机电一体化技术现状分析论文

摘要：机电一体化是随着现代科学技术的发展，不同学科的交叉与渗透，应用于机械领域的新兴学科。机电一体化使传统的机械设计方法和设计概念发生了变革，在机械领域发挥着越来越重要的作用。本文对机电一体化作了简单介绍，阐述了机电一体化技术现状，并对其未来发展趋势进行了分析探讨。下面是小编整理的《机电一体化技术现状分析论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

机电一体化技术现状分析论文 篇1：

分析检测传感技术在机电一体化中现状、应用及其发展

摘　要 我们现今处于一个社会发展日新月异，新技术的应用层出无穷的时代，机电一体化技术取代传统手工设备已经是大势所趋。传感器在机电一体化的系统中处于非常重要的地位，它相当于系统的感觉器官，即观察待测事物的具体信息：例如特征与工作状态，尔后通过信号反馈到机器设备的控制系统中。检测传感技术一般有如下的内容，第一，将不同的物理量，如位置、位移、速度、加速度等等模拟量转化为电压等数字量，即模数转换。第二，对传感器的采样信号进行筛选和处理，以供控制系统和工作人员进行分析操作。一般可以采取的措施有信号的采集筛选，放大、补偿等等。快速、准确、可靠的获取信息是机电一体化系统对检测传感器装置的要求，同时又要求有合适的性价比。可是现今的技术难以保证检测传感技术能够达到这样的要求。传感器成了机电一体化系统的技术瓶颈，如果能够研究出合适的传感器，这对机电一体化系统来说意义非凡。

关键词 检测传感技术；机电一体化；现状

传感器作为检测系统的核心，它的地位相当于感官对于神经的作用一样，通过传感器提供给检测系统各种各样的信息，使机电一体化系统能够准确的对外在信息做出判断，从而高度精确的进行自动调节与自动控制。本文在笔者自身的一些经验上，简单的描述了传感器的技术现状以及它在机电一体化系统中的应用，并指出了我国传感器技术的一些缺陷以及今后的发展方向。

1 传感器的应用现状

传感器主要是用来检测受控制对象的信息，而这些信息是机电一体化系统进行自我控制与自我调节所必须的，它将检测对象的一些信息按照一定的规律转成数字信号，从而为机电一体化系统所利用。随着经济的发展，人类进入电子信息化时代，人们不断的扩大探知的领域与空间，电子信息的种类越来越多，需要越来越快的传输速度和更加灵活的信息处理手段，才能满足人们的需求，这就要求增强信息处理能力和反馈速度，而信息采集技术便在这个背景下不断的被探索与研究，进而使传感技术不断的发展，以致无处不在。

1.1 传感器在机电一体化系统中的应用

检测传感技术是机电一体化系统中的基本支撑技术，如同神经和感官在人体中的作用，在各种机电一体化的产品中均得到广泛的应用，因为检测传感技术能够为机电一体化的自动控制与自动调节功能提供各种信息。例如传感器在工业机器人中的应用，工业机器人之所以能够准确操作，是因为传感器提供它一系列特定的准确信息，从而使它能够准确判断自身、操作对象以及作业环境。它所包含的传感器有以下几类；1）内部传感器，是为了获得自身状态信息，包括自身的位置、位移、速度、加速度等等。2）外部传感器，这是为了感知外部环境，即一些反馈信息，显而易见，这对机器人来说是非常重要的一个过程。3）位移传感器，它是为了检测机器人各关节的位移量，主要是安装在机器人的各关节上。4）速度、加速度传感器，是为了很好地完成对机器人关节的闭环控制与加速度控制。5）视觉及触觉传感器，触觉传感器一般是安装在机器人的手腕等部位，是为了确认对象的准确位置，从为更好的抓住对象。视觉传感器主要由VISION元件和视觉识别系统组成，用于系统对操作对象的筛选识别。

1.2 机械加工过程的传感检测技术

本段主要介绍传感器在机械加工过程中的应用，机械加工过程中传感器的应用，主要是指应用于切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程中应用传感检测的目的，使用这类传感器的目的在于使切削过程的加工精度得到提升，加强生产过程中的安全性，可靠性，提高生产效率，降低制造成本或材料的切除率等。在切削的过程，我们传感检测的是切削力及其工件应力变化、机床位移反馈，限位保护等内容，其中最重要的检测信息是切削力、振动、位置反馈等等。传感器在机床运行的过程中，主要检测的是驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等，传感器所提供的信息是机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度等等内容。

2 我国传感器技术发展的若干问题

现今自动控制、自动调节的关键环节是传感器的技术，这也是机电一体化系统不可缺少的关键技术，传感器技术水平的高低，能够影响整个系统的性能。传感器的技术水平越高，越能提高数控设备的自动化程度。在机电一体化的系统中，传感器的主要作用便是利用传感检测技术对被控对象的各种信息转化成各种数字信号，以便准确及时的进行处理。如果不能够充分发挥传感器的这种作用，我们便无法准确获得能够让我们的一体化系统正常工作所需的充分信息。

2.1 我国传感器技术和国外传感器技术水平的比较研究

近年来，我国也在对传感器技术进行研究开发，主要的研究工作集中在专业研究所和大学。但是即使我国正在大力加强传感器的研究力度，同国外的传感器技术进行比较，我们仍然存在相当大的一段差距的。在以下的几个方面有所体现，1）我国生产传感器的市场不够成熟，产业结构存在一些问题，例如企业分散，没有强大的实力等等。另外，虽然我国从事传感器研究和生产的单位有非常的多，甚至在世界上来说，都是居于首位的，但是能够形成规模以及具有市场竞争力的却没有几家2）传感器是高科技产品，具有多学科综合以及技术密集型的特点，它的技术水平体现了一个国家的科研水平。而我国在这方面的技术投资显然是不足的，科研资金非常少，因此不能够生产出有竞争力的科技产品，这造成了科研力量与生产需求没有办法统一，这使得我国的传感器技术一直发展缓慢。现今，全球大概有2万多种不同类型的传感器，即使我国经过“八五”、“九五”的发展，到目前为止也只有3000多种，还有很大的发展空间。3）我国传感器技术同国外有着非常大的差距，这是由于受我国技术发展水平的影响，没有办法确保它的稳定性和可靠性，从而使传感器的在我国的应用以及发展前景都不是很乐观。

2.2 我国传感器的发展对策

现今我国传感器产业与国民经济发展的不相适应，产品技术水平与国外进行比较还有相当大的一段差距，但是从形成稳定市场的角度看，我国的传感器市场发展潜力非常大，所以我国传感器产业发展的前景还是非常好的。因此，我们要致力于加强技术研究和引进先进设备，从而使传感器的科技水平得到发展。可以从以下几个角度提出一些发展对策，1）开发新型敏感材料。通过各种学科的综合如微电子、光电子、生物化学、信息处理等，使各种技术能够互相渗透和综合利用，希望可以使一批基于新型敏感材料的先进传感器问世。2）应用新技术和新的物理效应，使检测领域的应用得到扩大。

3 结束语

综上所述，在机电一体化的系统中，不管是传感器在机械电子化产品（如数控机床）的应用，传感器在机电相互融合的高级产品（如机器人）的应用，都显得尤为重要。为了满足国民经济发展的要求，我们必然要致力于提高传感器的技术水品，希望能够取得很好的进展。今后也能有更辉煌的飞跃。

参考文献

[1]韩连英，王晓红.光纤传感器在机械设备检测中的应用[J].光机电信息，2009，3：31-37.

[2]张开逊.现代传感技术在信息科学中的地位[J].工业计量，2009，1：59-60.

[3]武昌俊.自动检测技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2001，1.

作者：任炳新

机电一体化技术现状分析论文 篇2：

机电一体化技术现状及发展趋势

摘 要：机电一体化是随着现代科学技术的发展，不同学科的交叉与渗透，应用于机械领域的新兴学科。机电一体化使传统的机械设计方法和设计概念发生了变革，在机械领域发挥着越来越重要的作用。本文对机电一体化作了简单介绍，阐述了机电一体化技术现状，并对其未来发展趋势进行了分析探讨。

关键词：机电一体化 技术现状 发展趋势

1 机电一体化概述

机电一体化包括机电一体化产品和机电一体化技术两个方面，目前机电一体化产品有数控机床、机器人、汽车电子化产品等，本文主要针对机电一体化技术进行论述。机电一体化技术是从系统的观点出发，综合机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术和机械技术等交叉的系统工程技术，各项技术不是简单的相加而是有机融合。机电一体化技术系统包括结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五个方面，各个要素有机结合、综合集成，多种技术功能复合，高质量、高效率、高可靠性、高精度、低能耗的实现功能。

2 机电一体化技术现状

2.1 机电一体化技术发展历史

可将机电一体化发展历史分为三个阶段：20世纪60年代为初级阶段，这一时期，技术工程师开始有意识的将电子技术应用于机械产品中，以期提高机械产品的性能。因此时电子技术比较落后，机械与电子的结合只停留在比较浅的层面，无法进一步深入。到了20世纪70年代至80年代，机电一体化进入蓬勃发展期，这一阶段，计算机技术、控制技术、通信技术等迅速发展，为机电一体化的深入结合提供了可能性。另外，大规模和超大规模集成电路和微型计算机相机出现，促使机电一体化更加广泛、深入的发展。在20世纪末，机电一体化技术发展进入一个新阶段，这一时期，通信技术、微细加工技术、光学开始加入到机电一体化技术中，形成了新的分支微机电一体化和光机电一体化。与此同时，人工智能技术、神经网络技术、光纤技术的迅速发展使机电一体化技术的发展空间更加广阔，更具有价值。机电一体化体系在这一时期不断完善，系统的建模设计、分析和继承方法也在不断发展进步，逐渐形成了较为完善的学科体系。我国关于机电一体化的研究始于19世纪90年代末，直到目前，我国不断的引进新技术、新工艺，在高校和企业中不断进行实践研究，但是相对于发达国家，技术水平还有很大差距，需要加强进一步的研究和发展。

2.2 机电一体化的核心技术

机电一体化的核心技术：（1）机械本体技术，是机电一体化的基础，为了符合机电一体化的要求，应当改善性能、减轻质量、提高精度等。（2）信息处理技术，信息处理技术在机电一体化技术中起着重要作用，其可靠性、处理速度、抗干扰性等问题对机电一体化有重要影响。（3）传感技术，目前传感器的使用有向光纤电缆传感器发展的趋势。（4）驱动技术，内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。（5）接口技术，为了实现与计算机的通信必须使用接口技术，保证数据传递的格式标准化、规格化。（6）软件技术，软件和硬件是机电一体化的两个方面，软件技术应保证与硬件协调发展，保证软件的标准化，包括程序模块化、推行软件工程等，以促进机电一体化的进程。

3 机电一体化技术发展趋势

（1）智能化。智能化是对机器行为的描述，是综合现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术在某一方面的应用，是21世纪机电一体化技术发展的重要方向。它使机器能够具备人的思维、推理判断，并具有自主决策能力，达到更高的控制目标，可取代生产过程中人的部分脑力劳动。目前的机电一体化产品机器人、数控机床是智能化的体现，当然现在其技术还不完善，随着智能化所起的作用越来越明显，工程师对机电一体化技术的研究也越来越重视，随着各项技术的迅速发展，机电一体化技术的智能化将会越来越完善。

（2）标准化。机电一体化产品种类和生产厂家繁多，机械接口、电力接口、动力接口、环境接口等只有具有了一定的标准，才便于各部件、各单元的匹配。由于各生产商为了维护自己的利益，目前无论是国际还是國内都没有一个标准。随着经济全球化的发展，经营理念的进步，资源的共享，技术的进步，机电一体化技术的标准化已成为未来的一个发展趋势。机电一体化技术上的标准化有利于新技术、新产片的开发，有利于产品的规模化生产，同时反过来促进机电一体化企业的发展。

（3）网络化。自上世纪末，网络迅速发展，其应用渗透到各个行业，生产方式发生了巨大的变化，机电一体化技术也是如此。计算机网络技术的发展促进了机电一体化技术的进步，而机电一体化技术也促进了网络的发展，例如：网络的各种远程控制的终端设备就是机电一体化的产品。现场总线和局域网技术的应用逐渐出现了集成家电系统、企业内部局域网，人们的生活、工作方式，及企业的生产方式逐渐向网络化发展。为了服务于客户，机电一体化技术必须顺应时代的发展向着网络化方向发展。

（4）精密化。微型机电一体化是机电一体化的一个新的发展方向，它是微机械技术、微电子技术和软件技术的融合，使微型机电一体化产品体积更小、耗能更少、运动更加灵活。微型机电一体化技术在医学、军事、航空、信息领域具有较高的应用价值，发展前景广阔，它还将向微米、纳米级方向发展，在更多的领域发挥更加积极的作用。

（5）绿色环保。资源循环利用，绿色生产、不污染自然生态环境，已成为各行各业继续发展的必然趋势。机电一体化行业也是如此。绿色环保需要做到产品的设计、生产、运输、使用、维修、销毁等环节，不会对自然环境和人类健康造成威胁，在各环节对资源的利用率达到最高，不浪费资源，并且产品停止使用后可回收利用。机电一体化技术及其产品，应当朝着绿色环保的方向发展，走可持续发展的道路。

4 结语

机电一体化是在生产力发展、科学技术进步的基础上发展起来的新型学科，自机电一体化技术产生以来，对工业生产方式，企业管理方法，人们的生活工作方式，军事、医学、信息技术等各行的技术改革都产生了巨大影响。随着时代的变化，机电一体化的核心技术会不断完善，就目前来看，智能化、标准化、网络化、精密化、绿色环保是机电一体化技术的发展趋势，随着科学技术的发展、各项科学技术的亲密融合，机电一体化技术将会越来越完善、在各行业发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1] 赵雪，曹国庆.计算机与机械电子技术的融合发展思考[J].电子世界，2014（10）.

[2] 武文佳.基于SolidWorks&LabVIEW的虚拟原型机电一体化设计技术研究[D]. 西安电子科技大学，2012.

作者：陈昌皓

机电一体化技术现状分析论文 篇3：

织造装备智能化技术的产业化路线研究

摘要：文章从织造设备技术现状出发，以广东丰凯机械股份有限公司为例，提出织造装备智能化技术问题解决方案，进而对织造装备智能化技术产业化路线进行分析。

关键词：织造装备；智能化技术；产业化路线

纺织工业是国民经济传统的支柱产业，也是关系民生的重要产业和国际竞争较为明显的产业，其产业链众多，需要人员较多，在繁荣市场的同时，也能增加就业、提高人民收入水平和促进城镇化发展。然而，纺织工业工艺的改进、效率的提高需要依赖于先进织造技术，现在国外纺织装备智能化技术在纺织企业中应用已实现了智能一体化管理，我国的纺织装备智能化技术虽在纺织企业中有所应用，但仍处于初级阶段，与智能一体化管理还有差距，需要对制造装备智能化技术的产业化进行不断的研究。

1 织造装备智能化技术现状

1.1 群控技术

目前来看，织机普遍采用的是微处理机，其优势是能对运行设备的状况和不同参数进行监测并以显示在织机操控屏幕上，而以CN总线、以太网和光纤为主的通讯形式组成的局域网，能实现织机的群控，管理人员能较快地查询不同织造生产数据和织机运行状态，这些国外织机基本具备。而国内的织机虽然具备联网功能，但是群控技术上不成熟。

1.2 织机远程控制技术

随着电子计算机技术、数控技术和互联网技术快速的发展，机电一体化技术已经成为剑杆织机设计的重要技术。高档剑杆织机上先后出现了电子多臂开口、电子送经和电子卷取等电子控制装置，并逐步形成单台织机的智能控制系统。而从国产织机现状来看，虽广泛使用了高档剑杆织机，但因受国内生产设备数量、生产现场与现场控制距离较远且环境恶劣等因素的影响，使国产自动化织机生产管理水平得不到进一步的提高。

目前来看，国产织机因受各种条件的限制，国内织机监管领域主要使用的是BITBUS或RS-485作为通信总线，但因这种通信总线的主线的主节点对可靠性要求相对局限，通信方式为命令响应型，其灵活性相对较差，系统容易处于瘫痪状态。同时，BITBUS的物理层使用的是RS-485规范，其总体效率相对较低，特别是错误处理能力较弱。若想使通信总线的主节点的可靠性和数据通信方式的灵活性、错误处理能力得到提高，使之更好满足监测系统的需求，需要研发一种能弥补上述缺陷的织机远程控制技术。

1.3 织造工艺专家系统

织造工艺专家系统很早以前便已提出，但目前仅有日本津田驹的喷气织机运用此项技术，其他国内外织机织造厂家还未采用该项技术。织造工艺专家系统最大的优势是其内部存有知识库和案例设计，用户使用该系统时，输入织造工艺参数值便能推理计算出织机织造所需要的全套工艺的参数设定值，这样不仅能降低车间对工人的技术要求，同时也能减轻工作强度，满足现代织机的智能化发展趋势。互联网技术的出现和在织造工艺系统中应用，织造工艺专家系统实现了群控管理、远程控制和专家管理，然而就国内织机现状来看，织造工艺专家系统这三种功能还未能全部实现。

2 织机智能化技术问题解决方案

针对国内织机智能化技术现状，丰凯公司借助物联网技术来攻克织机远程设备管理、诊断、工艺数据专家库系统与开速调机的联动等关键技术，研制出具有自主知识产权的基于物联网技术的智能织机解决方案。智能织机管理系统架构图如图1。具体内容如下：

2.1 群控技术

织造装备具备联网功能，通过组网群控，让客户在自己的工厂内使用服务器，透过现有的网络自动采集各机台的张力信号、油温信号、油压信号、断纬信号、断经信号、报警信号、开关按钮信号等数据，以对所有机台进行有效监管，实时了解各机台的生产运行情况（效率、产量、排产等），同时能实现客户决定其服务器是否要与设备厂家的服务数据库系统连接。

2.2 远程控制技术

在群控管理基础上，当客户设备出现异常需要厂家工程师服务时、客户采用租赁模式需定期加解锁时、当设备生产厂家有重大程序需要更新时，不再需要厂家工程师带电脑上门处理，只要客户授权群控管理服务器与设备厂级连线，厂家工程团队就可以第一时间处理，不光快速响应了客户需求，而且大大提高了设备厂家工程师的工作效率，节省大量出差费用与时间浪费。

2.3 制造专家控制技术

在高端织机工艺参数智能化设定基础上，提出一种基于数据库技术的织机专家系统总体结构设计。通过在客户处建立织机工艺参数数据库，将各种工艺参数统计整理到后台数据中，这样不仅能帮助客户建立工艺管理平台，而且织机可以通过读取数据库数据，实现织机工艺参数的智能化设定，快速完成换线生产的能力。并借助物联技术让客户的数据库可以同步设备厂家的工艺专家系统，从而大大缩减客户开发新产品的调机时间。

3 织造装备智能化技术产业路线方案与策略

3.1 重视项目实施，创造和谐工作环境

织造装备智能化技术产业化路线项目依托于省级企业技术中心和省级工程技术研究开发中心的研究力量，且企业领导高度重视，使配套条件得到有效落实，对项目环境进行了优化，为技术研发人员创造了和谐舒适的工作环境，提供了先进的办公软件，使技术研发人员能较为轻松、愉快地投入到研究工作中，为尽快研究出项目产品而做出最大的努力。

3.2 加大科研资金投入，多渠道融资

加大科研资金投入，并建立专款专用保证制度，除将专项资金用于研发项目外，还用于奖励技术研究工作中有突出贡献的科技研发人员，激发科技研发人员潜力，提高其工作积极性。同时公司将严格依照高新技术企业科研要求，每一年将销售额收入的3%用于科学研究，并从中提取一部分，作为项目专项经费，满足项目资金需求。同时争取银行贷款、风险投资公司资金的投入，拓宽项目融资渠道，确保项目顺利进行。

3.3 构建技术平台，重视硬件建设

3.3.1 项目实施过程中，人是主要力量，为最大化实现项目效益，需要对项目参与人员进行有效的整合，并使之形成强大且专业化的研发队伍。项目组积极组织与各纺织协会或同行业技术交流和研讨会以及组织小组成员参加国内外大型机械展览会，通过与相关行业和同行业人员的交流和讨论，及时、准确地掌握或了解国内外制造装备发展趋势和动向，确保研发的项目能与市场接轨。

3.3.2 重视项目研发中的硬件投资和建设，项目人员在项目产品研发过程中，需要采用多种设备进行实验和检测，最终研究出符合市场需求的产品，这就需要企业在为其软件创造条件的同时，也能为其硬件研究开发创造平台和环境，进而使项目综合开发能力得以显著地提高。

4 结语

织造装备智能化技术成熟并应用于纺织产业，将会使国产织造装备的技术性能达到质的飞跃，进而不断地提高同类产品市场竞争力，打破当前国内高端品牌被国外织机市场垄断的局面，有效地促进我国纺织企业的转型和升级。为了更好地实现这一目标，仍需要企业对织造装备智能化技术进行深入研究，对自身的不足进行完善，为我国织造装备智能化技术产业化路线的实现创造条件。

参考文献

[1] 冯学本.国内外非织造装备的新进展及发展趋势[J].

应用技术，2012，（12）.

[2] 刘新伟，杨莉，侯亚峰，高森，代畅.浅论机械制造

的智能化技术发展趋势[J].科技与企业，2013，（3）.

[3] 张克艳，张秀峰.浅谈先进机械制造技术的特点及我

国机械制造技术的发展趋势[J].内燃机与动力装置，

2008，（3）.

[4] 孙名佳.数控机床智能化技術研究[J].设计与研究，

2012，（39）.

[5] 路甬祥.走向绿色和智能制造—路甬祥在装备制造

业振兴专家论坛上的主旨报告（节选）[J].制造技术

与机床，2010，（2）.

作者：陈博民