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摘要：机电一体化的产生与迅速发展的根本原因在于社会的发展和科学技术的进步。系统工程、控制论和信息论是机电一体化的理论基础，也是机电一体化技术的方法论。微电子技术的发展，半导体大规模集成电路制造技术的进步，则为机电一体化技术奠定了物质基础。现代产品的机电一体化进入到实用阶段。机械工程及自动化专业人员掌握机电一体化技术与应用中的理论和方法对今后的工作是非常有用的。本文就机电一体化技术的应用与发展进行了探讨。
关键词：机电一体化;技术应用;发展
中图分类号： F407 文献标识码： A
一、机电一体化技术的应用
1、数控机床
我国机床拥有量高居全球之首，2010年产值达1260亿元人民币，超过意大利排名世界第三。数控机床代表了一个国家机床生产的水平。目前，我国生产的数控机床约占国内市场份额的31%，其余从境外进口。时下我国中高端数控机床市场的绝大部分被境外产品占领，其中高端数控机床国内产品的市场占有率仅4%左右。经过多年发展，我国机床生产虽然取得了很大成绩，但就技术水平和整体实力而言，在世界上仅处于第二梯队的中前位置，美欧日排在第一梯队。数控机床具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
2、自动机与自动生产线
在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:2000-80000瓶小的啤酒自动生产线；18000-120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。
3、机器人
机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。从某种意义上讲，一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。机器人已在工业领域得到了广泛的应用，而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。毋庸质疑，21世纪机器人技术必将得到更大的发展，成为各国必争的知识经济至高点。在计算机技术和人工智能科学发展的基础上，产生了具有感知、思维和行动功能的智能机器人，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息，自主地完成较为复杂的操作任务，比一般的工业机器人具有更大的灵活登、机动性和更广泛的应用领域。智能机器人作为新一代生产和服务工具，在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置，如核工业、水下、空间、农业、工程机械(地上和地下)、建筑、医用、救灾、排验、军事、服务、娱乐等方面，可代替人完成各种工作。同时，智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备，完全可以进人网络世界，发挥更多、更大的作用，这对人类开辟新的产业，提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。
4、汽车电子化产品
汽车上比较常用的一般有5种仪表和3种相应的传惑器，即电流表、机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表等指示仪表和机油压力传感器、水温传感器和油量传感器。目前，电子化仪表已经取代机械式仪表。这是由于机械式仪表一旦出现故障将很难处理，而电子化仪表则不同。采用电子化仪表不仅可以改进驾驶员的目视性，还有助于汽车仪表的多样化。
5、在微型机电化中的应用
目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
二、机电一体化我国的发展形势
1、智能化
在21世纪,机电一体化主要是朝着智能化的方向发展,这就需要机电设备具有一定程度的智能性能,它可以拥有一定的逻辑思维、判断识别以及自主决策的综合能力。例如：在数控机床设备上装设电子设备,从而实现人机对话的功能,添加智能机械产品生产工艺数据库与智能I/O接口,这将给机床在生产制造机械零件的加工、打磨与设备的维护等方面带来很大的便捷。近几年,伴随着人工智能技术的快速发展,出现一系列较实用的理论,如灰色理论、模糊控制、小波理论、神经网络等,这些理论将会对机电一体化技术迅速发展与广泛应用打下坚实的基础。
2、模块化
虽然国内对机电一体化的生产制定了相关的标准,但由于生产机电一体化的厂家较多,这就造成机电一体化的类型较多,因此研发具有统一的数据接口、机械接口、电气接口已经成为未来机电一体化标准模块化发展的主要方向。由于采用机电一体化标准模块化可以较快的研发出具有一定先进技术的产品,可以很大程度上扩大产品的生产规模,给机电一体化的发展创造美好的未来。例如：可以研发具有变频调速、集减速的动力驱动单元;具有逻辑、判断、决策等功能的电机一体控制单元等。这样在机电一体化新产品的研发过程中,可以根据这些机电一体化标准模块化单元较短时间内研发出新产品。
3、网络化
在20世纪90年代,我国计算机的发展较迅速,其中网络技术的发展比较突出。在网络技术的广泛应用下,一些产品基于网络技术发展下,逐漸研发出各种监视技术和远程控制设备。研究发现,远程控制设备的终端就是机电一体化产品,家用电器网络化基于局域网技术与现场总线逐渐成为现实,家用电器在家庭网络的连接下形成以计算机为控制中心的集成家用电器系统,这样就可以确保人们可以在自己的家里,就可以尽情的享受这些高技术带来的益处,因此,在未来的机电一体化产品需要朝着网络化方向发展。
4、微型化
微型化,主要指机电一体化产品应该向微观领域、微型化逐渐迈进的趋势。据相关数据显示,微型化是未来五十年精细加工技术不可缺少的关键技术,更是生产效率的决定因素。在近十几年的发展中,逐渐出现了各种微型机电一体化产品,如压力传感器、微触觉传感器、微膜、微探针等。
5、绿色化
在当今时期,由于经济发展已经到达一定的高度,而环境出现了严重的破损,严重影响国家的持续发展,因此,绿色化已经成为现如今的热门话题,也是机电一体化产品未来发展的新方向。在绿色产品的研发、生产、制造和销售过程中,要严格按照可持续发展的基本要求,减少对环境的危害。
6、人性化
任何产品均是为人们的生活、生产提供服务的,机电一体化产品也不例外,因此未来的机电一体化产品应该朝着人性化的方向发展,为人类的使用提供更加便捷、舒适的服务。同时,机电一体化除了完善的性能外,还需要在产品的外形、色彩等方面与外界环境保持一致。
结束语
机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。应当指出，机电一体化是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合，是机械设计理论的发展，而不是取代。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术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。
参考文献
[1]梁俊彦，李玉翔，林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯，2007.
[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造，2005.
[3]周琴.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].机械，2010.
[4]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技，2007(03).
关键词：机电一体化;技术应用;发展
中图分类号： F407 文献标识码： A
一、机电一体化技术的应用
1、数控机床
我国机床拥有量高居全球之首，2010年产值达1260亿元人民币，超过意大利排名世界第三。数控机床代表了一个国家机床生产的水平。目前，我国生产的数控机床约占国内市场份额的31%，其余从境外进口。时下我国中高端数控机床市场的绝大部分被境外产品占领，其中高端数控机床国内产品的市场占有率仅4%左右。经过多年发展，我国机床生产虽然取得了很大成绩，但就技术水平和整体实力而言，在世界上仅处于第二梯队的中前位置，美欧日排在第一梯队。数控机床具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
2、自动机与自动生产线
在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:2000-80000瓶小的啤酒自动生产线；18000-120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。
3、机器人
机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。从某种意义上讲，一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。机器人已在工业领域得到了广泛的应用，而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。毋庸质疑，21世纪机器人技术必将得到更大的发展，成为各国必争的知识经济至高点。在计算机技术和人工智能科学发展的基础上，产生了具有感知、思维和行动功能的智能机器人，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息，自主地完成较为复杂的操作任务，比一般的工业机器人具有更大的灵活登、机动性和更广泛的应用领域。智能机器人作为新一代生产和服务工具，在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置，如核工业、水下、空间、农业、工程机械(地上和地下)、建筑、医用、救灾、排验、军事、服务、娱乐等方面，可代替人完成各种工作。同时，智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备，完全可以进人网络世界，发挥更多、更大的作用，这对人类开辟新的产业，提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。
4、汽车电子化产品
汽车上比较常用的一般有5种仪表和3种相应的传惑器，即电流表、机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表等指示仪表和机油压力传感器、水温传感器和油量传感器。目前，电子化仪表已经取代机械式仪表。这是由于机械式仪表一旦出现故障将很难处理，而电子化仪表则不同。采用电子化仪表不仅可以改进驾驶员的目视性，还有助于汽车仪表的多样化。
5、在微型机电化中的应用
目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
二、机电一体化我国的发展形势
1、智能化
在21世纪,机电一体化主要是朝着智能化的方向发展,这就需要机电设备具有一定程度的智能性能,它可以拥有一定的逻辑思维、判断识别以及自主决策的综合能力。例如：在数控机床设备上装设电子设备,从而实现人机对话的功能,添加智能机械产品生产工艺数据库与智能I/O接口,这将给机床在生产制造机械零件的加工、打磨与设备的维护等方面带来很大的便捷。近几年,伴随着人工智能技术的快速发展,出现一系列较实用的理论,如灰色理论、模糊控制、小波理论、神经网络等,这些理论将会对机电一体化技术迅速发展与广泛应用打下坚实的基础。
2、模块化
虽然国内对机电一体化的生产制定了相关的标准,但由于生产机电一体化的厂家较多,这就造成机电一体化的类型较多,因此研发具有统一的数据接口、机械接口、电气接口已经成为未来机电一体化标准模块化发展的主要方向。由于采用机电一体化标准模块化可以较快的研发出具有一定先进技术的产品,可以很大程度上扩大产品的生产规模,给机电一体化的发展创造美好的未来。例如：可以研发具有变频调速、集减速的动力驱动单元;具有逻辑、判断、决策等功能的电机一体控制单元等。这样在机电一体化新产品的研发过程中,可以根据这些机电一体化标准模块化单元较短时间内研发出新产品。
3、网络化
在20世纪90年代,我国计算机的发展较迅速,其中网络技术的发展比较突出。在网络技术的广泛应用下,一些产品基于网络技术发展下,逐漸研发出各种监视技术和远程控制设备。研究发现,远程控制设备的终端就是机电一体化产品,家用电器网络化基于局域网技术与现场总线逐渐成为现实,家用电器在家庭网络的连接下形成以计算机为控制中心的集成家用电器系统,这样就可以确保人们可以在自己的家里,就可以尽情的享受这些高技术带来的益处,因此,在未来的机电一体化产品需要朝着网络化方向发展。
4、微型化
微型化,主要指机电一体化产品应该向微观领域、微型化逐渐迈进的趋势。据相关数据显示,微型化是未来五十年精细加工技术不可缺少的关键技术,更是生产效率的决定因素。在近十几年的发展中,逐渐出现了各种微型机电一体化产品,如压力传感器、微触觉传感器、微膜、微探针等。
5、绿色化
在当今时期,由于经济发展已经到达一定的高度,而环境出现了严重的破损,严重影响国家的持续发展,因此,绿色化已经成为现如今的热门话题,也是机电一体化产品未来发展的新方向。在绿色产品的研发、生产、制造和销售过程中,要严格按照可持续发展的基本要求,减少对环境的危害。
6、人性化
任何产品均是为人们的生活、生产提供服务的,机电一体化产品也不例外,因此未来的机电一体化产品应该朝着人性化的方向发展,为人类的使用提供更加便捷、舒适的服务。同时,机电一体化除了完善的性能外,还需要在产品的外形、色彩等方面与外界环境保持一致。
结束语
机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。应当指出，机电一体化是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合，是机械设计理论的发展，而不是取代。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术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。
参考文献
[1]梁俊彦，李玉翔，林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯，2007.
[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造，2005.
[3]周琴.机电一体化技术的现状和发展趋势[J].机械，2010.
[4]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技，2007(03).