2021机械制造技术学习报告

一、机电一体化概念

机电一体化又叫机械和电子技术。它是机械工程和自动化技术相结合的产物。机电一体化技术不能脱离机械工程技术作为载体，也不能脱离自动化技术来升华它。虽然与机电一体化技术相结合的技术类型比较明确，但该技术涵盖的领域非常广泛。除了依靠机械工程技术和自动化技术之外，计算机技术和电子信息技术必须结合起来才能达到真正的自动化目的。近年来，人工智能技术也在迅速兴起，人工智能技术的研究成果也很多。因此，机电一体化技术的下一个发展阶段必将结合人工智能技术。

从20世纪60年代至今，机电一体化技术已经从简单的应用阶段转变为智能自动化阶段。这种小规模只能实现人力资源的合理利用，提高其经济效益。在日常生产中，机电一体化技术的应用对企业的发展起到了非常积极的作用。目前，机电领域正在积极研究光纤与人工智能的集成技术，这也是机电技术发展的必然趋势。随着科技水平的提高，机电一体化技术已经广泛应用于各个领域，机电一体化技术的智能化和自动化水平也有了很大提高。在日常生活中，机电一体化的应用也非常频繁，包括微波炉、电视、洗衣机等。机电一体化技术在工厂和企业中的应用主要体现在计算机集成系统、自动包装机、自动码垛机和数控机床等方面。

二、机电一体化关键技术

（一）机械技术

机械技术是机电一体化的基础。机械技术的关键是，如何适应机电一体化技术。运用其他高科技最新概念，来实现结构、材料与性能的变化，以减轻重量、减少体积、提高准确性、增加刚度并提高性能。在机电一体化系统的制造时期，经典机械理论与技术，应以计算机辅助技术、人工智能和专家系统为基础，形成新一代的机械制造技术。

（二）自动控制技术

在控制理论基础上，实施系统设计，之后的系统仿真，当场调节，控制技术，如检索、复制、高精度定位控制、自适应控制、速度控制等。

（三）传感检测技术

传感器检测技术，是系统的传感机理，是自动控制和调节的重要方面。它越强大，系统就越自动化。现代工程需要传感器，快速准确地捕获信息，并承受恶劣环境中的检验，它是保持高水准机电一体化系统的保障，如图2-1。

图2-1 机电一体化系统结构框图

传感器是一种对于外界信息获取与传递的元器件，是对事物进行信息感应进而监测，而且还能够将感应到的信息转换成具体形态信号的一种仪器，它的应用能够对信息的传递、加工、显示等不同程序的需求得到满足。传感器及是是机电一体化系统的核心武器，是促进机电一体化进步的重要环节。在20世纪末，传感器技术在工业生产上已经被充分利用了，为工业的发展起到了促进作用如图2-2。随着传感器技术的不断发展与进步，与信息技术及现代通信技术进行了有效的结合，机电一体化系统中的传感器技术将会运用到我国各行各业，以更好地实现传感器技术的应用价值。

图2-2 机电一体化系统小车

（四）伺服传动技术

伺服传动技术包含电动、气动、液压传动设备在内，伺服系统是一种转换装置和元件，实现机械动作的电信号，动态性能的控制系统，质量与功能起到非常大的作用。

三、机电一体化技术的发展趋势

（一）数字化

微控制器的发展，为机电产品的数字化创造基础，如数控机床与机器人的持续发展；计算机网络突飞猛进的发展，使得数字化设计与制造更加便捷，如虚拟设计、计算机集合制造等。数字化需要机电一体化软件。人机界面友好、可维护性、操作简单、可靠性高。数字实施将有助于远程操作、诊断与修复。

（二）智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的重要方向。在机电一体化领域，机器人和数控机床智能化是重要的应用。

机电一体化技术与当今先进科学技术的结合必将推动其向更加智能化的方向发展。从控制理论的基本方向来看，机电一体化技术所体现的机械控制技术更加传统，因此，应该进一步推广。随着当今时代智能的发展，智能机电一体化技术正在逐步形成。与传统的机电一体化技术相比，智能机电一体化技术融合了人工智能和计算机科学等多种技术，显示出极高的智能特性。

（三）集成化

集成化，不仅包含不同产品结构的优化和重组，还包括不同技术的互穿和整合。包括各种制造工艺，如加工、装配和管理。系统必须更加灵活，以实现高混合、小批量生产的自动化与高效率。首先，系统可以分为几个层次，让系统功能分解，组件协调安全运行，接着利用软硬件集成各层，优化性能与功能。