机电一体化前景

河北工业职业技术学院

专业技术报告

报告题目：机电一体化发展前景

系 别 机电工程系

专业年级 **********

学生姓名 **** 学号 ***

指导教师 ***** 职称 ****

日 期 *******

目 录

一、

二、 引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 机电一体化概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

机电一体化技术发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

机电一体化产品．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 (一) (二)

三、 机电一体化的现状和发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

制造自动化技术的纵深向发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

精密技术的突出地位及反战趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 (一) (二)

四、 我国发展“机电一体化”面临的形势和任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

我国“机电一体化”工作面临的形势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

我国“机电一体化”工作的任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 (一) (二)

五、 发展机电一体化的对策．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

加强统筹安排，协调发展计划．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

强化行业管理，发挥“协会”作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

优化发展环境、增大支持力度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

突出发展重点，兼顾“两个层次”．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 (一) (二) (三) (四)

六、 结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

机电一体化发展前景

机电专业 机电3+2班 姓名李子健 学号[1**********]

摘要：机械工程。本文意在介绍微电子技术和计算机技术的发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化现象。依据机电一体化的发展的现状，展望我国发展“机电一体化”面临的形势，不得不承认与发达国家的工业技术水平相比，存在很大差距。但同时也意味着，机电一体化在我国存在着，广阔的发展空间。

本文作出统筹的创新建议规划。使机电一体化步入一个全新的发展阶段。提出发展注重生产实用、整合其他行业技术、重视发展创新和智能化产品的一些对策。

关键词：机电一体化 智能化 集成化

一、 引言

作为一个发展中国家，我国机电一体化水平距发达国家还有一定差距。机电一体化水平的提高可以大大提高我们的社会生产力，和现代化进程。 随着智能化，模块化，网络化，微型化，集成化，系统化的全面发展，使中国机电设计正迈入PLM全新阶段。光学、通信技术等进入了机电一体化。微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。 目前机电技术与尖端科技的不断整合，在市场中的所占得优势也会日趋明显，有着广阔的发展前景。

二、 机电一体化概要

机电一体化是指在机构得主功能、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，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。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，则成为一个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。

(一) 机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有智能化，模块化，网络化，微型化，集成化，自律分配系统的柔性化。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

1、智能化

智能化是21世纪机电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中日益得到重视，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，实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、生理学和混度动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有推理判断、逻辑思维、自主决策能力，以求得更高的控制目标。诚然，是机电一体化具有于人工完全相同的综合智能是不可能的，也是不必要的。但是高性能，高速度的微型处理器是机电一体化产品赋有低级或认得部分智能是，则是完全可能而必要的。

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模块是一项十分复杂但又非常重要的事。如研有集减速、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，可以利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以及各部件、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的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电器产品的标准化、系列化带来的好处是肯定的，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、网络化

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使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。给人们带来无穷的知识和方便。

4、微型化

微型化兴起于20世纪80年代，是机电和一体化向微型机器和微观领域发展的趋势近十余年来，微机电系统作为机电一体化技术的新尖端分支而备受重视，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。为机电系统融合了危机学技术、微电子技术和软件技术，发展的难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小，由于结构的微型化，在材料、结构设计、摩擦特性、加工方法、测试于定位及驱动等方面都产生了一些特殊问题。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息的等面是有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防领域，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原件。

5、集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。

6、自律分配系统的柔性化

未来的机电一体化产品、控制和执行系统都有足够的“冗余度”，有较强的“柔韧性”，能较好地应付突然事件，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。

(二) 机电一体化产品

金属切割加工数控机床、数控加工中心机床（加工中心）、数控火花加工机床，激光加工机床、工业机器人等。 三、 机电一体化技术的发展趋势

(一) 制造自动化技术的纵深向发展

进入21世纪，随着电子。信息等高效技术的不断发展，为适应市场需求的多边性与多样化，制造技术正朝着精密化、柔性化、集成化、网络化、全球化、虚拟化和智能化清洁化方向发展。

制造自动化技术发展到综合自动化的阶段，其范围大大扩展，其内涵更加丰富，涉及的领域更加广泛。

(二) 精密技术的突出地位及反战趋势

精密制造技术包括精密与超精密加工、细微与超细微加工及卫星机械等。精密与超精密加工指在一定的发展时期，加工精密度和表面质量达到较高与最高程度的加工工艺。精密加工与超精密加工是一个国家制造业水平的重要标志，他不仅为其它高新技术产业提供精密装备，同时它本身也是高新技术的一个重要生长点。因而各工业发达国家均投入巨大资金发展该项技术。目前超高精密加工的尺寸精度已经达到0.025μm，表面粗糙度Ra达到0.005μm，所用的机床定位精确度达到0.01μm，纳米级加工技术已接近实现。

进一步的发展趋势是：向更高精度、更高效率发展方向；向大型化、微型化方向发展；向加工检测一体化方向发展；机床多功能模块化发展；超精密加工机理与应用的研究更广泛、更深入的发展。

四、 我国发展“机电一体化”面临的形势和任务

(一) 我国发展“机电一体化”现状

应该指出，我国机器人产业正在进行，并建立了现代化的沈阳机器人示范工程，后者作为第二代工业机器人、特种机器人和智能机器人的研究和开发基。地了随着我国社会主义现代化的建设和发展，机器人的应用场合将会越来越多，也会越来越受到人们的重视。

(二) 我国“机电一体化”工作的任务

综合我国生产力发展水平，一方面需要大力发展相应的基础元器件和功能子系统，另一方面需要努力发展节能、节材、高效和能带动其他领域的中低档机电一体化产品。高档的产品要择优安排，针对国际市场发展动态，重点突破，替代进口和扩大出口从而大力促进我国社会主义建设的现代化。

优先发展的行业包括：数控机床及其它机械制造工艺设备，电子化量具量仪，工业自动化控制仪表，中小型电机与电气传动控制装置，电子化低压电器，工业机器人，电子化家用电器，电子控制的轻工机械，电子控制的纺织机械方面。

五、 发展机电一体化的对策

(一) 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。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!以后会发展顺利和正确的发展机电一体化。

(二) 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。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展。

(三) 优化发展环境、增大支持力度

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、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。在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。搞好绿色化发展，促使人们提供更好的发展。

(四) 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。

六、 结论

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。

机电一体化的发展历程见证了人类走向了高科技时代，机电一体化的发展趋势见证了人类对高智能化的向往。

机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并随着光机电的不断发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献

（1）张万忠.可编程控制器饮用技术（Ｍ）.北京：化学工业出版社，2001

（2）于庆广.可编程控制器原理及系统设计（Ｍ）.北京：清华大学出版社，2004

（3）刘锴，周海.深入浅出西门子 S7-300PLC（Ｍ）.北京：航空航天大学出版社，2004

（4）柳昌庆，刘玠.机械电子学.中国矿业大学出版社，1995年10月第一版

（5）张世昌.先进制造技术.天津大学出版社，2005年7月第2次

河北工业职业技术学院

学生顶岗实习专项任务书

（专业技术报告任务书）

专项任务名称机电一体化发展前景 姓名 专业 班级 学号

一、 任务情况描述：

作为一个发展中国家，我国机电一体化水平距发达国家还有一定差距。机电一体化水平的提高可以大大提高我们的社会生产力，和现代化进程。 所以机电一体化的建设与发展是非常重要的，必不可少的。现在机电一体化综合模块化，网络化，微型化，集成化，绿色化，系统化等方面全面发展。机电一体化跟进尖端科技成了机电一体化重要的发展方向，也是大势所趋。为了机电一体化的建设与发展，所以我对机电一体化的发展提出策略性建议并对其前景进行了展望。

二、任务完成计划：

通过对网络化，智能化，微型化现阶段水平的研究来深入的了机电一体化的发展方向，主要努力发展节能、节材、高效和能带动其他领域的中低档机电一体化产品。高档的产品要择优安排等。

2016年4月张世昌.先进制造技术.天津大学出版社，2005年7月第2次

2016年4月在学校内部查阅了相关资料，5月上旬完成终稿。

三、计划答辩时间：

答辩时间：2015年5月7日（周六）。

实习指导教师（签字）： 系学生顶岗实习领导小组组长（签字）：

年 月 日 年 月 日

河北工业职业技术学院顶岗实习专业技术报告

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顶岗实习专项任务（技术报告）成绩评定表

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