機(jī)電一體化綜述精選(九篇)
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第1篇：機(jī)電一體化綜述范文
（新疆焦煤（集團(tuán)）有限公司設(shè)備工程部新疆烏魯木齊830025）
摘要本文從機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中的現(xiàn)狀出發(fā)，簡(jiǎn)要探討了機(jī)電一體化對(duì)于采煤的重要性，并分析采煤設(shè)備機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用和發(fā)展，以期能為所需者提供借鑒。
關(guān)鍵詞 綜合采煤設(shè)備 機(jī)電一體化 應(yīng)用
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求越來(lái)越旺盛，由此也帶動(dòng)了采煤設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)在綜合采煤設(shè)備中有了更為廣泛的運(yùn)用，其在煤礦生產(chǎn)中的地位也越來(lái)越高。采煤設(shè)備作為一種較為專(zhuān)用的機(jī)械，其所使用的環(huán)境較為惡劣，產(chǎn)品自動(dòng)化技術(shù)要求較高。研究、運(yùn)用綜合采煤設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)，讓采煤機(jī)電產(chǎn)品具有機(jī)械與電子技術(shù)相結(jié)合的整體優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而更好地提升煤礦生產(chǎn)安全和生產(chǎn)的效益。
一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體技術(shù)及相應(yīng)的產(chǎn)品是從上世紀(jì)的70 年代末開(kāi)始在煤礦生產(chǎn)中有了應(yīng)用，80 年代之后，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于采煤設(shè)備的研制、開(kāi)發(fā)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，設(shè)備更加的趨向于自動(dòng)化和大型化，其可靠性和使用壽命都有了更好的提升，體現(xiàn)出機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)在全國(guó)“十二五”期間要實(shí)現(xiàn)大型煤礦采掘機(jī)械化程度達(dá)到95％以上，中型煤礦達(dá)到80％以上，小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化程度也達(dá)到40％。
但是，相比較國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備，我國(guó)對(duì)于采煤設(shè)備的機(jī)電一體化技術(shù)還處在較為初級(jí)的階段。對(duì)于近年來(lái)的綜采設(shè)備機(jī)電一體化除了引進(jìn)，也進(jìn)行著國(guó)產(chǎn)化的嘗試。通過(guò)科研院所制造的交流電牽引采煤機(jī)，其中電氣關(guān)鍵部分變頻器由國(guó)外引進(jìn)，部分電控設(shè)備采用引進(jìn)技術(shù)。電液控制的液壓支架?chē)?guó)內(nèi)均處于試驗(yàn)階段。重型工作面刮板運(yùn)輸機(jī)微機(jī)控制的軟啟動(dòng)系統(tǒng)也處于研制和試驗(yàn)中，不具備綜采設(shè)備工況監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)煤礦生產(chǎn)的重要性
綜合煤礦機(jī)電一體化技術(shù)，可以讓電子技術(shù)、機(jī)械以及液壓控制技術(shù)等進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，從而很好的提升煤礦機(jī)械的各種性能。目前，以微機(jī)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(jī)械中的應(yīng)用已很普及，電子控制技術(shù)已深入到煤礦機(jī)械的許多領(lǐng)域，如提采煤機(jī)的變頻控制系統(tǒng)和提升機(jī)PLC系統(tǒng)操作，煤礦機(jī)械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報(bào)警等。
煤礦機(jī)械的性能隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展也有著更高的要求，電子(微機(jī))控制裝置在煤礦機(jī)械上的應(yīng)用將更加廣泛，結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜、維護(hù)也將更加專(zhuān)業(yè)化。采煤設(shè)備機(jī)電一體化不但涉及煤礦生產(chǎn)安全，而且對(duì)煤礦影響巨大。隨著我國(guó)進(jìn)口及國(guó)產(chǎn)煤礦機(jī)械數(shù)量的逐年增加，應(yīng)用和管理好這些價(jià)格昂貴的煤礦機(jī)械，使其發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，將成為煤礦機(jī)電部門(mén)的重要使命。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
1.提高員工使用機(jī)電一體化的水平。隨著采煤設(shè)備機(jī)電一體化的不斷發(fā)展，電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機(jī)械中所占的比重越來(lái)越大，其功能將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，應(yīng)用范圍也將越來(lái)越廣，但其復(fù)雜程度也相應(yīng)提高。在煤礦生產(chǎn)中，采煤設(shè)備的自動(dòng)化程度，不但影響著生產(chǎn)安全，也影響到供電、排水、通風(fēng)、提升等設(shè)備的安全。煤礦機(jī)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(jī)械的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。為了合理有效利用好這些設(shè)備，使其發(fā)揮出較好的效益，必須對(duì)使用與維修維護(hù)這些設(shè)備的煤礦工作人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，提高他們的管理、使用和維護(hù)水平。
2.提高采煤設(shè)備的自動(dòng)化或半自動(dòng)化程度。煤礦機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化控制，可以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，并減少因操作者的經(jīng)驗(yàn)不足對(duì)作業(yè)精度的影響。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(guó)北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國(guó)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(huì)自動(dòng)連續(xù)動(dòng)作也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無(wú)人操作。
3.節(jié)能降耗，提高生產(chǎn)效率。在煤礦生產(chǎn)中使用機(jī)電一體化采煤設(shè)備，隨著自動(dòng)化程度的提高，降低了人工使用數(shù)量，提高了采煤產(chǎn)量，從而為煤礦生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能降耗，提高了生產(chǎn)效率。如井下使用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，使用變頻起動(dòng)、PLC 控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30％左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也大大提高。
4.在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診。煤礦生產(chǎn)中使用機(jī)電一體化采煤設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)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(jī)器的工作效率，簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低使用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。如采煤機(jī)上變頻器就采用PLC 控制，可實(shí)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(lái)越智能化。
5.其他應(yīng)用。對(duì)于不少在國(guó)外生產(chǎn)的采煤機(jī)、輸送機(jī)、綜掘機(jī)等都使用了電子(微電腦)控制的自動(dòng)變速器，其可以很好的依照外負(fù)荷的變化情況自動(dòng)改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)比，進(jìn)而能更好地改變功率，其充分地利用了電動(dòng)機(jī)功率，更好地提高了能耗經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還簡(jiǎn)化了操作，讓勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低，提高了設(shè)備的安全性能，提高作業(yè)人員操作的安全性。目前，我國(guó)在綜合機(jī)械化采煤機(jī)上采用電子(微電腦)控制，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，使機(jī)械能在危險(xiǎn)地帶或人無(wú)法接近的地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，也配備了無(wú)線遙控裝置，可遠(yuǎn)程遙控也可微電腦編程控制。
四、結(jié)束語(yǔ)
機(jī)電一體化在煤礦采煤設(shè)備中越來(lái)越重要，煤礦企業(yè)應(yīng)提高相關(guān)員工的使用維護(hù)和應(yīng)用水平，加強(qiáng)采煤設(shè)備管理，結(jié)合煤礦生產(chǎn)情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的研究和改良，提升機(jī)電一體化采煤設(shè)備的各種功能，從而實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)，提高煤礦綜合效益。
參考文獻(xiàn)
第2篇：機(jī)電一體化綜述范文
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)
一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來(lái)，人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能，刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期，各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)給以很大的關(guān)注。20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)。目前，機(jī)電一體化已成為一門(mén)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(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，在這一時(shí)期，人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。但當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)70年代～80年代為第二階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)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(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)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(jìn)步，更為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)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(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
（一）智能化趨勢(shì)。智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(shì)。模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。不過(guò)這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。
（三）人性化。機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)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(duì)人來(lái)說(shuō)還是一種藝術(shù)享受。
（四）網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)。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(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。
（五）微型化趨勢(shì)。微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微型化產(chǎn)品泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
（六）綠色化趨勢(shì)?？萍嫉陌l(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的問(wèn)題。綠色產(chǎn)品概念在這種情況下應(yīng)運(yùn)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(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類(lèi)健康的要求。
（七）帶源化。是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
四、典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展
目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近320萬(wàn)臺(tái)），但數(shù)控機(jī)床只占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床占10%）。近些年來(lái)數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。
（1）高速化。由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車(chē)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(dòng)速度由過(guò)去的10～20m/min提高到120m/min；在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，由過(guò)去一般機(jī)床的0.5G（重力加速度）提高到1.5G～2G，最高可達(dá)15G；
（2）高精度化。數(shù)控機(jī)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(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右；納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005～0.01um；最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問(wèn)世。
（3）復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)，如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類(lèi)異形零件。同時(shí)派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等。
結(jié)束語(yǔ)：綜上所述， 經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門(mén)、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(guó)從80年代初對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)始予以重視，先后在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃、863高科技計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金中列專(zhuān)項(xiàng)對(duì)機(jī)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(guó)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(jì)后十年發(fā)展全民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略技術(shù)措施，機(jī)電一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用已取得相當(dāng)進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.
第3篇：機(jī)電一體化綜述范文
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 發(fā)展過(guò)程 發(fā)展趨勢(shì)
一、前言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不同學(xué)科的交叉與滲透也越來(lái)越廣泛，注定了各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)革命與發(fā)展。在機(jī)械工程領(lǐng)域中，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系等發(fā)生了翻天覆地的變化，從而將工業(yè)生產(chǎn)由"機(jī)械電氣化"帶入了"機(jī)電一體化"為特征的發(fā)展階段。
二、概述
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)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，還將會(huì)被賦予新的內(nèi)容。但是它的基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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、可靠性高和低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)處于最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，就組成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或者說(shuō)機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，"機(jī)電一體化"涵蓋"技術(shù)"和"產(chǎn)品"兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的本質(zhì)區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)是由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍然屬于傳統(tǒng)機(jī)械。但是發(fā)展到機(jī)電一體化階段后，其中的微電子裝置除了可以取代一些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。擁有智能化的特點(diǎn)是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的一個(gè)本質(zhì)的區(qū)別。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展過(guò)程
"機(jī)電一體化"這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)即70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國(guó)內(nèi)早期將"機(jī)電一體化技術(shù)"與"機(jī)械電子學(xué)"并用，近年來(lái)"機(jī)電一體化"更流行使用。
80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車(chē)的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。
信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫(kù)，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品也用上了數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化，產(chǎn)生了"光機(jī)電一體化"的新領(lǐng)域。
進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合，開(kāi)創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支"微機(jī)電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。
四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科交叉綜合的一門(mén)學(xué)科，各個(gè)學(xué)科互相促進(jìn)、互補(bǔ)不足、相互發(fā)展。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一）智能化方向
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)的研究中得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要的應(yīng)用。這里所說(shuō)的"智能化"是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達(dá)到更好的控制效果。
今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品"全息"特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的飛速發(fā)展。
（二）光機(jī)電一體化方向
一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源、（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
（三）模塊化方向
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜而又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各個(gè)部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，短時(shí)間內(nèi)很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)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(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
（四）柔性化方向
未來(lái)機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的"冗余度"，有較強(qiáng)的"柔性"，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成"自律分配系統(tǒng)"。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的"自律性"，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有"行動(dòng)"是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。
（五）網(wǎng)絡(luò)化方向
上個(gè)世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)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(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（homenet）將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（六）微型化方向
微型化興起于上世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)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(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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(lèi)。
（七）仿生物系統(tǒng)化方向
今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于"靜態(tài)"時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便"死亡"，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)，但還有一段很漫長(zhǎng)的道路要走。
（八）綠色化方向
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；而另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
（九）系統(tǒng)化方向
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，機(jī)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(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻(xiàn)
[1]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.
第4篇：機(jī)電一體化綜述范文
論文摘要：機(jī)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(jiǎn)述機(jī)電一體化技術(shù)的基本情況和發(fā)展背景，綜述國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)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(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)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(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1機(jī)電一體化概述
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)。
機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門(mén)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(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)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(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制、自動(dòng)診斷與保護(hù)等。也就是說(shuō)，機(jī)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(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱(chēng)為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)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(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。（2）20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱(chēng)為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)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(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)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(rèn)；機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國(guó)均開(kāi)始對(duì)機(jī)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(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專(zhuān)院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)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(jìn)國(guó)家相比，仍有相當(dāng)差距。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：
3．1 智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)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(chéng)然，使機(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。 轉(zhuǎn)貼于
3．2 模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)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(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，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(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)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(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)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(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)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(lèi)。
3．5 環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)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(hù)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(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
3．6 系統(tǒng)化
未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化；另一層是模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)而研制出來(lái)的。
綜上所述，機(jī)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(huì)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(jī)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(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻(xiàn)
第5篇：機(jī)電一體化綜述范文
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；故障；特點(diǎn)；對(duì)策
一、機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)綜述
（1）機(jī)電一體化設(shè)備故障研究
設(shè)備出現(xiàn)故障一般指的是設(shè)備的系統(tǒng)或者是內(nèi)部的設(shè)備零件等失去了應(yīng)有的工作效率，或者是在工作的過(guò)程之中降低了規(guī)格功能、喪失了操作性等。針對(duì)機(jī)電一體化的故障診斷，首先需要對(duì)故障發(fā)生的部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，檢測(cè)出故障發(fā)生的具置，運(yùn)用各種檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)方式，明確故障發(fā)生的機(jī)理。由于機(jī)電一體化在操作的過(guò)程當(dāng)中容易出現(xiàn)斷裂、磨損、變形以及腐蝕等情況，所以一旦出現(xiàn)了相應(yīng)的故障則難免的會(huì)引發(fā)較為嚴(yán)重的后果，所以應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確的對(duì)機(jī)電一體化故障進(jìn)行診斷分析，確保定期的維修與養(yǎng)護(hù)，對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，進(jìn)而準(zhǔn)確的查明故障部位，及時(shí)的消除設(shè)備運(yùn)行的安全隱患，確保設(shè)備可以穩(wěn)定工作。
（2）機(jī)電一體化設(shè)備故障特性解析
由于機(jī)電一體化設(shè)備的特殊性，其故障也具有一定的特殊性，這一點(diǎn)需要在診斷當(dāng)中加以明確。機(jī)電一體化設(shè)備使用到的零部件數(shù)量非常多，并且一般都具有極高的技術(shù)含量，所以與其他類(lèi)型的設(shè)備相比，機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障概率將更大、并且更加難以診斷維修。根據(jù)相關(guān)的資料統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率是一般機(jī)械設(shè)備的八倍以上，所以面對(duì)如此高發(fā)的設(shè)備故障，還應(yīng)當(dāng)將人工檢查與科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)相互結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。主要的來(lái)講機(jī)電一體化設(shè)備故障有以下幾點(diǎn)特征：第一，機(jī)電一體化設(shè)備的零件較多，所以出現(xiàn)磨損的概率更大；第二，機(jī)電一體化設(shè)備的自我診斷和檢測(cè)功能不是很強(qiáng)，所以往往只能夠檢測(cè)出一些簡(jiǎn)單的故障；第三，機(jī)電一體化設(shè)備的報(bào)警信號(hào)系統(tǒng)的顯示不夠明晰，僅僅能夠顯示出部分故障；第四，針對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員數(shù)量正在不斷的減少，而這一現(xiàn)狀也必將使得今后機(jī)電一體化設(shè)備的故障檢測(cè)工作開(kāi)展難度進(jìn)一步增加。
二、機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)問(wèn)題
故障診斷信息有誤
機(jī)電一體化設(shè)備的構(gòu)成主要包括動(dòng)力單元、機(jī)械本體、控制單元、執(zhí)行單元和檢測(cè)單元，組成系統(tǒng)的要素一般包括機(jī)、氣、電、液、光、磁等，而機(jī)械與電子是機(jī)器的重要組成部分。大多數(shù)機(jī)器主要由這兩部分組成，許多故障的頻繁發(fā)生是由于診斷信息與故障因素不對(duì)稱(chēng)。本來(lái)有可能是機(jī)械設(shè)備導(dǎo)致的故障，工作人員卻誤以為是電子設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題。而機(jī)電一體化設(shè)備中存在的真正故障卻未能及時(shí)察覺(jué)。
診斷理論體系存在缺陷
我國(guó)的故障診斷技術(shù)起步很遲。由于我國(guó)在技術(shù)一體化設(shè)備診斷理論上缺乏創(chuàng)新人才，所以機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷一直處于劣勢(shì)。一方面因?yàn)槲覈?guó)技術(shù)成熟的比較晚，另一方面我國(guó)有些工業(yè)企業(yè)在應(yīng)用機(jī)電一體化設(shè)備過(guò)程中不注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致一些比較實(shí)用和經(jīng)典的方案得不到及時(shí)總結(jié)，沒(méi)有形成一個(gè)有價(jià)值的統(tǒng)一的有效的理論體系架構(gòu)。機(jī)電一體化設(shè)備所具有的獨(dú)特特點(diǎn)，使我們不能沿用傳統(tǒng)的診斷方法單獨(dú)針對(duì)機(jī)械或電子進(jìn)行故障維修；我國(guó)的機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)之所以非常落后，是因?yàn)槲覀冊(cè)诠收显\斷中沒(méi)有形成一個(gè)實(shí)用的先進(jìn)的完善的理論系統(tǒng)，致使每次出現(xiàn)故障我們都窮于應(yīng)對(duì)。
故障診斷精確度有待提高
機(jī)電一體化系統(tǒng)有一個(gè)深入分析和了解的過(guò)程，相關(guān)工作人員在機(jī)電一體化設(shè)備的操作管理過(guò)程中出現(xiàn)了故障診斷準(zhǔn)確度不高的情況，這是因?yàn)樗麄儧](méi)有嚴(yán)密考慮機(jī)電設(shè)備的特殊性能，不熟悉各功能模塊框圖，不能根據(jù)各組成部分的功能和組合形式以及工作環(huán)境來(lái)分析故障的影響程度和可能方式，也沒(méi)有在必要時(shí)做故障樹(shù)分析，不能根據(jù)故障發(fā)生的現(xiàn)象層層分解，找到故障反應(yīng)的邏輯關(guān)系和各種可靠性因素，所以不能弄清產(chǎn)生故障的根源。只要好好利用機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷方法如拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)分析法、故障樹(shù)分析法、自診斷法（故障代碼、故障指示燈、+報(bào)警聲等）、壓力檢測(cè)診斷法故障樹(shù)分析法、金相分析檢測(cè)診斷法、噪聲檢測(cè)診斷法和時(shí)域模型分析法等先進(jìn)技術(shù)，工作人員就能熟練維修和及時(shí)排除機(jī)電一體化設(shè)備使用過(guò)程中出現(xiàn)的一系列故障和難題，做到故障診斷熟能生巧，提高診斷準(zhǔn)確度，防患于未然。
三、機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷排除對(duì)策
1 注重先進(jìn)診斷技術(shù)的引進(jìn)與使用
工作人員可以采取先機(jī)后電的方法。因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)具有現(xiàn)實(shí)直觀性， 我們可以通過(guò)肉眼看到顯著的故障現(xiàn)象，如打滑、斷裂、變形、碰撞和卡死等，所以檢查機(jī)械設(shè)備是重點(diǎn)。檢查機(jī)械內(nèi)部零件是否能正常運(yùn)作，或者行程開(kāi)關(guān)能否自如接通與斷開(kāi)都是相當(dāng)關(guān)鍵的問(wèn)題。同時(shí)，液壓和氣動(dòng)裝置能否正常循環(huán)也是診斷的主要內(nèi)容，之后再判斷電子部分存在的問(wèn)題。采取先干后葉或先外后內(nèi)，按照主次有別的原則，先分析主要元件，再分析次要元件。最后必須對(duì)其各組成元件進(jìn)行分析，提升各組成部元件的可靠性，發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)和故障關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，改善設(shè)計(jì)方法，并合理優(yōu)化配置。當(dāng)然，如果遇到緊急情況也可以對(duì)重要組件采用冗余設(shè)計(jì)。這樣能夠提高機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械工作精度。還可采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制、數(shù)字控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制方法。
2 健全完善故障診斷技術(shù)理論
根據(jù)故障診斷技術(shù)理論，可靠性是機(jī)電設(shè)備故障診斷的重要參數(shù)，是在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力，同時(shí)可靠性是故障診斷技術(shù)理論實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵點(diǎn)。許多工作人員在工作過(guò)程中要活學(xué)活用，將培訓(xùn)學(xué)到的、書(shū)本上學(xué)到的理論知識(shí)與機(jī)電一體化設(shè)備實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，注意創(chuàng)新故障診斷方法，創(chuàng)新機(jī)電一體化設(shè)備維修模式，創(chuàng)新故障診斷思路，創(chuàng)新故障事前預(yù)測(cè)機(jī)制，提高自身的故障診斷技術(shù)水平，加強(qiáng)自身的故障診斷技術(shù)理論，使得自身的故障診斷技術(shù)理論逐步完善，不斷創(chuàng)造機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷工作的新局面。
3 注重事前診斷工作的落實(shí)
搞好故障事前預(yù)測(cè)可以有效規(guī)避機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷過(guò)程中出現(xiàn)的失誤。工作人員不用憑借良好的維修技術(shù)去檢修機(jī)器，工作人員只要在設(shè)備運(yùn)行之前視察完機(jī)電設(shè)備各主要運(yùn)行零件的正常與否的任務(wù)，這種做法就是故障診斷事前預(yù)測(cè)。這種方法不僅實(shí)現(xiàn)了故障診斷的目的，及時(shí)排除了機(jī)電一體化設(shè)備的故障，而且大大減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)。所以做好故障診斷事前預(yù)測(cè)是預(yù)防機(jī)電一體化設(shè)備發(fā)生故障的有效方法。
結(jié)語(yǔ)
隨著機(jī)電一體化設(shè)備在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高機(jī)電一體化設(shè)備的可靠性，加強(qiáng)機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷與維修已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)工作的重要組成部分，因此我們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)中要密切關(guān)注機(jī)電一體化設(shè)備的故障發(fā)生與診斷，進(jìn)而降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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第6篇：機(jī)電一體化綜述范文
【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢(shì)。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一） 機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二） 傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
（三） 信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
（四） 驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五） 接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
（六） 軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一） 數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、 總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、 開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶(hù)的使用效益。
3、 WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、 大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、 能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、 系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、 以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二） 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三） 柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四） 工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱(chēng)示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一） 智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類(lèi)智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
（二） 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(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三） 微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱(chēng)微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四） 模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五） 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六
） 綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
參考文獻(xiàn)
1、 李運(yùn)華.機(jī)電控制[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003.
2、 芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
3、 王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動(dòng)化，2006(6).
第7篇：機(jī)電一體化綜述范文
關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)機(jī)電一體化數(shù)控模塊化
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶(hù)的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱(chēng)示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一）智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類(lèi)智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
（二）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(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方
式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱(chēng)微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
【參考文獻(xiàn)】
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第8篇：機(jī)電一體化綜述范文
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;機(jī)械系統(tǒng);工作經(jīng)驗(yàn);研究資料
機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)及控制，從而完成運(yùn)動(dòng)、能量流和機(jī)械力等各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)相關(guān)的任務(wù)，同時(shí)其各個(gè)機(jī)電部件相互聯(lián)系、相互配合和相互協(xié)調(diào)，組成完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?；谠撓到y(tǒng)結(jié)構(gòu)的程序性和任務(wù)性，在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究上應(yīng)該站在“系統(tǒng)”的相關(guān)角度，以便進(jìn)行有效科學(xué)的安排設(shè)計(jì)。
1機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
1．1保證較高的精確性
機(jī)電相關(guān)產(chǎn)品的精確程度直接關(guān)系著系統(tǒng)整體的質(zhì)量和效益，機(jī)電一體化機(jī)械的技術(shù)性能、工藝水平及功能都要求選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，也就是說(shuō)，機(jī)電一體化產(chǎn)品的首要標(biāo)準(zhǔn)和要求便是高精確度。
1．2反應(yīng)性能要強(qiáng)
機(jī)電系統(tǒng)具有良好的反應(yīng)性能，即在系統(tǒng)接受某一指令后，能夠較短時(shí)間內(nèi)對(duì)該指令進(jìn)行任務(wù)的執(zhí)行，從而保證系統(tǒng)能夠更加精確地完成任務(wù)。另外根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，做好準(zhǔn)確、及時(shí)獲得相應(yīng)指令的控制，能夠增加任務(wù)完成和執(zhí)行的準(zhǔn)確性。
1．3具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性
在機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)中，為了保證更好的系統(tǒng)精確度和反應(yīng)性能，往往會(huì)在無(wú)間隙、低摩擦、高剛度和高諧振頻率等方面對(duì)系統(tǒng)提出較高的要求。另一方面，還要求機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)有壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
2機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的構(gòu)成
機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)通常是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分構(gòu)成。
2．1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不僅僅是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)換器，耗時(shí)伺服系統(tǒng)中的重要組成部分，因此，在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)首先要具有較高的精確度，同時(shí)必須滿足重量輕、噪音低、體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)速度高和可靠性高等方面的要求和特點(diǎn)，結(jié)合機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中對(duì)伺服控制的要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究，以便更好地提升系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)中的伺服性能。
2．2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中主要起到的是導(dǎo)向作用和支撐作用，一般包括導(dǎo)軌和軸承等。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的正常作用的發(fā)揮可以有效保證機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中的組成部分和各個(gè)裝置能夠安全、準(zhǔn)確完成指定的任務(wù)運(yùn)動(dòng)。
2．3執(zhí)行機(jī)構(gòu)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是指在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中直接完成任務(wù)指令的操作裝置和部分，一般情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)所具備的高靈敏度和精確度以及高重復(fù)性能和可靠性，可以保證其根據(jù)不同的任務(wù)指令和相關(guān)要求，在動(dòng)力源的推動(dòng)下完成預(yù)先設(shè)定的各種操作任務(wù)。在目前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的社會(huì)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用能通過(guò)其強(qiáng)大有效的功能，使傳統(tǒng)機(jī)電的動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成為可變速、動(dòng)力和執(zhí)行的多功能發(fā)動(dòng)機(jī)，從而使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)得到進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。
3機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想
3．1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)思想
在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，通過(guò)靜態(tài)設(shè)計(jì)的有效協(xié)助，為了更好的研究整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的頻率特點(diǎn)和性質(zhì)，完成各個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)數(shù)字模型的建立，推動(dòng)促進(jìn)機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，必須充分有效地通過(guò)自控方法進(jìn)行頻率特性的計(jì)算，這便是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)的頻率特性，在一定程度上不但能夠反映出整個(gè)系統(tǒng)在不同信號(hào)頻率下的相應(yīng)反應(yīng)，還決定了系統(tǒng)的工作最大頻率、抗干擾性和穩(wěn)定性。
3．2靜態(tài)設(shè)計(jì)思想
靜態(tài)設(shè)計(jì)是指按照機(jī)電一體化各個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的功能要求，通過(guò)相關(guān)的研究和經(jīng)驗(yàn)初步、大體上制定出機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方案。方案中主要涉及整個(gè)系統(tǒng)部件之間的控制、連接以及部件的種類(lèi)和對(duì)能源的需求等?；痉桨冈O(shè)計(jì)完成后，應(yīng)以技術(shù)手段為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)中各部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系、參數(shù)及結(jié)構(gòu)，確定部件及相應(yīng)零件的材料、精確度和結(jié)構(gòu)方式，并對(duì)執(zhí)行元件發(fā)電功率、參數(shù)和過(guò)載能力進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)其他相關(guān)的元件和部件進(jìn)行配置系統(tǒng)的選擇等等。
4機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的性能分析
想要使機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)良好的伺服性能得到保證，不但需要從機(jī)械系統(tǒng)的靜態(tài)特征方面得到更好的滿足，同時(shí)還要充分的運(yùn)用理論研究和自動(dòng)化的控制方法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)體系進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和分析。另外，機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)該以系統(tǒng)靜態(tài)的數(shù)字模型為基礎(chǔ)，根據(jù)自動(dòng)化控制的要求和方法研究分析系統(tǒng)的整個(gè)頻率特性，并通過(guò)調(diào)整相應(yīng)的頻率，改善系統(tǒng)整體的伺服性能。
4．1數(shù)字模型的建立
機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)數(shù)字模型的建立和電氣系統(tǒng)的數(shù)字模型的建立在一定程度上基本相似，即都是通過(guò)折算將比較負(fù)責(zé)的結(jié)構(gòu)裝置簡(jiǎn)單化，轉(zhuǎn)為等效的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系，并用數(shù)學(xué)中的線性微分方程表達(dá)式將其表達(dá)出來(lái)。機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)字模型分析通常情況下都是輸入與輸出的聯(lián)系。比如，把比較復(fù)雜的系統(tǒng)機(jī)械參數(shù)，彈性模量、阻尼和系統(tǒng)慣量等統(tǒng)一進(jìn)行處理，并對(duì)各個(gè)機(jī)械參數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)方式的分析，從而得出它們對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的影響。在數(shù)字模型的建立之前，需要先對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中的不同物理量進(jìn)行折算，使它們直接轉(zhuǎn)化到某個(gè)元件上，從而把多變、復(fù)雜的多軸傳動(dòng)變?yōu)閱屋S傳動(dòng)，在此過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照總機(jī)械系統(tǒng)性能不變的原則。這樣，以單軸為基礎(chǔ)的輸入量和輸出量的關(guān)系，就能夠建立相關(guān)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，從中反應(yīng)出機(jī)械的相應(yīng)性能，從而應(yīng)用并指導(dǎo)實(shí)際中的設(shè)計(jì)。
4．2性能參數(shù)的影響
機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求必須要工作可靠、精確度高、運(yùn)行平穩(wěn)等，既是靜態(tài)設(shè)計(jì)中的研究問(wèn)題，也是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)對(duì)伺服機(jī)構(gòu)的要求，這就應(yīng)該通過(guò)對(duì)有關(guān)參數(shù)的調(diào)整，優(yōu)化整體系統(tǒng)的性能。
5結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上論述，從機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的性質(zhì)、概念等方面進(jìn)行相關(guān)分析，分別從機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、基本構(gòu)成、設(shè)計(jì)思想和性能分析四個(gè)方面進(jìn)行了研究分析，機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
作者:朱翔宇 王玉樂(lè) 單位:聊城大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院 青島科技大學(xué)自動(dòng)化與電子工程學(xué)院
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第9篇：機(jī)電一體化綜述范文
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代機(jī)械；設(shè)計(jì)；制造工藝
按照產(chǎn)品使用要求，機(jī)械設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、形式、工作原理等，展開(kāi)合理分析和科學(xué)計(jì)算，并通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體運(yùn)用。在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中，主要依靠設(shè)計(jì)人員手工計(jì)算、手工繪圖和檢索資料，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期較長(zhǎng)，且無(wú)法保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品不斷更新，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法無(wú)法適應(yīng)新時(shí)展，因此催生了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工藝。不斷改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，對(duì)設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法不斷改進(jìn)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期明顯縮短，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。筆者根據(jù)自身多年的機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，主要分析現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的制造工藝。
1.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)分析
1.1通過(guò)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)，可提升產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率
針對(duì)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、作業(yè)的現(xiàn)代化處理，通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，可靈敏、精確控制作業(yè)流程，準(zhǔn)確把握生產(chǎn)控制，利用機(jī)械操作系統(tǒng)，確保機(jī)械制造程序現(xiàn)代化設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)達(dá)到規(guī)定操作。采取現(xiàn)代化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)全程數(shù)據(jù)化控制，無(wú)主觀因素影響，確保操作流程科學(xué)、有序運(yùn)行，通過(guò)精確規(guī)定動(dòng)作，提升產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率。
1.2通過(guò)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)，可改善勞動(dòng)條件
現(xiàn)代化發(fā)展的機(jī)械設(shè)計(jì)，屬于技術(shù)密集型、知識(shí)密集型的集合技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)，降低作業(yè)人員勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，使作業(yè)人員擺脫繁重手工作業(yè)。隨著機(jī)械現(xiàn)代化產(chǎn)品的逐漸推廣應(yīng)用，使機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)環(huán)境得以有效改善，有利于提高行業(yè)勞動(dòng)條件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的現(xiàn)代化辦公，進(jìn)而使機(jī)械制造勞動(dòng)條件得以有效改善。
1.3通過(guò)現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)，提高機(jī)械設(shè)備可靠性、安全性
對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)所包含的現(xiàn)代化功能，包含了問(wèn)題診斷、警報(bào)處理、系統(tǒng)保護(hù)、系統(tǒng)監(jiān)視等現(xiàn)代化、對(duì)于機(jī)械生產(chǎn)，若遭遇電壓短路，或超負(fù)荷運(yùn)載問(wèn)題，利用現(xiàn)代化系統(tǒng)，可采取控制保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)現(xiàn)代運(yùn)行，可降低人身事故發(fā)生率，對(duì)設(shè)備起著良好保護(hù)作用，使設(shè)備損壞率明顯下降。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代化發(fā)展，電子元件是其主要部件，可有效降低元件磨碎率，提高機(jī)械現(xiàn)代化產(chǎn)品可靠性、安全性，進(jìn)而使設(shè)備故障率明顯降低，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命。
2.現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)的主要工藝
2.1智能化設(shè)計(jì)方法
對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)而言，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化控制技術(shù)，就是為提高生產(chǎn)作業(yè)、機(jī)械制造的智能化。立足現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)角度，智能化是立足動(dòng)力學(xué)、社會(huì)學(xué)與心理學(xué)理論角度，結(jié)合人工智能技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)科等，將其納入機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)科。通過(guò)交叉學(xué)科建設(shè)，有效吸取機(jī)械設(shè)計(jì)智能化發(fā)展新方法與新思維。利用人工智能模擬技術(shù)，就是使機(jī)器行為與人腦推理、邏輯、決策等思維能力類(lèi)似，智能化機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造領(lǐng)域的重要設(shè)計(jì)工藝。
2.2機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方法
按照現(xiàn)代學(xué)科發(fā)展模式，使傳統(tǒng)單一學(xué)科模式被打破，逐漸往學(xué)科融合方向不斷發(fā)展。對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)而言，也必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)思路，趨向?qū)W科融合發(fā)展。立足學(xué)科建設(shè)角度，在未來(lái)發(fā)展中，機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。機(jī)電一體化，是通過(guò)機(jī)械、微電子、電子信息、傳感器、電子工程等技術(shù)，相互結(jié)合而產(chǎn)生，從這些技術(shù)理論中，吸取機(jī)械設(shè)計(jì)所需理論、技術(shù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代化發(fā)展中，不斷綜合運(yùn)用，使機(jī)械產(chǎn)品往機(jī)電一體化方向不斷發(fā)展，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，極大推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的積極、健康發(fā)展?？梢哉f(shuō)，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，是機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵工藝。
2.3網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)方法
近些年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)興起和日益發(fā)展，使人民生產(chǎn)、生活發(fā)生巨大改變。隨著互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，加速了全球經(jīng)濟(jì)一體化。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)而言，其產(chǎn)品換代、理論更新，均離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。提高機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代化發(fā)展，必須緊密聯(lián)系互聯(lián)網(wǎng)，利用互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作、動(dòng)態(tài)化控制，利用計(jì)算機(jī)安全、云計(jì)算數(shù)據(jù)、局域網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代化發(fā)展創(chuàng)造良好網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境。總之，隨著互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品和互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系日益緊密。
2.4模塊化設(shè)計(jì)方法
針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品研發(fā)，現(xiàn)代化屬于系統(tǒng)性、復(fù)雜性的工程，所涉及產(chǎn)品規(guī)格、種類(lèi)繁雜?，F(xiàn)階段，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)代化研發(fā)，若想實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品接口生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，還存在一定難度。所以，通過(guò)模塊化處理技術(shù)，目的就是為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。系統(tǒng)模塊化，就是復(fù)雜、龐大的設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行分解，建立良好管理模塊。利用標(biāo)準(zhǔn)單元模式，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速研發(fā)，使產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，進(jìn)而分解模塊，簡(jiǎn)化處理機(jī)械產(chǎn)品。
2.5綠色化設(shè)計(jì)方法
由工業(yè)革命開(kāi)始，全球進(jìn)入工業(yè)化社會(huì)，影響著人們的生產(chǎn)、生活，有效提升了人們物質(zhì)、文化生活。然而，隨著粗放型經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，環(huán)境污染與資源浪費(fèi)問(wèn)題日益突出。因此，工業(yè)改革是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，發(fā)展綠色工業(yè)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，降低資源浪費(fèi)率，要求機(jī)械設(shè)計(jì)必須提倡綠色、環(huán)保，設(shè)計(jì)出環(huán)保型、節(jié)能型的現(xiàn)代化產(chǎn)品，是機(jī)械制造發(fā)展不可小視的問(wèn)題。
3.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工藝，主要是完善、補(bǔ)充傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝，主動(dòng)性較強(qiáng)，且設(shè)計(jì)周期較短，可明顯降低設(shè)計(jì)耗費(fèi)。通過(guò)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，不管是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造，或報(bào)廢回收方面，比傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)工藝明顯要好。對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工藝，是諸多學(xué)科知識(shí)、領(lǐng)域的完美融合，并實(shí)際運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不僅是單獨(dú)個(gè)人設(shè)計(jì)，還是一個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，確保每個(gè)設(shè)計(jì)人員做到相互了解，運(yùn)用模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等設(shè)計(jì)工藝，通過(guò)設(shè)計(jì)工藝的有機(jī)融合，方可設(shè)計(jì)出完美、優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]王秀鳳.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝綜述[J].科技與企業(yè)，2014，（2）：217-217.
