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机电一体化技术的发展历程及发展趋势前言

2022-04-15 23:10:19来源:   汽车技术 编辑:众创汽车资讯网

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 机电一体化概要

  机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制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有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,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。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

  二、机电一体化的发展历程

  1.数控机床的问世,写下了机电一体化历史的第一页;2.微电子技术为机电一体化带来勃勃生机;3.可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了坚强基础l4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶。

  三、机电一体化的技术现状

  机电一体化占据制造产业的主导地位是发展的必然,而制造产业是整个科学技术和国家经济发展的基础工业,因而机电一体化在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中起着重要的作用,受到了工业国家的极大重视。

  美国国家关键技术委员会在1991年向总统提交的报告中,列举了22项对于美国国家经济繁荣和国防安全至为关键的技术,其中包括机器人、传感器、控制技术和CIMS及与CIMS相关的其他工具和技术,如仿真系统、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)、成组技术(CT)、计算机辅助工艺规程编制(CAPP)、工厂调度工具等。西欧高技术发展规划尤里卡计划,提出了五大关键技术领域、24个重点攻关项目作为欧洲高技术发展战略目标,其中包括研制可自由行动、决策并易于人机对话的欧洲第三代安全民用机器人,广泛合作研究计算机辅助设计、制造、生产、管理的柔性系统,实现工厂全面自动化等机电一体化研究方向。日本将智能传感器,计算机芯片制造技术,具有视频、触觉和人机对话能力的人工智能工业机器人,柔性制造系统等,列为高技术领域的重大研究课题。同时,各国政府对这些高新技术的发展给予必要的政策优惠和资金支持。

  我国是发展中国家,对机电一体化技术研发及应用相对滞后。1985年12月,国家科委组织完成了《我国机电一体化发展途径与对策》的软科学研究,探讨我国机电一体化发展战略,提出了数控机床、工业自动化控制仪表等15个机电一体化优先发展领域和6项共性关键技术的研究方向和课题,提出了机电一体化产品的产值比率在2000年达到15%~20%的发展目标。

  经过近二十多年的发展,我国在数控技术、汽车电子化等机电一体化技术方面有了较大的提高。近年来,我国已研制成功了用于喷漆、焊接、搬运以及能前后行走的、能爬墙、能上下台阶、能在水下作业的多种类型机器人。CIMS~究方面,我国已在清华大学建成国家ClMS~
中心(ERC),在一些著名大学和研究单位建立7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心,在国家立项实施CIMS的企业已达7O多家。这些都将推动我国的机电一体化技术向更高层次纵深发展。

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