丁梓森

江蘇華宇印涂設(shè)備集團有限公司

機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

丁梓森

江蘇華宇印涂設(shè)備集團有限公司

機電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然成果，也是促進國民經(jīng)濟發(fā)展的不可或缺的高新技術(shù)之一。通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本文對機電一體化進行了簡要的介紹，并闡述了機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

機電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

隨著生產(chǎn)與技術(shù)的發(fā)展，通過電子技術(shù)、機械技術(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)展和形成的機電一體化技術(shù)，作為一項新興的邊緣技術(shù)學(xué)科，得到了廣泛的重視與飛速的發(fā)展。根據(jù)日本的機械振興協(xié)會對機電一體化的定義，指出所謂機電一體化是指在機械的動力功能、主功能、控制功能、信息功能上采用微電子技術(shù)，并把電子裝置與機械裝置用相關(guān)的軟件有機結(jié)合，從而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱[1]。它是個綜合性的概念，其包含了機電一體化產(chǎn)品和機電一體化技術(shù)兩個方面的內(nèi)容。機電一體化技術(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)。而機電一體化產(chǎn)品是指通過應(yīng)用機電一體化技術(shù)創(chuàng)造出來的與機械產(chǎn)品有著明顯區(qū)別的新一代的機電產(chǎn)品。機電一體化技術(shù)對當(dāng)代的工業(yè)發(fā)展具有巨大推動力，并被普遍應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域中。

一、機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

在國際上，機電一體化技術(shù)的發(fā)展可以追溯到二十世紀(jì)的六十年代，然而各國政府開始有計劃推動機電一體化技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)與發(fā)展，則始于1989年召開于日本東京的第一屆國際先進機電一體化學(xué)術(shù)會議[2]，并形成了以美國與日本為領(lǐng)先的機電一體化技術(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)等先進的技術(shù)融入到了機電一體化技術(shù)中，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展開辟了廣闊的天地，并使其得到了迅猛的發(fā)展。如今，以數(shù)控機床、智能機器人等為代表的機電一體化產(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、辦公、家庭等領(lǐng)域。同時，機電一體化實現(xiàn)了從單機到整個制造業(yè)集成化的過度。計算機集成制造系統(tǒng)的研發(fā)使得制造業(yè)實現(xiàn)了從生產(chǎn)準(zhǔn)備、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)實驗到經(jīng)營決策等整個生產(chǎn)經(jīng)營管理過程的有機結(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)也進入到了機電一體化的領(lǐng)域，通過多種技術(shù)學(xué)科的交叉與結(jié)合，在很大程度上進一步開拓了機電一體化技術(shù)的應(yīng)用范疇。

我國對于機電一體化技術(shù)的研究與應(yīng)用始于二十世紀(jì)八十年代，通過國家的大力支持與對國際上相關(guān)經(jīng)驗的有效借鑒，我國對機電一體化技術(shù)的研究雖然不如歐美、日本等發(fā)達(dá)國家，但也取得了一定的成績。通過機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，我國的數(shù)控技術(shù)得到了長足的發(fā)展，實現(xiàn)了對數(shù)控機床尤其是精密型的數(shù)控機床的自主研發(fā)與應(yīng)用。同時，我國在工業(yè)機器人與計算機集成制造系統(tǒng)的研發(fā)上也取得了很大的成績，工業(yè)機器人與計算機集成制造系統(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、機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）智能化

智能化是機電一體化技術(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，機電設(shè)備也逐漸朝著智能化的方向發(fā)展，機械設(shè)備的智能化水平越來越高。所謂智能化，就是以控制理論作為基礎(chǔ)，通過對人工智能、計算機科學(xué)、運籌學(xué)等學(xué)科知識的運用，使得機械設(shè)備能夠具備一定的人類智能，并具有一定的邏輯判斷能力，從而實現(xiàn)更高級的控制目標(biāo)。

（二）綠色化

在綠色環(huán)保觀念越來越深入人心的社會大背景下，實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的綠色化也將成為必然趨勢。通過降低機械系統(tǒng)的能耗與對原材料的消耗，減輕機械系統(tǒng)對生態(tài)環(huán)境的污染，并提高其可回收性，使得機電一體化產(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

機電一體化技術(shù)朝著柔性化的方向發(fā)展，既要求機電一體化產(chǎn)品在實際使用的過程中具有良好的產(chǎn)品自適應(yīng)性，又指機電一體化產(chǎn)品能夠按照用戶的需求實現(xiàn)針對性的功能定制[3]。而機電一體化產(chǎn)品的模塊化設(shè)計是實現(xiàn)柔性化的重要條件，其能夠大大提升機電設(shè)備的自動化水平，實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的可擴展性與可裝配性，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)計與制造是目前機電一體化技術(shù)的重要發(fā)展方向。

（四）微型化

隨著微型電機系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用，機電一體化技術(shù)朝著微型機器與微觀領(lǐng)域的方向發(fā)展也成為必然。微型機電一體化的產(chǎn)品高度融合了微電子技術(shù)與微機械技術(shù)，耗能少、體積小，并且運動靈活，極其適合運用在軍事、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

機電一體化技術(shù)是多門學(xué)科技術(shù)綜合發(fā)展的成果，對其研究和應(yīng)用又在很大程度上促進了相關(guān)技術(shù)學(xué)科的進步與發(fā)展。隨著機電一體化技術(shù)的進一步發(fā)展，以微電子技術(shù)與機械技術(shù)有機結(jié)合為基礎(chǔ)的機電一體化產(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.機電一體化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析[J].化工管理.2017(03)

[2]曲文君.機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用研究[J].機械制造與自動化.2009(04)

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