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關鍵詞： 機電一體化；技術；現狀；對策

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）06-0025-01

0 引言

機電一體化代表著機械工業技術革命的發展方向。在20世紀90年代后期，機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展并向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。隨著光學、通信技術、微細加工技術等滲入了機電一體化，進而出現了一些新的機電一體化的新分支。人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術也為機電一體化技術開辟了更廣闊的前景。

1 機電一體化技術

機電一體化技術是一門跨學科的綜合性高技術，是由微電子技術、計算機技術、信息技術、機械技術及其他技術相融合而構成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體的一個學科。所以機電一體化技術又稱為機械電子技術，是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。但是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還有新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

機電一體化現在已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統成為最優化的系統工程技術。

2 機電一體化技術現狀

機電一體化技術在發達國家經過幾十年的研究和運用，現在機電一體化技術正向智能化方向發展。最新的技術方向是：光學、通信技術等進入了機電一體化，使得微細加工技術也在機電一體化中出現，從而出現光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進一步對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，使機電一體化的學科體系和發展趨勢都得到了深入研究。

中國的機電一體化技術從80年代才開始在企業里應用和研究。經過20多年的努力我國在機電一體化技術方面取得了一定成果，盡管我們國家對機電一體化技術和產業給予了積極支持，特別是在涉及基礎技術、綜合技術等方面給予大力扶持。但機電一體化技術與發達國家相比仍有相當差距。

2.1 數控技術方面 中國從1958年開始發展數控技術，經過近50年的發展，國產數控機床的國內市場占有率達50%，出口到其它國家的國產數控機床也占到我國產量的10%左右。從90年代后期開始，我國的數控機床的精度發展迅速：普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級（0.01μm）。但是高精密的數控機床仍然需要從國外進口！

2.2 工業機器人方面 我國的機器人研發技術從60年代才開始，目前很多的機器人生產企業都掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統及軟件編程技術、運動學和軌跡規劃技術，能夠生產了部分機器人的關鍵元器件，機器人已進入實用化階段，中國已開發出弧焊、點焊、噴漆、裝配、搬運、注塑、沖壓及能前后行走、爬墻、水下作業的多種機器人。中國的科研機構和企業能自主解決工業機器人控制、驅動系統的設計技術，自主進行機器人軟件的設計和編程等關鍵技術。我國市場上運用工業機器人最多的企業目前主要分布在軍工企業、先進制造行業及一些實力雄厚的大型，其中完全國產的工業機器人在這些行業中占到30%左右。不可否認的是工業機器人的關鍵技術還是被國外的企業牢牢控制！

2.3 計算機集成制造系統方面 我國經過多年的理論和技術準備，計算機集成制造已經有了較快發展，進一步縮短了和國外的差距。

3 機電一體化技術的發展對策

根據我國的機電一體化技術的現狀，結合我國機電一體化企業的實際狀況，應該從以下幾個方面考慮：

3.1 要把發展機電一體化技術作為增強自主創新能力的重要內容，鼓勵和促進企業在這個領域有所作為。同時，為縮小與發達國家的差距，可以通過引進、消化、升級來逐步達到提高自主創新能力的目的。有關部門可以通過政府采購、項目設立等措施，達到支持和鼓勵自主創新的目標。

3.2 要充分發揮大專院校、研究機構的科研作用，讓大專院校、研究機構與一些大中型企業在機電一體化技術領域進行合作研究，推進技術的發展并把最新的研究成果快速的轉化和應用于實際的產品和相關的領域，為各方面帶來顯著的經濟效益和社會效益從而達到相互促進的積極作用。

3.3 要明確機電一體化技術開發和產業化推廣的主力軍是企業，在這方面，技術和綜合實力雄厚的大型企業將發揮舉足輕重的作用。有關部門應該在稅收、金融和其他方面給予一定的優惠傾斜。

4 結語

機電一體化是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。21世紀，機電一體化技術將成為機械工業的主角，在各方面都會帶來顯著的經濟效益和社會效益。機電一體化技術是社會生產力發展到一定階段的必然要求。機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻：

[1]李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社，2003.

[2]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社，2004.

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關鍵詞：機電一體化 現狀 發展趨勢

中圖分類號：TU85文獻標識碼： A

在科學技術日新月異的今天，新的材料、設備、技術不斷涌進，從某種程度上來看極大的推動了整個機械行業甚至是經濟的發展。微電子的技術和計算機的技術也在飛速的發展，它們不斷與工業機械相摩擦，找出契合點然后相結合，機電一體化就是這樣產生的。機電一體化從系統化的觀點來說局勢綜合的運用了機械、微電子、自動控制和傳感測控等技術，根據系統的功能和目標，合理的運用各個功能進行布局。實現具有多功能。高質量的功能價值極其目標。

如今世界各國都在大力發展推行機電一體化的先進技術及在生活生產當中的應用。它不僅關系到全球各國各個方面的發展，也成為了體現一個國家綜合能力的象征。

一、機電一體化技術發展的狀況

1、機電一體化技術的第一階段

在二十世紀的六十年代以前被稱為第一階段。這一時期。人們開始不自覺的去利用電子技術初步的成功去補充和完善機械的性能。尤其是二戰的爆發，刺激了電子和機械的結合。戰后這些軍用技術逐漸轉化為民用技術，使戰后的經濟迅速的恢復。但是當時的電子技術還沒有達到一定的技術水平，電子和機械的相結合還沒有能力深入的研究和開發，而那些已經開發出來了的產品也沒有辦法進行大量的推廣。

2機電一體化技術的第二個階段

在二十世紀的七十到八十年代被稱為第二階段，同時也是最為蓬勃發展的一個階段。在這一時期，計算機技術、通信技術等都在的不斷進步，為機電一體化技術奠定了強有力的技術基礎。而大規模的集成電路也在迅速的的發展是機電一體化技術有了結實的物質基礎。

3、機電一體化技術的第三個階段

到了二十世紀九十年代的后期，就是機電一體化的第三個階段，同時也開始了機電一體化技術向智能發展，進而進入了深入探索的新階段。光學和通信的技術也融入了機電一體化的技術，那些細微的加工技術也慢慢從機電一體化技術中浮現出來，于是就出現了光機電一體化與微機電一體化兩種體系。另外在對機電一體化技術進入深入研究的同時，也為機電一體化技術開辟了廣闊的發展空間。

我國是從二十世紀的八十年代才開始對機電一體化進行研究并且開始應用的，在制定“九五”規劃的時候考慮到了機電一體化給各個國家帶來經濟上的效益和影響。許多的大專的院校及研究機構開始對機電一體化的技術發展和應用做了大量的工作，并取得了一定的成果。

二、機電一體化的發展趨勢

1.智能化趨勢

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能。

2.模塊化趨勢

模塊化是一項重要而艱巨的工程，利用標準單元迅速開發出新產品，擴大生產規模，制定各項標準，便于各部件、單元的匹配和接口。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

3.網絡化趨勢

計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，利用家庭網絡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，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂，因此機電一體化產品朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。

4.微型化趨勢

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。

微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術。

5.綠色化趨勢

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染，設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。

6、系統化

系統化所表現出來的重要特征之一，就是關對系統體系結構進一步的運用開放和模式化的結構。整個系統可以隨意靈活的組成形態，并進行任意的剪裁組合，以便于實現多子的系統控制和管理。特征之二就是通信的功能加強了，在未來的機電一體化會更加的注重產品和人之間的關系。機電一體化的人格化有兩個含義，第一個就是最終使用機電一體化產品的對象是人，不管在怎樣的賦予機電產品一體化人的情感和智能。使之人性越來越明顯，尤其是家用的機器人，最高的境界就是實現人機一體化。而另一個含義是指模仿生物的機理，從而研制出各種機電一體化的各種產品。實事也是如此。很多的機電一體化產品都是受到動物的啟蒙而研究出來的。

三、電一體化的發展階段

機電一體化的發展大體可以分為三個階段。上世紀60年代以前為第一階段（亦可稱為初級階段）。在這一時期，人們不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。

上世紀70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化發展提供了充分的物質基礎。

第三階段，上世紀90年代后，機電一體化技術開始向智能化方向邁進，進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。

四、機電一體化技術的主要應用領域

（一）數控機床領域。數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，表現在：①總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構；②開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益；③WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制；④大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，也加強了CNC系統的控制功能；⑤能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去；⑥系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力；⑦以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

（二）計算機集成制造系統（CIMS）。CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

（三）柔性制造系統（FMS）。柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（四）工業機器人。第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第五代計算機關系密切。

結束語：

所以得出的結論就是機電一體化的出現并不是孤立存在的，它是由許多科學技術不斷的發展所得出的結晶，也是社會生產力發展到一定程度必然的結果。機電一體化的技術將會成為二十一世紀機械工業的主角。在各個方面都可以帶來明顯的社會效益和經濟上的效益。隨著科學技術不斷的發展，各個技術之間互相融合的的趨勢也隨之越來越明顯。以機械技術和微電子的技術有效的結合起來，成為機電一體化技術的主體。成為機械工業的必然發展趨勢，機電一體化技術的發展前景也將會越來越寬廣。

參考文獻：

[1] 田雙月.機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].工業設計,2011,(6):217-218.

[2] 張葆青,閆石,陳爽等.機電一體化技術的現狀與發展趨勢[J].機床與液壓,2011,39(24):105-106,121.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2011.24.037.

[3] 王卓.機電一體化技術的現狀與發展趨勢[J].文藝生活：中旬刊,2011,(9):280-280.

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關鍵詞：機電一體化技術 現狀 發展趨勢

隨著科技的進步，尤其是電子信息時代的來臨，將電子信息技術充分地與機電技術相整合，成就了現今的機電一體化技術。機電一體化技術的發展促進了工業生產向著機械自動化的方向邁進，同時也間接地促進了我國經濟的發展。筆者結合自身的學習體會先就機電一體化技術的現狀和發展趨勢淺談一下自己的看法與觀點：

一、簡述機電一體化技術

機電一體化技術．顧名思義．結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，應用范圍愈來愈廣。

機電一體化技術具體包括以下內容：

（1）機械技術

機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。

（2）計算機與信息技術

其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

（3）自動控制技術

其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

（4）傳感檢測技術

傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。

（5）伺服傳動技術

包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化技術的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

3.網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(home net)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(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

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關鍵詞: 機電一體化 現狀 發展趨勢

    一、機電一體化的產生與應用

    20世紀60年代以來,人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能后,刺激了機械產品與電子技術的結合。計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期,機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持,20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入了深入發展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。

    二、機電一體化的發展現狀

    機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。

    20世紀70年代~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路 和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。

    20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法、機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,更為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用也做了大量的工作,雖然取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

    三、機電一體化的發展趨勢

    (一)智能化趨勢

    智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能。

    (二)模塊化趨勢

    模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發出新產品,也可以擴大生產規模,制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體

化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

    (三)網絡化趨勢

    計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產等領域都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡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,使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂,因此機電一體化產品朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。

    (四)微型化趨勢

    微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢,國外稱其為微電子機械系統(mems),泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術。

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關鍵詞：機電一體化 機械制造 應用現狀發展趨勢

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。

二、機械制造技術的發展

在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

三、機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為三個階段：

(1).20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。

由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

(2).20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。

(3).20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。 轉貼于 中國論文下載中心

四、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：

1.智能化

智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。

2.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情

3.網絡化

網絡化由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4.微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。

5.環保化

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【關鍵詞】機電一體化；現狀；方向

一、機電一體化發展現狀

（1）起步慢，與發達國家仍有一定差距

機電一體化的發展在國際上主要分為三個階段，二十世紀六十年代之前為第一個階段，為機電一體化的起步階段，人們開始將電子技術小范圍的在機械工程領域進行應用，發現機電一體化帶來的便利，機電一體化取得了初步成果，二十世紀七十到八十年代為機電一體化發展的第二個階段，也就是其高速發展的階段，在這一過程中，計算機技術通信技術和控制技術的蓬勃發展為機電一體化帶來了很大的可能性，到了八十年代，機電一體化已經普遍被各國所接受，其產品也被廣泛的應用，例如細微加工技術在機電一體化中得到實現，其產品的生產更加的迅速且細致，為提高生產效率帶來了機會，而我國也正是從二十世紀八十年代開始才關注起這個領域的發展，盡管很快認識到了機電一體化的重要作用，并迅速成立的研究小組，但是相比日本歐洲等發達國家來說，我們的起步仍然較晚，在很多技術上十分的不成熟，且機電一體化在生產中的各個領域應用不廣泛，與其他國家仍然保持著一定的差距，使得我國的機電一體化在發展中仍然面臨著較大的問題。

（2）機電一體化成本較高

由于技術發展不完全，很多地方還不太成熟，故我國的機電一體化帶來的生產成本十分巨大，其產品取代技術含量較低，對于水電的能耗十分的高，材料的消費也很高，且容易造成環境污染和擾民，近年來，盡管我國不斷的對工業結構進行調整，但是仍然存在著分工不合理且消耗成本高的現象，機電一體化工業尤為明顯，另外，隨著市場化的不斷發展，我國機電一體化的產品在國際上的競爭力仍然不太理想，眾所周知，機電一體化產品功能強，性能好，質量高，可是中國唯有成本低這一目標達不到，企業缺乏生產成本的節制，并且造成了大量的污染，死守就業，在國際的激烈競爭中必然無法占據有利地位，又由于我國的機電一體化研究時間較短，技術不成熟，在很多方面無法滿足世界市場的需求，每年還需要從國外大量的進口，這在很大程度上都給了我國機電一體化行業巨大的壓力。

二、未來企業機電一體化的發展方向

（1）加強結合，實現網絡一體化

縱觀現階段的各行各業，一個突出的特征就是計算機技術和網絡技術的發展突飛猛進，這對于知識經濟來說是一個十分有利的機會，而現如今的企業很多通過網絡技術和計算機技術的應用實現了新的突破，這對于機電一體化來說也是一個新的靈感，機電一體化盡管將電子技術融入了機械工程領域，但是由于技術不全面而導致的產品不成熟或者競爭力不夠的現象普遍存在，當今的企業和單位應當不斷思考如何將網絡技術和計算機技術有效的融入機電一體化的實踐中，綜合利用遠程控制終端，將機電一體化帶上一個新的樓梯，使得機電一體化的產品不斷的進入家庭，利用家庭網絡來將各種家用電器鏈接成一個計算機為中心的集成家電系統，使人們在家中就可以享受機電一體化產品與網絡技術的有效結合，給生產和生活帶來更多的方便。

（2）提高技術，降低能耗

當前中國的企業一個普遍的特點就是生產成本較高，在生產過程中產生大量的能耗，這為中國的企業在國際市場上的競爭造成了很大的負擔，無法實現有效的盈利，這與企業的生產計劃和發展策略有著直接的關系，由于機電一體化在能耗方面的特點尤為顯著，作為機電一體化的企業應當合理制定生產計劃，對企業生產的各項指標進行嚴格的控制，各個車間廠區積極的組織能耗降低的競賽，對于有效的降低能耗的廠區進行有效的獎勵，同時在日常的生產過程中積極的進行技術的學習和探討，使得優良的技術不僅僅在個別的廠區實施，而是在整個工廠得到普及，使得技術變為企業的利潤，讓企業能夠在技術的不斷革新中獲得有利的競爭地位。

（3）響應社會，倡導環保

工業化的不段發展給社會帶來的巨大的改變，同時也給環境帶來了巨大的壓力，一方面，人們的物質生活豐富了，生活日漸舒適，但是另一方面資源不斷的減少且生態環境受到了嚴重的污染，現階段全社會都在呼吁保護環境，作為對資源造成巨大壓力的機電一體化行業來說，倡導環保是十分有必要的，在日常的生產中，企業應當不斷的進行探索和技術創新，力求建立一套自己的節能減排機制，同時在產品的設計上也要不斷將綠色概念應用到其中，無論是在生產制造還是在使用過程中都應當遵循綠色的觀念，符合環境保護和人類健康的標準，在產品的材料使用上也要不斷的進行研究和開發，同時綠色的的機電一體化，具有遠大的發展前途，也可以幫助企業在競爭上獲得有利的地位。

（4）改革創新，加強智能

機電一體化在很多的方面還存在著創新的余地，例如隨著社會的不斷發展，智能化在也成為21世紀的一個發展的方向，人工智能在不斷的發展過程中也在機電一體化上得到了廣泛的應用，在機床的操作，數控方面人工智能的優勢也體現的淋漓盡致，同時仿生物系統化也不斷的得到了應用，將數控操作和人工智能進行有效的結合，利用人的生理機能去帶給機電一體化新的靈感，讓機電一體化的操作更加便利，應用更加廣泛。

結語

通過上述分析我們不難看出機電一體化的發展不是一個獨立的過程，是歷史的必然和社會發展的結晶，隨著科學技術的不斷發展，機電一體化定會向一個更高的層次發展，而公司和企業若想在此領域取得一定的競爭優勢就必須從自身進行改革和創新，不斷的探索新的技術，力求將機電技術與網絡技術，生物智能等相結合，用技術革新代替能耗盈利，讓企業在創新的道路上取勝。

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一、我國當前機電一體化類課程教學現狀及其原因分析

結合我國目前職業教育的現狀，造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、學得不扎實的原因主要有以下幾個方面：

1、師生思想上都不夠重視

從目前的職業院校的教學現狀來看，重視理論教學輕視實踐教學一直是我國職業院校理工科教學的傳統方法，在這樣的教學模式下，尤其是像機電一體化這樣的課程，理論課本來就比較晦澀難懂，加之實踐實訓比較少，學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系，對于機電一體化的理解只是停留在表面層次，因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說，師生自身對該課程的重視程度不夠也是十分重要的原因，教師認為對于機電一體化課程教學任務重，往往疲于應付授課；而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力，往往興趣不大，加之實踐實驗時間較少，最后將實踐實訓流于形式，因此，師生在思想上不夠重視是目前職業院校機電一體化課程教學的一個基本現狀。

2、機電專業實踐教學課程的設計不合理

機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容，目前，絕大多數職業院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響，課程的內容過多過深奧，理論課時數太大，實踐技能教學課時不足，而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準，導致教學與實踐相背離?，F在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠，很多學生學習了很多知識，可到了社會上去無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定，這也是導致職業院校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。

3、實踐教學條件不完善

由于機電一體化類課程所開設的實驗，往往實驗設備體積比較龐大，集成度較高，價格昂貴，因此很多院校對于機電一體化課程實驗所配置的實驗設備都是很簡單的，目前很多職業院校也在進行教學改革，增大實驗實踐課程量，但是相應的實踐教學課程內容仍然或多或少的存留著傳統教學模式的影子。

二、機電一體化類課程的教學改革策略探討

1、充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段

在對機電一體化課程專業實踐課程進行教學改革的時候，我們提倡應當根據各個院校各個專業自身的專業特色進行相應的教學改革，添加符合專業特色的實踐教學內容，不斷完善實踐教學條件和教學手段，盡量弱化傳統實踐模式中的演示性的或驗證性實驗，加大動手實踐實驗及綜合性實驗內容，并和理論課程對應起來，使得學生在掌握理論知識的基礎上進行相關實踐實驗，這樣更容易掌握機電專業知識和技能。

2、重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核

任何課程都需設置考核環節，同樣的，機電一體化課程實踐教學也需要考核，考核環節也是學生最為敏感的環節之一。傳統的機電專業實踐課程考核的方式是出勤考查、實驗報考考查以及最后實驗考查成績相結合的方式，這種考查考核方式不能夠考查出學生的完全實踐能力，只能夠從實驗報告的完成情況給學生考核打分，因此傳統的考核方式并不合理，就需要對傳統的考核方式進行改革。

結合機電一體化課程實踐教學的特點，對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準，而是應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式，采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗，應當減小考核的比重，而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗，考核比重就應當加大；另一方面，還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核，重點不是考查學生的知識理解程度，而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。

3、加大機電專業校內外實習實訓基地建設的力度

對于機電一體化這樣的實踐要求較高的課程，實踐實訓基地的建設就顯得十分有必要了。實踐實訓基地的建設力度直接關系到機電一體化課程實踐教學的效果與成果，而學生實踐能力的掌握也取決于實踐實訓基地的建設，以及實踐實訓基地實踐教學內容的設置和安排。各院校要想真正提高機電一體化專業實踐課程教學的效果，就必須加大對實踐實訓基地的建設力度。另一方面，機電專業校內外實習實踐項目的開設依賴于實習實訓基地，而目前多數機電專業課程依賴于金工實習的相關設備，因此對于機電一體化類課程的專業實習實踐，必須要加強具有機電一體化特色的專業實習實踐基地及其相關設備的投資建設力度，為機電一體化類課程及其專業的學生提供足夠豐富的實習實踐動手機會，以真正提高機電一體化類課程的專業實習實踐能力水平。