時間：2023-08-17 17:34:52
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關鍵詞 機電一體化技術 相關技術 組成要素 原則 發(fā)展方向
一、機電一體化技術的相關技術
1.機械技術
機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。
2. 計算機與信息技術
計算機技術與信息技術密切相關，其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。在機電一體化系統(tǒng)中，計算機與信息處理部分指揮整個系統(tǒng)的運行，信息處理是否正確、及時，直接影響到系統(tǒng)工作的質量和效率。
3. 系統(tǒng)技術
系統(tǒng)技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，它是實現系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
4. 自動控制技術
自動控制技術范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5. 傳感檢測技術
傳感檢測技術是系統(tǒng)的感受器官，是實現自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。
6. 伺服傳動技術
伺服傳動技術包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質量和功能有決定性的影響。
二、 機電一體化系統(tǒng)五大組成要素一個機電一體化系統(tǒng)中一般由結構組成要素、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合而成。
機械本體是系統(tǒng)的所有功能要素的機械支持結構;動力驅動部分依據系統(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。
測試傳感部分對系統(tǒng)的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數和狀態(tài)進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經過分析、處理后產生相應的控制信息。
控制及信息處理部分將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。
執(zhí)行機構根據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。
三、機電一體化四大原則：構成機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。
兩個需要進行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現。
運動傳遞使構成機電一體化系統(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。
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、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。
兩個需要進行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執(zhí)行器，驅動器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉換方法及原理。
四、機電一體化的發(fā)展方向
1.智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。
2.系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。
3.模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程，也是機電一體化產品的一個發(fā)展趨勢。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產品，同時也可以不斷擴大生產規(guī)模。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。
4.微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢，都有廣闊的應用前景。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發(fā)展前途。
6.網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。
參考文獻
[1]芮延年.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京：機械工業(yè)出版社.2004.
關鍵詞：機電一體；選型設計；發(fā)展方向
中國機電設計邁入PLM全新階段，正挑戰(zhàn)著了前所未有的，不可預測的難題，一個個久戰(zhàn)沙場經久不衰精兵良將正褪去了昨日英雄的光環(huán)，唯有CAMEL VIEW 能夠勝任軍統(tǒng)三國，光復舊業(yè)的重任，此時數系科技與德國iXtronics GmbH公司攜手共同開拓機電設計領域的新篇章，CAMEL VIEW 作為機電一體化設計系統(tǒng)，從產品的概念設計到產品性能的測試、驗證、通過都是一體化的，流程化的、規(guī)范化的，在滿足用戶設計的前提下，數值實驗的仿真與結果的驗證無不精確化，支持復雜環(huán)境下，多工況，多耦合場設計。
一、控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設計：
1、單片機 選用INTEL公司生產的8031單片機單片機，它主要通過并行8255口擔負控制系統(tǒng)的信號處理：接收系統(tǒng)對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定信號，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號；處理IPM發(fā)出的故障信號和報警信號；處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號；提供顯示電動執(zhí)行機構的工作狀態(tài)信號；執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號，向控制系統(tǒng)反饋信號。
2、三相PWM波發(fā)生器 PWM波的產生通常有模擬和數字兩種方法。模擬法電路復雜，有溫漂現象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數字法是按照不同的數字模型用計算機算出各切換點，并存入內存，然后通過查表及必要的計算產生PWM波，這種方法占用的內存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號，保證微處理器有足夠的時間進行整個系統(tǒng)的檢測、保護、控制等功能，文中選用MITEL公司生產的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨立的標準微處理器接口，芯片內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。
3、智能逆變模塊IPM 為了滿足執(zhí)行機構體積小，可靠性高的要求，電機電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機構主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機，其額定電壓為380V，功率因數為0．75。經計算可知，選用日本產的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體，并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出，是一種高性能的功率開關器件。
4、位置檢測電路 位置檢測電路是執(zhí)行機構的重要組成部分，它的功能是提供準確的位置信號。關鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動執(zhí)行機構中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點的，壽命也不可能很長，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數字式傳感器，這種傳感器是無觸點的，且具有精度高、無線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無溫度限制等特點。
5、電壓、電流及檢測 檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規(guī)的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流，對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。
6、通訊接口 為了實現計算機聯網和遠程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉換為RS－232標準電平，把其它微機送來的RS－232標準電平轉換成TTL電平給8031，實現單片機與其它微機間的通訊。
7、時鐘電路 時鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鐘電路DS12887。DS12887內部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來存入需長期保存的數據。
8、液晶顯示單元 為了實現人機對話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過菜單選擇，可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數等信號進行設置或調試。并采用文字和圖形相結合的方式，顯示直觀、清晰。
9、程序出格自恢復電路 為了保證在強干擾下程序出格時系統(tǒng)能夠自動地恢復正常，選用MAX705組成程序出格自恢復電路，監(jiān)視程序運行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖?，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈沖，使單片機產生一次復位，復位結束后，又由程序通過P1． 0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復電路繼續(xù)監(jiān)視程序運行。
二、機電一體化的發(fā)展方向
機電一體化向智能化方向邁進.20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎。
關注六個發(fā)展方向:
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：
1、智能化：智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。
2、模塊化：模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產機電一體化產品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3、網絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(homenet)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)(computer integrated appliance system，CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發(fā)展。
4、微型化：微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、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，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
關鍵詞：機電一體化 應用 發(fā)展方向
機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術。隨著科學技術的飛速發(fā)展，機電一體化技術滲透到機械化生產的各個其領域，其應用范圍也越來越廣范，發(fā)揮的作用也越來越大。
一、機電一體化技術的主要應用領域
1.數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
（1）總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
（2）開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
（3）WOP技術和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現二、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）大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
（5）能實現多過程、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。
（6）系統(tǒng)的多級網絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。
（7）以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
2.計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統(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”，實現從經營決策、產品開發(fā)、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
3.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，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
4.工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，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，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
二、機電一體化技術的發(fā)展方向
縱觀國內外機電一體化的發(fā)展現狀和高新技術的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展。
1.智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、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，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產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。
2.系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統(tǒng)通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優(yōu)良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
3.微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(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。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術、工農業(yè)乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
4.模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產品，同時也可以不斷擴大生產規(guī)模。
5.網絡化
網絡技術的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發(fā)展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
6.綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機電一體化是眾多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
參考文獻：
[1] 芮延年.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京機械工業(yè)出版社.2004.
[2] 魏偉.機電一體化技術及其應用研究[J].裝備制造技術.2009.
【關鍵詞】 機電一體化；創(chuàng)新發(fā)展；發(fā)展趨勢
中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
機電一體化在講科學、爭創(chuàng)新的良好社會環(huán)境中飛快的發(fā)展，推動了機電自身的發(fā)展進步也促進了社會的發(fā)展。機電一體化是傳統(tǒng)的機械行業(yè)與現在電子技術想結合，形成一種新的體系，是現代機械技術發(fā)展的要求和產物。機電一體化在很多高校中很受歡迎，學術種類繁多。根據我國國情，機電一體化需經過一定時間的發(fā)展，才能達到國際先進水平。這就需要采用邊引進、邊消化，進而改進、創(chuàng)新的方針，利用我國勞動力廉價的優(yōu)勢，引進、消化國外發(fā)展多年、比較成熟的技術進行來料加工、合資經營和獨立經營，在較短時間內使一些產品達到國際水平。獨立發(fā)展適合中國國情的、具有中國特色的機電一體化產品，做到引進利用、消化、改進、開發(fā)、創(chuàng)新，充實基礎，積累經驗，培養(yǎng)人才，積極穩(wěn)妥地前進。
二、機電一體化發(fā)展方向的內容
1.技術設計的單元化
目前主要是從單元化技術來研發(fā)機電一體化技術。單元化是把系統(tǒng)分為幾個單元模塊，如工控機、運動控制卡、伺服電機及步進電機、CAN總線、電動機驅動器、回轉單元等。在接口一致的前提下，將單元的設計完成后再結合，實現機電一體化系統(tǒng)具有高度的可擴展性以及互換性的優(yōu)越性。
2.控制系統(tǒng)的樹狀網絡化
控制系統(tǒng)的網絡化是指把電子計算機作為節(jié)點，其它的運動控制卡、CAN卡等作為子節(jié)點，這樣節(jié)點和子節(jié)點就形成了樹樁的網絡狀態(tài)。在實現監(jiān)控中，計算機把電機工作的情況和傳感器的反饋信息進行處理，實現整個系統(tǒng)的優(yōu)化整合，實現了網絡把每一個控制點聯系起來，實現對機電的控制，實現機電一體化。對控制對象的選擇上，也能伺服電機來實現高精度的工作要求。利用計算機對不同節(jié)點信息進行處理，再將其反饋到每一個控制對象上，利用這種方法來完成協(xié)同控制。
3.系統(tǒng)應用的長久化
在進行機電的操作中，對機電的控制對象的數目來增加控制卡的數目，只要在電氣上作出改動即可，或者對其它設備的添加來實現系統(tǒng)功能的擴展。比如：為了使圖像定位和圖像智能的控制準確性，可以通過添加幾個工業(yè)攝像頭的方式來實現。我國先進生產力的發(fā)展狀況，其迅速發(fā)展的趨勢預示著其有廣闊的發(fā)展前景。
三、機電一體化技術創(chuàng)新發(fā)展前景概述
1．進一步實現機電一體化技術用途的廣泛化
不管在小方面還是大方面，機電一體化的應用會更加的廣泛，自動化產業(yè)的發(fā)展主要依賴機電一體化來實現，同時也是工業(yè)化、航天工業(yè)、各種國防工業(yè)技術的基礎?？v觀國外的機電一體化發(fā)展中，機電一體化發(fā)展較快的國家，帶動了PLC工業(yè)控制的發(fā)展，應用更加的廣泛。作為機電一體化的核心的程序控制器技術也不斷的發(fā)展，帶來了程序控制一體化的變革。PLC是工廠自動化控制的核心技術。但是，PLC的質量在不同品牌之間質量不一樣，因為在把階梯圖的繪制轉化成PLC的指令過程中遇到的困難較大
2.機電光一體化是必然要求
新世紀以來，隨著半導體微電子技術、鐳射技術的飛速發(fā)展，各種顯示產業(yè)和生物科技的發(fā)展，使得機電一體化必然向機電光技術方向的發(fā)展。機構設計、精密制動器、人機界面、微處理器，程序或反饋控制、診斷信號的處理與錯誤、辨別圖形、制程工程以及仿生人工智能是機電光技術的典型范圍。機電光系統(tǒng)的類型可以根據光學、各種光學元件的互動程度及其組合特性分為三個類型。即光機整合的類型；內嵌光電或者光學裝置的類型；在光學系統(tǒng)中嵌入機電裝置。
四、機電一體化技術的具體方向
1.國際化方向的發(fā)展
全球經濟的合作與發(fā)展，是機電一體化走向國際化的社會環(huán)境。由于計算機的發(fā)展，網絡的便利性為發(fā)展科技、工業(yè)生產、科教文衛(wèi)等都發(fā)生了巨變。地球村產生了地球經濟，很多企業(yè)走出本土面向世界，國際間的經濟合作交流促進了機電一體化技術的發(fā)展。機電技術創(chuàng)新發(fā)展的新產品能迅速走向全世界，暢銷全球。
2．智能化方向的發(fā)展
21世紀的機電發(fā)展技術更加重視智能技術，智能技術是一個區(qū)別于傳統(tǒng)機械技術的特征。機電一體化的智能化要求在以后的機電操作控制中，依賴于人工智能、運籌學、計算機信息學、混沌動力學等新的學科知識，模擬人類智能，實現機電一體化的優(yōu)越性。智能化是發(fā)展趨勢去很多地方受到應用，節(jié)約了更多的人工成本，實現以依靠科學進步提高工作效率的理想境界。
3．微型化的發(fā)展趨勢
鑒于傳統(tǒng)的機電一體化的龐大笨重，不易展開工作的缺點，電機一體化微型化起步發(fā)展于20世紀末。微型化的發(fā)展不僅提高了機械的一體化優(yōu)越性，還體現微電子系統(tǒng)的優(yōu)越性。
納米技術是機電微型化發(fā)展的技術方向。目前的為機電一體化應用中，在生物、通信、制造業(yè)、醫(yī)療等領域有很好的影響力。但是主要存在的發(fā)展瓶頸是機電設備的復雜性導致不能與當前微電子技術同等的發(fā)展力度，機電一體化微型化的技術落后后微電子技術的發(fā)展。但是隨著科技的進步，微機電技術一定也能得到更好的發(fā)展，從而促進機電一體化整體的微型化水平。
4．模塊化的方向發(fā)展
模塊化是機電一體化技術的主要發(fā)展方向。因為模塊化的工作量大、繁瑣、生產的廠家多，對零件之間的緊密配合的程度要求較高。如果各個零部件之間的配合不好，就有可能使得機電一體化技術不能很好地實現，這就需要對機電一體化進行模塊化設計。模塊化設計就是將多個要素組合在一起，構成一個子系統(tǒng)。多個子系統(tǒng)最后又組合成為一個整體，從而生成一個新的系統(tǒng)，產生不同的功能。
5.綠色化的方向發(fā)展
環(huán)保問題是任何一個技術發(fā)展首先考慮的問題，改過了以前片面追求經濟效率而忽視環(huán)境保護的做法。綠色發(fā)展方向是主流方向，不僅是一個時代的技術發(fā)展趨勢，也是人類創(chuàng)造科學文明必須遵守的準則。綠色產品能夠使用最少的資源，達到最大的經濟效益，同時對環(huán)境造成最小的污染，綠色產品在制造、使用和銷毀的過程中都能夠符合環(huán)境保護的要求，也不會威脅到人類的生存健康。
五、機電一體化技術發(fā)展的保障
單靠機電本身的發(fā)展是不科學的，應該得到多方面的保障。雖然機電一體化的發(fā)展速度很快，競爭力也很強。仍有其它問題存在，要保證機電一體化技術能夠有一個較好的發(fā)展的措施，可以從以下的幾個方面來進行：要讓政府的決策高層認識到機電一體化技術的重要性；加強對機電一體化技術人才的培養(yǎng)；發(fā)展電力電子關鍵技術，加強對機電一體化技術的研究；注重理論與實際并行；積極推動“產學研合作”；機電產業(yè)要走進校園內部去尋找人才與合作；建立未來的研究對象。
六、結束語
機電一體化的發(fā)展中會不斷的完善，控制系統(tǒng)也會強大，作為一個機電工作人員必須對它有個全面科學的認識。承認機電一體化技術在發(fā)展的成果，也要發(fā)現各種問題，畢竟機電一體化技術的發(fā)展時間不長，在發(fā)展的過程中還會面臨很多困難和問題，我們應該堅持科學的發(fā)展觀，認真分析機電一體化技術發(fā)展的現狀，使得機電一體化能夠在國家的發(fā)展當中做出更大的貢獻。
參考文獻：
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[關鍵詞]機電一體化 創(chuàng)新 發(fā)展方向
中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）17-0388-01
隨著我國社會市場經濟的迅猛發(fā)展，科學技術水平得到了進一步提高，對機械制造企業(yè)提出了更高的要求。機械制造企業(yè)面臨著激烈的市場競爭，“機電一體化”已經成為一種必然的發(fā)展趨勢。通過將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，實現機電一體化的現代化設備。
1 我國機電一體化的現狀分析
1.1 先進的機械制造技術
國內外機電一體化的發(fā)展過程中，將傳統(tǒng)的制造技術與先進技術成果相結合，形成了高效、靈活的制造技術。早在21世紀70年代，我國就已經制定并實施了準時生產制，將這種制度引用于自動化裝置的生產中，能夠大幅度提高生產效率，是一種科學的管理手段。到了80年代，我國機械制造企業(yè)開始改造制造裝置，提高了制造水平，進而保證了產品的更好的質量和更優(yōu)異的性能，適應市場的發(fā)展需求。
1.2 自動控制儀器儀表與固態(tài)傳感器
機電一體化的發(fā)展，使得微處理技術應用于儀表中，降低了儀表結構設計的難度，增加了儀器儀表的柔度、精度和可靠性。市場上涌現了一大批自動化控制儀表，具有存儲記憶、數據采集、數據處理、自動控制等功能。此外，機電一體化促使固態(tài)傳感器的發(fā)展，傳統(tǒng)的力平衡機械傳感器已經被取締，發(fā)展成為了電容式、石英諧振式、半導體壓阻式等固態(tài)傳感器，代表了先進科學技術。
1.3 機器人的智能化、微型化技術
我國機電一體化向著智能化、微型化發(fā)展，在機器人開發(fā)方面也是如此。我國機械制造的機器人具有人的情感、思維，體現了機器人的高級智能。機械制造企業(yè)利用標準的機器人控制器，可以迅速組成完成某種作業(yè)的多功能機器人。
2 機電一體化的創(chuàng)新
2.1 結構的創(chuàng)新
機電一體化產品結構設計的創(chuàng)新，主要包括產品的機械結構、動力配置、傳動方式、周邊設備接口形式等。產品結構創(chuàng)新對于機械制造企業(yè)是非常重要的，通過結構的創(chuàng)新，才能夠實現產品的改進和產品設計的創(chuàng)新。
2.2 功能的創(chuàng)新
在功能方面，機電一體化需要充分考慮使用者和社會的要求，改進產品的制備工藝，完善產品的功能，開發(fā)出更加優(yōu)異性能的產品。為了實現機電一體化產品功能的創(chuàng)新，機械制造企業(yè)既可以對原有的產品進行更新換代，也可以重新研制具有新功能的產品，能夠保證企業(yè)的戰(zhàn)略性目標和持續(xù)發(fā)展，提高企業(yè)的市場競爭力。
2.3 造型的創(chuàng)新
在機電一體化產品的外觀是使用者首先觀察到的，美觀的造型能夠使人更加喜愛產品。因此，機械制造企業(yè)要創(chuàng)新產品的外形，重視產品周邊裝置的接口和機電之間的耦合，使得產品的美觀和功能共存。例如，可以采用機電一體化CAD虛擬原型法、計算機輔助造型等方法進行產品外觀的設計，增加產品外觀的美感。
2.4 材料的創(chuàng)新
機電一體化產品的材料創(chuàng)新包括兩個方面：一是選擇具有特殊性能的新材料，如耐腐蝕、耐高溫、高強度、體積小、質量輕的材料；二是研發(fā)適用于產品的新材料，如納米材料、陶瓷材料、智能材料、高分子材料、金屬化合物等。
2.5 控制系統(tǒng)的創(chuàng)新
控制系統(tǒng)作為機電一體化產品的核心組成部分，受到微電子技術的影響，機電一體化產品逐漸采用了神經網絡控制、模糊控制、適用控制等策略，贏得了更廣泛的市場。
2.6 傳感元件的創(chuàng)新
傳感器具有微型化、數字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網絡化的特點，是一種機電一體化產品。近年來，傳感器的發(fā)展迅速，對于新型傳感器的需求也不斷增加，機電一體化產品要積極研發(fā)高性能傳感器，促進產品的創(chuàng)新，保證企業(yè)的發(fā)展前景。
3 機電一體化的發(fā)展方向
3.1 智能化
智能化是機電一體化產品的重要發(fā)展方向，采取先進的科學技術，根據產品的使用場合，賦予產品一定的智能化，使產品具有人的邏輯思維能力。與人類的智能相比，機電一體化產品的智能化是低級的，只能實現人的一小部分智能。
3.2微型化
機電一體化產品的微型化發(fā)展主要是指不超過1立方厘米的產品，發(fā)展方向是納米級和微米級尺寸。微型化的機電一體化產品具有體積小、運動靈活、節(jié)約能耗的特點，在信息、軍事、醫(yī)療領域具有相當高的優(yōu)勢。
3.3 模塊化
模塊化是一種處理復雜系統(tǒng)分解為更好的可管理模塊的方式。機電一體化產品的模塊化是個復雜的過程，也是非常重要的工程，可以為機械制造企業(yè)帶來更大的經濟效益和社會地位。
3.4 人格化
由于機電一體化產品的服務對象是人，所以，產品的人性化顯得越來越重要。同時，很多機電一體化產品是模擬生物制成的，這也決定了產品具有人格化的特點。人格化的機電一體化產品是使用者迫切需要的。
3.5 網絡化
現階段，網絡技術的發(fā)展帶來了巨大的改革，網絡成為人們日常生產生活都不可或缺的。新型的機電一體化產品具有優(yōu)異的性能、可靠的質量，銷量必然會很高。基于網絡技術的產品將是一大發(fā)展趨勢。
3.6 帶源化
顧名思義，帶源化是指產品本身帶有能源，是機電一體化產品的發(fā)展方向。帶源化的機電一體化產品具有獨特的優(yōu)勢和好處。
3.7 綠色化
隨著人們生活質量的提高，人們越來越關注環(huán)保，綠色化產品是符合時展需求的。綠色化是機電一體化產品的新發(fā)展方向。綠色化機電一體化產品在產品的設計、生產、使用、銷毀的全生命周期過程中，幾乎不會對生態(tài)環(huán)境造成影響。
4 加強機電一體化水平的措施
4.1 加強基礎理論的研究
機電一體化是復雜的過程，涉及到不同學科的知識。要想提高機電一體化的水平，必須要加強基礎研究，熟練掌握相關領域的知識，具備扎實的專業(yè)技術，依靠科學技術的力量，制造出高質量的機電一體化產品。
4.2 重視人才引進和培養(yǎng)
機電一體化產品的創(chuàng)新需要一大批優(yōu)秀人才的加入。機械制造企業(yè)要加強人才引進計劃，注重人才的培養(yǎng)，主要是機械設計理論、計算機軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)，對不同層次和崗位的人員進行專業(yè)技能培訓。
4.3 加強產品開發(fā)和技術創(chuàng)新
機械制造企業(yè)要加強產品開發(fā)和技術創(chuàng)新，提高產品的先進性。機電一體化產品的開發(fā)和創(chuàng)新是國家發(fā)展和企業(yè)發(fā)展的共同需要。企業(yè)要根據市場的需要，致力于現有產品的生產，同時，要研制并開發(fā)多功能的新產品，有利于企業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展目標的實現，以便于企業(yè)社會競爭力的提升。
5 結論
我國機電一體化的現狀，主要體現在先進的機械制造技術、自動控制儀器儀表與固態(tài)傳感器、機器人的智能化、微型化技術。機械制造企業(yè)創(chuàng)新產品的結構、功能的、造型、材料、控制系統(tǒng)和傳感元件，進而實現機電一體化產品的創(chuàng)新。
機械制造企業(yè)要加強基礎理論的研究，重視人才引進和培養(yǎng)，加強產品開發(fā)和技術創(chuàng)新，提高企業(yè)的機電一體化水平。
參考文獻
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關鍵詞：機電一體化；特征；發(fā)展趨勢
隨著日新月異的技術更新，機電一體化發(fā)展對不同學科交叉滲透也有著推動。機械工程當中的微電子技術以及計算機技術發(fā)展，為機電一體化發(fā)展目標實現奠定了基礎，能夠實現技術結構的優(yōu)化目標，在機電一體化的技術應用下，就能提高生產力水平。從理論上對機電一體化技術發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據。
一、機電一體化技術發(fā)展歷程和主要的內容分析
1.機電一體化技術發(fā)展歷程分析
機電一體化主要是電子技術和機械設備的有機結合，從而將機械設備的動力以及電子技術的信息處理功能充分發(fā)揮，實現自動化的工作目標。機電一體化是建立在綜合應用技術基礎上發(fā)展的，在當前已經成為獨立的學科，從技術層面來說，主要體現在對機電一體化的產品有效實現和使用發(fā)展。而從產品的基礎層面來說，就是機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結合構成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產品。機電一體化的進一步發(fā)展過程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機電一體化實際是綜合技術的融合，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領域的優(yōu)勢相結合，實現概念上以及技術上的融合。我國的機電一體化發(fā)展經歷了幾個重要階段。上世紀80年代，學術界對機電一體化進行了研究，經過了幾十年的努力，在理論上以及技術層面上都實現了長足發(fā)展，在數控技術方面的市場占有率也逐年提高，機械生產能力也有了大幅度提高。工業(yè)機器人的實際生產應用，對控制系統(tǒng)以及軟件編程技術的應用等，都從很大程度上促進了生產效率的提高。在計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績，已經在多個制造生產領域的發(fā)展中得到了廣泛應用，發(fā)揮著重要作用。
2.國外機電一體化技術發(fā)展現狀
國外的機電一體化技術發(fā)展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現在20世紀60年代以前，這一時期是機電一體化技術的雛形，是人們不自覺地利用電子技術并且傳承下來；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現在20世紀80年代末期，機電一體化技術的各項產品都有著很大的發(fā)展；第三階段是深入發(fā)展階段，出現在20世紀90年代后期，世界各國都開始研發(fā)和關注機電一體化的技術和新產品。日本東京在1989年召開的第一屆國際先進機電一體化學術會議，可以稱為機電一體化技術發(fā)展階段的標志，世界各國也從此大力推動和發(fā)展機電一體化的技術和產品的研發(fā)。在深入發(fā)展時期，機電一體化技術進入了向智能化方向的新階段，一方面出現了光學、通信技術、微細加工技術等新的機電一體化技術和產品，另一方面對機電一體化技術的學科體系和研究方法也進行了深入的探討。在目前，機電一體化產品開發(fā)和應用方面處于世界領先地位是日本和美國。
3.國內機電一體化技術發(fā)展現狀
我國的機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，如當前國內外在開發(fā)煤礦機電大功率厚煤層電牽引采煤機的機電一體化新技術方面。主要表現在以下幾個方面：一是總體技術上，國外Eickhoff公司開發(fā)的SL500系列采煤機，截高范圍2.0m～6.0m，可達截割功率2×825kW，而國內引進6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，最大裝機總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測、故障診斷技術上，目前國外使用微機控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點多等特點，而國內卻達不到這一水平；三是自動調高技術上，基于位置傳感器和計算機的記憶截割技術在國外比較容易實現，而國內在研采煤機仍未實現記憶截割。
4.機電一體化技術主要內容分析
機電一體化技術涉及的內容比較豐富。機電一體化技術方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對電子以及機械技術的應用下，能將兩者得以有機結合，就能充分發(fā)揮綜合技術的應用優(yōu)勢。因此，機電一體化技術涵蓋技術以及產品兩個層面的內容。機電一體化系統(tǒng)，也就是產品方面，是通過多個特定功能機械以及電子技術要素構成的整體，使人們的實際生產制造的需求得到滿足。機電一體化系統(tǒng)所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執(zhí)行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。除此之外，機電一體化內容中的系統(tǒng)設計思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統(tǒng)工程方法論等內容。機電一體化的思想也簡稱為一體化思想。這一思想的應用對人機一體化以及機電液一體化等發(fā)展目標都能有效實現。機電一體化工程作為電子和機械工程集合，通過機電一體化技術設計制造體系應用，在實際應用中的作用發(fā)揮也比較顯著。
二、機電一體化產品特征類別和核心技術分析
1.機電一體化產品特征類別分析
機電一體化的產品特征也比較鮮明。機電一體化產品的結構比較簡單，產品的輕細巧等特征比較突出，并且比較容易實現標準化、模塊化的設計制造。機電一體化的產品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠將產品的高效性以及智能化的優(yōu)勢充分發(fā)揮，并能起到自動監(jiān)視的功能和診斷功能等，在產品的安全可靠性上也能有效提高，可通過負荷以及運行情況加以有效調整控制。另外，機電一體化的產品類型也比較多。機械產品當中一部分控制功能及機構用電子裝置替代，其中比較常見的有機電一體化照相機以及打印機等產品。此外，比較典型性的產品有著較為完整性的結構，其中比較常見的就是工業(yè)機器人以及自動繪圖機等。簡單地依靠機械以及電子無法制造這些產品，兩者結合，就能夠大大提高可運行效率。還是一種類型是通過微電子裝置替代原設備的信息處理機構，比較常見的產品有全電子式電話交換機以及電機調速裝置等內容。
2.機電一體化核心技術分析
機電一體化的核心技術比較多。計算機和信息技術是比較重要的應用技術，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運算等作用。計算機以及信息技術當中的專家系統(tǒng)技術以及人工智能技術也是比較常用的。機電一體化核心技術中的系統(tǒng)技術，是通過整體概念對多種相關技術進行組織應用的，其中接口技術就是比較常用的。為保障計算機的通信，要對數據傳遞格式進行規(guī)格化以及標準化呈現。目前這一應用技術中的開發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應用方面比較突出。機電一體化核心技術當中的機械本體技術是比較重要的應用技術。這一技術主要應用于對性能的改善以及質量的減輕等層面。當前的機械產品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產品質量，要在結構上加以優(yōu)化，并加強非金屬材料的應用。這一技術的應用響應速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。機電一體化核心技術當中的信息處理技術以及傳感技術也是比較常見的應用技術。信息處理技術的應用中，將微型計算機在實際工作中加以科學應用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術的應用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當前的技術進一步升級下，對光纖電纜傳感器的應用比較重要。另外，機電一體化核心技術當中的軟件技術以及驅動技術也是較為常用的技術。軟件技術應用是和硬件協(xié)調應用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產維修效率，以及軟件的標準化應用是發(fā)展的重要課題。在驅動技術的應用下，在響應速度上也能有效提高，對控制專用組件以及傳感器和電機三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。
三、機電一體化技術應用領域和發(fā)展趨勢探究
1.機電一體化技術應用領域分析
機電一體化技術的廣泛應用對我國的經濟水平提高起到了積極促進作用。機電一體化技術的應用在當前社會發(fā)展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發(fā)展以及技術優(yōu)化，機電一體化技術在數控機床的應用使之結構、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結構應用下，使得數控機床的結構得到了優(yōu)化。應用CPU以及多主總線體系結構，進行開放性設計等，能提高接口的標準化，實現使用效益最大化呈現。通過智能化以及WOP的實現，機電一體化數控機床系統(tǒng)就能實現二維以及三維的動態(tài)加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實現多過程以及多通道控制。例如：當前市場上的CK0632數控機床就是采用機電一體化設計的數控機床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機床主軸采用高度精密滾動軸承之承，回轉精度高。機訂導軌采用耐磨鑄鐵，經過超音頻淬火能夠長期穩(wěn)定地保證機床加工精度。CK0632數控機床機床也可實現自動控制，完成車削多種零件的內外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數控機床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發(fā)出和接收多種信號控制自如的加工過程。目前，CK0632數控機床廣泛應用于電器、儀表儀器工業(yè)、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機械、五金工具及其他高精度復雜零件的加工制造。機電一體化在工業(yè)機器人領域當中的應用也比較突出，第二代機器人的設計中，對各種傳感元件進行了科學應用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對象的信息獲得都比較方便。計算機技術的應用能準確判斷分析對操作信息的處理，并進行反饋控制。在第三代的機器人設計中，就通過多感知功能的應用，有效實現復雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨立性層面有著充分體現。
2.機電一體化技術發(fā)展趨勢
隨著時展以及技術進步，機電一體化技術也會向著智能化方向邁進。這也是當前的機電一體化和傳統(tǒng)機械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術上的進步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標實現，對機電一體化的智能化發(fā)展目標實現提供了有力支持。智能化機電一體化目標實現和實際的應用，對人的操作和工作量的減少能發(fā)揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動。機電一體化技術的網絡化發(fā)展將實現。網絡技術在當前的發(fā)展比較迅速。進入新的時代，在網絡技術的支持下，機電一體化的網絡化目標將得到實現，在遠程控制技術的應用作用上將更加突出，同時會提高機電一體化的功能性以及安全性。機電一體化技術的系統(tǒng)化趨勢比較突出，也就是在系統(tǒng)結構上的模式化以及開放式的總線結構應用，對系統(tǒng)的靈活性組態(tài)就有著鮮明呈現。在系統(tǒng)化的發(fā)展中，能加強通信功能，可實現遠程以及多系統(tǒng)的通信。不僅如此，機電一體化的發(fā)展也會向著微型化方向邁進。這主要體現在電子部件的微型化，在產品的體積層面不斷縮小等。這樣就會促進機電一體化的設備運行效率提高，靈活性更加突出。
四、小結
綜上所述，機電一體化的發(fā)展中，技術的升級進步對機電一體化設備的優(yōu)化起到了很大促進作用。我國在機電一體化的發(fā)展中有了長足進步，但是在發(fā)展中存在著諸多不足。從理論上對機電一體化的技術進行研究分析，就能為實際機電一體化發(fā)展提供理論支持，帶動我國機電一體化領域的可持續(xù)發(fā)展。
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1機電一體化的發(fā)展現狀
我國在工業(yè)生產技術方面存在著一定的問題，其制造水平與發(fā)達國家之間存在較大的差距。但是我國擁有強大的經濟市場，這對于機電一體化的發(fā)展起到了一定的促進作用。當今，世界上的經濟競爭十分的激烈，我國在工業(yè)制造方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，只有將我國的機電一體化技術融入到工業(yè)行業(yè)的制造中來才會提高我國科技的技術含量，打破傳統(tǒng)的工業(yè)行業(yè)中存在的成本高、技術含量較低的不良現象。機電一體化的發(fā)展經歷了三個重要的時期。最初的階段是簡單的機械與電子的融合，在機電一體化的最初階段人們只是具有了電子與機械相結合來運用的簡單的構想，只是停留在理論思想方面并沒有采取一定的措施來實現電子與機械的相互融合。第二段時期主要是技術的發(fā)展階段。這個階段出現了很多的理論思想，雖然電子技術隨著社會的快速發(fā)展也取得了一定的進展但是把理論思想應用在實踐中也仍然不能實現電子技術與機械技術的相互融合。第三階段就是電子技術朝著智能化的發(fā)展方向而發(fā)展。當今社會，我國的科學技術得到迅速的發(fā)展。計算機信息技術、紅外線感應技術等無不在提醒著我們這是一個智能化的世界。計算機信息技術、紅外線感應技術在一定程度上推動了機電一體化技術的發(fā)展，為機電一體化提供了相應的知識理論。目前，機電一體化在社會市場經濟的刺激下已經實現了在各個行業(yè)中的應用。世界上的各個國家都在為機電一體化的發(fā)展提供了人力、物力和財力，其最終的目標就是希望通過機電一體化來實現自己國家的工業(yè)化快速發(fā)展。
2機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展趨勢
2.1采取綠色、環(huán)保、輕便和性價比較高的材料
機電一體化在未來的創(chuàng)新方面將會選擇采用較為環(huán)保、輕便和性價比較高的材料。在機電一體化的原材料方面開始有新的突破。比如說，機電一體化的產品可以隨著社會經濟的不斷發(fā)展選擇一些輕便、綠色和性價比較高的原材料，選擇原材料之后可以充分聯系材料的不同特點來對所生產的產品進行不斷的改進與完善，進而可以保證機電一體化的產品的質量并在保證機電一體化產品質量的基礎之上采用更加典型的新型的材料來不斷地創(chuàng)新產品，比如，可以在機電一體化中引入高分子材料、智能材料和納米材料，這樣可以使材料的得到一定的回收利用并達到環(huán)保、綠色的環(huán)境要求。
2.2在造型和功能上的創(chuàng)新
在我國科學技術的飛速發(fā)展下，我國在機電一體化產品的方面上開始新的創(chuàng)新，最值得一提的就是在造型和功能方面的創(chuàng)新，機電一體化產品在造型和功能方面上的改進與創(chuàng)新可以較大程度地滿足廣大消費者對產品造型和功能的追求。比如說，在對產品的造型方面的創(chuàng)新時，利用機電一體化的技術可以有效地提升產品的外在造型的審美高度，最大程度地滿足顧客對產品造型的需求。除此之外，機電一體化也會越來越重視自身產品的功能，會加強對產品功能上的改進與創(chuàng)新。并且機電一體化產品的功能還會為了滿足不同用戶在不同階段的不同的要求來改變產品的功能使得產品的功能變得多樣化與全面化。
2.3機電一體化會實現控制方面的高效化、智能化和便捷性
傳統(tǒng)的機械設備在操作方面具有較大的繁瑣性，再加上在工作的過程中需要認為實現機器的操作運行。這往往就會提升人工操作機器設備的危險性。機電一體化就是能較好地避免這些潛在危險的發(fā)生，可以有效地實現在機械設備的操作運行中的便捷性、安全性、自動化與高效性。比如說，在機電一體化中運用電子技術、光子技術或者現代新型的信息技術并在此基礎之上加以創(chuàng)新就會實現機電一體化的便捷性、智能化與高效性，有利于進一步促進機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展的進程。
3機電一體化產品的發(fā)展方向
機電一體化并非是一門獨立的課程，它融入了電子、計算機、機械工程等專業(yè)的知識。隨著信息技術與電子產業(yè)的迅速發(fā)展，計算機技術和電子技術逐漸走向智能化、微型化和快速化。因此，集電子、計算機于一身的機電一體化技術自然也會隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展而不斷地發(fā)展。在不久的將來，機電一體化技術開始邁向智能化、微型化與網絡化的進程。機電一體化作為一種新型的科技技術，研究其技能的人員相對而言較少，機電一體化的專業(yè)的研究人員的缺乏是目前阻礙機電一體化發(fā)展進程的較為關鍵的問題。所以，目前最重要的任務就是在大力推進機電一體化進程的基礎上建立完善的有關專業(yè)的培養(yǎng)部門，為機電一體化技術培養(yǎng)出所需要的專業(yè)性人才。比如說，可以在各大高校中開設與機電一體化技術相關的專業(yè)科目，鼓勵有關專業(yè)培訓教育集體的發(fā)展，國家還要給這些相關的專業(yè)相應的政策扶持，為機電一體化技術人才的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的訓練環(huán)境。在這樣的情況下才有可能吸引更多的人去關注和了解機電一體化的技術專業(yè)，才會在此基礎之上較快地培養(yǎng)出高素質的專業(yè)性人才，從而進一步促進我國機電一體化技術的發(fā)展進程。
4結束語
機電一體化的技術的實現可以進一步滿足大家對產品的更高要求，只有不斷地對機電一體化進行創(chuàng)新才會在社會經濟的快速發(fā)展中適應社會的需求。我們要在掌握現有的技能的基礎之上了解市場經濟的需求，努力創(chuàng)新，在技術創(chuàng)新中不斷地創(chuàng)造出更多需求的產品，早日實現在市場經濟競爭中的龍頭地位。
作者:張杰 單位:國投大同能源有限責任公司
參考文獻：
