機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用趨勢(shì)

邵忠元

（內(nèi)蒙古通大煤業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008 ）

機(jī)電一體化是多門學(xué)科結(jié)合下的產(chǎn)物，它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體的新型學(xué)科，現(xiàn)在還處于發(fā)展階段，但是對(duì)于機(jī)電一體化的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，未來的發(fā)展前景也很好，因此，世界各國(guó)都在加大對(duì)機(jī)電一體化的研究。

1 我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的機(jī)電一體化研究應(yīng)用要追溯到20世紀(jì)80年代，國(guó)務(wù)院在“863計(jì)劃”中成立力機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，在此計(jì)劃提出之后，很多的科研機(jī)構(gòu)、高等院校對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，雖然我國(guó)起步較晚，機(jī)電一體化的成就低于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，但是近年來國(guó)家不斷加大對(duì)機(jī)電一體化研究的投入，我國(guó)也在機(jī)電一體化研究中做出了重大突破，取得了驕人成績(jī)：①數(shù)控技術(shù)，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)起步于上世紀(jì)50年代末，但是在經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率達(dá)到了50%，到目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能也得到了大幅度提高。并且儀器精準(zhǔn)度不斷提高。②工業(yè)機(jī)器人方面，在上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)才開始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研究，現(xiàn)已掌握了機(jī)器人制造技術(shù)、軟件編程技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)已對(duì)機(jī)器人設(shè)計(jì)制造技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，解決了很多制造設(shè)計(jì)難題，掌握了大量的先進(jìn)制造技術(shù)，科研單位也增加到了200多家，生產(chǎn)企業(yè)也不斷增加，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人規(guī)模數(shù)量不斷擴(kuò)大。③計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面，我國(guó)經(jīng)過多年研究，現(xiàn)已在清華大學(xué)建成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)研究中心，通過不懈的努力和諸多的研究，將計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到航空航天、冶金制造等領(lǐng)域，并取得了重大經(jīng)濟(jì)效益。

在20世紀(jì)90年代，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展更加深入，具體表現(xiàn)為：①逐漸將光學(xué)、通信等現(xiàn)代化技術(shù)融入到機(jī)電一體化研究中，促進(jìn)了機(jī)電一體化在通信等領(lǐng)域的發(fā)展；②機(jī)電一體化技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)逐漸和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成了對(duì)這個(gè)邊緣化學(xué)科的智能研究；③光纖技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了較大的發(fā)展空間，促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)現(xiàn)在還是一個(gè)制造業(yè)大國(guó)，工業(yè)發(fā)展在國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中還是占有很大比例，進(jìn)行機(jī)電一體化的發(fā)展，推動(dòng)制造技術(shù)的進(jìn)步是實(shí)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要步驟。機(jī)電一體化的發(fā)展就顯得尤為重要。機(jī)電一體化是集多種學(xué)科優(yōu)勢(shì)于一身的技術(shù)，它的核心技術(shù)是電子技術(shù)的應(yīng)用，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持。在科技不斷發(fā)展的今天，機(jī)電一體化的發(fā)展也是日新月異，在我國(guó)機(jī)電一體化主要呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）智能化。智能化發(fā)展是當(dāng)今我國(guó)機(jī)電一體化發(fā)展的重要特征。智能化，就是建立在對(duì)整個(gè)機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)的掌握下，機(jī)械具備一定的思維應(yīng)變能力，能夠簡(jiǎn)單的問題進(jìn)行綜合分析，做出決策。智能化的發(fā)展必須是要建立在對(duì)機(jī)電相關(guān)學(xué)科理論透徹了解的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、物理中的力學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行糅合，然后借助編程系統(tǒng)，設(shè)計(jì)成芯片，成為能夠簡(jiǎn)單執(zhí)行人們命令的產(chǎn)品，如：機(jī)器人、自動(dòng)洗衣機(jī)等等都已經(jīng)成為當(dāng)前研究的項(xiàng)目，相信在不久的將來，這些產(chǎn)品通過智能化的設(shè)計(jì)之后就可以投入使用。

（2）集中監(jiān)控化。機(jī)電一體化的發(fā)展中，很多產(chǎn)品已經(jīng)使用集中監(jiān)控化技術(shù)。集中監(jiān)控化技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)備中，能夠很好的了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，對(duì)設(shè)備實(shí)施良好管理，也能在設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題所在，及時(shí)解決問題，節(jié)約了大量的設(shè)備維護(hù)時(shí)間。集中監(jiān)控不在像傳統(tǒng)的設(shè)備一樣，只是對(duì)單一的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，而是實(shí)現(xiàn)的全程全方位的監(jiān)控，所以當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)可以馬上找到，快速解決。在機(jī)電一體化大發(fā)展過程中，集中監(jiān)控已經(jīng)越來越廣泛地被應(yīng)用，去幫助管理機(jī)械的正常運(yùn)行，設(shè)備的定時(shí)維修。

（3）網(wǎng)絡(luò)化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)也在發(fā)展的過程中逐漸的融入了現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從20世紀(jì)90年代就已經(jīng)嘗試融入，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了二十幾年了，積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，取得了很多的成果。特別是進(jìn)入21世紀(jì)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展為機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化提供更加廣闊的空間，特別是計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的出現(xiàn)更是為機(jī)電一體化的遠(yuǎn)程控制技術(shù)的研究提供了更加豐富的資料，在未來的發(fā)展中計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展將極大帶動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。

（4）微型化。在國(guó)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，研究人員已經(jīng)掌握了蝕刻技術(shù)，并已經(jīng)成功制造出了微型的機(jī)械元件，在機(jī)電一體化的發(fā)展中，微型元件的使用對(duì)機(jī)械制造具有劃時(shí)代的意義。機(jī)械中再也不需要將控制區(qū)和功能區(qū)的分開，而是將各種零件進(jìn)行縮小，最后組合在一起，特別是像傳感器、CPU等關(guān)鍵元件進(jìn)行微型元件的開發(fā)，可以很好地將這些部分結(jié)合在一起，極大的縮小產(chǎn)品的尺寸，這些方面的突破將為人們的生活帶來便利，將對(duì)醫(yī)療事業(yè)促進(jìn)發(fā)展，將對(duì)軍工生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響，這些體積小、應(yīng)用靈活、方便攜帶的產(chǎn)品都是人們生活中所追求的。但是，目前我國(guó)在這方面的技術(shù)還不是很成熟，所以這也是以后我國(guó)機(jī)電一體化發(fā)展的重要方向，技術(shù)突破的著重點(diǎn)。

（5）模塊化。機(jī)電一體化的產(chǎn)品基本上都是包含了機(jī)械、電子、軟件技術(shù)的，模塊化技術(shù)是這三種技術(shù)共同涉及到的，當(dāng)運(yùn)用模塊化技術(shù)后，就能大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，更好地協(xié)調(diào)產(chǎn)品各部分之間的運(yùn)作，產(chǎn)品將更加自主化。總之，模塊化代表著將來機(jī)電一體化發(fā)展的方向，這些模塊技術(shù)加上計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件編程技術(shù)等的融合，將更容易制造出理想的產(chǎn)品。

（6）綠色化。工業(yè)的發(fā)展為人們帶來了便捷的交通，舒適的環(huán)境，但是，工業(yè)的發(fā)展也破環(huán)了生態(tài)，對(duì)資源造成了浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境造成了污染，所以在機(jī)電一體化發(fā)展的過程中我們更要注重綠色發(fā)展。在綠色發(fā)展理念下，人們追求的是對(duì)環(huán)境無污染的產(chǎn)品，環(huán)保節(jié)能的產(chǎn)品，所以機(jī)電一體化的發(fā)展也要符合綠色發(fā)展的要求，在生產(chǎn)的過程中要盡量減少環(huán)境污染，生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)該以產(chǎn)品能耗低、環(huán)境污染小、可回收再利用為宗旨，減少資源的浪費(fèi)，減少環(huán)境的污染。這種綠色化的發(fā)展道路一方面保護(hù)了環(huán)境，另一方面對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展提出了更高要求，在追逐經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，還要注重承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。

3 結(jié)語

機(jī)電一體化在21世紀(jì)將得到重大發(fā)展，成為推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展，社會(huì)進(jìn)步的重要力量，將會(huì)帶動(dòng)與機(jī)電一體化相關(guān)學(xué)科的快速發(fā)展，它的發(fā)展前景和發(fā)展空間是不可估量的。

[1]張建民.國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化發(fā)展概況[J].機(jī)電一體化，1996，2（5）：24－26.