機電一體化技術的發展現狀與應用趨勢

邵忠元

（內蒙古通大煤業有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021008 ）

機電一體化是多門學科結合下的產物，它是集計算機技術、機械技術、信息技術等多種技術為一體的新型學科，現在還處于發展階段，但是對于機電一體化的應用已經十分廣泛，未來的發展前景也很好，因此，世界各國都在加大對機電一體化的研究。

1 我國機電一體化的發展現狀

我國的機電一體化研究應用要追溯到20世紀80年代，國務院在“863計劃”中成立力機電一體化領導小組，在此計劃提出之后，很多的科研機構、高等院校對機電一體化的發展做出了重大貢獻，雖然我國起步較晚，機電一體化的成就低于西方發達國家，但是近年來國家不斷加大對機電一體化研究的投入，我國也在機電一體化研究中做出了重大突破，取得了驕人成績：①數控技術，我國的數控技術起步于上世紀50年代末，但是在經過幾十年的發展后，我國的數控機床在國內市場的占有率達到了50%，到目前，我國數控機床的生產能也得到了大幅度提高。并且儀器精準度不斷提高。②工業機器人方面，在上世紀80年代中期，我國才開始進行工業機器人的研究，現已掌握了機器人制造技術、軟件編程技術，目前國內科研機構已對機器人設計制造技術進行了優化，解決了很多制造設計難題，掌握了大量的先進制造技術，科研單位也增加到了200多家，生產企業也不斷增加，國產機器人規模數量不斷擴大。③計算機集成制造系統方面，我國經過多年研究，現已在清華大學建成了計算機集成制造系統研究中心，通過不懈的努力和諸多的研究，將計算機集成制造系統逐漸應用到航空航天、冶金制造等領域，并取得了重大經濟效益。

在20世紀90年代，我國的機電一體化技術發展更加深入，具體表現為：①逐漸將光學、通信等現代化技術融入到機電一體化研究中，促進了機電一體化在通信等領域的發展；②機電一體化技術的系統設計逐漸和計算機技術相結合，形成了對這個邊緣化學科的智能研究；③光纖技術、網絡技術的出現為機電一體化的發展提供了較大的發展空間，促進了機電一體化的發展。

2 機電一體化的發展趨勢

我國現在還是一個制造業大國，工業發展在國家的國民經濟中還是占有很大比例，進行機電一體化的發展，推動制造技術的進步是實行產業轉型的重要步驟。機電一體化的發展就顯得尤為重要。機電一體化是集多種學科優勢于一身的技術，它的核心技術是電子技術的應用，電子計算機技術的支持。在科技不斷發展的今天，機電一體化的發展也是日新月異，在我國機電一體化主要呈現以下發展趨勢：

（1）智能化。智能化發展是當今我國機電一體化發展的重要特征。智能化，就是建立在對整個機械運行系統的掌握下，機械具備一定的思維應變能力，能夠簡單的問題進行綜合分析，做出決策。智能化的發展必須是要建立在對機電相關學科理論透徹了解的基礎上，將計算機技術、物理中的力學、生物學、心理學等相關知識進行糅合，然后借助編程系統，設計成芯片，成為能夠簡單執行人們命令的產品，如：機器人、自動洗衣機等等都已經成為當前研究的項目，相信在不久的將來，這些產品通過智能化的設計之后就可以投入使用。

（2）集中監控化。機電一體化的發展中，很多產品已經使用集中監控化技術。集中監控化技術應用在產品設備中，能夠很好的了解設備的運行狀況，對設備實施良好管理，也能在設備出現問題時，第一時間發現問題所在，及時解決問題，節約了大量的設備維護時間。集中監控不在像傳統的設備一樣，只是對單一的運行進行監控，而是實現的全程全方位的監控，所以當設備出現問題時可以馬上找到，快速解決。在機電一體化大發展過程中，集中監控已經越來越廣泛地被應用，去幫助管理機械的正常運行，設備的定時維修。

（3）網絡化。隨著計算機技術的普及，網絡技術的快速發展，我國的機電一體化技術也在發展的過程中逐漸的融入了現代網絡技術，從20世紀90年代就已經嘗試融入，到現在已經發展了二十幾年了，積累了很多的經驗，取得了很多的成果。特別是進入21世紀，網絡技術的快速發展為機電一體化的網絡化提供更加廣闊的空間，特別是計算機遠程控制技術的出現更是為機電一體化的遠程控制技術的研究提供了更加豐富的資料，在未來的發展中計算機技術的飛速發展將極大帶動機電一體化技術的發展。

（4）微型化。在國內的實驗室內，研究人員已經掌握了蝕刻技術，并已經成功制造出了微型的機械元件，在機電一體化的發展中，微型元件的使用對機械制造具有劃時代的意義。機械中再也不需要將控制區和功能區的分開，而是將各種零件進行縮小，最后組合在一起，特別是像傳感器、CPU等關鍵元件進行微型元件的開發，可以很好地將這些部分結合在一起，極大的縮小產品的尺寸，這些方面的突破將為人們的生活帶來便利，將對醫療事業促進發展，將對軍工生產產生重要影響，這些體積小、應用靈活、方便攜帶的產品都是人們生活中所追求的。但是，目前我國在這方面的技術還不是很成熟，所以這也是以后我國機電一體化發展的重要方向，技術突破的著重點。

（5）模塊化。機電一體化的產品基本上都是包含了機械、電子、軟件技術的，模塊化技術是這三種技術共同涉及到的，當運用模塊化技術后，就能大大降低產品的生產成本，更好地協調產品各部分之間的運作，產品將更加自主化。總之，模塊化代表著將來機電一體化發展的方向，這些模塊技術加上計算機技術、軟件編程技術等的融合，將更容易制造出理想的產品。

（6）綠色化。工業的發展為人們帶來了便捷的交通，舒適的環境，但是，工業的發展也破環了生態，對資源造成了浪費，對環境造成了污染，所以在機電一體化發展的過程中我們更要注重綠色發展。在綠色發展理念下，人們追求的是對環境無污染的產品，環保節能的產品，所以機電一體化的發展也要符合綠色發展的要求，在生產的過程中要盡量減少環境污染，生產的產品應該以產品能耗低、環境污染小、可回收再利用為宗旨，減少資源的浪費，減少環境的污染。這種綠色化的發展道路一方面保護了環境，另一方面對機電一體化發展提出了更高要求，在追逐經濟利益的同時，還要注重承擔社會責任。

3 結語

機電一體化在21世紀將得到重大發展，成為推動社會生產力發展，社會進步的重要力量，將會帶動與機電一體化相關學科的快速發展，它的發展前景和發展空間是不可估量的。

[1]張建民.國內外機電一體化發展概況[J].機電一體化，1996，2（5）：24－26.