机电一体化技术发展范文
时间：2023-08-08 17:21:36
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关键词：机电一体化特征发展趋势
随着日新月异的技术更新，机电一体化发展对不同学科交叉渗透也有着推动。机械工程当中的微电子技术以及计算机技术发展，为机电一体化发展目标实现奠定了基础，能够实现技术结构的优化目标，在机电一体化的技术应用下，就能提高生产力水平。从理论上对机电一体化技术发展研究分析，就能从理论层面提供支持依据。
一、机电―体化技术发展历程和主要的内容分析
1.机电一体化技术发展历程分析
机电一体化主要是电子技术和机械设备的有机结合，从而将机械设备的动力以及电子技术的信息处理功能充分发挥，实现自动化的工作目标。机电一体化是建立在综合应用技术基础上发展的，在当前已经成为独立的学科，从技术层面来说，主要体现在对机电一体化的产品有效实现和使用发展。而从产品的基础层面来说，就是机械系统和微电子系统结合构成的新系统，这就成为了有着新功能的产品。机电一体化的进一步发展过程中，在功能系统的作用发挥上比较突出。机电一体化实际是综合技术的融合，并非是简单化的拼凑，而是将各个领域的优势相结合，实现概念上以及技术上的融合。
我国的机电一体化发展经历了几个重要阶段。上世纪80年代，学术界对机电一体化进行了研究，经过了几十年的努力，在理论上以及技术层面上都实现了长足发展，在数控技术方面的市场占有率也逐年提高，机械生产能力也有了大幅度提高。工业机器人的实际生产应用，对控制系统以及软件编程技术的应用等，都从很大程度上促进了生产效率的提高。在计算机集成制造系统的优化发展上也取得了瞩目成绩，已经在多个制造生产领域的发展中得到了广泛应用，发挥着重要作用。
2.国外机电一体化技术发展现状
国外的机电一体化技术发展可以分为三个阶段：第一阶段又称之为初级阶段，出现在20世纪60年代以前，这一时期是机电一体化技术的雏形，是人们不自觉地利用电子技术并且传承下来；第二阶段称之为发展阶段，出现在20世纪80年代末期，机电一体化技术的各项产品都有着很大的发展；第三阶段是深入发展阶段，出现在20世纪90年代后期，世界各国都开始研发和关注机电一体化的技术和新产品。
日本东京在1989年召开的第一届国际先进机电一体化学术会议，可以称为机电一体化技术发展阶段的标志，世界各国也从此大力推动和发展机电一体化的技术和产品的研发。在深入发展时期，机电一体化技术进入了向智能化方向的新阶段，一方面出现了光学、通信技术、微细加工技术等新的机电一体化技术和产品，另一方面对机电一体化技术的学科体系和研究方法也进行了深入的探讨。在目前，机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位是日本和美国。
3.国内机电一体化技术发展现状
我国的机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，如当前国内外在开发煤矿机电大功率厚煤层电牵引采煤机的机电一体化新技术方面。主要表现在以下几个方面：一是总体技术上，国外Eickhoff公司开发的SL500系列采煤机，截高范围2.0m～6.0m，可达截割功率2×825kW，而国内引进6LS3，6LS5和7LS5型6台，SL500型3台，EL3000型1台，最大装机总功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用寿命方面；二是工况检测、故障诊断技术上，目前国外使用微机控制、传感器多、信息量大、显示屏大、显示点多等特点，而国内却达不到这一水平；三是自动调高技术上，基于位置传感器和计算机的记忆截割技术在国外比较容易实现，而国内在研采煤机仍未实现记忆截割。
4.机电一体化技术主要内容分析
机电一体化技术涉及的内容比较丰富。机电一体化技术方面主要从系统工程角度分析。在对电子以及机械技术的应用下，能将两者得以有机结合，就能充分发挥综合技术的应用优势。因此，机电一体化技术涵盖技术以及产品两个层面的内容。机电一体化系统，也就是产品方面，是通过多个特定功能机械以及电子技术要素构成的整体，使人们的实际生产制造的需求得到满足。机电一体化系统所涵盖的装置要素比较多，其中的执行装置以及传感器等都是比较重要的装置要素。
除此之外，机电一体化内容中的系统设计思想也比较重要。这就涵盖了控制论以及系统工程方法论等内容。机电一体化的思想也简称为一体化思想。这一思想的应用对人机一体化以及机电液一体化等发展目标都能有效实现。机电一体化工程作为电子和机械工程集合，通过机电一体化技术设计制造体系应用，在实际应用中的作用发挥也比较显著。
二、机电一体化产品特征类别和核心技术分析
1.机电一体化产品特征类别分析
机电一体化的产品特征也比较鲜明。机电一体化产品的结构比较简单，产品的轻细巧等特征比较突出，并且比较容易实现标准化、模块化的设计制造。机电一体化的产品记忆以及信息处理功能比较突出，能够将产品的高效性以及智能化的优势充分发挥，并能起到自动监视的功能和诊断功能等，在产品的安全可靠性上也能有效提高，可通过负荷以及运行情况加以有效调整控制。
另外，机电一体化的a品类型也比较多。机械产品当中一部分控制功能及机构用电子装置替代，其中比较常见的有机电一体化照相机以及打印机等产品。此外，比较典型性的产品有着较为完整性的结构，其中比较常见的就是工业机器人以及自动绘图机等。简单地依靠机械以及电子无法制造这些产品，两者结合，就能够大大提高可运行效率。还是一种类型是通过微电子装置替代原设备的信息处理机构，比较常见的产品有全电子式电话交换机以及电机调速装置等内容。
2.机电一体化核心技术分析
机电一体化的核心技术比较多。计算机和信息技术是比较重要的应用技术，能够发挥信息交换以及存取和运算等作用。计算机以及信息技术当中的专家系统技术以及人工智能技术也是比较常用的。机电一体化核心技术中的系统技术，是通过整体概念对多种相关技术进行组织应用的，其中接口技术就是比较常用的。为保障计算机的通信，要对数据传递格式进行规格化以及标准化呈现。目前这一应用技术中的开发成本比较低，在高速串行接口的应用方面比较突出。
机电一体化核心技术当中的机械本体技术是比较重要的应用技术。这一技术主要应用于对性能的改善以及质量的减轻等层面。当前的机械产品通常是将钢材作为主要材料。为减轻产品质量，要在结构上加以优化，并加强非金属材料的应用。这一技术的应用响应速率得到了很大提高，在整体的效率上也得到了有效提高。
C电一体化核心技术当中的信息处理技术以及传感技术也是比较常见的应用技术。信息处理技术的应用中，将微型计算机在实际工作中加以科学应用，就能从整体上提高信息处理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干扰能力。而传感核心技术的应用有着高灵敏度以及抗干扰能力，在当前的技术进一步升级下，对光纤电缆传感器的应用比较重要。
另外，机电一体化核心技术当中的软件技术以及驱动技术也是较为常用的技术。软件技术应用是和硬件协调应用的。在软件研制成本降低的前提下提高生产维修效率，以及软件的标准化应用是发展的重要课题。在驱动技术的应用下，在响应速度上也能有效提高，对控制专用组件以及传感器和电机三位一体的作用发挥也比较重视。
三、机电一体化技术应用领域和发展趋势探究
1.机电一体化技术应用领域分析
机电一体化技术的广泛应用对我国的经济水平提高起到了积极促进作用。机电一体化技术的应用在当前社会发展中的作用也愈来愈突出。通过多年的发展以及技术优化，机电一体化技术在数控机床的应用使之结构、功能和控制精度等都得到了有效提高，在总线式以及紧凑型的结构应用下，使得数控机床的结构得到了优化。应用CPU以及多主总线体系结构，进行开放性设计等，能提高接口的标准化，实现使用效益最大化呈现。通过智能化以及WOP的实现，机电一体化数控机床系统就能实现二维以及三维的动态加工仿真。信息存储大容量的模块化设计使得控制功能也得到了有效提高，可有效实现多过程以及多通道控制。
例如：当前市场上的CK0632数控机床就是采用机电一体化设计的数控机床，外型大气美观，用途广泛，操作方便。机床主轴采用高度精密滚动轴承之承，回转精度高。机订导轨采用耐磨铸铁，经过超音频淬火能够长期稳定地保证机床加工精度。CK0632数控机床机床也可实现自动控制，完成车削多种零件的内外圆、端面、切槽、任意锥面、球面、及各种公英制圆、圆锥螺纹等工序。此外，CK0632数控机床还有配有完备的S.T.M.功能，可以发出和接收多种信号控制自如的加工过程。目前，CK0632数控机床广泛应用于电器、仪表仪器工业、汽车、摩托车配件、轴承照相器材、电影机械、五金工具及其他高精度复杂零件的加工制造。
机电一体化在工业机器人领域当中的应用也比较突出，第二代机器人的设计中，对各种传感元件进行了科学应用，这样在作业的信息获得以及操作对象的信息获得都比较方便。计算机技术的应用能准确判断分析对操作信息的处理，并进行反馈控制。在第三代的机器人设计中，就通过多感知功能的应用，有效实现复杂化的逻辑思维以及判断和决策等，在作业的独立性层面有着充分体现。
2.机电一体化技术发展趋势
随着时展以及技术进步，机电一体化技术也会向着智能化方向迈进。这也是当前的机电一体化和传统机械自动化的重要不同。近些年，我国在处理器技术上的进步以及传感器系统的集成化目标实现，对机电一体化的智能化发展目标实现提供了有力支持。智能化机电一体化目标实现和实际的应用，对人的操作和工作量的减少能发挥积极作用，可有效减少人的脑力劳动。
机电一体化技术的网络化发展将实现。网络技术在当前的发展比较迅速。进入新的时代，在网络技术的支持下，机电一体化的网络化目标将得到实现，在远程控制技术的应用作用上将更加突出，同时会提高机电一体化的功能性以及安全性。
机电一体化技术的系统化趋势比较突出，也就是在系统结构上的模式化以及开放式的总线结构应用，对系统的灵活性组态就有着鲜明呈现。在系统化的发展中，能加强通信功能，可实现远程以及多系统的通信。
不仅如此，机电一体化的发展也会向着微型化方向迈进。这主要体现在电子部件的微型化，在产品的体积层面不断缩小等。这样就会促进机电一体化的设备运行效率提高，灵活性更加突出。
篇2
关键词机电一体化技术应用
1机电一体化技术发展
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1.1数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，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高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
1.2智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
1.3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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
1.4网络化
由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
1.5人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
1.6微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MicroElectronicMechanicalSystems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。
1.7集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
1.8带源化
是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
1.9绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
2机电一体化技术在钢铁企业中应用
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。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：
2.1智能化控制技术(IC)
由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。
2.2分布式控制系统(DCS)
分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。
2.3开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(OpenControlSystem)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。
2.4计算机集成制造系统(CIMS)
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。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。
2.5现场总线技术(FBT)
现场总线技术(FiedBusTechnology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(ProgrammableLogicController)和现场就地控制站等的发展。
2.6交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
参考文献
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关键词：机电一体化 概要 趋势
随着科学技术日新月异的发展，不同学科的知识相互渗透交融，促进了工程领域内的技术的革新，特别是机电一体化技术的发展，确立了机械工业未来的发展方向。本文主要对机电一体化技术进行了基本的概述，同时简述了国内外机电一体化技术的发展概况，进一步分析了机电一体化技术的发展趋势。
一、机电一体化概要
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。基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
二、机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下:
1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设的研究日益获得重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
2 模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3 网络化
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4 微型精密化
随着纳米技术的不断深入发展，机电一体化技术也将面向微型精密化的方向发展。一般来说，机电一体化产品的微型精密化可以使机电一体化产品的应用范围更加的广泛，微机电一体化产品具有体积小，耗能低，应用广泛等诸多优点，因此微机电一体化技术具有比较广阔的发展前景。但是微机电一体化技术的发展需要精密的加工工艺以及先进的设备作为其强大的后盾。
5 环保绿色化
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摘 要：科学技术与信息化技术日新月异的变化，在其推动下，工程领域也得到了迅猛的发展。机械领域的管理体系、生产方式以及产品结构等都发生了翻天覆地的变化，工业生产正式步入到机械电气化朝着机电一体化的过度阶段。本文主要针对机电一体化技术的发展现状与发展趋势进行了详尽的探讨，仅供参考与借鉴。
关键词 ：机电一体化 现状 发展趋势
改革开放三十多年来，我国的国民经济与科学技术水平都得到了显著的提升，处在这样的背景下，机电一体化越来越受到重视，逐渐开始在社会当中各个领域进行渗透，有效推动了各个学科的相互交叉，同时促进了各个学科的有效渗透，对国民经济的建设与发展发挥着巨大的促进作用[1]。但是相较于发达国家来说，我国当前的机电一体化水平仍然存在较大的差距，所以针对机电一体化的发展现状与发展趋势进行探讨具有一定的现实意义。
一、机电一体化技术的发展现状
关于机电一体化的发展大致可以分为三个部分。上个世纪六十年代为第一个部分，在这个阶段，人们开始尝试应用电子技术的初步成果来完善机械产品性能。因为第二次世界大战的刺激，促使电子技术与机械产品进行结合，战争时期的军用技术最终转化为民用技术，该时期的研究基本上处在自发的状态。因为该时期电子技术的发展水平较低，机电一体化无法实现更为深入的发展，其所开发的产品也不能进行有效的推广使用。
上个世纪70-80年代是机电一体化的第二部分。处在这个时期，通信技术、信息化技术以及控制技术都获得了巨大的突破，为机电一体化的发展打下了坚实的基础。Mechatronics最早在日本被人们所接受，直到80年代其才在世界范围内得到广泛的认可，各个国家都开始重视机电一体化技术。
上个世纪90年代末期为机电一体化发展的第三部分。机电一体化技术正式进入了深入发展的阶段。其一，通信技术与光学技术等进入了机电一体化，微细加工技术也开始逐渐推广，开始出现微机电一体化、光机电一体化等相关的分支领域；其二，针对机电一体化系统的分析、集成方法以及建模设计，众多专家与学者开始针对机电一体化的发展趋势与学科体系都进行了深入的研究分析。与此同时，在光钎技术、人工智能技术以及神经网络技术等相关领域的突破，使得机电一体化技术具有极为广阔的发展空间。
我国在机电一体化技术领域的起步较晚，但国家在80年代末期，出台了一系列促进机电一体化技术发展的政策，提出了在汽车电子、数控机床以及工业机器人等6项共性关键技术与15个优先发展领域的研究课题与方向[2]。通过多年的发展，我国在机电一体化技术已经获得了许多突破性的发展，正朝着国际先进水平努力。
二、机电一体化技术的发展趋势
（一）光机电一体化
所谓光机电一体化技术，指的是机械技术、光学技术、控制技术、信息化技术以及微电子技术的有效整合与交叉，是现阶段众多高兴技术设施与高兴技术产业的基础。其主要包含技术与产品两个层面：光机电一体化产品整合了通信技术、自动控制技术、微电子技术、机械技术以及光学技术等新兴技术，具有极高的附加值与功能；相关产品具有操作便捷、寿命长、适应性强、重量轻以及体积小的优势。通过合理应用光机电一体化技术，可以产生极高的附加价值与功能水平，能够为广大用户与生产商带来良好的经济利润。未来，光机电一体化技术的热点包含光能驱动技术、传感检测技术、激光快速成型技术以及激光技术等。
（二）智能化
智能化是现阶段机电一体化技术重要的发展方向，针对人工智能在机电一体化中的应用研究越来越多，当中数控机床与机器人的智能化就是非常重要的应用。该“智能化”是针对机器行为，主要是在控制理论的体系上，充分吸收混沌动力学、生理学、心理学、模糊数学、计算机科学、运筹学以及人工智能等，使其具有自主决策、判断推理以及逻辑思维等基本能力，以此来获取更高的控制目标。虽然使机电一体化产品获取与人基本相当的智能是不大现实的，同时也是没有必要的，然而，高速、高性能的微处理器给予机电一体化产品低级智能则是非常必要的。
（三）绿色化
上个世纪是机械工业迅猛发展的一个世纪，然而当时的发展基本都是建立在耗费巨大能源与资源的基础上。然而许多能源与资源是不可再生的，随着人们对物质生活的要求及人口数量的不断增长，传统的高投入、高输出模式显然已经不能适应当前的社会形式，机电一体化技术的发展自然也不例外。未来，机电一体化技术的发展要避免传统粗放型的模式，必然朝着能源、资源高效利用的集约型模式，绿色化的发展才是机电一体化技术真正实现可持续发展的目标。
（四）网络化
当前这个时代是信息化技术高度发展的时代，在互联网技术的不断普及与发展过程中，市场竞争环境正在发生巨大的变革。网络化在各行各业中的应用越来越广泛，不但企业内部生产管理要进行网络化控制，并且技术服务在鲜花、消费行为网络化、产品销售网络化以及产品设计虚拟化等都会成为未来市场发展竞争的必然趋势。而机电一体化的新产品一经开发，在短时间内就能够畅销全世界。当前基于网络的监视技术与远程控制技术方兴未艾，远程控制的终端设施本身就属于机电一体化产品。此外，局域网技术与现场总线技术的普及使得家用电器正在朝着网络化的趋势进行发展，应用家庭网络把各类家用电器连接成以计算机为核心的计算机集成家电系统，使得人们能够足不出户就能够享受到各种新兴技术所带来的快乐与便利[3]。所以，机电一体化技术未来必然会朝着网络化的趋势发展。
三、结语
总而言之，机电一体化的不断发展并非孤立的，其是众多科学技术共同发展的结晶，同时也是社会生产力发展到某个阶段的必然要求与趋势。在科学技术持续发展的推动下，各个技术进行整合的趋势必然会越来越多，机电一体化技术未来必然拥有极为广阔的发展空间。
参考文献
[1]余仕彪.机电一体化精确定位装置及其控制系统的研究[D].上海海洋大学，2013.
[2]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊)，2012，01:195-196.
篇5
关键词：机电一体化技术；现状；发展趋势
中图分类号：TN810文献标识码： A
一、机电一体化概述分析
针对当前机电一体化技术的相关要点和关键点进行分析，是全面的研究技术重难点的一项重要的工作。机电一体化主要是通过将电子电工技术、机械化技术、微电子技术、接口技术、信息数据传感技术、信号技术等进行全面的融合，并且将融合之后的工艺应用到实践的生产之中。总的来讲，机电一体化技术是基于上述技术群体而产生的一种新型的、综合性极强的技术，不仅仅是将微电子技术以及机械技术等进行简单的组合，更是对相关技术的发展和改良。所以，这也是机电一体化技术与机械电气技术的一种本质上的区别。而从实践的应用角度着手，机电一体化技术还可以分为产品以及技术等两个层面，相关的产品可以将人的感官、肢体的动作以及思想等进行延伸，同时机电一体化的技术产品还具有高度的智能化，可以增强当前工业生产与制造工作的制动化程度，在今后也必将为产业的革新带来巨大的贡献。总的来讲，现代化的生产设备之中，机电一体化设备占到了半壁江山，对于行业的影响是非常深远的。
二、机电一体化技术的现状
（一）国内机电一体化技术的现状。大体上机电一体化技术共有三个发展阶段，20世纪60年代之前属于初级阶段，即第一阶段，该阶段人们更为广泛的承认电子技术，并不自觉的加以利用；第二阶段，许多国家对机电一体化技术给予关注，并支持其产品。1989年第一届国际先进机电一体化学术会议在东京召开，这也标志着机电一体化的纵深发展。机电一体化在20世纪90年代后期处于深入发展时期，融入了微细加工技术、通信技术和光学等，形成了微机电一体化与光机电一体化的新分支，深入研究了机电一体化系统分析、建模与集成方法及其发展趋势。其发展现状有以下几点表现：①全部制造业领域基本都应用了机电一体化产品。在工业发达国家30%-40%的机床都是数控机床，工业机器人也趋向系统化与智能化，并以25%-30%的速度在未来几年内呈增长趋势，今后在家庭、娱乐、管理和办公等多个领域都会逐渐应用智能机器人。②单机的机电一体化逐渐过渡到全部制造业的集成化。如今制造业在全球发展的总趋势就是计算机集成制造系统，它将原有部门间的接线打破，将基础定为制造对信息流与物流进行控制，从而有机结合决策经营、开发产品、生产准备、实际生产与管理等环节，综合全局动态。③机电一体化领域引入了激光技术，它结合了电子、机械技术，将机电一体化的应用领域进行扩展，更好的结合了制造业和信息业。④微细加工设备和技术飞速发展，也使许多高新技术的兴起得到带动，对电子产业的发展给予支持，也在一定程度上促进了微机械的产生与发展。
（二）国外机电一体化技术的现状。从20世纪80年代初期我国开始研究并应用机电一体化，国务院在“863”计划中列入了成立的机电一体化领导小组，许多有关机构和院校也对此进行研究。目前在机电一体化技术的发展发面，我国虽落后于欧美等先进国家，但伴随技术革命的开展，我国也进行了更深入的研究，作为我国高技术研究领域的重点，优先支持其发展，也获得了很大进步，主要体现在以下几个方面。①计算机集成制造系统方面。通过十几年的理论与技术准备，计算机集成制造系统在我国取得了一定的进展，清华大学目前已经建成了该工程的研究中心，其他的著名高校也建立了相关的培训中心与实验室。我国有许多行业和省市以及类型、规模不同的企业都在研究计算机集成制造系统，并获得了理想的经济效益，如今该技术已经被引入到了石油化工、冶金、纺织、轻工、航天、电子、机械等各个领域，许多行业也逐渐对其进行关注与投入。②工业机器人方面。机器人的开发研究于1986年被列入我国的国家科技计划，现对其操作机的设计制造、软件编程、控制系统、轨迹规划以及运动学等多种技术均已掌握，生产并应用了一些机器人的关键元器件，开发出了多种机器人，可以水下作业、爬墙或前后行走等。我国与工业机器人操作机有关的企业及科研机构目前已经掌握其优化制造技术、设计与编程机器人软件、设计驱动系统的技术、控制工业机器人的技术等，并可以自动生成点焊、弧焊与大型机器人，开发并制备其周边配套设备。③数控技术方面。该技术于1958年起步，在其50多年的发展过程中，先后经历了我国制定的几个“五年计划”，整体来说取得了较为理想的进步。我国的生产能力早在几年前就达到了年产3000多套数控系统、5000多套进给装置和主轴。加工普通级数控机床的精度在近十几年已经从10μm变为5μm，以前3-5μm精密加工中心也达到了1-1.5μm，同时达到了纳米级（0.01μm）的超精密加工精度。
三、机电一体化技术发展趋势
(一)智能化。智能化是对机器行为的描述,是综合现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术在某一方面的应用,是21世纪机电一体化技术发展的重要方向。它使机器能够具备人的思维、推理判断,并具有自主决策能力,达到更高的控制目标,可取代生产过程中人的部分脑力劳动。目前的机电一体化产品机器人、数控机床是智能化的体现,当然现在其技术还不完善,随着智能化所起的作用越来越明显,工程师对机电一体化技术的研究也越来越重视,随着各项技术的迅速发展,机电一体化技术的智能化将会越来越完善。
(二)标准化。机电一体化产品种类和生产厂家繁多,机械接口、电力接口、动力接口、环境接口等只有具有了一定的标准,才便于各部件、各单元的匹配。由于各生产商为了维护自己的利益,目前无论是国际还是国内都没有一个标准。随着经济全球化的发展,经营理念的进步,资源的共享,技术的进步,机电一体化技术的标准化已成为未来的一个发展趋势。机电一体化技术上的标准化有利于新技术、新产片的开发,有利于产品的规模化生产,同时反过来促进机电一体化企业的发展。
(三)网络化。自上世纪末,网络迅速发展,其应用渗透到各个行业,生产方式发生了巨大的变化,机电一体化技术也是如此。计算机网络技术的发展促进了机电一体化技术的进步,而机电一体化技术也促进了网络的发展,例如:网络的各种远程控制的终端设备就是机电一体化的产品。现场总线和局域网技术的应用逐渐出现了集成家电系统、企业内部局域网,人们的生活、工作方式,及企业的生产方式逐渐向网络化发展。为了服务于客户,机电一体化技术必须顺应时代的发展向着网络化方向发展。
(四)精密化。微型机电一体化是机电一体化的一个新的发展方向,它是微机械技术、微电子技术和软件技术的融合,使微型机电一体化产品体积更小、耗能更少、运动更加灵活。微型机电一体化技术在医学、军事、航空、信息领域具有较高的应用价值,发展前景广阔,它还将向微米、纳米级方向发展,在更多的领域发挥更加积极的作用。
(五)绿色环保。资源循环利用,绿色生产、不污染自然生态环境,已成为各行各业继续发展的必然趋势。机电一体化行业也是如此。绿色环保需要做到产品的设计、生产、运输、使用、维修、销毁等环节,不会对自然环境和人类健康造成威胁,在各环节对资源的利用率达到最高,不浪费资源,并且产品停止使用后可回收利用。机电一体化技术及其产品,应当朝着绿色环保的方向发展,走可持续发展的道路。
四、结语
机电一体化是在生产力发展、科学技术进步的基础上发展起来的新型学科,自机电一体化技术产生以来,对工业生产方式,企业管理方法,人们的生活工作方式,军事、医学、信息技术等各行的技术改革都产生了巨大影响。随着时代的变化,机电一体化的核心技术会不断完善,就目前来看,智能化、标准化、网络化、精密化、绿色环保是机电一体化技术的发展趋势,随着科学技术的发展、各项科学技术的亲密融合,机电一体化技术将会越来越完善、在各行业发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]雷耀军. 机电一体化技术的发展与思考探析[J]. 科技创业家,2012,20:87.
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关键词：机电一体化； 优越性； 发展趋势
机电一体化是将多种技术有机融合的一种综合技术，发展至今已独立门户，成为有自身体系的新型学科，随着时代进步和技术的发展，还将被赋予新的内涵。机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其功能性结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要其具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。机电一体化产品应用范围非常广泛，可以延伸至生产中的各个领域，其相对于传统的机电产品，具有更高的可靠性与安全性，更佳的性能以及强大的复合能力与适应能力。
一、机电一体化的优越性
1.使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
2.生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。
3.使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。
4.具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。
5.调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
二、机电一体化产品的构成及特点
1.机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和连接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础， 因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
2.动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
3.传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。
4.信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
5.执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。
三、机电一体化的发展趋势
1.智能化趋势。智能化是机电一体化技术发展的一个重要发展方向，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学，生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。具体而言，一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支。另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。
2. 模块化趋势。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、圈像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3. 网络化趋势。20 世纪 90 年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。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。而且由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
4. 环保趋势。工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适； 另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，这是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。
结语：机电一体化的发展推动了我国制造技术的迅速更新换代，使冰冷冷的机器有了人性化并且更加智能，机电一体化的出现不是偶然的，是社会进步的体现，是生产力发展到一定阶段的必然要求，是科学技术的结晶。随着我国数字化的信息技术革命以及多元信息化步伐的加快，机电一体化技术必将朝着智能化、网络化、绿色化等方向迈进，创造更大的经济效益与社会效益，给我们的生活带来巨大的变革。
参考资料
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关键词：机电；一体化；技术提高；应用
1.机电一体化的基本结构
1.1机械本身
它是机电一体化要素中最基本的部分，相当于人体的身躯骨架。它是系统所有功能元素的机械支持，结构包括机身框架、机械连接等。
1.2动力设备
是机电一体化结构中重要的组成部分。动力部分相当于人体内脏，来产生能量为系统提供能量和动力，是功能驱动执行的机构，可以使系统按照控制要求正常运行。
1.3传感部分
传感部分相当于人的眼鼻耳口等感觉器官，将系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变成可识别的信号，然后传输到信息处理单元。经过分析处理后产生相应的控制信息。其功能一般由专门的传感器和仪器仪表来配合完成。
1.4驱动部分
驱动部分相当于人体的肌肉，接受大脑指挥驱动四肢运动，在控制信息作用下驱动执行机构完成各种动作和功能。
1.5执行部分
执行部分相当于人的四肢，由大脑支配完成各项工作任务，根据控制信息和指令完成各种动作和功能，执行机构是运动部件，一般由机械、电磁电液等机构构成。
1.6控制及信息处理
控制及信息处理部分犹如人的大脑，来指挥、控制全身运动并将信息集中存储分析加工，根据信息处理的结果发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。它一般由计算机可编程序控制器、数控装置以及逻辑电路A/D与D/A转换I/O输入输出接口和计算机外部设备等组成。
2.机电一体化的现状与应用
2.1重工业领域
机电一体化技术目前越来越广泛被采用，其中包括了钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程等多种行业，相对来说，主要是应用于重工业领域。
2.2数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，能最大限度地提高用户的使用效益。WOP技术和智能化、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，既丰富了数控功能，也加强了控制功能。
2.3计算机集成制造系统
CIMS的实现是全局动态最优综合。它实现了从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。使各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
2.4柔性制造系统
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
2.5工业机器人
机电一体化是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。改造传统机械设备的要求，开辟新领域，发展与振兴机械工业，需要大力发展新一代机电一体化产品。
3.机电一体化的发展趋势
机电一体化是近几年才出现的一门新科学、新技术，但它必将是当前世界技术发展的趋势，随着科学技术的不断发展.高新技术的发展越来越受国家、社会和企业的关注与重视。
3.1数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，计算机网络为数字化设计与制造提供了有力保障，数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面，将便于远程操作、诊断和修复。
3.2智能化
智能化是未来机电一体化技术发展的一个重要发展方向。要求机电产品具有一定程度的智能，从而使它具有类似人的判断推理、逻辑思考、自主决策等能力。这样会给使用、操作和维护带来极大的方便。
3.3模块化
机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三个主要部分。模块化技术是这三者共同使用的技术。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发各种机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。模块化技术降低了产品研发成本，提高了不同产品间零部件通用化程度，提高了产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。
3.4网络化
电子技术日新月异的发展引起了巨大的变革，网络逐渐普及，基于网络的各种远程控制和监视技术也得到了发展。而远程控制的终端设备就是机电一体化的相关产品，机电一体化设备产品无疑应朝网络化方向发展。科学技术、工业生产、政治、军事、教育及日常生活都能得到长足发展。
3.5人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，给机电一体化产品赋予人的智能和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
3.6微型化
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在很多方面具有不可比拟的优势。微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统（Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源汇于一体的微型器件或系统，将是未来很重要的发展方向。
3.7集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。要使系统具有更广泛的柔性，可将系统分解为若干层次，使各部分协调而又安全地运转，将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
3.8绿色化
机电一体化产品的绿色化主要是指不污染生态环境并能回收利用。工业的发展使得物质丰富，生活舒适的同时也导致资源减少，生态环境受到严重污染。绿色产品符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率和回收率高，是时代的要求与趋势。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。
3.9光机电一体化
引进光学技术，在机电一体化技术的基础上，促进光电及一体化技术的发展，利用光学技术的优势改进机电一体化系统的信息处理系统等方面。光机电一体化是机电产品和市场发展的必要趋势。
参考文献：
[1]章浩，张西良，周士冲等.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化究，2006，（7）.
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关键词：煤矿；机电一体化；发展
机电一体化技术是以机械技术为基础，实现对现代自动控制技术和计算机信息技术充分整合利用的发展技术。机电一体化技术可以提高煤矿企业的总体经济效益，可以促进煤矿企业的快速发展，实现优化煤矿生产等目标。
1煤矿机电一体化技术简要分析
1.1煤矿机电一体化概念。煤矿机电一体化技术主要通过电气工程和机械工程有机结合，利用计算机设备把信息技术融入到煤矿生产的全过程，从而通过煤矿机械和电力设备的自动化控制，全面提高煤矿生产的效率。煤矿机电一体化技术经历了计算机软件系统发展，微电子设备的成熟，数字信息化时代到来，以及智能化设备的突破等多个准备期，目前已经可以广泛的使用一体化技术对煤矿机电设备进行操作。煤矿机电一体化技术可以充分的运用计算机技术的运算优势，实现对机电设备运行数据信息的全面存储和有效分析，实现信息自动控制目标。机电一体化技术还可以对机电设备的运行情况进行数据分析，在计算机系统上科学的判断机电设备的运行情况和分析潜在的风险。通过机电一体化技术还可以提高生产过程的安全性，可以对生产的细节进行有效的控制。目前机电一体化技术的操作向着简单化的方向发展，有助于提高标准化的机电操作技术的普及，在全面减轻采煤作业负担前提下，极大的提高采煤作业的效率。
1.2煤矿机电一体化特点。现代煤矿机电一体化技术是建立在多种技术综合运用基础上的一体化。现代信息技术已经成为煤矿机电一体化技术的支撑，通过必要的信息数据的收集与判断，可以全面提高煤矿生产过程的控制水平和效率，从而开发出有效的煤矿生产控制系统，解决好煤矿生产管理中的实际问题。首先，清晰的信息化界面支持采煤管理。采煤图形显示系统是当前煤矿机电一体化技术发展的主要特点，通过多个信息页面的显示系统，可以全面准确对采煤段进行监测，可以在操作系统中综合的分析采煤层的作业情况，并且使用相应的管理措施，通过管理技术人员落实好采煤策略，全面提高采煤的效率。其次，智能化的控制系统提高管理效率。通过信息化的采煤控制系统可以对机电一体产品进行有效的运用，可以实现对现有机电设备的自动化控制，从而优化提高机电设备的工作效率。第三，强大的实时通讯功能，机电设备一体化技术是建立在良好的通讯基础上的管理技术，注重通过光纤实现井上井下相联，建立起信息系统与机电设备的数据交换机制，可以实现信息的互换，这样既有利于对机电设备的保护，同时可以实现机电设备的全面控制。
1.3煤矿机电一体化现状。目前煤矿企业已经广泛在推广实施机电一体化技术，着力运用机电一体化的装备设施降低煤矿生产成本，提高煤矿生产效率，解决煤矿生产过程中的实际问题。特别是随着计算机技术的快速发展，煤矿机电一体化已经广泛开展研究信息化技术的普及应用模式，对煤矿运行过程中的数据收集意识日渐提高，注重通过必要的注重信息来支持煤矿机电一体化技术的使用。目前我国煤矿机电一体化设备的使用情况已经较为广泛，但是机电一体化设备的质量相对较低，还存在着机电设备一体化整体配置不足，机电一体化设备配置不均衡，机电一体化技术使用效率低等实际问题。煤矿领域机电一体化技术的推广还需要发展的过程，还需要解决当前煤矿企业盲目跟风投资问题，需要煤矿企业根据自身规模的实际需求，深层次研究机电一体化设备，并且注重引进专业的机电一体化管理人才，实现现有设备的高度利用，这样才能提高煤矿企业机电一体设备的利用效率，发挥出机电一体化技术的作用，为煤矿企业的机电一体化发展打下坚实的基础。机电一体化还应当向着煤矿企业的核心生产环节发展，还需要解决好开采、井下供电和运输等实际问题，从而为提高煤矿开采效率和质量提供更有力的技术支持与帮助。
2煤矿机电一体化的技术应用
2.1在采煤设备中的运用。机电一体化技术可以广泛应用于采备设备当中，在很大程度上降低了人力资源对设备的操作量，极大的减少了人力作业的危险，并且把人为不安全因素降到了更低的程度。通过机电一体化的控制方法，可以把采煤设备的作用充分的发挥出来，可以实现在更恶劣环境下的无人工作业，这对于提高采煤的效率，减少外在环境对采煤操作的影响，同时提高不间断操作的效率，进而降低设备的故障率都有重要的意义。通过一体化技术的广泛使用，还可以减少维修费用，可以使采用设备高效运转。2.2对采煤过程的全监控。通过机电一体化技术可以广泛的收集采煤作业的信息，可以实现对采煤全过程的有效监控，机电一体化技术不仅有效完善的信息收集系统，还可以通过预定的程序对采煤数据信息进行研判，这对于提高对采煤过程中潜在风险的预判有重要的意义。通过一体化的监控管理系统可以及时的发现采煤过程中的问题，并且实现机器设备与人的有效协调，从而提高采煤安全的保障性，同时实现了机电设备硬件与软件的有效协调。
2.3在运输设备中的应用。机电一体化技术还可以广泛的应用于煤炭的运输过程，实现了科学的调配运输资源，对于煤矿运输设备的自动化控制，有效的分配煤矿现有的运载能力有重要的意义。通过一体化技术可以准确的分析每天的采煤量，可以根据采煤量实现现有运输和存储资源的调配，在发挥现有设备作用的基础上，解决好惯性载荷的问题。同时还可以对运载力的故障进行及时的判断修复，这对于不断完善煤矿运输水平，提高煤矿运输的安全性和可靠性有重要的意义，是现代煤矿运输效率的重要保证。
3煤矿机电一体化的管理措施
3.1注重引进先进的管理技术。煤矿机电一体化技术的核心是引进计算机技术，注重通过计算机来引导煤矿机电设备的智能化发展。只有注重引进以计算机为主的先进的机电设备技术，才能不断对机电一体化进行全面更新，从而提高机电一体化与网络的有效结合，借助现代通讯技术提高通讯的可靠性和稳定性，从而达到机电一体化的控制目标。目前我们可以运用机电一体化技术主要用于对开采设备的管理方面，需要通过有效的培训专业技术人来实现煤矿的顺利开采，从而实现对煤矿开采的有效保障和科学管理。
3.2设立专门的机电管理机构。提高煤矿企业机电一体的管理水平，发挥出机电一体化技术在机电管理中的实际作用，必须注重发挥机电技术管理机构的作用，形成完善的机电机构管理体系，注重通过贯彻落实明确的机电管理制度标准，全面提高机电管理工作的积极性，解决当前机电管理工作人员积极性不高的问题，从而保证机电设备的顺利运行，实现提高机电设备管理积极性的目的。也只有通过建立起完善的机电一体化技术的管理机构，才能有效的在煤矿企业内部推广相关管理规定，不断提高机电管理人员的工作能力水平，把先进的设施和技术在煤矿企业内部进行有效的推广。
4煤矿机电一体化的发展方向
4.1智能化。智能化是机电一体化技术发展的主要方向，只有注重推动智能化系统的建设，才能把各种机械电力技术综合应用到煤矿企业发展的全过程，从而增加煤矿机电功能的推广与应用。为了提高机电设备的智能化水平，还应当通过智能化设备加强对井下环境及信息的收集，通过智能化设备实现对机器设备运转情况，井下开采环境数据信息的全面收集和智能判断，在此基础上提高设备操作的有效性，全面降低机电设备运行过程中的风险。
4.2微型化。微型化机电设备管理的重要内容，微型化的机电设备不仅可以提高操作的灵便性，而且可以有效的降低机电设备的维修难度，使机电设备可以深入到煤矿企业环境的各个角落，从而有效的减少因为环境问题阻碍机电设备推广的困难，通过机电一体化技术的微型化的不断发展，可以极大的普及机电一体化技术，从而推动煤矿企业技术革新的深入进行。
4.3系统化。随着煤矿开采企业规模的不断扩大，煤矿开采中应用机电一体化技术的日渐成熟，只有注重实现系统化的技术发展，从体系上关注煤矿企业设备的运行情况，才能在机电管理中把关注的重点转移到实际应用层面，最大限度的避免在运用过程中出现的实际问题，并且发展出效率较高、较为可靠和耐用性好的机电一体化实现，实现软硬件水平的升级。
4.4绿色化。绿色是当前对能源型企业提出的基本要求，只有注重提高机电设备的绿色化水平，才能把机电技术广泛的使用于各个领域，从而不断获得煤矿企业相关方的支持，通过绿色化技术的广泛应用，可以充分的发挥出技术方面的优势，可以把机电一体化技术以最大效率应用于煤矿开发的始终。
参考文献
[1]杨劲伟.煤矿机电一体化技术的应用及管理研究[J].内蒙古煤炭经济,2014,9(4):77-78.
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关键词：机电一体化；技术；应用；发展
中图分类号：B819文献标识码： A
一、机电一体化要点概念
针对机电一体化当中有关的重要概念和根本的含义进行分析，是展开一系列后续作业的要害点地点。首要，机电一体化技能发展到今日，已经是逐渐的构成了一套带有本身特征和特征的科学技能系统。机电一体化系统从系统作业的视点和观念动身，综合性的运用到微电子技能、计算机技能、机械技能、主动操控技能以及接口技能等，对系统内部的信息进行改换；而且保证程序编制的完整性和高质量，根据系统运用和操作的根本性需求，对内部的规划进行合理化的装备；同时，在系统的功用、质量以及能耗等多个重要环节进行优化和改善，保证机电一体化运用的是最新的技能手段，终究构成一个全体化的系统商品。因而，在机电一体化当中首要包含的是技能和商品等两个重要环节。机电一体化并不是一个单纯性的技能手段，而是将多种技能进行从头的组合和交融，构成一个全新的技能系统。机电一体化的功用性较强，且当机电一体化技能发展到必定的期间以后，一些微电子的设备还可以对内部的许多零件和元件进行替代，具有愈加新颖的功用。多见的有：主动的信息数据处理、主动的操控调理、主动的记载显现、主动的功用性监测以及主动功用确诊维护等，以保证机电一体化可以时间处于最好的运转状况，而且提高系统作业之时的效率。
二、机电一体化技术的应用领域
（一） 数控机床领域
数控机床及相应的数控技术已经有 40 年的发展历程，技术难度有显著提高，无论在结构、功能、操作还是控制精度上。其中总线式、模块化、紧凑型的结构最具有代表性，这种结构应用多个CPU、多个主总线，结构复杂。此外还有开放性设计，这种设计使硬件体系和功能模块具有层次性和兼容性，可以大大提高用户的使用效益。
WOP技术和智能化。根据车间实际作业状况，可以通过系统完成编程。同时可以仿真加工过程，并实现在线诊断控制、模糊诊断等智能系统。随着一体化技术的成熟，如大容量存储器的出现和软件的模块化设置，使数控功能极大丰富，同时使得 +0+ 系统的控制功能也加强了。
全方位满足技术要求，比如只有一台机床的情况下，也可以顺利完成多个加工要求，并实现刀具使用检测、物料流通、机械手等的集成，统一到系统中。在系统中，分出多级网络，这样实现了构成复杂加工系统的作业能力。这种数控装置以单板、单片机作为控制中心，并由专用芯片及模板组成。
（二）计算机集成制造系统（CIMS）领域
CIMS 的组成并非分散的子系统组合，而是由全局的经过实践积累的最优系统综合。加强了原有的各部门沟通，围绕制造，控制“物流”和“信息流”，将经营策划、产品研发、制造准备、实验测试、经营管理进行更好的结合。当集成度越高，就越能够使各个生产要素间的配置更加合理，使得生产要素的潜力得到更大程度地体现。
（三） 柔性制造系统（FMS）领域
计算机化的制造系统被称作柔性制造系统，包括计算机、数控机床、机械手、料盘、搬运车辆和自动化仓库等。可以依照生产要求，及时、准确地进行生产，这种灵活的生产方式可应用于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
（五）钢铁领域
在钢铁企业中，机电一体化体系是以微处理机为中间，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、外表等技能有机的结合起来，选用拼装合并方法，为完成工程大体系的归纳一体化创造有力条件，增强体系操控精度、质量和可靠性。
因为钢铁工业具有大型化、高速化和接连化的特色，传统的操控技能遇到了难以克服的艰难，因而十分有必要选用比如机电一体化的智能操控技能。机电一体化的智能操控技能首要包括专家体系、含糊操控和神经网络等，其广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、操控、设备与产品质量确诊等各个方面，如高炉操控体系，电炉和连铸车间，轧钢体系，炼钢―――连铸―――轧钢归纳调度体系，冷连轧等。目前，攀钢在智能化操控技能方面首要依托攀钢研究院和攀钢技能中间为根底，正在进行“三期”工程建造，并在热、冷轧薄板、板形在线测探和人工智能操控技能，保护、确诊（AI）体系，办理、操控体系等范畴获得可喜成绩
三、 机电一体化技术的前景展望
根据国内外高新技术分析，机电一体化技术的发展尤为迅速，一下几个方面将作为其未来的发展方向。
（一）智能化
机电一体化与传统的机械自动化的主要区别就在于智能化方面，智能更加代表机电一体化的未来方向。随着中央处理器运作速度的提高和计算机的高性能化，使得嵌入智能控制算法成为了可能，从此机电一体化技术产品向着智能化方向发展。这种智能机电一体化产品拥有模拟人类智能的功能，可以做出一些判断推理以及功能决策，以取代制造作业中部分人的脑力劳动为目的。
（二） 系统化
系统具有任何组态的功能，随时分解、组合是系统的特征，系统也正致力实现多子系统互相调和及整合管理。系统的具有较强的通信功能，除了通用的通信方式外，远程通讯及多系统通信联网正在兴起，以及其需要的局部网络正慢慢的被采用。未来，机电一体化产品会越来越考虑人的因素，令机电一体化产品模拟人的智能、甚至情感。或者也可以根据某种生物的良好结构，模拟出生物机体，生物系统化越来越成为其发展的方向之一。
（三）微型化
微型系统是机电一体化发展的一个新方向。其高度融入微机械技术、微电子技术和软件技术。有国外专家称，微型电子机械的物理体积一般要小于 1 立方厘米，但这并非最终尺寸，正向微米、纳米级方向进军。微机电一体化系统集合占地小、耗能少、运用灵活等特点于一身，更容易进入狭小空间，同时便于精细操作。由此，其在生物、医学、航空、工农业及国防领域，有着广阔的使用前景。据目前掌握的技术，可根据半导体器件生产过程中的蚀刻方法，在实验室中完成亚微米级机械零件的制造。
（四） 模块化
有人说机电一体化产品的模块化是一项紧迫而艰难的任务。市场上，机电一体化产品的生产厂家很多，统一开发具有标准机械、电气、动力、信息接口的机电一体化产品并非易事。制订统一的标准是前提，这样才能使各部件、单元匹配成功。机电一体化产品的生产商可以依照标准化产品进行创新，更新换代，为自己的不断扩大再生产奠定基础。
（五）网络化
像所有产业一样，网络的出现及发展对机电一体化技术有着十分重要的影响，使其越来越向着网络化方向发展。市场上出现很多种类的机电一体化产品，其面向网络的方式也不一样。随着网络技术的普及，远程控制和监视技术发展前景广阔，其实远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品的一种。
（六） 绿色化
随着社会的发展，人民生活水平的不断提高，“绿色”产品已成为各产业所追求的至高目标。这是社会发展的趋势，并要求产品的全生命周期，包括设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个过程都要绿色环保。机电一体化产品的绿色化要求产品的制造过程无污染、无浪费，结束产品生命时可回收利用。
四、 我国发展“机电一体化”所遇形势及任务
机电一体化的核心工作有两方面，其一是改变传统产业，应用微电子技术使其达到节能、低耗，高质、高效的目标，从而引领传统工业进一步大发展；另一方面是促进机电一体化产品的及时更新换代，未来的机电产品将集自动化、数字化、智能化为一身。
结语
综上所述，目前我国机电一体化已经形成了系统化的技术，其在不同领域的应用也相对比较广泛，因此，相关的建设单位要加强对于机电一体化技术的研究，将其发展成集网络化，智能化，微型化以及绿色化等集一身的技术。促进我国经济的发展。
参考文献
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机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容，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结构目标，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。
一、机电一体化基本结构要素
1.机械本体部分
机械本体就像人体的身躯骨架，它是系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身框架机械连接等。它是机电一体化要素中最基本的部分。
2.动力部分
动力部分与人体内脏产生能量去维持生命运动是一样的道理，它是为系统提供能量和动力功能驱动执行的机构，使系统按照控制要求得以正常运行，是机带你一体化结构中不可或缺的部分。
3.传感部分
传感部分就像人的眼鼻耳口等感觉器官，将系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测变成可识别的信号，然后传输到信息处理单元，经过分析处理后产生相应的控制信息，其功能一般由专门的传感器和仪器仪表来共同完成。
4.驱动部分
驱动部分就像人体的肌肋腱一样，要接受大脑指挥，驱动四肢运动，在控制信息作用下驱动执行机构完成各种动作和功能。
5.执行部分
执行部分如同人的四肢，由大脑支配完成各项工作任务一样，根据控制信息和指令完成各种动作和功能，执行机构是运动部件，一般采用机械电磁电液等构成。
6.控制及信息处理部分
控制及信息处理部分，犹如人的大脑，指挥和控制全身运动，并能记忆思考和判断问题一样，将来自各传感器的检测信息集中存储分析加工，并根据信息处理的结果按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行，它一般由计算机可编程序控制器数控装置以及逻辑电路A/D与D/A转换I/O输入输出接口和计算机外部设备等组成。
二、机电一体化的发展趋势
机电一体化是近几年才出现的一门新科学、新技术，但它却必将是当前世界技术发展的必然趋势。因为在当今社会，随着科学技术的不断发展，高新技术的发展越来越受国家、社会和企业的关注与重视，机电一体化程度的高低，一定程度上代表的是一个国家科技实力的水平，一个企业机电一体化的运用程度，也从一个侧面反映了该企业自主创新能力的高低，该技术的使用，不仅能够提高企业的经济效益，而且能够增强企业的核心竞争力，让企业在激烈的市场竞争中立于不败之地，众所周知，当今社会国际竞争的实质，是以经济和科技为核心的综合国力的较量，所有，提高国家综合国力，发展科技，是每个国家义不容辞的，在这样的情况下，一定程度上代表着技术发展水平的机电一体化技术，将会越来越受到国家和社会的青睐，所以，机电一体化技术的未来市场将呈现一片欣欣向荣的景象。
三、机电一体化技术的优点
1.安全性高
机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。
2.生产能力高
机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。
3.使用性能高
机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。
4.适用面广
机电一体化产品跳出了机电产品的单一技术和单一功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。
四、机电一体化的应用领域
1.重工业领域
在目前，机电一体化技术目前越来越广泛被采用于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程等行业中，相对来说，主要是应用于重工业领域，无论是国有企业，还是私营企业，在生产过程中都会采用机电一体化来提高企业的经济效益。
2.数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：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。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。WOP技术和智能化。
系统能提供面向车间的编程技术和实现二、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。大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。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。
参考文献：
