽缸结合面，调节气门门杆，轴封处冒白汽或溅出水珠。

（3）蒸汽管道有水击声和强烈振动。

（4）负荷下降，汽轮机声音变沉，机组振动增大。

（5）轴向位移增大，推力瓦温度升高，差胀减小或出现负差胀。

二、水冲击的危害

①动静部分碰磨

汽轮机进水或冷蒸汽，使处于高温下的金属部件突然冷却而急剧收缩，产生很大的热应力和热变形，使相对膨胀急剧变化，机组强烈振动，动静部分轴向和径向碰磨。径向碰磨严重时会产生大轴弯曲事故。

②叶片的损伤及断裂

当进入汽轮机通流部分的水量较大时，会使叶片损伤和断裂，特别是对较长的叶片。

③推力瓦烧毁

进入汽轮机的水或冷蒸汽的密度比蒸汽的密度大得多，因而在喷嘴内不能获得与蒸汽同样的加速度，出喷嘴时的绝对速度比蒸汽小得多，使其相对速度的进汽角远大于蒸汽相对速度进汽角，气流不能按正确方向进入动叶通道，而对动叶进口边的背弧进行冲击。这除了对动叶产生制动力外，还产生一个轴向力，使汽轮机轴向推力增大。实际运行中，轴向推力甚至可增大到正常情况时的10倍，使推力轴承超载而导致乌金烧毁。

④阀门或汽缸接合面漏气

若阀门和汽缸受到急剧冷却，会使金属产生永久变形，导致阀门或汽缸接合面漏汽。

⑤引起金属裂纹

机组启停时，若经常出现进水或冷蒸汽，金属在频繁交变的热应力作用下，会出现裂纹。如汽封处的转子表面受到汽封供汽系统来的水或冷蒸汽的反复急剧冷却，就会出现裂纹并不断扩大。

三、水冲击的原因及预防

汽轮机发生水冲击的原因总结下来主要有以下几个方面:

1：锅炉方面

①窑工况突然大范围变化，造成锅炉蒸发量过大或不均。

②锅炉过热器减温减压阀泄漏(紧急排汽阀)或调整不当，气压调整不当。

③并网升负荷过程中，升负荷操作过快，造成锅炉运行工况失调。

④锅炉启动过程中升压过快，或滑参数停机过程中降压降温速度过快，使蒸汽过热度降低，甚至接近或达到饱和温度，导致管道内集结凝结水。

⑤化学水处理不当引起汽水共腾。

⑥运行人员误操作以及给水自动调节器的原因造成锅炉满水。

⑦蒸汽管线过长，疏水阀装置故障，不能有效地排除管线内的积水，导致蒸汽带水。

2：汽轮机方面

①汽轮机启动过程中，主蒸汽管线和并汽缸暖管时间不够，疏水不净，运行人员操作不当或疏忽，使冷水汽进入汽轮机内。

②启动时，轴封管道未能充分暖管和疏水，也可能将积水带到轴封内。

③停机时，切换备用轴封汽源，因处理不当使轴封供汽带水。

3：其他方面

①炉水取样分柝不准确，使炉水含盐量超标，引起汽包水位居高不下并未及时排污，导致蒸汽带水。

②设备缺陷，导致在开停机过程中汽机进水。

四、防止汽轮机水冲击的防范措施

（一）设计方面

①正确设置疏水点和布置疏水管。在锅炉出口至并汽缸间的主蒸汽管道上，每个最低点处均应设置疏水点。

②汽封供汽管应尽可能短，在气封调节器前后以及汽封供汽联箱处均应装疏水管。

③疏水管应有足够的通流面积，以排尽疏水。

④凝汽器设置可靠的水位监视和报警装置。

 （二）运行维护操作方面

①在机组启、停过程中要严格按规程规定控制升(降)速、升(降）温、升(降)压、加(减)负荷的速率，并保证蒸汽品质合格且过热度不少于50℃。

②锅炉主蒸汽管道和主汽门前蒸汽系统投用前，应充分暖管，疏水，严防低温水汽进入汽轮机。

③启机前，要加强轴封供气管道，和导汽管疏水。

④生产运行期间，要加强与窑中控的协调沟通，及时了解窑生产这行工况，严密监视锅炉汽包水位，注意调整汽压和汽温。

⑤运行时，注意监视除氧器，凝汽器水位，防止满水。

⑥定期检查高水位报警装置，确保设备正常可靠。

⑦定期检查蒸汽管线疏水阀是否正常并按规程规定进行定期疏水。

⑧机组热态启动前应检査停机记录和停机后汽缸金属温度记录。若有异常应认真分析，查明原因，及时处理。

⑨启、停机过程中，应认真监视和记录各主要参数。包括主汽温，压力，各缸温度，法兰、螺栓温度，缸差，轴向位移，排汽温度等。

⑩机组冲转过程中因振动异常停机而必须回到盘车状态时，应全面检查，认真分析，查明原因，严禁盲目启动。当机组已符合启动条件时，应连续盘车不少于4h，才允许再次启动。

当汽轮机发生水冲击时，应立即破坏真空、停机。在停机过程中应注意机内声音、振动、轴向位移、推力瓦温、上下缸温差及惰走时间，并测量大轴幌度。如无不正常现象，在经过充分疏水后，方可重新启动。在重新启动过程中，若发现汽机内部或转动部分有异音，或转动部分有摩擦，应立即拍机，并进入人工盘车。

 （三）汽轮机发生水冲击的处理措施

①启动润滑油泵，打闸停机。

②停射水泵，破坏真空。

③联系窑中控，全开锅炉旁路，隔离锅炉。

④全开所有疏水门。

⑤上报凋度和部门主管领导。

⑥停机过程中，倾听机内声音，测量振动，记录惰走时间，盘车后测量转子弯曲数值，盘车电动机电流应在正常数值且稳定。

⑦惰走时间明显缩短或机内有异常声音，推力瓦温度升高，轴向位移，差胀超限时，不经检查不允许机组重新启动。

⑧待主管领导和专业技术人员确认机组状况，按规程进行处置。

五 结束语

汽机水冲去事故时有发生，其造成的后果是设备损坏和机组非计划停运，企业生产成本增加。事故产生的原因是多方面的，但并不是不可预防。除必要的监控和保护系统，运行人员的监控和采取及时且正确的处置措施，将很大程度上防止事故的发生或降低设备的损坏程度。

提升运行人员的专业技能和知识，加强责任心，严格遵守各项章制度，按规操作才能避免事故的发生。

 

  

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理工论文优秀范文8

全站仪的基本操作与检查和校正-理工论文-免费论文

全站仪的基本操作与检查和校正

全站仪的基本操作与检查和校正

**永荣矿业有限公司永川煤矿 张华平

摘 要 基于全站仪在矿山测量中应用越来越广的实际情况，为解决仪器在实际应用中可能出现的一些问题，介绍了全站仪的基本操作与使用方法，并对全站仪一系列重要参数的检查和校正做了阐述。

关键词 全站仪 操作 检查和校正

1 全站仪简介

全站型电子速测仪简称全站仪，它是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置，仪器便可以完成测站上所有的测量工作，故被称为“全站仪”。

全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。

微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。

目前，世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。

2 全站仪的操作与使用

 不同型号的全站仪，其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。

2.1 水平角测量

（1）按角度测量键，使全站仪处于角度测量模式，照准第一个目标A。

（2）设置A方向的水平度盘读数为0°00′00″。

（3）照准第二个目标B，此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。

2.2 距离测量

（1）设置棱镜常数

测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。

（2）设置大气改正值或气温、气压值

光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15℃和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。

（3）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（4）距离测量

照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。

全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测距模式。应注意，有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高，显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。 中国3S吧 3s8.cn

2.3 坐标测量

（1）设定测站点度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

（2）设置棱镜常数。

（3）设置大气改正值或气温、气压值。

（4）量仪器高、棱镜高并输入全站仪。

（5）照准目标棱镜，按坐标测量键，全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。

3 全站仪的检查和校正

3.1 长水准器的检查和校正

3.1.1 检查

（1）将仪器安放于较稳定的装置上（如三脚架、仪器校正台），并固定仪器；

（2）将仪器粗整平，并使仪器长水准器与基座三个脚螺丝中的两个的连线平行，调整该两个脚螺丝使长水准器水泡居中；

（3）转动仪器180°观察长水准器的水泡移动情况，如果水泡处于长水准器的中心，则无须校正；如果水泡移出允许范围，则需进行调整。

3.1.2 校正

（1）将仪器在一稳定的装置上安放并固定好；

（2）粗整平仪器；

（3）转动仪器，使仪器长水准器与基座三个脚螺丝中的两个的连线平行，并转动该两个脚螺丝，使长水准器水泡居中；

（4）仪器转动180°，待不泡稳定，用校针微调正螺钉，使水泡向长水准器中心移动一半的距离；

（5）重复3、4 步骤，直至仪器用长水准器精确整平后转动到任何位置，水泡都能处于长水准器的中心。

3.2 圆水准器的检查和校正

3.2.1 检查

（1）将仪器在一稳定的装置上安放并固定好；

（2）用长水准器将仪器精确整平；

（3）观察仪器圆水准器气泡是否居中，如果气泡居中，则无需校正；如果气泡移出范围，则需进行调整。

3.2.2 校正

（1）将仪器在一稳定的装置上安放并固定好；

（2）用长准器将仪器精确整平；

（3）用校针微调两个校正螺钉，使气泡居于圆水准器的中心。

注：用校针调整两个校正螺钉时，用力不能过大，两螺钉的松紧程度相当。

3.3 望远镜粗瞄准器的检查和校正

3.3.1 检查

（1）将仪器安放在三脚架上并固定好；

（2）将一十字标志安放在离仪器50 米处；

（3）将仪器望远镜照准十字标志；

（4）观察粗瞄准器是否也照准十字标志，如果也照准，则无须校正；如果有偏移，则需进行调整。

3.3.2 校正

（1）将仪器安放在三脚架上并固定好；

（2）将一十字标志安放在离仪器50 米处；

（3）将仪器望远镜照准十字标志；

（4）松开粗瞄准器的2 个固定螺钉，调整粗瞄准器到正确位置，并固紧2 个固定螺钉。

3.4 光学下对电器的检查和校正

3.4.1 检查

（1）将仪器安置在三脚架上并固定好；

（2）在仪器正下方放置一十字标志；

（3）转动仪器基座的三个脚螺丝，使对点器分划板中心与地面十字标志重合；

（4）使仪器转动180°，观察对点器分划反中心与地面十字标志是否重合；如果重合，则无需校正；如果有偏移，则需进行调整；

3.4.2 校正

（1）将仪器安置在三脚架上并固定好；

（2）在仪器正下方放置一十字标志；

（3）转动仪器基座的三个脚螺线，使对点器分划板中心与地面十字标志重合；

（4）使仪器转动180°，并拧下对点目镜护盖，用校针调整4个调整螺钉，使地面十字标志在分划板上的像向分划板中心移动一半；

（5）重复3、4 步骤，直至转动仪器，地面十字标志与分划板中心始终重合为止。

3.5 望远镜分划板竖丝的检查和校正

3.5.1 检查

（1）将仪器安置于三脚架上并精密整平；

（2）在距仪器50 米处设置一点A；

（3）用仪器望远镜照准A 点，旋转垂直微动手轮；如果A 点沿分划板竖丝移动，则无需调整；如果移动有偏移，则需进行调整。

3.5.2 校正

（1）安置仪器并在50 米处设置A 点；

（2）取下目镜头护盖，旋转垂直微动手轮，用十字螺丝刀将4 个调整螺钉稍微松动，然后转动目镜头使A 点与竖丝重合，拧紧4 个调整螺钉；

（3）重复检查3，校正2 步骤直至无偏差。

注：如果对分划板的竖丝进行的校正，则在完成后，请检查仪器的照准差和指标差是否发生了改变。

3.6 仪器照准差C的检查和校正

3.6.1 检查

（1）将仪器安置在稳定装置或三脚架上并精密整平；

（2）瞄准平行光管分划板十字丝或远处明显目标，先后进行正镜和倒镜观测；

（3）得到正镜读数HI 和倒镜读数HR；计算照准差C=（HI-HR±180°）/2；如果C＜8”,则无需调整;如果C＞8”,则需进行调整.

3.6.2 校正

（1）在倒镜位置旋转平盘微动手轮使倒镜读数HR’=HR+C;

（2）松开望远镜分划板调整螺钉护盖，调整左右两个调整螺钉，使望远镜分划板与平行光管或远处目标重合；重复进行检检和校正直至合格为止。

3.7 竖直度盘指标差I的检查和校正

请进行完十字丝校正和2C 差校正后，再进行本检校

3.7.1 检查

（1）将仪器安置在稳定装置或三脚架上精密整平并开机；

（2）用望远镜分别在正镜和倒镜位置瞄准垂直角为±10°左右的平行光管分划板或远处目标，得到正镜读数VI 和倒镜读数VR；

（3）计算：指标差为I=（VI+VR-360°）/2

（4）如果指标差小于10”,则无须校正；如果大于10”，则需进行调整。

3.7.2 校正

 不同型号的全站仪，其校正方法略有不同，可根据各自的说明书具体进行。

3.8 电子补偿器的检查

放置仪器如下图所示：

 平行光管或

 基本水准远

 处点目标

A

B C

 A、B、C为基座脚螺旋

3.8.1 纵向补偿精度

（1）盘左位置，整平仪器，精确照准平行光管水平丝，读取天顶距M1（照准读数3 次取平均）。

（2）转动脚螺旋A，使仪器上倾2’—3’（仪器补偿范围内）后，再用竖直微动螺旋，重新使望远镜照准平行光管水平丝，读取天顶距M2（照准读数3 次取平均）。

（3）反向向转脚螺旋A，使仪器恢复水平后下倾2’—3’，再用竖直微动螺旋使望过镜重新照准平行光管水平丝，读取天顶距M3（照准读数3 次取平均）。

（4）转动脚螺旋A，使仪器恢复水平，又微动望远镜精确照准平行光管水平丝，读取天顶距M4（照准读数3 次取平均）。

（5）计算纵向补偿精度

取D1=M2-M1，D2=M3-M1，D3=M4-M1，取其中绝对值最大者为检定结果，当补偿的标准差为±1’时，其值应小于等于3”。

3.8.2 横向补偿精度

（1）盘左位置，整平仪器，准确照准平行光管水平丝，读取天顶距读数N1。

（2）同向转动脚螺旋C 和B，使仪器下倾2.5’后,再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管的水平丝,读取天顶距读数N2(照准读数3 次取平均)。

（3）按相反方向同向转动脚螺刻C 和B,使仪器向上倾,回复水平后又上倾2.5’,再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管水平丝,读取天顶距读数N4(照准读数3 次取平均)。

（4）转动脚螺旋C，使仪器恢复水平，再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管水平丝，读取天顶距读数N4（照准读数3 次取平均）。

（5）以上补偿精度的测定也可以借助双向微倾台进行。

（6）计算横向补偿精度

取D1’=N2-N1，D2’=N3-N1，D3’=N4-N1，取其中绝对值最大者为检定结果，其值均应小于等于3”。

3.9 测角精度的检查

3.9.1 水平角检查

水平角测角精度的检查偶很多方法，在此，我们谈论的是多目标平行光管法。

室内中心位置设一稳定的仪器升降台，上面安置被检仪器；沿该仪器升降台水平方向的圆周上再设置4—6 个平行光管作为照准目标，精密调整平行光管的分划板及其倾斜度和轴线方向一致使各降台上仪器依次照准时，不需改变调焦均能看到最清晰明亮的平行光管分划板上的十字线呈像，而且竖线处于铅垂位置。观测过程中以表5 所列各项限差控制检测结果的准确度。如果半测回零差超限时，应重测该测回；一测回二倍照准差互差和各测回方向值互差超限时，应重测超限方向（带上零方向）或者重测一测回；一测回重测方向数超过该测回全问方向数的1/3 时，应重测全部测回。

检定结果的计算：

根据最小二乘法原理公式计算一测回水平方向标准偏差值。其结果应符合下表1第1项

一测回水平向标准偏差按下式求得：

 

式中：m——测回数；

 n——照准目标数。

3.9.2 竖直角检查

采用标准竖直角法，装置如图，分别在1，2，3，4，5 各点设置平行光管一个。

检定时，将仪器安置在升降工作台上，并调整到工作状态，以盘左位置自上而下依次照准5 个目标，并读记观测数据，每个目标读数两次，取平均植。用同样方法在盘右位置自上而下依次照准目标，并读记观测结果，然后，取盘左. 盘右平均值减去水平方向值，即得竖角观测值，此为一测回，共测4 测回，最后求得一测回竖直角标准偏差，其值应符合下表12 项：

计算公式：

 

式中： φ———观测值与已知值之差；

 m———测回数；

 n———标准竖直角的个数。

3.10 测距精度的检查

 首先要选择一处基线，共三段，10m，100m,300 m，将仪器架设好，在10 m处架设棱镜，测出数据，根据标准值调整机器加常数，使其达到标准值，再测100 m及300 m的数据，100 m的误差在2 mm以内，300 m的误差在4mm以内即为合格。

电子补偿器、测角精度、测距精度三项指标的任何一项检查不合格，都应该立即停止使用该全站仪，送返厂家进行维修，并在维修之后，重新检查合格后才能继续使用。

4 结语

 通过对全站仪的操作介绍，以及全站仪各项校正指标的检查和校正方法讨论，基本满足了全站仪在矿山测量中各项应用的需求。

参考文献：

[1] 陆国胜，等，2004. 测量学[M]，北京:测绘出版社

[2] 杨正尧，2005. 测量学[M]，北京:化学工业出版社

表1 电子测角系统计量性能要求

序号

项目

仪器等级

Ⅰ/（〞）

Ⅱ/（〞）

Ⅲ/（〞）

Ⅳ/（〞）

0.5

1.0

1.5

2.0

3.0

5.0

6.0

10.0

1

照准部旋转正确性

电子气泡10〞

长气泡0.3格

 

电子气泡20.0〞

长气泡1.0格

电子气泡30〞

长气泡1.5格

电子气泡30〞

长气泡3.0格

2

望远镜视轴与横轴垂直度/（〞）

6.0

8.0

10.0

16.0

3

照准误差C/（〞）

6.0

8.0

10.0

16.0

4

横轴误差i/（〞）

10.0

15.0

20.0

30.0

5

竖盘指标差I/（〞）

12.0

16.0

20.0

30.0

6

补偿器补偿范围/（′）

2~3

2~3

2~3

2~3

7

补偿器零位误差/（〞）

10.0

20.0

30.0

30.0

8

补偿器补偿误差（横纵）/（〞）

3.0

6.0

12.0

20.0

9

望远镜调焦运行误差/（〞）

6.0

10.0

15.0

20.0

10

光学对中器视轴与竖轴重合度

光学对中器

高0.8mm~1.5m范围内<1.0mm

激光对中器

高0.8mm~1.5m范围内，光斑直径<2.0mm时按重合度<1.0mm执行

11

一测回水平方向标准偏差/（〞）

0.5

0.7

1.1

1.4

2.1

 

3.5

4.2

7.0

12

一测回竖直角测角标准偏差/（〞）

0.5

1.0

1.5

2.0

3.0

5.0

6.0

10

 

 

  

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