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機電一體化認識,機電一體化課程,機電一體化裝備
機電一體化技術(shù)是現代機電行業(yè)的新興學(xué)科,也是我國機械工業(yè)的重要增長(cháng)點(diǎn)。而自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)等正是機電一體化的主要組成部分。
機電一體化實(shí)驗室為綜合機械技術(shù)、計算機信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)等技術(shù)為一體的實(shí)驗室�？蛇M(jìn)行機電一體化專(zhuān)業(yè)、電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐和教學(xué)。
機電一體化又稱(chēng)機械電子學(xué)，機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息
機電一體化技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機地結合，并綜合應用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)。是現代化的自動(dòng)生產(chǎn)設備幾乎可以說(shuō)都是機電一體化的設備。
機電一體化專(zhuān)業(yè)在 機械技術(shù)、電腦技術(shù)、系統技術(shù)、自動(dòng)技術(shù)、傳感技術(shù)、伺服技術(shù)等方面都有涉及，總體前景看好。
機電一體化又稱(chēng)機械電子工程，是機械工程與自動(dòng)化相互融合的一門(mén)專(zhuān)業(yè)。是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合。
機電一體化技術(shù)專(zhuān)業(yè)應用領(lǐng)域廣泛。畢業(yè)生主要可從事數控設備的維護、調試、操作、制造、安裝和營(yíng)銷(xiāo)等技術(shù)與管理工作，就業(yè)崗位群大。該專(zhuān)業(yè)培養具有機械、電子、液（氣）壓一體化技術(shù)基本理論，掌握機電一體化設備的操作、維護、調試和維修，掌握應用機電一體化設備加工的工藝設計和加工工藝的基本方法和基本技能的工程技術(shù)人才。還包括電、車(chē)、鉗三種工人的職業(yè)。
一、機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢
自電子技術(shù)一問(wèn)世，電子技術(shù)與機械技術(shù)的結合就開(kāi)始了，只是出現了半導體集成電路，尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后，"機電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展，引起了人們的廣泛注意。
（一）機電一體化"的發(fā)展歷程。
1、數控機床的問(wèn)世，寫(xiě)下了"機電一體化"歷史的第一頁(yè)；
2、微電子技術(shù)為"機電一體化帶來(lái)勃勃生機；
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(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階。
（二）機電一體化"發(fā)展趨勢
1、光機電一體化。一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機電一體化系統的傳感系統、能源（動(dòng)力）系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。
2、自律分配系統化——柔性化。未來(lái)的機電一體化產(chǎn)品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發(fā)事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個(gè)子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據不同的環(huán)境條件作出不同反應。其特點(diǎn)是子系統可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力（柔性），又不因某一子系統的故障而影響整個(gè)系統。
3、全息系統化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4、“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴(lài)性很大，并且往往在結構上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩定的。這有點(diǎn)類(lèi)似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當控制系統（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現的一些生物體優(yōu)良的機構可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱(chēng)為“生物——軟件”或“生物——系統”，而生物的特點(diǎn)是硬件（肌體）——軟件（大腦）一體，不可分割�？磥�(lái)，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統化發(fā)展趨，但有一段漫長(cháng)的道路要走。
5、微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區分機械部分和控制器了。屆時(shí)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，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。
二、典型的機電一體化產(chǎn)品
機電一體化產(chǎn)品分系統（整機）和基礎元、部件兩大類(lèi)。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車(chē)電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專(zhuān)用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現狀、發(fā)展趨勢、市場(chǎng)前景分析從略。
下面談一下我國發(fā)展“機電一體化”面臨的形勢和任務(wù)
機電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統產(chǎn)業(yè)，其目的是節能、節材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數字化、智能化機電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
（一）我國“機電一體化”工作面臨的形勢
1、我國用微電子技術(shù)改造傳統工業(yè)的工作量大而廣，有難度。
2、我國用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。
3、我國用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責任重，有意義。在我國工業(yè)系統中，能耗、耗水大戶(hù)，對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)還占相當大的比重。近年來(lái)我國的工業(yè)結構、產(chǎn)品結構雖然幾經(jīng)調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導部門(mén)的政出多門(mén)問(wèn)題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據市場(chǎng)需要和用戶(hù)反映時(shí)產(chǎn)品結構和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調整、改革，而無(wú)須改換設備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現文明生產(chǎn)。
另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國研制、開(kāi)發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長(cháng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數量、檔次、質(zhì)量都不能滿(mǎn)足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
（二）我國“機電一體化”工作的任務(wù)
我國在機電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話(huà)：一句話(huà)是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統產(chǎn)業(yè)；另一句話(huà)是大張旗鼓地開(kāi)發(fā)機電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代�？偟哪康氖谴龠M(jìn)機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國產(chǎn)業(yè)結構和產(chǎn)品結構調整作貢獻。
總之，機電一體化技術(shù)既是振興傳統機電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開(kāi)啟我國機電行業(yè)產(chǎn)品結構、產(chǎn)業(yè)結構調整大門(mén)的鑰匙。
2、機電一體化認識
一、機電一體化的基本概念
機電一體化是在以機械、電子技術(shù)和計算機科學(xué)為主的多門(mén)學(xué)科相互滲透、相互結合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機電一體化產(chǎn)品是在機械產(chǎn)品的基礎上，采用微電子技術(shù)和計算機技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類(lèi)技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅動(dòng)技術(shù)以及系統總體技術(shù)基礎之上的一種高新技術(shù)。與傳統的機電產(chǎn)品相比，機電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。機電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監視、報警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護等功能。在工作過(guò)程中，遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著(zhù)提高設備的使用安全性。
（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動(dòng)作，使之不受機械操作者主觀(guān)因素的影響，從而實(shí)現最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機電一體化產(chǎn)品實(shí)現了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數控機床對工件的加工穩定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機床提高5～6倍。
（三）使用性能改善。機電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著(zhù)減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實(shí)現，系統可重復實(shí)現全部動(dòng)作。高級的機電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對象的數學(xué)模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實(shí)現自動(dòng)最優(yōu)化操作。
（四）具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產(chǎn)品跳出了機電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復合技術(shù)和復合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補償、自動(dòng)校驗、自動(dòng)調節、自動(dòng)保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿(mǎn)足用戶(hù)需求的應變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調、選擇性脫扣、正常通過(guò)電流與脫扣時(shí)電流的測量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應用范圍大為擴大。
（五）調整和維護方便。機電一體化產(chǎn)品在安裝調試時(shí)，可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現工作方式的改變，以適應不同用戶(hù)對象的需要以及現場(chǎng)參數變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機電一體化產(chǎn)品的控制系統中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執行程序，然后根據不同的工作對象，只需給定一個(gè)代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗和自動(dòng)監視功能可對工作過(guò)程中出現的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復正常。
機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的所有領(lǐng)域，因此，機電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，而且還在不斷地增加。按照機電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類(lèi)。
①數控機械類(lèi)。主要產(chǎn)品包括數控機床、機器人、發(fā)動(dòng)機控制系統以及全自動(dòng)洗衣機等。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執行機構為機械裝置。
②電子設備類(lèi)。主要產(chǎn)品包括電火花加工機床、線(xiàn)切割機、超聲波加工機以及激光測量?jì)x等。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執行機構為電子裝置。
③機電結合類(lèi)。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機、形狀自動(dòng)識別裝置、CT掃描診斷機以及自動(dòng)售貨機等。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執行機構為電子裝置和機械裝置的有機結合。
④電液伺服類(lèi)。主要產(chǎn)品為機電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬(wàn)能材料試驗機。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執行機構為液壓驅動(dòng)的機械裝置，控制機構是接受電信號的液壓伺服閥。
⑤信息控制類(lèi)。主要產(chǎn)品包括傳真機、磁盤(pán)存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復印機等。這類(lèi)產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執行機構的動(dòng)作由所接收的信息類(lèi)信號來(lái)控制。除此之外，機電一體化產(chǎn)品還可根據機電技術(shù)的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類(lèi)。
二、機電一體化產(chǎn)品的構成及特點(diǎn)
機電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內部各組成部分功能的協(xié)調和綜合來(lái)共同實(shí)現的。從其結構來(lái)看，機電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現這種多功能一般需要機電一體化產(chǎn)品具備五種內部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測功能、控制功能和執行功能，而實(shí)現這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構成了機電一體化產(chǎn)品的總體或系統。
（一）機械系統。機電一體化產(chǎn)品的機械系統包括機身、框架、機械傳動(dòng)和聯(lián)接等機械部分。這部分是實(shí)現產(chǎn)品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿(mǎn)足機電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。
（二）動(dòng)力系統。動(dòng)力系統為機電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅動(dòng)執行機構工作以完成預定的主功能。動(dòng)力系統包括電、液、氣等動(dòng)力源。機電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機及驅動(dòng)電路等。
（三）傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產(chǎn)品在運行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時(shí)利用檢測系統的功能對這些物理量進(jìn)行測定，為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量?jì)x器或儀表來(lái)實(shí)現，對其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測精度高、抗干擾等。
（四）信息處理及控制系統。根據機電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統接收傳感與檢測系統反饋的信息，并對其進(jìn)行相應的處理、運算和決策，以對產(chǎn)品的運行施以按照要求的控制，實(shí)現控制功能。機電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。
（五）執行機構。執行機構在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現產(chǎn)品的主功能。機電一體化產(chǎn)品的執行機構一般是運動(dòng)部件，常采用機械、電液、氣動(dòng)等機構。執行機構因機電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)和作業(yè)對象不同而有較大的差異。執行機構是實(shí)現產(chǎn)品目的功能的直接執行者，其性能好壞決定著(zhù)整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調，共同完成所規定的目的功能。在結構上，各組成部分通過(guò)各種接口及其相應的軟件有機地結合在一起，構成一個(gè)內部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。
3、機電一體化認識
【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡(jiǎn)述了機電一體化技術(shù)的基本結構組成和主要應用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。
現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機電一體化的核心技術(shù)
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著(zhù)手：
（一）機械本體技術(shù)
機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮�，F代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結構上加以改進(jìn)，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現驅動(dòng)系統的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)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(zhù)直接的關(guān)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(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機電一體化與微電子學(xué)的顯著(zhù)進(jìn)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(jìn)一步發(fā)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(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問(wèn)題。
（四）驅動(dòng)技術(shù)
電機作為驅動(dòng)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(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內部裝有編碼器的電機以及控制專(zhuān)用組件—傳感器—電機三位一體的伺服驅動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計算機進(jìn)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(jiǎn)化設計。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)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(wèn)題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)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(shù)的主要應用領(lǐng)域
（一）數控機床
數控機床及相應的數控技術(shù)經(jīng)過(guò)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，具體表現在：
1、總線(xiàn)式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線(xiàn)的體系結構。
2、開(kāi)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(hù)的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線(xiàn)診斷、模糊控制等智能機制。
4、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(shí)也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實(shí)現多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺機床同時(shí)完成多個(gè)獨立加工任務(wù)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中去。
6、系統的多級網(wǎng)絡(luò )功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二）計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實(shí)現不是現有各分散系統的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線(xiàn)，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實(shí)驗到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機結合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）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(pán)、自動(dòng)搬運小車(chē)和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)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(chǎn)。
（四）工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱(chēng)示教再現機器人，它們只能根據示教進(jìn)行重復運動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現出低級智能，已開(kāi)始走向實(shí)用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動(dòng)，與第5代計算機關(guān)系密切。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀(guān)國內外機電一體化的發(fā)展現狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機電一體化將朝著(zhù)以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動(dòng)化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)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(chuàng )造了條件，有力地推動(dòng)著(zhù)機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類(lèi)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(dòng)。
（二）系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線(xiàn)結構。系統可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現多子系統協(xié)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(shí)現遠程及多系統通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò )正逐漸被采用。未來(lái)的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據一些生物體優(yōu)良的構造研究某種新型機體，使其向著(zhù)生物系統化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱(chēng)微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細操作，故在生物醫學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠(chǎng)家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)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(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴大生產(chǎn)規模。
（五）網(wǎng)絡(luò )化
網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，面向網(wǎng)絡(luò )的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò )的普及，基于網(wǎng)絡(luò )的各種遠程控制和監視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產(chǎn)品應運而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標是使產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個(gè)生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現代制造業(yè)的可持續發(fā)展模式。
綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結晶，是社會(huì )生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發(fā)生著(zhù)革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動(dòng)機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
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