淺析機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

張中景 田文君

[摘 要] 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)有了大的發(fā)展，使傳統(tǒng)機(jī)電一體化技術(shù)在地域和時(shí)間上的限制得到突破，拓展了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍和空間，使機(jī)電一體化技術(shù)成為工控技術(shù)中可靠、快捷、方便的應(yīng)用技術(shù)。對目前機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢及其在不同產(chǎn)品上的應(yīng)用進(jìn)行展望。

[關(guān) 鍵 詞] 機(jī)電一體化；制造技術(shù)；發(fā)展趨勢

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）05-0083-01

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，有力地促進(jìn)和推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的飛速發(fā)展，使機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用空間得到極大拓展和延伸，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。加強(qiáng)對機(jī)電一體化新技術(shù)的深入研究，對促進(jìn)我國機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新，促進(jìn)與其他技術(shù)的融合發(fā)展，都有極其重要的重大意義。

一、機(jī)電一體化技術(shù)綜述

機(jī)電一體化技術(shù)作為一門最新發(fā)展的邊緣交叉學(xué)科，目前在國際和國內(nèi)都還處于發(fā)展之中，它代表了機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向和趨勢。機(jī)電一體化技術(shù)作為一門新技術(shù)，它是從20世紀(jì)60年代開始，在傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)上發(fā)展起來的，之后由計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在該領(lǐng)域的融合滲透，使其快速發(fā)展成為一門新技術(shù)。目前機(jī)電一體化技術(shù)正在向更多學(xué)科技術(shù)交叉融合深度發(fā)展，使其逐步成為一門綜合性強(qiáng)的學(xué)科。這些技術(shù)主要包括：機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、微電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件技術(shù)等多種技術(shù)。

二、機(jī)電一體化核心技術(shù)的發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化技術(shù)作為一門綜合性技術(shù)，其發(fā)展正在向多種技術(shù)方向融合發(fā)展，其核心技術(shù)包括以下幾種：

一是機(jī)械技術(shù)：機(jī)械技術(shù)作為機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)，其發(fā)展正在致力于和機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)、相融合，利用機(jī)械工程領(lǐng)域的高技術(shù)和新技術(shù)來提升其技術(shù)含量，在結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上實(shí)現(xiàn)提升，使其向體積小、重量小、精度高、剛度高、性能高的方向發(fā)展。

二是計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)技術(shù)，其中的信息交換、運(yùn)算、存取、決策與判斷、專家系統(tǒng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等在機(jī)電一體化技術(shù)中均有應(yīng)用。

三是系統(tǒng)技術(shù)：系統(tǒng)技術(shù)就是從總體上組織和應(yīng)用多種有關(guān)技術(shù)，從整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的功能或目標(biāo)出發(fā)，把整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)分解成互相關(guān)聯(lián)的多個(gè)功能模塊。在這樣的系統(tǒng)中，接口技術(shù)是其中一項(xiàng)重要技術(shù)，通過接口技術(shù)來完成系統(tǒng)各模塊高效連接，以發(fā)揮整體系統(tǒng)功能。

四是自動(dòng)控制技術(shù)：自動(dòng)控制技術(shù)在越來越多的機(jī)電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，該技術(shù)的應(yīng)用，使得一些機(jī)電系統(tǒng)能進(jìn)行自動(dòng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行系統(tǒng)仿真應(yīng)用，進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)試。這些自動(dòng)控制技術(shù)主要包括：速度控制、高精度定位與控制、自動(dòng)診斷與校正、自適應(yīng)控制、再現(xiàn)、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)檢索等。

五是傳感檢測技術(shù)：傳感檢測技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感受器官，該技術(shù)在機(jī)械系統(tǒng)中的運(yùn)用是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳感檢測能力越強(qiáng)，機(jī)械系統(tǒng)的自動(dòng)化程度就越高。

六是伺服傳動(dòng)技術(shù)：像電動(dòng)、液壓、氣動(dòng)等多種動(dòng)力傳動(dòng)裝置為了提高其工作精度或質(zhì)量，大多都運(yùn)用伺服系統(tǒng)，通過伺服系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置，或者是完成對系統(tǒng)性能的動(dòng)態(tài)調(diào)整、質(zhì)量控制，它對機(jī)械裝置的性能、質(zhì)量、精度有決定性的影響。

三、國外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

機(jī)電一體化技術(shù)在裝備制造業(yè)的應(yīng)用中占有主導(dǎo)地位，它也是裝備制造業(yè)的發(fā)展趨勢，又因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)在國際政治、軍事、經(jīng)濟(jì)競爭中起著舉足輕重的作用，因此，世界各國對機(jī)電一體化技術(shù)都非常重視，也都在大力發(fā)展。

日本在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用方面，將計(jì)算機(jī)芯片制造技術(shù)，智能傳感器，柔性制造系統(tǒng)，具有視頻、觸覺和人機(jī)對話功能的智能工業(yè)機(jī)器人等，作為機(jī)電一體化高技術(shù)領(lǐng)域的主要研究發(fā)展方向。

西歐在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用方面，提出五大關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域，把二十四個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目作為攻關(guān)目標(biāo)和機(jī)電高技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，通過對機(jī)電技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、裝備制造生產(chǎn)、柔性系統(tǒng)的深度融合，以提升產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

四、我國機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著國家對機(jī)電一體化技術(shù)的高度重視，我國把數(shù)控機(jī)床、工業(yè)自動(dòng)化控制等十五個(gè)機(jī)電一體化項(xiàng)目作為優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)，把六項(xiàng)共性關(guān)鍵機(jī)電一體化技術(shù)作為重點(diǎn)研究課題。隨著對這些技術(shù)研究的深入發(fā)展，其呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢：一是向綠色化方向發(fā)展，減少環(huán)境污染；二是向智能化方向發(fā)展，不斷提升產(chǎn)品自動(dòng)化水平；三是向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，提高遠(yuǎn)程控制能力；四是向微型化方向發(fā)展，滿足特殊領(lǐng)域的應(yīng)用；五是向模塊化方向發(fā)展，提高產(chǎn)品的可裝配性；六是向數(shù)字化方向發(fā)展，使產(chǎn)品更可靠、易操作、可維護(hù)；七是向光機(jī)電一體化方向發(fā)展，以改進(jìn)其能源、傳感和信息處理系統(tǒng)性能；八是向柔性化方向發(fā)展，使系統(tǒng)有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地提高系統(tǒng)可靠性。

總之，近幾年來，國家充分認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義，加大了對機(jī)電一體化技術(shù)的投入和研究力度。制定了《我國機(jī)電一體化發(fā)展途徑與對策》發(fā)展目標(biāo)，提出了我國機(jī)電一體化發(fā)展戰(zhàn)略，隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略的實(shí)施，相信我國的機(jī)電一體化技術(shù)會(huì)迎來一個(gè)大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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