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篇(1)

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

機(jī)電一體化技術(shù)是綜合性技術(shù)類型，包含多種學(xué)科的知識，發(fā)揮各自優(yōu)勢，是社會生產(chǎn)力不斷前行的結(jié)果。在科技的推動下，機(jī)電一體化在諸多領(lǐng)域中產(chǎn)生影響，在推動社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用。為因此，要對機(jī)電一體化涵義進(jìn)行深入分析和理解，對其應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行深入探討，明確發(fā)展方向，推動這一技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

1對機(jī)電一體化涵義的闡述

機(jī)電一體化技術(shù)凸顯綜合性的特征，融合多種學(xué)科的關(guān)鍵技術(shù)，主要涉及機(jī)械、電子等技術(shù)領(lǐng)域。凸顯全面性與綜合性，具體分析，機(jī)電一體化主要關(guān)注的是機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)以及信息技術(shù)在數(shù)據(jù)處理中的作用，重視對機(jī)械設(shè)備以及相關(guān)電子器材的探索和研究，目的是更好地支持工業(yè)自動化的發(fā)展，為其提供堅實的技術(shù)保障。機(jī)電一體化發(fā)展實踐中，重點集中在信息與產(chǎn)品的組成，主要是關(guān)注傳感、信息以及機(jī)械技術(shù)的全面發(fā)展。之所以推廣機(jī)電一體化技術(shù)，主要是在傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸滲透在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，加快產(chǎn)品創(chuàng)新，促進(jìn)改革，是工業(yè)自動化發(fā)展的必然。

2對機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用狀況的分析

2.1機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用介紹。在機(jī)電一體化技術(shù)的支持和應(yīng)用下，整個生產(chǎn)操作的精度顯著增強(qiáng)，功能更加多樣化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，擁有緊湊的構(gòu)造，模塊化突出。在功能領(lǐng)域，開放性更強(qiáng)，推動數(shù)控機(jī)床向著智能化的方向發(fā)展，提升機(jī)床的精確度，為整個生產(chǎn)提供更加全面、先進(jìn)的技術(shù)支持。2.2機(jī)電一體化技術(shù)在計算機(jī)制造和集成系統(tǒng)中的應(yīng)用。在機(jī)電一體化的支持下，計算機(jī)制造以及集成系統(tǒng)能夠滿足動態(tài)管控的目的，達(dá)到對目標(biāo)的優(yōu)化，突破傳統(tǒng)模式的制約，保證信息的順暢性。同時，實現(xiàn)諸多功能的融合，如開發(fā)、生產(chǎn)以及決策管理等，使得產(chǎn)品配置實現(xiàn)優(yōu)化，集成度得到顯著增強(qiáng)。2.3機(jī)電一體化技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹。對于柔性制造系統(tǒng)而言，涉及諸多部門，如機(jī)器人、數(shù)控等。要在裝配要求的指導(dǎo)下，結(jié)合生產(chǎn)需要，對工件進(jìn)行生產(chǎn)。整個系統(tǒng)的應(yīng)用中，需要進(jìn)行相關(guān)構(gòu)件、品種等進(jìn)行頻繁切換。在機(jī)電一體化的應(yīng)用下，產(chǎn)品質(zhì)量的增強(qiáng)成為必然，生產(chǎn)效率實現(xiàn)大幅提升。2.4機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用介紹。機(jī)器人與機(jī)電一體化技術(shù)的融合經(jīng)歷幾個發(fā)展時期，首先，機(jī)器人在得到相關(guān)指令之后，進(jìn)行單一動作的重復(fù)，但是，對環(huán)境適應(yīng)能力不強(qiáng)，也很難結(jié)合對象進(jìn)行及時調(diào)整。其次，在工業(yè)機(jī)器人中加裝傳感系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對工作環(huán)境的識別和適應(yīng)，及時反饋相關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)對信息的有效處理，同時，反饋功能比較突出，滿足對整個操作動作的控制需求。這一時期的機(jī)器人在智能水平上處于較低級階段，但是，實用性得到顯著提升。再次，工業(yè)機(jī)器人緊跟時展步伐，向著智能化的方向發(fā)展，感知能力增強(qiáng)，能夠完成復(fù)雜的邏輯思維，具備了決策能力，環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)，獨(dú)立運(yùn)行特點更加突出。

3對機(jī)電一體化發(fā)展趨勢和方向的介紹

3.1機(jī)電一體化在綠色化方面更加突出。在現(xiàn)代科技的發(fā)展下，整個社會發(fā)展水平不斷提升，環(huán)境問題備受關(guān)注，更加關(guān)注對資源的節(jié)約以及生態(tài)的保護(hù)。工業(yè)生產(chǎn)也要順利這一發(fā)展趨勢，追求綠色發(fā)展目標(biāo)，發(fā)展綠色機(jī)電一體化，實現(xiàn)能耗的有效降低，在推動社會發(fā)展的同時，維護(hù)生態(tài)平衡。3.2機(jī)電一體化的智能化不斷完善。智能化的發(fā)展在很大程度上依賴于科技的進(jìn)步和發(fā)展。在時展中，智能化與機(jī)電一體化融為一體，相互促進(jìn)。在發(fā)展中，注重綜合性思維方式的引進(jìn)，以控制理論為基礎(chǔ)，強(qiáng)化控制性。機(jī)電一體化的產(chǎn)品在智能性方面無法與人的思維進(jìn)行媲美，但是，借助智能化的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜問題的緩解，在根本上推動機(jī)電一體化的飛速發(fā)展。3.3機(jī)電一體化中網(wǎng)絡(luò)化的分析。信息技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，使得整個社會的發(fā)展速度更加飛速。同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域發(fā)揮作用。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)催生了多種技術(shù)類型，影響人們的生活。在遠(yuǎn)程終端監(jiān)控設(shè)備中，機(jī)電一體化技術(shù)得到功能上的集中體現(xiàn)，尤其是計算機(jī)的支持下，其優(yōu)勢更加突出。為此，網(wǎng)絡(luò)化在機(jī)電一體化中的發(fā)展成為其完善中的必然一環(huán)。3.4模塊化得到發(fā)展。機(jī)電一體化在不斷完善中，模塊化成為其必然選擇。目前，機(jī)電一體化包含諸多類型，為了實現(xiàn)進(jìn)一步開放的目的，需要將模塊化作為發(fā)展方向，對技術(shù)進(jìn)行單元劃分，實現(xiàn)整體功能的強(qiáng)化。3.5全息系統(tǒng)化得到推廣應(yīng)用。全信息系統(tǒng)的發(fā)展與完善受到 智能化技術(shù)的廣泛影響。在全息系統(tǒng)化的應(yīng)用下，采用了開放式總線結(jié)構(gòu)和模式化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)能夠進(jìn)行自由重組，同時，通信能力更強(qiáng)，為人機(jī)一體化的發(fā)展提供更多的支持。

綜上，整個社會的生產(chǎn)力在發(fā)展到一定階段之后，機(jī)電一體化成為必然趨勢，也是科技進(jìn)步的體現(xiàn)。在社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，機(jī)電行業(yè)實現(xiàn)技術(shù)的全面融合，凸顯全面性與綜合性的特征。因此，為了實現(xiàn)對機(jī)電一體化的全面的理解和掌握，要對其概念進(jìn)行明確，明確其應(yīng)用的主要方向，系統(tǒng)分析其發(fā)展趨勢和方向，在根本上推動機(jī)電一體化的有序發(fā)展，為社會生產(chǎn)生活的各個方面提供更大的便利。

作者:梁晉 單位:山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司物資供銷分公司

參考文獻(xiàn):

[1]黃駿.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及其趨勢展望[J].科技展望,2016(19):84.

篇(2)

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢；產(chǎn)品功能；協(xié)調(diào)和綜合

現(xiàn)代技術(shù)革命總是伴隨著學(xué)科間的交叉和大綜合，通過這種交叉和綜合總是能夠推動工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)前微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合就推動了機(jī)械工業(yè)的技術(shù)變革，這就使得機(jī)械的加工、結(jié)構(gòu)、功能等方面都會產(chǎn)生較大的變化，機(jī)械加工有電氣化已經(jīng)進(jìn)入了機(jī)電一體化時代，工業(yè)生產(chǎn)到了極大的提高。

從當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的反戰(zhàn)大趨勢來看，機(jī)電一體化是個必然趨勢，也是科技革命的必然產(chǎn)物，機(jī)電一體化的發(fā)展必將影響傳統(tǒng)機(jī)械、電氣工業(yè)化工生產(chǎn)，逐步引領(lǐng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向智能化、自動化、高效能的方向發(fā)展。

1 機(jī)電一體化技術(shù)特點

機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)功能主要包括：整體功能、動力功能、信息處理、控制功能等方面，尤其是控制功能結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)的設(shè)計，通過相應(yīng)軟件實現(xiàn)自動化的控制，構(gòu)成了一個完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)電一體化從交叉學(xué)科而來，目前已經(jīng)是自成一體，具備了具有自身專業(yè)特色的新的學(xué)科，其總的特征是：綜合運(yùn)用自控技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感、技術(shù)、接口技術(shù)和電力電子技術(shù)的合理配置，實現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程，在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)高效能、多功能、高可靠性的目標(biāo)，其核心技術(shù)包括軟件和硬件，硬件的要求是比較高的，涵蓋高性能的機(jī)械本體，傳感器和驅(qū)動信息單元。軟件部分主要是起到保證準(zhǔn)確性和可靠性的控制程序。

機(jī)電一體化技術(shù)和相應(yīng)的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域涵蓋范圍廣泛，目前我們所能接觸到的所有工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都已經(jīng)覆蓋了機(jī)電一體化的技術(shù)，其生產(chǎn)產(chǎn)品根據(jù)專業(yè)類別分為“數(shù)控機(jī)械類、電子設(shè)備類 、機(jī)電結(jié)合類、電液伺服類、信息控制類”。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

在制造業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天，應(yīng)用機(jī)電一體化的產(chǎn)品也是層出不窮，在2013年我國新增機(jī)器人3.7萬臺，成為全世界2013年機(jī)器人數(shù)量增加最多的國家，據(jù)統(tǒng)計在2014年新增機(jī)器人數(shù)量已達(dá)到5.6萬臺，從這個方面也可以看出智能化、自動化結(jié)合微電子技術(shù)的行業(yè)發(fā)展是機(jī)電一體化的發(fā)展大方向，通過機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展將帶動各個行業(yè)共同的發(fā)展。

2.1 發(fā)展歷程

“機(jī)電一體化”很多人簡單的理解為機(jī)械與電子的結(jié)合。在早期我們國內(nèi)剛剛接觸到機(jī)電一體化時僅是將機(jī)械和電子學(xué)的簡單融合，稱作機(jī)械電子學(xué)，近些年由于其不可抵擋的發(fā)展勢頭，機(jī)電一體化的的稱謂更加適合。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開微處理技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，微型芯片技術(shù)的進(jìn)步必將帶動相應(yīng)的數(shù)控、機(jī)器人、電子控制等機(jī)電一體化前沿技術(shù)的革新，當(dāng)然在不同的行業(yè)由于行業(yè)特殊性，也勢必存在相對低級的機(jī)電一體化，在當(dāng)前應(yīng)該是高級和低級并存，以效率優(yōu)先為標(biāo)準(zhǔn)。隨著整個國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和改變，我們越來越提倡綠色經(jīng)濟(jì)，綠色工業(yè)，機(jī)電一體化也應(yīng)向環(huán)保、節(jié)約的方向發(fā)展。另外在硬件方面，以電腦控制為主的機(jī)電結(jié)構(gòu)集成化技術(shù)日趨成熟，而與之緊密結(jié)合的控制技術(shù)、驅(qū)動部分、機(jī)械結(jié)構(gòu)部分都將提高集成化程度，高度集成化降低了使用和操作的難度，另外整體的機(jī)械效率也得到了較大提高。

2.2 技術(shù)應(yīng)用

在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中充分利用電子計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業(yè)，利用機(jī)電一體化實現(xiàn)飲料自動灌裝，使單機(jī)的自動化程度有了較大的改善和提高，整個飲料生產(chǎn)及其包裝生產(chǎn)線的自控技術(shù)和生產(chǎn)能力得到了極大的改善，使其競爭能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類設(shè)備。在金屬加工企業(yè)中利用CIMS技術(shù)將人與生產(chǎn)經(jīng)營，生產(chǎn)管理和過程控制有機(jī)組合，連成一體，實現(xiàn)從原料采集到進(jìn)廠技工，再到生產(chǎn)、加工、銷售發(fā)貨等等整個生產(chǎn)過程都有機(jī)電一體化的技術(shù)體現(xiàn)。

3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

今后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢將向智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、自源化、人性化、綠色化的方向發(fā)展。智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。目前我國擁有機(jī)床接近320萬臺，是當(dāng)今世界上機(jī)床數(shù)量最多的國家，但是處于技術(shù)領(lǐng)先的數(shù)控機(jī)床不到一成，而在這些機(jī)床中大部分也都是一些普通數(shù)控機(jī)床。機(jī)床中的電氣傳動部件，近些年也在逐漸向交流傳動轉(zhuǎn)變，電氣傳動技術(shù)被交流傳動所取代是必然趨勢，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展將復(fù)雜的矢量控制技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實，而且交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)大大超過了直流調(diào)速水平。

機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，因此模塊化是一項復(fù)雜的工程。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，利用標(biāo)準(zhǔn)化模塊開發(fā)出新的產(chǎn)品。模塊化是需要生產(chǎn)廠家統(tǒng)一認(rèn)識，應(yīng)該從行業(yè)發(fā)展角度出發(fā)，加速實現(xiàn)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。另外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也會對機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，家庭網(wǎng)絡(luò)化可以將家用電器連接成集成家用電器系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化、接近生活化方向發(fā)展。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 機(jī)電一體化和各種專業(yè)技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，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，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚全.21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（29）.

[2]黃鴻輝.對機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢的探究[J].電子制作，2013（07）.

[3]張葆青，閆石，陳爽.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].機(jī)床與液壓，2011（24）.

篇(3)

機(jī)電一體化 趨勢

機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。筆者結(jié)合自身的學(xué)習(xí)心得淺談如下幾點看法：

一、機(jī)電一體化技術(shù)的特點

1、在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)日新月異的時代，各種新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn)，已不再是單純某一門學(xué)科的發(fā)展，而是各門相關(guān)學(xué)科，多種先進(jìn)技術(shù)的互相滲透和相輔相成的結(jié)果。機(jī)電一體化技術(shù)就是一種這樣的新技術(shù)，它是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來的綜合技術(shù)。其實質(zhì)是從系統(tǒng)觀點出發(fā)，運(yùn)用過程控制原理，將機(jī)械、電子與信息、檢測等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地組合，實現(xiàn)整體最佳化。具體地講，它是將微機(jī)技術(shù)引入到包裝機(jī)械中。

2、機(jī)電一體化從根本上改變了包裝機(jī)械的面貌。在這種包裝機(jī)械中，微機(jī)作為它的大腦，取代了常規(guī)的控制系統(tǒng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)是其主體和軀干，各種儀器、儀表、傳感器是其感官，它們感受各種包裝參數(shù)的變化，并反饋到大腦（微機(jī)）中，各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)則是它的手足，用以完成包裝操作所必需的動作。

3、一個完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)，一般包括微機(jī)、傳感器、動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分。它摒棄了常規(guī)包裝機(jī)械中的繁瑣和不合理部分，而將機(jī)械、微機(jī)、微電子、傳感器等多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，給包裝機(jī)械在設(shè)計、制造和控制方面都帶來了深刻的變化，從根本上變了包裝機(jī)械的面貌。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

1、智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者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。這里所說的“智能化”是對機(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)、計算機(jī)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)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2、模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)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(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3、網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（home net）將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)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(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4、系統(tǒng)化

系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)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。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

5、微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)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(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

篇(4)

Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.

關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）08-0110-02

0 引言

眾所周知，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)極大地推動機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。近些年來，我國的計算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，形成了機(jī)電一體化，不僅對機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，而且也給機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)從“機(jī)械電氣化”時代邁入了“機(jī)電一體化”階段。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，不僅深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機(jī)向前發(fā)展[1，2]。

1 機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機(jī)械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學(xué)科，機(jī)電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進(jìn)步不斷得到充實和更新。機(jī)電一體化的基本特征表現(xiàn)在：它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù)，機(jī)電一體化通過對各功能單元進(jìn)行合理布局與配置，使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn)，實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機(jī)電一體化產(chǎn)品或機(jī)電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機(jī)電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊，而是將以上技術(shù)群進(jìn)行有機(jī)融合的綜合技術(shù)。正是這一點，使機(jī)電一體化在概念上與機(jī)械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看，盡管從純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，但這樣的機(jī)械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機(jī)械。進(jìn)入到機(jī)電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機(jī)械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機(jī)械勞動，實現(xiàn)人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化區(qū)別開。這個定義強(qiáng)調(diào)它將扮演越來越重要的角色機(jī)電整合。它在復(fù)雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng)，這發(fā)送信息，以及各種計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）軟件[4]。

2 國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前我國正處于市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機(jī)電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機(jī)遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當(dāng)前存在的問題無疑會有助于提高我國機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟(jì)制度也大有裨益。從促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動完整的機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機(jī)電一體化面臨以下兩點任務(wù)：其一，要進(jìn)一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級，實現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行微電子技術(shù)改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5，6]。

首先，在技術(shù)政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機(jī)電一體化技術(shù)改造。

其次，我國機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，發(fā)展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到，所以我們應(yīng)建立機(jī)電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機(jī)構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整，發(fā)展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機(jī)電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車。

再次，通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺，及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認(rèn)知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機(jī)電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時，盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機(jī)電產(chǎn)品出口，但對技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用此時的時機(jī)，大量引進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動力，也是一條促使機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑[7，8]。

3 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

Microelectro-mechanical系統(tǒng)（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個快速增長的行業(yè)，它們的大小已經(jīng)超過100億美元，數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機(jī)。MEMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到開發(fā)微型光學(xué)開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個機(jī)電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計學(xué)的改變，ASME報告中，“人口統(tǒng)計學(xué)是第二強(qiáng)大的力量改變世界的經(jīng)濟(jì)和社會。在未來40年，世界人口預(yù)計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進(jìn)入高級成熟度然后年老?！叭缓?，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機(jī)電朝著人性化方向發(fā)展，如護(hù)理機(jī)器人的研發(fā)被稱為人類友好的機(jī)電一體化。美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME）最近發(fā)表了一份報告，題為《機(jī)械工程在21世紀(jì)的發(fā)展趨勢》，其內(nèi)容主要介紹了從20世紀(jì)到21世紀(jì)機(jī)電一體化的進(jìn)展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學(xué)的變革趨勢：技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟(jì)變革和社會變革。隨著科技的進(jìn)步，以下八個領(lǐng)域?qū)菣C(jī)電一體化發(fā)展的主要途徑：信息技術(shù)、微型化、材料科學(xué)、生物工程和醫(yī)藥、能源、運(yùn)輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等[9，10]。

4 結(jié)論

在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢逐漸增強(qiáng)，市場競爭日趨激烈的當(dāng)今社會，機(jī)電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)具有至關(guān)重要的作用。機(jī)電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明?？偠灾?，機(jī)電一體化技術(shù)作為機(jī)械技術(shù)，信息技術(shù)，電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸，在經(jīng)濟(jì)社會不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向，妥善處理機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中面臨的問題與障礙，推動機(jī)電一體化時代的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]安紅杰.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012，（1）：37.

[2]劉莎，周泉.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012，（3）：108-109.

[3]黃恩勇.機(jī)電一體化的核心技術(shù)與發(fā)展前景分析[J].河南科技，2012，（1）：79.

[4]劉波.機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和未來發(fā)展.科技傳播，2012，（10）： 39-40.

[5]張洋.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012，（4）：114-115.

[6]賈啟升.簡述機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012，（1）：195-196.

[7]劉耀海.淺談機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢.信息系統(tǒng)工程，2012，（10）：89-95.

[8]閆金鵬.淺析機(jī)電一體化的應(yīng)用及前景.價值工程，2012，（14）：52-53.

篇(5)

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

眾所周知，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)極大地推動機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。近些年來，我國的計算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)得到了長足的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，形成了機(jī)電一體化，不僅對機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術(shù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，而且也給機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)從“機(jī)械電氣化”時代邁入了“機(jī)電一體化”階段。在人們生活的各個領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，不僅深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機(jī)向前發(fā)展。

1機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機(jī)械和電子技術(shù)集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。作為一門新型學(xué)科，機(jī)電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進(jìn)步不斷得到充實和更新。機(jī)電一體化的基本特征表現(xiàn)在:它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)的應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來。作為一種系統(tǒng)工程技術(shù)，機(jī)電一體化通過對各功能單元進(jìn)行合理布局與配置，使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn)，實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。一個所謂的機(jī)電一體化產(chǎn)品或機(jī)電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。所以，“機(jī)電一體化，，涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方而。需要特別指出的是，機(jī)電一體化技術(shù)并不是微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等新技術(shù)的簡單拼湊，而是將以上技術(shù)群進(jìn)行有機(jī)融合的綜合技術(shù)。正是這一點，使機(jī)電一體化在概念上與機(jī)械電氣化相區(qū)別。從發(fā)展歷程看，盡管從純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，但這樣的機(jī)械工程技術(shù)仍屬傳統(tǒng)機(jī)械。進(jìn)入到機(jī)電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機(jī)械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。形象地說，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機(jī)械勞動，實現(xiàn)人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化區(qū)別開。這個定義強(qiáng)調(diào)它將扮演越來越重要的角色機(jī)電整合。它在復(fù)雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器(dsp)，它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng)，這發(fā)送信息，以及各種計算機(jī)輔助設(shè)計(CLAD)軟件。

2國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前我國正處于市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機(jī)電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機(jī)遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當(dāng)前存在的問題無疑會有助于提高我國機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟(jì)制度也大有裨益。從促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動完整的機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機(jī)電一體化而臨以下兩點任務(wù):其一，要進(jìn)一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級，實現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行微電子技術(shù)改造。其二，大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

首先，在技術(shù)政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機(jī)電一體化技術(shù)改造。

其次，我國機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋而廣，發(fā)展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能而而俱到，所以我們應(yīng)建立機(jī)電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機(jī)構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整，發(fā)展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機(jī)電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復(fù)、生產(chǎn)上撞車。

再次，通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息平臺，及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認(rèn)知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機(jī)電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。同時，盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機(jī)電產(chǎn)品出口，但對技術(shù)貿(mào)易來講，卻可以利用此時的時機(jī)，大量引進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動力，也是一條促使機(jī)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑。

3機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

Electrochemic-mechanical系統(tǒng)(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領(lǐng)域。它也是一個快速增長的行業(yè)，它們的大小已經(jīng)超過100億美元，數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機(jī)。MEMS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到開發(fā)微型光學(xué)開關(guān)來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。MEMS本身是一個機(jī)電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術(shù)倡議關(guān)于人口統(tǒng)計學(xué)的改變，ASME報告中，“人口統(tǒng)計學(xué)是第二強(qiáng)大的力量改變世界的經(jīng)濟(jì)和社會。在未來40年，世界人口預(yù)計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進(jìn)入高級成熟度然后年老?！叭缓螅瑘蟾嬗|動了幾個具體的方而包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機(jī)電朝著人性化方向發(fā)展，如護(hù)理機(jī)器人的研發(fā)被稱為人類友好的機(jī)電一體化。美國機(jī)械工程師協(xié)會(CASME)最近發(fā)表了一份報告，題為《機(jī)械工程在21世紀(jì)的發(fā)展趨勢》，其內(nèi)容主要介紹了從20世紀(jì)到21世紀(jì)機(jī)電一體化的進(jìn)展和今后發(fā)展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學(xué)的變革趨勢:技術(shù)變革、人口變革、經(jīng)濟(jì)變革和社會變革。隨著科技的進(jìn)步，以下八個領(lǐng)域?qū)菣C(jī)電一體化發(fā)展的主要途徑:信息技術(shù)、微型化、材料科學(xué)、生物工程和醫(yī)藥、能源、運(yùn)輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等。

4結(jié)論

在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢逐漸增強(qiáng)，市場競爭日趨激烈的當(dāng)今社會，機(jī)電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)具有至關(guān)重要的作用。機(jī)電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明?？偠灾瑱C(jī)電一體化技術(shù)作為機(jī)械技術(shù)，信息技術(shù)，電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的融合、發(fā)展與延伸，在經(jīng)濟(jì)社會不斷建設(shè)發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。我們需要明確機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向，妥善處理機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中而臨的問題與障礙，推動機(jī)電一體化時代的全而發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]安紅杰.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012,(1):37.

篇(6)

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；微電子技術(shù)；發(fā)展趨勢

引言

當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)對于機(jī)械工業(yè)的推動作用是不可小覷的，在某種意義上來說，科學(xué)技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的推動力和源泉。機(jī)電一體化技術(shù)作為該領(lǐng)域的重要技術(shù)在全球各國都得到了重視。在我國，隨著計算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)的發(fā)展，其在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛，隨之而來的即是機(jī)電一體化技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)改變了機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品功能以及結(jié)構(gòu)等，同時也給其生產(chǎn)方式和管理系統(tǒng)帶來了較大的變化。

1 機(jī)電一體化核心技術(shù)

在機(jī)電一體化技術(shù)中，包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩個方面。其中，硬件的組成包括：機(jī)械設(shè)備、傳感器、驅(qū)動單元以及信息處理單元等。對機(jī)電一體化技術(shù)的核心進(jìn)行分析，包括以下幾個方面：（1）機(jī)械設(shè)備技術(shù)。對于機(jī)械設(shè)備本身，應(yīng)該致力于改善其性能，減輕其質(zhì)量，改進(jìn)其結(jié)構(gòu)，充分利用非金屬復(fù)合材料。只有有效降低機(jī)械設(shè)備的自身重量，才能使驅(qū)動系統(tǒng)實現(xiàn)小型化，機(jī)械設(shè)備的響應(yīng)速度也會得到改善，工作效率也會隨之提高。（2）傳感技術(shù)。目前，對于傳感器而言，其技術(shù)關(guān)鍵在于可靠性的提高，靈敏度的改善以及精確度的提高等。要想提高傳感器的可靠性，需要提高其抗干擾的能力，對此，光纖電纜傳感器開始出現(xiàn)。（3）信息處理技術(shù)。微電子技術(shù)和信息化技術(shù)與機(jī)電一體化是密不可分的，有效提高信息化處理的可靠性，即：模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性，分時處理的可靠性以及輸入輸出的可靠性等，可以提高相應(yīng)的處理速度，有效解決抗干擾問題。（4）驅(qū)動技術(shù)。驅(qū)動結(jié)構(gòu)普遍采用的是電機(jī)，其存在的主要問題是響應(yīng)速度問題以及效率問題。對此，一些電機(jī)中開始裝入編碼器，相應(yīng)的伺服驅(qū)動單元也開始出現(xiàn)。（5）接口技術(shù)。為了實現(xiàn)與計算機(jī)的順利通信，數(shù)據(jù)傳遞過程中的格式標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化是非常重要的。采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的接口便于信息的傳遞，維修起來也十分方便，另外，還能夠簡化設(shè)計過程。當(dāng)前，低成本、高速度的串行接口成為人們關(guān)注的重點，它能夠有效解決光耦器的小型化和標(biāo)準(zhǔn)化問題。（6）軟件技術(shù)。在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，不僅要關(guān)注硬件發(fā)展，軟件也應(yīng)該同步發(fā)展。為了降低研制軟件的成本，將生產(chǎn)維修的效率提高到新的水平，需要不斷推行標(biāo)準(zhǔn)化的軟件。

2 機(jī)電一體化技術(shù)前景

對機(jī)電一體化的技術(shù)前景進(jìn)行分析，體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）人工智能方面。智能化技術(shù)的重要應(yīng)用體現(xiàn)在：數(shù)控機(jī)床的智能化和機(jī)器人的智能化上。在新的世紀(jì)，智能化是機(jī)電一體化發(fā)展的重要趨勢，但值得注意的是，智能化的產(chǎn)品無法具備同人一樣的智能，其智能是相對的；它也沒有必要實現(xiàn)同人一樣的智能。（2）部件的標(biāo)準(zhǔn)化方面。在機(jī)器的生產(chǎn)過程中，機(jī)電一體化的產(chǎn)品規(guī)格無法實現(xiàn)嚴(yán)格的把控，分析其原因，是因為該類產(chǎn)品具有較為復(fù)雜的構(gòu)成，對產(chǎn)品各類接口研制以及開發(fā)由于廠家眾多而變得十分困難，這些接口包括：環(huán)境接口、動力接口、電氣接口以及機(jī)械接口等。在開發(fā)新產(chǎn)品時，很大程度上會依賴于標(biāo)準(zhǔn)單元的產(chǎn)生，如：要想研制一種動力單元，需要將其與電機(jī)和智能調(diào)速相結(jié)合。但由于經(jīng)濟(jì)利益的原因，這些標(biāo)準(zhǔn)很難被制定出來，只能由相關(guān)企業(yè)進(jìn)行組建。標(biāo)準(zhǔn)化以及系列化的電氣產(chǎn)品對于機(jī)電一體化單元的企業(yè)所帶來的發(fā)展前景是不可估量的。（3）計算機(jī)家電集成系統(tǒng)方面。在日常生活中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效解決很多問題。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也使得各類消息發(fā)展了很大變化。通過網(wǎng)絡(luò)的連接，全球經(jīng)濟(jì)聯(lián)系得更加緊密，全球性的企業(yè)競爭也隨之而來。如果能夠研制出機(jī)電一體化的新產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)功能和質(zhì)量上的突破，它必然會在全球范圍內(nèi)暢銷。各類遠(yuǎn)程控制以及監(jiān)視也因為有了網(wǎng)絡(luò)而得到普及和發(fā)展，其中的遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備就屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品，家電產(chǎn)品因為有了現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展也實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化，通過網(wǎng)絡(luò)連接，家電產(chǎn)品可以形成一個集成家電系統(tǒng)。（4）超精密技術(shù)的使用方面。微電子機(jī)械主要是指機(jī)電一體化產(chǎn)品中的幾何尺寸在一厘米范圍內(nèi)的產(chǎn)品，隨著時代的進(jìn)步，它還會向著微米和納米的方向發(fā)展。小體積、低功耗和運(yùn)動靈活是這種產(chǎn)品的主要特點，因此，它在信息、軍事以及醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這種技術(shù)的瓶頸在于微型技術(shù)和精細(xì)加工技術(shù)。（5）綠色產(chǎn)品方面。當(dāng)前，人們越來越重視環(huán)境保護(hù)，對環(huán)境資源進(jìn)行合理利用，保護(hù)自然成為人們追求的目標(biāo)，綠色產(chǎn)品自然也是其中的內(nèi)容之一。所謂機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品是指在進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計、制造以及使用時按照環(huán)境保護(hù)以及人類健康的要求進(jìn)行，盡可能的減少對環(huán)境的危害，提高資源利用率。

3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

針對機(jī)電一體化產(chǎn)品，對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，體現(xiàn)在：（1）數(shù)控機(jī)床。當(dāng)前，我國的數(shù)控機(jī)床數(shù)量在世界上是處于第一位的，但就國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床比例而言，只占全部機(jī)床的5%，并且大部分是普通機(jī)床。為了適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展需求，應(yīng)該致力于以下幾個方面的內(nèi)容：高速化。高速加工技術(shù)的普及使得機(jī)床各方面的性能都得到了提高，如：車床主軸轉(zhuǎn)速得到了提高，銑床以及加工中心主軸的轉(zhuǎn)速得到了提高等等。高精度化。對于數(shù)控機(jī)床而言，其精度已經(jīng)定位到由原來的0.01-0.02mm上升到0.008ram左右；對于亞微米級機(jī)床而言，其精度定位在0.0005ram左右；對于納米級的機(jī)床而言，其精度定位在0.005-0.01Hil。新結(jié)構(gòu)化。復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了新的變化，如出現(xiàn)了：五軸五面體復(fù)合加工機(jī)床、五軸五面動加工各類異形零件。（2）自動機(jī)以及自動生產(chǎn)線。機(jī)電一體化技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用還體現(xiàn)在：各類自動機(jī)械設(shè)備、自動生產(chǎn)線等的廣泛應(yīng)用。這些設(shè)備大量使用電子技術(shù)和傳感技術(shù)，如：PLC、變頻調(diào)速器、各類智能控制系統(tǒng)等。

4 結(jié)束語

總之，機(jī)電一體化不是獨(dú)立存在的，其出現(xiàn)涉及到很多學(xué)科，是科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展的產(chǎn)物，同時也是推動社會發(fā)展的源泉。本文重點對該技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析，當(dāng)然，與機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止本文中提及的幾項，將更多的技術(shù)融入其中也是未來的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]安紅杰.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012（1）.

[2]劉莎，周泉.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012（3）.

篇(7)

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 應(yīng)用領(lǐng)域 發(fā)展方向

1、機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合,并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)。它是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征?，F(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機(jī)電一體化設(shè)備。

2、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 數(shù)控機(jī)床

我國機(jī)床擁有量高居全球之首,2010年產(chǎn)值達(dá)1260億元人民幣,超過意大利排名世界第三。數(shù)控機(jī)床代表了一個國家機(jī)床生產(chǎn)的水平。目前,我國生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床約占國內(nèi)市場份額的31%,其余從境外進(jìn)口。時下我國中高端數(shù)控機(jī)床市場的絕大部分被境外產(chǎn)品占領(lǐng),其中高端數(shù)控機(jī)床國內(nèi)產(chǎn)品的市場占有率僅4%左右。經(jīng)過多年發(fā)展,我國機(jī)床生產(chǎn)雖然取得了很大成績,但就技術(shù)水平和整體實力而言,在世界上僅處于第二梯隊的中前位置,美歐日排在第一梯隊。數(shù)控機(jī)床具有一臺機(jī)床同時完成多個獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

2.2 自動機(jī)與自動生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機(jī)械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(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:2000～80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線;18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線;各種高速香煙生產(chǎn)線;各種印刷包裝生產(chǎn)線;郵政信函自動分撿處理生產(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(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)。如可編程序控制器,變頻調(diào)速器,人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。

2.3 機(jī)器人

機(jī)器人是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一。從某種意義上講,一個國家機(jī)器人技術(shù)水平的高低反映了這個國家綜合技術(shù)實力的高低。機(jī)器人已在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂等非工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。毋庸質(zhì)疑,21世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)必將得到更大的發(fā)展,成為各國必爭的知識經(jīng)濟(jì)至高點。

在計算機(jī)技術(shù)和人工智能科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上,產(chǎn)生了具有感知、思維和行動功能的智能機(jī)器人,是機(jī)構(gòu)學(xué)、自動控制、計算機(jī)、人工智能、微電子學(xué)、光學(xué)、通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)的綜合成果。智能機(jī)器人可獲取、處理和識別多種信息,自主地完成較為復(fù)雜的操作任務(wù),比一般的工業(yè)機(jī)器人具有更大的靈活性、機(jī)動性和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。智能機(jī)器人作為新一代生產(chǎn)和服務(wù)工具,在制造領(lǐng)域和非制造領(lǐng)域具有更廣泛、更重要的位置,如核工業(yè)、水下、空間、農(nóng)業(yè)、工程機(jī)械（地上和地下）、建筑、醫(yī)用、救災(zāi)、排險、軍事、服務(wù)、娛樂等方面,可代替人完成各種工作。同時,智能機(jī)器人作為自動化、信息化的裝置與設(shè)備,完全可以進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)世界,發(fā)揮更多、更大的作用,這對人類開辟新的產(chǎn)業(yè),提高生產(chǎn)水平與生活水平具有十分現(xiàn)實的意義。

2.4 汽車電子化產(chǎn)品

汽車上比較常用的一般有5種儀表和3種相應(yīng)的傳感器,即電流表、機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表、車速里程表等指示儀表和機(jī)油壓力傳感器、水溫傳感器和油量傳感器。

目前,電子化儀表已經(jīng)取代機(jī)械式儀表。這是由于機(jī)械式儀表一旦出現(xiàn)故障將很難處理,而電子化儀表則不同。采用電子化儀表不僅可以改進(jìn)駕駛員的目視性,還有助于汽車儀表的多樣化。

3、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 光機(jī)電一體化

一般的機(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)等部件組成的。因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點能有效地改進(jìn)機(jī)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(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。

3.2 自律分配系統(tǒng)化（柔性化）

未來的機(jī)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(qiáng)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(dú)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,即柔性,又不會因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

3.3 全息系統(tǒng)化（智能化）

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征將越來越明顯,智能化水平也越來越高。這主要得益于模糊技術(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)也由簡單的“從上到下”的形勢轉(zhuǎn)而變?yōu)閺?fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

3.4 “生物--軟件”化

今后的機(jī)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,即當(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)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體,但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物—軟件”或“生物—系統(tǒng)”,而生物的特點是硬件（肌體）與軟件（大腦）一體,不可分割。由此看來,機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展的趨勢,但要達(dá)到這一目的還需要有一段漫長的道路去走。

3.5 微型機(jī)電化

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(jī)械元件。當(dāng)我們將這一成果用于實際產(chǎn)品時,就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時機(jī)械和電子完全可以“融合”,機(jī)體、執(zhí)行機(jī)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(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

4、結(jié)語

機(jī)電一體化是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。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,是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。是21世紀(jì)機(jī)械工業(yè)的主角,在各方面均可帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1]君蘭工作室.機(jī)電一體化,科學(xué)出版社（北京）,2009.