序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇機電一體化趨勢，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

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(jì)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(jì)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。現(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(jì)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(jì)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

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關(guān)鍵詞：機電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

機電一體化技術(shù)是綜合性技術(shù)類型，包含多種學(xué)科的知識，發(fā)揮各自優(yōu)勢，是社會生產(chǎn)力不斷前行的結(jié)果。在科技的推動下，機電一體化在諸多領(lǐng)域中產(chǎn)生影響，在推動社會與經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮越來越大的作用。為因此，要對機電一體化涵義進行深入分析和理解，對其應(yīng)用環(huán)境進行深入探討，明確發(fā)展方向，推動這一技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

1對機電一體化涵義的闡述

機電一體化技術(shù)凸顯綜合性的特征，融合多種學(xué)科的關(guān)鍵技術(shù)，主要涉及機械、電子等技術(shù)領(lǐng)域。凸顯全面性與綜合性，具體分析，機電一體化主要關(guān)注的是機械設(shè)備的生產(chǎn)以及信息技術(shù)在數(shù)據(jù)處理中的作用，重視對機械設(shè)備以及相關(guān)電子器材的探索和研究，目的是更好地支持工業(yè)自動化的發(fā)展，為其提供堅實的技術(shù)保障。機電一體化發(fā)展實踐中，重點集中在信息與產(chǎn)品的組成，主要是關(guān)注傳感、信息以及機械技術(shù)的全面發(fā)展。之所以推廣機電一體化技術(shù)，主要是在傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸滲透在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，加快產(chǎn)品創(chuàng)新，促進改革，是工業(yè)自動化發(fā)展的必然。

2對機電一體化技術(shù)應(yīng)用狀況的分析

2.1機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用介紹。在機電一體化技術(shù)的支持和應(yīng)用下，整個生產(chǎn)操作的精度顯著增強，功能更加多樣化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，擁有緊湊的構(gòu)造，模塊化突出。在功能領(lǐng)域，開放性更強，推動數(shù)控機床向著智能化的方向發(fā)展，提升機床的精確度，為整個生產(chǎn)提供更加全面、先進的技術(shù)支持。2.2機電一體化技術(shù)在計算機制造和集成系統(tǒng)中的應(yīng)用。在機電一體化的支持下，計算機制造以及集成系統(tǒng)能夠滿足動態(tài)管控的目的，達到對目標(biāo)的優(yōu)化，突破傳統(tǒng)模式的制約，保證信息的順暢性。同時，實現(xiàn)諸多功能的融合，如開發(fā)、生產(chǎn)以及決策管理等，使得產(chǎn)品配置實現(xiàn)優(yōu)化，集成度得到顯著增強。2.3機電一體化技術(shù)在柔性制造系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹。對于柔性制造系統(tǒng)而言，涉及諸多部門，如機器人、數(shù)控等。要在裝配要求的指導(dǎo)下，結(jié)合生產(chǎn)需要，對工件進行生產(chǎn)。整個系統(tǒng)的應(yīng)用中，需要進行相關(guān)構(gòu)件、品種等進行頻繁切換。在機電一體化的應(yīng)用下，產(chǎn)品質(zhì)量的增強成為必然，生產(chǎn)效率實現(xiàn)大幅提升。2.4機電一體化技術(shù)在工業(yè)機器人中的應(yīng)用介紹。機器人與機電一體化技術(shù)的融合經(jīng)歷幾個發(fā)展時期，首先，機器人在得到相關(guān)指令之后，進行單一動作的重復(fù)，但是，對環(huán)境適應(yīng)能力不強，也很難結(jié)合對象進行及時調(diào)整。其次，在工業(yè)機器人中加裝傳感系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對工作環(huán)境的識別和適應(yīng)，及時反饋相關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)對信息的有效處理，同時，反饋功能比較突出，滿足對整個操作動作的控制需求。這一時期的機器人在智能水平上處于較低級階段，但是，實用性得到顯著提升。再次，工業(yè)機器人緊跟時展步伐，向著智能化的方向發(fā)展，感知能力增強，能夠完成復(fù)雜的邏輯思維，具備了決策能力，環(huán)境適應(yīng)能力更強，獨立運行特點更加突出。

3對機電一體化發(fā)展趨勢和方向的介紹

3.1機電一體化在綠色化方面更加突出。在現(xiàn)代科技的發(fā)展下，整個社會發(fā)展水平不斷提升，環(huán)境問題備受關(guān)注，更加關(guān)注對資源的節(jié)約以及生態(tài)的保護。工業(yè)生產(chǎn)也要順利這一發(fā)展趨勢，追求綠色發(fā)展目標(biāo)，發(fā)展綠色機電一體化，實現(xiàn)能耗的有效降低，在推動社會發(fā)展的同時，維護生態(tài)平衡。3.2機電一體化的智能化不斷完善。智能化的發(fā)展在很大程度上依賴于科技的進步和發(fā)展。在時展中，智能化與機電一體化融為一體，相互促進。在發(fā)展中，注重綜合性思維方式的引進，以控制理論為基礎(chǔ)，強化控制性。機電一體化的產(chǎn)品在智能性方面無法與人的思維進行媲美，但是，借助智能化的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜問題的緩解，在根本上推動機電一體化的飛速發(fā)展。3.3機電一體化中網(wǎng)絡(luò)化的分析。信息技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，使得整個社會的發(fā)展速度更加飛速。同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域發(fā)揮作用。網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)催生了多種技術(shù)類型，影響人們的生活。在遠程終端監(jiān)控設(shè)備中，機電一體化技術(shù)得到功能上的集中體現(xiàn)，尤其是計算機的支持下，其優(yōu)勢更加突出。為此，網(wǎng)絡(luò)化在機電一體化中的發(fā)展成為其完善中的必然一環(huán)。3.4模塊化得到發(fā)展。機電一體化在不斷完善中，模塊化成為其必然選擇。目前，機電一體化包含諸多類型，為了實現(xiàn)進一步開放的目的，需要將模塊化作為發(fā)展方向，對技術(shù)進行單元劃分，實現(xiàn)整體功能的強化。3.5全息系統(tǒng)化得到推廣應(yīng)用。全信息系統(tǒng)的發(fā)展與完善受到 智能化技術(shù)的廣泛影響。在全息系統(tǒng)化的應(yīng)用下，采用了開放式總線結(jié)構(gòu)和模式化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)能夠進行自由重組，同時，通信能力更強，為人機一體化的發(fā)展提供更多的支持。

綜上，整個社會的生產(chǎn)力在發(fā)展到一定階段之后，機電一體化成為必然趨勢，也是科技進步的體現(xiàn)。在社會經(jīng)濟的發(fā)展中，機電行業(yè)實現(xiàn)技術(shù)的全面融合，凸顯全面性與綜合性的特征。因此，為了實現(xiàn)對機電一體化的全面的理解和掌握，要對其概念進行明確，明確其應(yīng)用的主要方向，系統(tǒng)分析其發(fā)展趨勢和方向，在根本上推動機電一體化的有序發(fā)展，為社會生產(chǎn)生活的各個方面提供更大的便利。

作者:梁晉 單位:山西汾西礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司物資供銷分公司

參考文獻:

[1]黃駿.機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及其趨勢展望[J].科技展望,2016(19):84.

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關(guān)鍵詞：現(xiàn)狀；發(fā)展策略；趨勢

機電一體化的發(fā)展歷史簡單明了，從機電一體化標(biāo)志數(shù)控機床產(chǎn)生開始，到微電子技術(shù)、可編程序控制器、電力電子等的發(fā)展，為機電一體化奠定了堅實的基礎(chǔ)，再到激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的產(chǎn)生促使機電一體化發(fā)展了質(zhì)的飛躍。雖然機電一體化有著驚人的成就，但是我國目前的機電一體化仍然存在著較大問題：微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度；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(yán)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”“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)。此外，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。一、機電一體化的發(fā)展策略

1，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機電發(fā)展

目前，機電一體化研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多，但各自都有一套自己的發(fā)展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，同時缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的機電一體化研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)乃至生產(chǎn)中的成本浪費。

2，發(fā)揮“協(xié)會”的管理作用目前，機電一體化較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制比較混亂，因此，有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，應(yīng)該加強加快機電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)――理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體，組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整，進行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作。

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關(guān)鍵詞：機電一體化；發(fā)展；趨勢

中圖分類號：TP　文獻標(biāo)識碼：A　文章編號：1672-3198(2010)11-0330-01

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”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面，是一種綜合技術(shù)，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。

2　機電一體化的核心技術(shù)

2.1　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。

2.2　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)。

2.3　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。

2.4　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。

2.5　傳感檢測技術(shù)

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。

3　機電一體化的發(fā)展過程

機電一體化的發(fā)展過程大體可以分為三個階段：

3.1　初級階段

20世紀(jì)60年代以前為第一階段，也稱為初級階段。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。

3.2　高速發(fā)展階段

20世紀(jì)70-80年代為第二階段，也稱為高速發(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(jì)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。

3.3　智能化階段

20世紀(jì)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；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，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，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎(chǔ)，并且逐漸形成完整的學(xué)科體系。

4　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。

4.1　智能化

智能化是21世紀(jì)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建設(shè)研究中得到日益重視，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)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，以求達到更高的控制目標(biāo)。誠然，要使機電一體化產(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，則是完全可能的和必要的。

4.2　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)品的種類和生產(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)雜和非常重要的事。例如研制集減速、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。若能利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，也可擴大生產(chǎn)規(guī)模。但這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，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)的標(biāo)準(zhǔn)，但可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(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)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)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

4.3　網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)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)的興起和發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、人們?nèi)粘Ｉ睿紟砹司薮笞兏铩８鞣N網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟和生產(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。現(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)帶來的便利和快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

4.4　微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末。機電一體化有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)，泛指幾何尺寸不超過lcm3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、信息等方面具有顯著優(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。

4.5　綠色化

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(yán)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、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。

4.6　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)特征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：

篇5

【關(guān)鍵詞】機電一體化；技術(shù)現(xiàn)狀；智能化趨勢

所謂的機電一體化技術(shù)，指的是結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體，并且隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，機電一體化技術(shù)同時獲得前所未有的發(fā)展。 目前已經(jīng)成為一門綜合性多學(xué)科交叉的系統(tǒng)技術(shù)，為傳統(tǒng)機械技術(shù)帶來根本性變革，并且向著智能化、環(huán)保化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化等更為先進的方向發(fā)展，向光電一體化技術(shù)方向邁進，應(yīng)用范圍十分廣泛，已經(jīng)顯著改善了人們的日常生活及生產(chǎn)方式，影響較為深遠。

一、機電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

機電一體化技術(shù)，是運用系統(tǒng)綜合利用微電子、計算機網(wǎng)絡(luò)、自動化處理、傳感測控、信息變換、自動控制等方面的群體技術(shù)，通過把機械設(shè)備以及電子技術(shù)相結(jié)合，使得機械設(shè)備的信息處理方面、動力方面以及控制方面的功能進入智能化和自動化狀態(tài)的工程技術(shù)。雖然機電一體化在我國的研究和應(yīng)用起步較晚，但我國自起步開始就不斷加大投入，以期彌補與他國的差距，目前已經(jīng)在一些方面取得較大成就，諸如工業(yè)機器人制造、數(shù)控方面以及計算機系統(tǒng)集成制造等方面。

（一）工業(yè)機器人制造

目前，我國已將工業(yè)方面機器人的操作技術(shù)進行了優(yōu)化，機器人的軟件及編程等設(shè)計技術(shù)和控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)得以解決，機器人的規(guī)模和應(yīng)用范圍逐漸擴大化，相應(yīng)的配套設(shè)備得以開發(fā)。

（二）數(shù)控技術(shù)

在數(shù)控技術(shù)方面，我國多年來一直借鑒外國先進經(jīng)驗，同時堅持自主研發(fā)，目前產(chǎn)業(yè)形式已經(jīng)成形。關(guān)鍵技術(shù)都已具有自我研發(fā)能力，生產(chǎn)能力已經(jīng)形成，極大促進工業(yè)眾領(lǐng)域的發(fā)展，已為我國綜合實力的增強發(fā)揮巨大作用

（三）計算機現(xiàn)代集成制造

當(dāng)前，我國已經(jīng)從CIMS轉(zhuǎn)變?yōu)椤艾F(xiàn)代集成制造和現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)”。這一系統(tǒng)已經(jīng)對原來CIM/CIMS的內(nèi)涵進行了從廣度和深度上的擴展，是將人、管理和技術(shù)進行綜合集成后的結(jié)果。國內(nèi)對該系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，具有良好的經(jīng)濟效益。

在計算機技術(shù)與集成電路等不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，機電一體化已經(jīng)隨之向更高方面發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，除日常生活之外，也應(yīng)用到生產(chǎn)和其他各個方面。還有一些人聚焦到電子智能方面的深入研究上，使其向更加智能化這一目標(biāo)邁進。可以想見，科技不斷進步的今天，機電一體化技術(shù)必將達到更為先進的層次，取得的成果也會更多。

二、機電一體化技術(shù)的智能化趨勢

現(xiàn)代社會對科技的要求已逐漸向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、環(huán)保化等發(fā)展，這些方向都是未來的主流發(fā)展方向，機電一體化技術(shù)要作為機械工程領(lǐng)域的未來，勢必將無法避免與這些方向接軌。而作為引領(lǐng)未來科技主要求的智能化，是機電一體化的發(fā)展必須追隨的方向。

（一）微處理器的發(fā)展與人工智能

自上世紀(jì)九十年代后期，人工智能這一模塊已經(jīng)引起人們的廣泛重視，各國紛紛將重點轉(zhuǎn)移至如何實現(xiàn)更高層次的人工智能化上來。所謂智能化描述的是機器的行為，它是將來自各學(xué)科的新思想和新知識充分整合，以控制理論作為基礎(chǔ)，使得機器具有能夠自主決策、簡單邏輯思維和判斷推理等能力。盡管機器不能夠具有和人等同的邏輯思維和判斷能力，但是在一些具有較高性能，運轉(zhuǎn)速度更快的微處理器的發(fā)展基礎(chǔ)上，令機器智能化實現(xiàn)略微低級的地步是可以實現(xiàn)的。

（二）計算機科技崛起與人工智能

現(xiàn)今社會計算機科技迅速崛起，并且日漸普及，數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)具有良好的基礎(chǔ)，虛擬設(shè)計和超級計算機等技術(shù)已經(jīng)十分先進。數(shù)字化結(jié)合到機電一體化當(dāng)中時就需要其操作軟件達到更高條件，如：操作性強、可靠性高、具自我診斷維護能力等等。實現(xiàn)人工智能化之后，機電產(chǎn)品可具備一定智能，也就能夠?qū)崿F(xiàn)遠程操作，自我診斷和自我修復(fù)這些功能也都是可以實現(xiàn)的。在這一方面，數(shù)控機床有異于傳統(tǒng)機床就在于實現(xiàn)機電一體化，例如智能I/O接口的設(shè)置、添加的人機之間對話功能以及智能更新的數(shù)據(jù)庫，其操作和使用等十分便利。

（三）人工智能理論的加入與人工智能

人工智能的進步和發(fā)展繼續(xù)進行過程中，以模糊控制理論、小波理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、灰色理論以及混沌與分岔等為代表的人工智能理論也已經(jīng)糅合進機電一體化的進程中。光纖技術(shù)以及通訊技術(shù)的加入，微細加工的拓展，豐富了人工智能理論的內(nèi)容，為機電一體化的人工智能增加了籌碼，開拓了更為廣闊的領(lǐng)域。

（四）人工智能化與綠色化

科技發(fā)展日新月異，帶給人的不是只有便利，產(chǎn)生的巨大變化當(dāng)中也包含著對環(huán)境等的影響。機電一體化的受益對象是人，人的智能和情感等人性化體驗相對來說也極為重要，因此也要關(guān)注到人機關(guān)系，在色彩以及造型方面進行改進使人感覺到協(xié)調(diào)一致，滿足人的各類需求，達到更加舒適自然的目的。享受物質(zhì)的同時，不可避免會對環(huán)境造成一些破壞性的效果，如：環(huán)境惡化，資源浪費。因此可持續(xù)發(fā)展策略應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品的觀念要深入人心，機電一體化在達到智能化的過程當(dāng)中，必須兼顧綠色化。

三、結(jié)語

機電一體化不可能單獨發(fā)展，它是多門科學(xué)技術(shù)多種學(xué)科交叉發(fā)展的整合和結(jié)晶。它是社會生產(chǎn)力達到一定水平之后必然出現(xiàn)的一種技術(shù)體系，目前已對人們的生產(chǎn)和生活的水平等的提高起到了極為重要的作用。有許多與其相關(guān)的科學(xué)技術(shù)也都得到了更多的發(fā)展，由此可見技術(shù)融合已經(jīng)成為一種趨勢，隨著越來越多的研究深入，一定會出現(xiàn)更多的融合技術(shù)，使得技術(shù)領(lǐng)域更為便利和有效。在走向更高智能化的道路上，機電一體化的前景必然十分廣闊，帶來更高層次的社會進步。

作者簡介：張福，男，黑龍江省慶安縣，本科職稱實驗師職務(wù)教師，研究方向工業(yè)電氣自動化。