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        科學技術一體化的特征精選(五篇)

        發布時間:2023-09-19 15:25:56

        序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇科學技術一體化的特征,期待它們能激發您的靈感。

        科學技術一體化的特征

        篇1

        關鍵詞:機械一體化;技術;現狀;產品;制造技術;發展趨勢

        現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機械一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機械一體化”為特征的發展階段。

        一、概要

        機械一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

        機械一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機械一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機械一體化系統或機械一體化產品。

        二、發展狀況

        20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機械結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。

        20世紀90年代后期,開始了機械一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機械一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機械一體化,微細加工技術也在機械一體化中嶄露頭腳,出現了光機械一體化和微機械一體化等新分支;另一方面對機械一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機械一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機械一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究,將促使機械一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

        三、發展趨勢

        1、智能化、模塊化

        智能化是21世紀機械一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機械一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機械一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機械一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。

        模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機械一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機械一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。

        2、網絡化、系統化

        20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機械一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機械一體化產品。

        系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強,一般除RS232外,還有RS485、DCS人格化。未來的機械一體化更加注重產品與人的關系,機械一體化的人格化有兩層含義。一層是,機械一體化產品的最終使用對象是人,如何賦予機械一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理,研制各種機械一體花產品。事實上,許多機械一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

        綜上所述,機械一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然,與機械一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機械一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

        參考文獻

        [1]李建勇.機械一體化技術.北京:科學出版社,2004.

        篇2

        [關鍵詞] 現代制造業 先進制造技術 機電一體化技術 緊密聯系

        制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱,尤其是現代制造業更是在一個國家的企業生產能力構成中占首要地位,要發展和壯大現代制造業就要大力研究、發展和掌握先進制造技術。所謂先進制造技術,其實就是一種綜合技術,是在傳統制造技術的基礎上加上信息技術和科學的管理,再加上與之相關的科學技術交融而形成的群體技術。

        一、先進制造技術簡介

        制造技術是使原材料成為產品所應用的一系列技術的總稱。現代制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料及現代管理技術的最新成果,并將其綜合應用于制造業的全過程。

        先進制造技術是制造技術的最新發展階段,是由傳統的制造技術發展起來的,是與現代高新技術相結合而產生的一個完整技術群。它是具有明確范疇的新技術領域,是面向工業應用的技術,是駕馭生產過程的系統過程。它不僅涉及產品的設計、制造工藝、加工和裝配、而且覆蓋了市場分析、銷售使用、維修服務,乃至回收再生的全過程;先進制造技術還涉及企業產品與管理創新、企業生產過程綜合自動化、制造單元與系統的集成、制造企業與流通領域的集成、企業間集成與協作等方面。

        目前機電一體化技術在現代制造業中應用廣泛,在先進制造技術中占相當重要地位。

        二、機電一體化技術概要

        機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是從系統工程出發,綜合運用機械技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術有機融合、相互滲透的結果。它涉及了許多新概念、基礎學科和邊緣學科,是從系統的觀點出發,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

        機電一體化不是機械加電氣簡單組合、拼湊而成的機械電氣化,而是賦予了自動化、虛擬化、柔性化、智能化等特征。其主要由:機械裝置;檢測裝置和傳感器、變送器;信息處理部分;驅動器和執行器; 接口部分等5個部分組成。

        三、現代制造業的基本內涵及特點

        1.基本內涵

        按照國際通例,工業中所有將原材料轉化為可供使用的物品的行業都可成為制造業,可分為裝備制造業和生產消費資料制造業。現代制造業就是用高新技術改造、升級優化傳統制造業,是先進制造技術或先進管理手段與制造業相結合的產物。

        現代制造業有下面幾個方面是必須具備的:1、采用了新技術、新工藝、新裝備,實現了制造過程的現代化。2、應用信息化的手段。對生產、管理、銷售的全過程采用了信息化的管理手段和信息化的管理工具。3、采用了現代化的生產組織方式。4、現代制造強調以知識和技術投入為因素,以現代集成制造為特征,以高新技產業為先導的高附加值、高科技、產業鏈長的產業體系。

        2.主要特征

        通常來說,現代制造業主要有以下特征:

        (1)充分消化吸收吸和應用世界先進制造技術與現代高新技術,更加強調以知識和技術為投入因素,企業的工藝、裝備、材料高技術化,產品的科技含量和附加值較高。

        (2)建立起與現代技術相適應的生產方式和企業組織形式,推廣和實施先進的制造模式。發展對國民經濟帶動作用大,產業鏈和的產業集群。

        (3)符合現代社會可持續發展理念,具有資源節約、無污染綠色等特征,具有與全球化相適應的資源配置方式。

        (4)利用現代信息技術,改造和集成業務流程,形成以價值鏈為基礎的分工協作模式,并呈現出制造業與服務業既分工又融合的特點。

        四、機電一體化技術與現代制造業緊密聯系、密不可分

        隨著現代制造業向精密化、自動化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化的快速發展,機電一體化技術和產品與現代制造業聯系緊密。

        1.機電一體化技術和產品

        機電一體化技術和產品的廣泛應用于工業生產過程的名個領域,特別在現代制造業方面應用較廣。其主要有機電一體化系統和典型元、部件兩大類。

        機電一體化典型系統有:數控機床系統、智能化儀器儀表、印刷機械系統、發動機控制系統及虛擬加工CAD/CAM等系統。

        典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器(PLC)、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化技術和產品是現代制造業所不可或缺的。

        2.機電一體化產品在現代制造業的優勢

        (1)設備安全性和可靠性提高。機電一體化產品一般都具有主動監視、報警、主動診斷、主動保護等功效,從而使其具有較高的自動保護措施和可靠性及較低的產品故障率,明顯提高了設備安全性和可靠性,使用壽命也得到相應提高。

        (2)生產能力和工作質量、效率大幅提升。機電一體化產品大都具有信息主動處理和主動把持功效,能保證最佳的工作質量和產品的合格率,同時也使得生產能力大大提高。

        (3)具有智能化功能,操作簡便。機電一體化產品操作按鈕和手柄數量明顯減少,使得操作大大簡化、簡便。先進的機電一體化產品是一個完整的系統,可通過模糊技術與信息技術(尤其是軟件及芯片技術)對外界參數的改變隨機自尋最佳工作程序,實現主動最優化操作。

        (4)具有復合功能及適用性。機電一體化產品突出了復合技巧和復合功效,使產品的功效程度和主動化程度大大進步,能適用于不同的場合和不同領域,滿足用戶需求的應變能力較強。

        (5)具有參數化特性,調試和維護方便。機電一體化產品可通過改變控制和執行系統的程序來實現工作方法的轉變,以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變更的需要。機電一體化產品的主動檢驗和主動監視功效可對工作過程中出現的故障主動采用措施,使工作恢復正常。

        總之,現代制造業是科學技術與生產力發展的必然結果,是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。兩者的緊密結合深刻影響著現代制造業及現代制造技術,隨著科學技術的發展,各種技術相互融合、相互滲透的趨勢越來越明顯,將大大地推進現代制造業的發展步伐。

        參考文獻

        [1]章浩,張西良,周士沖.機電一體化技術的發展與應用[J].農機化研究,2006(7)

        篇3

        關鍵詞:機電一體化;基本概念;核心技術;發展進程;發展方向

        中圖分類號:TH-39 文獻標識碼: A

        隨著現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。“機電一體化”意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已得到包括我國在內的世界各國的承認,我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術。機電一體化技術是面向應用的跨學科技術,是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速,機電一體化產品更日新月異。

        一、機電一體化技術基本概念

        機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展,向機械工業領域迅猛滲透,機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上,綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,從系統理論出發,根據系統功能目標和優化組織結構目標,以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎,對各組成要素及其間的信息處理,接口耦合,運動傳遞,物質運動,能量變換進行研究,使得整個系統有機結合與綜合集成,并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質的和能量的有規則運動,在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。

        二、機電一體化的核心技術

        1、機械技術:是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

        2、計算機與信息技術:其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

        3、系統技術:即以整體概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,是實現系統各部分有機連接的保證。

        4、自動控制技術:其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

        5、傳感檢測技術:是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。

        三、機電一體化的發展進程

        1、數控機床問世:自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段,尤其是在1999年后,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備制造市場一派繁榮。

        2、微電子技術的發展:我國的集成電路產業起步于1965年,經過30多年發展,已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。

        3、激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現:以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術,它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就,成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科,對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。

        四、機電一體化的發展方向

        20世紀90年代后期,各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支;另一方面,對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地,也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有:

        1、智能化:是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。

        2、網絡化:20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

        3、自動化:所謂自動化技術,是指人類利用各種技術手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作,以現實預期的目標、功能。一個自動化系統通常由多個環節要素組成,以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉換、信息的處理及信息的執行等功能,最后實現自動運行目標。

        4、綠色化:機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。

        篇4

        關鍵詞:機電一體化 概要 趨勢

        隨著科學技術日新月異的發展,不同學科的知識相互滲透交融,促進了工程領域內的技術的革新,特別是機電一體化技術的發展,確立了機械工業未來的發展方向。本文主要對機電一體化技術進行了基本的概述,同時簡述了國內外機電一體化技術的發展概況,進一步分析了機電一體化技術的發展趨勢。

        一、機電一體化概要

        機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

        二、機電一體化的發展趨勢

        機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此,機電一體化的主要發展方向如下:

        1 智能化

        智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設的研究日益獲得重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。

        2 模塊化

        模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

        3 網絡化

        20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

        4 微型精密化

        隨著納米技術的不斷深入發展,機電一體化技術也將面向微型精密化的方向發展。一般來說,機電一體化產品的微型精密化可以使機電一體化產品的應用范圍更加的廣泛,微機電一體化產品具有體積小,耗能低,應用廣泛等諸多優點,因此微機電一體化技術具有比較廣闊的發展前景。但是微機電一體化技術的發展需要精密的加工工藝以及先進的設備作為其強大的后盾。

        5 環保綠色化

        篇5

        關鍵詞:機電一體化;機械制造;現狀;發展趨勢

        現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

        一、機電一體化概述

        機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

        機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術,根據系統功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。

        二、機械制造技術的發展

        在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工。

        三、機電一體化的發展狀況

        機電一體化的發展大體可以分為三個階段:(1)20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時,研制和開發從總體上看還處于自發狀態。

        由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。

        (2)20世紀70-80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產品得到了極大發展;各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。

        (3)20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

        我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。

        四、機電一體化的發展趨勢

        機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面:1.智能化智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。

        2.模塊化

        模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情3.網絡化由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

        4.微型化

        微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。

        5.環保化

        工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。

        綜上所述,機電一體化和機械制造的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然,與機電一體化和機械制造業相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,他們的發展前景也將越來越光明。

        參考文獻

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