机电一体化论文

1、1, 国内外数控技术发展状况世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工 业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。 90 年代的全世界数控机床制造 业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初 开始已出现明显的回升， 在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。 如德国机床行 业从 2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同，生产任务饱满。20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术 在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952 年美国第 1 台数控铣床问世至今已经历了 50 个

2、年头。数控设备包括：车、铣、 加工中心、 镗、磨、冲压、电加工以及各类专机， 形成庞大的数控制造设备家族， 每年全世界的产量有1020万台，产值上百亿美元。世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工 业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。 90 年代的全世界数控机床制造 业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初 开始已出现明显的回升， 在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。 如德国机床行 业从 2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同，生产任务饱满。 我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统

3、产品 实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在 90 年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整， 经历了几年最困难的 萧条时期，那时生产能力降到 50，库存超过 4 个月。从 1995 年“九五”以后国 家从扩大内需启动机床市场， 加强限制进口数控设备的审批， 投资重点支持关键 数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在 1999 年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控 设备制造市场一派繁荣。从 2000 年 8 月份的上海数控机床展览会和 2001 年 4 月北京国际机床展览会上， 也可以看到多品种产品

4、的繁荣景象。 但也反映了下列 问题：（1）低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；（ 2） 高技术水平、全功能产品主要靠进口；（3） 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；（ 4） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；（5） 自行开发能力较差， 相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、 合资生 产或进口件组装。当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。 目 前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近 300 万台），但我们的机床数控化 率仅达到 1 9左右，这与西方工业国家一般能达到 20的差距太大。日本不 到 80 万台的机床却有近 10 倍于我国的制

5、造能力。数控化率低，已有数控机床 利用率、开动率低，这是发展我国 21 世纪制造业必须首先解决的最主要问题。 每年我们国产全功能数控机床 30004000 台，日本 1 年产 5 万多台数控机床， 每年我们花十几亿美元进口 70009000 台数控机床，即使这样我国制造业也很 难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从 “八五 ”、“九五” 就提出数控化改造的方针，在 “九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控 化改造的设备可达 810 万台，需投入 80100 亿资金，但得到的经济效益将 是投入的 510 倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现， 甚至还有美

6、国公司加入。 十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业 中投入6. 8亿元，用于对1. 21 . 8万台机床的数控化改造。数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展：第1阶段：硬件数控(NC)第1代：1952年的电子管第2代：1959年晶体管分离元件第3代：1965年的小规模集成电路第2阶段：软件数控(CNC)第4代：1970年的小型计算机第5代：1974年的微处理器第6代：1990年基于个人PC机(PC BASEO )第6代的系统优点主要有：(1) 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到5万小时以上；(2) 基于PC平台，技术进步快，升级换代容易；(3) 提供了开放式基础，可

7、供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很 宽的领域(如CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等)；(4) 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本 FANUC公司，1年生产5万套以上 系统，占世界市场约40 %左右，其次是德国的西门子公司约占15%以上，再次 是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的NUM，日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京 凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模 都较小，年产都还没有超过 300400套。近10

8、年数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。(1) 高速化由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由30004000r /min提高到800010000r /min，铣床和加工中心主轴转速由 4000 8000r /min 提高到 12000r /min、24000r / min、40000r /min 以上 快速移动 速度由过去的 10 20m /min 提高到 48m/min、60m /min、80m/min、120m /min在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机床的0. 5G (重力加速度)提高到1 . 52G,最高可达15G

9、，直线电机在机床上 开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。(2) 高精度化数控机床的定位精度已由一般的 0. 010. 02mm提高到0. 008mm左右，亚 微米级机床达到0. 0005mm左右，纳米级机床达到0. 0050. 01 ym ,最小 分辨率为1nm (0. 000001mm )的数控系统和机床已有产品。数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到1卩的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角处理 等。(3) 复合加工、新结构机床大量出现如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工各类异形零件。也派生出各新颖的 机床结构，包括6轴虚拟轴

10、机床，串并联铰链机床等。采用特殊机械结构，数控 的特殊运算方式，特殊编程要求。（ 4） 使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床 “如虎添翼 ”。如内冷钻头由于使 高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑， 在钻深孔时大大提高效率。 加工钢 件切削速度能达 1000m min ，加工铝件能达 5000m min。（ 5） 数控机床的开放性和联网管理， 已是使用数控机床的基本要求， 它不仅是 提高数控机床开动率、 生产率的必要手段， 而且是企业合理化、 最佳化利用这些 制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异 行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为 2

11、1 世纪制造 业发展的一个主要潮流。2, 数控技术的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化， 使制造业成为工业化的 象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大， 他对国计民生的一些重 要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行 业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。 从目前世界上数控技术及其装备发 展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面18。21 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高 产品的质量和档次， 缩短生产周期和提高市场竞争能力。 为此日本先端技术研究 会将其

12、列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP ）将其确定为21 世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产 30 万辆的生产节拍是 40 秒/辆，而且多品种加工是轿车 装备必须解决的重点问题之一； 在航空和宇航工业领域， 其加工的零部件多为薄 壁和薄筋， 刚度很差， 材料为铝或铝合金， 只有在高切削速度和切削力很小的情 况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料 “掏空”的方法 来制造机翼、 机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、 螺钉和其他联结 方式拼装， 使构件的强度、 刚度和可靠性得到提高。 这些都对加工装备提出了高 速、高精和高柔性的要求。从 EMO20

13、01 展会情况来看，高速加工中心进给速度可达 80m/min ，甚至更高， 空运行速度可达 100m/min 左右。目前世界上许多汽车厂， 包括我国的上海通用 汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国 CINCINNATI 公司的 HyperMach 机床进给速度最大达 60m/min ，快速为 100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 OOOr/min。加工一薄壁飞机零件， 只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需 3h，在普通铣床加工需8h ； 德国 DMG 公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达 12*!000r/mm 和 1g。 在加工精度方

14、面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由 10 ym提高到 5ym,精密级加工中心则从35ym，提高到11.5 ym,并且超精密加工精度 已开始进入纳米级 （0.01 y m。）在可靠性方面，国外数控装置的 MTBF 值已达 6 000h 以上，伺服系统的 MTBF 值达到 30000h 以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、 高精加工， 与之配套的功能部件如电主轴、 直线电机得到了快速 的发展，应用领域进一步扩大。2.2 5 轴联动加工 bsp;采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工， 可用刀具最佳几何形状进行切削， 不仅光 洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为， 1 台 5 轴联动

15、机床的效率可以等于 2 台 3 轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢 零件时，5 轴联动加工可比 3 轴联动加工发挥更高的效益。 但过去因 5 轴联动数 控系统、 主机结构复杂等原因， 其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍， 加之编 程技术难度较大，制约了 5 轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现， 使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化， 其 制造难度和成本大幅度降低， 数控系统的价格差距缩小。 因此促进了复合主轴头 类型 5 轴联动机床和复合加工机床（含 5 面加工机床）的发展。在 EMO2001 展会上，新日本工机的 5 面加工机床采用复合主轴头

16、，可实现 4 个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 轴加工可在同一台机 床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国 DMG 公司展出 DMUVoution 系列加工中心，可在一次装夹下 5 面加工和 5 轴联动加工，可由 CNC 系统控制 或 CAD/CAM 直接或间接控制。2.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统 中的各个方面： 为追求加工效率和加工质量方面的智能化， 如加工过程的自适应 控制，工艺参数自动生成； 为提高驱动性能及使用连接方便的智能化， 如前馈控 制、电机参数的自

17、适应运算、 自动识别负载自动选定模型、 自整定等；简化编程、 简化操作方面的智能化， 如智能化的自动编程、 智能化的人机界面等； 还有智能 诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。 目前许 多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的 NGC（The Next Generation Work-Station/Machine Control） 、欧共体的 OSACA（Op 和复合加工机床 en System Architecture for Control within Automation Systems） 、日本的 OS

18、EC（Open System Environment for Controller） ，中国的 ONC（Open Numerical Control System） 等。数控系统开放化已经成为数控系统 的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台 上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能）， 形成系列化， 并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中， 快速 实现不同品种、 不同档次的开放式数控系统， 形成具有鲜明个性的名牌产品。 目 前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统 功能库以及数控系统功能软件开发

19、工具等是当前研究的核心。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。 数控装备的网络化 将极大地满足生产线、 制造系统、 制造企业对信息集成的需求， 也是实现新的制 造模式如敏捷制造、 虚拟企业、 全球制造的基础单元。 国内外一些著名数控机床 和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机， 如在 EMO2001 展 中，日本山崎马扎克（ Mazak） 公司展出的 “CyberProduction Center （”智能生产 控制中心，简称CPC）;日本大隈（Okuma ）机床公司展出“IT plaza （信息技 术广场，简称 IT 广场）；德国西门子 （Siemens） 公

20、司展出的 Open Manufacturing Environment （开放制造环境，简称 OME ）等，反映了数控机床加工向网络化 方向发展的趋势。2.4 重视新技术标准、规范的建立关于数控系统设计开发规范如前所述， 开放式数控系统有更好的通用性、 柔性、适应国纷纷实施战略发展计 划，并进行开放式体系结构数控系统规范（OMAC、OSACA、OSEC）的研究和制 定，世界 3 个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定， 预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。 我国在 2000 年也开始进行中国的 ONC 数控系统的规范框架的研究和制定。关于数控标准 数控标准是制造业信息化

21、发展的一种趋势。数控技术诞生后的 50 年间的信息交 换都是基于 ISO6983 标准，即采用 G， M 代码描述如何（ how ）加工，其本质 特征是面向加工过程， 显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。 为此，国际上正在研究和制定一种新的 CNC 系统标准 ISO14649（STEPNC）， 其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制， 能够描述产品整个生命周期内 的统一数据模型，从而实现整个制造过程， 乃至各个工业领域产品信息的标准化。 STEP-NC 的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整 个制造业，将产生深远的影响。首先， STEP-NC 提出一种

22、崭新的制造理念，传 统的制造理念中， NC 加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下， NC 程 序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次， STEP-NC 数控系统还可大大减少加工图纸（约 75）、加工程序编制时间（约 35 ）和加工时间（约 50）。目前，欧美国家非常重视 STEP-NC 的研究，欧洲发起了 STEP-NC 的 IMS 计划 。参加这项计划的有来自欧洲和日本的 20个 CAD/CAM/CAPP/CNC 用户、厂商和学术机构。美国的 STEP Tools 公司是全 球范围内制造业数据交换软件的开发者， 他已经开发了用作数控机床加工信息交 换的超级模

23、型 （Super Model） ，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前 这种新的数据交换格式已经在配备了 SIEMENS 、 FIDIA 以及欧洲 OSACA-NC 数控系统的原型样机上进行了验证。2. 5 柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功 能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群 控系统能依据不同生产流程的要求， 使物料流和信息流自动进行动态调整， 从而 最大限度地发挥群控系统的效能。2. 6 工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝 着多轴、多系列控制功能方向发展。 数控机床的工艺复合化是指工件

24、在一台机床 上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多 表面的复合加工。 数控技术轴， 西门子 880 系统控制轴数可达 24 轴。 （4）实时智 能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务， 以确保任务在规定期限内完成。 而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智 能行为。 科学技术发展到今天， 实时系统和人工智能相互结合， 人工智能正向着 具有实时响应的、 更现实的领域发展， 而实时系统也朝着具有智能行为的、 更加 复杂的应用发展， 由此产生了实时智能控制这一新的领域。 在数控技术领域， 实 时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展

25、： 自适应控制、 模糊控制、 神 经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专 家系统、故障诊断专家系统、 参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节 系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、 动态前馈功能， 在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大 大提高，从而达到最佳控制的目的。2.7 功能发展方向(1) 用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用 户对界面的要求不同， 因而开发用户界面的工作量极大， 用户界面成为计算机软 件研制中最困难的部分之一。当前 INTERNET 、虚拟现实、科学

26、计算可视化及 多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。 图形用户界面极大地方便了非专业 用户的使用， 人们可以通过窗口和菜单进行操作， 便于蓝图编程和快速编程、 三 维彩色立体动态图形显示、 图形模拟、 图形动态跟踪和仿真、 不同方向的视图和 局部显示比例缩放功能的实现。(2) 科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交 流不再局限于用文字和语言表达， 而可以直接使用图形、 图像、动画等可视信息。 可视化技术与虚拟环境技术相结合， 进一步拓宽了应用领域， 如无图纸设计、 虚 拟样机技术等， 这对缩短产品设计周期、 提高产品质量、 降低产品成本具有重要 意义。在数控技术

27、领域，可视化技术可用于 CAD/CAM ，如自动编程设计、参数 自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿 真演示等。(3) 插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空 间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS 插补(非均匀有理 B 样条插补 )、样条插补 (A、 B、 C 样条)、多项式插补等。多种 补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、 与速度相关的前馈补偿、 温度补偿、 带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半 径补偿等。(4) 内装高性能 PLC 数控系统内装高性

28、能 PLC 控制模块，可直接用梯形图或高 级语言编程， 具有直观的在线调试和在线帮助功能。 编程工具中包含用于车床铣 床的标准 PLC 用户程序实例，用户可在标准 PLC 用户程序基础上进行编辑修改， 从而方便地建立自己的应用程序。(5) 多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具 有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体 技术可以做到信息处理综合化、 智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障 诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。2 .8 体系结构的发展(1) 集成化 采用高度集成化 CPU 、 RISC 芯片和大规模可编程

29、集成电路 FPGA、 EPLD 、 CPLD 以及专用集成电路 ASIC 芯片，可提高数控系统的集成度和软硬 件运行速度。应用 FPD 平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科 技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示， 成为和 CRT 抗衡的新兴显示技术，是 21 世纪显示技术的主流。应用先进封装 和互连技术， 将半导体和表面安装技术融为一体。 通过提高集成电路密度、 减少 互连长度和数量来降低产品价格， 改进性能，减小组件尺寸， 提高系统的可靠性。(2) 模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需 求，将基本模块，如 CPU 、

30、存储器、位置伺服、 PLC 、输入输出接口、通讯等 模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减， 构成不同档次的数控系统。(3) 网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一 台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示 在每一台机床的屏幕上。(4) 通用型开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、 嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集 成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭 式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工

31、工艺综合作 用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变 化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在 实时加工过程中动态调整加工过程变量。 加工过程中采用开放式通用型实时动态 全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、 CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智 能化、网络化。5|评论向TA求助 回答者：dujunming520 | 一级擅长领域：暂未定制参加的活动： 暂时没有参加的活动XXXxxXXXXXXXXX相关

32、内容? 2011-12-26谁能帮我写一篇专科机电一体化毕业论文一万字啊 非常感谢1? 2011-12-18求份机电一体化毕业论文不是百度一收一大堆的要带图的 字数多点1? 2011-12-27函授大专机电一体化毕业论文矿山机电跪求范文邮箱 1058583579qq.? 2011-12-20。急求一篇机电一体化毕业论文设计题目是并励直流电动机电? 2011-12-20求助机电一体化毕业论文一份1更多关于机电一体化毕业论文 的问题>> 查看同主题问题：机电一体化 毕业论文?机电一体化毕业论?2010-5-17求一个机电一体化毕业论文题目。注意是题目。简单点的。28?2011-10-4

33、求机电一体化毕业论文设计题目。?2008-12-9机电一体化毕业论文（100分）193?2011-11-5求有关机电一体化毕业论文题目? 2011-6-4求机电一体化毕业论文题目 冷冲模设计更多关于机电一体化毕业论文：题目的问题>>回答共3条 2009-3-4 13:56 上下班记得打卡|三级 机电的论文，要写好有点难度，呵呵需要设计吗？ ？0|评论XXXxXXXXxXXXXX2009-3-16 00:20 420049750 | 四级 毕业论文 一、机电一体化技术发展历程及其趋势自电子技术一问世 ,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

34、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 .（一）机电一体化 " 的发展历程1. 数控机床的问世 ,写下了 "机电一体化 "历史的第一页 ;2. 微电子技术为 "机电一体化 ''带来勃勃生机 ;3. 可编程序控制器、 "电力电子 "等的发展为 "机电一体化 "提供了坚强基础 ;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）机电一体化 " 发展趋势1. 光机电一

35、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

36、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

37、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

38、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、典型的机电一体化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 “机电一体化 ”面临的形势和任务 机电一体化工作主

39、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 “机电一体化 ”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

40、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） 我国“机电一体化”工作的任务 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，