時間：2023-08-07 17:30:39
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化概述，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】 機械制造技術(shù) 機電一體化專業(yè) 課程體系
【Abstract】 The revision of professional personnel training programs， and adjusting the curriculum system， is an important part of the professional construction. What position is "Mechanical manufacturing technology" in the mechanical and electrical integration technology professional In view of the doubt of this technology function， this paper analyzes the background of the construction of the mechanical and electrical integration technology， and emphatically expounds the foundation supporting function of "mechanical manufacturing technology".
【Key words】 mechanical manufacturing technology； Mechanical and electrical integration professional； Curriculum system
1 概述
機械制造技術(shù)是人類歷史上發(fā)展最早的實用技術(shù)之一。在社會經(jīng)濟高速發(fā)展過程中，機械制造技術(shù)能真實反映一個國家的機械化水平，是機電一體化專業(yè)重要組成部分，是機電一體化專業(yè)在“設(shè)備自動化”和“機器換人”戰(zhàn)略中的基礎(chǔ)支撐。
1.1 機械制造技術(shù)概述
機械制造技術(shù)是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、完成產(chǎn)品生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益的共性技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。機械制造技術(shù)是隨人類文明的發(fā)展而發(fā)展，最早可追溯至石器時代，再到紡紗、戰(zhàn)爭武器、運輸工具、生產(chǎn)設(shè)備等等，都離不開機械制造技術(shù)，并隨機電一體化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。20世紀70年代后，計算機與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)的迅速發(fā)展，帶來許多新技術(shù)、新工藝，帶動機械制造技術(shù)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，其正朝著自動化、精密化、敏捷化和可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展。
1.2 機電一體化技術(shù)概述
20世紀70年代，日本企業(yè)最早提出“機電一體化技術(shù)”慨念，即機械技術(shù)與電子技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。隨著經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，極大的促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新。目前，機電一體化是一門融合多種技術(shù)的獨立技術(shù)，其將計算機技術(shù)、機械技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感傳動技術(shù)、自動控制技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)等進行綜合應(yīng)用，使機械產(chǎn)品在一定程度上實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字、化模塊化，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。現(xiàn)在正向光機電一體化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣，技術(shù)越來越成熟。
2 機械制造技術(shù)在機電一體化專業(yè)中的基礎(chǔ)與支柱作用
機電一體化技術(shù)在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)升級的大潮中具有廣闊的發(fā)展前景，在東莞市政府主導(dǎo)的“機器換人”中需要大量的掌握機電一體化技術(shù)的人才。“機”是機電一體化技術(shù)的重要組成部分，“機械制造技術(shù)”即為這個“機”的最基礎(chǔ)最主要的技術(shù)。那么，“機械制造技術(shù)”就順其自然地成為“機電一體化技術(shù)”專業(yè)必備的知識模塊，是該專業(yè)三大支柱之一。
2.1 機械制造技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)作用
機電一體化技術(shù)專業(yè)是以“機與電”為核心知識模塊的綜合性強的專業(yè)。機電一體化在國外被稱為Mechatronics，是在20世紀70年代初日本人提出來的，是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個新詞，意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。機電一體化技術(shù)又稱為機械電子技術(shù)，是機械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。認識到這點，對于高職院校的機電一體化技術(shù)專業(yè)的建設(shè)很重要，幫助理清機電一體化技術(shù)專業(yè)主線，歸納提煉專業(yè)的核心能力，配置對應(yīng)的理論與實踐能力模塊，分配各能力模塊之合理的學(xué)時與學(xué)分的“黃金”比例，形成系統(tǒng)的專業(yè)課程體系，制定專業(yè)教學(xué)課程標(biāo)準，讓機電一體化技術(shù)專業(yè)的學(xué)生不偏不移地朝著掌握“機電一體化技術(shù)”方向前進。
2.2 機械制造技術(shù)在機電一體化專業(yè)的支柱作用
若說機電一體化技術(shù)專業(yè)教學(xué)過程需要二條腿走路，那么，機械制造技術(shù)即為其中的一條腿。有了這條腿，能很好區(qū)別電氣工程專業(yè)與機電一體化技術(shù)專業(yè)。
（1）機電一體化技術(shù)專業(yè)崗位群與能力模塊。在東莞及珠三角地區(qū)，機電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生職業(yè)規(guī)劃與能力要求如下：
主要就業(yè)單位：機電產(chǎn)品、設(shè)備制造或設(shè)計公司，家具、印刷、玩具、服裝、手機等制造等設(shè)備生產(chǎn)公司。
主要就業(yè)部門：設(shè)計部門、工程部門、生產(chǎn)部門、維修部門或銷售部門。
主要工作崗位：自動機或自動線操作員、機電設(shè)備維修與裝調(diào)員、設(shè)備機械研發(fā)與改造員、電氣工程人員、產(chǎn)品銷售員。崗位與其對應(yīng)的主要工作任務(wù)和職業(yè)證書要求分析如表1所示。
主要工作能力：專業(yè)能力、團隊協(xié)作等社會能力、查閱資料等方法能力。
通過上面的對機電一體化技術(shù)專業(yè)的分析，可見“機械制造技術(shù)”的支柱作用。若將機電一體化系統(tǒng)比作一個“人”的話，那么機械制造技術(shù)就是要完成“人”骨架的構(gòu)建。
（2）機電一體化技術(shù)專業(yè)崗位能力模塊與課程體系如表2所示。
3 崗位能力中“機”知識的培養(yǎng)過程-機電一體化技術(shù)專業(yè)典型載體中“機械制造技術(shù)”的應(yīng)用過程
機電一體化技術(shù)專業(yè)最為典型的載體為自動化生產(chǎn)線，應(yīng)用范圍最為廣泛。比如，世界品牌的“SWAROVSKI”包裝盒制作的“自動化生產(chǎn)線”。它包含了機電一體化技術(shù)專業(yè)的各類知識模塊，比如氣動控制技術(shù)、機械技術(shù)（機械傳動、機械連接等）、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC控制和組網(wǎng)技術(shù)、步進電機位置控制技術(shù)，以及和變頻器技術(shù)等。以此為例，以下展現(xiàn)“機”知識的培養(yǎng)過程，看到“機械制造技術(shù)”的功勞與作用如圖1所示。
包裝盒生產(chǎn)線主要包括主要包含了四個工作站，每一個站是包裝盒制作中“折盒”的一道工序。下面以一個工作站為例，展現(xiàn)“機械制造技術(shù)”在整個設(shè)備生產(chǎn)中的作用。
要完成該工作站的設(shè)計、制造，必須熟練掌握機械制造技術(shù)。如加工氣缸安裝板，在完成安裝板的零件設(shè)計后，見圖2（安裝板簡圖），應(yīng)按以下步驟進行加工：如表3所示。
（1）零件圖分析。由零件圖獲取毛坯尺寸、零件主要特征、技術(shù)要求等信息。（2）編制加工工藝卡。根據(jù)零件圖獲取的信息合理編制加工工藝卡。（3）準備工、量、刀具及毛坯材料。根據(jù)工藝卡要求準備。（4）編制工序卡。以工藝卡為依據(jù)，遵循機械加工規(guī)律，科學(xué)編制工序卡。（5）加工操作。遵循安全操作規(guī)程，依照工序卡對零件進行機械加工。
4 結(jié)語
要搞好機電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)，必須以正確的態(tài)度認識“機械制造技術(shù)”的重要位置。很好掌握一般機械或零件的加工工序及加工方法，更有助于設(shè)計生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品。
機械制造技術(shù)在機電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)中不可或缺！
參考文獻
[1]唐方紅，曾軍華.基于職業(yè)資格鑒定的專業(yè)課程建設(shè)研究與實踐――以機電專業(yè)維修電工考證為例[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015，15：136-137.
[2]李龍根.吳鐵軍.機械制造技術(shù)[M].上海.上海交通大學(xué)出版社.2014：82-84.
關(guān)鍵詞：煤礦企業(yè) 機電一體化 煤礦開采 應(yīng)用
伴隨著社會發(fā)展和科技的不斷進步，在煤礦開采中的設(shè)備也越來越綜合化和自動化，并且其設(shè)備技術(shù)不斷的向著組裝及綜合利用的方向發(fā)展。這些先進的技術(shù)和設(shè)備進一步的加快了煤礦企業(yè)的采煤速度和效率，為企業(yè)的經(jīng)濟效益做出來重大的貢獻。這其中，機電一體化在企業(yè)中的應(yīng)用起到了不可磨滅的影響和作用。本文就機電一體化的相關(guān)情況進行簡要的概述，并就目前我國煤炭企業(yè)中機電一體化在煤炭開采中的應(yīng)用情況進行簡單的分析和總結(jié)，使得機電一體化技術(shù)更好的應(yīng)用于煤礦企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營過程中去，從而不斷的促進和推動我國煤炭企業(yè)的高效、快速、可持續(xù)發(fā)展。
一、機電一體化的概述
1、機電一體化的含義
所謂機電一體化，主要指的是將電子技術(shù)引進機械設(shè)備的主功能、信息處理功能、動力功能以及控制功能等工作模塊上，從而將軟件技術(shù)、電子化設(shè)計同機械裝置進行有機的結(jié)合，構(gòu)成一個現(xiàn)代化、信息化、自動化的綜合工作系統(tǒng)。
2、機電一體化的核心技術(shù)
目前，機電一體化的核心技術(shù)主要包括兩方面，即硬件技術(shù)和軟件技術(shù)。
1）機械本體技術(shù)
主要包括精度的提高、質(zhì)量的減輕、性能的改善等。目前的現(xiàn)代機械采煤產(chǎn)品的制作材料通常以鋼鐵為主，因此，為了減輕機械本身的質(zhì)量，就要在改進結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用新型的非金屬復(fù)合材料進行制作，從而實現(xiàn)機械產(chǎn)品驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，提高控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)，從而提高機械的工作效率，減少能量的消耗。
2）信息處理技術(shù)
現(xiàn)代機電一體化產(chǎn)品的進步和更新，其主要的內(nèi)容就是對信息處理技術(shù)的更新和發(fā)展。因此，要想進一步的發(fā)展機電一體化，就必須要對信息處理設(shè)備的安全性和可靠性進行提高，例如，提高分時處理時輸入輸出以及數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備等的安全性和可靠性，從而提高設(shè)備的處理速度。
3）接口技術(shù)
對數(shù)據(jù)傳遞進行格式的規(guī)格化、標(biāo)準化能夠使得各計算機之間實現(xiàn)通信，而在這一過程中，采用同一規(guī)格標(biāo)準的接口對信息的傳遞和維修以及設(shè)計的簡化起著十分重要的影響和作用。目前，機電一體化的技術(shù)人員在系統(tǒng)接口的高速串行以及低成本方面進行重點的研究和開發(fā)，從而解決光藕器及光導(dǎo)纖維的標(biāo)準化、小型化、大容量化，以及信號電纜非接觸化等問題。
4）傳感技術(shù)
這一技術(shù)主要著眼于傳感器的在精確度、靈敏度以及可靠性方面的提高，從而更好的對系統(tǒng)的干擾因素進行防御。目前，通常在機電一體化系統(tǒng)中使用光纖電纜傳感器，而外部的信息傳感器則主要時開發(fā)非接觸的檢測技術(shù)。
5）軟件技術(shù)
軟件技術(shù)主要指的是軟件的標(biāo)準化，具體包括程序固化、程序模塊化、程序標(biāo)準化以及推行軟件工程。從而減少了軟件研制的成本，提高了系統(tǒng)生產(chǎn)和維修的效率。
二、煤礦機電一體化在煤礦開采中的應(yīng)用
目前，機電一體化技術(shù)在煤炭開采中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面，具體內(nèi)容即：
1、應(yīng)用于采煤機當(dāng)中
在采煤機中運用機電一體化技術(shù)，是煤礦開采中的一個典型的應(yīng)用。如電牽引式的采煤機。與傳統(tǒng)的液壓牽引比較，這種采煤機主要有以下幾個方面的優(yōu)勢，即：效率高、重量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單；牽引良好；使用壽命長、運行可靠；動態(tài)特性好、反應(yīng)靈敏；并可運用于大傾角的煤層當(dāng)中。
2、應(yīng)用于帶式輸送機當(dāng)中
煤礦井下的主要原煤輸送設(shè)備就是帶式的輸送機。它也是最容易實現(xiàn)機電一體化的煤礦設(shè)備之一。當(dāng)前，其CST可控軟啟動設(shè)備主要采用了電、機、液的一體化技術(shù)。它能夠為平滑起動系統(tǒng)輸送大慣性的載荷。同時，也能夠有效地提高輸送機在監(jiān)控設(shè)備方面的功能、壽命、靈敏度和可靠性。
3、應(yīng)用于提升機當(dāng)中
在煤礦的開采設(shè)備當(dāng)中，礦井提升機是當(dāng)前機電自動化、一體化技術(shù)應(yīng)用最為廣泛、深入的設(shè)備。特別是在內(nèi)裝式的提升機和全數(shù)字化的交直流提升機上的應(yīng)用。內(nèi)裝式的提升機主要是將提升機在結(jié)構(gòu)上使得驅(qū)動同滾筒結(jié)為一體，大大的簡化了設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了機械-計算機-自動控制-電力電子的一體化和綜合化。而全數(shù)字化的提升機則主要是通過總線的方法，提高機械的可靠度，將電器的安裝技術(shù)和過程進行極大的簡化，使得機械設(shè)備的硬件能夠互相兼容、配置簡單。
4、應(yīng)用于其他方面
機電一體化技術(shù)還應(yīng)用于其他的機械設(shè)備當(dāng)中。例如，成組自動移架或者壓雙向鄰架，就是將液壓控制與計算機技術(shù)進行有機的結(jié)合，從而避免了對支架和頂板的沖擊所產(chǎn)生的載荷。再如，液壓支架也向著電液控制的方向不斷發(fā)展。同時，電液控制設(shè)備還能對支架的工作狀態(tài)進行檢測。在煤礦的供電方面推行機電一體化的節(jié)能設(shè)備，從而使供電系統(tǒng)在質(zhì)量、功率以及可靠性方面都得到了極大的提高。
結(jié)語
目前，我國的計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)以及軟件技術(shù)都進行著快速的發(fā)展和變化，而機電一體化的核心特色也逐步的向著智能化、數(shù)字化、自動化的性能方向發(fā)展躍。因此，在煤礦企業(yè)的開采生產(chǎn)中應(yīng)用和推廣機電一體化技術(shù)的使用，為我國煤炭企業(yè)提高煤礦在采、掘、運等方面的工作效率，以及煤礦生產(chǎn)的綜合實力提供了可靠的條件和保障，從而使我國的煤炭企業(yè)不斷向著結(jié)構(gòu)優(yōu)化、安全、高效、潔凈的方向建設(shè)和發(fā)展。
參考文獻：
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[3]宋云奪.光機電一體化業(yè)的未來[J].光機電信息，2008（12）
1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)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(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。
3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)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(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測技術(shù)：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(guān)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(shù)：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(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術(shù)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(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)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(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。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(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準和一系列的事實上的標(biāo)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(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)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。
摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。文章概述機電一體化的核心技術(shù)，分析機電一體化發(fā)展進程，提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。
關(guān)鍵詞：機電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進程；發(fā)展趨勢
機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)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(shù)
1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)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(shù)：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。
3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)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(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測技術(shù)：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(guān)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(shù)：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(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術(shù)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(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)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(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。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(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準和一系列的事實上的標(biāo)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(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)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(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)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(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)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(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)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(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)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(chǔ)。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(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)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(biāo)。
2.網(wǎng)絡(luò)化：20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。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(luò)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(lǐng)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(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。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(guān)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(jié)束語：
當(dāng)然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。
參考文獻：
[1]王靜。淺析機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].同煤科技。2006.（4）
[2]石美峰。機電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].山西焦煤科技。2007.（3）
[關(guān)鍵詞]機電一體化；應(yīng)用；發(fā)展趨勢
中圖分類號：TG553 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）14-0267-01
一、機電一體化技術(shù)的概述
所謂的機電一體化具體是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能以及控制功能上引進電子技術(shù)，從而將機械裝置與電子技術(shù)結(jié)合起來的系統(tǒng)總稱。“機電一體化”不是技術(shù)的簡單組合與拼湊，而是機械技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)以及電力電子技術(shù)等有機融合成的一種綜合性技術(shù)。機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，使我國工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”向“機電一體化”邁進，對我國機械工業(yè)的發(fā)展意義重大。
機電一體化在當(dāng)前已是一門新型的學(xué)科，它有著自身獨特的一套體系，在機械業(yè)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機電一體化還將被賦予新的發(fā)展內(nèi)容。從整體上看，機電一體化包含了技術(shù)與產(chǎn)品兩個方面，它是許多技術(shù)的有機融合，它與機械電氣化存在本質(zhì)上的區(qū)別。機械工程技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，走向了機械電氣化，但是說到底還是屬于傳統(tǒng)機械的范疇，其主要的功能依然是代替與放大的體力。而機電一體化中的微電子裝置除了具備機械電氣化的功能外，還具有一些新型的功能，像能夠?qū)崿F(xiàn)自動監(jiān)測、自動調(diào)節(jié)以及自動控制等。從某種程度上講，由機電一體化所生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，而且更多涉及人的感官與大腦，具備智能化的特征。
二、機電一體化的應(yīng)用
1、數(shù)控機床中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
我國的數(shù)控機床經(jīng)過了50多年的發(fā)展，無論是其構(gòu)造、功能，還是其操作精度都體現(xiàn)了機電一體化帶來的顯著效果。機電一體化在數(shù)控機床上的引進，能夠使得數(shù)控機床的性能更加多樣化，在操作的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾、多過程控制，而且能夠同時完成很多項任務(wù)，同時搬運更多的物料，使得整個機械控制全部集成起來。數(shù)控機床軟件的模塊化，將有助于機械行業(yè)實現(xiàn)數(shù)控編程，從很大程度上提高了工業(yè)的機械化水平。
2、工業(yè)機器人中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
工業(yè)機器人中機電一體化的應(yīng)用并非一蹴而就，而是經(jīng)歷了一個長期的發(fā)展過程，這一過程可以分為三個階段。第一階段中工業(yè)機器人對其作業(yè)的環(huán)境與對象還不是完全適應(yīng)，在作業(yè)過程中主要是按照某一示教重復(fù)做某一動作。第二階段中，工業(yè)機器人對作業(yè)的環(huán)境有了一定的了解，而且此階段工業(yè)機器人的傳感元件有了進步，在作業(yè)中能夠簡單的獲取一些作業(yè)信息，經(jīng)過計算機處理與分析后，通過反饋信息控制動作方式，這一階段的機器人已具備了較低的智能。第三階段的工業(yè)機器人則完全向智能化機器人方向邁進，它不僅具有人的一些思維，能在作業(yè)過程中進行簡單的判斷與決策，而且具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力，行動上也表現(xiàn)的相對獨立。
3、計算機集成與制造系統(tǒng)中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
計算機集成與制造系統(tǒng)（CIMS）中應(yīng)用機電一體化技術(shù)在當(dāng)前已十分普遍，通過機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)⒏鞣稚⒌南到y(tǒng)進行優(yōu)化組合，進而實現(xiàn)全程的動態(tài)監(jiān)視。實踐證明，計算機集成與制造系統(tǒng)中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，一方面能夠突破傳統(tǒng)時代中各生產(chǎn)部門隔絕的狀態(tài)，另一方面能夠使得各生產(chǎn)環(huán)節(jié)系統(tǒng)化，規(guī)范化，更有利于生產(chǎn)作業(yè)的開展。機電一體化的應(yīng)用，能夠使得計算機集成制造系統(tǒng)實現(xiàn)由產(chǎn)品研發(fā)、實驗設(shè)計以及生產(chǎn)經(jīng)營等全過程的動態(tài)控制，各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)要素也將得到優(yōu)化配置，各要素的潛力也將得到最大限度的發(fā)揮。
三、機電一體化的發(fā)展趨勢
1、網(wǎng)絡(luò)化
進入新時期，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度十分驚人，它的發(fā)展與應(yīng)用對機電一體化有著重要的影響，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入機械行業(yè)的發(fā)展進程中，有助于機械行業(yè)朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。機電一體化所涉及的產(chǎn)品種類多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也各不相同，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及與網(wǎng)絡(luò)遠程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)在機電行業(yè)中的應(yīng)用將會越來越廣泛。目前看來，局域網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展使電器網(wǎng)絡(luò)化已成為一種發(fā)展趨勢，很多家庭會利用家庭網(wǎng)絡(luò)而將家中的各種家用電器連接成以計算機為中心的集成系統(tǒng)，使人們享受高科技帶來的便利。
2、智能化
智能化也稱信息系統(tǒng)化，是未來幾十年機械行業(yè)發(fā)展的重點方向，同時也是機電一體化與傳統(tǒng)機械的最主要區(qū)別。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，機電一體化必將朝著更智能的方向邁進，所生產(chǎn)的機電產(chǎn)品也將具有更多的智能，能夠具有簡單的判斷力與決策能力，在一些生產(chǎn)勞動中能夠取代人類的體力勞動，減輕人類的負擔(dān)。工業(yè)機器人就是其中最重要的例子，它的出現(xiàn)能夠從一定程度上模擬人的思維能力，具備人的意識，從而使得工業(yè)行業(yè)達到更高的控制目標(biāo)。
3、模塊化
模塊化是機電一體化將來發(fā)展的一個重要趨勢，由于機電一體化產(chǎn)品的種類與生產(chǎn)廠家的繁多，使得機電一體化的模塊化成為一項復(fù)雜、艱巨的過程。要想真正實現(xiàn)機電一體化的模塊化，我們就應(yīng)該利用標(biāo)準的單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，并不斷的擴大生產(chǎn)規(guī)模。產(chǎn)品的開發(fā)與規(guī)模的擴大必須有各項制度做依據(jù)，嚴格規(guī)范操作流程，在實現(xiàn)機電一體化的過程中，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。機電產(chǎn)品的系列化與標(biāo)準化，必然會對機電行業(yè)帶來巨大的收益，因此我們可以斷定無論是生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)還是生產(chǎn)標(biāo)準機電一體化單元的企業(yè)，模塊化的發(fā)展方向必將給機電企業(yè)帶來更廣闊的市場。
四、結(jié)語
我國當(dāng)前正處于戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵期，傳統(tǒng)的機械設(shè)計已不能適應(yīng)時展的需要了，必須進行改革與創(chuàng)新。而機電一體化是多學(xué)科融合的結(jié)晶，為我國振興機電工業(yè)注入了新鮮血液，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化的發(fā)展前景將會越來越廣闊。
參考文獻
[1]劉耀海.《淺談機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢》.信息系統(tǒng)工程，2012-10-20
在日常的工作生活中，人們時常會聽到機電一體化這一概念或見到機電一體化的應(yīng)用實例，幾乎所有的制造業(yè)都或多或少應(yīng)用了該技術(shù)，不同行業(yè)間機電一體化具體含義不盡相同。機電一體化是以以往的機械技術(shù)作為基礎(chǔ)，結(jié)合自控技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)等高新技術(shù)，使機械設(shè)備的生產(chǎn)模式更具先進性與時代感。無論是傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造業(yè)還是新興行業(yè)，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提高了生產(chǎn)效率與管理水平。具體到煤炭生產(chǎn)行業(yè)，綜合采煤設(shè)備的機電一體化技術(shù)指在煤炭生產(chǎn)過程中，將機電一體化技術(shù)應(yīng)用在采煤設(shè)備上，提高采煤設(shè)備的運行水平，進而提高煤炭生產(chǎn)的效率。同時該技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了煤炭開采高度自動化，把工作人員從繁重且危險的作業(yè)環(huán)境中解放出來，提高了煤炭生產(chǎn)安全性。
2綜合采煤設(shè)備機電一體化現(xiàn)狀
由于機電一體化技術(shù)在采煤設(shè)備上地應(yīng)用，大大提高了煤炭生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)煤效率，因此國內(nèi)外許多煤炭生產(chǎn)企業(yè)對采煤設(shè)備的機電一體化相當(dāng)重視。但是在我國的煤炭生產(chǎn)行業(yè)中，機電一體化的研發(fā)與應(yīng)用相比一些發(fā)達國家起步較晚，這主要是因為我國現(xiàn)代化進程起步較晚且發(fā)展緩慢，從而導(dǎo)致煤炭開采技術(shù)相對落后的局面。機電一體化技術(shù)在采煤設(shè)備上的應(yīng)用起始于上世紀五十年代末，因電子科學(xué)的發(fā)展與成熟，人們試圖將機電技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造設(shè)備中，以提高機械設(shè)備的生產(chǎn)效率。在煤炭生產(chǎn)實踐中對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使人們能夠發(fā)現(xiàn)該技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)煤設(shè)備上時多存在的諸多問題，這些問題的解決進一步促進了采煤設(shè)備機電一體化技術(shù)的成熟。與此同時，計算機信息技術(shù)也在這一時期形成并得到迅猛地發(fā)展。上世紀七、八十年代起，人類社會發(fā)展到了計算機時代，計算機信息技術(shù)的應(yīng)用革新了綜合采煤設(shè)備機電一體化技術(shù)的大部分環(huán)節(jié)，這使得采煤設(shè)備的機電一體化技術(shù)得到更快地發(fā)展，機電一體化技術(shù)在采煤設(shè)備中的應(yīng)用層次更為深入。作為機電一體化技術(shù)重要的組成部分，計算機技術(shù)的應(yīng)用大大提高了煤炭生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)煤效率。借助計算機技術(shù)，綜合采煤設(shè)備的機電一體化進入了一個全新的發(fā)展期。另一方面，伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，綜合采煤設(shè)備的機電一體化技術(shù)得到進一步完善。尤其是近年來，智能化技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用使綜合采煤設(shè)備機電一體化技術(shù)在自動化控制上更為突出，進一步提高了采煤設(shè)備機電一體化的技術(shù)水平。與此同時，智能化技術(shù)與計算機技術(shù)的有效結(jié)合，使綜合采煤設(shè)備機電一體化更為全面高效。綜合采煤設(shè)備機電一體化作為機電一體化技術(shù)在具體生產(chǎn)實踐應(yīng)用的重要組成部分，其技術(shù)水平是同機電一體化的整體發(fā)展水平相同步的。雖然在國內(nèi)外的煤炭生產(chǎn)企業(yè)中，采煤設(shè)備都應(yīng)用了機電一體化技術(shù)，但國內(nèi)煤炭生產(chǎn)企業(yè)在該技術(shù)的技術(shù)水平和應(yīng)用層次上相比發(fā)達國家仍然存在著一定差距。不過隨著經(jīng)濟實力提升和科技投入增加我國采煤設(shè)備的機電一體化技術(shù)在一些方面還是有所突破和建樹的，例如mgd150nw型采煤機的研發(fā)與應(yīng)用，不僅大大提高了煤炭的生產(chǎn)量，而且使煤炭生產(chǎn)的安全性得到增強。
3綜合采煤設(shè)備機電一體化發(fā)展的趨勢
雖然機電一體化技術(shù)的應(yīng)用提高了煤炭開采企業(yè)煤炭生產(chǎn)的效率，但仍然有很多方面需要進行完善。針對這些缺陷或不足，以及相關(guān)研究的進展可以看到采煤設(shè)備機電一體化有著以下幾方面的發(fā)展趨勢。
3.1綜合采煤設(shè)備機電一體化的發(fā)展更趨智能化
如上文所述，智能化技術(shù)作為一門新興技術(shù)，在二十世紀中期形成并發(fā)展起來。由于形成時間較晚，技術(shù)發(fā)展與實踐應(yīng)用時間較短，因此智能化技術(shù)還存在著諸多的問題與缺陷。智能化技術(shù)的發(fā)展雖然還不是十分成熟，但是可以預(yù)見成熟的智能化技術(shù)運用到產(chǎn)煤設(shè)備上，將會極大提高煤炭企業(yè)煤炭生產(chǎn)的效率與煤炭生產(chǎn)量，對該技術(shù)在煤炭綜合采煤設(shè)備機電一體化的應(yīng)用前景行業(yè)內(nèi)普遍比較看好。因此煤礦企業(yè)應(yīng)加大力度解決智能化技術(shù)本身所存在的一些問題以及如何與綜合采煤設(shè)備機體一體化相銜接的問題。
3.2綜合采煤設(shè)備機電一體化的發(fā)展更趨系統(tǒng)化
目前煤炭生產(chǎn)企業(yè)機電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍愈加廣泛、應(yīng)用層次更為深入，同時綜合采煤設(shè)備機電一體化所涉及應(yīng)用的技術(shù)類型也更為多樣，比如計算機技術(shù)、智能化技術(shù)等。技術(shù)類型的多樣性使得綜合采煤設(shè)備的操作更為困難，因此研究人員試圖將這些有著差異性的技術(shù)與設(shè)備進行整合，以形成一個便于人們操控的系統(tǒng)，進而使存在一定差異的多種技術(shù)在煤炭開采與生產(chǎn)中發(fā)揮出更大的作用。要實現(xiàn)多種類型的技術(shù)與設(shè)備的協(xié)調(diào)運行還存在一定的難度，目前仍然沒有很好的辦法解決這個問題，也沒有哪個煤炭生產(chǎn)企業(yè)在綜合采煤設(shè)備機電一體化中應(yīng)用多種不同類型的設(shè)備與技術(shù)的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對綜合采煤設(shè)備的高效操作與有效控制。可以看到，該技術(shù)的解決對于提高煤炭企業(yè)煤炭開采的效率與煤炭的生產(chǎn)量的積極作用，因而系統(tǒng)化也是是綜合采煤設(shè)備機電一體化未來一個重要的發(fā)展趨勢。
3.3綜合采煤設(shè)備機電一體化的發(fā)展更趨環(huán)保化
當(dāng)下眾多領(lǐng)域都在提倡生產(chǎn)的環(huán)保性，而這種生產(chǎn)方式也必將影響到機電一體化在采煤設(shè)備上的應(yīng)用。不管是在煤炭開采或者煤炭運輸?shù)倪^程中，煤礦企業(yè)都要注重對生態(tài)環(huán)境的保護，將煤炭的開采與生產(chǎn)對環(huán)境與生態(tài)所造成的危害降到最低程度，不能只盲目的注重生產(chǎn)而忽略了生態(tài)環(huán)境的保護。因此綜合采煤設(shè)備機電一體化技術(shù)在技術(shù)性能不斷提高的條件下，其環(huán)保性能必然也會成為該技術(shù)發(fā)展的重點。
4結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】 機電一體化 形成 發(fā)展
機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。
解放和發(fā)展生產(chǎn)力是人類社會活動的基本任務(wù)。隨著時代的進步，人們對于社會生產(chǎn)力的要求也越來越高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)不能滿足需求。至此，人們努力尋找新的生產(chǎn)方式來更好的發(fā)展生產(chǎn)力。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在不斷地探索研究中，多學(xué)科技術(shù)之間的碰撞結(jié)合，很好的解決了一些實際問題，因此，一些新興的多學(xué)科結(jié)合技術(shù)逐漸興起并得到了很好的發(fā)展。以計算機電子技術(shù)、機械技術(shù)為核心的機電控制領(lǐng)域?qū)⒔o工業(yè)及科研等領(lǐng)域帶來更多的實際應(yīng)用。
上世紀70年代初日本人提出"機電一體化技術(shù)"這一概念，即結(jié)合應(yīng)用機械技術(shù)和電子技術(shù)與一體。機電一體化是以機械技術(shù)為基礎(chǔ)，借助計算機與信息技術(shù)。采用人工智能技術(shù)來實現(xiàn)信息交換、存取、運算、判斷與決策等。 再通過系統(tǒng)技術(shù)將各種技術(shù)組織起來，實現(xiàn)系統(tǒng)各部分的有機連接，最終實現(xiàn)機構(gòu)的正常運轉(zhuǎn)。
機電一體化的發(fā)展大體分為三個階段：
20世紀60 年代以前為第一階段，稱為初級階段。
這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。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(shù)的結(jié)合，這些機電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復(fù)起了積極的作用。那時的研制和開發(fā)，從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術(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)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀70～80 年代為第二階段，稱為蓬勃發(fā)展階段。
這一時期，計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(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(chǔ)。
20世紀90 年代后期， 開始了機電一體化技術(shù)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。
一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳， 出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都有了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖技術(shù)等取得巨大進步， 為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究， 將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
機電一體化的發(fā)展趨勢是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。
機電一體化的主要發(fā)展方向如下：
1）智能化：智能化是21世紀機電一體化發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的智能化是模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達到更高的控制目標(biāo)；
2）模塊化：模擬化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品的種類和生產(chǎn)廠家繁多， 研制和開發(fā)具有標(biāo)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(fù)雜和非常重要的事。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)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；
3）網(wǎng)絡(luò)化：計算機技術(shù)等的發(fā)展的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、政治、軍事、生活等各個方面帶來巨大改革。基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)成了機電一體化發(fā)展的一個必然方向；
4）微型化：微型機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運用靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有顯著優(yōu)勢。也是機電產(chǎn)品的發(fā)展的必然趨勢；
5）綠色化：工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。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(yīng)運而生，綠色化是時代的趨勢。因此，設(shè)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；
6）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)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。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，一般除RS232 外，還有RS485、DCS 人格化。
綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯， 機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越廣闊。由此可見，"機"與"電"已是不可分割的，"機電一體化"將會迎來更好、更持久的發(fā)展。
參考文獻
[1]李運華 機電控制[M] 北京航空航天大學(xué)出版社。
【關(guān)鍵詞】機電一體化 汽車應(yīng)用 電子技術(shù)
隨著機電一體化的理論提出，被廣泛應(yīng)用到機械制造業(yè)中。在全球經(jīng)濟市場競爭中創(chuàng)新的企業(yè)才有競爭力，現(xiàn)今大多數(shù)的生產(chǎn)企業(yè)在進行產(chǎn)品制造時，用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高市場的占有率，對于機電一體化方面的研究與應(yīng)用的研究尤為重要。本文從以下幾個方面對機電一體化技術(shù)在汽車中的應(yīng)用進行了研究。
1機電一體化的定義
機電一體化又稱為機械電子工程，是機械工程與自動化的一種。將機械、電子技術(shù)和計算機技術(shù)有效的結(jié)合而成的新型技術(shù)學(xué)科。機電一體化產(chǎn)品是在機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，利用電子技術(shù)和計算機技術(shù)制造出來的適應(yīng)當(dāng)今市場的新產(chǎn)品。初期生產(chǎn)出的機電一體化產(chǎn)品是利用四暗自技術(shù)的替換機械產(chǎn)品中的一部分來提高產(chǎn)品的使用性能。而現(xiàn)今的機電一體化產(chǎn)品是利用機電一體化技術(shù)四機械產(chǎn)品實現(xiàn)自動化、數(shù)字化和智能化，使產(chǎn)品的制造和生產(chǎn)在市場上更具有競爭力[1]。
機電一體化在機械產(chǎn)品能原有功能上加入電子技術(shù)，將機損裝置和計算機軟件等技術(shù)有效的結(jié)合起來構(gòu)建的系統(tǒng)的總稱。機電一體化技術(shù)是在工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)基礎(chǔ)之上的新技術(shù)。隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)在不同領(lǐng)域不斷的改革和創(chuàng)新。
2機電一體化的技術(shù)概述
機電一體化的產(chǎn)品生產(chǎn)是由多種技術(shù)和相應(yīng)組成部分構(gòu)成的綜合體，機電一體化技術(shù)是由多種技術(shù)相互結(jié)合，形成的綜合性技術(shù)，其技術(shù)的拓展領(lǐng)域較廣，主要有以下幾個方面：
2.1機械技術(shù)
作為機電一體化基礎(chǔ)技術(shù)，機械技術(shù)使機電一體化的產(chǎn)品主要功能得以實現(xiàn)。機械傳動和控制與電子技術(shù)相互結(jié)合的生產(chǎn)活動中，對機械技術(shù)做出了高要求。在機械系統(tǒng)技術(shù)中新材料、新工藝、新原理等方面的不斷發(fā)展和整合，用來滿足機電一體化所生產(chǎn)的產(chǎn)品對縮小體積、減輕重量能性能上的要求[2]。
2.2信息處理技術(shù)
在機電一體化產(chǎn)品制造中，信息處理是指工作過程中的機械的各種參數(shù)狀態(tài)等相關(guān)信息的交換、存儲、運算、決策分析等工作內(nèi)容。在機電一體化的產(chǎn)品中，計算機信息處理設(shè)備是產(chǎn)品的核心因素，其掌控者整個機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的運作，所以，計算機技術(shù)及其信息的處理技術(shù)是機電一體化技術(shù)中最重要的技術(shù)。
2.3檢測與傳感技術(shù)
在機電一體化生產(chǎn)過程中，參與工作的各種數(shù)據(jù)都要通過傳感器進行數(shù)據(jù)的采集，并加以檢測，將接收到的數(shù)據(jù)傳道信息處理裝置并反饋給機械電子控制裝置，以此來實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的自動控制裝置。機電一體化對傳感器的要求是能不受外界的環(huán)境影響精準的及接收信息，同時檢測裝置能對信息信號進行有效的輸出和轉(zhuǎn)換。
2.4自動控制技術(shù)
機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)中的自動控制技術(shù)內(nèi)容為精準的定位控制、速度控制、自身適應(yīng)控制、校正和補償?shù)鹊取Ｗ詣涌刂乒δ艿牟粩喔镄拢钱a(chǎn)品的精度和效率得到提升。通過自動控制，機電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)中能及時發(fā)現(xiàn)機器故障，減少設(shè)備停止工作的時長，并有效的提高生產(chǎn)設(shè)備的使用率[3]。
2.5系統(tǒng)整體技術(shù)
系統(tǒng)的整體技術(shù)是從機電一體化生產(chǎn)的整體出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點和方式，將產(chǎn)品的總體功能降解程不同的小部分，尋找有效的技術(shù)策略，再把這些技術(shù)策略進行重新組合，來選用適合的技術(shù)方案。這種技術(shù)是通過各部分的協(xié)作，進行順利生產(chǎn)的技術(shù)方式。
3機電一體化的技術(shù)在汽車中的具體應(yīng)用
3.1發(fā)動機微機控制系統(tǒng)的應(yīng)用
發(fā)動機控制單元的核心是通過微處理器。從不同傳感器獲取模擬電壓信號，從發(fā)動機輸出軸獲取的信號都輸入到發(fā)動機控制單元。模擬信號通過相應(yīng)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。通過這系列的信息為基礎(chǔ)，在發(fā)動機控制單元內(nèi)對空氣的燃料比、點火時間、排氣再循環(huán)等進行科學(xué)的計算，將結(jié)果作為驅(qū)動信號的輸出，用來控制空氣燃料比。從而保證發(fā)動機在使用中的正常運作。
3.2自動防撞微機控制系統(tǒng)的應(yīng)用
激光組合的汽車防撞系統(tǒng)，能使汽車在正常行駛下檢測到車身附近有無障礙物，并在需要時產(chǎn)生報警信號，從而有效地規(guī)避了行車風(fēng)險。該系統(tǒng)主要有計算機控制的，原理是通過雷達測量車身與障礙物的距離來提示駕駛者。
3.3電子控制變速器的應(yīng)用
自動變速器是為了降低變速器的損耗，提高動力傳遞的有效功率，增加加減檔為的操作來適應(yīng)汽車在行車過程中的最佳駕駛速度，來實現(xiàn)汽車的節(jié)能環(huán)保，安全舒適的特征。在汽車啟動后，報警燈處于熄滅狀態(tài)時，說明變速器處于正常狀態(tài)，如果處于點亮的狀態(tài)則系統(tǒng)出現(xiàn)問題，自動變速器不受電子控制狀態(tài)，這時，歲按時去電子控制功能，但是變速器依然可以正常工作。
3.4 ABS防抱死系統(tǒng)的應(yīng)用
為了保證汽車在行駛時根據(jù)路況的變化而做出速度的調(diào)整，汽車都裝有行車制動器，最初只在后輪安裝制動器，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，前輪上也同樣安裝了制動器，通過對汽車制動器制動時軸荷的轉(zhuǎn)移、前輪增加重量和后減少重量的認知，后輪抱死更容易造成汽車方向失控的局面，所以，著手研究了限制汽車后輪自動裝置-汽車制動防抱死裝置。這樣就明顯的增強了汽車的安全性能，不至于子系統(tǒng)的故障而影響整體系統(tǒng)的安全運作。
4結(jié)語
綜上所述，在機電一體化快速發(fā)展的今天，機電一體化在汽車中的應(yīng)用極其重要，提高了汽車的使用效率，機電一體化的技術(shù)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用，使汽車生產(chǎn)及使用更具有人性化，是其安全性能大大提高。很好的促進了汽車行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻：
[1]陶文堅，孫華，崔宣.機電一體化技術(shù)在汽車制動系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機械管理開發(fā)，2012，06（36）：101-102.
[關(guān)鍵詞]機電一體化技術(shù);煤礦;應(yīng)用;發(fā)展趨勢
中圖分類號：D622 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0049-01
一、概述
機電一體化技術(shù)是機械、計算機、信息處理和自動控制系統(tǒng)綜合應(yīng)用的復(fù)合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機械工程滲透而形成的一門學(xué)科，其作為一門新興綜合技術(shù)融合了電氣工程、機械工程、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等類別。而煤炭生產(chǎn)是將成百上千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此必須采用大量的機電設(shè)備才能實現(xiàn)這一目標(biāo)，而機電一體化的煤礦設(shè)備則是實現(xiàn)高效高產(chǎn)的最好選擇。
二、機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用介紹
（一）機電一體化技術(shù)在礦井提升機中的應(yīng)用
礦井提升機是目前煤礦生產(chǎn)中機電一體化和自動化水平最高的設(shè)備。尤其是內(nèi)裝式提升機，將滾筒和驅(qū)動合為一體，機械結(jié)構(gòu)也大大簡化，充分展現(xiàn)了機械--電力--電子--計算機--自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機安全可靠，采用總進線方式，大大簡化了電器安裝施工，并且硬件配置簡單實現(xiàn)了互相兼容。九五期問，國產(chǎn)數(shù)字化直流提升機已成為我國煤礦提升機的首選機型，主、副井提升機可實現(xiàn)全自動化，不需要專門的絞車司機。
（二）機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應(yīng)用
帶式輸送機具有輸送量大、長距離連續(xù)輸送、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化的特點，從而成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)中主要的運輸設(shè)備。因此，帶式輸送機成為近幾年來機電一體化技術(shù)在煤礦中應(yīng)用的研究重點。目前主要研究方向在機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置，它是一種專門用作平滑起動運送大慣性載荷，如金屬礦石或煤炭的中長距離皮帶運輸機而設(shè)計的軟校動裝置，一條皮帶運輸機可由一臺或幾臺CST驅(qū)動。由于尚未解決在線監(jiān)控技術(shù)、動態(tài)分析以及啟停延遲技術(shù)，我國帶式輸送機的中間驅(qū)動點還不能布置過多，一般設(shè)置為三點驅(qū)動，這就限制了輸送機的單機長度和運量。另外，輸送機的可靠性較差、監(jiān)控設(shè)備功能較少、靈敏度和壽命都偏低，和發(fā)達國家先進技術(shù)相比還存在明顯的差距。
（三）機電一體化技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用
電牽引采煤機是機電一體化技術(shù)在采煤機的另一個典型應(yīng)用。與液壓牽引機相比，它具有以下優(yōu)點：
優(yōu)良的牽引特性：在采煤機前進時可提供牽引力，使其克服阻力向前移動，而在采煤機下滑時則可進行發(fā)電制動，向電網(wǎng)反饋收集電能。
適用于大傾角煤層：牽引電動機軸端安裝了停機時防止機器下滑的制動器，它的設(shè)計制動力矩達到電動機額定轉(zhuǎn)矩的1.5～2.0倍，因此電牽引采煤機可用于40°～50°傾角的煤層，而不需要安裝其它防滑裝置。
運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子會有磨損外，其它元件均不存在磨損現(xiàn)象，因此其工作可靠、壽命長、故障少、維修工作量小。
反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好：電控系統(tǒng)可及時調(diào)整各種運行參數(shù)，防止采煤機超載或偏離運行。
結(jié)構(gòu)簡單、效率高：電牽引采煤機機械傳動部分結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，只做一次電能到機械能的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換效率可達90%以上，而液壓采煤機的效率則只有60%～70%左右。
（四）機電一體化裝置在液壓支架的應(yīng)用
煤礦支架技術(shù)在向電液控制方向發(fā)展即將計算機技術(shù)與液壓控制有機結(jié)合，實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，從而避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦從美國引進的電液控制支架，移架速度可達6～8秒/架。另外電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。
三、機電一體化技術(shù)應(yīng)用與煤礦的發(fā)展與思考
在20世紀，我國煤礦機電一體化技術(shù)（產(chǎn)品）取得了長足的發(fā)展，機電一體化技術(shù)幾乎應(yīng)用到了煤礦生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)，但是相對于國外先進煤礦生產(chǎn)技術(shù)還是比較落后的。因此，要使我國煤礦機電一體化技術(shù)達到世界領(lǐng)先技術(shù)水平，必須牢牢掌握在信息時代機電一體化技術(shù)的特點和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。
第一，要提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的標(biāo)準化、規(guī)范化、系列化和通用化的程度：將計算機系統(tǒng)作為機電一體化的核心裝置，因為計算機系統(tǒng)的運算和存貯能力非常強，且體積小、功耗少，非常適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計煤礦機電一體化設(shè)備時，應(yīng)盡可能的考慮選用功能強大的嵌入式計算機，從而降低設(shè)備體積且保證工作性能更可靠。
第二，對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品要具有較強的通信功能，同時，要選用很質(zhì)量好的開放性和可靠性高的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接通信控制。
第三，煤礦機電一體化設(shè)備需要達到智能化發(fā)展水平，能自主判斷機電設(shè)備和周圍工作環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動適應(yīng)環(huán)境且以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時可以快速地對所采集到的參數(shù)進行分析，從而對設(shè)備故障進行診斷，再結(jié)合這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障概率進行預(yù)測。
第四，要對各類礦用傳感器進行深入研究和開發(fā)，大力提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數(shù)字化、智能化、集成化和多維化，使礦用傳感器在較為惡劣的工作環(huán)境中進行信號的測量和采集，并保證其準確度，并且應(yīng)具備自診斷、自校正、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能。
總之，應(yīng)時刻關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機電一體化設(shè)備，從而提高煤礦現(xiàn)代化發(fā)展，最終實現(xiàn)煤礦自動化生產(chǎn)的目標(biāo)。
四、結(jié)語
機電一體化的l展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)也有很多，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。隨著計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，信息流已成為機電一體化的主要特色。
機電一體化技術(shù)作為企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運等裝備中的大力應(yīng)用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力，也為實現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻：
【關(guān)鍵詞】機電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢
機電一體化技術(shù)是機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體的結(jié)合。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,成為一門綜合計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)。目前機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床上的應(yīng)用愈來愈多。
一、機電一體化概述
機電一體化是一個新興的邊緣學(xué)科，正處于發(fā)展階段，代表著機械工業(yè)技術(shù)革命的發(fā)展方向。機電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù)，是由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)及其他技術(shù)相融合而構(gòu)成的一門獨立的交叉學(xué)科。機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，涉及機械制造技術(shù)、電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、測試和傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、接口技術(shù)、計算機技術(shù)、伺服驅(qū)動等多種技術(shù)，是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)。機電一體化技術(shù)對現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展有巨大的推動力，因此世界各國都在大力推廣機電一體化技術(shù)。
二、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機床領(lǐng)域。數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過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，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開放性設(shè)計，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，能最大限度地提高用戶的使用效益；③WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)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(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能；⑤能實現(xiàn)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(wù)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(tǒng)中去；⑥系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力；⑦以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）。CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)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(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(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)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)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(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)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機器人。第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復(fù)運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)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(yè)環(huán)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(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第五代計算機關(guān)系密切。
三、機電一體化的發(fā)展趨勢
（1）智能化。智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近年來處理器速度的提高和微機的高性能化、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，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，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。
（2）微型化。微型化是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前利用蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（3）網(wǎng)絡(luò)化。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、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)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)，能使人們在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（4）模塊化。模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢。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(biāo)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)品單元是一項復(fù)雜的事，它需要制訂一系列標(biāo)準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)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。
（5）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(shè)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(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。
（6）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)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)，可以靈活組態(tài)，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大大加強。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能和特征顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。
參考文獻
[1]殷際英.光機電一體化實用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版，2003
【關(guān)鍵詞】機電一體化技術(shù)，應(yīng)用，研究
第一章 緒論
1.1概述
進入80年代以來，關(guān)于機電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用已成為全球性的課題，可以說，從軍事到經(jīng)濟、從生產(chǎn)到生活、從簡單的日用消費品生產(chǎn)到復(fù)雜的社會生產(chǎn)和管理系統(tǒng).機電一體化技術(shù)幾乎達到無所不在、無孔不入的地步。然而，“什么是機電一體化？”，‘呼機電一體化技術(shù)都包括那些特征？”，“機電一體化技術(shù)在各應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)展?fàn)顩r如何？”等問題卻很難令人回答，這一方面是因為機電一體化技術(shù)的研究不斷向深度持續(xù)發(fā)展，所采用的技術(shù)手段越來越先進，無法通過定義來界定其發(fā)展?jié)摿Γ涣硪环矫媸且驗闄C電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷向戶度持續(xù)發(fā)展，也無法通過定義來界定其應(yīng)用范圍。
第二章機電一體化技術(shù)發(fā)展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
2.1數(shù)字化。微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)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(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。
2.2智能化。即要求機電產(chǎn)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(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
2.3模塊化。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(biāo)準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
2.4網(wǎng)絡(luò)化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)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(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
2.5？人性化。機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
第三章 機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用
在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面：
3.1智能化控制技術(shù)（IC）。由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼―――連鑄―――軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。
3.2分布式控制系統(tǒng)（DCS）。分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
3.3開放式控制系統(tǒng)（OCS）。開放控制系統(tǒng)（Open Control System）是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。
1 概述
機電一體化也稱作機械電子工程學(xué)，是一項涉及到微電子技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)、液壓技術(shù)以及自動控制技術(shù)等數(shù)門學(xué)科知識的綜合性技術(shù)。國外機械中引入機械一體化最早是在上世紀70年代，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，機械制造技術(shù)也不斷進步，尤其是受微型計算機及未處理技術(shù)、信息處理技術(shù)以及傳感技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域機械性能得到很大提升。
在煤礦工業(yè)中，機電一體化技術(shù)運用于煤的開采、挖掘及設(shè)備的裝配中。隨著機電一體化的技術(shù)在我國煤礦工業(yè)的使用普及，煤礦產(chǎn)業(yè)的綜合實力不斷攀升。使用機電一體化的系統(tǒng)發(fā)展煤礦工業(yè)，能夠做到在短時間內(nèi)完成最大的利益產(chǎn)出，使其真正向著煤工業(yè)的安全、高效、潔凈等優(yōu)化技術(shù)邁進。機電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。它是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù)，是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運裝備的應(yīng)用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力，為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實的基礎(chǔ)。
對于煤礦生產(chǎn)而言，在很大程度上受煤礦機械性能自動化程度以及經(jīng)濟性等因素的影響。從一定意義上講，煤礦機械電器及電子控制系統(tǒng)的質(zhì)量及性能對煤礦作業(yè)質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及煤礦機械設(shè)備的使用時限等均具有直接性的影響。當(dāng)前，電子控制系統(tǒng)逐漸成為煤礦生產(chǎn)過程中不可或缺的重要內(nèi)容之一，并且還是對煤礦現(xiàn)代機械技術(shù)水平進行評價的一大重要指標(biāo)。隨著現(xiàn)代化科技水平的不斷提升，電子控制系統(tǒng)在煤礦機械中的重要性也會相應(yīng)提升，功能也會越來越完善，從而對煤礦機械設(shè)備的使用人員以及維護人員提出更高的要求。
2 研究煤礦機電一體化技術(shù)的意義
2.1 有利于提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益
煤礦企業(yè)通過對采煤設(shè)備機電一體化的改造，大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益，主要表現(xiàn)在：其一，勞動生產(chǎn)率得到了大幅度的提高；其二，企業(yè)員工的薪酬待遇也得到了大幅度的提高；其三，員工的工作環(huán)境和安全狀況得到了有效地改善；其四，給予地方周邊經(jīng)濟也起到了帶動作用，例如，機電一體化的建設(shè)的過程中提供了信息化維修、系統(tǒng)集成等眾多新的崗位。
2.2 有利于提高煤礦效率
雖然現(xiàn)在大部分企業(yè)已經(jīng)開始使用機械采礦生產(chǎn)，但是目前普遍存在著機械化水平不高、工人勞動強度依然很大的困境。采礦機械通過使用機電一體化技術(shù)可以節(jié)省人力資源、提高挖掘效率、降低生產(chǎn)成本等。
2.3 有利于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)
機電一體化有利于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面：其一，以往的煤礦企業(yè)的井下工作環(huán)境潮濕、陰冷、粉塵多對工人的身體健康影響很大，現(xiàn)在采用機電一體化方式生產(chǎn)減少了工人的勞動強度、優(yōu)化了生產(chǎn)環(huán)境。
3 煤礦機電一體化應(yīng)用的現(xiàn)狀
3.1 在監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用
將機電一體化應(yīng)用于監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的安全隱患，采取相應(yīng)的處理措施，避免了安全事故的發(fā)生，保證了設(shè)備運行的持續(xù)高效，降低了生產(chǎn)中設(shè)備停運等影響生產(chǎn)效率問題的發(fā)生，達到提高生產(chǎn)效率的目的。同時，機電一體化的而運用，還能夠促進監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件的研發(fā)，為煤礦生產(chǎn)現(xiàn)代化提供保障。
3.2 在采煤設(shè)備中應(yīng)用
采煤設(shè)備的生產(chǎn)效率直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的整體效率，通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)，能夠大幅度的提高其牽引能動性，提升其制動能效，減少了設(shè)備的故障發(fā)生率，降低了設(shè)備維護所需要的人力和物力成本，增強了設(shè)備對惡劣環(huán)境的抵抗能力，從多個方面提高了設(shè)備運行的安全和效率。
3.3 在運輸設(shè)備中應(yīng)用
煤礦的運輸速度在一定程度上會影響煤礦生產(chǎn)的效率，而隨著我國各方面對煤炭資源需求的不斷提升，就對煤礦的運輸速度提出了更高要求。在運輸設(shè)備中使用機電一體化措施，能夠通過自動化管控的方式對帶式運輸機進行操作，利用計算機技術(shù)來對運輸系統(tǒng)進行啟動和控制，提高了慣性荷載處理的效率，從而實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)運輸過程的可靠和高效。
4 煤礦機電一體化創(chuàng)新應(yīng)用
4.1 環(huán)保化設(shè)備的應(yīng)用
隨著人們環(huán)保意識的增加，煤炭生產(chǎn)工作也必然朝著綠色生產(chǎn)的方向發(fā)展，如此一來，環(huán)保化的機電一體化設(shè)備就會被運用的煤礦生產(chǎn)中。環(huán)保化的設(shè)備通過有效降低生產(chǎn)過程中污染物產(chǎn)生量，加強對各種廢棄物的回收利用，控制各種環(huán)境污染物的排出量，從而有效實現(xiàn)煤礦機電一體化生產(chǎn)的綠色環(huán)保。
4.2 系統(tǒng)化設(shè)備的應(yīng)用
隨著各種新技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化中包含的技術(shù)種類也越加繁多，在一定程度上增加了其使用難度，因此，將各種技術(shù)納入到一個系統(tǒng)中，提高設(shè)備的功能性，就成為機電一體化的重要內(nèi)容。系統(tǒng)化設(shè)備的應(yīng)用能夠有效避免設(shè)備運行中各方面不協(xié)調(diào)而造成的問題，充分發(fā)揮各方面的功能，從而提升煤礦生產(chǎn)工作的效率。
4.3 智能技術(shù)的應(yīng)用
為了避免由于管理制度落實不到位或人員素質(zhì)不足等給煤礦機電一體化造成的不利影響，運用智能技術(shù)就成為一種有效的解決措施。
（1）智能技術(shù)可以降低人為因素對機電設(shè)備運行的干擾，通過智能系統(tǒng)對機電設(shè)備運行中存在問題進行自我調(diào)節(jié)，有效降低故障發(fā)生率。
（2）智能技術(shù)還能夠增加機電一體化的功能，得到更為全面、準確的礦井信息，從而提高生產(chǎn)的安全性。
4.4 微型設(shè)備的應(yīng)用
隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展以及煤礦開采工作的需求，一些無法利用大型設(shè)備完成的工作需要引進微型設(shè)備。
（1）微型設(shè)備能夠適應(yīng)更為復(fù)雜的工作環(huán)境，進入到礦井更深處，為擴展開采范圍提供幫助。
（2）微型設(shè)備的攜帶、操作更為方便，降低機電設(shè)備按照運行需要的人力、物力成本，實現(xiàn)全地形、全天候作業(yè)，進而提高煤炭生產(chǎn)工作的效率。
關(guān)鍵詞：機電一體化;產(chǎn)品創(chuàng)新;概念設(shè)計
機電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計有著極其豐富的內(nèi)容，同時也是產(chǎn)品在整個生產(chǎn)過程內(nèi)最具創(chuàng)造性的階段。其中，包含的原理與方法論對相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)者起到關(guān)鍵的引導(dǎo)效用。因此，對機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新性概念設(shè)計進行探索，具有十分重要的現(xiàn)實意義。
1機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的概述
1.1機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的內(nèi)容
機電一體化產(chǎn)品是在機電一體化基礎(chǔ)上建立起的包含系統(tǒng)與構(gòu)件、基本元內(nèi)容的集合，而機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的含義則是依據(jù)產(chǎn)品使用周期中各個環(huán)節(jié)所需要求對產(chǎn)品實施功能改造、分析和子功能開發(fā)，進而實現(xiàn)其滿足功能結(jié)構(gòu)要求的系統(tǒng)化設(shè)計活動。這種設(shè)計工作的過程包括前期規(guī)劃、設(shè)計概念以及對計劃進行詳細化和豐富化，并加以改進補充。機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計過程中的程式化內(nèi)容可以通過計算機技術(shù)代為實現(xiàn)，但除此之外難以被程式化的方面還需產(chǎn)品設(shè)計人員通過人工設(shè)計逐步完成。通過構(gòu)建人機協(xié)同的概念設(shè)計理念，對其功能與組織開發(fā)的過程按照模塊化思想進行劃分，以此實現(xiàn)這一設(shè)計工作的層次性、協(xié)調(diào)性。目前，發(fā)達國家對機電一體化概念設(shè)計的深入研究大體集中于其調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)計。機電一體化的理念自1971年被提出以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，內(nèi)容也在逐步豐富，尤其在科技快速發(fā)展的今天，廣闊的市場空間與消費需求的升級，更加迫使機電一體化產(chǎn)品對自身性能、可靠程度提出更高要求。而計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、傳感技術(shù)、AI技術(shù)、微電子技術(shù)、新材料技術(shù)、集成技術(shù)以及其他相關(guān)技術(shù)的進步，都為機電一體化產(chǎn)品的革新打下了技術(shù)根基，使得機電一體化產(chǎn)品朝著更優(yōu)質(zhì)、更高效的方向邁進。
1.2機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計的意義
機電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新型概念設(shè)計本身有著重要作用，其既是產(chǎn)品品質(zhì)的深層內(nèi)容，又是其功能屬性得以發(fā)揮的保障，對其本身質(zhì)量的影響也約占60%～70%。因此，建成機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計具有極其顯著的意義。簡要概括，主要包括以下三方面內(nèi)容。第一，創(chuàng)新機電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計是保障機電一體化產(chǎn)品品質(zhì)的必要性要求。機電一體化體系具有多種學(xué)科互相交叉、集成融合的特點，本身具有著復(fù)雜內(nèi)涵。因此，現(xiàn)今許多的機械產(chǎn)品的設(shè)計并不適應(yīng)機電一體化技術(shù)本身的特色，難以做到根據(jù)機電一體化技術(shù)特征隨之作出應(yīng)對。第二，機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的創(chuàng)新促使其理論體系得到發(fā)展。要創(chuàng)新這一概念設(shè)計，必將建立新的方式、理論基礎(chǔ)。只有在合理、可靠的概念設(shè)計基礎(chǔ)上，才能使之收獲具有優(yōu)異性能的機電一化體產(chǎn)品。再加之如今概念設(shè)計的思想理念獲得了社會中乃至整個世界越來越多的關(guān)注與認同，如QFD理論、公理化理論、TRIZ理論等設(shè)計理論的建立，對于推動創(chuàng)新機電一體化產(chǎn)的概念設(shè)計發(fā)展起到了不可忽略的效用，進一步促進了機電一體化技術(shù)體系的建立和機電一體化技術(shù)的完善。第三，機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計對于生產(chǎn)能力與工作質(zhì)量的提高起到切實的幫助作用。許多機電一體化產(chǎn)品都帶有自動處理、調(diào)節(jié)的功效，通過這些能力的實現(xiàn)，能夠保證工作質(zhì)量與效率的穩(wěn)步提升。例如，在數(shù)控機床的使用過程中，其生產(chǎn)效率要高出普通基礎(chǔ)5～6倍，并能夠?qū)崿F(xiàn)機床數(shù)量減少50%，節(jié)省50%操作人員的效能，生產(chǎn)周期也能縮短40%，進而使得生產(chǎn)成本降低50%左右。
2機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計理論
2.1機電一體化產(chǎn)品應(yīng)用到的系統(tǒng)原理
機電一體化系統(tǒng)是該類產(chǎn)品中最為重要的基礎(chǔ)。就其本質(zhì)來說。它算是一種復(fù)雜機械，但與普通的機械相比還有著顯著區(qū)分。機電一體化體系是通過在機構(gòu)的動力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先進的電子技術(shù)，并使之與軟件相互聯(lián)合形成的一類新型機械系統(tǒng)。就其功能來說，機電一體化系統(tǒng)包含機械力、能量流、運動力等多種動力學(xué)有關(guān)的特殊機械，以及一些機電部件互相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。其中，機電一體化系統(tǒng)的核心又在于集成協(xié)調(diào)各種技術(shù)，通過對機械工程、控制系統(tǒng)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、電工技術(shù)等多項技術(shù)的聯(lián)合利用，實現(xiàn)其運動行為可控的目標(biāo)，而不僅簡單對各項技術(shù)進行拼湊堆積。這也是利用計算機的調(diào)節(jié)和處理能力，實現(xiàn)驅(qū)動元件可控特征的現(xiàn)代化機械系統(tǒng)。有關(guān)機電系統(tǒng)化原理的研究主要包含三方面內(nèi)容。第一，三環(huán)論。研究者認為，機電一體化產(chǎn)品可以劃分為電子、機械、軟件三項功能模塊。第二，五塊論。通常視機電一體化產(chǎn)品是由動力功能、控制功能、構(gòu)造功能、操作功能和傳感檢測五個功能模塊組成的。第三，兩個子系統(tǒng)理論。研究人員認為，機電一體化系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)和物理系統(tǒng)兩項分支系統(tǒng)共同組成的。以上三種理論的提出具有重要意義，但同時也有著較大的局限性。三者立足于控制和電力兩部分，但沒有對機械主體加以強調(diào)，也并未對處理好機電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計中出現(xiàn)的復(fù)雜性、多面性和模糊性等問題提出方法。因此，這些理論對該類產(chǎn)品的概念設(shè)計不能起到重要作用。在概念設(shè)計實際工作中，機電一體化系統(tǒng)往往會被劃分為傳感檢測、執(zhí)行機構(gòu)、信息控制處理三個子系統(tǒng)。通過這三個子系統(tǒng)的系統(tǒng)分工，各自完成信息檢測、機械運動與信息控制的工作，這種分工方式才能真正實現(xiàn)該系統(tǒng)中各項功能的優(yōu)化和最佳效果的發(fā)揮，并以此獲得機電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計合理的相關(guān)方案。
2.2機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計方法
對機電一體化產(chǎn)品而言，其概念設(shè)計是許多領(lǐng)域內(nèi)知識、技術(shù)之間的交織融合，具有新穎復(fù)雜、反復(fù)迭代、目標(biāo)多解、結(jié)構(gòu)不良等特點。滿足機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的創(chuàng)新，關(guān)鍵在于發(fā)揮設(shè)計者的主觀能動性，通過展現(xiàn)設(shè)計智慧，滿足創(chuàng)新性的要求。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，主要在于實現(xiàn)人機協(xié)調(diào)配合。計算機技術(shù)的飛速進步，促使人們對人工智能提出新的期待。但創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計這類任務(wù)，主要還得依靠人類的智能實現(xiàn)。機電一體系統(tǒng)也是人機協(xié)同系統(tǒng)，通過對設(shè)計者與計算機的分工，來達到創(chuàng)新概念設(shè)計的目的。機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計創(chuàng)新主要方法包括三方面內(nèi)容。第一，落實人才戰(zhàn)略，培養(yǎng)專業(yè)性人才。科技競爭最終都會落實在人才競爭上。要實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的創(chuàng)新，人才供應(yīng)是重要保障。機電一體化技術(shù)專業(yè)人才在制造行業(yè)占據(jù)就業(yè)滿意度第三位的好名次，就業(yè)率更是高達100%。因此，加強專業(yè)人才培養(yǎng)更有著多方面的積極意義，國家以及機電行業(yè)要在培養(yǎng)、優(yōu)化道路中貢獻出更多力量，從多方面對學(xué)生展開培訓(xùn)工作，以此實現(xiàn)增強研究者、開發(fā)者、設(shè)計者以及其他相關(guān)從業(yè)人員素質(zhì)的目的。第二，努力拓寬供應(yīng)市場，嚴守質(zhì)量關(guān)。市場是檢驗產(chǎn)品的試金石，將機電一體化產(chǎn)品投放到市場中，一方面保障其生命周期能夠?qū)崿F(xiàn)，另一方面通過買方對產(chǎn)品性能體驗所作反饋也對產(chǎn)品研發(fā)起到反作用力的效果，使其優(yōu)點得以保存、延續(xù)，缺點得到改良、進化，從而不斷促進機電一體化產(chǎn)品性能的整體提升。第三，將環(huán)保技術(shù)納入機電一體化的發(fā)展策略中。機械技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)等多種技術(shù)的應(yīng)用，往往會伴隨著電子、機械污染的問題。在機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，無可避免也會產(chǎn)生一些污染物。因此，設(shè)計者在設(shè)計研發(fā)過程中要考慮到環(huán)保問題，讓機電一體化產(chǎn)品朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展，以施行環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展策略為其提供方法指引。通過一些環(huán)保設(shè)施和環(huán)保科技的實行，有效遏制資源浪費、污染物增多的問題。當(dāng)實際運行過程中出現(xiàn)技術(shù)故障時，也可以反復(fù)利用一些資源，以減少資源、材料的消耗。相關(guān)生產(chǎn)負責(zé)人還應(yīng)主動淘汰一些產(chǎn)能落后的設(shè)備、產(chǎn)品，以此改變過去投入高、輸出高的模式，最終實現(xiàn)發(fā)展的可持續(xù)，使人們擁有健康的生存環(huán)境。
2.3機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計的發(fā)展展望
機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新的概念設(shè)計主要發(fā)展在于理論的進步。雖然機電一體化體系中依舊存在許多問題需要加強分析、研究，但其發(fā)展總趨勢還是積極向上的。概括有五方面內(nèi)容：第一，根據(jù)被測物理量，建立傳感器特點和類型的知識庫；第二，構(gòu)建與機電一體化產(chǎn)品的概念設(shè)計相關(guān)的推理方法庫；第三，將執(zhí)行機構(gòu)的實現(xiàn)運動與動作進行分類，構(gòu)建執(zhí)行機構(gòu)庫和驅(qū)動元件庫，以促進驅(qū)動元件、執(zhí)行、傳動機構(gòu)和兩者的集成選擇實行；第四，實現(xiàn)對該類產(chǎn)品概念設(shè)計在各個環(huán)節(jié)評價體系的建立，尤其在概念設(shè)計初期中構(gòu)建對功能原理設(shè)計環(huán)節(jié)的評價體系；第五，構(gòu)建調(diào)節(jié)和控制信息的資料庫，以促進挑選硬件和編制軟件中對機構(gòu)子系統(tǒng)高效管控的實現(xiàn)。隨著機電技術(shù)與各項科技的快速進步以及機電一體化研究的逐步深入，促使機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計的理論體系更加豐富，并具有更為強大的實用功能和操作功能，從而順利實現(xiàn)對機電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新與研發(fā)。
3結(jié)束語
機電一體化產(chǎn)品的研究雖然已經(jīng)取得了較為矚目的成績，但關(guān)于機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的研究成果目前依然處于初級階段，仍需要相關(guān)從業(yè)者不斷加強探索、創(chuàng)新，通過大量細致的實踐研究工作，促進機電一體化產(chǎn)品創(chuàng)新概念設(shè)計的完善和成熟，并最終實現(xiàn)其優(yōu)異的實用價值。
作者:王中元 單位:內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻:
