機電一體化技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：機電一體化技術(shù)論文范文

1.1在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的應(yīng)用傳統(tǒng)機械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟的基礎(chǔ)上，靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來獲得競爭優(yōu)勢的，它強調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率，其生產(chǎn)盈利是靠機器取代人力，靠復(fù)雜的專業(yè)加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業(yè)是以信息為主導(dǎo)，采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術(shù)和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)，其特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造?，F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計算機技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度。近年來，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如計算機數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。

1.2在飲料行業(yè)中的應(yīng)用機電一體化技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機械的開發(fā)、設(shè)計和制造過程中的應(yīng)用。不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統(tǒng)的機械控制的同類設(shè)備。可以大大改善食品飲料包裝生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其國內(nèi)、國際競爭能力。

1.3在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

1.3.1計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。

1.3.2現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)現(xiàn)場總線技術(shù)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。

1.3.3交流傳動技術(shù)隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。

1.3.4開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著對一種標(biāo)準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。

1.3.5分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1智能化智能化即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2數(shù)字化微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復(fù)。

2.3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)準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準化、系列化。

2.4網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給社會各個領(lǐng)域帶來了巨大變革。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，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

2.5自源化自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。

2.6人性化人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。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，對人來說更自然，更接近生活習(xí)慣。

2.7微型化微型化是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

2.8綠色化工業(yè)發(fā)達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)境惡化的后果，所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(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，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3結(jié)束語

隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實現(xiàn)了機電一體化，有利實現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益與社會效益。

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日益走向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。本文對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用進行闡述，并對其發(fā)展進行探究。

關(guān)鍵詞：機電一體化應(yīng)用發(fā)展

參考文獻：

[1]袁中凡.機電一體化技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006.

第2篇：機電一體化技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞機電一體化技術(shù)應(yīng)用

1機電一體化技術(shù)發(fā)展

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。

1.2智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

1.3模塊化

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)準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

1.4網(wǎng)絡(luò)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，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

1.5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。

1.6微型化

微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(MicroElectronicMechanicalSystems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。

1.7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。

1.8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。

1.9綠色化

科學(xué)技術(shù)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)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(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，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

2機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面：

2.1智能化控制技術(shù)(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.2分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2.3開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(OpenControlSystem)是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_放”意味著對一種標(biāo)準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。

2.4計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS化。

2.5現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)(FiedBusTechnology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線?，F(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(ProgrammableLogicController)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。

2.6交流傳動技術(shù)

傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。

參考文獻

1楊自厚．人工智能技術(shù)及其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用[J]．冶金自動化，1994（5）

2唐立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點和體系結(jié)構(gòu)的研究[J]．冶金自動化，1996（4）

3唐懷斌．工業(yè)控制的進展與趨勢[J]．自動化與儀器儀表，1996（4）

4王俊普．智能控制[M]．合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996

5林行辛．鋼鐵工業(yè)自動化的進展與展望[J]．河北冶金，1998（1）

第3篇：機電一體化技術(shù)論文范文

機電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞

機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀產(chǎn)品制造技術(shù)發(fā)展趨勢

0．緒論

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。

1．機電一體化概要

機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2．機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(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)。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。

20世紀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，機電一體化進入深入發(fā)展時期。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。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國是從20世紀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。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當(dāng)差距。

3．機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(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、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)。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(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。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標(biāo)準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標(biāo)準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

3.3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)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、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)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem,CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，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。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3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，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3.5綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。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。

3.6系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。

4．結(jié)語

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

5．參考文獻

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

2.李運華．機電控制．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003．

3.高鐘毓．機電控制工程．北京：清華大學(xué)出版社，2002．

第4篇：機電一體化技術(shù)論文范文

目前高等數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂觀，現(xiàn)就機電一體化專業(yè)情況提出以下問題:機電一體化專業(yè)課程的學(xué)習(xí)究竟用到哪些高等數(shù)學(xué)知識?會用到什么數(shù)學(xué)思想，怎樣用?課堂教學(xué)中怎樣才能將高等數(shù)學(xué)與機電一體化專業(yè)相結(jié)合?這些是目前學(xué)生和老師都非常關(guān)心并感到困惑的問題。這些問題的出現(xiàn)與我們的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式有很大關(guān)系:一方面，教學(xué)內(nèi)容不能充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)的工具性。長期以來，我國現(xiàn)行高等數(shù)學(xué)教材大多都重理論、輕實踐，重基礎(chǔ)、輕應(yīng)用，這些教材適應(yīng)研究型本科院校的教學(xué)需要，但卻不能滿足應(yīng)用型本科院校的教學(xué)要求。應(yīng)用型本科院校旨在培養(yǎng)有較強專業(yè)技能和專業(yè)素養(yǎng)的高水平應(yīng)用型人才，這就要求學(xué)生不僅能夠掌握專業(yè)知識，還要能將所學(xué)知識運用到實際工作中去。那么，我們在選擇教材時就要求具有實用性，能夠?qū)?shù)學(xué)知識與專業(yè)知識銜接起來。

另一方面，進行課堂教學(xué)的教師普遍缺乏與專業(yè)相關(guān)的知識，不了解機電一體化專業(yè)的課程內(nèi)容。由于數(shù)學(xué)教師的知識結(jié)構(gòu)較單一，對數(shù)學(xué)知識比較熟練，但是對機電一體化的專業(yè)知識卻知之甚少，這就導(dǎo)致教師在講授高等數(shù)學(xué)時只注重一些數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)公式和定理，不能將高等數(shù)學(xué)知識與專業(yè)課相結(jié)合，也把握不好該講解的重點。而在機電一體化專業(yè)課程中，用到相當(dāng)多的高等數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想，專業(yè)課教師也不能清晰地進行講解，有的甚至跳過不講。目前在課堂教學(xué)中，沒有具體的案例訓(xùn)練學(xué)生的分析、解決問題的能力，學(xué)生在課堂上從事數(shù)學(xué)活動的機會太少。這就導(dǎo)致學(xué)生難以將數(shù)學(xué)知識運用到專業(yè)課程中去，在后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課時，常常出現(xiàn)不會用基本數(shù)學(xué)知識與技能、數(shù)學(xué)思想和方法解決專業(yè)問題的現(xiàn)象。甚至是同一類問題，專業(yè)課程中換了個變量表示，學(xué)生就無法適從了。但是現(xiàn)在社會的發(fā)展對高等數(shù)學(xué)課的要求已不能僅停留在向?qū)W生傳授基本理論知識的層面上了，如何在課堂上有效地引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)方法和知識解決問題、體會數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值是對課堂教學(xué)提出的新要求。

2機電一體化專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的基本思路與方法

針對以上問題，我們應(yīng)該探索適合我院學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，重新把握課程的定位，結(jié)合專業(yè)課對所用教材重新整合，加強基本數(shù)學(xué)思想和應(yīng)用意識的滲透，突出數(shù)學(xué)課程的工具性及實用性，運用先進的教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和積極性，有效改善教學(xué)效果。下面以機電一體化專業(yè)為例，從知識體系設(shè)計和課程教學(xué)實施兩個方面入手分析高等數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)課程在應(yīng)用型本科院校機電類專業(yè)中的教學(xué)應(yīng)用。

2．1按照專業(yè)及課程類型對高等數(shù)學(xué)課程重新定位，合理組織教學(xué)內(nèi)容機電一體化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備專業(yè)技能的高素質(zhì)的技能型專門人才。高等數(shù)學(xué)作為機電一體化專業(yè)一門重要的公共基礎(chǔ)課，旨在為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程打下堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。主要講授內(nèi)容有:極限，一元函數(shù)微積分學(xué)，常微分方程，行列式及矩陣等。在教學(xué)過程中要堅持“必需，夠用”的原則，體現(xiàn)為專業(yè)服務(wù)的思想。在此基礎(chǔ)上對教材內(nèi)容進行整合分劃，應(yīng)該根據(jù)專業(yè)需求合理地選擇教材上的內(nèi)容，刪除一些理論性太強的數(shù)學(xué)證明，增添與專業(yè)有關(guān)的概念、案例。例如:在函數(shù)部分，可以引入機電專業(yè)常用的幾個函數(shù)，如階躍函數(shù)、簡諧波和矩形波等;在導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用部分，引入電流強度、電動勢及最大輸出功率計算的例子;在常微分方程部分，也可以引入與電學(xué)相關(guān)的例子等等。在課堂教學(xué)中，可以加入大量與專業(yè)相關(guān)的例子，同時，教師在課堂教學(xué)中要注意多講解引入數(shù)學(xué)概念的實例，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想及運用數(shù)學(xué)解決實際問題的能力。教師在課堂教學(xué)中對于后續(xù)專業(yè)課要用到的內(nèi)容需著重強調(diào)，精講精練，幫助學(xué)生打下堅實的基礎(chǔ)，而對于一些理論性太強的定理及證明過程，則可以簡單帶過或者直接不講。

2．2課堂教學(xué)與專業(yè)實踐相結(jié)合機電一體化專業(yè)對高等數(shù)學(xué)知識的需求主要體現(xiàn)在兩個方面:一是要會用數(shù)學(xué)解析式表示專業(yè)課程中的相關(guān)概念和定律，二是利用數(shù)學(xué)工具進行專業(yè)課中的一些計算，能用數(shù)學(xué)方法分析和解決專業(yè)問題。從這兩個方面，高等數(shù)學(xué)要想達到為機電一體化專業(yè)服務(wù)的教學(xué)目的，在課堂教學(xué)中，教師必須做到要加強數(shù)學(xué)教學(xué)與專業(yè)實踐相結(jié)合。那么如何做到課堂教學(xué)與專業(yè)相結(jié)合呢?首先，課堂教學(xué)中在講解數(shù)學(xué)概念時，要與專業(yè)課中的相關(guān)概念結(jié)合起來。理解數(shù)學(xué)概念是學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識的前提，而數(shù)學(xué)教材中對于數(shù)學(xué)概念的描述是較抽象的，學(xué)生難以將其運用到所學(xué)專業(yè)中去。這就要求教師在講解數(shù)學(xué)概念時不僅要用數(shù)學(xué)語言來描述，而且要用專業(yè)的語言來描述，通過專業(yè)例子解釋數(shù)學(xué)概念，用數(shù)學(xué)概念結(jié)合專業(yè)知識去分析、認識一些專業(yè)問題。也就是說，要使學(xué)生能夠?qū)C電類專業(yè)中的相關(guān)概念與對應(yīng)的數(shù)學(xué)概念進行相互轉(zhuǎn)換。

例如，導(dǎo)數(shù)概念與電流變化率之間的相互轉(zhuǎn)換等。其次，課堂教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的模型構(gòu)建能力，使學(xué)生能根據(jù)專業(yè)中的實際問題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，然后用數(shù)學(xué)工具來解決問題。將數(shù)學(xué)建模思想融入到數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中去，這就要求教師在講解一些數(shù)學(xué)概念時要聯(lián)系它的實際背景，同時注重知識的應(yīng)用。高等數(shù)學(xué)不僅要教授學(xué)生一些數(shù)學(xué)知識，更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)素養(yǎng)，使他們能夠運用數(shù)學(xué)來解決實際問題。最后，在課堂教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)計算能力、利用數(shù)學(xué)方法解決實際問題的能力。高等數(shù)學(xué)作為一門重要的工具課，它在專業(yè)課中的一個非常重要的應(yīng)用就是計算。在課堂上，教師要結(jié)合具體的專業(yè)實例，分析并講解各個數(shù)學(xué)知識點在專業(yè)中的應(yīng)用，例如，利用導(dǎo)數(shù)、微分等概念進行電流強度、測量誤差的近似計算等。這些都要求教師打破傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，改變固有的教學(xué)模式，根據(jù)應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)，形成新的教育理念。不能一味地講解數(shù)學(xué)理論，只注重知識的傳授，而忽視學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，偏離高等數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。同時也對數(shù)學(xué)教師提高自身素質(zhì)提出更高的要求，要求數(shù)學(xué)教師在熟練把握數(shù)學(xué)理論體系的同時，還應(yīng)該不斷擴大自己的知識面，與專業(yè)課教師多多交流，熟悉相關(guān)專業(yè)的重要概念及需用數(shù)學(xué)思維解決的實際問題。

3結(jié)語

第5篇：機電一體化技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：機電一體化，發(fā)展方向，技術(shù)應(yīng)用

 

機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。

1機電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機床的問世,為機電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術(shù)為機電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來了勃勃生機; 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅強基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺階.

2機電一體化技術(shù)發(fā)展方向

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

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)準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)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，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 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。

2.6 微型化

微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.7 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。 2.8 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。論文參考網(wǎng)。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化

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，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

3 典型的機電一體化產(chǎn)品 機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機電一體化基礎(chǔ)元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。

4 機電一體化的技術(shù)應(yīng)用

在重工業(yè)企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(shù)(IC)

由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。 4.4 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)

重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來重工業(yè)企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。

4.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線?，F(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動技術(shù)

傳動技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用，同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。

綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。

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第6篇：機電一體化技術(shù)論文范文

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便

光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品

光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。

從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。

2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。

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第7篇：機電一體化技術(shù)論文范文

論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。此簡述機電一體化技術(shù)的基本情況和發(fā)展背景，綜述國內(nèi)外機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。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)品結(jié)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”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

1機電一體化概述

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)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。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。

2機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r

機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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。（2）20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術(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出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）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，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應(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)列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，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。

3機電一體化的發(fā)展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：

3．1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用之一。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、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，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。3．2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標(biāo)準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標(biāo)準，以便于各部件、單元的匹配。

3．3網(wǎng)絡(luò)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?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3．4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，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。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3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，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

3．5環(huán)?；?/p>

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。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)展前景。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。

3．6系統(tǒng)化

未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。

綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。

參考文獻

第8篇：機電一體化技術(shù)論文范文

一、教學(xué)內(nèi)容的改革研究

機電一體化技術(shù)內(nèi)容多，涉及面廣，綜合性強，因此，根據(jù)教學(xué)大綱要求，精選教學(xué)內(nèi)容，制定合理的教學(xué)計劃，以達到最佳的教學(xué)效果。

（一）根據(jù)教學(xué)目標(biāo)優(yōu)選教材

機電一體化技術(shù)作為一門新興的綜合性學(xué)科，發(fā)展非常迅速；目前現(xiàn)有的教材雖然版本繁多，但各有局限。為此按照教學(xué)大綱的要求選取一套內(nèi)容體系相對合理且能反映機電一體化學(xué)科水平的教材，就尤為重要。依托培養(yǎng)目標(biāo)，在對教材的選擇上應(yīng)把握以下幾點：實用性，教材避免紙上談兵，避免冗長的理論推理、介紹，使用時既要有入門的引導(dǎo)，又要兼顧提高和深入；系統(tǒng)性，教材針對機電一體化技術(shù)的組成展開，因此，對于每一環(huán)節(jié)都要強調(diào)在整個系統(tǒng)中的作用及其與系統(tǒng)其他要素的關(guān)聯(lián)性；先進性，介紹最新技術(shù)前沿，讓學(xué)生了解最新發(fā)展?fàn)顩r，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，把握學(xué)習(xí)方向。

（二）教學(xué)內(nèi)容的改革

由于該課程開設(shè)之前，其主要內(nèi)容都有多學(xué)時的專門課程講授，如傳感器有傳感器測試技術(shù)在前，機械部分有機械設(shè)計基礎(chǔ)等；如果課程內(nèi)容僅僅是對先修課程的回顧和重復(fù)，勢必造成學(xué)生普遍對該課程提不起興趣，教學(xué)效果很不理想。因此，課程內(nèi)容的設(shè)置上必須要有所突破。

1.理論教學(xué)內(nèi)容的改革

首先，透徹講述機電一體化的概念、體系結(jié)構(gòu)等。本部分內(nèi)容對學(xué)生建立機電一體化技術(shù)框架有高屋建瓴的作用，透徹的理解能對課程學(xué)習(xí)能起到事半功倍的效果。

其次，對各單元技術(shù)的講解，要分清主次。機電一體化技術(shù)是機械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、信息處理技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)的融合。雖然這些技術(shù)在系統(tǒng)設(shè)計中都很重要，但是如果在教學(xué)過程中不分主次，對每項技術(shù)的講解等同視之，勢必會大大加重學(xué)生負擔(dān)，轉(zhuǎn)移系統(tǒng)設(shè)計這一教學(xué)重點。因此，要分清主次，增刪結(jié)合。對伺服驅(qū)動技術(shù)和檢測傳感技術(shù)要重點講解，特別是伺服驅(qū)動技術(shù)，它是系統(tǒng)設(shè)計的核心；檢測傳感技術(shù)要突出檢測系統(tǒng)的設(shè)計，減少傳感技術(shù)的講解，可改為學(xué)生自學(xué)。自動控制技術(shù)、信息處理技術(shù)內(nèi)容較多，且前期相關(guān)科目有所講解，所以不宜過細，可以總結(jié)性的講解。

最后，重點引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識進行課程設(shè)計，可以采用較多課時，分析實際系統(tǒng)的設(shè)計過程。比如工業(yè)機器人、數(shù)控機床、全自動洗衣機等典型機電一體化產(chǎn)品為實例，可以精講其中一兩個，使達到舉一反三的效果。同時，可以根據(jù)實際情況，引入最新科技產(chǎn)品，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.實踐教學(xué)內(nèi)容的改革

在教學(xué)過程中，由于學(xué)生缺乏綜合應(yīng)用知識的經(jīng)驗，普遍感到學(xué)習(xí)《機電一體化技術(shù)》的難度較大。因此，實踐教學(xué)就顯得尤為重要。根據(jù)課程特點，在此環(huán)節(jié)中應(yīng)該避免或減少驗證性實驗，加強綜合性、設(shè)計性實驗的開設(shè)。隨著我院實驗設(shè)備的不斷完善，機械工程實訓(xùn)中心、創(chuàng)新實驗室、機械原理實驗室等逐步投入使用，實訓(xùn)、實驗條件大大改善。同時，在實踐教學(xué)中，做到以學(xué)生動手為主，教師輔導(dǎo)為輔的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。

另外，安排學(xué)生進行課程設(shè)計時到企業(yè)進行調(diào)研，了解不同企業(yè)的崗位要求，明確自己能做什么，再經(jīng)過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，最終進行設(shè)計選題；在做中學(xué)，學(xué)中做，最后完成課程設(shè)計及論文。這樣可以避免學(xué)生設(shè)計時理論與實踐脫節(jié)，紙上談兵多、實際動手少的問題。

二、教學(xué)方法的改革研究

（一）采用多種教學(xué)方法和手段

《機電一體化技術(shù)》課程具有內(nèi)容豐富、信息含量大、抽象、理論性強等特點，內(nèi)容比較枯燥。為此，采用形式多樣的教學(xué)方法，例如多媒體教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法等，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。采用動畫演示、實物展示等形式強化學(xué)生感性認識，加強學(xué)生對相關(guān)知識點的理解。重點講授知識的精華、知識的內(nèi)在聯(lián)系。從能力培養(yǎng)著眼，注重講、練結(jié)合。

此外，在理論教學(xué)方面重點采用類比法。類比法是指對兩個或幾個相似的的對象進行聯(lián)想，根據(jù)它們之間在某些方面的相同或相似，而推出它們在其他方面也可能相同或相似的邏輯推理方法。

（二）增強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實際

實踐環(huán)節(jié)包括實驗、課程設(shè)計等。針對《機電一體化技術(shù)》課程綜合性強的特點，減少演示性、驗證性實驗，增加綜合性、創(chuàng)新性實驗，在教學(xué)中充分采用理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法。

開設(shè)綜合性實踐環(huán)節(jié)，如《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計》，要求學(xué)生在兩周內(nèi)，利用簡易模塊，任意搭建各種機械模塊，如打印機等，在構(gòu)建機械模塊之余，完成電機、傳感器的選擇、安裝，完成其控制電路板的設(shè)計、開發(fā)、制作、調(diào)試，以及軟件編程調(diào)試。通過小型機電一體化系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計，來培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識，增強學(xué)生“工程化”的意識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)的主動性和目的性。

三、結(jié)束語

通過筆者近兩年對《機電一體化技術(shù)》課程的教學(xué)改革，把握系統(tǒng)化、整體化、工程化這一主線，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與性，綜合運用多種有效的教學(xué)方法，增強實踐環(huán)節(jié)，提高了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]梁景凱.機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[2]董愛梅.《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程考核改革的探索與實踐[J].考試，2008，（41）：11-12.

第9篇：機電一體化技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】機電一體化；教學(xué)改革；策略

長期以來，機電專業(yè)基本上是按照傳統(tǒng)的理論體系以學(xué)科為核心來組織教學(xué)，把傳授系統(tǒng)的理論知識作為組織教學(xué)的出發(fā)點，作為教學(xué)過程的主線和質(zhì)量考核的主要標(biāo)準，對學(xué)生系統(tǒng)地掌握理論知識開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品是有利的。本文針對機電一體化專業(yè)教學(xué)不能滿足經(jīng)濟快速發(fā)展的需求這一現(xiàn)狀，提出了以實踐為導(dǎo)向的機電一體化教學(xué)改革。

一、指導(dǎo)思想

機電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的指導(dǎo)思想是：根據(jù)社會的需求，以調(diào)查結(jié)果為基本依據(jù)，以提高學(xué)生的職業(yè)能力和專業(yè)素養(yǎng)為目標(biāo)，建立學(xué)以致用的教育培養(yǎng)理念，建立多樣性、靈活性與選擇性相統(tǒng)一的教學(xué)機制，通過具體的職業(yè)技術(shù)實踐活動，幫助學(xué)生積累大量實際工作經(jīng)驗，使其能夠成為企業(yè)優(yōu)秀的機電一體化領(lǐng)域技術(shù)人才。

二、教學(xué)策略

1.課程內(nèi)容綜合化

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，科學(xué)知識綜合化、一體化顯著加強，使得社會職業(yè)呈現(xiàn)綜合化發(fā)展趨勢，一些傳統(tǒng)、單一的專業(yè)逐漸萎縮甚至消失。與此同時，出現(xiàn)了許多新興交叉的專業(yè)。在市場競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整愈加頻繁的今天，職業(yè)活動中的人與人、人與環(huán)境的交往更加復(fù)雜和廣泛，職業(yè)崗位的轉(zhuǎn)換也日漸增多，對勞動者的交流能力、應(yīng)變能力、心理承受能力等諸多方面提出了更多、更新、更高的要求。學(xué)生經(jīng)常轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)內(nèi)容、訓(xùn)練方法和思維方式，對培養(yǎng)綜合職業(yè)適應(yīng)能力是非常有利的。另外，課程內(nèi)容綜合化、一體化，可以有機、合理地安排教學(xué)內(nèi)容，避免重復(fù)講授，能拓寬學(xué)科或?qū)I(yè)的知識面，增強各部分內(nèi)容之間的銜接，從而使學(xué)生更快地形成熟練的專業(yè)技能，可以有效地提高教學(xué)效率。

2.注意選擇合適的教學(xué)場所

在教學(xué)過程中教學(xué)場所是十分重要的，決定了教學(xué)的效果，要加強一體化的建設(shè)。建立理論與實踐“一體化”教學(xué)的專業(yè)教室，是融教室、實訓(xùn)、考工于一體，這需購置和自制大量的教學(xué)設(shè)備，在各個專業(yè)教室都能夠進行多媒體教學(xué)，使專業(yè)教室具有多媒體教學(xué)、實物展示、演練實訓(xùn)、考工強化訓(xùn)練和考工等多種功能，營造出良好的職業(yè)氛圍和環(huán)境。教師在專業(yè)教室上課可以邊講邊練，使學(xué)生在模擬工廠的環(huán)境下學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中，既可以對照實物學(xué)習(xí)構(gòu)造原理，又可以進行實際動手訓(xùn)練。教學(xué)方法直觀、靈活，教學(xué)形式生動、活潑，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動了學(xué)生的參與性與主動性，有利于拓展學(xué)生的能力，發(fā)展學(xué)生的潛能，從而培養(yǎng)了大量綜合性人才，大大提高了教學(xué)質(zhì)量。同時，也節(jié)約了教學(xué)時間，提高了教學(xué)效果。

3.加強實習(xí)基地建設(shè)

實習(xí)設(shè)施、設(shè)備是實習(xí)教學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)和前提條件。要提高機電一體化專業(yè)畢業(yè)生的職業(yè)技能水平，必須切實建設(shè)好校內(nèi)外實習(xí)基地。

（1）建好校內(nèi)實習(xí)基地。按照職業(yè)學(xué)校機電一體化專業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的要求，職業(yè)學(xué)校應(yīng)建設(shè)相對完備的、具有一定先進性的，與培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計劃相適應(yīng)的校內(nèi)實習(xí)基地。添置的設(shè)備既要具有一定的先進性，還要具備足夠的數(shù)量。機電一體化專業(yè)有了校內(nèi)實習(xí)基地，就可以按照實綱和企業(yè)用人要求適時調(diào)整實習(xí)計劃，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實際合理設(shè)計實習(xí)課題，實習(xí)教學(xué)質(zhì)量的提高就有了保證。當(dāng)然，專業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)不可能一蹴而就，要根據(jù)學(xué)校的實際情況，通過分步實施、逐步完善的方法達到建設(shè)要求。

（2）廣泛建立校外實習(xí)基地。廣泛建立校外實習(xí)基地，與現(xiàn)代企業(yè)保持較為密切的聯(lián)系，以滿足學(xué)生畢業(yè)前頂崗實習(xí)的需要。學(xué)生在企業(yè)中實習(xí)，能夠接觸到先進的生產(chǎn)設(shè)備，學(xué)到先進的生產(chǎn)工藝和加工方法，拓寬視野，并且能學(xué)以致用，將所掌握的專業(yè)知識和操作技能應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中。同時學(xué)校在與企業(yè)的交往過程中，還可以了解現(xiàn)代企業(yè)對員工綜合素質(zhì)的要求并征求企業(yè)對學(xué)校辦學(xué)的建議，以便對教育教學(xué)的方方面面進行改革與調(diào)整。

一體化教學(xué)模式特別適合于實踐性強的課程教學(xué)，在課程教學(xué)過程中，對于充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)知識型、應(yīng)用型的技術(shù)人才發(fā)揮了前所未有的作用。今后，隨著對高等職業(yè)教育的進一步深化，職業(yè)學(xué)校應(yīng)不斷總結(jié)出適合自身發(fā)展需求的教學(xué)方法，努力提高職業(yè)教育的水平和質(zhì)量，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。