時間:2022-08-08 08:56:49
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現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,使多個不同學(xué)科相互交叉和滲透,進(jìn)而導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)改進(jìn)。在機械工業(yè)領(lǐng)域,微電子技術(shù)和微機技術(shù)的快速發(fā)展及二者向機械工業(yè)的智能化滲透所形成的機電一體化技術(shù),促使機械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)機構(gòu)、功能與構(gòu)成、管理體系以及生產(chǎn)方式發(fā)生了翻天覆地的變化。機電一體化技術(shù)是其他高新和創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),它的發(fā)展完全依賴于其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展??梢灶A(yù)測,隨著生物技術(shù)、材料技術(shù)、信息技術(shù)等新興學(xué)科的高速發(fā)展,在現(xiàn)代制造技術(shù)、機器人、數(shù)控機床、家用智能電器、微型機械等產(chǎn)品及其相關(guān)領(lǐng)域,機電一體化技術(shù)會得到更加蓬勃的發(fā)展。
1機電一體化技術(shù)概述
機電一體化技術(shù)屬于多學(xué)科、多領(lǐng)域的技術(shù),是多種技術(shù)的綜合,通過機械與微電子、信息和管理等多方面的相互結(jié)合,在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的驅(qū)使下實現(xiàn)最終的必然結(jié)果走向。隨著現(xiàn)代科技日益走向系統(tǒng)化、交叉化和數(shù)字化,以及微電子和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,關(guān)于機電一體化的相關(guān)實際應(yīng)用也越來越廣泛,越來越深入,并以蓬勃之勢向前發(fā)展,已成為機械工業(yè)發(fā)展的最終產(chǎn)物。同時對現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展有著巨大的推動力,因此世界各國都在大力推廣機電一體化技術(shù)。
2機電一體化技術(shù)的發(fā)展階段
機電一體化技術(shù)的發(fā)展大致可分為3個階段:20世紀(jì)60年代以前為第1階段,也稱為萌芽階段。在第二次世界大戰(zhàn)期間,伴隨著戰(zhàn)爭白熱化,人們開始不自覺地利用電工與電子技術(shù)的初步成果來提高完善軍用機械產(chǎn)品的性能,這一舉措直接刺激了各行各業(yè)機械產(chǎn)品與機電技術(shù)的有機結(jié)合。從當(dāng)時研制和開發(fā)的總體情況來看,機電一體化技術(shù)還處于自發(fā)狀態(tài),技術(shù)不成熟,致使發(fā)展水平有限,因此二者的結(jié)合應(yīng)用并不廣泛,已經(jīng)開發(fā)的機械產(chǎn)品也無法得到大量推廣,但卻促使民用技術(shù)得以轉(zhuǎn)變,也對當(dāng)時二戰(zhàn)后世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇起到了積極作用。20世紀(jì)70~80年代為第2階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,微電子技術(shù)、機械技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)的發(fā)展,是機電一體化發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。“機電一體化”即“Mechatronics”,是1971年由日本《機械設(shè)計》雜志副刊首先提出,由Mechanics和Electronics結(jié)合組合而成。最初我國稱之為“機械電子學(xué)”。1971~1978年日本政府頒發(fā)“機電法”和“機信法”,對機電一體化的相關(guān)發(fā)展起到積極的推動作用。從20世紀(jì)90年代后期開始為第3階段,即初步智能化階段”,也是當(dāng)代機電一體化技術(shù)突飛猛進(jìn)、廣泛發(fā)展的時期。隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,二者逐漸向機械工業(yè)的方向轉(zhuǎn)變,最終形成了機電一體化系統(tǒng),改變了機械工業(yè)的產(chǎn)品機構(gòu)、生產(chǎn)方式、管理模式等多方面,促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)由原來的“機械電氣化”向“機電一體化”的成功轉(zhuǎn)型。由此機電一體化技術(shù)邁出了歷史性的一步?,F(xiàn)代對機電一體化產(chǎn)品的形象描述是:有頭腦、有感覺、全身布滿神經(jīng)、有血液、有手足骨骼或肌肉。
3發(fā)展現(xiàn)狀
大家熟知的典型機電一體化相關(guān)產(chǎn)品的種類繁多:機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、CAD/CAM系統(tǒng)等。現(xiàn)代的機電一體化產(chǎn)品甚至還包含了聲、光、化學(xué)、影像、生物等技術(shù)的應(yīng)用。機電一體化產(chǎn)品漸漸走進(jìn)各行各業(yè),人們也逐漸認(rèn)識到機電一體化技術(shù)對現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)發(fā)展所帶來的巨大變化,因此世界各國均將其作為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一?,F(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展對機械設(shè)備的要求也相對較高,所使用的設(shè)備應(yīng)具備智能化和自動化等性能,在高新技術(shù)的發(fā)展和推動下,機電一體化順應(yīng)需求而產(chǎn)生。通過微電子、計算機和信息等技術(shù)與機械設(shè)備相結(jié)合,加速了生產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式及其生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)的改進(jìn)。我國的機電一體設(shè)計正邁入PLM的全新階段,把人、生產(chǎn)過程和信息有效地集成在一起,作用于整個企業(yè),歷經(jīng)產(chǎn)品從概念到報廢的全生命周期,支持跨領(lǐng)域地從概念提出到產(chǎn)品使用生命結(jié)束過程中產(chǎn)品信息的協(xié)同產(chǎn)生、管理、分發(fā)和使用。組織實施一整套的業(yè)務(wù)解決方案。同時,機電一體化技術(shù)也正在經(jīng)歷著無法估量的挑戰(zhàn),CAMELVIEW作為機電一體化設(shè)計系統(tǒng),無論是從其產(chǎn)品的設(shè)計理念,還是從產(chǎn)品的性能和質(zhì)量檢測等多方面,均具有流程化和技術(shù)規(guī)范化等優(yōu)點,不僅能夠滿足用戶的要求,還可以在復(fù)雜環(huán)境中和復(fù)雜工況等情況下,產(chǎn)品結(jié)果的驗證與試驗數(shù)值十分接近,產(chǎn)品精確度很高。目前日本和歐美等一些先進(jìn)國家的機電一體化技術(shù)相對比較先進(jìn),而我國的機電一體化技術(shù)還不夠先進(jìn)和完善,但也在持續(xù)的發(fā)展和改進(jìn)。隨著新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展,我國加大了機電一體化技術(shù)的研究力度,并將其確定為國家的重點高技術(shù)研究領(lǐng)域,給予優(yōu)先支持,并取得了一定的成績。我國機電一體化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展和積累也取得了巨大進(jìn)步。但現(xiàn)階段發(fā)展并不十分完善,與同期發(fā)達(dá)國家相比仍有相當(dāng)大的差距,機電一體化技術(shù)的發(fā)展水平仍有待于提高。
4發(fā)展趨勢
機電一體化技術(shù)是多種技術(shù)的綜合,其中包括電子、機械、計算機和光學(xué)等多種領(lǐng)域,各技術(shù)之間相互依賴,相互促進(jìn),共同發(fā)展,最終達(dá)到互惠互利的良好局面??v觀機電一體化技術(shù)在國內(nèi)外的研究、發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展。對于基礎(chǔ)技術(shù)和綜合技術(shù)等多方面而言,國家應(yīng)予以機電一體化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和其他各方面予以大力支持。第二,由于機電一體化技術(shù)是集多種科學(xué)技術(shù)的相互結(jié)合并發(fā)展而來,因此在機電一體化技術(shù)的應(yīng)用過程中,就需要各個科學(xué)技術(shù)的主管部門的相互協(xié)調(diào)和相互溝通,共同合作以發(fā)揮最大的優(yōu)勢和特點,最終達(dá)到互惠互利的良好目標(biāo)。第三,可以通過引進(jìn)新技術(shù)、吸收外來技術(shù)的優(yōu)點和精髓來提升自身的自主創(chuàng)新能力,最終達(dá)到減小機電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的差距。第四,相關(guān)部門可以通過采購項目、創(chuàng)立新項目等多種措施來促進(jìn)機電一體化技術(shù)的發(fā)展,并鼓勵發(fā)展新型目標(biāo)和技術(shù)形式。綜上所述,可以看出機電一體化并不是單獨而存在,而是經(jīng)過不同科學(xué)領(lǐng)域的相互結(jié)合而最終形成的技術(shù)成果,是社會科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度的必然趨勢。
5結(jié)語
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和水平是機電一體化技術(shù)產(chǎn)生的前提和基礎(chǔ),為其產(chǎn)生創(chuàng)造了強有力的動力、條件與環(huán)境。與此同時,機電一體化的產(chǎn)生和其相關(guān)產(chǎn)物的發(fā)展也會反作用于科學(xué)技術(shù)和高新技術(shù)的發(fā)展,且在一定程度上對傳統(tǒng)的技術(shù)思維、想法、生產(chǎn)方式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等多方面產(chǎn)生影響,由此看來,機電一體化的作用非同凡響,國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不同領(lǐng)域及范圍內(nèi)都會受其影響,并在無形中發(fā)生著巨大而深刻的變革。當(dāng)今社會中,很多科學(xué)技術(shù)都與機電一體化技術(shù)息息相關(guān),且隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展,多領(lǐng)域技術(shù)的相互結(jié)合與共同發(fā)展將越來越普遍,顯然已經(jīng)成為社會發(fā)展的大趨勢。21世紀(jì),機電一體化技術(shù)必將成為機械工業(yè)的主角,在各行業(yè)均可帶來顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)和高新技術(shù)的不斷發(fā)展,各個領(lǐng)域的技術(shù)相互結(jié)合,相互促進(jìn),更好地發(fā)揮自身的優(yōu)勢和特點,其中機械和微電子技術(shù)的相互結(jié)合與融合而產(chǎn)生的機電一體化技術(shù)發(fā)展尤為矚目,也是隨著高新技術(shù)發(fā)展而必然產(chǎn)生的結(jié)果和趨勢,由此看來,機電一體化的發(fā)展有良好的前景。