机电技术创新发展研究.doc

1、1机电技术创新发展研究摘要：金融危机的爆发，引发了世界经济的动荡，中国也随之受到很大影响。现代科学技术不断推动社会生产力的发展，作为现代科学技术的主要推动源的机电技术更在此时发挥着及为重要的作用，要能在激烈的市场竞争环境中取得优势，就必须使我们自身的技术结构得到更新，必须致力于机电技术的创新发展。本文首先对机电技术发展的创新时代机电一体化技术进行了概述，介绍了其特征和发展的着眼点。然后对我国机电一体化技术的发展现状进行了说明。最后对机电技术的发展前景进行了预测和展望。 关键词：机电技术；机电一体化；创新；智能化；环保 Abstract: the outbreak of the financia

2、l crisis, cause the world economic turmoil, China has greatly affected. Modern science and technology continue to promote the development of social productive forces, as the modern science and technology to promote the main source of mechanical and electronic technology plays a more at this time and

3、 for important role, to be able to in the fierce market competition environment of advantage, it is necessary to make our own technical structure to get updates, must be committed to mechanical and electrical technology innovation and development. In this paper, at first 2the electrical and mechanic

4、al technology development of the new age, electromechanical integration technology were reviewed in this paper, introduces the characteristics and development of the starting point. And then to our country the current situation of the development of the electromechanical integration technology are i

5、llustrated. Finally, the mechanical and electrical technology, prospect of the future trends of the forecast and the forecast. Keywords: mechanical and electrical technology; Mechanical and electrical integration; Innovation; Intelligent; Environmental protection 中图分类号：TP271+.4 文献标识码：A 文章编号：2095-210

6、4（2013） 机电技术发展的创新时代机电一体化技术 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，导致了工程领域的技术革命与改造。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向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 （一）机电一体化技术概述 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3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。 机电一体化发展至今也已成为一门自成体系的新型学科,随着科

7、学技术的快速发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，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。 （二）机电一体化技术的特征 1、广而强的应用性 机电一体化技术是以机械为母体，以实践机电产品开发和机电过程控制为基础的技术，是可以渗透到机械系统和产品的普遍应用性

8、技术，几乎不受行业限制。机电一体化技术应用计算机技术，以信息化为内涵智能化为核心，开发和生产了性能更好的功能更强的机电一体 化系统和产品。 2、多层次的系统化 机电一体化是将工业产品和过程利用各种技术综合成一个完整的系统，强调各种技术（特别是微电子技术与精密机械技术）的协同和集成，强调层次化和系统化。无论从单参数、单级控制到多参数、多级控制，还是从单件单品生产工艺到柔性及自动化生产线，直到整个系统工程设4计，机电一体化技术都体现在系统各个层次的开发和应用中。 3、整体的最优化 从系统工程观点出发，充分利用新技术及其相互交叉融合的优势，实现机电一体化系统（或产品）的高附加值、高效率、高性能、省材

9、料、省能源、低损耗、低污染、省时省力等等。比如采用数控机床、柔性生产线、工业机器人和计算机管理等高科技机电一体化技术和系统以后，各企业就可以根据社会需求及时调整产品结构和生产过程，几乎不需要重新设计制造工艺设备，大大缩短了整个生产周期。 （三）加快我国机电一体化技术发展的着眼点 1、机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。 2、传感技术 传感器的问题集中在提高

10、可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。3、信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计5算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。 4、驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制组件传感器电机三位一体的伺服驱动单元。 5、接口

11、技术 为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。6、软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 我国机电一体化技术的发展现状 作为发展中国家,我国与发达国家相比工业技术水平存在一定差距,但有广阔的机电一体化应用空间。改革开放以来,特别是近年来,受国际金融危机影响,面临国

12、际市场经济激烈竞争形势的挑战,国家和企业充分认识到机电一体化技术对我国经济发展的战略意义,机电一体化技术的研6究、应用和产业化受到了前所未有的重视和发展。 我国从 20 世纪 80 年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863 计划” 。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，许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距，但随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了机电一体化技术的研究力度，并将

13、其确定为国家高技术重点研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩。 （一）数控技术方面 我国数控技术起步于 1958 年，在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达 50%,配国产数控系统(普及型)也达到了 10%。纵观我国数控技术近 50 年的发展历程,特别是经过 4 个 5 年计划的攻关,总体来看取得了很好成绩。目前,已具有年产数控系统 3000 多套、主轴与进给装置 5000 多套的生产能力。 （二）工业机器人方面 我国 1986 年将机器人的研究开发列入国家科技计划,现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人的关键元器件,并

14、进入实用化阶段，开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。目前，国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术，解决了工业机器人控制、驱动系统的设计7技术，机器人软件的设计和编程等关键技术，还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线（工作站）与周边配套设备的开发和制备技术。现在，我国从事机器人研发的单位有 200 多家，专门从事机器人产业开发的企业有 50 家以上，中国市场上总共拥有近万台工业机器人，其中完全国产的工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占 30%左右。 （三）计算机集成制造系统方面 我国经过多年的理

15、论和技术准备,CIMS 已经有了较快发展。目前,已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7 个 CIMS 单元技术实验室和 8 个 CIMS 培训中心。2000 年，全国已有 20多个省市、10 多个行业、200 多家不同规模和类型的企业通过实施 CIMS应用示范工程,取得了巨大的经济效益。当前,CIMS 的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域,正得到各行各业越来越多的关注和投入。 我国机电技术的发展趋势 纵观国内外机电技术应用的发展现状来看，机电技术革新将朝更系统化、网络化、智能化、微型化、环保化等方向发展。

16、 （一）生物系统化趋势 未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。 8（二）高度网络化趋势 网络技术的高速发展，无疑对机电技术应用产生重大的影响，使其朝着网络化的方向发展。网络的普及和应用，使机电技术远程控制成为一个很现实的操作手法。 （三）集成智能化趋势 智能化即模拟人类智能，具有某种程度的逻辑思维、判断能力和自主决策能力，从而可以取代制造过程中某些人的部分。特别是随着 21 世纪的到来，信息处理器速度的快速提高、高性能化，为传感器系统的集成创造了

17、非常有利的条件，进而更有力的推动着机电技术应用 产品向智能化方向转移。 （四）微型化趋势 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。目前，利用半导体器件制造过程中的先进技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 （五）节能环保化趋势 机电技术应用的时代，我们不仅要重视机电技术为工业生产带来的效率，同时也要保护好生态环境，减少环境污染。因此，要不断革新技术，报废回收，发展更多可再生资源作为机电技术应用的原材料。机电技术应用不仅仅是科学技术水平发展到一定程度的结晶，更是社会生产力发展阶段的必然产物，它使传统产业发生了质的飞跃，使工业发生了战略性

18、的变革。因此，认清机电技术应用的前景并对其进行探讨符合社会发展的需求。 9结语 综上，机电一体化技术是科学技术高度发达的产物，其发展前景必然越来越广泛，也必然会给世界带来更大的技术力量。但生产力水平的提高离不开人才的培养，因此我国要加强对机电技术人才的培养力度，真正将机电技术提升到高速发展的轨道上来，促进各种技术的交互和融合，将我国机电技术的发展推向更高水平。 参考文献 1李建勇.机电一体化技术M.北京：科学出版社，2004. 2梁俊彦，李玉翔.机电技术应用的发展及应用J.科技资讯，2007.9. 3孙洪平，杨洪才.浅析机电一体化技术的核心与运用J.民营科技，2009.10. 4王琳.浅谈机电一体化及其发展趋势J.科技信息，2009.36.