一、機械電子學的應用與發(fā)展前景
二、機械制造生產(chǎn)過程中的機電一體化技術(shù)或產(chǎn)品
cad計算機輔助設(shè)計 capp計算機輔助工藝設(shè)計nc數(shù)字控制、cnc計算機數(shù)字控制數(shù)控機床、dnc分布式數(shù)字控制、fms柔性制造系統(tǒng)、cims計算機集成制造系統(tǒng)cam計算機輔助制造cat計算機輔助測試、cmm三座標測量儀 mrp物料需求計劃。
三、機械電子學的發(fā)展趨勢：
高性能化一般包含高性能、高精度、高效率和高可靠性?，F(xiàn)代數(shù)控設(shè)備就是以此“四高”為滿足生產(chǎn)急需而誕生的。
高速化和高精度是機電一體化的重要指標。高分辨率、高速響應的絕對位置傳感器是實現(xiàn)高精度的檢測部件。
至于系統(tǒng)可靠性方面，一般采用冗余、故障診斷、自動檢錯、系統(tǒng)自動恢復和軟、硬件可靠性等技術(shù)使得機電一體化產(chǎn)品具有高性能。
小型化、輕型化、多功能。一般機電一體化產(chǎn)品，除了機械主體部分，其他部分均涉及電子技術(shù)，隨著片式元器件（smd）的發(fā)展，表面組裝技術(shù)（smt）正在逐漸取代傳統(tǒng)的通孔插裝技術(shù)（tht）成為電子組裝的重要手段，電子設(shè)備正朝著小型化、輕量化、多功能、高可靠方向發(fā)展。80年代以來，smt發(fā)展異常迅速，1993年電子設(shè)備平均60％以上采用smt，同年世界電子元件片式化率達到45％以上。因此，機電一體化中具有智能、動力、運動、感知特征的組成部分將逐漸向輕量化、小型化方向發(fā)展。
此外，80年代末期，微型機械電子學及其相應的結(jié)構(gòu)、裝置和系統(tǒng)的開發(fā)研究取得了綜合成果，科學家利用集成電路的微細加工技術(shù)，實現(xiàn)了將機構(gòu)及其驅(qū)動器、傳感器、控制器及電源集成在一個很小的多晶硅上，因而獲得了完備的微型電子機械系統(tǒng)mems（micro electro mechanical system）。整個尺寸縮小到幾個毫米甚至幾百微米。這是機電一體化一個微型化的研究領(lǐng)域?？茖W家預言，到21世紀初期，這種微型機電一體化系統(tǒng)將在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天、軍事、生物醫(yī)學、航海及家庭服務(wù)等各個領(lǐng)域廣泛應用，它的發(fā)展將使現(xiàn)行的某些產(chǎn)業(yè)或領(lǐng)域發(fā)生深刻的技術(shù)革命。
系統(tǒng)化、集成化、系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多坐標多系列控制功能的nc系統(tǒng)。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強，一般除rs—232外，考慮通信聯(lián)網(wǎng)需要，建立通信局部網(wǎng)絡(luò)（lan），正在成為標準化lan的制造自動化協(xié)議（map）已開始進入nc系統(tǒng)，從而可實現(xiàn)異型機異網(wǎng)互聯(lián)及資源共享。
四、機電一體化技術(shù)發(fā)展方向
現(xiàn)代的機電一體化發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。
2 智能化
即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在cnc數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能i/o接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
3 模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
4 網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
5 人性化
機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
6 微型化
微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(micro electronic mechanical systems，簡稱mems)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在mems工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種mems器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
7 集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。
8 帶源化
是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
9 綠色化
科學技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。