第一章引言近年來，隨著工業(yè)化的發(fā)展，人工智能技術(shù)得到了極大的發(fā)展，大量的智能數(shù)控設(shè)備和機(jī)器人得到了應(yīng)用。越來越多的產(chǎn)品和設(shè)備開始走上智能化的道路，而智能化實際上是模擬人類思維和數(shù)據(jù)分析的產(chǎn)物。因此，需要這些智能設(shè)備來實現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析和操作能力，而計算機(jī)和傳感器技術(shù)是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。光學(xué)機(jī)電一體化技術(shù)主要是指光學(xué)機(jī)電一體化原理的理論知識和相應(yīng)產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)。目前，機(jī)械制造業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一直扮演著非常重要的角色，行業(yè)本身也注重技術(shù)的不斷更新和完善，在機(jī)電一體化技術(shù)的推動下，行業(yè)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。在智能制造中，機(jī)電一體化技術(shù)有著重要的體現(xiàn)，其中數(shù)控技術(shù)是非常關(guān)鍵的組成部分，主要通過數(shù)字信息來控制機(jī)械運(yùn)動，對提高制造業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量有著不可替代的作用。數(shù)控技術(shù)在智能制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在實際生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，常用的應(yīng)用模式是CPU+總線，可以有效提高加工的整體效率，為數(shù)控生產(chǎn)的發(fā)展夯實基礎(chǔ)。而傳感器技術(shù)則是通過對機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)研究可以看出，傳感器技術(shù)是智能制造的核心技術(shù)，在智能制造的實際應(yīng)用中可以發(fā)揮很大的作用。第二章機(jī)電一體化技術(shù)概述機(jī)電一體化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。從表面上看,它的技術(shù)是機(jī)械與電子相結(jié)合的優(yōu)勢,是技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果。在這整個技術(shù)時代的快速發(fā)展歷程中,計算機(jī)技術(shù)已占據(jù)到了社會科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的幾乎各個前沿領(lǐng)域,信息時代浪潮的全面到來更導(dǎo)致到了機(jī)電技術(shù)一體化新技術(shù)領(lǐng)域的迅速井噴。未來,機(jī)電集成一體化設(shè)計技術(shù)、傳感器在線檢測診斷技術(shù)、自動伺服控制設(shè)計技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、伺服控制驅(qū)動設(shè)計技術(shù)也將通過與機(jī)電集成一體化的技術(shù)或與機(jī)電集成一體化的技術(shù)技術(shù)來實現(xiàn)行業(yè)跨越式高速發(fā)展。機(jī)械制造的整個過程并不復(fù)雜，但隨著零件工藝流程的復(fù)雜程度的增加，其實際的加工過程也會越來越復(fù)雜，尤其是在多曲面零件的加工制造過程中，實際的加工周期會很長。在智能化技術(shù)的支持下，技術(shù)人員可以將智能化系統(tǒng)控制單元嵌入到機(jī)械制造控制系統(tǒng)中，為機(jī)械制造設(shè)備提供自由的決策空間。與普通的機(jī)械制造過程不同，結(jié)合智能化技術(shù)的機(jī)械制造流程對人工行為的依賴程度較低，從而減少了人為誤差。更重要的是，在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，智能化技術(shù)的應(yīng)用將更加靈活，相關(guān)的機(jī)械制造流程將受到這種綜合性加工技術(shù)的影響，從而達(dá)到更高的加工制造效能，相應(yīng)的工藝靈活程度也將大大提高。2.1機(jī)電一體化技術(shù)的技術(shù)構(gòu)成機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展是微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、光學(xué)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的發(fā)展。光學(xué)機(jī)電一體化技術(shù)主要是指光學(xué)機(jī)電一體化原理的理論知識和相應(yīng)產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)。目前，機(jī)械制造業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一直扮演著非常重要的角色，行業(yè)本身也注重技術(shù)的不斷更新和完善，在機(jī)電一體化技術(shù)的推動下，行業(yè)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。在智能制造中，機(jī)電一體化技術(shù)有著重要的體現(xiàn)，其中數(shù)控技術(shù)是非常關(guān)鍵的組成部分，主要通過數(shù)字信息來控制機(jī)械運(yùn)動，對提高制造業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量有著不可替代的作用。數(shù)控技術(shù)在智能制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在實際的生產(chǎn)應(yīng)用過程中，常用的應(yīng)用模式是CPU+總線，可以有效提高機(jī)械加工的整體效率，為數(shù)控生產(chǎn)的發(fā)展夯實基礎(chǔ)。傳感技術(shù)。通過對機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)研究可以看出，傳感器技術(shù)是最核心的技術(shù)，在智能制造的實際應(yīng)用中可以發(fā)揮很大的作用。2.2機(jī)電一體化技術(shù)的學(xué)科性概念在系統(tǒng)論中，機(jī)電一體化技術(shù)根據(jù)系統(tǒng)的功能優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)由權(quán)力、智能、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知組成，通過邏輯運(yùn)算使整個工作系統(tǒng)成為一個有機(jī)的整體。2.3機(jī)電一體化技術(shù)的學(xué)科要素機(jī)電一體化的組成部分一般分為五類,即一個完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)需要由動力、運(yùn)動、智能、結(jié)構(gòu)、感知等部分組成。電廠的主要功能是為系統(tǒng)提供足夠的動力和能量,使系統(tǒng)按受控的順序運(yùn)行。結(jié)構(gòu)構(gòu)件是整個機(jī)械材料支撐結(jié)構(gòu)的基本功能構(gòu)件,運(yùn)動部位是人體最直觀的觀察元素。執(zhí)行器將按照系統(tǒng)控制中心發(fā)布的相關(guān)指令進(jìn)行操作和工作。智能部件控制是現(xiàn)代控制信息處理和控制信息分析處理過程的關(guān)鍵一部分,主要工作是實現(xiàn)對被控測試或傳感器獲取的系統(tǒng)信息內(nèi)容和控制系統(tǒng)外部輸入指令數(shù)據(jù)進(jìn)行實時集中地管理、分析、存儲傳輸和綜合處理,按照控制器相應(yīng)設(shè)置的控制邏輯程序?qū)嵤┰倏刂铺幚?發(fā)出系統(tǒng)正確輸入的輸入指令,運(yùn)行整個控制系統(tǒng)內(nèi)的控制邏輯過程2.4機(jī)電一體化技術(shù)的學(xué)科原則作為發(fā)展迅速的高新技術(shù)之一，機(jī)電一體化技術(shù)在其工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用必須遵循以下的獨創(chuàng)性原則，即信息控制、結(jié)構(gòu)耦合、合理的能量轉(zhuǎn)換、運(yùn)動傳遞等四項獨創(chuàng)性原則。第三章智能化與機(jī)電一體化技術(shù)融合應(yīng)用優(yōu)勢3.1促使數(shù)據(jù)應(yīng)用層次逐漸深入智能化技術(shù)的應(yīng)用過程是以硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的數(shù)字化為基礎(chǔ)的，但是，這種數(shù)字化的過程并不意味著技術(shù)的應(yīng)用就一定是數(shù)字化調(diào)動機(jī)制的應(yīng)用。從智能化技術(shù)技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用形式和應(yīng)用內(nèi)容來看，這種數(shù)字化調(diào)動機(jī)制可以在實際應(yīng)用過程中得到體現(xiàn)。事實上，在機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)的早期應(yīng)用中，它已經(jīng)具備了一定的自動化應(yīng)用屬性，并且在電氣系統(tǒng)的支持下，這種自動化屬性的體現(xiàn)是比較靈活的。但是，目前，機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行要求已經(jīng)發(fā)生了變化，這屬于技術(shù)應(yīng)用水平的變化，與技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的開放發(fā)展有關(guān)。這是因為機(jī)電一體化的應(yīng)用內(nèi)容往往是復(fù)雜的，在此期間需要更多的外部網(wǎng)絡(luò)來滿足高層次的數(shù)字化管理需求。然而，在系統(tǒng)一級，MEMS并不完全勝任這種數(shù)據(jù)通信和通信任務(wù)。智能化技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合，相當(dāng)于為機(jī)電一體化系統(tǒng)安裝智能化數(shù)據(jù)分析單元，智能數(shù)據(jù)分析單元可以為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供有效的功能結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高層級數(shù)據(jù)處理功能，進(jìn)而推動機(jī)電一體化系統(tǒng)從自動化系統(tǒng)向智能自動化系統(tǒng)邁進(jìn)。3.2為系統(tǒng)級別的故障診斷和反饋提供有利條件系統(tǒng)級別的故障診斷和反饋非常困難，甚至超出了PID控制調(diào)節(jié)的物理范圍，基于PID控制規(guī)則的自反饋單元不能直接為系統(tǒng)提供有效的數(shù)據(jù)反饋途徑。具體來說，在現(xiàn)代化機(jī)電一體化系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率機(jī)械制造控制的功能單元并不多，功能單元之間的聯(lián)合控制往往不能實現(xiàn)，仍然處于獨立控制階段。通過對系統(tǒng)中控制節(jié)點分布的分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中控制節(jié)點的分布往往是不清楚的，這就需要對系統(tǒng)中的各種控制單元和控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，無法找到有效的網(wǎng)絡(luò)配置模型。在智能技術(shù)的支持下，機(jī)電一體化可以大規(guī)模地引入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。系統(tǒng)中的設(shè)備節(jié)點不再是孤立的，而是以系統(tǒng)節(jié)點的形式存在，通過上層控制系統(tǒng)和設(shè)備節(jié)點形成有效的數(shù)據(jù)控制通道。此時，從故障診斷和系統(tǒng)反饋機(jī)制的角度出發(fā)，可以有效地擴(kuò)大故障診斷的實際范圍，實現(xiàn)同一或不同級別之間的信息反饋功能。。更重要的是，在這種智能化技術(shù)的背景下，將大大提高故障反饋和數(shù)據(jù)監(jiān)督的實際效率，系統(tǒng)故障診斷過程具有一定的應(yīng)用靈活性。3.3高速數(shù)據(jù)分析技術(shù)與智能決策技術(shù)在集成了智能化技術(shù)的機(jī)械制造數(shù)控中心，其集控單元往往與智能化數(shù)據(jù)分析單元相連。目前，大多數(shù)數(shù)控加工中心都會在接口拓展結(jié)構(gòu)中增加與網(wǎng)絡(luò)信息相關(guān)的拓展接口接口，通過這些接口可以實現(xiàn)數(shù)控加工中心的網(wǎng)絡(luò)化管理。從其智能化技術(shù)應(yīng)用形式來看，在機(jī)械制造數(shù)控加工中心的生產(chǎn)過程中，集控單元將按照預(yù)設(shè)程序?qū)ψ叩堵窂竭M(jìn)行模擬，并以可視化的效果顯示走刀路徑的合理性，同時根據(jù)實際的切割路徑對切割路徑進(jìn)行優(yōu)化和模擬，從而選擇更加合理加工工藝流程。智能決策相關(guān)技術(shù)應(yīng)用模組記錄數(shù)控加工中心的工藝加工習(xí)慣，對機(jī)械制造中的各個工藝環(huán)節(jié)大數(shù)據(jù)分析，然后結(jié)合這些數(shù)據(jù)的特點，對與數(shù)據(jù)相關(guān)的加工行為進(jìn)行過濾和記錄，以便在后續(xù)加工中，如果需要相似或相同的加工動作，可以直接應(yīng)用以前積累的數(shù)據(jù)。這種基于數(shù)據(jù)分析的智能技術(shù)應(yīng)用形式是高速數(shù)據(jù)分析技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用形式，需要基于智能決策技術(shù)。3.4動態(tài)反饋技術(shù)與智能調(diào)節(jié)技術(shù)在智能化系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，需要根據(jù)不同的加工制造環(huán)境做出正確的判斷，并根據(jù)生產(chǎn)的具體要求選擇更合適的加工制造形式。在這個過程中，正確的判斷至關(guān)重要，影響判斷準(zhǔn)確性的因素不僅是機(jī)械制造系統(tǒng)本身的運(yùn)行性能，還有系統(tǒng)動態(tài)反饋機(jī)制的性能，特別是在機(jī)電一體化的背景下，需要同時考慮機(jī)械制造系統(tǒng)和電氣技術(shù)系統(tǒng)。目前，這種動態(tài)反饋技術(shù)在復(fù)雜加工系統(tǒng)中的應(yīng)用形式主要是閉環(huán)反饋控制技術(shù)，但為了適應(yīng)智能控制技術(shù)的場景拓展屬性，往往需要在這種技術(shù)技術(shù)系統(tǒng)中增加智能調(diào)節(jié)機(jī)制，即將反饋控制與智能調(diào)節(jié)相結(jié)合，以提高動態(tài)反饋技術(shù)的整體應(yīng)用效能。在這個過程中，為了保證動態(tài)反饋技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，技術(shù)人員需要選擇機(jī)電一體化技術(shù)的集成應(yīng)用形式，并將其添加到具體的技術(shù)技術(shù)應(yīng)用形態(tài)系統(tǒng)中，根據(jù)反饋機(jī)制，收集系統(tǒng)的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)級的數(shù)據(jù)反饋，發(fā)揮智能調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。特別是在機(jī)械設(shè)備的智能化控制過程中，這種動態(tài)反饋機(jī)制可以為設(shè)備的運(yùn)行提供安全保障，避免設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)不合理的操作行為，也是提高機(jī)械制造設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的技術(shù)基礎(chǔ)之一。3.5結(jié)構(gòu)微調(diào)與微動控制技術(shù)在機(jī)械制造過程中，借助于動態(tài)反饋技術(shù)和智能調(diào)節(jié)技術(shù)，將智能化技術(shù)和機(jī)電技術(shù)結(jié)合起來，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)動的微觀控制，通?；谔囟ǖ臋C(jī)械結(jié)構(gòu)。事實上，這種微控制結(jié)構(gòu)在現(xiàn)階段已經(jīng)開始使用，該技術(shù)的具體應(yīng)用中結(jié)構(gòu)微調(diào)和微動控制技術(shù)也是一種全流程巡航技術(shù)，它可以根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的運(yùn)行特性。特別是在定點定位控制和定點動作傳導(dǎo)時，微動控制系統(tǒng)會對相應(yīng)的控制動作進(jìn)行詳細(xì)分析，并從三維空間的角度校準(zhǔn)控制點的運(yùn)動行為，從而實現(xiàn)相對穩(wěn)定、準(zhǔn)確的定位控制。然而，在這個過程中，數(shù)據(jù)的運(yùn)算量量往往非常大，需要大數(shù)據(jù)技術(shù)和超級計算技術(shù)的支持，這就導(dǎo)致了應(yīng)用成本相對較高，對相應(yīng)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)制造標(biāo)準(zhǔn)要求也很高。第四章機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域4.1汽車技術(shù)類在小型化的影響下，系統(tǒng)空間得以節(jié)約，駕駛舒適性得以最大化，汽車制造的價值屬性得以提升。在上述具體功能特征應(yīng)用上,同時,該新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用又可以大幅度提高汽車設(shè)備本身的運(yùn)行安全性,降低操作駕駛員實際操作上的應(yīng)用難度,提高駕乘車輛實際行駛環(huán)境的駕駛舒適性。當(dāng)汽車發(fā)動機(jī)裝置仍然處于連續(xù)工作循環(huán)狀態(tài)時,傳感器裝置可以在運(yùn)行過程中檢測到發(fā)動機(jī)單元的工作狀態(tài)。實現(xiàn)了車輛運(yùn)行控制的實時數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)了車輛的實時檢測與控制。利用這些電子自動監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備輸出的各種數(shù)字化控制數(shù)據(jù)信息,可以全面系統(tǒng)智能地識別選擇自動開關(guān)程序、開關(guān)自動調(diào)節(jié)功能和電控系統(tǒng)的換檔與調(diào)節(jié)的信息。采用變速液壓技術(shù)齒輪位置可以保持與車速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的平衡。此外，在自動變速器設(shè)備中使用機(jī)電一體化技術(shù)，便于對車輛進(jìn)行自我檢查和分析，并通過監(jiān)測車輛的電子電路狀況，分析車輛的運(yùn)行狀況，如果發(fā)現(xiàn)車輛熄火，首先通過與報警系統(tǒng)的連接向司機(jī)發(fā)出警告令。應(yīng)注意的是，如果自動變速器的設(shè)備系統(tǒng)發(fā)生故障，該設(shè)備將轉(zhuǎn)換為非電氣控制的工作狀態(tài)，將保持變速器傳輸?shù)姆€(wěn)定性。因此，在智能汽車制造項目中，需要通過機(jī)電一體化技術(shù)對自動變速器進(jìn)行優(yōu)化升級。從內(nèi)容上看，該技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展不僅可以加強(qiáng)自動變速器的應(yīng)用和功能條件，還可以最大限度地實現(xiàn)現(xiàn)代汽車系統(tǒng)的智能化水平，完成市場應(yīng)用開發(fā)。4.2數(shù)控加工類數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)是汽車機(jī)電一體化成套技術(shù)裝備的一種重要系統(tǒng)組成部分,也是進(jìn)步與升級的一個重要的技術(shù)。其次,通過利用數(shù)據(jù)與仿真應(yīng)用技術(shù)、信息融合處理新技術(shù)技術(shù)和智能感應(yīng)處理技術(shù),及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)在制造運(yùn)行過程數(shù)據(jù)中潛在的各類智能制造異常,并能夠通過大數(shù)據(jù)實時分析預(yù)測和智能化處理方式來智能處理控制這些智能異常,使自動化制造智能生產(chǎn)運(yùn)行過程的順利快速進(jìn)行,提高現(xiàn)代制造型企業(yè)管理人員的全面智能化控制管理水平。最后,在數(shù)字化智能生產(chǎn)制造環(huán)境中,將各種數(shù)控技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)成果和多種功能軟件技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合,形成計算機(jī)三維虛擬仿真及動態(tài)圖像,使實際生產(chǎn)操作過程圖像和關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息可以得到動態(tài)更全面清晰可靠的可視化控制,控制整個智能加工制造工藝過程數(shù)據(jù)的實時精度,提高工業(yè)生產(chǎn)信息的生產(chǎn)安全性程度和信息準(zhǔn)確性。4.3傳感器技術(shù)類傳感器技術(shù)是智能制造的基礎(chǔ)技術(shù)支撐,傳感器技術(shù)的發(fā)展是機(jī)電一體化的代表。在各種工業(yè)的制造生產(chǎn)過程監(jiān)控中,傳感器無線可以及時有效可靠地采集捕捉工業(yè)目標(biāo)信號,通過工業(yè)無線傳感器直接將工業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)信號數(shù)據(jù)傳輸入到企業(yè)計算機(jī)系統(tǒng),并能夠利用各種計算機(jī)技術(shù)自動對各種目標(biāo)信號快速進(jìn)行跟蹤處理,從而可以對各種制造工藝過程自動化進(jìn)行全面監(jiān)控跟蹤和動態(tài)管理?；緟?shù)機(jī)電一體化集成技術(shù)及其在新一代傳感器技術(shù)系統(tǒng)中廣泛的開發(fā)應(yīng)用,可以迅速有效的提高數(shù)據(jù)信息的傳輸與速率,優(yōu)化傳感器系統(tǒng)。在智能制造中，如果傳感器技術(shù)達(dá)不到要求，目標(biāo)參數(shù)無法有效溝通，導(dǎo)致各種自動化操作失控。4.4智能機(jī)器人類機(jī)電一體化運(yùn)用過程中智能機(jī)器人也變得越來越重要，例如，在安全和預(yù)防領(lǐng)域，導(dǎo)航和定位、計算機(jī)視覺、目標(biāo)跟蹤、運(yùn)動和運(yùn)動控制、算法、目標(biāo)檢測和識別、傳感器和人機(jī)交互等機(jī)器人學(xué)都是機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的實例。用智能機(jī)器人設(shè)備代替人工，可以減少制造誤差，提高工業(yè)產(chǎn)品的精度，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)的理念。機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用具有獨特的優(yōu)勢：一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的精確性。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)可以保證加工按照預(yù)先定義的操作方法進(jìn)行，有效地降低機(jī)械產(chǎn)品的剩余率。另一方面，能夠快速識別工作對象以確定工作流。例如，在快遞分揀操作中，機(jī)器人可以根據(jù)快遞信息對快遞進(jìn)行分揀，大大簡化了人工操作。通常情況下，為了進(jìn)一步提高傳感技術(shù)的靈敏性，需要相關(guān)技術(shù)人員構(gòu)建傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以避免傳感技術(shù)受到信號的干擾，并在計算機(jī)系統(tǒng)的支持下準(zhǔn)確接收和傳輸目標(biāo)信號，實現(xiàn)信息內(nèi)容的快速獲取，從而形成工業(yè)生產(chǎn)的智能化控制。為了保證傳感技術(shù)在智能制造領(lǐng)域的準(zhǔn)確性和靈敏性，大部分時間都會部署相應(yīng)的光纖電纜傳感設(shè)備，以提高設(shè)計的合理性，提升智能制造技術(shù)的整體水平。智能機(jī)器人。隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展規(guī)模進(jìn)入了前所未有的階段，智能機(jī)器人是這一技術(shù)的最高體現(xiàn)，極大地改善了人民群眾的生產(chǎn)和生活。智能機(jī)器人涉及的知識面很廣，不僅包括智能控制技術(shù)、信息技術(shù)，還包括仿生學(xué)、電子技術(shù)等諸多內(nèi)容，目前，我國對智能機(jī)器人的研究仍在進(jìn)行中，已成為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)。4.5自動化生產(chǎn)類自動化生產(chǎn)是機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)制造中的體現(xiàn)。人機(jī)系統(tǒng)采用光電控制，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，精度高。完全控制生產(chǎn)過程可以通過簡單地將開發(fā)的程序輸入接口來實現(xiàn)。就現(xiàn)階段而言，自動化生產(chǎn)已經(jīng)在我國工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在一些較為復(fù)雜的設(shè)備生產(chǎn)中，如手機(jī)、電腦等，通過計算機(jī)技術(shù)與設(shè)備的集成，設(shè)備管理的集成，形成網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)模式。第五章機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢5.1柔性化發(fā)展在機(jī)電一體化的發(fā)展過程中，系統(tǒng)需要具有一定的靈活性。系統(tǒng)靈活性是指信息系統(tǒng)和物資儲存系統(tǒng)升級。柔性制造是以傳統(tǒng)制造方法為基礎(chǔ)的。輕型加工是現(xiàn)階段綠色加工的一種形式，輕型加工實施過程包括兩個方面，一是機(jī)械制造原材料輕型化，二是機(jī)械制造設(shè)備輕量化，三是工藝技術(shù)應(yīng)用流程輕型化。首先，從輕型化原料的角度來看，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式在輕型加工層面相對不適合，這與傳統(tǒng)加工方法的加工誤差有關(guān)，無法實現(xiàn)更有效的反饋控制。智能化加工技術(shù)系統(tǒng)可以針對不同的輕型加工原材料選擇不同的加工深度或加工加工速率，大大提高了其加工制造的整體適應(yīng)性。其次，從機(jī)械制造設(shè)備的操作形式和工藝應(yīng)用過程的輕型化來看，輕加工技術(shù)的應(yīng)用融合不會產(chǎn)生更多的加工邊界成本，特別是在機(jī)電一體化技術(shù)的支持下，設(shè)備可以根據(jù)加工周期和實際制造工藝流程過程，包括步進(jìn)走刀速度、相關(guān)的車數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)參數(shù)餐刀吃刀量來自主優(yōu)化輕型加工過程。只有這樣，才能實現(xiàn)機(jī)械制造的輕型加工和控制，才能明顯提高實際機(jī)電一體化的綜合效果。5.2智能化發(fā)展我國的工業(yè)信息化發(fā)展最大的主要趨勢應(yīng)是機(jī)械逐步實現(xiàn)向電子智能化階段發(fā)展。智能化技術(shù)發(fā)展后不僅大幅度提高產(chǎn)品了整體生產(chǎn)和效率,還大大的提高產(chǎn)品了整體產(chǎn)品質(zhì)量,解放掉了企業(yè)大量生產(chǎn)的一線工人。隨著當(dāng)代信息技術(shù)突飛猛進(jìn)的深入發(fā)展,智能化控制技術(shù)在工程各個主要領(lǐng)域得到的集成應(yīng)用則已是成為其必然與趨勢。因此,機(jī)械工程系統(tǒng)智能化方面的研究潛力也仍然應(yīng)是廣闊無限的,機(jī)械工程技術(shù)的運(yùn)行質(zhì)量提高和使用效率則還有著很大程度的研究提升空間。我們目前需要進(jìn)一步做研究的工作是怎樣充分利用現(xiàn)代機(jī)電信息一體化技術(shù)系統(tǒng),加強(qiáng)生產(chǎn)信息系統(tǒng)現(xiàn)代化的綜合管理應(yīng)用效果,實現(xiàn)工程自動化生產(chǎn)管理的全面節(jié)能減排降耗。并在后期實現(xiàn)機(jī)器人從人類手中接管建筑工作。飛機(jī)和輪船一樣，要把智能化搞好，產(chǎn)品集成中功能越來越多，對制造階段提出了巨大的挑戰(zhàn)，因此有一條智能化生產(chǎn)線是必要的。5.3微型化發(fā)展目前我國的機(jī)械工程到了一個新的高度，對生產(chǎn)技術(shù)的研究非常深入，目前的機(jī)械工程已經(jīng)能夠滿足國家發(fā)展的需要。然而，機(jī)械工程設(shè)備在生產(chǎn)過程中體積仍然太大，占用了大量的空間，噪音問題一直難以解決，而大型機(jī)械體積太大，攜帶方便。因此，國家對機(jī)電一體化的需求一直在向小型化方向發(fā)展。在高導(dǎo)電性半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，微控制技術(shù)有了很大的提高，特別是微電子芯片出現(xiàn)后，微控制技術(shù)的應(yīng)用形式得到了優(yōu)化。在智能技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用過程中，微控技術(shù)主要表現(xiàn)為技術(shù)應(yīng)用功耗低，技術(shù)裝備應(yīng)用空間靈活。首先，對微控制器的能耗比進(jìn)行控制，微型控制單元可以實現(xiàn)超高速的信息處理速率，而且由于微控制器的物理結(jié)構(gòu)具有良好的能耗適應(yīng)性，在運(yùn)行過程中可以表現(xiàn)出良好的性能。事實上，微型控制單元的體積很小，可以直接應(yīng)用到不同的機(jī)械制造控制單元中，即使原控制單元的結(jié)構(gòu)保持不變，也可以直接添加到原機(jī)械制造結(jié)構(gòu)控制單元中。從分析的角度來看，微型控制主要作用于機(jī)械制造的控制單元。其次，從微型控制技術(shù)應(yīng)用的靈活性來看，可以將微型控制技術(shù)與智能化數(shù)據(jù)分析技術(shù)結(jié)合起來，在高速數(shù)據(jù)處理的環(huán)境中實現(xiàn)更精確的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制，同時還可以利用微型控制行為的反饋分析來提高機(jī)電一體化技術(shù)的整體應(yīng)用效能。目前，機(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，普通電子機(jī)械的尺寸必須小于1立方米。為了最大限度地利用資源，將進(jìn)一步小型化。5.4模塊化現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品種類數(shù)量也及其種類繁多,在分析設(shè)計各種機(jī)械傳感器接口系統(tǒng)和機(jī)械電氣傳感器接口方案的可行性過程設(shè)計中,需要認(rèn)真考慮其它各種技術(shù)因素變化對接口機(jī)械設(shè)計的重要影響,制定出統(tǒng)一有效的傳感器接口機(jī)械設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn),以達(dá)到提高各種機(jī)械元器件在產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境中間的相互匹配勻度性。如果兩者沒有實現(xiàn)良好結(jié)合的匹配均勻性,就會極大影響整個機(jī)電控制系統(tǒng)一體化應(yīng)用的可行性。這些突出問題就要求中小型機(jī)電設(shè)備一體化的企業(yè)進(jìn)一步加強(qiáng)公司制度規(guī)范建設(shè),實現(xiàn)企業(yè)規(guī)范化內(nèi)部管理,根據(jù)小型機(jī)械工程產(chǎn)品的各種實際及生產(chǎn)管理需要進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)模塊化工程產(chǎn)品,擴(kuò)大工程機(jī)械設(shè)備成套制造生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模。與現(xiàn)有的模塊化動態(tài)捕獲系統(tǒng)相比，全場景動態(tài)捕獲系統(tǒng)具有更高的系統(tǒng)運(yùn)行自由度，系統(tǒng)運(yùn)行自由度的過程也是系統(tǒng)資源深度應(yīng)用的過程，其中與機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制等相關(guān)的系統(tǒng)資源得到了深度應(yīng)用，在智能化數(shù)據(jù)分析技術(shù)的影響下，可以實現(xiàn)多系統(tǒng)、5.5網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電裝備一體化產(chǎn)品應(yīng)用計算機(jī)可自動實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,將機(jī)電自控一體化智能控制系統(tǒng)設(shè)備接入到公司局域網(wǎng),實現(xiàn)用戶隨時隨地對系統(tǒng)的智能遠(yuǎn)程自動監(jiān)控系統(tǒng)和智能化遠(yuǎn)程遙控操作,并同時通過公司移動智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化控制。在電子政務(wù)逐步加快向信息網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)管理運(yùn)行模式改革轉(zhuǎn)變進(jìn)程的社會背景作用下,相關(guān)專業(yè)部門人員間可以能夠更好地相互實現(xiàn)業(yè)務(wù)資源信息共享,通過電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)同步傳輸,技術(shù)人員們可以相互更好地相互進(jìn)行溝通，從而為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。機(jī)電一體化技術(shù)將機(jī)電設(shè)備與電子技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)新的制造模式，促進(jìn)中國制造業(yè)的改革與轉(zhuǎn)型，為中國制造業(yè)的發(fā)展注入新的活力，為企業(yè)未來的發(fā)展謀求更多的利益。即使沒有監(jiān)理，也要讓機(jī)械工程在沒有監(jiān)督人員情況下運(yùn)行?？傊诮?jīng)濟(jì)發(fā)展的新時期，機(jī)械制造對智能技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)需求是顯而易