發(fā)布時(shí)間：2023-03-21 17:10:40
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的學(xué)機(jī)電一體化論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
（1）設(shè)計(jì)題目、內(nèi)容不規(guī)范，要求不統(tǒng)一。
由于每屆或每班的指導(dǎo)教師不同，設(shè)計(jì)題目、內(nèi)容、要求、難易程度偏離太大。如有數(shù)控機(jī)床改造設(shè)計(jì)、伺服系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)、交通燈控制設(shè)計(jì)等，要求、工作量也不相同。有的設(shè)計(jì)任務(wù)偏難，有的設(shè)計(jì)任務(wù)又太簡單。
（2）設(shè)計(jì)資料缺乏。
由于機(jī)電一體化是一門新興的技術(shù)和專業(yè)，這方面的知識內(nèi)容都在相關(guān)的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，收集這方面的資料較困難。沒有現(xiàn)成的資料匯編及設(shè)計(jì)手冊，學(xué)生要花費(fèi)較多的時(shí)間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機(jī)械零件設(shè)計(jì)那樣的系統(tǒng)完整的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。在設(shè)計(jì)中盲目性較大。
（3）師資不足。
最早幾年機(jī)電專業(yè)方向只有一個(gè)班或兩個(gè)班，指導(dǎo)教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機(jī)電一體化控制系統(tǒng)課程的教師指導(dǎo)。近幾年隨著學(xué)生的擴(kuò)招，機(jī)電專業(yè)擴(kuò)展到4~5個(gè)班，指導(dǎo)教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進(jìn)行培養(yǎng)。
2機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)改進(jìn)措施
（1）編寫合適的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，配齊設(shè)計(jì)資料。
到目前為止未見過公開出版的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，所以有必要編寫合適的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，并收集較全的資料進(jìn)行匯編，與指導(dǎo)書匯編成冊。
（2）規(guī)范設(shè)計(jì)題目，統(tǒng)一要求。
規(guī)范設(shè)計(jì)題目不是整個(gè)設(shè)計(jì)都用同一個(gè)題目，而是在一個(gè)范圍內(nèi)選擇題目，教師根據(jù)所選的題目按統(tǒng)一的要求下達(dá)任務(wù)書。設(shè)計(jì)題目一般以簡易數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床改造設(shè)計(jì)、機(jī)器人及控制設(shè)計(jì)較為合適。在市場上可見的機(jī)電產(chǎn)品多得很，不是所有的機(jī)電產(chǎn)品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機(jī)電專業(yè)的課程設(shè)置是以機(jī)床設(shè)計(jì)、機(jī)器人設(shè)計(jì)控制為典型產(chǎn)品的，在機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)中要反映課程設(shè)置的內(nèi)容。機(jī)電專業(yè)方向課程有機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)器人導(dǎo)論等課程。這些課程的內(nèi)容在電的方面主要介紹了以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)；機(jī)械方面介紹了機(jī)械運(yùn)動、機(jī)械傳動、機(jī)械結(jié)構(gòu)及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)部件，如滾動導(dǎo)軌、滾珠絲杠等。在選題及設(shè)計(jì)中要反映上述的內(nèi)容。因此規(guī)范化的題目主要為數(shù)控車床（或銑床、鉆床等）設(shè)計(jì)、車床（或銑床、鉆床等）數(shù)控化改造設(shè)計(jì)、或是工業(yè)機(jī)器人及控制設(shè)計(jì)。這些都具有一定的機(jī)械部分內(nèi)容，如數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸傳動部件，機(jī)器人的腰身、手臂運(yùn)動部件及滾珠絲杠、導(dǎo)軌的應(yīng)用等。電的方面包含數(shù)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及對機(jī)械部分的控制；從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)電結(jié)合。對規(guī)范化的題目、要求及上述設(shè)計(jì)內(nèi)容都已編入指導(dǎo)書中。
（3）指導(dǎo)教師的培養(yǎng)。
首先被培訓(xùn)的教師可以跟班聽課，熟悉掌握相關(guān)的課程內(nèi)容，然后在機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)進(jìn)行中跟班輔導(dǎo)，以培養(yǎng)出合格的指導(dǎo)教師。
（4）加強(qiáng)督察。
當(dāng)指導(dǎo)教師接到指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)任務(wù)后，首先拿到機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，根據(jù)要求寫出課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；并由教研室主任或院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查，合格才可向?qū)W生下達(dá)任務(wù)。指導(dǎo)中，教師要填寫指導(dǎo)日志，隨時(shí)記錄指導(dǎo)中的難點(diǎn)、及出現(xiàn)的問題和解決方法，并進(jìn)行小結(jié)，以便下一次指導(dǎo)時(shí)提高設(shè)計(jì)水平。
3機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書主要內(nèi)容
3.1設(shè)計(jì)題目確定及要求
3.2總體方案確定
（1）總體方案設(shè)計(jì)；
（2）繪制總體方案圖。
3.3伺服系統(tǒng)機(jī)械傳動部件設(shè)計(jì)
（1）切削力計(jì)算；
（2）滾動絲杠螺母副的計(jì)算與選型；
（3）伺服系統(tǒng)傳動設(shè)計(jì)；
（4）步進(jìn)電機(jī)當(dāng)量扭矩計(jì)算及選型；
（5）機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（繪制一個(gè)軸的機(jī)械裝配圖）。
3.4控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
（1）確定控制系統(tǒng)方案及繪制系統(tǒng)框圖；
（2）單片機(jī)的選用；
（3）存儲器的選用與擴(kuò)展；
（4）譯碼電路設(shè)計(jì)；
（5）接口電路設(shè)計(jì)；
（6）繪制控制系統(tǒng)硬件電路原理圖。
3.5基本的參考圖表匯編。
4近一屆學(xué)生機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)進(jìn)行情況
4.1教師配備
近一屆機(jī)電專業(yè)學(xué)生，每屆有四個(gè)班進(jìn)行機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)，共配備6名教師；其中有四名為獨(dú)立指導(dǎo)教師，兩名為輔導(dǎo)教師，為培養(yǎng)新的指導(dǎo)教師儲備力量。
4.2指導(dǎo)書的使用及設(shè)計(jì)過程
設(shè)計(jì)學(xué)生和指導(dǎo)教師每人一份機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。教師按照要求寫出機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，并經(jīng)研究所長審查后發(fā)給學(xué)生。設(shè)計(jì)題目主要有CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)、C6132普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)。在同一個(gè)題目的學(xué)生中，要求設(shè)計(jì)進(jìn)給軸部件時(shí)，一部分學(xué)生設(shè)計(jì)X軸進(jìn)給部件，另一部分學(xué)生設(shè)計(jì)Z軸進(jìn)給部件。整個(gè)過程根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的題目、要求和機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書給出的設(shè)計(jì)步驟、方法，先進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，再進(jìn)行機(jī)械傳動部件設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行CNC硬件電路設(shè)計(jì)。整個(gè)過程經(jīng)過了機(jī)械、電子兩方面的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電結(jié)合，達(dá)到預(yù)期效果。
4.3填寫指導(dǎo)日志
教師在指導(dǎo)設(shè)計(jì)的過程中，及時(shí)填寫指導(dǎo)日志，記錄設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)、問題，并進(jìn)行小結(jié)。
5本文總結(jié)
理實(shí)一體化教學(xué)法也就是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一種一體化的教學(xué)模式。在理實(shí)一體化教學(xué)方法中，其突破了以往教學(xué)中理論和實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象，促使了教學(xué)環(huán)節(jié)中相對集中的現(xiàn)象。理實(shí)一體化的教學(xué)方法，其強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用需要充分的發(fā)揮，并通過對教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)的有效設(shè)定，讓教師和學(xué)生在一種邊教、邊學(xué)、邊做，全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)的框架中，促進(jìn)課堂教學(xué)的豐富性和教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐性得以實(shí)現(xiàn)。理實(shí)一體化的整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，理論和實(shí)踐是相互交替進(jìn)行的，并呈現(xiàn)著一種直觀和抽象交錯出現(xiàn)的局面，教學(xué)的過程中實(shí)踐中體現(xiàn)著理論，理論中體現(xiàn)著實(shí)踐的效果。從理實(shí)一體化的教學(xué)方法出發(fā)，其所突出培養(yǎng)的是學(xué)生的動手能力和專業(yè)技能，一方面提高著教師的實(shí)踐能力和理論水平，為學(xué)校培養(yǎng)出了一支高素質(zhì)的師資隊(duì)伍；另一方面，教師將理論知識融合到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，這無形之中促進(jìn)了學(xué)生對知識和技能的掌握能力，對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和調(diào)動有著良好的作用。
二、對口單招《電子線路》課程理實(shí)一體化的實(shí)施
1.緊扣對口單招《電子線路》的考試大綱。
理實(shí)一體化在對口單招《電子線路》中的實(shí)施，其首先需要緊扣課程的考試大綱，突出大綱中的重點(diǎn)，對考點(diǎn)進(jìn)行梳理，對難點(diǎn)進(jìn)行精確的分析，并對電子技術(shù)在社會中的發(fā)展情況，以及考綱的變化趨勢適時(shí)關(guān)注。以此為標(biāo)準(zhǔn)，電子線路中線路集成的應(yīng)用將會逐步強(qiáng)化，刪減分立元件部分，以將各種知識的綜合應(yīng)用進(jìn)行強(qiáng)化。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合電子專業(yè)學(xué)生現(xiàn)有的知識水平和社會對電子專業(yè)人才的需求情況，根據(jù)考試大綱對教學(xué)的目標(biāo)適時(shí)調(diào)整。例如，《電子線路》課程中所涉及到的高等數(shù)學(xué)知識比較多，受學(xué)生知識水平的限制會出現(xiàn)聽不懂的情況，此時(shí)教師根據(jù)《電子線路》課程和學(xué)生的特點(diǎn)，逐步增強(qiáng)學(xué)生掌握簡單電路圖的能力，如此這樣，學(xué)生在電子線路知識的掌握上就更加符合社會和企業(yè)的需求。
2.注重《電子線路》課程中理論知識與實(shí)踐的結(jié)合。
結(jié)合目前對口單招電子線路的命題趨勢分析，《電子線路》試題中理論和實(shí)際的聯(lián)系正在逐步加強(qiáng)，并和實(shí)驗(yàn)方面的聯(lián)系更加的緊密?！峨娮泳€路》是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，課程中所規(guī)定需要演示的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都應(yīng)該做好，像課程中所涉及的晶體二極管認(rèn)識與檢測、三極管認(rèn)識與檢測、放大電路的仿真與測試、直流穩(wěn)壓電源的安裝與調(diào)試等數(shù)字電路邏輯功能的測試，教師都需要及時(shí)地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行。同時(shí)，通過這些比較典型的電路實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以對電子線路中的相關(guān)基本技術(shù)概念予以良好的掌握，對常見單元電路的工作原理進(jìn)行了解，還能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)各種相關(guān)的基本測試儀器和設(shè)備性能的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)興趣，并通過這些學(xué)習(xí)興趣掌握電子線路相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用技能和技巧，在動手實(shí)踐中提高自己分析問題和解決問題的能力。同樣，在理實(shí)一體化的教學(xué)過程中，其教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)離不開具體的實(shí)踐，教學(xué)過程中，學(xué)生需要一個(gè)良好的實(shí)踐平臺，并在這個(gè)平臺中多做實(shí)踐。教學(xué)中，加大對實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)場所的投入，加大和相關(guān)企業(yè)的合作，這對電子專業(yè)學(xué)生理論和實(shí)踐能力的提高有著重要的幫助。
3.加強(qiáng)教師自身實(shí)踐能力的提高，采取新的教學(xué)方法。
課程教學(xué)的實(shí)施是依靠教師來進(jìn)行的，而在《電子線路》理實(shí)一體化的實(shí)現(xiàn)中教師是關(guān)鍵，只有教師的自身能力得到了提高，才能更好地向?qū)W生傳授知識。從對口單招《電子線路》課程理實(shí)一體化考試大綱和社會的發(fā)現(xiàn)需求分析，教師實(shí)踐能力的提升可以通過進(jìn)入企業(yè)接觸最新電工電子技術(shù)，多組織教師去一些先進(jìn)的學(xué)校學(xué)習(xí)和實(shí)踐，多安排教師對《電子線路》課程進(jìn)行學(xué)術(shù)研究討論等活動來實(shí)現(xiàn)。對口單招《電子線路》這一課程中理實(shí)一體化的良好實(shí)現(xiàn)，不僅需要教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性充分地調(diào)動，還需要教師采取創(chuàng)新的教學(xué)方法來提高教學(xué)的效果。以項(xiàng)目教學(xué)法和情景教學(xué)法為例，教師在講解《電子線路》中半導(dǎo)體課程時(shí)，在講解完相關(guān)的理論知識后，將一些半導(dǎo)體發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生借助萬能表對半導(dǎo)體進(jìn)行檢測，這樣不僅能夠更好地對半導(dǎo)體的理論知識進(jìn)行掌握，還能夠讓學(xué)生在檢測中發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體中所出現(xiàn)的問題，促進(jìn)學(xué)生對萬能表使用功能的回顧。與此同時(shí)，在教學(xué)中采用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)，利用多媒體技術(shù)中所具有的聲像、字畫功能，將《電子線路》課程中的知識形象地展現(xiàn)給學(xué)生，能夠有效地促進(jìn)教學(xué)中理論知識從死記硬背到理解型思維教學(xué)的轉(zhuǎn)變。而多媒體能夠?qū)㈦娐穲D局部放大，能夠?qū)Π雽?dǎo)體、載流子等形式的過程進(jìn)行演示，這在最大限度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)著學(xué)生實(shí)踐能力的提升。
4.洞悉誤區(qū)，適時(shí)解疑。
在《電子線路》這一課程中，其所涉及到的知識是比較系統(tǒng)的，很多知識中還具有非常強(qiáng)大的聯(lián)系性，因此導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)概念混亂、實(shí)踐操作誤區(qū)不斷的情況。理實(shí)一體化教學(xué)模式的實(shí)施中，《電子線路》課程中的誤區(qū)是非常多的，以比較常用的放大器為例，其在操作的過程中如果不能正確地將放大器的交直流通路畫出，就會導(dǎo)致動態(tài)指標(biāo)和靜態(tài)工作點(diǎn)的混亂，而在概念不清晰的情況下，放大器輸出和輸入算式無法正確表達(dá)，以經(jīng)驗(yàn)去實(shí)施只能得出一個(gè)錯誤的結(jié)論。同時(shí)，在集成運(yùn)放這些環(huán)節(jié)中，學(xué)生對虛斷和虛短的概念如果不是非常清楚，那么在分析運(yùn)放電路這一問題時(shí)就無從下手，即使生搬硬套地去拼湊也無法導(dǎo)出結(jié)果。而針對部分學(xué)生分析題目時(shí)往往主觀臆斷，不喜歡在電路上對電壓急性和電流方向進(jìn)行標(biāo)注的問題，非常容易導(dǎo)致學(xué)生對《電子線路》中集成運(yùn)放列式的錯誤?！峨娮泳€路》學(xué)習(xí)中，問題的存在是無法避免的，但是，教師需要指導(dǎo)學(xué)生對誤區(qū)和問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，在分析的過程中以實(shí)踐去證明概念的真實(shí)性，通過實(shí)踐操作的方法將解決問題，洞悉誤區(qū)，這樣不僅能夠加強(qiáng)對概念的認(rèn)識，還能在認(rèn)識的基礎(chǔ)上以實(shí)踐提高學(xué)生自身分析問題的能力。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化，發(fā)展方向，技術(shù)應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。
1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機(jī)床的問世,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來了勃勃生機(jī); 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺階.
2機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化
即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 人性化
機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受。
2.6 微型化
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。
2.7 集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 2.8 帶源化
是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨(dú)特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化
綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。
3 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)電一體化基礎(chǔ)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。論文參考網(wǎng)。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、市場前景分析從略。
4 機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用
在重工業(yè)企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。
4.1 智能化控制技術(shù)(IC)
由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)
分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)
開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。 4.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)
重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機(jī)自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來重工業(yè)企業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競爭力。
4.5 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)
現(xiàn)場總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線?，F(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動技術(shù)
傳動技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用，同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。
綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
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光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機(jī)電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動保護(hù)直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2發(fā)展趨勢
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。
從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：
（1）激光技術(shù)
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時(shí)，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術(shù)
1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。
2）激光測距，其探測距離遠(yuǎn)，測距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
（3）激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。
（4）光能驅(qū)動技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。
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論文摘要：機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。此簡述機(jī)電一體化技術(shù)的基本情況和發(fā)展背景，綜述國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入以“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1機(jī)電一體化概述
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)及電力電子技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制、自動診斷與保護(hù)等。也就是說，機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為三個(gè)階段：（1）20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時(shí)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(jī)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(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)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(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。那時(shí)，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)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。（2）20世紀(jì)70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)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(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；機(jī)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(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給予很大的關(guān)注和支持。（3）20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始進(jìn)行這方面的研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組，并將該技術(shù)列入“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)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(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進(jìn)國家相比，仍有相當(dāng)差距。
3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：
3．1智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用之一。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。3．2模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置等。有了這些標(biāo)準(zhǔn)單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。為了達(dá)到以上目的，還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便于各部件、單元的匹配。
3．3網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3．4微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運(yùn)動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)。微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3．5環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
3．6系統(tǒng)化
未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化；另一層是模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；機(jī)床；機(jī)電一體化
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.132
0 前言
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，其主要是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)，機(jī)械技術(shù)，電子技術(shù)，控制技術(shù)和光學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化和系統(tǒng)化加工。機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)了加工技術(shù)、加工質(zhì)量和加工精度的優(yōu)化，對制造行業(yè)具有重大的貢獻(xiàn)，也是我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的主要技術(shù)支持之一。近幾年隨著機(jī)電一體化的逐漸發(fā)展，對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床的改造工作正在逐漸推廣和普及。為進(jìn)一步提升傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造效率和質(zhì)量，對其實(shí)施改造分析具有重要的意義和價(jià)值。
1 機(jī)電一體化改造優(yōu)勢
隨著機(jī)電一體化的逐漸推廣和普及，人們對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化的改造出現(xiàn)了不同的聲音，其中有支持也有反對的[1]。就該種現(xiàn)象及機(jī)電一體化改造進(jìn)行優(yōu)勢分析發(fā)現(xiàn)其具有以下幾種優(yōu)勢。
第一，智能化優(yōu)勢。對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床實(shí)施機(jī)電一體化改造的過程中會利用計(jì)算機(jī)控制軟件，實(shí)現(xiàn)軟件更新，在保障機(jī)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化操作。在改造的過程中利用智能化軟件實(shí)現(xiàn)人操作和組合，具有自行判斷、自行篩選等基本邏輯功能，從而實(shí)現(xiàn)人類自動控制危險(xiǎn)因素的實(shí)際操作。因此，對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床實(shí)施機(jī)電一體化具有優(yōu)化其智能化的作用。
第二，個(gè)性化優(yōu)勢。機(jī)電一體化智能化優(yōu)勢是傳統(tǒng)機(jī)械加工基礎(chǔ)改造的必然趨勢[2]。近幾年隨著社會經(jīng)濟(jì)體制和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的逐漸轉(zhuǎn)變，企業(yè)和人們對事物個(gè)性化的需求逐漸增加，進(jìn)一步提升了對機(jī)械加工的個(gè)性化需求。而機(jī)電一體化改造能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)合實(shí)際發(fā)展需求，滿足消費(fèi)者個(gè)性化加工。在產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中其微控系統(tǒng)根據(jù)市場調(diào)研需求自主的對產(chǎn)品實(shí)施升級方案制定，以滿足智能個(gè)性化產(chǎn)品優(yōu)勢。
第三，高速化優(yōu)勢。機(jī)電一體化改造的過程中對機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)速度改造是其中關(guān)鍵的一環(huán)。利用微控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的提升，可以在傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)上提高2倍左右，明前的加快了加工的速度，為整個(gè)機(jī)床加工生產(chǎn)效益的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)[3]。此外，隨著納米技術(shù)的逐漸應(yīng)用，納米機(jī)床機(jī)電一體化改造更是實(shí)現(xiàn)了高效率、高精度的機(jī)械加工。因此，機(jī)電一體化改造具有其高速化發(fā)展優(yōu)勢。
第四，綠色環(huán)保優(yōu)勢。機(jī)電一體化改造不僅能夠在技術(shù)、效率、性能等上現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床優(yōu)化，在其綠色環(huán)保上能夠降低材料和燃料的使用，從而利用高新技術(shù)手段降低對環(huán)境的污染。隨著綠色能源的創(chuàng)新和發(fā)展，以綠色能源為基礎(chǔ)的機(jī)電一體化機(jī)械加工機(jī)床必將成為機(jī)械加工機(jī)床改造優(yōu)化的主流趨勢。
2 傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造注意點(diǎn)
針對實(shí)踐工作中對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造的工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合理論知識和內(nèi)容，提出未來在傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)電一體化改造的過程中需要從以下幾方面注意處理。
第一，在改造穩(wěn)定性上。對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床實(shí)施改造的過程中需要在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。由于傳統(tǒng)的機(jī)械加工機(jī)床的加工一般采用的是焊接的方式，且材料的使用上一般是堅(jiān)固的鑄造件。經(jīng)過改造之后需要將其改變?yōu)楦咝阅芎透呔_度的結(jié)構(gòu)。因此，在改造的過程中需要從其鑄造件的性能出發(fā)，注重改造的整體性，在不破壞設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，保障機(jī)械加工機(jī)床的整體穩(wěn)定性。
第二，在設(shè)備為維修操作山。對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床實(shí)施改造的過程中在其設(shè)備維修改造上為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化操作，也會對其維修性能實(shí)施改造，為改造后機(jī)電一體化機(jī)械加工機(jī)床的日常使用和維護(hù)提供保障。因此，在其維修改造的過程中必須對其維修周期和故障診斷性能實(shí)施計(jì)算機(jī)信息處理和邏輯程序編制，以保障設(shè)備維修操作的安全性和高效性[4]。
第三，在技術(shù)運(yùn)行改造上。在實(shí)施技術(shù)運(yùn)行改造的過程中必須按照技術(shù)該噶發(fā)展方向速度對其進(jìn)行改造，采用循序漸進(jìn)的技術(shù)改造方案，從而保障實(shí)時(shí)提高設(shè)備自動化的效率和水平。在不斷提升傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床設(shè)備檔次的基礎(chǔ)上完成技術(shù)運(yùn)行改造。尤其注意的是不能采用激進(jìn)的方式進(jìn)行技術(shù)運(yùn)行改造，這樣容易形成技術(shù)壁壘和技術(shù)脫檔。
第四，在工作效率和質(zhì)量改造上。針對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床的工作效率和工作質(zhì)量改造是在設(shè)備技術(shù)改造的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。因此，在其改造的過程中需要從精度、專業(yè)、生產(chǎn)三方面完成整體工作效率和工作質(zhì)量改進(jìn)，這樣才能夠保障傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床在實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的基礎(chǔ)上，充分的發(fā)揮機(jī)電一體化工作效率和工作質(zhì)量的提升。
第五，在改造成本上。針對改造成本實(shí)施成本控制也是傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造中需要注意的一點(diǎn)，可以采用分環(huán)節(jié)成本控制和材料成本控制的方式實(shí)現(xiàn)改造成本控制，在保障改造效率的前提下節(jié)約改造經(jīng)費(fèi)，降低企業(yè)成本，從未有效的提高機(jī)電一體化機(jī)械加工機(jī)床的市場競爭力。
3 總結(jié)
通過本文中對傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造的優(yōu)勢分析們能夠看出，機(jī)械加工機(jī)電一體化是未來我國機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展的必然趨勢。未來我國在傳統(tǒng)機(jī)械加工機(jī)床機(jī)電一體化改造的過程中需要對其改造穩(wěn)定性、設(shè)備維修操作、技術(shù)運(yùn)行、工作效率和質(zhì)量、改造成本等方面對其進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)智能化、高效率、高質(zhì)量、高性能的改造，以促進(jìn)我國機(jī)械加工行業(yè)的整體發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
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【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一） 機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二） 傳感技術(shù)
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。
（三） 信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四） 驅(qū)動技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動單元。
（五） 接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
（六） 軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一） 數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、 總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、 開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、 WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、 大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、 能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、 系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、 以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二） 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三） 柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動搬運(yùn)小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四） 工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没坏?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一） 智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
（二） 系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三） 微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。
（四） 模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五） 網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六
） 綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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關(guān)鍵詞：工學(xué)結(jié)合 實(shí)踐教學(xué)模式 產(chǎn)學(xué)合作緊密
一.提出問題
現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，集機(jī)械技術(shù)、氣動技術(shù)、液壓技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、PLC技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等學(xué)科相互滲透于一體的機(jī)電一體化技術(shù)，已成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分。機(jī)電一體化技術(shù)成為利用電子技術(shù)、信息技術(shù)使機(jī)械裝備實(shí)現(xiàn)柔性化和智能化?？紤]社會對機(jī)電類人才要求機(jī)應(yīng)用型與高技能型，企業(yè)希望所招聘的人員能直接上崗。婁底職院機(jī)電技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)順應(yīng)時(shí)代需要，已對機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)進(jìn)行了根本性改革，構(gòu)建了創(chuàng)新提升的工學(xué)結(jié)合的教學(xué)體系與人才培養(yǎng)模式。本文只探討實(shí)踐教學(xué)模式。
高職實(shí)踐教學(xué)模式是高等職業(yè)教育的核心內(nèi)涵，它決定了高等職業(yè)教育是以社會和企業(yè)需要為原則的特征，決定了高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的切實(shí)現(xiàn)。本研究是目前高職教育亟待解決的問題。
二.研究方向
本課題的研究對象是高職機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才實(shí)踐模式的研究。以企業(yè)需求的實(shí)際機(jī)電工程項(xiàng)目帶動機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)“工學(xué)結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)，可以把學(xué)生的專業(yè)職業(yè)技能培養(yǎng)與企業(yè)的運(yùn)作有機(jī)結(jié)合起來;能使學(xué)生在企業(yè)人員的指導(dǎo)下參與企業(yè)的運(yùn)作和機(jī)電工程項(xiàng)目;能使學(xué)生成為勞作的主體，又為學(xué)習(xí)的主體，在做中學(xué)，在學(xué)中做，有利于他們的協(xié)調(diào)發(fā)展;能高度利用以我院為龍頭的婁底職業(yè)教育集團(tuán)在校企合作中發(fā)揮校企人才共育、過程共管、成果共享、責(zé)任共擔(dān)的緊密型合作辦學(xué)，合作企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)的重要作用;能為高職院校的機(jī)電專業(yè)探索一條更切合企業(yè)和社會需求的人才培養(yǎng)模式。
三.研究價(jià)值
婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)確立了以企業(yè)需求的實(shí)際機(jī)電工程項(xiàng)目帶動機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)“工學(xué)結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)模式，其意義在于以下幾個(gè)方面：1.它把學(xué)生的專業(yè)職業(yè)技能培養(yǎng)與企業(yè)的運(yùn)作有機(jī)結(jié)合起來。能使學(xué)生在企業(yè)人員的指導(dǎo)下參與企業(yè)的運(yùn)作和機(jī)電工程項(xiàng)目;能使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，在做中學(xué)，在學(xué)中做;2.它能促使合作企業(yè)深度介入職業(yè)教育，做好人才培養(yǎng)的接力棒，同時(shí)又能滿足企業(yè)對人才的需求，滿足企業(yè)真實(shí)的機(jī)電工程發(fā)展的需要;3.它能使工學(xué)結(jié)合交替環(huán)節(jié)高效有序地完成，創(chuàng)新了高職專業(yè)教育管理方式;4.它要求專業(yè)教師輪流下駐企業(yè)帶隊(duì)實(shí)習(xí)，參與企業(yè)管理與技術(shù)支持，使教師及時(shí)獲得企業(yè)管理的前沿信息，為更新專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，提煉并開展課題、教學(xué)項(xiàng)目研究提供保障;5.它有利于機(jī)電企業(yè)開拓市場，有利于傳統(tǒng)企業(yè)開拓現(xiàn)代化技術(shù)市場，從而有利于加快地方機(jī)電建設(shè)的步伐，使人們充分享受現(xiàn)代手段帶來的便利。
四.研究內(nèi)容
1.完善機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃。建立專業(yè)指導(dǎo)委員會，指導(dǎo)專業(yè)制定適應(yīng)企業(yè)需要與提高學(xué)生應(yīng)用技能的機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃，使教師授課與學(xué)生實(shí)踐能同步進(jìn)行，隨時(shí)解決學(xué)生遇到的各種難題。
2.優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)并開發(fā)項(xiàng)目化課程。建立以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相一致的課程體系，確立8門左右的專業(yè)核心能力課程。與企業(yè)、學(xué)院網(wǎng)站和國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)站合作，開發(fā)項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)教材，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)與工程項(xiàng)目的完全融合。
3.改革專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)。重新設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使更趨于工學(xué)結(jié)合。采用了在第三學(xué)期開始上午學(xué)校教學(xué)、下午上崗操作或今天學(xué)校教學(xué)、明天上崗操作的“工學(xué)交替”方式，真正做到了理論與實(shí)踐的高度融通，學(xué)生在實(shí)際企業(yè)上崗操作中學(xué)到技能、學(xué)會處事、提高素養(yǎng)，也能學(xué)會思考、分析和解決問題。
五.研究創(chuàng)新
1.實(shí)踐內(nèi)容體現(xiàn)了項(xiàng)目驅(qū)動性。根據(jù)我院國家骨干院校建設(shè)方案要求及機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，對相關(guān)主干課程進(jìn)行改造，對機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行全面的改革，采用以實(shí)際機(jī)電工程項(xiàng)目帶動機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)“工學(xué)結(jié)合”實(shí)踐教學(xué)模式。
2.實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了實(shí)際工程性
機(jī)電一體化教學(xué)團(tuán)隊(duì)與機(jī)電企業(yè)深度合作，基于企業(yè)對市場的需求、企業(yè)機(jī)電運(yùn)作的現(xiàn)狀與機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求，開發(fā)建立企業(yè)參與下的實(shí)際工程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
3.實(shí)踐教學(xué)突出了靈活實(shí)用性
基于機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，依據(jù)與企業(yè)實(shí)際機(jī)電工程項(xiàng)目的要求，學(xué)生在學(xué)完第一學(xué)年基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)課程及基本技能的基礎(chǔ)上，從第二學(xué)年開始推行實(shí)際工程項(xiàng)目帶動下的“半天學(xué)習(xí)、半天上崗”和“第二學(xué)年暑假去企業(yè)實(shí)訓(xùn)”的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練、學(xué)生角色與員工角色的緊密結(jié)合。
