1、 摘摘 要要 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“机电 一体化”为特征的发展阶。 关键词关键词：机电 一体化 发展 系统 2 前前 言言 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，其主要发展方向有数字化、智能化、 模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 复合材料及涂层材料等的应用日益广泛，尤其是正交纤维束增强复合材料以其优 良的比强度、比
2、刚度和加工性能被广泛应用于机床结构中，然而其主要弱点之一 是层间剪切强度低，采用普通钻削加工时因轴向力较大使层间容易产生脱层现象。 3 机电一体化的发展前景机电一体化的发展前景 1.1.机电一体机电一体化概要化概要 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。但其基本特征可概括为：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
3、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，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。 1.11.1 机电一体化技术发展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，其主要发展方向有数字化、智能化、 模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1.1
4、 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和 机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设 计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操 作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、 诊断和修复。 1.1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主 决策等能力。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人 工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开
5、发具有标准机械接口、 动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如 研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识 4 别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这 些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.1.4 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
6、网络化方向发展。给人们带来无穷的知识和方便。 1.1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、 情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、 造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用 机器人的最高境界就是人机一体化。 1.1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然， 也是提高效率的需要。 微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称 MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、 微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于 一体的微型器件或系统。 自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 Berkeley 分校研制出第一个微电机以来，国内外在 MEMS 工艺、 材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种 MEMS 器件和系统，如各 种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器） ，各种微构件（微膜、 微粱、微探针、微连杆、微齿
