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[關鍵詞]機電一體化 創(chuàng)新 發(fā)展方向
中圖分類號：TU855 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）17-0388-01
隨著我國社會市場經濟的迅猛發(fā)展，科學技術水平得到了進一步提高，對機械制造企業(yè)提出了更高的要求。機械制造企業(yè)面臨著激烈的市場競爭，“機電一體化”已經成為一種必然的發(fā)展趨勢。通過將機械技術、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地結合，并綜合應用到實際中去的綜合技術，實現(xiàn)機電一體化的現(xiàn)代化設備。
1 我國機電一體化的現(xiàn)狀分析
1.1 先進的機械制造技術
國內外機電一體化的發(fā)展過程中，將傳統(tǒng)的制造技術與先進技術成果相結合，形成了高效、靈活的制造技術。早在21世紀70年代，我國就已經制定并實施了準時生產制，將這種制度引用于自動化裝置的生產中，能夠大幅度提高生產效率，是一種科學的管理手段。到了80年代，我國機械制造企業(yè)開始改造制造裝置，提高了制造水平，進而保證了產品的更好的質量和更優(yōu)異的性能，適應市場的發(fā)展需求。
1.2 自動控制儀器儀表與固態(tài)傳感器
機電一體化的發(fā)展，使得微處理技術應用于儀表中，降低了儀表結構設計的難度，增加了儀器儀表的柔度、精度和可靠性。市場上涌現(xiàn)了一大批自動化控制儀表，具有存儲記憶、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、自動控制等功能。此外，機電一體化促使固態(tài)傳感器的發(fā)展，傳統(tǒng)的力平衡機械傳感器已經被取締，發(fā)展成為了電容式、石英諧振式、半導體壓阻式等固態(tài)傳感器，代表了先進科學技術。
1.3 機器人的智能化、微型化技術
我國機電一體化向著智能化、微型化發(fā)展，在機器人開發(fā)方面也是如此。我國機械制造的機器人具有人的情感、思維，體現(xiàn)了機器人的高級智能。機械制造企業(yè)利用標準的機器人控制器，可以迅速組成完成某種作業(yè)的多功能機器人。
2 機電一體化的創(chuàng)新
2.1 結構的創(chuàng)新
機電一體化產品結構設計的創(chuàng)新，主要包括產品的機械結構、動力配置、傳動方式、周邊設備接口形式等。產品結構創(chuàng)新對于機械制造企業(yè)是非常重要的，通過結構的創(chuàng)新，才能夠實現(xiàn)產品的改進和產品設計的創(chuàng)新。
2.2 功能的創(chuàng)新
在功能方面，機電一體化需要充分考慮使用者和社會的要求，改進產品的制備工藝，完善產品的功能，開發(fā)出更加優(yōu)異性能的產品。為了實現(xiàn)機電一體化產品功能的創(chuàng)新，機械制造企業(yè)既可以對原有的產品進行更新?lián)Q代，也可以重新研制具有新功能的產品，能夠保證企業(yè)的戰(zhàn)略性目標和持續(xù)發(fā)展，提高企業(yè)的市場競爭力。
2.3 造型的創(chuàng)新
在機電一體化產品的外觀是使用者首先觀察到的，美觀的造型能夠使人更加喜愛產品。因此，機械制造企業(yè)要創(chuàng)新產品的外形，重視產品周邊裝置的接口和機電之間的耦合，使得產品的美觀和功能共存。例如，可以采用機電一體化CAD虛擬原型法、計算機輔助造型等方法進行產品外觀的設計，增加產品外觀的美感。
2.4 材料的創(chuàng)新
機電一體化產品的材料創(chuàng)新包括兩個方面：一是選擇具有特殊性能的新材料，如耐腐蝕、耐高溫、高強度、體積小、質量輕的材料；二是研發(fā)適用于產品的新材料，如納米材料、陶瓷材料、智能材料、高分子材料、金屬化合物等。
2.5 控制系統(tǒng)的創(chuàng)新
控制系統(tǒng)作為機電一體化產品的核心組成部分，受到微電子技術的影響，機電一體化產品逐漸采用了神經網絡控制、模糊控制、適用控制等策略，贏得了更廣泛的市場。
2.6 傳感元件的創(chuàng)新
傳感器具有微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網絡化的特點，是一種機電一體化產品。近年來，傳感器的發(fā)展迅速，對于新型傳感器的需求也不斷增加，機電一體化產品要積極研發(fā)高性能傳感器，促進產品的創(chuàng)新，保證企業(yè)的發(fā)展前景。
3 機電一體化的發(fā)展方向
3.1 智能化
智能化是機電一體化產品的重要發(fā)展方向，采取先進的科學技術，根據(jù)產品的使用場合，賦予產品一定的智能化，使產品具有人的邏輯思維能力。與人類的智能相比，機電一體化產品的智能化是低級的，只能實現(xiàn)人的一小部分智能。
3.2微型化
機電一體化產品的微型化發(fā)展主要是指不超過1立方厘米的產品，發(fā)展方向是納米級和微米級尺寸。微型化的機電一體化產品具有體積小、運動靈活、節(jié)約能耗的特點，在信息、軍事、醫(yī)療領域具有相當高的優(yōu)勢。
3.3 模塊化
模塊化是一種處理復雜系統(tǒng)分解為更好的可管理模塊的方式。機電一體化產品的模塊化是個復雜的過程，也是非常重要的工程，可以為機械制造企業(yè)帶來更大的經濟效益和社會地位。
3.4 人格化
由于機電一體化產品的服務對象是人，所以，產品的人性化顯得越來越重要。同時，很多機電一體化產品是模擬生物制成的，這也決定了產品具有人格化的特點。人格化的機電一體化產品是使用者迫切需要的。
3.5 網絡化
現(xiàn)階段，網絡技術的發(fā)展帶來了巨大的改革，網絡成為人們日常生產生活都不可或缺的。新型的機電一體化產品具有優(yōu)異的性能、可靠的質量，銷量必然會很高?；诰W絡技術的產品將是一大發(fā)展趨勢。
3.6 帶源化
顧名思義，帶源化是指產品本身帶有能源，是機電一體化產品的發(fā)展方向。帶源化的機電一體化產品具有獨特的優(yōu)勢和好處。
3.7 綠色化
隨著人們生活質量的提高，人們越來越關注環(huán)保，綠色化產品是符合時展需求的。綠色化是機電一體化產品的新發(fā)展方向。綠色化機電一體化產品在產品的設計、生產、使用、銷毀的全生命周期過程中，幾乎不會對生態(tài)環(huán)境造成影響。
4 加強機電一體化水平的措施
4.1 加強基礎理論的研究
機電一體化是復雜的過程，涉及到不同學科的知識。要想提高機電一體化的水平，必須要加強基礎研究，熟練掌握相關領域的知識，具備扎實的專業(yè)技術，依靠科學技術的力量，制造出高質量的機電一體化產品。
4.2 重視人才引進和培養(yǎng)
機電一體化產品的創(chuàng)新需要一大批優(yōu)秀人才的加入。機械制造企業(yè)要加強人才引進計劃，注重人才的培養(yǎng)，主要是機械設計理論、計算機軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)，對不同層次和崗位的人員進行專業(yè)技能培訓。
4.3 加強產品開發(fā)和技術創(chuàng)新
機械制造企業(yè)要加強產品開發(fā)和技術創(chuàng)新，提高產品的先進性。機電一體化產品的開發(fā)和創(chuàng)新是國家發(fā)展和企業(yè)發(fā)展的共同需要。企業(yè)要根據(jù)市場的需要，致力于現(xiàn)有產品的生產，同時，要研制并開發(fā)多功能的新產品，有利于企業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展目標的實現(xiàn)，以便于企業(yè)社會競爭力的提升。
5 結論
我國機電一體化的現(xiàn)狀，主要體現(xiàn)在先進的機械制造技術、自動控制儀器儀表與固態(tài)傳感器、機器人的智能化、微型化技術。機械制造企業(yè)創(chuàng)新產品的結構、功能的、造型、材料、控制系統(tǒng)和傳感元件，進而實現(xiàn)機電一體化產品的創(chuàng)新。
機械制造企業(yè)要加強基礎理論的研究，重視人才引進和培養(yǎng)，加強產品開發(fā)和技術創(chuàng)新，提高企業(yè)的機電一體化水平。
參考文獻
[1] 王宣銀，陶國良，陳鷹. 機電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向[J]. 機電一體化，2012，06：5-8.
關鍵詞：機電一體化；特征；發(fā)展趨勢
隨著日新月異的技術更新，機電一體化發(fā)展對不同學科交叉滲透也有著推動。機械工程當中的微電子技術以及計算機技術發(fā)展，為機電一體化發(fā)展目標實現(xiàn)奠定了基礎，能夠實現(xiàn)技術結構的優(yōu)化目標，在機電一體化的技術應用下，就能提高生產力水平。從理論上對機電一體化技術發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據(jù)。
一、機電一體化技術發(fā)展歷程和主要的內容分析
1.機電一體化技術發(fā)展歷程分析
機電一體化主要是電子技術和機械設備的有機結合，從而將機械設備的動力以及電子技術的信息處理功能充分發(fā)揮，實現(xiàn)自動化的工作目標。機電一體化是建立在綜合應用技術基礎上發(fā)展的，在當前已經成為獨立的學科，從技術層面來說，主要體現(xiàn)在對機電一體化的產品有效實現(xiàn)和使用發(fā)展。而從產品的基礎層面來說，就是機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結合構成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產品。機電一體化的進一步發(fā)展過程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機電一體化實際是綜合技術的融合，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領域的優(yōu)勢相結合，實現(xiàn)概念上以及技術上的融合。我國的機電一體化發(fā)展經歷了幾個重要階段。上世紀80年代，學術界對機電一體化進行了研究，經過了幾十年的努力，在理論上以及技術層面上都實現(xiàn)了長足發(fā)展，在數(shù)控技術方面的市場占有率也逐年提高，機械生產能力也有了大幅度提高。工業(yè)機器人的實際生產應用，對控制系統(tǒng)以及軟件編程技術的應用等，都從很大程度上促進了生產效率的提高。在計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績，已經在多個制造生產領域的發(fā)展中得到了廣泛應用，發(fā)揮著重要作用。
2.國外機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀
國外的機電一體化技術發(fā)展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現(xiàn)在20世紀60年代以前，這一時期是機電一體化技術的雛形，是人們不自覺地利用電子技術并且傳承下來；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀80年代末期，機電一體化技術的各項產品都有著很大的發(fā)展；第三階段是深入發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀90年代后期，世界各國都開始研發(fā)和關注機電一體化的技術和新產品。日本東京在1989年召開的第一屆國際先進機電一體化學術會議，可以稱為機電一體化技術發(fā)展階段的標志，世界各國也從此大力推動和發(fā)展機電一體化的技術和產品的研發(fā)。在深入發(fā)展時期，機電一體化技術進入了向智能化方向的新階段，一方面出現(xiàn)了光學、通信技術、微細加工技術等新的機電一體化技術和產品，另一方面對機電一體化技術的學科體系和研究方法也進行了深入的探討。在目前，機電一體化產品開發(fā)和應用方面處于世界領先地位是日本和美國。
3.國內機電一體化技術發(fā)展現(xiàn)狀
我國的機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，如當前國內外在開發(fā)煤礦機電大功率厚煤層電牽引采煤機的機電一體化新技術方面。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是總體技術上，國外Eickhoff公司開發(fā)的SL500系列采煤機，截高范圍2.0m～6.0m，可達截割功率2×825kW，而國內引進6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，最大裝機總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測、故障診斷技術上，目前國外使用微機控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點多等特點，而國內卻達不到這一水平；三是自動調高技術上，基于位置傳感器和計算機的記憶截割技術在國外比較容易實現(xiàn)，而國內在研采煤機仍未實現(xiàn)記憶截割。
4.機電一體化技術主要內容分析
機電一體化技術涉及的內容比較豐富。機電一體化技術方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對電子以及機械技術的應用下，能將兩者得以有機結合，就能充分發(fā)揮綜合技術的應用優(yōu)勢。因此，機電一體化技術涵蓋技術以及產品兩個層面的內容。機電一體化系統(tǒng)，也就是產品方面，是通過多個特定功能機械以及電子技術要素構成的整體，使人們的實際生產制造的需求得到滿足。機電一體化系統(tǒng)所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執(zhí)行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。除此之外，機電一體化內容中的系統(tǒng)設計思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統(tǒng)工程方法論等內容。機電一體化的思想也簡稱為一體化思想。這一思想的應用對人機一體化以及機電液一體化等發(fā)展目標都能有效實現(xiàn)。機電一體化工程作為電子和機械工程集合，通過機電一體化技術設計制造體系應用，在實際應用中的作用發(fā)揮也比較顯著。
二、機電一體化產品特征類別和核心技術分析
1.機電一體化產品特征類別分析
機電一體化的產品特征也比較鮮明。機電一體化產品的結構比較簡單，產品的輕細巧等特征比較突出，并且比較容易實現(xiàn)標準化、模塊化的設計制造。機電一體化的產品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠將產品的高效性以及智能化的優(yōu)勢充分發(fā)揮，并能起到自動監(jiān)視的功能和診斷功能等，在產品的安全可靠性上也能有效提高，可通過負荷以及運行情況加以有效調整控制。另外，機電一體化的產品類型也比較多。機械產品當中一部分控制功能及機構用電子裝置替代，其中比較常見的有機電一體化照相機以及打印機等產品。此外，比較典型性的產品有著較為完整性的結構，其中比較常見的就是工業(yè)機器人以及自動繪圖機等。簡單地依靠機械以及電子無法制造這些產品，兩者結合，就能夠大大提高可運行效率。還是一種類型是通過微電子裝置替代原設備的信息處理機構，比較常見的產品有全電子式電話交換機以及電機調速裝置等內容。
2.機電一體化核心技術分析
機電一體化的核心技術比較多。計算機和信息技術是比較重要的應用技術，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運算等作用。計算機以及信息技術當中的專家系統(tǒng)技術以及人工智能技術也是比較常用的。機電一體化核心技術中的系統(tǒng)技術，是通過整體概念對多種相關技術進行組織應用的，其中接口技術就是比較常用的。為保障計算機的通信，要對數(shù)據(jù)傳遞格式進行規(guī)格化以及標準化呈現(xiàn)。目前這一應用技術中的開發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應用方面比較突出。機電一體化核心技術當中的機械本體技術是比較重要的應用技術。這一技術主要應用于對性能的改善以及質量的減輕等層面。當前的機械產品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產品質量，要在結構上加以優(yōu)化，并加強非金屬材料的應用。這一技術的應用響應速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。機電一體化核心技術當中的信息處理技術以及傳感技術也是比較常見的應用技術。信息處理技術的應用中，將微型計算機在實際工作中加以科學應用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術的應用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當前的技術進一步升級下，對光纖電纜傳感器的應用比較重要。另外，機電一體化核心技術當中的軟件技術以及驅動技術也是較為常用的技術。軟件技術應用是和硬件協(xié)調應用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產維修效率，以及軟件的標準化應用是發(fā)展的重要課題。在驅動技術的應用下，在響應速度上也能有效提高，對控制專用組件以及傳感器和電機三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。
三、機電一體化技術應用領域和發(fā)展趨勢探究
1.機電一體化技術應用領域分析
機電一體化技術的廣泛應用對我國的經濟水平提高起到了積極促進作用。機電一體化技術的應用在當前社會發(fā)展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發(fā)展以及技術優(yōu)化，機電一體化技術在數(shù)控機床的應用使之結構、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結構應用下，使得數(shù)控機床的結構得到了優(yōu)化。應用CPU以及多主總線體系結構，進行開放性設計等，能提高接口的標準化，實現(xiàn)使用效益最大化呈現(xiàn)。通過智能化以及WOP的實現(xiàn)，機電一體化數(shù)控機床系統(tǒng)就能實現(xiàn)二維以及三維的動態(tài)加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實現(xiàn)多過程以及多通道控制。例如：當前市場上的CK0632數(shù)控機床就是采用機電一體化設計的數(shù)控機床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機床主軸采用高度精密滾動軸承之承，回轉精度高。機訂導軌采用耐磨鑄鐵，經過超音頻淬火能夠長期穩(wěn)定地保證機床加工精度。CK0632數(shù)控機床機床也可實現(xiàn)自動控制，完成車削多種零件的內外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數(shù)控機床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發(fā)出和接收多種信號控制自如的加工過程。目前，CK0632數(shù)控機床廣泛應用于電器、儀表儀器工業(yè)、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機械、五金工具及其他高精度復雜零件的加工制造。機電一體化在工業(yè)機器人領域當中的應用也比較突出，第二代機器人的設計中，對各種傳感元件進行了科學應用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對象的信息獲得都比較方便。計算機技術的應用能準確判斷分析對操作信息的處理，并進行反饋控制。在第三代的機器人設計中，就通過多感知功能的應用，有效實現(xiàn)復雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨立性層面有著充分體現(xiàn)。
2.機電一體化技術發(fā)展趨勢
隨著時展以及技術進步，機電一體化技術也會向著智能化方向邁進。這也是當前的機電一體化和傳統(tǒng)機械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術上的進步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標實現(xiàn)，對機電一體化的智能化發(fā)展目標實現(xiàn)提供了有力支持。智能化機電一體化目標實現(xiàn)和實際的應用，對人的操作和工作量的減少能發(fā)揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動。機電一體化技術的網絡化發(fā)展將實現(xiàn)。網絡技術在當前的發(fā)展比較迅速。進入新的時代，在網絡技術的支持下，機電一體化的網絡化目標將得到實現(xiàn)，在遠程控制技術的應用作用上將更加突出，同時會提高機電一體化的功能性以及安全性。機電一體化技術的系統(tǒng)化趨勢比較突出，也就是在系統(tǒng)結構上的模式化以及開放式的總線結構應用，對系統(tǒng)的靈活性組態(tài)就有著鮮明呈現(xiàn)。在系統(tǒng)化的發(fā)展中，能加強通信功能，可實現(xiàn)遠程以及多系統(tǒng)的通信。不僅如此，機電一體化的發(fā)展也會向著微型化方向邁進。這主要體現(xiàn)在電子部件的微型化，在產品的體積層面不斷縮小等。這樣就會促進機電一體化的設備運行效率提高，靈活性更加突出。
四、小結
綜上所述，機電一體化的發(fā)展中，技術的升級進步對機電一體化設備的優(yōu)化起到了很大促進作用。我國在機電一體化的發(fā)展中有了長足進步，但是在發(fā)展中存在著諸多不足。從理論上對機電一體化的技術進行研究分析，就能為實際機電一體化發(fā)展提供理論支持，帶動我國機電一體化領域的可持續(xù)發(fā)展。
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1機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
我國在工業(yè)生產技術方面存在著一定的問題，其制造水平與發(fā)達國家之間存在較大的差距。但是我國擁有強大的經濟市場，這對于機電一體化的發(fā)展起到了一定的促進作用。當今，世界上的經濟競爭十分的激烈，我國在工業(yè)制造方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，只有將我國的機電一體化技術融入到工業(yè)行業(yè)的制造中來才會提高我國科技的技術含量，打破傳統(tǒng)的工業(yè)行業(yè)中存在的成本高、技術含量較低的不良現(xiàn)象。機電一體化的發(fā)展經歷了三個重要的時期。最初的階段是簡單的機械與電子的融合，在機電一體化的最初階段人們只是具有了電子與機械相結合來運用的簡單的構想，只是停留在理論思想方面并沒有采取一定的措施來實現(xiàn)電子與機械的相互融合。第二段時期主要是技術的發(fā)展階段。這個階段出現(xiàn)了很多的理論思想，雖然電子技術隨著社會的快速發(fā)展也取得了一定的進展但是把理論思想應用在實踐中也仍然不能實現(xiàn)電子技術與機械技術的相互融合。第三階段就是電子技術朝著智能化的發(fā)展方向而發(fā)展。當今社會，我國的科學技術得到迅速的發(fā)展。計算機信息技術、紅外線感應技術等無不在提醒著我們這是一個智能化的世界。計算機信息技術、紅外線感應技術在一定程度上推動了機電一體化技術的發(fā)展，為機電一體化提供了相應的知識理論。目前，機電一體化在社會市場經濟的刺激下已經實現(xiàn)了在各個行業(yè)中的應用。世界上的各個國家都在為機電一體化的發(fā)展提供了人力、物力和財力，其最終的目標就是希望通過機電一體化來實現(xiàn)自己國家的工業(yè)化快速發(fā)展。
2機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展趨勢
2.1采取綠色、環(huán)保、輕便和性價比較高的材料
機電一體化在未來的創(chuàng)新方面將會選擇采用較為環(huán)保、輕便和性價比較高的材料。在機電一體化的原材料方面開始有新的突破。比如說，機電一體化的產品可以隨著社會經濟的不斷發(fā)展選擇一些輕便、綠色和性價比較高的原材料，選擇原材料之后可以充分聯(lián)系材料的不同特點來對所生產的產品進行不斷的改進與完善，進而可以保證機電一體化的產品的質量并在保證機電一體化產品質量的基礎之上采用更加典型的新型的材料來不斷地創(chuàng)新產品，比如，可以在機電一體化中引入高分子材料、智能材料和納米材料，這樣可以使材料的得到一定的回收利用并達到環(huán)保、綠色的環(huán)境要求。
2.2在造型和功能上的創(chuàng)新
在我國科學技術的飛速發(fā)展下，我國在機電一體化產品的方面上開始新的創(chuàng)新，最值得一提的就是在造型和功能方面的創(chuàng)新，機電一體化產品在造型和功能方面上的改進與創(chuàng)新可以較大程度地滿足廣大消費者對產品造型和功能的追求。比如說，在對產品的造型方面的創(chuàng)新時，利用機電一體化的技術可以有效地提升產品的外在造型的審美高度，最大程度地滿足顧客對產品造型的需求。除此之外，機電一體化也會越來越重視自身產品的功能，會加強對產品功能上的改進與創(chuàng)新。并且機電一體化產品的功能還會為了滿足不同用戶在不同階段的不同的要求來改變產品的功能使得產品的功能變得多樣化與全面化。
2.3機電一體化會實現(xiàn)控制方面的高效化、智能化和便捷性
傳統(tǒng)的機械設備在操作方面具有較大的繁瑣性，再加上在工作的過程中需要認為實現(xiàn)機器的操作運行。這往往就會提升人工操作機器設備的危險性。機電一體化就是能較好地避免這些潛在危險的發(fā)生，可以有效地實現(xiàn)在機械設備的操作運行中的便捷性、安全性、自動化與高效性。比如說，在機電一體化中運用電子技術、光子技術或者現(xiàn)代新型的信息技術并在此基礎之上加以創(chuàng)新就會實現(xiàn)機電一體化的便捷性、智能化與高效性，有利于進一步促進機電一體化的創(chuàng)新發(fā)展的進程。
3機電一體化產品的發(fā)展方向
機電一體化并非是一門獨立的課程，它融入了電子、計算機、機械工程等專業(yè)的知識。隨著信息技術與電子產業(yè)的迅速發(fā)展，計算機技術和電子技術逐漸走向智能化、微型化和快速化。因此，集電子、計算機于一身的機電一體化技術自然也會隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展而不斷地發(fā)展。在不久的將來，機電一體化技術開始邁向智能化、微型化與網絡化的進程。機電一體化作為一種新型的科技技術，研究其技能的人員相對而言較少，機電一體化的專業(yè)的研究人員的缺乏是目前阻礙機電一體化發(fā)展進程的較為關鍵的問題。所以，目前最重要的任務就是在大力推進機電一體化進程的基礎上建立完善的有關專業(yè)的培養(yǎng)部門，為機電一體化技術培養(yǎng)出所需要的專業(yè)性人才。比如說，可以在各大高校中開設與機電一體化技術相關的專業(yè)科目，鼓勵有關專業(yè)培訓教育集體的發(fā)展，國家還要給這些相關的專業(yè)相應的政策扶持，為機電一體化技術人才的培養(yǎng)創(chuàng)造良好的訓練環(huán)境。在這樣的情況下才有可能吸引更多的人去關注和了解機電一體化的技術專業(yè)，才會在此基礎之上較快地培養(yǎng)出高素質的專業(yè)性人才，從而進一步促進我國機電一體化技術的發(fā)展進程。
4結束語
機電一體化的技術的實現(xiàn)可以進一步滿足大家對產品的更高要求，只有不斷地對機電一體化進行創(chuàng)新才會在社會經濟的快速發(fā)展中適應社會的需求。我們要在掌握現(xiàn)有的技能的基礎之上了解市場經濟的需求，努力創(chuàng)新，在技術創(chuàng)新中不斷地創(chuàng)造出更多需求的產品，早日實現(xiàn)在市場經濟競爭中的龍頭地位。
作者:張杰 單位:國投大同能源有限責任公司
參考文獻：
關鍵詞：電動機閥門 繼電器保護 機電一體化技術總結
1 機電一體化技術發(fā)展歷程及其趨向
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(fā)展和進步有賴于相關技術的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)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。
1.1 機電一體化技術發(fā)展歷程
1.數(shù)控機床的問世，寫下了"機電一體化"歷史的第一頁；
2.微電子技術為"機電一體化''帶來勃勃生氣；
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎；
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.
1.2 機電一體化發(fā)展趨向
1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數(shù)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(shù)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(shù)字化的實現(xiàn)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(shù)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(shù)據(jù)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(fā)展，為機電一體化技術發(fā)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(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)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(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產品。
2、機電一體化技術的主要應用領域
2.1數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術經過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)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(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)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(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數(shù)控裝置。
2.2計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經營決策、產品開發(fā)、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
3 機電一體化中繼電器保護的現(xiàn)狀與發(fā)展
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術[1]，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發(fā)展奠定了堅實基礎。
機電一體化的發(fā)展歷程見證了人類走向了高科技的時代，機電一體化化的發(fā)展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。
4 結語
機電一體化不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。在走向高智能化的時代步伐下，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內外繼電保護技術發(fā)展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產。
參考文獻：
[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004；
[2]李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社，2003；
[3]芮延年.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京機械工業(yè)出版社，2004；
[4]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化，2006；
關鍵字：機電一體化 機械工程 微電子
1 機電一體化技術發(fā)展
1.1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數(shù)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(shù)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(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2 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(shù)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(shù)據(jù)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、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。
1.3 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(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)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(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產品。
1.4 網絡化
由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)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(xiàn)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(tǒng)，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(fā)展。
2機電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
機電一體化發(fā)展至今已經成為一門自成一體的新型學科， 隨著科學技術的不斷發(fā)展， 必將被賦一予新的內容?！?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(qū)別。
3 機電一體化中繼電器保護的現(xiàn)狀與發(fā)展
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。
4 繼電保護的未來發(fā)展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結構的微機保護問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結構，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結構，性能大大提高，得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。
天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護，1988年即開始研究以32位數(shù)字信號處理器（DSP）為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置，目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉換器分辨率的限制，超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能，并將高速緩存（Cache）和浮點數(shù)部件都集成在CPU內。
5 電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高
除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯(lián)網以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發(fā)展初期，曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現(xiàn)實的。現(xiàn)在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優(yōu)點有：（1）具有486PC機的全部功能，能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。（2）尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。（3）采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴展。
【關鍵詞】機電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展方向
所謂的機電一體化就是機械、電子、控制、光學、信息、計算機等多種學科融合的新技術。機電一體化技術在現(xiàn)在的工業(yè)上應用的也越來越廣泛，機電一體化最早出現(xiàn)于1971年一家日本的雜志上，隨著機電一體化的迅猛發(fā)展，如今人們對機電一體化已經有了普遍的認知，機電一體化技術給機器賦予了人性化與智能化，使得機器不在那么的死板。本文綜合現(xiàn)今我國的技術對機電一體化的現(xiàn)狀與發(fā)展方向進行分析。
一、關于機電一體化的特點
（一）效率得到提高。機電一體化的產品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。新產品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機電一體化的產品通過自動控制的系統(tǒng)對機械進行控制，使機械規(guī)范的進行工作，可以精確的完成來自控系統(tǒng)設定的動作，從而得到最佳的操作，使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產的效率，也大大的提高了產品的質量。
（二）使用性能得到提高。機電一體化的設備基本上都是采用了程序控制和數(shù)字顯示的方式，操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經在逐漸的減少，這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。機電一體化的產品是以程序為根本，電子控制系統(tǒng)根據(jù)已設定好的程序進行指揮實現(xiàn)操作，系統(tǒng)支持重復操作。
（三）功能得到提高。機電一體化的設備具有復合功能并且得到了廣泛的應用，適用面也比較廣泛。原有的機械只具有單一的功能、單一的技術，機電一體化的設備技術不再是單純的只是單一技術，單一功能了，具有了復合的技術與功能，使得產品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。
（四）維護得到提高。機電一體化產品維護和調整都變的方便了很多，產品在進行安裝和調試的時候，是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。因此，更加的適應不同對象的需要以及現(xiàn)場的參數(shù)發(fā)生變化時的需求。機電一體化的的產品具有自動監(jiān)視的功能和自動化檢驗的功能，可以在工作的過程中針對所出現(xiàn)的問題自動采取措施，使其恢復正常的工作狀態(tài)。
二、機電一體化產品的結構
（一）機電一體化產品的機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。機械系統(tǒng)部分是實現(xiàn)產品功能最基礎的部分，因此對于機械的結構要求也就更高了，需要在材料、結構、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現(xiàn)產品的多功能、高效率、節(jié)能、可靠以及小型輕量等要求。
（二）機電一體化產品的動力系統(tǒng)。機電一體化產品的動力功能和能量都是由動力系統(tǒng)來完成的。動力的系統(tǒng)主要包括電、氣、液等一類的動力源，一般的都是以電力為主的，比如電源、驅動電路、電動機等。
（三）機電一體化產品的傳感與檢測的系統(tǒng)。機電一體化產品在運行中所需要的自身和外在環(huán)境的各種各樣的參數(shù)進行轉換，使其成為能夠測定的物理量，這個過程都是由傳感器完成的。而檢測的系統(tǒng)就是對這些物理量進行精確的測定，從而為機電一體化產品提供運行控制所需要的各個種類的信息。
（四）機電一體化產品的控制系統(tǒng)以及信息處理。為了滿足機電一體化產品的功能和要求，信息處理以及控制系統(tǒng)接收到了檢測和傳感系統(tǒng)發(fā)送的信息，然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策，對正在運行按照要求進行控制，達到控制的功能。在產品中，信息處理以及控制系統(tǒng)只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。
（五）機電一體化產品的執(zhí)行機構。機電一體化產品的執(zhí)行機構想要完成要求的動作，控制信息占據(jù)這重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成產品的主功能。 機電一體化產品的執(zhí)行機構基本都是運動部件，經常性的采用電液、機械、氣動等機構。
三、機電一體化未來的發(fā)展方向
（一）機電一體化的智能化。機電一體化技術中一個重要的發(fā)展方向就是智能化。智能系統(tǒng)廣泛應用得到了機電一體化的研究建設的重視，最重要的應用體現(xiàn)在數(shù)控機床與機器人的智能化，以控制理論為基礎，融合了人工智能、計算機科學、運籌學、心理學、模糊學、混沌動力學等新的思想與方法，對人類智能進行模擬，致使新一代的產品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力，得已達到更高的控制目標，更好的為工業(yè)加強效率。
（二）機電一體化的模塊化。由于現(xiàn)在生產機電一體化產品的廠家與種類比較多，所以十分有必要研制和開發(fā)有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環(huán)境接口模塊。同時還需要制定各項標準，這樣可以方便各個部件，單元的匹配和接口。模塊化將會為機電一體化企業(yè)鋪墊一條暢通的大道。
（三）機電一體化的網絡化。網絡技術在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。機電一體化的新產品一旦問世，只要是擁有獨特的功能，并且可靠性比較高，質量能夠保證，相信很快就會風靡全球?，F(xiàn)在的網絡以及得到了普及，以網絡為基礎的各種遠程操控和監(jiān)控技術正在興盛的時期，而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產品，因此機電一體化肯定也會向著網絡的方向發(fā)展。
（四）機電一體化的微型化。微型化興起于20世紀80年代末，是指機電一體化向微型化的方面發(fā)展，國外稱之為微電子，它的特點是體積小，耗能少，運動靈活。
四、小結
經過本文的分析，可以看出，機電一體化并不是一個孤立的個體，是一個由很多科學與領域交叉融合后的產物，隨著時代的發(fā)展以及生產力的需求，機電一體化的發(fā)展是必然的，因此機電一體化的技術將會有著廣闊的發(fā)展前景。
一、機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
20世紀70年展起來的機電一體化技術是綜合應用機械技術、微電子技術、自動控制技術、信息技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術、信號變換技術以及軟件編程技術產生的一種系統(tǒng)工程技術。是多種技術交叉融合的產物，并不斷地通過學科交叉、技術融合與創(chuàng)新持續(xù)發(fā)展。
機電一體化技術經過近40年的發(fā)展已經取得了豐碩的成果，由單一品種逐步發(fā)展到大中型品種乃至成套設備或大系統(tǒng)。電子技術在機械產品上的應用幾乎達到了無孔不入的程度，并且品種不斷增多，水平也不斷提高，不僅對世界經濟的發(fā)展起到了巨大的推動作用，而且給人們的生活帶來了很大的方便和享受。
隨著科學技術特別是精密機械技術、微電子技術、計算機技術和控制技術的不斷進步，機電一體化技術也在快速發(fā)展，其發(fā)展趨勢是：在性能上向高精度、高效率、高智能化方向發(fā)展；在功能上向小型化、輕型化、多功能的方向發(fā)展；在層次上向復合集成、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。
二、機電一體化專業(yè)的人才能力定位
高職機電一體化專業(yè)主要培養(yǎng)技術應用型人才，是他們具備必要的基礎理論知識、較寬的專業(yè)知識、較強的工作現(xiàn)場技術應用能力。高職機電一體化人才應具備的知識與能力：
1.知識結構
具有必備的文化基礎知識；具有一定的政治理論知識和人文知識；具有所需的機械制造、液壓與氣壓傳動等方面的基本知識；具有電工、電子、自動控制等方面的基本知識；具有計算機應用技術的基本知識；具有數(shù)控機床加工與編程、數(shù)控技術、CAD/CAM的基本知識；具有數(shù)控技術綜合應用的基本知識；具有車間生產技術管理的基本知識。
2.能力結構
（1）社會能力。具備從事職業(yè)活動所需要的行為能力，具體包括口語表達能力、人機對話能力、英語會話與閱讀能力、意志品德、獲得知識的學習能力、解決問題的方法能力、分析問題的思維能力、開展活動的組織能力、團結共事的協(xié)作能力、開拓發(fā)展的創(chuàng)新能力。
（2）基礎能力。具備從事職業(yè)活動所需的各項基礎能力，具體包括機械制造、電氣控制與計算機應用三項基礎能力。
（3）專業(yè)能力。具備從事職業(yè)活動所需要的專業(yè)技能。
三、機電一體化專業(yè)發(fā)展的不足
加入WTO后，中國的制造業(yè)得到了進一步的升級和現(xiàn)代化，這將使機械技術、微電子技術、計算機技術、信息技術的聯(lián)系變得越來越緊密，并對機電一體化專業(yè)培養(yǎng)的人才提出了更高的要求，也將使機電一體化專業(yè)的發(fā)展方向受到影響。
原有的人才培養(yǎng)模式對學生專業(yè)實踐技能的培養(yǎng)不夠重視，其教學體系還未完全轉移到以培養(yǎng)人才綜合素質、崗位技能為主的現(xiàn)代職業(yè)教育體系上來，而且在專業(yè)教學內容、教學方法、教學手段等方面也未有較大突破，職業(yè)教育的本質特征未能充分體現(xiàn)。
四、機電一體化專業(yè)的發(fā)展方向
我國現(xiàn)代機電一體化的發(fā)展需要大量的機電現(xiàn)代化技術人才，而這些人才的培養(yǎng)大都歸于高職教育。為了高速度、高質量的培養(yǎng)機電一體化人才，政府部門、教育部門以及企業(yè)用人單位應當聯(lián)合起來，促進機電一體化高職教育在以下幾方面的發(fā)展：
1.加強聯(lián)合，協(xié)調發(fā)展
目前，全國各地從事機電一體化教育及生產開發(fā)的單位很多，并且都有一套發(fā)展策略和計劃。用人單位、教育部門應聯(lián)合起來，根據(jù)不同層次的對象采取不同的教學方式。可采用一年制短訓班、兩年制班、三年制大專班、五年制大專班、四年制本科班，制訂出合理的教學計劃和教學大綱。企業(yè)用人單位可以為教學部門提供教學使用設備，教學部門為企業(yè)用人單位提供人才，互惠互利。
2.優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，加大支持力度
（1）優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內外都重視并大力支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍。如盡快為外商到中國投資發(fā)展“機電一體化”產業(yè)提供方便，盡可能為興辦開發(fā)、生產機電一體化產品的高新技術企業(yè)開綠燈，盡力為開發(fā)、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
（2）增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產品的發(fā)展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；提倡用機電一體化技術對傳統(tǒng)產業(yè)進行改造，對有關機電一體化技術對傳統(tǒng)產業(yè)的改造，對有關技術開發(fā)、應用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持，對在技術開發(fā)、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
（3）在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發(fā)應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發(fā)放貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業(yè)規(guī)?；ㄔO項目上傾斜；成立“機電一體化”發(fā)展基金，支持機電一體化生產發(fā)展等。
3.加強師資隊伍建設，增大“雙師型”師資比例
師資是實現(xiàn)培養(yǎng)目標和培養(yǎng)計劃的關鍵，建設一支專兼職結合，結構合理，具有較高教學水平和較石室工程實踐經驗，較高工程素質的“雙師型”教師隊伍，是高職教育發(fā)展的核心環(huán)節(jié)。
4.重視實驗實訓基地建設
實踐教學課時安排要把握以下兩個原則：一是“保量”原則，在課時數(shù)量上應占整個教學計劃總課時的50%以上，以充分體現(xiàn)職業(yè)教育特色；二是“適時”原則，根據(jù)各個教學模塊單元的知識和能力要求，及時跟上教學實踐環(huán)節(jié)，強調知識與能力的結合，增強實踐教學的時效性和教學效果。
（1）校內實驗實訓條件。對機電一體化專業(yè)主干課程和各專業(yè)特色課程，均按課程教學大綱中的統(tǒng)一要求配齊實驗實訓設備。校內應建立多個實驗實訓室，不僅要提供教學實驗實訓，還應對學生進行電工上崗證培訓和中級證培訓。
（2）校外實訓基地。本著資源共享、互惠互利的原則，加強與企業(yè)的聯(lián)系。學校應與企業(yè)建立廣泛聯(lián)系與合作，將企業(yè)作為學校的校外實習基地。實訓教學中，一方面聘請經驗豐富的工程師來校指導學生實習實訓；另一方面安排學生到企業(yè)實習，最大限度地縮短畢業(yè)生的試用期，提高畢業(yè)生的就業(yè)競爭力。
【關鍵詞】 ：機電一體化；技術原理；發(fā)展方向
[Abstract] in: with the rapid development and wide application of computer technology, electromechanical integration technology have hitherto unknown development, become an integrated computer and information technology, automatic control technology, sensor technology, servo drive technology and mechanical technology, cross system technology, is currently the light mechanical and electrical integration of technology development, application range and more extensive. This paper introduces the principle of the electromechanical integration technology, constitute the five elements of mechatronic system and four principles, development direction of electromechanical integration technology and prospects of the comprehensive exposition.
[keyword]: in mechanical and electrical integration; technology; development direction
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
機電一體化又稱機械電子學，英語名稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。
機電一體化技術是在以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發(fā)展向機械工業(yè)領域迅猛滲透并與機械電子技術深度結合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統(tǒng)理論出發(fā)根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術功能復合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術。
隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統(tǒng)技術，目前正向光機電一體化技術方向發(fā)展，應用范圍愈來愈廣，現(xiàn)代化的自動生產設備幾乎可說都是機電一體化的設備。
一、機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素
機電一體化系統(tǒng)一般可分為機械本體、動力驅動部分、檢測傳感部分、控制及信息處理部分和執(zhí)行機構五個組成部分，即一個機電一體化系統(tǒng)中一般由結構組成要素、動力組成要素、感知組成要素、職能組成要素、運動組成要素五大組成要素有機結合而成。
1、機械本體（結構組成要素）是系統(tǒng)的所有功能要素的機械支持結構，一般包括機身、框架、支撐、聯(lián)接等。
2、動力驅動部分（動力組成要素）依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。
3、檢測傳感部分（感知組成要素）對系統(tǒng)的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經過分析、處理后產生相應的控制信息。
4、控制及信息處理部分（職能組成要素）將來自檢測傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。
5、執(zhí)行機構（運動組成要素）根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動作和功能。
二、機電一體化技術的四大原則
構成機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循接口耦合、能量轉換、運動傳遞與信息控制四大原則。
1、接口耦合：兩個需要進行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現(xiàn)。而兩個信號強弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進行交換與傳遞。
2、能量轉換：兩個需要進行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執(zhí)行器，驅動器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉換方法及原理。
3、運動傳遞：運動傳遞使構成機電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優(yōu)化。
4、信息控制：在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。
三、機電一體化技術的發(fā)展方向
20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。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(xiàn)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(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)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(fā)展的廣闊天地，也為產業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎。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(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：
（一）智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)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(shù)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，則是完全可能而必要的。
（二）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(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)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(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。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(yè)還是對生產機電一體化產品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
（三）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(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育及人們的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(yè)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(jiān)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(xiàn)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(tǒng)，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將朝著網絡化方向發(fā)展。
（四）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(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)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。
（五）系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即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。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。
