论文部分内容阅读
现在，世界各个工业先进的国家均把发展和应用机电一体化技术放在首要战略地位，机电一体化技术正迅速地向生产和科技领域的各个方面渗透，我国的机电一体化应用领域和技术产品潜在市场也具有广阔的发展前景。
一、机电一体化技术概要
机电一体化是指机和电融合为一体的有机结合，是机械、微电子、计算机和自动控制技术有机结合互相渗透的产物，是现代科学技术发展的必然结果。通常，新闻媒体将机电一体化技术描述成机械、光和电子等技术的综合应用。
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。但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、电子技术、驱动技术、接口技术等，根据系统功能目标要求，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。其具体内容有：电子技术是机电一体化技术中最基础的部分。电子技术包括模拟电路和数字电路，利用电工的技术基础，对晶体管构成的电路进行形同的、定性的和定量的分析研究；接口技术已成为机电一体化领域的一个重要技术，特别是在先进的计算机控制系统中，接口功能的优劣将直接影响着系统的性能。为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格，不仅有利于信息传递和维修，并且可以简化设计；驱动技术是机电一体化应用机器人技术中的重要组成部分，电机作为驱动机构已被广泛采用。
二、机电一体化技术的应用
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域。机电一体化主要应用有计算机辅助设计和制造、数显和数控机床、柔性制造系统、工业机器人、自动机和自动生产线等。在日常生活中，机电一体化的产品也比比皆是，如全自动洗衣机、全自动照相机、音响设备、电脑打印机等。机电一体化的产品是集机、电、气、液、光电等技术为一体的综合体。
首先，机电一体化技术在现代机械制造业中的应用。传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，其生产盈利靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。现代机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，在集成化基础上，其实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，实现了高速、高精、高效控制，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、虚拟制造、并行工程等。
其次，机电结合的应用。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构為电子装置和机械装置的有机结合。
再次，机器人是典型的机电一体化产品，是当今世界综合技术的典型代表。第一代机器人只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第二代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第三代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维，判断和决策，在作业环境中独立行动，与第五代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。目前，机电一体化技术已广泛应用于机械、建筑、农业、医疗等行业，并正向具有自适应性的智能化、微型机电一体化等方面发展。
1、全息系统化也即智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，系统化的表现特征就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视。
2、微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。
3、机电一体化产品的绿色化。随着工业的发达，可用资源减少，生态环境受到严重破坏，人们开始呼吁保护环境资源，绿色产品应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，而机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。因此绿色的机电一体化产品具有远大的发展空间。
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。机电一体化相关的技术随着科学技术的发展相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明，必将为国家带来更大的经济效益与社会效益。
一、机电一体化技术概要
机电一体化是指机和电融合为一体的有机结合，是机械、微电子、计算机和自动控制技术有机结合互相渗透的产物，是现代科学技术发展的必然结果。通常，新闻媒体将机电一体化技术描述成机械、光和电子等技术的综合应用。
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。但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、电子技术、驱动技术、接口技术等，根据系统功能目标要求，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。其具体内容有：电子技术是机电一体化技术中最基础的部分。电子技术包括模拟电路和数字电路，利用电工的技术基础，对晶体管构成的电路进行形同的、定性的和定量的分析研究；接口技术已成为机电一体化领域的一个重要技术，特别是在先进的计算机控制系统中，接口功能的优劣将直接影响着系统的性能。为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格，不仅有利于信息传递和维修，并且可以简化设计；驱动技术是机电一体化应用机器人技术中的重要组成部分，电机作为驱动机构已被广泛采用。
二、机电一体化技术的应用
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域。机电一体化主要应用有计算机辅助设计和制造、数显和数控机床、柔性制造系统、工业机器人、自动机和自动生产线等。在日常生活中，机电一体化的产品也比比皆是，如全自动洗衣机、全自动照相机、音响设备、电脑打印机等。机电一体化的产品是集机、电、气、液、光电等技术为一体的综合体。
首先，机电一体化技术在现代机械制造业中的应用。传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，其生产盈利靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。现代机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，在集成化基础上，其实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，实现了高速、高精、高效控制，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、虚拟制造、并行工程等。
其次，机电结合的应用。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构為电子装置和机械装置的有机结合。
再次，机器人是典型的机电一体化产品，是当今世界综合技术的典型代表。第一代机器人只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第二代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第三代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维，判断和决策，在作业环境中独立行动，与第五代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
随着电子技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。目前，机电一体化技术已广泛应用于机械、建筑、农业、医疗等行业，并正向具有自适应性的智能化、微型机电一体化等方面发展。
1、全息系统化也即智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，系统化的表现特征就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视。
2、微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。
3、机电一体化产品的绿色化。随着工业的发达，可用资源减少，生态环境受到严重破坏，人们开始呼吁保护环境资源，绿色产品应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，而机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。因此绿色的机电一体化产品具有远大的发展空间。
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。机电一体化相关的技术随着科学技术的发展相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明，必将为国家带来更大的经济效益与社会效益。