关于机电一体化技术的现状及发展

2022-09-11

机电一体化是一门融合计算机技术、通信技术、微电子技术以及机械技术于一体的新兴学科。由于我国对机电一体化技术研究起步较晚, 目前正处于初步发展阶段, 同世界机电一体化技术水平相比存在的差距较大。机电一体化技术作为机械工业技术革命的标志性技术, 如何加快对该项技术的进一步研发, 提高机电一体化技术水平, 使机电一体化技术在社会领域应用过程中发挥出其技术优势, 推动社会经济发展及社会进步是当今世界各国需要高度关注及重点研究的焦点课题。

1 我国机电一体化发展现状

1.1 数控技术方面

我国对数控技术的研究起始于1958年, 即“九五”末期。在当时我国的数控机床在国内的市场占有率达到了百分之五十以上, 其中数控机床系统在国产数控机床中的配置率也达到百分之十左右。我国数控技术经过五十年来的发展, 尤其是在我国四个五年计划中, 将数控技术列为重点攻关项目, 为我国数控技术的进一步提升带来了新的机遇。近几年来, 在计算机技术、微电子等技术的带动下我国普通级数机床的生产加工精度已得到了较大提高, 有以往的10μm提高到5μm;精密级加工精度由3-5μm提高到1-1.5μm;超精密加工精度已进入纳米级 (0.01μm) 。

1.2 工业机器人方面

机器人研究开发于1986年正式列为我国的科技计划, 经过近些年来的研究开发, 现已基本上掌握了机器人操作机设计、制造技术、软件编程技术、控制系统以及运动学和轨迹规划等技术, 并能够独立生产一些机器人的关键性元器件, 其中一些机器人已经投入社会生产制造领域, 并取得了较好的实用效果。当今, 我国逐渐加大对工业机器人科研经费、技术人才以及科技的投入和引进力度, 国内部分的科研机构和企业已经掌握了工业机器人操作机的优化设计和制造技术, 解决了长期以来我国在机器人控制、驱动系统设计、机器人软件设计以及编程等关键性技术瓶颈问题。随着我国工业机器人技术的不断提高, 在国内目前已经能够自行设计和制造大型的机器人自动生产线, 用于机械制造的弧焊及电焊, 并且操作精度已经达到相当高的精准度。

1.3 计算机集成制造系统方面

经过多年的开发、研究, 计算机集成制造系统 (CIMS) 已经取得了快速发展。目前, 我国已经在清华大学建成国家CIMS工程研究中心, 在著名高校和研究单位建立了七个CIMS单元技术实验室和八个CIMS培训中心。截止到2000年, 我国已经有20多个省市、10多个行业以及200多家不同类型、规模的企业已经通过实施CIMS应用示范工程, 获得了良好的经济效益;目前, CIMS已经向机械、电子、航空、冶金、纺织、石油化工等领域进军, 经过多方技术专家技术验证及应用验证, 也取得了较好的成绩。相信在不久的将来计算机集成制造系统的应用领域将会越来越广阔, 产生的经济效益也将会越来越大。

2 机电一体化发展趋势

2.1 绿色化方向

工业的快速发展对推动社会经济建设有着积极的影响, 但在工业高速发展的同时我们必须要正视的问题是社会资源的减少以及对人类赖以生存生态环境所带来的影响。比如大气污染、噪声问题, 工业废水、废渣的排放污染人类生活用水问题等。为了能够保证工业快速稳定发展的同时, 又不对人类的生存环境造成破坏, 加快对工业技术改造, 大力生产绿色化的产品是当今全世界各国共同关注的重要问题。所谓的绿色产品指的是在产品设计、制造、使用和报废销毁阶段不对生态环境造成危害或者最大限度地降低危害, 使其各项指标符合人类健康要求。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。绿色化是工业发展的必然趋势, 加强对机电一体化产品的绿色化研究和开发是当前我们需要面对和解决的重要课题。

2.2 智能化方向

人工智能化系统包括知识表示、知识利用和知识获取三大内容, 其本质是一个知识处理系统, 最终是为了通过模拟人的思维方式对问题进行分析、推理和求解。智能化其实是对机器行为的描述, 是在掌握控制理论的基础上, 结合人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、模糊数学、生理学以及混沌力学等学科知识对机器系统进行设计、编程使其具有人的思维能力、判断能力, 从而能够高效完成某个高难度生产操作动作或任务。随着制造自动化程度的不断提高, 将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动, 并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策。

2.3 网络化方向

网络技术的快速发展对社会政治、工业生产、军事、生活及科研等带来了深刻的影响, 同样机电一体化融合了网络技术、电子技术、通信技术等, 在某种程度上分析, 网络技术对推动机电一体化技术的向前发展也有着举足轻重的作用。目前, 现场总线技术和局域网技术使家用电器网络化已成为必然趋势, 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, 给人们的生活增添了更多获取和分享信息资源、节目的机会。所以机电一体化产品也必将向网络化方向发展。

总而言之, 随着机械技术、计算机技术、微电子技术以及其他同机电一体化技术相关技术的不断发展及融合, 相信机电一体化技术必将成为机械工业发展的必然趋势。

摘要：目前, 随着社会经济的快速发展, 机电一体化在经济建设中所表现出来的重要性越来越突出。本文就我国机电一体化技术发展现状进行了浅显分析和介绍, 并对该项技术未来发展趋势进行了展望。

关键词：机电一体化技术,发展现状,趋势