机电一体化内涵范文
时间：2023-08-06 11:26:34
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篇1
【关键词】机电接口技术；机电一体化发展；电子机械技术
0 前言
随着社会经济的不断发展，在科学技术方面，我国取得了较为突出的成就，很多学科之间都实现了有效地渗透与融合。当科学之间实现了渗透与融合之后，新的研究方向就会产生，比如机电一体化技术就是融众多学科为一体的学科。伺服驱动技术、自动控制技术、机械技术、网络通讯技术、计算机技术、检测传感技术、系统整体技术等都是机电一体化技术中融合的技术内容。因此，在设计机电一体化产品的时候，要对多种学科技术中各相关学科的特性展开研究，其特性参量之间的各种物理关系都要理清楚，各学科特性参量间的关系、要求以及耦合条件都要正确地处理好，并正确分析与研究各学科特性之间的耦合关系及内在联系，这样可以有效地解决好在设计机电一体化产品系统工程中出现的具体问题。在这种状况下，机电接口技术便应运而生，运用这一项技术，可以很好地将机电及其相关领域技术融为一体过程中出现的具体问题进行有效地解决，并将最好的机电化产品的研究领域设计出来。
1 机电接口技术的内涵
所谓机电接口指的是机电一体化产品中控制微机与机械装置之间的接口，其产生的基础为机电一体化发展[1]。机电接口根据信息传递的方向可以分为控制量输出接口与信息采集接口（传感器接口）。在机电一体化产品中有很多常用的传感器，在输出信号的时候，大多采用的都是模拟量的形式，比如使用热电偶对温度进行检测、使用测速发电机对转速进行检测、使用差动变压器对位置进行检测等，但是控制量输出接口却是一个特殊的形式，其采用的是数字系统。
所谓机电接口技术指的是对机电系统（集电子、机械、信息等各种功能技术为一体的综合系统）中各项组成技术与各项组成部分（子系统）的连接问题进行研究，以此对系统中信息能量的融合与交互进行有效地解决，达到机电系统最优化设计的目的[2]。
机电接口有硬件与软件两大类，机电系统或者子系统之间与环境或者操作者之间建立一种有效地连接，并给予相应的物理通道输出或者输入、转换、传递一定的能量与信息为机电接口的硬件主要表现形式；为系统信息之间的转换、交互与调整提供相应的方法，并对机电一体化组成技术进行综合与协调，从而促成各子系统融合成为一个统一的整体，达到实现其新功能的目的为机电接口软件的主要表现形式[3]。
现阶段，机电接口主要可以分为四大类，分别为智能接口、人-机接口、机-电接口与动力接口[4]。智能系统在应用方面较为复杂，不同的技术，其信息形式也要求发生相应的改变，这样智能接口在进行各种信息传递与转换的时候，不同的技术与不同的子系统才能有机的结合在一起，成为一个完整、全新的系统；人-机接口是在操作者与机电系统之间存在的一个接口，运用人-机接口，系统运行的状态便可以显示在操作者的眼前，有利于操作者对系统进行监控，使系统在运转的过程中更加人性化；机-电接口可以有效地连接起驱动系统、执行机构以及传感器，将驱动信号成功转换成为符合执行机构要求的信号，也可以将执行机构中运行的机械信号成功转换成为符合传感器要求的要求；动力接口是有效地将动力源与机电系统连接起来的接口，给予一定的动力给机电系统中的驱动单元[5]。在机电系统中，动力有很多不同的类型，比如交流电、直流电、液压与气动等，系统中运用的动力类型不同，与之相适应的动力接口形式也应该是不同的，不过可以通过比较大的功率是所有动力接口共同拥有的一大特点。
2 机电一体化发展现状
所谓机电一体化指的是将电子技术与机械技术有机地结合在一起并运用的一种综合技术，在综合应用的过程中需要运用到机械、自动监控、接口、传感测试、信息、电力电子以及电力等多项技术。伴随科学技术的不断发展，计算机技术已经逐渐得到普及，并广泛应用于各个领域与行业中，在各领域与各行业中，机电一体化的运用也逐渐增多[6]。比如机床、量具、低压电器、机器人、量仪、电动传动装置、军事装备、电站控制系统、焊接设备、急用电器等都对机电化一体技术进行了较为广泛的应用，在这种状况下，机电一体化也正朝着网络化、微型化、智能化、模块化、绿色化、系统化等方向发展。
3 机电接口技术对机电一体化发展的影响
随着社会经济的不断发展，人们的生活水平得到了提高，人们对科学技术的要求也越来越高，传统的机械技术已经无法满足人们日益增长的技术需求。在这种状况下集电子技术、机械技术及信息技术为一体的机电一体化便应运而生了，机电一体化技术的诞生符合时展的需求。刚产生机电一体化技术的时候，只不过是将电子技术与机械技术进行简单的结合，而且连接它们的接口也是非常简单的。但是随着社会经济以及科学技术的不断发展，机电一体化技术也得到了不断地发展。现阶段，机电一体化产品已经不再简单，而是发展成为了融多项技术为一身的复杂系统，与之相适应的系统内部接口也发展得愈来愈复杂。
当前，对机电一体化技术的各项组成技术研究已经发展得较为深入与成熟，而且研究人员也注意到对各项组成技术进行单一的研究与发展并不能有效的对机电一体化系统的最优化进行保障。然而机电一体化系统具有一定的复杂性，单纯地研究机电一体化系统设计理论或者单纯地研究机电一体化融合与集成理论，都无法实现对机电一体化系统展开具体的研究。在这种情况下，对机电接口技术进行研究可以为研究机电一体化系统提供有利的方式，并在实际设计的过程中对集成与融合理论、系统设计理论进行灵活的运用。
现阶段，机电一体化正朝着网络化、微型化、智能化、模块化、绿色化、系统化等方向发展，这一发展方向也必然对模块化以及接口提出更高的要求。在保持接口一致性的同时还要对系统技术融合、能量与信息的传递进行保障。
4 结语
综上所述，所谓机电接口技术指的是对机电系统中各项组成技术与各项组成部分的连接问题进行研究，以此对系统中信息能量的融合与交互进行有效地解决，达到机电系统最优化设计的目的。所谓机电一体化指的是将电子技术与机械技术有机地结合在一起并运用的一种综合技术，在综合应用的过程中需要运用到机械、自动监控、接口、传感测试、信息、电力电子以及电力等多项技术。研究和发展机电接口技术，可以有效地加速机电一体化技术发展的进程，有利于推动机电一体化发展。
【参考文献】
[1]郑刚，费仁元，张慧慧，孙树文.机电接口技术的内涵与机电一体化发展[J].制作业自动化，2007（06）：1-4.
[2]袁耀辉.关于机电一体化系统的接口技术探讨[J].广东科技，2013（02）：46-47.
[3]郑刚，费仁元，张慧慧.几点接口技术的内涵和发展[J].北京工业大学学报，2007（04）：414-417.
[4]金丽敏，乔玉坛.机电一体化中接口技术的分析应用[J].科技传播，2010（10）：144-145.
篇2
一、目前机电一体化专业教学存在的问题
（一）对专业内涵的理解不够机电一体化的本质是将电子技术引入机械控制中，也就是利用传感器检测机械运动，将检测信息输入计算机中，计算机得到能够实现预期机械运动的控制信号，由此来控制执行装置。若是真正意义上的机电一体化产品，它有两个明显的特征，一是要有运动机械，二是采用了电子技术，通过计算机指令和反馈来实现柔性化和智能控制。而不少专业教师却单一地认为，机电一体化专业就是学一点机械类课程，学一些电子类课程，如果加上一些控制类课程，简单拼凑就是机电一体化了。因为理解不够，所以对最后的综合实践课程，没有引起足够的重视，课时量及训练强度不够，大量精力花在了使学生获取装配钳工或维修电工高级工证书上。但社会现实却是机电一体化技术发展到了新的高度，随着光学、通信技术等的进入，机电一体化出现了光机电一体化；而人工智能技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，开启了机器人的新时代。这迫切需要我们五年制高职机电一体化专业融入新技术、新技能。
（二）对关键核心课程的融合不够目前，机电一体化技术专业主要开设机械类、电子类和控制类专业课程。技能实践课程也大致这样划分，在最后阶段，再开设综合专业课程和实践课程。如果按专业方向划分，则制造技术方向开设CAD/CAM软件应用技术、机电设备机械安装与调试技术、机电设备装调工（装配钳工）训练与考级；控制技术方向开设电气制图及CAD技术、机电设备电气系统安装与调试技术、机电设备装调工（维修电工）训练与考级。以上所有课程基本上都是分机械和电子课程两条线展开的，对PLC和单片机的理解运用不到位，到最后真正能融合机电技术、体现机电一体化专业特点的机电设备安装与调试技术实践课只开3周，而装配钳工和维修电工课程分别开了11周。很明显，对前者这门综合性的核心实训课程重视不够，其带来的后果是学生虽然分别掌握了机械类、电子类、控制类课程的知识和技能，但没有融合三类课程和技能，没有达到真正的机电一体化人才培养要求。
（三）对技术技能应用能力的强化不够对于五年制高职的学生来说，最重要的专业能力是专业技术技能应用能力，而不是开发和设计能力。具体地说，就是操作机电一体化设备的能力，具体分析、制定机械加工工艺文件的能力，能处理生产车间现场工艺技术问题，具有维护、维修机电一体化设备的能力。而现在大部分学校对学生的技能要求就是制造技术和控制技术两个方向，就是取得装配钳工高级工或维修电工高级工证书。这些技术技能肯定不能让学生完全了解和掌握机电一体化专业的核心技能。学校应当通过校内机电设备装配调试相关课程设计、专项实训，使学生获得初步的技术技能应用能力，最后通过综合实训课程，使学生获得真正的机电一体化专业技能，并努力培养学生分析和解决实际问题的能力。
二、对培养学生专业技术技能应用能力的探索
（一）多元整合优化专业课程体系目前，职业学校普遍开设三类课程：综合化课程（技术基础模块）、一体化课程（技术模块）、项目化课程（技术训练模块）。综合化课程模块是机电专业领域岗位群相关职业通用性的必备技术理论和基础技能；一体化课程是机电专业相关技术领域中某种技术知识和技术应用方法有机整合的课程，如PLC编程及应用技术、单片机应用技术、传感检测技术等；项目化课程是培养学生专项技能和综合职业能力的课程，该类课程与职业技能或职业资格要求融通，突出熟练技术运用能力的培养，如机电一体化专业中的钳工技术训练、机加工技术训练、机电设备装配调试技术训练等。而对上述三类课程进行整合优化，就形成了真正的机电一体化课程，包括机电一体化技术理论课程、机电设备装调技术课程设计、机电一体化设备装配调试实训课程等，这是最能体现专业特点和要求的课程，是机电技术的真正融合。
（二）开设综合化的核心实践课程目前，综合实训课程开设的情况是：制造技术方向开设装配钳工，控制技术方向开设维修电工。如果培养机电综合能力，就要把PLC编程及应用技术、单片机应用技术、传感检测技术加以强化，增加机电设备安装与调试技术课程的学习和实践，开设光机电技术和机器人技术实训课程，让学生了解并掌握较为前沿的机电一体化技术技能。
（三）重点培养学生专业技术的应用能力目前，不少学校机电一体化专业主要进行电工、车工、钳工三项实践技能训练和职业技能鉴定，学生初步掌握了机电技能。但这些技能是独立的、分散的，没有与机电岗位的综合技能匹配。随着技能大赛的推进，各校购置了机电一体化设备，培养了一批能胜任机电一体化专业综合实践技能教学的师资队伍，也有了较为成熟的实训项目，完全有条件、有能力开展综合实训。目前，省内职业学校机电综合实训课程主要使用光机电一体化设备，该设备的组成包括电子控制模块和机械机构。电子控制模块主要有主令电器模块、传感器模块、控制模块、变频器模块、驱动电磁阀等。机械机构包括运料机构、传送带机构、推料机构、机械手机构等。工作原理是利用先进的控制设备，控制生产机械自动完成生产的自动化过程。这套设备虽小，但它涉及了机电一体化专业各个方面的知识和技术，体现了机电一体化专业的核心技能。教学实践的具体做法是，以学会技术技能、完成任务为中心，以项目形式来安排训练内容，让学生用学过的指令实现各种电气控制线路图，模拟实现工业生产控制中的小项目，如工业洗衣机、自动轧钢线、邮件分拣系统等，然后在机电气一体化实训台进行分块练习，熟练掌握每一个单元的自动控制功能，最终目标是将各单元组合为能够实现不同生产要求的控制系统。这些技能训练都来自生活和生产，学生对项目课题感兴趣，教师引导学生主动思维，引导学生分析问题、动手解决问题，真正培养学生专业技术的应用能力。
篇3
关键词 煤矿 机电一体化 创新应用
中图分类号：TD63；TK018 文献标识码：A
0引言
伴随社会经济的飞速发展及人们生活水平的逐步改善，对于一系列能源的需求量也相继攀升，对各式各样能源开采技术提供了更为严苛的要求。煤矿机电一体化技术是煤矿生产的一项关键技术，是集多项数字信息技术于一体的技术，对于改善煤矿机械生产效率有着十分重要的作用。由此可见，对煤矿机电一体化的创新应用开展研究，有着十分重要的现实意义。
1煤矿机电一体化概述
机电一体化对一系列数字信息技术进行了集合，包括机械、电气、电子等，从而转变成一个整体应用于煤炭行业的一项新技术。机电一体化体系组成成分有传感设备、动力设备以及机械设备，其中传感设备参与信息传输，动力设备确保安全生产及提供动力，机械设备则对一系列生产高效运行工作予以协调。唯有得到三者的一致支持，方可达成机电一体化。
近年来，机电一体化在煤炭行业得到广泛推广，在煤炭行业中扮演着越来越重要的角色，通过对机电一体化创新应用，可有效改善煤矿生产效率，提高经济效益。现阶段，煤矿机电一体化推出了各式各样的产品，诸如井下图像监控设备、借助计算机传输物件的胶带运输机等，将此类设备应用于煤炭生产中，可促进煤炭行业的有序健康发展。
2煤矿机电一体化应用存在的问题
2.1机电安全管理制度落实力度不足
机电安全管理制度是机电一体化功能得以有效发挥的重要前提，对于煤炭安全生产有着十分重要的意义。然而，在该项管理制度执行过程中，却存在落实力度不足问题，为机电一体化运行安全造成负面影响。具体表现为：（1）一些机电企业对几点安全管理缺乏重要性认识，造成管理工作仅停留在形式层面，在管理实践中时常会出现一些违规不当现象。（2）缺乏对安全管理的有力监督，一些检测人员在日常工作中不认真负责，对安检表进行随意填写，造成相关安全银行无法被及时发现，加大了安全事故引发概率，为生产环节带来安全隐患。
2.2机电设备先进性不足
即便机电一体化可有助于改善生产效率，提升企业经济效益，然而在生产实践中，一些煤矿企业仅着眼于眼前利益，不注重长远发展，在机电设备上缺乏重视，致使引发一系列问题。具体表现为：（1）机电设备过于陈旧，一些企业机电设备使用时间已然超出额定使用年限，然而依旧在运行中，带来一系列安全隐患。（2）机电设备超负荷运行，一些企业盲目追求高产量，不顾及机电设备实际荷载，使机电设备长期处在超负荷运行状态下，如此一方面会降低设备使用年限，一方面会为设备安全带来负面影响。（3）机电设备维护不力，企业为了实现生产目标，使机电设备持续不断的运行，而未有开展及时有效的停运检修，一定程度加大了安全事故引发概率。
2.3机电人员专业素质不足
煤矿机电一体化应用水平同样受机电人员专业素质很大程度影响，具体而言：（1）机电人员专业技能不足，对一系列机电设备参数指标、性能、障碍维修等掌握不充分，造成机电设备运行期间存在的问题难以被及时觉察或有效解决。（2）机电人员工作态度不端正，在工作期间存在缺乏责任心、机电设备操作或检修过于随意等问题，为机电设备安全运行造成负面影响。
3煤矿机电一体化创新应用策略
全面煤矿企业在时展新形势下，要与时俱进，大力进行改革创新，引入先进科技、成功发展经验逐步强化煤矿机电一体化创新应用，如何进一步促进煤炭行业有序健康发展可以从以下相关策略着手：
3.1加大对机电一体化的管理力度
（1）强化对机电一体化技术层面的管理，不仅要把好技术关，还要开展现场机电设备管理工作。机电管理人员同样应当发挥自身双重智能的表率作用，强化机电管理及安全生产管理。
（2）强化对机体一体化设备的管理，机电一体化管理不仅要勇于革新，还要不断对一体化技术开展强化改造。
3.2推行机电一体化智能控制
对于从事采掘行业的人来说，采掘是于非结构环境下开展的，该种状况十分复杂，人们难以了解实际的施工生产环境，通常而言建模仅为困难。煤炭的采掘，存在着诸多未知因素，使得传统作业方式可能引发各式各样的安全事故。为了解决管理制度落实力度不足、机电人员专业素质不足等为煤矿机电一体化带来的负面影响，应当推行机电一体化智能控制。一方面，智能控制可减轻机电设备运行所受人为因素的干扰，经由智能系统对机电设备运行中存在的问题开展自主调节，有效降低故障引发率。一方面，智能控制可增强机电一体化功能，促进获取进一步全面、准确的矿井信息，进而强化生产安全性。
3.3引入电力电子学及电气传动自动化
近年来，我国煤矿企业电气传动上发生了一定的转变，在煤矿机电交流调、速数字直流调速系统上，实现了有效的发展，如此极大水平改善了我国煤矿企业的自动化水平。此外，煤矿企业通过对发达国家高水平矿井采煤机、提升机的引入，同样显著提升了我国煤矿企业的煤炭、电力驱动自动化水平。
3.4强化矿井质量标准化管理
煤矿企业要_展好质量标准化管理工作，第一步要建立起一套科学完善的管理制度，并对所有用于煤矿生产的设备开展定期检测，避免各式各样可能危急安全的事件的引发。此外，煤矿企业还应当强化对设备的维修保养，做到谁使用，谁负责保管、维修。
4结语
总而言之，伴随我国煤矿生产规模及生产水平的不断改善，煤矿机电一体化发展收获了有效的发展进步，不过在现阶段煤矿机电一体化中，依旧存在各式各样影响其生产效率的因素。鉴于此，相关人员务必要不断钻研研究、总结经验，清楚认识煤矿机电一体化内涵，全面分析煤矿机电一体化应用存在的问题，“加大对机电一体化的管理力度”、“推行机电一体化智能控制”、“引入电力电子学及电气传动自动化”、“强化矿井质量标准化管理”等，积极促进煤炭行业的有序健康发展。
参考文献
[1] 李孟，吴富如.浅谈我国煤矿机电一体化技术的应用及管理[J].中国高新技术企业，2010（28）：44-45.
篇4
关键词：机电一体化现状；应用；认识
一、新型机电一体化的产生与应用
机电一体化技术是指在原机械传动工作机构中的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
上世纪20年代以来，人们在传统的机械传动技术发展基础上，大力发展了机械工业化革命，推动了工业化社会的发展，在二十世纪40年代以后，又利用电子技术的初步成果，来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。通过计算机技术、控制技术、通信技术的共同发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。
20世纪70年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。
我国从20世纪80年代以后的改革开放时期，就开始开展机电一体化研究和应用，在工业制造、通讯技术、航天航空技术、电气自动化控制技术应用等领域取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进工业技术的综合发展。机电一体化技术已成为一门有着比较完善的自身体系的新型学科，在当今科学技术的不断发展的以后，机电一体化技术还将被赋予新的内涵。
二、机电一体化的发展现状
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。20世纪40年代以前为第一阶段（称为初级阶段），在传统机械传动技术应用中，人们利用电子技术的初步成果来完善机械传动与控制的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于萌芽状态。因为当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，鉴于技术难度与价格诸问题，已经开发的产品也无法大量推广。
20世纪70年代~80年代为第二阶段（称为蓬勃发展阶段）。这一时期，由于微型计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。随着大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化技术的发展和应用提供了充分的物质基础。
20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、传感器技术和通信技术等进入了机电一体化，数控加工技术和微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作，在机械制造、通讯、交通、航空航天技术等领域虽然取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
三、机电一体化的发展趋势
（一）智能化趋势
所谓“智能化”，是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
（二）模块化趋势
模块化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、环境接口的机电一体化产品单元等，是一项十分复杂但又是非常重要的系统工程。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
（三）微型化趋势
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。
（四）网络化趋势
计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。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。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
（五）绿色化趋势
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。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，报废后能回收利用。
（六）人性化
未来的机电一体化更注重产品与人的关系，机电一体化产品的最终使用对象是人如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人最高境界就是人机一体化。
参考文献：
[1]殷际英，光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版，2003；
篇5
关键词：抗干扰 机电一体化 机电接口
中图分类号： TH-39文献标识码：A 文章编号：
随着时代的发展，科技的进步，各种机械设备也逐渐进入一个相互融合以完成有着更大难度的任务的历史时期。在这样的背景下，机电一体化逐渐的被人们所掌握，并应用在了我们的日常生活中。但是机电一体化毕竟是人工做成的一种使人们的生活更舒适的工具，这就决定了其本身就带有一定的弊端。我们在进一步探索机电一体化的过程中，必须努力去了解这些弊端之所在，然后再去克服这些弊端，使其能够更好地为我们的日常生活服务。
一、机电接口技术的内涵及其系统组成
随着科学技术的不断发展机电一体化已经成为一个必然，从而使得多个学科之间开始了不断的融合与渗透，形成了一个新的研究方向。一般讲来，机电一体化就是集合机械、计算机、监测传感、网络通讯、自动控制、系统整合等技术的一门学科，在对机电一体化进行研究设计的时候，就是对各个学科的特征，以及对这些特征参量之间的物理联系的研究。正确的处理好各学科参量之间的关系、要求以及耦合条件，并通过研究这些学科之间的耦合关系和内在联系，从而去分析和解决机电一体化产品系统设计中出现的一些具体的问题。
在研究机电一体化系统的设计中，我们往往将这一系统归结为一个统一的整体，在这个整体的基础上对其进行研究整合，综合的考虑各种因素，最终做出最优的方案，达到最完美的效果。这也是机电一体化产品系统研发的一个重要的目的。
由于机电一体化系统的重要性，国外的专家学者在对其进行研究的时候主要提出了这样的几个观点：五块论、三环论、两个系统以及三个子系统等四个观点。综合考虑这几个观点之间的不同，我们可以得出这样的结论：由于机电一体化系统具有多样性、复杂性、模糊性的特点，这就造成了机电一体化系统在设计上的难度。所以我们对于机电一体化系统的认识还需要不断的加深，彻底的掌握组成技术之间的有效关联方式，实现各组成技术之间的最优连接。
在一般的机电一体化系统中主要是由五部分子系统所组成的，这五个子系统分别是：控制系统、驱动系统、动力系统、传感系统和执行系统。在机电一体化系统中，这五个部分是相互关联的，他们通过一定的接口进行相互的连接，在彼此的配合下完成相应的任务，而他们之间的配合就是通过相应的接口将其连接在一起而实现的。这些接口将原本相互独立的子系统联系在一起，在这其中这些接口所起到的并不只是连接作用，还包括沟通各个子系统的优势和功能使之能够充分的发挥出来，同时规避各子系统的弊病，充分发挥出原子系统在其本身根本就不可能发挥出来的新的独特的功能。
而机电接口技术是一门新兴的技术，它研究的是各机电单元之间相互连接的接口问题。研究这一门技术就是为了实现机电一体化系统各组成单元之间能够进行更为有效的连接，实现各组成单元之间的最优设计。
二、机电接口的功能及其分类
在机电一体化系统中，就是为了实现各组成单元之间的有效连接，使之成为一个拥有新的特性的有机整体。在机电接口中，包括硬件和软件两部分，硬件接口主要是指人与机电之间或者各子系统之间的连接，是信息进行转化、传递、分析的物理连接；软件接口主要是指提供给个子系统之间的转换、调整的方法和过程，使各个子系统彻底的融合为一个有机的整体，从而使其在新的任务群中展现出新的功能。
从简单的人机关系到机电一体化这是一个科技发展映射在日常生活中的关于社会发展的缩略图。不管多么高深的理论在对其进行支撑，它的最终目的还是在于方便人们的生活，为人们提供给更为简洁的生活方式。
在机电一体化中，其机电接口主要分为四大类：人—机接口、机—电接口、智能接口以及动力接口。在这四类接口中，他们的功能是相互独立，但是在一定程度上他们又是紧密的结合在一起的，正是通过这四类接口之间的相互协调运作，才能保证各个子系统的功能得到最大的发挥，这样在这个新的有机整体中才有可能表现出新的之前并没有表现出来的功能。
三、机电接口中的抗干扰措施
在机电一体化的结构系统中，会产生大量的电磁信号。这些电磁信号一般是来自于电网、强电设备、高压设备以及开关的电磁辐射。当这些电磁信号碰撞在一起的时候，就会在系统之中产生电磁感应，这样一来就会扰乱机电系统的正常运行，从轻的方面来说，就是扰乱系统的精确度，而从重的方面来说，则会造成机毁人亡的惨剧。
面对这样的问题我们就不得不采取一定的措施来防止在机电一体化系统中由于电磁信号的扰动，影响整个系统的正常运转。其实不管是在机电一体化系统中，还是在其他的系统里，最好的抗干扰方式就是治理干扰源，从源头上彻底的切断干扰信号，从而保证系统的正常、安全运行。但是这只是理想化的状态，俗话讲“理想很丰满，现实很骨感”，当在机电接口抗干扰措施中我们无法实现从源头是对其进行控制时，我们只能想一些其他的补救措施，使我们的损失尽可能的降到最低。
一般我们经常用到的控制干扰的措施包括：隔离、屏蔽、接地、滤波以及软件的处理等。其实从字面上我们就完全可以理解这些抗干扰方法以及这些方法的具体操作方法，但是我们也必须注意其中的一些细小的环节。
在图中所显示的就是屏蔽原理在同轴电缆中的应用。一般说来，屏蔽就是将干扰源或者干扰对象用导电或者导磁的材料包围起来，阻断其与外界的交流的通道，从而阻断电磁能量的传输。如图所示，在电缆线的最中轴是芯线，在其外层由一层绝缘体包裹着，在绝缘体的外面又有一层导电的导体。这样在绝缘体的作用下，就会防止内层芯线和外层导体之间的电磁交流，从而防止信号的干扰。在最外层又有一层厚厚的绝缘外皮包裹着，这样一来就彻底的将电缆线和外界分离开来，保证了电缆线传输信号的纯洁性。
所谓的隔离就是通过一定的措施将干扰源和执行系统隔离开来，在保证有用的信号正常传输的前提下，彻底的阻断无用的信号，从而达到控制干扰的目的。在隔离控制干扰中，又有一些不同的办法以达到隔离的目的，比如转换接口的隔离、变压器隔离、光电隔离以及继电器式隔离。不管怎样的隔离方法，他们的工作原理都是一样的，其目的也仅仅是为了阻断干扰源，从而保证机电系统的正常运转。
滤波就是在执行系统的周围安装一个特定的装置，该装置能够散射一些对执行系统无碍的电磁波，而这些电磁波恰恰能够很好的将干扰信号进行过滤，完全的吸收有用的电磁信号，而将无用的对执行系统阻有干扰的电磁信号彻底的阻断在执行系统之外。
软件处理就是在机电一体化系统完成以后，为了特定的目的设计的一些应用软件，以帮助机电系统更好的发挥其功能作用。用软件来处理电磁信号的干扰，就是指一些与机电接口相关联的一些软件技巧。软件抗干扰是对其他几类抗干扰方式的补充，在其他几类方式的基础上再进一步的进行抗干扰，以求达到万无一失。
结语：
在机电一体化系统中，各种干扰因素会影响着整个系统体系的正常运转，而会产生一些不必要的麻烦。为了将这些麻烦规避在襁褓之中，我们采取一些有效的措施对其进行合理的控制，保证我们的系统能够正常的运转。
参考文献：
[1]王晓丽，周天源．机电接口中的抗干扰技术[J]．机电技术，2010（5）
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【关键词】机电一体化；设备管理；发展现状；改善措施
0.引言
随着科学技术的迅速发展，各种先进新技术运用于新型机电设备，机电设备的一体化、自动化不断提高，机电设备的管理日益变得重要。只有不断地提高对一体化机电设备的管理，积极加强机电设备的维修管理体制，保障设备的主要技术参数处于正常的运转状态，以便最大限度地发挥机电设备的能力，这样才能够实现企业的高效率、高效益和规模化生产目标。
1.机电设备一体化技术发展
机电设备一体化是指在设备的主要功能、信息处理功能、动力功能及控制功能上，大力引进电子技术，将机械设备装置和电子化软件及技术相结合而构成的系统总称。它主要涵盖了“产品”和“技术”两方面，但它并不是机械设备技术和微电子技术的简单组合，而是从系统性角度出发，综合地运用机械技术、自动控制技术、微电子技术、信息变换技术及编程技术等，根据系统的主要功能和优化目标，合理地配置、布局各个功能单元，以期实现整个机电设备多功能、高质量、低能耗的功能价值，并达到系统最优化目标的系统工程技术。
机电设备一体化技术自问世以来，主要经历了初级发展、蓬勃发展和智能化发展三个阶段。20 世纪60 年代的时候，人们开始在机械设备的运用过程中，利用计算机技术来改进或完善机械设备的使用状态和效果，机电设备一体化进入初级发展阶段；70-80年代间，机电设备一体化进入蓬勃发展阶段，这时候随着计算机技术、通信技术等的快速发展，机电一体化的发展有了很好的技术支持，而微型计算机的兴起也为机电一体化提供了物质基础。90年代后，机电一体化技术开始向智能化阶段迈进，一方面随着光学技术的深入，开始出现光机电一体化分支，另一方面机电一体化的科学体系也变得更加系统和科学。
机电一体化是集机械、电子、信息、光学等多学科的交叉融合，其未来发展方向主要有以下几个：
1.1智能化
智能化是新世纪里机电一体化发展的主要方向，在机电理论基础上又会纳入人工智能、运筹学、模糊数学、心理学等新思想，模拟人类的智能化，以求达到更高的控制目标。
1.2网络化
随着计算机技术的网络化发展，以及企业竞争的全球化，对机电一体化提出了更高的要求，网络化也是其发展的必然趋势。
1.3微型化
机电一体化有着向微观领域发展的趋势，随着微电子技术的发展，机电设备的小型化、低成本和高性价比已经成为未来的主要发展方向。
1.4绿色化
随着科学发展观和可持续发展观念的深入，机电一体化也呈现出绿色化发展的趋势，即使用无污染、可回收利用等。绿色机电一体化产品具有很好的发展前景。
2.关于机电一体化设备管理的思考
虽然机电一体化设备目前已经有了较大的发展和提高，但是仍然存在不足的地方，需要不断改进。
2.1现场的基础管理工作不到位
机电一体化设备的日常检修工作做的不到位，设备一体化的点检制、完好率等基础管理工作存在欠缺；在设备出现故障时，只能进行简单的临时处理，而不能进行整体检修；而对闲置的机电设备也不能够及时回收，造成资源的浪费。
2.2管理者的思想观念不够先进
机电一体化设备基础管理工作中的诸多问题，恰恰反映了管理者对机电设备管理的重要性认识不够，这正是影响机电设备管理系统性的重要原因。随着机电一体化的深入发展，机电设备的管理需要深入更多、更广阔的知识范围，同样需要管理人员了解多方面的知识储备，然而目前很多的管理人员忽视了这方面，对于设备故障也没有深入的研究和探讨，只停留在表面。
2.3机电一体化设备的安全管理存在隐患
目前机电一体化设备的安全管理还不到位，很多企业的机电设备陈旧、安全装置不齐全，甚至影响正常的运转；此外，设备安全管理部门也没有发挥好它们的作用和职能，使得设备安全性存在问题。
2.4机电一体化设备管理的标准不统一
机电一体化设备管理标准的统一是做好管理工作的前提之一。我们发现很多机电设备管理的标准不统一，使得管理人员的文书也存在问题，造成设备管理水平的参差不齐。
针对上述的问题，本文提出以下几点改进意见。
2.4.1做好机电一体化设备的基础管理工作
机电一体化设备管理工作的目标是确保企业生产经营的顺利进行。机电设备管理需从设备的寿命周期进行，必须要积极实现机电一体化设备的综合管理，从机电设备一开始的选型，到中间的使用以及维护等全过程，都要尽量实现信息化管理的基础工作；同时，建议机电设备企业做好相关机电设备维修保养的档案记录制度，实现设备维修保养工作的制度化，并实施相应的奖惩制度，以促进机电设备的基础管理。
2.4.2统一机电一体化设备的管理标准
统一好机电一体化设备管理的标准是机电设备管理的重要保障。要想做好这一点，就需要企业对各类设备分类编号并建立卡片，完善好各设备的技术资料、性能指标等记录，然后将同类设备归类，建立成档案，录入企业的数据库管理系统。在设备使用之前，管理人员必须要熟悉设备的管理和故障维修特点，将包机到人或包机长负责的制度落实好，并做好机电设备的交接记录和运行记录。
2.4.3强化机电一体化设备的动态状态监测及故障诊断
机电也挺好设备夫人管理有动态管理和静态管理两种，以动态管理最为重要。机电设备处于不断运行的状态中，其每时每刻的状态都是不同的，只有很好的掌握设备动态信息，才能有效地减少设备事故率。目前很多企业都实施了定期检查等制度，但是这些检查并不能实现设备故障的预知，而且企业成本较高，因此必须要利用先进的诊断技术对机电设备进行动态管理，帮助相关人员及时掌握设备的现场状态，发现设备故障所在，提高机电设备运行的安全性。
2.4.4加强企业机电一体化设备的“绿色化”维护管理，实施科学的维修管理方式
众所周知，人类社会目前面临的三大主要问题是环境、资源和人口。科技是一把双刃剑，在科学技术大力解放生产力的同时，也使得生态环境遭到了破坏。因此，我国实施了“可持续发展”的策略，并提出“清洁生产”的理念，而机电一体化设备的“绿色维修”也应运而生。“绿色维修”是一种同时考虑生态环境和资源利用效率的现代化综合维修模式，它除了要达到保持产品规定状态的目标外，还要满足可持续发展的要求。而对于机电设备来说，就要根据国内外先进的机电一体化设备的维修管理理念、方法、工作环境等来进行设备管理决策，改变现行的管理方式，推行绿色维修管理等，以期在维修过程中及以后，都最大限度地恢复设备原始的规定状态，同时使得维修废弃物以及有害排放物的最小化，最大化的降低环境的负面影响。
3.总结
当前，各企业正向大型化、自动化、高速化发展，对于机电一体化设备的管理水平提出了更高的要求。因此，企业在运作中要注重设备管理的实施，不断地完善设备管理机制，以使得机电一体化更好地发展，为企业效益做贡献。
【参考文献】
［1］袁立飞．机电设备的运行技术与安全管理探讨[J]．机电信息，2012（06）．
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1. 智能控制系统与传统控制系统的区分
1）智能控制系统是对传统理论的发展，传统的控制系统是智能控制系统的一部分，是智能控制系统的低级阶段；2）智能控制系统的主要对象和任务具有模型的不确定性、高度的非线性和复杂的任务要求。传统控制系统方法一般只适用于具有精确的数学模型、线性的(或可以线性化的)和单一任务的对象；3）智能控制系统设计的重点放在对数学模型的描述、符号和环境的识别、知识库和推理机的设计上，它有别于传统控制常用的通过运动学方程、动力学方程、传递函数等数学模型来描述系统的方法；4）传统的控制系统是通过各种定理、定论来获取知识，而智能控制是通过学习和专家经验来获取知识。
2. 智能控制系统在机电一体化中的应用
智能化是机电一体化系统发展的一大趋势，从某种意义上讲，机电一体化系统的优劣在很大程度上取决于控制系统的好坏。与美国和日本等发达国家相比，我国在机电一体化方面的研究和应用有着十分巨大的差距，然而，我国政府将机电一体化的发展提上了国家发展纲要和规划的议题之上，在国家高技术重点研究领域中也纳入了机电一体化技术的研究，同时增加了研究的投入和力度，并在大专院校、研究机构和一些大中型企业中奠定了大量的应用此技术的铺垫工作，也在相关方面取得了一些成绩。
2.1 在数控技术方面
目前我国在数控技术方面已经取得了一些成绩。虽然在数控技术方面我国至到上世纪50年代末才开始起步，然而，到上世纪末期在我国国内市场上已经有1/2的国产数控机床占有率，1/10的普及型国产数控系统的占有率；在数控西它能够的生产能力上，我国已经达到了超过3000套/年；在主轴与进给装置上，我国的生产能力也达到了超过5000套/年；在数控机床（普通级）的加工精度上已经突破了10μm的瓶颈达到了5μm；在超加工精度上，我国的数控技术已经可以精确到0.01μm，也就是纳米级别。
2.2 在工业机器人方面
早在上世纪80年代中叶，我国的国家科技计划就已经纳入了机器人的研究和应用。在机器人的操作机的设计制造技术、控制系统、编程技术、轨迹规划技术等等方面我国已经充分掌握和灵活运用，为我国机器人制造的发展奠定了坚实的技术基础。
如今，已经有200多家单位进行了在机器人方面的研发，有50多家专门对机器人产业进行开发的企业，已经有大概10000台工业机器人在我国市场上，其中有1/3是我国自行产出的。从以上数据中，我国可以看出，在机器人操作机的优化制造技术方面，我国的相关科学研究机构和企业已经充分掌握了，并使机器人生产的关键技术，例如机器人控制、软件设计和编程、驱动系统的设计等等，同时拥有了大型机器人自动工作站与周边配套设施的开发和制备技术。
2.3 在计算机集成制造系统方面
目前，在我国，计算机集成制造系统工程研究中心已经在我国最高学府――清华大学建成，并且已经有7个计算机集成制造系统单元技术实验室、8个计算机集成制造系统培训中心建立在我国各个著名高校和研究单位。早在10年前，计算机集成制造系统应用示范工程在超过20个省、直辖市，超过10个行业和超过200家的企业中通过和实施，并在计算机集成制造系统的帮助下，创造了巨大的经济效益。
在当前时期，我国最大的工程是将计算机集成制造系统引入到机械、航空、石化、纺织等等与人民生活息息相关的行业之中，这是举世瞩目、万众期待的巨大工程。
3. 智能控制系统在机电一体化的发展趋势
3.1 环保化
物质丰富、生活舒适、资源减少、生态环境污染，是发达的工业发展带给人们生活巨大变化的主要表现。在这种情况下，环境保护、回归自然是全世界人们的共同愿望，于此，环保产品、绿色产品随之诞生，因而，笔者认为，环保化是机电一体化发展的一个主要趋势。在工业的迅猛发展之下，严重地污染了环境、损耗了资源。因而，在国际环保的呼吁下，工业生产必然会走向环保化、绿色化。
3.2 智能化
所谓智能化，主要描述的机器行为，它以控制理论为基础，在人工智能、运筹学、心理学、生理学、计算机科学等等各种学科的基础上赋予机器人以逻辑思维能力、推理判断能力、以及自主决策能力等人工智能，从而使控制目标得到高要求的完成。目前的机器人以及智能化的数控机床就是人工智能在机电一体化建设中的重要应用。
3.3 网络化
20世纪90年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革，同样也给机电一体化技术带来了重大影响，例如通过网络对机电一体化设备进行远程控制。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。
3.4 微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。近十余年来，微机电系统，作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，发展难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小，由于结构的微型化，在材料、机构设计、摩擦特性、加工方法、测试与定位及驱动方式等方面都产生了一些特殊问题。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，可进入一般机械无法进入的空间。
参考文献
[1] 魏晓峰. 试论机电一体化技术的应用与发展 [J]. 才智，2009（31）.
[2] 张显光. 浅谈机电一体化对社会发展的影响 [J]. 管理观察，2009（3）.
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良好的团队应该达到“1+1＞2”的良好效果，那如何实现该目标呢?“双元”师资专业教学团队模式起到决定作用，我认为主要从以下几个方面进行。
1.确定“双元”师资专业教学团队的建设目标和内容
在成立“双元”师资专业教学团队时，最为关键的一点是树立共同的目标。共同目标是团队成员的动力，体现团队的发展理念和发展思路。通过我们的调研和研究发现，共同目标的制定要考虑团队成员的特长和个性，结合专业发展、系部发展甚至院级发展，从而发挥或开发团队成员的最大潜能，实现团队的可持续发展。如我院机电一体化技术专业的“双元”师资专业教学团队，在考虑团队成员的性格、专业特长外，还重点结合了机电一体化技术的“定岗双元”培养模式，甚至将3年后升格本科也考虑其中。同时，一个优秀的团队必须有明确的任务或内容，才会有实施的载体。经过调研兄弟院校和分析国家级优秀教学团队的情况，结合我院的特色，考虑机电一体化技术专业发展，我院机电一体化技术专业成立的“双元”师资专业教学团队主要内容有课程建设、教材建设、教改项目、科研项目等方面，实现“产———学———研———用”一体化。
2.“双元”师资专业教学团队结构建设
优秀教学团队的一般结构，即包括团队带头人、教学研究骨干、青年教学梯队、辅助教学人员组成，同时要考虑年龄、支撑、学历等因素。而我院机电一体化技术专业成立的“双元”师资专业教学团队，具有“两双”特点，分别是:一是具有“双带头人”，一个来自企业一线的实践专家，一个是学校专业负责人。“双带头人”很好的实现了“1+1＞2”的效果，因为来自企业一线的带头人了解机电一体化技术的最新技术和应用，学校的专业负责人了解教育领域的机电一体化技术发展情况，两者实现对接，保证了团队发展的良好方向和理念。另外一双是“双师资”，即有50%团队骨干成员来自企业培训师，50%团队骨干成员来自学校，骨干成员是团队的中坚力量，也是团队的中流砥柱，该“双师资”保证了团队目标的实现。当然，团队中的年龄、职称、学历分布成金字塔型，我院机电一体化技术专业成立的“双元”师资专业教学团队成员情况分布见表1。
3.“双元”师资专业教学团队运行模式
任何团队的运作都有自己的模式，适合自己的即为最好的。我院机电一体化技术专业成立的“双元”师资专业教学团队在运作中主要体现了职责明确、建立了沟通机制以及奖惩办法的实施。职责明确主要强调了团队成员的分工，从而避免了扯皮事件的发生;我们知道，沟通是管理的重要工具，在团队的工作过程中，为了实现共同的团队目标，必然需要团队成员的配合，这些都需要通过沟通来实现，正如未来学家约翰.奈斯比特所言:“未来竞争将是管理的竞争，竞争的焦点在于每个社会组织内部成员之间及其与外部组织的有效沟通上”。所以，我们通过定期召开碰头会议、建立QQ群、电子邮件等沟通方式达到良好的个沟通效果。另外，奖惩机制的建立有效的督促了团队成员工作的积极性，合理的团队奖惩制度是一个团队是否具有活力的重要因素，也是一个团队领导能力的一种体现，通过团队成员民主讨论，最终形成了奖惩制度，从而使团队成员的潜力得到最大限度的发挥。
4.“双元”师资专业教学团队内涵建设
任何企业都要自己的企业文化，任何团体也要形成团体的文化，因此，教学团队也不能缺少文化建设，即内涵建设。我们都希望自己呆在有归属感、共同感的团队中，在团队中能够充满关心、信任，这就是良好的团队内涵建设。我院机电一体化技术专业成立的“双元”师资专业教学团队经过几年的努力，实现了团队成员的“个人愿望”积聚在团队的“共同愿景”的旗帜下，将个人发展目标与学院、专业建设的发展目标相结合，形成共臝意识，充分发挥个人努力所无法产生的巨大创造力。
二、“双元”师资专业教学团队的一点思考
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关键词：机电一体化 接口技术 微电子 系统
1、机电接口技术的内涵
机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统，其子系统之间的接口极为重要，从某种意义上说，机电一体化系统设计就是接口的设计。但现在对于机电接口技术的研究较少，通过对机电一体化系统进行总结和归纳，我们提出了机电接口技术的概念，形成了如下几点认识。
机电接口技术是一门新兴的技术，它研究机电一体化系统中各组成部分（子系统）和各组成技术之间的接口问题。研究这门技术是为了更有效地进行系统中信息能量的交互，融合各种技术，实现机电一体化系统最优化设计。
2、机电一体化系统接口（简称机电接口）的功能
机电接口传递和转换信息和能量，并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件，硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接，为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程，协调和综合机电一体化组成技术，使各子系统集成并融合为一个整体，实现新的功能。
3、机电接口的分类
机电接口包括人机接口、动力接口、智能接口和机电接口4类。
（1）人机接口。人与机电一体化系统之间的接口，通过此接口，可以监视系统的运行状态，控制其运行过程，即通过人机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人机接口是双向的，硬件包括输入/输出设备，主要有显示屏、键盘、按钮等。
（2）动力接口。动力源连接到驱动系统的接口，为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等，动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点，能够通过较大的功率。
（3）智能接口。智能接口主要存在于三处，控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂，但可以得出它的一些共性：智能接口传递和转换各种信息，按照不同技术的要求改变信息形式，使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起，形成完整的系统。通常，智能接口是软件表现出的功能连接。
（4）机电接口。执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号，或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。
4．机电一体化控制系统--微电子系统
机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类进行阐述。
4.1、机电接口 由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:
4.1.1行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大;
4.1.2抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;
4.1.3进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。
4.1.3.1.模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口――模拟信号输入接口。
4.1.3.2.模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口――模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。
4.1.3.3.开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。
4.1.3.4输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。
4.1.3.5输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。
4.2、人机接口
人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。
4.2.1输入接口。
4.2.1.1拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以 BCD码形式输入信息。
4.2.1.2键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:
编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码)；
非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。
4.2.1.3输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。
5.结语
接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
参考文献
篇10
【关键词】区域服务型 高职 机电一体化技术人才 培养
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）08C-0171-02
近年来，随着我国综合实力的不断增强，国民经济得到了长足的发展。我国地域广阔，各地区自然环境、历史发展及政治因素各不相同，因此经济发展也各具特色。各地因经济发展情况、地区产业结构不同，对各类专业技术人才的要求也各不相同。因此国家提出了高职院校要进一步明确发展定位，以服务区域经济社会发展作为学校发展的首要目标和办学思路。本文以广西为例，对区域服务型高职机电一体化技术人才培养策略进行探讨。
一、机电一体化技术专业与广西区域经济发展的关系
随着广西经济的快速发展，自治区党委、自治区人民政府把工业摆到了最突出的位置，以加快工业发展为主题，提出了“工业兴桂”的发展战略，加速推进工业化，强化工业主导地位。广西将以产业结构优化升级为着力点，优化发展食品、汽车、石化、电力、有色金属、冶金、机械、建材、造纸与木材加工、电子信息、医药制造、纺织服装与皮革、生物、修造船及海洋工程装备等14个千亿元产业。大力开发高新技术，如沿海石化产业集群、钢铁产业集群、林浆纸产业集群等；这些产业都有一个显著的特点――新工艺、新设备、新技术大量应用，生产设备非常现代化，自动化程度高。此外大部分企业随着发展还需对设备进行技术改造和革新，需要大量机电领域的高端技能人才从事生产过程自动化装置的运行、控制、维护和管理等工作。机电一体化技术专业作为产业支撑型专业，是工业发展高速现代化前行的保证，在工业发展中起着重要的作用，因此广西的高职院校培养适合于广西区域经济发展所需的机电一体化技术人才，是本区域经济能够科学发展、可持续发展的基础。
二、机电一体化技术专业发展中存在的问题
（一）专业定位不明确。机电一体化技术专业是一门跨越学科领域广，通用性强的专业，因此几乎所有的工科类高职院校都开设有该专业。广西工业近几年来发展迅猛，对机电技术类人才的需求量不断增加，因此各工科类高职院校的机电一体化技术专业也在不断地扩招，大多数院校所招机电专业的学生人数都高于其他电类或机械类专业所招收的学生人数，这样势必会造成各高职院校之间出现机电技术类人才培养模式雷同、专业定位相近、实验实训设备不足、人才培养质量下降等问题。
（二）人才培养方向单一。广西各高职院校所开设的机电一体化技术专业主要分为两个方向，分别为数控技术方向和现代运动控制方向。大多数院校并没有根据自身的专业历史底蕴、区位优势、资源优势制定人才培养目标，这样就造成了各院校培养出来的机电一体化技术专业的学生专业技术特点相似，行业覆盖面不足，无法全面地满足广西区域经济发展中各个行业和领域对于机电一体化技术专业人才的需求。
（三）教学改革力度不够。因招生规模的扩大，很多院校无法在师资人数和教学资源上满足教学改革的需求，多数教学改革仅仅是形式上的改革，并没有起到实质性的效果。因此如何在资金不足和教学资源不足的情况下寻找一种新的模式进行专业教学改革成为大多数区内高职院校都在思考的问题。
（四）教师专业实践能力不强，缺乏企业工作经验，综合能力无法满足工学结合教学培养模式的要求。在广西高职机电类师资队伍中，有相当多的专业教师从学校毕业后就直接投入到教学工作中，并没有在企业或相关行业从事过专业工作的经验。他们虽然掌握了本专业的理论知识，但因为专业实践能力不强，缺乏实际应用经验，因此没有能力进行工学结合的教学改革和教学项目的开发，无法培养出合格的专业技术人才。
三、培养区域服务型高职机电一体化技术人才的具体措施
（一）科学定位专业的发展。高职院校只有认真把握自身的专业历史底蕴、区位优势、资源优势，明确办学定位，制定出合理的专业发展规划，培养出行业背景明显、专业特点突出的机电一体化技术专业学生，才能把专业办好、办出特色。如广西工业职业技术学院机电一体化技术专业的定位充分考虑该校57年的办学历史。该校是伴随着石油化工、轻工食品、制糖、有色金属等行业发展而成长起来的，在这些行业中已经积累了众多的资源优势和声望。因此，该校机电一体化技术专业的发展定位可充分考虑依托石油化工、轻工食品、制糖、有色金属等行业，以这些领域相应岗位的需要和典型工作任务为依据，力争把该专业建设成为在这些领域中有较高影响力，学生技术水平突出的专业。
（二）依据学校特点和优势资源，确定适合区域经济发展特点的机电一体化专业建设目标和人才培养目标。第一，专业建设目标应围绕专业定位和资源优势，深化工学结合人才培养模式改革；按照机电一体化技术专业岗位任职要求，以典型工作任务为导向，进一步优化基于工作过程的课程体系；校企共同打造一支优秀的教学与工程团队；以工作过程系统化要求，完善生产性的实训基地；改革与培养模式相适应的教学管理和质量评价体系；培养机电一体化技术设备及自动化系统的设计、安装、调试、运行、维护、管理等生产一线所需的高端技能型人才。把机电一体化技术专业建成产学结合紧密、人才培养质量高、社会服务能力强的品牌专业。第二，人才培养目标上，主要根据石油化工、轻工食品、制糖、有色金属产业人才能力目标及岗位需求，按照机电一体化技术职业岗位标准，培养学生具有本专业必需的基础理论知识、熟练的基本技能和良好的职业道德素养；具备机电设备维修能力，工业自动化仪表安装与调试能力，机电一体化系统开发、安装、维护能力，机电设备技术管理服务能力；毕业获得相关的职业资格证书，为广西区乃至中国―东盟自由贸易区机电一体化领域输送高端技能型人才。
（三）构建新型的专业课程体系。高职教育必须以能力培养为核心，为区域经济发展服务，为社会培养高技能应用型人才。所以在建设过程中必须以科学发展观为指导，以就业为导向，以能力培养为核心，培养掌握一定专业理论知识，具有较强实践能力的应用型人才。因此，机电一体化技术专业应与企业合作开发和优化现有课程体系，构建出体现工学结合特色的课程体系。
课程体系的构建思路可如图1所示，根据专业人才培养目标及规格，通过校企合作，组成由企业（行业）技术人员和专任教师共同参与的教学团队，剖析依托行业专业岗位的工作任务，确定岗位的典型工作任务，对典型工作任务进行整合和序化，根据完成典型工作任务所需求的能力，构建以专业核心能力为单元的课程体系。
（四）深化专业教学改革。应根据区域和专业所依托的行业特点，深入地进行调研，与相关行业和企业合作，基于工作过程开发专业核心课程，深化课程教学内容、教学资源建设的改革。围绕校企合作的工学结合人才培养模式，把专业核心课程的改革作为重点和突破点。通过核心课程建设带动特色教材、网络课程、实验实训、师资队伍的建设。根据石油化工、轻工食品、制糖、有色金属行业相关岗位职业能力的要求，引入典型项目，重构课程教学内容，编写特色教材，制定课程标准，探索课证融合，实现课程教学资源网络化，建成专业教育教学网络资源平台。实施以学生为中心，以项目为载体的“教、学、做”一体化的教学模式。
（五）强化师资队伍建设，优化教师队伍结构，提高专业教师的专业技术水平和综合能力，使教师的专业技术水平达到人才培养的要求。应根据自身的情况，制定相关的政策，引进具有丰富专业工作经验的能工巧匠和技术能手加入到教学工作队伍中来。同时应促使原有教师主动提高自身的专业技术水平和教学水平。如为了提高教师的专业技术能力，要求专业教师每两年下到企业进行为期一个月的挂职锻炼，并为此制定相关的奖惩制度。此外，机电一体化技术专业可积极与各企业联系，引进一些企业中已经退休的能工巧匠和技术能手进行专业建设、课程开发和课程教学。这些政策不仅可使本专业的教师结构趋于合理，同时还可提升本专业教师队伍的专业技术水平和教学水平。
总之，高职院校的专业建设只有在认真把握自身专业历史底蕴、区位优势、资源优势的前提下，明确办学定位，制定出科学的发展规划，在专业的建设中从规模扩张的外延式发展转变到以质量提升为核心的内涵式发展中来，才能办出优势和特色，为区域经济社会发展培养出符合社会要求的高端技能型人才。
【参考文献】
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[2]丁度坤.高职机电专业教学方法的探索[J].中国科教创新导刊，2012（8）
[3]程一凡.高职机电一体化技术专业课程体系建设的探索[J].产业与科技论坛，2012（11）
