机电一体化的应用现状与发展趋势_.pdf

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2007年第期9TAIYUANSCI-TECH尤惠媛1,李武兴2机电一体化是一个新兴的边缘学科,正处于发展阶段,代表着机械工业技术革命的发展方向1。

目前,国际上普遍采用日本机械振兴协会的定义:

“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称2。

”它涉及机械制造技术、电子技术、信息处理技术、测试和传感器技术、控制技术、接口技术、计算机技术、伺服驱动等多种技术3。

机电一体化技术对现代工业的发展有巨大的推动力,因此,世界各国都在大力推广机电一体化技术。

1国内外机电一体化的发展现状1.1国外机电一体化发展现状目前,日本和美国在机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位。

他们将智能传感器、计算机芯片制造技术、具有触觉和人机对话功能的人工智能工业机器人、柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课题,并投入大量资金支持发展相关技术,因此,机电一体化产品得以迅猛发展。

主要表现在以下4个方面4:

1）机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。

在工业发达国家,数控机床占机床总数的30%40%;工业机器人正向智能化和智能系统的方向发展,数量在未来十年将以25%30%的速度增长。

智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。

2）机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。

计算机集成制造系统（CIMS）是当今世界制造业发展的总趋势,它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态的最优综合。

3）激光技术进入机电一体化领域。

光机电一体化是机电一体化技术发展的重要方向,是当今信息业与制造业的最佳结合点。

激光技术与机械、电子技术相结合,不仅大大扩展了机电一体化的应用领域,而且使一些行业出现重大变革。

4）微细加工技术与设备突飞猛进。

微电子技术及其产业的高速发展,带动了大量高新技术的兴起,微细加工技术和装备不仅支持了电子产业的发展,而且对微机械的诞生和发展也起了决定性的作用。

1.2国内机电一体化发展现状新技术革命使机电一体化迅猛发展,我国也加大了对它的研究力度,并将其确定为国家高技术重点研究领域,给予优先支持,取得了一定的成绩。

1）数控技术方面。

我国从1985年开始研究数控技术,经过20多年的发展,基本掌握了关键技术,建立了多处数控开发和生产基地,初步形成了自己的数控产业。

目前,已具有年产数控系统3000多套、主轴与进给装置5000多套的生产能力。

2）工业机器人方面。

我国1986年将机器人的研究开发列入国家科技计划,现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术,可生产部分机器人的关键元器件,并开发出喷漆、焊接、装配、搬运及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。

2000年,国防科技大学开发出了类人机器人,海军总医院与北航机器人研究所联合研制的医用机器人成功地为51位患者做了开颅手术,这些都标志着我国的机器人研制及应用已经跻身于国际先进水平。

3）计算机集成制造系统方面。

我国经过多年的理论和技术准备,CIMS已经有了较快发展。

目前,已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心,机电一体化的应用现状与发展趋势文章编号:

1006-4877（2007）09-0036-02收稿日期:

2007-08-06;修回日期:

2007-08-10作者简介:

尤惠媛（1971-）,女,河南洛阳人。

2006年7月毕业于洛阳科技大学,工程师。

（1.洛阳理工学院,河南洛阳471033;2.洛阳建材机械厂,河南洛阳471033）摘要:

阐述了机电一体化的国内外发展现状,分析了机电一体化的发展趋势。

关键词:

机电一体化;机械工业;工业技术中图分类号:

TP271+4文献标志码:

A研究与探讨362007年第期9TAIYUANSCI-TECH在著名高校和研究单位建立了7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心。

2000年,全国已有20多个省市、10多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程,取得了巨大的经济效益。

2机电一体化的发展趋势纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。

2.1智能化智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向5。

近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。

智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

2.2系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。

系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。

表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。

未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。

机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。

2.3微型化微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。

国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。

由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间,并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。

目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

2.4模块化模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,它是一项重要而艰巨的工程。

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。

机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。

2.5网络化网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。

机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。

由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

2.6绿色化工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。

绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。

机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。

绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

综上所述,机电一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。

它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。

大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造和武装传统机械老设备的一条新路,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献:

1邱士安,胥宏.机电一体化技术M.西安:

西安电子科技大学出版社,2004.2杨明,路琴.机电一体化的研究现状与发展趋势J.农机化研究,2006（8）:

38-40.3章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用J.农机化研究,2006（7）:

46-47.4张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势J.机械制造,2005,6（43）:

22-24.5王敏,温斌,王秀丽.机电一体化系统的智能化J.太原科技,2006（6）:

56-57.（实习编辑王雯）（英文部分下转第39页）研究与探讨372007年第期9TAIYUANSCI-TECHTheStatusQuoandDevelopmentTrendsofMechatronicsIntegrationYouHuiyuan,LiWuxingAbstract:

Thestatusquoofmechatronicsintegrationwasexpounded,thedevelopmenttrendsofmechatronicsintegrationwereanalyzed.Keywords:

mechatronics;industrialmachinery;industrialtechnology则,不能从销售额中扣减。

2.4在增值税扣税凭证中合理避税税法规定,外购农产品从农业生产者和小规模纳税人手中取得经主管税务机关批准使用的收购凭证,可按13%的比率计算进项税额。

外购货物或销售货物,取得合法的运费发票,可按7%的比率计算进项税额。

购入废旧物资,从废旧物资经营单位开具的由税务机关监制的普通发票,可按10%的比率计算进项税额。

纳税人在日常业务中及时取得以上几种普通发票,可以据以计算抵扣进税额,达到合理避税的效果。

2.5在纳税义务发生时间上合理避税税法规定,采用直接收款方式销售货物,不论货物是否发出,均为收到销售额或取得索取销售额凭据、并将提货单交给购货方的当天;采用赊销和分期收款方式销售货物,按合同约定的收款日期的当天为纳税义务发生时间。

如果纳税人能够准确预计客户的付款时间,采用签订合同赊销或分期收款方式销售货物的,虽然最终缴税金额相同,却可以推迟纳税时间。

2.6采用企业分立进行合理避税通过内部机构的分立,充分利用现有的增值税优惠政策,达到少缴或免缴增值税。

例如,某乳品厂生产乳制品的鲜奶由内设的牧场提供,可抵扣进项税的项目为向农民收购的草料及小部分辅助生产用品,但该企业生产的产品则适用17%的增值税税率,全额减除进项后,其增值税税负达10%以上。

对此案例的纳税筹划方法是:

将牧场分开独立核算,并办理工商和税务登记,牧场生产的鲜奶卖给乳品厂进行加工销售,牧场和乳制品厂之间按正常购销关系进行结算。

但是,牧场自产自销未经加工的农产品（鲜奶）,符合政策规定的农业生产者自产自销的农业产品,可享受免税待遇,而乳品厂向牧场收购的鲜奶,则可按收购额的13%计算进项税额抵扣增值税销项税,因而其税负大大地降低。

2.7创造符合政策规定的条件进行合理避税增值税税收优惠政策不多,作为企业要通过自身创造条件来适应税收政策的要求,以享受国家规定的减免税规定,达到少缴税款的目的3。

例如,某钢铁生产企业,其主要原材料废旧钢材除少数来源于废旧物资单位外,大部分从当地“破烂王”也就是个体捡破烂的地方收购。

从废旧物资回收公司购入的材料有合法发票,按收购额的10%计算进行税额抵扣增值税销项税,而从个人收购的则不能计算抵扣。

对此案例的纳税筹划方法是:

自己依法设立废旧物资回收公司,将个人收购的废旧钢材通过废旧物资回收公司后,再由废旧物资回收公司开具发票给钢铁企业入账。

这样就可以合理合法地按照10%计算进项税额,从而达到合理避税的目的。

当