論機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

劉冰

摘 要：機(jī)電一體化技術(shù)是其他高新和創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，它的發(fā)展完全依賴于其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?？梢灶A(yù)測(cè)，隨著生物技術(shù)、材料技術(shù)、信息技術(shù)等新興學(xué)科的高速發(fā)展，在現(xiàn)代制造技術(shù)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、家用智能電器、微型機(jī)械等產(chǎn)品及其相關(guān)領(lǐng)域，機(jī)電一體化技術(shù)會(huì)得到更加蓬勃的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)

1.1機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展進(jìn)程分析

我國的機(jī)電一體化技術(shù)大體可分為三個(gè)階段，第一個(gè)階段是1960年代之前，這時(shí)候的中國忙于解決內(nèi)部問題和戰(zhàn)爭，促使行業(yè)出現(xiàn)了集成處理系統(tǒng)，這體現(xiàn)了我國在該技術(shù)上的技術(shù)進(jìn)步，但由于主要是自我發(fā)展，因此受到了較大的技術(shù)限制。第二階段是1970年代初，受到世界經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，我國開始研究機(jī)電一體化技術(shù)的物質(zhì)條件，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的出現(xiàn)也為我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了良好的外部技術(shù)基礎(chǔ)。第三階段開始于1990年代初，隨著光學(xué)技術(shù)、微加工技術(shù)等其他技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，逐步推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)向著智能化方向演變。

1.2機(jī)電一體化技術(shù)概述

目前最先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)融合滲透了微電子技術(shù)、高端智能軟件技術(shù)等，極大地加強(qiáng)了控制系統(tǒng)，對(duì)比傳統(tǒng)的機(jī)電技術(shù)性能得到了極大地提升和極好的優(yōu)化。但是，由于是多項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，所以也會(huì)面臨著多項(xiàng)技術(shù)難題的簡單相加，這也為機(jī)電一體化技術(shù)的更一步發(fā)展增加了不小的難度?，F(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)是具備智能化和小型化的一個(gè)系統(tǒng)，它是機(jī)電一體化技術(shù)與機(jī)械加工有效銜接的基礎(chǔ)，有效降低勞動(dòng)的緊張程度，滿足現(xiàn)代企業(yè)的安全需求，并且還能夠?qū)ΦV區(qū)的生態(tài)環(huán)境起到一定的保護(hù)作用，從而達(dá)到降低能耗的目的，促進(jìn)行業(yè)的長期有效發(fā)展。

1.3發(fā)展現(xiàn)狀

大家熟知的典型機(jī)電一體化相關(guān)產(chǎn)品的種類繁多：機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、CAD/CAM系統(tǒng)等?，F(xiàn)代的機(jī)電一體化產(chǎn)品甚至還包含了聲、光、化學(xué)、影像、生物等技術(shù)的應(yīng)用。機(jī)電一體化產(chǎn)品漸漸走進(jìn)各行各業(yè)，人們也逐漸認(rèn)識(shí)到機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)發(fā)展所帶來的巨大變化，因此世界各國均將其作為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求也相對(duì)較高，所使用的設(shè)備應(yīng)具備智能化和自動(dòng)化等性能，在高新技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)下，機(jī)電一體化順應(yīng)需求而產(chǎn)生。通過微電子、計(jì)算機(jī)和信息等技術(shù)與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，加速了生產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式及其生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)的改進(jìn)。我國的機(jī)電一體設(shè)計(jì)正邁入PLM的全新階段，把人、生產(chǎn)過程和信息有效地集成在一起，作用于整個(gè)企業(yè)，歷經(jīng)產(chǎn)品從概念到報(bào)廢的全生命周期，支持跨領(lǐng)域地從概念提出到產(chǎn)品使用生命結(jié)束過程中產(chǎn)品信息的協(xié)同產(chǎn)生、管理、分發(fā)和使用。組織實(shí)施一整套的業(yè)務(wù)解決方案。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)也正在經(jīng)歷著無法估量的挑戰(zhàn)，CAMEL VIEW作為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，無論是從其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念，還是從產(chǎn)品的性能和質(zhì)量檢測(cè)等多方面，均具有流程化和技術(shù)規(guī)范化等優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠滿足用戶的要求，還可以在復(fù)雜環(huán)境中和復(fù)雜工況等情況下，產(chǎn)品結(jié)果的驗(yàn)證與試驗(yàn)數(shù)值十分接近，產(chǎn)品精確度很高。目前日本和歐美等一些先進(jìn)國家的機(jī)電一體化技術(shù)相對(duì)比較先進(jìn)，而我國的機(jī)電一體化技術(shù)還不夠先進(jìn)和完善，但也在持續(xù)的發(fā)展和改進(jìn)。隨著新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展，我國加大了機(jī)電一體化技術(shù)的研究力度，并將其確定為國家的重點(diǎn)高技術(shù)研究領(lǐng)域，給予優(yōu)先支持，并取得了一定的成績。我國機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展和積累也取得了巨大進(jìn)步。但現(xiàn)階段發(fā)展并不十分完善，與同期發(fā)達(dá)國家相比仍有相當(dāng)大的差距，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平仍有待于提高。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)電一體化技術(shù)可以使用范圍較為寬闊，在計(jì)算機(jī)集成制造領(lǐng)域、數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域以及制造業(yè)等領(lǐng)域內(nèi)都可以使用。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是基于信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，此技術(shù)通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)將各種分散的物質(zhì)予以集合，然后形成一種智能化的集成系統(tǒng)，可以用于零部件的生產(chǎn)和使用。它的出現(xiàn)使得各類行業(yè)資源得到了整合，在生產(chǎn)、研發(fā)以及經(jīng)營的各個(gè)環(huán)節(jié)中都充分發(fā)揮了其作用，實(shí)現(xiàn)了各類資源的全部整合。數(shù)控機(jī)床是基于電子計(jì)算機(jī)通過其編程系統(tǒng)控制的一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的機(jī)床設(shè)備。此設(shè)備無論是設(shè)計(jì)原理還是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等方面都可以大大提高生產(chǎn)效率。此原理是通過單板、單片機(jī)為主要的控制系統(tǒng)，再附加芯片技術(shù)進(jìn)行組接，從而形成合理的結(jié)構(gòu)。此技術(shù)不僅能夠運(yùn)用于簡單的加工，還可以實(shí)現(xiàn)多維度的仿真技術(shù)，且在其運(yùn)用過程中還能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)控制以及問題反饋等。柔性制造系統(tǒng)的概念是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到制造業(yè)領(lǐng)域而產(chǎn)生的。因?yàn)槠涫菍?shù)控機(jī)床、智能化系統(tǒng)和倉儲(chǔ)系統(tǒng)全面整合集中裝配在一起而形成的，這樣的系統(tǒng)更具有可裝配的空間，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，而進(jìn)行組裝和整合，從而更好的滿足生產(chǎn)。

3機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

如今，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用在各個(gè)領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和革新，此技術(shù)將會(huì)日臻完善，并且運(yùn)用的各種高精尖領(lǐng)域。從目前來看，其未來發(fā)展的趨勢(shì)可以體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：首先，隨著五大發(fā)展理念的提出，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展、更好的提升資源的利用效率對(duì)于未來機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展有了更高的要求。能夠最大程度的利用資源，并且實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排，是近段時(shí)間對(duì)于我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。隨著人與自然和諧發(fā)展的理念深入人心，在未來的發(fā)展階段，機(jī)電一體化技術(shù)面臨的問題是，要進(jìn)一步提高資源利用率，減低污染和廢棄物的產(chǎn)量，同時(shí)最大程度的實(shí)現(xiàn)循環(huán)可利用，這樣才能形成良性的發(fā)展趨勢(shì)。其次，朝向微型化方向的發(fā)展趨勢(shì)。就目前的市場經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀而言，宏觀經(jīng)濟(jì)逐步向微觀經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。從機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來看，以機(jī)電一體化技術(shù)為代表的發(fā)展趨勢(shì)也是逐步的向精細(xì)化方面發(fā)展。從技術(shù)層面而言，納米技術(shù)、微米技術(shù)的普及以及廣泛應(yīng)用，對(duì)于機(jī)械精細(xì)化的要求更高，從這個(gè)方面也推動(dòng)了其向精細(xì)化發(fā)展的可能。目前，研制出的微型機(jī)電一體化產(chǎn)品，對(duì)于原材料需求較少、其機(jī)器本身的自重較輕、對(duì)于能源需求量少，使其不僅在工業(yè)領(lǐng)域施展拳腳，也擴(kuò)展到了醫(yī)療以及其它行業(yè)領(lǐng)域。第三，智能化的發(fā)展趨勢(shì)。近年來，科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展深入到了人們生活的方法面面，機(jī)械智能化的發(fā)展理念也深入人心。智能機(jī)器人的出現(xiàn)，極大地改善了人們的生活，它不僅能夠在替代人類從事危險(xiǎn)性較高的工作，在人們的日常生活中也有大量的用途。除此之外，由于智能仿生技術(shù)的發(fā)展，各類自然和人文學(xué)科的知識(shí)和技能可以通過芯片的方式植入機(jī)器人體內(nèi)，使得機(jī)器人的功能日益強(qiáng)大。此技術(shù)運(yùn)用在機(jī)電一體化領(lǐng)域，使工作的精細(xì)程度大幅度的提高。第四，網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，全球已經(jīng)被連接為一個(gè)村落。集中體現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的模式，促使機(jī)電一體化向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已經(jīng)無法達(dá)到現(xiàn)在的要求?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為機(jī)電一體化的產(chǎn)生提供了可能。隨著技術(shù)的不斷革新，機(jī)電一體化也在不斷的革新和進(jìn)步，從而更適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的要求。在未來的發(fā)展中，機(jī)電技術(shù)一體化技術(shù)要注重科技含量的提升，向智能化方向發(fā)展。在追求技術(shù)進(jìn)步的時(shí)候，更有注重實(shí)際的效用，從而使得經(jīng)濟(jì)效益和科技進(jìn)步協(xié)同發(fā)展。

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（作者單位：日照鋼鐵有限公司）