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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

各種產(chǎn)品和裝置因?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，也完成了機(jī)電一體化，從而達(dá)到了自身的整體優(yōu)化，也有利于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提高，并縮短了新產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)的準(zhǔn)備周期，使其由科技成果快速向商品轉(zhuǎn)化，從而深刻變革了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。又由于新產(chǎn)品研發(fā)的需要以及發(fā)展高精密設(shè)備的需要，所以未來(lái)的機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及其系統(tǒng)必然會(huì)向著智能化、系統(tǒng)化、高性能、微型化、輕量化的方向邁進(jìn)，并最終為國(guó)家?guī)?lái)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

一、機(jī)電一體化的特點(diǎn)分析

機(jī)電一體化是一門新興的邊緣性的技術(shù)學(xué)科，它是由機(jī)械、電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科互相結(jié)合滲透而形成并發(fā)展起來(lái)的，而機(jī)電一體化產(chǎn)品則是運(yùn)用最新的微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)以機(jī)械產(chǎn)品為基礎(chǔ)研發(fā)出來(lái)的新產(chǎn)品。在工程領(lǐng)域?qū)Ω黝惣夹g(shù)實(shí)踐應(yīng)用后，再加以借鑒與整合就創(chuàng)造出了現(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，所以說(shuō)它是在機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和信息處理、伺服驅(qū)動(dòng)、電力電子等技術(shù)以及系統(tǒng)的總體技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的一項(xiàng)高新技術(shù)。如下特點(diǎn)是機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍具有的：具有可以自動(dòng)監(jiān)視、診斷、報(bào)警、保護(hù)的功能；具有自動(dòng)處理和控制信息的功能，可以通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)確保機(jī)械的操作者按照設(shè)計(jì)要求精確地完成預(yù)先設(shè)定好的程序，以使其不會(huì)依靠主觀思想來(lái)行動(dòng)，從而保證良好的工作質(zhì)量和完美的產(chǎn)品合格率，而機(jī)械控制的靈敏度和檢測(cè)的精確度及范圍也獲得了提高；采用復(fù)合技術(shù)、復(fù)合功能，這脫離了原來(lái)傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能的局限，很大程度上提高了產(chǎn)品的功能水平及自動(dòng)化的程度；利用程序控制和數(shù)字顯示技術(shù)，減少了操作的按鈕和手柄的數(shù)目，使操作變得更為簡(jiǎn)單方便；在不同的應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)合，其具有可以自動(dòng)控制、自動(dòng)補(bǔ)償、調(diào)節(jié)、自動(dòng)校驗(yàn)、保護(hù)及智能化等功能，從而能夠迅速的滿足不同用戶的不同需求；具體的安裝調(diào)試過(guò)程中，可根據(jù)不同用戶對(duì)象的需要、實(shí)際參數(shù)的變化等來(lái)相應(yīng)的改變控制程序以使其適應(yīng)變化的工作方式。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用分析

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在操控精度、功能以及構(gòu)造等方面的應(yīng)用效果非常明顯。比如，在構(gòu)造方面，應(yīng)用總線和CPU的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的模塊化、構(gòu)造緊湊型和總線式。在功能方面，采取開放性的設(shè)計(jì)，并采用WOP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床智能化，加上大容量?jī)?chǔ)存器、單片機(jī)組成的控制機(jī)以及單板機(jī)的應(yīng)用，大大提高了數(shù)控機(jī)床技術(shù)的精度，為產(chǎn)品生產(chǎn)提供了技術(shù)支持。CIMS是指計(jì)算機(jī)制造和集成系統(tǒng)，加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在CIMS中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全局動(dòng)態(tài)的綜合化和最優(yōu)化，突破傳統(tǒng)部門間的界限，保證控制信息流和物流的暢通，將產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、經(jīng)營(yíng)決策及經(jīng)營(yíng)管理等有機(jī)結(jié)合，提升企業(yè)的集成度，優(yōu)化配置各生產(chǎn)要素，從而充分發(fā)揮機(jī)電一體化技術(shù)在各要素配置中的作用。FMS是指柔性制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由料盤、計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)搬運(yùn)小車、機(jī)器人以及自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等部分構(gòu)成，根據(jù)裝配的實(shí)際需求，能隨機(jī)按量生產(chǎn)任何工件，該系統(tǒng)主要適用于批量小、品種多、需要頻繁更改的零散構(gòu)件的生產(chǎn)。加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)在FMS中的應(yīng)用，有助于提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段，工業(yè)機(jī)器人按照規(guī)定重復(fù)某一動(dòng)作，對(duì)對(duì)象變更及作業(yè)環(huán)境的應(yīng)變力比較差；第二階段，工業(yè)機(jī)器人擁有較為先進(jìn)的傳感元件，能處理和獲取對(duì)象的一般信息以及作業(yè)環(huán)境相關(guān)情況，反饋信息，并控制動(dòng)作方式，該階段的工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)具備低水平的職能，實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。第三階段，工業(yè)機(jī)器人逐漸向智能化方向發(fā)展，能獲得感知。并能運(yùn)行較為復(fù)雜的邏輯思維，做出科學(xué)準(zhǔn)確的決策和判斷，特別是具備較強(qiáng)的行動(dòng)獨(dú)立性和環(huán)境適應(yīng)性。

三、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展前景及趨勢(shì)

第一，高性能化。隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的要求更加嚴(yán)格，為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，新一代的機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)效率、速度、可靠度以及精度的要求非常高。因此，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在高效率、高速度、高可靠度、高精度、高性能化是未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)第二，微型化。微型化主要是指機(jī)電一體化技術(shù)逐漸朝著微型領(lǐng)域或微型機(jī)器方向發(fā)展，源于人們對(duì)先進(jìn)技術(shù)微型化的追求。微型機(jī)電一體化的產(chǎn)品在信息、醫(yī)療以及軍事等方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)是產(chǎn)品耗能低、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，能完成常人無(wú)法完成的任務(wù)。第三，智能化。智能化是機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展方向之一，人工智能已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，智能化包括悼鼗床智能化和機(jī)器人智能化。智能化是針對(duì)機(jī)器行為而言，以控制理論為指導(dǎo)，吸收各種新方法、新思維，模擬人類智能，提高推理判斷、邏輯思維及自我決策的能力，提高了控制目標(biāo)。目前，機(jī)電一體化產(chǎn)品還很難具備與人同樣的智能，但可以利用高效率、高性能的微處理器，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高級(jí)智能或人類部分智能。第四，網(wǎng)絡(luò)化。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境發(fā)生巨大的變化，從而為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)的融合創(chuàng)造了有利條件。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，涌現(xiàn)出各種遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)，遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備實(shí)際是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。另外，由于局域網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，家用電器逐漸朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，利用以計(jì)算機(jī)為中心的集成用電器系統(tǒng)，人們不出門就能享受各種高科技帶來(lái)的便利。因此，網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，就機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討具有十分重要的意義，我們?cè)谡J(rèn)清機(jī)電一體化技術(shù)概念的同時(shí)還應(yīng)加大對(duì)其的推廣、應(yīng)用和研發(fā)力度，大力發(fā)展市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，以不斷推進(jìn)社會(huì)主義事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞 機(jī)電技術(shù)；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；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) 1674-6708（2012）67-0039-02

1 機(jī)電一體化概述

1.1 機(jī)電一體化的定義

所謂機(jī)電一體化就是指通過(guò)將微電子技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上，并利用相關(guān)軟件將電子裝置與機(jī)械裝置有機(jī)整合在一起所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。從機(jī)電一體化的定義可以看出，機(jī)電一體化技術(shù)并不是機(jī)械與電子簡(jiǎn)單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的應(yīng)用技術(shù)。因此，機(jī)電一體化涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面的內(nèi)容。

1.2 機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)主要包括信息處理技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)與傳感器技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)等幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)，以下將分別給予詳細(xì)的說(shuō)明。

1.2.1 信息處理技術(shù)

所謂的信息處理技術(shù)就是指在生產(chǎn)基于機(jī)電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品的過(guò)程中，對(duì)與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)的各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動(dòng)控制有關(guān)的信息所進(jìn)行的處理。

1.2.2 精密機(jī)械技術(shù)

精密機(jī)械技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的核心和基礎(chǔ)技術(shù)，它是實(shí)現(xiàn)大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品的相關(guān)功能和構(gòu)造功能的重要前提和首要的技術(shù)支撐。

1.2.3 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應(yīng)控制以及補(bǔ)償和校正等技術(shù)。而且隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展以及功能的不斷增強(qiáng)，基于自動(dòng)控制技術(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量在獲得不斷的提高。

1.2.4 檢測(cè)與傳感器技術(shù)

檢測(cè)與傳感器技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)各種基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)的相關(guān)參數(shù)、工作狀態(tài)以及其他相關(guān)信息的接受以及參數(shù)和相關(guān)信息準(zhǔn)確度的檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)控制。

1.2.5 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)，它作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備執(zhí)行操作的重要支撐技術(shù)，在很大程度上決定了基于機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2.6 系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)是用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，從整體目標(biāo)出發(fā)，將基于機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的總體功能劃分為若干個(gè)各功能模塊，然后結(jié)合各個(gè)功能模塊的實(shí)際情況，找出能夠有效解決各個(gè)功能模塊實(shí)際需求的可行技術(shù)方案，再把相應(yīng)的技術(shù)方案進(jìn)行匯總，從而設(shè)計(jì)出合理的功能技術(shù)方案。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 絕大多數(shù)的制造業(yè)領(lǐng)域都有機(jī)電一體化產(chǎn)品

在工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，機(jī)電一體化產(chǎn)品遍及絕大多數(shù)的制造業(yè)領(lǐng)域，其中數(shù)控機(jī)床和工業(yè)智能機(jī)器人是這些國(guó)家的主要機(jī)電一體化產(chǎn)品，其中的數(shù)控機(jī)床在機(jī)床領(lǐng)域中所占的比重越來(lái)越大，而工業(yè)智能機(jī)器人也將逐步進(jìn)入管理、辦公、家庭和娛樂(lè)等各個(gè)領(lǐng)域，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

在數(shù)控機(jī)床方面，目前數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右，納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005μm ~0.01μm，最小分辨率為1nm（0.000001mm）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已有產(chǎn)品。

在工業(yè)機(jī)器人方面，目前日本的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)量占全世界工業(yè)機(jī)器人的70%左右，與工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的專利則有90%以上掌握在日本企業(yè)手中。由此也可以看出，日本是名副其實(shí)的機(jī)器人王國(guó)。 美國(guó)、德國(guó)分別居二、三位。

2.1.2 機(jī)電一體化開始逐步向集成化的方向發(fā)展

CIMS，即計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，它突破了原有制造業(yè)各部門之間的界限，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)制造企業(yè)生產(chǎn)準(zhǔn)備、產(chǎn)品開發(fā)、經(jīng)營(yíng)決策等各個(gè)環(huán)節(jié)的有效整合，在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的作用下，當(dāng)前的世界制造業(yè)開始逐步向集成化的方向發(fā)展。

2.1.3 激光技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

激光技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，將使光機(jī)電一體化成為機(jī)電一體化技術(shù)重要的發(fā)展方向。

2.1.4 微細(xì)加工技術(shù)發(fā)展迅速

當(dāng)前微機(jī)電技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，將帶動(dòng)微細(xì)加工技術(shù)的興起。

2.2 國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

2.2.1 數(shù)控技術(shù)方面

我國(guó)對(duì)數(shù)控技術(shù)的研究起始于1985年，經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，我國(guó)目前已經(jīng)基本掌握了數(shù)控技術(shù)的核心技術(shù)，相關(guān)的數(shù)控技術(shù)產(chǎn)品也越來(lái)越多的出現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)中。

2.2.2 工業(yè)機(jī)器人方面

我國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究開始于1986年，目前，已經(jīng)掌握了機(jī)器人的軟件編程、控制系統(tǒng)以及操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造等技術(shù)，并開發(fā)出了能夠進(jìn)行水下作業(yè)施工的多種工業(yè)機(jī)器人。

2.2.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面

經(jīng)過(guò)近些年的潛心研究，我國(guó)在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面已經(jīng)有了較快發(fā)展。其中，已經(jīng)在包括清華大學(xué)在內(nèi)的多數(shù)著名高校內(nèi)建成了國(guó)家CIMS技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、工程研究中心以及相關(guān)的CIMS培訓(xùn)中心。

3 機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展

3.1 智能化

智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品是指具有一定的邏輯思維、判斷推理和自主決策能力的機(jī)電一體化產(chǎn)品，由于可以智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)人類的智能進(jìn)行模擬，所以，一些智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品就可以替代人的部分腦力勞動(dòng)。

3.2 微型化

當(dāng)前微型化的機(jī)電一體化產(chǎn)品的幾何尺寸一般不會(huì)大于1cm3，而且微型化的機(jī)電一體化產(chǎn)品在不斷的向微米級(jí)和納米級(jí)的方向發(fā)展。目前，國(guó)外已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室中制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

3.3 模塊化

從各方面來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，這樣一來(lái)，企業(yè)就可以可利用標(biāo)準(zhǔn)的模塊化單元迅速開發(fā)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品，進(jìn)而將大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3.4 網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展促使其不斷朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。其中，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種機(jī)電一體化產(chǎn)品，如遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)等如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)出來(lái)。

3.5 綠色化

根據(jù)時(shí)代的發(fā)展需求，綠色化將成為機(jī)電一體化的必然發(fā)展趨勢(shì)，其目標(biāo)是在機(jī)電一體化產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中，要保證產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害最小，而獲得的資源利用率卻最高。

4 結(jié)論

機(jī)電一體化是很多學(xué)科相互發(fā)展和相互促進(jìn)的結(jié)果，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)所融合的技術(shù)將越來(lái)越廣泛，而以機(jī)械和微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)將成為機(jī)電一體化的必然發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)電一體化的發(fā)展前景非常廣闊。

參考文獻(xiàn)

[l]錢忠梅.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究[J]行業(yè)前沿，2010(5).

篇3

自電子技術(shù)一問(wèn)世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世,寫下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè);

2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來(lái)勃勃生機(jī);

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)

1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強(qiáng)的“柔性”,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時(shí)具有本身的“自律性”,可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯,智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外,其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定,但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物:當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí),生物便“死亡”,而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí),生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體,但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”,而生物的特點(diǎn)是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割?？磥?lái),機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨,但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

5.微型機(jī)電化——微型化。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù),在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí),就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”,機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。

? 四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢(shì)和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步;二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。

(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣,有難度

(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中,有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造;在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中,大約有15%需進(jìn)一步改造。

(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造;且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。

(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前,北京工業(yè)品設(shè)計(jì),CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國(guó)已超過(guò)85%;國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%);CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國(guó)CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出,“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%,中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%;到“九五”時(shí),按國(guó)務(wù)委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦,尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù),占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市,1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此,北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重,而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場(chǎng)占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種,每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種,更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要,影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

1993年,北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種,在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中:機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種,機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng);儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種,機(jī)電一體化產(chǎn)品210種,機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%;輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種,機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種,機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%;汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬(wàn)元,每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元,不是總成本的1%;與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn);與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。

3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重,且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問(wèn)題,有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題,但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機(jī)電一體化,開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整

、改革,而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí),可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液,帶來(lái)新的活力,把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái),實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。 另外,從市場(chǎng)需求的角度看,由于我國(guó)研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng),差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進(jìn)口量都比較大,因此亟需發(fā)展。

(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品,促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)

(1)大力采用模糊技術(shù),工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階

國(guó)內(nèi)外成功的范例表明,應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù),到2000年,對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢,其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。

(2)積極采用數(shù)控技術(shù),機(jī)床高備改造要達(dá)新水平

對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能,到1995年,北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上,到本世紀(jì)末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù),風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度

風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年,應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%;到本世紀(jì)末,北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍;采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。

(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD/CAM技術(shù),工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%,CAD的覆蓋率為11%,到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%,本世紀(jì)末,要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%。

2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)

(1)總體目標(biāo):到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種,2000年,應(yīng)不少于2000種,機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。

(2)單項(xiàng)目標(biāo):

篇4

自電子技術(shù)一問(wèn)世，電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開始了，只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路，尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后，“機(jī)電一體化”技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展，引起了人們的廣泛注意。

（一）“機(jī)電一體化”的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，寫下了“機(jī)電一體化”歷史的第一頁(yè)；

2.微電子技術(shù)為“機(jī)電一體化''帶來(lái)勃勃生機(jī)；

3.可編程序控制器、“電力電子”等的發(fā)展為“機(jī)電一體化”提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)；

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使“機(jī)電一體化”躍上新臺(tái)階。

二“機(jī)電一體化”發(fā)展趨勢(shì)

1.光機(jī)電一體化。一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化。未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)（工作）時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)（大腦）工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬 件（肌體）——軟件（大腦）一體，不可分割?？磥?lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)（整機(jī)）和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。

四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢(shì)和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

（一）北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣

（1）在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

（2）北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。

（3）北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。

（4）北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%（而美、日等國(guó)已超過(guò)85%；國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%）；CAD的覆蓋率才達(dá)到11%（而全國(guó)CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國(guó)務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板）。

（5）北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦，尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

（6）工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%.而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬(wàn)元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。

3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問(wèn)題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

（二）北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)

（1）大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階

國(guó)內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%.

（2）積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平

對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備（8420臺(tái)）的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。

（3）努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度

風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。

（4）優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%.

2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)

（1）總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%.

（2）單項(xiàng)目標(biāo)：

機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%.

汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%.

PLC的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國(guó)首位：“九五”北京要成為全國(guó)主要的PLC生產(chǎn)基地之一。

“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?！熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯：“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國(guó)模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來(lái)；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。

其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國(guó)第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭(zhēng)取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國(guó)領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來(lái)；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量……

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會(huì)形成一個(gè)銷售額超過(guò)200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷售額可超過(guò)150億元：“電力電子”的銷售額可超過(guò)20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過(guò)15億元；汽車電子化、自動(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過(guò)25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。

五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

（一）加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局（總公司）也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車！

（二）強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過(guò)其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……

（三）優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過(guò)宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。

在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。

（四）突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”

機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍 ，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子（計(jì)算機(jī)）裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來(lái)的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。

我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：

抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；

抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；

篇5

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)械制造；技術(shù)探討

中圖分類號(hào)：TD402文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言：在機(jī)械工程當(dāng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)是指機(jī)械設(shè)計(jì)人員按照機(jī)械原理對(duì)機(jī)器的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、能力以及力的傳遞方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)不同的零部件進(jìn)行組織構(gòu)思。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以對(duì)制造的需要進(jìn)行滿足，以此為依據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)方案。

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的背景

就在1969年美國(guó)的《機(jī)械設(shè)計(jì)概論》雜志主刊上已登載了機(jī)電一體化這一概念。隨后，機(jī)電一體化進(jìn)行了持續(xù)的拓展。英國(guó)機(jī)械制造工程師會(huì)所在1986年為現(xiàn)代化機(jī)械論述了這樣的定義：現(xiàn)代化機(jī)械是“根據(jù)計(jì)算機(jī)訊息網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的，用以實(shí)現(xiàn)包含機(jī)械動(dòng)力、運(yùn)轉(zhuǎn)和能量流動(dòng)等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)械或機(jī)電零部件互相聯(lián)系的體系”。它和前面所提到的機(jī)電一體化是相同的，所以能說(shuō)現(xiàn)代化機(jī)械自然是指機(jī)電一體化體系。20世紀(jì)80年代國(guó)際機(jī)械和單位理念聯(lián)合協(xié)會(huì)進(jìn)行了如下的定義：機(jī)電一體化是精密機(jī)械系統(tǒng)、電子調(diào)控和體系思想在機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造流程中的協(xié)作融合。所以又能說(shuō)機(jī)電一體化根本上是在機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造與其自動(dòng)化基礎(chǔ)上的拓展。把以往的機(jī)械設(shè)計(jì)制造與現(xiàn)代的機(jī)械自動(dòng)化實(shí)施了對(duì)比，顯示出具有自動(dòng)化的特性是現(xiàn)代化機(jī)械和以往的機(jī)械在性能上的根本區(qū)別。機(jī)械自動(dòng)化在所有行業(yè)的運(yùn)用和拓展，表現(xiàn)出機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)和功效。就是功能多樣化、高效率節(jié)奏、高度可信率、節(jié)約材料、節(jié)約資源，持續(xù)完善人們生產(chǎn)生活的多元化需要。

2、 機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)分析

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的初期計(jì)劃設(shè)計(jì)分析

機(jī)械設(shè)計(jì)要進(jìn)行初期的計(jì)劃設(shè)計(jì)，其在工作方面和計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)需求析比較類似，在設(shè)計(jì)之前要對(duì)機(jī)器設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行調(diào)查和分析，在分析要求的過(guò)程中，對(duì)機(jī)器應(yīng)該具備的功能也要進(jìn)行掌握。以此作為機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，然后在設(shè)計(jì)以及制造過(guò)程中要對(duì)相應(yīng)的約束條件進(jìn)行規(guī)定。

2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案分析

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，方案設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的部分，方案也是設(shè)計(jì)的靈魂，其決定著設(shè)計(jì)的成敗。在設(shè)計(jì)階段，會(huì)遇到很多的問(wèn)題，主要要面對(duì)的問(wèn)題就是實(shí)際和理論之間的矛盾。方案設(shè)計(jì)不僅僅要符合機(jī)器本身的性能，同時(shí)，在功能方面也要進(jìn)

行滿足。在方案設(shè)計(jì)方面，對(duì)檢驗(yàn)人員對(duì)機(jī)器開發(fā)、認(rèn)識(shí)以及創(chuàng)新方面都要進(jìn)行重視。在設(shè)計(jì)階段，主要的步驟可以簡(jiǎn)單概括為對(duì)工作原理進(jìn)行定義、對(duì)機(jī)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定、對(duì)機(jī)器運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)、對(duì)零部件的選取與設(shè)計(jì)進(jìn)行判斷、對(duì)制圖進(jìn)行設(shè)計(jì)以及對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)查。

2.3 機(jī)械設(shè)計(jì)的主要技術(shù)設(shè)計(jì)分析

機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)技術(shù)層面的要求最為嚴(yán)格，在這個(gè)階段要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行校對(duì)，同時(shí)，要對(duì)圖紙進(jìn)行計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)總圖和部分草圖要進(jìn)行對(duì)比和核對(duì)分析。在機(jī)械設(shè)計(jì)方面對(duì)每個(gè)部分都要進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行非常嚴(yán)格的核對(duì)，不能出現(xiàn)疏漏的情況，同時(shí)，在校對(duì)方面也要保證質(zhì)量。對(duì)要進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的機(jī)械，在設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)行定型設(shè)計(jì)。

2.4 機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

2.4.1 針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)

現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)提出了更高的要求，因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，在技術(shù)層面一定要不斷的進(jìn)行改善。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)要更加具有智能化特點(diǎn)，主要的方式就是利用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件和虛擬的設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行虛擬化，同時(shí)，利用多媒體技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬演示，以達(dá)到更好的設(shè)計(jì)效果。在機(jī)械設(shè)計(jì)方面要更加的系統(tǒng)化，機(jī)械設(shè)計(jì)

中包含著很多的部件，這些部件要有機(jī)的結(jié)合在一起才能形成整體的設(shè)計(jì)，同時(shí)，要具有一定的層次性，在經(jīng)過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以后才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)。最后是要具有模塊化特點(diǎn)，這種理念在設(shè)計(jì)方面比較簡(jiǎn)單，但是，要保證機(jī)械設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)模塊組合，在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)要具有特性，要根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品特性來(lái)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中要利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)

行構(gòu)建，同時(shí)，進(jìn)行必要的推理，最終形成方案設(shè)計(jì)。

2.4.2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展與前景分析

機(jī)械產(chǎn)品在性能方面要更加的優(yōu)良，因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中要以提高產(chǎn)品的性能為目標(biāo)，其中機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)良性主要體現(xiàn)在可靠性技術(shù)以及控制技術(shù)方面。機(jī)械設(shè)計(jì)要更加適合市場(chǎng)發(fā)展，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能夠獲得發(fā)展空間，產(chǎn)品在形成以后要能夠在市場(chǎng)中進(jìn)行拓展。同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)環(huán)境不斷變化的情況下，要不斷開發(fā)新技術(shù)，這樣能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)方面應(yīng)用新技術(shù)。新技術(shù)要具備一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在技術(shù)方面的創(chuàng)新，成本方面的降低，智能化設(shè)計(jì)等。應(yīng)用新技術(shù)來(lái)提高機(jī)械設(shè)計(jì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，對(duì)企業(yè)未來(lái)在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，節(jié)能環(huán)保理念也要進(jìn)行體現(xiàn)，近年來(lái)，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，綠色設(shè)計(jì)成為了主要發(fā)展方向。機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品以智能化和綠色化為基礎(chǔ)，在對(duì)能源進(jìn)行利用時(shí)，能夠利用機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源的利用最大化，對(duì)實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用更加有幫助。

3、機(jī)械制造的技術(shù)分析

3.1 機(jī)械制造技術(shù)的特點(diǎn)分析

機(jī)械制造技術(shù)要符合當(dāng)代技術(shù)發(fā)展要求，在機(jī)械設(shè)計(jì)方面要更加具備當(dāng)代的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品需求的情況，雖然其在制造技術(shù)方面在不斷的更新，同時(shí)，使用的設(shè)備也在不斷的更換，但是，在原有基礎(chǔ)上要不斷的更新技術(shù)，對(duì)技術(shù)進(jìn)行利用，作為其發(fā)展的基礎(chǔ)。

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械制造技術(shù)要做到能夠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)各方面都提出了新的要求，近年來(lái)，工業(yè)發(fā)展速度非常快，而且在不斷的融入新的技術(shù)體系。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息技術(shù)進(jìn)行了很好的融合，為了更好的提高生產(chǎn)效率，應(yīng)該對(duì)機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)行革新。提高生產(chǎn)效率滿足客戶的需要，能夠提高市場(chǎng)占有率。機(jī)械制造技術(shù)在技術(shù)范圍上要進(jìn)行擴(kuò)大，同時(shí)，在生產(chǎn)加工方面要不斷的發(fā)展。

3.2我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀以及發(fā)展方向分析

機(jī)械制造的管理。計(jì)算機(jī)管理制度對(duì)于機(jī)械制造業(yè)而言，是一種未來(lái)發(fā)展的方向。組織體制與生產(chǎn)模式的更新發(fā)展，營(yíng)造出最新的 JIT、AM、LP 以及 CE 等管理理念。在我國(guó)，這種管理機(jī)制還是比較匱乏的，只有很少的機(jī)械制造企業(yè)進(jìn)行這樣的管理。因此，我國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)械制造的管理機(jī)制。機(jī)械制造的設(shè)計(jì)。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都會(huì)采用設(shè)計(jì)方法，并且不斷更新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。尤其是計(jì)算機(jī)輔助軟件的應(yīng)用-CAD 技術(shù)的應(yīng)用，讓更多企業(yè)開始了無(wú)圖紙的機(jī)械制造。然而，在我國(guó)，則缺乏這種計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，或者是這樣的技術(shù)應(yīng)用并不廣泛。因此，在這一技術(shù)層面上，我國(guó)需要努力與發(fā)展。機(jī)械制造的工藝分析。機(jī)械制造以高精度、高精細(xì)加工作為其發(fā)展的趨勢(shì)。最新的技術(shù)，如微型加工、納米加工技術(shù)、激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)等等。這些技術(shù)都屬于高端的加工技術(shù)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這些技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于現(xiàn)代化機(jī)械自動(dòng)化在設(shè)計(jì)和制造上具備多功能性、高品質(zhì)、高可信率、低能源消耗的優(yōu)勢(shì)，因此機(jī)械設(shè)計(jì)與制造都是環(huán)繞機(jī)械自動(dòng)化來(lái)施行的。機(jī)電一體化的拓展就是機(jī)械自動(dòng)化的拓展。所有設(shè)計(jì)師必需清楚地意識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)制造唯有朝機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)制造的前景拓展，才可能是機(jī)械工業(yè)拓展中獨(dú)辟蹊徑的出路。

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篇6

關(guān)鍵詞：探究；機(jī)械制造；自動(dòng)化發(fā)展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.239

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù)也已經(jīng)逐步向自動(dòng)化方向發(fā)展，機(jī)械制造自動(dòng)化相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)，有著高效、節(jié)能、功能多樣、高質(zhì)量產(chǎn)品等諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠更好的滿足當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展的需求。機(jī)械制造自動(dòng)化是將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造中，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)編程等技術(shù)對(duì)機(jī)械制造進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。自動(dòng)化是在沒(méi)有人操作的情況下自動(dòng)進(jìn)行的，受到了越來(lái)越多人的喜愛與廣泛使用。

1 機(jī)械制造與自動(dòng)化控制

自動(dòng)化控制是指沒(méi)有人為因素干擾的情況下，通過(guò)設(shè)定程序，從而自動(dòng)完成相應(yīng)的工作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。機(jī)械制造過(guò)程中使用自動(dòng)化技術(shù)，可以很大的提高資源的利用效率，確保機(jī)械制造的質(zhì)量和安全，同時(shí)由于自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的集中管理與控制，所以管理時(shí)間大大縮小，管理效率大大提高。自動(dòng)化實(shí)際上是借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以把機(jī)械制造統(tǒng)一聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)總的網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)資源共享，十分有利于查找原因以及解決問(wèn)題。

2 機(jī)械制造與自動(dòng)化的特點(diǎn)

（1）高效性。機(jī)械制造自動(dòng)化與傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)相比，最大的優(yōu)勢(shì)就在于自動(dòng)化技術(shù)的加入，它能夠把計(jì)算機(jī)電子技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等技術(shù)交疊在一起，從而使得機(jī)械制造更加的智能化和高效化，促進(jìn)機(jī)械制造的進(jìn)步。

（2）高質(zhì)量。機(jī)械制造自動(dòng)化使得功能更加豐富完善，還可以確保產(chǎn)品的質(zhì)量，一旦機(jī)械制造自動(dòng)化的質(zhì)量得到保障，就可以很好的確保人們安全，滿足人們對(duì)于機(jī)械制造的要求標(biāo)準(zhǔn)。

（3）不斷優(yōu)化。機(jī)械制造過(guò)程中引入自動(dòng)化技術(shù)可以使得機(jī)械制造的產(chǎn)品得到不斷優(yōu)化，產(chǎn)品功能更加完善，產(chǎn)品質(zhì)量得到更好的保障。機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)更加的成熟，滿足不同需求，受到越來(lái)越多人的喜愛和應(yīng)用。

3 機(jī)械制造與自動(dòng)化的應(yīng)用意義及其作用

3.1 自動(dòng)化技術(shù)能夠很好的提高機(jī)械制造的生產(chǎn)能力和質(zhì)量

機(jī)械制造過(guò)程中引入自動(dòng)化技術(shù)能夠很好的提高機(jī)械制造的生產(chǎn)能力和質(zhì)量，由于機(jī)械制造自動(dòng)化產(chǎn)品大部分就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)處理功能，為此，通過(guò)這些自動(dòng)化產(chǎn)品可以很好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的精確控制，從而保證機(jī)械制造不受外界因素的干擾，從而實(shí)現(xiàn)精確控制，保證工作質(zhì)量。除此以外，由于機(jī)械制造自動(dòng)化可以通過(guò)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)整來(lái)滿足人們對(duì)于不同產(chǎn)品的需求，為此，可以很好的適合于多種類產(chǎn)品的生產(chǎn)，能夠大大縮短生產(chǎn)周期，滿足人們需求。

3.2 機(jī)械制造與自動(dòng)化控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械制造的全方位監(jiān)控

傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)需要人來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控，既費(fèi)事又費(fèi)力，效率也不是很高，如果引入自動(dòng)化技術(shù)就可以解決這種問(wèn)題，因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)本身就比較省時(shí)省力，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)對(duì)機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控，這樣有利于及時(shí)的找出問(wèn)題所在，從而及時(shí)的進(jìn)行解決。由于機(jī)械制造自動(dòng)化具有實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能，為此，能夠提前監(jiān)控到危險(xiǎn)情況，最大程度的減少人員損失以及設(shè)備的損壞，確保機(jī)械制造的安全高效進(jìn)行。

4 機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用前景分析

4.1 結(jié)合實(shí)際發(fā)展機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)

機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該與實(shí)際相結(jié)合，應(yīng)該以企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展技術(shù)為導(dǎo)向來(lái)發(fā)展，以便給企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)整個(gè)工藝流程都具有一定的操控規(guī)范和要求，它們直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，為此，一定要確保加工的穩(wěn)定性，確保機(jī)械制造自動(dòng)化能夠良好進(jìn)行。在實(shí)際生產(chǎn)加工中，也已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，具有良好的發(fā)展前景。

4.2 機(jī)械制造自動(dòng)化用于調(diào)試與維修

機(jī)械制造與自動(dòng)化還十分方便調(diào)試與維修，因?yàn)樗軌蚋鶕?jù)用戶的不同需求進(jìn)行不同的設(shè)定，從而確保機(jī)械制造的高效性、安全性和精確性?，F(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)該不斷的進(jìn)行完善，不斷研制全新的自動(dòng)化技術(shù)，從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行推廣和應(yīng)用，只有這樣，才能在解決實(shí)際問(wèn)題的基礎(chǔ)上給社會(huì)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 機(jī)械制造自動(dòng)化要不斷的完善基礎(chǔ)理論研究

現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)在不斷的發(fā)展，機(jī)械制造自動(dòng)化應(yīng)該不斷的完善理論研究，要從電子學(xué)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面廣泛進(jìn)行深入研究，以便能夠研制出高效、安全、可靠的自動(dòng)化技術(shù)，滿足更多方面技術(shù)的需求。發(fā)展機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)就是要扎扎實(shí)實(shí)的做好基礎(chǔ)工作和實(shí)際推廣應(yīng)用工作，以便自動(dòng)化技術(shù)能夠更好的用于解決實(shí)際問(wèn)題，幫助到更多的人們。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)機(jī)械制造與自動(dòng)化的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用意義、應(yīng)用現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景出發(fā)進(jìn)行了分析，得出了：在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，自動(dòng)化技術(shù)的引入可以大大提高資源利用率，解放人力，提高效率。機(jī)械制造自動(dòng)化也可以逐漸向著機(jī)電一體化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，為此，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)一定要充分結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況發(fā)展機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)投資少、效益高的自動(dòng)化技術(shù)，從而滿足社會(huì)的發(fā)展。

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篇7

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；機(jī)械加工；現(xiàn)狀分析

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

近年來(lái)，我國(guó)的機(jī)械工業(yè)在不斷地發(fā)展，機(jī)械加工技術(shù)也得到相當(dāng)大的改善。數(shù)控技術(shù)能夠促進(jìn)機(jī)械加工技術(shù)的改革，提高機(jī)械加工的質(zhì)量和加工效率。除此之外，數(shù)控技術(shù)也在不同領(lǐng)域被廣泛使用，有助于加強(qiáng)加工技術(shù)的管理與控制。

1.數(shù)控技術(shù)的含義

數(shù)控技術(shù)的具體含義可分為宏觀和微觀兩個(gè)方面。就宏觀角度而言，數(shù)控技術(shù)是指運(yùn)用數(shù)字控制技術(shù)提高機(jī)械加工的效率和精準(zhǔn)性，使機(jī)械加工技術(shù)更好地發(fā)展；就微觀角度而言，數(shù)控技術(shù)是指將傳統(tǒng)技術(shù)與自身特有的技術(shù)相結(jié)合，換而言之，將網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、光電技術(shù)等與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合，采用數(shù)字控制技術(shù)，保障機(jī)械加工的質(zhì)量，在工作方式和機(jī)械加工概念進(jìn)行改革，使機(jī)械加工精度和效率更高?？傊?，數(shù)控加工技術(shù)在企業(yè)中扮演著重要的角色，有助于提高加工的效率和質(zhì)量。

2.數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用情況

制造業(yè)是每個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支柱，能夠反映一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的實(shí)力狀況。世界各國(guó)為了提高綜合國(guó)力，加強(qiáng)研發(fā)各項(xiàng)技術(shù)，以促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。在我國(guó)，數(shù)控加工技術(shù)已運(yùn)用到機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。在科技全球化的過(guò)程中，數(shù)控技術(shù)的引用能夠促進(jìn)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，為機(jī)械加工制造業(yè)的改革提供技術(shù)保障。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷引進(jìn)和發(fā)展，不同的領(lǐng)域的人員都能較好地利用數(shù)控加工技術(shù)改善自己的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，促進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，特別是與國(guó)計(jì)民生相關(guān)的領(lǐng)域。近年來(lái)，數(shù)控技術(shù)是人們一直關(guān)注的重點(diǎn)，對(duì)數(shù)控技術(shù)的研究和探討已經(jīng)達(dá)到白熱化狀態(tài)。

2.1數(shù)控技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的運(yùn)用

工業(yè)機(jī)器人是指能夠模仿人類的動(dòng)作，在輸入編程后可以自動(dòng)按照要求完成基本動(dòng)作的自動(dòng)化設(shè)備。比如按照預(yù)定的運(yùn)動(dòng)方案完成物件搬運(yùn)或抓取。在生產(chǎn)過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人可以提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)質(zhì)量，并能夠減少人工勞動(dòng)力，工業(yè)機(jī)器人本質(zhì)上依然是工業(yè)設(shè)備，不僅可以代替人類完成簡(jiǎn)單的工作，而且能夠在人類無(wú)法工作的太空環(huán)境或深水環(huán)境中完成任務(wù)。

2.2數(shù)控技術(shù)在機(jī)床中的運(yùn)用

數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床的機(jī)電一體化，將原有的生產(chǎn)技術(shù)與機(jī)電一體化加工技術(shù)相結(jié)合， 即數(shù)控機(jī)床，主要包括車床主體系統(tǒng)、數(shù)字控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。車床主體系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成機(jī)械加工過(guò)程中的切削工作，與傳統(tǒng)機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有更好的穩(wěn)定性和抗振性，能夠更好地適應(yīng)生產(chǎn)工藝。數(shù)字控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算部分，由數(shù)據(jù)處理器、控制器、輸入輸出設(shè)備等部分構(gòu)成，能夠自動(dòng)處理分析故障。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控技術(shù)的核心，能夠快速地自動(dòng)侍候服務(wù)。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)控制，具有較好地系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制精確性。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，數(shù)控機(jī)床的能高效、高質(zhì)的完成機(jī)加工，有效地保障了產(chǎn)品的質(zhì)量，并且為企業(yè)創(chuàng)造更高的效益。

2.3數(shù)控技術(shù)在汽車制造業(yè)中的運(yùn)用

數(shù)控技術(shù)是促進(jìn)汽車制造業(yè)發(fā)展的重要保障，有利于完善汽車零件加工技術(shù)。利用數(shù)控技術(shù)的虛擬技術(shù)、柔性技術(shù)與集成技術(shù)能夠完成復(fù)雜的汽車零件加工技術(shù)，提高生產(chǎn)效率。數(shù)控技術(shù)在汽車制造業(yè)的運(yùn)用主要是指利用高速的加工機(jī)床和高速的汽車零件加工技術(shù)，提高汽車零件生產(chǎn)率，保障汽車的機(jī)械加工質(zhì)量，從而使企業(yè)獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

3.數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)

3.1網(wǎng)絡(luò)化、開放化、智能化的數(shù)控技術(shù)

隨著科技技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)就是以智能化、開發(fā)化和網(wǎng)絡(luò)化為中心，全面改善數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的運(yùn)用狀況。智能化是指數(shù)控技術(shù)具有智能系統(tǒng)，在多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，包括前饋控制、識(shí)別負(fù)載、編寫程序等。另外，智能化數(shù)控能夠?qū)C(jī)械加工進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)也能夠提高驅(qū)動(dòng)能力。開放化是指數(shù)控技術(shù)向各個(gè)產(chǎn)業(yè)開放，使每個(gè)產(chǎn)業(yè)能夠在必要時(shí)使用到數(shù)控技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，增加社會(huì)效益。網(wǎng)絡(luò)化是指利用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)控制數(shù)控系統(tǒng)，提高數(shù)控技術(shù)的準(zhǔn)確性。

3.2高速、高精準(zhǔn)的數(shù)控技術(shù)

質(zhì)量、效率是數(shù)控技術(shù)的主體，數(shù)控技術(shù)需在機(jī)械加工中做到高速、精準(zhǔn)。除此之外，高速、高精準(zhǔn)的數(shù)控技術(shù)能夠縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，從而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為了能夠使數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中更好運(yùn)用，數(shù)控技術(shù)的裝備一直處于改進(jìn)狀態(tài)。

4.對(duì)數(shù)控技術(shù)的戰(zhàn)略思考

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展必須以市場(chǎng)需求作為導(dǎo)向，促進(jìn)整個(gè)數(shù)控業(yè)的發(fā)展。改善數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵是解決數(shù)控部件的生產(chǎn)規(guī)模和可靠性的問(wèn)題。只有擴(kuò)大規(guī)模才能提高產(chǎn)品的可靠性，只有擴(kuò)大規(guī)模才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的時(shí)代生產(chǎn)出高質(zhì)量低價(jià)格的產(chǎn)品，只有擴(kuò)大規(guī)模才能使數(shù)控裝備得到更好的發(fā)展。

4.1思考戰(zhàn)略

數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需考慮的首要因素是國(guó)家的安全性，具體可分為國(guó)防安全和社會(huì)安全兩個(gè)方面。首先，從國(guó)防安全方面來(lái)看，大多數(shù)西方國(guó)家主要生產(chǎn)高精尖的國(guó)防產(chǎn)品，并且將其作為戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)采取禁運(yùn)和限制措施。發(fā)展數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)，提高機(jī)械加工水平，制造高精尖的國(guó)防產(chǎn)品，才能保證國(guó)防安全，其次，從社會(huì)安全方面來(lái)看，機(jī)械加工業(yè)能夠提供眾多的就業(yè)機(jī)會(huì)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展更能夠改善人民生活質(zhì)量，提高生活水平，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

4.2發(fā)展策略的制定

數(shù)控技術(shù)的改革應(yīng)該以我國(guó)的基本國(guó)情作為出發(fā)點(diǎn)，將提高我國(guó)機(jī)械加工水平和產(chǎn)業(yè)化水平作為目標(biāo)，將市場(chǎng)需求作為發(fā)展導(dǎo)向，運(yùn)用系統(tǒng)性的方法進(jìn)行發(fā)展。在研究?jī)?nèi)容上，選用21世紀(jì)初的核心發(fā)展技術(shù)和支撐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工業(yè)的跨越式發(fā)展。在裝備研發(fā)上，要生產(chǎn)高精尖的裝備，按照國(guó)家意志，解決國(guó)家的當(dāng)務(wù)之急，強(qiáng)調(diào)技術(shù)的研發(fā)與用戶的狀況時(shí)刻緊密結(jié)合。在技術(shù)方面，要注重創(chuàng)新，自主研發(fā)具有獨(dú)特性的產(chǎn)品和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控業(yè)、裝備制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的重要性

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用，有效地促進(jìn)了機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)是高新技術(shù)發(fā)展的重要支柱。數(shù)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高新技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化，將研發(fā)成果從理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際產(chǎn)品，為市場(chǎng)和高新技術(shù)之間建立了橋梁，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。除此之外，數(shù)控技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)能夠使國(guó)防設(shè)備向先進(jìn)化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的制造國(guó)防設(shè)備技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，而數(shù)控加工技術(shù)能夠解決這一弊端，實(shí)現(xiàn)國(guó)防設(shè)備的高效批量化生產(chǎn)。數(shù)控技術(shù)不僅能提高國(guó)防設(shè)備的質(zhì)量，更能增加國(guó)防裝備的威力，改善性能。

結(jié)束語(yǔ)：

數(shù)控技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)機(jī)械加工方法的弊端，在機(jī)械加工行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用。數(shù)控技術(shù)具有高效性、準(zhǔn)確性、智能性等特點(diǎn)，減少機(jī)械加工過(guò)程中的失誤，能夠促進(jìn)機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)具有數(shù)字化功能，能夠?qū)崟r(shí)控制加工制造的過(guò)程，使機(jī)械加工設(shè)備更加規(guī)范化和系統(tǒng)化。

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篇8

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；快遞；導(dǎo)航

1 無(wú)人機(jī)簡(jiǎn)述

1.1 基本概述

無(wú)人機(jī)（UAV），也叫空中機(jī)器人。它通過(guò)機(jī)身傳感器獲得飛機(jī)飛行狀況，并且在自動(dòng)或半自動(dòng)的飛控系統(tǒng)控制飛行任務(wù)。其具有價(jià)格低廉和替代人操作而省時(shí)省力的功能，在現(xiàn)代社會(huì)得到了廣泛推廣。廣泛的需求、極高的效率和電子、新能源以及軟件技術(shù)的快速發(fā)展，促使無(wú)人機(jī)在飛控與通信導(dǎo)航技術(shù)方面獲得長(zhǎng)足進(jìn)步，先進(jìn)的機(jī)載設(shè)備大大擴(kuò)展了無(wú)人機(jī)的使用范圍。隨著技術(shù)和市場(chǎng)的日趨完善，以及其具有輕量化、便攜式、造價(jià)低等特點(diǎn)小型無(wú)人機(jī)在近年其在交通運(yùn)輸以及城市中“最后兩公里”的快遞運(yùn)送中發(fā)揮著重要作用。

1.2 無(wú)人機(jī)分類

無(wú)人機(jī)根據(jù)其機(jī)翼可分為固定翼無(wú)人機(jī)與旋翼無(wú)人機(jī)、傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)；按其翼展和航程可分為大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)；旋翼無(wú)人機(jī)可分為單旋翼、三旋翼、四翼無(wú)人機(jī)、六翼無(wú)人機(jī)等；按其飛行高度可分為超低空無(wú)人機(jī)（0～100m），低空無(wú)人機(jī)（100～1000m），中空無(wú)人機(jī)（1000～7000m），高空無(wú)人機(jī)（7000～18000m）。

1.3 無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)主要用于軍事領(lǐng)域的偵查、攻擊等，但是近年來(lái)無(wú)人機(jī)也被廣泛應(yīng)用于民間，尤其是多旋翼無(wú)人機(jī)由于其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、噪音小、便于起降等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的用于電線架設(shè)、噴灑農(nóng)藥、影視拍攝等方面。

2 無(wú)人機(jī)投放快遞優(yōu)勢(shì)與前景分析

2.1 無(wú)人機(jī)投送快遞的優(yōu)勢(shì)

（1）快速：無(wú)人機(jī)投送最大的優(yōu)勢(shì)就是快速。當(dāng)今中國(guó)城市發(fā)展迅速且協(xié)調(diào)性較差，再加上汽車走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，造成嚴(yán)重的城市擁堵，尤其在早晚高峰外賣快遞等更多時(shí)候被堵在擁擠的道路上，而城市上空的空間卻未被有效利用，例如送快遞、送快餐等可以在空中進(jìn)行，不用占用城市道路。

（2）價(jià)格低廉：有人或許擔(dān)心無(wú)人機(jī)投送這種高科技裝備其運(yùn)送成本過(guò)高的問(wèn)題，一般人是否用得起。所使用進(jìn)行投送的無(wú)人機(jī)其主要能源為電力，其運(yùn)輸成本大概在兩毛至三毛五分錢，按其任務(wù)半徑為十公里計(jì)算其運(yùn)送一個(gè)件大概為兩塊至三塊五毛錢。相對(duì)于越來(lái)越高的運(yùn)輸稱成本其優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。

（3）方便：無(wú)人機(jī)投送快遞不會(huì)受到地形的限制，效率極高尤其對(duì)于復(fù)雜地形條件其優(yōu)勢(shì)明顯

2.2 無(wú)人機(jī)投放快遞前景

2015年我國(guó)快遞業(yè)務(wù)量超過(guò)了200億，居全球首位，有相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)未來(lái)我國(guó)每天的快遞單數(shù)將達(dá)3億個(gè)，在農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)有時(shí)快遞員開著車可能只是為了送一個(gè)包裹，這種普通的快遞派送方式浪費(fèi)資源效率低下，同時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快遞行業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本也將節(jié)節(jié)攀升，此時(shí)需要技術(shù)來(lái)解決運(yùn)營(yíng)陳本問(wèn)題。與此同時(shí)，隨著科技的進(jìn)步我國(guó)也出現(xiàn)了許多著名的無(wú)人機(jī)生產(chǎn)廠商，無(wú)人機(jī)也逐漸運(yùn)用到了生活中的各個(gè)領(lǐng)域。若將無(wú)人機(jī)與中國(guó)的快遞行業(yè)相結(jié)合其前景無(wú)不可限量。

3 無(wú)人機(jī)載重的探討

3.1 用于投送快遞的無(wú)人機(jī)類型

用于進(jìn)行快遞投送的無(wú)人機(jī)因在城市中穿梭起降，需采用旋翼式無(wú)人機(jī)。一般單旋翼無(wú)人電能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能效率較高，但穩(wěn)定性較差；而旋翼越多的無(wú)人機(jī)效率較低，具體機(jī)型結(jié)合具體情況確定。其中在各行各業(yè)四旋翼無(wú)人機(jī)使用較為廣泛，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）旋翼尺寸小，且不需要?？诘姆磁ぞ鬲?jiǎng)，飛行安全性高，特別適合在近地面環(huán)境中；（2）巧結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)力裝置效率高，有效載荷大；（3）結(jié)構(gòu)對(duì)稱，制造和控制簡(jiǎn)單，拆卸方便，易于維護(hù)，成本低，安全性好；（4）四旋翼飛行器的設(shè)計(jì)和研制是集諸多衣術(shù)成果于一體的綜合科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)力與能源、控制與導(dǎo)航、通信技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)和傳感器技術(shù)等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，因此可作為一個(gè)優(yōu)秀的交叉學(xué)科科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[2]。

3.2 旋翼無(wú)人機(jī)的飛行原理

用于快遞投放的無(wú)人機(jī)為旋翼無(wú)人機(jī)，其飛行原理與直升機(jī)相同，為了能夠模擬槳葉的繞流，葉素理論將槳葉劃分為有限個(gè)微小段（稱為葉素），然后計(jì)算每一個(gè)葉素上的氣動(dòng)力，最后沿徑向求和得到槳葉上的總氣動(dòng)力[1]。電機(jī)通電帶動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生向上的升力，當(dāng)升力大于整套無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重力時(shí)，無(wú)人機(jī)加速上升，兩者相同時(shí)無(wú)人機(jī)懸停或者勻速飛行，升力小于無(wú)人機(jī)重力時(shí)無(wú)人機(jī)下降。改變旋翼的姿態(tài)來(lái)調(diào)整飛行動(dòng)作，比如轉(zhuǎn)彎等。

3.3 無(wú)人機(jī)載荷

一個(gè)普通包裹一般在10公斤以內(nèi)，可滿足基本的包裹需求。無(wú)人機(jī)的起飛重量時(shí)無(wú)人機(jī)能否被用于派送的關(guān)鍵。無(wú)人機(jī)的起飛重量減去無(wú)人機(jī)自身各個(gè)零部件的重量，就得出了無(wú)人機(jī)的載貨量。無(wú)人機(jī)的輸出功率和旋翼的大小決定了起飛重量的大小，表中給出的是江斌[3]，吳江等[4]設(shè)計(jì)試驗(yàn)四旋翼無(wú)人機(jī)的單個(gè)旋翼設(shè)計(jì)參數(shù)。

由表1中數(shù)據(jù)，當(dāng)某快遞質(zhì)量較小時(shí)可選用功率與旋翼較小的無(wú)人機(jī)，在滿足要求的情況下，盡量減小能耗。當(dāng)選用兩對(duì)9英寸正反槳時(shí)、功率為60w時(shí)總升力達(dá)1600g，載重達(dá)800g，可滿足小件的派送，當(dāng)選用29英寸×9.5英寸、輸出功率為2840w時(shí)旋翼的總升力為38010g，空機(jī)重量為13670g，其載重可達(dá)24340g可滿足絕大多數(shù)快遞重量要求。

4 無(wú)人機(jī)投送快遞信息技術(shù)預(yù)想

未來(lái)可以成立一個(gè)類似于阿里巴巴的獨(dú)立于買家與賣家的第三方機(jī)構(gòu)，為賣家提供無(wú)人機(jī)送貨以及各種相關(guān)的信息化服務(wù)，賣家可以購(gòu)買或者租賃我方的無(wú)人機(jī)，由商家接單，將買家的地址信息發(fā)送過(guò)來(lái)，由我方錄入系統(tǒng)，傳送至飛行控制板，然后無(wú)人機(jī)起飛在賣家載貨后飛往買家，買家在線簽收，返回執(zhí)行下此任務(wù)或返回基站降落于自動(dòng)化的傳送帶送至檢修中心進(jìn)行檢修對(duì)電池進(jìn)行充電，準(zhǔn)備下次任務(wù)。

5 無(wú)人機(jī)投放系統(tǒng)的基本組成情況討論

無(wú)人機(jī)投放系統(tǒng)其主要包括自動(dòng)化的地面基站、無(wú)人機(jī)和用戶組成。

5.1 地面基站控制中心

地面控制中心是整套系統(tǒng)的大腦，不斷的接收來(lái)自整個(gè)城市的客戶信息，并進(jìn)行分類匯總，它相當(dāng)于現(xiàn)代鐵路網(wǎng)中的火車站，民航客機(jī)的控制塔臺(tái)和航天指揮中心等。各架無(wú)人機(jī)的各種飛行參數(shù)包括所載的經(jīng)度、維度、高度、距離指揮中心的距離、電池剩余電量、本次任務(wù)的目的地是否給此無(wú)人機(jī)下次安排任務(wù)等各種信息均儲(chǔ)存于地面基站。

5.2 無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)系統(tǒng)包括：能源系統(tǒng)、引擎、旋翼、GPS信號(hào)接收模塊、超聲波測(cè)距模塊、飛行控制主板、貨箱等。

能源系統(tǒng)：為了減輕無(wú)人機(jī)把自身的重量，可以采用鋰聚合物電池。其能源系統(tǒng)可分為兩部分，一是較高電壓（根據(jù)其載重選擇電源的電壓）為引擎提供電源可以為一整塊大容量電池也可以為若干塊電源的串聯(lián)。二是電壓較低的電源為電調(diào)系統(tǒng)、飛行控制板等定位裝置，超聲波測(cè)距裝置提供直流工作電源。

引擎：引擎為無(wú)人機(jī)的心臟，選擇時(shí)既要考慮引擎與能源的匹配還要考慮引擎的功率與自身的重量，可以選擇無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)是集交流電機(jī)和直流電機(jī)優(yōu)點(diǎn)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無(wú)刷直流電機(jī)以其出力大、效率高、體積小和可靠性高等顯著優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航模和無(wú)人機(jī)領(lǐng)域[5]。

旋翼：無(wú)人機(jī)在加速上升階段或載重較大時(shí)旋翼轉(zhuǎn)速較大，旋翼在飛行時(shí)轉(zhuǎn)速可達(dá)近萬(wàn)轉(zhuǎn)/分，需要承受較大的彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力。而碳纖維復(fù)合材料在這方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)[6]，其具有形變小、阻力小、重量較輕的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)需注意無(wú)人機(jī)飛行時(shí)由于旋翼轉(zhuǎn)速較高，機(jī)翼的些微的不平衡將會(huì)造成機(jī)身的劇烈震動(dòng)影響飛行安全。所以必須保證旋翼的各個(gè)扇片面積，厚度質(zhì)量等完全相等。當(dāng)檢測(cè)出某個(gè)扇片重量較輕時(shí)可以在此扇片上粘上若干層膠帶以平衡其不足。

GPS信號(hào)接收模塊：無(wú)人機(jī)接收到目的地信息后，系統(tǒng)為其設(shè)計(jì)航線，在航線上設(shè)有若干個(gè)航點(diǎn)無(wú)人機(jī)需要GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航 使無(wú)人機(jī)由一個(gè)航點(diǎn)飛向下一個(gè)航點(diǎn)。同時(shí)無(wú)人機(jī)不斷向地面基地發(fā)送無(wú)人機(jī)的基本狀態(tài)，包括航向、經(jīng)緯度、高度電池的續(xù)航能力，地面控制中心能充分了解每架無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)信息。

超聲波測(cè)距模塊：無(wú)人機(jī)主要飛行于市區(qū)的上空，市區(qū)中較高的建筑以及到達(dá)目的地時(shí)有可能撞上建筑物。未解決這一問(wèn)題，可在機(jī)身較為暴露的位置加裝超聲波測(cè)距模塊，當(dāng)無(wú)人機(jī)與建筑物距離較近時(shí)向飛行控制主板發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)對(duì)相應(yīng)的航路進(jìn)行微調(diào)或者降低在相應(yīng)水平方向上的距離以避免無(wú)人機(jī)發(fā)生碰撞事故。

飛行控制主板：飛行控制主板是無(wú)人機(jī)的大腦，超聲波測(cè)距模塊和GPS信號(hào)接收模塊接收到的來(lái)自地面基站、用戶以及自身的飛行數(shù)據(jù)等各種信息匯聚于此進(jìn)行分析處理，同時(shí)做出相應(yīng)的飛行調(diào)整。

無(wú)人機(jī)運(yùn)貨箱：無(wú)人機(jī)運(yùn)貨箱相當(dāng)于大貨車的車廂，用于盛放快件物品。其具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）材質(zhì)質(zhì)地較輕，無(wú)人機(jī)本身動(dòng)力有限，盡量降低自身的重量。（2）具有相應(yīng)的硬度，需防止貨箱在空中解體或者掉落等情況發(fā)生。（3）具有相對(duì)較大的體積，有時(shí)可能快遞本省重量不大，而體積較大，需要具有較大的體積。（4）耐用，由于貨箱長(zhǎng)期暴露于空氣中，有時(shí)可能淋雨生銹等。另外，在貨箱的底部四個(gè)角各加裝一個(gè)彈簧以盡量減小無(wú)人機(jī)降落時(shí)的震動(dòng)，防止對(duì)機(jī)體內(nèi)各個(gè)零件的損害。

5.3 用戶

用戶系統(tǒng)可以是一個(gè)客戶收貨的小“郵箱”，可以設(shè)置在用戶的窗戶上或者陽(yáng)臺(tái)上其內(nèi)置相應(yīng)的信號(hào)發(fā)出裝置，可以將用戶的地理坐標(biāo)直接發(fā)送至地面基站的控制中心和無(wú)人機(jī)以便于航線的設(shè)計(jì)和讓無(wú)人機(jī)精確的找到客戶。無(wú)人機(jī)將快件送至用戶后無(wú)人機(jī)將懸停于陽(yáng)臺(tái)或者窗臺(tái)，用戶從貨箱取回快件后無(wú)人機(jī)飛走。

綜上，現(xiàn)有硬件系統(tǒng)可以滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。

6 外界對(duì)無(wú)人機(jī)送快遞的幾點(diǎn)擔(dān)憂

（1）無(wú)人機(jī)在城市上空穿梭有可能撞上城市中的高樓大廈或者將來(lái)無(wú)人機(jī)數(shù)量較多時(shí)也有可能出現(xiàn)無(wú)人機(jī)之間發(fā)生碰撞。這種擔(dān)心有一定的根據(jù)，但是是多余，無(wú)人機(jī)飛行的高度較高避開了大多數(shù)較矮的建筑物同時(shí)上文我們?cè)岬綗o(wú)人機(jī)系統(tǒng)上加裝有超聲波測(cè)距裝置，在其距離建筑物較近時(shí)會(huì)自主改變航道（只是較小的改變）遠(yuǎn)離建筑物以及其他無(wú)人機(jī)。初創(chuàng)公司 Skyward 正在研發(fā)無(wú)人機(jī)交通控制系統(tǒng)，這套系統(tǒng)使數(shù)千無(wú)人機(jī)在城市上空飛行而不會(huì)互相碰撞。Skyward 正在跟 FAA 和全球三大無(wú)人機(jī)制造商（大疆、3D Robotics、Parrot）合作以證明大量的無(wú)人機(jī)可以在擁擠空域安全地共存[7]。

（2）有些不法分子可能對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行“劫機(jī)越貨”。無(wú)人機(jī)只有在起降時(shí)距離地面較近，其余均遠(yuǎn)離建筑物和地面，所擔(dān)心的不法分子進(jìn)行劫機(jī)的情況不會(huì)發(fā)生。

（3）國(guó)內(nèi) 2009 年相關(guān)部門下發(fā)的《民用無(wú)人機(jī)空中交通管理辦法》并未涉及商業(yè)應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容[8]。也就是說(shuō)有關(guān)無(wú)人機(jī)飛行的立法還是空白，但是隨著經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的使用會(huì)更加普遍，市場(chǎng)會(huì)更加繁榮，這勢(shì)必會(huì)促使有關(guān)部門加速制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)了解，以中國(guó)航空器 擁有者及駕駛者協(xié)會(huì)（AOPA）為代表的組織，正在推動(dòng)無(wú)人機(jī)行業(yè)的飛行標(biāo)準(zhǔn)，以及合規(guī)化。

7 在小型無(wú)人機(jī)使用中目前需解決的問(wèn)題

（1）無(wú)人機(jī)在相對(duì)惡劣的天氣條件下難以保證安全。小型無(wú)人機(jī)重量較輕，在大風(fēng)和強(qiáng)降雨條件下可能會(huì)被吹翻，或者雨水的沖擊可能發(fā)生墜毀事故。

（2）無(wú)人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，安全難以保障，在飛行途中可能出現(xiàn)墜機(jī)事件，砸傷行人毀壞快件。所有的航空設(shè)備都要面對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)于這一問(wèn)題的解決各個(gè)研發(fā)單位都在優(yōu)化無(wú)人機(jī)的飛行程序，積累更多的飛行數(shù)據(jù)。

8 結(jié)束語(yǔ)

隨著市場(chǎng)，技術(shù)的完善，無(wú)人機(jī)送快遞，雖然還存在一些問(wèn)題，但不可否認(rèn)在不久的將來(lái)必將普及。

參考文獻(xiàn)

[1]岳基隆.四旋翼無(wú)人機(jī)自適應(yīng)控制方法研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.

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篇9

關(guān)鍵詞：大學(xué)生　教育　創(chuàng)新 教改　思考

2005年以來(lái)，我們武漢工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系學(xué)生先后參加了“中南六省及港澳地區(qū)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”和“全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽湖北省賽區(qū)分賽”等創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)，獲得各種比賽一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)。這說(shuō)明我校機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)水平在湖北省乃至中南地區(qū)具有較強(qiáng)的實(shí)力，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。然而，大賽畢竟只有極少數(shù)學(xué)生才有機(jī)會(huì)參與并創(chuàng)造成績(jī)，還有更多的學(xué)生無(wú)緣大賽，也缺少實(shí)踐的訓(xùn)練機(jī)會(huì)。機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性極強(qiáng)的專業(yè)，要求學(xué)生具備必要的專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)，還要有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力，才能符合我校培養(yǎng)“能吃苦、能干事、能創(chuàng)業(yè)”的三能人才的培養(yǎng)目標(biāo)，才能更好地滿足社會(huì)的需要。

縱觀我國(guó)各工科院校的教學(xué)現(xiàn)狀，大都存在教學(xué)模式單一，教學(xué)方法過(guò)死，滿堂灌、填鴨式；重理論、輕實(shí)踐；強(qiáng)傳統(tǒng)、少創(chuàng)新等狀況，這不但束縛了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，也不利于人才的培養(yǎng)。清華大學(xué)校長(zhǎng)認(rèn)為清華博士生的畢業(yè)論文有創(chuàng)新的不足十分之一，中國(guó)人民大學(xué)校長(zhǎng)紀(jì)寶成教授認(rèn)為“大學(xué)應(yīng)教給學(xué)生什么？是創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新能力。創(chuàng)新應(yīng)是大學(xué)的辦學(xué)理念，也是一所大學(xué)的靈魂?！庇纱丝梢娕囵B(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，不僅是各界志士仁人的共識(shí)，也是當(dāng)前我國(guó)高校教學(xué)中的突出缺陷，更是創(chuàng)新社會(huì)對(duì)創(chuàng)造性人才的呼喚與期待！

作為一所普通的理工科院校，該如何在大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)上做文章呢？本著先易后難、逐步推進(jìn)的原則，我們采取開設(shè)《機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新方略》選修課的方式，把一些富有創(chuàng)造思維的學(xué)生集中起來(lái)，從老師中遴選出一些理論功底扎實(shí)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師，以講座的方式，開拓同學(xué)們的思維，激活學(xué)生的創(chuàng)造靈感，為學(xué)生渴求創(chuàng)造的心靈中播下創(chuàng)新的種子，為他們畢業(yè)后走向社會(huì)提供精神上的推力。

一、創(chuàng)新課程內(nèi)容的設(shè)置

根據(jù)工科機(jī)械類大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求以及歷次創(chuàng)新大賽的比賽要求，我們把課程分為理論授課和實(shí)踐操作兩部分。理論部分的內(nèi)容主要以啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維為目的，通過(guò)八位教師從不同的側(cè)面循循善誘、旁敲側(cè)擊，讓學(xué)生充分了解創(chuàng)新的方法及思路，以滿足社會(huì)對(duì)大學(xué)生的要求，提高創(chuàng)新能力的知識(shí)儲(chǔ)備，創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的策劃、制作以及管理知識(shí)等。創(chuàng)新課程八個(gè)方面的內(nèi)容包括：①機(jī)械創(chuàng)新方法與大學(xué)生創(chuàng)新能力體系結(jié)構(gòu)；②創(chuàng)新產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)研與開發(fā)；③怎樣進(jìn)行創(chuàng)新產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)；④工具軟件在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；⑤機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)；⑥創(chuàng)新產(chǎn)品的制造與組織；⑦創(chuàng)新產(chǎn)品的先進(jìn)加工方法；⑧創(chuàng)新產(chǎn)品的項(xiàng)目管理與策略。

一方面，八個(gè)講座內(nèi)容循序漸進(jìn)，深入淺出，環(huán)環(huán)相扣，知識(shí)聯(lián)系性強(qiáng)。通過(guò)學(xué)習(xí)，同學(xué)們不僅豐富了專業(yè)知識(shí)，拓展了知識(shí)結(jié)構(gòu)，而且學(xué)習(xí)到了許多平常在課堂上學(xué)不到的實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)，比如軟件知識(shí)、電腦仿真技術(shù)、動(dòng)畫模擬、產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)研和前景分析、制作產(chǎn)品的先進(jìn)加工方法、與人溝通和演講技巧、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等。

另一方面，為了讓同學(xué)們有動(dòng)手訓(xùn)練機(jī)會(huì)，課程設(shè)置了十分重要的實(shí)踐操作部分。理論課程結(jié)束后，選修課程的100多名同學(xué)以組為單位由八位教師分別負(fù)責(zé)，帶領(lǐng)他們立項(xiàng)、擬題，對(duì)同學(xué)們的創(chuàng)新能力進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)，結(jié)合機(jī)械工程系“開放性實(shí)驗(yàn)室管理辦法”、“開放性實(shí)驗(yàn)室條件利用規(guī)定”和實(shí)訓(xùn)工廠等得天獨(dú)厚的條件，讓同學(xué)們親自參與到產(chǎn)品的制作過(guò)程中，使他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中再實(shí)踐的，有效彌補(bǔ)了學(xué)生在知識(shí)應(yīng)用及動(dòng)手能力上的不足，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

二、課程設(shè)置及教學(xué)特點(diǎn)

科學(xué)設(shè)置了內(nèi)容，還要講究好的教學(xué)方法，才能實(shí)現(xiàn)內(nèi)容與形式的統(tǒng)一，讓學(xué)生充分感受到創(chuàng)新的氛圍。

1.課程采取理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，彌補(bǔ)了工科學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)不夠的缺陷。學(xué)生既要學(xué)習(xí)理論知識(shí)，又要主動(dòng)去動(dòng)腦筋想方案，更要親自動(dòng)手，全方位鍛煉自己的能力。

2.授課形式新穎，內(nèi)容豐富生動(dòng)。改變了以往一個(gè)教師講完一門課的模式，八位教師從八個(gè)不同的角度，以講座的形式，娓娓道來(lái)；講座內(nèi)容精心挑選，既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系，既權(quán)威性又獨(dú)創(chuàng)性，真是“八仙過(guò)海，各顯神通”。這種形式使學(xué)生對(duì)每一次課都有新的期待，教師展示在學(xué)生面前的都是他們最拿手、最有特色的一面，最大限度地吸引了學(xué)生的注意力。

3.課程的結(jié)業(yè)形式簡(jiǎn)單。課程結(jié)束后，不對(duì)學(xué)生進(jìn)行傳統(tǒng)的書面考試，而是采取讓學(xué)生以組為單位交一份“作業(yè)”，內(nèi)容是學(xué)生自主設(shè)計(jì)或制作一件設(shè)計(jì)方案或作品，這樣做既減輕了學(xué)生要面臨期末考試的負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生在輕松的氣氛中學(xué)習(xí)，又啟發(fā)和調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉他們的動(dòng)手能力，提高他們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

4.充分尊重學(xué)生的自主權(quán)。表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在課程結(jié)業(yè)形式上，二是在學(xué)生選擇實(shí)踐環(huán)節(jié)的指導(dǎo)教師上。采取什么樣的方式結(jié)業(yè)，是考試還是提交作品和方案，我們征求了每一位學(xué)生的意見，最后聽取了大多數(shù)學(xué)生的意見；在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，我們要求每一位學(xué)生都應(yīng)該有教師指導(dǎo)，由學(xué)生選擇指導(dǎo)教師，這樣，學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好和知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)選擇教師，也有利于發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

5.訓(xùn)練學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。從一開始，我們就強(qiáng)調(diào)要團(tuán)結(jié)協(xié)作，要求學(xué)生分組學(xué)習(xí)：每五位學(xué)生為一組，小組成員不受班級(jí)和專業(yè)的限制，可以是不同的專業(yè)，還要求小組成員男女搭配，分工協(xié)作。

6.課程結(jié)果不是競(jìng)賽，勝似競(jìng)賽。課程結(jié)業(yè)時(shí)，最后提交的作業(yè)是小組集體創(chuàng)作的完整的方案設(shè)計(jì)書或作品，由課題組八位教師進(jìn)行評(píng)比和打分，評(píng)選方式與國(guó)家組織的機(jī)械創(chuàng)新大賽相同，要求有書面的設(shè)計(jì)計(jì)劃書，內(nèi)容涵蓋作品的創(chuàng)新點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書、產(chǎn)品市場(chǎng)定位、開發(fā)產(chǎn)品的市場(chǎng)前景等；電腦制作的產(chǎn)品仿真動(dòng)畫圖；CAD 制作裝配圖；三分鐘視頻講解；小組答辯，接受教師和專家的提問(wèn)等等。最后評(píng)出一、二、三等獎(jiǎng)，再給出創(chuàng)新學(xué)分。

三、教學(xué)效果

理論課程結(jié)束后，我們隨機(jī)對(duì)選修這門課程的120位學(xué)生進(jìn)行了訪談和調(diào)查。就學(xué)生在上課前后創(chuàng)新意識(shí)方面的變化等進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果如表2：

表2 開設(shè)《機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新方略》選修課的調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果

1．作為一個(gè)工科機(jī)械類大學(xué)生，你認(rèn)為開設(shè)這門課程有必要嗎？

A.有必要（84.7%）　B.一般（14.2%）　C.沒(méi)有必要（1.10%）

2．這門課程對(duì)培養(yǎng)你的創(chuàng)新能力有幫助嗎？

A.有（60.83%）　B.一般（29.2%）　C.沒(méi)有（1.66%）

3．這種多位教師共同上一門課程的形式好嗎？為什么？

很好（92.5%）。匯總后：每位教師展示的都是自己最好的一面，信息量大，總給學(xué)生新鮮感，學(xué)生每一次上課都很期待。

4．選修這門課程你認(rèn)望達(dá)到了什么效果？

匯總后：?jiǎn)l(fā)思維，開闊眼界，更加深入地了解該領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，拓展了知識(shí)面。

5．開設(shè)該課程前后對(duì)提高你的創(chuàng)新意識(shí)有變化嗎？如果有，你感受最深的是什么？

有（90.9%）。匯總后：?jiǎn)l(fā)思維，創(chuàng)新意識(shí)提高，明確了今后努力的方向

6．請(qǐng)你對(duì)這門課程提幾個(gè)意見和建議。

匯總后：增加課時(shí)，部分知識(shí)要深入講解，有機(jī)會(huì)上機(jī)練習(xí)；注意各個(gè)教師之間講課的連貫性；希望把課程繼續(xù)開辦下去。

通過(guò)對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的統(tǒng)計(jì)，我們對(duì)課程的教學(xué)效果得出如下分析：

第一，開拓視野，啟發(fā)思維。課程最大的好處就是啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。老師們傾其所有，把自己領(lǐng)域內(nèi)的最新、最好的知識(shí)和成果告訴學(xué)生，內(nèi)容豐富，信息廣泛，極大地啟發(fā)了學(xué)生的思維。課程的開設(shè)起到了拋磚引玉的效果，幫助學(xué)生開啟了創(chuàng)新思維的大門。

第二，提高素質(zhì)，增強(qiáng)能力。課程設(shè)置既有理論知識(shí)，又有實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、綜合設(shè)計(jì)和制造等實(shí)際工作能力、知識(shí)運(yùn)用能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、組織協(xié)調(diào)和應(yīng)變能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平、主動(dòng)學(xué)習(xí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神上，得到極大地幫助和提高。

第三，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，增加責(zé)任感。通過(guò)教師的旁敲側(cè)擊和旁征博引，同學(xué)們對(duì)自己目前所處的位置有了更清晰的了解，包括對(duì)社會(huì)的責(zé)任、就業(yè)形勢(shì)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、動(dòng)手能力、綜合素質(zhì)等。對(duì)他們?cè)黾訉W(xué)習(xí)動(dòng)力、即時(shí)調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)有很大的幫助，有效激發(fā)了他們刻苦學(xué)習(xí)、勇攀高峰的決心和信心，綜合素質(zhì)明顯提高。

四、幾點(diǎn)思考

1.樹立創(chuàng)新教育理念，改革現(xiàn)有教學(xué)模式勢(shì)在必行。

我國(guó)的教育方式大多是注入式教育，從小學(xué)到大學(xué)基本如此，應(yīng)試教育嚴(yán)重。教高〔2007〕1號(hào)文件指出，“目前，我國(guó)高等教育質(zhì)量還不能完全適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要……，迫切需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容和方法，采取切實(shí)有效的措施，進(jìn)一步深化高等學(xué)校教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)的能力和水平，更好地滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新性人才的需要”。因此，作為引導(dǎo)青年學(xué)生成長(zhǎng)成才的教育者，我們要始終樹立創(chuàng)新教育理念，大力推進(jìn)教學(xué)方法的改革，提倡啟發(fā)式教學(xué)，注重因材施教。利用學(xué)生求知欲望強(qiáng)烈、接受新生事物快捷的特點(diǎn)，把學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)變成主動(dòng)的求知者、參與者和探索者，真正致力于“人才培養(yǎng)模式多樣化、教學(xué)培養(yǎng)方案?jìng)€(gè)性化、教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)化、學(xué)生學(xué)習(xí)主體化、教學(xué)手段現(xiàn)代化和教學(xué)管理科學(xué)化”的實(shí)踐與建設(shè)，把創(chuàng)新教育及其模式研究作為教師的工作職責(zé)，引領(lǐng)青年學(xué)生大膽地向創(chuàng)新的大道上邁進(jìn)，做一個(gè)符合創(chuàng)新型國(guó)家要求的創(chuàng)新型人才。

2.高度重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，增加實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)數(shù)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。

與國(guó)外的工科大學(xué)相比，我國(guó)大學(xué)生理論課程太重，而實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)不夠，學(xué)生面對(duì)教師給出的實(shí)際訓(xùn)練課題大多不知所措。教育部日前頒布《關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高〔2007〕2號(hào)）要求，各高校應(yīng)通過(guò)降低必修課比例、加大選修課比例、減少課堂講授時(shí)數(shù)等舉措，賦予大學(xué)生更多學(xué)習(xí)自主權(quán)。規(guī)定理工農(nóng)醫(yī)類專業(yè)列入教學(xué)計(jì)劃的各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)累計(jì)學(xué)分（學(xué)時(shí)）一般不應(yīng)少于總學(xué)分（學(xué)時(shí)）的25%。同時(shí)，鼓勵(lì)高校之間跨校選修課程，加強(qiáng)高校之間的學(xué)分互認(rèn)。

3.著力培養(yǎng)和打造一批具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的骨干教師。

俗話說(shuō)：“名師出高徒”。只有把眾多的能夠深刻影響莘莘學(xué)子的教師的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新活力激發(fā)起來(lái)，高校才能擔(dān)負(fù)起人才培養(yǎng)的重任。我們應(yīng)成立創(chuàng)新教育團(tuán)隊(duì)，制定一系列考核和激勵(lì)機(jī)制，把教師好的創(chuàng)新教學(xué)方法和成果納入對(duì)教師的目標(biāo)考核之中，大力支持和鼓勵(lì)教師開拓創(chuàng)新教育方案，為創(chuàng)新教育搭建平臺(tái)。

4.加大投入，營(yíng)造良好創(chuàng)新環(huán)境，讓創(chuàng)新教育貫穿到學(xué)校教育教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。

創(chuàng)新教育是一個(gè)系統(tǒng)工程，創(chuàng)新主體 “人”的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，還要有良好的創(chuàng)新環(huán)境。創(chuàng)新教育要做到有計(jì)劃、有步驟、循序漸進(jìn)，要加大軟硬件投入，包括開設(shè)必修課、多方位增開培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的選修課，增加開放性實(shí)驗(yàn)室數(shù)量、充實(shí)和開放實(shí)訓(xùn)中心、引進(jìn)高級(jí)技師、配備相應(yīng)的指導(dǎo)教師、增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課時(shí)量；全方位組織科技創(chuàng)新活動(dòng)，如開展創(chuàng)新課件競(jìng)賽、舉辦創(chuàng)新作品展覽、以創(chuàng)新為主題的演講比賽、辯論賽等創(chuàng)新文化活動(dòng)等，多方面、寬途徑為學(xué)生創(chuàng)新教育創(chuàng)造條件，拓展創(chuàng)新教育空間，從上到下營(yíng)造一種創(chuàng)新氛圍和風(fēng)氣，讓學(xué)生充分感受到創(chuàng)新的活力與魅力，形成良好的創(chuàng)新環(huán)境。

另外，重視大學(xué)生課外科技活動(dòng)，充分利用各類學(xué)科競(jìng)賽，大力支持和鼓勵(lì)大學(xué)生積極參與科技創(chuàng)新活動(dòng)，充分利用各種渠道為學(xué)生的科技創(chuàng)新活動(dòng)提供方便，這是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的延伸，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要而有效的途徑之一。學(xué)校出臺(tái)政策，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力做出成績(jī)的教師予以表彰和獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)具有創(chuàng)新思維和創(chuàng)新行動(dòng)的學(xué)生給予支持和肯定，讓創(chuàng)新之風(fēng)充盈校園。

參考文獻(xiàn)

周宏軍.影響大學(xué)生創(chuàng)新能力因素的探討.中國(guó)成人教育，20005(5)