機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢
機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢【1】
[摘 要]機電一體化是指在機構的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來(lái)所構成的系統的總稱(chēng)。
本文在對機電一體化技術(shù)進(jìn)行分析展望的基礎上，結合我國機電一體化發(fā)展的現狀，提出了發(fā)展我國機電一體化技術(shù)的構想。
[關(guān)鍵詞]機電一體化;發(fā)展
一、引言
機電一體化技術(shù)是當代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一。
隨著(zhù)計算數學(xué)、工程力學(xué)、機械動(dòng)力學(xué)、電子信息技術(shù)及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地豐富和發(fā)展了傳統設計技術(shù)的內容，改變了其固有的模式和方法，特別是設計觀(guān)念的更新，從面向制造的設計轉變?yōu)槊嫦蛴脩?hù)的設計，大大拓寬了設計師的思維空間，使產(chǎn)品更具有創(chuàng )新性和適用性。
二、我國機電一體化技術(shù)的發(fā)展現狀
目前，在機電一體化技術(shù)方面我國已經(jīng)取得了一定的成就，特別是在數控技術(shù)方面、機器人方面和計算機集成制造系統方面尤為顯著(zhù)。
在數控技術(shù)方面。
從1985年我國開(kāi)始研究數控技術(shù)。
在堅持自我開(kāi)發(fā)與借鑒國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗的基礎上，目前我國已經(jīng)基本具備了自我研發(fā)能力，并在國內建立了多處數控研發(fā)和生產(chǎn)基地。
可以說(shuō)，我國的數控產(chǎn)業(yè)已經(jīng)基本成形。
到目前，我國數控技術(shù)行業(yè)已經(jīng)具有年生產(chǎn)數控系統3000多套、主軸與進(jìn)給裝置5000多套的能力，成為促進(jìn)國民經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)品。
掌握關(guān)鍵數控技術(shù)并形成自我研發(fā)和生產(chǎn)能力，對于發(fā)展民用工業(yè)和國防工業(yè)都有著(zhù)不可替代的作用，同時(shí)也增強了我國的綜合國力。
在計算機集成制造系統方面。
目前，我國已經(jīng)在清華大學(xué)建成了國家CIMS工程研究中心，在國內其他高校和科研單位建立了7個(gè)CIMS單元技術(shù)實(shí)驗室和8個(gè)CIMS培訓中心。
特別是近年來(lái)，我國在計算機集成制造系統方面取得了巨大的進(jìn)步，已經(jīng)掌握了一些關(guān)鍵技術(shù)。
同時(shí)，計算機集成制造系統在國內多家企業(yè)中得到了廣泛應用，取得了良好的經(jīng)濟效益。
但是，我們看到上述成就的同時(shí)還應該看到關(guān)于計算機集成制造系統的核心技術(shù)我們還沒(méi)有取得突破，部分產(chǎn)品還主要依靠國外技術(shù)的支持才能得以研發(fā)和生產(chǎn)。
三、機電一體化的發(fā)展趨勢
(1)模塊化
隨著(zhù)人類(lèi)對標準化生產(chǎn)認可程度的提高，我們已經(jīng)認識到標準化生產(chǎn)對于提高生產(chǎn)率和提高銜接便利性的重大意義。
在機電一體化技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，實(shí)現模塊生產(chǎn)已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢。
我們知道，由于機電一體化產(chǎn)品種類(lèi)繁多，生產(chǎn)廠(chǎng)家又很龐雜，因此在實(shí)現模塊化生產(chǎn)之前所生產(chǎn)出來(lái)的很多機電產(chǎn)品相互銜接性能較差，性能也不穩定。
但是，模塊化的機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)能夠提供標準機械接口、電器接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等，產(chǎn)品之間能夠實(shí)現很好的結合與兼容。
(2)微型化
微型機電一體化產(chǎn)品是機械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物，是將傳統尺度的機電一體化產(chǎn)品進(jìn)行縮小的結果，通常指體積不超過(guò)1 立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，但決不是將尺寸按比例縮小制造，微型化產(chǎn)品制造與傳統機械制造有區別，已經(jīng)成為一種新的學(xué)科。
微型化機電一體產(chǎn)品具有體積小、能耗低、運動(dòng)靈活等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應用在醫學(xué)、軍事、航空等領(lǐng)域。
例如，在醫療過(guò)程中所使用的微創(chuàng )技術(shù)，就是運用微型機電一體化技術(shù)的結果;在軍事上，“蒼蠅”大小的能夠自主飛行的間諜xxx器也同樣是微型機電一體化產(chǎn)品;在航天事業(yè)上，由于太空艙體積較小，而又需要容納多種試驗設備和探測設備，因此也都不同程度地使用了微型化機電一體化產(chǎn)品。
(3)系統化
開(kāi)放的、多樣化的機電一體化產(chǎn)品的系統運用，不但能夠提高生產(chǎn)效率，還能更加便利人們的生活。
單一的機電一體化產(chǎn)品能夠在某個(gè)方面滿(mǎn)足現實(shí)的需要， 而多種機電一體化產(chǎn)品的系統運用，則能夠滿(mǎn)足更多方面的需求。
針對市場(chǎng)逐步出現的多樣化需求，機電一體化產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)也在逐漸向系統化方向發(fā)展，注重對于一系列機電一體化產(chǎn)品的研發(fā)，并努力實(shí)現不同系列機電一體化產(chǎn)品之間的兼容與并用。
因此說(shuō)，機電一體化技術(shù)向系統化方向發(fā)展是大勢所趨。
(4)環(huán)�；�
近一百年來(lái)，工業(yè)的迅猛發(fā)展使得人類(lèi)社會(huì )步入了前所未有的快速發(fā)展時(shí)期。
人們已經(jīng)逐漸開(kāi)始享受物質(zhì)豐富、生活安逸的巨大樂(lè )趣，但是，我們還應該看到人類(lèi)社會(huì )的快速進(jìn)步是以犧牲環(huán)境為代價(jià)的。
目前，工業(yè)所產(chǎn)生的各種廢氣已經(jīng)造成了大氣污染，排放的各種廢水已經(jīng)污染了江河湖海，排出的各種廢渣已經(jīng)堆積如山，嚴重地威脅了我們賴(lài)以生存的地球家園。
考慮到對于環(huán)境的保護，機電一體化產(chǎn)品也逐步在向清潔型、環(huán)保型、節能型等方向發(fā)展。
越來(lái)越多的人士也開(kāi)始青睞綠色環(huán)保型的機電一體化產(chǎn)品。
四、發(fā)展我國機電一體化的幾點(diǎn)建議
早在1985年12月，國家科委就組織完成了《我國機電一體化的發(fā)展途徑與對策》的課題研究。
提出數控機床、工業(yè)自動(dòng)化控制儀表等15個(gè)機電一體化發(fā)展領(lǐng)域和6項共性關(guān)鍵技術(shù)的研究方向和課題，提出機電一體化產(chǎn)值比率在2000年達到15%-20%的發(fā)展目標。
而在21世紀，機電一體化的發(fā)展更離不開(kāi)以下幾個(gè)方面：
4.1 用高新技術(shù)改造與提升機電一體化
我國的機電一體化雖已取得了許多成果，但隨著(zhù)科技的發(fā)展和社會(huì )經(jīng)濟的進(jìn)步，對機電一體化技術(shù)提出了許多新的和更高的要求，所以機電一體化也必須要用高新技術(shù)改造自身、提升自己，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭能力。
4.2 自主開(kāi)發(fā)與技術(shù)創(chuàng )新
在21世紀創(chuàng )新是企業(yè)競爭的焦點(diǎn)，市場(chǎng)是用戶(hù)的市場(chǎng)，只有不斷滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(cháng)的要求，開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，才能使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競爭中立于不敗之地。
而我國長(cháng)期以來(lái)習慣對引進(jìn)技術(shù)消化、吸收，而創(chuàng )新則重視不夠，更不易形成自主開(kāi)發(fā)能力。
所以，加大技術(shù)引進(jìn)中的消化吸收，以市場(chǎng)需求為導向進(jìn)行創(chuàng )新性的研究，以形成自主開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng )新能力為根本目的，才是提高產(chǎn)品技術(shù)含量和增強市場(chǎng)競爭能力的根本途徑。
4.3 走依靠科學(xué)技術(shù)之路
一是以重點(diǎn)項目為突破口，將國家科技計劃中有關(guān)機電一體化的項目集成，資金集中使用，支持一批重點(diǎn)技術(shù)、重點(diǎn)產(chǎn)品、重點(diǎn)工程的創(chuàng )新活動(dòng)，實(shí)施重點(diǎn)跨越式的發(fā)展戰略，集中解決一些重大問(wèn)題。
二是抓好機電一體化中共性技術(shù)和基礎技術(shù)、基礎理論的研究。
利用新原理、新理論帶動(dòng)機電一體化的突破。
4.4 提高人員素質(zhì)
當代國際經(jīng)濟競爭，實(shí)質(zhì)上是人才的競爭，我國機電一體化技術(shù)與國外發(fā)達國家存在差距，關(guān)鍵是教育和人才的落后。
培養機電一體化人才的高校尤其應當加以足夠的重視。
一是合理設置課程體系;二是選擇好的教材;三是加強實(shí)驗教學(xué)。
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結晶，是社會(huì )生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。
當然，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來(lái)越明顯，機電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻
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[2] 丙延年.機電一體化系統設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.
機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢【2】
摘要：現代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展.極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。
機電一體化技術(shù)目前越來(lái)越廣泛被采用于鋼鐵、電力、石油化工、采礦冶金、汽車(chē)、造船、航空工程等行業(yè)中。
本文就機電一體化技術(shù)的應用談幾點(diǎn)粗淺認識。
關(guān)鍵詞：機電一體化 概要 趨勢
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，不同學(xué)科的知識相互滲透交融，促進(jìn)了工程領(lǐng)域內的技術(shù)的革新，特別是機電一體化技術(shù)的發(fā)展，確立了機械工業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。
本文主要對機電一體化技術(shù)進(jìn)行了基本的概述，同時(shí)簡(jiǎn)述了國內外機電一體化技術(shù)的發(fā)展概況，進(jìn)一步分析了機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
一、機電一體化概要
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著(zhù)自身體系的新型學(xué)科，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內容。
基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據系統功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統最優(yōu)化的系統工程技術(shù)。
由此而產(chǎn)生的功能系統，則成為一個(gè)機電一體化系統或機電一體化產(chǎn)品。
因此，“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。
只是，機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù)，而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。
這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。
機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。
但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調節與控制自動(dòng)診斷與保護等。
即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區別。
二、機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下:
1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。
人工智能在機電一體化建設的研究日益獲得重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。
這里所說(shuō)的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類(lèi)智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。
誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。
但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。
由于機電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠(chǎng)家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。
如研制集減速、智能調速、電機于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。
這樣，可利用標準單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴大生產(chǎn)規模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。
由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。
顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規�；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3 網(wǎng)絡(luò )化
20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。
各種網(wǎng)絡(luò )將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。
機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì )暢銷(xiāo)全球。
由于網(wǎng)絡(luò )的普及，基于網(wǎng)絡(luò )的各種遠程控制和監視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
因此，機電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著(zhù)網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。
4 微型精密化
隨著(zhù)納米技術(shù)的不斷深入發(fā)展，機電一體化技術(shù)也將面向微型精密化的方向發(fā)展。
一般來(lái)說(shuō)，機電一體化產(chǎn)品的微型精密化可以使機電一體化產(chǎn)品的應用范圍更加的廣泛，微機電一體化產(chǎn)品具有體積小，耗能低，應用廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此微機電一體化技術(shù)具有比較廣闊的發(fā)展前景。
但是微機電一體化技術(shù)的發(fā)展需要精密的加工工藝以及先進(jìn)的設備作為其強大的后盾。
5 環(huán)保綠色化
機電工業(yè)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了巨大的變化，不僅給人們提供了豐富的物質(zhì)生活，同時(shí)也給人們帶來(lái)了負面影響如資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)利用以及對于生態(tài)環(huán)境的影響，隨著(zhù)人們環(huán)保意識的增強，綠色環(huán)保對生態(tài)環(huán)境低危害的產(chǎn)品越來(lái)越受到了人們的關(guān)注。
因此產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來(lái)發(fā)展的一大亮點(diǎn)，綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中，符合環(huán)境保護的標準，對環(huán)境無(wú)危害或者有較低的危害。
目前，人們已經(jīng)意識到環(huán)境保護的重要性，因此注定會(huì )使一些對環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場(chǎng)價(jià)值。
設計綠色環(huán)保的機電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景。
今天，機電一體化技術(shù)已經(jīng)得到了蓬勃的發(fā)展，并且已經(jīng)取得了令人矚目的成果。
相信隨著(zhù)各個(gè)學(xué)科科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不同學(xué)科間技術(shù)的不斷滲透和不斷融合，機電一體化技術(shù)將會(huì )有更加廣闊的發(fā)展前景，也將繼續推動(dòng)人類(lèi)文明不斷進(jìn)步。
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