機電一體化精選(九篇)

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第1篇：機電一體化范文

關(guān)鍵詞 機電一體化；電機；控制

中圖分類號：TP273 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）022-015-2

1 概述

1.1 機電一體化簡述

機電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體的技術(shù)。隨著現(xiàn)在計算機技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的普及，機電一體化技術(shù)已經(jīng)由原來的單一技術(shù)逐步發(fā)展到自動控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等相互交叉，形成了一個完整的體系。與原有的體系有所區(qū)別。尤其是計算機的使用更是使這一領(lǐng)域的發(fā)展得到了強有力的支撐。隨著科技的不斷的進步，社會經(jīng)濟的不斷擴大，機電一體化已經(jīng)深入到了各個行業(yè)之中，創(chuàng)造出了大量的社會財富。機電一體化的最基本的特征就是將計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等技術(shù)有機的相結(jié)合在一起，通過這些技術(shù)的運用將生產(chǎn)的工作有效的分配到各個需要的工作崗位上，通過機電一體化的使用，提高了原來的工作效率，并且在生產(chǎn)過程中更是降低了能耗，提高了安全性，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量也有進一步的提升。

1.2 機電一體化的發(fā)展歷史

機電一體化的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀的60年代，發(fā)展過程可以概括為以下幾個階段。

1）原始階段：電子技術(shù)的應(yīng)用到機械裝置中的生產(chǎn)中來，從電子技術(shù)的最初的發(fā)展就是建立在機械設(shè)備的技術(shù)改造上的，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，促進了兩者的結(jié)合。

2）初級發(fā)展階段；計算機的使用，使得機械的電子化控制進一步的得到了加強。計算機在電子控制方面的介入，為機電一體化控制提供了強有力的技術(shù)支持。

3）蓬勃發(fā)展階段：由于科學(xué)技術(shù)的不斷進步，各個科學(xué)領(lǐng)域都影響到了機電一體化的發(fā)展，例如，光纖技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)、智能技術(shù)等等應(yīng)用，使機電一體化得到了充分的發(fā)展。以后也將有更多的新技術(shù)會應(yīng)用到其中來。

1.3 機電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域

經(jīng)過近50年的發(fā)展，機電一體化取得的長足的進步，但是在應(yīng)用的范圍上還是主要應(yīng)用在自動生產(chǎn)線和數(shù)控機床方面。機床從最早的手動車床發(fā)展到現(xiàn)在數(shù)控機床，無論在功能上、操作上、效率上都比原來的機床有了顯著的提高，數(shù)控機床可以根據(jù)加工的產(chǎn)品的參數(shù)來進行精確的操作，數(shù)控機床的另一特點是通過電腦來進行控制的，在對相同的產(chǎn)品進行重復(fù)的加工的時候，工作人員只需要根據(jù)事先設(shè)計好的參數(shù)進行選擇，剩下的就可以在由數(shù)控機床自己來進行加工了，一個人工作人員可以同時操作多臺數(shù)控機床來進行生產(chǎn)。

2 機電一體化中電機控制技術(shù)現(xiàn)況

我國的工業(yè)經(jīng)歷了一個從無到有的發(fā)展過程，發(fā)展到現(xiàn)階段，比起最初的起步階段已經(jīng)有了很大的改變，但是某些的技術(shù)上與發(fā)達國家還存在一定的差距，其中最明顯的就是電機的控制技術(shù)。電機控制技術(shù)是機電一體化過程中不可或缺的一個重要組成部分，在我國的工業(yè)發(fā)展中扮演了重要的角色，也是國家大力發(fā)展的一個目標(biāo)，電機的運行在整個的工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)中屬于重中之重。電機的運用到生產(chǎn)中來，可以有效的降低工作成本，提高工作效率。

由于電機設(shè)備是機電一體化生產(chǎn)中的關(guān)鍵部件，機電設(shè)備的出現(xiàn)問題的地方，多數(shù)是在電機控制保護裝置中，所以電機必須要有堅硬的電機保護外殼，同時還要有良好的絕緣性。隨著機械的自動化的程度越來越高，很多需要工作人員操作的地方都由機械設(shè)備所取代，隨著自動化程度的越來越高，生產(chǎn)的效率越來越高，但是時間長了，機械的工作和電機設(shè)備的長時間運轉(zhuǎn)，都會造成磨損，由于長期處于高溫、高壓、電壓不穩(wěn)定、酸腐等惡劣環(huán)境下，很容易出現(xiàn)各種各樣的問題，造成機電設(shè)備的老化，降低了機器的使用壽命。為了能夠及時有效的了解機電設(shè)備的運行情況，這就需要我們的技術(shù)人員長時間的測試和試驗，以便對機電設(shè)備做出合理的維護和檢修。

3 未來機電一體化電機控制發(fā)展和展望

從以上的情況中，我們不難看出阻礙機電一體化發(fā)展的問題所在。只有在機電設(shè)備這個重要環(huán)節(jié)上下工夫，才能解決問題，但這并不是一朝一夕可以解決的，需要大量的相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員通過各種實驗和測試加以解決，其中在涉及到控制部分的專業(yè)就有單片機、整流模塊、輸入、輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、報警電路等多個相關(guān)的工程學(xué)科，就拿其中的單片機來講，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊，從我們生活中的遙控器中到天上的無人偵察的控制，都有單片機的身影，單片機為了滿足機電一體化控制的需求，就需要專業(yè)的人員來對單片機進行數(shù)據(jù)編程，然后再將所編寫的程序固定到單片機的芯片中去。其中的一個環(huán)節(jié)就需要涉及到很多的科學(xué)知識，將其中的各個技術(shù)環(huán)節(jié)都拆開來進行研究可見是一項相當(dāng)浩大的工程。它需要經(jīng)過多個領(lǐng)域的技術(shù)人員通力合作才能完成的。

在未來的機電一體化的發(fā)展過程中，必將涉及到更多的科學(xué)領(lǐng)域，這些科學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)，都為機電一體化控制提供重要的技術(shù)支撐，這些技術(shù)的使用，可以降低能源的消耗、資源的浪費、降低人們的成本、產(chǎn)品的成本并提高產(chǎn)品的質(zhì)量，為社會創(chuàng)造大量的財富，還可以極大的提高人們的生活質(zhì)量，增強國家的實力，為我國的發(fā)展盡一份力。

4 結(jié)束語

將機械設(shè)備與電子設(shè)備有機的組合到一起，就是機電一體化控制。兩者相互促進相輔相成，隨著越來越多的新技術(shù)的使用，機電一體化控制的發(fā)展前途光明，隨著社會的不斷進步，對生活的要求人們也在不斷的提高，這就對各種生活資料提出了更多需求，為了滿足這些需求，必然會有越來越多的領(lǐng)域采用機電一體化控制技術(shù)來進行生產(chǎn)?，F(xiàn)代社會是一個信息爆炸的時代，計算機、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化技術(shù)、虛擬技術(shù)等等新技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，必將對機電一體化控制技術(shù)產(chǎn)生更加深遠的影響，在技術(shù)的提升同時，也必將會為機電一體化的發(fā)展帶來更美好的前景。

參考文獻

[1]程顯敏.機電一體化的發(fā)展趨勢[J].黑龍江交通科技，2011（08）.

第2篇：機電一體化范文

關(guān)鍵詞：煤炭機械機電一體化

煤礦機電一體化技術(shù)在這一時期顯得尤為重要,它使機械、電子技術(shù)和液壓控制技術(shù)有機的結(jié)合,極大地提高了煤礦機械的各種性能,如安全性、經(jīng)濟性、可靠性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護等。目前以微機或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機械中的應(yīng)用已很普及,電子控制技術(shù)已深入到煤礦機械的許多領(lǐng)域,如提升機和采煤機,提升機的PLC系統(tǒng),采煤機的變頻控制系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)操作等,煤礦機械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報警等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對煤礦機械的性能要求也在不斷提高,電子(微機)控制裝置在煤礦機械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜、維護也將更加專業(yè)化。特別是,隨著我國進口及國產(chǎn)煤礦機械數(shù)量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機械,使其發(fā)揮最大的效率,是煤礦機電部門所面臨的一個重要的問題。

為幫助煤礦機械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就這些做一下介紹與淺述。

煤礦生產(chǎn)中,煤礦機械的性能自動化程度及其經(jīng)濟性等可以說直接影響到生產(chǎn);也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機械的動力性、經(jīng)濟性、可靠性,從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機械不可缺少的組成部分,同時也是評價煤礦現(xiàn)代機械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對煤礦機電產(chǎn)品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機械中所占的比重越來越大,其功能將會越來越強,應(yīng)用范圍也將越來越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓(xùn)工作和對煤礦設(shè)備的管理工作也顯得尤為重要。

煤礦生產(chǎn)施工要求煤礦機械具有以下性能:皮實耐用且維修簡單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動化程度高且操作簡單,施工質(zhì)量好,精度高;性能穩(wěn)定,工作可靠,安全性高,使用壽命長;具有較好的經(jīng)濟性,即高的技術(shù)價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機維修時間。

為適應(yīng)煤礦機械對性能的要求,僅僅依靠機械和液壓技術(shù)的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術(shù)的發(fā)展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術(shù),將其引入到煤礦機械中,必將會給煤礦機械帶來了新的技術(shù)變革,使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。

機電一體化又稱機械電子工程學(xué),是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨立的交叉學(xué)科。機電一體化技術(shù)從70年代中期開始在國外機械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動了機械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機械上的應(yīng)用,極大促進了煤礦機電產(chǎn)品的性能,使煤礦機械進入了一個飛躍的發(fā)展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,在我國也是發(fā)展的方向,已成為機械高性能的體現(xiàn)。目前機械的電子(微機)控制系統(tǒng)主要用以實現(xiàn)如下功能:

1、在線監(jiān)控、自動報警及故障自診,即對煤礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能動報警并準(zhǔn)確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設(shè)備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設(shè)備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC控制,可實現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診,還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來越智能化。

2、節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率。例如井下使用的膠帶輸送機、通風(fēng)機、提升機等,使用變頻起動、PLC控制系統(tǒng),節(jié)電量就為30%左右,同時生產(chǎn)效率也大大提高。

3、自動化或半自動化程度的提高

煤礦機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足,對作業(yè)精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng),就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會自動連續(xù)動作,也可實現(xiàn)遠程控制和工作面無人操作。新晨

4、其他應(yīng)用

第3篇：機電一體化范文

1.1液壓挖掘機中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展從機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程來看，其在液壓挖掘機當(dāng)中的應(yīng)用與發(fā)展大致可分為四個階段：1）電子監(jiān)控階段。這個階段是機電一體化技術(shù)比較早的一個發(fā)展階段，在對液壓挖掘機的工作狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)進行監(jiān)測時主要采用的的電子技術(shù)和傳感技術(shù)，電子檢測技術(shù)的不斷發(fā)展給該階段的液壓技術(shù)、機電一體化技術(shù)的有機融合創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件，電子檢測可以實現(xiàn)對液壓挖掘機各個狀態(tài)參數(shù)的及時了解、掌握。電子監(jiān)控階段為實現(xiàn)液壓挖掘機中應(yīng)用與發(fā)展機電一體化技術(shù)奠定了必要的基礎(chǔ)。2）電控節(jié)能階段。在這一階段，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用得到了更好的發(fā)展，在對數(shù)據(jù)以及相關(guān)工作參數(shù)進行檢測的同時，還能夠?qū)z測到的數(shù)據(jù)做出分析與計算，而后借助電子控制的方法來實現(xiàn)對挖掘機的操控，使得液壓挖掘機的工作過程效率高且節(jié)能環(huán)保。3）軌跡控制階段。這個階段是按照預(yù)定的軌跡來進行軌跡控制的設(shè)計，進一步促進了機電一體化技術(shù)在液壓挖掘機當(dāng)中的發(fā)展。4）智能化機器人階段。智能機器人階段實現(xiàn)了機電一體化在液壓挖掘機當(dāng)中的應(yīng)用目的，在此階段中挖掘機完全依靠機器操控與管理，極大地提高了液壓挖掘機的工作效率，并且還能使其參與到一些人工不便參與的高危工程的挖掘工作當(dāng)中，在保證了人員安全的同時也進一步拓寬了液壓挖掘機的使用范圍。

1.2我國的液壓挖掘機中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用隨著我國社會的不斷發(fā)展以及工程建設(shè)的壯大，液壓挖掘機正慢慢向大型化的方向發(fā)展，在這樣的背景下，液壓挖掘機的效率和節(jié)能效益都迫切地需要提高。在整個大功率挖掘機當(dāng)中，即使是一點點的節(jié)能都能帶來經(jīng)濟效益上的極大節(jié)約，因此，強化液壓挖掘機的電子化與自動化不僅僅是出于對機器的安全性、經(jīng)濟性以及高效率、高質(zhì)量的考慮，也是對節(jié)能方面的考量。為了減小和發(fā)達國家的差距，我國在液壓挖掘機工業(yè)當(dāng)中采用了技術(shù)引進的方案，通過對國外先進技術(shù)的引進實現(xiàn)在較短的時間內(nèi)和較少的資金下提升生產(chǎn)技術(shù)水平，促進液壓挖掘機技術(shù)方面的進步。我國對液壓挖掘機的研究正朝著機-電-液控制系統(tǒng)的方向上轉(zhuǎn)移，不斷地更新與提高液壓挖掘機的控制方式，使其從最初的機械杠桿控制慢慢轉(zhuǎn)變成了液壓控制。無線電控制與計算機控制將會是我國液壓挖掘機控制方式的未來發(fā)展前景。因此，在研究液壓挖掘機的機電一體化技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)將重點放在其控制系統(tǒng)方面。

2液壓挖掘機機電一體化進程中的兩大分歧

由于機器的技術(shù)成本在不斷地減小，促進了液壓挖掘機的電子技術(shù)的有效推進，然而機電一體化技術(shù)的普及未能及時跟上液壓挖掘機電子技術(shù)的發(fā)展步伐，使得其出現(xiàn)了一些維護和保養(yǎng)方面的問題，在解決問題的過程中出現(xiàn)了液壓挖掘機機電一體化進程的分歧：一種是以CAT與小松各機型為代表的由微機與液壓系統(tǒng)聯(lián)合控制動力裝置方法，如小松PC200-5液壓挖掘機；另外一種是以日立公司近年產(chǎn)品為代表的完全采用電腦來控制動力裝置方法，如日立EX100WD2輪式液壓挖掘機。這兩大分歧代表了液壓挖掘機機電一體化進程中的設(shè)計、使用的兩種風(fēng)格，在實際應(yīng)用中各有利弊。1）供油系統(tǒng)。日立EX100WD2輪式液壓挖掘機的液壓主泵系統(tǒng)運用的是單泵供油的方法，在降低結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的同時實現(xiàn)復(fù)合操作，對執(zhí)行元件的工作速度進行控制，并采取壓力補償法來控制流量；小松PC200-5的液壓主泵系統(tǒng)則采用了雙泵雙回路，解決了單泵供油負載不同執(zhí)行元件的問題，但其主要使用的是液壓控制，機電一體化程度相對較低。2）液壓泵調(diào)節(jié)。在液壓泵的調(diào)節(jié)過程當(dāng)中，PC200-5主要采用的是電液聯(lián)合控制，而EX100WD2則采用了全電腦控制，然而現(xiàn)階段的全電腦控制受到環(huán)境影響，電子系統(tǒng)易發(fā)生故障，并引發(fā)整機癱瘓，使工程受到延誤。

3總結(jié)

第4篇：機電一體化范文

關(guān)鍵詞：機電一體化；基本概念；核心技術(shù)；發(fā)展進程；發(fā)展方向

中圖分類號：TH-39 文獻標(biāo)識碼： A

隨著現(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。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。“機電一體化”意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。

一、機電一體化技術(shù)基本概念

機電一體化技術(shù)是在微型計算機為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機電一體化的核心技術(shù)

1、機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(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、計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、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，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

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，系統(tǒng)的自動化程序就越高。

三、機電一體化的發(fā)展進程

1、數(shù)控機床問世：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、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)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

四、機電一體化的發(fā)展方向

20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

1、智能化：是21世紀機電一體化技術(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、運籌學(xué)、計算機科學(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90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3、自動化：所謂自動化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個自動化系統(tǒng)通常由多個環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實現(xiàn)自動運行目標(biāo)。

4、綠色化：機電一體化產(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)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。

第5篇：機電一體化范文

關(guān)鍵詞 機電一體化；PLC技術(shù)；發(fā)展趨勢

中圖分類號TH-39 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2012）78-0041-02

0 引言

當(dāng)前，電子、通訊等方面的技術(shù)得到了革新，有效的推動了機電一體化的研究，并實現(xiàn)了機械和電子技術(shù)之間的融合。尤其是在微型計算機、集成電路產(chǎn)品進入到市場后，為機電一體化的深入研究和發(fā)展創(chuàng)設(shè)了積極的條件。與此同時，國內(nèi)高等院校以及相關(guān)企業(yè)單位都在進行了相關(guān)的研究，為機電一體化的發(fā)展和技術(shù)革新搭建了堅實的基礎(chǔ)。

1 我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國于上世紀80年代開始針對機電一體化技術(shù)進行了研究，國家也為此投入了多項人力物力，在2010年的發(fā)展綱要中，明確指出要針對機電一體化技術(shù)進行革新和發(fā)展，并提出了相關(guān)的策略。及至到上世紀90年代，機電一體化已經(jīng)邁入到另一個發(fā)展的進程，其突出特征主要體現(xiàn)在以下三個方面：其一，光學(xué)、通信等社會領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到機電一體化技術(shù)的研創(chuàng)過程中，尤其是隨著微細加工技術(shù)在其中的廣泛應(yīng)用，有效的帶動了微機電一體化技術(shù)的發(fā)展；其二，機電一體化系統(tǒng)無論是在設(shè)計階段，還是在集成分析過程中，都已經(jīng)邁入了智能化的發(fā)展階段，并把其作為一門學(xué)科進行獨立的研究；其三，隨著光纖技術(shù)、人工智能技術(shù)等新型技術(shù)的深入研究和應(yīng)用，有效的為機電一體化技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)設(shè)了一個更為寬廣的發(fā)展空間。

2 機電一體化的發(fā)展趨勢

長期以來，工業(yè)一直都占據(jù)我國社會經(jīng)濟的主導(dǎo)地位，工業(yè)的領(lǐng)先發(fā)展也在不同程度上促進了機械制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是對機電一體化的技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要的作用。事實上，機電一體化是一種綜合的技術(shù)領(lǐng)域，以電子技術(shù)及其相關(guān)的應(yīng)用作為發(fā)展的中心部分，其中微型計算機在社會各個領(lǐng)域中發(fā)揮的作用更加的突出。

2.1 智能化

在機電一體化的不斷發(fā)展進程中，智能化是作為它根本的發(fā)展趨勢，同時也是體現(xiàn)相關(guān)機電產(chǎn)品的有效渠道。智能化是對工業(yè)機械操作系統(tǒng)的一種簡述，它還具備多個方面的能力，如推斷力、決策力等?，F(xiàn)代化的機電一體化與傳統(tǒng)的技術(shù)相比較，要真正保證它的智能化推進就應(yīng)該基于現(xiàn)代機械理論的發(fā)展過程中，同時還應(yīng)不斷的結(jié)合生理學(xué)、計算機科學(xué)等方法和理念，在吸收芯片技術(shù)等取得的成果來實現(xiàn)。基于智能化的基礎(chǔ)上，機電一體化的視角焦點集中在產(chǎn)品的整體性能上，當(dāng)前自動清潔機等產(chǎn)品都已經(jīng)步入到了研創(chuàng)的發(fā)展階段，正是通過對這些產(chǎn)品實行智能化的控制和處理，才能進一步的保證產(chǎn)品的綜合質(zhì)量。

2.2 集中監(jiān)控化

集中監(jiān)控化在機電一體化中的應(yīng)用日益深入，它的突出優(yōu)勢就是能有效的保證設(shè)備的正常運行和管理。它與傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品相對比可以得知，在集中監(jiān)控下的設(shè)計過程中，更多的是注重各個支部功能的合一作用行，換句話說，在中央監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測下，只要其中某一個系統(tǒng)發(fā)生了阻礙，就可以得到及時的發(fā)現(xiàn)，并對其進行處理。隨著機電一體化不斷的發(fā)展，更加注重相關(guān)設(shè)備的安全性，并借助技術(shù)上的革新來保證機電設(shè)備的集中監(jiān)控化。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)前已經(jīng)進入到了計算機網(wǎng)絡(luò)的時代，網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)覆蓋到各個社會領(lǐng)域中，自上世紀90年代后，我國的機電一體化在研創(chuàng)的過程中就開始與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相接軌，并在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐下取得了一定的成效。特別是進入到21世紀后，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基本媒介的遠程技術(shù)在社會上興起，促使遠程控制技術(shù)在我國的機電一體化領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，從而有效的引領(lǐng)機電技術(shù)邁向了新時代。在今后的機電一體化發(fā)展過程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能在一定程度上保證產(chǎn)品的安全性和作用性。

2.4 微型化

微型化的基本特征是不需要對機械和控制進行相互的區(qū)別，而是實現(xiàn)了兩者之間的充分融合，所以對于機電一體化的研究和應(yīng)用來說，就不需要把傳感器、CPU等核心部分進行相的分離，并且縮減了產(chǎn)品的體積，促使機電一體化在技術(shù)上取得了全新的成就。我國已經(jīng)陸續(xù)的研創(chuàng)出一些微機電一體化產(chǎn)品，這些產(chǎn)品也在我國軍事、通訊等領(lǐng)域中得到應(yīng)用，但我國現(xiàn)今仍然還存在微機械技術(shù)處在低水平的棘手問題，在今后的技術(shù)研究中應(yīng)針對這些問題進行突破。

2.5 PLC技術(shù)的應(yīng)用

PLC的全稱是可編程邏輯控制器，它具備邏輯監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等功能，因此，它在機電一體化的領(lǐng)域中，可以實現(xiàn)高速脈沖輸出與接收，并在這一功能下還具備了傳感器。這與傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)相對比，PLC技術(shù)在機電一體化中廣泛運用可以保證數(shù)量的控制，并可以使相關(guān)的數(shù)據(jù)得以顯現(xiàn)，這就有助于管理人員對各種數(shù)據(jù)進行及時的統(tǒng)計。另外，PLC技術(shù)在機電一體化中的應(yīng)用還表現(xiàn)出通訊功能，實現(xiàn)了運動控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能的實現(xiàn)。

3 結(jié)論

總之，雖然我國的機電一體化技術(shù)已經(jīng)取得了較為明顯的成績，但相對于發(fā)達國家來說仍然存在一定的差距。但是在我國社會經(jīng)濟的推動下，尤其是在機械制造業(yè)等領(lǐng)域的快速發(fā)展下，我國的機電一體化技術(shù)必然邁向新的發(fā)展道路，對于機電一體化今后發(fā)展趨勢的研究也具有現(xiàn)實的意義，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)大國轉(zhuǎn)向工業(yè)大國的基礎(chǔ)條件。與此同時，在推動機電一體化技術(shù)革新的過程中，我國也十分注重技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，對現(xiàn)存的不合理技術(shù)格局進行全面的改編，并使其與國際的技術(shù)力量相融合。

參考文獻

第6篇：機電一體化范文

1、機電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計算機技術(shù)迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)，目前正向光機電一體化技術(shù)（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向發(fā)展，應(yīng)用范圍愈來愈廣泛。

2、機電一體化在國外被稱為Mechatronics是日本人在20世紀70年代初提出來的，它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個新詞，意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。這一名稱已經(jīng)得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機電一體化技術(shù)，機電一體化技術(shù)又稱為機械電子技術(shù)，是機械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。機電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)與機械技術(shù)的相互交叉與融合，是諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。它包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：光機電一體化產(chǎn)品是集光學(xué)、機械、微電子、自動控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；光機電一體化技術(shù)是指其技術(shù)原理和使光機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)，使用和發(fā)展的技術(shù)。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

第7篇：機電一體化范文

關(guān)鍵詞：機電一體化、控制系統(tǒng)、設(shè)計

中圖分類號：U415.521

1. 壓路機機電一體化設(shè)計的國內(nèi)外概述

1.1國外壓路機機電一體化技術(shù)的發(fā)展

國外很多公司的自動壓實控制系統(tǒng)的新型智能可變振幅的Variomatic振動壓路機是用兩個相對旋轉(zhuǎn)的偏心軸來振動壓實輪，雙軸布置使輪子振動力的大小和方向隨著被壓物料上振動加速度的變化而相應(yīng)的變化，用液壓系統(tǒng)來調(diào)整兩軸之間的角度，通過電子控制的方式自動地完成從垂直到水平方向的無級變化，用裝在輪上的加速度表來不間斷的顯示物料硬度隨壓實進程的變化。把通過加速度表獲得的數(shù)據(jù)輸送到壓路機上的計算機里，并保存到軟、硬盤中，計算機把這些數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置在計算機內(nèi)的參數(shù)進行比較。當(dāng)反饋達到預(yù)定值時計算機發(fā)出指令，通過調(diào)整兩根軸的相對角度來調(diào)整振動方向和有效振幅，這樣可以對壓實力進行優(yōu)化，既減輕司機操作的工作量又改善壓實均勻度。

1.2國內(nèi)壓路機機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)壓路機廠家在機電自動調(diào)整方面取得了一定的成績，如湖南江麓機械廠研制的W1102DZ振動壓路機配備自動駕駛作業(yè)系統(tǒng)，很多壓路機也配置了聲光報警系統(tǒng)。雖然對關(guān)鍵參數(shù)實施了時時監(jiān)控，并且控制方式獨特、自成體系，安裝與維護簡單直觀，抗外界干擾能力強，但由于線束復(fù)雜，各功能單元之間的父子控制難以實現(xiàn)，傳感器資源利用率不高。

2.智能壓路機發(fā)動機及其工作原理

電子智能（ EDI） 發(fā)動機主要以尖端的電子技術(shù)為特征， 其卓越機械特性表現(xiàn)在燃油輸送特性、發(fā)動機管理功能和診斷等方面。作為高度集成化的系統(tǒng)與其它系統(tǒng)（ 如變速箱和冷卻系統(tǒng)） 相互作用， 先進的電子系統(tǒng)提供了不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響的更大的燃油噴射率、燃油正時控制和更高的噴射壓力， 同時還提高產(chǎn)品的性價比和環(huán)保性。電子智能發(fā)動機的核心單元是一個裝在發(fā)動機上的ECM， 這個是基于微處理器為的控制系統(tǒng)， 它的作用是利用自能發(fā)動機上的傳感器控制發(fā)動機的運行狀態(tài)及監(jiān)控發(fā)動機主要輸入輸出參數(shù)： 還用智能發(fā)動機轉(zhuǎn)速、凸輪軸位置、吸管壓力、油溫、油壓、致冷劑溫度等參數(shù)。因此， 智能控制系統(tǒng)監(jiān)控著發(fā)動機的主要工作特性并存儲了相關(guān)信息， 檢修時，通過一臺工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)診斷儀，工作人員就可以查看發(fā)動機的歷史工作性能的， 進而對機器實施故障分析， 實現(xiàn)快速低成本的維修。根據(jù)ECM 電子控制模板就可以準(zhǔn)確計算燃油噴射壓力、噴射速度和噴射時間， 然后通過液壓控制的電子系統(tǒng)控制噴射系統(tǒng)HEUI 進行動作。

3.液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計

該液壓控制系統(tǒng)是由變量泵、安全閥、壓差傳感器及其電器控制部分組成。用壓差傳感器來檢測負載壓力， 用泵、閥控制器發(fā)出控制指令， 按照負載的大小調(diào)節(jié)液壓泵的排量， 使泵輸出壓力比工作負載壓力高出一不大的恒定值， 這樣是保證液壓泵輸出功率與負載相適應(yīng)， 提高效率。

2. 1 振動系統(tǒng)的雙頻雙幅調(diào)節(jié)

液壓控制系統(tǒng)的振動泵是由兩個電磁閥控制的， 其中，每個電磁閥對應(yīng)控制一個高壓油流方向， 這兩個電閥循環(huán)交替通電、斷電， 就能可改變高壓油流的方向。通過控制定量馬達的正反轉(zhuǎn)使振動軸上大小偏心塊相分別實現(xiàn)疊加和疊減， 疊加時泵的液壓油的排量小， 即出現(xiàn)高幅低頻； 疊減時泵的液壓油排量大， 即出現(xiàn)低幅高頻。

2. 2 對協(xié)調(diào)行走馬達進行功率分配。

該壓路機的行走系統(tǒng)由一個行走泵、三個行走馬達組成， 通過負荷傳感系統(tǒng)和速度傳感器完成對行走馬達的功率分配。為了擺脫前輪打滑的現(xiàn)象， 就在前輪設(shè)置一個小排量馬達，這樣， 馬達的扭矩只能發(fā)揮最大排量時的一半； 后輪兩馬達設(shè)置大排量， 其要發(fā)揮最大排量輸出扭矩驅(qū)動壓路機。同理，為了擺脫后輪打滑的狀況，后輪馬達設(shè)置小排量， 前輪馬達設(shè)置為大排量。利用電子控制程序的柔性結(jié)合電液伺服技術(shù)，最終實現(xiàn)液壓泵效率的合理分配。

2. 3 液壓控制系統(tǒng)中位軟啟動功能

該壓路機具有一套光電信號傳感模塊， 發(fā)動的機啟動是靠行走手柄放在中位來實現(xiàn)的，。這套保護裝置是防止壓路機帶載啟動造成對電機的沖擊。

2. 4 壓路機的自動滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)

為滿足大型工程施工的實際需求（ 要求爬坡能力超過50%） ， 壓路機的自動滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)在無滑轉(zhuǎn)軸和剎車閘的作用下避免單輪快速滑轉(zhuǎn)， 并通過傳感器檢測振動輪和橡膠驅(qū)動輪之間的滑轉(zhuǎn)， 通過調(diào)整液壓驅(qū)動系統(tǒng)液壓流量使?fàn)恳阅苓_到最佳狀態(tài)， 防止振動滾輪和橡膠驅(qū)動滾輪同時滑轉(zhuǎn)， 避免機器停頓或下陷。

2. 5 液壓控制系統(tǒng)污染檢測和主動維護功能

利用液壓系統(tǒng)對傳感器測出的各種信號進行處理， 用成熟的模糊邏輯原理進行合理的推理與分析，在有多個因素導(dǎo)致故障的情況下， 采用思維模擬技術(shù)， 確定故障誘發(fā)的因素。因為故障的復(fù)雜多樣性， 利用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理診斷信號。 為了設(shè)計和諧的人機對話界面， 在設(shè)計時采用大量圖像分析、液晶顯示識別系統(tǒng)來輔助。、

4.目前最迫切的工作

推廣與應(yīng)用機電一體化技術(shù)首先改變傳統(tǒng)的設(shè)計觀念，一味的強調(diào)低成本競爭會把企業(yè)帶人死胡同。當(dāng)然機械產(chǎn)品元件越少其可靠性會越高，但是這種可以犧牲產(chǎn)品多功能換來產(chǎn)品靠性喪失的開發(fā)不值得借鑒。國外公司正是看到了故障的存在性，才借助機電液一體化技術(shù)來減少故障、迅速發(fā)現(xiàn)并解決故障，也正是因為電子元件質(zhì)優(yōu)價廉，才使這項技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到延伸與發(fā)展。

再者，要合理利用該技術(shù)則離不開同行的之間的合作、引進、吸收和開發(fā)。例如英格索蘭、卡特彼勒兩家公司合作，選用瑞土專業(yè)電子儀器公司開發(fā)的計算機軟件和控制系統(tǒng)，作為連續(xù)壓實控制的壓實數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CDS）以及處理CCC的PC軟件程序。把這些壓路機制造公司沒有能力開發(fā)的技術(shù)要用有限的資金去引進，在學(xué)習(xí)、消化和吸收之與國內(nèi)其它公司聯(lián)合進行技術(shù)開發(fā)，利益共享。

小結(jié)

在科技高速發(fā)展和用戶需求日趨主題化、個性化和多樣化的時代背景下，產(chǎn)品技術(shù)含量的高低和功能的多樣性與企業(yè)的利潤和生存的聯(lián)系越來越密切?？鐕緸榱诉m應(yīng)市場降低成本，實施制造本地化及采購全球化戰(zhàn)略，促使制造業(yè)競爭越來越激烈。本文正是通過對壓路機機電一體化設(shè)計的研究，來找到提高機械產(chǎn)品的智能化水平，占領(lǐng)市場，讓用戶滿意的有效途徑。

參考文獻

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第8篇：機電一體化范文

關(guān)鍵詞：機電一體化；發(fā)展背景；趨勢

【分類號】：TU855

前言：近些年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動了不同學(xué)科的相互交叉與滲透，并引發(fā)了幾乎所有工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。再加之微電子技術(shù)的飛速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透，機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能、生產(chǎn)方式及其管理體系均發(fā)生了巨大變化，目前，關(guān)于“機電一體化”含義尚未取得統(tǒng)一的定義，較為普遍的提法是“日本機械振興協(xié)會”經(jīng)濟研究所對機電一體化概念所做的解釋：“機電一體化是在機械主功能、功力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱?！彪S著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“機電一體化”還被不斷地賦予新的內(nèi)容。但其基本概念的含義可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)等在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機地加以綜合，實現(xiàn)整個系統(tǒng)最優(yōu)化而建立起來的一種新的科學(xué)技術(shù)。它使生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化，機電產(chǎn)品智能化，極大地提高了生產(chǎn)效率。一場“機電一體化”革命蓄勢待發(fā)。

一。機電一體化的發(fā)展背景

隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機電產(chǎn)品的趨勢，這完全取決于機電一體化技術(shù)所存在的優(yōu)越性和潛在的應(yīng)用性能。

（一） 使用安全性和可靠性提高

機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。機電一體化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機械產(chǎn)品中的可動構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，產(chǎn)品的故障率低，壽命得到了提高。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高

機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統(tǒng)可精確地保證機械的執(zhí)行機構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時，由于機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作的自動化，使得生產(chǎn)能力大大提高。

（三）使用性能改善

機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產(chǎn)品的工作過程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實現(xiàn)全部動作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機自尋最佳工作程序，實現(xiàn)自動最優(yōu)化操作

二.形勢。

我國用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度我國用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。

我國用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在我國工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

三.機電一體化的發(fā)展趨勢

（一） 智能系統(tǒng)化

所謂智能系統(tǒng)化，是指機電產(chǎn)品系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用模式化和開放式的總線結(jié)構(gòu)，機電系統(tǒng)各部分可以靈活組態(tài)，進行任意組合，這是機電一體化和傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一。另外，機電產(chǎn)品的通信功能大大加強，局部網(wǎng)絡(luò)開始被大范圍地使用?？傊?，未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電產(chǎn)品開始往著生物系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

（二） 微型化

未來的機電一體化將會高度融合微機械技術(shù)、軟件技術(shù)和微電子技術(shù)，所以未來的機電產(chǎn)品系統(tǒng)能進行精細操作，在航空航天、生物醫(yī)學(xué)和信息技術(shù)等領(lǐng)域都將有廣闊的應(yīng)用前景。

（三） 規(guī)范化

由于機電一體化產(chǎn)品種類繁多，研制和開發(fā)工作相當(dāng)復(fù)雜，所以需要制定一系列標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范生產(chǎn)過程。在這種形勢背景下，機電一體化開始向著規(guī)范化的方向發(fā)展，如此一來，不僅可以迅速開發(fā)新產(chǎn)品，而且還可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。

（四）網(wǎng)絡(luò)化趨勢

計算機技術(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)等領(lǐng)域都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，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)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂，因此機電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。

（五）綠色化趨勢

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環(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)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產(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。

（六） 集成化 集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

（七） 帶源化 是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 人性化 機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

第9篇：機電一體化范文

【關(guān)鍵詞】機電一體化 應(yīng)用 發(fā)展趨勢

一、機電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用

20世紀60年代以來，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能，刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀80年代末期，各國均開始對機電一體化技術(shù)給以很大的關(guān)注。20世紀90年代后期，機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進。目前，機電一體化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)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。

二、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。20世紀60年代以前為第一階段，在這一時期，人們利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。但當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，C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70年代～80年代為第二階段。這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，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)域取得的巨大進步，更為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計劃”中。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作，雖然取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當(dāng)差距。

三、機電一體化的發(fā)展趨勢

（一）智能化趨勢。智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力。

（二）模塊化趨勢。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。不過這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。

（三）人性化。機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受。

（四）網(wǎng)絡(luò)化趨勢。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)等領(lǐng)域都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，因此機電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢所趨。

（五）微型化趨勢。微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微型化產(chǎn)品泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。

（六）綠色化趨勢。科技的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的問題。綠色產(chǎn)品概念在這種情況下應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求。

（七）帶源化。是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

四、典型機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展

目前我國是全世界機床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數(shù)控機床只占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達國家數(shù)控機床占10%）。近些年來數(shù)控機床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進步。

（1）高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000～4000r/min提高到8000～10000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000～8000r/min提高到12000～40000r/min以上；快速移動速度由過去的10～20m/min提高到120m/min；在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度，由過去一般機床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達15G；

（2）高精度化。數(shù)控機床的定位精度已由一般的0.01～0.02mm提高到0.008左右；亞微米級機床達到0.0005mm左右；納米級機床達到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機床已問世。

（3）復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機床大量出現(xiàn)，如5軸5面體復(fù)合加工機床，5軸5聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機床，串并聯(lián)絞鏈機床等。

結(jié)束語：綜上所述， 經(jīng)過20多年的發(fā)展，機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門、最重要的技術(shù)發(fā)展方向之一，并影響到幾乎全部的工業(yè)行業(yè)。我國從80年代初對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開始予以重視，先后在國家科技攻關(guān)計劃、863高科技計劃和國家自然科學(xué)基金中列專項對機電一體技術(shù)加以研究，并取得了一系列重大科技成果。1990年，國家將用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)列為“八五”及本世紀后十年發(fā)展全民經(jīng)濟的重要戰(zhàn)略技術(shù)措施，機電一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用已取得相當(dāng)進展。

參考文獻：

[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.