關于機電一體化技術的現狀及發展

馬偉（新疆塔林投資（集團）有限責任公司，新疆克拉瑪依 834009）

關于機電一體化技術的現狀及發展

馬偉（新疆塔林投資（集團）有限責任公司，新疆克拉瑪依 834009）

目前，隨著社會經濟的快速發展，機電一體化在經濟建設中所表現出來的重要性越來越突出。本文就我國機電一體化技術發展現狀進行了淺顯分析和介紹，并對該項技術未來發展趨勢進行了展望。

機電一體化技術；發展現狀；趨勢

機電一體化是一門融合計算機技術、通信技術、微電子技術以及機械技術于一體的新興學科。由于我國對機電一體化技術研究起步較晚，目前正處于初步發展階段，同世界機電一體化技術水平相比存在的差距較大。機電一體化技術作為機械工業技術革命的標志性技術，如何加快對該項技術的進一步研發，提高機電一體化技術水平，使機電一體化技術在社會領域應用過程中發揮出其技術優勢，推動社會經濟發展及社會進步是當今世界各國需要高度關注及重點研究的焦點課題。

1 我國機電一體化發展現狀

1.1 數控技術方面

我國對數控技術的研究起始于1958年，即“九五”末期。在當時我國的數控機床在國內的市場占有率達到了百分之五十以上，其中數控機床系統在國產數控機床中的配置率也達到百分之十左右。我國數控技術經過五十年來的發展，尤其是在我國四個五年計劃中，將數控技術列為重點攻關項目，為我國數控技術的進一步提升帶來了新的機遇。近幾年來，在計算機技術、微電子等技術的帶動下我國普通級數機床的生產加工精度已得到了較大提高，有以往的10 μm提高到5 μm；精密級加工精度由3-5 μm提高到1-1.5 μm；超精密加工精度已進入納米級（0.01 μm）。

1.2 工業機器人方面

機器人研究開發于1986年正式列為我國的科技計劃，經過近些年來的研究開發，現已基本上掌握了機器人操作機設計、制造技術、軟件編程技術、控制系統以及運動學和軌跡規劃等技術，并能夠獨立生產一些機器人的關鍵性元器件，其中一些機器人已經投入社會生產制造領域，并取得了較好的實用效果。當今，我國逐漸加大對工業機器人科研經費、技術人才以及科技的投入和引進力度，國內部分的科研機構和企業已經掌握了工業機器人操作機的優化設計和制造技術，解決了長期以來我國在機器人控制、驅動系統設計、機器人軟件設計以及編程等關鍵性技術瓶頸問題。隨著我國工業機器人技術的不斷提高，在國內目前已經能夠自行設計和制造大型的機器人自動生產線，用于機械制造的弧焊及電焊，并且操作精度已經達到相當高的精準度。

1.3 計算機集成制造系統方面

經過多年的開發、研究，計算機集成制造系統（CIMS）已經取得了快速發展。目前，我國已經在清華大學建成國家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究單位建立了七個CIMS單元技術實驗室和八個CIMS培訓中心。截止到2000年，我國已經有20多個省市、10多個行業以及200多家不同類型、規模的企業已經通過實施CIMS應用示范工程，獲得了良好的經濟效益；目前，CIMS已經向機械、電子、航空、冶金、紡織、石油化工等領域進軍，經過多方技術專家技術驗證及應用驗證，也取得了較好的成績。相信在不久的將來計算機集成制造系統的應用領域將會越來越廣闊，產生的經濟效益也將會越來越大。

2 機電一體化發展趨勢

2.1 綠色化方向

工業的快速發展對推動社會經濟建設有著積極的影響，但在工業高速發展的同時我們必須要正視的問題是社會資源的減少以及對人類賴以生存生態環境所帶來的影響。比如大氣污染、噪聲問題，工業廢水、廢渣的排放污染人類生活用水問題等。為了能夠保證工業快速穩定發展的同時，又不對人類的生存環境造成破壞，加快對工業技術改造，大力生產綠色化的產品是當今全世界各國共同關注的重要問題。所謂的綠色產品指的是在產品設計、制造、使用和報廢銷毀階段不對生態環境造成危害或者最大限度地降低危害，使其各項指標符合人類健康要求。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。綠色化是工業發展的必然趨勢，加強對機電一體化產品的綠色化研究和開發是當前我們需要面對和解決的重要課題。

2.2 智能化方向

人工智能化系統包括知識表示、知識利用和知識獲取三大內容，其本質是一個知識處理系統，最終是為了通過模擬人的思維方式對問題進行分析、推理和求解。智能化其實是對機器行為的描述，是在掌握控制理論的基礎上，結合人工智能、運籌學、計算機科學、心理學、模糊數學、生理學以及混沌力學等學科知識對機器系統進行設計、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高難度生產操作動作或任務。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策。

2.3 網絡化方向

網絡技術的快速發展對社會政治、工業生產、軍事、生活及科研等帶來了深刻的影響，同樣機電一體化融合了網絡技術、電子技術、通信技術等，在某種程度上分析，網絡技術對推動機電一體化技術的向前發展也有著舉足輕重的作用。目前，現場總線技術和局域網技術使家用電器網絡化已成為必然趨勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，給人們的生活增添了更多獲取和分享信息資源、節目的機會。所以機電一體化產品也必將向網絡化方向發展。

總而言之，隨著機械技術、計算機技術、微電子技術以及其他同機電一體化技術相關技術的不斷發展及融合，相信機電一體化技術必將成為機械工業發展的必然趨勢。

［1］邱士安，胥宏.機電一體化技術［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2004.