隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)機(jī)械在品種、規(guī)模、設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等方面也得到了迅速的發(fā)展和提高，獨(dú)立自主地進(jìn)行從單機(jī)到成套設(shè)備乃至自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)與制造成為可能。
    隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的發(fā)展，必然推動(dòng)各種自動(dòng)機(jī)械向機(jī)電一體化和智能化的方向發(fā)展。
    機(jī)電一體化是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果，其主要的相關(guān)技術(shù)可以歸納為s個(gè)方面:機(jī)械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本功能要素，機(jī)電一體化系統(tǒng)的形式多種多樣，其功能也各不相同。但一般一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)基本要素(子系統(tǒng)):機(jī)械本體、動(dòng)力部分、檢測部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器、接口。這些要素的關(guān)系及功能如圖1.1所示。
    1.機(jī)械本體
    機(jī)械本體是指裝置和機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置。機(jī)械子系統(tǒng)的主要功能是使構(gòu)造系統(tǒng)的各子系統(tǒng)、零部件按照一定的空間和時(shí)間關(guān)系安置在一定的位置上，并保持特定的關(guān)系。為了充分發(fā)揮機(jī)電一體化的優(yōu)點(diǎn)，必須使機(jī)械本體部分具有高精度、輕量化和高可靠性。過去的機(jī)械均以鋼鐵為基礎(chǔ)材料，要實(shí)現(xiàn)機(jī)械本體的高性能，除了采用鋼鐵材料以外，還必須采用復(fù)合材料或非金屬材料。要求機(jī)械傳動(dòng)裝黃有高剛度、低慣量、較高的諧振頻率和適當(dāng)?shù)淖枘嵝阅堋亩鴮C(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、制造材料、零件形狀等方面都相應(yīng)提出特定的要求。機(jī)械結(jié)構(gòu)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)體。其他各組成要素(子系統(tǒng))均以機(jī)體為骨架進(jìn)行合理布局，有機(jī)結(jié)合成一整體.這不僅是系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題，而且也包括外部造型的設(shè)計(jì)問題。要求機(jī)電一體化的系統(tǒng)整體布局合理，操作方便，造型美觀色調(diào)協(xié)調(diào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能是根據(jù)控制信息和指令完成所要求的動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，它將輸人的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。常用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為兩類:一類是電氣式執(zhí)行部件，按運(yùn)動(dòng)方式的不同又可分為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)元件和直線運(yùn)動(dòng)元件.旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)元件主要指各種電動(dòng)機(jī)，直線運(yùn)動(dòng)元件有電磁鐵、壓電駱動(dòng)器等等。另一類是液壓式執(zhí)行部件，主要包括液壓缸和液壓馬達(dá)等執(zhí)行元件。
    控制器是機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心部分。它根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)信息和系統(tǒng)的目標(biāo)，進(jìn)行信息處理。按照一定的程序發(fā)出相同的控制信號，通過輸出接口送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂普麄€(gè)系統(tǒng)有目的地運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)期的性能?？刂破魍ǔＪ怯呻娮与娐坊蛴?jì)算機(jī)組成。
    機(jī)電一體化系統(tǒng)由許多要素或子系統(tǒng)構(gòu)成，各子系統(tǒng)之間必須能順利進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的傳遞與交換，為此各要素或各子系統(tǒng)相接處必須具備一定的聯(lián)系部件，這個(gè)部件稱為接口。其甚本功能有3個(gè):一是變換，由于信號的模式不同(如數(shù)字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等等).無法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流，通過接口完成信號或能量的統(tǒng)一;二是放大。用在兩個(gè)信號強(qiáng)度相差懸殊的環(huán)節(jié)間，經(jīng)接h放大，達(dá)到能量的匹配，三是傳遞.變換和放大后的信號在各環(huán)節(jié)間能可靠、快速、準(zhǔn)確地交換，必須遵循協(xié)調(diào)一致的時(shí)序、信號格式和邏輯規(guī)范。接口具有保證信息傳遞的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定模式進(jìn)行傳遞。
    接口的作用使各要素或子系統(tǒng)聯(lián)接成為一個(gè)有機(jī)整本，使各個(gè)功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運(yùn)動(dòng).從而形成了機(jī)電一體化的系統(tǒng)工程。