機(jī)電工程師職稱論文發(fā)表技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展研究

　　摘要：金融危機(jī)的爆發(fā)，引發(fā)了世界經(jīng)濟(jì)的動(dòng)蕩，中國也隨之受到很大影響。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷推動(dòng)社會生產(chǎn)力的發(fā)展，作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的主要推動(dòng)源的機(jī)電技術(shù)更在此時(shí)發(fā)揮著及為重要的作用，要能在激烈的市場競爭環(huán)境中取得優(yōu)勢，就必須使我們自身的技術(shù)結(jié)構(gòu)得到更新，必須致力于機(jī)電技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。本文首先對機(jī)電技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新時(shí)代——機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了概述，介紹了其特征和發(fā)展的著眼點(diǎn)。然后對我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了說明。最后對機(jī)電技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測和展望。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)電技術(shù),機(jī)電一體化,創(chuàng)新,智能化,環(huán)保

　　一、機(jī)電技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新時(shí)代——機(jī)電一體化技術(shù)

　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

　　(一)機(jī)電一體化技術(shù)概述

　　機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),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。

　　機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門自成體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),綜合運(yùn)用機(jī)械技術(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)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(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)。由此產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

　　(二)機(jī)電一體化技術(shù)的特征

　　1、廣而強(qiáng)的應(yīng)用性

　　機(jī)電一體化技術(shù)是以機(jī)械為母體，以實(shí)踐機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)和機(jī)電過程控制為基礎(chǔ)的技術(shù)，是可以滲透到機(jī)械系統(tǒng)和產(chǎn)品的普遍應(yīng)用性技術(shù)，幾乎不受行業(yè)限制。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，以信息化為內(nèi)涵智能化為核心，開發(fā)和生產(chǎn)了性能更好的功能更強(qiáng)的機(jī)電一體

　　化系統(tǒng)和產(chǎn)品。

　　2、多層次的系統(tǒng)化

　　機(jī)電一體化是將工業(yè)產(chǎn)品和過程利用各種技術(shù)綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)各種技術(shù)(特別是微電子技術(shù)與精密機(jī)械技術(shù))的協(xié)同和集成，強(qiáng)調(diào)層次化和系統(tǒng)化。無論從單參數(shù)、單級控制到多參數(shù)、多級控制，還是從單件單品生產(chǎn)工藝到柔性及自動(dòng)化生產(chǎn)線，直到整個(gè)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)都體現(xiàn)在系統(tǒng)各個(gè)層次的開發(fā)和應(yīng)用中。

　　3、整體的最優(yōu)化

　　從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)，充分利用新技術(shù)及其相互交叉融合的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)的高附加值、高效率、高性能、省材料、省能源、低損耗、低污染、省時(shí)省力等等。比如采用數(shù)控機(jī)床、柔性生產(chǎn)線、工業(yè)機(jī)器人和計(jì)算機(jī)管理等高科技機(jī)電一體化技術(shù)和系統(tǒng)以后，各企業(yè)就可以根據(jù)社會需求及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，幾乎不需要重新設(shè)計(jì)制造工藝設(shè)備，大大縮短了整個(gè)生產(chǎn)周期。

　　(三)加快我國機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的著眼點(diǎn)

　　1、機(jī)械本體技術(shù)

　　機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

　　2、傳感技術(shù)

　　傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

　　3、信息處理技術(shù)

　　機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備(特別是微型計(jì)算機(jī))的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

　　4、驅(qū)動(dòng)技術(shù)

　　電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制組件—傳感器—電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

　　5、接口技術(shù)

　　為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

　　6、軟件技術(shù)

　　軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

　　二、我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　作為發(fā)展中國家,我國與發(fā)達(dá)國家相比工業(yè)技術(shù)水平存在一定差距,但有廣闊的機(jī)電一體化應(yīng)用空間。改革開放以來,特別是近年來,受國際金融危機(jī)影響,面臨國際市場經(jīng)濟(jì)激烈競爭形勢的挑戰(zhàn),國家和企業(yè)充分認(rèn)識到機(jī)電一體化技術(shù)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略意義,機(jī)電一體化技術(shù)的研究、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化受到了前所未有的重視和發(fā)展。

　　我國從20世紀(jì)80年代初開始進(jìn)行機(jī)電一體化的研究和應(yīng)用，國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將其列為“863計(jì)劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響，許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作。雖然目前國內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進(jìn)國家相比仍有一定差距，但隨著新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展，我國加大了機(jī)電一體化技術(shù)的研究力度，并將其確定為國家高技術(shù)重點(diǎn)研究領(lǐng)域，給予優(yōu)先支持，并取得了一定的成績。

　　(一)數(shù)控技術(shù)方面

　　我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，在“九五”末期,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場占有率達(dá)50%,配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)(普及型)也達(dá)到了10%。縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān),總體來看取得了很好成績。目前,已具有年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)3000多套、主軸與進(jìn)給裝置5000多套的生產(chǎn)能力。

　　(二)工業(yè)機(jī)器人方面

　　我國1986年將機(jī)器人的研究開發(fā)列入國家科技計(jì)劃,現(xiàn)已掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)和軟件編程技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù),生產(chǎn)了部分機(jī)器人的關(guān)鍵元器件,并進(jìn)入實(shí)用化階段，開發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、噴漆、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓及能前后行走、爬墻、水下作業(yè)的多種機(jī)器人。目前，國內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化制造技術(shù)，解決了工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線(工作站)與周邊配套設(shè)備的開發(fā)和制備技術(shù)。現(xiàn)在，我國從事機(jī)器人研發(fā)的單位有200多家，專門從事機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開發(fā)的企業(yè)有50家以上，中國市場上總共擁有近萬臺工業(yè)機(jī)器人，其中完全國產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人(行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機(jī)器人企業(yè))行業(yè)集中度占30%左右。

　　(三)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面

　　我國經(jīng)過多年的理論和技術(shù)準(zhǔn)備,CIMS已經(jīng)有了較快發(fā)展。目前,已在清華大學(xué)建成國家CIMS工程研究中心,在著名高校和研究單位建立了7個(gè)CIMS單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和8個(gè)CIMS培訓(xùn)中心。2000年，全國已有20多個(gè)省市、10多個(gè)行業(yè)、200多家不同規(guī)模和類型的企業(yè)通過實(shí)施CIMS應(yīng)用示范工程,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前,CIMS的進(jìn)一步試點(diǎn)推廣應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到機(jī)械、電子、航空、航天、輕工、紡織、冶金、石油化工等諸多領(lǐng)域,正得到各行各業(yè)越來越多的關(guān)注和投入。

　　三、我國機(jī)電技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　縱觀國內(nèi)外機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀來看，機(jī)電技術(shù)革新將朝更系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、微型化、環(huán)保化等方向發(fā)展。

　　(一)生物系統(tǒng)化趨勢

　　未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

　　(二)高度網(wǎng)絡(luò)化趨勢

　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，無疑對機(jī)電技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生重大的影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用，使機(jī)電技術(shù)遠(yuǎn)程控制成為一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的操作手法。

　　(三)集成智能化趨勢

　　智能化即模擬人類智能，具有某種程度的邏輯思維、判斷能力和自主決策能力，從而可以取代制造過程中某些人的部分。特別是隨著21 世紀(jì)的到來，信息處理器速度的快速提高、高性能化，為傳感器系統(tǒng)的集成創(chuàng)造了非常有利的條件，進(jìn)而更有力的推動(dòng)著機(jī)電技術(shù)應(yīng)用

　　產(chǎn)品向智能化方向轉(zhuǎn)移。

　　(四)微型化趨勢

　　微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的先進(jìn)技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。

　　(五)節(jié)能環(huán)保化趨勢

　　機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的時(shí)代，我們不僅要重視機(jī)電技術(shù)為工業(yè)生產(chǎn)帶來的效率，同時(shí)也要保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，減少環(huán)境污染。因此，要不斷革新技術(shù)，報(bào)廢回收，發(fā)展更多可再生資源作為機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的原材料。機(jī)電技術(shù)應(yīng)用不僅僅是科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展到一定程度的結(jié)晶，更是社會生產(chǎn)力發(fā)展階段的必然產(chǎn)物，它使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，使工業(yè)發(fā)生了戰(zhàn)略性的變革。因此，認(rèn)清機(jī)電技術(shù)應(yīng)用的前景并對其進(jìn)行探討符合社會發(fā)展的需求。

　　結(jié)語

　　綜上，機(jī)電一體化技術(shù)是科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的產(chǎn)物，其發(fā)展前景必然越來越廣泛，也必然會給世界帶來更大的技術(shù)力量。但生產(chǎn)力水平的提高離不開人才的培養(yǎng)，因此我國要加強(qiáng)對機(jī)電技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，真正將機(jī)電技術(shù)提升到高速發(fā)展的軌道上來，促進(jìn)各種技術(shù)的交互和融合，將我國機(jī)電技術(shù)的發(fā)展推向更高水平。

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