機電一體化的趨勢【多篇】

機電一體化的發展 篇一

摘要 機電一體化是一門新興的學科，但它已經逐漸的滲透到各個社會領域中，特別是在機械研創、應用中發揮了積極的作用。

我國在通訊技術、電子技術等方面都取得了發展，爲機電一體化的研發和應用打下了堅實的基礎。

本文通過對機電一體化技術現今的發展情況進行分析，並進一步的探析其在今後必將走向的發展趨勢，同時也指出機電一體化技術上的革新和發展也能有效的轉變我國當前的技術形態，並實現與國際的共同發展。

關鍵詞 機電一體化；PLC技術；發展趨勢

引言

當前，電子、通訊等方面的技術得到了革新，有效的推動了機電一體化的研究，並實現了機械和電子技術之間的融合。

尤其是在微型計算機、集成電路產品進入到市場後，爲機電一體化的深入研究和發展創設了積極的條件。

與此同時，國內高等院校以及相關企業單位都在進行了相關的研究，爲機電一體化的發展和技術革新搭建了堅實的基礎。

1 我國機電一體化技術的發展現狀

我國於上世紀80年代開始針對機電一體化技術進行了研究，國家也爲此投入了多項人力物力，在2010年的發展綱要中，明確指出要針對機電一體化技術進行革新和發展，並提出了相關的策略。

及至到上世紀90年代，機電一體化已經邁入到另一個發展的進程，其突出特徵主要體現在以下三個方面：其一，光學、通信等社會領域的技術已經應用到機電一體化技術的研創過程中，尤其是隨着微細加工技術在其中的廣泛應用，有效的帶動了微機電一體化技術的發展；其二，機電一體化系統無論是在設計階段，還是在集成分析過程中，都已經邁入了智能化的發展階段，並把其作爲一門學科進行獨立的研究；其三，隨着光纖技術、人工智能技術等新型技術的深入研究和應用，有效的爲機電一體化技術的發展創設了一個更爲寬廣的發展空間。

2 機電一體化的發展趨勢

長期以來，工業一直都佔據我國社會經濟的主導地位，工業的領先發展也在不同程度上促進了機械製造產業的快速發展，特別是對機電一體化的技術發展上發揮了重要的作用。

事實上，機電一體化是一種綜合的技術領域，以電子技術及其相關的應用作爲發展的中心部分，其中微型計算機在社會各個領域中發揮的作用更加的突出。

2.1 智能化

在機電一體化的不斷髮展進程中，智能化是作爲它根本的發展趨勢，同時也是體現相關機電產品的有效渠道。

智能化是對工業機械操作系統的一種簡述，它還具備多個方面的能力，如推斷力、決策力等。

現代化的機電一體化與傳統的技術相比較，要真正保證它的智能化推進就應該基於現代機械理論的發展過程中，同時還應不斷的結合生理學、計算機科學等方法和理念，在吸收芯片技術等取得的成果來實現。

基於智能化的基礎上，機電一體化的視角焦點集中在產品的整體性能上，當前自動清潔機等產品都已經步入到了研創的發展階段，正是通過對這些產品實行智能化的控制和處理，才能進一步的保證產品的綜合質量。

2.2 集中監控化

集中監控化在機電一體化中的應用日益深入，它的突出優勢就是能有效的保證設備的正常運行和管理。

它與傳統的機電產品相對比可以得知，在集中監控下的設計過程中，更多的是注重各個支部功能的合一作用行，換句話說，在中央監控系統的監測下，只要其中某一個系統發生了阻礙，就可以得到及時的發現，並對其進行處理。

隨着機電一體化不斷的發展，更加註重相關設備的安全性，並藉助技術上的革新來保證機電設備的'集中監控化。

2.3 網絡化

當前已經進入到了計算機網絡的時代，網絡也已經覆蓋到各個社會領域中，自上世紀90年代後，我國的機電一體化在研創的過程中就開始與網絡技術相接軌，並在網絡技術的支撐下取得了一定的成效。

特別是進入到21世紀後，以網絡技術爲基本媒介的遠程技術在社會上興起，促使遠程控制技術在我國的機電一體化領域中得到了廣泛的應用，從而有效的引領機電技術邁向了新時代。

在今後的機電一體化發展過程中，網絡技術能在一定程度上保證產品的安全性和作用性。

2.4 微型化

微型化的基本特徵是不需要對機械和控制進行相互的區別，而是實現了兩者之間的充分融合，所以對於機電一體化的研究和應用來說，就不需要把傳感器、CPU等核心部分進行相的分離，並且縮減了產品的體積，促使機電一體化在技術上取得了全新的成就。

我國已經陸續的研創出一些微機電一體化產品，這些產品也在我國軍事、通訊等領域中得到應用，但我國現今仍然還存在微機械技術處在低水平的棘手問題，在今後的技術研究中應針對這些問題進行突破。

2.5 PLC技術的應用

PLC的全稱是可編程邏輯控制器，它具備邏輯監控、數據採集等功能，因此，它在機電一體化的領域中，可以實現高速脈衝輸出與接收，並在這一功能下還具備了傳感器。

這與傳統的機電系統相對比，PLC技術在機電一體化中廣泛運用可以保證數量的控制，並可以使相關的數據得以顯現，這就有助於管理人員對各種數據進行及時的統計。

另外，PLC技術在機電一體化中的應用還表現出通訊功能，實現了運動控制、通信聯網等功能的實現。

3 結論

總之，雖然我國的機電一體化技術已經取得了較爲明顯的成績，但相對於發達國家來說仍然存在一定的差距。

但是在我國社會經濟的推動下，尤其是在機械製造業等領域的快速發展下，我國的機電一體化技術必然邁向新的發展道路，對於機電一體化今後發展趨勢的研究也具有現實的意義，是實現農業大國轉向工業大國的基礎條件。

與此同時，在推動機電一體化技術革新的過程中，我國也十分注重技術的創新發展，對現存的不合理技術格局進行全面的改編，並使其與國際的技術力量相融合。

參考文獻

[1]劉伐。淺談機電一體化技術的發展及前景[J]。技術與市場，2011(6)。

[2]王曉晶，董翠敏。機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J]。湖南農機，2008(4)：158-159.

機電一體化系統設計原則 篇二

（一）首先確定一系列的設計指標，在進行機電一體化系統的設計，也就是說，對所設計的系統提出必須滿足的技術要求，然後才能着手具體系統的設計。

機械系統與微電子系統協同組合的原則。

在採用機電一體化技術新概念進行工程設計時，爲了提高系統的性能和柔性，要求廣泛的物質和信息的集成。

在整個機電一體化系統的設計過程中，都必須考慮機械技術與電子控制技術的集成，創造出機械、電子以及軟件等有機結合的新產品。

機電一體化系統設計往往伴隨着機械系統的再設計，而且機械系統的再設計還不是全部。

許多現代的機電一體化工程設計不是被動的依靠機遇來革新機電產品，而是預先精心計劃應用，並充分集成電子技術和機械技術，有目的地創造出最優的新產品，以達到新的系統比它們的原有產品更便宜、更簡單、更可靠以及更具有工作柔性。

機電一體化技術方法將給產品設計帶來各種發展機會。

在進行機電一體化系統設計時，通常應遵循如下原則來處理“機”與“電”的關係：1.在極端情況下，機械的功能可以完全由微處理機和執行器取代，從而使電子產品替代機械產品。

2、機械系統可採用機電一體化技術方法加以簡化。

依靠微處理機和執行器可以提供諸如輪廓、速度以及定位控制任務的功能。

3、將正常設計的機械與閉環控制迴路相結合，可以實現增強機械系統的運動速度、精度以及柔性。

在閉環迴路中，固有的比例控制在部件上的應力，與終點急剎車的執行器相比較，要小得多，因此，有關的部件可以做得更輕、慣量更小。

4、機電一體化技術設汁方法應在一開始就注意充分發揮機械和電子的綜合優勢，通過機電互補和集成，以求達到設計出最優的新產品，適應競爭日益激烈的世界市場。

結語 篇三

機電一體化技術已經進一步開闢設計和生產新一代高技術產品。

在科學技術飛速發展的今天，瞭解電子系統與機械系統並加以全面推廣和發展的國家，將處於新一代技術革命的前列，機電一體化技術是隨着現代科學技術的發展而逐步形成的。

機電一體化的產品正以驚人的速度不斷涌向市場，其中有些是老產品的更新換代，精密機械與微電子的協同組合，並且在某種程度上，電子系統取代了精密機械系統的功能，由複雜精密機械系統到簡單的電子系統簡化過程。

可見“機電一體化技術”畢將帶給人們不一樣的明天。

凡積極進行機電一體化技術研究未來就會屬於他們。

機電一體化的發展現狀及其應用 篇四

【摘要】機電一體化是一種複合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。

本文討論了機電一體化技術對於改變整個機械製造業面貌所起的重要作用，並從對機電一體化的認識出發，概述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，並指出其發展趨勢。

【關鍵詞】機械工業；機電一體化；應用；發展方向

1、機電一體化技術的主要應用領域

1.1 數控機牀

數控機牀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：

總線式、模塊化、緊湊型的結構，即採用多CPU、多主總線的體系結構。

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。

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，並引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

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。

能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機牀同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機牀的能力，並將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

系統的。多級網絡功能，加強了系統組合及構成複雜加工系統的能力。

以單板、單片機作爲控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

1.2 計算機集成製造系統(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，以製造爲基幹來控制“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。

1.3 柔性製造系統(FMS)

柔性製造系統是計算機化的製造系統，主要由計算機、數控機牀、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，生產其能力範圍內的任何工件，特別適於多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

1.4 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複運動，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代計算機關係密切。

2、機電一體化技術的發展前景

縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝着以下幾個方向發展。

2.1 智能化

智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。

近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化爲嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動着機電一體化產品向智能化方向發展。

智能機電一體化產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，從而取代製造工程中人的部分腦力勞動。

2.2 系統化

系統化的表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的總線結構。

系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。

表現特徵之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被採用。

未來的機電一體化更加註重產品與人的關係，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。

機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向着生物系統化方向發展。

2.3 微型化

微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。

國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，並正向微米、納米級方向發展。

由於微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間並易於進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。

目前，利用半導體器件製造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已製造出亞微米級的機械元件。

2.4 模塊化

模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱鉅的工程。

由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研製和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項複雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。

機電一體化系統構成 篇五

機電一體化系統主要由傳感器、調理電路、測量系統、系統動態響應、系統頻率響應、控制器等等。

（一）傳感器

傳感器在機電一體化系統中起着重要作用。

如果沒有傳感器對各種參數進行精確而可靠的自動檢測，那麼信號轉換、信息處理、控制器的最佳控制等，都是無法進行和實現的。

在機電一體化系統中常用的位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力、扭矩和壓力傳感器以及溫度傳感器。

（二）調理電路

傳感元件將被測物理變化過程的信號轉化成爲各種電路性參數（如電阻、電容、電感等）或電源性參數（如電壓、電荷等）形式的信號、但這些信號在種類和強度上一般不能直接地爲後面的數據處理和顯示等所利用，需要經調理電路進行中間處理。

例如將電路性參數轉換爲電壓、電流信號；弱小信號放大；減小噪聲或選出有用信號等。

主要討論調理電路中常用的`電橋電路、調製與解調、放大電路、濾波器電路。

（三）測量系統的組成

測量系統或測量儀器是一種具有標定特性並用於測量的裝置，它的輸出量能夠反映測量信息並直接通過顯示裝置力操作者所接受，它由若干個測量裝置與輔助裝置所組成。

測量系統是由若干個測量變換單元所組成的，各個單元是以其在測量系統中所起的作用來劃分的，所以這些單元可統稱爲功能單元。

在對具體的測量系統進行分析時，常常可以將系統分解爲按一定順序連接起來的功能單元，各種不同用途的系統有白己所特有的功能單元和排列順序。

（四）系統動態響應

機電控制系統的運行在時域中最爲直觀。

當系統輸入某些典型信號時，利用拉氏變換中的終值定理，我們可以瞭解當t時系統的輸出情況，即穩態狀況；但對動態系統來說，更重要的是要了解系統加上輸入信號後其輸出隨時間變化的情況，我們希望系統響應滿足穩、準、快。

（五）系統頻率響應

時域瞬態響應法是分析控制系統的直接方法，比較直觀，但是不借助計算機時，分析高階系統非常繁瑣。

因此，發展了其他一些分析控制系統的方法。

其中頻域法是一種工程上廣爲採用的分析和綜合系統的間接方法。

另外，存機械工程中機械振動均頻率特性有着密切的關係。

（六）控制器

所謂自動控制，就是指應用控制裝置自動地、有目的地控制或操縱機器設備和過程，使之具備一定的狀態和性能。

自動控制的任務是控制某此物理量按照預先確定的規律進行變化。

控制系統由控制器和控制對象組成，其中控制對象足指被控制的機器設備或物體，而所採用的控制裝置就稱力擰制器。

機電一體化系統設計技術要求 篇六

機電一體化系統設計要達到各項技術指標，力求做到系統功能相對齊全，性能指標比較合理，實用性強，安全可靠性高，經濟效益好。

同時，在開發新產品時，還應該與世界同類產品比較，注意他們的技術特點、先進性（費效比、節能節材、工作柔性等）以及社會效益等。