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【關鍵詞】光機電一體化、技術特征、現狀研究、發展趨勢
【 abstract 】 : introduces the technical features light machine electricity integration, the present situation and development trend of domestic and foreign technology, and points out that the future development prospects and some important technical hot
【 key words 】 integrates light, technical characteristics, current situation, development trend
中圖分類號：R-1 文獻標識碼：A 文章編號：
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。 1.光機電一體化技術特征光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。 1.1 體積小，重量輕，適應性強，操作更方便光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。 1.2 功能增加，精度大幅提高光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制 水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。1.3 部分硬件實現軟件化，智能化程度提高傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光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、調節、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，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。1.4 產品可靠性得到提高，使用壽命增長傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。 1.5 融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。1.6 產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。 2.研究現狀和發展趨勢 2.1研究現狀自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。 2.2 發展趨勢光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。
關鍵詞 機電技術；機電一體化；現狀；發展
中圖分類號TH-39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）67-0039-02
1 機電一體化概述
1.1 機電一體化的定義
所謂機電一體化就是指通過將微電子技術應用在機械的主功能、動力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上，并利用相關軟件將電子裝置與機械裝置有機整合在一起所構成的系統的總稱。從機電一體化的定義可以看出，機電一體化技術并不是機械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統論的基礎上建立起來的應用技術。因此，機電一體化涵蓋“技術”和“產品”兩個方面的內容。
1.2 機電一體化的關鍵技術
機電一體化的關鍵技術主要包括信息處理技術、精密機械技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、伺服驅動技術以及系統總體技術等幾個方面的關鍵技術，以下將分別給予詳細的說明。
1.2.1 信息處理技術
所謂的信息處理技術就是指在生產基于機電技術的相關產品的過程中，對與產品生產過程相關的各種參數和狀態以及自動控制有關的信息所進行的處理。
1.2.2 精密機械技術
精密機械技術作為實現大多數機電產品的核心和基礎技術，它是實現大多數機電產品的相關功能和構造功能的重要前提和首要的技術支撐。
1.2.3 自動控制技術
自動控制技術主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應控制以及補償和校正等技術。而且隨著自動控制技術的不斷發展以及功能的不斷增強，基于自動控制技術產品的質量在獲得不斷的提高。
1.2.4 檢測與傳感器技術
檢測與傳感器技術主要用于實現各種基于機電技術產品運行時的相關參數、工作狀態以及其他相關信息的接受以及參數和相關信息準確度的檢測，通過檢測以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來實現產品運行過程的自動控制。
1.2.5 伺服驅動技術
伺服驅動技術主要是基于機電技術產品的驅動裝置設計中的核心技術，它作為驅動設備執行操作的重要支撐技術，在很大程度上決定了基于機電一體化技術的產品質量。
1.2.6 系統總體技術
系統總體技術是用系統的觀點和方法，從整體目標出發，將基于機電技術產品的總體功能劃分為若干個各功能模塊，然后結合各個功能模塊的實際情況，找出能夠有效解決各個功能模塊實際需求的可行技術方案，再把相應的技術方案進行匯總，從而設計出合理的功能技術方案。
2 機電一體化的發展現狀
2.1 國外機電一體化的發展現狀
2.1.1 絕大多數的制造業領域都有機電一體化產品
在工業比較發達的國家，機電一體化產品遍及絕大多數的制造業領域，其中數控機床和工業智能機器人是這些國家的主要機電一體化產品，其中的數控機床在機床領域中所占的比重越來越大，而工業智能機器人也將逐步進入管理、辦公、家庭和娛樂等各個領域，具有非常廣闊的發展前景。
在數控機床方面，目前數控機床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亞微米級機床達到0.0005mm左右，納米級機床達到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數控系統和機床已有產品。
在工業機器人方面，目前日本的工業機器人生產量占全世界工業機器人的70%左右，與工業機器人相關的專利則有90%以上掌握在日本企業手中。由此也可以看出，日本是名副其實的機器人王國。 美國、德國分別居二、三位。
2.1.2 機電一體化開始逐步向集成化的方向發展
CIMS，即計算機集成制造系統，它突破了原有制造業各部門之間的界限，實現了工業制造企業生產準備、產品開發、經營決策等各個環節的有效整合，在計算機集成制造系統的作用下，當前的世界制造業開始逐步向集成化的方向發展。
2.1.3 激光技術在機電一體化中的應用
激光技術在機電一體化中的應用，將使光機電一體化成為機電一體化技術重要的發展方向。
2.1.4 微細加工技術發展迅速
當前微機電技術及其產業的高速發展，將帶動微細加工技術的興起。
2.2 國內機電一體化的發展現狀
2.2.1 數控技術方面
我國對數控技術的研究起始于1985年，經過這些年的發展，我國目前已經基本掌握了數控技術的核心技術，相關的數控技術產品也越來越多的出現在工業產品市場中。
2.2.2 工業機器人方面
我國對工業機器人的研究開始于1986年，目前，已經掌握了機器人的軟件編程、控制系統以及操作機的設計制造等技術，并開發出了能夠進行水下作業施工的多種工業機器人。
2.2.3 計算機集成制造系統方面
經過近些年的潛心研究，我國在計算機集成制造系統方面已經有了較快發展。其中，已經在包括清華大學在內的多數著名高校內建成了國家CIMS技術實驗室、工程研究中心以及相關的CIMS培訓中心。
3 機電一體化的未來發展
3.1 智能化
智能化的機電一體化產品是指具有一定的邏輯思維、判斷推理和自主決策能力的機電一體化產品，由于可以智能化的機電一體化產品對人類的智能進行模擬，所以，一些智能化的機電一體化產品就可以替代人的部分腦力勞動。
3.2 微型化
當前微型化的機電一體化產品的幾何尺寸一般不會大于1cm3，而且微型化的機電一體化產品在不斷的向微米級和納米級的方向發展。目前，國外已經能夠在實驗室中制造出亞微米級的機械元件。
3.3 模塊化
從各方面來看，機電一體化產品的一個重要發展趨勢就是實現模塊化生產，這樣一來，企業就可以可利用標準的模塊化單元迅速開發生產機電一體化產品，進而將大大提高企業的生產效率。
3.4 網絡化
計算機網絡通信技術的快速發展促使其不斷朝著網絡化的方向發展。其中，隨著網絡的不斷普及，基于網絡的各種機電一體化產品，如遠程控制和監視技術等如雨后春筍般不斷涌現出來。
3.5 綠色化
根據時代的發展需求，綠色化將成為機電一體化的必然發展趨勢，其目標是在機電一體化產品的整個生命周期中，要保證產品對生態環境造成的危害最小，而獲得的資源利用率卻最高。
4 結論
機電一體化是很多學科相互發展和相互促進的結果，隨著科學技術的不斷發展和進步，機電一體化相關技術所融合的技術將越來越廣泛，而以機械和微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術將成為機電一體化的必然發展趨勢，機電一體化的發展前景非常廣闊。
參考文獻
[l]錢忠梅.機電一體化技術的發展現狀研究[J]行業前沿，2010(5).
【關鍵詞】機電一體化；應用分析；未來展望
目前，經過很多年的發展，機電一體化已經成為一門擁有完善體系的學科，并且隨著時代的發展和技術的革新，機電一體化學科還會不斷的更新內容。可以將機電一體化的基本特征進行概括，指的是將系統的觀點作為出發點，將一系列先進的技術進行綜合的運用，比如機械技術、微電子技術、自動控制技術、光學技術、電力電子技術、接口技術、計算機技術等等，對各個功能單元進行合理的配置，在將特定功能價值實現的基礎上，保證具有較多的功能、較高的質量、可靠安全性更好以及耗能更低等特點，優化整個系統。通過應用機電一體化技術，讓原來機械電氣化的工業生產邁向了機電一體化的階段。
1.機電一體化技術的應用
在現代機械制造業中的應用：傳統的機械制造行業要想在激烈的市場競爭中獲得優勢，主要是依據一定的規模和經濟基礎，加大企業的規模，進行重復性和批量的生產來獲得的，它強調最大限度的利用資源，在獲得高質量和高效率的基礎上，降低成產成本；從實質上來講，傳統的機械制造行業就是將原來的人力替換成機械，將人的技能替換成復雜的機械加工。而先進的機械制造業則將主導設置為信息，對生產模式進行創新和發展，采用具有技術較高的制造系統，對組織管理模式進行創新和發展，從而發展為全新的機械制造業，它有著很多的特征，比如網絡化、虛擬化、智能化以及全球化等等。現代制造業充分的應用先進的科學技術，比如電子計算機技術等等，從而促進制造技術的不斷發展；近些年來，隨著科技的日新月異，又出現了更多的新興技術，比如敏捷制造、柔性制造、并行工程和計算機數字控制技術等等。
在飲料行業中的應用：目前，應用最快、發展最快以及有著最大發展前景中，很重要的一項技術就是機電一體化。在飲料食品行業也逐漸的開始廣泛應用機電一體化，比如包裝機械開發、設計、以及制造等等。通過應用機電一體化技術，大大的提高了單機的自動化程度，并且可以自動化的控制整條包裝生產線，生產能力的提高也代表著企業在激烈的市場競爭中獲得了很大的優勢。
在鋼鐵企業的應用：在計算機集成制造系統方面，鋼鐵企業的計算機集成制造系統主要是有效的連接人、生產經營、生產管理以及過程控制等等各個方面，保證可以一體化控制生產過程全局，包括原料進廠、生產加工以及產品發貨等等。
在現場總線技術方面：現場總線技術實質上來講，是一種數字式、雙向以及多站通信鏈路，它可以有效的連接設置在現場的儀表和設置在控制室內的控制設備。將現行的信號傳輸技術替換成現場總線技術，可以在共同的通信媒體上讓智能化現場儀表裝置和更高一級的控制系統之間的控制系統雙向傳送更多的信息。
在交流傳動技術方面：交流傳動技術具有很多的優點，特別是隨著數字技術的發展，已經實現了矢量控制技術的實用化，那么在未來，直流傳動勢必會被交流傳動所替代。
2.機電一體化技術的發展趨勢
目前，各個學科領域中都已經應用了光機電一體化技術，它作為一種新興的學科，經過近些年的發展，已經逐漸成為了一種產業，并且人們也對此越來越重視。光機電一體化技術的未來發展趨勢可以分為這些方面：
激光技術：激光技術具有較高的單色性，在精密測量的時候如果合理的應用高激光單色性，那么測量的精度和量程就會得到很大程度的提高；激光技術具有很高的方向性，這是因為激光技術在傳輸光能和傳輸控制指令的時候可以進行很長的距離，從而在激光通信、激光測距以及激光雷達和激光導航以及遙控方面實現更遠的距離。激光技術具有很高的亮度性，如果將激光的高亮度特性充分的利用起來，那么中等亮度激光束的焦點附近就會有很高的溫度，甚至會達到幾千度和幾萬度，這樣就可以充分的熔化和汽化照射點的物體；依據這一特性，在加工各種各樣材料和產品的時候就可以有效的利用激光技術。激光技術還具有相干性，因為激光技術有著單一的頻率，并且有著相同的相位方向，那么在激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制等方面就可以有效的應用，在實際的運用中，如果要想對激光輻射的特性進行改變，那么就可以有效的利用一些激光技術，因此，就有著更加廣泛的應用范圍。
傳感檢測技術：傳感檢測技術具有激光準直功能，因此它可以對平直度、平面度、平行度和垂直度等進行測量，在測量三維空間的基準時也可以有效的應用。傳感檢測技術有著激光測距功能，它有著很多的優點，比如有著較遠的探測距離、較高的測距精度以及較強的抗干擾性，并且有著較小的體積和較輕的重量，但是，在一系列優點的背后，還存在著很多的問題，比如會在很大程度上受到天然因素的影響。在光纖探測器方面，可以將其應用在有著較小目標、間隔有限或者是比較危險的環境中。此外，還有著其他的一些技術，比如激光打孔、光化學沉積等技術。
激光快速成型技術：激光快速成型技術指的是對計算機技術進行充分應用，將復雜的三維物體轉化為簡單的二維層，然后將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，那么零件的面層就有點和線來構造，最后逐層就成型了。采用激光快速成型技術可以縮短產品投放市場的時間，在汽車生產企業中如果合理的應用，那么就可以實現對市場適應能力提高的目的，在提高產品競爭能力方面也有著很大的作用。
光能驅動技術：如果對光致變性材料可以有效的組合和應用，那么就可以制作光致動器或者光機器人。目前，我國已經研制成功了光致動器，它主要是在形狀記憶合金上照射光，然后不斷的伸縮材料，將感溫磁性體的溫度特性給充分的發揮出來，從而有效的在襯底上吸附材料末端；再加上材料本身的伸縮特性和端部的吸附特性，然后不斷的對光進行通斷，就可以讓動作符合相關的要求。
3.結語
隨著時代的發展和社會經濟的進步，特別是市場經濟體制的確立和完善，市場競爭越來越激烈，各行各業要想在激烈的市場競爭中獲得優勢，就需要對傳統的技術進行革新；機電一體化技術已經被廣泛的應用于很多的行業中，并且經過實踐證明，機電一體化技術對于提高產品的質量和工作的效率很有幫助，因此，就需要大力進行推廣和發展。本文簡要分析了機電一體化的應用，然后分析了機電一體化技術的發展趨勢，希望可以提供一些有價值的參考意見。
【參考文獻】
[1]孫素閃，李云濤，徐士峰.機電一體化技術的應用和未來發展[J].科技向導，2011，2（30）：123-125.
【關鍵詞】機電一體化技術；發展現狀；發展方向
工業生產對于人們的生活有重要意義，例如人們日常生活中的家用電器及生產工作中所用的機械設備等都屬于工業生產，因此工業的發展能直接影響人們的生活質量。隨著社會的不斷發展，科學技術逐步滲透到人們生活的各個方面，在推動各行業技術水平發展的同時，也進一步推進了工業技術的發展。機電一體化技術正是處于這種社會背景之下，機械化生產方式才逐步向智能化、網絡化、環保節能化邁進。
一、機電一體化技術的發展現狀
機電一體化技術的起步較早，從上世紀60年代開始一些發達國家的工業生產中就已經應用了數控機床的生產方式，而后有了計算機數控機床、柔性制造單元、柔性制造系統、無人化工廠、計算機集成制造系統、納米技術等。隨著科學技術的不斷發展，我國機電一體化技術也得到了廣泛應用，但是因為許多因素的制約，我國機電一體化技術的總體水平與發達國家相比還有不小的差距。上世紀60年代我國機械行業應用的生產機床仍然是最基本的裝備，不僅工藝落后，并且勞動強度較大，生產效率低，嚴重影響企業自身的經濟效益。到90年代后期，機電一體化技術的簡單應用逐漸開始發展，一直到現在人工智能技術才得到了廣泛的應用，機電一體化技術的發展也加快了速度。
隨著機電一體化技術研究的不斷深入，該技術在人們生活中得到了廣泛的應用，例如電視機、電腦、洗衣機等等；此外，許多工廠的數控機床生產功能的控制等也屬于機電一體化應用。目前，隨著我國計算機系統技術的不斷發展，電子智能技術與機電一體化技術開始逐步結合，使機電一體化技術在智能化發展方面有了顯著的進步。例如，智能機器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛生，為人們帶來樂趣，還可以進行廢墟搜救等工作。雖然智能機器人的發展還處于初級階段，但是隨著科學技術的發展，機電一體化技術必將為人類的生活與生產作出更多貢獻。
二、機電一體化技術的未來發展方向
21世紀是屬于信息化、智能化的新時代，科學技術的發展速度使各種新型技術處于不斷改革創新的過程中。將機械技術、電子技術、自動處理技術等相互整合發展產生的新型技術不斷推進機電一體化技術的發展。因此，我國必須加強這一方面的理論研究與應用研究工作，進一步縮短與發達國家在機電一體化技術上的差距。以宏觀角度研究我國機電一體化的發展現狀，科學的預測該技術未來發展方向，對于提高該技術的研發能力具有極大的促進作用。
（一）系統化
將機電一體化技術系統的應用開放化、多樣化，不僅能夠提高工業生產效率，還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機電一體化產品能夠在不同方面滿足市場需求，但是多種機電一體化產品的整合運用，則能同時滿足實際情況中多個方面的市場需求。針對市場的多樣化需求，機電一體化產品也逐漸向系統化方向發展。努力實現不同種類機電一體化產品的兼容并用，是機電一體化技術的必然發展方向。
（二）微型化
將機械技術與電子技術以納米尺度相融合所產生的產品，就是微型機電一體化產品。簡單來說，是將傳統尺度的機電一體化產品進行最大限度的縮小，在通常體積上不超過1立方厘米。這種縮小并不是簡單的縮小尺寸，而是將傳統機械制造方式轉變為智能化制造，這已經成為了機電一體化學科中的新型技術。體積小、能耗低、運用靈活等都是微型化機電一體產品的特點，其在醫學、軍事等領域都已經被廣泛運用。例如醫療過程中的微創技術就屬于微型機電一體化技術；軍事所用的微型間諜竊聽器也是微型機電一體化產品。
（三）智能化
機電一體化技術未來發展的重要方向之一必定包含智能化發展。隨著計算機技術的快速發展，人們正在不斷研發可以在多種領域替代人類智能活動的產品。機電一體化技術智能發展，主要表現在機電產品能產生類似人類邏輯思考及自我決策能力等方面。例如，在數控機床上設置人機對話功能、人類生產模擬程序等，都能給產品的生產操作與維護等工作方面帶來極大便利。因此，智能化發展在推動機電一體化技術的發展上可以起到較大的促進作用。
（四）環保化
隨著社會的不斷發展，自然界的各種資源物質越來越匱乏，環境破壞問題日益嚴重，人們在尋求發展的過程已經注意到環境保護的重要性，環保成為了各行各業技術發展的重要考慮因素。所以機電一體化技術的發展趨勢也必然會朝著環保化前進。機電一體化產品在設計、生產、包裝、使用、甚至在銷毀的整個過程中，都可以盡量提高對有限資源的利用率，最大限度的減少環境污染問題，并且保證產品質量。環保化機電一體化產品應具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點，這不僅是技術發展的趨勢，也是社會可持續發展的需要。
（五）網絡化
網絡技術隨著科學技術的進步也在飛速的發展之中，已經全面滲透到人們日常生活的各方各面，為人類生活與生產提供了極大便利，對其它技術的發展也起到了促進作用，機電一體化技術的未來發展方向也必然會趨于網絡化。如今，全球經濟的發展十分迅速，市場經濟已經逐步由國內市場轉向國際市場，機電一體化技術想要掌握最新的發展狀況，就必須充分利用網絡了解最新技術咨詢。研究人員也可以通過網絡進行無國界交流，促進機電一體化技術的發展。
結束語
機電一體化技術不僅促進了工業發展，也提高了人們的生活質量。隨著科學技術的不斷進步，將會有更多的學科技術相互交叉整合，出現更多有利于人類生活與生產的先進技術，機電一體化技術的未來發展前景也會更加廣闊。
參考文獻
[1]李舜.淺析我國機電一體化技術發展現狀及走向[J].科技致富向導，2014，03：220.
[關鍵詞]智能 機電一體化 綠色
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）24-0325-01
本論文主要從機電一體化技術未來的發展等進行講述。主要包括了全息系統化、微型機電化、光機電一體化、產品網絡全球化、產品綠色化、“生物――軟件”化、全息系統化也即智能化、光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢、未來的機電一體化技術發展注重產品與人的關系等。具體材料請詳見：
1 概述
機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術，并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統的總稱，因此，“機電一體化技術”是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程。隨著電子技術的迅速發展，微處理器、微型機在各個技術領域已經得到廣泛應用，對各個領域的發展起了很大的推動作用，正因電子技術的快速發展，進而帶動了機電一體化技術的發展，科技的進步更是依賴于其發展，因此其未來的發展對科技的進步起著至關重要的作用。
2 機電一體化技術未來的發展
2.1 全息系統化
全息系統化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、模糊數學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術的發展，機電一體化產品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術中的智能化的快速發展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數控機床的智能結合就是一項重要應用。當然，要使機電一體化產品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2.2 微型機電化
在實驗室中，目前，通過半導體蝕刻技術，已經制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應用于實際產品時，那么就沒有必要再區分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執行機構就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領域和微型機器的發展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，一并向微米級、納米級發展，正因為微機電一體化產品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫療、信息等方面占有很高的地位和很大的優勢。
2.3 光機電一體化
光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢，因為機電一體化系統是由機械系統、能源系統、傳感系統和信息處理系統等部件構成的，因此，在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術的先天優點，有效地改進機電一體化系統的能源系統、傳感系統和信息處理系統。
2.4 產品網絡全球化
計算機網絡技術的興起和飛速發展帶動了科學技術的巨大發展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產、經濟被各種網絡連成一片，企業間的競爭也將出現網絡全球化，一旦研制出機電一體化新產品，只要其質量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網絡的普及，那么只要是關于網絡的各種遠程監視和控制技術也就方興未艾，然而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化發展。
2.5 產品綠色化
隨著工業的發達，人們的生活也發生了巨大的變化：①物質需求豐富，生活舒適；②可用資源減少，生態環境受到嚴重破壞。因為這些現象的出現，人們開始呼吁保護環境資源，回歸自然，那么此時，綠色產品的概念也就應運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態環境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，應完全符合生存環境和人類健康的要求，對生態環境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設計綠色的機電一體化產品所需要的技術成本很高，但其具有遠大的發展空間。 2.6“生物――軟件”化未來的機電一體化技術發展注重產品與人的關系，即機電一體化的人格化，其有兩層含義：①機電一體化產品的使用對象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產品顯得越來越重要，尤其是家用機器人，其最高境界就是人機一體化；②模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。隨著科技的發展，機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大，很多時候類似于活的生物：當大腦停止工作時，生物便死亡，而大腦工作時，生物就充滿活力，即信息決定系統的工作與否。目前，在仿生學研究領域中已經發現的一些生物體優良的機構，可為機電一體化產品提供新型的機體，但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領域被稱之為“生物――軟件”或者說“生物系統”，而生物的特點正是“肌體（硬件）――大腦（軟件）”一體，不可分割。機電一體化產品向生物系統化發展是好，但是目前的技術與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。
【關鍵詞】機電一體化；發展；趨勢
從20世紀80年代以來，由于計算機科學技術的飛速發展，尤其是在大規模集成電路技術和微電子技術取得重大突破后，計算機逐漸向價格低、體積小、性能高、功能強方向發展。因此，計算機也就具備了與工業生產結合、向其它學科滲透的基本條件。這對其它領域的生產技術的革命與改革將起到極大地推進作用。比如在機械工程方面，計算機已經被廣泛用于產品和工藝流程的控制，它將計算機、電器、機械變成一個有機的整體，進而形成一門新的技術—機電一體化。機電一體化的出現，極大地改變了整個機械工業的面貌；它引導了機械工業在技術、產品、管理、生產方式等方面發生巨變；使得生產力提高、原料損耗降低、勞動強度下降、市場競爭力提高、效益顯著提升。從此，工業化生產就告別了以往的“機械電氣化”，邁進“機電一體化”的方向發展。
1、機電一體化概論
所謂的機電一體化是一門綜合技術群（族）的總稱，它主要目的是運用一些技術原理來使用、發展機電一體化產品。從系統工程的觀點上來看，就是將有關電子技術運用到機械的主體、動力、控制以及信息處理等功能上去；將機械裝置、電子化設計、軟件有機結合起來形成一個系統；進而促使系統和產品展現最優的整體。
隨著科學技術的飛速發展，機電一體化正在被賦予許多新的內容和功能。比如能夠自動檢測和處理信息；能夠先通過自動診斷來發現問題，然后進行自動調節與控制，達到自動保護的目的；這表明機電一體化已經具備智能化的特征。而傳統的機械電氣化只是將機械技術、微電子技術等其它幾種新技術進行簡單組合和拼湊，這樣效果只是將體系代替和放大。所以，兩者在功能上有著本質的區別。
目前市面上機電一體化產品主要有三類。一是將機與電結合在一起的典型產品，比如彩色復印機、自動繪圖機；二是用電子裝置來代替一部分控制功能和機構的機械產品，如機電一體化照相機、帶數字顯示的機械設備；三是通過微電子裝置代替原設備的信息處理機構的產品，如全電子式電話交換機、指針式石英電子表。這些機電一體化產品都具有輕巧化、多功能化和智能化的特點。
2、機電一體化的發展歷程
機電一體化主要經過了三個階段的發展：第一階段為20世紀60年代以前，在這一初級的階段，由于人們對機電研究和開發從總體上還處在一種自發的狀態，電子技術的水平也尚未發展到一定程度，所以當時的機械技術和電子技術還不能夠廣泛和深入的結合；正是由于這些原因，盡管第二次世界大戰刺激了當時的機械產品與電子技術的結合，而且在戰后這項機電結合的軍用技術也轉化為民用，人們還是只有自覺地利用這些初步的電子技術成果來改善機械產品的性能，因而那些過去開發的產品也就無法推廣和普及。第二階段為20世紀70-80年代，在這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術都得到蓬勃發展，同時大規模的集成電路和微型計算機也出現了，這些就為機電一體化的發展提供了大量的物質和技術基礎；至此，機電一體化開始受到世界的廣泛關注和支持，極大加速了它的發展。進入到20世紀90年代后期，機電一體化的發展邁入到深入發展的第三階段，機電一體化技術正逐漸邁向智能化；由于光纖技術、神經網絡技術、人工智能技術等都取得了重大突破，再加上微細加工技術的新技術的引入和系統完整的學科體系的形成，都極大促進了機電一體化的發展。
3、機電一體化發展趨勢
3.1微型化和智能化
智能化和微型化是未來機電一體化技術的兩個重要發展方向。所謂智能化，就是具有模擬人類智能，能夠進行獨立的判斷、推理、決策等邏輯思維能力。由于科學技術的飛速發展，特別是模糊技術、軟件技術、芯片技術的取得長足的進步，機電一體化的智能性越來越強、產品的信息越來越凸顯；再加上生理和心理學、運籌學、混沌學的引入，機電一體化的目標也越來越高；因此，人們越來越重視機電一體化中的智能化研究。另一方面，機電一體化的產品正在向微米，甚至納米的微觀領域發展，對機電一體化產品的微型化研究起源于20世紀80年代，由于該產品具有靈巧、輕便、低耗能等優勢，因此被廣泛地用于通信、醫療、軍事等多個領域；雖然目前微機械技術的不成熟，阻礙了其發展步伐，但在未來必將取得重大突破。
3.2系統化和網絡化
所謂系統化，就是以靈活的方式來進行多種組合，力求對多子系統進行協調、控制、管理的一種具備模式化而又開放式的總線結構；它不僅能夠增強機電的通信能力，甚至可以根據仿生學來賦予機電一體化產品人的感情，從而不斷地開發出新的機電一體化產品。另外，由于網絡技術的普及和發展，對各種遠程控制和監測的終端設備的需求量不斷增大，而這些設備本身就屬于機電一體化產品的范疇。由此可見，機電一體化絕對會向著系統化和網絡化發展。
3.3柔性化和環保化
為了更好的應對一些突然事故，未來的機電一體化必須是一個包含多個相互獨立子系統的母系統；這其中每個子系統可以擁有對多變的環境做出相應的反應的能力的，這樣就顯得機電一體化在控制系統過程中具有柔性化，不會顯得生硬、死板。除此之外，為了適應時代的趨勢，未來的機電一體化還應該注重環保化；多設計和制造一些無污染、無公害的綠色產品，大力保護自然環境和資源，維護人們的身體健康；所以環保化也極其重要。
關鍵詞：機電一體化；發展現狀；未來趨勢
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
所謂的機電一體化技術，指的是利用電子信息技術，改善生產機械的可控性、自動化和生產效能。而且，在機電一體化的實際應用中，其表現也非常令人滿意。隨著我國經濟規模的進一步擴大，對機電一體化的發展水平也提出了更高的要求。而作為機電一體化技術發展的后起之秀，中國在這方面的進展也表現出了一些獨特的特點。
1.我國機電一體化技術的發展現狀分析
1.1.發展速度很快
自從我國實施改革開放的戰略國策以來，經過長期的中外技術交流，我國機電一體化技術獲得了長足的進步。而且，隨著我國機械技術和電子信息技術的進一步發展，機電一體化技術的前進步伐也越來越快。這主要得益于以下幾個因素：首先，我國政府對機電一體化的研究非常重視。無論在研究資金還是在研究人員上，都給予了鼎力支持。特別在新的發展時期，國家對機電一體化研發的投入進一步加大，使得我國機電一體化的發展沒有了后顧之憂；其次，我國經濟對機電一體化技術的需求非常強烈。《資本論》中說：只有有需求，才會有供應。隨著我國社會生產水平的進一步提高，機電一體化的需求市場也越來越大。在市場需求的強烈刺激下，機電一體化技術的快速發展也在情理之中；最后，國內外在機電一體化技術方面的交流也日益頻繁。由于我國在機械和電子信息技術技術水平方面和發達國家存在著很大的差距，通過廣泛而深入的技術交流，我國可以在吸收國外先進技術的技術上進行進一步的消化，從而促進我國機電一體化技術的快速發展。
1.2.整體技術水平仍然不高
雖然我國機電一體化技術的發展速度非常快，但由于發展起點比較低，發展時間也不長，使得我國機電一體化技術整體水平仍然不高。特別在電子信息技術的發展水平上，與國外先進技術相比差距多達二三十年。由于電子信息技術是機電一體化技術的核心，一旦這方面存在落后，就會在很大程度上降低機電一體化的整體發展水平。而且，機電一體化發展中還存在發展不平衡的情況。例如，在尖端信息技術方面，尤其在集成電路和超高集成電路方面，整體發展水平并不落后，有些還走在了世界前列。但是，在機械技術和控制技術方面，發展步伐就慢得多了。特別在機械技術的發展上，甚至落后于韓國等中等發達國家。總而言之，我國機電一體化技術整體技術水平仍然不高，還需要科研部門繼續努力。
2.我國機電一體化技術的未來發展趨勢探討
2.1.模塊化發展
所謂模塊化，指的是在機電產品生產過程中，將復雜的零部件簡單化，盡量減少零部件的數量，并盡可能地統一規格，從而提高機電一體化技術的發展水平以及機電產品的生產效率。在傳統技術狀態下，由于機電一體化產品的零部件比較多，規格在比較復雜，不僅使得機電產品的運行效率不夠高，也在很大程度上影響了生產效率。為了進一步提高機電技術的整合水平，業界提出了機電一體化技術模塊化的發展思路。在西方發展國家，機電一體化模塊化技術已經發展到了相當高的水平，并且取得了非常好的經濟效益，對促進機電一體化技術發展的作用也非常明顯。但是，我國模塊化技術的發展還處在概念研究階段，還沒有投入到實際應用中。因此，模塊化是我國機電一體化技術的未來重點發展方向之一。
2.2.智能化發展
智能是知識以及運用知識解決問題的總和，智能化是21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。使機電一體化產品具有智能化，就是使機電一體化產品具有人的部分智能，即一定的分析、思考、獨立判斷能力。機電一體化技術的智能化發展水平，代表了一個國家機電技術整體實力。而且，機電技術的智能化所帶來的好處也是顯而易見的：一方面，智能化的機電產品能夠在很大程度上代替認的職能，從而節約大量的人力資源。而且，智能化程度較高的機電產品還能夠獨立完成一些比較危險的生產任務，從而在最大程度上保證生產人員的安全；另一方面，智能化機電技術能夠大幅度地提高生產效率。智能化機電技術的中央處理系統能夠自主地處理生產任務，能夠組織生產流水線，還能夠處理一些生產故障。這種智能化的機電一體化技術能夠很容易實現高速自主生產，其生產效率是傳統生產方式的數倍甚至數十倍。雖然我國在機電一體化智能技術方面的研究取得了不小的進步，且逐漸開始了實際應用。但是，這種機電產品的整體技術水平不夠高，生產成本也比較高昂。因此，在未來的一段時間內，智能化和降低應用成本，是機電一體化技術發展的重要任務。
2.3.微型化發展
隨著集成電路和超高集成電路的不斷發展，電子元器件的體積越來越小，質量也越來越輕，使得機電一體化技術呈現出了微型化的發展趨勢。機電一體化技術的微型化有兩大好處：一方面，更小的體積不僅使得機電一體化產品更加便于安裝和應用，也能夠在很大程度上降低生產使用成本。例如美國研發出的微型無人機，體積僅僅只有一只蜜蜂大小，但它的探測和偵查能力卻非常強大，而成本僅僅幾十美元，堪稱微型機電技術的典范；另一方面，機電一體化技術的微型化，還有助于大幅度地降低能量消耗。傳統的機電設備一般體積比較龐大，單位時間內需要消耗大量的電能或者油料，而且操作也不夠靈活。而在機電技術微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且靈活性也大大增強，拓展了機電技術的應用范圍。因此，機電技術微型化，是我國科研工作者的努力方向之一。
2.4.人性化發展
發展機電一體化技術，開發機電一體化產品，其最終目的是為人類服務，離開了以人為本這個原則，任何技術、產品都是沒有前途的，因此，如何賦予機電一體化產品的人性顯得越來越重要。這就需要，一方面，機電一體化產品將模仿生命機體實現某功能；另一方面，機電一體化產品將注重產品和人的關系，體現出人—機—環境的高度協調性。例如，在國內某大型電器生產企業，就十分看重機電一體化技術和人的有效契合。在布置生產線的過程中，無論在設備的選型上，還是在安裝調試上，都以“最方便”工人操作作為主要的參考因素。特別是為了進一步實現“人機合一”，該企業還按照人因管理的理念，要求機電設備的生產廠家針對本企業公認的一些特點，進行特殊化改造，使得工人在操縱這些機電生產設備時，不僅能夠很快做到得心應手，還大大節省了體力和精力。
2.5.綠色化發展
現代工業在提高人們生活水平的同時，也帶來了非常嚴重的環境污染。隨著可持續發展理念的提出，綠色發展就成了各行各業共同的目標。機電一體化技術也是一樣，綠色化的發展是一條必走之路。因此，我國的科技工作者在研究機電一體化技術時，務必要本著節約能源、節約材料和少用或者不用有毒材料的原則，進行家電產品的研發與制造。特別是在生產機電產品電路板的過程中，應當盡可能地降低有毒重金屬的使用量，同時盡量應用可降解的高分子合成材料，從而實現環境友好化。
3.結束語：在科研工作者的不寫努力下，我國機電一體化技術在智能化、微型化和模塊化等方面取得了重大進步。相信在未來的一段時間內，我國一定能夠趕上國際先進水平，從而促進我國的經濟發展。
參考文獻：
關鍵詞:機電一體化;機械工程;發展
機械工程不僅僅是工業領域有關，其與醫學的發展也存在著密切的聯系，醫院中的各類醫學設備都屬機械工程的范疇，所以在機械工程中應用機電一體化具有一定程度上的必要性。具體的說，傳統機械工程受到應用條件的限制，無論是在工作質量方面還是在工作效率方面都無法滿足現實需求，不利于醫學等行業的發展，而機電一體化作為機械工程當中的主要控制系統，其存在著多種先進的技術，能提升機械工程的工作效率，保證機械工程的工作質量，同時還可以節省成本，避免資源的浪費。據此，本文對機電一體化系統在機械工程中的實際應用問題進行分析，希望能夠為機電一體化在現實中的發展打下堅實的基礎。
1機電一體化的概念
想要對整體問題進行分析，就必須要在一定程度上對機電一體化的概念進行明確。所謂機電一體化主要就是科學技術與機械工程結合的機械知識體系，作為一門具備創新意義的新興學科，機電一體化不僅僅包括著電子信息技術，還具備數據應用功能，能夠為機械工程未來的發展打下堅實的基礎。在國家經濟持續發展的背景下，機電一體化也成為了提升機械工程工作效率的重要手段，由此可見，機電一體化的實踐價值較為明顯，通過機械系統與微電子系統的相互融合，能實現對機械進行控制的目的，以軟件控制機械，這一技術也適合在醫學等領域中進行應用。以上所述，基本就是機電一體化的概念。
2機電一體化系統在機械工程中的實際應用研究
2．1機電一體化系統中控制技術在機械工程中的實際應用
在機電一體化系統中存在控制技術，在沒有對控制技術進行應用時，需要依靠相關的工作人員對工程的控制點進行判斷，不僅效率較低，同時也無法達到應用的精度，為了對這個問題進行解決，進一步的完善機電一體化系統，相關人士根據具體的工程特點對控制技術進行了完善，使其具備了自動化的特征，較好的解放了人力，提升了效率，無論是在效率控制的相關問題上還是在速度控制的問題上，技術的具體應用精度都得到了提高。控制技術具備自動化特征，與機電一體化技術的關系十分密切，想要提升機電一體化技術的效果就必須要對控制技術進行應用，而從目前的實踐應用情況來看，雖然控制技術已經得到了完善，但仍然還存在著一些問題需要解決，所以相關人士應持續優化控制技術，充分發揮機電一體化系統的價值，詮釋機電一體化系統的作用，保證整體系統都具備自動化的特征，更好的提升控制機械的效率［1］。例如目前一些三甲醫院已經開始通過自動化機械為患者送藥，說明機電一體化系統中的控制技術水平正在不斷的提升。
2．2機電一體化系統中信息處理技術在機械工程中的實際應用
在機電一體化系統中存在信息處理技術，這也是機電一體化系統中最具應用難度的技術類別之一，目前在對信息處理技術進行應用的過程中還存在著一些問題，需要專業人士對其進行不斷的研究，提升機電一體化系統的應用效率。除此之外，在機電一體化系統當中最關鍵的技術基本就是信息處理，該技術還存在著很大的發展潛力，不僅僅會影響到機電一體化系統對數據進行分析的效果，還決定著機電一體化系統對信息進行處理的效率，尤其是在機械工作當中，信息處理技術決定著機電一體化系統的具體表現。所以，相關人士應在對機電一體化系統進行應用的過程中充分重視信息處理技術，減少一切的干擾因素，避免外界因素對其穩定性進行影響，另外還應該注意信息處理過程中的一些細節，針對其應用特點對使用標準進行確定，及時處理相關故障。
2．3機電一體化系統中檢測傳感技術在機械工程中的實際應用
在機電一體化系統中存在檢測傳感技術，檢測傳感技術的重要性相比較于信息處理技術雖然較為遜色，但仍然需要在機械工程當中進行合理應用，檢測傳感技術的靈敏度較高，精度較強，想要對其進行應用具有一定難度，由于機電一體化系統中存在著很多的傳感器，所以檢測傳感技術能夠通過傳感器實現人類感受器官的相關功能，通過對該技術進行應用，不僅僅可在各個方面發揮作用，同時也具備著全面的功能，可解決機電一體化系統應用過程中存在的問題，進一步發揮機電一體化系統的作用，豐富機電一體化系統的功能［2］。機電一體化系統中的傳感技術對質量的要求較高，所以相關人員也需要對機電一體化系統進行完善，確保其應用效果在現實情況中能夠持續提升。
3機電一體化系統在機械工程中的未來應用方向
在機械工程中，機電一體化系統的未來應用方向如下:想要持續提升機械工程的穩定性并促進其發展，就必須要合理的應用機電一體化系統，而在對其進行應用的過程中，需要不斷完善機電一體化系統的功能，提升機電一體化系統的運行效率，簡化機電一體化系統的基本流程，為機械工程的發展打下堅實的基礎。除此之外，相關人士需要注意一點，雖然在機械工程中機電一體化系統存在著發展潛力，但是想要確保發展過程中不出現較為嚴重的問題，減少相關的損失，就必須要根據機電一體化系統的實際情況不斷加強設計水平，使其具備智能化的特點。在未來的發展中，機電一體化系統必須要具備智能化的特點，只有如此才能夠通過機電一體化系統對機械工程未來的發展方向進行引導。在我國科技水平已然較強的情況下，很多具備智能化特征的機器都已經融入到了各行各業當中，所以機電一體化系統需要在此背景下持續進行發展，相關人士也該將多種不同的智能技術融入到機電一體化系統當中。除此之外，在人們的環保意識水平已經得到提升的背景下，在經濟發展的同時很多人都開始注意環保問題，這也要求機械工程在對機電一體化系統進行應用的過程中必須要融入環保理念理念，減少對資源、能源的消耗，避免對人們的生活環境產生影響。由于傳統工業的發展會影響人們賴以生存的環境，所以在機電一體化系統的未來發展中，融入綠色環保理念十分必要，這也有利于對工作效率機芯提升并落實我國的生態環境保護政策［3］。具體的說，在機械工程中對機電一體化系統進行應用，需要整理相關的廢料，并爭取對廢料進行利用、回收，不僅僅可以提升經濟收入，避免資源的浪費，還可以減少對環境的影響，豐富機電一體化系統的功能。
