機電工程師職稱論文發表技術創新發展研究

　　摘要：金融危機的爆發，引發了世界經濟的動蕩，中國也隨之受到很大影響。現代科學技術不斷推動社會生產力的發展，作為現代科學技術的主要推動源的機電技術更在此時發揮著及為重要的作用，要能在激烈的市場競爭環境中取得優勢，就必須使我們自身的技術結構得到更新，必須致力于機電技術的創新發展。本文首先對機電技術發展的創新時代——機電一體化技術進行了概述，介紹了其特征和發展的著眼點。然后對我國機電一體化技術的發展現狀進行了說明。最后對機電技術的發展前景進行了預測和展望。

　　關鍵詞：機電技術,機電一體化,創新,智能化,環保

　　一、機電技術發展的創新時代——機電一體化技術

　　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。

　　(一)機電一體化技術概述

　　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也已成為一門自成體系的新型學科,隨著科學技術的快速發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為: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。

　　(二)機電一體化技術的特征

　　1、廣而強的應用性

　　機電一體化技術是以機械為母體，以實踐機電產品開發和機電過程控制為基礎的技術，是可以滲透到機械系統和產品的普遍應用性技術，幾乎不受行業限制。機電一體化技術應用計算機技術，以信息化為內涵智能化為核心，開發和生產了性能更好的功能更強的機電一體

　　化系統和產品。

　　2、多層次的系統化

　　機電一體化是將工業產品和過程利用各種技術綜合成一個完整的系統，強調各種技術(特別是微電子技術與精密機械技術)的協同和集成，強調層次化和系統化。無論從單參數、單級控制到多參數、多級控制，還是從單件單品生產工藝到柔性及自動化生產線，直到整個系統工程設計，機電一體化技術都體現在系統各個層次的開發和應用中。

　　3、整體的最優化

　　從系統工程觀點出發，充分利用新技術及其相互交叉融合的優勢，實現機電一體化系統(或產品)的高附加值、高效率、高性能、省材料、省能源、低損耗、低污染、省時省力等等。比如采用數控機床、柔性生產線、工業機器人和計算機管理等高科技機電一體化技術和系統以后，各企業就可以根據社會需求及時調整產品結構和生產過程，幾乎不需要重新設計制造工藝設備，大大縮短了整個生產周期。

　　(三)加快我國機電一體化技術發展的著眼點

　　1、機械本體技術

　　機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

　　2、傳感技術

　　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，目前主要發展非接觸型檢測技術。

　　3、信息處理技術

　　機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備(特別是微型計算機)的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

　　4、驅動技術

　　電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制組件—傳感器—電機三位一體的伺服驅動單元。

　　5、接口技術

　　為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

　　6、軟件技術

　　軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

　　二、我國機電一體化技術的發展現狀

　　作為發展中國家,我國與發達國家相比工業技術水平存在一定差距,但有廣闊的機電一體化應用空間。改革開放以來,特別是近年來,受國際金融危機影響,面臨國際市場經濟激烈競爭形勢的挑戰,國家和企業充分認識到機電一體化技術對我國經濟發展的戰略意義,機電一體化技術的研究、應用和產業化受到了前所未有的重視和發展。

　　我國從20世紀80年代初開始進行機電一體化的研究和應用，國務院成立了機電一體化領導小組并將其列為“863計劃”。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。雖然目前國內機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，但隨著新技術革命的迅猛發展，我國加大了機電一體化技術的研究力度，并將其確定為國家高技術重點研究領域，給予優先支持，并取得了一定的成績。

　　(一)數控技術方面

　　我國數控技術起步于1958年，在“九五”末期,國產數控機床的國內市場占有率達50%,配國產數控系統(普及型)也達到了10%。縱觀我國數控技術近50年的發展歷程,特別是經過4個5年計劃的攻關,總體來看取得了很好成績。目前,已具有年產數控系統3000多套、主軸與進給裝置5000多套的生產能力。

　　(二)工業機器人方面

　　我國1986年將機器人的研究開發列入國家科技計劃,現已掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統和軟件編程技術、運動學和軌跡規劃技術,生產了部分機器人的關鍵元器件,并進入實用化階段，開發出弧焊、點焊、噴漆、裝配、搬運、注塑、沖壓及能前后行走、爬墻、水下作業的多種機器人。目前，國內相關科研機構和企業已掌握了工業機器人操作機的優化制造技術，解決了工業機器人控制、驅動系統的設計技術，機器人軟件的設計和編程等關鍵技術，還掌握弧焊、點焊及大型機器人自動生產線(工作站)與周邊配套設備的開發和制備技術。現在，我國從事機器人研發的單位有200多家，專門從事機器人產業開發的企業有50家以上，中國市場上總共擁有近萬臺工業機器人，其中完全國產的工業機器人(行業內規模比較大的前三家工業機器人企業)行業集中度占30%左右。

　　(三)計算機集成制造系統方面

　　我國經過多年的理論和技術準備,CIMS已經有了較快發展。目前,已在清華大學建成國家CIMS工程研究中心,在著名高校和研究單位建立了7個CIMS單元技術實驗室和8個CIMS培訓中心。2000年，全國已有20多個省市、10多個行業、200多家不同規模和類型的企業通過實施CIMS應用示范工程,取得了巨大的經濟效益。當前,CIMS的進一步試點推廣應用已經擴展到機械、電子、航空、航天、輕工、紡織、冶金、石油化工等諸多領域,正得到各行各業越來越多的關注和投入。

　　三、我國機電技術的發展趨勢

　　縱觀國內外機電技術應用的發展現狀來看，機電技術革新將朝更系統化、網絡化、智能化、微型化、環保化等方向發展。

　　(一)生物系統化趨勢

　　未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。

　　(二)高度網絡化趨勢

　　網絡技術的高速發展，無疑對機電技術應用產生重大的影響，使其朝著網絡化的方向發展。網絡的普及和應用，使機電技術遠程控制成為一個很現實的操作手法。

　　(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，為傳感器系統的集成創造了非常有利的條件，進而更有力的推動著機電技術應用

　　產品向智能化方向轉移。

　　(四)微型化趨勢

　　微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。目前，利用半導體器件制造過程中的先進技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

　　(五)節能環保化趨勢

　　機電技術應用的時代，我們不僅要重視機電技術為工業生產帶來的效率，同時也要保護好生態環境，減少環境污染。因此，要不斷革新技術，報廢回收，發展更多可再生資源作為機電技術應用的原材料。機電技術應用不僅僅是科學技術水平發展到一定程度的結晶，更是社會生產力發展階段的必然產物，它使傳統產業發生了質的飛躍，使工業發生了戰略性的變革。因此，認清機電技術應用的前景并對其進行探討符合社會發展的需求。

　　結語

　　綜上，機電一體化技術是科學技術高度發達的產物，其發展前景必然越來越廣泛，也必然會給世界帶來更大的技術力量。但生產力水平的提高離不開人才的培養，因此我國要加強對機電技術人才的培養力度，真正將機電技術提升到高速發展的軌道上來，促進各種技術的交互和融合，將我國機電技術的發展推向更高水平。

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