机电一体化技术的发展现状与应用趋势

2014-08-15邵忠元

时代农机 2014年9期

邵忠元

（内蒙古通大煤业有限公司，内蒙古呼伦贝尔 021008 ）

机电一体化是多门学科结合下的产物，它是集计算机技术、机械技术、信息技术等多种技术为一体的新型学科，现在还处于发展阶段，但是对于机电一体化的应用已经十分广泛，未来的发展前景也很好，因此，世界各国都在加大对机电一体化的研究。

1 我国机电一体化的发展现状

我国的机电一体化研究应用要追溯到20世纪80年代，国务院在“863计划”中成立力机电一体化领导小组，在此计划提出之后，很多的科研机构、高等院校对机电一体化的发展做出了重大贡献，虽然我国起步较晚，机电一体化的成就低于西方发达国家，但是近年来国家不断加大对机电一体化研究的投入，我国也在机电一体化研究中做出了重大突破，取得了骄人成绩：①数控技术，我国的数控技术起步于上世纪50年代末，但是在经过几十年的发展后，我国的数控机床在国内市场的占有率达到了50%，到目前，我国数控机床的生产能也得到了大幅度提高。并且仪器精准度不断提高。②工业机器人方面，在上世纪80年代中期，我国才开始进行工业机器人的研究，现已掌握了机器人制造技术、软件编程技术，目前国内科研机构已对机器人设计制造技术进行了优化，解决了很多制造设计难题，掌握了大量的先进制造技术，科研单位也增加到了200多家，生产企业也不断增加，国产机器人规模数量不断扩大。③计算机集成制造系统方面，我国经过多年研究，现已在清华大学建成了计算机集成制造系统研究中心，通过不懈的努力和诸多的研究，将计算机集成制造系统逐渐应用到航空航天、冶金制造等领域，并取得了重大经济效益。

在20世纪90年代，我国的机电一体化技术发展更加深入，具体表现为：①逐渐将光学、通信等现代化技术融入到机电一体化研究中，促进了机电一体化在通信等领域的发展；②机电一体化技术的系统设计逐渐和计算机技术相结合，形成了对这个边缘化学科的智能研究；③光纤技术、网络技术的出现为机电一体化的发展提供了较大的发展空间，促进了机电一体化的发展。

2 机电一体化的发展趋势

我国现在还是一个制造业大国，工业发展在国家的国民经济中还是占有很大比例，进行机电一体化的发展，推动制造技术的进步是实行产业转型的重要步骤。机电一体化的发展就显得尤为重要。机电一体化是集多种学科优势于一身的技术，它的核心技术是电子技术的应用，电子计算机技术的支持。在科技不断发展的今天，机电一体化的发展也是日新月异，在我国机电一体化主要呈现以下发展趋势：

（1）智能化。智能化发展是当今我国机电一体化发展的重要特征。智能化，就是建立在对整个机械运行系统的掌握下，机械具备一定的思维应变能力，能够简单的问题进行综合分析，做出决策。智能化的发展必须是要建立在对机电相关学科理论透彻了解的基础上，将计算机技术、物理中的力学、生物学、心理学等相关知识进行糅合，然后借助编程系统，设计成芯片，成为能够简单执行人们命令的产品，如：机器人、自动洗衣机等等都已经成为当前研究的项目，相信在不久的将来，这些产品通过智能化的设计之后就可以投入使用。

（2）集中监控化。机电一体化的发展中，很多产品已经使用集中监控化技术。集中监控化技术应用在产品设备中，能够很好的了解设备的运行状况，对设备实施良好管理，也能在设备出现问题时，第一时间发现问题所在，及时解决问题，节约了大量的设备维护时间。集中监控不在像传统的设备一样，只是对单一的运行进行监控，而是实现的全程全方位的监控，所以当设备出现问题时可以马上找到，快速解决。在机电一体化大发展过程中，集中监控已经越来越广泛地被应用，去帮助管理机械的正常运行，设备的定时维修。

（3）网络化。随着计算机技术的普及，网络技术的快速发展，我国的机电一体化技术也在发展的过程中逐渐的融入了现代网络技术，从20世纪90年代就已经尝试融入，到现在已经发展了二十几年了，积累了很多的经验，取得了很多的成果。特别是进入21世纪，网络技术的快速发展为机电一体化的网络化提供更加广阔的空间，特别是计算机远程控制技术的出现更是为机电一体化的远程控制技术的研究提供了更加丰富的资料，在未来的发展中计算机技术的飞速发展将极大带动机电一体化技术的发展。

（4）微型化。在国内的实验室内，研究人员已经掌握了蚀刻技术，并已经成功制造出了微型的机械元件，在机电一体化的发展中，微型元件的使用对机械制造具有划时代的意义。机械中再也不需要将控制区和功能区的分开，而是将各种零件进行缩小，最后组合在一起，特别是像传感器、CPU等关键元件进行微型元件的开发，可以很好地将这些部分结合在一起，极大的缩小产品的尺寸，这些方面的突破将为人们的生活带来便利，将对医疗事业促进发展，将对军工生产产生重要影响，这些体积小、应用灵活、方便携带的产品都是人们生活中所追求的。但是，目前我国在这方面的技术还不是很成熟，所以这也是以后我国机电一体化发展的重要方向，技术突破的着重点。

（5）模块化。机电一体化的产品基本上都是包含了机械、电子、软件技术的，模块化技术是这三种技术共同涉及到的，当运用模块化技术后，就能大大降低产品的生产成本，更好地协调产品各部分之间的运作，产品将更加自主化。总之，模块化代表着将来机电一体化发展的方向，这些模块技术加上计算机技术、软件编程技术等的融合，将更容易制造出理想的产品。

（6）绿色化。工业的发展为人们带来了便捷的交通，舒适的环境，但是，工业的发展也破环了生态，对资源造成了浪费，对环境造成了污染，所以在机电一体化发展的过程中我们更要注重绿色发展。在绿色发展理念下，人们追求的是对环境无污染的产品，环保节能的产品，所以机电一体化的发展也要符合绿色发展的要求，在生产的过程中要尽量减少环境污染，生产的产品应该以产品能耗低、环境污染小、可回收再利用为宗旨，减少资源的浪费，减少环境的污染。这种绿色化的发展道路一方面保护了环境，另一方面对机电一体化发展提出了更高要求，在追逐经济利益的同时，还要注重承担社会责任。