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机电论文中国机电一体化的现状与前景
发布时间： 17:49
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机电一体化是许多高新技术产业和高新技术装备的基础，通过本篇机电论文，作者分析了中国机电一体化的发展现状.
　　机电一体化是许多高新技术产业和高新技术装备的基础，通过本篇机电论文，作者分析了中国机电一体化的发展现状，认为与发达的欧美国家等还有一定的差距。应更加注重对机电一体化产品的自主开发与技术创新，利用高新技术对机电一体化产品进行创新设计。
　　《》杂志是机电工程师发表职称论文期刊，广东省级期刊，机械工程领域期刊，是广东省机电行业唯一的综合性技术刊物，国内外公开发行。杂志1971年广州市创刊并发行至今。
　　摘 要 随着信息化时代的发展，跨领域之间的合作与融合越来越多的服务于我们的生活。电子科技和计算机的软件技术在机械工业方面的运用越来越多，使得机械工业的结构构造，功能，智能化程度，管理模式以及生产方式等发生了巨大的变化，让他成为机电一体化的发展阶段，同时也暗示和代表着机械工业的发展方向。机电一体化的形成具有一定的时代必然性，它是机械制造技术，电子信息技术，传感技术，电脑技术等需要向上发展更大空间的必然结果。本文通过查阅资料了解和概括机电一体化的现实状况以及未来的前景，希望对我国的机械方面的企业有更多地了解。
　　关键词 机械 机电一体化 前景 现状
　　一 、机电一体化的来源与发展
　　机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本在20世纪70年代初提出来的，它是将英文Mechanics的前半部分和 Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已经得到包括我国在内的世界各国的认同，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术，机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化和光机电一体化技术。
　　机电一体化的发展可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段。这一阶段的机电结合技术，对战后经济的恢复起到了积极作用。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。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。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角，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。这些研究，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。
　　二 、我国的发展现状
　　80年代以来，以信息技术、生物技术、新材料等高技术为中心的新的技术革命浪潮有力地冲击着全球，它对生产力的发展，人类创造力的发挥、产生了巨大的影响，引起了经济、社会、文化、政治、军事等各方面深刻的变革。日，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家给中共中央写信，提出要跟踪世界先进水平，发展我国高技术的建议。这便是重要的863计划，其中最重要的一点就是自动化技术领域，充分的考虑到机电一体化的使用价值和市场期望。许多有志之士为国家机电一体化做出了杰出的贡献，为机电一体化与国际接轨打下了非常好的基础，虽然我国现在的机电一体化的技术和欧美国家日本比起来有一定的差距，但是和巴西等发展中国家比起来却是排在最前沿的，这要归功于改革开放的发展所带来的机遇和国家的大力支持，使得机电一体化能够得到优先发展的权利，在这一时期内取得了非常丰硕的成果。
　　(一)计算机软件方面
　　20世纪90年代随着cims的推广和运用，我国建成了cims试验工程中心和7个开放实验室的硬件环境，在全国范围内部署了很多的cims的研究项目，国家投入了大量的资金在这个项目上面，并很快在产品设计自动化，网络数据库技术，cims集成技术等方面取得非常丰硕的成果，但是但部分的大型机械制造企业和绝大部分的小型机械制造企业主要局限于cad和管理信息系统。基层自动化还比较薄弱，国内的大部分数控机床的编程非常的复杂，没有发挥应有的作用。因此，与工业相对比较发达的欧美国家等还有一定的差距。
　　(二) 数控技术方面
　　中国于1958年研制出第一台数控机床，在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才;通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距;通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本 &机电法&、&机信法&那样的指引;严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人;缺少深入系统的科研工作;元部件和数控系统不配套;企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。
　　(三) 工业机器人方面
　　我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，由于当时经济体制等因素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平也比较低。1985年，随着工业发达国家开始大量应用和普及工业机器人，我国在&七&五&科技攻关计划中将工业机器人列入了发展计划，由当时的机械工业部牵头组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人攻关，其他部委也积极立项支持，形成了中国工业机器人第一次高潮。但是，我国目前还没有像日本的FANUC和德国的KUKA那样的形成规模的工业机器人制造厂，工业机器人产业目前在我国还仅仅处于萌芽阶段。
　　三、机电一体化的前景
　　在未来，利用高新技术对机电一体化进行改造与提升，机电一体化涉及的学科领域很广，是一门独立的综合性、交叉性学科，我国应更加注重对机电一体化产品的自主开发与技术创新，利用高新技术对机电一体化产品进行创新设计，推进产品设计的智能化，自动化和快速化，才能赶上或超过世界发达国家机电一体化水平，提高产品的市场竞争能力。机电一体化的前景更趋向于环保化，智能程度更高，体积也更小、更方便的方向发展。
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发展机电一体化的重要性(一)
一、Mechatronics概述
&回顾自己五年的学习内容，结合自己的专业，查找资料知道当今世界电子产品迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。
&我们已经进入了一个新的世纪──21世纪。回顾过去的20世纪，人类的经济和科学技术发展成果超过了过去所有世纪的总和。传统的学科正在脱胎换骨，新的学科不断问世，技术的融合程度比任何一次技术革命都高。机电一体化技术产生于这一背景之下，自然符合科技发展的规律，也是机械学科发展的必然结果。它使古老的机械工业焕发青春，也对社会的发展产生着极为深刻的影响。
&Mechatronics一词最早（20世纪70年代初）起源于日本。它取英语Mechanics（机械学）的前半部和Electronics（电子学）的后半部拼合而成，字面上表示机械学与电子学两个学科的综合，我国通常称为机电一体化或机械电子学。但是，“机电一体化” 并非是机械技术与电子技术的简单叠加，而是有着自身体系的新型学科。& 目前，人们对“机电一体化” 存在着各种不同的认识，随着生产和科学技术的发展“机电一体化” 本身的涵义也还在被赋予新的内容。因此，“机电一体化” 这一术语尚无统一的定义，不过其基本概念和涵义可概括为：机电一体化是在大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展，向传统机械工业领域迅速渗透，机械电子技术深度结合的现代工业基础上，综合应用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号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结构目标，合理配置布局机械本体、执行机构、动力驱动单元、传感测试元件、控制元件、微电子信息接收、分析、加工、处理、生产、传输单元和线路以及衔接接口文件等硬件元素，并使之在软件程序和微电子电路逻辑的有目的的信息流向导引
(一) Mechatronics的发展历程
&1.数控机床的发展
&2.微电子技术
&3.可编程序控制器（PLC）
&4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.
&(二) Mechatronics 发展趋势&
&1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.
&2.自律分配系统化――柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
&3.全息系统化――智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
&4.“生物一软件”化―仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物――系统”，而生物的特点是硬件(肌体)――软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
&5.微型机电化――微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
二、典型的Mechatronics产品
&机电一体化产品分系统(整机)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、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
三、我国发展“Mechatronics”面临的形势和任务
&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。
&&(一)我国“Mechatronics”工作面临的形势
&1.&我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度
&2.&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。
&3.&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政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”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。上佳的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
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机电一体化毕业论文
编辑:唐萍&
　　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。下面是yjbys小编为您搜集整理的机电一体化毕业，希望能对您有所帮助。
　　论文题目：传统机械加工机床机电一体化改造分析
　　摘要：传统机械加工技术已远远满足不了如今的发展需求，机电一体化作为应用机械技术和电子技术于一体的系统技术，体现出了巨大的优势。本文从分析机电一体化现状出发，深入研究探讨如何进行传统机械加工机床机电一体化改造，并阐述了传统机械加工机床机电一体化改造的重要意义。
　　关键词：传统机械 机床加工 机电一体化 改造
　　伴随着计算机和数控技术的飞速发展，传统的机械加工技术已经跟不上时代发展的脚步，满足不了时代发展的需求。近年来，机械工程技术、微电子技术和计算机等技术走进机械制造行业，机械工程技术与微电子技术的结合便形成了机电一体化技术。它作为一门跨学科的复合技术成为改造传统机械加工机床的大势所趋。目前，相对发达的国家数控机床可高达25%以上，我国却还不到1%，我国已远远落后。进行机电一体化改造，能够满足多品种、小批量、复杂零件加工的需要。不仅如此，它还能够提高加工精度和生产效率，大大降低生产成本、缩短生产周期。这完全符合我国国情和发展实际。由此可见，进行传统机械加工机床机电一体化改造势在必行。鉴于此，本文通过对机床机电一体化现状的全面分析，研究探讨进行机电一体化改造的有效方法及优势，并总结了对传统机械加工机床机电一体化改造的重要意义。
　　一、机床机电一体化发展现状分析
　　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] 美国和日本对于机电一体化技术的应用已经走在了世界的前列，他们的数控机床、工业机器人、智能机器人等几乎占据了本国所有的制造业领域。这些国家应用计算机集成制造系统，将经营决策、产品开发、生产准备、生产实验以及经营管理进行动态综合管理。并将激光技术引入机电一体化领域，实现了激光技术、机械制造技术与电子技术的完美结合。除此之外，通过加大对科研的投入，还促进了微细加工技术和装备的迅猛发展。然而，我国的机电一体化现状与这些发达国家相比则是另一番风景：我国经历了二三十年的探索研究才掌握了数控的关键技术并发展了数控产业。在工业机器人制造及应用方面，我国现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术，可生产部分机器人的关键元器件，并开发出喷漆、焊接、装配、搬运及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。[2] 虽然我国的一些高等院校、科研机构在工业机器人的研究方面始终没有停止前进的脚步，我国的机器人研制和应用取得了骄人的成绩，但是与日本、美国等发达国家相比，还存在着十分明显的差距。在计算机集成制造方面，在清华大学首建CIMS工程研究中心后，我国已相继在多个省份和多个行业实施CIMS示范工程，这一举动极大地推进了我国计算机集成制造的发展。但是传统机械加工机床进行机电一体化改造面临着许多限制因素，具体体现在：一是对于规模较小的企业而言，其不具备购买十分昂贵的数控机床的实力。一旦一次性投资了数控机床，其就是去了流动资金，将会严重限制企业的发展。二是多数企业现有的普通机床已经基本能够满足其生产的需要，对其而言再投资购买数控机床就会造成普通机床的闲置和浪费。三是购买数控机床到安装调试周期较长，不适宜已经投入生产运营的企业。四是一些企业认为数控机床功能虽然完善，但有些功能对其而言实属浪费，因为这些功能几乎用不上。
　　二、对传统机械加工机床机电一体化改造分析
　　基于以上现状，我们必须走运用数控体系对普通机床进行改造的道路。对传统机械制造机床机加工进行机电一体化改造通常有两种方法：一是以微机为中心设计控制系统。二是采用标准的步进电动机数字控制系统作为主要控制装置。但通常都是对传统机械加工机床某个部位给予特定改造，采取微机控制系统，让传统机械加工机床具备数控加工的能力。[3] 也就是说通常采取以微机为中心设计控制系统的方法。这种方法进行改造具有以下优势：
　　一是为企业节省大量资金。这种对传统机械加工机床改造的方法较之购买新的数控机床能够节省大量资金，这是因为新的数控机床价格比较昂贵，采用这种改造方法能帮助企业节省60%-80%的资金，这无疑大大降低了企业的经营成本。
　　二是缩短了企业的等待周期。数控机床生产需要根据企业的特定定制需求进行，即便是无需特殊定制的数控机床也具备较长的交货周期。对于企业而言，时间就是金钱。如果因交货期太长而耽误生产，直接影响到其产品的交货期，这将会因合同违约而给企业带来不必要的损失和麻烦。但是采取这种改造方法就缩短了因数控机床交货期长的等待时间，对企业而言是非常有利的。
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