现代机械作为一种跨学科、跨专业的产物,是机械和电子的有机结合体,是机电一体化技术在机械领域中的一个具体应用。以实现特定工艺动作/运动功能为主功能的现代机械是本文研究的重点。本文认为这类现代机械仍是机械,和传统机械技术相比其最大的不同是实现功能的手段、方式不同,运动功能仍是其主功能。现代传感检测技术、信息处理技术是辅助实现主功能的保证,计算机控制技术是其核心。因此,本文围绕着这个研究重点对现代测试技术、信息处理技术和计算机控制技术在机械设备中的应用进行了探讨和研究。 本文在查阅了大量国内外研究文献的基础上,全面分析了现代机械技术的发展历史与现状,提出了现代机械系统设计中的关键问题是:执行机构,传感检测机构和信息处理及控制机构,并针对这些关键问题从理论、实现方法和应用等方面进行了系统、深入的研究。概括来讲,本文主要的研究内容和结论有: (1) 现代机械系统设计过程中涉及的内容: 为了处理现代机械运动方案的设计,给出了功能、行为、结构在机械运动系统中的表达方式。 (2) 运动控制系统设计及多传感器融合模型: 现代机械执行机构输出运动的可控性是由控制器来保证的。文中结合实例讨论了传统的串行时序设计方法和并行的结构/控制一体化设计方法。传感器作为现代机械中信息检测与采集的功能载体,存在着一个信息融合的问题,特别是在较复杂的系统中。文中对传感器模型、多传感器集成模型等进行了描述与研究。 (3) 在上述理论研究成果的指导下,采用慧鱼模型构建了双工作台制造流水线模型和物料自动输送生产线,对现代机械系统的结构创新设计进行了探索,使用慧鱼专用软件LLWin对模型编写控制程序。通过硬件和软件两方面的论述对现代机械系统的设计,仿真和试验情况做出了一些创新和探索。模型的运动控制达到了预先设计的控制要求,对在实际生产活动中应用相应的现代机械提供了实验依据。