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机电一体化工程技术的应用及发展趋势分析摘要：“机电一体化”乘着高新技术的“东风”，集机械、电工电子、微电子、计算机信息等技术为一体的机械电子工程，能够与物联网的“传感器”相互配合使用，将高新技术运用到工业生产中去，综合观之，机电一体化工程技术几乎涵盖了现代社会的所有自动生产设备。
本文对机电一体化工程技术的重要性及发展现状进行分析，探究机电一体化工程技术的发展趋势，为相关从业人员提供一些参考意见。
关键词：机电一体化；工程技术；应用现状1机电一体化工程技术之意义探析随着我国社会经济发展水平的持续提升，现代工业体制所应用的传统技术已经远远不再适应高需求、高发展的社会的生产要求，因而机电一体化工程技术因其智能化、自动化、一体化等独特优势成为我国现代工业生产技术中的“中流砥柱”，并且拓宽了我国制造业、采矿业、生产供应业等工业领域的发展路径，并且在其生产、加工、销售、售后等工业流程中也促进了相关技术的革新转变[1]。
1.1优化生产路径，减轻人力资源消耗程度机电一体化工程技术即将依据电子元器件的不同，将工业生产过程中所或许的数据信息通过智能化分析，衔接至电子计算机中的存储程序和程序控制中去，并且能够将计算机的控制功能与工业机械的设备装置有机结合，从而实现机械技术与电子技术的统一协调性。
然而由于我国传统工业理念以及技术的滞后性，使得我国工业产品的生产、制造、加工皆面临着一系列的阻碍，而机电一体化工程技术于根本上即加速了工业技术及机械装置的更新换代，并且一定程度上优化了工业市场的高压环境与背景，将机械技术、计算机技术、系统技术、自动技术、传感技术等组成元素，全面贯彻落实至工业领域的生产路径中去，由此深度融合了现代工业与信息技术，于此过程中也促进了机电一体化工程技术的不断创新发展，使得我国于数字控制、数控机床、加工中心、机械机器人等领域也得到了前所未有的发展[2]。
1.2工业生产自动化，保障产品生产制造的安全性现代机电一体化工程技术的应用范围不仅仅是用于生产加工某个单一工业品的机械装置中，并且还应用于工业加工的柔性制造系统、计算机集成制造系统、生产自动化、办公自动化、家庭自动化、社会服务自动化等各个方面，基于机电一体化工程技术加工下的产品多具有功能强大、体积轻巧、安全可靠性高、保密程度高等特点，此外其连接的“互联网”基础下的大数据、区块链、云计算等高新技术，更加使得工业生产制造中实现了真正的“物物相连”。
工程学中的机电一体化技术应用引言：工程学是一门应用科学，旨在将理论知识应用于实际工程项目中。
在现代工程领域中，机电一体化技术的应用越来越广泛，它将机械、电子、计算机等学科融合在一起，为工程师们提供了更多的可能性和创新思路。
本文将探讨机电一体化技术在工程学中的应用，并分析其在不同领域中的具体案例。
一、机电一体化技术在制造业中的应用1.1 自动化生产线自动化生产线是机电一体化技术在制造业中的典型应用之一。
通过将机械设备与电子控制系统相结合，可以实现生产过程的自动化，提高生产效率和产品质量。
例如，汽车制造业中的焊接、喷涂等工艺可以通过自动化生产线来完成，减少了人工操作的错误率，提高了生产效率。
1.2 机器人技术机器人技术是机电一体化技术在制造业中的另一个重要应用领域。
机器人可以完成人类无法完成或不愿意完成的重复性、高风险的工作任务。
例如，在电子产品组装过程中，机器人可以精确地进行焊接、贴片等操作，提高了产品的质量和生产效率。
1.3 智能仓储系统智能仓储系统是机电一体化技术在物流领域的应用之一。
通过利用机械设备和电子控制系统，可以实现仓库的自动化管理和货物的智能分拣。
例如，Amazon等电商巨头采用机器人和自动化设备来实现仓库内货物的存储和分拣，大大提高了物流效率。
二、机电一体化技术在能源领域中的应用2.1 智能电网智能电网是机电一体化技术在能源领域中的重要应用之一。
通过将电力系统与信息通信技术相结合，实现电力的智能化管理和优化分配。
例如，智能电网可以根据用户需求和电力供应情况，自动调整电力分配，提高电力利用效率。
2.2 新能源装备新能源装备是机电一体化技术在能源领域中的另一个重要应用领域。
例如，太阳能发电设备、风力发电设备等都需要机械设备和电子控制系统的配合，实现能源的高效转换和利用。
2.3 节能设备节能设备是机电一体化技术在能源领域中的另一个重要应用领域。
通过优化机械设备和电子控制系统的设计，可以实现能源的节约和高效利用。
第一节机电一体化时代与机电一体化技术革命“机电一体化”是机械技术、电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形式，是电子技术．．．．向机．．．．．、信息技术械技术．．．领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念。
（举例杆秤到电子称）也可以说成：机电一体化技术是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，以实现整个系统最佳化的一门新科学技术。
注意：机电一体化不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。
“机电一体化”（Mechatronics）一词起源于日本，是由机械和电子的两个英语单词Mechanics和Electronics合成的一个新的专用名词。
机电一体化：包括技术，技术原理，即使得机电一体化技术与产品得以实现、使用和发展的技术；产品，主要是机械系统（或部件）与电子系统用相关软件有机结合而构成的新的系统，且赋予其新的功能和性能的新一代产品。
日本振兴协会经济研究所解释：“机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称”。
启发：“凡是机械中可以用电子设备代替的装置统统用电子设备来代替”。
这个定义简明扼要的、突出地指明了机械发展的方向，如果把其中的“电子设备”改为“更适用的物理量和先进技术”，其含义将更为深广。
随着以IC、LSI、VLSI等为代表的微电子技术的惊人发展，计算机本身也发生了根本的变革，以微型计算机为代表的微电子技术逐步向机械领域渗透，并与机械技术有机地结合，为机械增添了“头脑”，使其增加了新的功能和性能，从而进入以机电有机结合为特征的“机电一体化时代”机电一体化技术领域：信息技术(系统软件、应用软件)，电子技术（IC，LSI，VLSI），机械技术（机械学、精密机械、构机学）。
机电一体化的目的：提高系统（产品）的附加价值，即多功能、高效率、高可靠性、省材料省能源，并使产品结构向短、小、轻、薄化方向发展。
机电一体化专业描述机电一体化专业对我国机械行业的发展起着重要的推动作用。
想要报考这个专业的学生首先要了解专业基本信息。
下面就是店铺给大家整理的机电一体化专业描述，希望大家喜欢。
机电一体化专业描述：基本介绍机电一体化专业主要培养具有机械、电子、液(气)压一体化技术基本理论，掌握机电一体化设备的操作、维护、调试和维修，掌握应用机电一体化设备加工的工艺设计和加工工艺的基本方法和基本技能的中级工程技术人才。
机电一体化技术专业应用领域广泛，毕业生面向各行业，主要从事机电设备、自动化设备和生产线的的设计、制造、安装、调试、运行、维修与检测工作，也可从事机电产品的营销与技术服务等与机电技术应用相关的工作。
机电一体化专业描述：专科院校机电一体化专业[旨在培养从事机电设备的使用、维护、维修、设备的管理与设计等工作的高素质、高技能、应用型高级职业技术人才。
机电一体化专业主要开设《电机及其应用》、《工厂电气控制设备及其应用》、《单片机控制技术应用》、《传感器技术应用》、《电力电子与电机调速技术应用》等核心课程。
电工电子技能训练、工厂电气控制实训、PLC(即可编程逻辑控制器)应用技能实训、电气设备运行与维护实训等实践环节。
考取劳动和社会保障部颁发维修电工职业资格证书及国家制造业信息化培训中心“AUTO CAD高级绘图师”证书。
一般中职学校对于此专业所开设的课程有：电工基础，电力拖动控制线路与技能训练，钳工工艺与技能训练，车工工艺与技能训练，数控加工基础，可编程序控制器PLC及其应用，电子装接，公差配合与技术测量，金属材料与热处理，机械基础，机械制图，机械制造工艺基础，电工电子技术基础，机电一体化技术等。
该专业学生可在电工实验实训室、电子技术实验实训室、供配电技术实训室、工业检测技术实训室、可编程序控制器实训室、单片机技术实训室和电力自动化与继电保护实训室进行一体化教学。
学院拥有实训实习车间，学生可以进行电工综合实训。
该专业学生在三个校外实训基地进行毕业实习和顶岗实习。
机电一体化技术应用摘要：机电一体化技术是生产力发展到一定阶段的必然产物，是世界范围内较为新兴的学科，但它对世界经济已经产生了重大影响。
文章对该技术的发展轨迹、未来的发展方向、我国的发展策略进行了详尽的分析阐述。
如今的机械工程领域，因为微电子与计算机技术的全面应用，机械工业正朝着机电一体化方向发展，使机械工业的技术构架、功能及生产方式等模式有了翻天覆地的变化，也使工业生产逐渐侧重于“机电一体化”。
关键词：机电一体化；发展方向；应用范围一、机电一体化的基本概念和特点机电一体化是一门新兴的边缘性的技术学科，它是由机械、电子技术及计算机科学等多个学科互相结合渗透而形成并发展起来的，而机电一体化产品则是运用最新的微电子、计算机技术以机械产品为基础研发出来的新产品。
在工程领域对各类技术实践应用后，再加以借鉴与整合就创造出了现在的机电一体化技术，所以说它是在机械、微电子、自动控制、计算机和信息处理、伺服驱动、电力电子等技术以及系统的总体技术的基础上形成的一项高新技术。
如下特点是机电一体化产品普遍具有的：具有可以自动监视、诊断、报警、保护的功能；具有自动处理和控制信息的功能，可以通过自动控制系统确保机械的操作者按照设计要求精确地完成预先设定好的程序，以使其不会依靠主观思想来行动，从而保证良好的工作质量和完美的产品合格率，而机械控制的灵敏度和检测的精确度及范围也获得了提高；采用复合技术、复合功能，这脱离了原来传统机电产品单技术、单功能的局限，很大程度上提高了产品的功能水平及自动化的程度；利用程序控制和数字显示技术，减少了操作的按钮和手柄的数目，使操作变得更为简单方便；在不同的应用领域和场合，其具有可以自动控制、自动补偿、调节、自动校验、保护及智能化等功能，从而能够迅速的满足不同用户的不同需求；具体的安装调试过程中，可根据不同用户对象的需要、实际参数的变化等来相应的改变控制程序以使其适应变化的工作方式。
而且不必改变产品的任何部件或零件，只需利用不同的手段，就能将这些控制程序输入到产品的控制系统里。
摘要随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统生产线的改造和重新设计问题。
PLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心的工业控制装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。
作为通用工业控制计算机，其实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，在世界工业控制中发挥着越来越重要的作用。
在饮料行业，自动化生产线的生产方式是推广的最普及的一种生产模式，它促使灌装的速度大幅提升，同时也使得灌装精度更高，给企业带来了不可小觑的生产力。
鉴于此，设计者利用PLC的功能和特点设计出了一款饮料灌装生产流水线控制系统。
本文所涉及的饮料灌装自动化生产线采用PLC控制，流量计计量，确保了灌装的速度和精度。
本文详细论述了饮料灌装机控制系统的设计步骤，通过对灌装机系统的充分了解，以行业现状为出发点，结合其他行业自动控制技术的应用情况，提出了基于PLC的饮料灌装机控制系统的基本结构。
本系统设计中完成了饮料灌装机控制系统的硬件的配置和软件方面的设计，实现了饮料灌装机控制系统的自动化。
对劳动生产率的提高，对饮料的质量和产量的提高都具有深远的意义。
利用PLC控制饮料灌装生产过程，可有效提高灌装生产效率，并显著增加控制系统的可靠性和柔性。
关键词：可编程控制器；自动化；灌装；生产线AbstractWith the increasing level of industrial automation, many industrial enterprises are faced with the transformation of traditional production line and re-design problem. PLC (programmable logic controller) is a microprocessor as the core of industrial control devices, it will relay the traditional control system combined with computer technology in recent years in industrial automation, mechanical and electrical integration, the transformation of traditional industries such as generally applied. As a general-purpose industrial control computer, the realization of industrial control wiring logical leap in logic to storage, industrial control in the world is playing an increasingly important role. In beverage industry, automated production line mode of production is to promote the most popular a kind of production mode, it causes the filling speed increases, but make the filling a higher precision, to bring enterprise cannot small gaze of productivity. In view of this, the designers of the use of PLC functions and features designed a beverage filling production line control system.This paper involves the drinks filling automation production line adopts PLC control, flow meter metering, insure the filling speed and precision.This paper describes in detail the control system of the drinks filling machine design steps, a brief introduction of the drinks filling machine control system and base on the self-industry and the application of the other trade on auto-control technique, proposed the frame of the control system based on programmable logical controller. This design completes the drinks production line hardware configuration and software design, to a chieve the automation of the carbonated drinks filling machine. Not only improve the labor productivity, but also has far-reaching significance of the improvement of quality and yield.PLC control of the use of beverage filling production process, which can effectively improve the production efficiency of filling, and significantly increase the reliability of control systems and flexible. Keywords: Programmable controller；Automation；Filling；Production line目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................. I I 前言 .. (1)1.概述 (2)1.1概论 (2)1.2设计任务与要求 (3)1.3相关预备知识 (3)1.3.1 PLC的定义 (3)1.3.2 PLC的基本组成 (3)1.3.3 PLC的功能与特点 (4)1.3.4 PLC的应用范围 (4)1.4总体方案设计 (5)2.系统机械结构设计 (7)2.1电机的选择 (7)2.1.1 丝杠电机的选择 (7)2.1.2 传送带电机的选择 (10)2.2滚珠丝杠副的计算 (11)2.2.1 最大工作载荷F m的计算 (11)2.2.2 最大动载荷C的计算 (11)2.2.3 额定动载荷C a的校核 (11)2.2.4 刚度的验算 (12)2.3滚动轴承的选择 (12)2.3.1 丝杠滚动轴承的选择 (13)2.3.2 滚筒滚动轴承的选择 (13)2.4联轴器的选择 (14)2.4.1 传送带电机联轴器的选择 (14)2.4.2 丝杠电机联轴器的选择 (14)2.5灌装机储液箱的尺寸确定 (14)3.电气控制系统硬件设计 (15)3.1总体方案分析 (15)3.2控制系统的I/O点及地址分配 (15)3.2.1 输入信号I/O点地址分配 (15)3.2.2 输出信号I/O点地址分配 (16)3.3电气元件选型 (17)3.3.1 PLC的选型 (17)3.3.2 断路器的选型 (17)3.3.3 接触器的选型 (18)3.3.4 行程开关的选型 (18)3.3.5 光电传感器的选型 (18)3.3.6 流量计的选型 (19)3.3.7 电磁阀的选型 (19)3.4电气控制系统原理图 (20)3.4.1 电气原理图总体设计 (20)3.4.2 传送带电机接线图 (20)3.4.3 丝杠电机接线图 (21)3.4.4 电磁阀接线图 (22)3.4.5 控制系统接线图 (22)4.电气控制系统软件设计 (23)4.1STEP7-M ICRO/WIN软件介绍 (23)4.2电气控制系统程序设计 (25)4.2.1 电气控制系统流程图 (25)4.2.2 传送带前进 (26)4.2.3 光电传感器开始计瓶数 (27)4.2.4 喷口下压 (28)4.2.5 系统开始进行灌装 (29)4.2.6 喷口上抬 (30)4.3PLC程序调试 (31)4.3.1 调试思路 (31)4.3.2 调试结果 (31)总结与体会 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录：系统程序梯形图 (37)前言工业现代化的进程，对生产过程的自动控制和信息通信提出了更高的要求。
2014年机电一体化专科考试答案第一篇：2014年机电一体化专科考试答案机电一体化一判断题1、机电一体化产品的智能化是使机电产品能快速、准确地完成规定的各项功能，提高生产率和产品质量。
（×）2、机电一体化产品在现代制造产业结构中无关紧要。
（×）3、柔性化、智能化和自动化使机电一体化产品能够灵活地满足各种要求，适应各种环境。
（√）4、电火花加工机床和激光测量机等产品是利用电子设备替换机械本体工作的产品。
（√）5、机电一体化是机械技术、电子技术、信息技术和液压技术等有机组合。
（√）6、机电一体化技术朝小型化和轻型化发展，有利于提高机械的性能（√）7、机电一体化产品中包含微处理器，其潜在功能是固定的，不可增加。
（×）8、自动化、智能化的机电一体化技术可提高产品的生产率、降低成本、缩短产品的开发周期等，极大地增强产品的市场竞争力。
9、现代机电产品在性能上，提高了产品的加工精度，使其具有更高的可靠性。
（√）10、机电一体化技术中，机械技术必须从系统的结构、重量、体积、刚性、可靠性能及通用性等几个方面加以改进，以提高产品的可维修性（√）11、机电一体化产品在简化结构、节约能源方面比较欠缺。
（×）12、电子称、电子交换机等产品是用电子设备全面置换机械机构的信息处理产品。
（√）13、在机电一体化技术发展方向中，复合法是指同一工位上能同时完成两种以上工序加工，通过复合化处理可最大限度降低使用空间，以实现多品种、小批量生产的自动化和高效率化。
（√）14、电子缝纫机和电子电动机等是在信息机器中与电子设备有机结合的产品。
（×）15、机电一体化技术应用领域不断扩大，大致可分为机械电子产品和机械与电子融合产品两大类。
（√）16、机电一体化系统的内部运行机制是开放的。
（×）17、机电一体化产品的高速化和精确化是使机电产品具有“思维”，通过声音和图像等指令完成指定功能，达到无人控制，实现自动化。
机电一体化技术的技术发展路线及方向摘要：机电设备一体化工程技术专业是由用于机械加工工程技术、电工工程电子技术、检测系统技术、液压与气动、电气控制系统技术、自动动化生产线制造技术及各种机电设备安装维修的一门独立的专业交叉学科。
现代科学信息技术的飞速发展极大地直接推动了不同专业学科不同专业方面的技术交叉与融合渗透,引起了机电一体化工业技术改造与工业革命。
机电子学一体化技术结合电子光学、通信电子技术、微细材料加工制造技术等已形成光机电子学一体化和微电子学一体化的新技术分支。
在我国机械工程工业领域,由于现代微电子科学技术和现代计算机科学技术的迅速进步发展及其向现代机械工业的广泛渗透所逐渐形成的机电设备一体化,使机械工业生产由"机械电气化"逐步迈入了"机电一体化"为基本特征的工业发展的新阶段。
关键词：机械工业；机电一体化；模块化；现状；发展趋势引言机电结合一体化工程技术主要是在以微型电子计算机技术为主要代表的应用微电子集成技术、信息电子技术迅速稳步发展向现代机械工业各个领域迅猛发展渗透并与现代机械应用电子技术发展深度紧密结合的一个现代机械工业的基础上,综合研究应用到了机械电子技术、微电子集成技术、自动控制电子技术、传感器与测试电子技术、接口技术及应用软件与可编程技术等多种群体应用技术,从系统设计理论角度出发根据系统组成功能发展目标和需求优化系统组织功能结构作为目标,以系统智力、动力、结构、运动和视觉感知五个组成功能要素为基础,对各系统组成功能要素及其间的综合信息处理,接口相互耦合,运动相互传递,物质相互运动,能量相互变换系统进行综合研究,使得整个运动系统有机相互结合与功能综合有机集成,并在整个系统操作程序和应用微电子集成电路的有序复合信息流相互控制下,形成运动物质的和运动能量的多种有机无规则复合运动,在高应用功能、高质量、高工作精度、高可靠性、低能耗等诸多个方面都能实现多种应用技术的和功能有机复合的最佳应用功能的高价值系统工程设计技术。
机电一体化专业简介（本科）机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。
研究将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。
俗称机电一体化。
机械电子学(mechatronics）是由机械学(mechanics）和电子学(electronics）两个词结合而成的新词。
其全称为机械电子工程学，英语为mechanical and electronical engineering。
机械电子学主要研究目的是把机械技术与微电子技术和信息技术有机地结合为一体，实现整个系统的最优化。
机械电子学可以充分发挥机械技术、微电子技术和信息技术的各自的长处和特点，促进机械产品的更新换代。
机械电子学系统主要由机械主体、传感器、信息处理和执行机构等部分组成。
较高级的系统不但有硬件，而且还有相应的软件，利用软件技术可以实现硬件难以实现的功能，使机械系统增加柔性。
典型的机械电子系统有数控机床、加工中心、工业机器人等。
机械电子学技术除用于单个机器、设备或一般的生产系统的技术改造之外，还用于柔性制造系统、计算机集成制造系统、工厂自动化、办公自动化、家庭自动化等方面。
培养目标1、培养学生具有机、电、液一定的理论知识和较强的实践技能。
2、具有机械加工设备的初步操作技能和数控加工、数控编程的能力。
3、具备从事机电技术必需的理论知识和综合职业能力的机电设备、自动化设备和生产线的运行与维护人员，并具有设备改造能力的高等技术综合性应用型人才。
专业素质课程简介1、机械制图：是机械类学科的技术基础课程。
按照《技术制图》和《机械制图》国家标准，以机械图样的绘制和识读为主线，介绍制图和识图的基本知识和方法，主要内容包括制图的基础知识、视图投影原理、组合体三视图、轴测投影、机械图样的表达方法、标准件和常用件、零件图和装配图。
机电一体化毕业论文LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】毕业论文课题名称机电一体化技术的应用与发展姓名 XXX 学号 XXXXXXX所在系机电系专业年级机电XX指导教师 XXX二O一 4 年 X 月XX日目录第一章机电一体化的基本概念 (2)基本概念 (2)第二章机电一体化技术的发展历程 (3)第三章机电一体化技术的发展方向 (4)光机电一体化方向 (4)柔性化方向 (4)智能化方向 (4)仿生物系统化方向 (4)微型化方向 (5)第四章机电一体化技术的应用 (5)在现代机械制造业中的应用 (5)在饮料行业中的应用 (5)在钢铁企业中的应用 (6)第五章机电一体化产品的发展趋势 (7)智能化 (7)数字化 (7)模块化 (7)网络化 (7)自源化 (8)人性化 (8)微型化 (8)绿色化 (8)第六章典型机电一体化产品的发展趋势 (9)自动机与自动生产线 (9)结束语 (9)感谢辞 (10)参考文献 (11)第一章机电一体化的基本概念基本概念机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。
机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。
随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。
现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。
机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术第二章机电一体化技术的发展历程“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。
机电一体化的应用及发展趋势作者：王广宏张慧来源：《科技资讯》2013年第15期摘要：随着科学技术的不断发展，学科的数字化，学科之间的整体化、交叉化迅速深化，机电一体化技术应用越来越广泛，产品不断涌现，产业也越来越成熟。
本文通过对机电一体化基本概念的阐述，研究了现阶段机电一体化产品的应用，并以数控机床为实例深入分析，最后提出了关于机电一体化的若干发展趋势。
关键词：机电一体化；产品应用；数控机床；发展趋势中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-001机电一体化概述1.1基本概念机电一体化的英文单词是Mechatronics。
它分别取了机械技术（Mechanics）的前半部分和电子技术（Electron-ics）的后半部分。
通常，我们认为机电一体化技术是机械技术、电子技术、信息技术的有机结合，又称之为机械电子技术。
1.2五要素和四原则五要素——机电一体化系统的硬件组成：指的是机电一体化系统的五大组成要素，具体包括结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素。
（1）结构组成要素：系统的框架、支撑、定位、联接部件。
（2）动力组成要素：为系统提供能量、动力维护运行的部件。
（3）感知组成要素：对系统内外各种状况进行检测、转换、传输、分析、处理，产生控制信息。
（4）智能组成要素：将感知组成要素传来的控制信息进行汇总、存储、分析、处理，发出指令。
（5）运动组成要素：根据智能组成要素发出的指令，完成既定的执行功能。
四原则——机电一体化系统的运作规律：指的是五大组成要素在互相作用时必须遵循的结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。
（1）接口耦合：信息交换涉及到的两个环节，通过接口耦合来解决信息模式不兼容而不能传递的问题。
（2）能量转换：这也是两个环节由于模式不兼容的问题导致无法直接进行能量转换。
（3）信息控制：智能组成要素完成信息的采集、传输、存储等操作。
凯克讲解包装机械技术产业现状及发展趋势东莞市凯克机械设备有限公司是一家专业研发，生产及销售蛋糕盒相关设备的专业厂家!我公司自主研发的方形蛋糕盒底托机和圆形蛋糕盒底托机均为国内首创的专利产品。
该设备结合了成型，沾紧，裁切三大工序，具有效率高，工序少，人工省，能耗低等诸多优点，已获得客户的广泛认可。
包装机械业是包装工业的配套工业，在轻工机械行业中占有重要的地位。
多年来，包装机械为包装业提供了重要的技术保障，对包装业的发展起着重要的作用。
越来越多的包装业人士认为：包装业的发展出路在于包装机械的发展。
试想在10多年前，我国包装机械行业技术还非常落后，大量进口包装机械。
与此同时，包装机械行业在吸收消化国外先进技术的基础上不断创新，如今已形成了完整的行业体系，包装机械的技术水平不断提高，不仅满足了国内需求，不少包装机械还实现了出口创汇。
然而，相对于国外包装机械的发展，我国仍有不少的差距。
今后一个时期，我国包装业正面临着大的发展机遇，包装机械也将会有较大的发展。
一、国际包装机械技术产业发展状况(一)国际包装机械发展新趋势目前，国外包装机械水平高的国家主要有美国、德国、日本、意大利和英国。
其中，德国的包装机械在设计、制造及技术性能等方面均居于领先地位。
2002年德国包装机械产值已达34亿欧元，其产量77%为出口产品。
近几年，这些国家包装机械设备发展呈现出新的趋势。
1.工艺流程自动化程度越来越高目前自动技术在包装生产线中已占50%以上，大量使用了电脑设计和机电一体化控制，增加机械手以完成复杂的包装动作(模拟手工包装)。
每个机械手均由单独的电脑控制，摄像机监控包装动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度，保证包装的高质量。
同时对包装材质及厚度有自动识别功能，再由电脑计算后控制机械动作，完全是“自适应”系统，保证系统在最优状态下工作。
如德国的啤酒饮料灌装设备目前已达12万瓶/小时，香烟包装机达到12000支/分钟。
高速设备一旦出现故障，损失也同样惊人，所以高速设备一定要有故障分析系统(自诊断系统)，并能自行排除故障，使生产率得以提高。
机电一体化技术在包装行业中的应用研究摘要：在各个领域都能看到机电一体化技术的身影，应用较为广泛。
科学技术的不断发展，使得机电一体化技术慢慢向多个领域延伸，自动化技术逐渐得到提升。
文章主要研究了机电一体化技术在包装行业中的应用，旨在为生产技术人员提供信息及参考。
关键词：机电一体化；新机电技术；包装工艺；包装行业；包装机械前言机电一体化技术涉及多个学科，是机械、电子、信息与控制技术的有效融合，在加工制造业、机器人、农业等多个区域都有较为广泛的应用。
在运用过程中，机械装置属于系统的执行者，电子信息相当于系统的大脑部位，根据实际要求进行分析归纳，从而得出相应的决策，进而对控制方法与算法驱动进行动作。
1.机电一体化技术的发展方向工程力学、机械动力学、电子技术等得到了高速发展，机电一体化技术变为当前科学发展最为活跃的区域。
机电技术在一定程度上丰富了传统设计技术发展，更改了以往的方式，并改变了设计方面，从面向制造转变为面向用户，在一定程度上加大了工程师的工作平台与技术[1]。
以往的机电产品加之微机控制，便可成为全新的产品，新产品拥有功能强、精度高、体积小等各种优点，机电一体化应用遍布各行各业，因此得到了社会各方面的认可。
2.机电技术在包装工艺方面的应用产品包装工艺的发展主要是依靠相关的机电技术得以实现。
包装成型工艺分为多种类型，有塑料包装、金属包装、纸质包装、玻璃包装等相关类型。
当前为了响应社会节能环保的要求，每种包装形式均向材料轻量化、节能环保材料等方向发展。
饮料用PET塑料瓶通过更改瓶口螺纹的结构实现注塑瓶胚重量的减轻、化工用PET吹塑桶通过调整控制原料出口的模芯与模环间隙的伺服控制器对挤出吹塑桶桶身的不同位置进行壁厚控制而实现桶身减重、金属包装用覆膜铁材料本身就是一种环保节能材料，而且还通过钢厂轧机轧制出更薄的钢带和减薄的塑料薄膜进行复合进而实现对金属罐的罐身进行减薄减轻控制。
经过多年来的研究与调查可以发现，以上技术的全方位发展都是依靠当前机电技术的发展支持。
机电一体化技术-机电一体化技术的应用内容摘要随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速发展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。
本文对机电一体化技术的应用进行阐述，并对其发展进行探究。
随着科技的发展和市场需求的多样化，国内外工程机械厂家日益关注产品的多功能开发。
机械制造业在经历了内燃机的动力革命和液压、气压传动的传动革命之后，现正致力于应用电控技术来完成产品的操纵和控制革命，以满足用户对产品环保、节能、操作舒适性及智能化监控维护的要求。
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，随着相关技术的不断发展，其内容将不断更新。
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、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元，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，它使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。
机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。
动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。
测试传感部分（感知组成要素）对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。
控制及信息处理部分（职能组成要素）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。
执行机构（运动组成要素）<BR> 根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。
2020年电大《机电一体化系统设计基础》期末考试题库及答案单选题1. 机电一体化技术是以（C）部分为主体，强调各种技术的协同和集成的综合性技术。
A. 自动化B.微电子C机械D.软件2. 导程Lo = 8mm的税杠的总质量:为6kg ,标称直径为4 0 mm .则其转动惯量:为（A ）kg. mm2A. 1200B.480 c. 120 D.483. 某机电一体化系统需要消除斜齿轮传动的齿侧间隙，采取（D）调整法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙。
A.偏心套B.轴向垫片C.薄片错齿D.轴向压簧错齿4. 下列哪项指标是传感器的动态特性（D）。
A.量程B.线性度C.灵敏度D.幅频特性5. 在开环控制系统中，常用（B）做驱动元件。
A.直流伺服电动机B.步进电动机C.同步交流伺服电动机D.异步交流伺服电动机6. HRGP-1A喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的（B） oA.能游、部分B.传感部分C.控制器D.执行机构7. 机械系统的刚度对系统的动态特性主要影响表现为（B ）等方面。
A.固有频率、响应速度、惯量B. 固有频率、失动最、稳定性C.摩擦特性、响应速度、稳定性D.摩擦特性、失动最、惯量8. 多级齿轮传动中，各级传动比相等的分配原则适用于按（C）设计的传动链。
A.最小等效转动惯量原则B. 输出轴的转角误差最小原则c.重量最轻原则（小功率装置）D.重量最轻原则（大功率装置）9. 幅频特性和相频特性是模拟式传感器的（B）。
A.静态特性指标B.动态特性指标C.输人特性参数D.输出特性参数10. 半闭环控制的驱动装置中. 丝杠螺母机构位于闭环之外，所以它的（D） oA. 回程误差不影响输出精度，但传动误差影响输出精度B. 传动误差不影响输出精度，但回程误差影响输出精度C. 回程误差和传动误差都不会影响输出精度D. 回程误差和传动误差都会影响输出精度A.频率B.数量c. 步距角D.通电顺序12. HRGP-IA喷漆机器人中的旋转变压器属于系统中的（B）。
机电一体化系统在机械工程中的实际应用机电一体化系统（Mechatronics system）是指将机械工程、电气工程、电子工程、计算机科学和自动控制理论等多学科融合起来的一种综合技术系统，它将机械结构、电气元件、传感器、执行器、控制器等有机地结合起来，以完成各种功能。
机电一体化系统应用广泛，包括机械加工设备、工业机器人、汽车、航空航天器、医疗设备等众多领域。
以下将从几个方面介绍机电一体化系统在机械工程中的实际应用。
首先是机电一体化系统在机械加工设备中的应用。
机电一体化系统可以将传感器、执行器和控制器与机械结构有机地结合起来，实现自动控制和精确定位。
在数控机床上，机电一体化系统可以实现自动切削、自动换刀、自动测量等功能，大大提高了生产效率和加工精度。
机电一体化系统还能够实现智能化监控和远程控制，提高了设备的可靠性和安全性。
其次是机电一体化系统在工业机器人中的应用。
工业机器人是机电一体化系统的重要应用领域之一。
通过机械臂、传感器、控制器等部件的有机结合，工业机器人能够模拟人类的动作，并且能够完成各种繁重、重复、危险的工作任务。
工业机器人在汽车制造、电子制造等行业中得到广泛应用，大大提高了生产效率和产品质量。
再次是机电一体化系统在汽车工程中的应用。
现代汽车由大量的机械结构、电气元件和控制系统组成，机电一体化系统在汽车中的应用非常广泛。
在发动机控制系统中，机电一体化系统通过传感器感知发动机的运行状态，并将这些信息通过控制器进行处理，最终控制燃油喷射、点火时机等参数，从而实现发动机的高效运行。
机电一体化系统还应用于汽车的悬挂系统、制动系统、驱动系统等方面，提高了汽车的操控性能和安全性能。
最后是机电一体化系统在医疗设备中的应用。
现代医疗设备中普遍应用了机电一体化系统。
在医用影像设备中，通过机械结构、传感器和控制器的有机结合，可以实现高精度的图像采集和处理，帮助医生准确诊断疾病。
在手术机器人中，机电一体化系统可以实现高精度的手术操作，提高手术的安全性和精确性。
饮料行业机电一体化技术及应用
德国的包装机械在设计、计量、制造及技术性能等方面都居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点。
一些大公司生产的包装机械集机、电、仪表及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。
其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能使制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。
德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80%左右，是世界上最大的包装机械出口国。
目前，国际上用于饮料包装设备主要有玻璃瓶、易拉铝罐、复合包装(利乐包)、PET瓶和PET拉罐(1985年英国PLASTONA有限公司发明)、PVC瓶等五种类型的灌装生产设备。
我国尚无PET易拉罐灌装生产线，其余4种都已引进或制造。
上述几种包装设备在不同国家所占比例不同：在日本，PET瓶占11.9％，铝制易拉罐占13％；在美国，玻璃瓶占42.7％，铝制易拉罐占35.9％。
国外饮料加工机械设备技术特点
生产规模大、速度快、效率高
美国机械化程度较高的10家饮料公司，生产占全美总产量的70％以上，而可口可乐和百事可乐饮料产量则占市场总量的一半。
灌装速度已由50年代的150瓶/分钟发展到现在的1000－1200瓶/分钟，最高可以达到2000瓶/分钟。
微电脑广泛用于生产过程的自动控制
国外包装机械采用计算机控制工序和加工过程，并配备各种参数计量装置，使包装、计量检测一机完成。
例如，为控制配料精确度，在生产系统中普遍装有与微机相连的流量计、速度计等连续测量装置，并由计算机控制每道工序的起始和结束，控制各种配料的浓度和流量，误差精度可控制在千分之一的精度内，饮料生产设备一般都装有CTP系统，用微机对清洗过程实行控制。
设备材质好，生产中卫生和质量有保证
设备一般都采用不锈钢制造，并十分重视空瓶，实瓶和自动检验设备的原地高速、高效清洗等，以保证产品质量达到高度卫生。
饮料灌装设备发展趋势
多功能
同一台设备，可进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳饮料和果汁饮料等多种饮料的热灌装；均可进行玻璃瓶与聚酯瓶的灌装。
速度、高产量碳酸饮料灌装机的灌装速度最高达2000罐／分，德国KHS公司、SEN公司、KRONES公司，其灌装机的灌装阀分别达到165头、144头、178头。
非碳酸饮料灌装机的灌装阀50—100头，灌装速度最高达1500罐／分。
技术含量高、可靠性强
全线的自控水平和全线效率高。
在线检测装置和计量装置配套完备，能自动检测各项参数，计量精确。
集机、电、气、光、磁为一体的高新技术产品不断涌现。
成套供应能力强
如一条饮料灌装线，有200多个微电脑件，100多种控制软件，灌装封盖部分又是两套组合，其他部分共用。
一个供货商可以为用户进行工程设计、安装、调试，最后交用户验收。
包装机械设计将普遍使用仿真设计技术把各种机器单元以数据库形式存入计算机，把图纸数字化后输入计算机，由计算机自动合成三维模型。
再把实际生产的指标和数据、可能发生的故障等输入计算机，计算机三维模型即可依照实际工作情况进行操作，演示出生产能力、废品率、生产环节匹配、生产线瓶颈在何处等，还可根据用户意见进行修改模型直到用户满意。
采用计算机仿真技术后
，大大缩短了包装机械的设计周期及新产品开发周期。
机电一体化技术在饮料包装设备中的应用
机电一体化技术就是机械工程技术吸收微电子技术、信息处理技术、控制技术、传感技术，同时也融人了声、光、磁、液等多种先进技术的一种综合而成的新技术。
机电一体化技术的广泛应用使复杂的包装工艺检测过程、在线检测和控制、包装材料和成品的自动检测、工况参数的检测显示和控制、对多样化成品的包装、输送等自动控制和监测管理等都变得简单可靠。
这给食品饮料包装机械在设计、制造和控制等方面都带来了深刻的变化，从根本上改变了包装机械的面貌。
电子控制代替了传统机械控制
将原有食品饮料包装机械设备的机械控制系统和机械传动控制系统用电子装置替代，使控制和传动系统在质量、性能、功能、效率以及节能等方面都有极大的提高。
采用机电一体化技术后，控制系统改为微机或工业控制机控制，传感技术和新型传动系统使控制系统模块化，设备机械模块化，取代笨重的电器控制柜和驱动系统，产品零部件数量剧减，结构大为简化，体积也随之缩小，同时降低了动力消耗。
计算机控制系统替代机械控制系统能预先将包装过程的各个工艺参数及有关数据输人计算机中，通过传感和检测装置将生产过程的参数变化情况随时反馈给计算机，计算机再对这些参数进行运算处理、判断并及时进行相应修正，使机器随时保持在最佳工作状态。
声、光、磁、液等技术在食品包装机械中的应用
风力输送和磁力输送系统在食品饮料生产中也得到了大量使用。
如PET瓶罐装生产线上由于生产速度快，采用传统输送带输送瓶盖会使瓶盖表面互相摩擦损伤，影响表面质量和外型美观度，采用风力输送即可避免这些缺陷从而达到满意的效果，易拉罐封口机由于采用了磁力输送定位系统，克服和解决了以前采用机械输送定位系统定位不准的问题，使封1：21机的封1：21速度得到极大的提高。
近年来，计算机的高速化和图像处理技术的应用，使得快速处理来自摄像机的信息成为可能．。
目前，国外高速自动包装生产线上均采用了在线自动检测设备，光学成像和图像处理技术的空瓶检验机、满瓶检测机、罐装液位检测机、标签检测机在啤酒灌装生产线上得到了广泛应用，并已开始进人中国啤酒饮料市场。
单机控制到整线自动化控制
由于采用了机电一体化技术，食品饮料生产线匕各个单机都能够实现伺服自动控制，不仅简化了每台设备的结构、尺寸、能量消耗，还能将各单机连线控制，形成整条生产线的自动化控制，当生产线上任何一台设备的工艺参数发生变化或出现故障时，整条生产线能自动做出调整，保持生产线以最佳状态运行。
例如在果汁生产线上，从水果的上料清洗、分级、破碎、榨汁、过滤杀菌、灌装以及果渣处理等各饮料与乳品个工艺阶段，实现机电一体化操作的设备可以根据预先设定的工艺参数自动运作。
检测装置可以检测分级机构是否按照预设的参数对水果分级；状态检测诊断系统自动检测生产线是否在设定温度下完成榨汁、杀菌和包装以及监测过滤器被果渣堵塞的状况，判断清洗和更换过滤器的时间等等。
不仅保证了合理的出汁率，还保证了果汁的良好品质。
机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。
机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。
不仅使单机的自动化程度大大提高，而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高，使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。
可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量，提高其国内、国际竞争能力。
