机电一体化技术在我国的发展应用.docx

专科毕业论文题目：机电一体化技术在我国的开展应用学生姓名学号20130429指导教师张进年院系西北大学继续教育学院专业机电一体化年级诚信声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。特此声明。论文作者签名：杨健日期：2015年10月12B摘要I目录II1绪论11.1 现实背景和理论背景1现实背景11.2 研究的目的和意义12机电一体化概述22. 1机电一体化的根本概念22.2机电一体化产品的优越性32.3机电一体化产品的分类43机电一体化技术在我国的应用与开展53. 1国内外机电一体化技术开展状况：53. 1.1国外机电一体化开展现状53. 1.2国内机电一体化开展现状73. 2机电一体化技术在我国的应用83. 2.1在现代机械制造业中的应用83. 2.2在饮料行业中的应用93. 2.3在钢铁企业中的应用93. 2.4在煤矿中的应用103. 3我国机电一体化技术开展存在的一些问题及解决对策123.3.1缺乏核心技术是我国机电一体化产品出口的软肋123. 3.2技术壁垒是我国机电一体化产品出口的新拦路虎133. 4机电一体化技术的开展趋势15总结18参考文献19致谢20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开展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文简述了机电一体化技术在我国的应用开展、存在的问题和开展趋势。关键词：机电一体化技术；应用；现状问题；开展趋势1绪论1.1 现实背景和理论背景现实背景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开展，机电一体化技术的应用也越来越广泛。经过30多年的努力，我国机电一体化技术得到了快速的开展和广泛的应用，取得了举世瞩目的成绩，特别是我国对数控技术、计算机集成制造系统、工业机器人等方面的推广应用，使我国的机电一体化产品生产急剧增加，并且机电一体化产品出口保快速稳定的增长，但存在的问题却不容无视。自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。1.2 研究目的和意义我国机电一体化技术存在的局部问题，以及我国机电一体化设备与国外的技术差距,提出了我国机电一体化设备今后的开展对策和建议，并对当前科技型企业产品的进一步开发提供了思路。指出机电一体化设备的开展趋势是智能化、绿色化、模块化、网络化、仿生物系统化。1.3 一体化概述2.1机电一体化的根本概念机电一体化是随着生产和技术的开展，在以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐步形成和开展起来的一门新兴边缘技术的学科。机电一体化的英文名称是MeChatronics,是由日本人通过截取英文机械学(Mechanics)的词头和电子学(Electronnics)的词尾组合在一起而创造出来的一个新的英文名词。机电一体化是一种崭新的学术思想，它除了强调机与电的有机结合，还具有更深刻、更广泛的涵义。按照机电一体化思想，但凡由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而形成的各种技术、产品(或系统)都属于机电一体化范畴。因此目前人们谈论的机电液压一体化、机电光学一体化、机电仪器一体化以及机电信息一体化等，实质上都可归纳为机电一体化。机电一体化是一个综合的概念，包含了技术和产品两方面内容。它首先是指机电一体化技术，其次是指机电一体化产品。机电一体化技术是指包括技术根底、技术原理在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和开展的技术。机电一体化产品是指采用机电一体化技术，在机械产品根底上创造出来的新一代机电产品。机电一体化技术是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总线技术等现代高新技术群体根底之上的一种高新技术。机电一体化的突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把电子器件的信息处理和自动控制等功能“柔和”到机械装置中去，从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。机电一体化技术的重要实质是应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体化产品或系统。综合运用各种现代高新技术进行产品的设计与开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成局部的合理匹配和外部的整体效能最正确。2.2机电一体化产品的优越性1.使用平安性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，防止和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用平安性。2 .生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最正确操作，保证最正确的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高56倍。3 .使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最正确工作程序，实现自动最优化操作。4 .具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。5 .机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入假设干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自开工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。2. 3机电一体化产品的分类机电一-体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。1.数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。2 .电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。3 .机电结合类。品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。4 .电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置，如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。5 .信息控制类。包括机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。3机电一体化技术在我国的应用与开展3.1国内外机电一体化技术开展状况国外机电一体化开展现状国外机电一体化的开展状况机电一体化的开展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的开展尚未到达一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入开展，已经开发的产品也无法大量推广。第二阶段，20世纪7080年代为，可称为蓬勃开展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的开展，为机电一体化的开展奠定了技术根底。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛开展，为机电一体化的开展提供了充分的物质根底。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的成认；机电一体化技术和产品得到了极大开展；各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。第三阶段，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。机电一体化进入深入开展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和开展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了开展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的根底和逐渐形成完整的科学体系。目前，日本和美国在机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位。美国商务部曾发表过一份关于日本机电一体化的研究报告，对日美两国机电一体化技术的根底研究、超前开发与形成产品等三方面进行了比较，结论是除机器视觉与软件外，日本的根底研究与美国是可以比较的。当前，他们都将智能传感器、计算机芯片制造技术、具有触觉和人机对话功能的人工智能工业机器人、柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课题，并投入大量资金支持开展相关技术。因此，机电一体化产品得以迅猛开展，主要表现在以下4个方面：(1)机电一体化产品几乎普及所有制造业领域。在工业兴旺国家，数控机床占机床总数的30%-40%o工业机器人正向智能化和智能系统的方向开展，数量在未来十年将以25%30%的速度增长。智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。(2)机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。计算机集成制造系统CIMS是当今世界制造业开展的总趋势，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。CIMS的实现是全局动态的最优综合。(3)激光技术进入机电一体化领域。光机电一体化是激光技术与机械、电子技术相结合,不仅大大扩展了机电一体化的应用领域,而且使一些行业出现重大变革，是当今信息业与制造业的最正确结合点。(4)微细加工技术与设备开展迅猛。微电子技术及其产业的高速开展,带动了大量高新技术的兴起,微细加工技术和装备不仅支持了电子产业的开展，而且对微机械的诞生和开展也起了决定性的作用。6 .1.2.国内机电一体化开展现状作为开展中国家,我国与兴旺国家相比工业技术水平存在定差距,但有广阔的机电一体化应用空间。改革开放以来,特别是近年来,受国际金融危机影响，面临国际市场经济剧烈竞争形势的挑战，国家和企业充分认识到机电一体化技术对我国经济开展的战略意义,机电一体化技术的研究、应用和产业化受到了前所未有的重视和开展。完成了我国机电一体化开展途径与对策研究,探讨我国机电一体化开展战略,提出了数控机床、工业自动化控制仪表等15个机电一体化优先开展领域和6项共性关键技术的研究方向和课题。我国已研制成功了一大批机电一体化科研成果，以数控技术为例,我国的数控技术经过,六五'、，七五'、，八五'和，九五'的20年的开展,根本上掌握了关键技术,建立了数控开发、生产基地,培养了一批数控人才,初步形成了自己的数控产业,到2010年我国机床的数控化率将到达16.5%19.27%。这些成果的取得为我国在制造业机电一体化的研究和应用方面积累了珍贵的经验,必将推动我国机电一体化技术取得更大的进步和开展。我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863方案二在制定“九五”规划和2010年开展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的开展动向和由此可能带来的影响，许多大专本科院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的开展及应用做了大量的工作。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，但随着新技术革命的迅猛开展，我国加大了机电一体化技术的研究力度，并将其确定为国家高技术重点研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩。(1数控技术方面。我国数控技术起步于1958年，在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统普及型也到达了10%。纵观我国数控技术近50年的开展历程,特别是经过4个5年方案的攻关,总体来看取得了很好成绩。目前，已具有年产数控系统3000多套、主轴与进给装置5000多套的生产能力。近十年来,普通级数控机床的加工精度已由IoUm提高至J5um,精密级加工中心那么从35um,提高到11.5m,并且超精密加工精度已开始进入纳米级0.01m7o(2工业机器人方面。我国1986年将机器人的研究开发列入国家科技方案,现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术、运动学和轨迹规划技术，生产了局部机器人的关键元器件，并进入实用化阶段，开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。目前，国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术，解决了工业机器人控制、驱动系统的设计技术，机器人软件的设计和编程等关键技术，还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线(工作站)与周边配套设备的开发和制备技术。现在，我国从事机器人研发的单位有200多家，专门从事机器人产业开发的企业有50家以上，中国市场上总共拥有近万台工业机器人，其中完全国产的工业机器人(行业内规模比较大的前三家工业机器人企业)行业集中度占30%左右。(3)计算机集成制造系统方面。我国经过多年的理论和技术准备,CIMS已经有了较快开展。目前，已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心,在著名高校和研究单位建立了7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心。2000年,全国已有20多个省市、10多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程,取得了巨大的经济效益。当前,CIMS的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域,正得到各行各业越来越多的关注和投入。3. 2机电一体化技术在我国的应用3. 2.1在现代机械制造业中的应用传统机械制造业是建立在规模经济的根底上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低本钱获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的开展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。3. 2.2在饮料行业中的应用机电一体化技术是当今开展最快、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。3.2. 3在钢铁企业中的应用1、计算机集成制造系统(CIMS)。钢铁企业的ClMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。2、现场总线技术(FBT)o现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。3、交流传动技术。随着电力电子技术和微电子技术的开展，交流调速技术的开展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的开展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已到达和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢送，应用不断扩大。4、开放式控制系统。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。5、分布式控制系统(DCS)。分布式控制系统采用一台中央计算机指挥假设干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的平安性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。随着机电一体化技术的开展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的开展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向开展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。3. 2.4在煤矿中的应用1、在采煤机中的应用电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有一下特点：(1)良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动,也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反响电能。(2)可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的L62.O倍，所以电牵引采煤机可用在40°50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。(3)运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外，其它元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。(4反响灵敏，动态特性好：电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。(5)结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研制成功我国第台采用交流变频调速MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来，我国的电牵引采煤机有了较快的开展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机，而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发，我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟，为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。2、机电一-体化技术在带式输送机中的应用带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且，输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低，和兴旺国家相比存在显着的差距。3、机电一体化技术在提升机中的应用矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分表达了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，硬件配置简单，互相兼容。“九五”期间，国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机，其核心局部ASCS是由双CPU构成的计算机系统，其性能先进、操作简便、准确可靠。此外，我国还应用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前，最大装机容量已到达5000kW,主、副井提升机可做到全自动化，不需要专门的绞车司机。3. 3我国机电一体化技术开展存在的一些问题及解决对策虽然国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863方案”中。在制定“九五”规划和2010年开展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的开展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的开展及应用做了大量的工作，取得了一定的成果，但与日本、美国等先进国家相比仍有相当差距。2009年，我国机电产品出口继续稳定增长，进出口总额到达12004.6亿美元，比上年同期增长22.8%,净增加2232.8亿美元，占我国外贸进出口总额的55.2%o尽管我国的机电一体化产品出口保持了快速稳定的增长势头，但存在的问题却不容无视。如出口秩序缺乏有效的约束、加工贸易在我国机电产品出口中比重过大、机电产品出口采用粗放型的增长方式、缺乏自主出口品牌等。4. 3.1缺乏核心技术是我国机电一体化产品出口的软肋1 .核心技术严重依赖进口我国近90%的机电产品出口是通过加工贸易的方式实现的，而其中75%是外商在华投资企业进行的，不少加工贸易出口企业主要从事组装加工，对引进技术的消化吸收工作滞后，开发和创新能力缺乏，由此难以实现加工贸易的落地生根。如电子信息技术产品是我国机电产品出口的主体，但其核心技术和关键部件却要依赖进口。尽管我国政府目前加大了对新兴企业在税收上的支持，但这并没有引起一些中小企业的足够重视，在资金的投入和对科研人员的重视程度上也与兴旺国家相去甚远，科技创造财富表达的并不明显。并且，我国政府在对于科学技术上的投入虽然呈现出强劲的增长势头，但这与兴旺国家相比仍有很大差距。2 .核心技术是利润分配的有力法码企业核心竞争力很重要的一个表现就是自主知识产权，没有核心技术就没有灵魂。只有掌握了技术，才能在行业内赢得更多的主动和尊重，得到更多的时机与利润。当今国际分工将生产分为高、中、低三个环节，跨国公司掌握着产品的高端一技术环节，把中端和低端转移到国外；在利润的获得上，高、中、低端的比例大体是7：2：Io我国处于中端和低端状态，所以只能购置国外的先进技术,在扣除一定比例的专利费后，企业的利润只表现为可怜的加工费，其最积极意义也就是吸收了大量的剩余劳动力。所以，技术已经成为中国企业开展的一个关键的关卡。没有技术，所谓的“制造大国”仅仅是一个“加工大国”，更是一个“利润小国”，而这也为国民经济开展的合理布局埋下了不稳定因素。所以我们要加大核心技术的研究和开发：（1）重视根底技术的研究和开发。（2）加强对元部件的研究。（3）重视检测技术和检测队伍的建设。（4）加大科研投入力。3.3.2技术壁垒是我国机电一体化产品出口的新拦路虎1、大量的绿色壁垒的出现，使中国企业短期内捉襟见肘，无法自由参加到传统的机电消费大国中去。2006年8月13B,欧盟关于报废电子电气设备指令（简称WEEK指令）已经正式实行，向欧盟出口各类机电产品的中国生产企业都将额外承当高额的电子垃圾处理费用。2006年7月1日，另一项涉及机电产品原材料中有害物质限定的指令关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令（ROHS）指令也将实施。欧盟这两项指令涵盖产品十分广泛，它们的实施将直接导致我国出口欧盟的机电一体化产品价格上涨10%,这无疑又给中国企业向欧盟出口的电气电子产品增加了一项不小的本钱，使我国产品竞争力下降，抑制了我国同类机电一体化产品出口增长。更严重的是，如果这些措施被美国和日本等国家采纳，将使我国机电一体化产品出口面临更为严峻的挑战。2、意识并没有真正的走进到企业家的实践之中对“绿色经济”的渴望已成为当今全球经济追求的热点。但是我国大局部企业在电子产品采用的材质方面，有一半以上还在使用着有毒材料，以期换来价格上的竞争优势。直到生产的产品无法进入国际市场之后，生产企业才会想到研发或采用无毒无害的材质替代。可见投资者在环保与经济的关系上的不敏感性。但同时这也将促使我国企业尽快采用新技术，加快与国际标准接轨，使现有资源合理配置，进而从根本上提高我国机电产品的出口竞争力，在“高端”市场上扩大市场份额，优化我国出口商品的市场结构。3、升值对出口企业的影响2007年12月底，美元对人民币交易价格已调整为1：7.4,人民币升值3%,且有进一步提升的势头。我国机电产品出口是以消费电子类产品、家电产品、数据处理设备为主，其往往又是依赖低廉劳动力支撑的价格优势，对汇率波动比较敏感，汇率上涨很容易产生出口替代，流失客户及市场，而且国内原材料和劳动力本钱也会提高，这使出口产品的比较本钱优势进一步弱化，降低了企业国际竞争力。同时，尽管人民币升值短期内会减缓我国机电一体化产品出口,但对技术贸易来讲，却可以利用人民币汇率持续增长的时机，大量引进先进技术，反哺加工业，提高企业的利润空间。4、缺乏全面、系统的并且实时性的专业信息平台为了应对反倾销技术壁垒和绿色壁垒，由政府、行业协会及出口企业联合建立全面、系统的并且实时性的专业信息平台必不可少。然而，事实上我国恰恰缺少这样一个综合性的信息平台，使政府的调控和监督作用难以有效发挥，行业协会的协调和指导作用也很难到位，所以企业往往会因为对国际标准或进口国标准等信息获得的难度和滞后性而处于被动地位，遭遇技术壁垒和绿色壁垒。5、我国技术法规体系、市场管理体系不完善，监督力度不强（1）技术体系不完善作为世界上最大的开展中家，我国本身的经济开展水平就不高，技术法规体系也不健全。有许多产品尚未建立技术标准，即便有标准，也存在国内标准不统一或大大低于国际标准的现象。这对于将兴旺国家作为主要出口对象的中国企业来讲，是一个先天缺乏。、（2技术法规执行情况疏于监管也是亟待解决的问题由于执法不严，使政府难以对市场进行有力的质量监督，从而无法对外形成有效的贸易壁垒，不能利用WTO的相关措施保护本国企业。而且，执法不严也使企业缺乏严格的质量标准意识，或在缺位或监管乏力的情况下生产和出口，直接导致了在国际市场上频频遭遇技术壁垒的境况和对中国企业产品的质量产生疑心。我国机电产品出口虽然已经有了长足开展，但问题与机遇并存，对于这个问题的思考和解决，将会对我国机电技术产品层面的提高和市场经济制度的完善及都将不无裨益。所以我们要：（1）建立全面、系统的并且实时性的专业信息平台。（2）完善技术法规体系、市场管理体系，加强监督力度。（3）要从中国的长远利益出发，结合中国的实际国情，制订应对技术壁垒挑战的措施。3.4机电一体化技术的开展趋势。1、智能化智能化是21世纪机电一体化技术开展的一个重要开展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的根底上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的局部智能，那么是完全可能而又必要的。2、绿色化工业的兴旺给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用6。工业的开展使得资源减少，生态环境受到严重污染。绿色化成了时代的趋势，产品的绿色化更成了适应未来开展的一大特色。如果我们把机械产品和制造机械产品的机械装络统称为机械系统，那么机电一体化技术的功能可归结为：提高机械系统的性能，完成传统机械系统不能完成的功能；提高机械系统的智能化程度，使人在更舒适的环境中工作；提高机械系统的可回收性；降低机械系统的原材料消耗；降低机械系统的能耗；降低机械系统对环境的污染，可以看出其中至少有3条是和环境保护有关的。因而，进入21世纪，机电一体化技术的使命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性开展的绿色产品。3、模块化模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电i体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。4、微型化微型化兴起于20世纪80年代末,是机电-体化向微型机器和微观领域开展的趋势。近十余年来，微机电系统(MiCroElCCtrOMCChaniCSySten1,MEMS),作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视,泛指几何尺寸不超过lcm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级开展。微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，开展难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小，由于结构的微型化，在材料、机构设计、摩擦特性、加工方法、测试与定位及驱动方式等方面都产生了一些特殊问题。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比较的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。微型机电化在实验室中，目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械局部了，这时就完全的实现机械和电子的,融合,这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的开展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过lcm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级开展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。5、网络化20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速开展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(ComPUtCrintegratedappliancesystem,CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向开展。6、仿生物系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。总结通过本文的论述可见,机电一体化的出现不是随机出现的，而是一个时代的产物,文中表达的这些开展方向是科技开展到一定阶段的必然要求，更是一个必然结果。目前，因为科学技术的限制，其与一些相关技术的互融程度还是不是太明显,但是随着科学技术的开展，各种技术相互融合的趋势必将越来越明显，因为它既是多项科学技术开展的结晶，又极大地推动了不同学科的交叉与渗透，其开展前景也将越来越光明，这必然会给世界带来更大的技术力量。随着科技的开展和电子技术的成熟和广泛应用，机电一体化产品在国民经济建设、企业的技术改造和电子产品的更新换代方面发挥着越来越重要的作用。机电一体化是许多科学技术开展的结晶,是社会生产力开展到一定阶段的必然要求。当然，机电一体化的开展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并随着科学技术的开展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的开展与应用也将更加广阔致谢通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学的专业知识再次回忆学习，而且也使我接触到了一些前沿的知识，对我以后的工作影响深远，也非常感谢在本次设计中给予我耐心指导的老师，整个设计都是在指导老师的悉心指导下完成。老师高尚的品格、渊博的专业知识、严谨的治学态度、一丝不苟的敬业精神、诲人不倦的工作作风给我留下了深刻的印象，不仅使我顺利地完成了学业，而且使我学到了分析问题、解决问题的方法，令我终生难忘。值此论文完成之际，谨向指导老师致以最衷心的感谢。参考文献1石美峰，机电一体化技术的开展与思考J.山