第一篇：機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢分析

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢分析

摘 要：在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中，機電技術(shù)也在各關(guān)鍵領(lǐng)域取得了普遍應(yīng)用，為使機電一體化技術(shù)能夠在未來得到快速發(fā)展，應(yīng)當對其未來的發(fā)展進行推廣，對其中存在的問題和不足展開了解，進一步明確機電一體化發(fā)展的整體趨勢。本文主要分析了機電一體化的技術(shù)應(yīng)用與未來發(fā)展，并使其能夠在發(fā)展中得到更好的技術(shù)更新。機電一體化技術(shù)在自動生產(chǎn)線、數(shù)控機床等領(lǐng)域都有較多的應(yīng)用意義，因此綠色化、智能化是機電一體化技術(shù)未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，使自動化的發(fā)展提升具有良好的技術(shù)支持，并在機電一體化技術(shù)的應(yīng)用過程中，有效減少人力物力在生產(chǎn)加工中的多余消耗，并降低了安全問題發(fā)生的幾率，因此在煤炭行業(yè)、建筑行業(yè)中創(chuàng)造了巨大社會效益與經(jīng)濟效益。機電一體化技術(shù)包含信息傳感器技術(shù)、電工電子技術(shù)、接口技術(shù)、機械技術(shù)等多項技術(shù)的有機結(jié)合，并能夠綜合應(yīng)用在實際操作中。

1.機電一體化的應(yīng)用范圍

1.1建筑材料

在當前建筑施工的工作中，對建筑材料的要求也越來越高，且建筑材料作為建筑施工中比例較多的內(nèi)容，對其的質(zhì)量要求標準也更高。要想保證建筑材料能夠有更高的質(zhì)量發(fā)展特征，就要確保機電一體化的技術(shù)能夠在建筑材料中得到科學(xué)應(yīng)用[1]。此外，建筑材料的選擇調(diào)配對建筑質(zhì)量有直接影響，若是材料調(diào)配沒有滿足規(guī)定要求，將會減少建筑工程中的使用壽命，甚至引發(fā)嚴重的安全隱患，從而產(chǎn)生經(jīng)濟損失。正因如此，應(yīng)用機電一體化技術(shù)到建筑材料中，就能實現(xiàn)建筑材料的正確配比，以免誤差產(chǎn)生，進而推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

1.2自動生產(chǎn)線與數(shù)控機床

作為一個生產(chǎn)大國，我國在產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，對機床的使用量非常大，這也造成國家生產(chǎn)總值的提升。通常情況下，機床建設(shè)同數(shù)控技術(shù)的發(fā)展具有密切聯(lián)系。在國家機電一體化技術(shù)逐步發(fā)展完善的過程中，機電技術(shù)也更加成熟，但是綜合水平的發(fā)展依然處于世界的中級水平，因此對其要逐步改進與完善，進而更好推動數(shù)控機床技術(shù)的發(fā)展。此外，機電一體化在自動化生產(chǎn)線中也有普遍應(yīng)用，且在國民經(jīng)濟增長的進程中，更多的生產(chǎn)設(shè)備與自動化生產(chǎn)線被用于工業(yè)化建設(shè)的工作時，使工業(yè)化進程進一步加快。就當前階段的發(fā)展來說，工業(yè)化的發(fā)展還具有一定不足，需要在今后的使用過程中完善人機界面系統(tǒng)設(shè)計、邊坡調(diào)速等任務(wù)，從各方面完善機電一體化技術(shù)的發(fā)展。

1.3鋼鐵行業(yè)

機電一體化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用，能夠使生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量得到提升，促進鋼鐵行業(yè)能夠超現(xiàn)代化的發(fā)展方向進步，就當前的發(fā)展情況來說，鋼鐵行業(yè)中的機電一體化技術(shù)應(yīng)用可分成以下幾點：第一，計算機集成系統(tǒng)的應(yīng)用，使得鋼鐵生產(chǎn)過程中每個工作流程能夠緊密連接。第二，現(xiàn)場的總線技術(shù)應(yīng)用，能夠使設(shè)備鏈路實現(xiàn)通信數(shù)字化[2]。第三，使用交流傳動技術(shù)，能夠替代傳統(tǒng)的電子傳動，使生產(chǎn)效率大幅度提升。

1.4工業(yè)機器人

機電一體化在工業(yè)機器人中的應(yīng)用主要為三個階段，第一階段中，機器人對環(huán)境的適應(yīng)力較差，智能依照規(guī)定要求進行動作的機械重復(fù)。第二階段中機器人已經(jīng)具備初級的傳感系統(tǒng)，并能夠及時進行信息處理。第三階段的工業(yè)機器人發(fā)展，已經(jīng)逐漸進入智能化的發(fā)展領(lǐng)域，引出感知能力?^強，能夠在較為復(fù)雜的邏輯思維中進行合理準確的科學(xué)分析，使工業(yè)機器人能夠在使用中發(fā)揮更好的社會效益，并具備較好的環(huán)境適應(yīng)力。

2.機電一體化的發(fā)展趨勢

2.1綠色化

在人們生活水平逐步提高的同時，對環(huán)境發(fā)展的關(guān)注度也越來越多，因此機電一體化技術(shù)在今后的改進工作中，更應(yīng)注意綠色化的應(yīng)用發(fā)展，最終達到環(huán)境保護的最終目標。機電一體化中的綠色發(fā)展方向就是實現(xiàn)各類產(chǎn)品的低能耗、低污染發(fā)展，并減少人們在使用制造中出現(xiàn)的健康危害，避免造成環(huán)境污染。綠色化的發(fā)展方向能夠是產(chǎn)品應(yīng)用效率全面提升，并在推動生態(tài)環(huán)境的良好發(fā)展、人體身心健康等方面都具有良好作用，總之，機電一體化的產(chǎn)品發(fā)展趨勢具有十分廣闊的市場前景。

2.2光機電一體化

機電一體化技術(shù)具備強大的功能作用，并在實際生活、生產(chǎn)過程中發(fā)揮出了自身優(yōu)勢，人們對機電一體化技術(shù)的研究力度、關(guān)注力度也在逐步提升。目前機電一體化的應(yīng)用主要包含了信息處理系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)等，其中機械機構(gòu)屬于其最主要的結(jié)構(gòu)組成[3]。為更好掌握金銀光學(xué)技術(shù)，促使光機電一體化的技術(shù)發(fā)展，推動機電一體化走向新的發(fā)展時期。

2.3智能化

在當前信息化技術(shù)飛速發(fā)展的進程中，智能化的信息技術(shù)水平也有了突飛猛進的發(fā)展。因此機電一體化技術(shù)中，人工智能的科學(xué)應(yīng)用，也是未來發(fā)展的趨勢之一。在充足的理論知識基礎(chǔ)之上，從多方面思維引進，從而達到機電一體化技術(shù)的全信息化。智能化作為機電一體化技術(shù)的信息重要表現(xiàn)，能夠運用計算機科學(xué)、人工智能、模糊定量、運籌學(xué)等進行機電一體化技術(shù)的整體發(fā)展，并且在模擬人類智能技術(shù)、混沌動力學(xué)等領(lǐng)域有了新的研究進程，隨著今后機電一體化研究的逐步深入，也呈現(xiàn)出了“全息”化發(fā)展特征，并在智能化的應(yīng)用領(lǐng)域增強使用效果。

3.結(jié)語

綜上所述，機電一體化技術(shù)是在經(jīng)濟發(fā)展進程中十分重要的科學(xué)技術(shù)，也屬于全球科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。所以，在以后的發(fā)展應(yīng)用過程中，相關(guān)部門應(yīng)當更加重視機電一體化技術(shù)的深入與研究，利用先進的技術(shù)設(shè)備創(chuàng)新機電一體化發(fā)展。促使國家的生產(chǎn)效力能夠提升也能增大企業(yè)的發(fā)展規(guī)模，提升其社會經(jīng)濟效益，全面推動國家經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。機電一體化技術(shù)綜合多種科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，在技術(shù)發(fā)展的提升過程中其應(yīng)用水平也能夠不斷進步，最終在機電行業(yè)中發(fā)揮更大作用。

參考文獻

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第二篇：機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

摘 要：隨著我國工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用也日趨廣泛，成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要?酥局?一，了解和掌握機電一體化技術(shù)的應(yīng)用和未來發(fā)展前景，也是當前機械工程領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點課題之一。本文從機電一體化技術(shù)的發(fā)展入手，分析了機電一體化的發(fā)展前景趨勢，希望能借此給同行們提供一些有價值的參考。

關(guān)鍵詞：機電一體化 技術(shù)應(yīng)用 發(fā)展趨勢

1.機電一體化的技術(shù)應(yīng)用

機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用在數(shù)控機床、計算機集成制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人等方面。它在應(yīng)用技術(shù)方面主要包括軟件和硬件兩個大的方面，其在不同領(lǐng)域中的具體應(yīng)用的核心技術(shù)包括：

1.1在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應(yīng)用

機械制造業(yè)的市場競爭局面緊張，而在傳統(tǒng)的機械制造行業(yè)中，規(guī)模和經(jīng)濟基礎(chǔ)是決定市場占有率的關(guān)鍵，而社會發(fā)展到今天，制造業(yè)已經(jīng)打破了單純依靠人力生產(chǎn)的技能傳統(tǒng)，取而代之的是電子計算機技術(shù)、敏捷制造、柔性制造、并行工程和計算機數(shù)字控制技術(shù)等高新技術(shù)制造系統(tǒng)占據(jù)了信息競爭主導(dǎo)地位，起到了促進生產(chǎn)模式創(chuàng)新和發(fā)展的作用。

1.2在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用主要是計算機集成制造系統(tǒng)，是將人、生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理和整個生產(chǎn)管理過程的全方面有效連接的一種控制系統(tǒng)。從原料進入生產(chǎn)企業(yè)，到原料的加工生產(chǎn)和成品的發(fā)貨等全方面加以監(jiān)控的新技術(shù)應(yīng)用。

1.3在飲料食品行業(yè)中的應(yīng)用

機電一體化作為一種應(yīng)用發(fā)展最快的新技術(shù)，在飲料食品行業(yè)的包裝機械開發(fā)、設(shè)計和制造等方面也被廣泛引入，大大提高了生產(chǎn)加工的自動化水平，提升了生產(chǎn)能力和管理效率，為企業(yè)在行業(yè)中的優(yōu)勢競爭地位奠定了基礎(chǔ)。

此外，機電一體化的技術(shù)應(yīng)用還包括在現(xiàn)場總線技術(shù)方面和交流傳動技術(shù)方面的應(yīng)用。現(xiàn)場總線技術(shù)其實就是將新型的信號傳輸技術(shù)替換成現(xiàn)場總線技術(shù)的一種方法，在有效控制的基礎(chǔ)上實現(xiàn)雙向的信息傳送。而交流傳動技術(shù)則是將矢量控制技術(shù)進行實用化應(yīng)用的代表，是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在未來，還將取代直流傳動技術(shù)。

2.機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

當前，光機電一體化技術(shù)作為一種新興的學(xué)科，在多年的發(fā)展后逐步形成了一種新興產(chǎn)業(yè)，并逐漸受到人們的重視。同時這也決定了當代機電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢：

2.1 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程，這一重要發(fā)展趨勢將給所有機電一體化企業(yè)帶來光明的發(fā)展前景。使得產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多、單元復(fù)雜的機電一體化產(chǎn)品更好的被整合，對開發(fā)研制新產(chǎn)品和進一步擴大生產(chǎn)規(guī)模都將有極強的推動作用。而為了更好的避免利益沖突，還應(yīng)該相應(yīng)的制定相關(guān)必要的國際或國內(nèi)生產(chǎn)標準。相關(guān)標準的制定，對生產(chǎn)標準機電一體化單一的企業(yè)和對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)來說，都會有利無害。

2.2智能化

在21世紀智能化已然成為機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。這一時期的人工智能應(yīng)用在機電一體化技術(shù)應(yīng)用研究中備受關(guān)注，其中最為典型的技術(shù)應(yīng)用代表當屬機器人和數(shù)控機床的智能化應(yīng)用。盡管在當前的技術(shù)條件下，機器人不可能達到與人完全相同的智能，但是其智能化的擬人應(yīng)用是完全有可能，并在現(xiàn)實的生產(chǎn)生活中也有必要的，如何在理論控制的基礎(chǔ)上行，達到更高的控制目標，將是機電一體化技術(shù)智能化應(yīng)用的一個重點。

2.3微型化

在20世紀80年代末期，機電一體化技術(shù)已經(jīng)開始朝著微型及其和微觀領(lǐng)域發(fā)展，國外更是興起了一種較為微電子機械系統(tǒng)的機電一體化產(chǎn)品，這種體積小、耗能少、而且運動靈活的這款新產(chǎn)品逐漸朝著微米、納米級發(fā)展，并彰顯其在生物醫(yī)療、軍事和信息等方面應(yīng)用的巨大優(yōu)勢，勢必成為未來的一大發(fā)展趨勢。但需要注意的是，這一技術(shù)的突破發(fā)展也存在一定的技術(shù)瓶頸。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

20世紀90年代，計算機技術(shù)應(yīng)用方面開始出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)及各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，極大地影響了人們的日常生活，同時也加劇了企業(yè)間的全球化競爭趨勢，使得各企業(yè)在面臨嚴峻挑戰(zhàn)的同時也帶來了極大的發(fā)展機遇。這也就預(yù)示著，一旦研制出質(zhì)量可靠、功能獨特的新的機電一體化產(chǎn)品，其暢銷度將快速覆蓋全球。特別是在網(wǎng)絡(luò)日益普及并形成了計算機技能家電系統(tǒng)的今天，家電已經(jīng)和家庭網(wǎng)絡(luò)密切相連，這也就預(yù)示著機電一體化產(chǎn)品只有朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，才能在高科技技術(shù)的應(yīng)用中滿足人們的便利需求和使用快樂。

2.5綠色化

工業(yè)的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大的影響，在提高舒適生活和物質(zhì)滿足的同時，也衍生出了資源短缺和環(huán)境污染加劇等系列問題。因此，回歸自然、綠色環(huán)保健康的產(chǎn)品概念也開始成為社會需求的主流和時代發(fā)展的趨勢。這就要求產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的全過程中，都應(yīng)以盡量減少對人體健康的損傷和提高產(chǎn)品利用率為前提，不污染、能回收利用的新型機電一體化產(chǎn)品的綠色設(shè)計理念，其未來的發(fā)展前途將極其遠大。

3.結(jié)束語

眾所周知，在市場經(jīng)濟體制不斷完善和競爭加劇的今天，科學(xué)技術(shù)不斷朝著整體化、交叉化、數(shù)字化和微電子技術(shù)信息技術(shù)的方向發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷增加。只有了解其應(yīng)用現(xiàn)狀，認清其未來發(fā)展趨勢大力推廣和發(fā)展，才能讓機電一體化技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用，來進一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率，更好的服務(wù)人們的生產(chǎn)生活，從而推動機械工業(yè)的發(fā)展與振興。

參考文獻

[1]王霞.機電一體化的發(fā)展與應(yīng)用[J].科技資訊，2013（27）.[2]鐘六平.淺議機電一體化之控制系統(tǒng)[J].科技資訊，2013（34）.[3]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

第三篇：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。

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)

第四篇：機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要：機電一體化技術(shù)是由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)及其它技術(shù)相融合構(gòu)成的一門獨立的交叉學(xué)科。機電一體化產(chǎn)品迅猛發(fā)展，幾乎遍及所有制造業(yè)領(lǐng)域。機電一體化技術(shù)在數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機器人、計算機集成制造系統(tǒng)方面都取得了一定的成果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外機電一體化將朝著綠色化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化方向發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢也將越來越明顯。

關(guān)鍵詞：機電一體化；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

機電一體化是一個新興的邊緣學(xué)科，正處于發(fā)展階段，代表著機械工業(yè)技術(shù)革命的發(fā)展方向。一般認為，機電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)及其它技術(shù)相融合而構(gòu)成的一門獨立的交叉學(xué)科。

1國內(nèi)機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1數(shù)控技術(shù)方面

我國的數(shù)控技術(shù)起步于1958 年，在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達到50%，配置國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達到了10%?？v觀我國數(shù)控技術(shù)近50 年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過四個五年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了很好的成績。目前，國內(nèi)已具有年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)3000 多套、主軸與進給裝置5000 多套的生產(chǎn)能力。近十年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10 μm 提高到5 μm，精密級加工中心則從3～5 μm 提高到1～1.5 μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級（0.01 μm）。

1.2工業(yè)機器人方面

目前，國內(nèi)相關(guān)科研機構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機器人操作機的優(yōu)化制造技術(shù)，解決了工業(yè)

機器人控制、驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)，機器人軟件的設(shè)計和編程等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握弧焊、點焊及大型機器人自動生產(chǎn)線（工作站）與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技術(shù)?，F(xiàn)在，我國從事機器人研發(fā)的單位有200 多家，專門從事機器人產(chǎn)業(yè)開發(fā)的企業(yè)有50家以上，中國市場上總共擁有近萬臺工業(yè)機器人，其中完全國產(chǎn)的工業(yè)機器人（行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機器人企業(yè)）行業(yè)集中度占30%左右。

1.3計算機集成制造系統(tǒng)方面

我國經(jīng)過多年的理論和技術(shù)準備，CIMS 已經(jīng)有了較快發(fā)展。目前，已在清華大學(xué)建成國家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究單位建立了七個CIMS 單元技術(shù)實驗室和八個CIMS 培訓(xùn)中心。2000 年，全國已有20 多個省市、10 多個行業(yè)、200多家不同規(guī)模和類型的企業(yè)通過實施CIMS 應(yīng)用示范工程，取得了巨大的經(jīng)濟效益。當前CIMS 的進一步試點推廣應(yīng)用已經(jīng)擴展到機械、電子、航空、航天、輕工、紡織、冶金、石油化工等諸多領(lǐng)域，正得到各行各業(yè)越來越多的關(guān)注和投入。

2機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，未來機電一體化將朝著綠色化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化等多方向發(fā)展。

2.1綠色化

若將機械產(chǎn)品和制造機械產(chǎn)品的機械裝置統(tǒng)稱為機械系統(tǒng)，則機電一體化技術(shù)的功能可歸結(jié)為：提高機械系統(tǒng)的性能，完成傳統(tǒng)機械系統(tǒng)不能完成的功能；提高機械系統(tǒng)的智能化程度，使人在更舒適的環(huán)境中工作；提高機械系統(tǒng)的可回收性；降低機械系統(tǒng)的原材料消耗；降低機械系統(tǒng)的能耗；降低機械系統(tǒng)對環(huán)境的污染，可以看出其中至少有3 條是和環(huán)境保護有關(guān)的。因此，進入21 世紀，機電一體化技術(shù)的使命是要能提供一種高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、環(huán)境舒適和可回收的智能化機械產(chǎn)品，即提供一種能滿足可持續(xù)性發(fā)展的綠色產(chǎn)品。

2.2智能化

人工智能系統(tǒng)是一個知識處理系統(tǒng)，它包括知識表示、知識利用和知識獲取三個基本問題，其最終目標是模擬人的問題求解、推理、學(xué)習(xí)。人工智能在機電一體化建設(shè)中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?！爸悄芑笔菍C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，模擬人類的智能，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。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)智能化的四種主要技術(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

2.3網(wǎng)絡(luò)化

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?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（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)（CIAS），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。

2.4微型化

微型化興起于20 世紀80 年代末，是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。近十余年來，微機電系統(tǒng)（MEMS），作為機電一體化技術(shù)的新尖端分支而倍受重視，它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。微機電系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，發(fā)展難點在于微機械并不是簡單地將大尺寸的機械按比例縮小，由于結(jié)構(gòu)的微型化，在材料、機構(gòu)設(shè)計、摩擦特性、加工方法、測試與定位及驅(qū)動方式等方面都產(chǎn)生了一些特殊問題。

微機電一體化產(chǎn)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，因此在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。因此在生物醫(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)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

2.5模塊化

機電一體化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機械、電子和軟件三大部分。模塊化技術(shù)是這三者的共同技術(shù)。模塊化技術(shù)可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本，提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度，提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性和可擴展性等。融合機械、電子和軟件三大部分的機電一體化模塊代表了未來產(chǎn)品的發(fā)展方向，具有高度自主性、良好協(xié)調(diào)性和自組織性的特點。總之，模塊化設(shè)計與制造是機電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢。隨著微處理器性能價格比的迅速提高和微機械電子（MEMS）技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計和制造出各種新的機電一體化產(chǎn)品。

3結(jié)束語

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，以機械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機結(jié)合為主體的機電一體化技術(shù)是機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，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：

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第五篇：機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

機電一體化技術(shù)的應(yīng)用

摘要：現(xiàn)階段，隨著我國全面改革的深化，各個領(lǐng)域發(fā)展都加快了步伐，機電一體化的技術(shù)層面也有了優(yōu)化，對生產(chǎn)領(lǐng)域起到了很大促進作用。機電一體化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了長時間積淀，發(fā)展至今已經(jīng)在應(yīng)用生產(chǎn)力層面得到了提高，對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了積極促進作用。本文對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行了簡要分析。

關(guān)鍵字：機電一體化；技術(shù)；應(yīng)用 1機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

至今，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用主要在四個方面，分別是工業(yè)機器人的開發(fā)和利用、數(shù)控機床應(yīng)用、分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用。工業(yè)機器人的產(chǎn)生能夠在一定程度上代替人類，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，第一代機器人因為不具備高智能化水平，只能依據(jù)簡單的程序執(zhí)行簡易的工作；第二代機器人可以依據(jù)內(nèi)部傳感器獲取、分析環(huán)境中的信息，做出具體的動作；第三代機器人可以在不同環(huán)境下工作。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用最成功的案例就屬數(shù)控機床，目前數(shù)控機床是一個機床是可以同時進行多個任務(wù)的操控，讓提高工作效率在很大程度上得到提高。分布控制系統(tǒng)的安全和功能水平極高，隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)能夠在干生產(chǎn)過程中實現(xiàn)調(diào)度、處理等多種功能。

2機電一體化的應(yīng)用 2.1計算機的集成

計算機集成過程中的機電一體化，其意義主要是通過對各系統(tǒng)進行整合的方式，達到將全局動態(tài)進行綜合展示的目的，因此，可以說計算機的集成在一定程度上滿足了對產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和經(jīng)營等各個流程進行有機結(jié)合的要求，為產(chǎn)品的開發(fā)提供了相應(yīng)的信息。隨著各企業(yè)對自身集成的程度進行不斷提升，不同生產(chǎn)要素所具有的相關(guān)配置也得到了一定的優(yōu)化，這對于將生產(chǎn)要素的功效進行最大化發(fā)揮具有非常重要的意義。

2.2數(shù)控機床

研究結(jié)果表明，機電一體化在對數(shù)控機床操控的精確度進行提升過程中，起到了非常重要的作用，數(shù)控機床的模塊化結(jié)構(gòu)也正是依托于該技術(shù)而產(chǎn)生的，除此之外，數(shù)控機床所具有的智能化技術(shù)和軟件研制也無法離開機電一體化而獨自生存，上述研究成果的發(fā)表和應(yīng)用，不僅保證了數(shù)控機床功能性的有效提升，還在很大程度上為產(chǎn)品生產(chǎn)速度的提高提供了理論依據(jù)。

2.3工業(yè)機器人中的應(yīng)用

將機電一體化技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)機器人當中可以細化成三個階段：①工業(yè)機器人能夠根據(jù)具體的規(guī)定要求對某一動作進行重復(fù)性地操作，而且在適應(yīng)工作環(huán)境和對象變化方面能力偏弱；②工業(yè)機器人已經(jīng)具備了傳感系統(tǒng)，可以及時獲取并處理與工作環(huán)境相關(guān)的狀況與信息。及時反饋，有效地控制動作。在此過程中，工業(yè)機器人也具備了低水平智能特征，可以達到實用化目標；③工業(yè)機器人與時俱進，呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢，并且具備感知能力，而且形成了邏輯思維，可以判斷并決策，自身的環(huán)境適應(yīng)力與行動力已經(jīng)相對成熟。

2.4在汽車行業(yè)的應(yīng)用

2.4.1汽車的打火系統(tǒng)使用機電一體化技術(shù)

原來的汽車打火系統(tǒng)接收到的打火指令信號較弱，使用時間一長，打火會很困難，影響汽車的啟動，采用機電一體化技術(shù)通過數(shù)字模式增強打火信號，提升電路傳感能力，系統(tǒng)自動對空氣和燃料質(zhì)量之間進行對比，減少它們的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，實現(xiàn)發(fā)動機的快速反應(yīng)。

2.4.2汽車的雷達系統(tǒng)使用了機電一體化技術(shù)

它的應(yīng)用不僅使人們的生活更加方便，而且減少了危險因素。生活中，汽車在倒車、行駛、停車的時候，我們雖然也會減速對周圍的環(huán)境進行觀察，防止發(fā)生意外，但總會有視覺死角，在這種情況下，汽車的雷達系統(tǒng)檢測到障礙物就會自動發(fā)出警報，給駕駛員已提醒，有效的避免了事故的發(fā)生。

2.4.3汽車的制動系統(tǒng)使用了機電一體化技術(shù)

之前，汽車的制動是靠車后輪安裝的制動系統(tǒng)來完成的，是為了及時停車，保證安全，但是，隨著汽車行駛速度的提升，原來的制動作用已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代汽車的需要，因此，運用了機電一體化技術(shù)，能夠減輕汽車質(zhì)量，提升車速，使得車輛在行駛狀態(tài)下遇到緊急情況也能夠?qū)崿F(xiàn)快速平穩(wěn)的制動，汽車的安全性更強，制動效果更好，防止了交通事故的發(fā)生。

3機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 3.1智能化

在21世紀機電一體化的主要研究就是智能化，智能化主要針對的是機器行為，是基于控制理論，綜合運用人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)等一些新技術(shù)，讓機器能夠具有人的基礎(chǔ)能力，例如判斷推理、羅輯思維和自主決策的能力，通過不斷的研究，最終可以達到更高的控制要求。研究出來的機電一體化產(chǎn)品雖然不具備和人一樣的能力，然而微處理器具備高速度和高性能的特點，這使機電一體化的產(chǎn)品能夠具備低級智能或者人的部分智能完全可以在未來實現(xiàn)。

3.2微型化

微型化主要針對的是外形尺寸為毫米，元件尺寸為微米的機電裝置，從在該理論指導(dǎo)誕生的技術(shù)被廣泛投入使用至今，人們對微電裝置的追求始終沒有停止，這是因為該類裝置具有小巧、靈活等諸多優(yōu)點，因此，在軍事和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)ζ溥M行合理運用，可以取得事半功倍的效果。

3.3綠色化發(fā)展趨勢

新形勢下，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度不斷加快，一定程度上完善了人們物質(zhì)生活質(zhì)量，同時也提高了居住環(huán)境的要求。因而，環(huán)境問題也逐漸成為了人們所關(guān)注的重點內(nèi)容，希望可以減少對于自然生態(tài)環(huán)境的破壞。為此，在實際發(fā)展的過程中，生產(chǎn)產(chǎn)品的綠色發(fā)展逐漸成為社會目標。其中，綠色機電一體化技術(shù)備受關(guān)注與認可，能夠?qū)⒆陨淼膬r值充分發(fā)揮出來，對城市生態(tài)環(huán)境予以全面保護，進一步推動城市的建設(shè)與發(fā)展。

3.4網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢

隨著網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，一定程度上促進人們生產(chǎn)與生活質(zhì)量的提升。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用不斷增加，而在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時，也形成了多種多樣的高新技術(shù)，對人們生活產(chǎn)生了影響。對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用制造遠程監(jiān)控終端設(shè)備，在各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。而在家庭中，同樣可將機電一體化技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。由此可見，必須要重視機電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。

結(jié)束語：綜上所述，機電一體化的發(fā)展中，技術(shù)的升級進步對機電一體化設(shè)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(shù)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(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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