【关键词】机电一体化；组织；施工
Statusanddevelopmentofthemechatronicstechnology
WanXing-li
(ShaanxiHanandTangDynastiesComputerCo.,LtdXi''anShaanxi710061)
【Abstract】Thecontinuousdevelopmentofmodernscienceandtechnology,hasgreatlypromotedthecross-penetrationofdifferentdisciplines,hasledtothetechnologicalrevolutionandthetransformationofthefieldsofengineering.TheadventofCNCmachinetools,andwrotethefirstpageofthehistoryofthe"mechatronics";microelectronictechnologyformechatronics,mechatronicsimplementation.
【Keywords】Mechatronics;Organizations;Construction
1.机电一体化概要
机电一体化是指传统的机电产品采用电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息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目标，合理配置与布局各功能单元，由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。机电一体化产品分系统和基础元、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。其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
2.机电一体化技术的发展历程
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。有些相关技术研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于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，称为快速发展阶段。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。机电一体化技术和产品得到了极大发展。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。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。
3.发展“机电一体化”面临的形势和对策
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。前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。
关键词：机电一体化制造技术发展趋势
1.绪论
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。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，以及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。
2.机电一体化概要
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，其还将被赋予新的内容。但它的基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术，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目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，就称为机电一体化系统或机电一体化产品。
因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护，等等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，而且是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
3.机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下。
3.1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
3.2模块化
模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但我们可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.3网络化
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育，以及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。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。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络（homenet）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（ComputerIntegratedApplianceSystem，CIAS），使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
3.4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.5绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富、生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。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，报废后能回收利用。
3.6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。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
关键词：单片机技术；机电一体化；特点；技术
集成电路制造技术推动了单片机技术的发展，随着单片机技术的发展，机电一体化技术也越来越成熟。机电一体化主要从系统方面，运用信息技术、自动控制技术、软件编程技术、计算机技术、微电子技术以及机械技术等综合技术，使机电技术有机结合，从而形成机电一体化技术。
1单片机技术的特点及在机电一体化技术中的作用
单片机是单片微型计算机的简称，对计算机的基本部件进行微型化，使基本部件以微机的形式集成在芯片上。芯片内包含定时器/计数器、CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、中断控制及系统时钟等。单片机具有体积小、功能强、功耗低等特点，性价比较高，更加易于推广及应用[1]。新型单片机可用于图象处理、信号处理、承担数据与数值分析及机器人智能控制等方面。微电子技术在机电一体化产品中广泛应用，使产品在节能、性能、质量及效率方面，表现出较高的水平。单片机具有较强的逻辑能力，操作指令丰富，与机电一体控制系统相适应。
2基于单片机的机电一体化技术
2.1机械技术特点
机械技术利用高科技更新概念，在性能、材料以及结构上进行变更，以此达到改善性能、提高精度、提高刚度、缩小体积及重量的目的。基于机械技术的机电一体化，在系统制造时，根据机械理论及经典的机械工艺，结合计算机辅助技术，采取人工智能化方式，形成机械制造技术。
2.2自动控制技术与计算机
自动控制技术主要包含人工智能技术、神经网络技术、专家系统技术、判断、决策、存取、运算及信息交换等计算机信息处理技术。将控制理论作为指导方向，对系统进行设计，设计的系统要经过现场调试及控制技术，如速度控制、自适应控制、高精度定位控制等。
2.3系统技术与接口技术
机电一体化的系统技术，是将整体的概念组织，应用到各种技术中，以全局角度以及系统目标为出发点，将总体经过分解，变成若干功能单元，并使之相互关联，以接口技术作为系统技术中的重要方向，接口技术是系统各部分实现有机连接的重要保障。
2.4传感检测技术与伺服技术
传感检测技术是机电一体化系统的感受器官，传感检测技术是自动调节及自动控制的关键所在。传感检测技术可以提高机电一体化系统的水平，在现代工程的应用中，传感器能精确快速地获取信息。伺服传动技术包括液压及电动等各种相关类型的传动装置，伺服系统包含电信号到机械动作的转换部件及装置，其对系统的功能、动态性能以及控制质量，起着决定性的作用。
3机电一体化技术分析
机电一体化是指在机构的信息处理功能、动力功能、主动功能及控制功能上结合电子技术，将电子化设计和软件与机械装置结合，所组成的体统总称。机电一体化系统是以众多技术支撑为基础的，它在诸多结构方面都有涉及。步进电机是基于单片机的机电控制系统，同时，它也是微缩的机电一体化技术应用系统。步进电机作为常规的机电控制执行机构，它的主要作用是把电脉冲转，化为角位移，例如：步进驱动器收到脉冲信号后，就会驱动步进电机转动，按设定的方向转动到固定角度。利用脉冲个数，对角位移量进行控制，以此保证定位的准确性；在调速过程中，应控制脉通频率，并以此控制电机转动的速度、以及电机转动的加速度。步进电机的精准控制，以单片机的运用作为前提，单片机技术使控制智能化、规范化，并使步进电机具备良好的特性。单片机可以消除步进电机的低频振荡，也可以提高电机的输出转矩及电机分辨率。机电一体化技术已发展成带有自身体系的新型学科，随着科学技术的日新月异，机电一体化将被赋予新的涵义。机电一体化涵盖产品与技术方面，是一种经过有机融合的综合技术。基于单片机的机电一体化技术，具备许多新功能，如自动调节与控制自动诊断与保护、自动显示记录、自动检测、自动处理信息等，机电一体化产品是人的手与肢体的延伸。
4结束语
总之，单片机技术，有利于提高机电一体化水平及自动化水平。应加深对这方面的研究，使基于单片机技术的机电一体化技术更加成熟。随着单片机技术的发展，机电一体化技术趋向智能化。智能化作为机电一体化技术的发展方向，极具重要性。智能化吸收了混沌动力学、心理学、计算机科学、人工智能、运筹学等方面的新方法及新思想，使机电一体化技术具备逻辑思维能力、自主决策能力以及判断推理能力。本文对单片机技术的机电一体化进行了探讨与分析，为机电一体化技术在智能化机器人方面的研究提供了借鉴。
参考文献：
[1]郑明辉.论机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技创新导报，2011，12（23）：124-125
[2]郝建军.浅析机电一体化技术发展趋势[J].科技风，2011，16（06）：514-515
[3]朱曲波.机电一体化技术的现状及发展趋势探究[J].科技风，2011，18（12）：252-253