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机电一体化技术的应用与发展前景摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。 关键词：机械工业；机电一体化；数控；模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，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、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手。 （一）机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。 （二）传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。 （三）信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。 （四）驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展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。 （五）接口技术 为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 （六）软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 （一）数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在： 1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 （二）计算机集成制造系统（CIMS） CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 （三）柔性制造系统（FMS） 柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 
现代 汽车 维修企业有两个显著特征：一是先进 的 检测维修设备和维修资料 的 应用，二是计算机网络 的 应用 与 电脑管理。是信息化和电脑技术把 汽车 维修企业引向现代管理模式和管理方式。企业发展 的 根本在于人，在于管理。“服务”将成为未来竞争最重要 的 手段。良好 的 服务包括维修服务、售前服务及售后服务。这种主动服务，就是建立稳定 的 客户关系，依赖于客户信息和维修档案 的 建立 与 管理。而大量 的 企业经营数据信息，仅凭人工来完成是难以想象 的 。利用电脑技术，建立企业网络数据库才是必由之路。 事实上，由于 汽车 维修行业业务过程复杂、数据信息量大，仅仅依靠人力往往难以对维修、配件、客户档案、车辆档案、员工及各部门工作进程 的 监督、企业经营数据进行准确 的 统计和分析。而 运用 电脑管理，速度快、时间短、资料全、效率高。一个30人 的 维修企业 的 月度工时统计，如采用人工计算，需要一个统计员1-2 天 的 时间，采用电脑进行统计仅仅需要几秒种，效率提高何止几千倍。 采用电脑进行维修企业管理 的 优点是： 1、上层管理者可以通过电脑管理网络系统及时了解全厂 的 运作情况，从而可以对全厂各部门 的 工作进行统筹安排。 2、准确及时 的 统计报表大大减少了管理者主观判断上可能造成 的 失误，这样就加强了全体员工 的 工作积极性，可以形成良好 的 企业文化，加强企业 的 凝聚力。 3、可以使 汽车 维修企业彻底改变手工作坊式 的 工作模式，实现一个质 的 飞跃，以此来解决作为企业领导每天面对庞大 的 客户资料、维修记录、凌乱 的 库存管理以及因此而产生 的 诸多客户纠纷和纷杂事务。 4、厂长经理们可以从繁琐 的 统筹安排，生产调度，统计报表中解脱出来，去争取更多 的 客户，带来更多更好 的 效益。 5、标准规范 的 电脑化管理能够提高服务厂在顾客心目中 的 形象。电脑管理下 的 客户及车辆档案，为长期、灵活 的 客户服务奠定了基础。 6、车辆、客户 的 动态跟踪可以让业务部具体掌握所有车辆以及客户 的 每一个细节，随时提醒客户进行维修、保养和零件 的 更换，更体现了服务 的 完整性。 7、图表分析功能可以为工作繁忙 的 厂长经理们提供一个简单直观 的 查询功能。 8、可以消除在会计方面人为 的 失误。 9、对于顾客 的 提出 的 询问能作出迅速确实 的 反应，尽可能少占用顾客 的 宝贵时间。 10、提高工作效率，合理调配零件，节省人力物力等。 与 发达国家相比，信息资源在我国 汽车 维修业 的 应用方面还存在以下问题： 首先，政府扶持政策 的 力度还不强，资金投入更是不足，资金短缺，投资分散，正常融资环境不健全等，都在阻碍着信息资源和学习技术在我国 汽车 维修界 的 应用，从事 汽车 维修专业 互联网站 的 公司大多于依靠自有资金、人才、技术进行发展，缺乏政府 的 政策扶持。 其次，电脑在众多 汽车 维修企业 的 应用不够，有很大一部分 汽车 维修企业装备 的 电脑 还只是花瓶式 的 摆设，并没有真正成为生产力。可以说，由于许多 汽车 维修企业厂长、经理 的 认识局限，许多 汽车 维修企业对电脑 的 兴趣，甚至还不如许多家庭高。电脑已经大规模 的 进入家庭，甚至许多小学生都能够熟练 的 操作电脑，而在很多 汽车 维修企业，电脑还是稀罕物，许多员工还是电脑盲，这不能不说是我国 汽车 维修业 的 悲哀。 再次，由于我国 汽车 维修业长期处于原始落后 的 状态，人员素质普遍较低，对电脑、互联网及信息产业有一种本能 的 神秘和畏难情绪，存在着电脑难学，不会上网等困难，而企业领导者更愿意将资金投入到厂房、设备等硬件设施方面，对电脑、互联网方面 的 投入 的 力度及对员工在这方面 的 培训力度很小。 最后一点，由于我国电信部门长期处于垄断经营 的 地位，网络收费过多，服务不良等现象，也直接影响到我国 汽车 维修界 的 电脑应用和互联网络 的 应用。 四、我国信息资源在 汽车 维修界 的 应用前景 尽管由于多种条件 的 限制，信息资源在我国 汽车 维修业 的 应用还存在一系列 的 问题。但是信息产业 的 浪潮正以汹涌澎湃之势，不可遏止地向全社会各领域冲击。也自然将给进入新世纪 的 我国 汽车 维修行业产生更大 的 推动作用。信息资源在 汽车 维修界 的 应用前景将是十分广阔 的 。 （一） 汽车 维修专业 互联网在 汽车 维修企业 的 应用中，会因 汽车 维修技术人员方便、快捷地查询进口 汽车 维修资料，迅速排除故障，减少车辆维修时间而显著提高生产效率，仅此一项即可为企业节约可观 的 经济收入，以欧亚·笛威 汽车 维修互联网为例，该网站目前已有网员600余家，每家会员修理厂利用互联网方便、快捷查询资料，提高生产力，所产生至少5万元/年 的 经济效益，全年 的 总经济效益可达3000万元/年，由此产生 的 影响是十分巨大 的 。 （二）随着电脑 的 迅速普及，大批掌握使用电脑和互联网 的 人才将源源不断地进入 汽车 维修企业，为企业 的 职工队伍注入新 的 血液和活力。由于他们 的 文化素质较高，求知欲强，对新生事物具有很强 的 敏感性，因此从企业内部产生了掌握现代信息技术 的 需求，这种需求将会更进一步推动信息资源在 汽车 维修业 的 应用。 （三）现代维修企业采用电脑 的 管理方式不仅势在必行，而且时机也已经成熟：其一，电脑硬件 的 价格已经降低到很低 的 水平。其二、软件 的 开发、设计方面也越来越成熟，功能方面也越来越适合维修企业 的 实际运作。其三、随着一些大中专 汽车 专业毕业生进入维修企业，为实行电脑管理奠定了良好 的 人才基础。其四、远程通讯技术 的 诞生为软件 的 售后维护工作奠定了坚实 的 基础。 （四）我国已将现代信息产业作为国家 的 支柱产业来发展，原邮电部改为为信息产业部就是一个极好 的 例证。 1、我国 的 信息化建设自改革开放以来已取得长足进展，主要表现在以下几个方面：（1）信息基础设施不断完善。 资料来源：
