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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化的特征，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞]機電一體化;趨勢;技術
一、緒論
現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。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。
二、機電一體化概要
機電一體化是指在機構的主要功能即動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。同時,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合與拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純機械技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械技術,其主要功能依然是代替和放大的體力工作。但是發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
三、機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于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,已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70―80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:第一:機電一體化(mechatronics)一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;第二:機電一體化技術和產品得到了極大發展;第三:各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
20世紀90年代后期至今為第三階段,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。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。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。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,也取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
四、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此,機電一體化的主要發展方向如下:
1.智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。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。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度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。
2.模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于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但又是非常重要的事。如研制集成減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.網絡化。20世紀90年代,計算機等學科技術的突出成就是網絡技術。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。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。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。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品?，F場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system, CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4.微型化。微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化。工業技術的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。
論文摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,本文簡述了機電一體化技術的基本概要和發展背景。綜述了國內外機電一體化技術的現狀，分析了機電一體化技術的發展趨勢。
現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。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。
1 機電一體化概要
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
2 機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于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，已經開發的產品也無法大量推廣。
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，機電一體化進入深入發展時期。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。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
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為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。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，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
3 機電一體化的發展趨勢
3.1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，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。
3.2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于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但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。
3.3 網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。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、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。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。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
3.4 微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.5 綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
3.6 系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采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。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。
結語
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許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。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻
[1]李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．
【關鍵詞】：機電一體化；技術；發展趨勢
隨著社會不斷進步，機電一體化技術不斷發展完善，極大的提高了社會生產力。機電一體化技術是一門具有自身體系的學科，在科技迅速發展的前提下，不斷賦予一體化技術新的內涵。機電一體化系統的實體部分，主要是機械部分與電子部分，又通過信息技術把這些部分有機結合在一起，從而構成更為先進的產品，具體包括成型和設計、系統集成、執行器和傳感器、智能控制、機器人、制造、運動控制、振動和噪聲控制、微器件和光電子系統、汽車系統、其他應用等方面內容。因此，本文首先分析了機電一體化產品的優越性，接著論述機電一體化技術的發展方向，同時提出合理化意見和建議。
一、機電一體化技術發展現狀
機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是C電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化技術發展趨勢
機電一體化在發展過程中，涉及很多行業和學科，比如計算機、光學、電子以及機械等。但是就目前的發展而言，我國的機電一體化技術與發達國家存在較大的差距。當前機電一體化技術發展方向主要體現以下幾個方面：
1.智能化。智能化成為機電一體化發展的重要方向，尤其是人工智能越來越得到廣泛的應用，比如機器人與數控機床的應用。同時計算機科學、模糊書序額以及生理學等學科的發展，給當前機電一體化的智能化發展提供了更多的新方法和方向。同時隨著微處理器的性能越來越完善，為機電一體化產品智能化創造良好的外部條件。
2.模塊化。在實際生產過程中，由于機電一體化種類很多，相應的機械、電氣、動力以及動力借口也十分的復雜。因此，要研制智能調速和機電一體化的動力單元，提高視覺和圖像等功能的控制單元，最大限度的提高機械裝置的操作的效率。通過標準單元，可以有效提高新產品開發的效率，促進生產規模的擴大。另外，為了保證產品質量，還要不斷完善相應的標準，做好機電產品的匹配。
3.網絡化。網絡技術的發展促進了當前生產力的變革，對促進全球經濟一體化起到了重要的推動作用，為機電一體化產品提供廣闊的市場。比如各種遠程控制和監視技術的終端設備就是機電一體化產品。同時隨著局域網技術的發展和應用，給社會發展帶來了極大的便利。因此，機電一體化技術也會朝著網絡化方向發展。
4.微型化。在實際生產過程中，機電一體化朝著微觀方向發展。微型化就是要朝著微米和納米的方向發展。微型的機電一體化產品，占有空間較小，耗能很低，很有很強的量活性，被廣泛的應用在社會的各個方面，具有無法比擬的優勢。作為機電一體化技術的新尖端分支而倍受重視，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并且向微米、納米級發展，讓機電耗能更少，運動更加的靈活。微型機電一體化發展的技術關鍵點就是微機械技術，因此，為促進機電一體化技術的良性發展，可以采用超精密技術。
5.環保化。隨著工業技術的迅速發展，給人們的生產生活帶來了翻天覆地的變化，在享受豐富的物質生活同時，也面臨著資源不斷減少和環境污染問題，成為制約社會發展的主要因素。因此，在機電一體化產品生產過程中，要進行綠色環保設計，提高機械系統的可回收性，降低原材料消耗，降低機械系統對環境的污染，最大限度的保護環境，避免對環境和人類身體健康造成危害，提高資源的利用率，做好資源的循環利用。因此，節能、環保也是機電一體化技術發展的重要方向。
6.系統化。系統化的主要特點就是結構的開放式和模式化，要求整個系統能夠進行靈活的組合和裁剪。同時不斷加強通信功能。就目前而言，機電一體化發展趨勢更加重視人與產品之間的關系，賦予產品更多的智能和情感。另外，還要要求產品能夠模仿生物激勵。
綜上所述，機電一體化技術是許多科學技術發展的結晶，，是社會生產力客觀要求。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策機電一體化技術將成為機械工業的主角，在各方面均可帶來顯著的經濟效益和社會效益。因此，我國要不斷總結經驗教訓，引進國外先進的技術，促進我國機電一體化技術又好又快的發展。
參考文獻：
[1]成文斌. 機電一體化技術的現狀和發展趨勢研究[J]. 科技致富向導，2012，02：239.
關鍵詞：機電一體化；電子技術；自動控制；發展趨勢
Abstract: in the field of mechanical engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development.
Keywords: mechanical and electrical integration; Electronic technology; Automatic control; Development trend
中圖分類號：U415.6 文獻標識碼：A文章編號：
1、概要
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化發展至今也己成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能加自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
2、機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3 個階段。20 世紀60 年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于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，己經開發的產品也無法大量推廣。
20 世紀70 ~80 年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎這個時期的特點是：mechatronics 一詞首先在日本被普遍接受，大約到20 世紀80 年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認，機電一體化技術和產品得到了極大發展，各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
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，進入深入發展時期。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角，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。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，為機電一體化技術的發展開辟了廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
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”中。在制定“九五”規劃和2010 年發展綱要時，充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。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，并取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。3、機電一體化的關鍵技術 機電一體化技術是一個技術群體的總稱。其關鍵技術有：傳感與檢測技術信息處理技術、先進制造技術、伺服驅動技術、自動控制技術、系統總體技術等。 3.1傳感與檢測技術傳感與檢測技術關鍵元件就是傳感器。傳感器是整個機電一體化系統（或產品）的環境接口，是自動化、信息化以及智能化應用和發展的關鍵技術。傳感器的水映了一個國家的科技發達程度，特別是新型高科技傳感器的研究和開發世界各國都非常重視，比如多功能集成傳感器、智能傳感器、仿生傳感器等。多功能集成傳感器就是具有“一器多感”技術特點的傳感器。智能傳感器就是帶有微處理器的，具有信息自我處理功能的傳感器。仿生傳感器就是模擬人的感覺器官的傳感器，是機器人技術發展的核心。3.2信息處理技術信息處理技術包括信息的交換、傳遞、存儲和處理，主要工具就是計算機。計算機及信息處理系統是整個系統（或產品）的信息處理中心，充分利用計算機超強的信息處理能力以及豐富的軟件資源，增強了系統的功能，提高了系統的柔性、可靠性，使系統具有了一定的智能。3.3 先進制造技術先進制造技術是機電一體化發展的必然產物，是機電一體化技術的基礎。先進制造技術保障系統（或產品）構造功能的最優化。先進制造技術采用具有柔性操作的先進制造設備：機械加工中心、機床、工業機器人等機電一體化產品，實行先進的組織管理，組成柔性制造單元和柔性制造系統，提高制造作業及制造系統的柔性和生產率，以滿足機電一體化系統（或產品）的需要，滿足社會發展的需要。 3.4 伺服驅動技術 伺服驅動技術是系統直接執行操作的技術，其目的是從動力學角度分析系統行為，保證系統整體運行的最優化。伺服驅動裝置包括電動、氣動、液壓等各種類型，按照控制指令將電信號轉換成流體能或機械能驅動運功機構，對整個系統的動態特性、控制質量和功能具有決定性的影響。 3.5自動控制技術自動控制技術是在自動控制原理的指導下，結合計算機技術對具體的控制裝置和控制系統進行設計、仿真、調試，最終實現機電一體化系統的整體性能最優化20 世紀80 年代以來，如模糊控制，專家系統和人工神經元網絡等人工智能控制技術，得到快速發展并被廣泛應用。 3.6 系統總體技術系統總體技術包括系統的總體設計和接口技術，是用跨學科的思維能力來進行綜合集成的技術。系統總體設計是以系統整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將系統整體分解成相互聯系的若干功能單元，再對功能單元進行二次分解，最終確定一個可行的技術方案。接口技術的實質是機械技術和電子技術的具體應用，是各要素或子系統之間的聯系條件。在某種意義上說，機電一體化系統設計歸根結底就是接口設計。
4、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：4.1智能化智能化就是要求機電產品具有一定的智能，使其具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。如果人類社會的發展和進步體現在人腦的智能上，那么機電一體化的發展和進步就體現在其產品的智能上。智能化是機電一體化技術與傳統自動化技術的主要區別之一，也是21 世紀機電一體化技術發展的主要方向。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步和發展，為機電一體化技術的發展開辟了廣闊天地。4.2 模塊化模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于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但又非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。
4.3網絡化
20 世紀90 年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。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、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化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。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，利用現場總線和局域網技術使家用電器網絡化己成大勢，家庭網絡（h o menet ）就是將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系（compute , Integrated Appliancesystem , CIAS) , 使人們在家里享受科技帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。4.4 微型化微型化是指機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電一體化（Micro Mechatronics）是機電一體化的一個重要分支，國外稱其微型電子機械系統 (Micro Electro MechanicalSystems).它泛指幾何尺寸不超過1cm 的機電一體化產品，并向著微米、納米級發展。采用精細加工技術加工生產微機電一體化產品，其體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。4.5集成化機電一體化的集成是從全局角度和系統目標出發，將總體功能分解成相互有機聯系的若干子功能，再將系統分解成若干個功能單一的功能單元，然后通過軟、硬件將各個功能單元有機地聯系起來，使其性能最優功能最強。集成是機電一體化發展的內在動力，它是一種創新性的過程，正是由于這種創新性，將機、電、信息、控制等各種相關技術有機結合，實現系統整體最優，促使機電一體化領域的不斷拓展。4.6 系統化系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采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。表現之二是通信功能的大大加強，一般除Rs232 外，還有Rs485 、DCs 人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。
4.7 人性化
機電一體化產品的使用對象和服務對象都是人。所以對于未來的機電一體化產品，一方面必須加強它們與生命機體的相似性，給產品賦予人的智能、情感和人性；另一方面充分協調產品與人和環境的關系，使產品更關注人的生理、心理特性和極限，更適宜人的使用與操作。 4.8綠色化工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源．回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境服廢后能回收利用。
5、結束語
[關鍵字]機電一體化；技術；應用
機電一體化技術發展狀況
1、1機電一體化技術的智能化發展
智能化功能是機電一體化技術賦予產品的終極開發目標，人工神經網絡、專家系統等智能技術已廣泛應用于眾多領域并取得了顯著成果，豐富了智能化機電一體化產品，其多樣性技術主體包括邏輯模糊控制技術、專家系統、智能工程與人工神經網絡技術系統等。其中邏輯模糊控制技術屬于人工智能范疇，基于對人們思維方式的模仿進行不精確信息的展示。目前，該系統在各個應用服務領域得到了廣泛應用，例如列車啟停系統中應用該技術便會有效消除慣性作用，令人們在乘車途中始終保持穩定運行狀態而不至于產生前仰后合不穩現象。專家系統則是針對不解問題的軟件智能系統，其豐富知識經驗通過計算機技術形成了可被處理或接受的符號形式，基于專家推理與控制方式策略，在該領域聚集后便可突破僅能由專家解決的系列問題，進而上升至專家水平。誠然，該專家系統具有基于智能化的一定局限性，現行局部領域中去取得了成功應用效果，例如融入專家加工系統于數控機床中便可顯著提升其系統智能化水平。人工神經網絡技術系統具有較高非線性復雜性、自適應力、高容錯能力、自我組織與計算能力，可實現基于模擬或數字形式的并行處理，并較為接近神經網絡進行工作。該技術系統廣泛適用于需同時對多方條件因素進行模糊不精確的信息處理。當前該技術在聚類、分類語音及音素識別中獲得了可喜成績。例如基于人工神經網絡的漢語聲調識別、識別手寫字符、車牌照識別、指紋認證等。隨著科技迅猛發展，人工神經網絡系統技術還會在視覺與聲覺方面實現突破，制造出機電一體化多功能產品。
1、2機電一體化技術的人格化、集成化與綠色化發展
機電一體化對生命機體的模仿、注重與人們活動相關聯的產品令其體現出人格化發展特征，基于產品使用的最終對象為人，因此機電一體化技術應主體考慮如何賦予產品人特有的情感性、智能性與人性化，因此其需要在造型、色彩等層面上下功夫，力求產品藝術性，例如家用機器人的誕生便是人機一體化的體現。機電一體化的集成化包含兩層含義，不僅代表電子與機械的融合，而是盡最大可能令他類先進技術領域包含于其中，同時引入工程系統技術對機電一體化進行應用開發系統的指導?，F代化機電一體化技術系統應集成電學、光學、機械、聲學等生物化學多學科技術，深挖其征參量進而正確進行耦合關系處理，由此可見機電一體化系統具有豐富的集成性。綠色化理念是對資源效率及環境影響的綜合考慮，其制造目標主體面向產品的制造、設計、運輸、包裝、使用及報廢處理整體生命發展周期，現代機電一體化技術為實現可持續發展需全面激發資源利用率，切實降低對生態環境的不良影響，進而打造優勢綠色制造業全面發展模式。
2、機電一體化技術的科學應用
為有效提升機電產品綜合優質性能，充分滿足制造零件高精度與高效率、形狀復雜性、生產低噪聲、少阻力、高強度、長壽命等現實需求，產品設計形狀、空間構造、刑面等體現了較為復雜特性，因此進一步令機電一體化技術必須向著高性能、系統化、智能化、微型化與輕量化方向發展。其主體應用領域則包含數控機床、集成計算機制造、工業機器人與柔性制造等。
2、1機電一體化在數控機床領域的應用
機電一體化在數控技術及機床中的應用發展令其功能、結構、控制精度與操作實現了迅速提升，具體體現為采用多處理器、多總線構建模塊化、總線式與緊湊型結構。在設計層面則凸顯了開放性，即令硬件功能模塊與體系結構包含了兼容性、層次性、適應性結構標準，較大限度提升了用戶綜合使用效益。該領域還引入了WOP技術令其凸顯智能化發展，系統面向車間多維度加工與編程技術過程提供了動態仿真環境，科學引入了模糊控制與在線診斷等高效智能機制。同時基于模塊化思想我們可應用大容量存儲器及軟件進一步豐富數控功能，強化系統控制效能。為實現多通道、多過程控制，我們可令一臺機床在同一時間控制多種機床、多臺設備并獨立完成多個加工任務，集成檢測道具破損、搬運物料與機械手控制于系統服務運行中?；谛畔⒒W絡時代我們可充分激發系統網絡多級功能，強化系統組合及復雜化創建加工系統綜合能力。另外我們還可利用單片機與單板構成控制機，引入專業模板或芯片構建緊湊結構數控裝置。
2、2柔性制造與集成計算機制造系統的科學應用
柔性制造是系統的計算機化，我們可主體應用數控機床、計算機、料盤、機器人、自動化倉庫與搬運小車構建系統，令其可實時、隨機、按量依據裝配部門要求基于生產能力范疇進行工件加工制造，較為適用于小型、中型批量、多品種、更改設計頻繁變化的零散型批量零件生產。集成計算機制造系統應用實現并非就個分散現有系統進行的簡單組合，而應基于全局角度進行最優化的動態性組合，令原有部門界限合理打破，并基于制造進行信息流與物流的控制，實現由產品開發、決策、準備生產、實驗產品到經營管理的統籌化結合。就企業層面來講其集成度提升可令各類生產要素優化配置，并最大化激發各自潛力。
2、3基于機電一體化技術的工業機器人開發應用
基于機電一體化技術的一代機器人具有示教再現特征，即只能依據示教重復開展運動，缺乏對作業對象及周圍工作環境的靈活適應性。該領域機器人第二代引入了先進性傳感元件，可對其操作對象及作業服務環境進行簡單信息的獲取，并基于處理計算、分析能力展開一定水平的判斷，進行針對相關動作的控制反饋，并凸顯了低級水平的智能化。第三代該領域機器人則全面現實了智能化特征，通過引入機電一體化技術我們可令其富含多重感知功能，可自主開展復雜思維邏輯運算、決策與判斷，進而獨立運行服務與作業環境中，體現了現代化、科技化應用服務價值。
3、結語
機電一體化技術在歷經多年的探究完善中逐步構建了較為完整的概念體系，并基于集成電路與計算機技術的大規模迅猛發展令其機電結合形式更為靈活、內容豐富多樣并廣泛應用于各個領域，取得了可喜成績?；谄鋬瀯莨δ芪覀冎挥猩钊胩綄?、創新發展、綜合利用，才能全面激發其價值化能效，拓寬高新技術領域，研發出真正高端、適應人們豐富需求的機電一體化產品。
[參考文獻]
【關鍵詞】機電一體化；內容；發展；應用
機電一體化已成為具有自身體系飛速發展的新型學科，隨著相關技術的不斷發展，內容也不斷更新。其基本特征是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、電力技術、電子技術、自動控制技術、微電子技術、計算機技術、光學技術、接口技術等群體技術，優化配置各功能單元，在保證多功能、高質量、高可靠性、低能耗上實現其特定功能和價值，使整個系統成為最優化的系統技術工程，從此工業生產由機械電氣化邁入了以機電一體化為特征的發展新階段。
1 機電一體化技術的概念和內容
機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是機械學Mechanics的前半部分和電子學Electronics的后半部分組合而成。機電一體化技術含義是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機緊密集合并綜合應用到實際中去的一門先進技術。構成機電一體化系統主要由：①結構組成、②動力組成、③運動組成、④感知組成、⑤職能組成等五大要素有機結合組成。構成機電一體化系統五大組成要素的內部及相互之間必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。機電一體化技術的內容主要有：①機械技術。②計算機與信息技術。③系統技術。④接口技術。⑤自動控制技術。⑥傳感檢測技術。⑦伺服傳動技術。在機電一體化系統制造過程中，機械理論與工藝都借助于計算機輔助技術，人工智能與專家系統等形成新一代的機械制造技術。
2 機電一體化技術的發展趨勢
2.1 機電一體化技術向著智能化發展。自動化就是設計時已按需要輸入特定功能的程序，使用時只需要人們起動后就能定時或行程中自動感應信號就能自動完成整個加工或生產程序。
2.2 機電一體化技術向著智能化發展。智能化要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。
2.3 機電一體化技術向著人性化發展。機電一體化產品要有完善的功能，色彩、造型等方面與環境也要協調，讓人們在使用中感到更簡單、更方便、更自然、更接近人們的生活習慣。所以類產品人性化是必然發展方向。
2.4 機電一體化技術向著數字化發展。微控制器和接口技術的發展為機電產品數字化奠定了基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；計算機網絡的迅速崛起也為數字化設計、控制技術和制造技術鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有環保性、高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機對話界面。
2.5 機電一體化技術向著網絡化發展。機電一體化產品必須朝網絡化方向發展。網絡技術的興起普及和飛速發展，促使網絡的各種遠程控制和監視技術興起實現。
2.6 機電一體化技術向著系統化發展。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采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。表現特征之二是通信功能的大大加強，一般有RS232、RS485、DCS人格化。
2.7 機電一體化技術向著綠色化發展。在物質極大豐富的同時也出現亂開亂伐資源和資源浪費的現象，帶來了資源減少、生態環境惡化的嚴重后果。
2.8 機電一體化技術向著自源化發展。自源化是指機電一體化產品自身帶有能源，運動的機電一體化產品在許多場合沒有電源就無法使用電能，自帶動力源具有獨特的優越性。
2.9 機電一體化技術向著微型化發展。微機電系統是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理器和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統。它們具有耗能少、體積小、運動靈活，在生物醫療、信息等方面有很大的優勢。
2.10 機電一體化技術向著模塊化發展。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、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而具有遠大前途的工作。研制有集減速單元、變頻調速電機一體的動力驅動單元；有視覺、有圖像處理、有識別能一體化控制單元、有測距功能的機電一體控制單元等。
3 機電一體化技術的實際應用
機電一體化技術應用非常廣泛，手機、電腦、家用電器、數控車床、網絡技術、衛星技術等無處不在，其最典型的主要有：
3.1 機電一體化技術在人們日常生活中的應用。家用電器自動控制、高智能機器人、機械手等，這些都將按人們的意愿完成人們想要做的事和人們不能到達要完成的工作。
3.2 機電一體化技術在飲料行業中的應用。機電一體化技術是當今發展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。機電一體化技術在食品、飲料包裝機械的開發、設計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提高，使整條包裝生產線的生產能力自動化控制水平有很大提高，競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備。
3.3 機電一體化技術在現代機械制造業中的應用。先進的機械制造業是以高新技術人才為條件，以信息技術為主導，采用先進生產模式、先進制造系統、先進高新制造技術和先進組織管理模式的全新機械制造業，其基本特征是信息化、網絡化、虛擬化、智能化、全球化、環保協調化的綠色制造。
3.4 機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用。① 計算機集成制造系統技術(CIMS)。鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。 ② 現場總線技術(FBT)。是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。③ 交流傳動技術。隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。因交流傳動具有很大的優越性，電氣傳動技術中將以交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得到實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。④ 開放式控制系統技術。 “開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按統一標準設計的系統，就能實現不同廠家產品的兼容和互換，資源共享。⑤分布式控制系統技術(DCS)。分布式控制系統是采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。
【關鍵詞】 機電一體化 形成 發展
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更日新月異。
解放和發展生產力是人類社會活動的基本任務。隨著時代的進步，人們對于社會生產力的要求也越來越高，傳統的生產設備已經不能滿足需求。至此，人們努力尋找新的生產方式來更好的發展生產力。伴隨著科學技術的發展，人們在不斷地探索研究中，多學科技術之間的碰撞結合，很好的解決了一些實際問題，因此，一些新興的多學科結合技術逐漸興起并得到了很好的發展。以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
上世紀70年代初日本人提出"機電一體化技術"這一概念，即結合應用機械技術和電子技術與一體。機電一體化是以機械技術為基礎，借助計算機與信息技術。采用人工智能技術來實現信息交換、存取、運算、判斷與決策等。 再通過系統技術將各種技術組織起來，實現系統各部分的有機連接，最終實現機構的正常運轉。
機電一體化的發展大體分為三個階段：
20世紀60 年代以前為第一階段，稱為初級階段。
這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時的研制和開發，從總體上看還處于自發狀態。由于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，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70～80 年代為第二階段，稱為蓬勃發展階段。
這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展， 為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。
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， 機電一體化進入深入發展時期。
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有了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術、光纖技術等取得巨大進步， 為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究， 將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
機電一體化的發展趨勢是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。
機電一體化的主要發展方向如下：
1）智能化：智能化是21世紀機電一體化發展的一個重要發展方向。這里所說的智能化是模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達到更高的控制目標；
2）模塊化：模擬化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品的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和非常重要的事。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程；
3）網絡化：計算機技術等的發展的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和發展給科學技術、政治、軍事、生活等各個方面帶來巨大改革。基于網絡的各種遠程控制和監視技術的蓬勃發展，網絡化已經成了機電一體化發展的一個必然方向；
4）微型化：微型機電一體化產品體積小、耗能少、運用靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有顯著優勢。也是機電產品的發展的必然趨勢；
5）綠色化：工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是， 人們呼吁保護環境資源， 回歸自然；綠色產品 概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。因此，設計綠色的機電一體化產品， 具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化， 主要是指使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用；
6）系統化：系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采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。表現特征之二是通信功能的大大加強，一般除RS232 外，還有RS485、DCS 人格化。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯， 機電一體化技術的發展前景也將越來越廣闊。由此可見，"機"與"電"已是不可分割的，"機電一體化"將會迎來更好、更持久的發展。
參考文獻
[1]李運華 機電控制[M] 北京航空航天大學出版社。
關鍵詞：機電控制系統；自動控制技術；機電一體化；智能化
我國是當前世界上制造業大國之一，隨著生產力水平不斷提高，對機電等制造行業提出了更高的要求，不僅需要滿足人們日益多層次的機械需求，更要利用自動化控制系統提高生產效率，基于此，機電一體化應運而生，它能幫助機電企業擴大生產規模，在行業中占據越來越重要的地位。
1 機電控制系統和自動控制技術的概念
在了解機電一體化含義之前，需要理順機電控制系統和自動控制技術概念：
1.1 機電控制系統概念
機電控制系統是指利用計算機設置生產程序，通過控制裝備遠程遙控生產過程，它具有自動化、智能化、高效化[1]等三個特征，從機電控制系統本身來說，自動化是其最基本的特征，它能借助通信領域的力量，遠程監控機械生產，工作人員能夠通過微型計算機檢測生產細節，當生產過程出現問題時，能較快解決；從機電企業工作人員角度來說，智能化特征能夠幫助工作人員減少工作量，在一定程度上避免人工失誤，當機械生產環境較危險時，智能化機電控制系統能夠代替人力作業，保障工作人員安全；從機電行業的角度來說，機電控制系統將行業連接成一個整體，高效化特征能提高行業生產效率，促進新技術手段和綜合控制系統出現。
1.2 自動控制技術的概念
自動控制技術是指依靠控制裝置和控制器，設定生產工作程序，在沒有人力直接參與的情況下，按照一定生產規律運作，相對人工控制而言，它具有獨特優勢，比如自動控制技術中的硬盤驅動，這種“伺服系統”能精確定位，在嘈雜的工作環境中依然能穩定工作。
2 機電控制系統中自動控制技術的應用途徑
隨著科學技術進步，機電控制系統中應用自動控制技術的途徑越來越多，主要集中在以下兩個方面。
2.1 自動控制技術應用于機電控制裝備
自動控制技術核心內容是控制裝備和控制器，用一個簡單的實例來說，當需要記錄機電控制裝備的運轉速度時，要利用控制器來測試。在目前很多機電企業都開始引進新型自動控制技術，比如PLC，即可編程邏輯控制器[2]。
機電控制裝備中加入控制器，將生產系統聯合成整體，工作人員在監控生產過程時，能及時發現問題并解決，這樣不僅避免了企業經濟損失，也優化了產品質量。在這個自動化過程中，控制器在一定程度上能代替人力作業，以精密的計算程序代替人腦，減少人工失誤。
2.2 自動控制技術應用于機電微型計算機
自動化控制技術應用于機電微型計算機，其利用控制裝備建立數學模型，同時在微型計算機的輔助下，控制相關生產程序，它具有三方面的優勢，第一方面，從微型計算機生產價值來說，協調了自動控制和機電規律之間的關系，促進了單元技術的融和，自動控制技術應用于機電領域以來，產生了巨大的生產價值，提升了產品科技含量，縮短了產品生產周期，同時延長了設備使用周期，減少了企業投入[3]，需要注意的是，在這個過程中，促使了工程師不斷研發新型機電模型，提高了工作能力；第二方面，從安全角度來說，微型計算機中加入自動化，能較知危險，比如機電生產線中某一生產環節出現漏洞，自動控制裝備能立即停止機器運轉，減少企業經濟損失；第三方面，從機電一體化的角度來說，自動化技術為機電一體化提供了技術基礎，比如傳感檢測等。
3 機電控制系統中一體化設計
機電一體化設計覆蓋的應用領域較廣，主要有機械、電子等，掌握機電一體化加工技術，能完善機電控制系統，促進機電行業智能化進程。
機電一體化具有智能化、微型化、網絡化、模塊化等基本特征，其中需要注意的是模塊化特征，由于目前制造業龐大，種類繁多，在研究機電一體化產品時，難以將各廠家聯合起來，但是如果將機電一體化設計“模塊化”，制定產品各項標準，研發新型機電產品，小企業在這個過程中可以自主尋求合作廠家，擴大生產規模，提升生產效率。微型化特征是網絡背景下所獨有的，它突破了時間、地域限制，提升了機電一體化的影響力，用先進的微型技術改變了機電領域現狀。
3.1 機電線路中的一體化設計
機電線路中的一體化設計主要體現在電子線路上[4]，在傳統的機電控制中，電子線路與控制裝備隔離，使得在生產設備運轉過程中無法及時了解產品情況，降低了設備使用率，機電一體化后，微型計算機和控制器應用于機電控制系統，代替了原來的控制裝備，提升了工作效率，比如在汽車零部件生產工廠，建立了一體化機電線路后，能快速生產各類產品。
在機電線路中一體化設計優化了產品質量，簡化了工作程序和結構，凸顯了“一體化”的優勢，機電企業要大力引進，淘汰傳統機電控制裝備，利用新科學技術，發展企業模塊經濟。
3.2 機械裝置中的一體化設計
機電控制是一個完整的系統，統籌機械裝備、自動化控制裝備、生產裝備三者之間的關系，能促進一體化設計，這對機電工程師提出了更高的要求，工程師要找到三者之間的平衡點，加入一體化設計，優化機電裝置整體性質。
機電工程師要敢于打破常規，運用創造性思維，多學習和探討機電一體化設計，優化產品質量。同時機電企業要加大人員培養力度，多引進高素質人才，開展多種一體化實踐活動，讓工作人員在團結協作的氛圍里創新一體化設計，用高科技改變機電一體化模式，提升企業綜合實力。
3.3 機電功能模塊中的一體化設計
功能模塊中的一體化設計主要是指統籌整個機電控制系統和自動化控制技術，將每個部分最優的機電裝備組合在一起，用控制器協調各部分之間的關系。
模塊一體化設計需要貫徹“整體”的理念，不能單純地考慮某一個控制裝備或者控制器，這樣不僅不能把一體化設計優勢發揮出來，甚至有可能增加企業成本投資，比如機電企業引進最先進機電裝置，卻沒有更換控制器，這樣也無法提高產品質量和生產效率，所以機電企業只有根據實際發展情況，選擇最優的機電組合，才能追求最大經濟效益。
4 結束語
綜上所述，機電一體化是機電控制系統和自動化控制技術結合的產物，它能協調企業投資和收益之間的關系，提高企業生產效率，推進智能化進程。企業要順應時展潮流，大力開發機電一體化產品，用信息化、自動化帶動企業經濟模式轉型，從粗獷型經濟轉變為集約型經濟，節約生產成本，提升工作人員素質，培養機電一體化人才，制定機電一體化整體營銷戰略，打造企業良好品牌。
參考文獻
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現代科學技術的發展極大地推動機械工業領域的技術改造與革命。在機械工業領域，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”的發展階段。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，并以蓬勃的生機向前發展，不僅深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，而且也深刻影響著機電一體化的發展趨勢。
1 機電一體化概述
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據系統功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值, 并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體系。但是,發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還被賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說,機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
2 當前機電一體化技術主要的應用領域
2.1 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: 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；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，并引入在線診斷、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；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。
2.2 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。
2.3 交流傳動技術 傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平?，F在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
3 機電一體化的發展狀況
關鍵字： 機電一體化 集成電路 智能化 微型化 綠色化
一、機電一體化的形成和發展
隨著第三次工業革命的發生，大規模集成電路的出現，特別是微微型計算機的發展，促進了機械技術與電子技術的相互交叉和相互滲透，并使機械技術與電子技術在系統論、信息論和控制論的基礎上有機結合起來，形成了今天的機電一體化的技術。，使機械工業的技術結構、產品機構、功能、構成及生產方式發生了巨大變化，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。
從機械產品發展到機電一體化產品分為四個階段。第一個階段，產品純機械結構。第二階段，在機械產品上添加電機、開關和其他元件形成的機電產品。第三階段，是產品集成了電子技術以致軟件變的有“智能”，此外還可以與上級的控制調節系統的信息流與通信流的相集成。第四個階段，進一步將機械、電子和軟件在空間上集成而形成的機電一體化產品。機電一體化已不是機械裝置和電子裝置的簡單組合，而是機械、電子、控制、光學、信息技術和計算機技術的有機結合。而當到了20世紀90年代后期，機電一體化的概念又發生了重大而深刻的變化，智能控制技術和網絡技術與機電一體化的結合，使它們又擦出了絢爛的火花，機電一體化進入了深入發展時期。
二、機電一體化的技術及其分類
（一） 機電一體化的核心技術
機電一體化技術是多種技術的融合。其核心技術包括計算機與信息處理技術、自動控制技術、傳感與檢測技術、機械制造技術、伺服傳動技術五個方面。
計算機與信息處理技術他不僅僅指計算機的軟件技術和硬件技術，還包括網絡與通信技術、數據技術等。其中近年來蓬勃發展的現場總線技術不僅是一種技術，更重要的是一種思想。
自動控制技術是近年來最活躍的技術領域。繼承典控制理論發展之后，人工智能控制的提出，這都對機電一體化技術產生了深遠的影響。隨著微型機的廣泛應用，自動控制技術越來越多地與計算機控制技術聯系在一起，成為機電一體化中十分重要的關鍵技術。
傳感與檢測裝置是系統的感受器官，它與信息系統的輸入端相連并將檢測到的信息送到信息處理部分。傳感與檢測的關鍵元件是傳感器。傳感器是將被測量變換成系統可識別的、與被測量有確定對應的關系的有用的信號的一種裝置。
機械制造技術是機電一體化技術的基礎。它和其他幾項技術的關系，是皮毛的關系。我們再次強調這一點，是要說明機械技術是機電一體化技術中的重要作用。無論機械設計、機械制造，還是機械工藝，潛力都很大。
伺服傳動包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，由微型計算機通過接口與這些傳動裝置相連接，控制它們的運動，帶動工作機械運動。伺服傳動技術是直接執行操作技術，而伺服系統是實現電信號到機械動作轉換裝置或部件，對系統的動態性能、控制質量功能和功能具有決定性影響。
（二） 機電一體化分類
機電一體化主要分為兩大分支，即生產過程的機電一體化和機電產品的機電一體化。
生產過程的機電一體化意味著整個工業體系的機電一體化，機械制造過程的機電一體化、冶金生產的機電一體化、化工生產的機電一體化、紡織工業的機電一體化等。生產過程的機電一體化根據生產的特點又可以劃分為離散制作過程機電一體花和連續生產過程的機電一體化。前者以機械制造業為代表，后者以化工生產流程為代表。
機電產品的機電一體化是機電一體化的核心是生產過程機電一體化的物質基礎，傳統的機電產品加上微機控制即可以轉變為新一代的產品而新的產品較之舊產品功能強、性能好、精度高、體積小、更方便可靠。
機電一體化產品根據結構和電子技術與計算機技術在系統中的作用可以分為三類：
（1）原機械產品采用電子技術和計算機控制技術從而產生性能好、功能強的機電一體化的新一代產品，如微電腦洗衣機、機器人等。
（2）用集成電路或計算機及其軟件代替的原機械的部分結構，從而形成的機電一體化產品，如電子縫紉機、電子照相機，用交流或直流調速電機代替原交流電機加速箱的機械結構等。
（3）利用機電一體化原理設計的全新的機電一體化產品如傳真機、復印機、錄象機等。
三、機電一體化發展的方向
1. 智能化
大多數復雜的機械設備存在著大滯后和強非線性，因而難于實現自動控制。所以應該在復雜的機械需要有高度的只能水平人工只能系統以便那些必要的場合能夠代替人去執行各種任務。今后的機電一體化產品智能化特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術、人工智能技術、運籌學的發展。高性能、高速的微處理器使機電一體化產品完全可以代替人類一些簡單而又經常重復的動作。
2.網絡化
網絡技術的興起和飛速發展使各種遠程控制和監視技術帶來巨大的變革，由于網絡的普及，促進了基于網絡的各種遠程控制和監視技術的發展，而且遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網、廣域網技術使機械制造業發生了根本性變化，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統使人們在家里享愛各種高技術帶來的便利與快樂。
3.模塊化
由于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的機械接口、電氣接口和動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但十分有前途的事。如研制集減速、智能調速、電機與一體的動力單元，具有視覺、圖象處理、識別和測距等功能的控制單元以及完成各種典型操作的機械裝置。由于利益沖突，近期很難制定國內或國際上的這個方面的標準，但可以通過組建大企業來逐漸形成。
4.微型化
微型化興起于20世紀80年代末，是機電一體化的新的發展方向，其表現形式是微電子機械系統。微機電一體化產品,泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品。并向微米、納米發展。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了，機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，組成一種自律元件。微機電一體化的產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優越性能。
5.自帶能源化
自帶能源化是指機電一體化產品自身帶有的能源，無需外部供電。能源一直是科學家的研究重點。太陽能電池、燃料電池和各種高性能的大容量的電池相繼產生。給許多場合，無法使用電能，而對于運動的機電一體化產品，自帶能源有其特有的好處和優勢。
6.綠色化
工業的發達給人們帶來了巨大的變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重的污染。綠色產品在其設計、制造、使用、和銷毀的生命過程中符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途，機電一體化產品綠色化主要指，使用時不污染環境。能回收在利用的產品。
總結：
機電一體化技術可以用來設計新型的機電一體化產品，改造舊的機電產品，使機電產品的面貌大大改觀，達到功能增強、體積減小、重量減輕、可靠性提高、性能價格比大大改善的目的。機電一體化已從單純研究機械技術、微電子技術、信息技術、材料技術等發展成為一門有機融合各項技術的一個整體。而融合各種技術的機電一體化技術的優勢將變得越來越明顯，它必將有力的促進機電產品的創新和開發，在高科技和經濟發展中起到舉足輕重的作用。
參考文獻
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2.王中杰。智能控制綜述?；A自動化
【關鍵詞】機電一體化發展趨勢應用概要
一、機電一體化概要
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化技術發
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1、數字化微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
2、智能化即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
3、模塊化由于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、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。
4、網絡化由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
5、人性化機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
6、微型化微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統（Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS）是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種MEMS器件和系統，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
7、集成化集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。
8、仿生物系統化方向？？今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上處于“靜態”時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產品雖然有仿生物系統化方向發展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。
【關鍵詞】機電一體化；核心技術；智能化；傳感技術
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A
隨著科技的進步與工業的發展，不同學科之間的相互聯系共同發展的現象越來越普遍，這些都極大的推動了社會生產力的進步，使工程技術掀起了一場 革命，促進了機電一體化的形成與發展。所謂機電一體化，就是指一種幾種學科相互交叉形成的復合技術，其是機械技術與其他高科技技術相互結合而形成的新的產物，也是現代社會發展形勢下工業的必然發展方向。這對于提高機械工業的生產技術、產品結構、管理模式等都是具有很大推動作用的。目前我國的機電一體化已經取得一定的發展成果，但相較于其他發達國家來講，還是有著一定的差距，還必須要不斷的進行改革發展，提高科技水平，以促進國內機電一體化水平的提高。
一、機電一體化的核心技術
一般來講，機電一體化主要是由兩大部分組成，即軟件技術與硬件技術。其中硬件的組成部分大致有機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分，因而若要進一步的提高機電一體化的發展，就必須要對這些核心技術進行不斷的創新與改進。
1、機械本體技術。機械本體對于機電一體化技術的影響主要體現在其性能的高低、質量的和精度的大小等幾點內容上，而當前的機械主要是以鋼材為主要的原材料，因而在減輕其質量時，可以考慮從更換質輕的材料入手，用非金屬的復合高性能材料作為機械的主要結構材料，以此來減少驅動系統的負荷，以提高控制系統的效率，從而實現降低能耗、提高機電效率的目的。
2、傳感技術。傳感器的最大作用是為了提高其通信能力，即其可靠性的大小、靈敏度與精確度的高低都是影響到機電一體化的技術水平水平的。
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
3、信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
4、驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
5、接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
6、軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域:數控機床、計算機集成制造系統（CIMS）、柔性制造系統（FMS）、工業機器人。
2．機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段：20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。由于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，已經開發的產品也無法大量推廣。20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。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，機電一體化進入深入發展時期。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。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
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為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。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，
三、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，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
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為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著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，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
2、系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采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。表現特征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采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，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，使其向著生物系統化方向發展。
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，并正向微米、納米級方向發展。由于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并易于進行精細操作，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，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
4、模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于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、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
5、網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
6、綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化技術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。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。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必由之路。
參考文獻：
