浅谈机电一体化技术的发展趋势

浅谈机电一体化技术的发展趋势内容摘要：

得整个系统有机结合与综合集成 ,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下 ,形成物质的和能量的有规则运动 ,在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。 机电一体化 是一个新兴的边缘学科，正处于发展阶段，代表着机械工业技术革命的发展方向 [1]。 一般认为，机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术及其他技术相融合而构成的一门独立的交叉学科。 美国 IEEE/ASME 曾于 1996 年给出了一个较为全面的定义 :?我们对机电一体化初步定义为‘在工业产品和过程的设计和制造中，机械工程和电子与智能计算机控制的协同集成’，包括以下 11 个方面：（ 1）成型和设计；（ 2）系统集成；（ 3）执行器和传感器；（ 4）智能控制；（ 5）机器人；（ 6）制造；（ 7） 运动控制；（ 8）振动和噪声控制；（ 9）微器件和光电子系统；（ 10）汽车系统；（ 11）其他应用?。 目前，国际上普遍采用日本机械振兴协会的定义：?机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称 [3]?，涉及机械制造技术、电子技术、信息处理技术、测试和传感器技术、控制技术、接口技术、计算机技术、伺服驱动等多种技术。 机电一体化技术对现代工业的发展有巨 34 大的推动力，因此世界各国都在大力推广机电一体化技术。 2．机电一体化概要 机电一 体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 20世纪 60年代以来 ,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后 ,刺激了机械产品与电子技术的结合。 计算机技术、控制技术、通信技术的发展 ,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。 20 世纪 80 年代末期 ,机电一体化技术和产品得到了极大发展。 各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持 ,20 世纪 90 年代后期 ,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段 ,机电一体化进入了深 入发展时期。 光学、通信技术等进入了机电一体化 ,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚 ,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。 我国从 20 世纪 80 年代开始开展机电一体化研究和应用。 取得了一定成果 ,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。 机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科 ,随着科学技术的不断发展 ,还将被赋予新的内容。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。 但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、 自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。 由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。 模块化技术是这三者的共同技术。 模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维 修性和可扩展性等。 融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向，具有高度自主性、良好的协调性和自组织性的特点。 总之，模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。 随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子（ MEMS）技术的飞速发展，各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。 利用这些模块，可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。 机电一体化是许多科学技术发展的结晶 ,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。 21 世纪 ,机电一体化技术将成为机械工业的主角，在各方面均可带 来显著的经济效益和社会效益。 机电一体化的出现不是孤立的 ,它是许多科学技术发 34 展的结晶 ,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。 随着科学技术的发展 ,各种技术相互融合的趋势将越来越明显，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。 ?机电一体化技术?是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。 随着电子 技术的迅速发展，微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用，对各个领域的发展起了很大的推动作用，正因电子技术的快速发展，进而带动了机电一体化技术的发展，科技的进步更是依赖于其发展，因此其未来的发展对科技的进步起着至关重要的作用。 机电一体化是指传统的机电产品采用电子技术 ,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科 ,机电一体化是从系统的观点出发 ,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术 ,根据系统功能目标和优化组织目标 ,合理配置与布局各功能单元 ,由此而产生的功能系统 ,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 机电一体化产品分系统和基础元、部件两大类。 典型的机电一体化系统有 :数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、 CAD/CAM 系统等。 典型的机电一体化元、部件有 :电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用。