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1 木工機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀與機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷史的回顧 1-1 木工機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀 木工機(jī)械行業(yè)是我國(guó)林業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展較快的行業(yè)，經(jīng)過(guò)多年的努力，我國(guó)木工機(jī)械行業(yè)已形成了教育、科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)互相配套齊全的行業(yè)體系。目前，我國(guó)有十余所林業(yè)大專院校從事有關(guān)木工機(jī)械的教學(xué)科研工作，有2個(gè)研究所專門從事木工機(jī)械方面的科研設(shè)計(jì)工作；有約600家生產(chǎn)木工機(jī)械產(chǎn)品的企業(yè)，而且，數(shù)量還在不斷增加。一些有實(shí)力的企業(yè)已開發(fā)高檔木工機(jī)械產(chǎn)品，傳統(tǒng)的和新興的木工機(jī)械向數(shù)控化、自動(dòng)化、高檔化方向發(fā)展。然而，木工機(jī)械領(lǐng)域國(guó)內(nèi)和國(guó)外差距明顯。首先是品種不全，多數(shù)還在生產(chǎn)刨壓刨、圓鋸機(jī)等低值傳統(tǒng)產(chǎn)品。其次是質(zhì)量水平低、性能指標(biāo)、配套設(shè)備、機(jī)電液壓系統(tǒng)都與國(guó)外先進(jìn)水平存在著較大差距。 1-2 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷史的回顧 機(jī)械制造技術(shù)經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從人工到機(jī)械、從半自動(dòng)化到自動(dòng)化這樣一個(gè)發(fā)展過(guò)程。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展完善的過(guò)程中，人類對(duì)其產(chǎn)品的要求，總是精益求精，不滿足現(xiàn)狀。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面總是力圖實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，小型化、節(jié)省化和最佳化。傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)難以滿足此項(xiàng)要求，因此，發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)就成為機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的必然。 從本世紀(jì)40年代開始，特別是60年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)，即所謂的“3C”技術(shù)得到飛速發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。我們大體上可以把機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展分為三個(gè)階段。60年代以前為第一階段，可稱為萌芽階段。這一時(shí)期，人們自覺(jué)或不自覺(jué)地利用“3C”技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。70年代到80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)地利用“3C”技術(shù)的巨大成果開發(fā)新在機(jī)電一體化產(chǎn)品。80年代后期以來(lái)，為第三階段。由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。 2 木工機(jī)械在機(jī)電一體化系統(tǒng)框架內(nèi)設(shè)計(jì)制造是木材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、高效利用木材資源的需要 21世紀(jì)的主題是“環(huán)境保護(hù)”、“可持續(xù)發(fā)展”。對(duì)木工機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造要求精益求精，這個(gè)“精”已經(jīng)拓展到人類與環(huán)境的關(guān)系方面。就木材工業(yè)而言，進(jìn)入80年代以來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)已經(jīng)開始由工業(yè)化社會(huì)向信息化、生態(tài)化社會(huì)發(fā)展，林業(yè)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)也開始由傳統(tǒng)的以生產(chǎn)木材為主，向可持續(xù)經(jīng)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)森林的生態(tài)環(huán)境，社會(huì)和木材生產(chǎn)等到多方面效益方向發(fā)展。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到“來(lái)自大自然，回歸大自然；改造大自然，不破壞大自然；美化大自然，不污染大自然”是人類自身生存必須遵循的法則。 裝備木材工業(yè)的木工機(jī)械及設(shè)備，必須順應(yīng)這一時(shí)代發(fā)展的主題和要求，設(shè)計(jì)，制造出高性能、高原料利用率、低能耗、低污染的機(jī)械產(chǎn)品，這是時(shí)代對(duì)木工機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要求。我們知道機(jī)電一體化技術(shù)是綜合利用各相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，取得系統(tǒng)優(yōu)化效果的技術(shù)，機(jī)電一體的技術(shù)具有：1、 提高機(jī)械系統(tǒng)的性能，完成傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)不能完成的功能；2、提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，使操作者可以在更加舒適的環(huán)境中工作；3、降低機(jī)械系統(tǒng)的原料消耗；4、降低機(jī)械系統(tǒng)的能耗；5、降低機(jī)械系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的污染、應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可持續(xù)發(fā)展，高效利用木材資源的要求，是有利森林資源的合理保護(hù)、高效利用的“綠色產(chǎn)品”。 3 機(jī)電一體化技術(shù) 3-1 機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成 機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以下幾個(gè)基本部分：機(jī)械本體、動(dòng)力部分、傳感檢測(cè)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分、控制及信息處理部分、接口部分（實(shí)現(xiàn)各部分和環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系）。 3-1-1 機(jī)械本體，包括機(jī)身、框架、機(jī)械聯(lián)接等部分； 3-1-2 動(dòng)力部分，系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力，按控制要求使系統(tǒng)正常運(yùn)行； 3-1-3 傳感檢測(cè)部分，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中和外界各種參數(shù)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)接口電路轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的信號(hào)，送至計(jì)算機(jī)分析處理； 3-1-4 控制、信息處理部分，將來(lái)自各傳感器的檢測(cè)信號(hào)和外部輸入命令進(jìn)行分析處理，根據(jù)處理結(jié)果，由程序控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的工作； 3-1-5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)控制信息和指令，完成要求的動(dòng)作； 3-1-6 驅(qū)動(dòng)部分，在控制指令作用下，提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各動(dòng)作和功能； 3-1-7 接口部分，系統(tǒng)中各單元和環(huán)節(jié)之間進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的聯(lián)接界面。 3-2 機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù) 機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、執(zhí)行傳動(dòng)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的系統(tǒng)技術(shù)。 3-2-1 機(jī)械制造技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是其它任何技術(shù)代替不了的； 3-2-2 計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)，是機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行中樞，是促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展和變革最活躍的因素，它包括人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等； 3-2-3 系統(tǒng)技術(shù)是以整體的概念，組織相關(guān)技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)十分重要； 3-2-4 自動(dòng)控制技術(shù)使機(jī)電一體化系統(tǒng)安全可靠地投入運(yùn)行，是機(jī)電一體化技術(shù)中十分重要的技術(shù)； 3-2-5 傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)感受各種所需信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)； 3-2-6 執(zhí)行傳動(dòng)技術(shù)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)技術(shù)。 結(jié)束語(yǔ) 木工機(jī)械在機(jī)電一體化系統(tǒng)框架內(nèi)設(shè)計(jì)、制造，可以生產(chǎn)出整體最佳化、智能化、柔性化地最佳木工機(jī)械產(chǎn)品，也是未來(lái)木工機(jī)械產(chǎn)口的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。 于大偉 摘自《木材加工機(jī)械》