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上世紀80年代，信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產品所采用，典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統后，使機械-電子系統在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。
關于“機電一體化”這個名詞的起源，說法很多。早在1971年，日本“機械設計”雜志副刊就提出了“Electronics”這一名詞，從圖47.6-1可見它是融合機械技術、電子技術、信息技術等多種技術為一體的新興的技術。采用機電一體化技術設計和制造出的產品，稱之為機電一體化產品。
從系統科學的觀點來看，機電一體化產品又可稱之為機電一體化系統，它是集機械元件和電子元件于一體的復合系統。
信息技術驅使機械系統在不同程度上利用數據庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數據庫驅動系統。這樣，對機電一體化的系統設計方法的探索、成型和系統集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產生了“光機電一體化”的新領域。
進入90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統那樣，遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執行器技術的發展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合，開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展，穩步進入了21世紀。
一、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，引進光學技術，實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。
二、自律分配系統化――柔性化
未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”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系統。
三、全息系統化――智能化
今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要受益于模糊技術、信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
四、“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性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物――軟件”或“生物――系統”，而生物的特點是硬件（肌體）――軟件（大腦）一體，不可分割?？磥?，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨勢，但有一段漫長的道路要走。
五、微型機電化――微型化
目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實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際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時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。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
參考文獻
0.引言
機電一體化技術是機械工業技術、微電子技術和信息技術相互交叉融合的新產物，在電子技術的推動下，已被廣泛應用于各個技術領域，逐步提高各行業領域的智能控制水平。機電一體化技術在我國機械制造、飲料生產和鋼鐵生產中應用更為廣泛，具有良好發展前景。
1.機電一體化技術的應用
1.1應用于現代機械制造工業
傳統機械制造工業是基于市場規模經濟建立的，主要依靠企業生產規模、生產批量和產品結構來增強自身競爭優勢，其根本目的是真正實現資源的有效利用，以生產機器取代人力，通過低成本獲取高質量、高效率?，F代機械制造工業以信息技術為先導，其生產模式、制造系統、制造技術和組織管理形式得到全面改革，是具有全球化、網絡化、智能化特性的綠色環保制造業。機電一體化技術應用于現代機械制造工業，能讓企業的制造技術得到良好發展[1]。
1.2應用于飲料行業
事實上，機電一體化技術是現今應用最廣泛的、發展前景最好的應用技術，它廣泛應用于食品飲料包裝機械的開發、設計和制造中。這不僅可以有效提高單機自動化程度，還能全面增強整條包裝生產線的自動化控制能力和生產能力，讓其競爭能力遠遠優勝于其他傳統的機械控制同類設備，從根本上改善食品飲料包裝工作質量。
1.3應用于鋼鐵企業
1.3.1現代集成制造系統
在鋼鐵企業中，現代集成制造系統（CIMS）能實現人與生產經營、生產管理和生產過程的一體化控制，對生產原料進廠、生產加工到產品發貨的全過程都真正實現全過程一體化控制。
1.3.2現場總線技術
現場總線技術（FBI）主要用于連接設置在現場的儀表與控制室內的控制設備，真正實現數字化雙向多站通信連接。[2]用現場總線技術取代當前常用的信號傳輸技術可以讓大量信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統進行雙向傳輸，保證數據傳輸的有效性。
1.3.3交流調速技術
交流調速技術是電力電子技術和微電子技術飛速發展的衍生物，由于交流傳動性質優越，已廣泛應用于生產實際中。隨著科學技術的飛速發展，不僅能讓復雜的矢量控制技術實用化變成現實，還大大改善交流調速系統的調整性能，甚至遠遠超過直流調素水平。
1.3.4開放式控制系統
開放式控制系統能對一種標準的信息交換規程進行識別是支持，能實現不同廠家生產產品的兼容和互換。通過工業通信網絡，開放式控制系統能使各種控制機械設備、管理計算機互聯，實現測量與控制的一體化管理。
2.機電一體化技術的發展
2.1信息智能化
信息智能化是基于控制理論基礎，對計算機科學、數學理論、運籌學、動力學和人工智能進行吸收強化的新學科思想，它能模擬人類思維能力，實現高水平的控制目的。隨著科學技術的不斷發展，機電一體化技術必然日趨智能化，機電一體化產品智能化會成為明顯特征，目前我國的機器人與數控機床的智能結合就是機電一體化技術智能化體現。
2.2微型機電化
目前，借助半導體蝕刻技術已經成功制造出亞微米級的機械元件，若將該成果應用于實際產品中，就能完全實現機械和電子的相互融合，將CPU、機體、傳感器、執行機構有效集成，不僅體積小，還能組成一種自律元件[3]。這表明了機電一體化朝著微型機械學發展的重要趨勢，一旦研究成功，必然會給軍事、生物醫療、信息科技領域帶來重大影響。
2.3光機電一體化
事實上，機電一體化系統包括機械系統、能源系統、傳感系統和信息處理系統等部件，若在機電一體化技術中積極引進光學技術，就能充分利用光學技術的優點，全面改進機電一體化系統的各個處理系統，提高機電一體化工作效率。
2.4產品網絡全球化
在全球互聯網的影響下，全球生產、經濟被連成一體，企業間競爭也將上升到網絡全球化的競爭，只要研制出具有質量保證、功能可靠、性質穩定的機電一體化新產品，必然會在短期內暢銷全球。由此可見，機電一體化產品必然會朝著網絡全球化的趨勢發展。
2.5產品綠色化
機電一體化產品綠色化主要是指產品在使用過程中不會對生產環節造成破壞，即使報廢后也能回收利用。由此可見，機電一體化綠色產品在其設計、生產、使用和銷毀的過程中，是完全符合自然環境和人類健康的要求，盡可能對生態環境不造成危害或僅有極小危害，其資源利用率高。雖然機電一體化綠色產品制作成本和技術成本較高，但其具有可觀的發展前景，值得深入研究。
隨著社會的不斷進步，機電一體化技術已滲透到我們生活的方方面面，給我們的生活帶來重大影響。科學技術的飛速發展，使機電一體化技術的發展前景更為廣闊。機電一體化技術的完善發展，必然會給新世界新形勢下的生產活動帶來更多的技術支持。
【參考文獻】
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術，并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統的總稱，因此，“機電一體化技術”是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程。
一、機電一體化技術未來的發展
1、全息系統化 全息系統化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、模糊數學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術的發展，機電一體化產品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術中的智能化的快速發展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數控機床的智能結合就是一項重要應用。當然，要使機電一體化產品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2、微型機電化 在實驗室中，目前，通過半導體蝕刻技術，已經制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應用于實際產品時，那么就沒有必要再區分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執行機構就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領域和微型機器的發展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，一并向微米級、納米級發展，正因為微機電一體化產品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫療、信息等方面占有很高的地位和很大的優勢。
3、光機電一體化 光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢，因為機電一體化系統是由機械系統、能源系統、傳感系統和信息處理系統等部件構成的，因此，在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術的先天優點，有效地改進機電一體化系統的能源系統、傳感系統和信息處理系統。
4、產品網絡全球化 計算機網絡技術的興起和飛速發展帶動了科學技術的巨大發展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產、經濟被各種網絡連成一片，企業間的競爭也將出現網絡全球化，一旦研制出機電一體化新產品，只要其質量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網絡的普及，那么只要是關于網絡的各種遠程監視和控制技術也就方興未艾，然而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化發展。
5、產品綠色化 隨著工業的發達，人們的生活也發生了巨大的變化：①物質需求豐富，生活舒適；②可用資源減少，生態環境受到嚴重破壞。因為這些現象的出現，人們開始呼吁保護環境資源，回歸自然，那么此時，綠色產品的概念也就應運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態環境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，應完全符合生存環境和人類健康的要求，對生態環境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設計綠色的機電一體化產品所需要的技術成本很高，但其具有遠大的發展空間。
二、機電一體化技術的主要應用領域
1、數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，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）總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
（2）開放性設計，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的使用效益。
（3）WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、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，同時也加強了CNC系統的控制功能。
（5）能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務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）系統的多級網絡功能，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，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
2、計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
3、干擾源
從干擾竄入系統的渠道來看,系統所受到的干擾源分為供電干擾、過程通道干擾、場干擾等。
（1）供電干擾大功率設備會造成電網的嚴重污染,使得電網電壓大幅度地漲落、浪涌,大功率開關的通斷,電動機的啟停等原因,電網上常常出現很高的尖峰脈沖干擾。據統計,電源的投入、瞬時短路、欠壓、過壓、電網竄入的噪聲引起CPU誤動作及數據丟失占各種干擾的90%以上。
（2）完善,或者傳感器測量部件絕緣不好等;及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起,尤其是將信號線與交流電源線處于同一根管道時,產生的共?；虿钅ｋ妷憾紩绊懴到y,使系統無法工作。3、場干擾系統周圍的空間總存在著磁場、電磁場、靜電場,如太陽及天體輻射;廣播、電話、通信發射臺的電磁波;周圍中頻設備發出的電磁輻射等。這些場干擾會通過電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作,使其中的電平發生變化或產生脈沖干擾信號。
4、工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業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的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
結語
隨著機電一體化技術的發展，各種產品與裝置實現了機電一體化，有利實現整體優化，提高產品質量和生產效率，縮短開發新產品的生產準備周期，加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統產業發生深刻變革，同時，隨著新產品的研發及高精密等設備的發展，要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展，從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。
參 考 文 獻
2機電一體化產品具備的優勢
機電一體化因為具有控制、信息處理以及計算等方面的功效，更好地在生產和生活的應用中將產品的功能性和職能性發揮到理想的效果。通過對機電一體化產品的了解，讓我們更加認定機電一體化是提升現代社會經濟發展不可缺少的因素，更好地滿足了人們的需求。機電一體化產品是運用模塊化與標準化的方式進行掌控和設計的，另外，機電一體化產品不但可以根據實際運用的狀態進行負荷調整，良好地控制產品運行情況，同時還具有少數的智能化特征，如自動監視、診斷等功能，在很大程度上提升了機電一體化產品的安全性和可靠性。
3機電一體化技術的應用意義
依照對機電一體化產品優勢的了解，我們很容易看出，對一體化技術的采用具有以下五個方面的優勢：（1）采用智能化對產品進行操控。在機械制造業機電一體化占據著非常重要的位置，由于機電一體化以微處理為主要方式，同時還和數據信息操作系統緊密結合，從而極大地提升了整個系統的操控準確度。機械在生產過程中具有快速和連續的性能，如果不運用機電一體化技術，在對產品進行智能化控制時會有很大的難度，將不能和每個設施的系統操控完整配合。（2）機電一體化還可以通過分布式控制的方式對生產過程進行優化。通過分布式控制可以更好地對現場計算機實施集中監視、分散控制。（3）多種產品融合，實現有效的資源共享。開放式的控制系統可以將信息互相交換，同時還可以將不同種類的產品進行有效結合，從而實現了資源共享局面，再經過計算機相互鏈接實現控制一體化。（4）計算機有很高的集成化功效。運用計算機的集成化功能將生產經營管理和控制過程組合成一個整體，從而實現了原料從進入工廠到生產加工的過程一體化操控。在實現計算機全過程自動化的基礎上還實現了信息資源的有效共享、生產過程的統一管理，更好地適應現代企業的發展。（5）實現生產交流傳動技術，提高產品的廣泛認知度。隨著科學技術的不斷發展，各項電子、微電子技術也在迅速發展，通過交流傳動技術能夠更好、更快地實現產品的平滑調動。
4機電一體化技術的發展方向
從如下五方面論述了機電一體化的發展方向：（1）數字化為機電一體化產品的發展打下了穩固的基礎，通過對微控制器的不斷創新改革，實現了操作數控機床。數字化經過計算機系統得以實現，從而提升了機電一體化產品自身的診斷功能，實現了遠程操控與整改。（2）在機電一體化技術的發展中模塊化是最基礎的。機電一體化產品的種類在不斷增加，機電一體化的模塊化發展就顯得尤為重要。產品通過配套部件、接口等擴大規模，更加符合國際的統一標準。機電一體化技術的模塊化發展推進了我國電氣產品的一體化、規?；l展。（3）通過網絡化操作使產品更加便利，機電一體化應用技術通過對網絡技術及計算機的運用得到了新的發展，通過對網絡技術的普及、對遠程操作與控制，可以提高產品的網絡功能，從而與中心計算機連接形成計算機集成系統，更有利于機電一體化的產品在網絡化的社會中具有更多便利的功能。（4）在機電一體化技術發展應用的過程中，人性化的模式是其發展必須經歷的過程，可以使產品更加靈活機動。由于計算機技術的普遍應用和各項智能化技術的不斷發展，再通過精密的智能化傳感技術，機電一體化的技術產品正邁向智能化的發展方向。人們的需求隨著時代的發展而不斷提升，對產品的智能化服務要求也相對有所提高，人性化的智能儀器以及機器設備都會成為今后應用廣泛的科技。例如，智能化的機器人等，能夠為人們提供更加智能化的產品性能，從而使產品更好地發展。（5）微型化機電一體化技術發展的新趨勢。目前，在機電一體化技術的發展中，微型化的特征正逐漸受到重視。例如，在軍事、醫療等方面機電一體化產品的面積小、節能好、應用靈敏等優勢突出得非常顯著，因此通過提高機電一體化產品的加工技術，使得產品更具優勢。據我們的了解，機電一體化是一種由電子、光學、計算機、控制以及信息等多方面交叉綜合而產生的一項應用技術。機電一體化將來的發展方向主要是光機電一體化、全系統智能化、技術產品網絡化、微型機電化微型化、自律分配系統化以及設計產品綠色化等。
機電一體化的發展歷史簡單明了，從機電一體化標志數控機床產生開始，到微電子技術、可編程序控制器、電力電子等的發展，為機電一體化奠定了堅實的基礎，再到激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的產生促使機電一體化發展了質的飛躍。雖然機電一體化有著驚人的成就，但是我國目前的機電一體化仍然存在著較大問題：微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度；機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力；我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。
在我國工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的“故土難”“死守故業”問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。此外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。一、機電一體化的發展策略
1，統籌協調機電發展
目前，機電一體化研究開發及生產的單位很多，但各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出統管全局的機電一體化研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發乃至生產中的成本浪費。
中圖分類號： F407 文獻標識碼： A
一、機電一體化技術的應用
1、數控機床
我國機床擁有量高居全球之首，2010年產值達1260億元人民幣，超過意大利排名世界第三。數控機床代表了一個國家機床生產的水平。目前，我國生產的數控機床約占國內市場份額的31%，其余從境外進口。時下我國中高端數控機床市場的絕大部分被境外產品占領，其中高端數控機床國內產品的市場占有率僅4%左右。經過多年發展，我國機床生產雖然取得了很大成績，但就技術水平和整體實力而言，在世界上僅處于第二梯隊的中前位置，美歐日排在第一梯隊。數控機床具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務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。
2、自動機與自動生產線
在國民經濟生產和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產線及各種自動化設備，是當前機電一體化技術應用的又一具體體現。如:2000-80000瓶小的啤酒自動生產線；18000-120000瓶/h的易拉罐灌裝生產線；各種高速香煙生產線；各種印刷包裝生產線；郵政信函自動分撿處理生產線；易拉罐自動生產線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產線等等，這些自動機或生產線中廣泛應用了現代電子技術與傳感技術。如可編程序控制器，變頻調速器，人機界面控制裝置與光電控制系統等。
3、機器人
機器人是20世紀人類最偉大的發明之一。從某種意義上講，一個國家機器人技術水平的高低反映了這個國家綜合技術實力的高低。機器人已在工業領域得到了廣泛的應用，而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫療、服務、娛樂等非工業領域擴展。毋庸質疑，21世紀機器人技術必將得到更大的發展，成為各國必爭的知識經濟至高點。在計算機技術和人工智能科學發展的基礎上，產生了具有感知、思維和行動功能的智能機器人，是機構學、自動控制、計算機、人工智能、微電子學、光學、通訊技術、傳感技術、仿生學等多種學科和技術的綜合成果。智能機器人可獲取、處理和識別多種信息，自主地完成較為復雜的操作任務，比一般的工業機器人具有更大的靈活登、機動性和更廣泛的應用領域。智能機器人作為新一代生產和服務工具，在制造領域和非制造領域具有更廣泛、更重要的位置，如核工業、水下、空間、農業、工程機械(地上和地下)、建筑、醫用、救災、排驗、軍事、服務、娛樂等方面，可代替人完成各種工作。同時，智能機器人作為自動化、信息化的裝置與設備，完全可以進人網絡世界，發揮更多、更大的作用，這對人類開辟新的產業，提高生產水平與生活水平具有十分現實的意義。
4、汽車電子化產品
汽車上比較常用的一般有5種儀表和3種相應的傳惑器，即電流表、機油壓力表、水溫表、燃油表、車速里程表等指示儀表和機油壓力傳感器、水溫傳感器和油量傳感器。目前，電子化儀表已經取代機械式儀表。這是由于機械式儀表一旦出現故障將很難處理，而電子化儀表則不同。采用電子化儀表不僅可以改進駕駛員的目視性，還有助于汽車儀表的多樣化。
5、在微型機電化中的應用
目前，通過半導體蝕刻技術，已經制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應用于實際產品時，那么就沒有必要再區分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執行機構就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領域和微型機器的發展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，一并向微米級、納米級發展，正因為微機電一體化產品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫療、信息等方面占有很高的地位和很大的優勢。
二、機電一體化我國的發展形勢
1、智能化
在21世紀,機電一體化主要是朝著智能化的方向發展,這就需要機電設備具有一定程度的智能性能,它可以擁有一定的邏輯思維、判斷識別以及自主決策的綜合能力。例如：在數控機床設備上裝設電子設備,從而實現人機對話的功能,添加智能機械產品生產工藝數據庫與智能I/O接口,這將給機床在生產制造機械零件的加工、打磨與設備的維護等方面帶來很大的便捷。近幾年,伴隨著人工智能技術的快速發展,出現一系列較實用的理論,如灰色理論、模糊控制、小波理論、神經網絡等,這些理論將會對機電一體化技術迅速發展與廣泛應用打下堅實的基礎。
2、模塊化
雖然國內對機電一體化的生產制定了相關的標準,但由于生產機電一體化的廠家較多,這就造成機電一體化的類型較多,因此研發具有統一的數據接口、機械接口、電氣接口已經成為未來機電一體化標準模塊化發展的主要方向。由于采用機電一體化標準模塊化可以較快的研發出具有一定先進技術的產品,可以很大程度上擴大產品的生產規模,給機電一體化的發展創造美好的未來。例如：可以研發具有變頻調速、集減速的動力驅動單元;具有邏輯、判斷、決策等功能的電機一體控制單元等。這樣在機電一體化新產品的研發過程中,可以根據這些機電一體化標準模塊化單元較短時間內研發出新產品。
3、網絡化
在20世紀90年代,我國計算機的發展較迅速,其中網絡技術的發展比較突出。在網絡技術的廣泛應用下,一些產品基于網絡技術發展下,逐漸研發出各種監視技術和遠程控制設備。研究發現,遠程控制設備的終端就是機電一體化產品,家用電器網絡化基于局域網技術與現場總線逐漸成為現實,家用電器在家庭網絡的連接下形成以計算機為控制中心的集成家用電器系統,這樣就可以確保人們可以在自己的家里,就可以盡情的享受這些高技術帶來的益處,因此,在未來的機電一體化產品需要朝著網絡化方向發展。
4、微型化
微型化,主要指機電一體化產品應該向微觀領域、微型化逐漸邁進的趨勢。據相關數據顯示,微型化是未來五十年精細加工技術不可缺少的關鍵技術,更是生產效率的決定因素。在近十幾年的發展中,逐漸出現了各種微型機電一體化產品,如壓力傳感器、微觸覺傳感器、微膜、微探針等。
5、綠色化
在當今時期,由于經濟發展已經到達一定的高度,而環境出現了嚴重的破損,嚴重影響國家的持續發展,因此,綠色化已經成為現如今的熱門話題,也是機電一體化產品未來發展的新方向。在綠色產品的研發、生產、制造和銷售過程中,要嚴格按照可持續發展的基本要求,減少對環境的危害。
6、人性化
任何產品均是為人們的生活、生產提供服務的,機電一體化產品也不例外,因此未來的機電一體化產品應該朝著人性化的方向發展,為人類的使用提供更加便捷、舒適的服務。同時,機電一體化除了完善的性能外,還需要在產品的外形、色彩等方面與外界環境保持一致。
結束語
機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。應當指出，機電一體化是機械理論與計算機和網絡等信息理論的結合，是機械設計理論的發展，而不是取代。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻
[1]梁俊彥，李玉翔，林樹忠.機電一體化技術的發展及應用[J].科技資訊，2007.
中圖分類號：TP271+.4文獻標識碼：A 文章編號：
引言
機電一體化經歷了自然產生和發展的過程，20世紀年代70初，經日本科技工作者系統地概括和總結，形成了比較完整的機電一體化概念，越后由于大規模集成電路技術和微型計算機技術的迅速發震，使得機電結合的形式更加靈活活，內容更加豐富，應用更加廣泛。我國的機電—體化經過幾十年的發展取得了重大進展，主要表現在下面幾個方面。
1 機電一體化的內容
1.1機電一體化技術是從系統工程觀點出發，應用機械、電子等有關技術，使機械、電子有機結合，實現系統或產品整體最優的綜合性技術。機電一體化技術，主要包括技術原理和使用機電一體化產品（或系統）得以實現、使用和發展的技術。機電一體化技術是一個技術群（族）的總稱。
1.2機電一體化系統（產品）由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能，機電一體化系統（產品）。主要是指機械系統（或部件）與微電子系統（或部件）相互置換和有機結合，從而賦予新的功能和性能的新一代產品，有良好的人機協作關系。一個機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構成。
1.3機電一體化工程（ 機械電子工程）是機械工程與電子工程的綜合集成，即給定機電一體化系統（或產品）“目的功能”與“規格”后，機電一體化技術人員利用機電一體化技術進行設計、制造的整個過程體系。機電一體化工程是系統工程在機電一體化系統（產品）中的具體應用。
1.4機電一體化思想體現了“ 系統設計原理”和“綜合集成技巧”。系統工程、控制論和信息論是機電一體化技術的方法論。從某種意義上講、機電一體化思想相當于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機一體化、機電液一體化、科工貿一體化、人機一體化等技術及其產品。
2機電一體化技術的發展方向
由于機電一體化技術是多學科技術交融的技術，因此其發展的程度必然受制于其相應支撐技術的發展，同時其相關技術的發展也必然促進機電一體化技術的發展。
2．1智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向，而機器人與數控機床的智能化就是其重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、心理學、生理學和混沌動力學等新方法，模擬人類智能，使它具有自學習、自組織、自適應、思維和決策等能力，以求得到更高的控制目標。
2．2模塊化
機電一體化產品種類繁多。讓它們自由地交換信息是一項十分復雜的事，因此有必要研制具有標準機械接口或電氣動力接口等的機電一體化產品。如果機電產品能夠象“搭積木”那樣讓需求者根據要求自由組合，那么無論是對資源的節約，還是服務于各行各界，都有著其巨大的作用。
2．3 網絡一體化
由于網絡的普及，推進了全球化的進程。而基于網絡的各種遠程監控技術，讓家用電器網絡化成為可能。把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(Computer Integrated ApplianceSystem，CIAS)，使人們無論在家里還是在外面，都能隨時享受各種機電產品帶來的好處。因此，機電_體化產品無疑會朝著網絡化的方向發展。
2．4微機電化
微機電化指的是機電系統主要裝置的特征尺寸在亞微米至亞毫米范圍。微機電系統產品由于體積小、耗能少、運動靈活，在軍事、生物醫療、航空、信息等方面具有不可比擬的優勢。
2．5 綠色化
綠色化主要是指產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，而且是低能耗、低材耗、協調而可再生的產品。
3機電一體化技術的應用
在人們的日常生活當中，自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統等機電一體化系統都離不開執行元件為其提供動力。而執行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的，因此需要一個驅動部件。該驅動部件在電子控制裝置的控制下，接收指令，進行能量轉換，從而得到目標輸出。電子控制驅動系統框架見圖1。
對于精密傳動來說，需要在執行元件輸出終端進行傳動測量，如測量其位置、速度、加速度，同時將所測得的數據反饋給電子控制裝置，讓其進行比較，進行誤差修正控制，最終實現精密傳動。電子閉環控制驅動系統框架見圖2。
當有多個執行元件，其輸出動作規律各不相同時，一方面要根據各執行元件工作情況來考慮其控制的形式，另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯系。如果它們之間沒有聯系，可以讓它們單獨來工作，也可以通過構建PC機上位控制來統一管理。圖3為PC機二級管理的多驅動電子閉環控制系統結構框圖。若工作聯動內容經常變化，就應該構建一個可以直接識別聯動輸出的軟件，將聯動輸出寫入軟件當中，讓其直接轉化為控制程序，這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。圖4為裝載了位置控制模塊的PC機二級管理多驅動電子閉環控制系統結構框圖。
上述機電一體化技術的應用，僅論述了如何將傳感技術、信息處理技術和驅動技術等技術簡單的融合，各部件都是以模塊形式搭建的，而模塊間的信號傳輸及所涉及到的接口技術和信息處理技術是其中的重點。所以，在機電一體化技術應用中，以全局最優的觀念去設計機電一體化產品，并且解決好每個功能模塊信息處理和傳輸的問題，是能夠迅速地利用好機電一體化技術的方法。
結束語
綜上所述，機電一體化技術是現代科學技術發展的必然結果，是人們為了滿足社會日益豐富的需求而不斷地對已有的技術進行變革創新并且使它們有機結合的一門綜合性技術。。因此，機電一體化技術對我們人類的發展有著極其深遠的意義。
參考文獻
[1]梁俊彥，李玉翔，林樹忠．機電一體化技術的發展及應用[J]．科技資訊．
[2]楊兆偉，劉錦．機電一體化技術的發展趨勢與分析[J]．機電產品開發與創新，2007
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的冗余度,有較強的柔性,能較好地應付突發事件,被設計成自律分配系統。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的自律性,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體行動是可以改變的。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系統。
3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品全息特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的從上到下的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
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性很大,并且往往在結構上是處于靜態時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便死亡,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的生命還有待于深入研究。這一研究領域稱為生物——軟件或生物系統,而生物的特點是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割?？磥?機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實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際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時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。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
三、典型的機電一體化產品機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有:數控機床、機器人、汽車電子化產品、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、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發展機電一體化而臨的形勢和任務機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京機電一體化工作面臨的形勢1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中,有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造;在已改造的近6500臺機床設備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造;且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業系統cad應用還有較大差距。目前,北京工業品設計,cad應用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內先進地區也超過了30%);cad的覆蓋率才達到11%(而全國cad應用工程領導小組指出,八五期間大中型企業要達到35%,中小型骨干企業要達到15%—20%;到九五時,按國務委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務,占總任務量的99.5%左右。
(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市,1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業化國家高近9倍。因此,北京工業系統節能降耗的任務非常重,而電力電子技術是節能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種,每年約開發試制新產品3000種,更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業產品的競爭能力。
1993年,北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種,在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中:機械局系統主要產品約1200種,機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統主要產品350種,機電一體化產品210種,機電一體化產品所占比例為60%;輕工系統主要產品總數為649種,機電一體化、智能化產品15種,機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%;汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠;與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。在北京工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重,且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的故土難離死守故業問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。
(二)北京機電一體化工作的任務北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點(1)大力采用模糊技術,工業爐窯改造應上新臺階國內外成功的范例表明,應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和pid技術好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術,到2000年,對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊 技術等先進電子信息技術改造完畢,其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數控技術,機床高備改造要達新水平對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能,到1995年,北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上,到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術,風機電泵改造要攀新高度風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年,應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%;到本世紀末,北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍;采用先進的變頻調速技術。
(4)優先應用cad/cam技術,工業設計水平提高要有新目標北京工業產品更新換代慢,設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業系統cad的應用率為17%,cad的覆蓋率為11%,到1995年應分別達到20%和15%,本世紀末,要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標(1)總體目標:到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種,2000年,應不少于2000種,機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標:
?機床數控化率:1995年,產量數控化率達5%,產值數控化率達16%;2000年,分別達12%和40%。
1.數控機床的問世，寫下了"機電一體化"歷史的第一頁；
2.微電子技術為"機電一體化"帶來勃勃生機；
3.可編程序控制器、電力電子等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎；
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.
（二）"機電一體化"發展趨勢
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，引進光學技術，實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2. 自律分配系統化――柔性化。
未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”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系統。
3.全息系統化――智能化。
今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
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性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物――軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬件（肌體）――軟件（大腦）一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化――微型化。
【中圖分類號】G712【文獻標識碼】A【文章編號】1674－4810（2012）06－0171－01
一 機電一體化技術內涵
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則稱為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
二 機電一體化技術的作用與系統
機電一體化技術的最大作用是擴展新功能，增強柔性。首先，它是眾多自動化技術中最重要的一種，如實現過程自動化（PA，即連續體自動化）、機械自動化（FA，即固體自動化）、辦公自動化（OA，即信息自動化）等；其次，機電一體化技術又是按照用戶個人的特殊需求來制造和提品的關鍵技術。一個機電一體化系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這五個要素構成，如機器人就是一個十分典型的機電一體化系統。
三 機電一體化技術的應用
在人們的日常生活當中， 自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統等機電一體化系統都離不開執行元件為其提供動力。而執行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的，因此需要一個驅動部件。該驅動部件在電子控制裝置的控制下，接收指令，進行能量轉換，從而得到目標輸出。電子控制驅動系統對于精密傳動來說，需要在執行元件輸出終端進行傳動測量．如測量其位置、速度、加速度，同時將所測得的數據反饋給電子控制裝置，讓其進行比較，進行誤差修正控制，最終實現精密傳動。當有多個執行元件，其輸出動作規律各不相同時，一方面要根據各執行元件工作情況來考慮其控制的方式，另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯系。如果它們之間沒有聯系，可以讓它們單獨來工作，也可以通過構建PC機上位控制來統一管理。若工作聯動內容經常變化，就應構建一個可以直接識別聯動輸出的軟件，將聯動輸出寫入軟件當中，讓其直接轉化為控制程序，這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。
四 機電一體化技術的發展
機電一體化的發展在20世紀60年代以前被稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統后，使機械―電子系統在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。
信息技術驅使機械系統在不同程度上利用數據庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數據庫驅動系統。這樣，對機電一體化的系統設計方法的探索、成型和系統集成以及并行工程設計和控制的實施尤顯重要。此外，光學也進人了機電一體化階段，產生了“光機電一體化”的新領域。進入20世紀90年代以后，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執行器技術的發展，與半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合，開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支―微機電一體化。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展，穩步進入了21世紀。
五 現電一體化技術的應用領域
機電一體化技術在數控機床方面的主要應用領域：
第一，總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
第二，開放性設計，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的使用效益。
第三，智能化設計。系統能提供面向車間的編程技術和實現二維、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
第四，能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務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。
參考文獻
［1］董金森、張小揚.論機電一體化技術［J］.有色金屬加工，2009（1）
目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。數控加工技術是一項能大幅度提高機械加工件精確度及其生產效率的先進制造技術，不僅能適應單件、各種批量生產，還能加工傳統方法難加工的形狀復雜、精確度高的零件。因此，發展現代化的數控加工技術及其裝備、相關的加工工藝，是機械制造業實現自動化、柔性化及集成化生產的基礎，它將促進機械制造業產品結構、生產方式及管理體制發生深刻變化，更好地發揮數字技術及信息技術對提升制造水平的重大作用。
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：（1）機械制造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）傳感器技術；（6）軟件技術等。
1數控技術的發展趨勢。數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。
2智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢。21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。
數控標準是制造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標準ISO14649（STEP-NC），其目的是提供一種不依賴于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個制造過程，乃至各個工業領域產品信息的標準化。
3對我國數控技術及其產業發展的基本估計。我國數控技術起步于1958年，發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期，國產數控機床的國內市場占有率達50%，配國產數控系統（普及型）也達到了10%?？v觀我國數控技術的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績：
（一）奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。
（二）初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。
（三）建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。
4對我國數控技術和產業化發展的戰略思考
（一）戰略考慮。我國是制造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，即要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代制造業的發展進程。
