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關(guān)鍵詞 機電一體化；電機；控制
中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）022-015-2
1 概述
1.1 機電一體化簡述
機電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體的技術(shù)。隨著現(xiàn)在計算機技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的普及，機電一體化技術(shù)已經(jīng)由原來的單一技術(shù)逐步發(fā)展到自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等相互交叉，形成了一個完整的體系。與原有的體系有所區(qū)別。尤其是計算機的使用更是使這一領(lǐng)域的發(fā)展得到了強有力的支撐。隨著科技的不斷的進(jìn)步，社會經(jīng)濟的不斷擴大，機電一體化已經(jīng)深入到了各個行業(yè)之中，創(chuàng)造出了大量的社會財富。機電一體化的最基本的特征就是將計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等技術(shù)有機的相結(jié)合在一起，通過這些技術(shù)的運用將生產(chǎn)的工作有效的分配到各個需要的工作崗位上，通過機電一體化的使用，提高了原來的工作效率，并且在生產(chǎn)過程中更是降低了能耗，提高了安全性，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量也有進(jìn)一步的提升。
1.2 機電一體化的發(fā)展歷史
機電一體化的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀(jì)的60年代，發(fā)展過程可以概括為以下幾個階段。
1）原始階段：電子技術(shù)的應(yīng)用到機械裝置中的生產(chǎn)中來，從電子技術(shù)的最初的發(fā)展就是建立在機械設(shè)備的技術(shù)改造上的，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了兩者的結(jié)合。
2）初級發(fā)展階段；計算機的使用，使得機械的電子化控制進(jìn)一步的得到了加強。計算機在電子控制方面的介入，為機電一體化控制提供了強有力的技術(shù)支持。
3）蓬勃發(fā)展階段：由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各個科學(xué)領(lǐng)域都影響到了機電一體化的發(fā)展，例如，光纖技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)、智能技術(shù)等等應(yīng)用，使機電一體化得到了充分的發(fā)展。以后也將有更多的新技術(shù)會應(yīng)用到其中來。
1.3 機電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域
經(jīng)過近50年的發(fā)展，機電一體化取得的長足的進(jìn)步，但是在應(yīng)用的范圍上還是主要應(yīng)用在自動生產(chǎn)線和數(shù)控機床方面。機床從最早的手動車床發(fā)展到現(xiàn)在數(shù)控機床，無論在功能上、操作上、效率上都比原來的機床有了顯著的提高，數(shù)控機床可以根據(jù)加工的產(chǎn)品的參數(shù)來進(jìn)行精確的操作，數(shù)控機床的另一特點是通過電腦來進(jìn)行控制的，在對相同的產(chǎn)品進(jìn)行重復(fù)的加工的時候，工作人員只需要根據(jù)事先設(shè)計好的參數(shù)進(jìn)行選擇，剩下的就可以在由數(shù)控機床自己來進(jìn)行加工了，一個人工作人員可以同時操作多臺數(shù)控機床來進(jìn)行生產(chǎn)。
2 機電一體化中電機控制技術(shù)現(xiàn)況
我國的工業(yè)經(jīng)歷了一個從無到有的發(fā)展過程，發(fā)展到現(xiàn)階段，比起最初的起步階段已經(jīng)有了很大的改變，但是某些的技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距，其中最明顯的就是電機的控制技術(shù)。電機控制技術(shù)是機電一體化過程中不可或缺的一個重要組成部分，在我國的工業(yè)發(fā)展中扮演了重要的角色，也是國家大力發(fā)展的一個目標(biāo)，電機的運行在整個的工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)中屬于重中之重。電機的運用到生產(chǎn)中來，可以有效的降低工作成本，提高工作效率。
由于電機設(shè)備是機電一體化生產(chǎn)中的關(guān)鍵部件，機電設(shè)備的出現(xiàn)問題的地方，多數(shù)是在電機控制保護(hù)裝置中，所以電機必須要有堅硬的電機保護(hù)外殼，同時還要有良好的絕緣性。隨著機械的自動化的程度越來越高，很多需要工作人員操作的地方都由機械設(shè)備所取代，隨著自動化程度的越來越高，生產(chǎn)的效率越來越高，但是時間長了，機械的工作和電機設(shè)備的長時間運轉(zhuǎn)，都會造成磨損，由于長期處于高溫、高壓、電壓不穩(wěn)定、酸腐等惡劣環(huán)境下，很容易出現(xiàn)各種各樣的問題，造成機電設(shè)備的老化，降低了機器的使用壽命。為了能夠及時有效的了解機電設(shè)備的運行情況，這就需要我們的技術(shù)人員長時間的測試和試驗，以便對機電設(shè)備做出合理的維護(hù)和檢修。
3 未來機電一體化電機控制發(fā)展和展望
從以上的情況中，我們不難看出阻礙機電一體化發(fā)展的問題所在。只有在機電設(shè)備這個重要環(huán)節(jié)上下工夫，才能解決問題，但這并不是一朝一夕可以解決的，需要大量的相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員通過各種實驗和測試加以解決，其中在涉及到控制部分的專業(yè)就有單片機、整流模塊、輸入、輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、報警電路等多個相關(guān)的工程學(xué)科，就拿其中的單片機來講，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，從我們生活中的遙控器中到天上的無人偵察的控制，都有單片機的身影，單片機為了滿足機電一體化控制的需求，就需要專業(yè)的人員來對單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)編程，然后再將所編寫的程序固定到單片機的芯片中去。其中的一個環(huán)節(jié)就需要涉及到很多的科學(xué)知識，將其中的各個技術(shù)環(huán)節(jié)都拆開來進(jìn)行研究可見是一項相當(dāng)浩大的工程。它需要經(jīng)過多個領(lǐng)域的技術(shù)人員通力合作才能完成的。
在未來的機電一體化的發(fā)展過程中，必將涉及到更多的科學(xué)領(lǐng)域，這些科學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)，都為機電一體化控制提供重要的技術(shù)支撐，這些技術(shù)的使用，可以降低能源的消耗、資源的浪費、降低人們的成本、產(chǎn)品的成本并提高產(chǎn)品的質(zhì)量，為社會創(chuàng)造大量的財富，還可以極大的提高人們的生活質(zhì)量，增強國家的實力，為我國的發(fā)展盡一份力。
4 結(jié)束語
將機械設(shè)備與電子設(shè)備有機的組合到一起，就是機電一體化控制。兩者相互促進(jìn)相輔相成，隨著越來越多的新技術(shù)的使用，機電一體化控制的發(fā)展前途光明，隨著社會的不斷進(jìn)步，對生活的要求人們也在不斷的提高，這就對各種生活資料提出了更多需求，為了滿足這些需求，必然會有越來越多的領(lǐng)域采用機電一體化控制技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)?，F(xiàn)代社會是一個信息爆炸的時代，計算機、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化技術(shù)、虛擬技術(shù)等等新技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，必將對機電一體化控制技術(shù)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響，在技術(shù)的提升同時，也必將會為機電一體化的發(fā)展帶來更美好的前景。
參考文獻(xiàn)
[1]程顯敏.機電一體化的發(fā)展趨勢[J].黑龍江交通科技，2011（08）.
關(guān)鍵詞:機電一體化；發(fā)展歷史；三個階段；發(fā)展趨勢；智能化
中圖分類號： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
以電子計算機應(yīng)用技術(shù)、信息技術(shù)等為代表的現(xiàn)代科技正在人類社會的各個領(lǐng)域逐廣泛地滲透著。并帶來了眾多行業(yè)革命性質(zhì)的變化，機電一體化也位列其中。
機電一體化不是機械裝置與電子裝置的簡單組合, 而是在功能上取其所長，形成有機結(jié)合 , 以實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳構(gòu)成。其目的是增加系統(tǒng)的功能, 提高機電效率、可靠性和價格比, 可以很好地節(jié)省原材料和能源, 降低生產(chǎn)成本。隨著機械技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展, 機電一體化的涵義也在不斷發(fā)展。
一、機電一體化的核心技術(shù)
機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。
系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
二、機電一體化的歷史發(fā)展
1、機電一體化的發(fā)展史
20 世紀(jì)60 年代以來，人們開始利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起到了積極的作用。當(dāng)時機械技術(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。
20 世紀(jì)80 年代末期，機電一體化在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。
20 世紀(jì)90 年代后期，機電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。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，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機電一體化進(jìn)一步建立了堅實的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。
2、機電一體化的發(fā)展前景
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科之間的交叉與滲透以及相互融合，引起了眾多領(lǐng)域特別是工程領(lǐng)域的技術(shù)革新與革命。機電一體化正是這種集多種學(xué)科于一體的交叉學(xué)科，它的發(fā)展依賴但同時也促進(jìn)了其他相關(guān)技術(shù)進(jìn)步。
隨著信息技術(shù)以更快的速度、更強的態(tài)勢和更廣的范圍發(fā)展，未來機電一體化的發(fā)展前景也可窺見一斑。
3、機電一體化發(fā)展趨勢
隨著相關(guān)技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，機電一體化主要發(fā)展方向有：數(shù)字化、智能化、模塊化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化等等。
（1）數(shù)字化
微處理器的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展數(shù)控機床及機器人； 數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能摘要力及良好人機界面，數(shù)字化的實現(xiàn)便于遠(yuǎn)距操作、診斷和修復(fù)。
（2）智能化
智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。
（3）模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家眾多，模塊化技術(shù)可減少產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)成本，提高不同產(chǎn)品零部件通用化程度，提高產(chǎn)品裝配性、維修性、擴展性等。利用這些模塊可以迅速方便地設(shè)計和制造出多種新的機電一體化產(chǎn)品。
（4）微型化
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要，由于微型化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，可進(jìn)入一般機械無法進(jìn)入的空間，并易進(jìn)行精細(xì)操作，因此在生物醫(yī)療、軍事信息等方面具有不可比擬優(yōu)勢。
（5）網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到、質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。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)備本身就是機電一體化產(chǎn)品
（6）環(huán)保化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。它在令我們的生活舒適的同時也造成了一定的危害，比如資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、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，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。
三、發(fā)機電一體化發(fā)展策略
機電一體化和其它新技術(shù)一樣, 機電一體化所用到的新技術(shù)都是其發(fā)展手段, 不是目的。由此看來，若要研究其學(xué)術(shù)水平、學(xué)術(shù)價值的最終標(biāo)準(zhǔn)只能從經(jīng)濟效益和社會效益出發(fā), 其間包括直接的和間接的,當(dāng)前的和長遠(yuǎn)的。
在我國大環(huán)境下，鑒于作為振興傳統(tǒng)機電行業(yè)新鮮動力的一體化技術(shù)的大力發(fā)展，機電一體化行業(yè)的發(fā)展任務(wù)可以概括如下：
不遺余力地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機電產(chǎn)品的不斷更新升級
當(dāng)前，在信息化發(fā)展的大環(huán)境下，通過以上途徑使機電一體產(chǎn)業(yè)的健康向上發(fā)展，并為我國經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整做出積極的貢獻(xiàn)成為了我國機電一體化發(fā)展的基本任務(wù)
2、用機電一體化相關(guān)技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)
為此，應(yīng)多方舉措、合理推進(jìn)、大力支持機電一體化的發(fā)展，具體措施如下：
（1）要加強統(tǒng)籌規(guī)劃，合理協(xié)調(diào)發(fā)展。盡管我國從事機電一體化工作的研究單位和生產(chǎn)企業(yè)相對較多，但由于各個個體由于發(fā)展的立足點和出發(fā)點的區(qū)別，均有各自的發(fā)展規(guī)劃及策略，整體來看，機電一體化行業(yè)發(fā)展缺乏足夠的統(tǒng)籌安排，從而缺乏具有全局意義的計劃與規(guī)劃。因此，各主管部門有必要在進(jìn)行調(diào)研、分析的基礎(chǔ)上制定出一套適合行業(yè)自身發(fā)展態(tài)勢的規(guī)劃，從而進(jìn)行宏觀指導(dǎo)生產(chǎn)。
（2）要創(chuàng)優(yōu)發(fā)展環(huán)境，營造良好發(fā)展氛圍。
良好的環(huán)境是行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，全社會上下一致的重視及認(rèn)可是機電一體化發(fā)展的有利條件。所以盡可能地優(yōu)化環(huán)境，尤其是機電一體化行業(yè)的投資環(huán)境，盡可能地為相關(guān)企業(yè)開辟綠色通道，調(diào)配有用資源成為了眼下需要著手進(jìn)行的重要工作。同時在政策上進(jìn)行大力支持，以使其能在更加良性的發(fā)展軌道上快速前進(jìn)。
（3）是要加強行業(yè)管理，發(fā)揮協(xié)會等組織作用。行業(yè)協(xié)會的作用如今已經(jīng)屢見不鮮，行業(yè)協(xié)會可以發(fā)揮更加靈動和契合實際的、適合個體的細(xì)化作用。我國有必要根據(jù)行業(yè)發(fā)展的特點，強化機電一體化行業(yè)的統(tǒng)籌機構(gòu)，加強業(yè)協(xié)會的建設(shè)，明確職責(zé)，從而使其能更好地指導(dǎo)行業(yè)發(fā)展的進(jìn)程。
結(jié)語：
綜上所述，機電一體化是當(dāng)今機械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢。它的發(fā)展已經(jīng)引起了機械工業(yè)以致社會巨大的變革。
參考文獻(xiàn)：
[1]．姜培剛，蓋玉先，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計，機械工業(yè)出版社。
摘要：由于我國逐漸成為世界制造業(yè)基地加上傳統(tǒng)企業(yè)面臨大規(guī)模的技術(shù)改造與設(shè)備更新，國內(nèi)急需大量先進(jìn)制造技術(shù)專業(yè)人才畢業(yè)生主要在各行政、企業(yè)、事業(yè)單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調(diào)試以及技術(shù)管理等工作。
關(guān)鍵詞：機電一體化；技術(shù)；前景
一、機電一體化
機電一體化，是應(yīng)用電子信息（傳感器，計算機，控制）技術(shù)，是機械結(jié)構(gòu)更柔性化技術(shù)化的學(xué)科。日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機電一體化技術(shù)”這一概念，即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。是機械（machanism）和電子技術(shù)（electronics）的合成詞。機電一體化系統(tǒng)的組成要素有：計算機，機械裝置，傳感器，執(zhí)行裝置和動力源。按照控制形式可以分為：閉環(huán)系統(tǒng)，半閉環(huán)系統(tǒng)，開環(huán)控制。把人體作為一個機械系統(tǒng)的話，那么人的骨骼，四肢相當(dāng)于機械裝置，人的神經(jīng)系統(tǒng)相當(dāng)于傳感器，血液內(nèi)臟相當(dāng)于動力源，肌肉相當(dāng)于執(zhí)行裝置，人的大腦相當(dāng)于計算機。
1.機電一體化的含義：
“機電一體化”在國外被稱為Mechatronics，是日本人在20世紀(jì)70年代初提出來的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個新詞，意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認(rèn)，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)又稱為機械電子技術(shù)，是機械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。
2.機電一體化技術(shù)
機電一體化技術(shù)，是在微型計算機為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進(jìn)行研究，使得整個系統(tǒng)有機結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。
3.機電一體化技術(shù)發(fā)展
3.1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
3.2 智能化
即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。
3.3交流傳動技術(shù)
傳動技術(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。
4.機電一體化技術(shù)五大組成要素與四大原則：
（1）五大組成要素：一個機電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機結(jié)合而成。機械本體（結(jié)構(gòu)組成要素）是系統(tǒng)的所有功能要素的機械支持結(jié)構(gòu)，一般包括有機身、框架、支撐、聯(lián)接等。
動力驅(qū)動部分（動力組成要素）依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。測試傳感部分（感知組成要素）對系統(tǒng)的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息?？刂萍靶畔⑻幚聿糠郑毮芙M成要素）將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。執(zhí)行機構(gòu)（運動組成要素）根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動作和功能。
（2）機電一體化四大原則：
構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。接口耦合：兩個需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現(xiàn)。而兩個信號強弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準(zhǔn)確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進(jìn)行交換與傳遞。能量轉(zhuǎn)換：兩個需要進(jìn)行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和交流，必須進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器，驅(qū)動器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理。信息控制：在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機制以及自學(xué)習(xí)功能等知識驅(qū)動功能。運動傳遞：運動傳遞使構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優(yōu)化。
二、機電一體化專業(yè)就業(yè)前景
市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)機電一體化專業(yè)是一個寬口徑專業(yè)，適應(yīng)范圍很廣，學(xué)生在校期間除學(xué)習(xí)各種機械、電工電子、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓(xùn)和國家職業(yè)資格證書考試，充分體現(xiàn)重視技能培養(yǎng)的特點。學(xué)生畢業(yè)后主要面向珠江三角洲各企業(yè)、公司，從事加工制造業(yè)，家電生產(chǎn)和售后服務(wù)，數(shù)控加工機床設(shè)備使用維護(hù)，物業(yè)自動化管理系統(tǒng)，機電產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、改造、技術(shù)支持，以及機電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、銷售、經(jīng)營管理等等。機電一體化專業(yè)就業(yè)前景主要就業(yè)崗位：機電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修、銷售及管理；普通機床的數(shù)控化改裝等。機電一體化專業(yè)就業(yè)前景次要就業(yè)崗位：機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、改造、技術(shù)服務(wù)等。就業(yè)方向及相應(yīng)業(yè)務(wù)規(guī)格：車間技術(shù)員、工藝員方向：①具有車間生產(chǎn)管理、組織協(xié)調(diào)能力。②具有加工工藝規(guī)程編制和工藝裝備設(shè)計的能力。③具有較強的讀圖、CAD繪圖、運用計算機辦公系統(tǒng)和文字處理能力。④具有機電一體化設(shè)備的調(diào)試和操作的初步能力。學(xué)生須獲得計算機一級考試合格證書、高校英語應(yīng)用能力A級證書，建議獲得Auto-CAD證書、維修電工高級證書、數(shù)控高級證書?，F(xiàn)代制造技術(shù)運用方向：①掌握現(xiàn)代制造軟件、機械CAD/CAM等知識。②具有較強的數(shù)控機床編程、操作、調(diào)試、維護(hù)等能力。③具有較強的機制工藝規(guī)程編制和工藝裝備設(shè)計能力。④具有初步的數(shù)控設(shè)備改造能力。學(xué)生須獲得計算機一級考試合格證書、高校英語應(yīng)用能力A級證書，建議獲得Auto-CAD證書、維修電工高級證書、數(shù)控高級證書、Pro-E程序員證書?，F(xiàn)代設(shè)備管理與維修方向：①具有工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代設(shè)備管理與運行維護(hù)的能力。②具有常規(guī)設(shè)備的選型、安裝、調(diào)試與改造的能力。③具有機床電器控制和計算機控制運用的能力。④掌握機械CAD/CAM的基本知識。（作者單位：黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電系）
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：機電一體化；應(yīng)用；發(fā)展前景
中圖分類號：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0064-02
機電一體化技術(shù)這一概念最早是由日本企業(yè)界在二十世紀(jì)七十年代左右提出的，當(dāng)時被取名為“Mechatronics”，意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。隨著時代的發(fā)展，機電一體化技術(shù)融合了計算機技術(shù)、機械加工技術(shù)、自動化技術(shù)及電子信息技術(shù)等多種技術(shù)類型。機電一體化技術(shù)實現(xiàn)了人工操作向機械自動化操作的轉(zhuǎn)變，在產(chǎn)品制造水平、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品性能穩(wěn)定性等方面帶來了顯著變化。隨著新時期工業(yè)生產(chǎn)逐漸向自動化、智能化及綠色化方向發(fā)展，機電一體化技術(shù)在眾多領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。
1 機電一體化技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用狀況
1.1 數(shù)控機床
機電一體化技術(shù)最為典型的應(yīng)用案例就是數(shù)控機床，隨著近些年的發(fā)展，數(shù)控機床在精度控制上更為精確，在功能上更加多樣，在結(jié)構(gòu)上更加趨于合理，在操作上更顯便捷，總體上說，隨著機電一體化技術(shù)的深入應(yīng)用，數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)功能上向著模塊化、總線式、緊湊型方向發(fā)展，在組織體系上更多采用了多主總線及多CPU架構(gòu)模式。將富有開放性的設(shè)計方法應(yīng)用于數(shù)控機床，可以極大提高系統(tǒng)的兼容屬性及層次屬性，在編程、設(shè)備升級改裝等環(huán)節(jié)更加便捷智能，能夠達(dá)到一臺機床實時控制多臺機床的效果，從而實現(xiàn)了多通道及多過程的控制管理。
此外，通過在數(shù)控機床系統(tǒng)中采用機電一體化中的在線診斷技術(shù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊控制技術(shù)，當(dāng)機床出現(xiàn)或要出現(xiàn)各類故障時，如刀具破損等，可以借助在線診斷的相關(guān)功能模塊向機床操作人員進(jìn)行信息反饋，從而便于及時采取相應(yīng)的控制措施。
1.2 工業(yè)機器人等柔性制造系統(tǒng)
柔性制造系統(tǒng)，簡稱為FMS，實現(xiàn)了高度計算機化，涵蓋了數(shù)控機床、工業(yè)機器人、料盤及自動化倉庫等各個部分，能夠根據(jù)生產(chǎn)指令，按量地開展各類生產(chǎn)任務(wù)。除了上面介紹的數(shù)控機床，機電一體化在工業(yè)機器人制造中也發(fā)揮了重要作用。
工業(yè)機器人能夠代替一部分人力勞動，在涉及到作業(yè)條件復(fù)雜，如噪音污染大、氣體污染嚴(yán)重、輻射程度較高的作業(yè)場所，工業(yè)機器人可以發(fā)揮自身優(yōu)勢，確保生產(chǎn)制造的連續(xù)性。隨著機電一體化技術(shù)的成熟，現(xiàn)階段工業(yè)機器人智能化程度大幅提高，能夠借助功能更加強大的元件設(shè)備收集整理數(shù)據(jù)，并針對具體情況作出分析判斷，一定程度上達(dá)到了人腦的功能，在多種作業(yè)環(huán)境中能夠?qū)嵤﹩为氉鳂I(yè)。
1.3 計算機集成制造及分布式控制系統(tǒng)
計算機集成制造借助于自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)，通過采用計算機技術(shù)，把產(chǎn)品設(shè)計制造過程中的一些分散的子系統(tǒng)加以集成，從而形成了能夠適用于小批量及多品種生產(chǎn)的智能化制造系統(tǒng)。計算機集成制造突破了各個部門之間的生產(chǎn)界限，做到了產(chǎn)品在開發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營等環(huán)節(jié)的融合。
分布式控制系統(tǒng)是通過中央計算機控制指揮多臺計算機設(shè)備，憑借著分布式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，是機電一體化系統(tǒng)中的關(guān)鍵核心技術(shù)。分布式控制系統(tǒng)在分級上根據(jù)具體情況可以分為兩級系統(tǒng)、三級系統(tǒng)乃至更多級別，能夠?qū)ιa(chǎn)制造過程進(jìn)行實時的監(jiān)督控制及管理，在后期維護(hù)及系統(tǒng)擴展上也能夠靈活操控。
1.4 在建筑施工行業(yè)中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有不少先進(jìn)的機電一體化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于實際建筑施工中。施工機械機電一體化從半自動化、監(jiān)控、全自動到遙控不斷發(fā)展，降低了施工風(fēng)險，提高了施工質(zhì)量。
現(xiàn)階段機電一體化技術(shù)在建筑工程中的具體應(yīng)用主要包括混凝土機械、起重機械、土方機械（如國外液壓挖掘機）。機電一體化技術(shù)應(yīng)用在建筑施工領(lǐng)域既可以保證施工安全和工程質(zhì)量，降低勞動強度、加快施工進(jìn)度，也對避免工場事故有著重大的意義。
2 機電一體化的未來發(fā)展前景
2.1 人工智能化
現(xiàn)階段機電一體化具備了一定的智能化程度，但尚無法達(dá)到人工智能化的水平，隨著技術(shù)的發(fā)展，原先預(yù)想的使數(shù)控機床及工業(yè)機器人具備模擬人腦的能力，已不再簡單局限在幻想中。機電一體化實現(xiàn)人工智能化，能夠使其具備推理判斷能力、自主思考能力以及決策制定能力，一方面能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)制造的自動化水平，另一方面能夠極大地節(jié)省人力成本，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和精度。
2.2 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)，軍事、政治、教育以及人民的日常生活都帶來了極大的變化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠為機電一體化在遠(yuǎn)程監(jiān)控及遠(yuǎn)程控制等環(huán)節(jié)創(chuàng)造條件，因此，機電一體化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合也是未來機電一體化發(fā)展前景之一。在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化操作后，工業(yè)生產(chǎn)制造人員可以脫離具體的生產(chǎn)崗位，只需在車間內(nèi)走動，掌握各個設(shè)備的運行狀態(tài)，然后借助操作面板來對各個流程工作加以控制。此外，在機電一體化設(shè)備和操作終端之間通過建立網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，借助光纖等信息傳播介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，能夠極大地降低工作量。
2.3 微型化
機電一體化設(shè)備體積龐大，雖然不會對其性能構(gòu)成影響，但在搬運中卻極為不便，微型機電一體化技術(shù)有效融合了軟件技術(shù)、微電子技術(shù)及微機械技術(shù)，是未來機電一體化發(fā)展的重要方向。根據(jù)相關(guān)研究，機電一體化微型系統(tǒng)，可以實現(xiàn)向微米及納米系統(tǒng)的演進(jìn)。未來可能出現(xiàn)的微型化機電一體化技術(shù)可以在生物醫(yī)學(xué)及航空航天等領(lǐng)域廣泛使用。
2.4 模塊化及綠色環(huán)?；?/p>
現(xiàn)階段機電一體化的產(chǎn)品類型較多，生產(chǎn)制式不盡相同，在信息接口、電氣設(shè)備接口及動力接口上也存在差異，隨著技術(shù)成熟及行業(yè)間融合的加深，有必要制定出統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)模式，實現(xiàn)機電一體化的標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化。
此外，隨著人們環(huán)保意識的增強，在產(chǎn)品選擇上人們更加趨向于綠色產(chǎn)品，因此，機電一體化的綠色化也將成為未來的重要發(fā)展方向，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、包裝、運輸以及使用等環(huán)節(jié)，環(huán)保觀念會貫穿于全過程。
3 結(jié) 語
總之，機電一體化技術(shù)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用可以極大提高產(chǎn)品的精度、質(zhì)量及生產(chǎn)效率，在強調(diào)成本節(jié)約及規(guī)模化生產(chǎn)的背景下，具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢。隨著科技的進(jìn)步，機電一體化在未來發(fā)展前景上會向著更加智能、綠色、高效的方向發(fā)展，并將在工業(yè)生產(chǎn)制造中發(fā)揮更大的作用。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：發(fā)展歷程；發(fā)展前景；應(yīng)用領(lǐng)域；形勢和任務(wù)及對策
1機電一體化發(fā)展的歷程
自從有電子技術(shù),電子與機械技術(shù)就開始結(jié)合了,出現(xiàn)半導(dǎo)體集成電路,機電一體化有明顯的進(jìn)展,開始引起注意?！皺C電一體化”是日本電機公司在二十世紀(jì)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時，人們把“機電一體化”當(dāng)作是機械和電子的結(jié)合。20世紀(jì)80年代初，信息技術(shù)的出現(xiàn)，使更高級的機電一體化的產(chǎn)品出現(xiàn)，典型的產(chǎn)品如數(shù)控機床，工業(yè)機器人，汽車電子控制系統(tǒng)等?！皺C電一體化”早在1971年，日本“機械設(shè)計”雜志就提出的，它融合了機械和電子及信息等多種技術(shù)成為一體的。是采用“機電一體化”技術(shù)制造出的產(chǎn)品，稱它為“機電一體化”產(chǎn)品。機械系統(tǒng)也利用了數(shù)據(jù)庫，如洗衣機等其它消費品用了數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動系統(tǒng)。此外，機電一體化也用在光學(xué)，出現(xiàn)了光機電一體化的新領(lǐng)域。到了20世紀(jì)90年代，進(jìn)入了微機電一體化，機器可像機器人那樣有多用途。隨后，機電一體日益發(fā)展，進(jìn)入了21世紀(jì)。
2機電一體化發(fā)展前景
機電一體化的發(fā)展有以下幾個方向：
2.1智能化
智能化是機電一體化發(fā)展的方向，智能化產(chǎn)品可以判斷、推理和邏輯思維及決策能力,從而代替了一部分的腦力勞動。2.2系統(tǒng)化系統(tǒng)化一方面是開放式和模式化的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以任意的剪裁與組合,同時實現(xiàn)多個系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與綜合的管理。系統(tǒng)化另一方面是通信功能強,實現(xiàn)遠(yuǎn)程及局部網(wǎng)絡(luò)被采用。
2.3微型化
微型化融合了機械、電子和軟件技術(shù)的微技術(shù),是機電一體化的又一個新的發(fā)展方向。國外微機械系統(tǒng)幾何尺寸一般小于1cm,甚至微米、納米級。由于微機電可進(jìn)入有的機械無法進(jìn)入的空間能進(jìn)行精細(xì)的操作,所以在生物、航空、信息、工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,有很寬的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在,用半導(dǎo)體器件制作的蝕刻技術(shù),已造出亞微米級的機械元件。
2.4模塊化
模塊化是機電一體化一個發(fā)展趨勢,是一項重要的工程。機電一體化種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制具有標(biāo)準(zhǔn)機械、電氣、動力、信息接口的機電一體化的產(chǎn)品是一項復(fù)雜的事,它需要制訂標(biāo)準(zhǔn),以便各部件與單元的匹配和接口。
2.5網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)化是機電一體發(fā)展的目標(biāo)。機電一體化的產(chǎn)品面向網(wǎng)絡(luò)的方式是不一樣的。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及,遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備本就是機電一體化產(chǎn)品。
2.6綠色化
工業(yè)的發(fā)展使人們的環(huán)境受到污染,綠色化尤為重要。綠色化是時展的必然結(jié)果。對于產(chǎn)品從制造，包裝，運輸和使用到報廢的整個過程中,對環(huán)境應(yīng)無危害。綠色化是指使用時不污染環(huán)境,報廢時可以回收再利用。
3機電一體應(yīng)用領(lǐng)域
3.1數(shù)控機床
數(shù)控機床經(jīng)過幾十年的發(fā)展,在各個方面都有迅速提高,表現(xiàn)在:總線、模塊、緊湊的結(jié)構(gòu),能實現(xiàn)有一臺機床完成多個加工任務(wù)或控制幾臺和幾種機床的能力,并能破損檢測，物料搬運，機械手等控制。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能,加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。可見數(shù)控機床用途的廣大。
3.2計算機集成系統(tǒng)
CIMS的實現(xiàn)不是簡單的組合,而是最優(yōu)綜合。它打破了部門與部門之間的界線,用制造來控制物流信息流,從而實現(xiàn)決策、開發(fā)、準(zhǔn)備、實驗到生產(chǎn)管理的有機結(jié)合。
3.3柔性系統(tǒng)
柔性系統(tǒng)是由計算機，數(shù)控機床，機器人，料盤，自動搬運小車，自動化倉庫等組成的。它可以隨機、實時、按量地照裝配部門的要求,生產(chǎn)任何工件,特別適于多品種，中小批量，離散零件的生產(chǎn)。
3.4工業(yè)機器人
第1代機器人只能根據(jù)示教，進(jìn)行重復(fù)運動,對工作環(huán)境、作業(yè)對象的變化，缺乏適應(yīng)性、靈活性，第2代機器人有傳感元件,能獲取作業(yè)和操作者的簡單信息,通過計算機的判斷,對動作進(jìn)行控制,表現(xiàn)出低級智能。第3代機器人有多種感知功能,有復(fù)雜的邏輯思維進(jìn)行判斷和決策,能獨立行動。
4機電一體化面形勢和任務(wù)及決策
4.1形勢
機電一體化技術(shù)改造的工作量大而廣、壓力大。產(chǎn)品耗能，耗水，耗材高，有污染，、擾民，責(zé)任重。近年來，工業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，幾經(jīng)調(diào)整，成效不夠明顯。有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的問題，有故土難離的問題，也有拿不出理想的產(chǎn)業(yè)，選不出好的產(chǎn)品問題。這就必須發(fā)展機電一體化，機電一體化產(chǎn)品無論在功能和性能上還是質(zhì)量上都很好。成本又低。同時，向機械工業(yè)注入新的活力，從而實現(xiàn)了文明生產(chǎn)。
4.2任務(wù)
在機電一體化方面的任務(wù)兩句話：一句話是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是開發(fā)機電一體化產(chǎn)品，使產(chǎn)品更新?lián)Q代。促進(jìn)機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。
4.3對策
4.3.1統(tǒng)一安排，協(xié)調(diào)發(fā)展我國機電一體化的企業(yè)各自都有自己的策略。各單位只想局部利益，缺少綜觀全局的計劃和戰(zhàn)略。因此，有關(guān)單位要制定出有計劃的政策。4.3.2強化管理，發(fā)揮協(xié)會功能機電一體化發(fā)展較快，因此，要有機電一體化的統(tǒng)管機構(gòu)，加強協(xié)會的建設(shè)，給予其管理職能。擴大機構(gòu)，發(fā)揮好協(xié)會的作用。4.3.3優(yōu)化環(huán)境優(yōu)化環(huán)境指通過廣告宣傳，使社會上下都重視，支持發(fā)展，如為外商提供方便；開綠燈。要限制耗電，耗水，耗材不能對周邊環(huán)境造成污染。
5結(jié)論
Abstract: the development of modern science and technology, a strong impetus to the different disciplines of cross-cutting and infiltration, resulting in the mining area and the transformation of the technological revolution. This article through to our country mechanical and electrical integration of the historical development and current situation, electromechanical integration of the partial forecast
主題詞：機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀前景
Keywords: mechanical and electrical integration of technology status prospect
中圖分類號： TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了礦業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機械工程領(lǐng)域,由微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”發(fā)展階段。
一、機電一體化概要
機電一體化是指在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。但其基本特征可概括為綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
世界范圍內(nèi)機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀(jì)60年代以前由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機械技術(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；第二階段可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機電一體化的發(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算機的迅猛發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)；第三階段,20世紀(jì)90年代后期,開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。。
二、機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
我國從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機電一體化的發(fā)展趨勢
(一)智能化
智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能的研究日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。智能化使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能是不可能的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能則是完全可能的。機電一體化技術(shù)在發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的研究和運用，現(xiàn)在機電一體化技術(shù)正向智能化方向發(fā)展。最新的技術(shù)方向是：光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機電一體化，使得微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中出現(xiàn)，從而出現(xiàn)光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進(jìn)一步對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，使機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都得到了深入研究。要充分發(fā)揮大專院校、研究機構(gòu)的科研作用，讓大專院校、研究機構(gòu)與一些大中型企業(yè)在機電一體化技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行合作研究，推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展并把最新的研究成果快速的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用于實際的產(chǎn)品和相關(guān)的領(lǐng)域，為各方面帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益從而達(dá)到相互促進(jìn)的積極作用。
(二)網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代,計算機技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育和日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。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)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，可使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
(三)微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng),泛指幾何尺寸不超過1 cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù),微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
(四)綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適；另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、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,資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
近幾年來,我們機電一體化產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)得到長足的進(jìn)步。機電一體化技術(shù)在發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的研究和運用，現(xiàn)在機
電一體化技術(shù)正向智能化方向發(fā)展。最新的技術(shù)方向是：光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機電一體化，使得微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中出現(xiàn)，從而出現(xiàn)光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進(jìn)一步對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，使機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都得到了深入研究。例如,國產(chǎn)電牽引采煤機已經(jīng)占領(lǐng)國內(nèi)市場,核心部分是由安裝在采煤機上的計算機和傳感器組成,具有多種保護(hù)、遙控功能。國產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機也已占領(lǐng)國內(nèi)市場。此外,我國在液壓支架電液控制、膠帶運輸機、礦井供電設(shè)備以及風(fēng)機、水泵、壓風(fēng)機、局扇等設(shè)備上也都有成熟的機電一體化產(chǎn)品。但是，,筆者認(rèn)為在發(fā)展我國機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)上應(yīng)該注意以下幾點：①研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置,增加產(chǎn)品國產(chǎn)化的比例；②增加產(chǎn)品的通訊功能,以適應(yīng)綜合自動化的需要；③進(jìn)一步提高尤其是大型設(shè)備的故障診斷功能和智能化程度。
機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。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,機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。我國可以利用廣闊的市場潛力,用全新的方式和更短的時間研發(fā)更多具有知識產(chǎn)權(quán)的機電一體化產(chǎn)品。隨著我國科學(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,在國內(nèi)外發(fā)展的同時，行業(yè)內(nèi)肯定會有競爭的時候，它既是挑戰(zhàn)，更是機遇。筆者相信，在新的社會主義建設(shè)思想的指引下，我國機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞:機電一體化;應(yīng)用;前景
中圖分類號:TD614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1009-9166(2010)020(C)-0186-01
一、概述
機電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革,使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品,不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求,而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
二、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用
(一)數(shù)控機床。數(shù)控機床及相應(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,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)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。(4)大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計,不僅豐富了數(shù)控功能,同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。(5)能實現(xiàn)多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
(二)工業(yè)機器人。第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人,它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運動,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,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進(jìn)行反饋控制,表現(xiàn)出低級智能,已開始走向?qū)嵱没?第3代機器人即智能機器人,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)境中獨立行動,與第5代計算機關(guān)系密切。
(三)計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)。CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合,而是全局動態(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”,實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(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。
(四)柔性制造系統(tǒng)(FMS)。柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng),主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、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)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
三、機電一體化發(fā)展應(yīng)用前景
開發(fā)新一代的機電一體化系統(tǒng),設(shè)計和研制各種性能優(yōu)良、穩(wěn)定高效的機器人和機電一體化設(shè)備,實現(xiàn)工業(yè)和各種作業(yè)的柔性化和自動化,使機械設(shè)備具有更高的柔性。智能制造系統(tǒng)(MIT)是由智能機器和人類專家組成的人機一體化系統(tǒng),是在專家的指導(dǎo)下,做到人機的有機結(jié)合,具有很強的自律能力和人機一體化能力;高水平的人機一體化(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)化能力和自我修正能力,是機電一體化研究熱點。它是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、心理學(xué)、生理學(xué)、運籌學(xué)、計算機科學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,對診斷過程、人機接口、自動編程和加工過程等問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策,以取代或延伸制造工程中人的部分腦力勞動并對專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展,以求得更高的控制目標(biāo)。
快速零件制造技術(shù)(RPM)是由CAD模型直接驅(qū)動的快速制造任意復(fù)雜形狀三維實體技術(shù)總稱。其加工過程中人工干預(yù)少或無人工干預(yù),由CAD軟件設(shè)計零件的三維實體模型的數(shù)字模型,然后根據(jù)工藝要求,按一定厚度分層,完成從三維實體模型到三維平面的轉(zhuǎn)變,進(jìn)行加工處理,生成數(shù)控加工代碼,再以平面加工方式生產(chǎn),是集計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、材料技術(shù)等于一體,是零件制造加工的前沿技術(shù),是新的發(fā)展方向。
隨著新世紀(jì)的到來,人們對制造模式有了新的認(rèn)識;從以“技術(shù)”為中心向以“人”為中心轉(zhuǎn)變,從“金字塔式多層次管理”向“網(wǎng)絡(luò)式管理”、由順序工作方式向并行工作方式,由固定組織加工向敏捷制造加工轉(zhuǎn)變,特別是由質(zhì)量第一向快速響應(yīng)市場需求的轉(zhuǎn)變。因此,21世紀(jì)制造模式成為機電一體化研究的新領(lǐng)域。
結(jié)束語:綜上所述,隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展,要求新一代機電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)也必然會朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展,從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。
作者單位:安徽省煤田地質(zhì)局第一勘探隊
作者簡介:賈海林(1957.11― ),工作時間1975年,現(xiàn)任安徽煤田地質(zhì)局第一勘探隊,機電工程師。
參考文獻(xiàn):
[1]李運華.機電控制[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003.
