時間：2023-08-10 17:26:07
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機(jī)電一體化概念設(shè)計，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:中國制造2025；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；展望；863計劃
1當(dāng)前機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國機(jī)電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展，我國的智能機(jī)器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前我國的工業(yè)化整體處于“工業(yè)3.0”左右的階段。（1）數(shù)控技術(shù)方面：截止2016年，我國數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷58年，目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可供品種達(dá)2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業(yè)的發(fā)展拉動高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，進(jìn)而推動機(jī)電一體化進(jìn)程。（2）工業(yè)機(jī)器人方面:目前，國內(nèi)機(jī)器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計劃有系統(tǒng)地攻關(guān)，在原有的良好基礎(chǔ)上更上一層，后期能立于世界先進(jìn)行列之中。（3）激光術(shù)方面：近年來，激光技術(shù)發(fā)展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又?jǐn)U大了緊湊型的高功率激光器的應(yīng)用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發(fā)動機(jī)的發(fā)展或用于空間探索的推進(jìn)器系統(tǒng)改造。（4）互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面：推行互聯(lián)網(wǎng)思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團(tuán)有限公司分別運(yùn)用CAX系統(tǒng)和SPC工具進(jìn)行智能制造，提高了效率，建立了一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。通過這幾方面可以看出機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計有著很大發(fā)展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。
1.2國外研究現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的相關(guān)研究在國外最早在上個世紀(jì)60年代開始，在九十年代后期機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展階段，并出現(xiàn)了“機(jī)電液”和“機(jī)電光”等一些新的分支，現(xiàn)階段以德國和美國為代表的發(fā)達(dá)國家工業(yè)化發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了“工業(yè)4.0”，并在國際上處于領(lǐng)先地位。
2未來建立機(jī)電一體化的產(chǎn)品概念設(shè)計理論與方法的意義
未來建立機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論與方法意義深遠(yuǎn)，在新的技術(shù)不斷沖擊下，機(jī)電一體化會不斷提高，能提高我國的機(jī)械工業(yè)化水平，也是社會生產(chǎn)力的必然要求，能在追求特定價值功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，能很好地代表當(dāng)今機(jī)械工業(yè)主要趨勢。
3未來機(jī)電一體化的發(fā)展展望
未來，隨著微電子技術(shù)和機(jī)械電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化必將注入更多新的內(nèi)容，各個學(xué)科將繼續(xù)相互交叉、相互支持和互相發(fā)展，并且機(jī)電一體將朝著更加智能化、微型化、系統(tǒng)化和環(huán)保化方向發(fā)展，總理在政府工作報告中指出，實(shí)施“中國制造2025”計劃，堅持創(chuàng)新驅(qū)動，智能轉(zhuǎn)型，強(qiáng)化基礎(chǔ)，綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國，并且我國今年推出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新比賽，并取得不錯的效果，讓機(jī)電一體概念設(shè)計理論與方法化不斷升級，加強(qiáng)了工業(yè)化與信息化的緊密結(jié)合，下一階段我們將運(yùn)用信息—物理融合系統(tǒng)（CPS）,實(shí)現(xiàn)大型大型工程系統(tǒng)實(shí)時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)，更好利用機(jī)電一體化解決實(shí)際問題，不斷促進(jìn)中國工業(yè)化發(fā)展。
4結(jié)語
在“中國制造2025”計劃的推動下，機(jī)電一體化的研究和相關(guān)領(lǐng)域必將出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，當(dāng)然，與機(jī)電一體化相結(jié)合的技術(shù)（機(jī)電液和機(jī)電光）很多，相信未來在機(jī)電一體化的促使下中國工業(yè)將邁向“工業(yè)4.0”。
作者:于志業(yè) 單位:太原科技大學(xué)
參考文獻(xiàn)：
[1]孫彥廣。工業(yè)智能控制技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社，2007.
[2]李建勇。機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社，2004.
[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化；發(fā)展趨勢；現(xiàn)狀
中圖分類號：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）17-0238-02
0 引言
新型技術(shù)和新型工藝的不斷涌現(xiàn)促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用深刻地影響著人們的生產(chǎn)和生活。同時，作為衡量一個國家綜合國力的指標(biāo)，機(jī)電一體化技術(shù)和各國的通信事業(yè)、交通事業(yè)以及航天事業(yè)等息息相關(guān)。因此，機(jī)電一體化技術(shù)作為一種必然的發(fā)展趨勢，已經(jīng)引起了各國的關(guān)注。
1 機(jī)電一體化的相關(guān)概念
相比于西方發(fā)達(dá)國家，我國的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展步伐相對緩慢[1]。機(jī)電一體化起源于20世紀(jì)70年代的日本雜志――《機(jī)械設(shè)計》，是集機(jī)械和微電子技術(shù)于一體的一門集合技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)主要是通過將微電子技術(shù)、信息技術(shù)以及信號接收技術(shù)等多種綜合技術(shù)進(jìn)行有效地整合，從而應(yīng)用于實(shí)際的混合技術(shù)中。
作為一門自成一體的新型技術(shù)學(xué)科，機(jī)電一體化所涵蓋的技術(shù)和產(chǎn)品具有多功能、安全性高以及消耗少等優(yōu)勢。我國的機(jī)電一體化技術(shù)由于受傳統(tǒng)工業(yè)的影響較大，同時受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等條件的束縛，還需要進(jìn)行不斷地完善和改進(jìn)。
機(jī)電一體化的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)主要可以分為三個部分，其分別為電子、相關(guān)軟件以及機(jī)械三大模塊[2]。作為多種新興技術(shù)形結(jié)合的產(chǎn)物，機(jī)電一體化技術(shù)可以充分地利用不同模塊的特點(diǎn)和優(yōu)勢，設(shè)計和制造出更多全新的產(chǎn)品，以更好地服務(wù)于人類。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，與機(jī)電一體化相關(guān)的各項技術(shù)開始出現(xiàn)相互融合的趨勢，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用前景也十分良好。
2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
我國的機(jī)電一體化技術(shù)大致始于20世紀(jì)80年代初期，由于受國際關(guān)系的影響，機(jī)電一體化技術(shù)被列入為“九五”特別發(fā)展規(guī)劃中。國家相關(guān)部分組織機(jī)電一體化研究領(lǐng)導(dǎo)小組開展相關(guān)會議，對機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合性研究。同時，北京大學(xué)、清華大學(xué)等國內(nèi)知名院校和國家研究機(jī)構(gòu)開始逐漸地加大對機(jī)電一體化技術(shù)的重視。尤其是一些大專院校開始擴(kuò)大相關(guān)專業(yè)的招生比例，以培養(yǎng)更多的相關(guān)技術(shù)性人才和應(yīng)用人才。盡管如此，我國與西方發(fā)達(dá)國家的機(jī)電一體化水平相比還存在一些差距。
二十世紀(jì)九十年代后期發(fā)展至今，機(jī)電一體化技術(shù)開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術(shù)作為核心的高科技技術(shù)逐漸被應(yīng)用于工程機(jī)械制造領(lǐng)域中，進(jìn)而改變了我國工程機(jī)械長期落后的困境，同時也促進(jìn)了相關(guān)工業(yè)制成品的性能的進(jìn)步，從整體上將我國的工程機(jī)械推進(jìn)了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設(shè)中電子監(jiān)控和自動報警的應(yīng)用中，如果相關(guān)的設(shè)備和工程機(jī)械出現(xiàn)了故障，電子監(jiān)控設(shè)備以及自動報警系統(tǒng)能夠及時準(zhǔn)確地為工作人員提供相關(guān)信號，以方便工作人員及時地維護(hù)和更新。這些設(shè)備的應(yīng)用不僅能夠簡化工作人員的設(shè)備維護(hù)工作，而且還能夠極大地提高相關(guān)人員的工作效率，同時也保障了機(jī)械正常運(yùn)行的安全性。因此，作為現(xiàn)代工程機(jī)械發(fā)展的一項重要技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)還需要進(jìn)一步完善，才能夠更好地為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展而服務(wù)。
世界上機(jī)電一體化技術(shù)相對比較成熟的地區(qū)主要是分布在歐洲、美國以及亞洲的日本等。這些地區(qū)和國家由于具有雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和堅實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)，在機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)方面取得了重大的成就。例如我們較為常見的辦公設(shè)備――復(fù)印機(jī)，則是美國的一項重大發(fā)明。目前，這些國家和地區(qū)在機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域不僅擁有高素質(zhì)的技術(shù)人員，而且還具有靈活的經(jīng)營理念，從而給自身的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)開始滲透各個生產(chǎn)領(lǐng)域，同時也開始向集成化方向轉(zhuǎn)變。
3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢探討
機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開相關(guān)技術(shù)的支持。作為一門新興的邊緣性學(xué)科，處于發(fā)展的良好階段。機(jī)電一體化作為一項核心技術(shù)，開始逐漸朝著以下三個方向發(fā)展：
3.1 生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)籌兼顧
眾所周知，工業(yè)革命和科技革命的到來雖然給人類創(chuàng)造了大量的物質(zhì)財富，同時也給環(huán)境造成了巨大的壓力。日益嚴(yán)重的工業(yè)污染給人們的生活帶來了極大的不便。因此，隨著人類進(jìn)程的發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始追求生態(tài)環(huán)保的產(chǎn)品。環(huán)保型產(chǎn)品的研發(fā)與設(shè)計要求其在使用的過程中能夠最大程度地減少對環(huán)境的危害，同時又能夠最大程度地利用有效資源創(chuàng)造更多的物質(zhì)財富。
機(jī)電一體化技術(shù)將要求企業(yè)能夠從生態(tài)效益的角度出發(fā)，研發(fā)和生產(chǎn)更多的環(huán)保型產(chǎn)品，從而促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。從未來的發(fā)展格局來分析，機(jī)電一體化信息技術(shù)將為生態(tài)環(huán)保型產(chǎn)品的應(yīng)用提供堅實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)不僅能夠提高機(jī)械的整體功能，而且還能夠地有效克服傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的缺陷。尤其是類似傳統(tǒng)造紙工業(yè)的發(fā)展，不僅會造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，而且還容易導(dǎo)致水土流失非常嚴(yán)重。相反，機(jī)電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn)將會有效地統(tǒng)籌兼顧生態(tài)效益和環(huán)境效益，最終促進(jìn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。企業(yè)在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時，又兼顧了環(huán)境生態(tài)效益。機(jī)電一體化在這方面顯示出了無可比擬的優(yōu)越性。機(jī)電一體化技術(shù)以最大限度地利用現(xiàn)有的能源工藝系統(tǒng)，采用最先進(jìn)的生態(tài)生產(chǎn)技術(shù)，創(chuàng)造出無污染、無公害產(chǎn)品。
3.2 現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)化格局的優(yōu)化整合
現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的改進(jìn)提供了良好的平臺。由于機(jī)電一體化技術(shù)是多種信息技術(shù)的綜合體，因此未來的機(jī)電一體化產(chǎn)品將逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化格局方向發(fā)展。例如，我國在十九世紀(jì)八十年代中期將工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)研究和開發(fā)列入為重點(diǎn)發(fā)展項目。同時，部分工業(yè)企業(yè)已經(jīng)開始將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域，比如相關(guān)的水下作業(yè)、智能搬運(yùn)和裝配等。智能化的發(fā)展成為了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要特點(diǎn)。目前，我國的珠江三角洲地區(qū)已經(jīng)有大約100多家企業(yè)開始從事工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)工作，同時也取得了較為理想的成就。
隨著二十一世紀(jì)的到來，各個國家相互之間聯(lián)系也開始不斷加強(qiáng)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也將會對各個國家的工業(yè)生產(chǎn)、政治聯(lián)系以及教育教學(xué)等方面帶來極大便利。互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和普及對遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展提供了有利條件。比如河南省鄭州市某單位在通信工程的建設(shè)中，相關(guān)的施工人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控控制終端的應(yīng)用，對各個路段的電纜鋪設(shè)進(jìn)行及時地跟蹤，同時對每一個電纜鋪設(shè)的地理環(huán)境進(jìn)行自動檢測，以便于施工人員操作和控制。不僅如此，在通信設(shè)備的運(yùn)行過程中，網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制人員還可以通過相關(guān)設(shè)備對各個線路系統(tǒng)進(jìn)行檢測，通過系統(tǒng)的提示從而發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，并且做出及時的決策，提高通信設(shè)備管理人員的工作效率。
因此，機(jī)電一體化技術(shù)在未來的發(fā)展過程中將會利用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，構(gòu)建一個完整的網(wǎng)絡(luò)化格局，通過對各個模塊的不斷開發(fā)，從而提高產(chǎn)品的整體性能。機(jī)電一體化產(chǎn)品將會充分地利用不同模塊的特點(diǎn)迅速地產(chǎn)生更多的衍生產(chǎn)品，從而方便各大行業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)工作。
3.3 微型機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用范圍擴(kuò)大
網(wǎng)絡(luò)化時代的到來，給人們的生產(chǎn)生活帶來了全新的面貌，同時也為機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供了契機(jī)。越來越多的微型機(jī)械產(chǎn)品開始投入應(yīng)用，進(jìn)而提高了相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域的工作效率。由于微型機(jī)械產(chǎn)品在材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及定位等方面都具有極大的優(yōu)勢，從而得到了廣泛的應(yīng)用。
例如，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的腹腔鏡手術(shù)、胸腔鏡手術(shù)等，就是利用微創(chuàng)手術(shù)創(chuàng)口小，疼痛輕以及出血少等優(yōu)點(diǎn)，為患者帶來了福音。同時，超精密加工技術(shù)作為機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用成果被廣泛應(yīng)用于機(jī)床加工以及光學(xué)零件加工等領(lǐng)域。尤其是對硬脆材料的精密加工以及拋光等，超精密加工技術(shù)都發(fā)揮了重要作用。作為尖端技術(shù)的象征，超精密加工技術(shù)在各個國家的各大領(lǐng)域中扮演著重要的角色。此外，微型機(jī)械產(chǎn)品在航天航空事業(yè)、信息技術(shù)等領(lǐng)域都發(fā)揮了其自身獨(dú)特的優(yōu)勢，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)事業(yè)的快速發(fā)展。微型加工技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備的發(fā)展速度加快，對微型機(jī)械的產(chǎn)生也產(chǎn)生了重要的作用[4]。
因此，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展將會使微型機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。微型化作為一種發(fā)展的趨勢也必將會促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步。
4 結(jié)束語
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展是人類社會進(jìn)步的文明成果。同時，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步探索和研究。各種新型技術(shù)的大融合將會使機(jī)電一體化技術(shù)日益成熟。因此，在未來的發(fā)展中各大企業(yè)應(yīng)該加大對機(jī)電一體化技術(shù)的科研力度，研發(fā)出更多有利于人類社會生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)事業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化；經(jīng)濟(jì)發(fā)展；趨勢
中圖分類號：TE65；TU712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-914X（2017）47-0207-01
引言
由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、信息化概念向自動化領(lǐng)域的滲透，使得自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)面臨一場深刻的變革，這種變革也必將對機(jī)電一體化發(fā)展產(chǎn)生重大影響。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。同時，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)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
一、機(jī)電一體化在煤化工生產(chǎn)企業(yè)中作用
1、提高勞動效率；機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用使過去落后的生產(chǎn)方式得到極大的改變，大量新型自動化電子設(shè)備的使用徹底轉(zhuǎn)變了煤化工企業(yè)的作業(yè)模式，明顯降低了工人的勞動強(qiáng)度，大幅提升了勞動生產(chǎn)率，極大地提高了勞動效率。
2、提高了勞動安全保障；傳統(tǒng)的焦化工作環(huán)境非常惡劣，高負(fù)荷地工作會嚴(yán)重影響到操作工的身體健康和生產(chǎn)安全。采用機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行、運(yùn)輸、閥門的開啟等，不僅可以使操作工從繁重的體力勞動中解脫出來，而且減少去有毒有害場所的次數(shù)故能降低發(fā)生事故和危險的幾率，提高安全生產(chǎn)效率。
3、增加了經(jīng)濟(jì)效益和工人的勞動收入；焦化機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用使得焦炭的產(chǎn)量大幅提高，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同樣使工人的勞動收入有所提高，改善工人的生活質(zhì)量。煤化工企業(yè)的快速發(fā)展帶動了我市其它相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，對地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到積極的推動作用。
二、機(jī)電一體化技術(shù)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用
1.機(jī)電一體化技術(shù)在傳統(tǒng)國民經(jīng)濟(jì)中的作用。機(jī)電一體化技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用將大大提高企業(yè)產(chǎn)品的競爭力，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，對國家經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大的推動作用。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)制造業(yè)直接拉動著自動化制造裝備的整體需求。另一方面，新興技術(shù)發(fā)展刺激了新的技術(shù)裝備的發(fā)展，如信息、材料、生物等。還有戰(zhàn)略性可持續(xù)發(fā)展所迫切要求的特種高精尖自動化裝備的研究發(fā)展，如海洋、空間、地下資源開發(fā)，國防工業(yè)精密加工，微機(jī)電器件制造，等領(lǐng)域。所以，機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)國民經(jīng)濟(jì)的影響是長期的、持久的，甚至是決定性的。
2.機(jī)電一體化技術(shù)與產(chǎn)品的應(yīng)用。機(jī)電一體化在機(jī)械和電子行業(yè)的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，如數(shù)控機(jī)床（ONC系統(tǒng)）工業(yè)機(jī)器人等，此外，機(jī)電一體化技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用于化工部門，能預(yù)先報警，減少停車事故造成的損失。減少電能和化工原料消耗，并提高產(chǎn)品質(zhì)量：應(yīng)用于電力部門，能提高發(fā)電輸電穩(wěn)定性，優(yōu)化電力分配并避免重大事故；應(yīng)用于生活方面，電子化家用器械減少了人們的家務(wù)勞動量；應(yīng)用于現(xiàn)代管理部門，自動化辦公機(jī)械大大提高了管理效率和輔助人們決策實(shí)施各種戰(zhàn)略方案。
3.機(jī)電一體化與企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在生產(chǎn)、管理等各個方面的現(xiàn)代化，由于機(jī)電一體化的出現(xiàn)，使得生產(chǎn)方式向“柔性”轉(zhuǎn)化，并向綜合（集成）自動化發(fā)展，使信息在生產(chǎn)經(jīng)營管理中的地位顯著增大。機(jī)電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn)，使得工廠自動化、辦公自動化和社會服務(wù)自動化成為現(xiàn)實(shí)。
在企業(yè)管理中，機(jī)電一體化就是將市場信息供需變化有機(jī)的結(jié)合起來，成為指導(dǎo)生產(chǎn)的依據(jù)，所以把信息的收集、分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)測和經(jīng)營決策結(jié)合起來，用于指導(dǎo)生產(chǎn)、強(qiáng)化銷售和技術(shù)服務(wù)是保證企業(yè)常勝不衰的重要工作。
在未來的企業(yè)里，一流的機(jī)電一體化設(shè)備、機(jī)電一體化產(chǎn)品和機(jī)電一體化在管理中的應(yīng)用，將是企業(yè)進(jìn)步和發(fā)展的標(biāo)志。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
1.智能化
智能化是機(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，則是完全可能而必要的。
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。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(shí)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。
3.網(wǎng)絡(luò)化
早在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)、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏铩８鞣N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。
4.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，近期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。
5.綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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，綠色化是時代的趨勢。設(shè)計綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。
結(jié)語
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)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。其產(chǎn)品具有自動化、智能化和多功能的特性。其發(fā)展趨勢是朝智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、系統(tǒng)化方面發(fā)展。
作者：許文裴
參考文獻(xiàn)
摘要:機(jī)電一體化是技術(shù)的必然結(jié)果。文章概述機(jī)電一體化的核心技術(shù)，分析機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)程，提出機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)的趨勢。
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 核心技術(shù) 發(fā)展趨勢
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、信息和控制技術(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)品更日新月異。
1 機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1.1 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)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
1.2 機(jī)與信息技術(shù)：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)技術(shù)均屬于計算機(jī)信息處理技術(shù)。
1.3 系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(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)中一個重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
1.4 自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(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。
1.5 傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
1.6 伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
2.1 數(shù)控機(jī)床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2.2 微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
2.3 可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種Modular DigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進(jìn)入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運(yùn)用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
2.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光技術(shù)是未來信息技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
3 機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)
20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機(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)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)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)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
3.1 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，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心、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)。
3.2 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)。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。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.3 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1立方厘米的機(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。
3.4 綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
關(guān)鍵詞：石油機(jī)械；機(jī)電一體化；優(yōu)勢分析；技術(shù)應(yīng)用
機(jī)電一體化的發(fā)展是現(xiàn)代科技進(jìn)步的體現(xiàn)，通過對計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了更加精確和自動化的應(yīng)用體驗(yàn)。在石油工業(yè)中，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代化的采油需求，為了提高石油能源的利用率，提高采油質(zhì)量，必須要引進(jìn)更加精確的機(jī)械設(shè)備。機(jī)電一體化在石油工業(yè)中的應(yīng)用，將智能化和自動化的采油技術(shù)帶到了實(shí)際的工作中，保證了石油工程更高效、更準(zhǔn)確的運(yùn)作。
一、機(jī)電一體化的的應(yīng)用優(yōu)勢分析
1、可靠性提高
機(jī)電一體化的設(shè)備應(yīng)用，不僅具有精確的操作參數(shù)的設(shè)計，在控制系統(tǒng)中還增加了保護(hù)控制系統(tǒng)的經(jīng)歷，通過一些限定值的設(shè)定，一旦設(shè)備中發(fā)生過載、不穩(wěn)定電流和失控情況時，保護(hù)系統(tǒng)就會自動停止運(yùn)作，保證施工作業(yè)的安全性。這種安全系統(tǒng)的建立，保證了大型機(jī)械設(shè)備的完好，以及施工工人的人身安全，提高了油田施工的可靠性建設(shè)。
2、更多的應(yīng)用性能
機(jī)電一體化的智能化設(shè)計，不僅提高了機(jī)械工作的精確度，縮短了工作時間，在功能的開發(fā)中也進(jìn)行了多樣性的設(shè)計，在一種機(jī)電一體化設(shè)備中，可以通過計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)立和機(jī)械參數(shù)的輸入，就可以實(shí)現(xiàn)多功能的應(yīng)用，不僅減少了工程機(jī)械設(shè)備的數(shù)量，還較少了設(shè)備管理與維護(hù)的資金使用。另外，在較多應(yīng)用功能的設(shè)計中，提高了機(jī)械工作的范圍，促進(jìn)了機(jī)電一體化機(jī)械的高效利用。
二、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用分析
1、傳感技術(shù)
傳感器是機(jī)電一體化設(shè)計中的重要元件，是保證機(jī)械可靠運(yùn)作和精確度提高的關(guān)鍵。其實(shí)質(zhì)是對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行反饋機(jī)制的建立。機(jī)電一體化設(shè)備在運(yùn)作中會對外界環(huán)境信息和自身的信息進(jìn)行采集，如承重多少、電壓大小等，并經(jīng)測定值通過傳感器傳輸給輸入信號端口，并與理想的參數(shù)值進(jìn)行比較，合格與否會出入給控制系統(tǒng)，并進(jìn)行運(yùn)行和停運(yùn)的選擇。傳感技術(shù)的應(yīng)用有效的保證了機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過數(shù)字記錄、顯示、信號處理和檢測識別等提高了機(jī)械的靈敏度，實(shí)現(xiàn)了智能化的自我修正。
2、自動技術(shù)
機(jī)電一體化的設(shè)計中具有自動化技術(shù)的應(yīng)用，這種自動化主要通過微計算機(jī)的操作實(shí)現(xiàn)的，但是在實(shí)際的工作中，并不是通過參數(shù)提供和開關(guān)的操作就可以的，還要對具體的施工作業(yè)環(huán)境進(jìn)行分析，對自動化系統(tǒng)的理想操作結(jié)果與實(shí)際操作結(jié)果進(jìn)行比較，通過機(jī)電一體化機(jī)械的自我診斷對自身進(jìn)行參數(shù)的修正，并在補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用中，真正發(fā)揮出實(shí)際作業(yè)的效果，提高設(shè)備的適應(yīng)性和準(zhǔn)確度，真正做到自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。
3、系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)涉及到整體概念，是將整體概念應(yīng)用在相應(yīng)技術(shù)上的過程，因?yàn)樗鼜南到y(tǒng)目標(biāo)和全局角度出發(fā)，把總體進(jìn)行分解，使其變成互相聯(lián)系的一些功能單元。一般來說，接口技術(shù)是其中比較重要的方面，能夠幫助總體系統(tǒng)的各部之間形成有機(jī)連接。
4、接口技術(shù)
接口就是使用某種方式連接機(jī)器的各個組成部分。其主要可以分為：軟件接口；電—機(jī)械接口；電氣—?dú)鈩印⒁簤航涌冢荒M量—數(shù)字量接口；電—?dú)狻⒁航涌冢浑姎狻娮咏涌凇?/p>
5、信息數(shù)字化處理技術(shù)
與傳統(tǒng)的機(jī)械操作相比，機(jī)電一體化機(jī)械的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)字化處理，通過對石油等工程施工環(huán)境的勘查，能夠?qū)⒆R別的聲音、圖像等，并在微計算機(jī)軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，不僅有利于施工設(shè)計的參考，同時也有利于安全作業(yè)的進(jìn)行。這種通過計算機(jī)軟件和硬件的綜合應(yīng)用，能夠在復(fù)雜的環(huán)境中快速的處理信息，提高了工作的效率。
三、機(jī)電一體化技術(shù)在石油工程中的應(yīng)用
石油工程根據(jù)施工環(huán)境具有施工危險系數(shù)高、工作難度大等特點(diǎn)，這不僅要求施工人員的專業(yè)性，還要求工程機(jī)械設(shè)備必須符合施工標(biāo)準(zhǔn)，并在良好的方案設(shè)計中完成高效率的石油開發(fā)。機(jī)電一體化機(jī)械的設(shè)計與應(yīng)用，解決了石油勘探和開發(fā)中的較多問題，在降低工作危險性的同時，通過可靠的自動化應(yīng)用保證了石油開采的控制量。下面就具體應(yīng)用和使用原則進(jìn)行分析：
1、強(qiáng)化認(rèn)識
機(jī)電一體化技術(shù)屬于近年來興起的一種高科技智能技術(shù)，它的優(yōu)勢雖然很明顯，但是有很多從事了多年石油采集工作的員工對此并不一定有較為清晰的認(rèn)識。而且有一部分員工可能也不樂于接受新鮮事物，所以要加強(qiáng)對機(jī)電一體化技術(shù)的宣傳和學(xué)習(xí)，需要員工能夠適應(yīng)新的技術(shù)手段所帶來的新的工作方式。
2、進(jìn)行實(shí)地調(diào)研
實(shí)地調(diào)研是為了對整個行業(yè)的薄弱點(diǎn)與優(yōu)勢進(jìn)行充分的了解。這樣才能夠有針對性地對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計、引入和推廣。經(jīng)過野外的實(shí)地調(diào)研以后，獲得一份較為準(zhǔn)確的調(diào)研報告，確定對機(jī)電一體化技術(shù)最需要的作業(yè)環(huán)節(jié)和內(nèi)容，從而有針對性地進(jìn)行引進(jìn)。
3、實(shí)用性應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)雖然具有極大的優(yōu)勢，但也不能盲目地推廣，在對機(jī)電一體化石油機(jī)械設(shè)備的引進(jìn)中務(wù)必要注意實(shí)用性原則。可以采取試點(diǎn)的方式進(jìn)行試驗(yàn)，如果效果良好的話再進(jìn)行進(jìn)一步的推廣。比如說先從石油化工設(shè)備入手，或是從隨鉆測試、計算機(jī)操作、泵站臺、轉(zhuǎn)油站以及對成套的車裝設(shè)備進(jìn)行控制等都是比較不錯的切入方式。一旦切入以后要進(jìn)行充分的觀察和研究，分析該設(shè)備在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中的不足及優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行相關(guān)的推廣工作。
四、結(jié)語
通過以上石油機(jī)械機(jī)電一體化相關(guān)問題的分析，我們可以知道，雖然機(jī)電一體化的設(shè)備應(yīng)用能夠提供給工程更加智能和準(zhǔn)確度的應(yīng)用，但是在實(shí)際的工作中也要有專業(yè)性操作和前期的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。在石油工程的復(fù)雜環(huán)境中，機(jī)電一體化機(jī)械能夠在自我診斷、檢測和作業(yè)中保證石油的輸出質(zhì)量，在現(xiàn)代能源緊缺的環(huán)境下，機(jī)電一體化已經(jīng)成為了不可或缺的應(yīng)用技術(shù)，并將會在未來的建設(shè)中通過新技術(shù)的革新，推動社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。
作者:鄭洪越 單位:大慶石化工程有限公司
參考文獻(xiàn)：
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1.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)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計算機(jī)與信息技術(shù)：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)均屬于計算機(jī)信息處理技術(shù)。
3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(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)中一個重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(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.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
1.數(shù)控機(jī)床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種Modular DigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進(jìn)入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運(yùn)用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4. 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家經(jīng)濟(jì)、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
三、機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)
20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機(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)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，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)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
1.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，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)。
2.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)。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。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.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1立方厘米的機(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。
4.綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)技術(shù)；機(jī)電一體化；特點(diǎn)；技術(shù)
集成電路制造技術(shù)推動了單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也越來越成熟。機(jī)電一體化主要從系統(tǒng)方面，運(yùn)用信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、軟件編程技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)等綜合技術(shù)，使機(jī)電技術(shù)有機(jī)結(jié)合，從而形成機(jī)電一體化技術(shù)。
1 單片機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)及在機(jī)電一體化技術(shù)中的作用
單片機(jī)是單片微型計算機(jī)的簡稱，對計算機(jī)的基本部件進(jìn)行微型化，使基本部件以微機(jī)的形式集成在芯片上。芯片內(nèi)包含定時器/計數(shù)器、CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、中斷控制及系統(tǒng)時鐘等。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)，性價比較高，更加易于推廣及應(yīng)用[1]。新型單片機(jī)可用于圖象處理、信號處理、承擔(dān)數(shù)據(jù)與數(shù)值分析及機(jī)器人智能控制等方面。微電子技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，使產(chǎn)品在節(jié)能、性能、質(zhì)量及效率方面，表現(xiàn)出較高的水平。單片機(jī)具有較強(qiáng)的邏輯能力，操作指令豐富，與機(jī)電一體控制系統(tǒng)相適應(yīng)。
2 基于單片機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)
2.1機(jī)械技術(shù)特點(diǎn)
機(jī)械技術(shù)利用高科技更新概念，在性能、材料以及結(jié)構(gòu)上進(jìn)行變更，以此達(dá)到改善性能、提高精度、提高剛度、縮小體積及重量的目的。基于機(jī)械技術(shù)的機(jī)電一體化，在系統(tǒng)制造時，根據(jù)機(jī)械理論及經(jīng)典的機(jī)械工藝，結(jié)合計算機(jī)輔助技術(shù)，采取人工智能化方式，形成機(jī)械制造技術(shù)。
2.2自動控制技術(shù)與計算機(jī)
自動控制技術(shù)主要包含人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、判斷、決策、存取、運(yùn)算及信息交換等計算機(jī)信息處理技術(shù)。將控制理論作為指導(dǎo)方向，對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計的系統(tǒng)要經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試及控制技術(shù)，如速度控制、自適應(yīng)控制、高精度定位控制等。
2.3系統(tǒng)技術(shù)與接口技術(shù)
機(jī)電一體化的系統(tǒng)技術(shù)，是將整體的概念組織，應(yīng)用到各種技術(shù)中，以全局角度以及系統(tǒng)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，將總體經(jīng)過分解，變成若干功能單元，并使之相互關(guān)聯(lián)，以接口技術(shù)作為系統(tǒng)技術(shù)中的重要方向，接口技術(shù)是系統(tǒng)各部分實(shí)現(xiàn)有機(jī)連接的重要保障。
2.4傳感檢測技術(shù)與伺服技術(shù)
傳感檢測技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感受器官，傳感檢測技術(shù)是自動調(diào)節(jié)及自動控制的關(guān)鍵所在。傳感檢測技術(shù)可以提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的水平，在現(xiàn)代工程的應(yīng)用中，傳感器能精確快速地獲取信息。伺服傳動技術(shù)包括液壓及電動等各種相關(guān)類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)包含電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換部件及裝置，其對系統(tǒng)的功能、動態(tài)性能以及控制質(zhì)量，起著決定性的作用。
3 機(jī)電一體化技術(shù)分析
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的信息處理功能、動力功能、主動功能及控制功能上結(jié)合電子技術(shù)，將電子化設(shè)計和軟件與機(jī)械裝置結(jié)合，所組成的體統(tǒng)總稱。機(jī)電一體化系統(tǒng)是以眾多技術(shù)支撐為基礎(chǔ)的，它在諸多結(jié)構(gòu)方面都有涉及。步進(jìn)電機(jī)是基于單片機(jī)的機(jī)電控制系統(tǒng)，同時，它也是微縮的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)作為常規(guī)的機(jī)電控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的主要作用是把電脈沖轉(zhuǎn)，化為角位移，例如：步進(jìn)驅(qū)動器收到脈沖信號后，就會驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動到固定角度。利用脈沖個數(shù)，對角位移量進(jìn)行控制，以此保證定位的準(zhǔn)確性；在調(diào)速過程中，應(yīng)控制脈通頻率，并以此控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度、以及電機(jī)轉(zhuǎn)動的加速度。步進(jìn)電機(jī)的精準(zhǔn)控制，以單片機(jī)的運(yùn)用作為前提，單片機(jī)技術(shù)使控制智能化、規(guī)范化，并使步進(jìn)電機(jī)具備良好的特性。單片機(jī)可以消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振蕩，也可以提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩及電機(jī)分辨率。機(jī)電一體化技術(shù)已發(fā)展成帶有自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，機(jī)電一體化將被賦予新的涵義。機(jī)電一體化涵蓋產(chǎn)品與技術(shù)方面，是一種經(jīng)過有機(jī)融合的綜合技術(shù)。基于單片機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)，具備許多新功能，如自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)、自動顯示記錄、自動檢測、自動處理信息等，機(jī)電一體化產(chǎn)品是人的手與肢體的延伸。
4 結(jié)束語
總之，單片機(jī)技術(shù)，有利于提高機(jī)電一體化水平及自動化水平。應(yīng)加深對這方面的研究，使基于單片機(jī)技術(shù)的機(jī)電一體化技術(shù)更加成熟。隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)趨向智能化。智能化作為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向，極具重要性。智能化吸收了混沌動力學(xué)、心理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、人工智能、運(yùn)籌學(xué)等方面的新方法及新思想，使機(jī)電一體化技術(shù)具備邏輯思維能力、自主決策能力以及判斷推理能力。本文對單片機(jī)技術(shù)的機(jī)電一體化進(jìn)行了探討與分析，為機(jī)電一體化技術(shù)在智能化機(jī)器人方面的研究提供了借鑒。
參考文獻(xiàn)：
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Abstract: Taking electromechanical integration control system as an example, this paper discussed the connection technology dividing it into man-machine connection and the mechanical and electrical connection, and based on this, it analyzed the impact of the mechanical and electrical connection technology to electromechanical integration and put forward that the mechanical and electrical connection technology promoted the development of electromechanical integration inevitably.
關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化;接口技術(shù);人機(jī)接口;機(jī)電接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中圖分類號:TH16文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等各種技術(shù)融合為一體的綜合系統(tǒng),其構(gòu)成要素與子系統(tǒng)之間的接口部分就顯得極為重要。在機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)各種技術(shù)的復(fù)合過程中,接口技術(shù)很重要,機(jī)電接口技術(shù)是解決如何把機(jī)電及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有機(jī)地融為一體,從而設(shè)計出最優(yōu)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究領(lǐng)域,其性能的好壞對整個系統(tǒng)的綜合性能起著決定性作用。
1機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計
在早期的機(jī)電一體化系統(tǒng)中,機(jī)械部分的設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計的中心。電能僅用于驅(qū)動,為系統(tǒng)提供動力。利用直流電動機(jī)的變速功能雖然可以簡化機(jī)械系統(tǒng)的傳動結(jié)構(gòu),但因?yàn)闊o法控制運(yùn)動部件的行程,因而程序自動化仍然是系統(tǒng)控制設(shè)計的主要目標(biāo)。驅(qū)動電動機(jī)不再是機(jī)械運(yùn)動鏈的起點(diǎn),而成為聯(lián)結(jié)機(jī)械運(yùn)動和動力以及控制的接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計已從“純”機(jī)械的設(shè)計延伸到控制領(lǐng)域。計算機(jī)、數(shù)字電路、傳感器以及自動控制理論已成為系統(tǒng)設(shè)計師不可或缺的知識基礎(chǔ)。信息技術(shù)和軟件設(shè)計已經(jīng)成為表達(dá)系統(tǒng)設(shè)計思想和協(xié)調(diào)自動化工作的重要工具。機(jī)電一體化技術(shù)是一個不斷發(fā)展和完善的過程。產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率對機(jī)電一體化系統(tǒng)提出了不斷改進(jìn)伺服驅(qū)動性能和發(fā)展控制算法的要求,而性能優(yōu)良的伺服驅(qū)動既拓展了機(jī)械系統(tǒng)的功能、簡化了傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu),又要求機(jī)械系統(tǒng)具有合理的慣量和更好的系統(tǒng)動態(tài)性能。傳感器的在線監(jiān)測確保了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行,反饋的信息通過閉環(huán)確保了先進(jìn)控制理論的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品的質(zhì)量要求。機(jī)、電、信息的密切交叉已經(jīng)使機(jī)電一體化系統(tǒng)中各部分的互相聯(lián)結(jié)和影響成為設(shè)計必須綜合考慮的重要內(nèi)容。機(jī)電接口技術(shù)作為機(jī)電一體化設(shè)計的核心已經(jīng)受到專家和學(xué)者越來越多的關(guān)注。
2機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng),其子系統(tǒng)之間的接口極為重要,從某種意義上說,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計就是接口的設(shè)計。但現(xiàn)在對于機(jī)電接口技術(shù)的研究較少,通過對機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié)和歸納,我們提出了機(jī)電接口技術(shù)的概念,形成了如下幾點(diǎn)認(rèn)識。
2.1 機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵機(jī)電接口技術(shù)是一門新興的技術(shù),它研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中各組成部分(子系統(tǒng))和各組成技術(shù)之間的接口問題。研究這門技術(shù)是為了更有效地進(jìn)行系統(tǒng)中信息能量的交互,融合各種技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計。
2.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)接口(簡稱機(jī)電接口)的功能機(jī)電接口傳遞和轉(zhuǎn)換信息和能量,并將機(jī)電一體化各組成技術(shù)的特性融為一體。機(jī)電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統(tǒng)之間或人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉(zhuǎn)換提供物理通道。軟件主要是提供系統(tǒng)信息交互、轉(zhuǎn)換、調(diào)整的方法和過程,協(xié)調(diào)和綜合機(jī)電一體化組成技術(shù),使各子系統(tǒng)集成并融合為一個整體,實(shí)現(xiàn)新的功能。
2.3 機(jī)電接口的分類①人―機(jī)接口。人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間的接口,通過此接口,可以監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),控制其運(yùn)行過程,即通過人―機(jī)接口能夠使系統(tǒng)按照人的意志進(jìn)行工作。人-機(jī)接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設(shè)備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動力接口。動力源連接到驅(qū)動系統(tǒng)的接口,為驅(qū)動系統(tǒng)提供相應(yīng)的動力。根據(jù)系統(tǒng)所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等,動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點(diǎn),能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統(tǒng)到驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)到傳感器、傳感器到控制系統(tǒng)。智能接口的應(yīng)用情況相對比較復(fù)雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉(zhuǎn)換各種信息,按照不同技術(shù)的要求改變信息形式,使不同的子系統(tǒng)、不同的技術(shù)能夠集成在一起,形成完整的系統(tǒng)。通常,智能接口是軟件表現(xiàn)出的功能連接。④機(jī)―電接口。執(zhí)行機(jī)構(gòu)與驅(qū)動系統(tǒng)和傳感器之間的接口。將驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的信號,或?qū)?zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械信號轉(zhuǎn)換成傳感器所需的信號。
3機(jī)電接口技術(shù)對機(jī)電一體化發(fā)展的影響
社會需求推動機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)無法滿足日益增加的社會需求時,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)等結(jié)合形成的機(jī)電一體化技術(shù)就成了機(jī)械技術(shù)發(fā)展的必然。相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部的接口也就變得越來越復(fù)雜。機(jī)電一體化技術(shù)的各組成技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)行得非常深入且日趨成熟,同時,人們也意識到單純發(fā)展和研究各組成技術(shù)并不能保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。而機(jī)電接口技術(shù)正為它們提供了一種有效的方法來進(jìn)行系統(tǒng)研究,并將系統(tǒng)設(shè)計、集成和融合理論應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計當(dāng)中。目前,機(jī)電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展,智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結(jié)合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準(zhǔn)確。從機(jī)電一體化發(fā)展方向?qū)C(jī)電接口技術(shù)的要求來看,機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然,同時,機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展也必然對機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展起促進(jìn)作用。
4結(jié)論
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)不斷融合各種新技術(shù)、新知識發(fā)展起來的。因此,從機(jī)械技術(shù)發(fā)展起來的機(jī)電一體化技術(shù)的復(fù)雜性和多學(xué)科性就決定了此技術(shù)的研究重點(diǎn)是各種技術(shù)在機(jī)械技術(shù)上的融合與創(chuàng)新。機(jī)電接口技術(shù)是研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口問題,使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢,使系統(tǒng)各部分有機(jī)的結(jié)合在一起,形成完整的系統(tǒng)。機(jī)電接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要。同時機(jī)電接口技術(shù)的研究也必然促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展,促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)理論的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)應(yīng)用；發(fā)展前景；研究分析
中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
引言
隨著現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)不斷飛速發(fā)展，在機(jī)電一體化技術(shù)之中，相關(guān)的應(yīng)用已經(jīng)是逐步成為了現(xiàn)代化工業(yè)科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)建設(shè)之中的一個不可或缺的組成部分。總體的而言機(jī)電一體化是從系統(tǒng)整體性的控制角度著手，針對系統(tǒng)當(dāng)中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，并且集合了微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感控制技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)通信技術(shù)、信息電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息的變換技術(shù)以及電力技術(shù)等等，來實(shí)現(xiàn)機(jī)電控制的一體化和智能化，并且對技術(shù)的配置合理性進(jìn)行逐步的改善，確保技術(shù)的各個單元功能可以得到更加充分的利用，進(jìn)而在可靠性、質(zhì)量以及能耗等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行整改，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)的整體性價值，最終使得整個系統(tǒng)得到優(yōu)化與改良，全面的實(shí)現(xiàn)機(jī)電控制一體化。
機(jī)電一體化要點(diǎn)概念分析
針對機(jī)電一體化之中相關(guān)的重要概念和基本的意義進(jìn)行分析，是開展一系列后續(xù)工作的關(guān)鍵點(diǎn)所在。首先，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)是逐步的形成了一套帶有自身特色和特征的科學(xué)技術(shù)體系，其主要的特點(diǎn)可以概括為機(jī)電一體化系統(tǒng)從系統(tǒng)工作的角度和觀點(diǎn)出發(fā)，綜合性的運(yùn)用到微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動控制技術(shù)以及接口技術(shù)等等，對系統(tǒng)內(nèi)部的信息進(jìn)行變換，并且確保程序編制的完整性和高質(zhì)量，根據(jù)系統(tǒng)使用和操作的根本性需求，對內(nèi)部的布局進(jìn)行合理化的配置，同時在系統(tǒng)的功能、質(zhì)量以及能耗等多個重要環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，確保機(jī)電一體化使用的是最新的技術(shù)手段，最終形成一個整體化的系統(tǒng)產(chǎn)品。所以，在機(jī)電一體化之中主要包含的是技術(shù)和產(chǎn)品等兩個重要環(huán)節(jié)，機(jī)電一體化并不是一個單純性的技術(shù)手段，而是將多種技術(shù)進(jìn)行重新的組合和融合，形成一個全新的技術(shù)體系。機(jī)電一體化的功能性較強(qiáng)，同時當(dāng)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展到一定的階段之后，一些微電子的裝置還可以對內(nèi)部的諸多零件和元件進(jìn)行取代，具有更加新穎的功能，常見的有自動的信息數(shù)據(jù)處理、自動的控制調(diào)節(jié)、自動的記錄顯示、自動的功能性監(jiān)測以及自動功能診斷保護(hù)等等，確保機(jī)電一體化可以時刻處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，并且提升系統(tǒng)工作之時的效率。
機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析
機(jī)電一體化技術(shù)在經(jīng)過了幾十年的發(fā)展之后，現(xiàn)今的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟和完善。在機(jī)電一體化發(fā)展的歷程之中主要有三個階段。在上個世紀(jì)六十年代以前，是第一個發(fā)展階段，在這一個發(fā)展階段之中人們通過使用不同的機(jī)械產(chǎn)品對原有的功能進(jìn)行完善，而在第二次世界大戰(zhàn)期間，機(jī)電一體化技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，戰(zhàn)爭也促進(jìn)了技術(shù)與理論之間的結(jié)合，一些高新的科學(xué)技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來。同時，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也對當(dāng)時戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與恢復(fù)起到了關(guān)鍵性的作用。而在上個世紀(jì)七十年代至八十年代，機(jī)電一體化技術(shù)處于第二個發(fā)展階段之中，所開發(fā)出來的產(chǎn)品以及技術(shù)等已經(jīng)得到了大量的推廣和使用，并且在通信和控制技術(shù)等方面產(chǎn)生了較為深遠(yuǎn)的影響。隨后則進(jìn)入到了一個全新的發(fā)展階段之中，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，通信技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)等等不斷的革新，再加上人工的智能技術(shù)迅猛發(fā)展，都促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，形成了一套全新的科學(xué)體系，為機(jī)電一體化技術(shù)的深入研究創(chuàng)造出了一個更加廣闊的前景，同時，在不知不覺之中也對人們的工作和生活產(chǎn)生了較大的影響。
我國從上個世紀(jì)八十年代左右開始對機(jī)電一體化進(jìn)行研究和分析，經(jīng)過了數(shù)十年的發(fā)展滯后，取得了較為優(yōu)秀的成績，并且對國民經(jīng)濟(jì)的增長也起到了一定的作用。但是我國現(xiàn)階段在機(jī)電一體化技術(shù)建設(shè)方面還存在有以下幾點(diǎn)問題：第一，產(chǎn)品的建設(shè)質(zhì)量和設(shè)計的水準(zhǔn)還有待提升；第二，機(jī)電一體化方面的基礎(chǔ)理論力量比較薄弱，并且我國的自主研究開發(fā)的能力比較差，在發(fā)展的過程之中顯得后勁不足，在一些重要的機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域之中，與國際發(fā)達(dá)水準(zhǔn)還有著相當(dāng)大的差距；最后，針對機(jī)電一體化的技術(shù)進(jìn)步水準(zhǔn)還沒有充足的體現(xiàn)，一些高質(zhì)量的、高科技的產(chǎn)品還不多，所以還難以對我國的經(jīng)濟(jì)增長起到顯著的、深遠(yuǎn)的作用，在日后還需要針對上述的問題進(jìn)行重點(diǎn)改進(jìn)，促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)不斷的騰飛。
機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析
各類科技學(xué)科發(fā)展及相互滲透，促使了機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在各行業(yè)、部門的飛速發(fā)展。在機(jī)械制造業(yè)中的數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用、輕紡工業(yè)、辦公機(jī)械，以及通信方面的一體化產(chǎn)品更是層出不窮。自動化主體倉庫是機(jī)電一體化技術(shù)用于倉庫管理的典型產(chǎn)品在儀器儀表、醫(yī)療器械、工業(yè)流程管理與控制等方面機(jī)電一體化應(yīng)用和發(fā)展都十分迅速。能在PLC控制系統(tǒng)中，主要的檢測元件有對射光電開關(guān)、漫反射光電開關(guān)、接近開關(guān)、磁電開關(guān)、壓力傳感器、行程開關(guān)等，執(zhí)行部件主要有電機(jī)、氣缸、振動料斗、海霸泵、沖床、聲光報警器以及狀態(tài)顯示燈等。軟件設(shè)計部分應(yīng)用OMRON編程軟件CX-Programmer進(jìn)行編程并在此基礎(chǔ)上研發(fā)了Li/Mn02扣式電池負(fù)極自動環(huán)圈機(jī)、負(fù)極自動焊網(wǎng)機(jī)等一系列產(chǎn)品，對促進(jìn)Li/Mn02扣式電池生產(chǎn)線的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。
機(jī)電一體化發(fā)展趨勢分析
根據(jù)上文針對機(jī)電一體化的應(yīng)用進(jìn)行全面的分析，可以對在實(shí)踐操作之中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用層面有著全新的了解與掌握。下文將針對機(jī)電一體化技術(shù)今后的發(fā)展建設(shè)趨勢進(jìn)行細(xì)致的概述，旨在更進(jìn)一步的促進(jìn)現(xiàn)代化機(jī)電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展。首先一個重要的發(fā)展方向是智能化，智能化的發(fā)展是二十一世紀(jì)之中人們所重點(diǎn)建設(shè)的方向，在借助了模擬人類只能學(xué)、心理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)、運(yùn)籌學(xué)以及模糊數(shù)學(xué)等方面理論的基礎(chǔ)之上，機(jī)電一體化必將在智能化方面取得更大的進(jìn)步。其次則是屬數(shù)字化的發(fā)展，一些人工智能的虛擬技術(shù)，諸如計算機(jī)的合成制造技術(shù)、虛擬設(shè)計技術(shù)等等，都有著較強(qiáng)的維護(hù)性和操作性，同時，技術(shù)的應(yīng)用非常可靠且自診能力較強(qiáng)，可以進(jìn)行高質(zhì)量的修復(fù)以及系統(tǒng)的診斷，便于進(jìn)行遠(yuǎn)程的操作和維護(hù)管理。最后，則是網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向，在今后的機(jī)電一體化技術(shù)之中必將會通過高新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對政治、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)的制造以及教育、軍事等等起到關(guān)鍵性的影響，并且通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對各個行業(yè)和領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的效應(yīng)。
結(jié)束語
綜上所述，根據(jù)對機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行全面的分析，從一個更加新穎的角度對現(xiàn)代化的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展建設(shè)方向進(jìn)行了概述研究，旨在更進(jìn)一步的促進(jìn)技術(shù)的騰飛與進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1 機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)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)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(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眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)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(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。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；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，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)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
3.1 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。
3.2 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，近期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。
3.3 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、教育義舉人么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。
3.4 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。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。
3.5 綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。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，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。
3.6 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。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)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)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。
結(jié)語
綜上所述，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。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)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)
[1]李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)．北京：科學(xué)出版社，2004．
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化特征發(fā)展趨勢
隨著日新月異的技術(shù)更新，機(jī)電一體化發(fā)展對不同學(xué)科交叉滲透也有著推動。機(jī)械工程當(dāng)中的微電子技術(shù)以及計算機(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―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)層面來說，主要體現(xiàn)在對機(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)層面來說，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，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領(lǐng)域的優(yōu)勢相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)概念上以及技術(shù)上的融合。
我國的機(jī)電一體化發(fā)展經(jīng)歷了幾個重要階段。上世紀(jì)80年代，學(xué)術(shù)界對機(jī)電一體化進(jìn)行了研究，經(jīng)過了幾十年的努力，在理論上以及技術(shù)層面上都實(shí)現(xiàn)了長足發(fā)展，在數(shù)控技術(shù)方面的市場占有率也逐年提高，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，已經(jīng)在多個制造生產(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.國外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
國外的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代以前，這一時期是機(jī)電一體化技術(shù)的雛形，是人們不自覺地利用電子技術(shù)并且傳承下來；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，世界各國都開始研發(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年召開的第一屆國際先進(jìn)機(jī)電一體化學(xué)術(shù)會議，可以稱為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志，世界各國也從此大力推動和發(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)品開發(fā)和應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位是日本和美國。
3.國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國的機(jī)電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進(jìn)國家相比仍有一定差距，如當(dāng)前國內(nèi)外在開發(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)在以下幾個方面：一是總體技術(shù)上，國外Eickhoff公司開發(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，而國內(nèi)引進(jìn)6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，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、故障診斷技術(shù)上，目前國外使用微機(jī)控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點(diǎn)多等特點(diǎn)，而國內(nèi)卻達(dá)不到這一水平；三是自動調(diào)高技術(shù)上，基于位置傳感器和計算機(jī)的記憶截割技術(shù)在國外比較容易實(shí)現(xiàn)，而國內(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。因此，機(jī)電一體化技術(shù)涵蓋技術(shù)以及產(chǎn)品兩個層面的內(nèi)容。機(jī)電一體化系統(tǒng)，也就是產(chǎn)品方面，是通過多個特定功能機(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稱為一體化思想。這一思想的應(yīng)用對人機(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，通過機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計制造體系應(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)勢充分發(fā)揮，并能起到自動監(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a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)，其中比較常見的就是工業(yè)機(jī)器人以及自動繪圖機(jī)等。簡單地依靠機(jī)械以及電子無法制造這些產(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微電子裝置替代原設(shè)備的信息處理機(jī)構(gòu)，比較常見的產(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)，是通過整體概念對多種相關(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。為保障計算機(jī)的通信，要對數(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。
C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)也是比較常見的應(yīng)用技術(shù)。信息處理技術(shù)的應(yīng)用中，將微型計算機(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)一步升級下，對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)動技術(shù)的應(yīng)用下，在響應(yīng)速度上也能有效提高，對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)用對我國的經(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)前社會發(fā)展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發(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)行開放性設(shè)計等，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)二維以及三維的動態(tài)加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設(shè)計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實(shí)現(xiàn)多過程以及多通道控制。
例如：當(dāng)前市場上的CK0632數(shù)控機(jī)床就是采用機(jī)電一體化設(shè)計的數(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)過超音頻淬火能夠長期穩(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)出和接收多種信號控制自如的加工過程。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)計中，對各種傳感元件進(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象的信息獲得都比較方便。計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能準(zhǔn)確判斷分析對操作信息的處理，并進(jìn)行反饋控制。在第三代的機(jī)器人設(shè)計中，就通過多感知功能的應(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
隨著時展以及技術(shù)進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)也會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)械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術(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。
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，同時會提高機(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)化趨勢比較突出，也就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的模式化以及開放式的總線結(jié)構(gòu)應(yīng)用，對系統(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。
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)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)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(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眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2．機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀(jì)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(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點(diǎn)是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。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；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時，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)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
3．機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計算機(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。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：
3.1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。
3.2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，近期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。
3.3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、教育義舉人么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)(homenet)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)(computerintegratedappliancesystem,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。
3.4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。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。
