機(jī)電一體化前景分析精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇機(jī)電一體化前景分析，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；煤礦；應(yīng)用

由機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用的綜合技術(shù)就是機(jī)電一體化技術(shù)，它是微電子技術(shù)滲透到傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)而產(chǎn)生的結(jié)合電氣與機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)等為一體全新技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)符合了當(dāng)前高科技發(fā)展的要求，彰顯了強(qiáng)勁的活力。

一、煤礦中采用機(jī)電一體化技術(shù)的主要方面

（1）提升機(jī)中采用機(jī)電一體化技術(shù)。礦井提升機(jī)是當(dāng)前煤礦機(jī)電一體化技術(shù)以及自動(dòng)化程度最高的設(shè)備，全部采用數(shù)字化交流、直流提升機(jī)。特別是對于內(nèi)裝式提升機(jī)，在結(jié)構(gòu)上把滾筒與驅(qū)動(dòng)融為一體，極大地簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械、電子、微機(jī)以及自動(dòng)控制的綜合體。而全部采用數(shù)字化提升機(jī)可靠性能高，利用總線形式使電器安裝十分簡易，另外，硬件配置更加簡易，兼容性好。（2）在采煤機(jī)中利用機(jī)電一體化技術(shù)。在采煤機(jī)中利用的一個(gè)典型機(jī)電一體化技術(shù)就是采用電牽引采煤機(jī)。和液壓牽引進(jìn)行比較，主要具備如下特性：優(yōu)良的牽引性。可為采煤機(jī)提供向前推進(jìn)的牽引力，從而克服移動(dòng)的阻力前進(jìn)，還能夠在采煤機(jī)下滑時(shí)實(shí)施發(fā)電制動(dòng)，給電網(wǎng)回饋電能。在大傾角煤層中應(yīng)用。在牽引電動(dòng)機(jī)的軸端設(shè)置了停機(jī)時(shí)預(yù)防機(jī)器向下滑動(dòng)的制動(dòng)裝置，由于所設(shè)計(jì)的制動(dòng)力矩是電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，因此電牽引采煤機(jī)能夠應(yīng)用在傾角為40°～50°的煤層中，而無需其余預(yù)防滑動(dòng)的裝置。運(yùn)行穩(wěn)定可靠，使用周期長。液壓牽引與電牽引不一樣，后者除了電動(dòng)機(jī)的整流子與電刷存在磨損之外，其余元件都沒有磨損，所以工作穩(wěn)定可靠，故障率低，使用周期長，維修量較小。反應(yīng)快速靈敏，動(dòng)態(tài)性能較好。電控系統(tǒng)能夠快速調(diào)節(jié)各類參數(shù)，預(yù)防采煤機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。結(jié)構(gòu)簡易、運(yùn)行效率高。電牽引采煤機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡易、重量較輕以及尺寸較小，電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能單次轉(zhuǎn)換就實(shí)現(xiàn)，效率能夠達(dá)到99％，遠(yuǎn)高于液壓采煤機(jī)的效率（65％～70％上下）。自從我們國家在1991 年由煤炭總院上海分院和波蘭的瑪克公司共同合作，成功研制出了中國首臺薄煤層強(qiáng)力爬底板電牽引采煤機(jī)（利用交流變頻調(diào)速M(fèi)G344- PWD 型）之后，中國的電牽引采煤機(jī)的發(fā)展非常快速。我國的很多廠家（如太原礦山機(jī)械廠、上海天地公司、西安煤機(jī)廠等）均能生產(chǎn)直流與交流變頻電牽引采煤機(jī)，并且獲得很好的推廣與應(yīng)用。經(jīng)過將近20 年的研發(fā)，我們國家的電牽引采煤機(jī)技術(shù)不斷完善與成熟，進(jìn)一步促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)技術(shù)的前進(jìn)。（3）在帶式輸送機(jī)中采用機(jī)電一體化技術(shù)。帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為我們國家井下煤礦原煤運(yùn)輸系統(tǒng)的重要運(yùn)輸設(shè)備，其主要特點(diǎn)是，能夠長距離持續(xù)運(yùn)輸、運(yùn)輸能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、自動(dòng)化程度高以及運(yùn)行效率高等。所以是近些年來機(jī)電一體化技術(shù)的重點(diǎn)研究對象。當(dāng)前所利用的啟動(dòng)方式大多為機(jī)、電、液一體化的CST 可控軟啟動(dòng)。它是一類針對平滑起動(dòng)輸送大慣性載荷的專門裝置，比如為金屬礦石或者煤炭的長距離膠帶輸送機(jī)而研制的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條膠帶輸送機(jī)能夠采用一臺或者幾臺CST 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因?yàn)槟壳拔覈€沒有解決在線監(jiān)視與控制技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析技術(shù)及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我們國家的帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不宜太多，通常是3 點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，因此輸送機(jī)的單機(jī)長度以及輸送能力難免受到限制。并且，輸送機(jī)的監(jiān)視控制設(shè)備功能較弱、穩(wěn)定可靠性能偏低、靈敏度不夠高以及運(yùn)行壽命較短，與發(fā)達(dá)國家進(jìn)行比較還存在明顯的差距。

二、機(jī)電一體化在煤礦的應(yīng)用趨勢展望

以目前的技術(shù)水平來看，我們還有許多技術(shù)難關(guān)需要攻克，使其在將來滿足以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢：（1）加大開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的與煤礦開采相關(guān)的技術(shù)，包括開采配套設(shè)備中擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置，增加采用設(shè)備的科技含量；（2）在機(jī)電一體化設(shè)備中增加通信聯(lián)網(wǎng)功能，從機(jī)電一體化過渡到綜合自動(dòng)化；（3）開發(fā)建立在微處理器平臺上的礦井設(shè)備工況監(jiān)測、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)；（4）開發(fā)適應(yīng)極端危險(xiǎn)、惡劣開采環(huán)境的煤礦機(jī)器人技術(shù)。

在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，信息流已經(jīng)成為機(jī)電一體化的主要特色之一，設(shè)備產(chǎn)品在性能與功能方面都有了質(zhì)的飛躍。如今，機(jī)電一體化技術(shù)構(gòu)成了煤礦企業(yè)的技術(shù)支撐，同時(shí)也是企業(yè)實(shí)行綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)的開采、掘進(jìn)、輸送等個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，大大提高了企業(yè)的綜合實(shí)力，為實(shí)現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]機(jī)電一體化實(shí)用手冊[M]．北京：科學(xué)出版社，2007

篇2

【摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻(xiàn)】：

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3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動(dòng)化,2006(6).

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號：O421文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)系技術(shù)與機(jī)械工業(yè)相結(jié)合,使得機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品工程、生產(chǎn)方式都發(fā)生了重大的變化,機(jī)電工業(yè)發(fā)展成為一種必然的趨勢,機(jī)電工業(yè)是一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)勢

1、提高了使用的性能

機(jī)電一體化產(chǎn)品大多數(shù)是使用數(shù)字顯示和程序控制這種先進(jìn)的技術(shù)，在進(jìn)行控制的時(shí)候都是利用產(chǎn)品控制平面上的按鈕進(jìn)行控制，而且做到了按鈕與操作手柄的數(shù)量最小化，使得操作更加方便和簡單，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度顯著地提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，都是利用內(nèi)部的電子控制系統(tǒng)的預(yù)制程度進(jìn)行自動(dòng)指揮，采用重復(fù)的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)所有需要完成的生產(chǎn)步驟。尤其是在這個(gè)階段，技術(shù)一流的機(jī)電一體化產(chǎn)品，都是通過控制對象參數(shù)變化的外部環(huán)境來實(shí)現(xiàn)最好地工作程序，以達(dá)到最佳地自動(dòng)運(yùn)行。

2、調(diào)試和養(yǎng)護(hù)更方便

這種控制方案的優(yōu)點(diǎn)是，它使產(chǎn)品在不改變?nèi)魏闻浼糠只蛘卟桓淖儺a(chǎn)品某些部分的情況下，只需要通過直接輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品操作系統(tǒng)上的程序，對程序進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)或者進(jìn)行基于基礎(chǔ)上的更新過程就可以完成產(chǎn)品的調(diào)試改進(jìn)。此外，對于一些具有存儲功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，企業(yè)可以通過對預(yù)先安裝在系統(tǒng)中不同的程序的執(zhí)行，可以有效避免重復(fù)安裝的情況出現(xiàn)，機(jī)電一體化的系統(tǒng)也可以隨時(shí)根據(jù)產(chǎn)品需要，對目標(biāo)進(jìn)行變動(dòng)，這時(shí)程序會(huì)自動(dòng)更換操作，使得工作效率得到明顯的提高。機(jī)電一體化系統(tǒng)還具有自動(dòng)化監(jiān)控、巡檢功能，可以使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，該設(shè)備可以及時(shí)作出反應(yīng)，并采取適當(dāng)?shù)募m正措施，以確保機(jī)電一體化設(shè)備的正常運(yùn)行。

3、安全性能得到改進(jìn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)診斷等功能，這相比于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在安全性能上取得了巨大的進(jìn)步，使得設(shè)備的安全性能得到有力的保障。目前的機(jī)電一體化產(chǎn)品在工作的過程中，一旦出現(xiàn)故障，就可以自動(dòng)采取有效的防護(hù)措施，消除安全風(fēng)險(xiǎn)，在一定程度上，對設(shè)備以及設(shè)備的操作人員的安全起到了保護(hù)作用。

4、生產(chǎn)質(zhì)量得到提高

機(jī)電一體化產(chǎn)品通常都具有自動(dòng)控制功能和自動(dòng)信息處理功能，正因?yàn)榫哂羞@樣的特點(diǎn)，在對生產(chǎn)產(chǎn)品的檢測精度、生產(chǎn)的靈敏度、生產(chǎn)的范圍等多個(gè)方面都取得了顯著地提高，通過自動(dòng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品可以避免從操作者的主觀想法上對產(chǎn)品造成影響，在生產(chǎn)的過程中完全按照預(yù)定的程序，執(zhí)行所需的操作，有效的確保了機(jī)械的使用性能，確保了設(shè)備的生產(chǎn)能力得以實(shí)現(xiàn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

5、適用的范圍更廣

相比傳統(tǒng)的機(jī)械和電氣產(chǎn)品，機(jī)電一體化產(chǎn)品不再局限于單一功能，也不再受到單一的技術(shù)限制，這類產(chǎn)品具有復(fù)雜的技術(shù)和先進(jìn)的功能，大大提高了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度和產(chǎn)品的功能水平，使得這類產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用范圍越來越大。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床以及柔性制造系統(tǒng)。

1、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（computerintegratedmanufac－turingsystem，CIMS），是在信息技術(shù)自動(dòng)化技術(shù)以及制造的基礎(chǔ)之上，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將分散在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中的孤立子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的集成，形成一種使用多品種、小批量生產(chǎn)的智能化制造系統(tǒng)。它主要是打破了原有部門之間的界限，從而制造一種基于控制物流與信息流，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、經(jīng)營策略以及生產(chǎn)經(jīng)營的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮各個(gè)生產(chǎn)要素的作用。

2、柔性制造系統(tǒng)

柔性制造系統(tǒng)（flexiblemanufacturingsystem，F(xiàn)MS），是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，由數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)化倉庫以及料盤等組成，可以隨機(jī)、按量、及時(shí)的按照各個(gè)配件部門的要求，適合多種中小批量的生產(chǎn)。

3、數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床（Computernumericalcontrolmachinetools，CNC），是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，在結(jié)構(gòu)、功能以及操作上都能夠得到有效的提高。主要是因?yàn)榇朔N機(jī)床是以單板、單片機(jī)做為控制機(jī)，加上專用芯片以及模板進(jìn)行組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置，其擁有總線式、模塊化以及緊湊型的結(jié)構(gòu)，能夠提供面向車間的編程技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并且引入模糊控制以及在線診斷等機(jī)制。

三、機(jī)電一體化的未來發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化的發(fā)展集合了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的交叉融合,機(jī)電一體化的發(fā)展也必將依賴于技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步,機(jī)電一體化的發(fā)展將朝著以下的方向發(fā)展。

1、智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械的最重要的區(qū)別,這也是未來幾十年重要的發(fā)展方向。工業(yè)機(jī)器人就是重要的例子,隨著計(jì)算機(jī)處理技術(shù)性能的提高和控制算法的發(fā)展,必將推動(dòng)機(jī)電一體化產(chǎn)品向更智能的方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品將具有智能,具有一點(diǎn)簡單的判斷能力和決策能力,可以取代一些人類的體力勞動(dòng)和一部分運(yùn)算處理,并給工程的決策控制提供重要的支撐依據(jù)。

2、微型化

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,微電子系統(tǒng)的幾何尺寸越來越小,由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn),可以很方便的進(jìn)行一些一般機(jī)構(gòu)難以進(jìn)行的操作,比如一些微型的手術(shù)、航天工業(yè)中,機(jī)電工程的微型化發(fā)展在這些高精尖的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

3、模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢,是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事,它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

4、網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多,面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

5、靈活性化

機(jī)電一體化產(chǎn)品在未來的發(fā)展過程中，必須保證控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的實(shí)施有足夠的冗余操作空間，也就是要有“靈活性”，這樣可以更好地應(yīng)對突發(fā)事件，也更便于對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行資源的科學(xué)合理分配。在這樣一個(gè)靈活的系統(tǒng)中，每個(gè)子系統(tǒng)都可以進(jìn)行獨(dú)立工作，都有自身的約束性，但是同時(shí)也在為整個(gè)系統(tǒng)服務(wù)，可以根據(jù)環(huán)境的變化產(chǎn)生不同的反應(yīng)，子系統(tǒng)可以同時(shí)生成自己的信息的附加信息。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在一方面增加了系統(tǒng)的適應(yīng)性，在另一方面子系統(tǒng)故障不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的操作。

6、綠色化

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)的發(fā)展使得環(huán)境污染越來越嚴(yán)重,人民對于生態(tài)文明的要求越來越高。于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢,其目標(biāo)是通過減少原材料的應(yīng)用,在制造環(huán)境減少污染,在報(bào)廢環(huán)節(jié)進(jìn)行環(huán)境的治理,實(shí)現(xiàn)整個(gè)生命周期中,對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)或者產(chǎn)品的出現(xiàn)，并不是孤立存在的，它是由電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)等共同產(chǎn)生的，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然趨勢。將來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及社會(huì)生產(chǎn)力的提高，機(jī)電一體化水平將向更高層次發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]宋立.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景[J].科技信息，2012，(16).

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；應(yīng)用；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”的發(fā)展階段。迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。在人們生活的各個(gè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，并蓬勃向前發(fā)展，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。

1.機(jī)電一體化概述

1.1機(jī)電一體化的定義

所謂機(jī)電一體化就是指通過將微電子技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上，并利用相關(guān)軟件將電子裝置與機(jī)械裝置有機(jī)整合在一起所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。從字面上的定義可以看出，機(jī)電一體化技術(shù)并不是機(jī)械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù)。因此，機(jī)電一體化涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面的內(nèi)容。

1.2機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)主要包括信息處理技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測與傳感器技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)等幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)，以下將分別給予詳細(xì)的說明。

1.2.1信息處理技術(shù)

所謂的信息處理技術(shù)就是指在生產(chǎn)基于機(jī)電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品的過程中，對與產(chǎn)品生產(chǎn)過程相關(guān)的各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息所進(jìn)行的處理。

1.2.2精密機(jī)械技術(shù)

精密機(jī)械技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，它是實(shí)現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的相關(guān)功能和構(gòu)造功能的重要前提和首要的技術(shù)支撐。

1.2.3自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應(yīng)控制以及補(bǔ)償和校正等技術(shù)。而且隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及功能的不斷增強(qiáng)，基于自動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量在獲得不斷的提高。

1.2.4檢測與傳感器技術(shù)

檢測與傳感器技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)各種基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)的相關(guān)參數(shù)、工作狀態(tài)以及其他相關(guān)信息的接受，以及參數(shù)和相關(guān)信息準(zhǔn)確度的檢測，通過檢測以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品運(yùn)行過程的自動(dòng)控制。

1.2.5伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)，它作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備執(zhí)行操作的重要支撐技術(shù)，在很大程度上決定了基于機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2.6系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，從整體目標(biāo)出發(fā)，將基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的總體功能劃分為若干個(gè)各功能模塊，然后結(jié)合各個(gè)功能模塊的實(shí)際情況，找出能夠有效解決各個(gè)功能模塊實(shí)際需求的可行技術(shù)方案，再把相應(yīng)的技術(shù)方案進(jìn)行匯總，從而設(shè)計(jì)出合理的功能技術(shù)方案。

2.當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)主要的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)

經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在:總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)；開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益；WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制；大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能；能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制；系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

2.2柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

2.3交流傳動(dòng)技術(shù)

傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。

3.機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢

3.1機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：

（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。

（2）20世紀(jì)70—80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。

（3）20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。

3.2未來機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

在未來，利用高新技術(shù)對機(jī)電一體化進(jìn)行改造與提升，機(jī)電一體化涉及的學(xué)科領(lǐng)域很廣，是一門獨(dú)立的綜合性、交叉性學(xué)科，我國應(yīng)更加注重對機(jī)電一體化產(chǎn)品的自主開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，利用高新技術(shù)對機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的智能化，自動(dòng)化和快速化，才能趕上或超過世界發(fā)達(dá)國家機(jī)電一體化水平，提高產(chǎn)品的市場競爭能力。

此外，新一代的機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)，設(shè)計(jì)和研制各種性能優(yōu)良、穩(wěn)定高效的機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)各種作業(yè)的柔性化和自動(dòng)化，使機(jī)械設(shè)備具有更高的柔性。其具體表現(xiàn)在：

（1）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。在CIMS發(fā)展過程中，要注重人機(jī)一體化。在CIMS系統(tǒng)，中處于核心地位的過程控制級計(jì)算機(jī)，應(yīng)配備必要的硬件和一定的軟件功能。在軟件方面，要做到計(jì)算輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算輔助制造(CAM)與硬件的有機(jī)結(jié)合，在發(fā)展過程中，要重視基本技術(shù)，不盲目追求高度自動(dòng)化，數(shù)字化，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的柔性、自動(dòng)化、全局化。

（2）智能制造技術(shù)。智能制造系統(tǒng)(IMT)是由智能機(jī)器和人類專家組成的人機(jī)一體化系統(tǒng)，是在人類專家的指導(dǎo)下，做到人機(jī)的有機(jī)結(jié)合，而不是取代人，智能制造系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自律能力。人機(jī)一體化能力，高水平的人機(jī)一體化(即虛擬制造技術(shù))，在軟件的支持下，有一定自組織能力，自我優(yōu)化能力，自我修正能力，歐美各國都花費(fèi)了很多人力物力在這方面的研究。

（3）綠色化也是機(jī)電一體化未來的一個(gè)研究熱點(diǎn)，綠色化是指產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，而且是低能耗、低材耗、協(xié)調(diào)而可再生的產(chǎn)品。

4.結(jié)語

機(jī)電一體化是很多學(xué)科相互發(fā)展和相互促進(jìn)的結(jié)果，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)所融合的技術(shù)將越來越廣泛，而以機(jī)械和微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)將成為機(jī)電一體化的必然發(fā)展趨勢，機(jī)電一體化的發(fā)展前景非常廣闊。

參考文獻(xiàn)：

篇5

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

眾所周知，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)極大地推動(dòng)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。近些年來，我國的計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，形成了機(jī)電一體化，不僅對機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，而且也給機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)從“機(jī)械電氣化”時(shí)代邁入了“機(jī)電一體化”階段。在人們生活的各個(gè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，不僅深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機(jī)向前發(fā)展。

1機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機(jī)械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學(xué)科，機(jī)電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進(jìn)步不斷得到充實(shí)和更新。機(jī)電一體化的基本特征表現(xiàn)在:它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù)，機(jī)電一體化通過對各功能單元進(jìn)行合理布局與配置，使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價(jià)值得到了充分的體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個(gè)所謂的機(jī)電一體化產(chǎn)品或機(jī)電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以，“機(jī)電一體化，，涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方而。需要特別指出的是，機(jī)電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊，而是將以上技術(shù)群進(jìn)行有機(jī)融合的綜合技術(shù)。正是這一點(diǎn)，使機(jī)電一體化在概念上與機(jī)械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看，盡管從純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，但這樣的機(jī)械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機(jī)械。進(jìn)入到機(jī)電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機(jī)械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動(dòng)處理信息、自動(dòng)檢測、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機(jī)械勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實(shí)現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點(diǎn)也在功能上將機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化區(qū)別開。這個(gè)定義強(qiáng)調(diào)它將扮演越來越重要的角色機(jī)電整合。它在復(fù)雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器(dsp)，它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng)，這發(fā)送信息，以及各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CLAD)軟件。

2國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前我國正處于市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機(jī)電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機(jī)遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當(dāng)前存在的問題無疑會(huì)有助于提高我國機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟(jì)制度也大有裨益。從促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)完整的機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機(jī)電一體化而臨以下兩點(diǎn)任務(wù):其一，要進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行微電子技術(shù)改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

首先，在技術(shù)政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時(shí)，要鼓勵(lì)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)施機(jī)電一體化技術(shù)改造。

其次，我國機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋而廣，發(fā)展迅速，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能而而俱到，所以我們應(yīng)建立機(jī)電一體化行業(yè)“協(xié)會(huì)”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機(jī)構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目，又有助于制定出縱覽全局的“機(jī)電一體化”發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車。

再次，通過“協(xié)會(huì)”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺，及時(shí)分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會(huì)上的認(rèn)知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機(jī)電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時(shí)，盡管人民幣升值短期內(nèi)會(huì)減緩我國機(jī)電產(chǎn)品出口，但對技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用此時(shí)的時(shí)機(jī)，大量引進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，也是一條促使機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑。

3機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

Electrochemic-mechanical系統(tǒng)(MEMS)一直是一個(gè)近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個(gè)快速增長的行業(yè)，它們的大小已經(jīng)超過100億美元，數(shù)以百萬計(jì)的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機(jī)。MEMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到開發(fā)微型光學(xué)開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個(gè)機(jī)電一體化極好的例子。作為另一個(gè)措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計(jì)學(xué)的改變，ASME報(bào)告中，“人口統(tǒng)計(jì)學(xué)是第二強(qiáng)大的力量改變世界的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)。在未來40年，世界人口預(yù)計(jì)將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進(jìn)入高級成熟度然后年老。“然后，報(bào)告觸動(dòng)了幾個(gè)具體的方而包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報(bào)告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵(lì)機(jī)電朝著人性化方向發(fā)展，如護(hù)理機(jī)器人的研發(fā)被稱為人類友好的機(jī)電一體化。美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(CASME)最近發(fā)表了一份報(bào)告，題為《機(jī)械工程在21世紀(jì)的發(fā)展趨勢》，其內(nèi)容主要介紹了從20世紀(jì)到21世紀(jì)機(jī)電一體化的進(jìn)展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個(gè)類別描述了工程學(xué)的變革趨勢:技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟(jì)變革和社會(huì)變革。隨著科技的進(jìn)步，以下八個(gè)領(lǐng)域?qū)?huì)是機(jī)電一體化發(fā)展的主要途徑:信息技術(shù)、微型化、材料科學(xué)、生物工程和醫(yī)藥、能源、運(yùn)輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等。

4結(jié)論

在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢逐漸增強(qiáng)，市場競爭日趨激烈的當(dāng)今社會(huì)，機(jī)電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)具有至關(guān)重要的作用。機(jī)電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)作為機(jī)械技術(shù)，信息技術(shù)，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向，妥善處理機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中而臨的問題與障礙，推動(dòng)機(jī)電一體化時(shí)代的全而發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]安紅杰.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012,(1):37.