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時(shí)間:2023-12-09 17:31:42
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隨著電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了機(jī)電一體化這門發(fā)展迅猛的新技術(shù)。微電子技術(shù)以及大規(guī)模集成電路的發(fā)展又給機(jī)電一體化帶來(lái)新的生機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)還將被賦予新的內(nèi)容。
一、機(jī)電一體化的概念
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱,其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)研究較早。但在初期,由于電子技術(shù)發(fā)展的局限,機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展緩慢。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的不斷進(jìn)步和大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)有了充分的基礎(chǔ),得到了極大發(fā)展。到20世紀(jì)90年代以后,一方面光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;同時(shí),由于人工智能技術(shù)、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步, 為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了新的廣闊天地。這些研究,將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的理論基礎(chǔ),逐漸形成完善的科學(xué)體系。
我國(guó)大約從20世紀(jì)80年代初開始在機(jī)電一體化方面進(jìn)行研究和應(yīng)用, 國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”。在制定發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響,許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,并取得了可喜的成果:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等研究成果不斷應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)上來(lái),數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。但是我們也清醒地看到,與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合,其發(fā)展進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,其發(fā)展的方向主要有智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、人性化、綠色化。
1、 智能化
賦予機(jī)電―體化產(chǎn)品以某種程度的智能是機(jī)電一體化永恒的追求,智能化是機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的主要區(qū)別之一,也是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品智能化的途徑多種多樣,包括模糊邏輯控制技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能工程等。
2、 模塊化
和其他的技術(shù)發(fā)展類似,由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但很重要的事。有了標(biāo)準(zhǔn)接口的單元,產(chǎn)品的兼容性大大提高,而且開發(fā)新產(chǎn)品的周期也會(huì)更短,這對(duì)于機(jī)電一體化企業(yè)來(lái)說(shuō)是發(fā)展的必然。
3、 網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)的普及使得基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品,現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能,利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng),使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處,因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4、 微型化
微型化是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然,也是提高效率的需要。自1986年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針,1988年美國(guó)加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來(lái),國(guó)內(nèi)外在MEMs工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展,開發(fā)出各種MEMs器件和系統(tǒng),如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器),各種微構(gòu)件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微彈簧以及微機(jī)器人等)。
5、 人性化
機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人,如何給產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性,使產(chǎn)品和人之間的關(guān)系更加和諧顯得愈來(lái)愈重要,機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào),使用這些產(chǎn)品,對(duì)人來(lái)說(shuō)還是一種藝術(shù)享受,這些都對(duì)未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品提出了更高的要求。
6、 綠色化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化,在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)都應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求,以求把對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害降到最低。
四、結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化作為高新技術(shù)的重要代表之一,是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心。發(fā)展以機(jī)電一體化為基礎(chǔ)的現(xiàn)代制造業(yè)將對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的全面優(yōu)化升級(jí)起到巨大的促進(jìn)作用,同時(shí)也將對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的支撐、拉動(dòng)和提升作用。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,立足技術(shù)創(chuàng)新和自主開發(fā),機(jī)電一體化的發(fā)展前景必將越來(lái)越廣闊。
參考文獻(xiàn):
[1]韓瑞寶.我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].應(yīng)用科學(xué),2008,(3).
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主題詞:機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀前景
Keywords: mechanical and electrical integration of technology status prospect
中圖分類號(hào): TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了礦業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。但其基本特征可概括為綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
世界范圍內(nèi)機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。第一階段也稱為初級(jí)階段。20世紀(jì)60年代以前由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣;第二階段可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ);第三階段,20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
(一)智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。智能化使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能是不可能的。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能則是完全可能的。機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)幾十年的研究和運(yùn)用,現(xiàn)在機(jī)電一體化技術(shù)正向智能化方向發(fā)展。最新的技術(shù)方向是:光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,使得微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中出現(xiàn),從而出現(xiàn)光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;通過(guò)進(jìn)一步對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,使機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都得到了深入研究。要充分發(fā)揮大專院校、研究機(jī)構(gòu)的科研作用,讓大專院校、研究機(jī)構(gòu)與一些大中型企業(yè)在機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行合作研究,推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展并把最新的研究成果快速的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用于實(shí)際的產(chǎn)品和相關(guān)的領(lǐng)域,為各方面帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益從而達(dá)到相互促進(jìn)的積極作用。
(二)網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育和日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),可使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
(三)微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng),泛指幾何尺寸不超過(guò)1 cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
(四)綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
近幾年來(lái),我們機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)幾十年的研究和運(yùn)用,現(xiàn)在機(jī)
電一體化技術(shù)正向智能化方向發(fā)展。最新的技術(shù)方向是:光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,使得微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中出現(xiàn),從而出現(xiàn)光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;通過(guò)進(jìn)一步對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,使機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都得到了深入研究。例如,國(guó)產(chǎn)電牽引采煤機(jī)已經(jīng)占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),核心部分是由安裝在采煤機(jī)上的計(jì)算機(jī)和傳感器組成,具有多種保護(hù)、遙控功能。國(guó)產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)也已占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。此外,我國(guó)在液壓支架電液控制、膠帶運(yùn)輸機(jī)、礦井供電設(shè)備以及風(fēng)機(jī)、水泵、壓風(fēng)機(jī)、局扇等設(shè)備上也都有成熟的機(jī)電一體化產(chǎn)品。但是,,筆者認(rèn)為在發(fā)展我國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)上應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):①研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝置,增加產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化的比例;②增加產(chǎn)品的通訊功能,以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要;③進(jìn)一步提高尤其是大型設(shè)備的故障診斷功能和智能化程度。
機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯,機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。我國(guó)可以利用廣闊的市場(chǎng)潛力,用全新的方式和更短的時(shí)間研發(fā)更多具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯,在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的同時(shí),行業(yè)內(nèi)肯定會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候,它既是挑戰(zhàn),更是機(jī)遇。筆者相信,在新的社會(huì)主義建設(shè)思想的指引下,我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
一、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)70年代~80年代為第二階段,為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法、機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
1.智能化趨勢(shì)
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能。
2.模塊化趨勢(shì)
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程,利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),便于各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3.網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品,利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè),因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。
4.微型化趨勢(shì)
微型化指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。
隨著科技的進(jìn)步,尤其是電子信息時(shí)代的來(lái)臨,將電子信息技術(shù)充分地與機(jī)電技術(shù)相整合,成就了現(xiàn)今的機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)向著機(jī)械自動(dòng)化的方向邁進(jìn),同時(shí)也間接地促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。筆者結(jié)合自身的學(xué)習(xí)體會(huì)先就機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)淺談一下自己的看法與觀點(diǎn):
一、簡(jiǎn)述機(jī)電一體化技術(shù)
機(jī)電一體化技術(shù).顧名思義.結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,成為一門綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù),應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣。
機(jī)電一體化技術(shù)具體包括以下內(nèi)容:
(1)機(jī)械技術(shù)
機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ),機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中,經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),同時(shí)采用人工智能與專家系統(tǒng)等,形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。
(2)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)
其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
(3)自動(dòng)控制技術(shù)
其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
(4)傳感檢測(cè)技術(shù)
傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng),系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn),它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。
(5)伺服傳動(dòng)技術(shù)
包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置,伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此,機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下:
1.智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
2.模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3.網(wǎng)絡(luò)化
一、緒論
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
二、機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主要功能即動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此,“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。同時(shí),機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合與拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純機(jī)械技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù),其主要功能依然是代替和放大的體力工作。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)70―80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是:第一:機(jī)電一體化(mechatronics)一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);第二:機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;第三:各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
20世紀(jì)90年代后期至今為第三階段,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,也取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此,機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下:
1.智能化。智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
2.模塊化。模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集成減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3.網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代,計(jì)算機(jī)等學(xué)科技術(shù)的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘I疃紟?lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system, CIAS),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4.微型化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.178
0 前言
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,各個(gè)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)之間的聯(lián)系也越來(lái)越密切,有步入統(tǒng)一化的趨勢(shì),能在很大程度上促進(jìn)不同領(lǐng)域的技術(shù)的協(xié)調(diào)和滲透,這讓我國(guó)的工業(yè)技術(shù)革新加快了步伐,促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展壯大。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展可以讓工業(yè)發(fā)展由機(jī)械化模式穩(wěn)定的向智能化及網(wǎng)絡(luò)化模式發(fā)展,對(duì)于我國(guó)的產(chǎn)業(yè)變革具有重大的歷史意義。
1 機(jī)電一體化技術(shù)的概述
機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)備和電子技術(shù)融合后的統(tǒng)稱,機(jī)電一體化深入應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備可以使機(jī)械設(shè)備在性能控制和信息處理等各方面更加智能化、自動(dòng)化。機(jī)電一體化作為一項(xiàng)機(jī)械系統(tǒng)技術(shù),其基礎(chǔ)就是機(jī)械電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的綜合。目前,機(jī)電一體化已經(jīng)有很強(qiáng)的系統(tǒng)性和相對(duì)獨(dú)立性,很大一部分的職業(yè)院校把機(jī)電一體化技術(shù)作為一門新興學(xué)科進(jìn)行教學(xué),培養(yǎng)出許多的高素質(zhì)的機(jī)電一體化方面的技術(shù)性、應(yīng)用型人才,為我國(guó)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。
2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)在應(yīng)用技術(shù)方面的快速發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)漸漸的從初步的應(yīng)用階段發(fā)展到對(duì)智能技術(shù)的應(yīng)用階段,機(jī)電一體化技術(shù)的技術(shù)革新及深入應(yīng)用,在很大程度上促進(jìn)了人們生活水平的提高。近年來(lái),我國(guó)加強(qiáng)了對(duì)集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展力度,機(jī)電一體化技術(shù)也隨之步入快速發(fā)展時(shí)期,讓機(jī)電一體化技術(shù)更深入的在人們生活中融合與實(shí)踐。例如,人們?nèi)粘I钪械闹悄茉齐娨暋⒎奖闩腼兊奈⒉t、及可以清潔房間的吸塵器機(jī)器人等,此技術(shù)還應(yīng)用于工廠之中,比如,數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)功能控制等。另外,部分的研究人員越來(lái)越重視電子智能技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)的結(jié)合,也使生活起到了這樣或那樣的改變,例如,智能機(jī)器人可以進(jìn)行超越人類體能極限的工作,娛樂(lè)人們的生活等。所以,加大機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)機(jī)器人的深入應(yīng)用研究,對(duì)很多的特殊行業(yè)有很重要的意義。
3 機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)深化思考
機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)融入多種新興一體設(shè)備,通常使用多媒體等技術(shù)實(shí)現(xiàn)全智能,而且已融入到各行各業(yè),為社會(huì)便捷的目標(biāo)更好的跟進(jìn),現(xiàn)今得到許多人的認(rèn)同和贊揚(yáng)。國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者不斷投入智慧與物資,力求將最先級(jí)的科學(xué)成果與技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合,使機(jī)電一體化技術(shù)向著先進(jìn)的方向發(fā)展。下面段落向各位闡述了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展模式在日后的不斷升級(jí)。
3.1 智能型模式
我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)在近幾年有了很大的進(jìn)步,讓智能化技術(shù)也能得以更加深入的研究。機(jī)電一體化逐漸走向智能化,將極為顯著地提升工作效率,并能夠打破固有模式的生產(chǎn)局限,進(jìn)行大規(guī)模的、高質(zhì)量的產(chǎn)出,有效的降低了對(duì)人力物力的投入,對(duì)于優(yōu)化資源結(jié)構(gòu)配置有很大的作用。智能化除了能夠應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備中,還能應(yīng)用于時(shí)下最火爆、最先進(jìn)的機(jī)器人研究領(lǐng)域,讓機(jī)器人研究能夠更加人性化、更加貼近于人類智慧,為人類生活更好服務(wù)。現(xiàn)而今,國(guó)內(nèi)在機(jī)器人領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用還不夠普遍,所能應(yīng)用的領(lǐng)域僅僅是少數(shù)的服務(wù)行業(yè),使用機(jī)器人的營(yíng)銷效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機(jī)器人所能提供的智能服務(wù)。但是相信隨著我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)智能化的發(fā)展,機(jī)器人領(lǐng)域定會(huì)有長(zhǎng)足的進(jìn)步,賦予機(jī)器人更多、更好、更新、更人性的功能與科技,已達(dá)到造福于人類的目的。
3.2 環(huán)保型模式
機(jī)電一體化技術(shù)在環(huán)保化方面的發(fā)展中,會(huì)讓自然界中的資源能被更加合理的開發(fā),能有效促進(jìn)人類社會(huì)的發(fā)展的進(jìn)程。但隨著資源減少速度的迅速提升,自然環(huán)境的變化速度也會(huì)隨之加快。近幾年,構(gòu)建人與自然的和諧關(guān)系成為國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的一致呼聲,在不遠(yuǎn)的未來(lái),低碳環(huán)保、可再生資源會(huì)成為各領(lǐng)域共同追求的目標(biāo)。此種改變將會(huì)影響到人們生活的許多方面,例如環(huán)保低耗的生產(chǎn)過(guò)程,可回收可分解可再利用的環(huán)保產(chǎn)品等,從根本上讓資源的利用率得到提升,最大限度的減少對(duì)環(huán)境以及不可再生資源的消耗與影響,并努力保證對(duì)既有資源的高利用率與高轉(zhuǎn)化率。日后,產(chǎn)品從整體上會(huì)逐漸做到以下幾個(gè)要求:第一資源利用率先比提升;第二,杜絕對(duì)環(huán)境的污染;第三,對(duì)資源進(jìn)行二次使用。機(jī)電一體化技術(shù)環(huán)保化發(fā)展將促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的有一次升華重組,對(duì)未來(lái)環(huán)保經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展鋪墊了厚厚的基石。
3.3 網(wǎng)絡(luò)型模式
現(xiàn)階段,全球經(jīng)濟(jì)一體化形勢(shì)發(fā)展迅速且不可逆轉(zhuǎn),人們通過(guò)網(wǎng)絡(luò),可以第一時(shí)間了解想要的市場(chǎng)信息,最新的技術(shù)發(fā)展方向,最新的國(guó)家政策與相關(guān)規(guī)定。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展中速度最快的,為人們的生活和工作提供了效率保障,減少了很大的勞動(dòng)量。由此,機(jī)電一體化技術(shù)也將投身于網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的浪潮中,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)了解國(guó)內(nèi)外在技術(shù)領(lǐng)域的最新動(dòng)向與研究成果,通過(guò)網(wǎng)絡(luò),專家學(xué)者們可以實(shí)現(xiàn)無(wú)國(guó)界、跨時(shí)空的交流和討論,打破技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)資源最有配比,共同推進(jìn)人類文明向前發(fā)展。
4 結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化技術(shù)讓各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)科學(xué)的結(jié)合在一起,是科研人員歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦奮戰(zhàn)無(wú)數(shù)個(gè)日日夜夜的成果,也是在新時(shí)代社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展到一定地步必然的產(chǎn)物,機(jī)電一體化對(duì)人們的生產(chǎn)生活水平的提高有非常重大的意義。隨著對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)更加深入的研究,相信將來(lái)會(huì)有更加先進(jìn)、智能的技術(shù)應(yīng)用于人類的生產(chǎn)生活,機(jī)電一體化技術(shù)的未來(lái)是不可限量的。
參考文獻(xiàn):
[1]劉慶民.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].科技致富向?qū)В?011(12):89-90.
一、機(jī)電一體化的產(chǎn)生與應(yīng)用
20世紀(jì)60年代以來(lái),人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能后,刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展更進(jìn)一步奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代末期,機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持,20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始開展機(jī)電一體化研究和應(yīng)用。取得了一定成果,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。機(jī)電一體化已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)70年代~80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中展露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法、機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí),由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,更為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用也做了大量的工作,雖然取得了一定成果,但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
(一)智能化趨勢(shì)
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。機(jī)電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能。
(二)模塊化趨勢(shì)
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元,具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定,無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
(三)網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè),因此機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展是為大勢(shì)所趨。
(四)微型化趨勢(shì)
Status and development of the mechatronics technology
Wan Xing-li
(Shaanxi Han and Tang Dynasties Computer Co., Ltd Xi''an Shaanxi 710061)
【Abstract】The continuous development of modern science and technology, has greatly promoted the cross-penetration of different disciplines, has led to the technological revolution and the transformation of the fields of engineering. The advent of CNC machine tools, and wrote the first page of the history of the "mechatronics"; microelectronic technology for mechatronics, mechatronics implementation.
【Key words】Mechatronics;Organizations;Construction
1. 機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指?jìng)鹘y(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品采用電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2. 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。有些相關(guān)技術(shù)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。20世紀(jì)70~80年代為第二階段,稱為快速發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。同時(shí),由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步,為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。
3. 發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)和對(duì)策
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透,工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化概述
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)及電力電子技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值,并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。
二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展
在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù),它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體,具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn),對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當(dāng)前,數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上,數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化;在智能化基礎(chǔ)上,綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制,加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理;在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上,CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機(jī)床聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段:
(1).20世紀(jì)60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期,人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí),研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。
由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平,機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
(2).20世紀(jì)70-80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期,計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn);機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國(guó)均開始對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。
(3).20世紀(jì)90年代后期,開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段,機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面,光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組,并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比,仍有相當(dāng)差距。 轉(zhuǎn)貼于 中國(guó)論文下載中心
四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面:
1.智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。
2.模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情
3.網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
4.微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小,耗能少,運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái),使得科學(xué)技術(shù)日新月異,新材料、新工藝、新技術(shù)以及新設(shè)備不斷推出,為促進(jìn)現(xiàn)代煤礦企業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。當(dāng)前,計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子信息技術(shù)不斷發(fā)展,在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用水平越來(lái)越高,并且呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景,在這種情況下,機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)電一體化技術(shù)涉及多種技術(shù)領(lǐng)域,其具有多功能、高效率、高質(zhì)量、高可靠性以及節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn),是一項(xiàng)綜合性、標(biāo)準(zhǔn)性以及優(yōu)化效果最佳的系統(tǒng)工程技術(shù)。正因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)突出,所以這項(xiàng)技術(shù)在世界各國(guó)都得到應(yīng)用與發(fā)展,并且在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。
一、機(jī)電一體化在煤礦生產(chǎn)中的重要性
(一)可以有效提高煤礦生產(chǎn)的生產(chǎn)效率
傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)設(shè)備是由人工進(jìn)行控制,設(shè)備體積大、自動(dòng)化程度較低,并且能源消耗量大,生產(chǎn)效率低。使用機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行煤礦的生產(chǎn),能夠有效提高生產(chǎn)效率,降低工人的工作強(qiáng)度。機(jī)電一體化煤礦生產(chǎn)設(shè)備,使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化控制,并且減小了設(shè)備的體積,有效地改變了粗放型生產(chǎn)方式,節(jié)約了生產(chǎn)成本。
(二)有效改善工人的工作環(huán)境,提高煤礦身生產(chǎn)的安全性
我國(guó)傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣。施工人員長(zhǎng)時(shí)間在高溫、高污染環(huán)境中進(jìn)行高強(qiáng)度作業(yè),使得施工人員的身心健康受到嚴(yán)重威脅。另外,我國(guó)傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備十分落后,這就導(dǎo)致安全問(wèn)題頻發(fā)。使用機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn),可以有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化。不僅僅能夠有效節(jié)約生產(chǎn)資源,改善工人的作業(yè)環(huán)境,使工人由傳統(tǒng)體力勞動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械操作,有效降低安全事故的發(fā)展,保障煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
二、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用
(一)在采礦機(jī)械中的運(yùn)用
煤礦采掘工作是煤礦生產(chǎn)過(guò)程中最為重要的一個(gè)部分。煤礦采掘的速度還有效率直接影響著煤礦企業(yè)最終的生產(chǎn)效率。使用機(jī)機(jī)電一體化設(shè)備能夠有效提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率,使用機(jī)機(jī)電一體化生產(chǎn)設(shè)備是煤礦企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。煤礦企業(yè)中使用最為頻繁的掘進(jìn)機(jī)械是采掘機(jī),為了能夠有效保障煤礦生產(chǎn)的安全,工人在進(jìn)行施工的時(shí)候一般采用由礦用隔爆安全型開關(guān)、操作箱,照明燈、GJC4地濃度CH4傳感器、三相異步電動(dòng)機(jī)等等組成煤礦掘進(jìn)電系統(tǒng),在實(shí)際生活中,普遍采用電牽引形式的采煤機(jī),該機(jī)器具有良好的牽引特性,可用于傾斜角度較大的煤層開采。并且該機(jī)器使用壽命較長(zhǎng)、反應(yīng)十分敏捷生產(chǎn)效率十分優(yōu)秀。
(二)安全生產(chǎn)和監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的重要體現(xiàn)是礦井生產(chǎn)的安全監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠有效保障煤礦生產(chǎn)的安全,為煤礦生產(chǎn)發(fā)展起到了十分重要促進(jìn)作用。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有:具有網(wǎng)絡(luò)連接的功能,使監(jiān)控點(diǎn)的智能化水平得到進(jìn)一步發(fā)展,該系統(tǒng)使用Windows操作系統(tǒng),具有十分優(yōu)秀的操作可行性。隨著信息技術(shù)的成熟,特別是信息傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)階段3G、4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來(lái)臨,使信息在傳播速度以及質(zhì)量上都獲得較大提升,這都為煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了一些基礎(chǔ)。
(三)在礦井運(yùn)輸過(guò)程中的應(yīng)用
現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)電一體化帶式傳送設(shè)備的應(yīng)用十分廣泛。帶式傳輸設(shè)備能夠有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離連續(xù)傳輸工作,并且傳輸量巨大、工作效率高、經(jīng)濟(jì)效益好,能夠有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)輸?shù)哪繕?biāo)。帶式傳送已經(jīng)成為我國(guó)煤礦輸送系統(tǒng)中最主要的運(yùn)輸設(shè)備。另外一種礦井運(yùn)輸工具是礦井提升機(jī),該設(shè)備能夠有效實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的工作,特別是在提升機(jī)的內(nèi)部,可以有效使?jié)L筒與驅(qū)動(dòng)合營(yíng),將其稱為一個(gè)整體能夠有效簡(jiǎn)化機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu),礦井提升設(shè)備是較為典型的機(jī)電一體化設(shè)備。其他一些機(jī)電一體化設(shè)備主要說(shuō)的是煤礦供電設(shè)備。煤礦供電設(shè)備必須要滿足煤礦生產(chǎn)的大功率要求,并且要保障供電系統(tǒng)的質(zhì)量以及可靠度。所以,為了能夠有效提升功率因數(shù),就必須采取集中補(bǔ)償?shù)霓k法或者是就地補(bǔ)償?shù)霓k法進(jìn)行解決,減少一些無(wú)用功率的損耗問(wèn)題。現(xiàn)階段,煤礦高低開關(guān)主要采用“微機(jī)保護(hù)”形式,這種保護(hù)形式具備聯(lián)網(wǎng)的功能,可以有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程通信與遠(yuǎn)程調(diào)控。
三、我國(guó)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和趨勢(shì)
未來(lái),我國(guó)機(jī)電一體化煤礦設(shè)備技術(shù)一定會(huì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化。并且在原有的傳統(tǒng)煤礦機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)功能上,實(shí)現(xiàn)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心,將信息進(jìn)行有效融合,充分發(fā)揮這些技術(shù)更新快、運(yùn)算儲(chǔ)存能力強(qiáng)、體積小、不受空間控制的一些特點(diǎn),開發(fā)出一些功能十分強(qiáng)大、性能可靠的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備,更好的為我國(guó)煤礦企業(yè)進(jìn)行服務(wù)。簡(jiǎn)而言之,我國(guó)相關(guān)企業(yè)必須要盡快開發(fā)與掌握符合我國(guó)煤礦生產(chǎn)的核心的控制機(jī)構(gòu)以及相關(guān)技術(shù),實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦機(jī)電一體化設(shè)備的有效運(yùn)營(yíng),而不是照搬照抄國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。另外,隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展,無(wú)線電傳輸技術(shù)的發(fā)展將會(huì)越來(lái)越先進(jìn),并被有效運(yùn)用在煤礦一體化產(chǎn)品之中。所以,相應(yīng)的開發(fā)人員在進(jìn)行開發(fā)過(guò)程中,必須要充分考慮機(jī)電一體化設(shè)備的無(wú)線通信功能,例如遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等等,最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人化作業(yè)。
四、結(jié)束語(yǔ)
總之,機(jī)電一體化技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,而且取得十分顯著的成績(jī),并在原有的應(yīng)用基礎(chǔ)上不斷完善和提高,因此,筆者認(rèn)為,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)用一定會(huì)越來(lái)越廣泛,其作用也會(huì)越來(lái)越大,它并定會(huì)繼續(xù)推動(dòng)煤礦生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)的不斷革新,也將會(huì)繼續(xù)在推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的道路上發(fā)揮不可替代的作用。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞 :機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)
改革開放三十多年來(lái),我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)水平都得到了顯著的提升,處在這樣的背景下,機(jī)電一體化越來(lái)越受到重視,逐漸開始在社會(huì)當(dāng)中各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行滲透,有效推動(dòng)了各個(gè)學(xué)科的相互交叉,同時(shí)促進(jìn)了各個(gè)學(xué)科的有效滲透,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展發(fā)揮著巨大的促進(jìn)作用[1]。但是相較于發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō),我國(guó)當(dāng)前的機(jī)電一體化水平仍然存在較大的差距,所以針對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
關(guān)于機(jī)電一體化的發(fā)展大致可以分為三個(gè)部分。上個(gè)世紀(jì)六十年代為第一個(gè)部分,在這個(gè)階段,人們開始嘗試應(yīng)用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品性能。因?yàn)榈诙问澜绱髴?zhàn)的刺激,促使電子技術(shù)與機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)合,戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的軍用技術(shù)最終轉(zhuǎn)化為民用技術(shù),該時(shí)期的研究基本上處在自發(fā)的狀態(tài)。因?yàn)樵摃r(shí)期電子技術(shù)的發(fā)展水平較低,機(jī)電一體化無(wú)法實(shí)現(xiàn)更為深入的發(fā)展,其所開發(fā)的產(chǎn)品也不能進(jìn)行有效的推廣使用。
上個(gè)世紀(jì)70-80年代是機(jī)電一體化的第二部分。處在這個(gè)時(shí)期,通信技術(shù)、信息化技術(shù)以及控制技術(shù)都獲得了巨大的突破,為機(jī)電一體化的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Mechatronics最早在日本被人們所接受,直到80年代其才在世界范圍內(nèi)得到廣泛的認(rèn)可,各個(gè)國(guó)家都開始重視機(jī)電一體化技術(shù)。
上個(gè)世紀(jì)90年代末期為機(jī)電一體化發(fā)展的第三部分。機(jī)電一體化技術(shù)正式進(jìn)入了深入發(fā)展的階段。其一,通信技術(shù)與光學(xué)技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也開始逐漸推廣,開始出現(xiàn)微機(jī)電一體化、光機(jī)電一體化等相關(guān)的分支領(lǐng)域;其二,針對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析、集成方法以及建模設(shè)計(jì),眾多專家與學(xué)者開始針對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)與學(xué)科體系都進(jìn)行了深入的研究分析。與此同時(shí),在光釬技術(shù)、人工智能技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的突破,使得機(jī)電一體化技術(shù)具有極為廣闊的發(fā)展空間。
我國(guó)在機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域的起步較晚,但國(guó)家在80年代末期,出臺(tái)了一系列促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的政策,提出了在汽車電子、數(shù)控機(jī)床以及工業(yè)機(jī)器人等6項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)與15個(gè)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域的研究課題與方向[2]。通過(guò)多年的發(fā)展,我國(guó)在機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)獲得了許多突破性的發(fā)展,正朝著國(guó)際先進(jìn)水平努力。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
(一)光機(jī)電一體化
所謂光機(jī)電一體化技術(shù),指的是機(jī)械技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、控制技術(shù)、信息化技術(shù)以及微電子技術(shù)的有效整合與交叉,是現(xiàn)階段眾多高興技術(shù)設(shè)施與高興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。其主要包含技術(shù)與產(chǎn)品兩個(gè)層面:光機(jī)電一體化產(chǎn)品整合了通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)等新興技術(shù),具有極高的附加值與功能;相關(guān)產(chǎn)品具有操作便捷、壽命長(zhǎng)、適應(yīng)性強(qiáng)、重量輕以及體積小的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)合理應(yīng)用光機(jī)電一體化技術(shù),可以產(chǎn)生極高的附加價(jià)值與功能水平,能夠?yàn)閺V大用戶與生產(chǎn)商帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。未來(lái),光機(jī)電一體化技術(shù)的熱點(diǎn)包含光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、激光快速成型技術(shù)以及激光技術(shù)等。
(二)智能化
智能化是現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)重要的發(fā)展方向,針對(duì)人工智能在機(jī)電一體化中的應(yīng)用研究越來(lái)越多,當(dāng)中數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的智能化就是非常重要的應(yīng)用。該“智能化”是針對(duì)機(jī)器行為,主要是在控制理論的體系上,充分吸收混沌動(dòng)力學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)以及人工智能等,使其具有自主決策、判斷推理以及邏輯思維等基本能力,以此來(lái)獲取更高的控制目標(biāo)。雖然使機(jī)電一體化產(chǎn)品獲取與人基本相當(dāng)?shù)闹悄苁遣淮蟋F(xiàn)實(shí)的,同時(shí)也是沒(méi)有必要的,然而,高速、高性能的微處理器給予機(jī)電一體化產(chǎn)品低級(jí)智能則是非常必要的。
(三)綠色化
上個(gè)世紀(jì)是機(jī)械工業(yè)迅猛發(fā)展的一個(gè)世紀(jì),然而當(dāng)時(shí)的發(fā)展基本都是建立在耗費(fèi)巨大能源與資源的基礎(chǔ)上。然而許多能源與資源是不可再生的,隨著人們對(duì)物質(zhì)生活的要求及人口數(shù)量的不斷增長(zhǎng),傳統(tǒng)的高投入、高輸出模式顯然已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的社會(huì)形式,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展自然也不例外。未來(lái),機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展要避免傳統(tǒng)粗放型的模式,必然朝著能源、資源高效利用的集約型模式,綠色化的發(fā)展才是機(jī)電一體化技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
(四)網(wǎng)絡(luò)化
當(dāng)前這個(gè)時(shí)代是信息化技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代,在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及與發(fā)展過(guò)程中,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境正在發(fā)生巨大的變革。網(wǎng)絡(luò)化在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,不但企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)管理要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化控制,并且技術(shù)服務(wù)在鮮花、消費(fèi)行為網(wǎng)絡(luò)化、產(chǎn)品銷售網(wǎng)絡(luò)化以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬化等都會(huì)成為未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)的必然趨勢(shì)。而機(jī)電一體化的新產(chǎn)品一經(jīng)開發(fā),在短時(shí)間內(nèi)就能夠暢銷全世界。當(dāng)前基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視技術(shù)與遠(yuǎn)程控制技術(shù)方興未艾,遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)施本身就屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品。此外,局域網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的普及使得家用電器正在朝著網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)進(jìn)行發(fā)展,應(yīng)用家庭網(wǎng)絡(luò)把各類家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使得人們能夠足不出戶就能夠享受到各種新興技術(shù)所帶來(lái)的快樂(lè)與便利[3]。所以,機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。
三、結(jié)語(yǔ)
總而言之,機(jī)電一體化的不斷發(fā)展并非孤立的,其是眾多科學(xué)技術(shù)共同發(fā)展的結(jié)晶,同時(shí)也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到某個(gè)階段的必然要求與趨勢(shì)。在科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)下,各個(gè)技術(shù)進(jìn)行整合的趨勢(shì)必然會(huì)越來(lái)越多,機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)必然擁有極為廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
[1]余仕彪.機(jī)電一體化精確定位裝置及其控制系統(tǒng)的研究[D].上海海洋大學(xué),2013.