時(shí)間：2023-08-17 17:34:52
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關(guān)鍵詞 機(jī)電一體化技術(shù) 相關(guān)技術(shù) 組成要素 原則 發(fā)展方向
一、機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)技術(shù)
1.機(jī)械技術(shù)
機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)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。
2. 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)密切相關(guān)，其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)與信息處理部分指揮整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，信息處理是否正確、及時(shí)，直接影響到系統(tǒng)工作的質(zhì)量和效率。
3. 系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4. 自動(dòng)控制技術(shù)
自動(dòng)控制技術(shù)范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
5. 傳感檢測(cè)技術(shù)
傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
6. 伺服傳動(dòng)技術(shù)
伺服傳動(dòng)技術(shù)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、 機(jī)電一體化系統(tǒng)五大組成要素一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機(jī)結(jié)合而成。
機(jī)械本體是系統(tǒng)的所有功能要素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu);動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力以使系統(tǒng)正常運(yùn)行。
測(cè)試傳感部分對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過(guò)分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。
控制及信息處理部分將來(lái)之測(cè)試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進(jìn)行集中、存儲(chǔ)、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動(dòng)作和功能。
三、機(jī)電一體化四大原則：構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。
兩個(gè)需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同無(wú)法直接傳遞和交換，必須通過(guò)接口耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
運(yùn)動(dòng)傳遞使構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運(yùn)動(dòng)的變換與傳輸以及以運(yùn)動(dòng)控制為目的的優(yōu)化。
在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲(chǔ)存、分析、運(yùn)算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對(duì)于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識(shí)獲得、推理機(jī)制以及自學(xué)習(xí)功能等知識(shí)驅(qū)動(dòng)功能。
兩個(gè)需要進(jìn)行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無(wú)法直接進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和交流，必須進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理。
四、機(jī)電一體化的發(fā)展方向
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(gè)重要發(fā)展方向。這里所說(shuō)的“智能化”是對(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)。
2.系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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。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(duì)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(lái)越重要，特別是對(duì)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。
3.模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程，也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)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(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
4.微型化
微型機(jī)電一體化系統(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)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。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(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3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，故在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，都有廣闊的應(yīng)用前景。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。
5.綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
6.網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)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、日常生活都帶來(lái)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(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。
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。
參考文獻(xiàn)
[1]芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體；選型設(shè)計(jì)；發(fā)展方向
中國(guó)機(jī)電設(shè)計(jì)邁入PLM全新階段，正挑戰(zhàn)著了前所未有的，不可預(yù)測(cè)的難題，一個(gè)個(gè)久戰(zhàn)沙場(chǎng)經(jīng)久不衰精兵良將正褪去了昨日英雄的光環(huán)，唯有CAMEL VIEW 能夠勝任軍統(tǒng)三國(guó)，光復(fù)舊業(yè)的重任，此時(shí)數(shù)系科技與德國(guó)iXtronics GmbH公司攜手共同開(kāi)拓機(jī)電設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新篇章，CAMEL VIEW 作為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品性能的測(cè)試、驗(yàn)證、通過(guò)都是一體化的，流程化的、規(guī)范化的，在滿足用戶設(shè)計(jì)的前提下，數(shù)值實(shí)驗(yàn)的仿真與結(jié)果的驗(yàn)證無(wú)不精確化，支持復(fù)雜環(huán)境下，多工況，多耦合場(chǎng)設(shè)計(jì)。
一、控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)：
1、單片機(jī) 選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機(jī)單片機(jī)，它主要通過(guò)并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號(hào)處理：接收系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、閥門開(kāi)啟、關(guān)閉及閥門開(kāi)度等設(shè)定信號(hào)，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號(hào)；處理IPM發(fā)出的故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；處理通過(guò)模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測(cè)信號(hào)；提供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)；執(zhí)行控制系統(tǒng)來(lái)的控制信號(hào)，向控制系統(tǒng)反饋信號(hào)。
2、三相PWM波發(fā)生器 PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)，并存入內(nèi)存，然后通過(guò)查表及必要的計(jì)算產(chǎn)生PWM波，這種方法占用的內(nèi)存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號(hào)，保證微處理器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、保護(hù)、控制等功能，文中選用MITEL公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。
3、智能逆變模塊IPM 為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積小，可靠性高的要求，電機(jī)電源采用智能功率模塊IPM。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機(jī)，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0．75。經(jīng)計(jì)算可知，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路、制動(dòng)電路于一體，并內(nèi)置過(guò)電流、短路、欠電壓和過(guò)熱保護(hù)以及報(bào)警輸出，是一種高性能的功率開(kāi)關(guān)器件。
4、位置檢測(cè)電路 位置檢測(cè)電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成部分，它的功能是提供準(zhǔn)確的位置信號(hào)。關(guān)鍵問(wèn)題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中多采用繞線電位器、差動(dòng)變壓器、導(dǎo)電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動(dòng)變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點(diǎn)的，壽命也不可能很長(zhǎng)，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感器，這種傳感器是無(wú)觸點(diǎn)的，且具有精度高、無(wú)線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無(wú)溫度限制等特點(diǎn)。
5、電壓、電流及檢測(cè) 檢測(cè)電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護(hù)和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規(guī)的電流、電壓互感器無(wú)法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測(cè)IPM輸出的三相電流，對(duì)于IPM輸出電壓的檢測(cè)采用分壓電路。
6、通訊接口 為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它微機(jī)送來(lái)的RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它微機(jī)間的通訊。
7、時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路主要用來(lái)提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí)所需要的時(shí)間以及日歷。文中選用時(shí)鐘電路DS12887。DS12887內(nèi)部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來(lái)存入需長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。
8、液晶顯示單元 為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過(guò)菜單選擇，可分別對(duì)閥門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號(hào)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。
9、程序出格自恢復(fù)電路 為了保證在強(qiáng)干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運(yùn)行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖?，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個(gè)正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過(guò)P1． 0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展方向
機(jī)電一體化向智能化方向邁進(jìn).20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
關(guān)注六個(gè)發(fā)展方向:
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。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
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(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，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(shuō)的“智能化”是對(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(chéng)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(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。
2、模塊化：模塊化是一項(xiàng)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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)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(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)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(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，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(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)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(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3、網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計(jì)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、教育及人們的日常生活都帶來(lái)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(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?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(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)(computer integrated appliance system，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)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4、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(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過(guò)1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。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。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 應(yīng)用 發(fā)展方向
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)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)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(shí)際中去的綜合技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)滲透到機(jī)械化生產(chǎn)的各個(gè)其領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣范，發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
1.數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
（1）總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
（2）開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。
（3）WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
（4）大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
（5）能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
（6）系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
（7）以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
2.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
3.柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
4.工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向
縱觀國(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，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。
1.智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
2.系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
3.微型化
微型機(jī)電一體化系統(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)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，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，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(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。
4.模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
5.網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。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。
6.綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】 機(jī)電一體化；創(chuàng)新發(fā)展；發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
機(jī)電一體化在講科學(xué)、爭(zhēng)創(chuàng)新的良好社會(huì)環(huán)境中飛快的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)電自身的發(fā)展進(jìn)步也促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。機(jī)電一體化是傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)與現(xiàn)在電子技術(shù)想結(jié)合，形成一種新的體系，是現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)發(fā)展的要求和產(chǎn)物。機(jī)電一體化在很多高校中很受歡迎，學(xué)術(shù)種類繁多。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，機(jī)電一體化需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的發(fā)展，才能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這就需要采用邊引進(jìn)、邊消化，進(jìn)而改進(jìn)、創(chuàng)新的方針，利用我國(guó)勞動(dòng)力廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)、消化國(guó)外發(fā)展多年、比較成熟的技術(shù)進(jìn)行來(lái)料加工、合資經(jīng)營(yíng)和獨(dú)立經(jīng)營(yíng)，在較短時(shí)間內(nèi)使一些產(chǎn)品達(dá)到國(guó)際水平。獨(dú)立發(fā)展適合中國(guó)國(guó)情的、具有中國(guó)特色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，做到引進(jìn)利用、消化、改進(jìn)、開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新，充實(shí)基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)人才，積極穩(wěn)妥地前進(jìn)。
二、機(jī)電一體化發(fā)展方向的內(nèi)容
1.技術(shù)設(shè)計(jì)的單元化
目前主要是從單元化技術(shù)來(lái)研發(fā)機(jī)電一體化技術(shù)。單元化是把系統(tǒng)分為幾個(gè)單元模塊，如工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)、CAN總線、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、回轉(zhuǎn)單元等。在接口一致的前提下，將單元的設(shè)計(jì)完成后再結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)具有高度的可擴(kuò)展性以及互換性的優(yōu)越性。
2.控制系統(tǒng)的樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)化
控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化是指把電子計(jì)算機(jī)作為節(jié)點(diǎn)，其它的運(yùn)動(dòng)控制卡、CAN卡等作為子節(jié)點(diǎn)，這樣節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)就形成了樹(shù)樁的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中，計(jì)算機(jī)把電機(jī)工作的情況和傳感器的反饋信息進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)把每一個(gè)控制點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。對(duì)控制對(duì)象的選擇上，也能伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的工作要求。利用計(jì)算機(jī)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行處理，再將其反饋到每一個(gè)控制對(duì)象上，利用這種方法來(lái)完成協(xié)同控制。
3.系統(tǒng)應(yīng)用的長(zhǎng)久化
在進(jìn)行機(jī)電的操作中，對(duì)機(jī)電的控制對(duì)象的數(shù)目來(lái)增加控制卡的數(shù)目，只要在電氣上作出改動(dòng)即可，或者對(duì)其它設(shè)備的添加來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。比如：為了使圖像定位和圖像智能的控制準(zhǔn)確性，可以通過(guò)添加幾個(gè)工業(yè)攝像頭的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。我國(guó)先進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展?fàn)顩r，其迅速發(fā)展的趨勢(shì)預(yù)示著其有廣闊的發(fā)展前景。
三、機(jī)電一體化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展前景概述
1．進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)用途的廣泛化
不管在小方面還是大方面，機(jī)電一體化的應(yīng)用會(huì)更加的廣泛，自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要依賴機(jī)電一體化來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也是工業(yè)化、航天工業(yè)、各種國(guó)防工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)?？v觀國(guó)外的機(jī)電一體化發(fā)展中，機(jī)電一體化發(fā)展較快的國(guó)家，帶動(dòng)了PLC工業(yè)控制的發(fā)展，應(yīng)用更加的廣泛。作為機(jī)電一體化的核心的程序控制器技術(shù)也不斷的發(fā)展，帶來(lái)了程序控制一體化的變革。PLC是工廠自動(dòng)化控制的核心技術(shù)。但是，PLC的質(zhì)量在不同品牌之間質(zhì)量不一樣，因?yàn)樵诎央A梯圖的繪制轉(zhuǎn)化成PLC的指令過(guò)程中遇到的困難較大
2.機(jī)電光一體化是必然要求
新世紀(jì)以來(lái)，隨著半導(dǎo)體微電子技術(shù)、鐳射技術(shù)的飛速發(fā)展，各種顯示產(chǎn)業(yè)和生物科技的發(fā)展，使得機(jī)電一體化必然向機(jī)電光技術(shù)方向的發(fā)展。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、精密制動(dòng)器、人機(jī)界面、微處理器，程序或反饋控制、診斷信號(hào)的處理與錯(cuò)誤、辨別圖形、制程工程以及仿生人工智能是機(jī)電光技術(shù)的典型范圍。機(jī)電光系統(tǒng)的類型可以根據(jù)光學(xué)、各種光學(xué)元件的互動(dòng)程度及其組合特性分為三個(gè)類型。即光機(jī)整合的類型；內(nèi)嵌光電或者光學(xué)裝置的類型；在光學(xué)系統(tǒng)中嵌入機(jī)電裝置。
四、機(jī)電一體化技術(shù)的具體方向
1.國(guó)際化方向的發(fā)展
全球經(jīng)濟(jì)的合作與發(fā)展，是機(jī)電一體化走向國(guó)際化的社會(huì)環(huán)境。由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的便利性為發(fā)展科技、工業(yè)生產(chǎn)、科教文衛(wèi)等都發(fā)生了巨變。地球村產(chǎn)生了地球經(jīng)濟(jì)，很多企業(yè)走出本土面向世界，國(guó)際間的經(jīng)濟(jì)合作交流促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的新產(chǎn)品能迅速走向全世界，暢銷全球。
2．智能化方向的發(fā)展
21世紀(jì)的機(jī)電發(fā)展技術(shù)更加重視智能技術(shù)，智能技術(shù)是一個(gè)區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的特征。機(jī)電一體化的智能化要求在以后的機(jī)電操作控制中，依賴于人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)信息學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)等新的學(xué)科知識(shí)，模擬人類智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的優(yōu)越性。智能化是發(fā)展趨勢(shì)去很多地方受到應(yīng)用，節(jié)約了更多的人工成本，實(shí)現(xiàn)以依靠科學(xué)進(jìn)步提高工作效率的理想境界。
3．微型化的發(fā)展趨勢(shì)
鑒于傳統(tǒng)的機(jī)電一體化的龐大笨重，不易展開(kāi)工作的缺點(diǎn)，電機(jī)一體化微型化起步發(fā)展于20世紀(jì)末。微型化的發(fā)展不僅提高了機(jī)械的一體化優(yōu)越性，還體現(xiàn)微電子系統(tǒng)的優(yōu)越性。
納米技術(shù)是機(jī)電微型化發(fā)展的技術(shù)方向。目前的為機(jī)電一體化應(yīng)用中，在生物、通信、制造業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域有很好的影響力。但是主要存在的發(fā)展瓶頸是機(jī)電設(shè)備的復(fù)雜性導(dǎo)致不能與當(dāng)前微電子技術(shù)同等的發(fā)展力度，機(jī)電一體化微型化的技術(shù)落后后微電子技術(shù)的發(fā)展。但是隨著科技的進(jìn)步，微機(jī)電技術(shù)一定也能得到更好的發(fā)展，從而促進(jìn)機(jī)電一體化整體的微型化水平。
4．模塊化的方向發(fā)展
模塊化是機(jī)電一體化技術(shù)的主要發(fā)展方向。因?yàn)槟K化的工作量大、繁瑣、生產(chǎn)的廠家多，對(duì)零件之間的緊密配合的程度要求較高。如果各個(gè)零部件之間的配合不好，就有可能使得機(jī)電一體化技術(shù)不能很好地實(shí)現(xiàn)，這就需要對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)就是將多個(gè)要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)子系統(tǒng)。多個(gè)子系統(tǒng)最后又組合成為一個(gè)整體，從而生成一個(gè)新的系統(tǒng)，產(chǎn)生不同的功能。
5.綠色化的方向發(fā)展
環(huán)保問(wèn)題是任何一個(gè)技術(shù)發(fā)展首先考慮的問(wèn)題，改過(guò)了以前片面追求經(jīng)濟(jì)效率而忽視環(huán)境保護(hù)的做法。綠色發(fā)展方向是主流方向，不僅是一個(gè)時(shí)代的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，也是人類創(chuàng)造科學(xué)文明必須遵守的準(zhǔn)則。綠色產(chǎn)品能夠使用最少的資源，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成最小的污染，綠色產(chǎn)品在制造、使用和銷毀的過(guò)程中都能夠符合環(huán)境保護(hù)的要求，也不會(huì)威脅到人類的生存健康。
五、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的保障
單靠機(jī)電本身的發(fā)展是不科學(xué)的，應(yīng)該得到多方面的保障。雖然機(jī)電一體化的發(fā)展速度很快，競(jìng)爭(zhēng)力也很強(qiáng)。仍有其它問(wèn)題存在，要保證機(jī)電一體化技術(shù)能夠有一個(gè)較好的發(fā)展的措施，可以從以下的幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：要讓政府的決策高層認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)的重要性；加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)人才的培養(yǎng)；發(fā)展電力電子關(guān)鍵技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究；注重理論與實(shí)際并行；積極推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研合作”；機(jī)電產(chǎn)業(yè)要走進(jìn)校園內(nèi)部去尋找人才與合作；建立未來(lái)的研究對(duì)象。
六、結(jié)束語(yǔ)
機(jī)電一體化的發(fā)展中會(huì)不斷的完善，控制系統(tǒng)也會(huì)強(qiáng)大，作為一個(gè)機(jī)電工作人員必須對(duì)它有個(gè)全面科學(xué)的認(rèn)識(shí)。承認(rèn)機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展的成果，也要發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，畢竟機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，在發(fā)展的過(guò)程中還會(huì)面臨很多困難和問(wèn)題，我們應(yīng)該堅(jiān)持科學(xué)的發(fā)展觀，認(rèn)真分析機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，使得機(jī)電一體化能夠在國(guó)家的發(fā)展當(dāng)中做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化 創(chuàng)新 發(fā)展方向
中圖分類號(hào)：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）17-0388-01
隨著我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平得到了進(jìn)一步提高，對(duì)機(jī)械制造企業(yè)提出了更高的要求。機(jī)械制造企業(yè)面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，“機(jī)電一體化”已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)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(shí)際中去的綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的現(xiàn)代化設(shè)備。
1 我國(guó)機(jī)電一體化的現(xiàn)狀分析
1.1 先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)
國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展過(guò)程中，將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)成果相結(jié)合，形成了高效、靈活的制造技術(shù)。早在21世紀(jì)70年代，我國(guó)就已經(jīng)制定并實(shí)施了準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制，將這種制度引用于自動(dòng)化裝置的生產(chǎn)中，能夠大幅度提高生產(chǎn)效率，是一種科學(xué)的管理手段。到了80年代，我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)開(kāi)始改造制造裝置，提高了制造水平，進(jìn)而保證了產(chǎn)品的更好的質(zhì)量和更優(yōu)異的性能，適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求。
1.2 自動(dòng)控制儀器儀表與固態(tài)傳感器
機(jī)電一體化的發(fā)展，使得微處理技術(shù)應(yīng)用于儀表中，降低了儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，增加了儀器儀表的柔度、精度和可靠性。市場(chǎng)上涌現(xiàn)了一大批自動(dòng)化控制儀表，具有存儲(chǔ)記憶、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制等功能。此外，機(jī)電一體化促使固態(tài)傳感器的發(fā)展，傳統(tǒng)的力平衡機(jī)械傳感器已經(jīng)被取締，發(fā)展成為了電容式、石英諧振式、半導(dǎo)體壓阻式等固態(tài)傳感器，代表了先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。
1.3 機(jī)器人的智能化、微型化技術(shù)
我國(guó)機(jī)電一體化向著智能化、微型化發(fā)展，在機(jī)器人開(kāi)發(fā)方面也是如此。我國(guó)機(jī)械制造的機(jī)器人具有人的情感、思維，體現(xiàn)了機(jī)器人的高級(jí)智能。機(jī)械制造企業(yè)利用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人控制器，可以迅速組成完成某種作業(yè)的多功能機(jī)器人。
2 機(jī)電一體化的創(chuàng)新
2.1 結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新
機(jī)電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，主要包括產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)、動(dòng)力配置、傳動(dòng)方式、周邊設(shè)備接口形式等。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新對(duì)于機(jī)械制造企業(yè)是非常重要的，通過(guò)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，才能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的改進(jìn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。
2.2 功能的創(chuàng)新
在功能方面，機(jī)電一體化需要充分考慮使用者和社會(huì)的要求，改進(jìn)產(chǎn)品的制備工藝，完善產(chǎn)品的功能，開(kāi)發(fā)出更加優(yōu)異性能的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品功能的創(chuàng)新，機(jī)械制造企業(yè)既可以對(duì)原有的產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代，也可以重新研制具有新功能的產(chǎn)品，能夠保證企業(yè)的戰(zhàn)略性目標(biāo)和持續(xù)發(fā)展，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2.3 造型的創(chuàng)新
在機(jī)電一體化產(chǎn)品的外觀是使用者首先觀察到的，美觀的造型能夠使人更加喜愛(ài)產(chǎn)品。因此，機(jī)械制造企業(yè)要?jiǎng)?chuàng)新產(chǎn)品的外形，重視產(chǎn)品周邊裝置的接口和機(jī)電之間的耦合，使得產(chǎn)品的美觀和功能共存。例如，可以采用機(jī)電一體化CAD虛擬原型法、計(jì)算機(jī)輔助造型等方法進(jìn)行產(chǎn)品外觀的設(shè)計(jì)，增加產(chǎn)品外觀的美感。
2.4 材料的創(chuàng)新
機(jī)電一體化產(chǎn)品的材料創(chuàng)新包括兩個(gè)方面：一是選擇具有特殊性能的新材料，如耐腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度、體積小、質(zhì)量輕的材料；二是研發(fā)適用于產(chǎn)品的新材料，如納米材料、陶瓷材料、智能材料、高分子材料、金屬化合物等。
2.5 控制系統(tǒng)的創(chuàng)新
控制系統(tǒng)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的核心組成部分，受到微電子技術(shù)的影響，機(jī)電一體化產(chǎn)品逐漸采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、適用控制等策略，贏得了更廣泛的市場(chǎng)。
2.6 傳感元件的創(chuàng)新
傳感器具有微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。近年來(lái)，傳感器的發(fā)展迅速，對(duì)于新型傳感器的需求也不斷增加，機(jī)電一體化產(chǎn)品要積極研發(fā)高性能傳感器，促進(jìn)產(chǎn)品的創(chuàng)新，保證企業(yè)的發(fā)展前景。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展方向
3.1 智能化
智能化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要發(fā)展方向，采取先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品的使用場(chǎng)合，賦予產(chǎn)品一定的智能化，使產(chǎn)品具有人的邏輯思維能力。與人類的智能相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化是低級(jí)的，只能實(shí)現(xiàn)人的一小部分智能。
3.2微型化
機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化發(fā)展主要是指不超過(guò)1立方厘米的產(chǎn)品，發(fā)展方向是納米級(jí)和微米級(jí)尺寸。微型化的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有體積小、運(yùn)動(dòng)靈活、節(jié)約能耗的特點(diǎn)，在信息、軍事、醫(yī)療領(lǐng)域具有相當(dāng)高的優(yōu)勢(shì)。
3.3 模塊化
模塊化是一種處理復(fù)雜系統(tǒng)分解為更好的可管理模塊的方式。機(jī)電一體化產(chǎn)品的模塊化是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，也是非常重要的工程，可以為機(jī)械制造企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)地位。
3.4 人格化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的服務(wù)對(duì)象是人，所以，產(chǎn)品的人性化顯得越來(lái)越重要。同時(shí)，很多機(jī)電一體化產(chǎn)品是模擬生物制成的，這也決定了產(chǎn)品具有人格化的特點(diǎn)。人格化的機(jī)電一體化產(chǎn)品是使用者迫切需要的。
3.5 網(wǎng)絡(luò)化
現(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的改革，網(wǎng)絡(luò)成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活都不可或缺的。新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有優(yōu)異的性能、可靠的質(zhì)量，銷量必然會(huì)很高。基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)品將是一大發(fā)展趨勢(shì)。
3.6 帶源化
顧名思義，帶源化是指產(chǎn)品本身帶有能源，是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向。帶源化的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和好處。
3.7 綠色化
隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注環(huán)保，綠色化產(chǎn)品是符合時(shí)展需求的。綠色化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的新發(fā)展方向。綠色化機(jī)電一體化產(chǎn)品在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、銷毀的全生命周期過(guò)程中，幾乎不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。
4 加強(qiáng)機(jī)電一體化水平的措施
4.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的研究
機(jī)電一體化是復(fù)雜的過(guò)程，涉及到不同學(xué)科的知識(shí)。要想提高機(jī)電一體化的水平，必須要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，熟練掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，具備扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)，依靠科學(xué)技術(shù)的力量，制造出高質(zhì)量的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
4.2 重視人才引進(jìn)和培養(yǎng)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新需要一大批優(yōu)秀人才的加入。機(jī)械制造企業(yè)要加強(qiáng)人才引進(jìn)計(jì)劃，注重人才的培養(yǎng)，主要是機(jī)械設(shè)計(jì)理論、計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)能力的培養(yǎng)，對(duì)不同層次和崗位的人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)。
4.3 加強(qiáng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新
機(jī)械制造企業(yè)要加強(qiáng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品的先進(jìn)性。機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新是國(guó)家發(fā)展和企業(yè)發(fā)展的共同需要。企業(yè)要根據(jù)市場(chǎng)的需要，致力于現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)，同時(shí)，要研制并開(kāi)發(fā)多功能的新產(chǎn)品，有利于企業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以便于企業(yè)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力的提升。
5 結(jié)論
我國(guó)機(jī)電一體化的現(xiàn)狀，主要體現(xiàn)在先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)、自動(dòng)控制儀器儀表與固態(tài)傳感器、機(jī)器人的智能化、微型化技術(shù)。機(jī)械制造企業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能的、造型、材料、控制系統(tǒng)和傳感元件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新。
機(jī)械制造企業(yè)要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的研究，重視人才引進(jìn)和培養(yǎng)，加強(qiáng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，提高企業(yè)的機(jī)電一體化水平。
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；特征；發(fā)展趨勢(shì)
隨著日新月異的技術(shù)更新，機(jī)電一體化發(fā)展對(duì)不同學(xué)科交叉滲透也有著推動(dòng)。機(jī)械工程當(dāng)中的微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，為機(jī)電一體化發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標(biāo)，在機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用下，就能提高生產(chǎn)力水平。從理論上對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據(jù)。
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程和主要的內(nèi)容分析
1.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程分析
機(jī)電一體化主要是電子技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的有機(jī)結(jié)合，從而將機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力以及電子技術(shù)的信息處理功能充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工作目標(biāo)。機(jī)電一體化是建立在綜合應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的，在當(dāng)前已經(jīng)成為獨(dú)立的學(xué)科，從技術(shù)層面來(lái)說(shuō)，主要體現(xiàn)在對(duì)機(jī)電一體化的產(chǎn)品有效實(shí)現(xiàn)和使用發(fā)展。而從產(chǎn)品的基礎(chǔ)層面來(lái)說(shuō)，就是機(jī)械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產(chǎn)品。機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展過(guò)程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機(jī)電一體化實(shí)際是綜合技術(shù)的融合，并非是簡(jiǎn)單化的拼湊，而是將各個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)概念上以及技術(shù)上的融合。我國(guó)的機(jī)電一體化發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)重要階段。上世紀(jì)80年代，學(xué)術(shù)界對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)了幾十年的努力，在理論上以及技術(shù)層面上都實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足發(fā)展，在數(shù)控技術(shù)方面的市場(chǎng)占有率也逐年提高，機(jī)械生產(chǎn)能力也有了大幅度提高。工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，對(duì)控制系統(tǒng)以及軟件編程技術(shù)的應(yīng)用等，都從很大程度上促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高。在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績(jī)，已經(jīng)在多個(gè)制造生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)揮著重要作用。
2.國(guó)外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展可以分為三個(gè)階段：第一階段又稱之為初級(jí)階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代以前，這一時(shí)期是機(jī)電一體化技術(shù)的雛形，是人們不自覺(jué)地利用電子技術(shù)并且傳承下來(lái)；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代末期，機(jī)電一體化技術(shù)的各項(xiàng)產(chǎn)品都有著很大的發(fā)展；第三階段是深入發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代后期，世界各國(guó)都開(kāi)始研發(fā)和關(guān)注機(jī)電一體化的技術(shù)和新產(chǎn)品。日本東京在1989年召開(kāi)的第一屆國(guó)際先進(jìn)機(jī)電一體化學(xué)術(shù)會(huì)議，可以稱為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志，世界各國(guó)也從此大力推動(dòng)和發(fā)展機(jī)電一體化的技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。在深入發(fā)展時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入了向智能化方向的新階段，一方面出現(xiàn)了光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)等新的機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品，另一方面對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的學(xué)科體系和研究方法也進(jìn)行了深入的探討。在目前，機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位是日本和美國(guó)。
3.國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比仍有一定差距，如當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在開(kāi)發(fā)煤礦機(jī)電大功率厚煤層電牽引采煤機(jī)的機(jī)電一體化新技術(shù)方面。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是總體技術(shù)上，國(guó)外Eickhoff公司開(kāi)發(fā)的SL500系列采煤機(jī)，截高范圍2.0m～6.0m，可達(dá)截割功率2×825kW，而國(guó)內(nèi)引進(jìn)6LS3，6LS5和7LS5型6臺(tái)，SL500型3臺(tái)，EL3000型1臺(tái)，最大裝機(jī)總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測(cè)、故障診斷技術(shù)上，目前國(guó)外使用微機(jī)控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點(diǎn)多等特點(diǎn)，而國(guó)內(nèi)卻達(dá)不到這一水平；三是自動(dòng)調(diào)高技術(shù)上，基于位置傳感器和計(jì)算機(jī)的記憶截割技術(shù)在國(guó)外比較容易實(shí)現(xiàn)，而國(guó)內(nèi)在研采煤機(jī)仍未實(shí)現(xiàn)記憶截割。
4.機(jī)電一體化技術(shù)主要內(nèi)容分析
機(jī)電一體化技術(shù)涉及的內(nèi)容比較豐富。機(jī)電一體化技術(shù)方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對(duì)電子以及機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用下，能將兩者得以有機(jī)結(jié)合，就能充分發(fā)揮綜合技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，機(jī)電一體化技術(shù)涵蓋技術(shù)以及產(chǎn)品兩個(gè)層面的內(nèi)容。機(jī)電一體化系統(tǒng)，也就是產(chǎn)品方面，是通過(guò)多個(gè)特定功能機(jī)械以及電子技術(shù)要素構(gòu)成的整體，使人們的實(shí)際生產(chǎn)制造的需求得到滿足。機(jī)電一體化系統(tǒng)所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執(zhí)行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。除此之外，機(jī)電一體化內(nèi)容中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統(tǒng)工程方法論等內(nèi)容。機(jī)電一體化的思想也簡(jiǎn)稱為一體化思想。這一思想的應(yīng)用對(duì)人機(jī)一體化以及機(jī)電液一體化等發(fā)展目標(biāo)都能有效實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化工程作為電子和機(jī)械工程集合，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)制造體系應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用中的作用發(fā)揮也比較顯著。
二、機(jī)電一體化產(chǎn)品特征類別和核心技術(shù)分析
1.機(jī)電一體化產(chǎn)品特征類別分析
機(jī)電一體化的產(chǎn)品特征也比較鮮明。機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)品的輕細(xì)巧等特征比較突出，并且比較容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)制造。機(jī)電一體化的產(chǎn)品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠?qū)a(chǎn)品的高效性以及智能化的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，并能起到自動(dòng)監(jiān)視的功能和診斷功能等，在產(chǎn)品的安全可靠性上也能有效提高，可通過(guò)負(fù)荷以及運(yùn)行情況加以有效調(diào)整控制。另外，機(jī)電一體化的產(chǎn)品類型也比較多。機(jī)械產(chǎn)品當(dāng)中一部分控制功能及機(jī)構(gòu)用電子裝置替代，其中比較常見(jiàn)的有機(jī)電一體化照相機(jī)以及打印機(jī)等產(chǎn)品。此外，比較典型性的產(chǎn)品有著較為完整性的結(jié)構(gòu)，其中比較常見(jiàn)的就是工業(yè)機(jī)器人以及自動(dòng)繪圖機(jī)等。簡(jiǎn)單地依靠機(jī)械以及電子無(wú)法制造這些產(chǎn)品，兩者結(jié)合，就能夠大大提高可運(yùn)行效率。還是一種類型是通過(guò)微電子裝置替代原設(shè)備的信息處理機(jī)構(gòu)，比較常見(jiàn)的產(chǎn)品有全電子式電話交換機(jī)以及電機(jī)調(diào)速裝置等內(nèi)容。
2.機(jī)電一體化核心技術(shù)分析
機(jī)電一體化的核心技術(shù)比較多。計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)是比較重要的應(yīng)用技術(shù)，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運(yùn)算等作用。計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)當(dāng)中的專家系統(tǒng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)也是比較常用的。機(jī)電一體化核心技術(shù)中的系統(tǒng)技術(shù)，是通過(guò)整體概念對(duì)多種相關(guān)技術(shù)進(jìn)行組織應(yīng)用的，其中接口技術(shù)就是比較常用的。為保障計(jì)算機(jī)的通信，要對(duì)數(shù)據(jù)傳遞格式進(jìn)行規(guī)格化以及標(biāo)準(zhǔn)化呈現(xiàn)。目前這一應(yīng)用技術(shù)中的開(kāi)發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應(yīng)用方面比較突出。機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的機(jī)械本體技術(shù)是比較重要的應(yīng)用技術(shù)。這一技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)性能的改善以及質(zhì)量的減輕等層面。當(dāng)前的機(jī)械產(chǎn)品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產(chǎn)品質(zhì)量，要在結(jié)構(gòu)上加以優(yōu)化，并加強(qiáng)非金屬材料的應(yīng)用。這一技術(shù)的應(yīng)用響應(yīng)速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的信息處理技術(shù)以及傳感技術(shù)也是比較常見(jiàn)的應(yīng)用技術(shù)。信息處理技術(shù)的應(yīng)用中，將微型計(jì)算機(jī)在實(shí)際工作中加以科學(xué)應(yīng)用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術(shù)的應(yīng)用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)一步升級(jí)下，對(duì)光纖電纜傳感器的應(yīng)用比較重要。另外，機(jī)電一體化核心技術(shù)當(dāng)中的軟件技術(shù)以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)也是較為常用的技術(shù)。軟件技術(shù)應(yīng)用是和硬件協(xié)調(diào)應(yīng)用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產(chǎn)維修效率，以及軟件的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用是發(fā)展的重要課題。在驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用下，在響應(yīng)速度上也能有效提高，對(duì)控制專用組件以及傳感器和電機(jī)三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。
三、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)探究
1.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域分析
機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平提高起到了積極促進(jìn)作用。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中的作用也愈來(lái)愈突出。通過(guò)多年的發(fā)展以及技術(shù)優(yōu)化，機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用使之結(jié)構(gòu)、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結(jié)構(gòu)應(yīng)用下，使得數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化。應(yīng)用CPU以及多主總線體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)行開(kāi)放性設(shè)計(jì)等，能提高接口的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)使用效益最大化呈現(xiàn)。通過(guò)智能化以及WOP的實(shí)現(xiàn)，機(jī)電一體化數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)二維以及三維的動(dòng)態(tài)加工仿真。信息存儲(chǔ)大容量的模塊化設(shè)計(jì)使得控制功能也得到了有效提高，可有效實(shí)現(xiàn)多過(guò)程以及多通道控制。例如：當(dāng)前市場(chǎng)上的CK0632數(shù)控機(jī)床就是采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機(jī)床主軸采用高度精密滾動(dòng)軸承之承，回轉(zhuǎn)精度高。機(jī)訂導(dǎo)軌采用耐磨鑄鐵，經(jīng)過(guò)超音頻淬火能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地保證機(jī)床加工精度。CK0632數(shù)控機(jī)床機(jī)床也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，完成車削多種零件的內(nèi)外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數(shù)控機(jī)床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發(fā)出和接收多種信號(hào)控制自如的加工過(guò)程。目前，CK0632數(shù)控機(jī)床廣泛應(yīng)用于電器、儀表儀器工業(yè)、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機(jī)械、五金工具及其他高精度復(fù)雜零件的加工制造。機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用也比較突出，第二代機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，對(duì)各種傳感元件進(jìn)行了科學(xué)應(yīng)用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對(duì)象的信息獲得都比較方便。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能準(zhǔn)確判斷分析對(duì)操作信息的處理，并進(jìn)行反饋控制。在第三代的機(jī)器人設(shè)計(jì)中，就通過(guò)多感知功能的應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨(dú)立性層面有著充分體現(xiàn)。
2.機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
隨著時(shí)展以及技術(shù)進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)向著智能化方向邁進(jìn)。這也是當(dāng)前的機(jī)電一體化和傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的重要不同。近些年，我國(guó)在處理器技術(shù)上的進(jìn)步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，對(duì)機(jī)電一體化的智能化發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了有力支持。智能化機(jī)電一體化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和實(shí)際的應(yīng)用，對(duì)人的操作和工作量的減少能發(fā)揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動(dòng)。機(jī)電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展將實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在當(dāng)前的發(fā)展比較迅速。進(jìn)入新的時(shí)代，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下，機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化目標(biāo)將得到實(shí)現(xiàn)，在遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用作用上將更加突出，同時(shí)會(huì)提高機(jī)電一體化的功能性以及安全性。機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)化趨勢(shì)比較突出，也就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的模式化以及開(kāi)放式的總線結(jié)構(gòu)應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)的靈活性組態(tài)就有著鮮明呈現(xiàn)。在系統(tǒng)化的發(fā)展中，能加強(qiáng)通信功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程以及多系統(tǒng)的通信。不僅如此，機(jī)電一體化的發(fā)展也會(huì)向著微型化方向邁進(jìn)。這主要體現(xiàn)在電子部件的微型化，在產(chǎn)品的體積層面不斷縮小等。這樣就會(huì)促進(jìn)機(jī)電一體化的設(shè)備運(yùn)行效率提高，靈活性更加突出。
四、小結(jié)
綜上所述，機(jī)電一體化的發(fā)展中，技術(shù)的升級(jí)進(jìn)步對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的優(yōu)化起到了很大促進(jìn)作用。我國(guó)在機(jī)電一體化的發(fā)展中有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是在發(fā)展中存在著諸多不足。從理論上對(duì)機(jī)電一體化的技術(shù)進(jìn)行研究分析，就能為實(shí)際機(jī)電一體化發(fā)展提供理論支持，帶動(dòng)我國(guó)機(jī)電一體化領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。
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1機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)在工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面存在著一定的問(wèn)題，其制造水平與發(fā)達(dá)國(guó)家之間存在較大的差距。但是我國(guó)擁有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，這對(duì)于機(jī)電一體化的發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。當(dāng)今，世界上的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)十分的激烈，我國(guó)在工業(yè)制造方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，只有將我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)融入到工業(yè)行業(yè)的制造中來(lái)才會(huì)提高我國(guó)科技的技術(shù)含量，打破傳統(tǒng)的工業(yè)行業(yè)中存在的成本高、技術(shù)含量較低的不良現(xiàn)象。機(jī)電一體化的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要的時(shí)期。最初的階段是簡(jiǎn)單的機(jī)械與電子的融合，在機(jī)電一體化的最初階段人們只是具有了電子與機(jī)械相結(jié)合來(lái)運(yùn)用的簡(jiǎn)單的構(gòu)想，只是停留在理論思想方面并沒(méi)有采取一定的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)電子與機(jī)械的相互融合。第二段時(shí)期主要是技術(shù)的發(fā)展階段。這個(gè)階段出現(xiàn)了很多的理論思想，雖然電子技術(shù)隨著社會(huì)的快速發(fā)展也取得了一定的進(jìn)展但是把理論思想應(yīng)用在實(shí)踐中也仍然不能實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的相互融合。第三階段就是電子技術(shù)朝著智能化的發(fā)展方向而發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)得到迅速的發(fā)展。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、紅外線感應(yīng)技術(shù)等無(wú)不在提醒著我們這是一個(gè)智能化的世界。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、紅外線感應(yīng)技術(shù)在一定程度上推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化提供了相應(yīng)的知識(shí)理論。目前，機(jī)電一體化在社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的刺激下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用。世界上的各個(gè)國(guó)家都在為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了人力、物力和財(cái)力，其最終的目標(biāo)就是希望通過(guò)機(jī)電一體化來(lái)實(shí)現(xiàn)自己國(guó)家的工業(yè)化快速發(fā)展。
2機(jī)電一體化的創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)
2.1采取綠色、環(huán)保、輕便和性價(jià)比較高的材料
機(jī)電一體化在未來(lái)的創(chuàng)新方面將會(huì)選擇采用較為環(huán)保、輕便和性價(jià)比較高的材料。在機(jī)電一體化的原材料方面開(kāi)始有新的突破。比如說(shuō)，機(jī)電一體化的產(chǎn)品可以隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展選擇一些輕便、綠色和性價(jià)比較高的原材料，選擇原材料之后可以充分聯(lián)系材料的不同特點(diǎn)來(lái)對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行不斷的改進(jìn)與完善，進(jìn)而可以保證機(jī)電一體化的產(chǎn)品的質(zhì)量并在保證機(jī)電一體化產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)之上采用更加典型的新型的材料來(lái)不斷地創(chuàng)新產(chǎn)品，比如，可以在機(jī)電一體化中引入高分子材料、智能材料和納米材料，這樣可以使材料的得到一定的回收利用并達(dá)到環(huán)保、綠色的環(huán)境要求。
2.2在造型和功能上的創(chuàng)新
在我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展下，我國(guó)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的方面上開(kāi)始新的創(chuàng)新，最值得一提的就是在造型和功能方面的創(chuàng)新，機(jī)電一體化產(chǎn)品在造型和功能方面上的改進(jìn)與創(chuàng)新可以較大程度地滿足廣大消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品造型和功能的追求。比如說(shuō)，在對(duì)產(chǎn)品的造型方面的創(chuàng)新時(shí)，利用機(jī)電一體化的技術(shù)可以有效地提升產(chǎn)品的外在造型的審美高度，最大程度地滿足顧客對(duì)產(chǎn)品造型的需求。除此之外，機(jī)電一體化也會(huì)越來(lái)越重視自身產(chǎn)品的功能，會(huì)加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品功能上的改進(jìn)與創(chuàng)新。并且機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能還會(huì)為了滿足不同用戶在不同階段的不同的要求來(lái)改變產(chǎn)品的功能使得產(chǎn)品的功能變得多樣化與全面化。
2.3機(jī)電一體化會(huì)實(shí)現(xiàn)控制方面的高效化、智能化和便捷性
傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備在操作方面具有較大的繁瑣性，再加上在工作的過(guò)程中需要認(rèn)為實(shí)現(xiàn)機(jī)器的操作運(yùn)行。這往往就會(huì)提升人工操作機(jī)器設(shè)備的危險(xiǎn)性。機(jī)電一體化就是能較好地避免這些潛在危險(xiǎn)的發(fā)生，可以有效地實(shí)現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備的操作運(yùn)行中的便捷性、安全性、自動(dòng)化與高效性。比如說(shuō)，在機(jī)電一體化中運(yùn)用電子技術(shù)、光子技術(shù)或者現(xiàn)代新型的信息技術(shù)并在此基礎(chǔ)之上加以創(chuàng)新就會(huì)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的便捷性、智能化與高效性，有利于進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化的創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)程。
3機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向
機(jī)電一體化并非是一門獨(dú)立的課程，它融入了電子、計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程等專業(yè)的知識(shí)。隨著信息技術(shù)與電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)逐漸走向智能化、微型化和快速化。因此，集電子、計(jì)算機(jī)于一身的機(jī)電一體化技術(shù)自然也會(huì)隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷地發(fā)展。在不久的將來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始邁向智能化、微型化與網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程。機(jī)電一體化作為一種新型的科技技術(shù)，研究其技能的人員相對(duì)而言較少，機(jī)電一體化的專業(yè)的研究人員的缺乏是目前阻礙機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程的較為關(guān)鍵的問(wèn)題。所以，目前最重要的任務(wù)就是在大力推進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)程的基礎(chǔ)上建立完善的有關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)部門，為機(jī)電一體化技術(shù)培養(yǎng)出所需要的專業(yè)性人才。比如說(shuō)，可以在各大高校中開(kāi)設(shè)與機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)的專業(yè)科目，鼓勵(lì)有關(guān)專業(yè)培訓(xùn)教育集體的發(fā)展，國(guó)家還要給這些相關(guān)的專業(yè)相應(yīng)的政策扶持，為機(jī)電一體化技術(shù)人才的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的訓(xùn)練環(huán)境。在這樣的情況下才有可能吸引更多的人去關(guān)注和了解機(jī)電一體化的技術(shù)專業(yè)，才會(huì)在此基礎(chǔ)之上較快地培養(yǎng)出高素質(zhì)的專業(yè)性人才，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。
4結(jié)束語(yǔ)
機(jī)電一體化的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以進(jìn)一步滿足大家對(duì)產(chǎn)品的更高要求，只有不斷地對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行創(chuàng)新才會(huì)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中適應(yīng)社會(huì)的需求。我們要在掌握現(xiàn)有的技能的基礎(chǔ)之上了解市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求，努力創(chuàng)新，在技術(shù)創(chuàng)新中不斷地創(chuàng)造出更多需求的產(chǎn)品，早日實(shí)現(xiàn)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中的龍頭地位。
作者:張杰 單位:國(guó)投大同能源有限責(zé)任公司
參考文獻(xiàn)：
