机电一体化技术论文范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

（四）具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。

（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。

机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。

①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。

②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。

③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置，如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。

⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。

二、机电一体化产品的构成及特点

机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。

（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。

（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。

（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。

篇2

1.1矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2，KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等，它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高；具有网络连接功能；系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，不仅为各煤矿提供了更多的选择机会，且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4，KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

1.2矿井提升机中的应用矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备，全数字化，交、直流提升机。特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠，具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能，以及简单而快速的通信功能；它采用总线方式，大大简化电气安装；硬件配置简单，互相兼容，零备件少；可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。

在我国“九五”计划期间，国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外，我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置，每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，对两者进行比较、校正，实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测，实现故障记忆，因此极大地提高了提升机安全性能。

1.3井下带式输送机中的应用在我国“八五”计划期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，极大地提高了带式输送机的技术水平，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器，目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

2结束语

随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，从而又加速了机电一体化技术的发展和进步，目前各种高新技术的发展，如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中，使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，使机电一体化产品功能越来越强，智能化程度也越来越高，因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿，能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益，这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。

摘要：机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。

关键词：煤矿机电一体化技术

参考文献：

[1]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007.(1):88.

[2]文广.机电一体化技术在钢铁企业的应用与展望[J].机械.2003.30(1):62～64.

篇3

传统教学模式中，教师一般只借助口述与板书的形式来展示所要传授的内容，而随着时代的发展与科技的进步，信息技术触发了教育方法的不断革新，课堂教学变得更加方便与丰富，知识呈现变得容易。如课下教师可以借助网络开设讨论组，或者以创设留言板、网页的形式，就学生感兴趣的话题展开讨论，学生也可以对不熟悉的问题进行询问，教师将课上收集的问题统一回答与讲解。例如，《机电一体化检测系统》一节的相关知识比较复杂，为引导学生形成系统的知识网络，教师可采用专题探究的教学形式，借助信息技术，引导学生展开系统的学习与分析。关于位移、速度、加速度、力、扭矩、流体压强等方面的检测存在多种检测方法、检测流程与检测曲线，教师可运用信息技术结合实例展示在学生面前。同时，本章节的重难点内容，可借助校园网络平台，实施远程授课，或者教师和学生实时进行网上沟通，使学生的学习不受时间与空间的限制，切实提升教学质量。

二、拓宽时空范围，提升教学效率

信息技术能够打破时空限制，把丰富的文字、图片、音频、视频等资料集中起来，变微观、抽象与远程的知识为鲜活、生动、可感受的信息技术环境下的知识，从而节约了教学准备时间，提升了教学效率。例如，讲授《电气系统设计》一节的相关知识时，教师可借助信息技术，将电气设计基本任务、基本内容、设计原理、中心环节，借助设计的实例展开分析与讲解，使学生形成系统化的印象。还可以打造模拟的电气设计实验室系统，模拟特定条件下的设计环节，引导学生展开设计原件的选定、安装方式与接线方式的实践、组件装配的设计等。从而促进学生将理论与实际结合，打破时空限制，强化学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的形成。

三、总结

篇4

1.1有效提高煤矿生产的安全系数

在没有引进机电一体化生产时媒矿工人需要深入幽暗潮湿的矿井进行日常作业并下所有的工作都需要人工完成,人工作强度大几乎是超负荷运转。长此以往不仅会对矿工的健康造成影响复杂多变的井下环境与突如其来的透水事故、瓦斯爆炸事故还会威胁到广大矿工的人身安全。

1.2有效提高煤炭生产的效率

在煤炭开采过程中应用一体化的机电技术从根本上改变了煤炭企业的生产方式用机械取代人工将人力从繁重的机械劳动中解放出来实现人力资源的合理优化配置。不仅如此人力不同于机器人会有疲累感超时的高负荷工作会降低工人的生产效率不利于煤炭产量的提升。用机械取代人工后,只要定期对其进行养护维修机械就能长时间保持高强度劳动降低了不确定因素对生产造成的影响肩效提高了煤炭生产效率。

1.3有效提高煤矿企业的经济效益

在煤矿生产中运用机电一体化技术,能够有效节省人力开支8降低了生产成本还提高了煤炭产量,为企业创造了更多的经济价值使煤炭开采企业的经济效益得到大幅提升。企业盈利增长员工的福利待遇自然水涨船高这在一定程度上改善了煤矿井下作业人员的生活质量起到了“双赢”的效果。

2煤矿机电技术一体化应用的具体体现

2.1带式输送机

带式输送机是煤炭企业机电一体化的重要组成部分,能帮助井下作业人员将已开采的煤炭运往地面,是煤炭生产不可或缺的帮手。在煤矿机电一体化的摸索过程中我国自行生产了多代带式输送机但大多都存在运输容量小、运程距离短、运行效率低、易出现机械故障、稳定性得不到保障等问题对进一步提升采煤效率造成了阻碍。为了解决这一系列的问题我国科研机构充分考虑到矿井井下复杂多变的环境运用机电一体化技术将我国多年研究带式运输机的丰富经验与煤矿运输的实际需求结合起来研发了多种软启动、制动装置肩效克服了传统带式运输机的不足之处迎合了时展的需求。新型运输机加大了运输容量、增加了运程距离、提高了运行效率、降低了机械故障的发生几率为确保煤矿开采工作顺利进行打下了坚实的基础。

2.2采煤机

将机电一体化技术运用于采煤机中庄要是通过改变采煤机牵引方式的方法达到延长设备使用寿命、增加安全性的目的。机电一体化技术能促使采煤机由老旧的液压牵引方式向新型的电牵引式方向发展充分发挥其实际优势提升采煤效率提高煤炭开采量。使用电牵引的新型采煤机能将运输过程产生的阻力降到最低涅合制动发电装置共同运作河以提高资源的合理利用效率尽量避免不必要的资源浪费。不仅如此机电一体化技术还能克服煤层坡度大且陡的不便通过在采煤机电动机加装防滑装置的方法崖面提升采煤机传动轴的荷载能力。零件损耗是制约煤炭开采效率的重要原因液压牵引方式会加快采煤机内各组成零件的损耗速度施工人员要通过不断更换零部件或直接更换采煤机的方式确保煤炭开采效率无形中增加了开采成本不利于企业获得经济效益最大化。在采用机电一体化技术后,电动牵引方式完美解决了零件磨损的问题通过调节电控系统实现灵活简便的操作不仅有效延长了采煤机的实际使用寿命节省了成本开支还提升了采煤安全系数保障了采矿人员的人身安全。除此之外,电动牵引式的采煤机还具有适用领域广、小巧轻便、结构简单等优势能够最大程度上将电能转化为实际生产力为煤炭企业提高产量打下了坚实的基础。

2.3提升机

矿井提升机是当前煤炭生产过程中涉及到的所有机械设备中自动化水平最高的一个,已经实现了全数字化,内装式提升机是机电一体化技术的典型代表,将驱动装置与滚筒装置整合在一起后,机械结构得到了极大简化。在提升机中运用机电一体化技术后提升机能自主查询机体故障来源定期进行“体检”并自动记录检测结果为机械的维修、养护工作提供了必要的依据,同时也节省了人力成本。在其检测到系统出现故障时会通过声音提示的方式通知相关工作人员对其进行及时修护,以此确保提升机的正常运行。不仅如此全数字化的矿井提升机相对于传统型号的提升机而言具有更简单的硬件配置兼容性强皮全系数高所需的易损零部件较少,能瞬间提升加速度更灵活易控实际操作性更强。全数字化提升机具备良好的使用性能充分发挥出了计算机技术的优势,能进一步完善系统检测、自保工作,已经成为多地煤矿施工提升机的首选类型。

2.4电控液压支架

由于我国电控液压支架发展历史较短肖前推行的国产电控液压支架所用的控制系统较简单应用范围局限性过强远不如其他国家研发的电控液压支架性能优越。将液压控制与计算机技术有机结合在一起,能将支架与顶板之间的距离控制在一个合理的范围内肩效避免因反复摩擦造成的零部件磨损,以此达到延长电控液压支架使用寿命的目的。

3结束语

篇5

关键词：移动电话；程控交换设备；出现的问题；维护技术

中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 23-0000-01

Mobile PBX Equipment Problems and Maintenance Technical

Yan Ting

(School of Electrical Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou 730030,China)

Abstract:With the era of development,social progress,in the new historical conditions,particularly the rapid development of the telecommunications industry,labor services is far from able to meet the requirements of the development of telephone service and development speed.Therefore,the program-controlled switching technology came to the front of people,will be lagging behind the level of human services issues to give a good solution.Based on this,this paper analyzes the mobile PBX equipment problems,and related maintenance techniques to explore.

Keywords:Mobile phones;Program-controlled switching equipment;Problems;Maintenance technology

一、维护移动电话程控交换设备出现的问题

（一）维护控制设备的问题。无论是专业网管系统，还是多业务系统，对于问题的处理，不同系统之间都会出现程度不等的耦合性，这些程度不等的耦合性对控制系统来讲，即是负担，也会间接的影响到相关系统本身的处理能力和处理问题的灵活性，在某种程度上，还会对系统的复杂性和完整性产生不可估量的破坏。对于程控交换技术来讲，其核心和关键在于控制设备，对于这个设备的维护管理将直接的影响到整个系统的运作，所以在具体的维护管理过程中，要全面综合的考虑相关的问题。

（二）维护话路设备的问题。一般来讲，对于话路设备的维护，主要是分两路进行的，一路是关于交换网络的维护，一路是关于接口电路的维护。对于接口设备来讲，主要的问题表现在不统一的接口方面，因为借口是联系各专业系统与业务支撑系统之间的通道，在专业系统和业务系统之间，主要的对应关系为多对一，接口的不统一就会造成系统间衔接的困难。除此之外，在电路设备中还有很多地方都比较容易出现问题，比如网络驱动器、扫描器、中继器、用户电路等等，这些都应该成为进一步维护的对象。对于用户电路设备来讲，存在的主要问题就是设备和接线的稳定性，设置则是中继器设备面临的一个最主要的问题，对于中继器的设置，设置工作开展前，首先需要保证成功设置了设备本身，在此之后，正确选择与之对应的MAC地址及网络名称。对于扫描器来讲，一个常见的问题在于维护过程中遇到的诸多麻烦，这一麻烦的来源在于扫描器本身的工作模式，对于扫描器来说，他们的主要工作模式为黑盒模式，这样的工作模式使得源代码难以看到。网络驱动器，这个设备比较容易遇到的问题和麻烦在于匹配不一致。

二、维护技术

（一）维护设备技术及排除设备多发故障。（1）按照机型特点的不同，每个单独的程控机房需要不同的、内容详尽的设备维护流程图，这个图示能够引导维护人员在抢修过程中，最大可能的发挥自己的功效和作用，能够真正的独挡一面。如果值班人员在值班的过程中，发现了长途线路故障，这种情况下，就可以将信息及时的传递给最近维护机房的人员，有利于维护工作的及时有效开展。（2）出现系统维护故障的时候，一般的作业原则在于，将相关的信息上报至对应的负责人，比如故障显示、告警信息等等，方便负责人予以相关的研讨，对具体的故障进行处理的过程中，要遵循先局内再局外，先本局再外局的次序和原则，结合故障本身的复杂情况，对排除故障进行时间层面上的合理科学的安排，如果故障维修的过程中，时间上超出了设置，就需要上报处理；在具体的故障排除过程中，应该要保持用户正常的通话需求，完成修复之后，全面检测设备的各项性能，而后交付使用。（3）对维护人员的要求：维护人员首先必须经历了专业训练，具备专业的操作技巧、操作能力和知识水平。遇到交换设备出现故障的状况下，首先要排查本端交换系统，并对所有相关的排查工作予以全面的记录，按照故障问题的不同，派遣不同的维护人员进行作业，确保维护工作能够高水平、高质量的实现。

（二）维护移动电话程控交换设备以及具体的维护周期。通常需要从如下方面考量移动电话程控交换设备的维护周期和具体的维护工作。（1）报警系统每天都需要进行维护，报警系统的存在有助于相关检测工作的顺利完成和故障的及时发现。（2）设备终端清洁工作以及控制室内部的环境卫生，这个工作一般也要求每天都能够很好的开展，这个不但是设备工作环境的具体要求，也是工作环境的最根本的卫生层面的保证。机架表面清洁、机房环境卫生以及交换机中继线测试，这些的维护周期一般为每月一次。（3）测试用户交换机的连选功能，连选功能直接的影响并关系到畅通的通话目的的实现，对于这个功能的维护，一般要求精度很高，具体的维护周期多设定为半年一次。（4）检查电源端子的紧固情况，故障的发生，很多的时候，多是因为运行设备电源接线端的问题，这些问题的产生和存在造成了很多的麻烦，所以必须要对电源端子进行维护检查，相关的检查频率多设定为年度一次。（5）每三个月需要对局间中继线进行一次畅通测试。直接影响到移动电话用户使用线路畅通度问题的在于程控交换机工作地端子至联合接地间的电阻，对这个连接的维护检查也是很重要的，一般为年度一次。

三、结论

总而言之，发明程控交换技术的最重目的在于快捷、自动、方便的处理相关的业务数据，减少人工作业的失误，节约作业时间。伴随着不断发展壮大的电信事业，程控交换技术也得到了越来越广泛的应用。相比于以前，现在的业务量有了很大的增加，这一情形对于程控交换设备来讲，要求也就更多、更严，所以对于设备的维护也应该更好的开展。

参考文献：

[1]张崴.振动趋势与频谱分析在大机组维护中的应用[J].设备管理与维修,2006,7

[2]金璐玫,涂海宁,夏芳臣,刘建胜.设备柔性维护系统建模[J].机电产品开发与创新,2004,3

篇6

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。

1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

[1]刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）

[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）

[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）

篇7

（一）定位与培养目标不同根据人才培养分类，可分为学术型人才、技术技能型人才。教育部副部长鲁昕在2014年中国发展高峰论坛表示，我国将实行两类人才、两种模式的高考，即技术技能型人才和学术型人才的两种高考模式。技术技能型人才又分为工程师、高级技工，以及高素质劳动者三种。在高职教育体系中，高职专科的机电一体化专业定位为机电行业培养技术技能型人才，即高级技工和高素质劳动者，包括机电设备的安装维修，机电设备的操作与维护等工作。随着产业结构的升级和科学技术的高速发展，以及生产服务第一线岗位技术含量的革新和提高，对技术技能型人才提出了更高的要求。鲁昕指出之前的职业教育只讲技能，随着信息技术的发展和产业升级，技能需以技术为基础。应用本科机电相关专业作为本科层次的职业教育，就是应该在高职专科机电一体化专业基础上，培养具有较强的理论基础、实践技能和应用能力的更高层次的技术技能型人才，能够适应产业结构升级和科技水平发展对就业岗位所带来的各种变化。目前，应用本科作为职业本科教育，其定位比较模糊，在人才培养、科学研究和社会服务三者关系上，过分强调科研研究，强调理论教学，没有突出社会服务的方向，更多地定位于教学科研型大学，许多应用本科院校一心向往建成“一流本科院校”。应用本科目前的定位主要是受当今社会“重学术轻技能”思想观念和等级观念的约束和束缚，也是社会对大学的评价机制和考核标准所造成的。由于应用本科的定位模糊，因此，应用本科机电相关专业的定位也相应的比较模糊，造成了应用本科机电相关专业在培养目标上偏向学术型人才的培养，体现在教学过程中，则表现为注重学生理论知识的培养和考核，忽视学生应用能力的培养和考核。应用本科机电相关专业在定位和培养目标上，与职业教育的定位和培养目标是有很大差距的，这是制约高职专科机电一体化专业与应用本科机电相关专业实现有效衔接的一个重要因素。正是由于应用本科本身的定位和培养目标与高等职业教育的差距，使得目前机电一体化专业高职专科与应用本科的衔接，不管采用哪种方式进行衔接，都存在一定的缺陷。

（二）应用本科机电专业实践教学不足高等职业教育强调学生职业应用能力的培养。高职专科机电一体化专业，通过工学结合、校企合作、顶岗实习等方式，培养学生具备从事机电一体化设备的操作、组装、调试、维护维修等能力。应用本科机电相关专业以学科为导向，主要通过课堂讲授为主，教学效果考核往往以笔试为主，培养学生的能力通过灌输理论知识来实现。由于应用本科院校的定位以及培养目标与高等职业教育的要求存在一定的差距，以及应用本科院校在教学过程中长期以来形成的惯性，使得应用本科机电相关专业在教学过程中出现“重理论、轻实践”的现象。应用本科机电相关专业在教学过程中，强调理论教学，轻视实践。应用本科机电相关专业在实践教学方面不重视，实践条件不足，造成培养出来的学生应用能力不强。这是应用本科机电相关专业教学过程中存在的问题之一，也是妨碍高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业有效衔接的重要因素之一。

（三）课程体系衔接存在问题课程体系是高职专科、应用本科各自的定位和人才培养目标的具体表现。高职专科机电一体化专业定位为机电行业职业技能型人才的培养，以实用为主，必需、够用为度，主要培养机电行业的技能型人才，即高级机电维修维护技工和高素质机电设备操作者。应用本科机电相应专业应该在高职专科机电一体化专业基础上，培养具有较强的理论基础、实践技能和应用能力的更高层次的机电行业的技术技能型人才。机电一体化专业高职专科与应用本科相应专业进行有效衔接时，应该对相应的课程体系进行设计，使其满足机电一体化专业高职专科生进入应用本科相应专业后，能够继续有效地进行学习。目前，专接本模式，课程基本与高职专科相同，不同的是教材不一样，一个是高职高专的教材，一个是本科教材而已，基本上没有相应的实践教学。专转本模式，应用本科相应专业的课程设置上，前两年基本上是机械方面课程，后面两年是电方面的课程，高职专科机电一体化专业学生进入本科后，主要就是进行电方面课程的学习。无论是专接本，还是专转本模式，高职专科机电一体化专业学生在完成三年专科学业后，进入本科阶段学习，课程衔接得不是很好，这是进行高职专科机电一体化专业与应用本科相应专业进行有效衔接需要解决的问题。

（四）教师素质由于许多应用本科院校定位于教学科研型大学，许多教师科研能力强，理论基础扎实，许多教师都是直接引进博士毕业生，这些教师是在研究型或教学研究型环境下培养出来的，缺乏在生产服务第一线工作的经验，没有在企业经历过职业锻炼，因此造成部分教师职业应用能力不强的缺点。高职教育对教师素质的要求与一般学术型本科教育对教师素质的要求不同，高职教育强调教师的双师素质，既要求教师具有扎实的理论水平，同时也要求教师具有职业背景，具有职业应用能力，否则怎么来教育、培养学生的应用能力？许多应用本科院校由于定位教学科研型，在人才引进和教师素质培养方面，注重教师人才的学术能力、科研能力。许多应用本科院校在人才引进方面明确要求引进博士，强调引进人才的学术能力，同时，应用本科院校对教师的考核以及职称的评定都是强调学术能力，要求发表一定数量的高质量的学术论文以及一定的科研项目，而几乎没有对教师的职业应用能力等方面进行考核和评定。这些原因都造成了应用本科院校的教师们更愿意从事学术科研工作，形成了“重学术轻应用”的风气。这些因素都是造成应用本科教师科研能力、学术能力强，而职业应用能力欠缺的原因。这是应用本科院校作为高等职业教育的组成部分存在的不足。机电一体化作为一名综合了机械技术、微电子技术、电力电子技术、自动控制技术、传感测试技术、软件编程技术等多门技术的专业，更加强调学生的动手应用能力，包括机械图纸绘制；机械设备的安装、维护维修；电气线路的设计、检修；程序的设计、编写等能力。因此从事机电一体化高职教育的教师更需要具备一定的应用能力。目前应用本科从事机电相关专业教学的教师应用能力的缺乏，是机电一体化专业高职专科与应用本科衔接的障碍之一。

二、解决问题的建议

将高职专科机电一体化专业与应用本科相应的机电专业进行衔接是社会发展、经济转型对机电应用型人才需求的必然要求，也是完善我国机电行业高等职业教育的需要。针对高职专科机电一体化专业与应用本科相应专业进行衔接存在的问题，提出一些建议和意见。

（一）应用本科应定位职业教育要想高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业进行有效衔接，关键就是要将应用本科定位为高等职业教育。许多应用本科定位于教学研究型大学，甚至希望向一流本科学术型大学转型，这同现在社会普遍对高等职业教育存在认识上的偏差有关，同时也与当前对高等教育的评价机制有关。由于历史等一些原因，在社会上普遍存在“轻实践、重理论”的思想，特别是本科院校，认为重视实践，进行职业教育是低人一等的事情。这种思想不清除，应用本科就不可能真正向高等职业教育靠拢。应用本科的定位也与目前大学的评价机制有关。目前对大学的评价考核以及排名，主要关注的是学术成果，例如论文数量与质量，科研经费量，博士点、硕士点数量等。这就造成了许多应用型本科将学术研究放在重要的位置，将学术论文、科研课题数量作为考核教师标准。要想应用本科定位为高等职业教育，除了扭转社会对高等职业教育的观念，还必须对应用本科建立合理的评价和考核机制，国家加大对职业教育，特别是高层次职业教育的投入，可以对国民经济发展起重大作用的一些应用本科在资金、教学资源等方面进行倾斜。对应用本科教师，建立合理的评价考核机制与职称评定标准，加大对教师应用能力培养的考核，减少学术研究方面的考核，让学校和教师的重心向应用能力培养，向技术技能教育转移，使应用本科真正地定位于高等职业教育，使应用本科机电相关行业真正向职业应用型人才培养方向挺进。

（二）加大实践教学量、改善实践条件由于高职教育的关键是培养学生的职业应用能力，而培养学生的应用能力，不能只靠理论传授，应该将理论与实践结合，通过实验、实训、企业实习、校企合作等多种实践方式，达到培养学生职业应用能力的目的。高职专科机电一体化专业基本上都是根据培养目标，设置了相应的实践手段和方式来培养学生的应用能力。应用本科机电相关专业在培养学生应用能力方面还有所不足，主要也是受“重理论、轻实践”的影响。应用本科院校机电相关专业作为机电行业高等职业教育的一部分，必须转变思想，将定位转移到学生应用能力培养方面上来，加强实践实验条件的建设，同时，通过实验、实训、企业实习、校企合作，建立校外实践区。在实践教学过程中，建立起一套完善的实践教学评价体系，强调突出过程考核的重要性，激发学生学习的主动性。应用本科机电相关专业应加大实践教学量，对机电设备的设计、操作、维护维修增加学生实践机会，同时也应改善实践条件，以便更好地培养学生的应用能力。

（三）课程体系衔接由于课程体系是人才培养目标的具体表现，高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业作为机电行业高职教育的两个阶段，应该从整体上对课程体系进行衔接。应用本科机电相关专业应该对课程体系进行设计，使高职专科机电一体化专业学生进入本科阶段后，能在原来基础上继续提高。针对专接本模式，应该设置好课程体系，而不是简单采用相同的课程，不同教材，应该在满足应用本科机电相关专业对学生应用能力和理论知识更高要求和需要的基础上，进行统一的课程体系设计。针对专转本模式，应用本科机电相应专业的课程设置上，应该从重视理论知识，向理论和实践并重方向发展。由于应用本科机电相关专业的机械方面课程，以及电气方面的一些基础课程被安排在前两年进行，因此，在课程设计上，可以对进入本科学习阶段的高职专科机电一体化专业学生提供机械、电气方面的选修课程，让他们能补上这些课程。

篇8

关键词：机电一体化 机械制造 应用现状发展趋势

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、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。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。

二、机械制造技术的发展

在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

三、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：

(1).20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。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到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。

由于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，已经开发的产品也无法大量推广。

(2).20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，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。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；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予很大的关注和支持。

(3).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、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“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做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。 转贴于 中国论文下载中心

四、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

1.智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。

2.模块化

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、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情

3.网络化

网络化由于网络的普及，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。

4.微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，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1cm3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，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。

5.环保化

篇9

关键词：机电一体化机械设计工程自动化

中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)02(c)-0000-00

进入20世纪60年代以来，微电子技术、信息技术、自动化技术得到了迅猛发展，以信息技术为中心，极大地提高劳动生产率和工作效率为重要目标。测量与控制技术、计算机技术和通信技术，三者结合在一起，构成完整的信息系统。在这种新技术革命的影响和冲击下，机电业发生了深刻的变化。机电一体化的共性关键技术是；精密机械技术、伺服传动技术、传感检测技术、信息处理技术、白动控制技术以及系统总体技术。但是区分机电一体化或非机电一体化的机械系统，其核心是计算机控制的伺服控制系统，其他的都是与此匹配的重要部分现有机械产品的电子化必须采用系统科学的观点和综合集成的技巧，使机械、电子设备和软件之间相互适应和匹配，发挥各自的优势，才能促进工业产品和消费产品向自动化方向发展。

1 机械机电一体化技术及其应用

机电一体化系统的形式多种多样，其功能也各不相同。一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动力单元、传感检测单元、执行单元、驱动单元、控制及信息处理单元。随着机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高，机械本体需在机械结构、材料、加工工艺以及几何尺寸等方面都应适应产品高效、多功能、可靠、节能、小型、轻量、美观等要求。动力单元动力单元的功能是按照机电一体化系统的控制要求，为系统提供能量和动力以保证系统正常运行。机电一体化的显著特征之一是用尽可能小的动力输入获得尽可能大的功能输出。与一般的同类型机械装置相比，机电一体化系统中的机械部分精度要求更高，结构更简单，功能更强大，性能更优越，同时还要有更好的可靠性、维护性和更新颖的结构。零部件要求模块化、标准化、规格化，还有许多新的课题要加以研究和运用，如对结构进行优化设计，采用新型复合材料以使机械系统既减轻重量、缩小体积，同时又不降低机械的静、动刚度，采用高精度导轨、精密滚珠丝杠、高精度主轴轴承和高精度齿轮等，以提高关键零部件的精度和可靠性；开发新型复合材料以提高刀具、磨具的质量；通过零部件的模块化和标准化设计，提高其互换性和维护性等。因此机械技术的出发点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其他高新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上以及功能上的变革。

2 信息处理与自动控制技术及其应用

机电一体化系统中主要采用丁业控制机(包括可编程控制器，单、多回路调节器，单片微控制器，总线式丁业控制机，分布式计算机测控系统)进行信息处理。计算机应用及信息处理技术已成为促进机电一体化技术发展和变革的最重要因素。随着社会和经济发展，对信息交流的需求越来越大，这就需要信息传输，即通信技术，围绕如何提高传输速度、减少误码率等进行的。为了共享资源、提供分布式功能和集中管理，可通过通信设备和线路，将不同地理位置具有独立处理功能的多个计算机连接起来，运用功能完善的网络软件按照网络协议进行数据通信，组成计算机网络系统。计算机技术、通信技术和计算机网络技术的发展为信息处理技术提供了技术保障。

控制与信息处理单元像是对其他要素和它们之间的连接进行有机的统一控制一样，其功能是将来自传感器的信息和各种命令进行集中处理，根据处理结果，按照一定的规则发出相应的控制信号，控制各要素或子系统连接成为一个有机整体，使各个功能环节有目的地协调一致运动，并达到预期的性能，从而形成机电一体化的系统工程。各子系统之间必须通过控制信息进行联系才能协调统一的运动，进行有规则地物质和能量的交换和转移。因此，控制与信息处理单元是机电一体化系统的核心单元，一般由计算机、可编程控制器、数控装置以及各种逻辑电路等组成。信息处理技术包括信息的交换、存取、运算、判断和决策。自动控制技术包括高精度位置控制、速度控制、自适应控制、自校正等技术。自动控制就是依据自动控制原理对具体控制装置或系统在设计之后进行系统仿真，现场调试，最后使研制的系统可靠地投入运行，尤其是计算机技术高速发展，使得自动控制技术与计算机技术的结合越趋密切，因此自动控制技术是机电一体化技术中十分重要的关键技术。

3 伺服驱动技术及其发展

电动机伺服驱动方式在数控系统中的运用非常广泛，交直流伺服电动机驱动主要用在闭环伺服数控系统中。由于变频技术的进步，交流伺服电动机驱动技术取得突破性进展，为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元，极大地促进了机电一体化技术的发展。步进电动机驱动主要用在开环伺服数控系统中。对机电一体化系统的动态性能、控制质量和功能来说，伺服驱动技术具有决定性的作用。液压伺服系统(如液压马达、脉冲液压缸等)具有工作稳定、响应速度快、输出力矩大等特点，特别是在低速运行时其性能更突出，但液压系统需要增加液压泵等动力源，设备复杂、体积大、维修难及污染环境；而电气伺服系统(如步进电动机、直流伺服电动机等)具有控制灵活、费用较小、可靠性高等优点，但低速时输出力矩不够大。由于近年来变频技术的进步，交流伺服驱动技术取得突破性进展，为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元，极大地促进了机电一体化技术的发展。

4 结论与展望

机电一体化技术需要很多部门、产业的配合和支持，才能取得满意的结果。我们不仅要对机电一体化的各项相关技术进行全面深入的了解，还要能从系统工程的概念人手，通过系统总体设计来使各个相关技术形成有机的结合，并且要注意研究和解决技术融合过程中所产生的新问题，只有这样才能满足机电一体化高速发展的需要。机电一体化概论都很好，如果整个系统不能很好地协调，则它仍然不可能可靠地正常运行。随着科技的进步和社会经济的发展，机电一体化技术正在不断地深人到各个领域，并且迅猛地向前推进，特别是制造工业对机电一体化技术提出了许多新的更高的要求。机电一体化的发展趋势应为：在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向发展；在功能上向小型化、轻型化、多功能方向发展；在层次上向系统化、复合集成化的方向发展。

参考文献

[1] 谢佳. 略论机电一体化技术的发展[J]. 机电信息, 2011,(06) .

[2] 李晶. 机电一体化技术应用之我见[J]. 价值工程, 2011,(03) .

[3] 梁国文. 机电一体化在工程机械上的应用与发展[J]. 建筑机械, 1999,(08) .

篇10

毕业论文

一、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.

(一)"机电一体化"的发展历程

1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;

2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。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。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

三、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、cad／cam系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。

(一)北京“机电一体化”工作面临的形势

1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。

(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。

(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。

(4)北京工业系统cad应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，cad应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；cad的覆盖率才达到11%(而全国cad应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。

(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。

(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。

2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。

1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。

3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二)北京“机电一体化”工作的任务

北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。

1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点

(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶

国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和pid技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。

(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平

对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。

(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度

风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。

(4)优先应用cad／cam技术，工业设计水平提高要有新目标

北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统cad的应用率为17%，cad的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。

2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标

(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。

(2)单项目标：

·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。

·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。

·plc的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的plc生产基地之一。

·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。

·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。

·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；plc模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。

五、北京发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。

“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：

抓紧开发生产gto、gtr、vdmos等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；

抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数控系统；