机电一体化篇1

主管单位：上海市科学技术情报研究所

主办单位：上海科技文献出版社

出版周期：月刊

出版地址：上海市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1007-080X

国内刊号：31-1714/TM

邮发代号：4-565

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1995

期刊收录：

核心期刊：

期刊荣誉：

联系方式

期刊简介

机电一体化篇2

1引言

作为一种数字伺服执行元件,步进电机具有结构简单、运行可靠、控制方便、控制性能好等优点,广泛应用在数控机床、机器人、自动化仪表等领域。为了实现步进电机的简易运动控制,一般以单片机作为控制系统的微处理器,通过步进电机专用驱动芯片实现步进电机的速度和位置定位控制。

2圆弧插补改进算法

逐点比较插补算法因其算法简单、易实现且最大误差不超过一个脉冲当量,在步进电机的位置控制中应用的相当广泛[1]。圆弧插补中,为了确定一条圆弧的轨迹,可采用:给出圆心坐标、起点坐标和终点坐标;给出半径、起点和终点坐标;给出圆弧的三点坐标等。在算法实现时这些参数若要存放在单片机内部资源有限的数据存储器(RAM)中,如果要经过复杂的运算才能确定一段圆弧,不但给微处理器带来负担,而且要经过多步运算,往往会影响到算法的精确度。因此选取一种简单且精确度高的插补算法是非常必要的。本文提出了一种改进算法:在圆弧插补中,无论圆弧在任何位置,是顺圆或是逆圆,都以此圆弧的圆心作为原点来确定其他坐标。因此只须给出圆弧的起点坐标和圆弧角度就可以确定该圆弧。如果一个轴坐标用4个字节存储(如12.36),而角度用2个字节存储(如45°),则只需要10个字节即可确定一段二维的圆弧。较之起其他方法,最多可节省14个存储单元。现以第I象限逆圆弧为例,计算其终点坐标。如图1所示,(X0,Y0)为圆弧的起点坐标,(Xe,Ye)为圆弧的终点坐标,θ为圆弧的角度。

图1圆弧轨迹示意图

圆弧半径:,

终点坐标:

终点坐标相对X轴的角度:

本系统要求输入的角度精确到1度,输入坐标的分辨率是0.01,单片机C语言的浮点运算能精确到0.000001,按照上面的公式算出的终点坐标,虽存在误差,但这个误差小于1%,能够满足所要求的精确度。

3步进电机的变频调速

虽然步进电机具有快速启停能力强、精度高、转速容易控制的特点,但是在实际运行过程中由于启动和停止控制不当,步进电机仍会出现启动时抖动和停止时过冲的现象,从面影响系统的控制精度。尤其是步进电机工作在频繁启动和停止时,这种现象就更为明显[2]。为此本文提出了一种基于单片机控制的步进电机加减速离散控制方法。加减速曲线如图2所示,纵坐标是频率f,单位为脉冲/秒或步/秒。横坐标时间t,单位为秒。步进电机以f0启动后加速至t1时刻达到最高运行频率f,然后匀速运行,至t2时刻开始减速,在t5时刻电机停转,总的步数为N。其中电机从静止加速至最高运行频率和从最高运行频率至停止至是步进电机控制的关键,通常采用匀加速和匀减速方式。

图2时间与频率的函数图

图3离散化的时间变频图

采用单片机对步进电机进行加减速控制,实际上就是改变输出脉冲的时间间隔,可采用软件和硬件两种方法。软件方法依靠延时程序来改变脉冲输出的频率,其中延时的长短是动态的,该方法因为要不停地产生控制脉冲,占用了大量的CPU时间;硬件方法是依靠单片机内部的定时器来实现的,在每次进入定时中断后,改变定时常数(定时器装载值),从而升速时使脉冲频率逐渐增大,减速时使脉冲频率逐渐减小。这种方法占用CPU时间较少,是一种效率比较高的步进电机调速方法。考虑到单片机资源(字长)和编程的方便,不需要每步都计算定时器装载值。如图3所示,采用离散方法将加减速曲线离散化。离散化后速度是分台阶上升的,而且每上升一个台阶都要在该台阶保持一段时间,以克服由于步进电机转子转动惯量所引起的速度滞后。只有当实际运行速度达到预设值后才能急速加速,实际上也是局部速度误差的自动纠正。

4系统软硬件协同设计

对于51系列单片机的软件开发,传统的方法是在PC机上采用Keil等开发工具进行程序设计、编译、调试,待程序调试通过之后生成目标文件下载至单片机硬件电路再进行硬件调试[3]。这种方法只有硬件电路完成之后才能进行系统功能测试,若此时发现硬件电路存在设计问题且必须进行修改时就会显着影响系统开发的成本和周期。为此,本文采用了系统软硬件协同仿真的开发方法,使得硬件电路实现前的功能测试成为可能。同时硬件电路的软件化仿真为硬件电路的设计与实现提供了有力的保障。其中在KeiluVision2集成开发环境下,实现步进电机控制系统的程序设计、编译、调试,并最终生成目标文件*.hex,而由英国ProteusLabcenterelectronics公司所提供的EDA工具Proteus则利用该目标文件*.hex实现对步进电机控制系统硬件电路功能的测试。

图4步进电机控制系统硬件电路仿真

如图4所示,单片机AT89C55司职步进电机控制器,通过运行在KeiluVision2环境下所开发的程序来控制两个步进电机驱动芯片L298,从而实现对AXIS_X/AXIS_Y两轴步进电机的联动控制。L298驱动芯片的步进脉冲输入信号来自AT89C55P0端口,使能信号ENABLEA与ENABLEB并联接到AT89C55的P3.0、P3.1口,由程序控制实现步进电机的使能,从而避免电机线圈处于短路状态而烧坏驱动芯片。4x4键盘阵列接AT89C55的P1端口,通过程序设计定义每个按键的具体功能。LCD的数据端口DB0~DB7接AT89C55的P2端口,控制端口RS,RW,E分别接单片机的P3.5,P3.6,P3.7口。相关的参数值、X/Y轴坐标值可以通过LCD以文本方式显示。本文采用软硬件协同仿真的方法经过设计à测试à修正à再测试一次次迭代开发,在制作控制系统硬件电路之前即可实现对系统整机功能的测试。待系统程序和硬件电路设计方案最终完善之后便可以实际制作如图5所示的硬件电路。显然该种方法可以显着提高系统软硬件开发的成功率,从而有效降低系统的开发周期和开发成本。

5应用实例

图5即是根据图4进行硬件电路仿真的最终结果所制作的步进电机控制系统电路板。该电路驱动X/Y轴步进电机通过滚珠丝杆带动二维工作台作联动,并由一只铅笔模拟加工刀具将所要加工的二维轨迹描绘出来。

图5步进电机控制系统硬件电路

图6二维模拟工作平台运动轨迹

6结束语

本文在分析了传统的逐点比较插补原理的基础上提出了一种以最少的参数确定一条圆弧轨迹的插补方法。实现了一种有效的步进电机变频调速的方法。采用系统软硬件协同仿真的开发方法,使硬件电路实现前的功能测试成为现实,从而显着改善系统开发的成本和周期。该种方法同样也可以应用于其它类型控制系统的开发。

参考文献

机电一体化篇3

2机电一体化发展进程

2.1微电子技术发展我国对于机电一体化的研究起始于上个世纪八十年代，同西方国家相比，发展较晚，并且尚未形成科学合理的引导机制。在机电一体化发展之前，我国的集成电子技术刚刚起步，至今半个世纪之久，形成了较为完善的理论体系和实践经验。微电子技术中包括对产品的设计、生产制造以及对产品的再加工为一体的体系结构。21世纪是电子时代，现代化的微电子技术发展基础是我国对于集成电路的研究和完善，形成较为科学全面的系统。同以往的传统技术工艺相比，现代化微电子技术广泛应用在各个行业领域，诸如数控机床的发展汽车制造业的电子技术应用，促进了汽车制造行业的革命创新。我国目前汽车制造行业技术水准已经逐步赶超西方国家，达到国际汽车制造的标准，形成现代化汽车制造产业创新。

2.2数控机床发展数控机床技术起源较早，是在上个世纪中期的美国诞生，同我国建国时间相差无几、尽管数控机床技术在上个世纪中期就已经在美国诞生，但是由于当时历史局限性和技术条件的限制，并未能广泛应用在各个行业领域。直到上个世纪七八十年代，全球经济呈稳步发展趋势，世界各国之间的经济往来愈加密切，数控机床技术的突出作用才逐渐被各个行业发现，并投入大量资金予以建设。由此，数控机床技术才真正的得到发展，并呈现快速增长态势，应用在各个领域上。

2.3可编程序控制器应用上个世纪六十年代末期可编程控制器首次尝试应用在工业生产控制方面，尽管技术还不够成熟，但为可编程控制器发展完善提供了实践经验和理论基础。随后，美国在此基础上创新研发了一种更为完善的编程控制器，在汽车制造行业进行应用研究。其自身显著的优势被逐步开发，对其设计研究投入大量资金，在汽车行业得到广泛应用。针对汽车行业应用的典型事例，其他行业争相将其应用在工业生产领域，极大的推动产业结构升级。

2.4信息技术等新技术的结合随着社会的发展和科学技术的进步，各种创新技术不断涌现，信息技术以及激光等技术以其自身独有特质受到各个行业领域的追捧，并广泛将其应用在生产中。光电技术作为时代前沿创新技术的代表，其融合了多种技术为一体，应用在不同的行业领域。

3机电一体化智能化发展趋势

机电一体化经过多年的发展完善，融合了较为前沿的技术，不断的创新朝着智能化发展。其智能化是通过智能系统对生产过程的操控和生产过程所产生的信息进行收集整理，对信息数据进一步分析，促使整个机电一体化系统能够保持最为完整状态。其模仿人类智能的一种操控系统，运用大量的相关知识来解决问题，以一种类似人类思想的方法对收集的信息进行分析和学习。机电一体化未来发展方向必然朝着更为智能方向发展，对于智能技术的开发应用得到各个行业人士的重视，目前机电一体化的智能化系统手段相互联系，协调来保持系统的正常运行。可以看出，智能化是机电一体化新时期发展的必然选择，将其应用在各个行业领域，能够较好的提升工作效率，推动产业发展。

机电一体化篇4

1 主体机械结构

主体机械结构方案包括：机械的主要几何尺寸确定、布局、作业空间的确定、运动自由度数的确定。

机床主体在设计时候要遵循以下几点原则：

明确――结构方案应能明确体现各个方面的设计指标。首先是所选方案的工作原理要明确，才能使所设计的结构能可靠地实现所要求的目标；其次，要明确工作条件，如载荷情况和运行速度；还要明确作业空间参数和使用条件。

简单――满足设计目标要求的条件下，系统结构尽量简单。

安全可靠――包括机器的工作安全性和操作安全性两方面内容，是总体结构方案设计必须考虑的内容。

例如，在机械行业中最有名气的车床CA6140，它在主体设计时车床的床身、床脚、油盘等采用整体铸造结构，刚性高，抗震性好，符合高速切削机床的特点；车机床系统设计合理可靠，车头箱、进给箱、溜板箱均采用体内飞溅，并增设线泵、柱塞泵对特殊部位进行自动强制。

2 驱动方案设计

直线驱动元件直接驱动：

直线步进电机其结构比较复杂，传感器采用磁电式或直接开环控制，控制特点是使用专用传感器，开环控制位置精度高，低速振动较大，直线步进电机适用场合为并联机器人，成本较高。

气压缸结构简单，传感器是直接型位移传感器，控制特点是使用气压控制阀控制，快速性好，负载能力差，适用场合为包装机，成本较低。

液压缸，结构较复杂，传感器为直接型位移传感器，控制特点是使用电液伺服阀控制，快速性好，负载能力强，适用场合为并联机器人和包装机，成本较高。

3 控制系统方案设计

机床的控制系统是非常重要的，如果没有控制系统，那么机床就是一个不完整的，说严重一些就是一个废品，那么机床也不可能为人们服务了。

机床控制系统按原理分为：开环、半闭环和闭环控制。

开环控制系统也就是没有反馈元件。

闭环控制系统是有反馈元件，反馈元件直接安装在最终的运动部件上。

半闭环控制系统是检测元件安装在机床的中间环节上。

4 可靠性设计

4.1 可靠度函数与失效概论

可靠度函数是产品在规定的条件下和规定的时间t内，完成规定功能的概率，以R（t）表示；反之，不能完成规定功能的概率称为失效概率，以F（t）表示。

产品工作到t时刻时，单位时间内失效数■与t时刻尚存的有效产品数R（t）的比称为失效率，以λ（t）表示，反映任意时刻失效概率的变化情况。

4.2 系统可靠性

可靠性预测，通过预测，对新产品设计的可靠性做出估计，提供方案修改、调整及优选的依据，并可由此对产品的维修费用以至全寿命运行费用做出估计。

包括元件可靠性预测和系统可靠性预测。

（1）元件可靠性预测包括以下两种方法：

实验统计法―通过模拟实验，确定元件在任何规定的使用时间内的可靠性。

经验法―查可靠性手册或根据类似元件的使用经验积累的可靠性数据，考虑在新产品设计中的使用条件，估计出元件的可靠性水平。

（2）系统的可靠度主要取决于元件的可靠度和元件的组合方式两个因素。最基本的组合方式为串联和并联，串联系统的可靠度R，等于各组成单元可靠度Ri的乘积。

4.3 优化指标

设某个产品共有m个可行的方案，每个方案都选定n个评价指标；Kij为第i个方案中第j项评价指标值；Kmaxj是第j项指标在各方案中的最大值；Wj是第j项指标的加权值，它反映了这项指标在该产品中相对于其它各项指标的重要程度，且满足：

■Wj=1 0≤Wj≤1（1）

则采i个方案的综合评价指标（即评价函数）为：

Hi=■Wj■， i=1，2，...，m（2）

求出各方案的最佳评价函数值Himax：

Hmax=max{Himax，（i=1，2，...，m）}（3）

通过（1），（2），（3）求出数据，通过下列方案进行对比选出最佳方案。

可行方案1，失效率Ki1/10-6h-1为120，成本Ki2为7千元，模块化程度Ki3是0.5，评价函数Himax是-0.46，权重系数Wj为0.5。

机电一体化篇5

［关键词］

机电一体化；概述；发展前景

一、机电一体化技术概述

随着社会和科技的迅猛发展，学科之间相互渗透，这促使了工业技术的更新发展，进而带动了机电一体化技术的发展，同时机电一体化技术的发展也带动了工业技术的进步。

二、机电一体化技术的国内外发展状况

（一）初级阶段：20世纪60年代前。此阶段，人们自发地将电子技术和机械设备结合来改进产品的性能指标。由于科学技术发展水平的限制，使得电子技术和机械技术无法深度结合，当时的研发出于一种自发因素，生产的产品应用受到极大的制约。

（二）蓬勃发展阶段：20世纪70—80年代。此阶段，计算机技术和微电子技术的快速发展为机电一体化技术的发展提供了技术支持和基础条件。同时，国际上也逐渐重视机电一体化技术的发展。

（三）转型阶段：20世纪90年代后期。此时，机电一体化技术向多个领域进行渗透并呈现出新的特征。新型技术领域的发展也带动了机电一体化技术不断前行，这些学科和技术之间的互相渗透与融合也带动了科学技术的发展。基于上述背景，国内很多大专院校和企事业单位分别设立了专业与岗位，对机电一体化技术开始深入研究，但与外国相比仍存在较大差距。

三、机电一体化技术的发展前景

（一）智能化的前景方向“智能化”可以理解为将计算机技术融合到机械设备中去，根据具体需求设置不同的程序，让机械设备遵循事先编制好的程序完成具体的操作功能。这种技术既可以减少劳动力又能实现资源的优化配置。机械设备的智能化是机电一体化技术智能化作为前提和保障的。因此，机电一体化技术智能化势在必行。

（二）绿色化的前景方向人类社会的发展离不开自然资源。然而，随着社会进步，剩余的自然资源有限，环境的破坏也越发严重，因此，各个国家都意识到环境对于人类的重要意义，环境保护成为各种技术和各个领域发展所考虑的基本因素。我国提出的技术发展绿色化、环保化和可持续发展正是这方面的最好体现。利用机电一体化技术生产的产品在研发、生产等各个环节，都要考虑资源的利用和对环境的影响，从而实现机电一体化技术的绿色化。

（三）微型化的前景方向随着微电子技术的快速发展，微型化已逐步渗透到各个学科领域当中。机电一体化技术的微型化必然成为其发展方向。现在许多的机电一体化产品都向微米级和纳米级发展，它们具有体积小、能耗低等优势，这些优势必将成为机电一体化技术未来发展的一大特色。

（四）网络化的前景方向网络技术的飞速发展带动了科学技术、生产、生活等多个领域的不断变化。机电一体化产品的研发和生产通过网络会迅速传播到全世界。机电一体化设备和产品更加应该顺应网络化的潮流，这样才能立于不败之地。

四、结束语

我国的机电一体化技术虽然起步较晚、发展较滞后，但我们看到了世界机电一体化技术发展的潮流，增强自身实力，增加信心，不断进取，脚踏实地，共同努力，让我国的机电一体化技术在智能化、绿色化、微型化、网络化的前景方向上不断前行。

参考文献：

［1］中国机电一体化协会.用信息化提高我国制造业竞争能力［J］.Cameta资讯，2003.

机电一体化篇6

【中图分类号】G712【文献标识码】A【文章编号】1674－4810（2012）06－0171－01

一 机电一体化技术内涵

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、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，则称为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

二 机电一体化技术的作用与系统

机电一体化技术的最大作用是扩展新功能，增强柔性。首先，它是众多自动化技术中最重要的一种，如实现过程自动化（PA，即连续体自动化）、机械自动化（FA，即固体自动化）、办公自动化（OA，即信息自动化）等；其次，机电一体化技术又是按照用户个人的特殊需求来制造和提品的关键技术。一个机电一体化系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成，如机器人就是一个十分典型的机电一体化系统。

三 机电一体化技术的应用

在人们的日常生活当中， 自动机械、信息处理设备、办公室设备、车辆电子设备、医疗器械、光学装置、智能家电、楼宇安全系统等机电一体化系统都离不开执行元件为其提供动力。而执行元件和电子控制装置之间是无法直接连接的，因此需要一个驱动部件。该驱动部件在电子控制装置的控制下，接收指令，进行能量转换，从而得到目标输出。电子控制驱动系统对于精密传动来说，需要在执行元件输出终端进行传动测量．如测量其位置、速度、加速度，同时将所测得的数据反馈给电子控制装置，让其进行比较，进行误差修正控制，最终实现精密传动。当有多个执行元件，其输出动作规律各不相同时，一方面要根据各执行元件工作情况来考虑其控制的方式，另一方面需要确定它们之间是否存在输出的联系。如果它们之间没有联系，可以让它们单独来工作，也可以通过构建PC机上位控制来统一管理。若工作联动内容经常变化，就应构建一个可以直接识别联动输出的软件，将联动输出写入软件当中，让其直接转化为控制程序，这样就能灵活地应对动作输出的需求。

四 机电一体化技术的发展

机电一体化的发展在20世纪60年代以前被称为初级阶段。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。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。

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、成型和系统集成以及并行工程设计和控制的实施尤显重要。此外，光学也进人了机电一体化阶段，产生了“光机电一体化”的新领域。进入20世纪90年代以后，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。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，与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。

五 现电一体化技术的应用领域

机电一体化技术在数控机床方面的主要应用领域：

第一，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。

第二，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，能最大限度地提高用户的使用效益。

第三，智能化设计。系统能提供面向车间的编程技术和实现二维、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。

第四，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。

参考文献

［1］董金森、张小扬.论机电一体化技术［J］.有色金属加工，2009（1）

机电一体化篇7

机电一体化就是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机的结合，并应用到实际中去的综合技术。随着科学技术的飞速发展，现代化的自动生产设备可以说都是机电一体化的设备。

机电一体化也称为机械电子学，是由英文单词Mechanics（机械学）的词头和Electronics（电子学）的词尾组合而成的新词，即Mechatronics。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被世界各国所承认和应用。随着电子技术和信息技术的迅猛发展，机电一体化技术也获得了高速发展，并对现代工业的生产产生了重要影响。

1 机电一体化的含义

在人类漫长的发展历史中，有一种“看不见的思想”推动着技术的进步和发展，而这种“看不见的思想”就是人们追求的“精益求精”的思想，也正是这种思想使人们创造了一个又一个技术奇迹，也正是“精益求精”的思想迫使人们去提高工作效率，从而创造了机电一体化技术。

机电一体化在国外被称为“Mechatronics”，这个词是由英文单词Mechanics（机械学）的词头和Electronics（电子学）的词尾组合而成的新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。随着科学技术的发展，这一技术已经得到包括我国在内的世界各国的承认和应用，我国的工程人员将这一名称译为“机电一体化技术”，机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。

2 机电一体化技术的发展历史

机电一体化技术的发展历程，大致可以分为三个阶段。

20世纪60年代以前是第一阶段，这一阶段是机电一体化的初创阶段，也就是电子技术开始在机械行业中得到广泛应用，因此，可以称其为“萌芽阶段”。在这一时期，电子技术研究的初步成果开始被人们用来完善机械产品的相关性能。尤其是第二次世界大战的爆发，更是刺激了机械产品与电子技术的结合，出现了一些机械性能相当优良的军事用途的机电产品。战后，这些军事用途的机电产品转为民用，对经济的恢复和技术的进步起到了积极的促进作用。

20世纪70年代到80年代是第二阶段，这一阶段机电一体化获得了蓬勃发展，因此，可以称其为“蓬勃发展阶段”。在这一时期，人们已经开始主动地去利用电子技术、通信技术和控制技术，也就是人们常讲的3C（Compute、Control、Communication Techology，简称3C）技术的发展成果来研究新的机电一体化产品。

20世纪90年代至今，是机电一体化技术发展的第三阶段，这一阶段智能化技术在机电一体化技术中得到了良好的应用，因此，这一阶段可以称其为“智能化阶段”。这一时期，由于人工智能技术、网络技术和光纤技术等的发展，为机电一体化带来了巨大的发展空间。而目前，随着机械技术与激光-微电子等技术的结合，光机电一体化技术将会成为机电一体化技术未来发展的重要方向。光机电一体化技术包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有丰富的功能和很高附加值；光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。随着机电一体化技术在各行各业的广泛应用，光机电一体化技术将会获得巨大的发展空间。

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。[1]21世纪，随着科学技术和人们的环保意识的提升，机电一体化的发展趋势主要是智能化、数字化、网络化、微型化及绿色化。

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化发展的重要趋势。随着计算机技术、信息技术、电子技术的飞速发展，机电一体化的智能化在工业中得到了广泛的应用，机器人就是机电一体化的重要体现。机器人就是通过计算机技术、电子技术、传感器技术等自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人的主要任务就是协助或代替人类的工作，尤其是一些危险场合，如高电压环境、核电站等，都需要机器人来完成人类不适宜的工作。随着机器人性能的提高，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域，机器人都有着非常重要的用途。

3.2 数字化

数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这是数字化的基本过程。21世纪是信息时代，信息的数字化越来越受到人们的重视。随着计算机技术的发展，奠定了机电产品数字化的基础，也为数字化设计和制造提供了重要手段，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有具有高可靠性、易操作性、可维护性以及自诊断能力等。

3.3 网络化

网络化就是指利用通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机及各类电子终端设备互联起来，按照一定的网络协议相互通信，以达到所有用户都可以共享软件、硬件和数据资源的目的。20世纪90年代中期，网络技术得到了迅猛发展，它把互联网上分散的资源融为有机整体，实现资源的全面共享和有机协作，使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息，给世界带来了巨大的变革，也给机电一体化的发展带来了重大影响，如可以通过网络对机电一体化的设备进行远程控制。机电一体化的产品很多，我们以数控机床为例来说明。

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

3.4 微型化

近年来，作为机电一体化技术的重要分支的微机电系统，得到了迅猛发展。微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米级，自八十年代中后期崛起以来发展极其迅速，被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域，将成为21世纪新的国民经济增长点和提高军事能力的重要技术途径。

由于微机电系统具有体积小、重量轻、能耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等优点，在生物医学、航空航天、工业、农业乃至国防等领域等有着广阔的应用前景。虽然目前技术上还存在一定困难，但取得技术上的重大突破已经为期不远。

3.5 多样化

未来的机电一体化装置将会越来越强化其与生命机体的相似性，它高度依赖于信息，具有相当高的智能，能够学习和积累经验，有灵活适应环境的能力，并能根据需要和具体条件进行决策、指挥并完成某些任务。[2]这些在技术上虽然有一定难度，但其部分功能已经得以实现。人们正在研究如何用机电一体化技术取代人体的大部分器官，如人造假肢，过去只是外表和真肢相似的机械化装置，而目前，已经研究出可以和身体器官相连的装置，这种假臂的手非常灵活，甚至可以操作乐器等。

3.6 绿色化

绿色设计就是指充分利用资源来获得绿色产品的设计。在漫长的人类发展史中，工业设计为人类创造了现代生活方式和生活环境，与此同时，也加速了资源、能源的消耗，并对地球的生态平衡造成了严重破坏。但地球上的一次性资源、能源毕竟有限，随着世界人口的日益增多和人们对物质生活越来越高的要求，这种高投入高输出发展模式能否持续下去、还能持续多久，已成为国际社会的重点研究课题。[3]鉴于此，绿色设计也就成了机电一体化发展的重要方向。绿色设计反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思，要求世界各国要合理的利用资源，转变传统粗放式的发展模式，采用以资源、能源高效利用为特色的集约型发展模式，是实现可持续发展的重要途径。

4 机电一体化的重要应用

机电一体化技术自问世以来获得了迅猛发展，推动了机械工业的良好发展，新产品层出不穷。无论是军事还是经济，亦或是生产、生活，机电一体化都在时刻推动着社会的发展。

4.1 数控机床

数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数和辅助运动等。数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。

4.2 工业机器人

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是工业物流自动化中的重要装置之一，是当今世界新技术革命的一个重要标志。[4]工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手。1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。1959年UNIMATION公司的第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。UNIMATION的VAL（very advantage language）语言也成为机器人领域最早的编程语言在各大学及科研机构中传播，这也是各个机器人品牌的最基本范本。

5 结束语

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。应当指出，机电一体化是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合，是机械设计理论的发展，而不是取代。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。

参考文献

[1]梁俊彦，李玉翔，林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯，2007.

[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造，2005.

[3]周琴.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].机械，2010.

机电一体化篇8

机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化、智能化。

一、机电一体化技术的具体内容

1　机械技术

该技术是机电一体化的基础，着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其他高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造工程中，经典的机械理论与工艺借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。

2　计算机与信息技术

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3　系统技术

以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目的出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

4　自动控制技术

范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5　传感检测技术

系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

6　伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性影响。

二、机电一体化系统组成

1　机械本体

包括机架、机械连接、机械传动等，是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性及几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。

2　检测传感部分

包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。

3　电子控制单元

是机电一体化系统的核心，负责将来各自传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的进行。

4　执行器

作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。

5　动力源

动力源是机电一体化产品能量供应部分，作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。

三、机电一体化的发展趋势

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。人工智能日益得到机电一体化研究建设的重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。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、混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使产品具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2　模块化

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式一项十分负责但又是非常重要的事还需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。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，计算机技术等的突出成就是网络技术。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。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

4　微型化

机电一体化篇9

二、内容摘要及关键词..................................2

三、正文............................................3-9

四、参考文献..........................................10

论文提纲

1、机电产品的优越性

2、机电一体化技术的应用

3、机电一体化技术的发展趋势

4、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

5、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

内容摘要、关键词

摘要：随着科技日益直向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的飞速发展，机电一体化技术应用越来越广泛，机电一体化逐渐成为国民经济增长的重要推助力。现如今，我国的机电一体化已取得初步成效，其应用领域不断拓展，有效解决了人工劳动强度大、工作效率低、不可控质量影响因素多等问题。本文将对机电一体化技术的应用进行简要概述，并展望其未来发展趋势。

关键词：机电一体化技术;应用;发展趋势

探究机电一体化的发展及应用

一、机电产品的优越性

与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性：

（一）使用安全性和可靠性提高

一般机电一体化产品都具有自动监视、提醒、报警等自动保护功能，可以减少和避免人身和设备事故，设备的使用安全性能明显提高。

（二）生产能力和工作质量提高

一体化的机电产品具有自动控制和自动处理信息的功能，其灵敏度、精确度等都有很大提高，可以确保机械按照设计要求完动工作，减少人为者主观因素的影响。

（三）人机交流和复合功能进一步得到提升

一体化机电普遍采用电子屏数字显示和程控技术，减少了许多外延性的操作，更加方便、简单，人机互动更容易。自动补偿、自动校验、自动调节保护等便多的智能化功能，能在不同工作场合领域适应更多的工作要求。

二、机电一体化技术的应用

（一）数控机床

数控机床又称数字控制机床，是配置程序控制系统的一种自动化机床。经大量试验数据表明，机电一体化技术是数控机床发展的可靠支撑，不仅提了升数控机床的加工精度、加工质量以及加工效率，同时还有助于加工性能多样化，以满足多元化的工业生产要求。数控机床的实际生产制造过程中，机电一体化技术为总线系统和CPU之间的多重连接提供便利，这对提高管理效率，丰富数控机床种类极为重要。首先，可以削弱多台数控机床的排斥效应，为机床使用周期的延长、生产效率的提高奠定了良好基础;其次，用户可以按照实际生产需求，对操作管理进行自定义设计，大幅度提高了数控机床的智能化水平。

（二）分布式控制系统

机电一体化技术应用于分布式控制系统，可以针对性解决集中控制系统的不足。首先，便于分布式控制系统进行控制流程简化，提高操作稳定性，进而实现对多台主机的有效管控。其次，可以强化系统运行的安全管理。具体来讲，分布式系统与机电一体化技术的结合，有助于控制级别多样化，以便针对不同生产情况，主机可以进行不同的操作管理。同时，还可以化繁为简，优化在线生产以及生产计划等功能，大幅度减少因控制系统故障导致的一系列后续问题。

（三）全自动照相机

全自动照相机是机电一体化技术应用的另一代表性产品。该类型照相机可以利用微电子技术，根据光线条件、拍摄距离等，自动对光圈、曝光速度以及焦距进行最优化选择。全自动照相机主要分为机械与电子两大组成部分，它们互相协作，是一个不可分割的整体。全自动照相机不仅包含精密机械以及复杂电路，同时还涉及光电检测、液晶显示等多种先进技术。

（四）工业机器人

在工业生产过程中，危险生产环节以及作业环境恶劣等情况在所难免，这导致人工操作存在诸多安全隐患。基于此，人们结合机电一体化技术，利用机器人代替人工进行高危操作，以降低工人劳动强度以及作业危险性，有效避免安全事故频发问题。纵观工业机器人发展史，有3个重要转折点：第一代机器人只能机械性重复简单工作，其自动化水平以及对于外界环境变化的敏感度偏低;第二代机器人可以部分感知外界工况，并可对部分信息进行判断与分析;第三代机器人的智能化水平较高，基本可以模拟人脑思维模式。这也是当下机电一体化技术的研发核心课题。

三、机电一体化技术的发展趋势

（一）人工智能

人工智能技术的迅猛发展，为机电一体化技术的智能化建设提供了可靠技术支撑。人工智能，就是指机械设备拥有人脑思维能力，可以自主思考问题，并及时对传感器收集信息进行有效分析与处理。与前两代机器人相比，第三代机器人的人工智能水平得到大跨步发展。与此同时，学习能力也是人工智能技术的重中之重，可以有效提升机电设备控制管理系统的精确性、高效性。

（二）网络化

当今社会是信息化时代，网络化是机电一体化技术发展的重要发展趋势。网络信息通讯技术的合理应用，可以强化机电一体化的远程管控质量，工作人员不需要对生产车间进行实时监控，就可以在任何时间、地点反馈生产信息，对生产规划进行动态管理，并根据实际情况，及时采取应对措施。

（三）模块化

实现模块化是机电一体化发展的迫切需求。然而，由于市场上的机电一体化产品五花八门，且不同配件往往产于不同的制造厂商，导致同一类型的机械设备多少会存在一定差异。同时，模块化对产品标准提出了更严格的要求，真正实现产品模块化，并不容易。因此，相关人员应加大研发力度，充分调动一切可利用资源，不断拓展资金渠道，为部件接口统一化奠定坚实基础。

四、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

为应对技术壁垒和反倾销，应由政府和行业协会、出口企业建立全面系统的专业信息平台。我国缺和一个综合性的信息平台，使政府的调控和监督作用难以有效发挥，行业协会的作用也很难到位，企业对国际标准或进口国标准等信息滞后，技术发展遇到壁垒。

五、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

我国有许多产品没有建立统一的技术标准，存在有标准不统一或低于标准的现象。这对于向其它国家作为主机出口发展方向的企业是一个无缺失。执法的不严不及明也使企业没有严格的质量标准意识，使我国机电产品在国际市场存在很大的质量疑问。

要使我国的机电产品在国际上有一足之地，要完善技术标准和相关法规的建设。

六、结束语

综上所述，机电一体化包含计算机技术、机械加工技术、电子信息技术等多方面内容，对社会生产力以及工业产业的发展具有直接性影响。只有机电一体化理念与时俱进，才能保障我国工业生产力在国际市场占有一席之地。因此，相关政府主管部门应健全制度体系，完善生产标准建设，积极拓展资金渠道，鼓励企业创新技术，促进机电一体化在人工智能、网络以及模块化、绿色化等方面实现大跨步的飞跃，为社会发展以及GDP增长提供可靠推助力。

参考文献

1、谢明扬，杜明鉴.机电一体化技术在汽车领域中的应用及发展研究[J].南方农机，2018，49(09):144+148.

机电一体化篇10

二、内容摘要及关键词..................................2

三、正文............................................3-9

四、参考文献..........................................10

论文提纲

1、机电产品的优越性

2、机电一体化技术的应用

3、机电一体化技术的发展趋势

4、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

5、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

内容摘要、关键词

摘要：随着科技日益直向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的飞速发展，机电一体化技术应用越来越广泛，机电一体化逐渐成为国民经济增长的重要推助力。现如今，我国的机电一体化已取得初步成效，其应用领域不断拓展，有效解决了人工劳动强度大、工作效率低、不可控质量影响因素多等问题。本文将对机电一体化技术的应用进行简要概述，并展望其未来发展趋势。

关键词：机电一体化技术;应用;发展趋势

探究机电一体化的发展及应用

一、机电产品的优越性

与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性：

（一）使用安全性和可靠性提高

一般机电一体化产品都具有自动监视、提醒、报警等自动保护功能，可以减少和避免人身和设备事故，设备的使用安全性能明显提高。

（二）生产能力和工作质量提高

一体化的机电产品具有自动控制和自动处理信息的功能，其灵敏度、精确度等都有很大提高，可以确保机械按照设计要求完动工作，减少人为者主观因素的影响。

（三）人机交流和复合功能进一步得到提升

一体化机电普遍采用电子屏数字显示和程控技术，减少了许多外延性的操作，更加方便、简单，人机互动更容易。自动补偿、自动校验、自动调节保护等便多的智能化功能，能在不同工作场合领域适应更多的工作要求。

二、机电一体化技术的应用

（一）数控机床

数控机床又称数字控制机床，是配置程序控制系统的一种自动化机床。经大量试验数据表明，机电一体化技术是数控机床发展的可靠支撑，不仅提了升数控机床的加工精度、加工质量以及加工效率，同时还有助于加工性能多样化，以满足多元化的工业生产要求。数控机床的实际生产制造过程中，机电一体化技术为总线系统和CPU之间的多重连接提供便利，这对提高管理效率，丰富数控机床种类极为重要。首先，可以削弱多台数控机床的排斥效应，为机床使用周期的延长、生产效率的提高奠定了良好基础;其次，用户可以按照实际生产需求，对操作管理进行自定义设计，大幅度提高了数控机床的智能化水平。

（二）分布式控制系统

机电一体化技术应用于分布式控制系统，可以针对性解决集中控制系统的不足。首先，便于分布式控制系统进行控制流程简化，提高操作稳定性，进而实现对多台主机的有效管控。其次，可以强化系统运行的安全管理。具体来讲，分布式系统与机电一体化技术的结合，有助于控制级别多样化，以便针对不同生产情况，主机可以进行不同的操作管理。同时，还可以化繁为简，优化在线生产以及生产计划等功能，大幅度减少因控制系统故障导致的一系列后续问题。

（三）全自动照相机

全自动照相机是机电一体化技术应用的另一代表性产品。该类型照相机可以利用微电子技术，根据光线条件、拍摄距离等，自动对光圈、曝光速度以及焦距进行最优化选择。全自动照相机主要分为机械与电子两大组成部分，它们互相协作，是一个不可分割的整体。全自动照相机不仅包含精密机械以及复杂电路，同时还涉及光电检测、液晶显示等多种先进技术。

（四）工业机器人

在工业生产过程中，危险生产环节以及作业环境恶劣等情况在所难免，这导致人工操作存在诸多安全隐患。基于此，人们结合机电一体化技术，利用机器人代替人工进行高危操作，以降低工人劳动强度以及作业危险性，有效避免安全事故频发问题。纵观工业机器人发展史，有3个重要转折点：第一代机器人只能机械性重复简单工作，其自动化水平以及对于外界环境变化的敏感度偏低;第二代机器人可以部分感知外界工况，并可对部分信息进行判断与分析;第三代机器人的智能化水平较高，基本可以模拟人脑思维模式。这也是当下机电一体化技术的研发核心课题。

三、机电一体化技术的发展趋势

（一）人工智能

人工智能技术的迅猛发展，为机电一体化技术的智能化建设提供了可靠技术支撑。人工智能，就是指机械设备拥有人脑思维能力，可以自主思考问题，并及时对传感器收集信息进行有效分析与处理。与前两代机器人相比，第三代机器人的人工智能水平得到大跨步发展。与此同时，学习能力也是人工智能技术的重中之重，可以有效提升机电设备控制管理系统的精确性、高效性。

（二）网络化

当今社会是信息化时代，网络化是机电一体化技术发展的重要发展趋势。网络信息通讯技术的合理应用，可以强化机电一体化的远程管控质量，工作人员不需要对生产车间进行实时监控，就可以在任何时间、地点反馈生产信息，对生产规划进行动态管理，并根据实际情况，及时采取应对措施。

（三）模块化

实现模块化是机电一体化发展的迫切需求。然而，由于市场上的机电一体化产品五花八门，且不同配件往往产于不同的制造厂商，导致同一类型的机械设备多少会存在一定差异。同时，模块化对产品标准提出了更严格的要求，真正实现产品模块化，并不容易。因此，相关人员应加大研发力度，充分调动一切可利用资源，不断拓展资金渠道，为部件接口统一化奠定坚实基础。

四、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

为应对技术壁垒和反倾销，应由政府和行业协会、出口企业建立全面系统的专业信息平台。我国缺和一个综合性的信息平台，使政府的调控和监督作用难以有效发挥，行业协会的作用也很难到位，企业对国际标准或进口国标准等信息滞后，技术发展遇到壁垒。

五、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

我国有许多产品没有建立统一的技术标准，存在有标准不统一或低于标准的现象。这对于向其它国家作为主机出口发展方向的企业是一个无缺失。执法的不严不及明也使企业没有严格的质量标准意识，使我国机电产品在国际市场存在很大的质量疑问。

要使我国的机电产品在国际上有一足之地，要完善技术标准和相关法规的建设。

六、结束语

综上所述，机电一体化包含计算机技术、机械加工技术、电子信息技术等多方面内容，对社会生产力以及工业产业的发展具有直接性影响。只有机电一体化理念与时俱进，才能保障我国工业生产力在国际市场占有一席之地。因此，相关政府主管部门应健全制度体系，完善生产标准建设，积极拓展资金渠道，鼓励企业创新技术，促进机电一体化在人工智能、网络以及模块化、绿色化等方面实现大跨步的飞跃，为社会发展以及GDP增长提供可靠推助力。

参考文献

1、谢明扬，杜明鉴.机电一体化技术在汽车领域中的应用及发展研究[J].南方农机，2018，49(09):144+148.

机电一体化篇11

机电一体化是机电一体化技术及产品的统称。所谓机电一体化技术是在机械控制中引入电子技术，也就是在机械运动中采用传感器检测设备，由计算机对检测数据进行处理运算，计算获得预先指定机械运动的控制信号，并由接口技术将控制信号传输给控制执行装置，实现各功能单元以及整个系统配置最优化的系统工程技术。

1、机电一体化技术发展的方向

机电一体化已发展成综合运用机械电子技术、自动控制技术、计算机技术、光电技术、数据传输技术等群体技术,工业生产已由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化产品的各个组成部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。机电一体化朝着以下几个方向发展。

1.1 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（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。

1.2 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。

1.3 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。

1.4 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。

1.5 微型化方向

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。当这一成果用于实际产品时，就没有必要再区分机械部分和控制器部分了。那时，机械和电子完全可以“融合”机体，执行结构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。

2、机电一体化技术应用

2.1 在现代机械制造业中的应用

传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

2.2 在工业生产流水线中的应用

机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在工业设备生产流水线中的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大幅度改善生产的产品质量,提高其国内、国际竞争能力。

2.3 在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，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。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。钢铁企业的 CIMS 是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

3、结语

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，随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,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。

参考文献

机电一体化篇12

计算机等电子技术的广泛应用，为制造业注入了生机。如今，机电一体化产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性，逐渐成为高新技术产业中的主导产业，成为新世纪经济发展的重要支柱之一。在此背景下，各职业学校纷纷开设机电一体化专业，以满足社会对该专业人才的需求。据笔者初步调查，浙江省办有工科类专业的职业学校几乎都开设了机电一体化专业。与此同时，“高薪急聘数控操作人才”之类的招聘广告屡见不鲜，从人才市场和企业反馈的信息也表明，社会对高质量机电一体化专业人才的需求量很大。从近些年机电一体化专业毕业生数量上看，应基本能缓解当地企业对该专业人才的急需，不至于供需严重失衡，问题出在供非所求。职业学校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置、实习实训内容及条件等方面存在问题。因此，机电一体化专业建设与课程体系的再构建，是当前亟待解决的问题。

一、机电一体化技术的界定

1、内涵

传统意义上的机电一体化，主要指机械与电工电子及电气控制这两方面的一体化，并且明显偏重于机械方面。当前科技发展的态势特别注重学科间的交叉、融合以及电子计算机的应用，机电一体化技术就是利用电子技术、信息技术（主要包括传感器技术、控制技术、计算机技术等）使机械实现柔性化和智能化的技术。机械技术可以承受较大载荷，但不易实现微小和复杂运动的控制，而电子技术则相反，不能承受较大载荷，却容易实现微小运动和复杂运动的控制，使机械实现柔性化和智能化。机电一体化的目标是将机械技术与电子技术实现完美结合，充分发挥各自长处，实现互补。与其相关的学科应包括机械工程学科、检测与控制学科、电子信息学科三大块内容。

2、本质

机电一体技术的本质是将电子技术引入机械控制中，也就是利用传感器检测机械运动，将检测信息输入计算机，计算得到能够实现预期运动的控制信号.由此来控制执行装置。开发计算机软件的任务，就是通过输入计算机的检测信息，计算得到能够实现预期运动的控制信号。另外，若是一件真正意义上的机电一体化产品，则其应具备两个明显特征：一是产品中要有运动机械；二是采用了电子技术，使运动机械实现柔性化和智能化。

3、作用与系统

采用机电一体化技术的最大作用是扩展新功

能，增强柔性。首先，它是众多自动化技术中最重要的一种，如实现过程自动化（PA，即连续体自动化）、机械自动化（FA，即固体自动化）、办公自动化（OA，即信息自动化）等。其次，机电一体化技术又是按照用户个人的特殊需求来制造、提品这一当今最高级供贷方式的关键技术。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成，如机器人就是一个十分典型的机电一体化系统。

二、机电一体化专业建设与课程体系现状分析

1、专业定位模糊，需准确定位

由教学计划可看出，目前职业学校机电一体化专业基本上按“既懂机又会电”来定位，但实际上机械与电子本身各自为两大学科，内容十分丰富，涉及面非常广，让一名职业学校生在短短的三年时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能，是不现实的，也没有这个必要。前述的理想化定位，往往造成“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面，失去了该专业应有的特色，达不到培养目标。从理论上来说，其定位应以机为主、电为辅，或者电为主、机为辅均可。由于许多机械类专业如机械制造及自动化等一般也强化了电子和计算机等方面的应用，使它们没多大差异，体现不出自己的特色，实际上行不通。因此，机电一体化专业应定位在“以电为主、机为辅，机、电、计算机三足鼎立”为宜。

2、双师型教师队伍力量薄弱

由于种种原因，目前高职机电一体化专业“双师型”教师比例仍很低，专业理论教师不能指导实训教学，实训教师基础理论薄弱，不能讲授专业理论课的现象还较普遍，必须采取加强培训或从企业聘任兼职教师等途径加以解决。

3、教学实验、实训条件落后，实践训练水平有待提高

总体看来，各职业学校虽具备一些专业基础课、专业课的实验条件，但基本上都是以验证性、演示性为主，很少具有本专业的综合性、设计性实验，缺乏融合机与电为一体的大型综合性实验或综合性课程，影响了专业技能和工程实践能力的提高。教学实训设施也大大落后于当今企业，实践训练水平不高，应采用与企业合作等方式尽快提升层次。

4、适应新技术发展的课程体系有待构建