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

丁梓森

江蘇華宇印涂設(shè)備集團(tuán)有限公司

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

丁梓森

江蘇華宇印涂設(shè)備集團(tuán)有限公司

機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然成果，也是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不可或缺的高新技術(shù)之一。通過(guò)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本文對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并闡述了機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。

機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

隨著生產(chǎn)與技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)等多技術(shù)學(xué)科相互結(jié)合、相互滲透而發(fā)展和形成的機(jī)電一體化技術(shù)，作為一項(xiàng)新興的邊緣技術(shù)學(xué)科，得到了廣泛的重視與飛速的發(fā)展。根據(jù)日本的機(jī)械振興協(xié)會(huì)對(duì)機(jī)電一體化的定義，指出所謂機(jī)電一體化是指在機(jī)械的動(dòng)力功能、主功能、控制功能、信息功能上采用微電子技術(shù)，并把電子裝置與機(jī)械裝置用相關(guān)的軟件有機(jī)結(jié)合，從而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱(chēng)[1]。它是個(gè)綜合性的概念，其包含了機(jī)電一體化產(chǎn)品和機(jī)電一體化技術(shù)兩個(gè)方面的內(nèi)容。機(jī)電一體化技術(shù)指的是包含了技術(shù)原理、技術(shù)基礎(chǔ)在內(nèi)的，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)、發(fā)展和應(yīng)用的技術(shù)。而機(jī)電一體化產(chǎn)品是指通過(guò)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)創(chuàng)造出來(lái)的與機(jī)械產(chǎn)品有著明顯區(qū)別的新一代的機(jī)電產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)當(dāng)代的工業(yè)發(fā)展具有巨大推動(dòng)力，并被普遍應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

在國(guó)際上，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展可以追溯到二十世紀(jì)的六十年代，然而各國(guó)政府開(kāi)始有計(jì)劃推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)與發(fā)展，則始于1989年召開(kāi)于日本東京的第一屆國(guó)際先進(jìn)機(jī)電一體化學(xué)術(shù)會(huì)議[2]，并形成了以美國(guó)與日本為領(lǐng)先的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。在二十世紀(jì)九十年代后期，通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)人工智能技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)融入到了機(jī)電一體化技術(shù)中，為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的天地，并使其得到了迅猛的發(fā)展。如今，以數(shù)控機(jī)床、智能機(jī)器人等為代表的機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于幾乎所有制造業(yè)的領(lǐng)域，并逐步滲入到管理、娛樂(lè)、辦公、家庭等領(lǐng)域。同時(shí)，機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)了從單機(jī)到整個(gè)制造業(yè)集成化的過(guò)度。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的研發(fā)使得制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了從生產(chǎn)準(zhǔn)備、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到經(jīng)營(yíng)決策等整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程的有機(jī)結(jié)合。隨著技術(shù)的發(fā)展，激光技術(shù)與微細(xì)加工技術(shù)也進(jìn)入到了機(jī)電一體化的領(lǐng)域，通過(guò)多種技術(shù)學(xué)科的交叉與結(jié)合，在很大程度上進(jìn)一步開(kāi)拓了機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范疇。

我國(guó)對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的研究與應(yīng)用始于二十世紀(jì)八十年代，通過(guò)國(guó)家的大力支持與對(duì)國(guó)際上相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的有效借鑒，我國(guó)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究雖然不如歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，但也取得了一定的成績(jī)。通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，我國(guó)的數(shù)控技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控機(jī)床尤其是精密型的數(shù)控機(jī)床的自主研發(fā)與應(yīng)用。同時(shí)，我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的研發(fā)上也取得了很大的成績(jī)，工業(yè)機(jī)器人與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)在制造業(yè)領(lǐng)域中得到了初步的應(yīng)用，并受到了各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。隨著人工智能系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展，機(jī)電設(shè)備也逐漸朝著智能化的方向發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的智能化水平越來(lái)越高。所謂智能化，就是以控制理論作為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科知識(shí)的運(yùn)用，使得機(jī)械設(shè)備能夠具備一定的人類(lèi)智能，并具有一定的邏輯判斷能力，從而實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的控制目標(biāo)。

（二）綠色化

在綠色環(huán)保觀念越來(lái)越深入人心的社會(huì)大背景下，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化也將成為必然趨勢(shì)。通過(guò)降低機(jī)械系統(tǒng)的能耗與對(duì)原材料的消耗，減輕機(jī)械系統(tǒng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，并提高其可回收性，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品向高能低耗、低污染可回收、綠色智能的方向發(fā)展，是機(jī)電一體化技術(shù)研究與發(fā)展的重要目標(biāo)之一。

（三）柔性化與模塊化

機(jī)電一體化技術(shù)朝著柔性化的方向發(fā)展，既要求機(jī)電一體化產(chǎn)品在實(shí)際使用的過(guò)程中具有良好的產(chǎn)品自適應(yīng)性，又指機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠按照用戶(hù)的需求實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的功能定制[3]。而機(jī)電一體化產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)柔性化的重要條件，其能夠大大提升機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的可擴(kuò)展性與可裝配性，使其具備良好的協(xié)調(diào)性與自組織性。因此，模塊化的設(shè)計(jì)與制造是目前機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展方向。

（四）微型化

隨著微型電機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)朝著微型機(jī)器與微觀領(lǐng)域的方向發(fā)展也成為必然。微型機(jī)電一體化的產(chǎn)品高度融合了微電子技術(shù)與微機(jī)械技術(shù)，耗能少、體積小，并且運(yùn)動(dòng)靈活，極其適合運(yùn)用在軍事、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的精細(xì)操作，有著廣泛的應(yīng)用前景。

三、結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)是多門(mén)學(xué)科技術(shù)綜合發(fā)展的成果，對(duì)其研究和應(yīng)用又在很大程度上促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)學(xué)科的進(jìn)步與發(fā)展。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，以微電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)有機(jī)結(jié)合為基礎(chǔ)的機(jī)電一體化產(chǎn)品將成為主流并得到廣泛普遍的應(yīng)用，從而必將使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式發(fā)生翻天覆地的變革。

[1]周雙.機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].化工管理.2017(03)

[2]曲文君.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用研究[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化.2009(04)

[3]楊明,路琴.機(jī)電一體化的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究.2006(08)