關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

馬偉（新疆塔林投資（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834009）

關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

馬偉（新疆塔林投資（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834009）

目前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所表現(xiàn)出來(lái)的重要性越來(lái)越突出。本文就我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了淺顯分析和介紹，并對(duì)該項(xiàng)技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

機(jī)電一體化技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢(shì)

機(jī)電一體化是一門(mén)融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)于一體的新興學(xué)科。由于我國(guó)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)研究起步較晚，目前正處于初步發(fā)展階段，同世界機(jī)電一體化技術(shù)水平相比存在的差距較大。機(jī)電一體化技術(shù)作為機(jī)械工業(yè)技術(shù)革命的標(biāo)志性技術(shù)，如何加快對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)，提高機(jī)電一體化技術(shù)水平，使機(jī)電一體化技術(shù)在社會(huì)領(lǐng)域應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮出其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)進(jìn)步是當(dāng)今世界各國(guó)需要高度關(guān)注及重點(diǎn)研究的焦點(diǎn)課題。

1 我國(guó)機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 數(shù)控技術(shù)方面

我國(guó)對(duì)數(shù)控技術(shù)的研究起始于1958年，即“九五”末期。在當(dāng)時(shí)我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率達(dá)到了百分之五十以上，其中數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)在國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床中的配置率也達(dá)到百分之十左右。我國(guó)數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)五十年來(lái)的發(fā)展，尤其是在我國(guó)四個(gè)五年計(jì)劃中，將數(shù)控技術(shù)列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，為我國(guó)數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步提升帶來(lái)了新的機(jī)遇。近幾年來(lái)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子等技術(shù)的帶動(dòng)下我國(guó)普通級(jí)數(shù)機(jī)床的生產(chǎn)加工精度已得到了較大提高，有以往的10 μm提高到5 μm；精密級(jí)加工精度由3-5 μm提高到1-1.5 μm；超精密加工精度已進(jìn)入納米級(jí)（0.01 μm）。

1.2 工業(yè)機(jī)器人方面

機(jī)器人研究開(kāi)發(fā)于1986年正式列為我國(guó)的科技計(jì)劃，經(jīng)過(guò)近些年來(lái)的研究開(kāi)發(fā)，現(xiàn)已基本上掌握了機(jī)器人操作機(jī)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、軟件編程技術(shù)、控制系統(tǒng)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃等技術(shù)，并能夠獨(dú)立生產(chǎn)一些機(jī)器人的關(guān)鍵性元器件，其中一些機(jī)器人已經(jīng)投入社會(huì)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，并取得了較好的實(shí)用效果。當(dāng)今，我國(guó)逐漸加大對(duì)工業(yè)機(jī)器人科研經(jīng)費(fèi)、技術(shù)人才以及科技的投入和引進(jìn)力度，國(guó)內(nèi)部分的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)在機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)器人軟件設(shè)計(jì)以及編程等關(guān)鍵性技術(shù)瓶頸問(wèn)題。隨著我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷提高，在國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)能夠自行設(shè)計(jì)和制造大型的機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線，用于機(jī)械制造的弧焊及電焊，并且操作精度已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的精準(zhǔn)度。

1.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面

經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)、研究，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）已經(jīng)取得了快速發(fā)展。目前，我國(guó)已經(jīng)在清華大學(xué)建成國(guó)家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究單位建立了七個(gè)CIMS單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和八個(gè)CIMS培訓(xùn)中心。截止到2000年，我國(guó)已經(jīng)有20多個(gè)省市、10多個(gè)行業(yè)以及200多家不同類(lèi)型、規(guī)模的企業(yè)已經(jīng)通過(guò)實(shí)施CIMS應(yīng)用示范工程，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；目前，CIMS已經(jīng)向機(jī)械、電子、航空、冶金、紡織、石油化工等領(lǐng)域進(jìn)軍，經(jīng)過(guò)多方技術(shù)專(zhuān)家技術(shù)驗(yàn)證及應(yīng)用驗(yàn)證，也取得了較好的成績(jī)。相信在不久的將來(lái)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣闊，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也將會(huì)越來(lái)越大。

2 機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

2.1 綠色化方向

工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著積極的影響，但在工業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)我們必須要正視的問(wèn)題是社會(huì)資源的減少以及對(duì)人類(lèi)賴以生存生態(tài)環(huán)境所帶來(lái)的影響。比如大氣污染、噪聲問(wèn)題，工業(yè)廢水、廢渣的排放污染人類(lèi)生活用水問(wèn)題等。為了能夠保證工業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)，又不對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境造成破壞，加快對(duì)工業(yè)技術(shù)改造，大力生產(chǎn)綠色化的產(chǎn)品是當(dāng)今全世界各國(guó)共同關(guān)注的重要問(wèn)題。所謂的綠色產(chǎn)品指的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和報(bào)廢銷(xiāo)毀階段不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害或者最大限度地降低危害，使其各項(xiàng)指標(biāo)符合人類(lèi)健康要求。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色化是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化研究和開(kāi)發(fā)是當(dāng)前我們需要面對(duì)和解決的重要課題。

2.2 智能化方向

人工智能化系統(tǒng)包括知識(shí)表示、知識(shí)利用和知識(shí)獲取三大內(nèi)容，其本質(zhì)是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)，最終是為了通過(guò)模擬人的思維方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、推理和求解。智能化其實(shí)是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在掌握控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)以及混沌力學(xué)等學(xué)科知識(shí)對(duì)機(jī)器系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程使其具有人的思維能力、判斷能力，從而能夠高效完成某個(gè)高難度生產(chǎn)操作動(dòng)作或任務(wù)。隨著制造自動(dòng)化程度的不斷提高，將會(huì)出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來(lái)模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能制造活動(dòng)，并會(huì)對(duì)制造中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化方向

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)社會(huì)政治、工業(yè)生產(chǎn)、軍事、生活及科研等帶來(lái)了深刻的影響，同樣機(jī)電一體化融合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等，在某種程度上分析，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的向前發(fā)展也有著舉足輕重的作用。目前，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成為必然趨勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，給人們的生活增添了更多獲取和分享信息資源、節(jié)目的機(jī)會(huì)。所以機(jī)電一體化產(chǎn)品也必將向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

總而言之，隨著機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他同機(jī)電一體化技術(shù)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展及融合，相信機(jī)電一體化技術(shù)必將成為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

［1］邱士安，胥宏.機(jī)電一體化技術(shù)［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.