第一篇：某某省機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢[推薦]

某某省機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

一.機電一體化的含義

機電一體化(mechatronics)一詞是英語外來術(shù)語,原見于日本的科技書刊。從詞義上看即 機械與電子的結(jié)合,所以有的學(xué)術(shù)刊物翻譯為機械電子學(xué)。但機電一體化并非由機械與電 子技術(shù)的簡單疊加或一般的結(jié)合,而是有機的融合。它的一般含義包括技術(shù)和產(chǎn)品兩方面。機電一體化技術(shù)是機械工程和電子工程,機械技術(shù)和電子技術(shù)合成的產(chǎn)物。國外較權(quán)威 的解釋是:“機電一體化是指在機構(gòu)的主功能,動力功能,信息處理功能和控制功能上引入 電子技術(shù),并將機械裝置和電子設(shè)備以及軟件等有機結(jié)合起來構(gòu)成的產(chǎn)品或系統(tǒng)”。機電 一體化產(chǎn)品一般是在機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上采用電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)等通過相 互滲透和融合所產(chǎn)生出來的新一代產(chǎn)品和系統(tǒng)。機電一體化的主要研究范圍是工廠自動 化、辦公自動化及家庭自動化。

二．機械工業(yè)和機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機械工業(yè)在社會發(fā)展歷史中起著巨大的推進作用,提高著生產(chǎn)社會化的程度,由于發(fā)電機 和電動機的出現(xiàn),以機電一體化為中心的改造傳統(tǒng)工業(yè)的新科技革命自本世紀(jì)70年代以來 ,首先在美日西歐等國蓬勃興起,并迅速波及到世界其他主要國家和地區(qū),直接為第一,二 ,三產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步提供了大量適用的技術(shù)裝備,并滿足了各方面的設(shè)備更新及各類生產(chǎn) 技術(shù)更新的要求,大大推動了國民經(jīng)濟的發(fā)展,使其產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,機電一體化的發(fā)展不僅 是科技革命的內(nèi)容,關(guān)系到國民經(jīng)濟的發(fā)展方向。在新科技革命飛速發(fā)展的形勢下,重視 發(fā)展科技,并把發(fā)展科技置于國家發(fā)展戰(zhàn)略的的突出位置,所以,要大力提高機械工業(yè)的現(xiàn) 代化水平就應(yīng)加強對機電一體化項目的支持。長期以來, 機械工業(yè)最充分體現(xiàn)了技術(shù)進 步,它不僅大量吸收科技領(lǐng)域的各項成果,提高本身的科技水平,同時以其創(chuàng)造的先進技術(shù) 武裝了國民經(jīng)濟各部門,加速了社會生產(chǎn)的電氣化,科學(xué)化,機械化和自動化,加速了國民 經(jīng)濟現(xiàn)代化,并有助于減少資源的消耗,提高社會勞動生產(chǎn)率,從經(jīng)濟發(fā)展來說,機電一體 化是生產(chǎn)力但其本身絕不是簡單就科技談科技,而是同經(jīng)濟,軍事力量的進步的社會的發(fā) 展有著密切的關(guān)系,機械工業(yè)的規(guī)模和水平是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標(biāo) 志。機械工業(yè)是技術(shù)密集型加工工業(yè),與一般加工工業(yè)相比,它具有如下特點(1)科技經(jīng)費 比重高(2)科技人員比重大(3)產(chǎn)品更新快(4)技術(shù)貿(mào)易額度高(5)機械工業(yè)多數(shù)部門屬于 高技術(shù)部門。同時機械工業(yè)又是高附加值和高出口創(chuàng)匯產(chǎn)業(yè),其附加值率普遍高于其他工 業(yè)創(chuàng)匯也高,所以各國都優(yōu)先發(fā)展,同時機械工業(yè)屬于高就業(yè)產(chǎn)業(yè),有較大就業(yè)容量。且與 鋼鐵,橡膠,化工,等多種行業(yè)有關(guān),有助于解決勞動的就業(yè)問題。機械工業(yè)在我國實現(xiàn)工 業(yè)化和現(xiàn)代化的過程中,屬于舉足輕重的地位。

機電一體化產(chǎn)業(yè)是機械工業(yè)中的高科技產(chǎn)業(yè)，融合了機械和電子技術(shù)，近年來計算機控 制也滲透于其中。機電一體化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要包括機電一體化研究、機電一體化商業(yè)化 開發(fā)和機電一體化應(yīng)用擴散三個基本層次。機電一體化的發(fā)展過程實質(zhì)上是一個不斷地 技術(shù)創(chuàng)新過程。

并不是全新的技術(shù)才可以創(chuàng)造更高的效益，才算是技術(shù)創(chuàng)新。事實說明，有些技術(shù)在一 定范圍內(nèi)已經(jīng)比較充分地得到利用，但在其他領(lǐng)域的應(yīng)用潛力卻還很大。在學(xué)科和產(chǎn)業(yè) 間進行較大跨度的轉(zhuǎn)移，可能找到許多可以發(fā)揮作用的領(lǐng)域，因此可以說，一項新技術(shù) 的發(fā)明和首次創(chuàng)新的成功，只是走過了其生命期的一小段歷程。對于大多數(shù)缺少資金、技術(shù)和人才的發(fā)展中國家來說，注重融合型的技術(shù)創(chuàng)新，是一個值得注意的問題。創(chuàng)新 的概念一般包括五個方面的內(nèi)容：（1）制造新的產(chǎn)品（2）采用新的生產(chǎn)方法（3）開辟 新的市場（4）獲得新的供應(yīng)源（5）形成新的組織形式。圍繞這五個方面展開的創(chuàng)新活 動有一個共同的特征，即強烈的利潤動機和潛在的盈利前景。把競爭機制升華為創(chuàng)新機 制，從而使人們更為準(zhǔn)確地把握現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的脈搏。目前，國外已形成了8種有代表性 的理論。（1）模仿論（2）市場結(jié)構(gòu)論（3）企業(yè)規(guī)模論（4）經(jīng)濟增長論（5）線型序列 論（6）擴散模式論（7）源泉論（8）方法論。在機電一體化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，我們更 需要創(chuàng)新意識，更好地應(yīng)用創(chuàng)新理論指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

三．我國機電一體化發(fā)展?fàn)顩r

中國機電工業(yè)在我國實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的過程中,已經(jīng)形成了具有一定實力的比較 完整的生產(chǎn)體系,從六五以來,機電產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已大大優(yōu)化,為國民經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻。

我國是發(fā)展中國家,經(jīng)濟發(fā)展水平還相當(dāng)?shù)?工業(yè)化只是初步實現(xiàn),機電企業(yè)產(chǎn)值低 ,效益差,產(chǎn)品質(zhì)量不高,技術(shù)含量低,科技附加值在出口創(chuàng)匯中競爭力不強,開發(fā)能力低, 產(chǎn)品層次低,生產(chǎn)不集中,規(guī)模經(jīng)濟效益差,要迎頭趕上世界經(jīng)濟發(fā)達國家,發(fā)展機電一體 化,是刻不容緩的要求

1995年我國機電產(chǎn)品對外貿(mào)易蓬勃發(fā)展,進出口總額過千億,達1030.4億美元,占全國外貿(mào) 總值的36.7%,比上一年增長15.6%,其中出口438.6億,增長37.1%。機電產(chǎn)品出口第一次躍 居出口商品首位,1995年以438.6億,增長37.1%。1995年以438.6億美元的的出口成績超過 了329億美元的紡織服裝出口值。所占比重由上午的26.4%提高到29.6%。

一般貿(mào)易出口機電產(chǎn)品124.5億美元，增長41%，占機電產(chǎn)品出口的28.4%。加工貿(mào)易出口 機電產(chǎn)品306.4億美元，占機電產(chǎn)品出口的70%。以下是我國近6年機電產(chǎn)品出口情況。

年份 機電產(chǎn)品出口創(chuàng)匯總額（億美元）占總出口額百分比 1990

110．9

17．9 1991

1991

1992

1993

141．3

141．3

195．5

221．0

19．6 19．6 23．0 24．7 1994

320．0

26．4 1995

438．6

29．6 技術(shù)及資本密集型的機電儀表產(chǎn)品出口比重進一步增大，1995年全國共出口技術(shù)技術(shù)及 資本密集型的機電儀表產(chǎn)品386.5億美元，增長38.2%，占機電出口總額的88.1%。以數(shù)控 機床為例：95年出口980萬臺，金額達1164萬美元。到1997年，機電產(chǎn)業(yè)日益成為中國擴大對外出口的支柱產(chǎn)業(yè)。1997年機電工業(yè)增長速度主要是靠出口增速。

同時出口市場進一步集中于亞洲，歐洲不變，美洲份額下降，同時國有企業(yè)仍是出口主 力。各地發(fā)展不平衡,如95年廣州省出口達241.21億美元,而某某出口僅有2.81億美元占 全國第12位。

到1997年，機械工業(yè)全行業(yè)共有企業(yè)115334個，產(chǎn)值144929。5億元，工業(yè)增加值3831。03億元，產(chǎn)品銷售收入13651。21億元，利稅總額878。86億元，利潤總額257。66億元。其中機電一體化產(chǎn)業(yè)（包括電氣機械及器材制造業(yè)、儀器儀表及文化辦公機械制造業(yè)）企業(yè)有22966個，產(chǎn)值4085億元，占28。18%，工業(yè)增加值968。23億元占25。27%，產(chǎn)品銷售收入3617。63億元，占26。5%，利稅227。56億元，占25。89%，利潤82。59億元，占73。42%?？傮w表現(xiàn)為企業(yè)數(shù)減少，職工人數(shù)減少，工業(yè)總產(chǎn)值取得較高的增長幅度，工業(yè)增加值增加，利稅增加。

企業(yè)經(jīng)濟類型日趨多元化，1997年機械工業(yè)中，國有經(jīng)濟企業(yè)16739個，占全行業(yè)企業(yè)數(shù) 的14.51%;集體經(jīng)濟企業(yè)81980個，占71.08%;三資企業(yè)8907個，占7.72%。從幾項主要效 益指標(biāo)對比，集體經(jīng)濟企業(yè)各項指標(biāo)較好，三資除勞動生產(chǎn)率、工業(yè)成本費用利潤率較 高外，其余方面不占優(yōu)勢。但總的來說，公有經(jīng)濟是主要的。

1998年機電產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟及技術(shù)條件，無論是從本行業(yè)還是從當(dāng)代國際水平來看，明顯偏低。技術(shù)進步對產(chǎn)值增長速度的貢獻率只有34%，西方國家一般都在60%以上，新產(chǎn)品產(chǎn)值 率不到30%，西方國家在50%以上，機床產(chǎn)值數(shù)控化率，我國只有25%左右，日本早達70%。技術(shù)開發(fā)經(jīng)費1。78%，技術(shù)開發(fā)人員占職工比重3。73%，都明顯偏低。所以經(jīng)濟及技術(shù)水平低，結(jié)構(gòu)調(diào)整任務(wù)重。

四．我省的機電一體化產(chǎn)業(yè)情況

某某省機電一體化研究起步較早，研究范圍也十分廣泛，據(jù)商品是市場經(jīng)濟的重要 組成部分，在市場經(jīng)濟條件下，省區(qū)經(jīng)濟要求持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展，關(guān)鍵是組織好具有鮮明 地方特色和優(yōu)勢的各種產(chǎn)品,機電一體化產(chǎn)品是傳統(tǒng)加工工業(yè)和現(xiàn)代高科技結(jié)合的產(chǎn)物, 也是省區(qū)經(jīng)濟實力的一個重要標(biāo)志。某某省作為華中地區(qū)重要省區(qū)之一,其機電一體化的 發(fā)展,和機電一體化產(chǎn)品銷售也應(yīng)立足本省實際情況,制訂科學(xué)的長遠規(guī)劃。某某機電產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率分析。

機電一體化的代表產(chǎn)品數(shù)控機床近年產(chǎn)量如下： 年份 1993 1994 1995 1996 1997 1998 產(chǎn)量(臺)269 131 48 36 116 69 但考慮到數(shù)控機床屬大型機電一體化產(chǎn)品，銷售市場容易出現(xiàn)飽和，前一年度銷售大幅 增長可能導(dǎo)致后一年度銷售不暢。從表中數(shù)據(jù)我們看出在1993年達到銷售高峰后，連續(xù) 3年產(chǎn)品呈下滑態(tài)勢。1997年有所回升，1998年又下降。而且缺乏與同期全國其它省市同 期水平比較。所以選用多產(chǎn)品品種行業(yè)進行整體趨勢分析較為科學(xué)。以電氣機械及器材 制造為例，其全國市場占有率如下: 年份

1985 1990 1991 1992 1993 年份

1985 1990 1991 1992 1993 全國市場占有率(%)3.70 2.75 2.68 2.40 2.25

由數(shù)據(jù)可以看出從1985-1993年機電產(chǎn)品在全國市場上的占有率普遍逐年下降，全省 經(jīng)濟指標(biāo)在全國的地位也逐年下滑，進入90年代以來，某某機電一體化產(chǎn)品呈調(diào)出外省 市場少，調(diào)入外省市產(chǎn)品增加的趨勢。看出某某機電一體化的產(chǎn)品市場呈萎縮狀態(tài)。

而1993年部分省市電氣機械及器材制造產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率如下： 省份 上海 江蘇 浙江 廣東 山東 遼寧

四川 某某

占有率(%)10.5 14.6 8.7 19.8 5.9 0.4 3.6 2.3 到了1997年,從省市看,總產(chǎn)值江蘇省局第一,利稅總額上海市居第一?？偖a(chǎn)值1997年國內(nèi) 占有率在10%以上的3省市分別是江蘇（16.21），廣東（12.65%）和上海（10.83%）。1994-1997年年均發(fā)展速度在15%以上的省市如下：

省份 海南 安徽 廣東 山東 上海 某某 福建 河北

發(fā)展速度 25．2% 20．3% 19．3% 19.1% 18．2% 16．7% 16．5% 15．5% 全國近55%的工業(yè)品市場被前七省占領(lǐng)，某某產(chǎn)品只有江浙上海的1/4--1/5，廣東的1/8 懸殊很大。而且某某省機電產(chǎn)品發(fā)展速度仍落后于大部分沿海省份。

某某的商品的出口額自1985年以來逐漸增長，機電產(chǎn)品的占全省出口總額的比重也迅 速上升，出口的機電產(chǎn)品中，技術(shù)密集并能發(fā)揮機電一體化優(yōu)勢的商品比例上升，占機 電產(chǎn)品出口總額的40%以上，目前已經(jīng)同140多個國家和地區(qū)建立了貿(mào)易關(guān)系。以下是部分產(chǎn)品的出口數(shù)據(jù)

我省機械設(shè)備出口公司出口額: 年份 1994 1995 1996 1997 出口額(萬元)1942 2733 6004 18000

其中,1995年電機車及設(shè)備零件，音像設(shè)備及其零件 5432 萬元，醫(yī)療用儀器及設(shè)備

其中,1995年電機車及設(shè)備零件，音像設(shè)備及其零件 5432 萬元，醫(yī)療用儀器及設(shè)備，精密儀器及設(shè)備82萬元

但和江浙廣東等機電強省相比，某某機電一體化產(chǎn)品出口的增長率要低得多。

到1997年,全省工業(yè)機械系統(tǒng)歸口企業(yè)453個。按企業(yè)規(guī)模劃分,特大企業(yè)1個,大一型企業(yè) 8個,大二型企業(yè)30個,中一型企業(yè)22個,中二型企業(yè)85個,小型企業(yè)307個。全系統(tǒng)完成工 業(yè)總產(chǎn)值329億元,比1996年增長29.6%。主要經(jīng)濟指標(biāo)見下表。

1997年某某機械工業(yè)系統(tǒng)概況

行業(yè) 企業(yè)數(shù) 全部職工平均人數(shù) 工業(yè)總產(chǎn)值 工業(yè)增加值 產(chǎn)品銷售收入 利潤總額 合計 453 421202 3294151 700130 3141000.5-91696.6 農(nóng)業(yè) 74 41676 163283 45767.9 139109.8-7259 儀器儀表 18 13919 110165 21575.4 70559.7-1558.1 工程機械 8 3276 12754 3206 12217.2 58.5 石化 33 20271 78013 22023.2 59185.9-748.5 重型礦山 19 12514 41582 12054.1 31288.1-1332.6 機床工具 35 31077 51152 10246 49956.7-6388 電工電器 56 44605 261053 72785.2 247677.7 9059.6 機械基礎(chǔ)件 27 24008 84345 29720.1 81845 1700.8 食品包裝 1 247 1801 1086.6 1307.5 1.2 汽車 149 2446958 2446958 468535.1 2409818-84667.3 其他 33 43045 43045 13130.4 38034.8-563.2 全省工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟運行的主要特點:(1)生產(chǎn)步入正軌,呈平穩(wěn)過渡態(tài)勢(2)產(chǎn)銷銜接逐月趨好,庫存有所下降(2)產(chǎn)銷銜接逐月趨好,庫存有所下降

(3)大中型企業(yè)兩極分化(4)經(jīng)濟效益滑坡有所抑制

從上表中可以看出屬于機電一體化產(chǎn)業(yè)的電工電器成為某某省利潤快速增長的新興行 業(yè)。

進入1998年,在機電一體化產(chǎn)業(yè)部分工業(yè)制造業(yè)與1997年比較如下(單位:億元)產(chǎn)業(yè)分組 企業(yè)單位數(shù) 工業(yè)總產(chǎn)值 利潤總額 利稅總額

1997 1998 1997 1998 1997 1998 1997 1998 專用設(shè)備制造業(yè) 629 322 86.71 89.41 0.11-1.49 1.59 0.85 電氣機械及器材制造業(yè) 409 107 73.89 70.78-0.19-0.26 0.71 0.43 儀器儀表及文化辦公用機械制造業(yè) 109 66 11.00 13.01-0.59-0.71-0.30-0.39

從上表我們可以看出,某某機電一體化產(chǎn)業(yè)呈萎縮態(tài)勢,利潤利稅大幅度下滑,形勢十分 嚴(yán)峻。這一方面是由于國內(nèi)需求不大，經(jīng)濟有待拉動，另一方面也說明某某省機電一體 化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不佳，缺乏內(nèi)在推動力。作為工業(yè)強省的某某,如果無法把機電一體化作為支 柱產(chǎn)業(yè)扶持,則會出現(xiàn)工業(yè)水平下滑,競爭力逐年喪失,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)劣化等惡果。

1998年工業(yè)企業(yè)效益低下的狀況并未改變,1-11月全省綜合工業(yè)指數(shù)下降1.14個百分 點,國有工業(yè)效益下降更為顯著。國有大中型企業(yè)效益下滑尤其嚴(yán)重。產(chǎn)業(yè)分組 企業(yè)單位數(shù) 工業(yè)總產(chǎn)值 利潤總額 利稅總額

1997 1998 1997 1998 1997 1998 1997 1998 專用設(shè)備制造業(yè) 629 322 86.71 89.41 0.11-1.49 1.59 0.85 電氣機械及器材制造業(yè) 409 107 73.89 70.78-0.19-0.26 0.71 0.43 儀器儀表及文化辦公用機械制造業(yè) 109 66 11.00 13.01-0.59-0.71-0.30-0.39

從上表我們可以看出,某某機電一體化產(chǎn)業(yè)呈萎縮態(tài)勢,利潤利稅大幅度下滑,形勢十分 嚴(yán)峻。這一方面是由于國內(nèi)需求不大，經(jīng)濟有待拉動，另一方面也說明某某省機電一體 化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不佳，缺乏內(nèi)在推動力。作為工業(yè)強省的某某,如果無法把機電一體化作為支 柱產(chǎn)業(yè)扶持,則會出現(xiàn)工業(yè)水平下滑,競爭力逐年喪失,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)劣化等惡果。

1998年工業(yè)企業(yè)效益低下的狀況并未改變,1-11月全省綜合工業(yè)指數(shù)下降1.14個百分 點,國有工業(yè)效益下降更為顯著。國有大中型企業(yè)效益下滑尤其嚴(yán)重。

五．某某省機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺陷。

某某省機電一體化的發(fā)展及其產(chǎn)業(yè)化并不盡人意，存在著許多急待解決的問題。

(1)全省沒有一個全面統(tǒng)一的協(xié)調(diào)與管理機構(gòu),在機電一體化的發(fā)展上缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和有 效指導(dǎo),妨礙了機電一體化產(chǎn)業(yè)的合理布局和健康發(fā)展。(2)各種因素制約了某某機電產(chǎn)品競爭力

一般來說，產(chǎn)品競爭力的大小總是受制于產(chǎn)品的質(zhì)量（包括產(chǎn)品的檔次，規(guī)格），價格，和銷售手段（包括銷售方式和售后服務(wù)等）這三大要素，而某某發(fā)展機電一體化 產(chǎn)業(yè)，提高市場占有率和出口創(chuàng)匯，并創(chuàng)造效益也要從這幾方面入手。

技術(shù)裝備陳舊，制造工藝落后，生產(chǎn)手段測試條件與發(fā)展明顯不適應(yīng)。

這是某某機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的老大難問題，從“七五”以來，一直制約著某某機電一體 化競爭力的重大因素，因為在商品市場上質(zhì)量與價格（受制于人工。原材料，和能源消 耗水平）的競爭背后是生產(chǎn)技術(shù)水平的競爭。

某某省機電工業(yè)固定資產(chǎn)數(shù)量很大，但普遍存在自動化技術(shù)程度低，成套生產(chǎn)線少，先進的專用及通用設(shè)備和加工中心少，與先進國家和地區(qū)的水平相比，設(shè)備和技術(shù)手 段都很落后。加上企業(yè)質(zhì)量意識不強，質(zhì)量保證體系不完善，造成機電一體化產(chǎn)品質(zhì)量 差，次品率高，除機器設(shè)備陳舊，制造工藝落后，不能保證成品精度外，更多的是產(chǎn)品 質(zhì)量和質(zhì)量管理問題，工藝紀(jì)律松懈，規(guī)章制度未切實執(zhí)行。

第二篇：機電一體化發(fā)展趨勢

機電一體化的發(fā)展歷程和發(fā)展趨向系別：

專業(yè)：

學(xué)生姓名：

指導(dǎo)老師：

日期：2012年6月2日

1.機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程

1數(shù)控機床的問世,寫下了“機電一體化”歷史的第一頁。

2微電子技術(shù)為“機電一體化”帶來勃勃生氣。

3可編程序控制器、“電力電子”等的發(fā)展為“機電一體化”提供了堅強基礎(chǔ)。4激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使“機電一體化”躍上新臺階。

2.機電一體化發(fā)展趨向

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)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。

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、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

3.模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

4.網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控

制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

5.人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

6.微型化

微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。

7.集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

8.帶源化

是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

9.綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

10.光機電一體化

一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨向.11.自律分配系統(tǒng)化——柔性化

未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特征是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

12.全息系統(tǒng)化——智能化

今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

13.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化

今后的機電一體化裝置對信息的依靠性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物摘要：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)探究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)

品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入探究。這一探究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特征是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥恚瑱C電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。

14.微型機電化——微型化

目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。

在機電一體化控制中，該執(zhí)行機構(gòu)集微機技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機是通過內(nèi)部集成的一體化變頻器來控制，因此，同一臺智能執(zhí)行機構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)具有不同的運行速度和關(guān)斷力矩。該智能執(zhí)行機構(gòu)采用了液晶顯示技術(shù)，它利用內(nèi)置的液晶顯示板，不僅可以顯示閥門的開、關(guān)狀態(tài)和正常運行時閥門的開度，還可以通過菜單選擇運行參數(shù)設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能顯示出故障信息?？傊搱?zhí)行機構(gòu)集測量、決斷、執(zhí)行3種功能于一體，順應(yīng)了電動執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)展趨勢，它的研制成功給電動執(zhí)行機構(gòu)的研究開發(fā)提供了新的思路。建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)經(jīng)歷了4個時代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

第三篇：機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

20世紀(jì)90年代后期，各發(fā)達國家開始了向智能化方向發(fā)展機電一體化技術(shù)這方面邁進。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化行業(yè)，微細加工技術(shù)也在其中有了更深層次的發(fā)展，于是出現(xiàn)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)的分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。從現(xiàn)在來看未來的機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

一、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(jì)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(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(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。目前, 專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法, 是機電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)）實現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù)，它們各自獨立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動化程度的不斷提高, 將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動, 并會對制造中出現(xiàn)的問題進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。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、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

二、集成模塊化

集成模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢, 也是一項重要而又艱巨的任務(wù)。簡單的來說就是將各種接口或單元標(biāo)準(zhǔn)化，有點像機械咀的標(biāo)準(zhǔn)件，由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家都比較多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。機電一體化產(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,同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模，這樣更利于制定標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。

三、微型化

微型化是指機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。它是一個新興的、多學(xué)科交叉的高科技領(lǐng)域，面臨許多課題，涉及許多關(guān)鍵技術(shù)。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(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。微型機械加工技術(shù)作為微型機械的最關(guān)鍵技術(shù)，也必將有一個大的發(fā)展。硅加工、LIGA加工和準(zhǔn)LIGA加工正向著更復(fù)雜、更高深度適合各種要求的材料特性和表面特性的微結(jié)構(gòu)以及制作不同材料特別是功能材料微結(jié)構(gòu)，更易于與電路集成的方向發(fā)展，多種加工技術(shù)結(jié)合也是其重要方向。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

四、系統(tǒng)化

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(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。它的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進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),進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現(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,一般除R S232等常用通信方式外,實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要以及模仿生物機理等方面的產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

五、自源化

自源化是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。

六、環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。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，具有遠大的發(fā)展前景。

機電一體化的發(fā)展前景

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測，機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展：

1、光機電一體化方向

一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2、柔性化方向

未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

3、仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。

第四篇：探析機電一體化的未來發(fā)展趨勢

探析機電一體化的未來發(fā)展趨勢

摘要：介紹了光機電一體化技術(shù)特征，研究了國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點。

近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術(shù)特征

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1 體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便

光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機

械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3 部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。

1.4 產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學(xué)

等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2 發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。

從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單

一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積

小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰

當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

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第五篇：淺談機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

淺談機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù),它是機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速,機電一體化產(chǎn)品更新日新月異。

一、機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

“機電一體化”這個詞是日本安川電機公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。直到70年代,人們一直把機電一體化看做是機械與電子的結(jié)合。

80年代,信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用,典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后,使機械一電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。

進入90年代,通信技術(shù)進入了機電一體化,機器可像機器人系統(tǒng)那樣避控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡(luò)化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展,和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的緯合,開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后,機電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展,穩(wěn)步進入了21世紀(jì)。

二,典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

(一)數(shù)控機床。目前我國是全世界機床擁有量最多的國家(近320萬臺),但數(shù)控機床只占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控(發(fā)達國家數(shù)控機床占10%)。近些年來數(shù)控機床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展,在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。

1.高速化。由于高速加工技術(shù)普及,機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3 000~4 000r/min提高到8 000~10 000r/min快速移動速度由過去的10~20m/min提高到48m/min,60m/min,80m/rain,120m/min:在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度,由過去一般機床的0.5G(重力加速度)提高到1.5G~2G,最高可達15G:直線電機在機床上開始使用,主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機。

2.高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01~0.02mm提高到0.008左右;亞微米級機床達到0.0005mm左右:納米級機床達到0.005~O.Olum最小分辨率為1nm(O.000001mm)的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。

3.復(fù)合加工,新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復(fù)合加工機床,5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu),包括6軸虛擬機床,串并聯(lián)絞鏈機床等,采用特殊機械結(jié)構(gòu),數(shù)控的特殊運算方式,特殊編程要求。

4.使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機床“如虎天翼”。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑,在轉(zhuǎn)深孔時大大提高效率。加工剛件切削速度能達1 000m/min,加工鋁件能達5 000m/min。

因此,計算機集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各和新技術(shù)都在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來,這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。

(二)自動機與自動生產(chǎn)線。在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備,是當(dāng)前機電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如:各種高速香煙生產(chǎn)線;易拉罐自動生產(chǎn)線:FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等,這些自動機或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多,對維護和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命,不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展,而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測,機電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展:

(一)光機電一體化方向。一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進光學(xué)技術(shù),利用光學(xué)技術(shù)的先天特點,就能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

(二)柔性化方向。未來機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)育足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)是相互獨立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時具有本身的“自律性”,可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。

(三)智能化方向。今后的機電一體化化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。

四、仿生物系統(tǒng)化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定,但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。就目前情況看,機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化七方向發(fā)展的趨勢,但還有―段很漫長的道路要走。

五、微型化方向

目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)這一成果用于實際產(chǎn)品時,就沒有必要再區(qū)分機械部分和控制器部分了。那時,機械和電子完全可以“融合”機體,執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型化是機電一體化的重要發(fā)展方向?！?/p>

(編輯/丹桔)