機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、資訊處理等多學科的交叉融合，以下是小編蒐集的一篇相關論文範文，歡迎閱讀參考。
【摘要】當今世界電子技術迅速發展，微處理器、微型計算機在各技術領域得到了廣泛應用，對各領域技術的發展起到了極大的推動作用。一個較完善的機電一體化系統，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執行機構、感測測試部分、控制及資訊處理部分。機電一體化是系統技術、計算機與資訊處理技術、自動控制技術、檢測感測技術、伺服傳動技術和機械技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程。新一代的CNC系統這類典型機電一體化產品正朝著高效能、智慧化、系統化以及輕量、微型化方向發展。
【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、資訊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體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。但其基本特徵可概括為：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、資訊科技、感測測控技術、電力電子技術、介面技術、資訊變換技術以及軟體程式設計技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與佈局各功能單元，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，並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於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後，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、自動處理資訊、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，具有智慧化的特徵是機電一體化與機械電氣化在功能上的.本質區別。
二、機電一體化技術發展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、資訊處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴於相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智慧化、模組化、網路化、人性化、微型化、整合化、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，如不斷髮展的數控機床和機器人;而計算機網路的迅速崛起，為數字化設計與製造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機整合製造等。數字化要求機電一體化產品的軟體具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機介面。數字化的實現將便於遠端操作、診斷和修復。
2、智慧化即要求機電產品有一定的智慧，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，設定智慧I/O介面和智慧工藝資料庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網路、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智慧技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開闢了廣闊天地。
3、模組化由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研製和開發具有標準機械介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元模組是一項複雜而有前途的工作。如研製具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、影象處理、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組化單元迅速開發出新的產品。
4、網路化由於網路的普及，基於網路的各種遠端控制和監視技術方興未艾。而遠端控制的終端裝置本身就是機電一體化產品，現場匯流排和區域網技術使家用電器網路化成為可能，利用家庭網路把各種家用電器連線成以計算機為中心的計算機整合家用電器系統，使人們在家裡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路化方向發展。
5、人性化機電一體化產品的最終使用物件是人，如何給機電一體化產品賦予人的智慧、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的效能外，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)是指可批量製作的，集微型機構、微型感測器、微型執行器以及訊號處理和控制電路，直至介面、通訊和電源等於一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研製出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研製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，如各種微型感測器(壓力感測器、微加速度計、微觸覺感測器)，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、整合化整合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複合，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，並使各部分協調而又安全地運轉，然後再通過軟、硬體將各個層次有機地聯絡起來，使其效能最優、功能最強。
8、仿生物系統化方向??今後的機電一體化裝置對資訊的依賴性很大，並且往往在結構上處於“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似於活的生物：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。
參考文獻：
[1]戴勇.高職機電一體化技術專業課程開發[M].北京：機械工業出版社，2004.[2]顧京.現代機床裝置[M].北京：化學工業出版社，2001.