劉智勇 諸暨市職業(yè)教育中心 浙江諸暨 311800

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談國(guó)內(nèi)企業(yè)機(jī)電一體化和機(jī)械制造的現(xiàn)狀和發(fā)展

劉智勇 諸暨市職業(yè)教育中心 浙江諸暨 311800

【文章摘要】

我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展推動(dòng)了科技水平的不斷提高，大部分的工業(yè)企業(yè)開始走向機(jī)電一體化的生產(chǎn)模式以及機(jī)械制造方式的方向。先進(jìn)技術(shù)提高了機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率，智能化、數(shù)字化的機(jī)電設(shè)備提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。本文從機(jī)電一體化和機(jī)械制造的發(fā)展現(xiàn)狀開始，對(duì)機(jī)電一體化和機(jī)械制造的發(fā)展展望進(jìn)行了分析，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】

機(jī)電一體化；機(jī)械制造；現(xiàn)狀和發(fā)展

0　引言

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，隨著信息時(shí)代的來臨，機(jī)械設(shè)備的更新日趨夜近，技術(shù)越來越先進(jìn)，功能越來越強(qiáng)大。機(jī)械設(shè)備也逐步實(shí)現(xiàn)了一體化、智能化、自動(dòng)化，在很大程度上提高了企業(yè)的工作效率，為企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益，也會(huì)社會(huì)做出了巨大的貢獻(xiàn)。在機(jī)械制造中，計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用，已經(jīng)慢慢形成了機(jī)電一體化的形式，在這樣的環(huán)境下，企業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)有了巨大的改革。所以說，為了適應(yīng)社會(huì)的高速發(fā)展、滿足人們的需求，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)管理者一定要積極引進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)。

1　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)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。

機(jī)電一體化從研究、開發(fā)，到真正投入生產(chǎn)，已經(jīng)發(fā)展成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，還可能被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征和核心技術(shù)是不變的，機(jī)電一體化可概括成一個(gè)從系統(tǒng)，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)等多項(xiàng)技術(shù)，應(yīng)用綜合技術(shù)根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)，對(duì)各功能單元進(jìn)行合理配置與布局，以多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗為生產(chǎn)理念，實(shí)現(xiàn)其特有的功能價(jià)值，并在此基礎(chǔ)上使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化。

2　機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在機(jī)械制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造的關(guān)鍵技術(shù)，它將多項(xiàng)技術(shù)綜合在一起，比如微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等，集高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)與一體，對(duì)機(jī)械制造業(yè)有著舉足輕重的作用。

目前，數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)正在發(fā)生改革，由傳統(tǒng)的專用型封閉式開環(huán)控制模式，正逐漸改變?yōu)橥ㄓ眯烷_放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式。

整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，主要是機(jī)械制造技術(shù)的智能化發(fā)展?fàn)顩r以及裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度。數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)和裝備工業(yè)發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的最基本的裝備和最主要的技術(shù)。機(jī)械制造和工業(yè)裝備是人類生產(chǎn)活動(dòng)離不開的兩樣?xùn)|西，也是人們生活最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造和工業(yè)裝備最核心的技術(shù)，對(duì)人們的影響可想而知。近幾年，全球的制造業(yè)都開始廣泛使用數(shù)控技術(shù)，以達(dá)到提高制造能力和生產(chǎn)水平，提高市場(chǎng)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的目的。不僅如此，偶寫發(fā)達(dá)國(guó)家甚至還將數(shù)控技術(shù)列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，大力發(fā)展自己國(guó)家的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。

3　我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨著改革開放，我國(guó)的機(jī)電一體化快速發(fā)展，無論理論知識(shí)還是技術(shù)水平，都在一定程度上有了質(zhì)的飛躍，大大提高了生產(chǎn)效率，為經(jīng)濟(jì)效益的迅猛增長(zhǎng)做好了鋪墊。但是，機(jī)電一體化在我國(guó)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家，依然還只是在探索道路上。

第一，機(jī)電一體化的應(yīng)用范圍越來越廣。尤其在數(shù)控機(jī)床方面，在機(jī)電一體化技術(shù)的帶動(dòng)下，我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)的數(shù)控機(jī)床加工平臺(tái)數(shù)量越來越多，現(xiàn)今為止，我國(guó)以精密機(jī)床工程和數(shù)控機(jī)床企業(yè)為主體，已經(jīng)形成數(shù)控機(jī)床體系。

第二，機(jī)電一體化技術(shù)不斷成熟。在先進(jìn)制造技術(shù)方面，我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造、全面質(zhì)量控制、柔性制造系統(tǒng)等技術(shù)日臻成熟；在數(shù)控機(jī)床方面，近年來我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)、復(fù)合加工技術(shù)等方面不斷取得突破性進(jìn)展，已實(shí)現(xiàn)部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)中國(guó)芯，打破了發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的壟斷局面；在自動(dòng)化儀表和傳感器方面，我國(guó)逐步實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化、高精度和微型化。

第三，機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)逐漸得到認(rèn)可。很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，我國(guó)主要生產(chǎn)低端的機(jī)電一體化產(chǎn)品。但是經(jīng)過多年的努力與技術(shù)上的突破，我國(guó)機(jī)電產(chǎn)業(yè)在近些年已經(jīng)慢慢走向中高端機(jī)電一體化產(chǎn)品。我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展算是取得了一定的成就，但是仍然不完善，與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有明顯的差異。我國(guó)機(jī)電一體化水平仍有待提高。

4　機(jī)電一體化和機(jī)械制造未來發(fā)展的展望

4.1智能化

智能化是以后機(jī)電一體化的主要方向，是多種學(xué)科的綜合運(yùn)用，最大限度模擬人類智能，模擬智能建筑機(jī)器人，比如系統(tǒng)控制起重臂運(yùn)動(dòng)的液壓挖掘機(jī)，為起重機(jī)安裝微電腦、紅外線、超聲波等等都是智能化的發(fā)展表現(xiàn)。不僅方便施工，在人做不到的地方由他們代替，更可以通過此項(xiàng)技術(shù)探測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的人或者是障礙物，并且通過紅外線發(fā)送三維圖像到監(jiān)視器上，讓操作人員能夠及時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)狀況。再比如水下機(jī)器人、核工業(yè)機(jī)器人、建筑機(jī)器人、微型機(jī)器人等，都是機(jī)電一體智能化的表現(xiàn)。

4.2微型化

20世紀(jì)80年代末，微型化已經(jīng)開始興起，它是指機(jī)電一體化朝著微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。也可以稱之為微電子機(jī)械系統(tǒng)，一般是指幾何尺寸在1立方厘米以內(nèi)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。微電子機(jī)械產(chǎn)品的尺寸正在向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，都是因?yàn)槠洚a(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活的特點(diǎn)。但是微機(jī)電一體化的發(fā)展也有其難點(diǎn)，其瓶頸主要在于微機(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)。

4.3綠色環(huán)?；?/p>

目前，我國(guó)正處于第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)期，工業(yè)的快速發(fā)展雖說為人們提供了許多便利，也給人們的生活帶來了負(fù)面的影響，全球變暖，霧霾天氣等等環(huán)境問題日益突出。工業(yè)在為人們創(chuàng)造豐富的物質(zhì)生活，同時(shí)破壞了人們生存的環(huán)境。資源的過度開發(fā)、嚴(yán)重的環(huán)境污染等等，成為全球關(guān)注的重點(diǎn)。正是在這樣的背景下，機(jī)電一體化技術(shù)更應(yīng)該迎合綠色環(huán)保的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)制造出符合環(huán)保健康的產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)可以引入相關(guān)環(huán)境保護(hù)技術(shù)，保證產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)環(huán)境無害或者說將危害降到最低，同時(shí)也要做到生產(chǎn)過程對(duì)人體健康也不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。將環(huán)保技術(shù)與機(jī)電技術(shù)相結(jié)合，生產(chǎn)出具有環(huán)保功能的新產(chǎn)品。如此一來，既可以提升機(jī)電一體化產(chǎn)品的資源利用率，又為環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展社會(huì)做出了貢獻(xiàn)。

4.4模塊化

就目前來說，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)加以利用的主要有以下幾個(gè)領(lǐng)域：機(jī)械制造、電子工程、軟件工程。機(jī)電一體化的模塊化技術(shù)正是對(duì)這幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行綜合以后的產(chǎn)物。模塊化技術(shù)的開發(fā)和使用，一方面能在一定程度上降低產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)的成本，另一方面能夠提高產(chǎn)品的通用化、可裝配性、可維修性以及可擴(kuò)展性。就目前大家使用的電器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化效果來看，機(jī)電一體化的模塊化技術(shù)的已經(jīng)成為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

4.5網(wǎng)絡(luò)化

4G的出現(xiàn)，預(yù)示著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很可能成為機(jī)電工程的核心技術(shù)，它的出現(xiàn)對(duì)各行各業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，網(wǎng)絡(luò)化將人們的生活、生產(chǎn)都緊緊聯(lián)系在一起，包括建筑工地也開始利用網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)通過有線或者無線進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸或者控制，為給施工帶來很大的便捷。

4.6柔性化

隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品的要求更高，其中應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的的能力顯得特別重要。在這種背景下，機(jī)電一體化技術(shù)的柔性化，不僅能提高產(chǎn)品的應(yīng)變能力，還可以提升機(jī)電一體化的執(zhí)行控制的冗余度，保證機(jī)電一體系統(tǒng)一方面可以獨(dú)立完成任務(wù)，另一方面可以提升系統(tǒng)，從而提升產(chǎn)品的自律性能。柔性化可以使機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的下屬系統(tǒng)發(fā)出附加消息，在完成總體工作的基礎(chǔ)下進(jìn)行附加信息的產(chǎn)生工作，以此提升系統(tǒng)的整體反應(yīng)能力，降低突發(fā)事件對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品產(chǎn)生的負(fù)面影響，從而提升機(jī)電一體化技術(shù)的整體水平。

5　結(jié)語

綜上所述，先進(jìn)制造技術(shù)在我國(guó)的研究和發(fā)展勢(shì)在必行，其中，機(jī)電一體化和機(jī)械制造的出現(xiàn)并不是單一的，它是很多科學(xué)綜合技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)科學(xué)水平發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種學(xué)科之間相互融合會(huì)越來越融洽，越來越明顯，機(jī)電一體化與機(jī)械制造的發(fā)展與應(yīng)用也會(huì)更加開闊。

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