陜西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）機(jī)電一體化發(fā)展前景 學(xué) 院： 陜西科技學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級： 201310 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 2014.09.30 本科論文原創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 本科論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘 要在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉和滲透，使得機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。機(jī)電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的技術(shù)，其發(fā)展趨勢是智能化和自動(dòng)化。它的產(chǎn)品在家用電器和其他行業(yè)中得到了應(yīng)用，其功能是通過協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢；智能化；自動(dòng)化；產(chǎn)品IIIAbstractIn the field of mechanical engineering, electromechanical integration, due to rapid development of microelectronics and computer technology and penetration to the machinery industry formed by mechanical industry, the technical structure, product mechanism, function and composition, production method and the management system has undergone tremendous changes, industrial production by the "electric machinery" into a "development order for the characteristics of electromechanical integration".The rapid development of modern science and technology promoted the cross and penetration of different disciplines, which makes the application of mechatronics technology is more and more widely. Electromechanical integration technology is an interdisciplinary technology, its development trend is intelligent and automation. Its products have been applied in household appliances and other industries, its function is through the coordinated and integrated to achieve together.Key Words: Electromechanical integration technology; development trend; intelligent; automation; product 目 錄第1章 引 言1第2章 機(jī)電一體化基本情況介紹 22.1機(jī)電一體化的來源22.2機(jī)電一體化的概念22.3機(jī)電一體化的發(fā)展歷程2第3章 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢 43.1機(jī)電一體化的現(xiàn)狀43.2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢43.3機(jī)電一體化典型產(chǎn)品的發(fā)展趨勢63.3.1 數(shù)控機(jī)床63.3.2 自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線63.4機(jī)電一體化的發(fā)展前景7第4章 我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù) 84.1我國“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢84.2我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)8第5章 發(fā)展機(jī)電一體化的對策 95.1加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃95.2強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用95.3優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度95.4突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”10第6章 結(jié)束語11參考文獻(xiàn)12致謝13第1章 引言機(jī)電一體化技術(shù)是微電子技術(shù)向機(jī)械傳統(tǒng)工業(yè)滲透逐漸形成的一個(gè)新的概念和新的領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和空間。這一概念最是在日本企業(yè)界1970年提出來的，當(dāng)時(shí)為了社會發(fā)展的需要，我們給他們?nèi)∶麨镸echatronics。Mechantronics(機(jī)電一體化) 一詞是取Mechanics(機(jī)械學(xué))的前半部和Electronics(電子工業(yè))的后半部拼合而成的，起源于日本，表示機(jī)械學(xué)與電子學(xué)兩種學(xué)科的綜合。這一技術(shù)的提出預(yù)示著未來電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展歷程。隨著計(jì)算機(jī)的廣泛運(yùn)用與發(fā)展，機(jī)電一體化的未來發(fā)展空間越來廣闊；這正預(yù)示著向這方面的快速發(fā)展，使其能涉及更大的領(lǐng)域和更多種類的產(chǎn)品，而且還會持續(xù)增長。它主要應(yīng)用于機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電子技術(shù)及軟件編程技術(shù)方面及它們的綜合運(yùn)用。根據(jù)傳統(tǒng)的理論為出發(fā)點(diǎn)，又以智力、動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)等組成作為發(fā)展基礎(chǔ)，對各組成部分及其間的信息的處理，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)能夠有機(jī)的結(jié)合和綜合運(yùn)用，并在系統(tǒng)程序和電子技術(shù)方面可以有序的進(jìn)行信息控制和高效率的處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化的控制。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。第2章 機(jī)電一體化基本情況介紹2.1 機(jī)電一體化的來源機(jī)電一體化是日本企業(yè)界在20世紀(jì)末被提出的一種新的技術(shù)概念，它的主要組成板塊是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)這兩大板塊。它們的有機(jī)結(jié)合得到了我國乃至世界各國的認(rèn)可和高度贊揚(yáng)和承認(rèn)，在現(xiàn)在的工程技術(shù)領(lǐng)域中，我們習(xí)慣了把它叫著機(jī)電一體化技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用的領(lǐng)域也十分廣闊，它涵蓋了技術(shù)和產(chǎn)品這兩個(gè)大的方面。它的概念提出預(yù)示著現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)的新的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新方法。2.2 機(jī)電一體化的概念機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，它最早出現(xiàn)在日本雜志機(jī)械設(shè)計(jì)的副刊上。機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用領(lǐng)域十分寬廣，主要是在信息技術(shù)、微電子技術(shù)向我們現(xiàn)在很需要發(fā)展的機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中的滲透和高速發(fā)展。它是想在機(jī)構(gòu)的主要功能和動(dòng)力功能等技術(shù)上引進(jìn)電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電子技術(shù)的深度結(jié)合運(yùn)用。 它發(fā)展的主要領(lǐng)域是系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化兩大方面，它是基于自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等有機(jī)的融合和處理后的一種綜合型的技術(shù)。主要截取那些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)將其綜合在一個(gè)技術(shù)上，形成的一種高端技術(shù)，同時(shí)還被賦予了很多心的功能。這意味著將來在機(jī)械方面的發(fā)展將會成為最有價(jià)值的工程技術(shù)。2.3 機(jī)電一體化的發(fā)展歷程 機(jī)電一體化機(jī)”這一名詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)，人們一直把它看著是機(jī)械和電子的結(jié)合體。根據(jù)它的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化大致可以分為以下幾個(gè)階段來作簡單的介紹其發(fā)展。 第一階段為20世紀(jì)60年代以前。這一階段也稱為初級階段，由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)發(fā)展尚未達(dá)到一定的水平，機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的結(jié)合還不可能達(dá)到廣泛和深入的發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。這一時(shí)期主要的產(chǎn)品還是數(shù)控機(jī)床，由于技術(shù)和價(jià)格的原因，供給使用的領(lǐng)域也很狹窄，僅限于航天領(lǐng)域。 第二階段是在20世紀(jì)70到80年代。這個(gè)時(shí)期稱為蓬勃發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)。通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路以及微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，為機(jī)電一體化的將來發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，日本和美國在機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位，他們都將智能傳感器、計(jì)算機(jī)芯片制造技術(shù)、具有觸覺和人機(jī)對話功能的人工智能工業(yè)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)等列為高技術(shù)領(lǐng)域的重大研究課題，并投入大量資金支持發(fā)展相關(guān)技術(shù)。 這一時(shí)期的特點(diǎn)是機(jī)電一體化的產(chǎn)品得到極大發(fā)展，各國都已經(jīng)開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品有了極大的關(guān)注和支持。 第三階段是20世紀(jì)90年代后期。一開始就有了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向發(fā)展的新階段，機(jī)電一體化變得呈現(xiàn)深入發(fā)展。一方面，光學(xué)的、通信技術(shù)的進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在這一方面得到了相應(yīng)的發(fā)展，出現(xiàn)了光電一體化和微電一體化等新的大分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入的研究。同時(shí)，由于人工機(jī)能的技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得巨大進(jìn)步，這些研究將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完善的基礎(chǔ)和逐步形成完整的科學(xué)體系。所以機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展道路顯得更加廣闊了。 早在1958年我國就開始研究數(shù)控機(jī)床，于1966年研制成功晶體管數(shù)控系統(tǒng)，并生產(chǎn)出了數(shù)控切割機(jī)、數(shù)控銑床等產(chǎn)品，但是受當(dāng)時(shí)國內(nèi)條件的限制，機(jī)電一體化在國內(nèi)并沒有發(fā)展起來。 直到20世紀(jì)80 年代初我國才開始系統(tǒng)的從事機(jī)電一體化的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010 年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作, 取得了一定成果, 但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。第3章 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢隨著機(jī)電一體化技術(shù)的更深層次的革新與發(fā)展，它現(xiàn)在已經(jīng)到達(dá)了跨學(xué)科的技術(shù)水平上了，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等多方面技術(shù)的有機(jī)整理和融合、相互滲透的效果，就其發(fā)展形式而言，已經(jīng)是很迅猛了。3.1 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)今世界工業(yè)國家數(shù)控機(jī)床擁有量就直接反映了這個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。就目前我國而言，我們是擁有機(jī)床最多的國家，大約有300萬臺，但是我國的機(jī)床數(shù)控化的占有率就只有1.9%左右，然而西方工業(yè)國家一般的都能達(dá)到20%,這就可以知道我們國家和別個(gè)國家在智能化上的差距是多么的巨大的。對于這樣的問題，我國已經(jīng)采取了相應(yīng)的措施來改善現(xiàn)有的問題，希望能夠重點(diǎn)支持?jǐn)?shù)控系統(tǒng)、設(shè)備和技術(shù)方面的一系列問題的解決，使其能夠有更多種類產(chǎn)品出現(xiàn)的繁榮景象。但是在信息化和工業(yè)化的關(guān)系上，我國對于機(jī)電一體化技術(shù)有兩種極端的觀點(diǎn) ： 一種觀點(diǎn)認(rèn)為：我國的工業(yè)化水平相對其他國家來說不是很高，離開了工業(yè)基礎(chǔ)談這種問題只能是空中樓閣，信息化這種新經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象是發(fā)達(dá)國家的事。由于我國工業(yè)化的完成率很低，所以我們必須堅(jiān)守傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，把注意力放在工業(yè)化上。 另一種觀點(diǎn)認(rèn)為：信息化與工業(yè)化沒有必然聯(lián)系。我們必須緊跟時(shí)代步伐，放棄夕陽工業(yè)，大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)這種朝陽產(chǎn)業(yè)。這種觀點(diǎn)是“放棄跨越論”，即放棄傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，在信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全方位的跨越。3.2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 20世紀(jì)90年代后期，各發(fā)達(dá)國家開始了向智能化方向發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)這方面邁進(jìn)。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化行業(yè)，微細(xì)加工技術(shù)也在其中有了更深層次的發(fā)展，于是出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。從現(xiàn)在來看未來的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：智能化：智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一, 也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)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)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能,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)。目前, 專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法, 是機(jī)電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)） 實(shí)現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù)，它們各自獨(dú)立發(fā)展又彼此相互滲透。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高, 將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動(dòng), 并會對制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策 。例如，在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 集成模塊化：集成模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢, 也是一項(xiàng)重要而又艱巨的任務(wù)。簡單的來說就是將各種接口或單元標(biāo)準(zhǔn)化，有點(diǎn)像機(jī)械咀的標(biāo)準(zhǔn)件，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家都比較多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品,同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，這樣更利于制定標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。微型化：微型化是指機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。它是一個(gè)新興的、多學(xué)科交叉的高科技領(lǐng)域，面臨許多課題，涉及許多關(guān)鍵技術(shù)。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn),可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作,故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域,都有廣闊的微型機(jī)械加工技術(shù)作為微型機(jī)械的最關(guān)鍵技術(shù)，也必將有一個(gè)大的發(fā)展。硅加工、LIGA加工和準(zhǔn)LIGA加工正向著更復(fù)雜、更高深度適合各種要求的材料特性和表面特性的微結(jié)構(gòu)以及制作不同材料特別是功能材料微結(jié)構(gòu)，更易于與電路集成的方向發(fā)展，多種加工技術(shù)結(jié)合也是其重要方向。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。系統(tǒng)化：系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。 它的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)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(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng),一般除R S232等常用通信方式外,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要以及模仿生物機(jī)理等方面的產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。自源化：自源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。環(huán)?；汗I(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。3.3 機(jī)電一體化典型產(chǎn)品的發(fā)展趨勢3.3.1 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床是計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工，是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家（近320萬臺），但數(shù)控機(jī)床只占約5且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占10）。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。 1、高速化。由于高速加工技術(shù)的普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。例如，車床主軸現(xiàn)在采用的是電主軸，主軸的轉(zhuǎn)速最高可達(dá)200 000r/min；進(jìn)給速度是指快速移動(dòng)速度高速化和切削進(jìn)給速度的高速化；微處理器的使用，大大提高了數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度；最后就是換刀速度得到很到提升，高達(dá)0.5s。 2、高精度化。精密加工化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要。數(shù)控機(jī)床的定位精度已由以前的0.02mm提高到現(xiàn)在的0.008mm；亞微米級機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右；納米級機(jī)床達(dá)到0.0050.01um；最小分辨率為1nm的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。這樣的發(fā)展很明顯體現(xiàn)了高精度的發(fā)展迅猛。 3、使用各種高效特殊功能的刀具。如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時(shí)大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。4、數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理。數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。3.3.2 自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。例如：200080000瓶/h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線；18000120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動(dòng)生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)在電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速器，人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多，對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。3.4 機(jī)電一體化的發(fā)展前景以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個(gè)性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。專家預(yù)測，機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：1、光機(jī)電一體化方向：一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。2、柔性化方向：未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。3、仿生物系統(tǒng)化方向：今后的機(jī)電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)工作時(shí)，生物就很有活力。就目前情況看，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有仿生物系統(tǒng)化方向發(fā)展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。第4章 我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢和任務(wù)機(jī)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(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。4.1.我國“機(jī)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(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度 （2）我國用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。 （3）我國用機(jī)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(zé)任重，有意義。在我國工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)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(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)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(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機(jī)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(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。4.2.我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù) 我國在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。 總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟我國機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。第5章 發(fā)展機(jī)電一體化的對策5.1 加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃目前，我國從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套自己的發(fā)展策略。建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!以后會發(fā)展順利和正確的發(fā)展機(jī)電一體化。5.2 強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用目前，我國“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)。國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能?！皡f(xié)會”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)展。 5.3 優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。 在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；ㄔO(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。搞好綠色化發(fā)展，促使人們提供更好的發(fā)展。 5.4 突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。機(jī)電一體化發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：抓緊開發(fā)生產(chǎn)gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；抓緊開發(fā)、生產(chǎn)中小型plc，用plc進(jìn)行生產(chǎn)過程控制；抓緊組織生產(chǎn)多色膠印機(jī)、中英文打字機(jī)、電子出版系統(tǒng)、中高調(diào)頻x射線疹療設(shè)備、心腦病人監(jiān)護(hù)設(shè)備、30萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組、模糊控制器、汽車電子高壓開關(guān)、高頻電子點(diǎn)火器等產(chǎn)品。同時(shí)要注意用變頻調(diào)速技術(shù)、電力拖動(dòng)技術(shù)、模糊技術(shù)、plc等改造供暖、供水設(shè)備，進(jìn)行高層建設(shè)的現(xiàn)代化管理，解決交通難、出行難問題。 第6章 結(jié)束語本篇介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的由來、發(fā)展。文中闡明了這一技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢，它是多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，這使其發(fā)展空間越來越光明。與機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)的技術(shù)還有很多，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這會讓它在各行各業(yè)中的應(yīng)用更加廣闊。機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。機(jī)電一體化在講科學(xué)、爭創(chuàng)新的良好社會環(huán)境中飛快的發(fā)展，推動(dòng)了機(jī)電自身的發(fā)展進(jìn)步，也促進(jìn)了社會的發(fā)展。機(jī)電一體化是傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)與現(xiàn)在電子技術(shù)相結(jié)合，形成一種新的體系，是現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)發(fā)展的要求和產(chǎn)物。機(jī)電一體化在很多高校中很受歡迎，學(xué)術(shù)種類繁多。根據(jù)我國國情，機(jī)電一體化需經(jīng)過一定時(shí)間的發(fā)展，才能達(dá)到國際先進(jìn)水平。這就需要采用邊引進(jìn)、邊消化，進(jìn)而改進(jìn)、創(chuàng)新的方針，利用我國勞動(dòng)力廉價(jià)的優(yōu)勢，引進(jìn)、消化國外發(fā)展多年、比較成熟的技術(shù)進(jìn)行來料加工、合資經(jīng)營和獨(dú)立經(jīng)營，在較短時(shí)間內(nèi)使一些產(chǎn)品達(dá)到國際水平。獨(dú)立發(fā)展適合中國國情的、具有中國特色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，做到引進(jìn)利用、消化、改進(jìn)、開發(fā)、創(chuàng)新，充實(shí)基礎(chǔ)，積累經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)人才，積極穩(wěn)妥地前進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 袁中凡.機(jī)電一體化技術(shù)M.北京電子工業(yè)出版社,2006. 2 李運(yùn)華. 機(jī)電控制M. 北京航空航天大學(xué)出版社,2003. 3 芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004. 4 王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述J.基礎(chǔ)自動(dòng)化,2006(6). 5 立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)的研究冶金. 6 章浩,張西良,周士沖.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用J.農(nóng)機(jī)化研究,2006(7). 8 袁中凡.機(jī)電一體化技術(shù).電子工業(yè)出版社,2004.1 楊自厚 人工智能技術(shù)及其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用冶金自動(dòng)化，1994（5） 2 唐立新.鋼鐵工業(yè)CIMS特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)的研究冶金自動(dòng)化，1996（4） 3 唐懷斌 工業(yè)控制的進(jìn)展與趨勢 自動(dòng)化與儀器儀表，1996（4） 4 王俊普 智能控制M 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996 5 林行辛 鋼鐵工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)展與展望河北冶金，1998（1）6 殷際英 光機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 - 13 - 致 謝光陰似箭，日月如棱。一晃本科的學(xué)習(xí)生涯就要結(jié)束了！在這我要感謝所有的恩師：是您們賦予我們最有意義的收獲；是您們帶領(lǐng)我們走進(jìn)知識殿堂，使我們豐富了知識；是您們給我們一個(gè)全新的角度去發(fā)現(xiàn)美、創(chuàng)造美、欣賞美，給我們美的眼睛去發(fā)現(xiàn)世界的美，感悟生活的美；是您們教會我們珍惜友誼和時(shí)間；是您們給我們看世界的眼睛；是您們用博大的胸懷，給予我們最無私的關(guān)懷和奉獻(xiàn)。在這里，首先感謝指導(dǎo)老師施老師。本論文是在施老師的親切關(guān)懷與悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到論文的最終完成，施老師始終都給予了細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對畢業(yè)生所學(xué)專業(yè)知識的一個(gè)總結(jié)、歸納、深化的過程，其中包括分析和解決問題能力、查閱文獻(xiàn)的能力、統(tǒng)籌編輯的能力、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的能力等。這期間同組成員也給予了我很多幫助與支持，在這里表示感謝。當(dāng)然由于時(shí)間和知識水平所限，論文中不可避免會出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請各位審閱老師悉心指正，在此不勝感激。 2014 年 9 月 30日