機電一體化技術(shù)發(fā)展趨向智能化、微型化、綠色化
發(fā)布時間：2021-11-19
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機電一體化技術(shù)是眾多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。本文立足于機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀，簡要分析了機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢，旨在提高和促進機電一體化技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展注入新的活力。
任何一項技術(shù)的發(fā)展都會經(jīng)歷從無到有的一個過程，對于機電一體化技術(shù)也不例外，機電一體化技術(shù)是人們在長期的工業(yè)實踐中通過經(jīng)驗的積累和技術(shù)的積累并且伴隨著信息化、智能化科技的發(fā)展而自然而然出現(xiàn)的。機電一體化是一門新興的綜合學科，涉及自動控制技術(shù)、傳感技術(shù)、機械技術(shù)、信息技術(shù)以及伺服傳動技術(shù)等。目前在國內(nèi)外正在迅速發(fā)展。對其現(xiàn)在社會的工業(yè)化發(fā)展起著巨大的推動作用，因此每個國家為了振興民族工業(yè)都在大幅度的推廣機電一體化技術(shù)，以增強綜合國力。
01機電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1數(shù)控技術(shù)方面
目前數(shù)控技術(shù)方面正在朝著高速化、高精密化、高可靠性、結(jié)構(gòu)設計模塊化、智能化發(fā)面發(fā)展。為了滿足市場的多變需求，數(shù)控機械不斷的提高切削速度，干切削和準干切削成為發(fā)展的主流，精度也在不斷提高。
數(shù)控車床隨著技術(shù)的發(fā)展取消了皮帶、帶輪等傳統(tǒng)的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，采用電主軸技術(shù)，用直線電機做伺服驅(qū)動，省去滾珠絲杠這一傳統(tǒng)的傳送環(huán)節(jié)。使得主軸轉(zhuǎn)速達到了10000r/min以上，目前我國的普通數(shù)控車床加工精度已經(jīng)達到了5μm，精密級加工達到了1～1.5μm，超精密加工精度已步入了納米級時代。
1.2工業(yè)機器人方面
隨著勞動力資源的不斷緊張，用工成本大幅度提升，目前越來越多的企業(yè)投入巨資引進機器人自動生產(chǎn)線，供需關(guān)系的產(chǎn)生督促著機器人控制技術(shù)，驅(qū)動系統(tǒng)設計技術(shù)，軟件及編程技術(shù)以及周邊配套設備的發(fā)展。中國市場上現(xiàn)擁有近萬臺工業(yè)機器人，完全由中國研發(fā)及生產(chǎn)的機器人占據(jù)30%的市場份額。未來越來越多的機器人技術(shù)將進入加工制造行業(yè)，成為我國緩解勞動力短缺的重要發(fā)展方向。
1.3現(xiàn)代計算機集成制造系統(tǒng)
計算機集成制造系統(tǒng)代表了當今工廠自動化的最高水平，被譽為是未來工廠的發(fā)展方面，CIMS的概念被越來越多的人所接受，成為了指導工廠自動化的哲理，當前CIMS的應用不僅僅在機械制造業(yè)中得以發(fā)展，同時涉及電子、航空、輕工、冶金、化工、紡織等各個領(lǐng)域，正被各個行業(yè)越來越多的得以關(guān)注和投入發(fā)展。目前我國的清華大學已經(jīng)建成國家CIMS工程研究中心，著名高校和研究單位也越來越多的向此方向發(fā)展，最終得以實現(xiàn)無人化制造。
02機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化的特點是交叉多個學科且綜合性很強，它的發(fā)展進步促進機械、電子、光學、控制學、計算機等多個學科的發(fā)展，縱觀國內(nèi)外目前機電一體化發(fā)展的現(xiàn)狀，未來的機電一體化技術(shù)將朝著智能
（1）智能化。智能化是研究開發(fā)用于模擬、延伸和擴展的智能理論、方法、技術(shù)的一門新型學科，目前正在逐漸向機電技術(shù)靠攏，是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向，它本是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、模糊數(shù)學、心理學和混沌動力學等。使其具有一定的判斷思維、邏輯思維、決策思維等能力，以求達到更高的控制目標。未來的機電一體化產(chǎn)品智能化水平將會越來越高，不僅僅體現(xiàn)在生產(chǎn)加工方面，同時產(chǎn)品的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)也會由簡單的從上到下的形式變?yōu)閺碗s以及相互交接有更多冗余度的雙向聯(lián)系。
（2）網(wǎng)絡化。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，市場環(huán)境競爭發(fā)生著重要的變革，不僅僅在生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)了網(wǎng)絡技術(shù)的控制，同時產(chǎn)品的虛擬化、產(chǎn)品銷售的線上變革、基礎(chǔ)消費的網(wǎng)絡化、服務技術(shù)的多元化、都將成為市場競爭的必然發(fā)展趨勢，機電一體化產(chǎn)品基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而控制的終端設備本身就是機電一體化的產(chǎn)物。利用網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)終端與集成家電系統(tǒng)相互連接，使得人們體驗控制各種高科技產(chǎn)物帶來的方便與快樂，因此機電一體化未來的發(fā)展將緊密與網(wǎng)絡化融為一體。
（3）微型化。進幾年來，微電子技術(shù)與機械工程技術(shù)融合的緊密程度越來越高，它的操作范圍在微米范圍內(nèi)，甚至有之更小的納米機電系統(tǒng)，以微型化制作的產(chǎn)品，體積更小、能耗更小，可進入更小的空間，因此在醫(yī)療、軍事、信息等方面有著更大的優(yōu)勢，在航空技術(shù)、生物醫(yī)學、信息技術(shù)以及國防軍事領(lǐng)域有著更為廣闊的應用前景，目前利用硅制造的集成電路、利用半導體器件在制造過程中的蝕刻技術(shù)，已經(jīng)大面積的利用于軍用及民用產(chǎn)業(yè)。其未來的發(fā)展道路更為寬廣。
（4）模塊化。機電一體化產(chǎn)物一般分為機械部分、電子部分和軟件部分。模塊化技術(shù)是這三個部分的共同產(chǎn)物，模塊化技術(shù)可以大幅度降低產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)成本，提高不同產(chǎn)品之間的通用化程度，提高產(chǎn)品的可裝配性、可維修性、可擴展性，同時也更方便于企業(yè)產(chǎn)品的更快速發(fā)展。模塊化是機電一體化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢，小到家庭所用的插座鍵盤，大到汽車及耗材，越來越多的模塊化機電產(chǎn)品將出現(xiàn)在市場上，利用這些不斷發(fā)展的模塊化機電產(chǎn)物，企業(yè)可以迅速的設計和制造出更好更為人性化的機電一體化產(chǎn)品。
（5）綠色化。隨著機械工業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的發(fā)展模式基本上是以消耗大量資源為基礎(chǔ)而得到的。隨著社會對物質(zhì)生活越來越高的要求，這種高投入高輸出的發(fā)展模式已經(jīng)被社會所淘汰，這種粗放型生產(chǎn)，違背了可持續(xù)發(fā)展的的基本方針，降低機械系統(tǒng)的生產(chǎn)材料消耗、降低機械系統(tǒng)的能耗消耗、降低其對環(huán)境的污染、提高機械系統(tǒng)的回收性，是未來發(fā)展的必要方向，最終機械產(chǎn)品要朝著可持續(xù)性發(fā)展的綠色化道路前進。
03結(jié)語
隨著社會的不斷進步，各種技術(shù)及學科之間相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展?jié)M足了科學技術(shù)的進步和社會的基本需求保證，機電一體化已經(jīng)充分顯示了其強大的生命力，并以超前的的速度和力度沖擊著傳統(tǒng)的技術(shù)思維及生產(chǎn)生活方式，社會經(jīng)濟及各個領(lǐng)域都將發(fā)生深刻的改變，機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越廣闊。
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