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論機電一體化技術的應用與發展趨勢
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，以下是小編搜集整理的一篇探究機電一體化技術應用發展趨勢的論文范文，供大家閱讀查看。
摘 要：本文筆者結合多年的工作經驗，首先闡述了機電一體化的原理及現狀，并重點分析了機電一體化的應用情況，期望能給同行有所借鑒。
關鍵詞：機電一體化技術 微細加工技術 智能化 應用領域
知識經濟時代最突出的特點在于知識和信息的傳播不同于以往的制造和技術的傳播，在機械工程領域，由于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”為特征的發展階段。
機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。
一、我國機電一體化的現狀
全球范圍內機電一體化的發展通�？梢苑譃槿齻�階段。第一階段為20世紀60年代以前，因為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;第二階段為20世紀70~80年代。第三階段為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，機電一體化呈現深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現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的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、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。
我國是從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”。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。
二、機電一體化的核心技術
機電一體化包括：軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須掌握機械本體技術;傳感技術;信息處理技術;驅動技術;接口技術;軟件技術。
三、機電一體化技術的主要應用領域
(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。
6、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。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
(二)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。
(三)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。
(四)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。
四、我國機電一體化的發展前景
4.1網絡一體化
知識經濟時代的突出特征是計算機技術和網絡技術的迅猛發展。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、教育以及人們日常生活都帶來了巨大的變革。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。
4.2模塊標準化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。因為機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜又是非常重要的事。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。
4.3人工智能化
21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向就是智能化。人工智能在機電一體化建設者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。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，則是完全可能而又必要的。
五、結語：
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。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強大之路。
參考文獻：
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