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中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8500（2013）01-0065-01
一、機電一體化的技術分類
1.網(wǎng)絡計算機信息技術。各種信息資料之間交換、運算、存儲、判斷和決定以及專家系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡都是計算機信息處理技術。
2.機械技術。機電一體化的基礎技術就是機械技術。它和機電一體化相互促進，完成了結構和功能上的改革，同時它的重量減輕，體積相對以前更小，精度也得到了提高，它的性能指標也更加的適應人類的需要，努力地利用高科技來更新著機電一體化的概念。
3.自動化技術。自動化技術是在自動控制理論的基礎上，先進性系統(tǒng)的設計然后再經(jīng)過仿真調(diào)試，它可以進行高精度和速度的控制，還能進行自我的調(diào)制、診斷和修補。
4.系統(tǒng)技術。系統(tǒng)技術是以整體趨勢和目標為基礎，利用整體概念組織和各種相關的技術，利用總分的觀念來將整體分成為好多有一定關聯(lián)的小單元，其中的接口技術是紐扣是實現(xiàn)各小部分進行連接的保證。
5.感應技術。現(xiàn)在的感應技術在社會生活中的應用十分普遍，機電一體化也應用了感應檢測技術。要想實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制和自動調(diào)節(jié)，傳感檢測技術是必不可少的，它向人類的皮膚那樣，是整個系統(tǒng)的感受器官，而且他的功能越是強大那么系統(tǒng)的自動化程度就越高。
二、機電一體化技術的特征
1.較小靈活，操作方便。機電一體化技術讓工作人員可以改變原有的復雜繁瑣的操作模式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，它的動作可由程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。所以體積小，重量輕，適應性強，操作更方便是機電一體化技術的一個最明顯的特征。
2.精度功能強大。現(xiàn)在社會的科技越來越發(fā)展，其中的準確度、精確度在各個領域都要求十分嚴格，機電一體化也在朝著這一特征努力，機電一體化控制水平得以提高，運算速度也更加快速，可以精確按預設動作，進行自行診斷、校正、補償功能，可以減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。
3.軟件功能的應用。機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。
4.產(chǎn)品可靠壽命長。傳統(tǒng)機械裝置由于運動部件之間產(chǎn)生的工作誤差，會嚴重影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。光機電一體化技術可以使裝置的運動部件減少，磨損程度也會相對降低，如果沒有了運動部件，那么機械磨損也將會消失。所以，裝置提高了壽命，降低了故障，產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性就會得到提高。
5.協(xié)調(diào)性提高。機電一體化是多種技術及多個部分的組合，要想讓機電一體化技術及產(chǎn)品擁有系統(tǒng)性、完整性和科學性，那么各個組成部分之間就得有嚴格的要求，良好的配合默契，這就要求各種技術揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
三、機電一體化的發(fā)展方向
1.智能化。人工智能在機電一體化中越來越受到人們的重視，它是在理論得以控制上，讓機電一體化的產(chǎn)品具有一定的智能，在這其中還有人工智能、計算機學、生命科學等一些新的思想和新的方法，它雖然不能達到人類那樣的水平，但也可以進行一些簡單的推理判斷和邏輯決策。當然，要想真正的像人一樣是不可能的，它只能進行低級智能或人的部分智能。
2.模塊化。模塊化的工程任重而道遠。實現(xiàn)機電一體不僅可以利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，還可以擴大生產(chǎn)規(guī)模，從這一點來說不管是對于任何機電一體化化的企業(yè)，模塊化將帶來一個美好的前景，并且它的潛力是無窮的。
3.網(wǎng)絡化。網(wǎng)絡技術的發(fā)展給社會各方面的發(fā)展都帶來了巨大的變革，全球化的趨勢也無可阻擋，機電一體化新產(chǎn)品無疑會暢銷全球，而且網(wǎng)絡化可以在一定基礎上促進智能化的應用，他可以以計算機為中心把一系列的家用電器連成一個系統(tǒng)，讓人們真切的感受到現(xiàn)代高科技帶來的便利，因此機電一體化的網(wǎng)絡化是發(fā)展的必然結果。
4、微型化。現(xiàn)在社會上大多數(shù)的產(chǎn)品都在走向微型化，機電一體化也是順應時代的潮流。機電一體化正在向微型精確的方面發(fā)展它在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
5.綠色化。綠色環(huán)保是世界的主題，現(xiàn)在的環(huán)境狀態(tài)是資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是人們呼吁保護環(huán)境資源的呼聲更加高漲，時展的要求是可以設計一不污染環(huán)境的綠色化的機電一體化產(chǎn)品，讓綠色路線在產(chǎn)品中一路暢通，這也就成為了機電一體化最符合人類社會發(fā)展的一個發(fā)展方向。
6.人性化。人性化是各類產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機電一體化的產(chǎn)品在具有一定完整性能的基礎上，對于外觀設計以及它的外觀視覺也有著相應的要求，這可以讓產(chǎn)品與外在環(huán)境更加的適應，讓人們使用產(chǎn)品更加的貼心，更加的自然，更接近生活習慣。
機電一體化與電子之間深度結合，并且與各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術是國民經(jīng)濟發(fā)展所急需的優(yōu)勢學科方向。機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。所以要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢，準確定位，嚴謹制定人才培養(yǎng)計劃，使教學緊跟機電一體化技術發(fā)展變化的趨勢，為培養(yǎng)出符合機電一體化技術崗位實際需要的、高素質(zhì)、強能力的合格人才。
參考文獻：
[1]金志向.光機電一體化技術特征和發(fā)展趨勢[J].科技咨詢導報.2007，（15）：34-35.
[2]張龍華.光機電一體化在現(xiàn)代技術中的應用與研究[J].科技信息.2010，（23）：499.
[3]郝建軍.淺談光機電一體化技術的研究與發(fā)展[J].科技資訊.2011，（08）：148.
摘 要：現(xiàn)階段我國的機械制造行業(yè)發(fā)展比較迅速，尤其在新的技術應用下，對機械生產(chǎn)能力的提高起到了促進作用。將機電一體化應用在機械當中，是工程機械發(fā)展的趨勢。基于此，本文主要就機電一體化的特征以及應用作用發(fā)揮加以闡述，然后結合實際對機械中機電一體化的應用和發(fā)展趨勢詳細探究。希望能通過此次對機電一體化的應用研究，對實際工程機械的發(fā)展起到促進作用。
關鍵詞：機械；機電一體化；應用
0.引言
工程機械的操作中，實現(xiàn)了機電一體化就能提高機械使用性能以及效率。傳統(tǒng)的機械使用整體效率比較低，處在當前的發(fā)展階段，傳統(tǒng)機械應用已經(jīng)不能滿足實際的生產(chǎn)力需求。通過從理論層面對機械中機電一體化的應用研究，對機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就有著積極意義。
1.機械機電一體化的特征以及應用作用發(fā)揮
1.1 機械機電一體化的特征體現(xiàn)
機械機電一體化的運用有著鮮明特征體現(xiàn)，生產(chǎn)能力強的特征比較突出。機電一體化目標的實現(xiàn)對信息自動處理的作用能充分發(fā)揮，這樣機械就能在自動化的運作能力上表現(xiàn)的比較強，對設備運用的靈敏度檢測也能實現(xiàn)。機電一體化的設備系統(tǒng)控制，能有效保障產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在產(chǎn)品的性能上也能保障。特征還體現(xiàn)在安全性方面。實現(xiàn)了機電一體化，就能有效保障機械的安全運行[1]。基于機電一體化系統(tǒng)的多樣化功能，在機械設備的運行當中自動診斷功能的發(fā)揮也比較突出，從而就提高了設備運行的安全。除此之外，機電一體化系統(tǒng)在使用性能上也比較強，在應用的范圍也比較廣泛。
1.2 機械機電一體化應用作用發(fā)揮
工程機械中機電一體化的應用有著諸多積極作用發(fā)揮，在監(jiān)控作用方面表現(xiàn)的比較突出。工程機械機電一體化的電子監(jiān)控系統(tǒng)的應用，對機械設備的運行狀態(tài)能實時性的監(jiān)測，在機械出現(xiàn)了嚴重磨損的時候，系統(tǒng)的自動診斷功能就能發(fā)揮其積極作用，這對故障的及時性解決就提供了方便。在機電一體化的目標實現(xiàn)下，對工程機械的正常化作業(yè)有著保障，能最大化的降低安全事故。
再者，機電一體化的應用作用發(fā)揮還體現(xiàn)在節(jié)能作用上。機械運作中，機電一體化的系統(tǒng)運行能對設備的正常運行得以保障，將機械設備的能量充分發(fā)揮，實現(xiàn)節(jié)能的目標。這對資源儲備量也能得到有效保障[2]。電子節(jié)能控制器的運用，能降低設備的磨損率，從整體上提高機械設備的工作效率。機電一體化的運用對作業(yè)的精度能得以保障，減少了傳統(tǒng)機械工作中的人為誤差。
2.機械中機電一體化的應用和發(fā)展趨勢
2.1 機械中機電一體化的應用分析
機械中機電一體化的應用中，對成品的精度要求比較高，這也是和產(chǎn)品的性能保障有著直接性關系的。機電一體化技術能對產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進行直接控制。在輸入了相應參數(shù)之后，機械就可按照參數(shù)進行自動化的運作，這對產(chǎn)品的精度就得到了保障，使得整體生產(chǎn)水平和能力得到了提高。機械的自動化以及半自動化作業(yè)當中，對人員操作的工作量大大降低了，也能保障生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量[3]。如日本的三菱公司就將挖掘軌跡控制和挖掘機進行稽核，在對鏟斗的運動軌跡設定之后，通過微機進行控制，就可對臂桿和鏟刀等自動化控制，這就大大增加了工作的效率和質(zhì)量。
機械中機電一體化技術的應用中，對電子監(jiān)控以及自動化報警、故障自診斷系統(tǒng)的功能發(fā)揮，就能提高機械整體生產(chǎn)水平。工程機械的發(fā)動機以及傳動系統(tǒng)等在運行中，通過電子監(jiān)控以及自動報警系統(tǒng)的運用，對運行中所出現(xiàn)的異常現(xiàn)象就能直接提示，這就對駕駛員的工作條件得到了有效提高，對機械維修的費用也能大大降低，有助于設備的使用壽命進一步延長。機械中的機電一體化的運用，能有效提高生產(chǎn)率。如在液壓挖掘機的燃料能力量的利用率僅為30%，這樣的低能運行，對能源的節(jié)約就體現(xiàn)的比較突出，在節(jié)約能源的同時，也能大大提高生產(chǎn)率，這就是機電一體化得以迅速發(fā)展的重要原因。
機電一體化在機械當中的運用過程中，機電自動檢測的功能也能充分發(fā)揮。自動檢測功能的運用對機械各子系統(tǒng)都能進行檢測，從而可及時性的了解機械設備的運用狀況。在系統(tǒng)出現(xiàn)異常的時候，報警系統(tǒng)會發(fā)出警報，對故障的部位就能明確[4]。自動檢測系統(tǒng)對機械的運行效率提高就發(fā)揮了積極作用，保障了整個生產(chǎn)的順利進行。
2.2 機械中機電一體化的應用發(fā)展趨勢
隨著新技術的升級，機械機電一體化也會向著智能化的方向發(fā)展。智能化是對機械設備行為的描述。機械的智能化發(fā)展是將多種學科知識技g進行綜合的，如計算機技術以及人工智能技術和運籌學等等。在這些技術以及理論的綜合下，就能對機電一體化的產(chǎn)品生產(chǎn)效率進一步的提高，對機械的控制能力也能提高。
機械機電一體化的發(fā)展也會向著微型化方向邁進。所謂的微型化就是通過對納米技術的應用，微機電一體化的產(chǎn)品的體積縮小，這樣在能耗上也會大大降低，在實際運用過程中的靈活程度就可提高。機械機電一體化的微型化目標的實現(xiàn)，也是對整體機械行業(yè)的發(fā)展有著積極意義的。通過精細化的加工技術應用，實現(xiàn)生產(chǎn)能力提高的目標。
當前我國的網(wǎng)絡化技術的應用比較廣泛，而在機械行業(yè)中，將機電一體化和網(wǎng)絡技術進行結合，在對遠程控制技術以及監(jiān)視技術的應用下，就能從很大程度上提高機械運作的效率。這也是現(xiàn)代化機械發(fā)展的重要方向[5]。
系統(tǒng)化的發(fā)展也是重要發(fā)展方向。主要就是機械機電一體化的系統(tǒng)結構更加的完善，在整體的結構上能靈活性的組態(tài)，從而滿足實際應用的需求。系統(tǒng)化發(fā)展目標的實現(xiàn)，就要能注重將多個子系統(tǒng)協(xié)調(diào)化，并對子系統(tǒng)進行綜合性的管理，這樣就能提高系統(tǒng)的運用性能。
3.結語
綜上所述，我國的機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，要想促使其進步，就要充分重視機電一體化技術的應用，并要能從多方面注重對技術的升級運用。通過此次對機電一體化的技術應用研究，就能為實際機械發(fā)展的水平提高起到一定啟示作用。
參考文獻：
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關鍵詞：機電一體化；應用；發(fā)展
中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2015）17-008-01
隨著社會科學技術的發(fā)展，機電一體化技術也在日益發(fā)展和提升，現(xiàn)已成為一門新的應用學科，發(fā)展著自身重要的作用。機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、光學技術、電力電子技術和接口技術等多樣群體技術，通過合理的配置各個功能單元，從而在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)其特定的價值功能，是促使整個系統(tǒng)達到最佳化的系統(tǒng)工程技術。它的發(fā)展提升使工業(yè)生產(chǎn)從“機械電氣化”步入了“機電一體化”的快速發(fā)展階段。
一、機電一體化技術的廣泛應用
1、機電一體化技術應用于鋼鐵企業(yè)。（1）計算機集成制造系統(tǒng)。鋼鐵企業(yè)的計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）可以將人與生產(chǎn)的經(jīng)營管理和生產(chǎn)過程有效連接，從而實現(xiàn)原料的入廠采購、加工生產(chǎn)和產(chǎn)品出貨全過程的一體化控制管理。（2）現(xiàn)場總線技術。現(xiàn)場總線技術（FBT）可以有效連接設置生產(chǎn)現(xiàn)場的儀表并可設置控制室里的控制設備，使其實現(xiàn)數(shù)字式、雙向和多站通信鏈路的連接。采用這種技術不僅可以取代當下使用的信號傳輸技術，而且可以將大量的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間于共同的通信媒體上實現(xiàn)雙向傳輸。（3）交流傳動技術。交流調(diào)速技術的發(fā)展是伴隨著電力電子技術與微電子技術的發(fā)展而快速發(fā)展起來的。因其具有著交流傳動優(yōu)良特征，所以，電氣傳動技術在未來可有由交流傳動全部取代直流傳動。（4）開放式控制系統(tǒng)。所謂“開放”指的是對一種標準的信息交換規(guī)程的共識與支持，按這種標準進行設計的系統(tǒng)，可以達到非同一廠家產(chǎn)品的有效兼容與替代，并且可以實現(xiàn)資源的共享。其通過工業(yè)通信網(wǎng)絡將控制設備與管理計算機相互聯(lián)系起來，實現(xiàn)了經(jīng)營、管理與控制、決策的有效統(tǒng)一，從而經(jīng)過現(xiàn)場總線將生產(chǎn)儀表與控制室中的控制設備鏈接，從而實現(xiàn)測量與控制的一體化進程。
2、機電一體化技術應用汽車行業(yè)中。（1）以微機控制發(fā)電機系統(tǒng)。在汽車應當中，控制發(fā)電機單元的核心部位是利用微處理器設計的發(fā)動機集成大規(guī)模電路，并通過各個傳感器接受電壓模擬信號傳輸?shù)桨l(fā)電機的各個單元，信號模擬利用數(shù)字模擬直接轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘枖?shù)字。并在這些信息的基礎上，控制發(fā)電機單元對于燃料的空氣比例和點火時間，并計算循環(huán)排氣效率，最后把計算出的結果做為噴射閥燃料控制和點火設備的驅(qū)動信息輸出出來，從而控制空氣與燃料質(zhì)量之間的比例。當此比例加大時，燃料稀少，就難以點火，相反，其比例下降后，點火就會比較順利。（2）汽車雷達系統(tǒng)。在汽車應用過程當中，我們常需要使用到汽車雷達系統(tǒng)，如進行倒車等，其可以使我們在行駛或倒車時觀察到前方與后方的距離與障礙物情況，一旦有情況就會發(fā)出警報，從而有效的保障了行車安全，減少了事故發(fā)生，這就是機電一體化技術中的激光測距雷達系統(tǒng)在汽車行業(yè)中的有效應用。（3）行車制動系統(tǒng)。汽車可以安全的在正常情況由行駛轉(zhuǎn)換為停車，靠的是汽車上的行車制動器，這種裝置就是應用了機電一體化的技術，滿足了汽車在剎車時的前后兩輪剎車制動，從而有效保障了剎車功能，保障了行駛安全。
3、機電一體化技術應用于現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)。當前時期，機電一體化技術已經(jīng)應用于采煤機械設備與提升機械設備等方面。電牽引采煤機和礦井提升機就是機電一體化技術應用的良好實例。因此使機械設備不僅具備了傳統(tǒng)功能更兼具了自行發(fā)電制動功能，從而使設備運行更加自如、有效，在簡化了設備結構的同時集成了諸如信息、控制、電力電子等技術，在力提升了煤礦生產(chǎn)效率。
二、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
1、機電一體化技術更趨智能化發(fā)展。機電一體化技術的應用使現(xiàn)代機電產(chǎn)品更具智能特征，表現(xiàn)為具備類似于人的邏輯思維力、判斷力和應變力、決策力等。
2、機電一體化技術更趨數(shù)字化發(fā)展。機電一體化的數(shù)字化基礎表現(xiàn)為微控制器技術和接口技術，而且隨著科技的更新與發(fā)展還會發(fā)展應用數(shù)控機床與機器人等。同時，依托計算機互聯(lián)網(wǎng)絡，使得數(shù)字化進程更加深入與廣泛，未來將會應用于設計與制造方面，例如計算機集成制造、虛擬設計等等。
3、機電一體化技術更趨模塊化發(fā)展。隨著機電一體化產(chǎn)品數(shù)量與品類的不斷增多，其技術發(fā)展更趨于研發(fā)一些具有標準接口、動力接口和環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊。
4、機電一體化技術更趨網(wǎng)絡化發(fā)展。互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展與應用給社會生產(chǎn)的各個領域都帶來了重大的變化，以互聯(lián)網(wǎng)絡為基礎的各種遠程控制和監(jiān)控技術日益發(fā)展完善，這就使得作為機電一體化產(chǎn)品的遠程控制終端設備得以長足發(fā)展，其現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術也更加促進著家電網(wǎng)絡。
5、機電一體化技術更趨自源化發(fā)展。也就是說機電一體化產(chǎn)品的自攜帶能源特征，例如太陽能電池、燃料電池和大容量電池的發(fā)展和有效應用。
6、機電一體化技術更趨人性化發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品在有效完善提升自身性能之外，還會隨著人們?nèi)找孀兓男枨笞兓煌脑煨秃蜕实纫蛩兀瑲w根結底就是要讓用戶體驗度更佳，滿意度更高。
7、機電一體化技術更趨微型化發(fā)展。隨著科技的發(fā)展和創(chuàng)新，龐大的機電設備已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嫣嵘氖褂眯枨螅虼耍瑱C電一體化產(chǎn)品在向微型化特征和微觀領域不斷變化發(fā)展。
總的來說，機電一體化技術是現(xiàn)代制造業(yè)的重點與核心，其已廣泛應用于機電產(chǎn)業(yè)和其機械制造業(yè)。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，機電一體化技術也是不斷的更新、完善、發(fā)展，從而向更加智能化、數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡化、自源化、人性化與微型化發(fā)展，有力促進著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，促進著社會經(jīng)濟效益的提升。
參考文獻：
[1] 姜新嘉.淺析機電一體化技術的應用及發(fā)展趨勢[J]. 電子制作，2013，（08）.
關鍵詞：機電一體化 發(fā)展過程 發(fā)展趨勢
一、前言
隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，不同學科的交叉與滲透也越來越廣泛，注定了各個領域的技術革命與發(fā)展。在機械工程領域中，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、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"機械電氣化"帶入了"機電一體化"為特征的發(fā)展階段。
二、概述
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將會被賦予新的內(nèi)容。但是它的基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，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現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)處于最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，就組成為一個機電一體化系統(tǒng)或者說機電一體化產(chǎn)品。
因此，"機電一體化"涵蓋"技術"和"產(chǎn)品"兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的本質(zhì)區(qū)別。機械工程技術是由純技術發(fā)展到機械電氣化，仍然屬于傳統(tǒng)機械。但是發(fā)展到機電一體化階段后，其中的微電子裝置除了可以取代一些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。擁有智能化的特點是機電一體化與機械電氣化在功能上的一個本質(zhì)的區(qū)別。
三、機電一體化的發(fā)展過程
"機電一體化"這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當時即70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。國內(nèi)早期將"機電一體化技術"與"機械電子學"并用，近年來"機電一體化"更流行使用。
80年代，信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統(tǒng)后，使機械-電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。
信息技術驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣，對機電一體化的系統(tǒng)設計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產(chǎn)生了"光機電一體化"的新領域。
進入90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術的發(fā)展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支"微機電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。
四、機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化是機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合的一門學科，各個學科互相促進、互補不足、相互發(fā)展。專家預測，未來機電一體化技術將向以下幾個方向發(fā)展：
（一）智能化方向
智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設的研究中得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要的應用。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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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，以求達到更好的控制效果。
今后的機電一體化產(chǎn)品"全息"特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的飛速發(fā)展。
（二）光機電一體化方向
一般機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源、（動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結構等部件組成。引進光學技術，利用光學技術的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統(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
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜而又非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。
這需要制定各項標準，以便各個部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，短時間內(nèi)很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
（四）柔性化方向
未來機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的"冗余度"，有較強的"柔性"，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成"自律分配系統(tǒng)"。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務，同時具有本身的"自律性"，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應。其特點是子系統(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"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)的故障而影響整個系統(tǒng)。
（五）網(wǎng)絡化方向
上個世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
（六）微型化方向
微型化興起于上世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
（七）仿生物系統(tǒng)化方向
今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上處于"靜態(tài)"時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時，生物便"死亡"，而當控制系統(tǒng)（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。
（八）綠色化方向
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；而另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到了嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設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。
（九）系統(tǒng)化方向
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。
五、結束語
綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，相信隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻
[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004.
1 機電一體化的基本概念
機電一體化又稱機械電子學，亦可稱為機電整合，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成，它是在機構功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。
2 機電一體化的發(fā)展概況
機電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發(fā)展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展。現(xiàn)在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，它的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。
但在20世紀60年代以前，機電一體化就已經(jīng)開始發(fā)展了。在這一時期，人們在不知覺中就已經(jīng)在利用電子技術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)品與電子技術的結合。20世紀70～80年代，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎，也就是在這一時期出現(xiàn)了機電一體化這一名詞。20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。據(jù)了解，我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下：
（一）智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。它是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、人工智能、心理學、生理學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。故智能機電一體化產(chǎn)品也具有這種能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動
（二）數(shù)字化
微控制器和接口技術的發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路，數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程控制操作、診斷和修復。
（三）模塊化
模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。但機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
（四）網(wǎng)絡化
20世紀90年代，計算機技術飛速發(fā)展后的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、教育以及日常生活都帶來了巨大的變革。而各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術正在興盛，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
（五）微型化
微型化是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
（六）系統(tǒng)化
本小節(jié)主要從機電一體化的相關基本概念、機電一體化技術的基本特征、機電一體化的最新發(fā)展趨勢等三個方面對機電一體化技術做較為全面的介紹，接下來詳細介紹。
1.1機電一體化的基本概念
機電一體化技術從大的領域來說屬于機械領域，其定義版本較多，其中一種較為權威的定義表述如下：機電一體化一般是指在機械的設計與功能擴展中，應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，把機械系統(tǒng)的控制中心進行集成化，并且與安裝在計算上的上位機軟件實現(xiàn)雙向通信，一般來說，機電一體化技術也是一門交叉學科技術，涉及到的主要技術有通信技術，機械技術，微電子技術，電力電子技術等，機電一體化技術的核心功能就是把以上技術結合起來，形成一個整體并內(nèi)嵌入機械系統(tǒng)中。
1.2機電一體化技術的基本特征
機電一體化技術作為一門應用廣泛的技術，有其自身的特點，通過實際調(diào)查總結和查閱相關資料，本文總結出了機電一體化技術的3個主要特點，接下來詳細說明如下。（1）應用的廣泛性：機電一體化技術由于涉及的技術較多，是一門涉及多學科的交叉技術，正是由于這一特點，使得機電一體化技術應用十分廣泛，已經(jīng)遠遠超出了機械工程的應用范疇，當然，本文的研究重點還是放在機電一體化技術在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢。（2）具有很強的邏輯性：由于機電一體化的核心任務就是把各種技術合理融合，應用到機械領域中，把系統(tǒng)的機械機構和上位機軟件控制合為一體，也就是形成一個統(tǒng)一的整體，從這個層面來說，機電一體化技術具有很強的邏輯性，或者說擁有很強的系統(tǒng)性。（3）機電一體化具有很強的最優(yōu)化建模理論：機電一體化技術經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成完整的最優(yōu)化理論體系，相關算法可以參閱相關文獻，限于論文篇幅，在這里不再累述。
1.3機電一體化技術的最新發(fā)展趨勢
經(jīng)過多年的發(fā)展，機電一體化技術已經(jīng)形成了自己的理論體系，隨著我國高新技術不斷發(fā)展，越來越多的新技術被應用到機電一體化技術上，機電一體化的最新的發(fā)展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術，機電一體化技術也朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發(fā)展。
2機電一體化技術在機械工程上的應用以及發(fā)展趨勢分析
本小節(jié)在上文介紹機電一體化技術相關知識的基礎上探討機電一體化技術在機械工程領域的當前應用以及未來的發(fā)展趨勢，結合實際，本文從機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析、機電一體化在現(xiàn)代機床控制上的應用、機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用等三方面簡單論述機電一體化技術在機械工程上的應用以及發(fā)展趨勢，下面詳細討論。
2.1機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析
在國外，機電一體化技術應用到機械工程領域較早，通過查閱資料得知，美國在上世紀90年代就把自動控制設備應用與機械制造領域，我國相對起步晚，但是起點較高，20世紀60年代，我國通過引進蘇聯(lián)控制設備，逐漸把機電一體化技術應用到機械領域，并在20世紀80年代，實現(xiàn)機電控制設備國產(chǎn)化，隨著科技不斷進步，以計算機處理技術和無線通信技術為代表的新技術不斷應用與機電一體化技術，這使得機電一體化技術煥發(fā)出勃勃生機，應用領域進一步擴大。
2.2機電一體化在現(xiàn)代機床控制上的應用
機電一體化在機械工程領域很重要的一個應用領域就是應用在現(xiàn)代機床控制上，現(xiàn)代機床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現(xiàn)代機床的控制系統(tǒng)具有很強的抗干擾性，機電一體化技術由于采用計算機處理技術，處理速度快，精度高、內(nèi)置多塊DSP芯片，抗干擾能力強。
2.3機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用
機電一體化技術除了應用與純機械工程領域，還大量應用于相關機械與電子相結合的控制領域，通過實際調(diào)查得知，我國全自動包裝機已經(jīng)全部采用機電一體化技術，由于包裝機械不但設計機械工程知識，還涉及機電控制技術，微機處理技術等，所以一般的控制系統(tǒng)很難勝任，機電一體化技術由于是一門交叉學科，所以具有很強的靈活性，所以機電一體化技術較好的解決了這個問題，機電一體化把軟件控制和機械控制結合起來，融為一體，通過上位機軟件來控制包裝機的運行狀態(tài)。
3機電一體化技術在機械領域的發(fā)展前景
通過對機電一體化當前發(fā)展趨勢的調(diào)查研究，本文認為，機電一體化技術在機械領域的發(fā)展前景包括以下幾點：（1）專用化趨勢不斷加強：隨著機電一體化應用到機械領域的不斷深化，機電一體化技術表現(xiàn)出明顯的專用化趨勢。（2）智能化不斷加強：近年來，隨著人工智能等新技術不斷應用到機電一體化領域，機電一體化技術也呈現(xiàn)了智能化趨勢。（3）能耗低：節(jié)約資源，保護環(huán)境成為全社會的共識，在這種背景下，機電一體化技術積極加強自身改革，不斷研發(fā)新技術，把能耗進一步降低。
4結論
自從二十一世紀以來，機械工程領域得到了飛快發(fā)展，其中重點課題是機電一體化技術。機電一體化技術的實現(xiàn)不僅提高了機械工程的生產(chǎn)效率，同時也使機械工程發(fā)展的范圍越來越廣泛，從根本上改變了機械工程的面貌，使機電產(chǎn)品生產(chǎn)性能更強、質(zhì)量更高。文章主要針對當前機電一體化技術在機械工程中的應用進行了分析并提出了未來的發(fā)展趨勢，希望能夠給相關人士一定的借鑒。
關鍵詞：
機電一體化；機械工程；發(fā)展
1機電一體化的基本知識
1.1機電一體化概念機電一體化的概念，就是指在機械的功能設計和應用里，在機械結構的主功能、信息處理、功能控制等方面，將控制裝置安裝電子化集成和控制軟件等進行有機結合形成統(tǒng)一的系統(tǒng)，系統(tǒng)通過引進電子技術，使裝置在程序預定的操作功能下，綜合運用機械技術、微電子技術以及電力電子技術，再配合系統(tǒng)布局的各個功能單元里配置，完成機械系統(tǒng)智能性控制，實現(xiàn)機械設備多功能、高質(zhì)量、低能耗、環(huán)保和運行可靠性高的效果。機電一體化技術就是將以上的技術有機結合在一起來實現(xiàn)設備的機械性能綜合技術應用，機電一體化技術不是簡單將機械技術和微電子技術組合一下就完成的，是一個友好的復雜的系統(tǒng)結合技術過程。我們?nèi)绻苷_的應用機電一體化技術，就能在取代原有傳統(tǒng)機械的功能外，還會增加自動檢測和處理信息、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷和保護等很多新功能。
1.2機電一體化的特征第一個特征是廣而強的應用性。機電一體化技術是以機械為基礎來研究機電的過程并實現(xiàn)機電產(chǎn)品性能的一系列開發(fā)的技術，這種技術是不受任何行業(yè)、機械種類的限制，滲透到各個專業(yè)系統(tǒng)和產(chǎn)品的應用、開發(fā)技術中，它的應用性因此廣而且強；第二個特征就是突出的系統(tǒng)化。機電一體化是將各種技術協(xié)同合作和集成應用，產(chǎn)品和過程綜合在一起形成一個完整且功能完全的系統(tǒng)。它主要強調(diào)的是層次化和系統(tǒng)化；第三個特征就是整體的最優(yōu)化。整體最優(yōu)化主要是指機電一體化的附加值高、效率高、性能高，材料、能源省，消耗以及污染低，充分利用機電一體化的技術，綜合運用，達到整體最優(yōu)化；第四個特征就是操作簡單、清晰化。機電產(chǎn)品使用簡單化對于那些不精通機電原理、技術知識的普通用戶來說，操作簡便的特性能讓普通的用戶熟練使用機電產(chǎn)品強大的功能。
2機電一體化技術在機械工程中的應用
工業(yè)革命的爆發(fā)對世界經(jīng)濟的發(fā)展起到巨大的推動作用，同時也是機械工程技術發(fā)展的基本前提。機電一體化技術在二十世紀六十年代開始在機械工程領域逐漸使用，促進了機械工程制造業(yè)的變革。信息技術在機械工程領域的應用，不僅提高了機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，同時也提高了產(chǎn)品的科技含量，實現(xiàn)了機械工程的可持續(xù)發(fā)展以及工業(yè)技術的高速前進。
2.1機電一體化技術在改造機床上的應用數(shù)控機床是一個十分重要的機械工程設備。在數(shù)控機床工作的過程中對工作臺和機床上的刀具的運行軌跡要求十分嚴格，偏差值必須在規(guī)定的范圍內(nèi)，這樣才能夠保證產(chǎn)品的精確性。為了加強數(shù)控機床工作的效率，我們可以通過機電一體化技術對其進行改造。其中開環(huán)伺服系統(tǒng)具有結構簡單，操作簡便，出現(xiàn)故障也較容易發(fā)現(xiàn)等特點，被廣泛使用。滾珠絲扛副具具有傳動率高、摩擦損失小等特點，只需要適當?shù)恼{(diào)整一下滾珠的方向，就可以消除空間的死區(qū)，減小數(shù)控機床出現(xiàn)偏差的可能性。隨著信息技術的發(fā)展，目前的數(shù)控機床把微機技術應用其中，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和信息的自動化處理，能夠根據(jù)產(chǎn)品的需求選擇技術和功能。如果數(shù)控機床的改動比較大，那么盡可能在保留原來操作系統(tǒng)的前提下減少調(diào)整，這樣才能夠減少企業(yè)的成本投入，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。
2.2機電一體化技術在包裝機械方面的應用包裝機械是機械工程中的重要組成部分，其包括很多特別復雜的機構，例如控制連桿、凸輪構造等，傳統(tǒng)的部件連接方式主要采用控制電路，這就導致設備的整體結構過于繁瑣，不利于后期的設備維修，操作起來也不是很方便。把機電一體化技術應用到包裝機械方面，能夠?qū)崿F(xiàn)微機控制設備，同時整個控制系統(tǒng)也形成模塊化管理。相比較過去的構造模式，設備的整體變小，零件也更加精密，操作起來也更加簡單方便，而且節(jié)約資源，減少了企業(yè)的設備投入。
2.3機電一體化在產(chǎn)品開發(fā)上的突出特點隨著人們需求的不斷變化，產(chǎn)品開發(fā)必然向著智能化方向發(fā)展。把機電一體化技術應用在產(chǎn)品開發(fā)上，不僅能夠使產(chǎn)品功能更加靈活多變，產(chǎn)品種類更加齊全，還能夠使用微電子技術實現(xiàn)某一種產(chǎn)品的特定功能，滿足市場上的特殊需求。機電一體化在產(chǎn)品開發(fā)上的突出特點就是實現(xiàn)了普通產(chǎn)品向智能化方向的轉(zhuǎn)變，提高了產(chǎn)品的科技含量，促進機械工程中產(chǎn)品的價值，這也提高了生產(chǎn)企業(yè)的競爭能力。
3工程領域內(nèi)的機電一體化發(fā)展趨勢
機電一體化技術的應用已經(jīng)受到了國內(nèi)外相關學者的廣泛關注，近幾年機電一體化技術正朝著以下幾個方向發(fā)展。（1）個性化。市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，為了滿足消費者不斷變化的需求，所有的產(chǎn)品都必須實現(xiàn)個性化的發(fā)展。特別是在當前的信息時代，機電一體化產(chǎn)品也必須根據(jù)自身的發(fā)展目標轉(zhuǎn)向個性化的發(fā)展方向，實現(xiàn)產(chǎn)品的精益求精。（2）智能化。相比傳統(tǒng)機械的生產(chǎn)方式，機電一體化最顯著的特點就是智能化，這也是其他技術和產(chǎn)品不可比擬的。隨著科學技術的快速發(fā)展，機電一體化的智能化水平將會進一步提高，同時還會融入其他的智能化技術，進一步滿足機械工程的需要。（3）高性能化。高性能是一個好的機械產(chǎn)品必須具備的特點，而機電一體化產(chǎn)品就具備優(yōu)良的高性能，其中尤為突出的就是產(chǎn)品的運行速度快、精度高、穩(wěn)定性強等方面，正是這些方面使機電產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)多任務、多數(shù)據(jù)的操作，而且在產(chǎn)品發(fā)生問題時，維修人員能夠以最快的時間找到問題出現(xiàn)的原因并及時調(diào)整好。將來機電一體化產(chǎn)品的性能還能夠進一步優(yōu)化，在實際使用中得到認可和關注。（4）綠色化。機電一體化技術在發(fā)展的過程中應該結合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想，在突出產(chǎn)品特色的同時能夠?qū)崿F(xiàn)綠色化，把綠色化作為機電一體化產(chǎn)品的共性特征，減少對環(huán)境的污染程度，增加可回收性。綠色化也能夠體現(xiàn)出市場經(jīng)濟環(huán)境下機電一體化發(fā)展的必然趨勢。（5）網(wǎng)絡化。信息技術的發(fā)展推進網(wǎng)絡化的普及，網(wǎng)絡技術幾乎被應用于各個行業(yè)。在機電一體化技術發(fā)展中，機械工程中涉及到的精密儀器和檢測設備也已經(jīng)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了對設備的遠程監(jiān)控，減少了人力，提高了工作的效率。在未來，所有的機電產(chǎn)品都會和網(wǎng)絡相連接，真正實現(xiàn)機電一體化。實現(xiàn)網(wǎng)絡化也是機電一體化技術面對外界環(huán)境所做出的必然轉(zhuǎn)變。（6）機電液一體化。目前液壓傳動技術以其可靠性、安全性、平穩(wěn)性的優(yōu)勢受到了人們的廣泛關注，在不久的將來，一定會和機電一體化技術一起推進機械工程的改革進程，并運用到更加高精尖的領域中。
4結束語
機械工程的發(fā)展是市場經(jīng)濟中的重要一環(huán)，機械工程的未來發(fā)展趨勢必然是機電一體化。隨著人們對機電一體化技術認識程度的逐漸加深，該技術的優(yōu)勢不斷凸顯，當前已經(jīng)被應用到除機械工程外的其他領域中。我國的機械工程發(fā)展比較晚，在未來的發(fā)展中必須不斷借鑒國內(nèi)外先進的經(jīng)驗，并引進高科技的生產(chǎn)設備，不斷振興機械工業(yè)。
參考文獻
[1]羅輯，杜柳青，袁冬梅，等.機電一體化技術在機械工程上的應用及發(fā)展趨勢[J].機床與液壓，2006（1）.
[2]章浩，張西良，周士沖.機電一體化技術的發(fā)展與應用[J].農(nóng)機化研究，2006（7）.
關鍵詞：機電一體化；核心技術；發(fā)展進程；發(fā)展趨勢
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術
1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、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.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3.系統(tǒng)技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關聯(lián)的若干功能單元，接口技術是系統(tǒng)技術中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測技術：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發(fā)展進程
1.數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結構。
3.可編程序控制器（PLC）的應用于工業(yè)：上世紀60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡的體系結構，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關的國際工業(yè)標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現(xiàn)：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發(fā)展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
三、機電一體化向智能化邁進
20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：
1.智能化：是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。
2.網(wǎng)絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。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。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
3.微型化：興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
4.綠色化：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。綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。
5.系統(tǒng)化：其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。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，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。
結束語：
當然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發(fā)展與應用也將更加廣闊。
參考文獻：
關鍵詞：機電一體化；自動控制技術；發(fā)展趨勢
機電一體化的外文名詞是Mechantronics，起源于日本，是取英語Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示機械學與電子學兩種學科的綜合。目前，國內(nèi)外對機電一體化的涵義有各種各樣的認識，其各自的出發(fā)點和著眼點不盡相同，再加上機電一體化本身的涵義還在隨著生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展不斷被賦予新的內(nèi)容。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體，是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果。隨著現(xiàn)代科學技術日新月異的發(fā)展，不斷地推動不同學科的交叉和滲透，從而導致整個工程領域的技術革命。
1.機電一體化概要
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。機電一體化涵蓋技術和產(chǎn)品兩個方面，只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械。機電一體化系統(tǒng)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能。
2.我國機電一體化的現(xiàn)狀
世界范圍內(nèi)機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結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。第二階段可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。第三階段，20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術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。
計算機數(shù)控機床（CNC）是一種由計算機或?qū)Ｓ秒娮佑嬎阊b置控制的高效自動化機床。它綜合應用了計算機技術、自動控制、精密測量和機械設計等方面的最新成就，是典型的機電一體化產(chǎn)品，是機床發(fā)展的必然趨勢。
汽車的機電一體化中心內(nèi)容是以微機為中心通過自動控制來改善汽車的性能，增加汽車的功能，實現(xiàn)汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛的安全性、可靠性、操作方便和舒適性。近幾十年，國際各大汽車公司都加大了對汽車機電一體化的研究，使其發(fā)展有了質(zhì)的飛躍。
工業(yè)機器人（IR）一般應由機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)等組成，是一種能模擬人的手、臂的部分動作，按照預定程序、軌跡及其要求，實現(xiàn)抓取、搬運工件或操作工具的自動化裝置，是具有發(fā)展前途的機電一體化典型產(chǎn)品。
3.機電一體化的發(fā)展趨勢
3.1自律分配系統(tǒng)化
未來的機電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.2系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放和模塊化的結構。系統(tǒng)可以靈活組套，進行任意裁減和組合，同時要求實現(xiàn)多坐標系列控制功能的NC系統(tǒng)。表現(xiàn)特征之二是通話功能的大大加強，即網(wǎng)絡化趨勢。
3.3人工智能化
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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.4全息系統(tǒng)化
機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。其系統(tǒng)的層次結構，也由簡單的“從上到下”的形勢而變?yōu)閺碗s的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
3.5綠色化
環(huán)境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主題。
3.6微型機電化
微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.7面向21世紀的制造模式
一次制造成功，采用成組技術和分組作業(yè)方式，按質(zhì)、按量、按時完成，做到零廢品、零庫存、零設備故障、零環(huán)境污染，從以“技術”為中心向以“人”為中心轉(zhuǎn)變，從“金字塔式多層次管理”向“網(wǎng)絡式管理”、由順序工作方式向并行工作方式、由固定組織
加工向敏捷制造加工轉(zhuǎn)變。
4.結語
機電一體化的出現(xiàn)并不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念正在發(fā)生著革命性的變化。21世紀，機電一體化技術將扮演機械工業(yè)的主角，與機電一體化相關的技術還有很多。隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯。我國可以利用后發(fā)的成本優(yōu)勢和廣闊的市場潛力，用全新的方式和更短的時間研發(fā)更多具有知識產(chǎn)權的機電一體化產(chǎn)品。隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
