淺析機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

趙河通

摘 要：隨著我國機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，以及各類新型技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新，在我國機(jī)械行業(yè)的制造與應(yīng)用中普遍實(shí)現(xiàn)了電子技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。機(jī)械電子技術(shù)是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交又融合。其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，討論了機(jī)械電子技術(shù)對(duì)于改變整個(gè)機(jī)械刺造業(yè)面貌所起的重要作用，并對(duì)其應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì) 系統(tǒng)

1、機(jī)械電子技術(shù)的概要

在機(jī)械制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用的電子技術(shù)主要是指在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)現(xiàn)代化電子技術(shù)。因此，機(jī)械電子技術(shù)也可以稱為將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。在我國現(xiàn)階段的機(jī)械電子技術(shù)發(fā)展中，機(jī)械電子技術(shù)發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科。另外，隨著科現(xiàn)代學(xué)技術(shù)及電子新技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予機(jī)械電子技術(shù)新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)械電子技術(shù)是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、機(jī)械電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)或機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品。

在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中，由于社會(huì)普遍對(duì)于化工產(chǎn)品的需求量大、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高，這就要求化工設(shè)備必須具備滿足化工生產(chǎn)工藝的基本性能。化工設(shè)備的各項(xiàng)性能都是通過機(jī)械電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，設(shè)備的機(jī)械電子技術(shù)是否符合生產(chǎn)工藝要求，將直接關(guān)系到化工產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量等問題。現(xiàn)代機(jī)械電子技術(shù)是在對(duì)傳統(tǒng)化工設(shè)備技術(shù)進(jìn)行總結(jié)與深入探討的基礎(chǔ)上，并結(jié)合現(xiàn)代化工生產(chǎn)工藝的實(shí)際需求，而逐步形成的科學(xué)、具體、客觀的技術(shù)類型，足以滿足化工生產(chǎn)工藝的基本要求，并對(duì)生產(chǎn)工藝的發(fā)展與創(chuàng)新具有一定的推動(dòng)作用。

2、機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

隨著機(jī)械及電子技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用，機(jī)械電子技術(shù)在我國的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段。其中20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能；20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)械電子技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)械電子技術(shù)進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)械電子技術(shù)，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)械電子技術(shù)中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)械電子技術(shù)和微機(jī)械電子技術(shù)等新分支；另一方面對(duì)機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)械電子技術(shù)的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。

我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)械電子技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。國內(nèi)許多設(shè)置機(jī)械及電子技術(shù)專業(yè)的高等院校相繼開設(shè)了機(jī)械電子技術(shù)專業(yè)或機(jī)械電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，機(jī)械電子技術(shù)專業(yè)又稱作機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)。它們協(xié)同研究機(jī)械及一些大中型企業(yè)對(duì)機(jī)械電子技術(shù)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，還取得了一定成果。

3、機(jī)械電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械電子技術(shù)是伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，以及應(yīng)用技術(shù)的不斷創(chuàng)新，而逐漸形成一個(gè)新型應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。機(jī)械電子技術(shù)在機(jī)械設(shè)備應(yīng)用中具有十分重要的作用，是其他技術(shù)形式所無法替代的。同時(shí)，機(jī)械電子技術(shù)是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。

3.1 智能化

即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在 CNC 數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能 I/O 接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)械電子技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

3.2 模塊化

由于機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

3.3 數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

3.4 集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)。然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。

3.5 網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及。基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處。因此。機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3.6 人性化

機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)械電子技術(shù)產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。

4、結(jié)束語

當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)、科技爆炸的時(shí)代，無論何種技術(shù)都需要在不斷的應(yīng)用過程中，結(jié)合世界先進(jìn)技術(shù)體系的創(chuàng)新，逐步實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)具體技術(shù)的全面創(chuàng)新。機(jī)械電子技術(shù)的創(chuàng)新，對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的科學(xué)應(yīng)用與管理都是具有重要作用的，同時(shí)機(jī)械設(shè)備應(yīng)用技術(shù)的科學(xué)創(chuàng)新也是有一定促進(jìn)作用的。機(jī)械電子技術(shù)與機(jī)械設(shè)備應(yīng)用技術(shù)是相互影響、相互促進(jìn)的關(guān)系，兩只之間的科學(xué)創(chuàng)新是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，并結(jié)合和借鑒世界先機(jī)的技術(shù)理論，才能有效保證兩者的共同科學(xué)創(chuàng)新發(fā)展。

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