简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文

简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文（11篇）

1.简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文 篇一

机电一体化产品具有很多的优点，其中就包括质量性能的稳定性，同时正在向小型化发展，结合目前的工业自动化技术和网络信息技术，目前正在向智能化方向发展，具体分析如下:

2.1.机电一体化在智能化道路上的发展。

如今的时代是一个信息化高速膨胀的时代，人们在享受信息的便捷传递之外对智能化的要求也越来越高。

具体的说智能化是利用计算机技术，把计算机技术和机电技术进行融合。

然后计算机通过一定的指令程序进行运作从而操控我们的机械设备按照人们的指令来进行工作。

现在的计算机也越来越微小，凭借一块微型的计算机我们可以设计出来很多智能的机电一体化设备。

目前很多精密机械的生产线上应用的就是智能化的机器人来进行操作。

在一些比较人类不能承受的环境下，就可以用智能机器人代替人类来完成各种艰难的实验。

智能化是一个大的趋势，随着技术的发展未来的智能化将会更加符合人们的生活习惯，甚至会有感官、神经等方面的智能机器人出现。

2.2.机电一体化在环保方向的发展。

环境保护是多少年来我们一直面临的最大问题，目前环境问题已经对人类的生活造成很多不利影响。

2.3.机电一体化技术在网络化方向的发展。

网络的发展改变了我们的生活方式，网络的方便性让我们感受到了网络技术的先进。

以及追求网络技术在更多方面的应用。

目前的智能家居，智能汽车都是机电一体化技术在网络化方向的发展，目前物联网技术也在告诉发展，未来我们的社会就是一个网络化的社会。

2.4.机电一体化技术在微型化道路上的发展。

电子技术的发展促进了电子元件和电子芯片的微型化发展。

目前的一块电路板上能够集成成百上千的电子元件。

这种小型化的发展对于机电一体化技术来说也是一种革命，通过对这些技术的运用机电一体化产品也越来越小型化，而我们产品的精密性也越来越高，含金量越来越高。

小型化给人们带来的就是方便的可移动性，从而扩大了产品的使用领域。

2.5.机电一体化在系统化方向的发展。

在这方面主要是使现有的机电一体化产品具有更加开放的结构，采用模块化的组合，可以使产品的可扩展性大大增强，同时对于产品与其他智能设备的连接创造了条件，具有更加强大的通信能力。

通过上面的分析我们可以看出机电一体化的发展经历了三个阶段，从萌芽到迅速发展到最后的和最新技术进行融合发展。

这一切的发展都是顺应了社会生产力的发展，科技是第一生产力在这里得到了完美的体现。

这是技术发展到一定水平的必然结果。

是人类社会走向高科技的必然要求。

对于机电一体化技术的未来趋势探讨，我们看到了机电一体化技术在未来的广阔前景。

未来的生活必然到处充斥着机电一体化产品。

对于机电一体化技术我国更要加大投入力度，从各个方面进行支持，组建一支优秀的科研队伍，逐渐缩小与国外的技术差距。

在政策上要多加鼓励和引导，使我国的机电一体化技术在正确的道路上快速前进。

机电一体化技术在发展的过程中会与更过的前沿科技进行交叉融合，从而形成自己的特色，吸取各行各业的最优秀技术和设计理念让自己的产品更加有竞争力，通过与其他技术的融合也让机电一体化技术更加具有生命力，更加方便人们的生活。

具有更广阔的发展前景。

2.简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文 篇二

1 机电一体化的技术特点

1.1 应用范围非常广泛, 而且应用性比较强

在机电一体化技术中, 它是以机械作为载体的, 来对机电一体化产品进行开发, 几乎不会受到行业的制约。机电一体化技术, 它是利用计算机的先进技术, 把信息化来作为核心, 这个核心就是智能化, 从而可以开发以及生产一系列的机电一体化产品, 这些产品的性能比较好, 功能也比较强。

1.2 整体达到最优化

从整个系统看出, 对新的技术要充分利用, 而且在新技术之间能够互相交叉, 就可以让机电一体化产品的附加值比较高, 效率比较高, 性能比较高, 材料比较节省, 能源比较节省, 损耗比较低, 污染比较低, 省时而又省力。

1.3 综合性比较强

机电一体化是由多个方面综合而成的, 这些技术组成一个整体, 在这个整体中, 它们互相促进, 又互相制约, 共同向前发展。

1.4 系统化的层次比较

机电一体化是将工业产品以及过程利用各种技术综合成一个完整的系统, 强调各种技术的协同和集成, 强调层次化和系统化。无论从单参数、单击控制到多参数、多级控制, 还是从单件单品生产工艺到柔性及自动化生产线, 直到整个系统工程设计, 机电一体化技术都体现在系统各个层次的开发和应用中。

1.5 安全性得到了很大的提高

通常来说, 机电一体化系统都能够进行自我保护, 可以有效的避免安全事故的发生, 以及减少所受到的损害, 大大提高安全性。对于某些比较先进的机电一体化的系统, 也可以在恶劣以及危险的环境之中, 来进行无人操作的自动工作。

1.6 具有柔性的特点

在机电一体化的系统中, 柔性是它的特点之一。依据实际需要的改变, 使用机电一体化技术, 就能够不再改装任何系统, 就能够极其有效的对系统的构造以及生产的过程, 依据系统的功能目标以及组织结构目标优化, 以智能、调整、修改, 因此机电一体化技术是解决多品种、小批量生产的重要途径。

1.7 使用时非常简单

在对机电一体化产品进行操作时, 即使对机电一体化不了解的人, 也能够很熟练对机电一体化产品进行操作。在这里, 它的优点是显而易见的, 一是功能比较强, 二是操作比较简便, 三是人与机器的关系比较容易协调。

1.8 可靠性比较高, 稳定性比较高, 寿命比较长

在机电一体化的系统中, 基本上是不会出现机械磨损的情况, 就是因为这样, 它的寿命大大提高, 出故障的效率大大降低, 可靠性就会大大增强, 以及稳定性就会大大增强。

2 机电一体化的发展趋势

就目前的形势, 来对机电一体化的发展趋势来进行推测。机电一体化向五个方向发展:其一是智能化方向, 其二是柔性化方向, 其三是微型化发展, 其四是光机电一体化方向, 其五是仿生物系统化方向。

2.1 机电一体化向智能化方向发展

就目前的机电一体化技术以及机电一体化的产品, 来对它的发展趋势来进行判断。就机电一体化的技术来说, 逐渐脱离了人工, 离计算机控制越来越近, 可以判定向智能化发展;就机电产品的发展脉络来说, 智能化的程度越来越高, 可以判定向智能化发展。

2.2 机电一体化向柔性化方向发展

控制以及执行的系统中, 有可以满足需要的“冗余度”, 有比较强的“柔性”, 这样就能够比较有利于更加好地来应付一些突然发生的事件, 这样就可以进行设计, 设计成为了“自律分配系统”。在这些系统之中, 每个子系统都是彼此独立进行工作的, 每个子系统都是为总系统提供服务的, 与此同时, 它还具有“自律性”, 这样就可以把不一样的环境条件作为依据, 从而做出不一样的反应。它的特点就是, 每个子系统都可以产生一些自身的信息, 而且可以附加一些信息。在这个总的前提之下, 拥有的“行动”是完全可以进行改变的。就这样, 一来它可以对系统的柔性进行增加, 二来它不会由于某一个子系统明显地增加了系统的能力 (柔性) , 又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

2.3 机电一体化向微型化方向发展

就目前而言, 在半导体元件制作的过程中, 使用蚀刻的方法, 已经制作出了亚微米级别的机械器件。当这个实验的结果运用于实际的使用时, 至于分辨出机械部分与控制部分之间的差别, 这种行为完全没有意义了。就在那时, 机械与电子可以合二为一了, 可以把三个部分集合起来, 体积就会变得很小, 最终可以组合成为自律元件。这三个部分, 其一是执行结构, 其二是传感器, 其三是CPU。这样就能够较好的向微型化发展。

2.4 机电一体化向光机电一体化方向发展

通常来说, 机电一体化的系统, 是由四个部分组成的, 其一是传感系统, 其二是能源系统, 其三是信息处理系统, 其四是机械结构。在发展的过程中, 可以把光学的技术引进机电一体化中, 要充分利用光学技术自身的特点, 就能够非常成功的改变机电一体化中的系统, 其一是传感系统, 其二是能源系统, 其三是信息处理系统。

2.5 机电一体化向仿生物系统化方向发展

对目前的机电一体化产品以及机电一体化技术进行探析, 就可以推测出, 机电一体化中的装置, 依赖信息是非常大的, 而且经常会在结构方面, 在静态时是不够稳定的。然而, 在动态时, 却显得非常稳定, 就这种状态而言, 是与动物非常相似的。

3 结束语

就现今的时代而言, 科技的发展速度实际上是很难预测的, 完全在于人才。就机电一体化而言, 发展的速度大概还能够令人满意, 机电一体化的产品日益繁多, 也日益先进, 但是, 跨时代的发展还未发生。因此, 在开发研究时, 可以大胆想象, 只有拥有超凡的想象力, 才会有大飞跃。

摘要：机电一体化的运用非常广泛, 在各个领域都有很大的影响, 就是因为这样, 人们才会对机电一体化格外关注。文章以此为主题, 对其进行探析。

关键词：机电一体化,广泛,影响,技术

参考文献

[1]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2012, 17 (1) :216-217.[1]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2012, 17 (1) :216-217.

[2]张洋.机电一体化技术的应用现状及发展趋势[J].产业与科技论坛, 2012年04期2012, 15 (4) :206-207.[2]张洋.机电一体化技术的应用现状及发展趋势[J].产业与科技论坛, 2012年04期2012, 15 (4) :206-207.

3.机电一体化技术的潜在发展趋势 篇三

关键词：机械工业 机电一体化 数字控制 模块化 信息技术 发展趋势

0 引言

现代科学技术的发展极大地推动机械工业领域的技术改造与革命。在机械工业领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”的发展阶段。以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的智能化、仿生物系统化方向、网络化、集成化、带源化、绿色化、人性化，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势

1 机电一体化的核心

机电一体化主要包括软件和硬件两方面。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。

1.1 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

1.2 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

1.3 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备，特别是计算机的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

1.4 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现

1.5 接口技术 为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

1.6 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、推行软件工程等。

2 机电一体化技术的主要应用领域

2.1 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过几十年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：①总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。②开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高使用效益。③WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。④大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。⑤能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。⑥系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。⑦以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

2.2 计算机集成制造系统（CIMS） CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

2.3 柔性制造系统（FMS） 柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

2.4 自动机与自动生产线 在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如：2000～80000瓶/h的啤酒自动生产线；18000～120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。我国的自动机与生产线产品的水平，比10多年前跃升了一大步，其技术水平已达到或超过发达国家上一世纪80年代后期的水平。使用这些自动机和生产线的企业越来越多，对维护和管理这些设备的相关人员的需求也越来越多。

3 机电一体化技术的发展趋势

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向形成发展趋势。

3.1 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

3.2 仿生物系统化方向 今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。就目前情况看，机电一体化产品虽然有仿生物系统化方向发展的趋势，但还有一段很漫长的道路要走

3.3 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品

3.4 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

3.5 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

3.6 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

3.7 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

机电一体化是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的方向。

参考文献：

[1]机电一体化技.科学出版社.2004.

[2]机电一体化系统设计.北京机械工业出版社.2004.

[3]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化.2006.

[4]机电一体化技术的发展与应用2006.

[5]机电一体化技术的发展及应用2007.

[6]机电控制.北京航空航天大学出版社.2003.

4.简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文 篇四

摘要

摘 要

作为机电系的一名学生，将来工作学习都会以机电为主，所以必须掌握好各种机电的专业知识。机电一体化是现代科学技术发展的必然结果，我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养。

接下来我将介绍一下机电一体化技术的基本概要和发展背景，综述国内外机电一体化技术的现状，分析机电一体化技术的发展趋势和前景。

关键词：机电一体化；制造技术；发展趋势；微电子技术；

焦作大学机电系毕业论文

Abstract

Abstract As a student of Electromechanical College, we will devote ourselves to mechanical and electronic, s so we should grasp all kinds of mechanical professional knowledge.The result of modern science and technology development is Mechatronics.I will study my specialized courses with serious attitude, and improve my professional attainments.Then I will introduce the basic overview of mechatronics technology and its development background, review its present situation at home and abroad, and finally, we will analyze its trend of development and prospect.Key words: Mechatronics;Manufacturing technology;Trend of development;Microelectronics technology

焦作大学机电系毕业论文

目录

目录

1.引言………………………………………………………………………....4 2.机电一体化发展历程及概要………………………………….…...………5 3.典型机电一体化产品………………………………………………………7 4.机电一体化的发展趋势……………………………….………...…………8

4.1智能化………………………………………………………..…….…9 4.2模块化………………………………………………………….……..9 4.3网络化……………………………………………………………….10 4.4微型化……………………………………………………………….10 4.5绿色化………………………………………………………….……10 4.6系统化………………………………………………………….……11 4.7柔性化………………………………………………………….……11 5.我国发展“机电一体化”面临的形势和任务…………………………..12 6.我国发展“机电一体化”的对策………………………………………..13 7．结语…………………………………………………………………….…15 参考文献…………………………………………………………………...…16 致谢………………………………………………………………….………..17

焦作大学机电系毕业论文

第1章 引言

1.引言

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

焦作大学机电系毕业论文

第2章

机电一体化发展历程及概要

2.机电一体化发展历程及概要

自从电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，“机电一体化”技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意。

“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时及70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将“机电一体化技术”与“机械电子学”并用，近年来“机电一体化”更流行使用。

80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。

关于“机电一体化”这个名词的起源，说法很多。早在1971年，日本“机械设计”杂志副刊就提出了“Electronics”这一名词，从图2-1可见它是融合机械技术、电子技术、信息技术等多种技术为一体的新兴的技术。采用机电一体化技术设计和制造出的产品，称之为机电一体化产品。

图2-1 从系统科学的观点来看，机电一体化产品又可称之为机电一体化系统，它是集机械元件和电子元件于一体的复合系统。

信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型 5 焦作大学机电系毕业论文

第2章

机电一体化发展历程及概要

和系统集成以及并行工程设计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了“光机电一体化”的新领域。

进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支“微机电一体化”。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入了21世纪。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

焦作大学机电系毕业论文

第3章

典型的机电一体化产品

3.典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床（图3-1）、机器人（图3-2）、汽车电子化产品（图3-3）、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

图3-1 图3-2

图3-3 7 焦作大学机电系毕业论文

第4章

机电一体化的发展趋势

4．机电一体化的发展趋势

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①Mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。

20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，不取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉 焦作大学机电系毕业论文

第4章

机电一体化的发展趋势

综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：

4.1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.2模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

4.3网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和 9 焦作大学机电系毕业论文

第4章

机电一体化的发展趋势

飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

4.4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

4.5绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

4.6系统化 焦作大学机电系毕业论文

第4章

机电一体化的发展趋势

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受到动物的启发研制出来的。

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

4.7柔性化

未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

焦作大学机电系毕业论文

第5章 我国发展“机电一体化”面临的形势和任务

5.我国发展“机电一体化”面临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

(一)我国“机电一体化”工作面临的形势

1.我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度。

2.我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。

3.我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

(二)我国“机电一体化”工作的任务

我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。12 焦作大学机电系毕业论文

第6章 我国发展“机电一体化”的对策

6.我国发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是很难的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和覆盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作„„

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业有机改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次” 焦作大学机电系毕业论文

第6章 我国发展“机电一体化”的对策

机电一体化产业覆盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

焦作大学机电系毕业论文

结语

结语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

焦作大学机电系毕业论文

参考文献

参考文献

[1] 李建勇.机电一体化技术.北京：科学出版社，2004.[2]黄勇 陈子辰.机床数控系统的发展趋势 浙江大学，2003.[3]李运华．机电控制.北京：北京航空航天大学出版社，2003． [4]高钟毓．机电控制工程.北京：清华大学出版社，2002． [5]刘助柏．知识创新思维方法论．北京：机械工业出版社，1999.焦作大学机电系毕业论文

致谢

致谢

三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的指导老师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，常常让我感到“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。

感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！

这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意，同时也感谢学院为我提供良好的做毕业论文的环境。

最后再一次感谢所有在毕业论文中曾经帮助过我的张艳老师和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。

焦作大学机电系毕业论文

5.机电一体化的发展历程与趋势 篇五

摘要：机电一体化概要“机电一体化”是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。

目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多，并且各自都有一套自己的发展策略。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!关键词：数控机床，机器人，汽车电子化产品，机电一体化，工作任务

核心提示：

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、绪论

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，并导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

二、机电一体化概要

“机电一体化”是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已成为一门有着自身体系的新型学科，并且伴随着科学技术的不断进步还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

三、机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所

形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

四、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充

分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。

五、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

5.1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。

5.2模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业,还是对生产机电一体化产品的企业,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。

5.3网络化

20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

5.4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

5.5环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。

5.6系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之

二是通信功能的大大加强。一般除RS232外,还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。专家预测，机电一体化技术将向以下几个方向发展：

5.7光机电一体化方向

一般机电一体化系统是由传感系统、能源（下转第80页）（上接第81页）（动力）系统、信息处理系统、机械结构等部件组成。引进光学技术，利用光学技术的先天特点，就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。

5.8柔性化方向

未来机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在这系统中，各子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具有“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

5.9智能化方向

今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。

六、典型机电一体化产品的发展趋势

6.1数控机床

目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近320万台），但数控机床只占约5％且大多数是普通数控（发达国家数控机床占10％）。近些年来数控机床为适应加工技术的发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。

6.11．高速化。由于高速加工技术普及，机床普遍提高了各方面的速度。车床主轴转速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；铣床和加工中心主轴转速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移动速度由过去的10～20m/min提高到48m/min，60m/mni，80m/min，120m/min；在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，由过去一般机床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可达15G；直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。

6.12．高精度化。数控机床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亚微米级机床达到0.0005mm左右；纳米级机床达到0.005～0.01um；最小分辨率为1nm（0.000001mm）的数控系统和机床已问世。

数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到1u的圆度，插补前多程序预读，大大提高了插补质量，并可进行自动拐角处理等。

6.13．复合加工，新结构机床大量出现。如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。同时派生出各种新颖的机床结构，包括6轴虚拟轴机床，串并联绞链机床等，采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程要求。

6.14．使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”。如内冷转头由于使高压冷却液直接冷却转头切削刃和排除切屑，在转深孔时大大提高效率。加工刚件切削速度能达1000m/min，加工铝件能达5000m/min。

6.15．数控机床的开放性和联网管理。数控机床的开放性和联网管理已是使用数控机床的基本要求，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、并行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为21世纪制造业发展的一个主要潮流。

6.2自动机与自动生产线

在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如：2000～80000瓶/h的啤酒自动生产线；18000～120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。我国的自动机与生产线产品的水平，比10多年前跃升了一大步，其技术水平已达到或超过发达国家上一世纪80年代后期的水平。使用这些自动机和生产线的企业越来越多，对维护和管理这些设备的相关人员的需求也越来越多

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

结束语

本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已经按时完成，在此向各位老师表示深深的感谢。同时，我还充分利用了网络这一资源，搜集了一些相关资料，并结合平时所积所学最终使我的毕业论文顺利完成。最后，借此机会向学院全体老师表示由衷的谢意。

参考文献：

1、袁中凡，机电一体化技术，出版社:电子工业出版社，2004

2、郑链，信息识别技术，出版社:机械工业出版社，2006

3、鲁远栋，机床电气控制技术，出版社:电子工业出版社，2004

4、唐程山，电子技术基础，出版社：高等教育出版社，2004

5、乔西铭，机械工程基础，出版社：清华大学出版社，2006

6、陈子银、陈为华，数控机床结构原理与应用，出版社:北京理工大学出版社，2007

7、岳秋琴，数控加工编程与操作，出版社：北京理工大学出版社，2010

目录

摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 核心提示„„„„„„„„„„„„„„„„1 绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 机电一体化概要„„„„„„„„„„„„„1 机电一体化的概述„„„„„„„„„„„„2 机电一体化的发展状况„„„„„„„„„„3 机电一体化技术发展趋势„„„„„„„„„4 典型机电一体化产品的发展趋势„„„„„„6

6.机电一体化的应用及发展趋势 篇六

1.1 基本概念

机电一体化的英文单词是Mechatronics。它分别取了机械技术 (Mechanics) 的前半部分和电子技术 (Electron-ics) 的后半部分。通常, 我们认为机电一体化技术是机械技术、电子技术、信息技术的有机结合, 又称之为机械电子技术。

1.2 五要素和四原则

五要素——机电一体化系统的硬件组成:指的是机电一体化系统的五大组成要素, 具体包括结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素。 (1) 结构组成要素:系统的框架、支撑、定位、联接部件。 (2) 动力组成要素:为系统提供能量、动力维护运行的部件。 (3) 感知组成要素:对系统内外各种状况进行检测、转换、传输、分析、处理, 产生控制信息。 (4) 智能组成要素:将感知组成要素传来的控制信息进行汇总、存储、分析、处理, 发出指令。 (5) 运动组成要素:根据智能组成要素发出的指令, 完成既定的执行功能。

四原则——机电一体化系统的运作规律:指的是五大组成要素在互相作用时必须遵循的结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。 (1) 接口耦合:信息交换涉及到的两个环节, 通过接口耦合来解决信息模式不兼容而不能传递的问题。 (2) 能量转换:这也是两个环节由于模式不兼容的问题导致无法直接进行能量转换。 (3) 信息控制:智能组成要素完成信息的采集、传输、存储等操作。 (4) 运动传递:机电一体化系统的各组成要素之间通过运动传递原则达到优化不同类型运动的变换与传输。

2 机电一体化的应用

机电一体化的不断发展, 实现了产品整体优化, 也实现了产品质量提升、生产效率提高。在新产品的生产和准备周期上, 机电一体化也有其巨大优势。

2.1 机电一体化在现代机械制造业中的应用

与建立在规模经济基础上, 依靠规模、产量来争取竞争优势的传统机械制造业不同, 先进机械制造业强调以信息为主导。表一为传统机械制造业与先进机械制造业的类比 (如表1) 。

2.2 在饮料行业中的应用

机电一体化应于食品、饮料行业已经有很长的历史了。在包装机械的开发设计和制造中, 机电一体化技术发挥了非常大的作用, 它的出现使包装生产线的各项指标 (如自动化水平、系统控制水平、生产能力) 得到了极大的提高, 竞争力产生了质的飞越, 远远超过同类传统的机械设备, 同时也使单机的自动化程度大大提高。

2.3 在钢铁企业中的应用

机电一体化技术在钢铁企业中的应用有很多。在钢铁生产的全局控制中, 计算机集成制造系统 (CIMS) 发挥重要的作用。CIMS将生产管理的各项宏观与微观过程与人有机地联系在一起, 实现了生产要素的统筹管理。在钢铁生产的传动环节, 交流传动技术一出现就受到各大厂家的青睐, 它使矢量控制技术得以在实现。其于交流传动技术在调速方面的巨大优势, 它取代传统的直流传动指日可待。

3 机电一体化产品举例

以数控机床为例, 阐述机电一体化产品的实际应用。

数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量等技术, 是一种高效率、高精度、多功能的先进机床, 与传统机床相比有巨大优势, 取代传统机床是大势所趋, 是成本、技术和时间问题。

图1为数控机床工作过程原理图, 图2为数控机床的组成结构。

4 机电一体化的发展趋势

随着机电一体化越来越广泛的应用各行各业都不断涌现出机电一体化的应用实例。每每出现机电一体化的产品, 都会引起一场革命, 造成一个行业的蓬勃发展或者另一个落后产业的加速衰亡。

随着新产品的研发及高精密等设备的发展, 要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展, 从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

未来, 机电一体化的发展趋势不可避免地向以下几个方面发展。

4.1 智能化

机电一体化技术越来越成熟。首先表现在其智能化程度越来越高, 甚至具备了一定的AI (人工智能, Artificial Intelligence) 能力。这给用户在使用、维护上带来了极大的方便。

4.2 数字化

机电一体化产品也将会更数字化, 如数控机床和机器人, 这也是进一步增强机电一体化产品可靠性、通用性、可操作性的重要保障。

4.3 模块化

产品配件模块化的最主要好处是使产品配件标准化、系列化, 不仅更加容易应用于工业生产, 也使接口规则更加简单和体系化。现阶段机电一体化蓬勃发展但仍处于初级阶段, 产品种类繁多而不成体系, 模块化这项工作潜力巨大。

5 结语

机电一体化技术是机械技术、电子技术、信息技术的有机结合。机电一体化在各行各业中的应用越来越广泛, 产品层出不穷, 引领各行各业发生翻天覆地的改变。机电一体化在未来不可避免地向智能数字、模块设计生产、互联共享、人性便携和环保绿色等方向发展。

参考文献

[1]顾京.现代机床设备[M].北京:化学工业出版社, 2001.

[2]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社, 2006.

[3]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社, 2004.

7.机电一体化技术的现状及发展趋势 篇七

【关键词】机电 一体化 现状 趋势

【中图分类号】F272 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）14-0027-01

随着社会的不断进步，各个领域科学技术之间的联系也越来越密切，有步入统一化的趋势，能在很大程度上促进不同领域的技术的协调和渗透，这让我国的工业技术革新加快了步伐，促进了机电一体化技术的发展壮大。机电一体化技术的发展可以让工业发展由机械化模式稳定的向智能化及网络化模式发展，对于我国的产业变革具有重大的历史意义。

1.机电一体化技术的概述

机电一体化是机械设备和电子技术融合后的统称，机电一体化深入应用于机械设备可以使机械设备在性能控制和信息处理等各方面更加智能化、自动化。机电一体化作为一项机械系统技术，其基础就是机械电子技术、计算机技术以及自动化技术等现代化技术的综合。目前，机电一体化已经有很强的系统性和相对独立性，很大一部分的职业院校把机电一体化技术作为一门新兴学科进行教学，培养出许多的高素质的机电一体化方面的技术性、应用型人才，为我国工业技术的发展做出了很大的贡献。

2.机电一体化技术的发展现状

随着我国在应用技术方面的快速发展，机电一体化技术已经渐渐的从初步的应用阶段发展到对智能技术的应用阶段，机电一体化技术的技术革新及深入应用，在很大程度上促进了人们生活水平的提高。近年来，我国加强了对集成电路和计算机技术的发展力度，机电一体化技术也随之步入快速发展时期，让机电一体化技术更深入的在人们生活中融合与实践。例如，人们日常生活中的智能云电视、方便烹饪的微波炉、及可以清洁房间的吸尘器机器人等，此技术还应用于工厂之中，比如，数控机床的生产功能控制等。另外，部分的研究人员越来越重视电子智能技术与机电一体化技术的结合，也使生活起到了这样或那样的改变，例如，智能机器人可以进行超越人类体能极限的工作，娱乐人们的生活等。所以，加大机电一体化技术对机器人的深入应用研究，对很多的特殊行业有很重要的意义。

3.机电一体化发展趋势深化思考

机电一体化技术现阶段已经融入多种新兴一体设备，通常使用多媒体等技术实现全智能，而且已融入到各行各业，为社会便捷的目标更好的跟进，现今得到许多人的认同和赞扬。国内外的专家学者不断投入智慧与物资，力求将最先级的科学成果与技术和机电一体化技术结合，使机电一体化技术向着先进的方向发展。下面段落向各位阐述了机电一体化技术发展模式在日后的不断升级。

3.1 智能型模式

我国计算机技术在近几年有了很大的进步，让智能化技术也能得以更加深入的研究。机电一体化逐渐走向智能化，将极为显著地提升工作效率，并能够打破固有模式的生产局限，进行大规模的、高质量的产出，有效的降低了对人力物力的投入，对于优化资源结构配置有很大的作用。智能化除了能够应用于机械生产设备中，还能应用于时下最火爆、最先进的机器人研究领域，让机器人研究能够更加人性化、更加贴近于人类智慧，为人类生活更好服务。现而今，国内在机器人领域的开发与应用还不够普遍，所能应用的领域仅仅是少数的服务行业，使用机器人的营销效应远远超出机器人所能提供的智能服务。但是相信随着我国机电一体化技术智能化的发展，机器人领域定会有长足的进步，赋予机器人更多、更好、更新、更人性的功能与科技，已达到造福于人类的目的。

3.2 环保型模式

机电一体化技术在环保化方面的发展中，会让自然界中的资源能被更加合理的开发，能有效促进人类社会的发展的进程。但随着资源减少速度的迅速提升，自然环境的变化速度也会随之加快。近几年，构建人与自然的和谐关系成为国内外专家学者的一致呼声，在不远的未来，低碳环保、可再生资源会成为各领域共同追求的目标。此种改变将会影响到人们生活的许多方面，例如环保低耗的生产过程，可回收可分解可再利用的环保产品等，从根本上让资源的利用率得到提升，最大限度的减少对环境以及不可再生资源的消耗与影响，并努力保证对既有资源的高利用率与高转化率。日后，产品从整体上会逐渐做到以下几个要求：第一资源利用率先比提升；第二，杜绝对环境的污染；第三，对资源进行二次使用。机电一体化技术环保化发展将促进我国经济发展模式的有一次升华重组，对未来环保经济的持续发展铺垫了厚厚的基石。

3.3 网络型模式

现阶段，全球经济一体化形势发展迅速且不可逆转，人们通过网络，可以第一时间了解想要的市场信息，最新的技术发展方向，最新的国家政策与相关规定。因为网络技术是当今科学技术发展中速度最快的，为人们的生活和工作提供了效率保障，减少了很大的劳动量。由此，机电一体化技术也将投身于网络化发展的浪潮中，通过网络了解国内外在技术领域的最新动向与研究成果，通过网络，专家学者们可以实现无国界、跨时空的交流和讨论，打破技术垄断，实现资源最有配比，共同推进人类文明向前发展。

4.结语

8.简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文 篇八

关键词 机电一体化 技术 现状 产品 制造技术 发展趋势

一、机电一体化概要

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今，已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。

二、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展，大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时，研制和开发还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70、80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时，充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，虽取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：

1.智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”，是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而有必要的。

2.模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。例如，研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3.网络化。20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展，给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。但是，由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

4.微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1 cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

5.绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，且报废后能回收利用。

6.系统化。系统化的表现特征之一，就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义：一层是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化；另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。

四、结束语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，致使机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术.北京：科学出版社，2004.

[2]李运华.机电控制.北京：北京航空航天大学出版社，2003.

[3]高钟毓.机电控制工程.北京：清华大学出版社，2002.

9.机电一体化技术的现状及发展趋势 篇九

关键词：机电一体化,发展现状,发展趋势

1 国外机电一体化发展现状

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。第一阶段 (又称初级阶段) 是20世纪60年代以前, 这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认。第二阶段, 机电一体化技术和产品得到了极大发展。第三阶段, 各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。

20世纪90年代后期, 机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术、微细加工技术等进入了机电一体化, 出现了光机电一体化和微机电一体化的新分支。同时对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法, 以及学科体系和发展趋势都进行了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化技术开辟了广阔的发展天地。

因此, 机电一体化产品得以迅猛发展, 主要表现在以下4个方面:

a.机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。b.机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。c.激光技术进入机电一体化领域。d.微细加工技术与设备发展迅猛。

2 国内机电一体化发展现状

虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距, 但随着新技术革命的迅猛发展, 我国加大了机电一体化技术的研究力度, 并将其确定为国家高技术重点研究领域, 给予优先支持, 并取得了一定的成绩。

2.1 数控技术方面。

我国数控技术起步于1958年, 在“九五”末期, 国产数控机床的国内市场占有率达50%, 配国产数控系统 (普及型) 也达到了10%。纵观我国数控技术近50年的发展历程, 特别是经过4个5年计划的攻关, 总体来看取得了很好成绩。目前, 已具有年产数控系统3000多套、主轴与进给装置5000多套的生产能力。近十年来, 普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm, 精密级加工中心则从3~5μm, 提高到1~1.5μm, 并且超精密加工精度已开始进入纳米级 (0.01μm) 。

2.2 工业机器人方面。

目前, 国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术, 解决了工业机器人控制、驱动系统的设计技术, 机器人软件的设计和编程等关键技术, 还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线 (工作站) 与周边配套设备的开发和制备技术。现在, 我国从事机器人研发的单位有200多家, 专门从事机器人产业开发的企业有50家以上, 中国市场上总共拥有近万台工业机器人, 其中完全国产的工业机器人 (行业内规模比较大的前三家工业机器人企业) 行业集中度占30%左右。

2.3 计算机集成制造系统方面。

我国经过多年的理论和技术准备, CIMS已经有了较快发展。目前, 已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心, 在著名高校和研究单位建立了7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心。2000年, 全国已有20多个省市、10多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程, 取得了巨大的经济效益。当前, CIMS的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域, 正得到各行各业越来越多的关注和投入。

3 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向, 机电一体化将朝着以下几个方向发展:

3.1 绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面, 物质丰富, 生活舒适;另一方面, 资源减少, 生态环境受到严重污染。于是, 人们呼吁保护环境资源, 回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生, 绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中, 符合特定的环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境, 报废后能回收利用。工业的发展使得资源减少, 生态环境受到严重污染。绿色化成了时代的趋势, 产品的绿色化更成了适应未来发展的一大特色。

3.2 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能系统是一个知识处理系统, 它包括知识表示、知识利用和知识获取三个基本问题, 其最终的目标是模拟人的问题求解、推理、学习。人工智能在机电一体化建设中的研究日益得到重视, 机器人与数控机床的智能化就是重要应用。

3.3 网络化

20世纪90年代, 计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革, 同样也给机电一体化技术带来了重大影响, 例如通过网络对机电一体化设备进行远程控制, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品, 因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

3.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末, 是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。近十余年来, 微机电系统 (Micro Electro Mechanic System, MEMS) , 作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视, 泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品, 并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活, 可进入一般机械无法进入的空间, 并易于进行精细操作, 因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域, 都有广阔的应用前景。

3.5 模块化

机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本, 提高不同产品间的零部件通用化程度, 提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向, 具有高度自主性、良好的协调性和自组织性的特点。总之, 模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子 (MEMS) 技术的飞速发展, 各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块, 可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。

机电一体化是许多科学技术发展的结晶, 是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。21世纪, 机电一体化技术将成为机械工业的主角, 在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益。机电一体化的出现不是孤立的, 它是许多科学技术发展的结晶, 是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着科学技术的发展, 各种技术相互融合的趋势将越来越明显, 以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势, 机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

[1]邱士安, 胥宏.机电一体化技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004.[1]邱士安, 胥宏.机电一体化技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2004.

[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造, 2005, 6 (43) :22-24.[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造, 2005, 6 (43) :22-24.

10.简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文 篇十

一、简述机电一体化

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术, 将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科, 随着科学技术的不但发展, 还将被赋予新的内容。

1、机电一体化的基本特征

机电一体化是从系统的观点出发, 综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术, 根据系统功能目标和优化组织目标, 合理配置与布局各功能单元, 在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统, 则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此, “机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是, 机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。

2、简述机电一体化具有的功能

机械工程技术有纯技术发展到机械电气化, 仍属传统机械, 其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后, 其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外, 还能赋予许多新的功能, 如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸, 还是人的感官与头脑的眼神, 具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制, 具有复合技术和复合功能, 使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能, 能应用于不同的场合和不同领域, 满足用户需求的应变能力较强。例如, 电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能, 使其应用范围大为扩大。

二、浅谈机电一体化技术的发展趋势

1、关于数控机床的谈论

目前我国是全世界机床拥有量最多的国家 (近320万台) , 但数控机床只占约5%且大多数是普通数控 (发达国家数控机床占10%) 。近些年来数控机床为适应加工技术的发展, 在以下几个技术领域都有巨大进步。

高速化由于高速加工技术普及, 机床普遍提高了各方面的速度。车床主轴转速有3000~4000r/min提高到8000~10000r/min;铣床和加工中心主轴转速由4000~8000r/min提高到12000~40000r/min以上;快速移动速度由过去的10~20m/min提高到48m/min, 60m/mni, 80m/min, 120m/min;在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度, 由过去一般机床的0.5G (重力加速度) 提高到1.5G~2G, 最高可达15G。

高精度化数控机床的定位精度已由一般的0.01~0.02mm提高到0.008左右;亚微米级机床达到0.0005mm左右;纳米级机床达到0.005~0.01um;最小分辨率为1nm (0.000001mm) 的数控系统和机床已问世。数控中两轴以上插补技术大大提高, 纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到1u的圆度, 插补前多程序预读, 大大提高了插补质量, 并可进行自动拐角处理等。

2、简介自动机与自动生产线

在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备, 是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:2000~80000瓶/h的啤酒自动生产线;18000~120000瓶/h的易拉罐灌装生产线;各种高速香烟生产线;各种印刷包装生产线;邮政信函自动分捡处理生产线;易拉罐自动生产线;FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等, 这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。

机电一体化技术的发展趋势机电一体化技术的发展趋势机电一体化技术的发展趋势机电一体化技术的发展趋势以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命, 不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展, 而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。

三、机电一体化技术在企业中的应用

在有些企业中, 机电一体化系统是以微处理机为核心, 把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来, 采用组装合并方式, 为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件, 增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在一些企业中可以应用这两方面:

1、智能化控制技术 (IC)

由于一些工业具有大型化、高速化和连续化的特点, 传统的控制技术遇到了难以克服的困难, 因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等, 智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面, 如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢——连铸——轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2、分布式控制系统 (DCS)

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展, 分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制, 而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能, 成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散, 故障影响面小, 而且系统具有连锁保护功能, 采用了系统故障人工手动控制操作措施, 使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比, 其功能更强, 具有更高的安全性, 是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

四、结语

经过多年的发展, 机电一体化技术已经成为当今世界最热门、最重要的技术发展方向之一, 并影响到几乎全部的工业行业。我国从很早对机电一体化技术和产品开始予以重视, 先后在国家科技攻关计划、863高科技计划和国家自然科学基金中列专项对机电一体技术加以研究, 并取得了一系列重大科技成果。

摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。这里向大家简单论述一下机电一体化技术的基本情况和发展背景, 结合国内外机电一体化技术的现状, 分析机电一体化技术的发展趋势。

关键词：机电一体化,技术,发展趋势

参考文献

[1]机电一体化技术手册编委会.机电一体化技术手册[M].北京:机械工业出版社, 1994.

[2]陈瑜.国外机电一体化技术发展趋势[J].国外机电一体化技术2000, 5.

11.简析机电一体化技术应用的意义以及发展趋势论文 篇十一

关键词:自动控制技术；智能化；仿生物系统化；绿色压力；机电一体化产品

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0116-02

机电一体化产品简单的理解就是机械产品与电子产品的融合，机械技术与电子技术的融合，机械零件与电子元件的融合。两者共同完成某一机电功能。这也只能是传统意义上的机电一体化产品的定义。

现实生活中的机电一体化产品举不胜数。我们日常生活中使用的空调、洗衣机、微波炉、油烟机、吸尘器、电吹风等都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域中广泛使用的各种铸造设备、锻造设备及机床、数控加工中心等也是典型的机电一体化产品；在工程机械领域中的挖掘机、装载机、起重机、搅拌站、桩工机械、路面机械等，都是用得较为广泛的机电一体化产品；在冶金设备领域，高炉、转炉、连铸机、轧钢机等更是高度机电一体化产品。

一、机电一体化产品的技术构成

机电一体化技术是各种高新技术的融合体，它主要包括以下几方面技术：机械技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和计算机与信息技术等交叉融合的系统技术等。

（一）机械技术

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，实现从机械原理的选择到机械结构的设计和机械零件的选材，都能达到最优化配置；并且保证最佳的使用性能与寿命；在维修保养上最大限度地做到简洁、明快，甚至达到免维护。

（二）自动控制技术

自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置使生产过程或生产机械自动地按照某种规律运行，使被控对象的一个或几个物理量（如温度、压力、流量、位移和转速等）或加工工艺按照预定要求变化的技术。自动控制系统主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。

（三）传感检测技术

传感检测技术是机电一体化产品的系统感受器官，它负责把一线的实况用各种信号传递给机電一体化产品的指挥中枢，即计算机或自动控制单元，是将电子系统或光电系统无法处理的外界物理量或化学量转换为电信号的关键技术，它包括：电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式、温度传感器及光电式和数字式、波式和射线式传感器，还有相应的测试电路和信号处理技术等。

（四）伺服传动技术

伺服传动技术是指在控制指令的指挥下，控制驱动执行机构，使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。采用不同的分类方法，可以得到不同类型的伺服系统。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有开环、闭环和半闭环三种形式；按被控制量性质不同有位移、速度、力和力矩等伺服系统形式；按驱动方式不同有电气、液压和气压等伺服驱动形式；按执行元件不同分为步进电机伺服、直流电机伺服和交流电机伺服形式。

（五）计算机与信息技术

机电一体化产品中的信息存取、交换、运算、判断与决策、记录等都属于此类范畴，计算机与信息技术在整个机电一体化产品中起到类似于人类大脑和中枢神经的作用，它是指导其它功能部分完成各自任务的总指挥。

二、机电一体化产品的未来发展趋势

“2011 IEEE 机电一体化与自动化国际会议”于2011年8月7日至10日于北京召开。IEEE 机电一体化与自动化国际会议（ICMA）是机电一体化、自动化领域的权威会议，在国际机器人及自动化等领域具有重要影响力。曾在中国、加拿大、中国香港、日本等国家和地区成功举办过7次。来自各国近440名学者参加了会议，围绕智能机电一体化、机器人系统和自动控制方面的最新研究成果及未来发展方向等问题充分交流。从此次会议的议题不难看出机电一体化的发展趋势趋向于智能机电一体化方向。

随着科学技术的飞速发展，机电一体化产品目前不仅向智能化方向发展，而且还向仿生物系统化方向发展，应用范围愈来愈广。

（一）智能化

随着人类文明的进步和科技的超越式发展，人类扮演的角色越来越趋于简单、明了化，人们追求高品质与快节奏的生活与工作方式，那么机电一体的发展也就越来越趋于“傻瓜”式与“一键操作”式，这样能把人类的活动从复杂的按部就班的程序化中解脱出来，用更多的时间来享受生活和工作给我们带来的诸多便捷。未来的机电一体化产品，在开发与设计的时候，顺其自然，第一先考虑的就是智能化。

智能化简单的说就是具有人工智能或模拟人类智能的系统。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品实现智能化的的主要核心技术。这四种技术相互关联，密切联系。随着机械制造与自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现问题进行分析、判断、推理、构思和决策。可以认为把类似于人类的“大脑”（人类高度文明的汇缩体）装在了机电一体化产品之上，产品随时启动，“大脑”随时工作，去判断人类想要达到的各种需求，并能做出令我们满意的行为。人类的大脑思维系统被模块化的复制到机电一体化产品之上。

目前机电一体化产品的智能化应用已成为趋势， 例如智能机器人和数控机床等。智能机器人是通过视觉、触觉和听觉等各类传感器检测工作状态，根据实际变化过程反馈信息并做出判断与决定。数控机床的智能化体现在各类传感器对切削加工前后和加工过程中的各种参数进行监测，并通过计算机系统做出判断，自动对异常现象进行调整与补偿，以保证加工过程的顺利进行，确保加工精度和质量要求，最后加工出合格的产品。

（二）仿生物系统化

今后的机电一体化对信息的处理会做得更加完美与准确，这就依赖先进的数据处理与模块仿真系统的支持。人们从动物那里获得了启示，依据动物对外界反应的习性与规律，模拟其习惯做法，把其应用到机电一体化方向。比如说我们开发的机电一体化产品，在接受外界刺激的时候，根据动物常规习性和一般反应规律，机电一体化产品应该做出类似于动物的反应动作或程序准备工作，根据目标完成任务独立选择最优的行为动作，来实现目标任务的准确反应与目标的圆满完成。

更准确地说，仿生物系统化是集动物习性、智能化于一身的技术。此类产品如仿生物宠物狗、动物园里的仿生物代理虎妈妈等，这都是研究的课题。考虑到仿生物系统化研究过程的复杂性，最关键的是被仿的生物习性与要完成的机电一体化产品行为之间的相似性研究与系统模块的生成，仿生物系统化的道路还有很长的路要走。

新的时代脉搏在涌动，赋予我们在新的领域更高层次的挑战，机电一体化的发展也被赋予了崭新的使命。在发展科技不辱使命的前提下，我们更应该注重人性化理念与伦理道德，科技和信息的快速发展带来的绿色压力，充分考虑科技与生存环境的关系，共同建设好一个和诣、健康、高度文明的国家。

参考文献

[1] 徐伟．机电一体化技术的概念、现状、发展及对策[A]．2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛——装备制造产业发展论坛论文集（上），2009．

[2] 周树文．北工大成功承办2011 IEEE 机电一体化与自动化国际会议，北京工业大学新闻网，2011-08-23．

[3] 金志向．光机电一体化技术特征和发展趋势[J]．科技咨询导报，2007，（15）．

[4] 王敏，温斌，王秀丽.机电一体化系统的智能化[J]．太原科技，2006，（6）.

[5] 刘志，朱文坚．光机电一体化技术[J]．现代制造工程，2001，（12）．

作者简介：胡海英（1978-），男，河北迁安人，供职于河北联合大学迁安学院，研究方向：机电一体化产品。

（责任编辑：刘 艳）