機電一體化技術(shù)內(nèi)容精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇機電一體化技術(shù)內(nèi)容，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

通過對目前機電一體化技術(shù)教材的調(diào)研，分別分析了機電一體化傳統(tǒng)教材和以項目式教材的內(nèi)容體系，并指出傳統(tǒng)教材和項目式教材在編寫時應注意的問題。提出通過在教材中開辟“小欄目”的方式增強教材的可讀性、趣味性、實用性，并體現(xiàn)教材特色。最后對傳統(tǒng)教材和項目式教材內(nèi)容體系進行對比分析，給出項目式機電一體化技術(shù)教材內(nèi)容體系的具體改革措施。

關鍵詞：

機電一體化技術(shù)；內(nèi)容體系；項目式；小欄目；特色

中圖分類號：

G4

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198（2014）04-0148-01

1 機電一體化技術(shù)課程性質(zhì)及培養(yǎng)目標

機電一體化技術(shù)是機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)核心課程。該課程從機械電子結(jié)合的角度介紹機電一體化的主要研究內(nèi)容及應用領域、機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成、典型產(chǎn)品分析、機電一體化系統(tǒng)的設計等內(nèi)容。使學生了解和掌握機電一體化的重要實質(zhì)及機電一體化設計的理論和方法；能綜合這些技術(shù)進行機電一體化產(chǎn)品的分析、設計與開發(fā)。

2 機電一體化技術(shù)傳統(tǒng)教材的內(nèi)容體系

一個典型的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下五大基本要素：機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是多學科技術(shù)領域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程，其主要相關技術(shù)可以歸納為六個方面，即機械技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)。

機電一體化傳統(tǒng)教材正是按照以上機電一體化的五大組成要素或六大關鍵技術(shù)而構(gòu)建內(nèi)容體系的，其典型內(nèi)容體系如表1所示。

表2所示的內(nèi)容體系，全書圍繞機床工作臺的驅(qū)動這一大項目，以進給傳動機械系統(tǒng)、工作臺單片機控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、步進電動機的環(huán)形分配系統(tǒng)四個分項目分散于對應章節(jié)內(nèi)容的最后一節(jié)，通過四個分項目來串接整個教學內(nèi)容，并在最后一章列舉了其它機電一體化項目教學案例。表2所示的內(nèi)容體系將子項目和章節(jié)內(nèi)容融為一體、有機結(jié)合，既實現(xiàn)了項目式教學模式導向的目標，又不失傳統(tǒng)教材的嚴謹性和完整性。學生在學習各章節(jié)并完成相應子項目的過程中均要考慮對總項目“機床工作臺驅(qū)動”這一系統(tǒng)的影響，由此使學生形成從“系統(tǒng)”的角度考慮問題的思想，而“系統(tǒng)論”正是“機電一體化”的精髓所在。

在編寫項目式教材的過程中，除了考慮要兼顧知識體系的完整性，還要考慮所選項目的針對性和難易程度。

4 增設“小欄目”體現(xiàn)教材的特色和亮點

小欄目是以“豆腐塊”的形式置于章節(jié)的前面、后面或穿插在章節(jié)內(nèi)容中間，并以不同于正文的字體或字號來表達。例如，開辟一些實踐性、經(jīng)驗性和工程性較強的欄目，如“工程背景”、“選用思維”、“應用點評”、“工程案例”等，以引導學生培養(yǎng)工程意識；也可增加如“知識目標”、“小結(jié)”、“延伸閱讀”、“學習方法”等欄目，一方面可以方便學生自學，另一方面可體現(xiàn)相關技術(shù)應用的最新成果、研究的前沿熱點等，增強教材的可讀性和趣味性。

5 項目式教材改革舉措

將傳統(tǒng)教材和項目式教材內(nèi)容體系對比分析如表3所示。

由表3可見，一本理想的機電一體化項目式教材除了要體現(xiàn)項目式教學模式的導向外，還應完整傳達機電一體化的知識體系，所選項目要具備典型性、難易適中，與機電一體化相關技術(shù)有機融合。同時，可通過增設的小欄目的方式，以引導學生培養(yǎng)工程意識、增強可讀性、趣味性、方便自學等。

參考文獻

[1]徐航，徐九南.機電一體化技術(shù)基礎[M].北京：北京理工大學出版社，2010.

[2]吳曉蘇，范超毅.機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

篇2

關鍵詞：電子測量技術(shù)；一體化教學；教學效果

作者簡介：梁湖輝（1965-），男，福建南安人，福建電力職業(yè)技術(shù)學院信息管理工程系，副教授。（福建泉州362000）

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）12-0080-02

所謂一體化教學，就是以學生為主體，把“教、學、做”融為一體，即把理論教學與實踐教學有機地合二為一的教學過程，它體現(xiàn)了以培養(yǎng)學生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力為本位的教學特點，教師的教學過程圍繞著以學生會“做”為主要目的而進行設計，從而提高學生的學習興趣并同時激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，使學生實現(xiàn)動腦與動手過程的有機結(jié)合，真正做到理論與實踐相結(jié)合的新型教學手段，為實現(xiàn)高職人才的培養(yǎng)目標開創(chuàng)一種行之有效的教學手段。

“電子測量技術(shù)”是一門具有一定理論性，但技能性又特別強的課程，因此，其教學目標就是使學生能夠熟練地掌握運用常用電子儀器來測量各種電路的參數(shù)，并由此判斷電路性能的優(yōu)劣。所以，它最主要的教學目的就是教會學生如何熟練地操作電子測量儀器，即體現(xiàn)在讓學生會“做”上。其教學目標正好與一體化教學的精神相吻合，故此，對“電子測量技術(shù)”進行一體化教學改革有其現(xiàn)實性、必要性和可操作性，它將更有利于實現(xiàn)“電子測量技術(shù)”課程的教學目標，并在一體化的教學過程中同時鍛煉學生的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，從而更好地實現(xiàn)高職院校的人才培養(yǎng)目標。

對于“電子測量技術(shù)”的一體化教學改革，我們從以下七個方面著手進行。

一、教學場所的一體化

所謂教學場所的一體化，即把通常的理論教學場所（普通教室或多媒體教室）和技能訓練場所（實驗室、實訓室或?qū)嵙曑囬g）有機地組合在一起，它既能滿足理論教學的需要，又能滿足實踐教學的需要，從而使理論教學和實踐教學能夠緊密地組合在一起進行，其目的是給師生提供一個邊教、邊學、邊做的合理空間，給一體化的教學實施提供場所保證。

在進行“電子測量技術(shù)”一體化教學改革時，首先要把教學場所轉(zhuǎn)移到實驗實訓室，把該課程所涉及到的理論和實踐技能訓練內(nèi)容全部在該場所進行，讓師生真正做到了邊教、邊學并邊做的一體化教學過程。

二、教師素質(zhì)的一體化

通常的教學是理論教師進行理論教學，實驗員、實訓指導教師進行技能性教學，這容易造成理論教師不積極提高自身的實踐技能能力，而實踐教師也會同樣不積極提高自己的理論水平，導致出現(xiàn)理論教學與實踐教學各自獨立，互相脫節(jié)的情況，對高職院校人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)造成一定的困擾，因此，對教師素質(zhì)的一體化培養(yǎng)在高職院校中顯得更為重要，特別是在進行一體化教學的執(zhí)行過程中。既能勝任理論教學又能指導實驗、實訓操作的高素質(zhì)一體化教師隊伍，是實施一體化教學并實現(xiàn)其人才培養(yǎng)目標的關鍵因素。

教師素質(zhì)的一體化，也就是通常所說的“雙師型”素質(zhì)的教師，它是一體化教學能夠順利實施的基礎，也是一體化教學質(zhì)量的保證，因此，在進行一體化教學改革時，“雙師型”教師素質(zhì)培養(yǎng)是至關重要的一環(huán)。

在實際培養(yǎng)的過程中，可通過組織理論教師利用節(jié)假日到工廠頂崗實習，進行技能培訓；或讓實驗、實訓教師傳、幫、帶理論教師，以彌補其操作技能的不足；或組織實踐指導教師參加成人教育、自學考試以提高其理論水平；或讓實踐指導教師在理論教師的指導下從事相應專業(yè)的理論教學；或從企業(yè)技術(shù)人員中引進相關師資等形式，來培養(yǎng)一批一體化“雙師型”師資隊伍。

在進行“電子測量技術(shù)”一體化教改之前，就有目的地讓理論教師參與到該課程的實驗、實訓教學過程中，當他們也熟練地掌握了實踐教學技能后，就開展該課程的一體化教學改革，讓這些教師充當該課程的一體化教學教師，從而也實現(xiàn)了教師素質(zhì)的一體化，即理論教師與實踐教師的一體化，同時指導學生的學與做，為實現(xiàn)一體化的教學目標提供技術(shù)保障。

三、教學過程的一體化

進行一體化教學時，其教學過程有別于理論教學與實踐教學分開時的情況，一體化教學主要體現(xiàn)在師生的“邊教、邊學、邊做”上，因此，“教、學、做”需有機地融合在一起進行。在一堂課當中，它們互相交叉地進行，主要讓學生在“學中做”和“做中學”，充分發(fā)揮學生學習的主動性、能動性，充分啟發(fā)學生進行思考，培養(yǎng)學生的思維能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。在整個一體化教學過程中，教師的“教”則主要體現(xiàn)在對學生的“做”進行指導，對學生不理解的地方進行解釋并啟發(fā)學生對出現(xiàn)的問題進行思考，幫助學生充分發(fā)揮自己的能動性來解決問題。在這一過程中，學生是主體，教師只是起到輔導性、啟發(fā)性的作用，充分體現(xiàn)了讓學生在“做中學”的精神，有效地培養(yǎng)了學生的自主性、創(chuàng)造性學習能力和綜合實踐能力。

在“電子測量技術(shù)”進行一體化教學的教學過程設計時，我們充分地考慮了“教、學、做”的混合進行以及學生的主體性。如：設計“示波器使用”的一體化教學過程：教師輔導學生認識實驗室示波器教師輔導學生連接相關儀器使示波器顯示波形教師輔導學生使用并掌握面板上各開關、按鈕的作用教師輔導學生讀取示波形的參數(shù)教師輔導學生分析波形、參數(shù)的特性和正確性教師布置實訓課題并輔導學生完成任務教師和學生一起總結(jié)教師和學生討論示波器的組成及各部分電路的作用、工作原理教師介紹各種示波器及其特點、適用范圍教師布置課后任務讓學生查找有關示波器的使用范圍及發(fā)展方向教師再布置開放性的實訓課題并輔導學生完成任務教師和學生一起進行課堂總結(jié)結(jié)束。

四、教學方式的改革

實施一體化教學時，采用項目式的教學方式，即把電子測量技術(shù)的內(nèi)容分為幾個實訓項目來實施，每個項目中則包含該項目所必須掌握的理論知識和實踐技能能力，這有利于理論與實踐的緊密結(jié)合，有助于更好地培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和能力，也更加符合一體化的教學精神。

五、教學方法的改革

教改之前，理論教學主要以講授法為主，實踐教學主要以實驗實習法為主。一體化教改后，則主要以教師指導學生獨立獲取知識和技能的教學方法為主，如練習法等，以啟發(fā)式的教學方法培養(yǎng)學生獨立思考問題、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。

六、教學手段的改革

一體化教改后，教學手段主要以多媒體為主，特別是具有動畫效果的實驗、實訓演示課件，以便增加現(xiàn)場感和學生的感性認識，同時活躍課堂氣氛，使學生在輕松的環(huán)境下獲取各種知識和鍛煉各種能力。

七、人才培養(yǎng)模式的一體化改革

一體化教改之前，理論教學和實驗教學采用分散式培養(yǎng)模式，實訓教學則采用集中式教學培養(yǎng)模式。教改之后，則不再分理論教學和實驗、實訓教學，而是把“電子測量技術(shù)”課程采用集中教學方式，分為幾個實訓項目進行綜合教學，把理論教學和實踐教學揉合在一起，集中在一段時間內(nèi)完成該課程的教學任務。這樣，經(jīng)過一段時間的連續(xù)性學習和訓練，有助于學生熟練地掌握理論知識和實踐技能，并有效地將理論與實踐相結(jié)合，最終高效地完成課程的教學目標。

技術(shù)和知識正在日新月異地發(fā)展變化，因此，以培養(yǎng)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務第一線技能型人才為己任的職業(yè)教育必須深化改革、加快發(fā)展，才能適應科技進步、知識更新和社會發(fā)展的需要。而作為職業(yè)教育的一種新型教學模式，一體化教學也必須與時俱進、不斷充實、不斷完善，才能發(fā)揮其積極、有效的作用，才能培養(yǎng)出適應社會需要的高素質(zhì)技能型人才。

參考文獻：

[1]成思危.黃炎培職業(yè)教育思想文萃[M].北京:紅旗出版社,2006.

[2]教育部人事司.高等教育學[M].北京:高等教育出版社,2003.

篇3

關鍵詞：機電一體化特征發(fā)展趨勢

隨著日新月異的技術(shù)更新，機電一體化發(fā)展對不同學科交叉滲透也有著推動。機械工程當中的微電子技術(shù)以及計算機技術(shù)發(fā)展，為機電一體化發(fā)展目標實現(xiàn)奠定了基礎，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標，在機電一體化的技術(shù)應用下，就能提高生產(chǎn)力水平。從理論上對機電一體化技術(shù)發(fā)展研究分析，就能從理論層面提供支持依據(jù)。

一、機電―體化技術(shù)發(fā)展歷程和主要的內(nèi)容分析

1.機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程分析

機電一體化主要是電子技術(shù)和機械設備的有機結(jié)合，從而將機械設備的動力以及電子技術(shù)的信息處理功能充分發(fā)揮，實現(xiàn)自動化的工作目標。機電一體化是建立在綜合應用技術(shù)基礎上發(fā)展的，在當前已經(jīng)成為獨立的學科，從技術(shù)層面來說，主要體現(xiàn)在對機電一體化的產(chǎn)品有效實現(xiàn)和使用發(fā)展。而從產(chǎn)品的基礎層面來說，就是機械系統(tǒng)和微電子系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成的新系統(tǒng)，這就成為了有著新功能的產(chǎn)品。機電一體化的進一步發(fā)展過程中，在功能系統(tǒng)的作用發(fā)揮上比較突出。機電一體化實際是綜合技術(shù)的融合，并非是簡單化的拼湊，而是將各個領域的優(yōu)勢相結(jié)合，實現(xiàn)概念上以及技術(shù)上的融合。

我國的機電一體化發(fā)展經(jīng)歷了幾個重要階段。上世紀80年代，學術(shù)界對機電一體化進行了研究，經(jīng)過了幾十年的努力，在理論上以及技術(shù)層面上都實現(xiàn)了長足發(fā)展，在數(shù)控技術(shù)方面的市場占有率也逐年提高，機械生產(chǎn)能力也有了大幅度提高。工業(yè)機器人的實際生產(chǎn)應用，對控制系統(tǒng)以及軟件編程技術(shù)的應用等，都從很大程度上促進了生產(chǎn)效率的提高。在計算機集成制造系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展上也取得了矚目成績，已經(jīng)在多個制造生產(chǎn)領域的發(fā)展中得到了廣泛應用，發(fā)揮著重要作用。

2.國外機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國外的機電一體化技術(shù)發(fā)展可以分為三個階段：第一階段又稱之為初級階段，出現(xiàn)在20世紀60年代以前，這一時期是機電一體化技術(shù)的雛形，是人們不自覺地利用電子技術(shù)并且傳承下來；第二階段稱之為發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀80年代末期，機電一體化技術(shù)的各項產(chǎn)品都有著很大的發(fā)展；第三階段是深入發(fā)展階段，出現(xiàn)在20世紀90年代后期，世界各國都開始研發(fā)和關注機電一體化的技術(shù)和新產(chǎn)品。

日本東京在1989年召開的第一屆國際先進機電一體化學術(shù)會議，可以稱為機電一體化技術(shù)發(fā)展階段的標志，世界各國也從此大力推動和發(fā)展機電一體化的技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。在深入發(fā)展時期，機電一體化技術(shù)進入了向智能化方向的新階段，一方面出現(xiàn)了光學、通信技術(shù)、微細加工技術(shù)等新的機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品，另一方面對機電一體化技術(shù)的學科體系和研究方法也進行了深入的探討。在目前，機電一體化產(chǎn)品開發(fā)和應用方面處于世界領先地位是日本和美國。

3.國內(nèi)機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國的機電一體化技術(shù)與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，如當前國內(nèi)外在開發(fā)煤礦機電大功率厚煤層電牽引采煤機的機電一體化新技術(shù)方面。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是總體技術(shù)上，國外Eickhoff公司開發(fā)的SL500系列采煤機，截高范圍2.0m～6.0m，可達截割功率2×825kW，而國內(nèi)引進6LS3，6LS5和7LS5型6臺，SL500型3臺，EL3000型1臺，最大裝機總功率1860kW，最大截高才5.5m，差距主要在可靠性和使用壽命方面；二是工況檢測、故障診斷技術(shù)上，目前國外使用微機控制、傳感器多、信息量大、顯示屏大、顯示點多等特點，而國內(nèi)卻達不到這一水平；三是自動調(diào)高技術(shù)上，基于位置傳感器和計算機的記憶截割技術(shù)在國外比較容易實現(xiàn)，而國內(nèi)在研采煤機仍未實現(xiàn)記憶截割。

4.機電一體化技術(shù)主要內(nèi)容分析

機電一體化技術(shù)涉及的內(nèi)容比較豐富。機電一體化技術(shù)方面主要從系統(tǒng)工程角度分析。在對電子以及機械技術(shù)的應用下，能將兩者得以有機結(jié)合，就能充分發(fā)揮綜合技術(shù)的應用優(yōu)勢。因此，機電一體化技術(shù)涵蓋技術(shù)以及產(chǎn)品兩個層面的內(nèi)容。機電一體化系統(tǒng)，也就是產(chǎn)品方面，是通過多個特定功能機械以及電子技術(shù)要素構(gòu)成的整體，使人們的實際生產(chǎn)制造的需求得到滿足。機電一體化系統(tǒng)所涵蓋的裝置要素比較多，其中的執(zhí)行裝置以及傳感器等都是比較重要的裝置要素。

除此之外，機電一體化內(nèi)容中的系統(tǒng)設計思想也比較重要。這就涵蓋了控制論以及系統(tǒng)工程方法論等內(nèi)容。機電一體化的思想也簡稱為一體化思想。這一思想的應用對人機一體化以及機電液一體化等發(fā)展目標都能有效實現(xiàn)。機電一體化工程作為電子和機械工程集合，通過機電一體化技術(shù)設計制造體系應用，在實際應用中的作用發(fā)揮也比較顯著。

二、機電一體化產(chǎn)品特征類別和核心技術(shù)分析

1.機電一體化產(chǎn)品特征類別分析

機電一體化的產(chǎn)品特征也比較鮮明。機電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡單，產(chǎn)品的輕細巧等特征比較突出，并且比較容易實現(xiàn)標準化、模塊化的設計制造。機電一體化的產(chǎn)品記憶以及信息處理功能比較突出，能夠?qū)a(chǎn)品的高效性以及智能化的優(yōu)勢充分發(fā)揮，并能起到自動監(jiān)視的功能和診斷功能等，在產(chǎn)品的安全可靠性上也能有效提高，可通過負荷以及運行情況加以有效調(diào)整控制。

另外，機電一體化的a品類型也比較多。機械產(chǎn)品當中一部分控制功能及機構(gòu)用電子裝置替代，其中比較常見的有機電一體化照相機以及打印機等產(chǎn)品。此外，比較典型性的產(chǎn)品有著較為完整性的結(jié)構(gòu)，其中比較常見的就是工業(yè)機器人以及自動繪圖機等。簡單地依靠機械以及電子無法制造這些產(chǎn)品，兩者結(jié)合，就能夠大大提高可運行效率。還是一種類型是通過微電子裝置替代原設備的信息處理機構(gòu)，比較常見的產(chǎn)品有全電子式電話交換機以及電機調(diào)速裝置等內(nèi)容。

2.機電一體化核心技術(shù)分析

機電一體化的核心技術(shù)比較多。計算機和信息技術(shù)是比較重要的應用技術(shù)，能夠發(fā)揮信息交換以及存取和運算等作用。計算機以及信息技術(shù)當中的專家系統(tǒng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)也是比較常用的。機電一體化核心技術(shù)中的系統(tǒng)技術(shù)，是通過整體概念對多種相關技術(shù)進行組織應用的，其中接口技術(shù)就是比較常用的。為保障計算機的通信，要對數(shù)據(jù)傳遞格式進行規(guī)格化以及標準化呈現(xiàn)。目前這一應用技術(shù)中的開發(fā)成本比較低，在高速串行接口的應用方面比較突出。

機電一體化核心技術(shù)當中的機械本體技術(shù)是比較重要的應用技術(shù)。這一技術(shù)主要應用于對性能的改善以及質(zhì)量的減輕等層面。當前的機械產(chǎn)品通常是將鋼材作為主要材料。為減輕產(chǎn)品質(zhì)量，要在結(jié)構(gòu)上加以優(yōu)化，并加強非金屬材料的應用。這一技術(shù)的應用響應速率得到了很大提高，在整體的效率上也得到了有效提高。

C電一體化核心技術(shù)當中的信息處理技術(shù)以及傳感技術(shù)也是比較常見的應用技術(shù)。信息處理技術(shù)的應用中，將微型計算機在實際工作中加以科學應用，就能從整體上提高信息處理的效率，在信息的安全可靠性方面也能有效保障，提高了抗干擾能力。而傳感核心技術(shù)的應用有著高靈敏度以及抗干擾能力，在當前的技術(shù)進一步升級下，對光纖電纜傳感器的應用比較重要。

另外，機電一體化核心技術(shù)當中的軟件技術(shù)以及驅(qū)動技術(shù)也是較為常用的技術(shù)。軟件技術(shù)應用是和硬件協(xié)調(diào)應用的。在軟件研制成本降低的前提下提高生產(chǎn)維修效率，以及軟件的標準化應用是發(fā)展的重要課題。在驅(qū)動技術(shù)的應用下，在響應速度上也能有效提高，對控制專用組件以及傳感器和電機三位一體的作用發(fā)揮也比較重視。

三、機電一體化技術(shù)應用領域和發(fā)展趨勢探究

1.機電一體化技術(shù)應用領域分析

機電一體化技術(shù)的廣泛應用對我國的經(jīng)濟水平提高起到了積極促進作用。機電一體化技術(shù)的應用在當前社會發(fā)展中的作用也愈來愈突出。通過多年的發(fā)展以及技術(shù)優(yōu)化，機電一體化技術(shù)在數(shù)控機床的應用使之結(jié)構(gòu)、功能和控制精度等都得到了有效提高，在總線式以及緊湊型的結(jié)構(gòu)應用下，使得數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化。應用CPU以及多主總線體系結(jié)構(gòu)，進行開放性設計等，能提高接口的標準化，實現(xiàn)使用效益最大化呈現(xiàn)。通過智能化以及WOP的實現(xiàn)，機電一體化數(shù)控機床系統(tǒng)就能實現(xiàn)二維以及三維的動態(tài)加工仿真。信息存儲大容量的模塊化設計使得控制功能也得到了有效提高，可有效實現(xiàn)多過程以及多通道控制。

例如：當前市場上的CK0632數(shù)控機床就是采用機電一體化設計的數(shù)控機床，外型大氣美觀，用途廣泛，操作方便。機床主軸采用高度精密滾動軸承之承，回轉(zhuǎn)精度高。機訂導軌采用耐磨鑄鐵，經(jīng)過超音頻淬火能夠長期穩(wěn)定地保證機床加工精度。CK0632數(shù)控機床機床也可實現(xiàn)自動控制，完成車削多種零件的內(nèi)外圓、端面、切槽、任意錐面、球面、及各種公英制圓、圓錐螺紋等工序。此外，CK0632數(shù)控機床還有配有完備的S.T.M.功能，可以發(fā)出和接收多種信號控制自如的加工過程。目前，CK0632數(shù)控機床廣泛應用于電器、儀表儀器工業(yè)、汽車、摩托車配件、軸承照相器材、電影機械、五金工具及其他高精度復雜零件的加工制造。

機電一體化在工業(yè)機器人領域當中的應用也比較突出，第二代機器人的設計中，對各種傳感元件進行了科學應用，這樣在作業(yè)的信息獲得以及操作對象的信息獲得都比較方便。計算機技術(shù)的應用能準確判斷分析對操作信息的處理，并進行反饋控制。在第三代的機器人設計中，就通過多感知功能的應用，有效實現(xiàn)復雜化的邏輯思維以及判斷和決策等，在作業(yè)的獨立性層面有著充分體現(xiàn)。

2.機電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著時展以及技術(shù)進步，機電一體化技術(shù)也會向著智能化方向邁進。這也是當前的機電一體化和傳統(tǒng)機械自動化的重要不同。近些年，我國在處理器技術(shù)上的進步以及傳感器系統(tǒng)的集成化目標實現(xiàn)，對機電一體化的智能化發(fā)展目標實現(xiàn)提供了有力支持。智能化機電一體化目標實現(xiàn)和實際的應用，對人的操作和工作量的減少能發(fā)揮積極作用，可有效減少人的腦力勞動。

機電一體化技術(shù)的網(wǎng)絡化發(fā)展將實現(xiàn)。網(wǎng)絡技術(shù)在當前的發(fā)展比較迅速。進入新的時代，在網(wǎng)絡技術(shù)的支持下，機電一體化的網(wǎng)絡化目標將得到實現(xiàn)，在遠程控制技術(shù)的應用作用上將更加突出，同時會提高機電一體化的功能性以及安全性。

機電一體化技術(shù)的系統(tǒng)化趨勢比較突出，也就是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的模式化以及開放式的總線結(jié)構(gòu)應用，對系統(tǒng)的靈活性組態(tài)就有著鮮明呈現(xiàn)。在系統(tǒng)化的發(fā)展中，能加強通信功能，可實現(xiàn)遠程以及多系統(tǒng)的通信。

不僅如此，機電一體化的發(fā)展也會向著微型化方向邁進。這主要體現(xiàn)在電子部件的微型化，在產(chǎn)品的體積層面不斷縮小等。這樣就會促進機電一體化的設備運行效率提高，靈活性更加突出。

篇4

關鍵詞：機電一體化技術(shù)；發(fā)展趨勢：應用研究；

中圖分類號：TP271+.4文獻標識碼：A 文章編號：

引言

機電一體化經(jīng)歷了自然產(chǎn)生和發(fā)展的過程，20世紀年代70初，經(jīng)日本科技工作者系統(tǒng)地概括和總結(jié)，形成了比較完整的機電一體化概念，越后由于大規(guī)模集成電路技術(shù)和微型計算機技術(shù)的迅速發(fā)震，使得機電結(jié)合的形式更加靈活活，內(nèi)容更加豐富，應用更加廣泛。我國的機電—體化經(jīng)過幾十年的發(fā)展取得了重大進展，主要表現(xiàn)在下面幾個方面。

1 機電一體化的內(nèi)容

1.1機電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點出發(fā)，應用機械、電子等有關技術(shù)，使機械、電子有機結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體最優(yōu)的綜合性技術(shù)。機電一體化技術(shù)，主要包括技術(shù)原理和使用機電一體化產(chǎn)品（或系統(tǒng)）得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機電一體化技術(shù)是一個技術(shù)群（族）的總稱。

1.2機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能，機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）。主要是指機械系統(tǒng)（或部件）與微電子系統(tǒng)（或部件）相互置換和有機結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品，有良好的人機協(xié)作關系。一個機電一體化的系統(tǒng)主要是由機械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構(gòu)成。

1.3機電一體化工程（ 機械電子工程）是機械工程與電子工程的綜合集成，即給定機電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）“目的功能”與“規(guī)格”后，機電一體化技術(shù)人員利用機電一體化技術(shù)進行設計、制造的整個過程體系。機電一體化工程是系統(tǒng)工程在機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中的具體應用。

1.4機電一體化思想體現(xiàn)了“ 系統(tǒng)設計原理”和“綜合集成技巧”。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機電一體化技術(shù)的方法論。從某種意義上講、機電一體化思想相當于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機一體化、機電液一體化、科工貿(mào)一體化、人機一體化等技術(shù)及其產(chǎn)品。

2機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

由于機電一體化技術(shù)是多學科技術(shù)交融的技術(shù)，因此其發(fā)展的程度必然受制于其相應支撐技術(shù)的發(fā)展，同時其相關技術(shù)的發(fā)展也必然促進機電一體化技術(shù)的發(fā)展。

2．1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)的一個重要發(fā)展方向，而機器人與數(shù)控機床的智能化就是其重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、心理學、生理學和混沌動力學等新方法，模擬人類智能，使它具有自學習、自組織、自適應、思維和決策等能力，以求得到更高的控制目標。

2．2模塊化

機電一體化產(chǎn)品種類繁多。讓它們自由地交換信息是一項十分復雜的事，因此有必要研制具有標準機械接口或電氣動力接口等的機電一體化產(chǎn)品。如果機電產(chǎn)品能夠象“搭積木”那樣讓需求者根據(jù)要求自由組合，那么無論是對資源的節(jié)約，還是服務于各行各界，都有著其巨大的作用。

2．3 網(wǎng)絡一體化

由于網(wǎng)絡的普及，推進了全球化的進程。而基于網(wǎng)絡的各種遠程監(jiān)控技術(shù)，讓家用電器網(wǎng)絡化成為可能。把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)(Computer Integrated ApplianceSystem，CIAS)，使人們無論在家里還是在外面，都能隨時享受各種機電產(chǎn)品帶來的好處。因此，機電_體化產(chǎn)品無疑會朝著網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。

2．4微機電化

微機電化指的是機電系統(tǒng)主要裝置的特征尺寸在亞微米至亞毫米范圍。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品由于體積小、耗能少、運動靈活，在軍事、生物醫(yī)療、航空、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

2．5 綠色化

綠色化主要是指產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，而且是低能耗、低材耗、協(xié)調(diào)而可再生的產(chǎn)品。

3機電一體化技術(shù)的應用

在人們的日常生活當中，自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫(yī)療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機電一體化系統(tǒng)都離不開執(zhí)行元件為其提供動力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的，因此需要一個驅(qū)動部件。該驅(qū)動部件在電子控制裝置的控制下，接收指令，進行能量轉(zhuǎn)換，從而得到目標輸出。電子控制驅(qū)動系統(tǒng)框架見圖1。

對于精密傳動來說，需要在執(zhí)行元件輸出終端進行傳動測量，如測量其位置、速度、加速度，同時將所測得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置，讓其進行比較，進行誤差修正控制，最終實現(xiàn)精密傳動。電子閉環(huán)控制驅(qū)動系統(tǒng)框架見圖2。

當有多個執(zhí)行元件，其輸出動作規(guī)律各不相同時，一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來考慮其控制的形式，另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒有聯(lián)系，可以讓它們單獨來工作，也可以通過構(gòu)建PC機上位控制來統(tǒng)一管理。圖3為PC機二級管理的多驅(qū)動電子閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。若工作聯(lián)動內(nèi)容經(jīng)常變化，就應該構(gòu)建一個可以直接識別聯(lián)動輸出的軟件，將聯(lián)動輸出寫入軟件當中，讓其直接轉(zhuǎn)化為控制程序，這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。圖4為裝載了位置控制模塊的PC機二級管理多驅(qū)動電子閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

上述機電一體化技術(shù)的應用，僅論述了如何將傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)和驅(qū)動技術(shù)等技術(shù)簡單的融合，各部件都是以模塊形式搭建的，而模塊間的信號傳輸及所涉及到的接口技術(shù)和信息處理技術(shù)是其中的重點。所以，在機電一體化技術(shù)應用中，以全局最優(yōu)的觀念去設計機電一體化產(chǎn)品，并且解決好每個功能模塊信息處理和傳輸?shù)膯栴}，是能夠迅速地利用好機電一體化技術(shù)的方法。

結(jié)束語

綜上所述，機電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是人們?yōu)榱藵M足社會日益豐富的需求而不斷地對已有的技術(shù)進行變革創(chuàng)新并且使它們有機結(jié)合的一門綜合性技術(shù)。。因此，機電一體化技術(shù)對我們?nèi)祟惖陌l(fā)展有著極其深遠的意義。

參考文獻

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[3]茵延年，張志偉．機電一體化技術(shù)及其發(fā)展應用展望．蘇州大學學報(工科版)，2004

篇5

關鍵詞：機電一體化、應用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A

機電一體化是科學技術(shù)發(fā)展的必然成果，它將機械設備、電子信息和自動控制等相關技術(shù)有機的結(jié)合起來，成為一門綜合型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大幅度提高了工廠的生產(chǎn)技術(shù)水平。通過推廣新型電子技術(shù)對傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的改造，成為了當今提高工業(yè)生產(chǎn)管理水平，促進機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)的重要措施。因此，加快機電一體化的課程研究已成為世界各國爭相研究的技術(shù)內(nèi)容。

1機電一體化技術(shù)的特點

機電一體化作為一門綜合型的技術(shù)科學，它綜合了電子技術(shù)、計算機科學和機械技術(shù)相關方面的內(nèi)容，使整個工業(yè)技術(shù)水平和相關生產(chǎn)產(chǎn)品更加系統(tǒng)性、科學性和完整性。在整個工業(yè)操作系統(tǒng)中，各個組成部分相互配合，協(xié)同工作，并且各項工作內(nèi)容互相補充，使工業(yè)技術(shù)的發(fā)展不斷向著科學化、高效化的方向發(fā)展。機電一體化在現(xiàn)代工業(yè)中的得到普遍應用，其科學的技術(shù)特點主要體現(xiàn)在幾個方面：（1）機電一體化具有體積小，重量輕的特點。機電一體化融入了大量的新型技術(shù)產(chǎn)品，隨著新型半導體和集成電路技術(shù)的研究進展以及液晶顯示在機電一體化中的應用使得機電一體化體系中的控制和測量系統(tǒng)的重量和體積都大為減小。（2）機電一體化使整個生產(chǎn)作業(yè)過程的生產(chǎn)速度加快，精度變高。隨著工業(yè)生產(chǎn)集成電路的不斷優(yōu)化改造，使得整個工業(yè)系統(tǒng)的各個操作步驟速度不斷提升并且精度變高。（3）擁有高度的集成控制系統(tǒng)。機電一體化往往可以通過改變計算機上的運行條件就可以改變操作流程的運動狀況，具有安全性高和操作簡單的特點。

2對機電一體化技術(shù)發(fā)展概況的探討

機電一體化自產(chǎn)生以來經(jīng)歷了較長期的應用研究和發(fā)展歷程。我國機械制造業(yè)等相關工業(yè)在出現(xiàn)機電一體化技術(shù)之前，世界各國已開始從事大量有關對機械技術(shù)設計和自動化控制功能設計的研究，并且相關研究工作者為了配合工業(yè)較高的生產(chǎn)技術(shù)要求已經(jīng)研究和開發(fā)了較多的機電一體化系列產(chǎn)品，隨著科技的進一步發(fā)展，機電一體化概念最早由七十年代日本人長期的研究和實踐工作總結(jié)出了機電一體化這一概念，并且機電一體化在以后的應用研究中得到不斷完善。在后來的十到二十年內(nèi),隨著信息技術(shù)的研究進展使電子計算機的性能逐步提高,電子信息技術(shù)被越來越多的機電一體化企業(yè)所采用來開展機電一體化產(chǎn)品,當時開展的典型的機電一體化產(chǎn)品像數(shù)控機床和汽車的電子控制系統(tǒng)等。而隨著科學對更大規(guī)模集成電路和微型電子技術(shù)的研究和投入使用，使機電一體化的機械電子結(jié)合形式更加方便靈活、組成內(nèi)容更加全面具體而機電一體化的應用也變得更加廣泛。

3關于技術(shù)一體化技術(shù)的在未來幾年的發(fā)展趨勢

機電一體化是機械、控制、計算機等多學科的交叉融合,在當前很多工業(yè)生產(chǎn)中都離不開機電一體化的技術(shù)支持，相信在未來的工業(yè)發(fā)展中，機電一體化將會發(fā)揮著更重要的作用。當前，機電一體化的發(fā)展依托于相關科學技術(shù)的進步與發(fā)展,其在未來的主要研究和發(fā)展方向為數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、人性化、微型化、集成化和綠色化等。

3. 1 數(shù)字化

由于微控制器和接口技術(shù)的研究進展，使其成為了機電一體化產(chǎn)品數(shù)字化的條件基礎，又由于計算機信息網(wǎng)絡的迅速發(fā)展,為機電一體化的數(shù)字化發(fā)展提供了前進的方向,如機電一體化的虛擬設計和計算機集成制造等。向著技術(shù)數(shù)字化發(fā)展要求機電一體化產(chǎn)品的操作系統(tǒng)軟件具有較高的可靠性、通用性、易操作性、自身良好的診斷能力等。而機電一體化數(shù)字化的實現(xiàn)將更有利于工業(yè)生產(chǎn)流程的遠程控制操作、系統(tǒng)自身診斷和修復功能。

3.2 智能化

隨著技術(shù)設備的先進化和科技化，機電一體化處理器速度已經(jīng)飛速提高和電子計算機變得更加高性能化，智能化是科學技術(shù)發(fā)展的核心以及工業(yè)發(fā)展的必然要求。因此為向機電一體化系統(tǒng)中嵌入智能控制算法，相關專家做了一系列智能產(chǎn)品的研究并將其投入到機電一體化行業(yè)中來，電子技術(shù)為智能化創(chuàng)造了條件，加上傳感器系統(tǒng)的高度集成化的技術(shù)進步，更加有力地推動了我國機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展，使機電一體化具有一定程度的判斷推理和自主決策能力。

3.3.網(wǎng)絡化

隨著當代計算機網(wǎng)絡的快速發(fā)展,計算機網(wǎng)絡帶來的各種遠程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)也隨之而來。而機電一體化產(chǎn)品作為遠程控制系統(tǒng)的設備基礎,可實現(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)等使電器網(wǎng)絡化可行,網(wǎng)絡技術(shù)可把各種用途的設備通過網(wǎng)絡集成實現(xiàn)集中操作控制 ,讓人們更加方便快捷的實現(xiàn)各種技術(shù)設備的綜合運用。

3.4微型化

微電子技術(shù)的快速發(fā)展帶動了微型機電系統(tǒng)的發(fā)展，由于體積龐大和重量大的設備已不能滿足生產(chǎn)工作的需要，所以追求高新技術(shù)的微型化成為機電一體化發(fā)展的必然要求。微型機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少而且運動靈活，在許多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)都有著強大的優(yōu)勢。它可以完成很多工作任務較難的工作，為當代的技術(shù)工業(yè)化發(fā)展帶來的巨大優(yōu)勢。

機電一體化除了以上幾方面的發(fā)展方向，仍向著模塊化、人性化的方向發(fā)展，使機電一體化技術(shù)以符合人的意志進行工作，這些發(fā)展內(nèi)容為機電一體化的科技化發(fā)展提供了新的發(fā)展方向和發(fā)展目標。相信未來的機電一體化事業(yè)將會是先進科學技術(shù)發(fā)展下的優(yōu)秀結(jié)晶成果。

結(jié)語

機電一體化在當代制造行業(yè)中的應用研究和發(fā)展加快了工業(yè)的先進化和科技化技術(shù)水平。機電一體化作為當代相關制造行業(yè)的重要核心技術(shù)，技術(shù)上的改革和各個組成部分的技術(shù)支持是實現(xiàn)更大發(fā)展的基礎，隨著機械技術(shù)、計算機技術(shù)和自動化技術(shù)的進一步發(fā)展，擁有更完整、更科學的系統(tǒng)體系已成為機電一體化未來發(fā)展的重要目標。在機械技術(shù)中我們要合理使用電子信息技術(shù)，使整個工業(yè)流程的運行和相關企業(yè)的產(chǎn)品性狀都有較大的良性改變，讓產(chǎn)品擁有更高的功能特性和附加價值，為社會各個領域帶來更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]裘加杰. 機電一體化的未來發(fā)展趨勢探微. 大眾科學，2007