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机 电 一 体 化 的 发 展 和 应 用
长春工业大学机电一体化2009级
阿拉腾那木日
内容摘要 ；现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了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。
迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，并以蓬勃的生机向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。
关键词：历史 、应用、发展趋势
一、机电一体化技术发展历程
自电子技术一问世，电子技术与机械技术的结合就开始了，只是出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，“机电一体化”技术之后有了明显进展，引起了人们的广泛注意。
“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时及70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将“机电一体化技术”与“机械电子学”并用，近年来“机电一体化”更流行使用。
80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后，使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。
从系统科学的观点来看，机电一体化产品又可称之为机电一体化系统，它是集机械元件和电子元件于一体的复合系统。
信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库，连洗衣机和其他消费品也用上了数据
库驱动系统。这样，对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设
计和控制的实施日显重要。此外，光学也进入了机电一体化，产生了“光机电一体化”的新
领域。进入90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒
体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两
用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光
刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为
特点的机电一体化新分支“微机电一体化”。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入
了21世纪
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、机电一体化技术的主要应用领域
1、 数控机床
数控机床及相应的数控技术经过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:
总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多C PU、多主总线的体系结构。
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。
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。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。
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。
2、计算机集成制造系统(CIMS)
C IM S的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
3、柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
4、 工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。 三机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展。
1、智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
2、 系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除R S232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。
3、 微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm 3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。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。
4、模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
5、 网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。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。
6、 绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
五、我国发展“机电一体化”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。
四、我国“机电一体化”面临的形势及任务与其相应对策
一、形势：我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度
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。 二，任务
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。
三，对策
1、加强统筹安排，协调发展计划
目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车！
2、强化行业管理，发挥“协会”作用
目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试≮≯点和有关项目的发标、招标工作„„
3、优化发展环境、增大支持力度
优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好
资源要素等。
增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
4、突出发展重点，兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子（计算机）装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
1、 机电一体化技术，李建永 ，北京：科学出版社，2004
2、 机电控制，李运华，北京：北京航空航天大学出版社，2003
3、 微光机电系统国内外研究进展，光机电信息，梁进秋，2000，4. 宋云夺编译，光机电一体化业的未来，光机电信息，2003
摘要：机电一体技术是一种创新性以及综合性质的技术，融合了机械技术、微电子、传感器技术、信息技术以及接口技术，一体化技术不但是机械系的学生需要高度重视以及加强学习的内容，与此同时，机电一体化技术也是机械生产的重要核心。机械生产需要大量的人力以及物力，因此，促使电子技术以及机械技术相互融合，对于节约生产成本以及提升生产效率都有着十分重要的意义，通过电脑控制促使管理更加科学合理，有助于控制机械生产，以及有效降低机械事故。
关键词：机电一体化；技术；智能制造；运用
由于目前我国的综合国力正在日益增强，与此同时，我国的科技水平得到较大的提升，在智能制造当中需要加强机电一体化技术的研究。在工业生产当中，加强对机电一体化技术的应用，对于提升工业水平具有十分重要的意义。机电一体技术属于一种创新性的技术，也是将多种技术相互融合之后产生的一种结果。在我国的工业生产方面，机电一体化技术处于核心以及主导的地位，机电一体化技术在自动化机械以及计算机集成，与此同时，机电一体化技术在生产线和建筑上也得到了极其广泛的应用，机电一体化技术促使电子、机械等相互融合。对于智能制造行业而言，机电一体化技术的作用比较强大，机电一体化技术不但能够有效提升产品质量，而且可以有效提升生产的效率。所以，机电一体技术逐渐向着智能化、人性化和微型化的方向发展，对于企业以及社会都有着十分重要的作用。
１机电一体化技术基本含义
机电一体化技术不仅包括机械制造技术以及信息处理技术，同时也包括传感控制技术以及自动控制技术等传输技术，是一项拥有多项专利知识的智能科学技术，在技术的研发过程中需要将各类高新技术联系在一起，结合相应的技术应用目标对技术实施过程进行控制和优化，提高整个技术系统资源的配置效率，提高系统运行的整体效率，并在高质量运行的同时降低系统的能耗。机电一体化技术在机构组成上主要包括机身、框架以及各类连接设施，在连接过程中，运用自身传感设备对系统的运行参数和运行状态进行设定，通过对信号的控制将相关数据以及信息转化为可用于传输的信号，再对接收到的信号进行信息技术处理，将信号转化为可以识别的信息；机电一体化技术系统主要的驱动力量就是对相关信息的控制和操作，在操控过程中掌握各种信息的主要功能；机电一体化技术系统在执行过程中，要根据各种信息要求对相关动作进行控制和命令，确定相应的系统目标并建立起对应的指令从而确保系统运行的稳定性；机电一体化控制系统执行部分主要是由机械、电测和电液等几部分组成；机电一体化控制系统在信息传输过程中要根据既定的信息目标要求进行信息的加工、处理和传输，在传输过程中要严格按照相关程序进行操作，确保传输过程的安全性和稳定性；自动控制技术包括计算机、可编辑控制器以及逻辑电路等，机电一体化信息技术系统主要是将上述部分整合起来，明确各个部分之间的分工合作关系，通过合理的分工与合作有效提高整个系统的运行效率，符合相关工作的实际需求。
２机电一体化技术的发展现状分析
机电一体化技术主要是电子技术与机械技术的有效融合。机电一体化技术始于２０世纪６０年代，该项技术的出现主要是为了迎合当时工业信息化生产发展的需要，在起步阶段主要是依靠电子手段进行机械设备的控制活动，从而实现企业生产效率的提高。起初机电一体化技术相对简单，技术含量比较低，更多地应用于一些简单的小型设备。经过不断的改进和完善机电一体化技术与计算机信息技术等高科技技术有效结合在一起，２１世纪以来，机电一体化技术与信息技术和电子技术的结合程度愈加密切，逐步实现机电智能化的发展模式，促进企业生产效率的提高。目前在很多大型企业机电一体化技术的应用已经逐渐普及，包括机械、电子、控制、声学以及光学等多项技术。机电一体化技术的发展离不开相关科学技术的发展，在相关技术的配合拓展下机电一体化技术的发展更加适应经济社会建设发展的需要，逐步朝着智能化、模块化以及网络化的方向发展。现阶段，机电一体化技术能够实现对人类大脑的模拟。对生产过程进行判断分析，结合实际情况给出相应的操作指令并对生产活动进行操作控制，推进生成过程的人性化发展，这样能够有效节约大量的人力成本，降低工人的劳动负担。随着经济全球化的不断扩展，机电一体化技术已经扩散至全球诸多经济领域，随之而来的是机电一体化技术的新含义和新模式，在不断实践应用的过程中远程控制技术和远程监视技术已经被广泛应用到机电一体化操作中，并针对经济发展的实际情况在不断改进完善，不断突破企业生产的模式限制，为企业的经济活动创造出更高的经济价值。
３智能制造技术及技术的发展研究
随着经济社会的不断建设和发展，现代科学信息技术也在不断进步，机械制造技术必须要与时俱进，不能够仅仅局限于传统的技术发展模式，通过对自身技术手段的改革和创新来不断提高技术的实用性。目前，随着机械化生产规模的逐步扩大，经济发展对于机械的使用提出了多样化的需求，为了满足多种需求，设计者必须要对生产技术进行改造，提高生产技术的生产效率。现阶段，机械制造技术发展的主流方向就是智能制造技术，该技术主要是利用机械设备本身的驱动装置对设备进行控制和操作，并结合实际情况进行程序设定，以此来提高机械的智能化性能，这也是当前机械技术发展的主要方向。智能制造技术可以存储更多的信息数据，并对生产过程的信息进行实时监控，及时发现生产过程中可能存在的问题并制定相应的解决方案，方案的制定过程往往具有特定的程序从而保证方案的科学性和完整性。智能制造技术有效规避了传统制造技术中的很多缺点，能够有效提高产品的生产质量，确保产品生产具有较高的合格率，并且产品本身具有较高的科技含量。现阶段，智能制造技术与三维动态演示以及模拟技术的结合程度在不断加强，并且在使用过程中提高了对计算机信息技术的应用频率，多种技术的有效结合和应用大大提高了对产品的设计和控制效率，确保生产过程严格按照设计图纸进行。随着智能制造技术的不断发展，人机互动成为了可能，智能制造技术对产品的各个生产环节进行控制和监督，降低了人工劳动的负担，同时降低了错误发生的机率，对于劳动力成本不断上升的今天，该项技术的发展无异于从根本上降低了企业的生产成本，提高了企业的经济效益。除此之外，针对一些污染相对较重的特殊类型企业，智能制造技术的使用能够最大程度上降低安全隐患，从而实现企业生产活动的安全进行。很多特殊类型的企业必须要依靠职能制造技术来完成很多人工无法完善的操作，与此同时智能制造技术还具有极高的准确性，能够保障生产过程的准确性和安全性。
４机电一体化技术与智能制造技术的相互结合
随着经济社会的不但发展，生产活动对技术的要求也在不断提高，目前智能制造技术已经广泛应用到各个生产企业中。其中，机电一体化技术与智能制造技术的结合最为紧密，信息技术的不断发展更为二者提供了更加广阔的发展空间。二者在结合过程中必然会涉及到核心技术的应用，作为智能控制技术的核心技术之一，传感技术如果能够得到充分的发挥和利用无疑会大大提高系统的灵敏性和准确性，同时还能够有效避免传感器被其他不相干信号干扰。另外，简单的传感器设备还存在很多漏洞，必须要结合实际情况建立传输感应系统，从根本上提高目标信息的收集效率，保证信息传输的安全性和稳定性。结合当前生产制造的实际情况来看，大多数企业都采用非接触性的检测技术和光纤电缆传感技术，在技术上大多是采用统一的接口，这样的设计行为将安装难度大大降低，因此主要适用于低成本的串行接口。经济建设的综合指标中机械制造占据着重要的位置，对国家三大产业的发展具有重要的作用，在我国机电一体化技术最早应用于数控领域时就对智能控制技术提出了相关的要求，这其中还涉及到模拟、信息处理等多项技术。生产期间，智能控制技术可以对系统多个生产环节建立起相应的信息处理程序，并对整个生产过程进行优化和控制。现阶段大部分的数控机床都采用的是ＣＰＵ以及总主线的结构模式，通过对相关线路的诊断以及相应的模糊测试技术并集合相应的大型存储设备来实现系统整体的提高数控能力，并利用先进的信息技术建立多维仿真画面，提高对整个系统控制的灵活性。
５数控生产领域中智能制造技术的应用
现阶段随着经济社会的不断建设和发展，科学技术也有了突飞猛进的变化，其更新的速度也在不断提高，在这样的大背景下国内的机电自动化技术也有了跨越式的发展，相应的针对数控技术的新要求也在不断增加，要求的标准也越来越高，其中最关键的就是要求数控技术要具备足够的延展性，结合数控技术充分的延展性构建起信息系统数据库，利用智能信息数据库中的数据进行程序编制，例如，结合相应的智能信息系统完成数控领域中的繁杂计算以及结构计算，实现对相关数据的准确分析和把握，同时根据相应的原理知识进行合理推理，完成对生产作业实际情况的准确判断，及时找出系统中的故障信息并针对实际情况给出相应的检修意见，确保整个机床运行的稳定性。
６结语
综上所述，在智能制造当中需要加强对机电一体化技术的研究，促使机电一体技术和智能技术相互结合，对于促进工业的发展具有十分重要的意义。与此同时，数控生产当中也可以加强对智能制造技术的研究。这样对于促进生产质量以及效率的提升都有重要的作用。
参考文献
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摘要：机电一体化技术对现代科技的影响至关重要，它是现代科技发展的必然结果，其逐步的成为了目前一切经济产业不可或缺的一部分，本文对其未来的发展趋势以及在各个领域当中的应用作了简要讨论，证明了，几点一体化技术在目前经济发展中的重要作用。
关键词：机电一体化；发展；应用
机电一体化技术带动了我国经济的发展，为我国经济技术实现自动化提供了可能，其发展和使用大大的降低了生产经营过程中的人力耗费，同时降低了在工作中的危险系数，为我国的煤矿、建筑等许多产业带来了很好地效益，因此对机电一体化的研究至关重要，加强其发展及推广力度，加大在企业当中的应用从而促进经济的发展。
一、机电一体化的发展背景
从总体上看，机电一体化技术的发展可以分成三个阶段:二十世纪六十年代以前可以视为第一阶段，运用机电一体化技术开发出来的产品不能够被广泛的推广。但是，人们在有意无意的情况卜己经开始运用简单的电r技术来完善产品的机械性能了尤其是在战争时期，电子技术和机械产品的完美结合，使得这项军用技术发挥出了重要的作用战争结束后，这项技术由以前的军用转变为民用，促进了战后经济的快速发展第二阶段的发展是在二十世纪七八十年代，在这一发展时期，几电一体化技术不仅得到了来自通信技术、计算机技术和控制技术等提供的技术基础，而且由于微型计算机和大规模集成电路的飞速发展，机电一体化还得到了充分的物质基础由此可见，蓬勃发展的机电一体化技术必将运用于国内外的各行各业中。
二十世纪九十年代以来，机电一体化技术己经开始向智能化的新阶段迈进在这个深入发展的阶段里，一些人上智能技术、光纤技术以及神经网络技术如雨后春笋般的迅速发展，给机电一体化技术打开了一片新的发展天地除此之外，机电一体化技术还涵盖了光学、通信技术以及微细加上技术等。
二、机电一体化的发展趋势
（一）绿色化
在如今高科技技术飞速发展的时代背景下，人们对生活水平的要求越来越高，在我们享受着美好环境带来的快乐的同时，也要主要对其环境的保护，避免生态环境的破坏以及物质资源的减少。所以，工业生产发展的绿色化标准越来越受我们共同追求的目标。一切绿色机电一体化的技术产品在当今时代一定会非常受欢迎，并且也将很好地发挥出其作用。
（二）智能化
如今是一个智能化水平相对比较高的社会，要想跟随上社会的步伐，就要在机电一体化技术当中加入人工智能，实现机电一体化的智能化。其实现智能化的方法包括加设一些控制理论基础以及引进源自于多方面的思维和方法。比如说：计算机科学技术、心理学等，虽然说机电一体化的产品是无法达到与人同等智能水平的，不过其中高性能的微处理器具是绝对可以生产出低级智能产品的。
（三）网络化
网络技术的产生和发展给我们的日常生活带来了很多的方便，而且由于网络技术的高科技性能其在工业生产以及科学技术等方面都有所涉及。伴随着网络技术的发展普及，在网络技术的基础上产生的高科技技术也在影响着我们的生活。比如说机电一体化体系中产品的远程监控终端设备在很多的领域当中都有所体现，随着计算机技术的使用和不断推广，使得人们足不出户就可以很好地享受到其机电一体化技术带来的优越特性，所以机电一体化技术逐步的走向网络化是必然的发展趋势。
（四）模块化
机电一体化向模块化方向的发展是一项非常重要而且很艰巨的工作。机电一体化中的各项内容种类繁多，要想对其进行任何研究或者进行开发其难度都很大，因此将机电一体化产品进行模块分割，划分单元是非常重要的，这不仅是一项非常困难而又复杂的工作，而且也是一项非常具有发展前景的工作。
三、机电一体化的应用
（一）在建筑材料中的应用
毕业设计（论文）
学 号：
郑州华信学院毕业论文
论文题目：浅谈机电一体化技术及应用研究
姓名：常鲁豫
班级：机电五班
学号：09020541
专业：机电一体化
指导教师：王丽娟老师
I
Abstract
The development of modern science and technology, a strong impetus to the different disciplines of cross-cutting and infiltration, resulting in the project areas and the transformation of the technological revolution. In the field of mechanical engineering, microelectronics and computer due to the rapid development of technology and industrial machinery to the infiltration formed by mechanical and electrical integration, machinery industry technical structure, product structure, functions and composition, mode of production and management system has undergone enormous changes, industrial production from the“ electric machinery” has entered a“ mechanical and electrical integration” for the characteristics of the development stage.
The so-called automation technology, refers to human use a variety of technical means and methods to replace people to complete a variety of testing, analysis, judgment and control work, with realistic expectations of the target, function. An automated system usually consists of a plurality of link elements, in order to complete the information acquisition, information transmission, information conversion, information processing and information executive functions, finally realizes the automatic operation of the target.
The electromechanical integration refers to the mechanism of function, power function, winner of information processing and control functions, the introduction of the electronic technology, mechanical devices and electronic design and software combined with the constraints of the system collectively. The parade of lack of talent, the company hired the electromechanical integration professionals, in the Shenzhen region for example: Foxconn, Samsung, Huawei, such as first-line enterprise has a large number of well-paid job employment prospects. The following is composed of the industrial control industry network for you to carry out integrated mechanical and electrical specialized employment prospect direction analysis.
Mechanical and electrical integration of modern science and technology is the inevitable result of the development, this article summarizes Mechatronics basic outline and the development background. At home and abroad was summarized the integration of machinery technology present situation, has analyzed the integration of machinery technology development trend. As the electrical and Mechanical Services Department of a student, future work will study mainly to electrical and mechanical, it is necessary to master the various electrical and mechanical expertise. I will be in a serious attitude towards the professional courses of study, improve their professional quality. I will introduce my understanding of motor.
Key words: mechanical and electrical integration, technology, application.
摘要：
煤矿机械的机电一体化技术包含了计算机控制、信息、通信以及电力电子等方面的内容。在我国煤矿产业高速发展的今天，机电一体化技术受到了人们的广泛关注。笔者分析了机电一体化技术的大致特点，介绍了其在煤矿机械中的应用，并总结了其在我国的发展趋势。
关键词：应用 煤矿 机电一体化技术
我国的煤矿机械行业不断追求技术革新，在此背景下机电一体化技术进入了人们的视野。机电一体化技术是一门结合了机械、计算机、信息等技术的新兴技术领域。煤矿开采领域的机电一体化技术旨在降低煤矿工人们的劳动强度，在大幅减低煤矿生产成本的同时提高企业的生产效率，并保障矿山开采的安全性。与此同时，机电一体化技术在企业的安全监控生产以及重型设备的维护工作中也起到了重要的作用，从而在一定程度上促进了企业的发展。
1、机电一体化技术
1.1机电一体化技术的相关介绍
机电一体化技术在主功能、动力功能以及控制功能的整合工作上有着突出的成绩，同时其引入了另外的先进技术如智能软件与微电子技术。机电一体化技术可以促使计算机、机械、微电子等技术的融合，从而形成最佳的匹配系统。30多年来，我国的机电一体化技术保持着稳定发展的态势，获得了一定的成绩。机电一体化技术产品的重要发展方向是智能化、微型化与系统化。煤矿行业的机电一体化技术的运用，将有利于企业开展节能减排的生产活动，同时也能促使企业提高生产安全性，从而增加企业的生产效益。
1.2机电一体化技术的发展历程
机电一体化的发展史大致可以分为3个阶段
（1）20世纪60年代之前的时期是机电一体化技术的第一发展阶段，然而彼时的军事原因在很大程度上阻碍了机电一体化技术的发展，在这个阶段中，机电一体化技术发展缓慢，其产品的开发研究能力处于较低的水平
（2）机电一体化技术的研究工作中的第二阶段是从20世纪70年代开始的，这一阶段可以称作机电一体化技术发展的黄金时期，彼时通信、控制技术以及计算机的高速发展为机电一体化产品提供了强大的技术支持，而在此过程中，大规模集成电路与微型计算机领域的长足进步也促进了机电一体化技术的发展。
（3）在20世纪90年代起，机电一体化技术进入了第三发展阶段。在这一阶段中，机电一体化技术向智能化的方向迈进。微细加工技术以及光学技术进入到机电一体化技术之中，从而产生了一些崭新的机电一体化技术的分支。我国的机电一体化技术经过几十年的发展取得了令人瞩目的成绩，但总体水平仍与国际先进水平有着较大的差距。
1.3在煤矿行业的机电一体化产品
煤矿是我国重要的战略能源，因此，国家给予了煤矿行业足够的重视，机电一体化产品进入到煤矿行业并应用于矿产机械对于我国的煤矿生产有着重要的意义。由于机电一体化产品的应用，供电设备、提升机以及电牵引采煤机等设备已经具备安全报警、图像监控以及自动监控等先进功能。因此，机电一体化技术在煤矿机械中的应用有利于提高矿山开采工作的安全性与效益性。
2、机电一体化技术在煤矿企业中的实际应用
2.1机电一体化技术在采煤机上的应用
在煤矿开采工作中，采煤机具有极其重要的作用，而电牵引采煤机的成功研制对于煤炭开采而言有着重要的意义。电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿机械上的典型应用，与传统的人力采煤机相比，电牵引采煤机拥有更大的牵引力，并且电牵引采煤机还具有整机效率高、维修量较少以及可靠性高等优点。
2.2带式输送机上的机电一体化技术
带式传送带在煤炭的运输方面有着重要的作用，我国目前已自主研发了多种类型的带式传送机，并在相关的输送机关键部件的研制工作中取得了突出的成绩，使得国产带式输送机的功能日趋完善，稳定性也得到了大幅的提高。
2.3机电一体化技术在煤矿企业安全生产监控系统上的应用
煤炭生产企业要始终坚持“安全第一，以人为本”的原则，因此，煤矿企业必须要具备功能完善，可靠性高的安全生产监控系统，而先进的机电一体化技术的出现为煤矿企业带来了福音。我国依据自身国情，自主研发了新一代的煤矿安全生产监控系统，其中有KJ90和KJ95系统，这两大系统在促进监控系统智能化与提高煤矿生产可靠性方面有着重要的作用。
2.4机电一体化技术在煤矿提升机上的应用
机电一体化技术在提升机上的应用的最大成果便是交直流全数字化提升机的研发使用。先进的机电一体化技术使得内装式提升机的驱动与滚筒的结构融合在一起，从而达到整合机械、自动控制与通信等技术的目的。目前我国自主研发的全数字化提升机，拥有先进的系统，且可靠性高、性能出色。
3、先进的机电一体化技术在煤矿机械中的应用前景
3.1大幅提高煤矿开采的经济效益
经济效益对于煤矿开采工作而言十分重要，如何提高煤矿开采的经济效益是煤矿企业所需重点考虑的问题。而机电一体化技术在煤矿机械中的应用，大幅地增强了煤矿机械的性能，提高了煤矿开采的效率，从而使得煤矿企业获得更加丰厚的经济效益，促进了当地经济的发展。
3.2为煤矿开采创造了更加安全的环境
传统技术条件下的煤矿开采工作主要依靠人工下井进行工作，这使得矿工们的生命财产无法得到有力的保障。而先进的机电一体化技术在煤矿开采行业应用后，大大地提高了煤矿机械的性能，使其在煤矿的提升、采掘以及运输的工作上发挥更加巨大的作用，从而将矿工们从危险的工作环境中解放出来，最大程度上降低矿工们患上职业病如尘肺病的几率，保障了矿工的身体健康[2]。
3.3促使煤矿开采效率的大幅提高
高效率是煤矿开采的追求，高效率的开采工作不仅可以节约资源、降低能耗，还能为煤矿企业带来巨大的经济效益。机电一体化技术在煤矿行业的应用，有效地提高了煤矿机械的性能与工作效率，由于其摒弃了落后的生产模式，因此，降低了煤矿工人们的工作强度，从而促使矿山开采工作的总体效率得到大幅的提高[3]。
3.4加速煤矿企业的改革
传统煤矿企业的生产方式与煤矿开采机械都相对落后，在我国煤矿需求日益增大与煤矿资源短缺的今天，煤矿企业应当积极改革生产方式与提高生产机械的性能。而先进的机电一体化技术在煤矿行业的应用，能给企业带来丰厚的回报，煤矿企业在激烈的市场竞争中必须不断提高创新能力，提高煤炭的利用效率，才能在市场竞争中获得有利地位。机电一体化技术拥有巨大的前景，可以促使煤矿企业积极引进人才，推进改革创新，不断深化机电一体化技术的应用，从而提升自身的竞争力，创造良好的经济效益[4]。总之，当前我国的煤矿机械设备在朝着程序化、信息化以及智能化等方向发展，机电一体化设备因其功率小，可靠性高等特点而被人们广泛应用于矿山开采工作中。机电一体化煤矿机械在降低生产人员的危险与提升煤矿企业的生产效率等方面作出了卓越的贡献。我国的机电一体化设备发展趋势是：增加机械的通信功能；研制多功能煤矿机器人；自主研发煤矿机械的核心配套设施。
4、结语
先进的机电一体化技术在煤矿机械上的应用，是我国科技创新的杰出成果，也是中国建设现代化煤矿企业的需要。机电一体化技术有利于完善我国煤矿企业的生产功能，提高其生产效率，保障生产人员的生命财产安全，从而提高企业的经济效益。