对机电一体化的认识

第一篇：对机电一体化的认识

对机电一体化的认识

引言

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化 ”为特征的发展阶段。

机电一体化是指在机构的主功能、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。

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。

机械工业是整个国民经济的装备工业，是基础的基础。没有“精良”的机械工业，其它工业的“精良”就无从谈起。因此，“精益求精”地把基础搞好，对国民经济有非常重要的意义。机电一体化技术的构成问题就有了一个共同的思想基础。机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：⑴机械本体技术⑵传感技术⑶信息处理技术⑷驱动技术⑸接口技术⑹软件技术。

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢

复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，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奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③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，机电一体化进入深入发展时期。一方面，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崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，不取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

从方法学的观点出发，机电一体化技术应遵循以下设计原理：

⑴ 整体最优化原理

机电一体化技术要求从系统的观点出发，综合机械技术和信息技术，实现整体最优化。

⑵ 智能化原理

这是机电一体化技术与传统机械自动化技术的主要区别之一，也是21世纪机电一体化技术发展的主要方向。

⑶ 仿生原理

如果说智能化是“仿人智能”，那么“仿生”便是对所有生物行为的模仿。生物世界是亿万年生物进化的结果，是“适者生存”这条自然规律“精雕细刻”的结果，是人类的学习宝库。现代信息技术和机械技术使这一“模仿”比较容易，成为可能。

⑷ 柔性化原理

也可称之为“软化原理”。由于使用了微电子技术，可以而且应当尽量用软件功能代替硬件功能。因为“软化”可以使机械系统近乎完全“贴近”实际工况的需要，极大地提高产品的性能。例如，加工中心机床、电梯的“加减速无感控制”、汽车发动机的电喷技术、汽车的防抱死装置„，都广泛地采用了软件控制原理。

⑸ 融合原理

也可称之为“合二为一原理”。这里指的是产品的各个部分的相互融合。例如，机械传动部分的轴与电动机的轴的联接，传统方法是用联轴节。在机电一体化设计中，就可以把电机设计成机械传动的一部分，在一些家电、航空航天和纺织机械等产品中，已经这样设计了，并且取得节材、节能和提高性能的显著效果。

⑹ 可再生原理

可再生原理要求：从开始设计之初，就应当考虑当产品生命结束时，产品残存部分的可分解性和再生利用问题。在一些国家已经制定了有关产品可回收的法律。可以预见，在不久的将来，我国也一定会制订要求产品可回收的法律。

⑺ 美学原理

人们的生活本身就追求美好。用机电一体化技术设计的产品，除了完美的性

能之外，还要求设计者从美学的角度出发，使其无论在色彩方面，或是在造型方面都与环境相协调，柔和一体，小巧玲珑、精益求精。使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受。

机电一体化技术在数控机床及相应的数控技术的得到了很大的应用。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：

① 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。② 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。

③ 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。

④ 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。

⑤ 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。

⑥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。

⑦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。

随着机电一体化的深入发展，它的发展越来越表现出智能化、数字化、模块化、网络化、自源化、人性化、微型化、绿色化的趋势。

我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。

我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经

调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的问题，有企业的“故土难离”“死守故业”的问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。

第二篇：机电一体化认识

机电一体化认识

机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状，分析了机电一体化技术的发展趋势。机电一体化技术是跨学科技术，近年来发展迅速。其发展趋势是光机电一体化、柔性化、智能化、仿生物系统化、微型化

关键词：机电一体化 技术 现状 产品 制造技术 发展趋势

0．绪论

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

1．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。

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。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2．机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，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奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③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，机电一体化进入深入发展时期。一方面，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崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小

组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，不取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

3．机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：

3.1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

3.2模块化

模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3.3网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

3.4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和

第三篇：机电一体化认识实习论文

题目(中)从生产线角度浅谈机电一体化技术

(英)Mechtronics Used in Production Lines

姓名与学号

林嘉颖 3090100768

指导教师

林勇刚

年级与专业

机械电子工程0902

时间

2011年7月12日

机械电子工程暑期实习总结报告

一 摘要

机电一体化不仅是一门技术，而且是一门科学问题和方法学问题。在生产线中的许许多多工序都涉及到机电一体化技术，同时整条生产线也运用了机电一体化的思维方式，组成一个巨大的一体化系统，使生产效率提高，成本大大降低。本文将通过三个案例分析，浅析现代化生产线中机电一体化技术及思维的应用，并根据各个案例的特点，就个人所见所闻提出一些改进方案，从而总结出机电一体化系统的构成特点及发展趋势。

二 关键词

生产线 自动化 机电一体化

三 引言

2011年7月8日至7月10日，我们先后在杭州娃哈哈集团，杭州钢铁集团公司，杭州通用能源技术开发有限公司进行为期三天的机电一体化认识实习。

在此期间，我们参观了娃哈哈机械工程公司，参观了模具生产车间，对模具的生产过程有了感性认识，同时参观了娃哈哈的瓶装矿泉水及饮料的流水生产线，了解了饮料的整个生产过程；在杭州钢铁集团公司，我们了解到电炉炼钢的方法，高速线材的生产方法以及钢铁冶炼的过程；在杭州通用能源技术开发有限公司，我们认识了模块化生产链的架构，并参观了火力，风力发电机的机架精加工车间。

这次参观使我们对机电一体化概念有了更深入的了解。现代企业的生产线可以看作是一个系统，每个行业的生产线都有其特点及发展趋势，但它们的的发展过程中都会趋向机电一体化，以达到高效率低成本的生产目标。下面便结合三天认知实习中的所见所闻，从生产线角度浅析机电一体化技术的应用与发展趋势。

四 正文

4.1 机电一体化概念

机电一体化概念在20世纪70年代由日本人提出，经过数十年的发展，已普遍应用于现代企业生产中。对于机电一体化的概念没有明确的定义，而由日本机械振兴协会提出的概念：是在机械主功能、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系统的总称，被认为是较为确切的定义。

机械电子工程暑期实习总结报告

根据闭环论，机电一体化系统分为四个组成部分（如图），其中分别要突破的关键进行技术有：机械技术，测量技术，测量与控制技术，执行技术，接口和集成技术等。在实习中参观的三家企业的机电一体化系统，也面临着对这些关键技术的解决问题。

4.2 机电一体化技术在生产线中的应用

根据文献[3]定义，自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统。为了使产品生产效率及质量提高，生产成本下降，越来越多的生产线朝着自动化生产线方向迈进。而一条自动化生产线可看成是一个机电一体化系统，包括了主功能（生产线实现的功能）、动力功能、检测功能（产品检测功能）、控制功能（生产线的控制连接系统）和构造功能五大部分，每个部分又相互联系，实现产品的生产，检测，包装，运输等功能，并根据产品生产所需，表现出不同的发展趋势。机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。正如文献[2]所言，在工业发达国家数控机床已占机床总数的30%~ 40%;工业机器人的数量在未来10 年将以25% ~ 30% 的速度增长机电一体化技术的发展，将使自动线的灵活性更大，可实现多品种、中小批量生产的自动化。而未来的制造业也将从机电一体化单机向整个制造业的集成化过渡。下面通过对三条生产线的分析浅谈机电一体化技术在生产线中的应用。

4.3 案例分析——杭州娃哈哈集团公司瓶装饮料生产线

在模具生产车间中，整个模具生产过程并非属于自动线，但是每个生产步骤中均使用数控铣床，使机电一体化技术得到应用。

在纯净水及碳酸饮料生产线上，我们有幸目睹从制瓶、灌装到消毒包装全自动的生产过程。据观察了解。由于机电一体化将工业产品和过程都作为一个完整的系统看待；因此不同于在模具生产车间的加工工序分道实现机电一体化，整套生产可以看作是多个机电一体化产品综合成一个巨大的机电一体化系统，生产线的基本组成如下：

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1主功能：纯净水及碳酸饮料生产。

在整个过程中实现了机械能转化为化学能（塑料瓶生产），机械能转化为热能（瓶子整理器，饮料罐装）化学能间转变（消毒）机械能间转变（包装）等几个步骤的能量转变，同时实现了由原材料（塑料，大容量液体）向产品（瓶装液体）的转变。动力功能：

经观察，各个加工工序均有相应的电源提供动力，包括传送带。而传送带作为连接各加工工序的硬件设施，将前一工序的产品传送至下一步骤中，作为下一工序的原材料进行加工。控制功能：

各工序的控制功能控制了输入输出的正常工作。在瓶子整理阶段，塑料瓶整理器通过小隔块及传送带的摩擦力将瓶子分别隔开，再用机械手将瓶子抓起，排好序列。整个过程中需要由控制系统控制输入量正常进给（瓶子正常下落到传送带上）传送带按照要求速度传输，机械手上安装传感器，当检测到有瓶子时，能够及时架起瓶子，进行整理。

而在整条自动生产线的控制系统保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环要求正常工作。比如在完成灌装消毒工序后瓶子被整理成三个一列的形式，但在贴标签工序中需要瓶子单个进入加工程序，此时便要靠传送带调整瓶子的摆放方式，使瓶子按照要求的速度单个进入贴标签工序。检测功能

整个生产线中多处用到机械手，而每个机械手中如果安装传感器进行检测，将使整个生产线更柔性化。比如在装箱工序中十二只机械手会将产品夹起放入箱子中。如果已在机械手中安装传感器，而并非靠时间来控制机械手的位移及动作，便会使整个工序更趋向智能化，失误率也更低。

在经过上述简单的分析后，我们可以看到娃哈哈整个加工生产线自动化程度非常高，但也有继续改进的空间，如提高检测信息的精确性且能自动检测各项参数，实现整个过程全自动无人监控检测；设备多功能化，一体多用，适应多种液体、多种瓶型的灌装和封口，以适应时刻变化的市场需求；提高生产产品的合格率，以符合节能环保的要求。

4.4 案例分析——杭州钢铁集团公司电炉炼钢生产线及高线生产线

电炉炼钢生产线

电炉炼钢法主要利用电弧热，以废钢为原料进行冶炼。根据文献[4]，电炉炼钢一定的优势：铁原料、还原剂、燃料等种类广泛，比较灵活易得生产中产生的, 以及粉尘较少, 对环境的污染较小，开炉停炉灵活，操作方便。

在电炉炼钢生产线中，我们看到了机电一体化技术的典型应用：通过计算机控制机械手进行氧气补给。其机械本体为机械手，动力系统推测为电动，经过温度气流等传感器，将信息反馈到计算机上，在经过信息处理后形成工作人员界面上的图文资料，工作人员再经过对信息的判别控制机械手的运动及氧气进给量。

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个人认为该系统的改进方向有：信息采集的精确度及频率的提高，对信息的智能化处理以实现全自动控制，产生紧急情况时的安全警报与自动关闭保护系统，及提高机械手运动的精准性以提高氧气等原料的利用率，降低能耗等。高速线材生产线

参考文献[5], 高速线材的生产流程如下：

如果我们再次将整条生产线看作是一个机电一体化系统，它的基本构成将可以分为： 主功能：将小型轧钢变为线材，实现每秒产量112米的生产效率。具体的能量转换为机械能间的转变及机械能与化学能之间的转化（在加热炉中还存在热能与化学能之间的转化）。

动力功能：电动，在长520余米的生产线中，为粗轧，中轧，精轧等各个部分提供动力支持。在杭州钢铁集团中有专门的发电场进行供电，满足巨大的需求量。

检测功能：在生产线中对各道工序的产品进行各参数（如直径，重量，韧性，塑性，内部性能等）进行检测并进行一定的修复。在检测功能中我们看到还需要工作人员的参与和调试维护，控制整个生产过程。

控制功能：通过预先设定的程序对生产线中各部分进行时间速度上的控制，若是根据检测到的刚调参数进行速度的分配,并调节飞剪的相关技术参数,将可使一条生产线生产多种规格钢丝.当然这仍需要在机械系统中实现.生产线的各个部分仍需要控制技术的支持,如文献[6]中提到的控制冷却工艺的采用:根据生产需要控制冷却速度，保证所有硬线钢和软线钢的生产.同时智能调节温度将进一步降低能耗，满足低耗能的发展趋势。

在整个生产线中有多处应用了机电一体化技术,使生产效率得以提高,但其中仍需要工作人员的检测调控,可见在信息采集,自动化控制等方面还存在一定的改进空间，如对生产线数据检测信息的完备性与准确性，同时能够自动判别信息，对信息进行有效的处理，再根据控制系统进行控制调节，使之实现生产的完全自动化。

4.5 案例分析——杭州通用能源技术开发有限公司发动机生产线

通用能源公司生产线的最大特点是生产的模块化，比如在车间中看到的一台发电机，杭州公司只负责制造机架，而通用公司在世界各地的分公司将完成其他各个部分的制造，最后在奥地利完成整台机组的组装。这种模块化的生产在一定程度上使生产率得到提高，各地的资源得以最合理的利用。我认为这条贯穿全球的生产线也应用了机电一体化的思维：将整个系统看做是有机的整体，通过应用机械，电子，计算机等技术实现各个生产商之间信息的交流，产品的调配，劳动力的设置等等，当然这其中将涉及到更多科技以外的管理技术。而这种模块化的发展趋势是机电一体化系统的发展趋势之一。

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在通用公司的模型精加工车间，我们看到了大型模型的测量工具，大型数控铣床，数控镗床，大型焊接机等各类设备中许多都采用了数控技术，但在工件检测，以及焊接方面仍不能达到智能化。根据文献[1]，我们可看出，对于目前的一些人工参与的工序，可以通过智能工程实现智能化，使焊接等工艺成为智能加工工艺（如研发出机械手根据焊接母材的不同情况选择焊接方法，调整运动速度等）将使机电一体化技术得到更广泛的应用。

五 结论

综上所述，机电一体化系统是机械工程，电气工程，计算机科学等多种学科的协调集成并非简单的堆积，在各条生产线中，机电一体化技术不仅应用于生产线的各个子部分，同时其理念及技术也应用与生产线的组织架构中，使生产效率得到大幅提高。

同时机电一体化技术将朝着智能化，集成化，绿色化，模块化等方向发展，继续完成优化生产的使命。

六 参考文献

[1] 《试论机电一体化的发展方向》 朱志成 [2] 《机电一体化技术探讨》葛运生 [3] 百度百科——自动生产线词条

[4] 《转底炉直接还原一电炉炼铁流程与高炉炼铁流程的对比》秦廷许 马鞍山钢铁设计研究总院

[5] 《大规格线材生产工艺设计》陈文灶(攀钢集团公司线材厂)[6] 《酒钢新高速线材生产线工艺特点与技术装备》孙竞(酒泉钢铁(集团)有限责任公司)[7] 浙江大学通识课程《机电一体化》课件 祝长生

第四篇：对机电一体化的体会

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。因此“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化仍属传统机械其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外还能赋予许多新的功能如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸还是人的感官与头脑的眼神具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。机械工业是整个国民经济的装备工业是基础的基础。没有“精良”的机械工业其它工业的“精良”就无从谈起。因此“精益求精”地把基础搞好对国民经济有非常重要的意义。机电一体化技术的构成问题就有了一个共同的思想基础。机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此为加速推进机电一体化的发展必须从以下几方面着手⑴机械本体技术⑵传感技术⑶信息处理技术⑷驱动技术⑸接口技术⑹软件技术

机电一体化工作主要包括两个层次一是用微电子技术改造传统产业其目的是节能、节材提高工效提高产品质量把传统工业的技术进步提高一步二是开发自动化、数字化、智能化机电产品促进产品的更新换代。随着机电一体化技术的发展各种产品与装置实现了机电一体化有利实现整体优化提高产品质量和生产效率缩短开发新产品的生产准备周期加速科技成果向商品转化有利推动传统产业发生深刻变革同时随着新产品的研发及高精密等设备的发展要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

第五篇：机电一体化

只要你学会了机电一体化的所有课程已经很不错了，机电一体化课程画法几何与机械制图、工程力学、电工电子技术、机械设计基础、液压传动、金属材料与金属工艺学、微机原理与接口技术、C语言程序设计、自动控制原理、机床电气控制、机电一体化系统设计、数控系统及应用、可编程器原理及应用、计算机辅助设计与制造等，你是学习上面这些内容吗？如果是的话，就可以找机电厂，电厂，电气控制设备厂，或普通工厂的机电维修等工作，在工作中，就学点电气自动化的知识，这样深化你的机电一体化的知识。只要你认真领会了机电一体化化的实践知识，去到那里都会很容易找到工作的。因为现在的社会都是机电自动化的社会了。现在中型的小工厂都会用得上 机电一体化，只要有控制机械的工厂都可以去实践学习。刚开始就是不求工资的高低，只要在实践中深化自己，有了第一次的就业经验，第二次就也就会很容易了，因为招聘的人一般都会问你第一次在那里工作。工作的情况，经验的，你就要好好展示你的才华了。

管理员也可以呀，专门搞画法几何与机械制图、工程力学，C语言程序设计等工作，专门专业是很不错的，将来社会所有工厂都会陆续进行改造为机电一体化控制。前景无限呀。

至今机电一体化发展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。对机电一体化技术的基本与成长进行了简要介绍,并阐述了机电一体化的发展进程及未来的发展趋势。机电一体化是现代技术的必然结果,机电一体化技术是现代科技发展的核心技术,机电一体化专业人才也是现代社会不可或缺的核心人才。现从机电一体化技术的发展、现状、前景等方面谈机电一体化技术以及培养适应现代社会工业发展需要机电一体化专业高职人才的必要性。机电一体化是我国制造业发展的重要基础专业之一.但我国目前这个专业高层次人才奇缺,高精尖方向大部分都被国外控制.因此,如果想在这个方面发展,如果有硕士研究生学历,并有实践经验,甚至是博士研究生,那么前途无量的.机电一体化的未来发展趋势探析

【论文关键词】：光机电一体化；技术特征；发展

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1 体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。

1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2 发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单

一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

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