【文章內容簡介】 、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。 模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產品，同時也可以擴大生產規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產機電一體化產品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。 微型化 微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。 20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢?，利用家庭網絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(puterintegratedappliancesystem,CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發(fā)展。 綠色化 工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發(fā)展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。 系統(tǒng)化 系統(tǒng)化的表現特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS48DCS。 人格化 未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發(fā)研制出來的。 、經濟和社會效益 1．提高精度　　　　　　　　　　　　2．增強功能 3．提高生產效率，降低成本　　　　　4．節(jié)約能源，降低消耗5．提高安全性、可靠性　　　　　　　6．改善操作性和使用性 7．減輕勞動強度，改善勞動條件　　　8．簡化結構，減輕質量 9．降低價格　　　　　　　　　　　　10．增強柔性應用功能 機電控制技術產品的分類 綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。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(fā)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(fā)展前景也將越來越光明。 ★機電控制技術綜合利用各相關技術優(yōu)勢，揚長避短，取得系統(tǒng)優(yōu)化效果，有顯著的社會效益和技術、經濟效益。 1．提高精度　機電控制技術使機械傳動部件減少，因而使機械磨損、配合間隙及受力變形等所引起的誤差大大減少，同時由于采用電子技術實現自動檢測和控制、補償、校正因各種干擾因素造成的動態(tài)誤差，從而達到單純機械裝備所不能實現的工作精度。如采用微型計算機誤差分離技術的電子化圓度儀，其測量精度可由原來的0．025μm提高到0．01μm；大型鏜銑床裝感應同步器數顯裝置可將加工精度從0．06μm提高到0．02μm。 2．增強功能　現代高新技術的引入，極大地改變了機械工業(yè)產品的面貌，具有多種復合功能，成為機電一體化產品和應用技術的一個顯著特征。例如，加工中心機床可以將多臺普通機床上的多道工序在一次裝夾中完成，并且還有自動檢測工件和刀具的精度、自動顯示刀具動態(tài)軌跡圖形、自動保護和自動故障診斷等極強的應用功能；配有機器人的大型激光加工中心，能完成自動焊接、劃線、切割、鉆孔、熱處理等操作，可加工金屬、塑料、陶瓷、木材、橡膠等各種材料。這種極強的復合功能，是傳統(tǒng)機械加工所不能比擬的。 3．提高生產效率，降低成本　機電一體化生產系統(tǒng)能夠減少生產準備和輔助時間短新產品的開發(fā)周期，提高產品合格率，減少操作人員，提高生產效率，降低生產成本如，數控機床的生產效率比普通機床高5～6倍，柔性制造系統(tǒng)可使生產周期縮短40％，生產成本降低50％。 4．節(jié)約能源，降低消耗　機電一體化產品通過采用低能耗的驅動機構、最佳的調節(jié)控制和提高設備的能源利用率，來達到顯著的節(jié)能效果。例如工業(yè)鍋爐若采用微機精確控制燃料與空氣的混合比，可節(jié)煤5％～20％；被稱為電老虎的電弧爐，是最大的耗電設備之一，如改用微型計算機實現最佳功率控制，可節(jié)電20％。 5．提高安全性、可靠性　具有自動檢測監(jiān)控的機電控制系統(tǒng)，能夠對各種故障和危險情況自動采取保護措施，及時修正運行參數，提高系統(tǒng)的安全可靠性。例如大型火力發(fā)電設備中，鍋爐和汽輪機的協(xié)調控制、汽輪機的電液調節(jié)系統(tǒng)、自動起停系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)等，不僅提高了機組運行的靈活性和積極性，而且提高了機組運行的安全性和可靠性，使火力發(fā)電設備逐步走向全自動控制。 6．改善操作性和使用性　機電控制裝置或系統(tǒng)各相關傳動機構的動作順序及功能協(xié)調關系，可由程序控制自動實現，并建立良好的人機界面，對操作參數加以揭示，因而可以通過簡便的操作得到復雜的功能控制和使用效果。有些機電控制裝置，可實現操作全部自動化；有些更高級的機電控制系統(tǒng)，還可通過被控對象的數學模型和目標函數，以及各種運行參數的變化情況，隨機自尋最佳工作過程，協(xié)調對內對外關系，以實現自動最優(yōu)控制，如電梯全自動控制系統(tǒng)、智能機器人等。 7．減輕勞動強度，改善勞動條件　機電控制技術一方面能夠將制造和生產過程中極為復雜的人的智力活動和資料數據記憶查找工作改由計算機來完成，一方面又能由程序控制自動運行，代替人的緊張和單調重復的操作，以及在危險或有害環(huán)境下的工作，因而大大減輕了人的腦力和體力勞動，改善了人的工作環(huán)境條件。例如CAD和CAPP極大地減輕了設計人員的勞動復雜性，提高了設計效率；搬運、焊接和噴漆機器人取代了人的單調重復勞動；武器彈藥裝配機器人、深海太空工作機器人、在核反應堆和有毒環(huán)境下的自動工作系統(tǒng)，則成為人類謀求解決危險環(huán)境中的勞動問題的惟一途徑。 8．簡化結構，減輕質量　由于機電控制系統(tǒng)采用新型電力電子器件和傳動技術，代替笨重的老式電氣控制的復雜機械變速傳動，由微處理機和集成電路等微電子元件和邏輯軟件，完成過去靠機械傳動鏈來實現的關聯運動，從而使機電一體化產品體積減小，結構簡化，質量減輕。例如，換向器電動機，將電子控制與相應的電動機電磁結構相結合，取消了傳統(tǒng)的換向電刷，簡化了電動機結構，提高了電動機壽命和運行特性，并縮小了體積。 9．降低價格　由于結構簡化，材料消耗減少，制造成本降低，同時由于微電子技術的高速發(fā)展，微電子器件價格迅速下降，因此機電一體化產品價格