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我國機電一體化發(fā)展歷程
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(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合,這些機電結(jié)合的軍用技術(shù),戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用,對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平,更不談光機電一體化技術(shù)了,機械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
70年代至80年代為第二階段,可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期,計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、機電一體化實訓裝置的發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展,為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。伴隨著微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用,典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、光機電一體化實訓考核裝置、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機作為關(guān)鍵技術(shù)引入飛行器系統(tǒng)后,使機械—電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。信息技術(shù)驅(qū)使機械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫,如洗衣機和其他消費品,這樣,對光機電一體化系統(tǒng)設(shè)計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計和控制的實施日顯重要。此外,光學也進入了機電一體化,產(chǎn)生了“光機電一體化”的新領(lǐng)域。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(nèi)得到比較廣泛的承認;機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國均開始對機電一體化實驗室設(shè)備和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
90年代后期,開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面,光學、通信技術(shù)等進入了光機電一體化時代,微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。進入90年代,通信技術(shù)進入了機電一體化,機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控,和虛擬、現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡化,機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展,和半導體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結(jié)合,開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微細加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。另一方面,對光機電一體化系統(tǒng)設(shè)備的建模設(shè)計、分析和集成方法,對機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步,為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學體系,隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展。
我國從20世紀80年代初才開始在這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領(lǐng)導小組并將該技術(shù)列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)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。
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(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。因此,光機電一體化綜合實訓考核裝置正向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、微型化、綠色化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。
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