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關鍵詞 機電一體化；電機；控制
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）022-015-2
1 概述
1.1 機電一體化簡述
機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體的技術。隨著現在計算機技術的快速發展和應用領域的普及，機電一體化技術已經由原來的單一技術逐步發展到自動控制技術、信息技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等相互交叉，形成了一個完整的體系。與原有的體系有所區別。尤其是計算機的使用更是使這一領域的發展得到了強有力的支撐。隨著科技的不斷的進步，社會經濟的不斷擴大，機電一體化已經深入到了各個行業之中，創造出了大量的社會財富。機電一體化的最基本的特征就是將計算機技術、電子信息技術、數字技術等技術有機的相結合在一起，通過這些技術的運用將生產的工作有效的分配到各個需要的工作崗位上，通過機電一體化的使用，提高了原來的工作效率，并且在生產過程中更是降低了能耗，提高了安全性，生產出的產品質量也有進一步的提升。
1.2 機電一體化的發展歷史
機電一體化的發展歷史可以追溯到20世紀的60年代，發展過程可以概括為以下幾個階段。
1）原始階段：電子技術的應用到機械裝置中的生產中來，從電子技術的最初的發展就是建立在機械設備的技術改造上的，隨著電子技術的不斷發展，促進了兩者的結合。
2）初級發展階段；計算機的使用，使得機械的電子化控制進一步的得到了加強。計算機在電子控制方面的介入，為機電一體化控制提供了強有力的技術支持。
3）蓬勃發展階段：由于科學技術的不斷進步，各個科學領域都影響到了機電一體化的發展，例如，光纖技術、數碼技術、智能技術等等應用，使機電一體化得到了充分的發展。以后也將有更多的新技術會應用到其中來。
1.3 機電一體化的應用領域
經過近50年的發展，機電一體化取得的長足的進步，但是在應用的范圍上還是主要應用在自動生產線和數控機床方面。機床從最早的手動車床發展到現在數控機床，無論在功能上、操作上、效率上都比原來的機床有了顯著的提高，數控機床可以根據加工的產品的參數來進行精確的操作，數控機床的另一特點是通過電腦來進行控制的，在對相同的產品進行重復的加工的時候，工作人員只需要根據事先設計好的參數進行選擇，剩下的就可以在由數控機床自己來進行加工了，一個人工作人員可以同時操作多臺數控機床來進行生產。
2 機電一體化中電機控制技術現況
我國的工業經歷了一個從無到有的發展過程，發展到現階段，比起最初的起步階段已經有了很大的改變，但是某些的技術上與發達國家還存在一定的差距，其中最明顯的就是電機的控制技術。電機控制技術是機電一體化過程中不可或缺的一個重要組成部分，在我國的工業發展中扮演了重要的角色，也是國家大力發展的一個目標，電機的運行在整個的工業設備生產中屬于重中之重。電機的運用到生產中來，可以有效的降低工作成本，提高工作效率。
由于電機設備是機電一體化生產中的關鍵部件，機電設備的出現問題的地方，多數是在電機控制保護裝置中，所以電機必須要有堅硬的電機保護外殼，同時還要有良好的絕緣性。隨著機械的自動化的程度越來越高，很多需要工作人員操作的地方都由機械設備所取代，隨著自動化程度的越來越高，生產的效率越來越高，但是時間長了，機械的工作和電機設備的長時間運轉，都會造成磨損，由于長期處于高溫、高壓、電壓不穩定、酸腐等惡劣環境下，很容易出現各種各樣的問題，造成機電設備的老化，降低了機器的使用壽命。為了能夠及時有效的了解機電設備的運行情況，這就需要我們的技術人員長時間的測試和試驗，以便對機電設備做出合理的維護和檢修。
3 未來機電一體化電機控制發展和展望
從以上的情況中，我們不難看出阻礙機電一體化發展的問題所在。只有在機電設備這個重要環節上下工夫，才能解決問題，但這并不是一朝一夕可以解決的，需要大量的相關專業技術人員通過各種實驗和測試加以解決，其中在涉及到控制部分的專業就有單片機、整流模塊、輸入、輸出、數據轉化、報警電路等多個相關的工程學科，就拿其中的單片機來講，單片機的應用領域非常廣闊，從我們生活中的遙控器中到天上的無人偵察的控制，都有單片機的身影，單片機為了滿足機電一體化控制的需求，就需要專業的人員來對單片機進行數據編程，然后再將所編寫的程序固定到單片機的芯片中去。其中的一個環節就需要涉及到很多的科學知識，將其中的各個技術環節都拆開來進行研究可見是一項相當浩大的工程。它需要經過多個領域的技術人員通力合作才能完成的。
在未來的機電一體化的發展過程中，必將涉及到更多的科學領域，這些科學領域的新技術，都為機電一體化控制提供重要的技術支撐，這些技術的使用，可以降低能源的消耗、資源的浪費、降低人們的成本、產品的成本并提高產品的質量，為社會創造大量的財富，還可以極大的提高人們的生活質量，增強國家的實力，為我國的發展盡一份力。
4 結束語
將機械設備與電子設備有機的組合到一起，就是機電一體化控制。兩者相互促進相輔相成，隨著越來越多的新技術的使用，機電一體化控制的發展前途光明，隨著社會的不斷進步，對生活的要求人們也在不斷的提高，這就對各種生活資料提出了更多需求，為了滿足這些需求，必然會有越來越多的領域采用機電一體化控制技術來進行生產?，F代社會是一個信息爆炸的時代，計算機、互聯網、數字化技術、虛擬技術等等新技術的不斷更新換代，必將對機電一體化控制技術產生更加深遠的影響，在技術的提升同時，也必將會為機電一體化的發展帶來更美好的前景。
參考文獻
[1]程顯敏.機電一體化的發展趨勢[J].黑龍江交通科技，2011（08）.
關鍵詞:機電一體化；發展歷史；三個階段；發展趨勢；智能化
中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A
以電子計算機應用技術、信息技術等為代表的現代科技正在人類社會的各個領域逐廣泛地滲透著。并帶來了眾多行業革命性質的變化，機電一體化也位列其中。
機電一體化不是機械裝置與電子裝置的簡單組合, 而是在功能上取其所長，形成有機結合 , 以實現系統的最佳構成。其目的是增加系統的功能, 提高機電效率、可靠性和價格比, 可以很好地節省原材料和能源, 降低生產成本。隨著機械技術和微電子技術的發展, 機電一體化的涵義也在不斷發展。
一、機電一體化的核心技術
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。
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、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。
自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，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、檢索等。
傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。
二、機電一體化的歷史發展
1、機電一體化的發展史
20 世紀60 年代以來，人們開始利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。當時機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20 世紀80 年代末期，機電一體化在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。
20 世紀90 年代后期，機電一體化進入深入發展時期。人工智能技術、神經網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，并且逐漸形成完整的學科體系。
我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。
2、機電一體化的發展前景
現代科學技術的發展極大地推動了不同學科之間的交叉與滲透以及相互融合，引起了眾多領域特別是工程領域的技術革新與革命。機電一體化正是這種集多種學科于一體的交叉學科，它的發展依賴但同時也促進了其他相關技術進步。
隨著信息技術以更快的速度、更強的態勢和更廣的范圍發展，未來機電一體化的發展前景也可窺見一斑。
3、機電一體化發展趨勢
隨著相關技術進步與發展，機電一體化主要發展方向有：數字化、智能化、模塊化、微型化、網絡化等等。
（1）數字化
微處理器的發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展數控機床及機器人； 數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能摘要力及良好人機界面，數字化的實現便于遠距操作、診斷和修復。
（2）智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。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，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。
（3）模塊化
由于機電一體化產品種類和生產廠家眾多，模塊化技術可減少產品開發和生產成本，提高不同產品零部件通用化程度，提高產品裝配性、維修性、擴展性等。利用這些模塊可以迅速方便地設計和制造出多種新的機電一體化產品。
（4）微型化
微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要，由于微型化產品體積小、耗能少、運動靈活，可進入一般機械無法進入的空間，并易進行精細操作，因此在生物醫療、軍事信息等方面具有不可比擬優勢。
（5）網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到、質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品
（6）環?；?/p>
工業的發達給人們生活帶來巨大變化。它在令我們的生活舒適的同時也造成了一定的危害，比如資源減少，生態環境受到嚴重污染。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。
三、發機電一體化發展策略
機電一體化和其它新技術一樣, 機電一體化所用到的新技術都是其發展手段, 不是目的。由此看來，若要研究其學術水平、學術價值的最終標準只能從經濟效益和社會效益出發, 其間包括直接的和間接的,當前的和長遠的。
在我國大環境下，鑒于作為振興傳統機電行業新鮮動力的一體化技術的大力發展，機電一體化行業的發展任務可以概括如下：
不遺余力地開發機電一體化產品，促進機電產品的不斷更新升級
當前，在信息化發展的大環境下，通過以上途徑使機電一體產業的健康向上發展，并為我國經濟發展方式的轉變以及產業結構的調整做出積極的貢獻成為了我國機電一體化發展的基本任務
2、用機電一體化相關技術改造傳統產業
為此，應多方舉措、合理推進、大力支持機電一體化的發展，具體措施如下：
（1）要加強統籌規劃，合理協調發展。盡管我國從事機電一體化工作的研究單位和生產企業相對較多，但由于各個個體由于發展的立足點和出發點的區別，均有各自的發展規劃及策略，整體來看，機電一體化行業發展缺乏足夠的統籌安排，從而缺乏具有全局意義的計劃與規劃。因此，各主管部門有必要在進行調研、分析的基礎上制定出一套適合行業自身發展態勢的規劃，從而進行宏觀指導生產。
（2）要創優發展環境，營造良好發展氛圍。
良好的環境是行業發展的基礎，全社會上下一致的重視及認可是機電一體化發展的有利條件。所以盡可能地優化環境，尤其是機電一體化行業的投資環境，盡可能地為相關企業開辟綠色通道，調配有用資源成為了眼下需要著手進行的重要工作。同時在政策上進行大力支持，以使其能在更加良性的發展軌道上快速前進。
（3）是要加強行業管理，發揮協會等組織作用。行業協會的作用如今已經屢見不鮮，行業協會可以發揮更加靈動和契合實際的、適合個體的細化作用。我國有必要根據行業發展的特點，強化機電一體化行業的統籌機構，加強業協會的建設，明確職責，從而使其能更好地指導行業發展的進程。
結語：
綜上所述，機電一體化是當今機械工業技術和產品發展的主要趨勢。它的發展已經引起了機械工業以致社會巨大的變革。
參考文獻：
[1]．姜培剛，蓋玉先，機電一體化系統設計，機械工業出版社。
摘要：由于我國逐漸成為世界制造業基地加上傳統企業面臨大規模的技術改造與設備更新，國內急需大量先進制造技術專業人才畢業生主要在各行政、企業、事業單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調試以及技術管理等工作。
關鍵詞：機電一體化；技術；前景
一、機電一體化
機電一體化，是應用電子信息（傳感器，計算機，控制）技術，是機械結構更柔性化技術化的學科。日本企業界在1970年左右最早提出“機電一體化技術”這一概念，即結合應用機械技術和電子技術于一體。是機械（machanism）和電子技術（electronics）的合成詞。機電一體化系統的組成要素有：計算機，機械裝置，傳感器，執行裝置和動力源。按照控制形式可以分為：閉環系統，半閉環系統，開環控制。把人體作為一個機械系統的話，那么人的骨骼，四肢相當于機械裝置，人的神經系統相當于傳感器，血液內臟相當于動力源，肌肉相當于執行裝置，人的大腦相當于計算機。
1.機電一體化的含義：
“機電一體化”在國外被稱為Mechatronics，是日本人在20世紀70年代初提出來的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分結合在一起構成的一個新詞，意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已得到包括我國在內的世界各國的承認，我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術。機電一體化技術又稱為機械電子技術，是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展。
2.機電一體化技術
機電一體化技術，是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展，向機械工業領域迅猛滲透，機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統理論出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統有機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。
3.機電一體化技術發展
3.1 數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
3.2 智能化
即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。
3.3交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。
4.機電一體化技術五大組成要素與四大原則：
（1）五大組成要素：一個機電一體化系統中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機結合而成。機械本體（結構組成要素）是系統的所有功能要素的機械支持結構，一般包括有機身、框架、支撐、聯接等。
動力驅動部分（動力組成要素）依據系統控制要求，為系統提供能量和動力以使系統正常運行。測試傳感部分（感知組成要素）對系統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經過分析、處理后產生相應的控制信息?？刂萍靶畔⑻幚聿糠郑毮芙M成要素）將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結果和規定的程序與節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的的運行。執行機構（運動組成要素）根據控制及信息處理部分發出的指令，完成規定的動作和功能。
（2）機電一體化四大原則：
構成機電一體化系統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。接口耦合：兩個需要進行信息交換和傳遞的環節之間，由于信息模式不同（數字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現。而兩個信號強弱相差懸殊的環節之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環節之間可靠、快速、準確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規范才行，因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規定的模式進行交換與傳遞。能量轉換：兩個需要進行傳輸和交換的環節之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執行器，驅動器和他們的不同類型能量的最優轉換方法及原理。信息控制：在系統中，所謂智能組成要素的系統控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。運動傳遞：運動傳遞使構成機電一體化系統各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優化。
二、機電一體化專業就業前景
市場調研發現機電一體化專業是一個寬口徑專業，適應范圍很廣，學生在校期間除學習各種機械、電工電子、計算機技術、控制技術、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試，充分體現重視技能培養的特點。學生畢業后主要面向珠江三角洲各企業、公司，從事加工制造業，家電生產和售后服務，數控加工機床設備使用維護，物業自動化管理系統，機電產品設計、生產、改造、技術支持，以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等等。機電一體化專業就業前景主要就業崗位：機電一體化設備的安裝、調試、維修、銷售及管理；普通機床的數控化改裝等。機電一體化專業就業前景次要就業崗位：機電一體化產品的設計、生產、改造、技術服務等。就業方向及相應業務規格：車間技術員、工藝員方向：①具有車間生產管理、組織協調能力。②具有加工工藝規程編制和工藝裝備設計的能力。③具有較強的讀圖、CAD繪圖、運用計算機辦公系統和文字處理能力。④具有機電一體化設備的調試和操作的初步能力。學生須獲得計算機一級考試合格證書、高校英語應用能力A級證書，建議獲得Auto-CAD證書、維修電工高級證書、數控高級證書?，F代制造技術運用方向：①掌握現代制造軟件、機械CAD/CAM等知識。②具有較強的數控機床編程、操作、調試、維護等能力。③具有較強的機制工藝規程編制和工藝裝備設計能力。④具有初步的數控設備改造能力。學生須獲得計算機一級考試合格證書、高校英語應用能力A級證書，建議獲得Auto-CAD證書、維修電工高級證書、數控高級證書、Pro-E程序員證書?，F代設備管理與維修方向：①具有工業企業現代設備管理與運行維護的能力。②具有常規設備的選型、安裝、調試與改造的能力。③具有機床電器控制和計算機控制運用的能力。④掌握機械CAD/CAM的基本知識。（作者單位：黃岡職業技術學院機電系）
參考文獻：
關鍵詞：機電一體化；應用；發展前景
中圖分類號：TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0064-02
機電一體化技術這一概念最早是由日本企業界在二十世紀七十年代左右提出的，當時被取名為“Mechatronics”，意思是機械技術和電子技術的有機結合。隨著時代的發展，機電一體化技術融合了計算機技術、機械加工技術、自動化技術及電子信息技術等多種技術類型。機電一體化技術實現了人工操作向機械自動化操作的轉變，在產品制造水平、生產效率及產品性能穩定性等方面帶來了顯著變化。隨著新時期工業生產逐漸向自動化、智能化及綠色化方向發展，機電一體化技術在眾多領域獲得了廣泛應用。
1 機電一體化技術在各領域中的應用狀況
1.1 數控機床
機電一體化技術最為典型的應用案例就是數控機床，隨著近些年的發展，數控機床在精度控制上更為精確，在功能上更加多樣，在結構上更加趨于合理，在操作上更顯便捷，總體上說，隨著機電一體化技術的深入應用，數控機床在結構功能上向著模塊化、總線式、緊湊型方向發展，在組織體系上更多采用了多主總線及多CPU架構模式。將富有開放性的設計方法應用于數控機床，可以極大提高系統的兼容屬性及層次屬性，在編程、設備升級改裝等環節更加便捷智能，能夠達到一臺機床實時控制多臺機床的效果，從而實現了多通道及多過程的控制管理。
此外，通過在數控機床系統中采用機電一體化中的在線診斷技術及神經網絡的模糊控制技術，當機床出現或要出現各類故障時，如刀具破損等，可以借助在線診斷的相關功能模塊向機床操作人員進行信息反饋，從而便于及時采取相應的控制措施。
1.2 工業機器人等柔性制造系統
柔性制造系統，簡稱為FMS，實現了高度計算機化，涵蓋了數控機床、工業機器人、料盤及自動化倉庫等各個部分，能夠根據生產指令，按量地開展各類生產任務。除了上面介紹的數控機床，機電一體化在工業機器人制造中也發揮了重要作用。
工業機器人能夠代替一部分人力勞動，在涉及到作業條件復雜，如噪音污染大、氣體污染嚴重、輻射程度較高的作業場所，工業機器人可以發揮自身優勢，確保生產制造的連續性。隨著機電一體化技術的成熟，現階段工業機器人智能化程度大幅提高，能夠借助功能更加強大的元件設備收集整理數據，并針對具體情況作出分析判斷，一定程度上達到了人腦的功能，在多種作業環境中能夠實施單獨作業。
1.3 計算機集成制造及分布式控制系統
計算機集成制造借助于自動化技術、信息技術及制造技術，通過采用計算機技術，把產品設計制造過程中的一些分散的子系統加以集成，從而形成了能夠適用于小批量及多品種生產的智能化制造系統。計算機集成制造突破了各個部門之間的生產界限，做到了產品在開發、生產、經營等環節的融合。
分布式控制系統是通過中央計算機控制指揮多臺計算機設備，憑借著分布式控制系統的穩定性和安全性，是機電一體化系統中的關鍵核心技術。分布式控制系統在分級上根據具體情況可以分為兩級系統、三級系統乃至更多級別，能夠對生產制造過程進行實時的監督控制及管理，在后期維護及系統擴展上也能夠靈活操控。
1.4 在建筑施工行業中的應用
隨著科學技術的不斷發展，有不少先進的機電一體化技術已經應用于實際建筑施工中。施工機械機電一體化從半自動化、監控、全自動到遙控不斷發展，降低了施工風險，提高了施工質量。
現階段機電一體化技術在建筑工程中的具體應用主要包括混凝土機械、起重機械、土方機械（如國外液壓挖掘機）。機電一體化技術應用在建筑施工領域既可以保證施工安全和工程質量，降低勞動強度、加快施工進度，也對避免工場事故有著重大的意義。
2 機電一體化的未來發展前景
2.1 人工智能化
現階段機電一體化具備了一定的智能化程度，但尚無法達到人工智能化的水平，隨著技術的發展，原先預想的使數控機床及工業機器人具備模擬人腦的能力，已不再簡單局限在幻想中。機電一體化實現人工智能化，能夠使其具備推理判斷能力、自主思考能力以及決策制定能力，一方面能夠有效提升工業生產制造的自動化水平，另一方面能夠極大地節省人力成本，提高工業生產的效率和精度。
2.2 網絡化
網絡技術的發展給科學技術、工業生產，軍事、政治、教育以及人民的日常生活都帶來了極大的變化。網絡技術能夠為機電一體化在遠程監控及遠程控制等環節創造條件，因此，機電一體化與網絡技術的融合也是未來機電一體化發展前景之一。在實現網絡化操作后，工業生產制造人員可以脫離具體的生產崗位，只需在車間內走動，掌握各個設備的運行狀態，然后借助操作面板來對各個流程工作加以控制。此外，在機電一體化設備和操作終端之間通過建立網絡通信協議，借助光纖等信息傳播介質進行數據的傳遞，還能夠實現遠程監控和遠程控制，能夠極大地降低工作量。
2.3 微型化
機電一體化設備體積龐大，雖然不會對其性能構成影響，但在搬運中卻極為不便，微型機電一體化技術有效融合了軟件技術、微電子技術及微機械技術，是未來機電一體化發展的重要方向。根據相關研究，機電一體化微型系統，可以實現向微米及納米系統的演進。未來可能出現的微型化機電一體化技術可以在生物醫學及航空航天等領域廣泛使用。
2.4 模塊化及綠色環?；?/p>
現階段機電一體化的產品類型較多，生產制式不盡相同，在信息接口、電氣設備接口及動力接口上也存在差異，隨著技術成熟及行業間融合的加深，有必要制定出統一化的標準模式，實現機電一體化的標準化及模塊化。
此外，隨著人們環保意識的增強，在產品選擇上人們更加趨向于綠色產品，因此，機電一體化的綠色化也將成為未來的重要發展方向，在產品的生產、包裝、運輸以及使用等環節，環保觀念會貫穿于全過程。
3 結 語
總之，機電一體化技術在生產制造環節的有效應用可以極大提高產品的精度、質量及生產效率，在強調成本節約及規?；a的背景下，具有獨特的技術優勢。隨著科技的進步，機電一體化在未來發展前景上會向著更加智能、綠色、高效的方向發展，并將在工業生產制造中發揮更大的作用。
參考文獻：
[1] 代曾蘭.機電一體化技術的應用探析[J].中國新技術新產品，2012，（2）.
[2] 葉家興，甘德元.機電一體化技術的應用及未來展望分析[J].科技致富向導，2013，（15）.
關鍵詞：發展歷程；發展前景；應用領域；形勢和任務及對策
1機電一體化發展的歷程
自從有電子技術,電子與機械技術就開始結合了,出現半導體集成電路,機電一體化有明顯的進展,開始引起注意?！皺C電一體化”是日本電機公司在二十世紀最先創用的。當時，人們把“機電一體化”當作是機械和電子的結合。20世紀80年代初，信息技術的出現，使更高級的機電一體化的產品出現，典型的產品如數控機床，工業機器人，汽車電子控制系統等?！皺C電一體化”早在1971年，日本“機械設計”雜志就提出的，它融合了機械和電子及信息等多種技術成為一體的。是采用“機電一體化”技術制造出的產品，稱它為“機電一體化”產品。機械系統也利用了數據庫，如洗衣機等其它消費品用了數據庫的驅動系統。此外，機電一體化也用在光學，出現了光機電一體化的新領域。到了20世紀90年代，進入了微機電一體化，機器可像機器人那樣有多用途。隨后，機電一體日益發展，進入了21世紀。
2機電一體化發展前景
機電一體化的發展有以下幾個方向：
2.1智能化
智能化是機電一體化發展的方向，智能化產品可以判斷、推理和邏輯思維及決策能力,從而代替了一部分的腦力勞動。2.2系統化系統化一方面是開放式和模式化的結構。系統可以任意的剪裁與組合,同時實現多個系統協調控制與綜合的管理。系統化另一方面是通信功能強,實現遠程及局部網絡被采用。
2.3微型化
微型化融合了機械、電子和軟件技術的微技術,是機電一體化的又一個新的發展方向。國外微機械系統幾何尺寸一般小于1cm,甚至微米、納米級。由于微機電可進入有的機械無法進入的空間能進行精細的操作,所以在生物、航空、信息、工農業等領域,有很寬的應用前景?，F在,用半導體器件制作的蝕刻技術,已造出亞微米級的機械元件。
2.4模塊化
模塊化是機電一體化一個發展趨勢,是一項重要的工程。機電一體化種類和生產廠家繁多,研制具有標準機械、電氣、動力、信息接口的機電一體化的產品是一項復雜的事,它需要制訂標準,以便各部件與單元的匹配和接口。
2.5網絡化
網絡化是機電一體發展的目標。機電一體化的產品面向網絡的方式是不一樣的。網絡已經普及,遠程控制終端設備本就是機電一體化產品。
2.6綠色化
工業的發展使人們的環境受到污染,綠色化尤為重要。綠色化是時展的必然結果。對于產品從制造，包裝，運輸和使用到報廢的整個過程中,對環境應無危害。綠色化是指使用時不污染環境,報廢時可以回收再利用。
3機電一體應用領域
3.1數控機床
數控機床經過幾十年的發展,在各個方面都有迅速提高,表現在:總線、模塊、緊湊的結構,能實現有一臺機床完成多個加工任務或控制幾臺和幾種機床的能力,并能破損檢測，物料搬運，機械手等控制。系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力?？梢姅悼貦C床用途的廣大。
3.2計算機集成系統
CIMS的實現不是簡單的組合,而是最優綜合。它打破了部門與部門之間的界線,用制造來控制物流信息流,從而實現決策、開發、準備、實驗到生產管理的有機結合。
3.3柔性系統
柔性系統是由計算機，數控機床，機器人，料盤，自動搬運小車，自動化倉庫等組成的。它可以隨機、實時、按量地照裝配部門的要求,生產任何工件,特別適于多品種，中小批量，離散零件的生產。
3.4工業機器人
第1代機器人只能根據示教，進行重復運動,對工作環境、作業對象的變化，缺乏適應性、靈活性，第2代機器人有傳感元件,能獲取作業和操作者的簡單信息,通過計算機的判斷,對動作進行控制,表現出低級智能。第3代機器人有多種感知功能,有復雜的邏輯思維進行判斷和決策,能獨立行動。
4機電一體化面形勢和任務及決策
4.1形勢
機電一體化技術改造的工作量大而廣、壓力大。產品耗能，耗水，耗材高，有污染，、擾民，責任重。近年來，工業結構，產品結構，幾經調整，成效不夠明顯。有上級領導部門的問題，有故土難離的問題，也有拿不出理想的產業，選不出好的產品問題。這就必須發展機電一體化，機電一體化產品無論在功能和性能上還是質量上都很好。成本又低。同時，向機械工業注入新的活力，從而實現了文明生產。
4.2任務
在機電一體化方面的任務兩句話：一句話是改造傳統產業；另一句話是開發機電一體化產品，使產品更新換代。促進機電一體產業的形成、為產業和產品結構調整作貢獻。
4.3對策
4.3.1統一安排，協調發展我國機電一體化的企業各自都有自己的策略。各單位只想局部利益，缺少綜觀全局的計劃和戰略。因此，有關單位要制定出有計劃的政策。4.3.2強化管理，發揮協會功能機電一體化發展較快，因此，要有機電一體化的統管機構，加強協會的建設，給予其管理職能。擴大機構，發揮好協會的作用。4.3.3優化環境優化環境指通過廣告宣傳，使社會上下都重視，支持發展，如為外商提供方便；開綠燈。要限制耗電，耗水，耗材不能對周邊環境造成污染。
5結論
Abstract: the development of modern science and technology, a strong impetus to the different disciplines of cross-cutting and infiltration, resulting in the mining area and the transformation of the technological revolution. This article through to our country mechanical and electrical integration of the historical development and current situation, electromechanical integration of the partial forecast
主題詞：機電一體化技術現狀前景
Keywords: mechanical and electrical integration of technology status prospect
中圖分類號： TH-39文獻標識碼：A 文章編號：
現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了礦業領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”發展階段。
一、機電一體化概要
機電一體化是指在機械的主功能、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的總稱。但其基本特征可概括為綜合運用機械技術、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,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。
世界范圍內機電一體化的發展大體可以分為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展,已經開發的產品也無法大量推廣；第二階段可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎；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展時期。。
二、機電一體化的發展狀況
我國從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發展趨勢
(一)智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。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。智能化使機電一體化產品具有與人完全相同的智能是不可能的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能則是完全可能的。機電一體化技術在發達國家經過幾十年的研究和運用，現在機電一體化技術正向智能化方向發展。最新的技術方向是：光學、通信技術等進入了機電一體化，使得微細加工技術也在機電一體化中出現，從而出現光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進一步對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，使機電一體化的學科體系和發展趨勢都得到了深入研究。要充分發揮大專院校、研究機構的科研作用，讓大專院校、研究機構與一些大中型企業在機電一體化技術領域進行合作研究，推進技術的發展并把最新的研究成果快速的轉化和應用于實際的產品和相關的領域，為各方面帶來顯著的經濟效益和社會效益從而達到相互促進的積極作用。
(二)網絡化
20世紀90年代,計算機技術的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給工業生產、政治、軍事、教育和日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。利用家庭網絡(home net)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，可使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
(三)微型化
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展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統,泛指幾何尺寸不超過1 cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產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。
(四)綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適；另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。
近幾年來,我們機電一體化產品的研究和生產得到長足的進步。機電一體化技術在發達國家經過幾十年的研究和運用，現在機
電一體化技術正向智能化方向發展。最新的技術方向是：光學、通信技術等進入了機電一體化，使得微細加工技術也在機電一體化中出現，從而出現光機電一體化和微機電一體化等新分支；通過進一步對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，使機電一體化的學科體系和發展趨勢都得到了深入研究。例如,國產電牽引采煤機已經占領國內市場,核心部分是由安裝在采煤機上的計算機和傳感器組成,具有多種保護、遙控功能。國產全數字化直流提升機也已占領國內市場。此外,我國在液壓支架電液控制、膠帶運輸機、礦井供電設備以及風機、水泵、壓風機、局扇等設備上也都有成熟的機電一體化產品。但是，,筆者認為在發展我國機電一體化產品的技術上應該注意以下幾點：①研究具有自主知識產權的核心裝置,增加產品國產化的比例；②增加產品的通訊功能,以適應綜合自動化的需要；③進一步提高尤其是大型設備的故障診斷功能和智能化程度。
機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。并且隨著科學技術的發展,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展前景也將越來越光明。我國可以利用廣闊的市場潛力,用全新的方式和更短的時間研發更多具有知識產權的機電一體化產品。隨著我國科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,在國內外發展的同時，行業內肯定會有競爭的時候，它既是挑戰，更是機遇。筆者相信，在新的社會主義建設思想的指引下，我國機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
關鍵詞:機電一體化;應用;前景
中圖分類號:TD614 文獻標識碼:B 文章編號:1009-9166(2010)020(C)-0186-01
一、概述
機電一體化是眾多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革,使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品,不僅是改造傳統機械設備的要求,而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
二、機電一體化技術的主要應用
(一)數控機床。數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:(1)總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多CPU、多主總線的體系結構。(2)開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益。(3)WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。(4)大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計,不僅豐富了數控功能,同時也加強了CNC系統的控制功能。(5)能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
(二)工業機器人。第1代機器人亦稱示教再現機器人,它們只能根據示教進行重復運動,對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件,能獲取作業環境和操作對象的簡單信息,通過計算機處理、分析,做出一定的判斷,對動作進行反饋控制,表現出低級智能,已開始走向實用化;第3代機器人即智能機器人,具有多種感知功能,可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策,在作業環境中獨立行動,與第5代計算機關系密切。
(三)計算機集成制造系統(CIMS)。CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
(四)柔性制造系統(FMS)。柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
三、機電一體化發展應用前景
開發新一代的機電一體化系統,設計和研制各種性能優良、穩定高效的機器人和機電一體化設備,實現工業和各種作業的柔性化和自動化,使機械設備具有更高的柔性。智能制造系統(MIT)是由智能機器和人類專家組成的人機一體化系統,是在專家的指導下,做到人機的有機結合,具有很強的自律能力和人機一體化能力;高水平的人機一體化(即虛擬制造技術),在軟件的支持下,有一定自組織能力、自我優化能力和自我修正能力,是機電一體化研究熱點。它是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、心理學、生理學、運籌學、計算機科學等新思想、新方法,模擬人類智能,對診斷過程、人機接口、自動編程和加工過程等問題進行分析、判斷、推理、構思和決策,以取代或延伸制造工程中人的部分腦力勞動并對專家的制造智能進行收集、存儲、完善、共享、繼承和發展,以求得更高的控制目標。
快速零件制造技術(RPM)是由CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維實體技術總稱。其加工過程中人工干預少或無人工干預,由CAD軟件設計零件的三維實體模型的數字模型,然后根據工藝要求,按一定厚度分層,完成從三維實體模型到三維平面的轉變,進行加工處理,生成數控加工代碼,再以平面加工方式生產,是集計算機技術、數控技術、激光技術、材料技術等于一體,是零件制造加工的前沿技術,是新的發展方向。
隨著新世紀的到來,人們對制造模式有了新的認識;從以“技術”為中心向以“人”為中心轉變,從“金字塔式多層次管理”向“網絡式管理”、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變,特別是由質量第一向快速響應市場需求的轉變。因此,21世紀制造模式成為機電一體化研究的新領域。
結束語:綜上所述,隨著新產品的研發及高精密等設備的發展,要求新一代機電一體化技術、產品及系統也必然會朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展,從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。
作者單位:安徽省煤田地質局第一勘探隊
作者簡介:賈海林(1957.11― ),工作時間1975年,現任安徽煤田地質局第一勘探隊,機電工程師。
參考文獻:
[1]李運華.機電控制[M].北京:北京航空航天大學出版社,2003.
