浅谈国内机电一体化的现状和发展

浅谈国内机电一体化的现状和发展

张录初

张录初（广西富林劳务有限公司，广西南宁530022）

摘要：机电一体化是随着当前社会不断发展而逐步出现的结果，更是当前现代化科学技术发展的必经之路和必然结果。在当前电力设备应用日益广泛，其在使用的过程中不得不追求对机电行业和机电应用的完善。本文就当前我国国内机电一体化发展中存在的各种情景进行阐述，探讨其未来发展趋势。

关键词：机电一体化；技术；现状；发展趋势

伴随着当前社会不断进步，各种现代化科学技术不断的涌现而出，应用在人们生活后备工作中的各个阶段。现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，各个工程领域和技术革命领域不断的出现改造与变换，在当前社会发展中是利用其相应的技术管理措施和技术控制方法进行分析与管理的过程。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其在发展中不断的朝着机械工业和其他各个行业渗透，逐步的形成了一套完善的管理措施和管理施工手段。机电一体化的综合发展使得当前机械加工中技术措施和技术控制手段不断的结合和完善，是当前企业在发展中能够合理有序发展的关键，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段，更是当前社会在发展中逐步朝着现代化技术领域发展的主要方式。

1机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化是一项常见的技术，在当前被广泛的应用在各种工业生产领域之中。机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，伴随着当前各种颗科学技术的不断完善和发展，机电一体化也在不断的完善，其发展措施和发展技术方法日益的增加，这就使得在工业生产中广受其影响。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合应用当前各种计算机技术，机械技术、自动化控制技术、信息技术和通信传感检测技术等学科进行综合性的探讨，其在应用中，电力技术更是不可缺少的基础控制管理方式。根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。

2机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。

3机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面。

3．1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

3．2模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。

3．3网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3．4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3．5环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

结束语

机电一体化是当前机械行业加工应用的重点，其是一套综合的处理和管理措施，是许多科学技术发展的结晶，更是当前社会生产力发展的必然结果和其在发展中和各种技术学科结合的综合产物。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且在当前科学技术不断发展中，各种技术学学科相互综合应用日益完善和明显，为当前机电一体化技术的发展带来了光明的前景。