第一篇：機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展前景，也是當(dāng)前機(jī)械工程領(lǐng)域關(guān)注和研究的重點(diǎn)課題之一。本文從機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展入手，分析了機(jī)電一體化的發(fā)展前景趨勢(shì)，希望能借此給同行們提供一些有價(jià)值的參考。

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

1.機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用

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

機(jī)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(jī)床、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)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(gè)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(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)械制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)局面緊張，而在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中，規(guī)模和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)是決定市場(chǎng)占有率的關(guān)鍵，而社會(huì)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(jì)算機(jī)技術(shù)、敏捷制造、柔性制造、并行工程和計(jì)算機(jī)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(jìng)爭(zhēng)主導(dǎo)地位，起到了促進(jìn)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(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用主要是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，是將人、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理和整個(gè)生產(chǎn)管理過(guò)程的全方面有效連接的一種控制系統(tǒng)。從原料進(jìn)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(jī)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(jī)械開發(fā)、設(shè)計(jì)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(dòng)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(shì)競(jìng)爭(zhēng)地位奠定了基礎(chǔ)。

此外，機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用還包括在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)方面和交流傳動(dòng)技術(shù)方面的應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)其實(shí)就是將新型的信號(hào)傳輸技術(shù)替換成現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的一種方法，在有效控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)雙向的信息傳送。而交流傳動(dòng)技術(shù)則是將矢量控制技術(shù)進(jìn)行實(shí)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(lái)，還將取代直流傳動(dòng)技術(shù)。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，光機(jī)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(shí)這也決定了當(dāng)代機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：

2.1 模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程，這一重要發(fā)展趨勢(shì)將給所有機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)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(jī)電一體化產(chǎn)品更好的被整合，對(duì)開發(fā)研制新產(chǎn)品和進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模都將有極強(qiáng)的推動(dòng)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(guó)際或國(guó)內(nèi)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單一的企業(yè)和對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)來(lái)說(shuō)，都會(huì)有利無(wú)害。

2.2智能化

在21世紀(jì)智能化已然成為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。這一時(shí)期的人工智能應(yīng)用在機(jī)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(dāng)屬機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的智能化應(yīng)用。盡管在當(dāng)前的技術(shù)條件下，機(jī)器人不可能達(dá)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(shí)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(dá)到更高的控制目標(biāo)，將是機(jī)電一體化技術(shù)智能化應(yīng)用的一個(gè)重點(diǎn)。

2.3微型化

在20世紀(jì)80年代末期，機(jī)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(guó)外更是興起了一種較為微電子機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，這種體積小、耗能少、而且運(yùn)動(dòng)靈活的這款新產(chǎn)品逐漸朝著微米、納米級(jí)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(shì)，勢(shì)必成為未來(lái)的一大發(fā)展趨勢(shì)。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(jì)90年代，計(jì)算機(jī)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(shí)也加劇了企業(yè)間的全球化競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，使得各企業(yè)在面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的同時(shí)也帶來(lái)了極大的發(fā)展機(jī)遇。這也就預(yù)示著，一旦研制出質(zhì)量可靠、功能獨(dú)特的新的機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)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(lè)。

2.5綠色化

工業(yè)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了巨大的影響，在提高舒適生活和物質(zhì)滿足的同時(shí)，也衍生出了資源短缺和環(huán)境污染加劇等系列問(wèn)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(huì)需求的主流和時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。這就要求產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的全過(guò)程中，都應(yīng)以盡量減少對(duì)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(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)理念，其未來(lái)的發(fā)展前途將極其遠(yuǎn)大。

3.結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制不斷完善和競(jìng)爭(zhēng)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(jī)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(rèn)清其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)大力推廣和發(fā)展，才能讓機(jī)電一體化技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用，來(lái)進(jìn)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(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展與振興。

參考文獻(xiàn)

[1]王霞.機(jī)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(jī)電一體化之控制系統(tǒng)[J].科技資訊，2013（34）.[3]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

第二篇：機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)分析

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)分析

摘 要：在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電技術(shù)也在各關(guān)鍵領(lǐng)域取得了普遍應(yīng)用，為使機(jī)電一體化技術(shù)能夠在未來(lái)得到快速發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對(duì)其未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行推廣，對(duì)其中存在的問(wèn)題和不足展開了解，進(jìn)一步明確機(jī)電一體化發(fā)展的整體趨勢(shì)。本文主要分析了機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展，并使其能夠在發(fā)展中得到更好的技術(shù)更新。機(jī)電一體化技術(shù)在自動(dòng)生產(chǎn)線、數(shù)控機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。

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

機(jī)電一體化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，使自動(dòng)化的發(fā)展提升具有良好的技術(shù)支持，并在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)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(wèn)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(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)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(jī)械技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，并能夠綜合應(yīng)用在實(shí)際操作中。

1.機(jī)電一體化的應(yīng)用范圍

1.1建筑材料

在當(dāng)前建筑施工的工作中，對(duì)建筑材料的要求也越來(lái)越高，且建筑材料作為建筑施工中比例較多的內(nèi)容，對(duì)其的質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(duì)建筑質(zhì)量有直接影響，若是材料調(diào)配沒(méi)有滿足規(guī)定要求，將會(huì)減少建筑工程中的使用壽命，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全隱患，從而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失。正因如此，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)到建筑材料中，就能實(shí)現(xiàn)建筑材料的正確配比，以免誤差產(chǎn)生，進(jìn)而推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。

1.2自動(dòng)生產(chǎn)線與數(shù)控機(jī)床

作為一個(gè)生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)在產(chǎn)品生產(chǎn)的過(guò)程中，對(duì)機(jī)床的使用量非常大，這也造成國(guó)家生產(chǎn)總值的提升。通常情況下，機(jī)床建設(shè)同數(shù)控技術(shù)的發(fā)展具有密切聯(lián)系。在國(guó)家機(jī)電一體化技術(shù)逐步發(fā)展完善的過(guò)程中，機(jī)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(jí)水平，因此對(duì)其要逐步改進(jìn)與完善，進(jìn)而更好推動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展。此外，機(jī)電一體化在自動(dòng)化生產(chǎn)線中也有普遍應(yīng)用，且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的進(jìn)程中，更多的生產(chǎn)設(shè)備與自動(dòng)化生產(chǎn)線被用于工業(yè)化建設(shè)的工作時(shí)，使工業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步加快。就當(dāng)前階段的發(fā)展來(lái)說(shuō)，工業(yè)化的發(fā)展還具有一定不足，需要在今后的使用過(guò)程中完善人機(jī)界面系統(tǒng)設(shè)計(jì)、邊坡調(diào)速等任務(wù)，從各方面完善機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。

1.3鋼鐵行業(yè)

機(jī)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(jìn)鋼鐵行業(yè)能夠超現(xiàn)代化的發(fā)展方向進(jìn)步，就當(dāng)前的發(fā)展情況來(lái)說(shuō)，鋼鐵行業(yè)中的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用可分成以下幾點(diǎn)：第一，計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的應(yīng)用，使得鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)工作流程能夠緊密連接。第二，現(xiàn)場(chǎng)的總線技術(shù)應(yīng)用，能夠使設(shè)備鏈路實(shí)現(xiàn)通信數(shù)字化[2]。第三，使用交流傳動(dòng)技術(shù)，能夠替代傳統(tǒng)的電子傳動(dòng)，使生產(chǎn)效率大幅度提升。

1.4工業(yè)機(jī)器人

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

2.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

2.1綠色化

在人們生活水平逐步提高的同時(shí)，對(duì)環(huán)境發(fā)展的關(guān)注度也越來(lái)越多，因此機(jī)電一體化技術(shù)在今后的改進(jìn)工作中，更應(yīng)注意綠色化的應(yīng)用發(fā)展，最終達(dá)到環(huán)境保護(hù)的最終目標(biāo)。機(jī)電一體化中的綠色發(fā)展方向就是實(shí)現(xiàn)各類產(chǎn)品的低能耗、低污染發(fā)展，并減少人們?cè)谑褂弥圃熘谐霈F(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(dòng)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(jī)電一體化的產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。

2.2光機(jī)電一體化

機(jī)電一體化技術(shù)具備強(qiáng)大的功能作用，并在實(shí)際生活、生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮出了自身優(yōu)勢(shì)，人們對(duì)機(jī)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(jī)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(jī)械機(jī)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(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展，推動(dòng)機(jī)電一體化走向新的發(fā)展時(shí)期。

2.3智能化

在當(dāng)前信息化技術(shù)飛速發(fā)展的進(jìn)程中，智能化的信息技術(shù)水平也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。因此機(jī)電一體化技術(shù)中，人工智能的科學(xué)應(yīng)用，也是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一。在充足的理論知識(shí)基礎(chǔ)之上，從多方面思維引進(jìn)，從而達(dá)到機(jī)電一體化技術(shù)的全信息化。智能化作為機(jī)電一體化技術(shù)的信息重要表現(xiàn)，能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、模糊定量、運(yùn)籌學(xué)等進(jìn)行機(jī)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(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域有了新的研究進(jìn)程，隨著今后機(jī)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(qiáng)使用效果。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)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(guò)程中，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)更加重視機(jī)電一體化技術(shù)的深入與研究，利用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備創(chuàng)新機(jī)電一體化發(fā)展。促使國(guó)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益，全面推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)綜合多種科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)發(fā)展的提升過(guò)程中其應(yīng)用水平也能夠不斷進(jìn)步，最終在機(jī)電行業(yè)中發(fā)揮更大作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李鵬.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（8）： 148-148.[2]韓海云.煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用、管理及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015（33）： 153-154.[3]倪飛.機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用分析[J].科技致富向?qū)В?015（11）：277-277.

第三篇：機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用.doc

第1章緒論

第一節(jié)機(jī)電一體化的定義

1、機(jī)電一體化是機(jī)電一體化技術(shù)及其產(chǎn)品的統(tǒng)稱，并把柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）等先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)線和制造過(guò)程也包括在內(nèi)，發(fā)展了機(jī)電一體化的含義。

2、機(jī)電一體化包括六大共性關(guān)鍵技術(shù)：精密機(jī)械技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)。

3、名詞解釋：機(jī)電一體化產(chǎn)品

在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上應(yīng)用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生出來(lái)的新一代的機(jī)電產(chǎn)品。

第二節(jié)機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素及相應(yīng)功能

1.機(jī)械本體機(jī)械本體包括機(jī)械傳動(dòng)裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置。其主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定的位置上，并保持特定的關(guān)系。

2.動(dòng)力部分功能是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。機(jī)電一體化的顯著特征之一，是用盡可能小的動(dòng)力輸入獲得盡可能大的功能輸出。

3.傳感檢測(cè)部分 功能是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并裝換成可識(shí)別信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能通常由專門的傳感器和儀器儀表完成。

4.執(zhí)行部分功能是根據(jù)控制和指令完成所要求的動(dòng)作。執(zhí)行部分是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)。它將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

5.驅(qū)動(dòng)部分功能是在控制信息作用下，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。

6.控制與信息處理部分功能是將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過(guò)輸出接口送往執(zhí)行部分，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期的性能?？刂婆c信息處理單元一般由計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）、數(shù)控裝置以及邏輯電路A/D與的、D/A轉(zhuǎn)換、I/O接口和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備等組成。

7.接口一是交換；二是放大；三是傳遞。機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成及工作原理

第三節(jié)機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)（六大方面）

1．機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)

2．傳感檢測(cè)技術(shù)：是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺(jué)器官

3．信息處理技術(shù)：包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策。機(jī)電一體化主要采用工業(yè)

4．自動(dòng)控制5.伺服傳動(dòng)技術(shù)6.系統(tǒng)總體技術(shù)

第2章機(jī)械傳動(dòng)與支承技術(shù)機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本要素，主要用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、支承部件。

第一節(jié)機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立

1．機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)

機(jī)械移動(dòng)系統(tǒng)的基本元件是質(zhì)量、阻尼器和彈簧。

第二節(jié)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性、影響機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)鏈的動(dòng)力學(xué)性能的因素：（1）負(fù)載的變化（2）傳動(dòng)鏈慣性（3）傳動(dòng)鏈固有頻率（4）間隙、摩擦、潤(rùn)滑和溫升

2．機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的特性（公式—選擇）P22-23

(1)阻尼線性阻尼下的振動(dòng)為實(shí)模態(tài)，非線性阻尼下的振動(dòng)為復(fù)模態(tài)阻尼比§= C/2√mkc:粘性阻尼系數(shù)m—系統(tǒng)的質(zhì)量 k—系統(tǒng)的剛度（2）剛度對(duì)于伺服系統(tǒng)的失動(dòng)

量來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的剛度越大，失動(dòng)量越小。對(duì)于伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，剛度對(duì)開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒(méi)有影響，而對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大影響，提高剛度可增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）諧振頻率（4）間隙（1）齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙的消除 1)剛性消隙法2）柔性消隙法 3）絲杠螺母間隙的調(diào)整墊片式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、螺紋式調(diào)隙機(jī)構(gòu)、齒差式調(diào)隙機(jī)構(gòu)

第三節(jié)機(jī)械傳動(dòng)裝置齒輪傳動(dòng)使用最多的原因是：瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)、傳動(dòng)精確、強(qiáng)度大、能承受重載、結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦力小、效率高。

諧波齒輪減速器原理若將鋼輪固定，外裝柔性軸承4的波發(fā)生器凸輪3裝入柔輪2中，是原形為圓環(huán)形的柔輪產(chǎn)生彈性變形，柔輪兩端的齒與鋼輪的齒完全脫開，長(zhǎng)袖與短袖間的齒測(cè)逐漸齒入齒出。與一般齒輪傳動(dòng)相比有下列特點(diǎn)(1)傳動(dòng)比大單級(jí)50~500多級(jí)可達(dá)3000以上（2）承載能力大（3）傳動(dòng)精度高（4）齒側(cè)間隙小（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕

第四節(jié)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)支承主要由滾動(dòng)軸承、動(dòng)壓軸承、靜壓軸承、磁軸承等承擔(dān)。直線運(yùn)動(dòng)軸承主要是指直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副起作用是保證各零件之間的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。機(jī)電一體化系統(tǒng)常用的直線運(yùn)動(dòng)支承有滑動(dòng)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌液體和氣體靜壓導(dǎo)軌

第三章檢測(cè)技術(shù)

第一節(jié) 傳感器的性能（1）靜態(tài)特性指標(biāo)：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性。（2）動(dòng)態(tài)特性傳感器的使用原則1）足夠容量2）與測(cè)量或控制系統(tǒng)的匹配性好，裝換靈敏度高3）精度適當(dāng)且穩(wěn)定性高4）反應(yīng)速度快，工作可靠性好5）適用性和適應(yīng)性強(qiáng)6）使用經(jīng)濟(jì)

第二節(jié)光柵 由標(biāo)尺光柵和指標(biāo)光柵組成。是位移監(jiān)測(cè)器，特點(diǎn)精確高、響應(yīng)速度快、和量程范圍大。P=0.001mm把摩爾條紋調(diào)大10mm則放大倍數(shù)相當(dāng)于1000倍

感應(yīng)同步器是一種應(yīng)用電磁傳感器原理制造的高精度檢測(cè)元件，直線式和圓盤式。分別檢測(cè)位移和轉(zhuǎn)角。

第三節(jié)光電式速度傳感器是由裝在被測(cè)軸上的帶縫隙圓盤、光電器件、和指示縫隙盤組成。

第四節(jié)接觸式位置傳感器1）由微動(dòng)開關(guān)制成的位置傳感器2）二維矩陣是配置的位置傳感器。接近式位置傳感器按其工作原理主要分電磁式、光電式、靜電容式、氣壓式、超聲波式。

第五節(jié) 測(cè)量放大器需要電路具有橫高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗。程控增益放大器經(jīng)過(guò)處理的模擬型號(hào)，在送入計(jì)算機(jī)處理前，必須進(jìn)行量化，及進(jìn)行模擬數(shù)字變換，變換后的數(shù)字信號(hào)才能為計(jì)算機(jī)接受處理。在計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)中往往不希望、有時(shí)也不能利用手動(dòng)辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)增益而希望利用計(jì)算機(jī)采用軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)變化。隔離放大器在有強(qiáng)電或電磁干擾的環(huán)境中為了防止電網(wǎng)電壓等對(duì)測(cè)量回路的損壞，其信號(hào)輸入通道采用隔離技術(shù)。能完成這種任務(wù)、具有這種功能的放大器。

第七節(jié)用軟件線性化處理的方法有：計(jì)算法、查表法、插值法。

第四章伺服傳動(dòng)技術(shù)伺服的意思是伺候服侍，就是在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，是機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)部件按照指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成：控制器、功率放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、和檢測(cè)裝置。通常伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)符合以下基本要求：具有寬廣而和平的調(diào)速范圍、具有較硬的機(jī)械特性和良好的調(diào)節(jié)特性、具有快速響應(yīng)特性、空載使動(dòng)電壓小。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將脈沖信號(hào)裝換成位移角的執(zhí)行元件。對(duì)這種電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)脈沖后，其轉(zhuǎn)軸就裝過(guò)一個(gè)角度，稱第一步。脈沖數(shù)增加位移角隨之增加，脈沖頻率高裝速快，相序改變，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

第二節(jié)直流伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：相敏放大器、位置調(diào)節(jié)器、速度放大器、pwm功率放大器、伺服電動(dòng)機(jī)、減速器、位置檢測(cè)

脈寬調(diào)制型pwm功率放大器基本原理：利用開關(guān)功率器件作用，將直流電壓換成一定頻率的方波電壓，通過(guò)方波脈沖寬度調(diào)制，改變輸出電壓的平均值。

Pwm控制電路脈沖調(diào)制器、邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)、晶體管基極驅(qū)動(dòng)器。

第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器 6個(gè)功率開關(guān)、12個(gè)晶體管。

Spwm變頻調(diào)速系統(tǒng)：絕對(duì)值運(yùn)算器、函數(shù)發(fā)生器、邏輯控制器。

環(huán)節(jié)分配器：三相三拍、三相六拍、雙三拍

電液伺服系統(tǒng)是由電信號(hào)處理部分和液壓的功率輸出部分組成的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入是電信號(hào)。電液位置伺服控制系統(tǒng)常用于機(jī)床工作臺(tái)的位置控制、機(jī)械手的定位、穩(wěn)定平臺(tái)水平位置控制等。電液速度伺服控制系統(tǒng)：若系統(tǒng)的輸出量為速度，將此速度反饋到輸入端，并與輸入量比較，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的速度控制。

第五章計(jì)算機(jī)控制技

1.直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）

這類系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理結(jié)果直接輸出作用于被控制對(duì)象，故稱為直接數(shù)字控制系統(tǒng) 2分布控制系統(tǒng)式

分布式綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù)和控制技術(shù)，采用多層分級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，從下而上的分為控制級(jí)，控制管理級(jí)和經(jīng)營(yíng)管理級(jí)

3傳送的方式

無(wú)條件傳送 查詢式傳送 中斷式傳送D/A轉(zhuǎn)換器是指將數(shù)字量轉(zhuǎn)換位模擬量的電路DAC0883主要是有兩個(gè)8位寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器組成的。使用兩個(gè)寄存器的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行兩次緩沖操作，使該器件的應(yīng)用有更大的靈活性。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)值量的器件。實(shí)現(xiàn)的方法a逼近法b雙積分法。7 STD總線的技術(shù)特點(diǎn)a小板結(jié)構(gòu)b嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化c面向I/O設(shè)計(jì)d高可靠性STD總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

a Z80系列STD總線工業(yè)是最早開發(fā)的一種機(jī)型，特點(diǎn)可靠性高 價(jià)格便宜 普及面 等優(yōu)點(diǎn)，目前占有很大市場(chǎng)

b 單片機(jī)系列本身就是工業(yè)控制機(jī)，集成密度較高，作為控制應(yīng)用其功能比較齊全，可靠性和抗干擾能力強(qiáng)數(shù)值PID調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)

PID能夠較好的兼顧動(dòng)態(tài)控制系能和穩(wěn)態(tài)控制系能

第六章簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化

1全自動(dòng)洗衣機(jī)

工作時(shí)單面片機(jī)通過(guò)檢測(cè)待洗衣物的渾濁度 布質(zhì) 布量和水溫等作為模糊推理的輸入條件。

第七章工業(yè)機(jī)器人

1.工業(yè)機(jī)器人的組成 操作機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 人工智能系統(tǒng)

2.工業(yè)機(jī)器人的分類 a按操作機(jī)坐標(biāo)形式分為 直角坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人 圓柱型 球坐 多

關(guān)節(jié)型平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人b按控制方式分類 點(diǎn)位控制 連續(xù)軌道控制c 按驅(qū)動(dòng)方式分類 氣動(dòng)式 液壓式 電動(dòng)式

3.手腕是由彎曲式關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)動(dòng)式關(guān)節(jié)組成。兩自由度腕關(guān)節(jié)來(lái)說(shuō)有RR和BR兩個(gè)結(jié)構(gòu)，對(duì)于三個(gè)自由度 BBR BRR RBR RRR RBB五種表示p表示俯仰Y表示擺動(dòng)R表轉(zhuǎn)動(dòng)

4.手部很據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同可以分為機(jī)械夾持器 專用工具和萬(wàn)能手三類

5.機(jī)械夾持器分為 回轉(zhuǎn)式 移動(dòng)式 內(nèi)撐式

6.研究工業(yè)機(jī)器人的目的是建立工業(yè)機(jī)器人個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)建與手部在空間位置之間的關(guān)系，建

立機(jī)器人的手臂運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，為控制工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供分析的方法和手段，為仿真研究手臂的運(yùn)動(dòng)特性和設(shè)計(jì)控制器實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能提供依據(jù)。

7.工業(yè)機(jī)器人的力學(xué)分析分為靜態(tài)力學(xué)分析和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析。靜態(tài)力學(xué)是研究操作機(jī)在靜

態(tài)條件下，手臂受力情況；動(dòng)力學(xué)分析是研究操作機(jī)各主動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力與手臂的關(guān)系，從而得出工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程。

第八章柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

1．柔性制造系統(tǒng)的定義和適用范圍

FMS是指可變的 制動(dòng)的化程度較高的制造系統(tǒng)，主要包括若干數(shù)控機(jī)床加工中心，用一套自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)連接起來(lái)，由布級(jí)多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理與控制。

適用范圍：能解決單件 小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化問(wèn)題，也能適應(yīng)大批量 多種產(chǎn)品的自動(dòng)化問(wèn)題，它把高柔性 高質(zhì)量 高效率結(jié)合起來(lái)，在當(dāng)前具有較強(qiáng)的生命力

2柔性制造系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

組成：加工系統(tǒng) 物料系統(tǒng) 能量系統(tǒng) 信息系統(tǒng)。

第四篇：淺談機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

淺談機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)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(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速,機(jī)電一體化產(chǎn)品更新日新月異。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程

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

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

進(jìn)入90年代,通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化,機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣避控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)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(jī)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(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)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(gè)組成部分。之后,機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展,穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。

二,典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

(一)數(shù)控機(jī)床。目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家(近320萬(wàn)臺(tái)),但數(shù)控機(jī)床只占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控(發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床占10%)。近些年來(lái)數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展,在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。

1.高速化。由于高速加工技術(shù)普及,機(jī)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(dòng)速度由過(guò)去的10~20m/min提高到48m/min,60m/min,80m/rain,120m/min:在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度,由過(guò)去一般機(jī)床的0.5G(重力加速度)提高到1.5G~2G,最高可達(dá)15G:直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用,主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。

2.高精度化。數(shù)控機(jī)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(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右:納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005~O.Olum最小分辨率為1nm(O.000001mm)的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問(wèn)世。

3.復(fù)合加工,新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)。如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床,5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。同時(shí)派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu),包括6軸虛擬機(jī)床,串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等,采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu),數(shù)控的特殊運(yùn)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(jī)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(shí)大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1 000m/min,加工鋁件能達(dá)5 000m/min。

因此,計(jì)算機(jī)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(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái),這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。

(二)自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)化設(shè)備,是當(dāng)前機(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來(lái)越多,對(duì)維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來(lái)越多。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(gè)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(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展,而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。專家預(yù)測(cè),機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展:

(一)光機(jī)電一體化方向。一般機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù),利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn),就能有效地改進(jìn)機(jī)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(lái)機(jī)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(qiáng)的“柔性”,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)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(jī)電一體化化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯,智能化水平越來(lái)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(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定,但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。就目前情況看,機(jī)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(shì),但還有―段很漫長(zhǎng)的道路要走。

五、微型化方向

目前,利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí),就沒(méi)有必要再區(qū)分機(jī)械部分和控制器部分了。那時(shí),機(jī)械和電子完全可以“融合”機(jī)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(jī)電一體化的重要發(fā)展方向?！?/p>

(編輯/丹桔)

第五篇：機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)是由微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及其它技術(shù)相融合構(gòu)成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、計(jì)算機(jī)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(guó)內(nèi)外機(jī)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(shì)也將越來(lái)越明顯。

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

機(jī)電一體化是一個(gè)新興的邊緣學(xué)科，正處于發(fā)展階段，代表著機(jī)械工業(yè)技術(shù)革命的發(fā)展方向。一般認(rèn)為，機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及其它技術(shù)相融合而構(gòu)成的一門獨(dú)立的交叉學(xué)科。

1國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1數(shù)控技術(shù)方面

我國(guó)的數(shù)控技術(shù)起步于1958 年，在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到50%，配置國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10%?？v觀我國(guó)數(shù)控技術(shù)近50 年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過(guò)四個(gè)五年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來(lái)看取得了很好的成績(jī)。目前，國(guó)內(nèi)已具有年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)3000 多套、主軸與進(jìn)給裝置5000 多套的生產(chǎn)能力。近十年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10 μm 提高到5 μm，精密級(jí)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(jìn)入納米級(jí)（0.01 μm）。

1.2工業(yè)機(jī)器人方面

目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化制造技術(shù)，解決了工業(yè)

機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動(dòng)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(guó)從事機(jī)器人研發(fā)的單位有200 多家，專門從事機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開發(fā)的企業(yè)有50家以上，中國(guó)市場(chǎng)上總共擁有近萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，其中完全國(guó)產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人（行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機(jī)器人企業(yè)）行業(yè)集中度占30%左右。

1.3計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面

我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的理論和技術(shù)準(zhǔn)備，CIMS 已經(jīng)有了較快發(fā)展。目前，已在清華大學(xué)建成國(guó)家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究單位建立了七個(gè)CIMS 單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和八個(gè)CIMS 培訓(xùn)中心。2000 年，全國(guó)已有20 多個(gè)省市、10 多個(gè)行業(yè)、200多家不同規(guī)模和類型的企業(yè)通過(guò)實(shí)施CIMS 應(yīng)用示范工程，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前CIMS 的進(jìn)一步試點(diǎn)推廣應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到機(jī)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(lái)越多的關(guān)注和投入。

2機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步?？v觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，未來(lái)機(jī)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(jī)械產(chǎn)品和制造機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械裝置統(tǒng)稱為機(jī)械系統(tǒng)，則機(jī)電一體化技術(shù)的功能可歸結(jié)為：提高機(jī)械系統(tǒng)的性能，完成傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)不能完成的功能；提高機(jī)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(jī)械系統(tǒng)的可回收性；降低機(jī)械系統(tǒng)的原材料消耗；降低機(jī)械系統(tǒng)的能耗；降低機(jī)械系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的污染，可以看出其中至少有3 條是和環(huán)境保護(hù)有關(guān)的。因此，進(jìn)入21 世紀(jì)，機(jī)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(jī)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(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)，它包括知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取三個(gè)基本問(wèn)題，其最終目標(biāo)是模擬人的問(wèn)題求解、推理、學(xué)習(xí)。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用?！爸悄芑笔菍?duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(biāo)。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(jī)電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)智能化的四種主要技術(shù)，它們各自獨(dú)立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高，將會(huì)出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來(lái)模擬人類專家的智能制造活動(dòng)，并會(huì)對(duì)制造中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)

2.3網(wǎng)絡(luò)化

種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到、質(zhì)量可靠，很快就會(huì)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(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（Homenet）將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)（CIAS），使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)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(jì)80 年代末，是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。近十余年來(lái)，微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），作為機(jī)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(guò)1 cm3 的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，發(fā)展難點(diǎn)在于微機(jī)械并不是簡(jiǎn)單地將大尺寸的機(jī)械按比例縮小，由于結(jié)構(gòu)的微型化，在材料、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩擦特性、加工方法、測(cè)試與定位及驅(qū)動(dòng)方式等方面都產(chǎn)生了一些特殊問(wèn)題。

微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間，并易于進(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的優(yōu)勢(shì)。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(guó)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(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

2.5模塊化

機(jī)電一體化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機(jī)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(kuò)展性等。融合機(jī)械、電子和軟件三大部分的機(jī)電一體化模塊代表了未來(lái)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(diǎn)?？傊?，模塊化設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢(shì)。隨著微處理器性能價(jià)格比的迅速提高和微機(jī)械電子（MEMS）技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機(jī)電一體化模塊將越來(lái)越多地出現(xiàn)在市場(chǎng)上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計(jì)和制造出各種新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱士安，胥宏.機(jī)電一體化技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.[2張楊林.機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械制造，2005，6

（43）：22-24.[3]楊明，路琴.機(jī)電一體化的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2006，（8）：38-40.