摘要：在現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，機(jī)電一體化作為一個(gè)新興的跨學(xué)科技術(shù)，在機(jī)械設(shè)備研發(fā)、制造、應(yīng)用領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用。與歐美，日本、澳大利亞，韓國(guó)等機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用方面尚存在一定的差距，但是部分技術(shù)項(xiàng)目也取得了突破性的進(jìn)展，其未來發(fā)展趨勢(shì)較為樂觀，本文分析了我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)，指出了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展對(duì)改善現(xiàn)有的技術(shù)格局，實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接軌的積極作用。
　　關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化　現(xiàn)狀　趨勢(shì)　技術(shù)發(fā)展
　　中圖分類號(hào)：TH-39　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1672-3791(2012)01(b)-0027-01
　　1　我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
　　隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)的快速發(fā)展，為我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且促進(jìn)了機(jī)械與電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。特別是在我國(guó)自主研發(fā)的微型計(jì)算機(jī)、大規(guī)模集成電路產(chǎn)品面市后，為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了更為充足的條件。20世紀(jì)80年代，我國(guó)正式開始機(jī)電一體化技術(shù)的研究，國(guó)務(wù)院將其列為“863”計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，并且成立了專門的機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組。另外，在“九五”規(guī)劃及2010年發(fā)展綱要的制定中，也特別提出了加快機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要性及具體實(shí)施策略。在國(guó)內(nèi)很多科研機(jī)構(gòu)、高等院校及生產(chǎn)企業(yè)也做了大量的研究工作，這是促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。
　　在20世紀(jì)90年代，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期，發(fā)展特征主要表現(xiàn)為：(1)光學(xué)、通信、電子等現(xiàn)代技術(shù)融入到機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)中，特別是微細(xì)加工技術(shù)的逐步應(yīng)用，促進(jìn)了光機(jī)電‘一體化、微機(jī)電一體化等新型技術(shù)的發(fā)展；(2)機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、集成與分析進(jìn)入了智能化時(shí)期，并且將其作為一個(gè)邊緣學(xué)科體系進(jìn)行了深入的研究；(3)光纖技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了更為廣闊的空間，也促進(jìn)了科學(xué)體系的全面形成。
　　2　機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
　　在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展中，工業(yè)始終占據(jù)重要的地位，適時(shí)推進(jìn)工業(yè)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)是不容忽視的，而機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)則顯得尤為重要。機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展核心是微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，特別是微型計(jì)算機(jī)、微處理器的應(yīng)用尤為重要。從全局的角度進(jìn)行分析，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
　　2.1　智能化
　　在我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，智能化是其主要發(fā)展方向，也是展現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征的基礎(chǔ)條件。所謂的“智能化”主要是指對(duì)于工業(yè)機(jī)械的本身行為進(jìn)行系統(tǒng)的描述，其具有邏輯思維、推理判斷、自主決策等綜合性能力。與傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)相比，促進(jìn)其智能化發(fā)展必須建立于現(xiàn)代機(jī)械控制理論的基礎(chǔ)上，融入人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)等先進(jìn)的技術(shù)與思想方法，并且借助軟件、芯片技術(shù)、模糊技術(shù)的最新研究成果。在機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展中，更加注重產(chǎn)品的整體性能，例如：智能機(jī)器人、自動(dòng)清潔機(jī)、新型微波爐等都已進(jìn)入研發(fā)階段，通過對(duì)于產(chǎn)品控制系統(tǒng)的智能化處理，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品品質(zhì)的不斷提高。
　　2.2　集中監(jiān)控化
　　在機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，集中監(jiān)控化技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，其優(yōu)點(diǎn)是有利于設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)管理。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)相比，集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要注重各部分功能的統(tǒng)一處理，即通過中央監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備的運(yùn)行全過程進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)與排除。在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，越來越重視在機(jī)電設(shè)備安全管理、運(yùn)行管理方面的應(yīng)用，通過技術(shù)的不斷升級(jí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的集成化。
　　2.3　網(wǎng)絡(luò)化
　　隨著計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期，從20世紀(jì)90年代開始，我國(guó)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)中已經(jīng)開始逐步融入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且取得了較為理想的成果。隨著21世紀(jì)的到來，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)迅速興起，特別是遠(yuǎn)程控制技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的應(yīng)用，開創(chuàng)了技術(shù)發(fā)展的新局面。在機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化對(duì)于提高產(chǎn)品的安全性、功能性都具有重要的意義。
　　2.4　微型化
　　蝕刻技術(shù)作為半導(dǎo)體器件制造中的基本技術(shù)之一，在國(guó)內(nèi)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室研究中，科研人員已經(jīng)利用該技術(shù)成功制造出了“亞微米級(jí)”的微型化機(jī)械元件。在機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用中，微型化發(fā)展的主要特點(diǎn)是不需要進(jìn)行機(jī)械與控制部分的區(qū)分，而是將機(jī)械與電子的各部分零件完全融合為一體，特別是傳感器、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、CPU等關(guān)鍵部件集成于一體，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品體積的不斷縮小，這是我國(guó)在機(jī)電一體化技術(shù)研究中的重點(diǎn)突破方面。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)研發(fā)和生產(chǎn)了一系列的微機(jī)電一體化產(chǎn)品，其幾何尺寸一般不超過1cm3，而且逐步向微米、納米級(jí)的方向發(fā)展。例如：在軍事、生物醫(yī)療、通訊、信息產(chǎn)品中，微機(jī)電一體化具有產(chǎn)品能耗少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活等特征，在各領(lǐng)域、各行業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛。但是目前國(guó)’內(nèi)仍然面臨微機(jī)械技術(shù)、超精密技術(shù)研發(fā)水平較低的問題，這是在今后重點(diǎn)突破的關(guān)鍵性技術(shù)問題。
　　2.5　PLC技術(shù)的應(yīng)用
　　PLC是可編程邏輯控制器的英文縮寫，其主要具有數(shù)字量智能控制、邏輯控制、模擬量閉環(huán)控制，以及數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控等功能。目前，國(guó)內(nèi)機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，PLC都配有A／D及D／A轉(zhuǎn)換和算術(shù)運(yùn)算功能，部分高精密機(jī)電產(chǎn)品還具有PID功能，從而實(shí)現(xiàn)其模擬量閉環(huán)控制。在機(jī)電產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)與速度控制方面，PLc技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)高速脈沖的輸出與接收功能，而且配備了相應(yīng)的伺服設(shè)備和傳感器。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)相比，PLC技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的智能控制，在與可編程序終端設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用中，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與顯示，以利于設(shè)備管理人員及時(shí)進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，進(jìn)而利用PLC自檢信號(hào)實(shí)現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品的系統(tǒng)監(jiān)控。PLC技術(shù)在應(yīng)用表現(xiàn)出了較強(qiáng)的通信功能，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制、順序控制、通信聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)過程控制等基本使用功能需求。
　　綜上所述，我國(guó)在機(jī)電一體化技術(shù)的研究中已經(jīng)取得了較為突出的成果，但是在機(jī)電行業(yè)先進(jìn)國(guó)家相比，存在的差距也是不容忽視的。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是現(xiàn)代工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，適時(shí)加強(qiáng)對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的研究是至關(guān)重要的，也是促進(jìn)我國(guó)由農(nóng)業(yè)大國(guó)向工業(yè)大國(guó)轉(zhuǎn)變的重要條件。另外，在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展中，我國(guó)要特別重視新型技術(shù)的引入和研究，不但改善現(xiàn)有的技術(shù)格局，從而盡快實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接