機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)系技術(shù)與機(jī)械工業(yè)相結(jié)合，使得機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品工程、生產(chǎn)方式都發(fā)生了重大的變化，機(jī)電工業(yè)發(fā)展成為一種必然的趨勢(shì)，機(jī)電工業(yè)是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。本文分析了機(jī)電一體化技術(shù)的特征以及主要領(lǐng)用領(lǐng)域，并探討了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 機(jī)械工業(yè) 發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（a）-0090-01

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了技術(shù)的不斷發(fā)展和融合，機(jī)械工程在信息處理、控制單元上引入了一些重要的電子技術(shù)，形成了機(jī)電一體化的發(fā)展格局。機(jī)械工業(yè)的發(fā)展也賦予了新的含義和特征。綜合了包括機(jī)械技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、控制技術(shù)、測(cè)試技術(shù)等，進(jìn)行合理的布置和優(yōu)化的整個(gè)系統(tǒng)工程。機(jī)械工業(yè)的發(fā)展全面步入了機(jī)電一體化的發(fā)展階段。

機(jī)電工業(yè)是我國(guó)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，因?yàn)樗鼮槠渌a(chǎn)部門提供重要的技術(shù)設(shè)備，更是國(guó)家的工業(yè)之母。機(jī)電行業(yè)提供技術(shù)裝備的水平和質(zhì)量，將會(huì)直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門生產(chǎn)技術(shù)水平的高低。隨著國(guó)家振興裝備制造業(yè)的契機(jī)，我國(guó)的機(jī)電工業(yè)取得了較大的發(fā)展，已經(jīng)成為了制造業(yè)大國(guó)，但是距離制造業(yè)強(qiáng)國(guó)還有較大的差距，一些高精尖的設(shè)備還需要大量的依賴進(jìn)口。發(fā)展我國(guó)的機(jī)電行業(yè)，對(duì)于我國(guó)的整個(gè)工業(yè)發(fā)展體系和國(guó)防工業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展歷史

機(jī)械工程從純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械一體化大概經(jīng)歷了以下的幾個(gè)階段。

（1）20世紀(jì)50年代之前，這是機(jī)電一體化發(fā)展的初級(jí)階段，這一一段技術(shù)人員開(kāi)始將電子技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品中。由于其兩次世界大戰(zhàn)中，極大的刺激了機(jī)械和電子技術(shù)的發(fā)展，并從軍用技術(shù)發(fā)展到民用中，這一時(shí)期的電子技術(shù)還屬于初期階段，機(jī)電和電子的結(jié)合還不是很深入。

（2）20世紀(jì)50年代至20世紀(jì)80年代，這是機(jī)電一體化的蓬勃發(fā)展時(shí)期，隨著計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，給機(jī)電工程的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，更給機(jī)電工程的發(fā)展帶來(lái)了巨大的沖擊。

（3）20世紀(jì)80年代后期至今這是機(jī)電工程向只能方向發(fā)展的新階段。隨著光學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，微納加工在機(jī)電工程中展現(xiàn)巨大的生命力，機(jī)電工程的建模、分析都得到了進(jìn)一步的深入研究，促使機(jī)電一體化工程建立了比較完善的科學(xué)體系。

2 機(jī)電一體化的應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)電一體化的發(fā)展在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

2.1 數(shù)控機(jī)床

我國(guó)數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了50多年的風(fēng)雨發(fā)展歷程，無(wú)論在功能上還是精度上都有了飛速的發(fā)展。

數(shù)控機(jī)床的性能更加多樣化，可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾、多過(guò)程控制，同時(shí)完成多項(xiàng)獨(dú)立任務(wù)，同時(shí)可以將一些物料搬運(yùn)、機(jī)械控制等全部集成起來(lái)。數(shù)控機(jī)床的軟件實(shí)現(xiàn)了模塊化，可以方便的進(jìn)行數(shù)控編程，并實(shí)現(xiàn)了在線的動(dòng)態(tài)仿真和故障診斷功能。通過(guò)開(kāi)放式的設(shè)計(jì)，最大限度的提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性，提高了用戶的使用效益。復(fù)雜的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，提升了加工復(fù)雜曲面的功能和精度，可以實(shí)現(xiàn)極限溫度、極限工況下的加工，較大的提高了工業(yè)的機(jī)械化水平。

2.2 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)集成制造打破了之前分散系統(tǒng)的組合，將單位內(nèi)部改革部門之間的界線打破，實(shí)現(xiàn)了工程生產(chǎn)過(guò)程中物流和信息流的融合，實(shí)現(xiàn)了單位內(nèi)部全局的動(dòng)態(tài)優(yōu)化?？梢詫?shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品研發(fā)、材料購(gòu)置、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的全過(guò)程的綜合管理的有機(jī)結(jié)合，使得企業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)要素可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)自身的優(yōu)化配置，發(fā)揮各要素的最大潛力。

2.3 工業(yè)機(jī)器人

近些年，將傳感技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械手中間，使得現(xiàn)代機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)處理和分析的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)工程環(huán)境中的獨(dú)立行動(dòng)，比如焊接機(jī)器人、滅火急切人，通過(guò)一些反饋控制，可以將這些工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于一些惡劣環(huán)境的操作中，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效益。

3 機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化的發(fā)展集合了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的交叉融合，機(jī)電一體啊哈的發(fā)展也必將依賴于技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步，機(jī)電一體化的發(fā)展將朝著以下的方向發(fā)展。

3.1 智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械的最重要的區(qū)別，這也是未來(lái)幾十年重要的發(fā)展方向。工業(yè)機(jī)器人就是重要的例子，隨著計(jì)算機(jī)處理技術(shù)性能的提高和控制算法的發(fā)展，必將推動(dòng)機(jī)電一體化產(chǎn)品向更智能的方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品將具有智能，具有一點(diǎn)簡(jiǎn)單的判斷能力和決策能力，可以取代一些人類的體力勞動(dòng)和一部分運(yùn)算處理，并給工程的決策控制提供重要的支撐依據(jù)。

3.2 微型化

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，微電子系統(tǒng)的幾何尺寸越來(lái)越小，由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可以很方便的進(jìn)行一些一般機(jī)構(gòu)難以進(jìn)行的操作，比如一些微型的手術(shù)、航天工業(yè)中，機(jī)電工程的微型化發(fā)展在這些高精尖的領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

3.3 模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

3.5 綠色化

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)的發(fā)展使得環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，人民對(duì)于生態(tài)文明的要求越來(lái)越高。于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是通過(guò)減少原材料的應(yīng)用，在制造環(huán)境減少污染，在報(bào)廢環(huán)節(jié)進(jìn)行環(huán)境的治理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

我國(guó)正面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，提點(diǎn)一體化是多學(xué)科融合的結(jié)晶，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)面臨著革命性的變化，機(jī)電一體化的發(fā)展要為我國(guó)振興機(jī)電工業(yè)注入新鮮的血液，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和融合，機(jī)電一體化發(fā)展的前景也將越來(lái)越廣闊。

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