机电一体化的趋势【多篇】

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机电一体化的发展 篇一

摘要 机电一体化是一门新兴的学科，但它已经逐渐的渗透到各个社会领域中，特别是在机械研创、应用中发挥了积极的作用。

我国在通讯技术、电子技术等方面都取得了发展，为机电一体化的研发和应用打下了坚实的基础。

本文通过对机电一体化技术现今的发展情况进行分析，并进一步的探析其在今后必将走向的发展趋势，同时也指出机电一体化技术上的革新和发展也能有效的转变我国当前的技术形态，并实现与国际的共同发展。

关键词 机电一体化；PLC技术；发展趋势

引言

当前，电子、通讯等方面的技术得到了革新，有效的推动了机电一体化的研究，并实现了机械和电子技术之间的融合。

尤其是在微型计算机、集成电路产品进入到市场后，为机电一体化的深入研究和发展创设了积极的条件。

与此同时，国内高等院校以及相关企业单位都在进行了相关的研究，为机电一体化的发展和技术革新搭建了坚实的基础。

1 我国机电一体化技术的发展现状

我国于上世纪80年代开始针对机电一体化技术进行了研究，国家也为此投入了多项人力物力，在2010年的发展纲要中，明确指出要针对机电一体化技术进行革新和发展，并提出了相关的策略。

及至到上世纪90年代，机电一体化已经迈入到另一个发展的进程，其突出特征主要体现在以下三个方面：其一，光学、通信等社会领域的技术已经应用到机电一体化技术的研创过程中，尤其是随着微细加工技术在其中的广泛应用，有效的带动了微机电一体化技术的发展；其二，机电一体化系统无论是在设计阶段，还是在集成分析过程中，都已经迈入了智能化的发展阶段，并把其作为一门学科进行独立的研究；其三，随着光纤技术、人工智能技术等新型技术的深入研究和应用，有效的为机电一体化技术的发展创设了一个更为宽广的发展空间。

2 机电一体化的发展趋势

长期以来，工业一直都占据我国社会经济的主导地位，工业的领先发展也在不同程度上促进了机械制造产业的快速发展，特别是对机电一体化的技术发展上发挥了重要的作用。

事实上，机电一体化是一种综合的技术领域，以电子技术及其相关的应用作为发展的中心部分，其中微型计算机在社会各个领域中发挥的作用更加的突出。

2.1 智能化

在机电一体化的不断发展进程中，智能化是作为它根本的发展趋势，同时也是体现相关机电产品的有效渠道。

智能化是对工业机械操作系统的一种简述，它还具备多个方面的能力，如推断力、决策力等。

现代化的机电一体化与传统的技术相比较，要真正保证它的智能化推进就应该基于现代机械理论的发展过程中，同时还应不断的结合生理学、计算机科学等方法和理念，在吸收芯片技术等取得的成果来实现。

基于智能化的基础上，机电一体化的视角焦点集中在产品的整体性能上，当前自动清洁机等产品都已经步入到了研创的发展阶段，正是通过对这些产品实行智能化的控制和处理，才能进一步的保证产品的综合质量。

2.2 集中监控化

集中监控化在机电一体化中的应用日益深入，它的突出优势就是能有效的保证设备的正常运行和管理。

它与传统的机电产品相对比可以得知，在集中监控下的设计过程中，更多的是注重各个支部功能的合一作用行，换句话说，在中央监控系统的监测下，只要其中某一个系统发生了阻碍，就可以得到及时的发现，并对其进行处理。

随着机电一体化不断的发展，更加注重相关设备的安全性，并借助技术上的革新来保证机电设备的'集中监控化。

2.3 网络化

当前已经进入到了计算机网络的时代，网络也已经覆盖到各个社会领域中，自上世纪90年代后，我国的机电一体化在研创的过程中就开始与网络技术相接轨，并在网络技术的支撑下取得了一定的成效。

特别是进入到21世纪后，以网络技术为基本媒介的远程技术在社会上兴起，促使远程控制技术在我国的机电一体化领域中得到了广泛的应用，从而有效的引领机电技术迈向了新时代。

在今后的机电一体化发展过程中，网络技术能在一定程度上保证产品的安全性和作用性。

2.4 微型化

微型化的基本特征是不需要对机械和控制进行相互的区别，而是实现了两者之间的充分融合，所以对于机电一体化的研究和应用来说，就不需要把传感器、CPU等核心部分进行相的分离，并且缩减了产品的体积，促使机电一体化在技术上取得了全新的成就。

我国已经陆续的研创出一些微机电一体化产品，这些产品也在我国军事、通讯等领域中得到应用，但我国现今仍然还存在微机械技术处在低水平的棘手问题，在今后的技术研究中应针对这些问题进行突破。

2.5 PLC技术的应用

PLC的全称是可编程逻辑控制器，它具备逻辑监控、数据采集等功能，因此，它在机电一体化的领域中，可以实现高速脉冲输出与接收，并在这一功能下还具备了传感器。

这与传统的机电系统相对比，PLC技术在机电一体化中广泛运用可以保证数量的控制，并可以使相关的数据得以显现，这就有助于管理人员对各种数据进行及时的统计。

另外，PLC技术在机电一体化中的应用还表现出通讯功能，实现了运动控制、通信联网等功能的实现。

3 结论

总之，虽然我国的机电一体化技术已经取得了较为明显的成绩，但相对于发达国家来说仍然存在一定的差距。

但是在我国社会经济的推动下，尤其是在机械制造业等领域的快速发展下，我国的机电一体化技术必然迈向新的发展道路，对于机电一体化今后发展趋势的研究也具有现实的意义，是实现农业大国转向工业大国的基础条件。

与此同时，在推动机电一体化技术革新的过程中，我国也十分注重技术的创新发展，对现存的不合理技术格局进行全面的改编，并使其与国际的技术力量相融合。

参考文献

[1]刘伐。浅谈机电一体化技术的发展及前景[J]。技术与市场，2011(6)。

[2]王晓晶，董翠敏。机电一体化技术的现状和发展趋势[J]。湖南农机，2008(4)：158-159.

机电一体化系统设计原则 篇二

（一）首先确定一系列的设计指标，在进行机电一体化系统的设计，也就是说，对所设计的系统提出必须满足的技术要求，然后才能着手具体系统的设计。

机械系统与微电子系统协同组合的原则。

在采用机电一体化技术新概念进行工程设计时，为了提高系统的性能和柔性，要求广泛的物质和信息的集成。

在整个机电一体化系统的设计过程中，都必须考虑机械技术与电子控制技术的集成，创造出机械、电子以及软件等有机结合的新产品。

机电一体化系统设计往往伴随着机械系统的再设计，而且机械系统的再设计还不是全部。

许多现代的机电一体化工程设计不是被动的依靠机遇来革新机电产品，而是预先精心计划应用，并充分集成电子技术和机械技术，有目的地创造出最优的新产品，以达到新的系统比它们的原有产品更便宜、更简单、更可靠以及更具有工作柔性。

机电一体化技术方法将给产品设计带来各种发展机会。

在进行机电一体化系统设计时，通常应遵循如下原则来处理“机”与“电”的关系：1.在极端情况下，机械的功能可以完全由微处理机和执行器取代，从而使电子产品替代机械产品。

2、机械系统可采用机电一体化技术方法加以简化。

依靠微处理机和执行器可以提供诸如轮廓、速度以及定位控制任务的功能。

3、将正常设计的机械与闭环控制回路相结合，可以实现增强机械系统的运动速度、精度以及柔性。

在闭环回路中，固有的比例控制在部件上的应力，与终点急刹车的执行器相比较，要小得多，因此，有关的部件可以做得更轻、惯量更小。

4、机电一体化技术设汁方法应在一开始就注意充分发挥机械和电子的综合优势，通过机电互补和集成，以求达到设计出最优的新产品，适应竞争日益激烈的世界市场。

结语 篇三

机电一体化技术已经进一步开辟设计和生产新一代高技术产品。

在科学技术飞速发展的今天，了解电子系统与机械系统并加以全面推广和发展的国家，将处于新一代技术革命的前列，机电一体化技术是随着现代科学技术的发展而逐步形成的。

机电一体化的产品正以惊人的速度不断涌向市场，其中有些是老产品的更新换代，精密机械与微电子的协同组合，并且在某种程度上，电子系统取代了精密机械系统的功能，由复杂精密机械系统到简单的电子系统简化过程。

可见“机电一体化技术”毕将带给人们不一样的明天。

凡积极进行机电一体化技术研究未来就会属于他们。

机电一体化的发展现状及其应用 篇四

【摘要】机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。

本文讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并从对机电一体化的认识出发，概述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。

【关键词】机械工业；机电一体化；应用；发展方向

1、机电一体化技术的主要应用领域

1.1 数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：

总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

WOP技术和智能化。

系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。

能实现多过程、多通道控制，即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。

系统的。多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

1.2 计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。

它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

1.3 柔性制造系统(FMS)

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。

它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

1.4 工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

2、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展。

2.1 智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。

近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。

智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

2.2 系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。

系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。

表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。

未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。

机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

2.3 微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。

国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。

由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。

目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

2.4 模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。

机电一体化系统构成 篇五

机电一体化系统主要由传感器、调理电路、测量系统、系统动态响应、系统频率响应、控制器等等。

（一）传感器

传感器在机电一体化系统中起着重要作用。

如果没有传感器对各种参数进行精确而可靠的自动检测，那么信号转换、信息处理、控制器的最佳控制等，都是无法进行和实现的。

在机电一体化系统中常用的位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力、扭矩和压力传感器以及温度传感器。

（二）调理电路

传感元件将被测物理变化过程的信号转化成为各种电路性参数（如电阻、电容、电感等）或电源性参数（如电压、电荷等）形式的信号、但这些信号在种类和强度上一般不能直接地为后面的数据处理和显示等所利用，需要经调理电路进行中间处理。

例如将电路性参数转换为电压、电流信号；弱小信号放大；减小噪声或选出有用信号等。

主要讨论调理电路中常用的`电桥电路、调制与解调、放大电路、滤波器电路。

（三）测量系统的组成

测量系统或测量仪器是一种具有标定特性并用于测量的装置，它的输出量能够反映测量信息并直接通过显示装置力操作者所接受，它由若干个测量装置与辅助装置所组成。

测量系统是由若干个测量变换单元所组成的，各个单元是以其在测量系统中所起的作用来划分的，所以这些单元可统称为功能单元。

在对具体的测量系统进行分析时，常常可以将系统分解为按一定顺序连接起来的功能单元，各种不同用途的系统有白己所特有的功能单元和排列顺序。

（四）系统动态响应

机电控制系统的运行在时域中最为直观。

当系统输入某些典型信号时，利用拉氏变换中的终值定理，我们可以了解当t时系统的输出情况，即稳态状况；但对动态系统来说，更重要的是要了解系统加上输入信号后其输出随时间变化的情况，我们希望系统响应满足稳、准、快。

（五）系统频率响应

时域瞬态响应法是分析控制系统的直接方法，比较直观，但是不借助计算机时，分析高阶系统非常繁琐。

因此，发展了其他一些分析控制系统的方法。

其中频域法是一种工程上广为采用的分析和综合系统的间接方法。

另外，存机械工程中机械振动均频率特性有着密切的关系。

（六）控制器

所谓自动控制，就是指应用控制装置自动地、有目的地控制或操纵机器设备和过程，使之具备一定的状态和性能。

自动控制的任务是控制某此物理量按照预先确定的规律进行变化。

控制系统由控制器和控制对象组成，其中控制对象足指被控制的机器设备或物体，而所采用的控制装置就称力拧制器。

机电一体化系统设计技术要求 篇六

机电一体化系统设计要达到各项技术指标，力求做到系统功能相对齐全，性能指标比较合理，实用性强，安全可靠性高，经济效益好。

同时，在开发新产品时，还应该与世界同类产品比较，注意他们的技术特点、先进性（费效比、节能节材、工作柔性等）以及社会效益等。

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