發(fā)布時間：2023-03-21 17:10:40
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的學機電一體化論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
（1）設計題目、內(nèi)容不規(guī)范，要求不統(tǒng)一。
由于每屆或每班的指導教師不同，設計題目、內(nèi)容、要求、難易程度偏離太大。如有數(shù)控機床改造設計、伺服系統(tǒng)控制設計、交通燈控制設計等，要求、工作量也不相同。有的設計任務偏難，有的設計任務又太簡單。
（2）設計資料缺乏。
由于機電一體化是一門新興的技術和專業(yè)，這方面的知識內(nèi)容都在相關的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進行課程設計，收集這方面的資料較困難。沒有現(xiàn)成的資料匯編及設計手冊，學生要花費較多的時間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設計那樣的系統(tǒng)完整的課程設計指導書。在設計中盲目性較大。
（3）師資不足。
最早幾年機電專業(yè)方向只有一個班或兩個班，指導教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統(tǒng)課程的教師指導。近幾年隨著學生的擴招，機電專業(yè)擴展到4~5個班，指導教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進行培養(yǎng)。
2機電一體化課程設計改進措施
（1）編寫合適的機電一體化課程設計指導書，配齊設計資料。
到目前為止未見過公開出版的機電一體化課程設計指導書，所以有必要編寫合適的機電一體化課程設計指導書，并收集較全的資料進行匯編，與指導書匯編成冊。
（2）規(guī)范設計題目，統(tǒng)一要求。
規(guī)范設計題目不是整個設計都用同一個題目，而是在一個范圍內(nèi)選擇題目，教師根據(jù)所選的題目按統(tǒng)一的要求下達任務書。設計題目一般以簡易數(shù)控機床設計、數(shù)控機床改造設計、機器人及控制設計較為合適。在市場上可見的機電產(chǎn)品多得很，不是所有的機電產(chǎn)品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機電專業(yè)的課程設置是以機床設計、機器人設計控制為典型產(chǎn)品的，在機電一體化課程設計中要反映課程設置的內(nèi)容。機電專業(yè)方向課程有機電一體化系統(tǒng)設計、計算機控制技術、機械制造裝備設計、機器人導論等課程。這些課程的內(nèi)容在電的方面主要介紹了以計算機為核心的控制系統(tǒng)；機械方面介紹了機械運動、機械傳動、機械結構及相關的標準部件，如滾動導軌、滾珠絲杠等。在選題及設計中要反映上述的內(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）設計、車床（或銑床、鉆床等）數(shù)控化改造設計、或是工業(yè)機器人及控制設計。這些都具有一定的機械部分內(nèi)容，如數(shù)控機床進給軸傳動部件，機器人的腰身、手臂運動部件及滾珠絲杠、導軌的應用等。電的方面包含數(shù)控系統(tǒng)電路設計，計算機控制系統(tǒng)設計及對機械部分的控制；從而實現(xiàn)了機電結合。對規(guī)范化的題目、要求及上述設計內(nèi)容都已編入指導書中。
（3）指導教師的培養(yǎng)。
首先被培訓的教師可以跟班聽課，熟悉掌握相關的課程內(nèi)容，然后在機電一體化課程設計進行中跟班輔導，以培養(yǎng)出合格的指導教師。
（4）加強督察。
當指導教師接到指導課程設計任務后，首先拿到機電一體化課程設計指導書，根據(jù)要求寫出課程設計任務書；并由教研室主任或院教學指導委員會審查，合格才可向?qū)W生下達任務。指導中，教師要填寫指導日志，隨時記錄指導中的難點、及出現(xiàn)的問題和解決方法，并進行小結，以便下一次指導時提高設計水平。
3機電一體化課程設計指導書主要內(nèi)容
3.1設計題目確定及要求
3.2總體方案確定
（1）總體方案設計；
（2）繪制總體方案圖。
3.3伺服系統(tǒng)機械傳動部件設計
（1）切削力計算；
（2）滾動絲杠螺母副的計算與選型；
（3）伺服系統(tǒng)傳動設計；
（4）步進電機當量扭矩計算及選型；
（5）機械傳動結構設計（繪制一個軸的機械裝配圖）。
3.4控制系統(tǒng)硬件電路設計
（1）確定控制系統(tǒng)方案及繪制系統(tǒng)框圖；
（2）單片機的選用；
（3）存儲器的選用與擴展；
（4）譯碼電路設計；
（5）接口電路設計；
（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近一屆學生機電一體化課程設計進行情況
4.1教師配備
近一屆機電專業(yè)學生，每屆有四個班進行機電一體化課程設計，共配備6名教師；其中有四名為獨立指導教師，兩名為輔導教師，為培養(yǎng)新的指導教師儲備力量。
4.2指導書的使用及設計過程
設計學生和指導教師每人一份機電一體化課程設計指導書。教師按照要求寫出機電一體化課程設計任務書，并經(jīng)研究所長審查后發(fā)給學生。設計題目主要有CA6140普通車床數(shù)控化改造設計、C6132普通車床數(shù)控化改造設計。在同一個題目的學生中，要求設計進給軸部件時，一部分學生設計X軸進給部件，另一部分學生設計Z軸進給部件。整個過程根據(jù)設計任務書的題目、要求和機電一體化課程設計指導書給出的設計步驟、方法，先進行總體方案設計，再進行機械傳動部件設計，最后進行CNC硬件電路設計。整個過程經(jīng)過了機械、電子兩方面的訓練，實現(xiàn)了機電結合，達到預期效果。
4.3填寫指導日志
教師在指導設計的過程中，及時填寫指導日志，記錄設計中的難點、問題，并進行小結。
5本文總結
理實一體化教學法也就是理論與實踐相結合的一種一體化的教學模式。在理實一體化教學方法中，其突破了以往教學中理論和實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，促使了教學環(huán)節(jié)中相對集中的現(xiàn)象。理實一體化的教學方法，其強調(diào)教師的主導作用需要充分的發(fā)揮，并通過對教學目標和教學任務的有效設定，讓教師和學生在一種邊教、邊學、邊做，全程構建素質(zhì)和技能培養(yǎng)的框架中，促進課堂教學的豐富性和教學環(huán)節(jié)的實踐性得以實現(xiàn)。理實一體化的整個教學環(huán)節(jié)中，理論和實踐是相互交替進行的，并呈現(xiàn)著一種直觀和抽象交錯出現(xiàn)的局面，教學的過程中實踐中體現(xiàn)著理論，理論中體現(xiàn)著實踐的效果。從理實一體化的教學方法出發(fā)，其所突出培養(yǎng)的是學生的動手能力和專業(yè)技能，一方面提高著教師的實踐能力和理論水平，為學校培養(yǎng)出了一支高素質(zhì)的師資隊伍；另一方面，教師將理論知識融合到實踐教學環(huán)節(jié)，這無形之中促進了學生對知識和技能的掌握能力，對學生學習興趣的激發(fā)和調(diào)動有著良好的作用。
二、對口單招《電子線路》課程理實一體化的實施
1.緊扣對口單招《電子線路》的考試大綱。
理實一體化在對口單招《電子線路》中的實施，其首先需要緊扣課程的考試大綱，突出大綱中的重點，對考點進行梳理，對難點進行精確的分析，并對電子技術在社會中的發(fā)展情況，以及考綱的變化趨勢適時關注。以此為標準，電子線路中線路集成的應用將會逐步強化，刪減分立元件部分，以將各種知識的綜合應用進行強化。在此基礎上，結合電子專業(yè)學生現(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)考試大綱對教學的目標適時調(diào)整。例如，《電子線路》課程中所涉及到的高等數(shù)學知識比較多，受學生知識水平的限制會出現(xiàn)聽不懂的情況，此時教師根據(jù)《電子線路》課程和學生的特點，逐步增強學生掌握簡單電路圖的能力，如此這樣，學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踐的結合。
結合目前對口單招電子線路的命題趨勢分析，《電子線路》試題中理論和實際的聯(lián)系正在逐步加強，并和實驗方面的聯(lián)系更加的緊密?！峨娮泳€路》是一門以實驗為基礎的學科，課程中所規(guī)定需要演示的實驗教學都應該做好，像課程中所涉及的晶體二極管認識與檢測、三極管認識與檢測、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，教師都需要及時地指導學生進行。同時，通過這些比較典型的電路實驗，學生不僅可以對電子線路中的相關基本技術概念予以良好的掌握，對常見單元電路的工作原理進行了解，還能讓學生在學習各種相關的基本測試儀器和設備性能的基礎上，培養(yǎng)良好的學習興趣，并通過這些學習興趣掌握電子線路相關設備的應用技能和技巧，在動手實踐中提高自己分析問題和解決問題的能力。同樣，在理實一體化的教學過程中，其教學效果的實現(xiàn)離不開具體的實踐，教學過程中，學生需要一個良好的實踐平臺，并在這個平臺中多做實踐。教學中，加大對實驗室和實訓場所的投入，加大和相關企業(yè)的合作，這對電子專業(yè)學生理論和實踐能力的提高有著重要的幫助。
3.加強教師自身實踐能力的提高，采取新的教學方法。
課程教學的實施是依靠教師來進行的，而在《電子線路》理實一體化的實現(xiàn)中教師是關鍵，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》課程理實一體化考試大綱和社會的發(fā)現(xiàn)需求分析，教師實踐能力的提升可以通過進入企業(yè)接觸最新電工電子技術，多組織教師去一些先進的學校學習和實踐，多安排教師對《電子線路》課程進行學術研究討論等活動來實現(xiàn)。對口單招《電子線路》這一課程中理實一體化的良好實現(xiàn)，不僅需要教師對學生的學習積極性充分地調(diào)動，還需要教師采取創(chuàng)新的教學方法來提高教學的效果。以項目教學法和情景教學法為例，教師在講解《電子線路》中半導體課程時，在講解完相關的理論知識后，將一些半導體發(fā)給學生，讓學生借助萬能表對半導體進行檢測，這樣不僅能夠更好地對半導體的理論知識進行掌握，還能夠讓學生在檢測中發(fā)現(xiàn)半導體中所出現(xiàn)的問題，促進學生對萬能表使用功能的回顧。與此同時，在教學中采用多媒體進行輔助教學，利用多媒體技術中所具有的聲像、字畫功能，將《電子線路》課程中的知識形象地展現(xiàn)給學生，能夠有效地促進教學中理論知識從死記硬背到理解型思維教學的轉(zhuǎn)變。而多媒體能夠?qū)㈦娐穲D局部放大，能夠?qū)Π雽w、載流子等形式的過程進行演示，這在最大限度上提高了學生的學習積極性，促進著學生實踐能力的提升。
4.洞悉誤區(qū)，適時解疑。
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大的聯(lián)系性，因此導致學生在學習的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)概念混亂、實踐操作誤區(qū)不斷的情況。理實一體化教學模式的實施中，《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，就會導致動態(tài)指標和靜態(tài)工作點的混亂，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，以經(jīng)驗去實施只能得出一個錯誤的結論。同時，在集成運放這些環(huán)節(jié)中，學生對虛斷和虛短的概念如果不是非常清楚，那么在分析運放電路這一問題時就無從下手，即使生搬硬套地去拼湊也無法導出結果。而針對部分學生分析題目時往往主觀臆斷，不喜歡在電路上對電壓急性和電流方向進行標注的問題，非常容易導致學生對《電子線路》中集成運放列式的錯誤?！峨娮泳€路》學習中，問題的存在是無法避免的，但是，教師需要指導學生對誤區(qū)和問題進行詳細的分析，在分析的過程中以實踐去證明概念的真實性，通過實踐操作的方法將解決問題，洞悉誤區(qū)，這樣不僅能夠加強對概念的認識，還能在認識的基礎上以實踐提高學生自身分析問題的能力。
三、結語
關鍵詞：機電一體化，發(fā)展方向，技術應用
機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。
1機電一體化技術的發(fā)展狀況 1.1 數(shù)控機床的問世,為機電一體化技術的發(fā)展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術為機電一體化技術的發(fā)展帶來了勃勃生機; 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機電一體化技術的發(fā)展提供了堅強基礎; 1.4 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使機電一體化技術的發(fā)展躍上新臺階.
2機電一體化技術發(fā)展方向
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關技術的進步與發(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)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。 2.2 智能化
即要求機電產(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、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡化
由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡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)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 2.5 人性化
機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(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享受。
2.6 微型化
微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、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的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應使系統(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)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。 2.8 帶源化
是指機電一體化產(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，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機電一體化產(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。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。
3 典型的機電一體化產(chǎn)品 機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床、機器人、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。典型的機電一體化基礎元、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、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
4 機電一體化的技術應用
在重工業(yè)企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。
4.1 智能化控制技術(IC)
由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術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。智能控制技術主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡等，智能控制技術廣泛應用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、控制、設備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，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)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。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，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統(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)是目前計算機技術發(fā)展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設計的系統(tǒng)，可以實現(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)絡使各種控制設備、管理計算機互聯(lián)，實現(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備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。 4.4 計算機集成制造系統(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，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機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)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。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)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。
4.5 現(xiàn)場總線技術(FBT)
現(xiàn)場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現(xiàn)場的儀表與設置在控制室內(nèi)的控制設備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(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)場信號連接導線?，F(xiàn)場總線的引入導致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
傳動技術在重工業(yè)中起著至關重要的作用。隨著電力、電子、技術和微電子技術的發(fā)展，交流調(diào)速技術的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用，同步電機或異步電機實現(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，應用不斷擴大。
綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機電一體化技術在現(xiàn)在的社會生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領域，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
【參考文獻】
1李建勇. 機電一體化技術[M]．北京：科學技術出版社，2004．
2張華． 機電一體化技術應用[M]． 北京：電子工業(yè)出版社，2002．
3芮延年． 機電一體化系統(tǒng)設計[M]． 北京：機械工業(yè)出版社，2004．
4唐懷斌． 工業(yè)控制的進展與趨勢 [J]．自動化與儀器儀表，1996（4）
5蔡慶蘇,孟梅芳; 機電一體化技術及其應用研究 [J];科技創(chuàng)業(yè)月刊;2005(3)
光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術集成開發(fā)的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。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)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。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融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品
光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優(yōu)勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，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
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發(fā)展趨勢
光機電一體化技術已經(jīng)滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。
從世界科學技術的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
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附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。
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、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，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測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉(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，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應能力和產(chǎn)品的競爭能力。
（4）光能驅(qū)動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。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現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，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)動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創(chuàng)新技術的基礎。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g，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)品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現(xiàn)代制造工程，2001（12）
[2]梁進秋.微光機電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進展.光機電信息，2000（8）
[3]宋云奪編譯.光機電一體化業(yè)的未來.光機電信息，2003（12）
[4]左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術的優(yōu)勢及在工業(yè)生產(chǎn)中的應用.激光雜志，1999（4）
[5]王家淳.激光焊接技術的發(fā)展與展望.激光技術，2001（2）
論文摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然結果。此簡述機電一體化技術的基本情況和發(fā)展背景，綜述國內(nèi)外機電一體化技術的現(xiàn)狀，分析機電一體化技術的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品結構、功能與構成、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“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1機電一體化概述
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱。
機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術由純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機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、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產(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，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2機電一體化的發(fā)展狀況
機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結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70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。
我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。
3機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面：
3．1智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。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、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產(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
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，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械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。
3．3網(wǎng)絡化
由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
3．4微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3．5環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達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)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產(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，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。
3．6系統(tǒng)化
未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產(chǎn)品。事實上，許多機電一體化產(chǎn)品都是受動物的啟發(fā)而研制出來的。
綜上所述，機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻
關鍵詞：機械加工；機床；機電一體化
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.132
0 前言
機電一體化又稱機械電子學，其主要是指利用計算機技術，信息技術，機械技術，電子技術，控制技術和光學技術實現(xiàn)智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、微型化和系統(tǒng)化加工。機電一體化實現(xiàn)了加工技術、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，也是我國經(jīng)濟飛速發(fā)展的主要技術支持之一。近幾年隨著機電一體化的逐漸發(fā)展，對傳統(tǒng)機械加工機床的改造工作正在逐漸推廣和普及。為進一步提升傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造效率和質(zhì)量，對其實施改造分析具有重要的意義和價值。
1 機電一體化改造優(yōu)勢
隨著機電一體化的逐漸推廣和普及，人們對傳統(tǒng)機械加工機床機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)象及機電一體化改造進行優(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)機械加工機床實施機電一體化改造的過程中會利用計算機控制軟件，實現(xiàn)軟件更新，在保障機電系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)智能化操作。在改造的過程中利用智能化軟件實現(xiàn)人操作和組合，具有自行判斷、自行篩選等基本邏輯功能，從而實現(xiàn)人類自動控制危險因素的實際操作。因此，對傳統(tǒng)機械加工機床實施機電一體化具有優(yōu)化其智能化的作用。
第二，個性化優(yōu)勢。機電一體化智能化優(yōu)勢是傳統(tǒng)機械加工基礎改造的必然趨勢[2]。近幾年隨著社會經(jīng)濟體制和經(jīng)濟結構的逐漸轉(zhuǎn)變，企業(yè)和人們對事物個性化的需求逐漸增加，進一步提升了對機械加工的個性化需求。而機電一體化改造能夠?qū)崿F(xiàn)結合實際發(fā)展需求，滿足消費者個性化加工。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)品實施升級方案制定，以滿足智能個性化產(chǎn)品優(yōu)勢。
第三，高速化優(yōu)勢。機電一體化改造的過程中對機床的運轉(zhuǎn)速度改造是其中關鍵的一環(huán)。利用微控系統(tǒng)實現(xiàn)機床主軸轉(zhuǎn)速的提升，可以在傳統(tǒng)機械加工機床轉(zhuǎn)速的基礎上提高2倍左右，明前的加快了加工的速度，為整個機床加工生產(chǎn)效益的優(yōu)化奠定了基礎[3]。此外，隨著納米技術的逐漸應用，納米機床機電一體化改造更是實現(xiàn)了高效率、高精度的機械加工。因此，機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。機電一體化改造不僅能夠在技術、效率、性能等上現(xiàn)傳統(tǒng)機械加工機床優(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，以綠色能源為基礎的機電一體化機械加工機床必將成為機械加工機床改造優(yōu)化的主流趨勢。
2 傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造注意點
針對實踐工作中對傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造的工作經(jīng)驗，結合理論知識和內(nèi)容，提出未來在傳統(tǒng)機械機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)機械加工機床實施改造的過程中需要在現(xiàn)有機械設備的基礎上進行改造。由于傳統(tǒng)的機械加工機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_度的結構。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，在不破壞設備本身結構的基礎上，保障機械加工機床的整體穩(wěn)定性。
第二，在設備為維修操作山。對傳統(tǒng)機械加工機床實施改造的過程中在其設備維修改造上為了進一步實現(xiàn)機電一體化操作，也會對其維修性能實施改造，為改造后機電一體化機械加工機床的日常使用和維護提供保障。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施計算機信息處理和邏輯程序編制，以保障設備維修操作的安全性和高效性[4]。
第三，在技術運行改造上。在實施技術運行改造的過程中必須按照技術該噶發(fā)展方向速度對其進行改造，采用循序漸進的技術改造方案，從而保障實時提高設備自動化的效率和水平。在不斷提升傳統(tǒng)機械加工機床設備檔次的基礎上完成技術運行改造。尤其注意的是不能采用激進的方式進行技術運行改造，這樣容易形成技術壁壘和技術脫檔。
第四，在工作效率和質(zhì)量改造上。針對傳統(tǒng)機械加工機床的工作效率和工作質(zhì)量改造是在設備技術改造的基礎上實現(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，這樣才能夠保障傳統(tǒng)機械加工機床在實現(xiàn)機電一體化的基礎上，充分的發(fā)揮機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。針對改造成本實施成本控制也是傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造中需要注意的一點，可以采用分環(huán)節(jié)成本控制和材料成本控制的方式實現(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，降低企業(yè)成本，從未有效的提高機電一體化機械加工機床的市場競爭力。
3 總結
通過本文中對傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造的優(yōu)勢分析們能夠看出，機械加工機電一體化是未來我國機械加工技術的發(fā)展的必然趨勢。未來我國在傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造的過程中需要對其改造穩(wěn)定性、設備維修操作、技術運行、工作效率和質(zhì)量、改造成本等方面對其進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)智能化、高效率、高質(zhì)量、高性能的改造，以促進我國機械加工行業(yè)的整體發(fā)展，為我國經(jīng)濟建設奠定基礎。
參考文獻：
[1]任敬衛(wèi).關于傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造的探析[J].時代教育，2016，19（01）：199.
[2]趙占軍.淺析傳統(tǒng)機械加工機床機電一體化改造[J].通訊世界，2015，03（03）：230-231.
[3]李銳通.針對傳統(tǒng)機械設備加工機電一體化改造的分析[J].黑龍江科技信息，2016，26（04）：144.
【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學技術的發(fā)展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一） 機械本體技術
機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。現(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二） 傳感技術
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。
（三） 信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四） 驅(qū)動技術
電機作為驅(qū)動機構已被廣泛采用，但在快速響應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以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。
（五） 接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六） 軟件技術
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，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一） 數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術經(jīng)過40年的發(fā)展，在結構、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、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、 開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、 WOP技術和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、 大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、 能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、 系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。
7、 以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數(shù)控裝置。
（二） 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現(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”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結合。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)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、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、設計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四） 工業(yè)機器人
第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
（一） 智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、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，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(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)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(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，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三） 微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(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。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四） 模塊化
模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
（五） 網(wǎng)絡化
網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡的方式也不同。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。
（六
） 綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產(chǎn)品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。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，機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
參考文獻
1、 李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社，2003.
2、 芮延年.機電一體化系統(tǒng)設計[M].北京機械工業(yè)出版社，2004.
3、 王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化，2006(6).
關鍵詞：工學結合 實踐教學模式 產(chǎn)學合作緊密
一.提出問題
現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)不斷發(fā)展，集機械技術、氣動技術、液壓技術、計算機控制技術、傳感檢測技術、PLC技術、網(wǎng)絡及通訊技術等學科相互滲透于一體的機電一體化技術，已成為當今工業(yè)科技的重要組成部分。機電一體化技術成為利用電子技術、信息技術使機械裝備實現(xiàn)柔性化和智能化。考慮社會對機電類人才要求機應用型與高技能型，企業(yè)希望所招聘的人員能直接上崗。婁底職院機電技術教學團隊順應時代需要，已對機電一體化技術專業(yè)進行了根本性改革，構建了創(chuàng)新提升的工學結合的教學體系與人才培養(yǎng)模式。本文只探討實踐教學模式。
高職實踐教學模式是高等職業(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)目標的切實現(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電一體化技術專業(yè)人才實踐模式的研究。以企業(yè)需求的實際機電工程項目帶動機電一體化技術專業(yè)“工學結合”的實踐教學，可以把學生的專業(yè)職業(yè)技能培養(yǎng)與企業(yè)的運作有機結合起來;能使學生在企業(yè)人員的指導下參與企業(yè)的運作和機電工程項目;能使學生成為勞作的主體，又為學習的主體，在做中學，在學中做，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)教育集團在校企合作中發(fā)揮校企人才共育、過程共管、成果共享、責任共擔的緊密型合作辦學，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.研究價值
婁底職業(yè)技術學院機電一體化技術專業(yè)技術團隊確立了以企業(yè)需求的實際機電工程項目帶動機電一體化技術專業(yè)“工學結合”的實踐教學模式，其意義在于以下幾個方面：1.它把學生的專業(yè)職業(yè)技能培養(yǎng)與企業(yè)的運作有機結合起來。能使學生在企業(yè)人員的指導下參與企業(yè)的運作和機電工程項目;能使學生成為學習的主體，在做中學，在學中做;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，同時又能滿足企業(yè)對人才的需求，滿足企業(yè)真實的機電工程發(fā)展的需要;3.它能使工學結合交替環(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)帶隊實習，參與企業(yè)管理與技術支持，使教師及時獲得企業(yè)管理的前沿信息，為更新專業(yè)教學內(nèi)容，提煉并開展課題、教學項目研究提供保障;5.它有利于機電企業(yè)開拓市場，有利于傳統(tǒng)企業(yè)開拓現(xiàn)代化技術市場，從而有利于加快地方機電建設的步伐，使人們充分享受現(xiàn)代手段帶來的便利。
四.研究內(nèi)容
1.完善機電一體化技術專業(yè)人才培養(yǎng)計劃。建立專業(yè)指導委員會，指導專業(yè)制定適應企業(yè)需要與提高學生應用技能的機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)計劃，使教師授課與學生實踐能同步進行，隨時解決學生遇到的各種難題。
2.優(yōu)化課程結構并開發(fā)項目化課程。建立以專業(yè)培養(yǎng)目標相一致的課程體系，確立8門左右的專業(yè)核心能力課程。與企業(yè)、學院網(wǎng)站和國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)站合作，開發(fā)項目化實訓教材，實現(xiàn)課程教學與工程項目的完全融合。
3.改革專業(yè)教學環(huán)節(jié)。重新設計專業(yè)教學環(huán)節(jié)，使更趨于工學結合。采用了在第三學期開始上午學校教學、下午上崗操作或今天學校教學、明天上崗操作的“工學交替”方式，真正做到了理論與實踐的高度融通，學生在實際企業(yè)上崗操作中學到技能、學會處事、提高素養(yǎng)，也能學會思考、分析和解決問題。
五.研究創(chuàng)新
1.實踐內(nèi)容體現(xiàn)了項目驅(qū)動性。根據(jù)我院國家骨干院校建設方案要求及機電一體化技術專業(yè)的培養(yǎng)目標，對相關主干課程進行改造，對機電一體化技術專業(yè)實踐教學模式進行全面的改革，采用以實際機電工程項目帶動機電一體化技術專業(yè)“工學結合”實踐教學模式。
2.實踐項目實現(xiàn)了實際工程性
機電一體化教學團隊與機電企業(yè)深度合作，基于企業(yè)對市場的需求、企業(yè)機電運作的現(xiàn)狀與機電一體化技術專業(yè)學生能力培養(yǎng)的要求，開發(fā)建立企業(yè)參與下的實際工程實訓項目。
3.實踐教學突出了靈活實用性
基于機電一體化技術專業(yè)的特點，依據(jù)與企業(yè)實際機電工程項目的要求，學生在學完第一學年基礎和專業(yè)基礎課程及基本技能的基礎上，從第二學年開始推行實際工程項目帶動下的“半天學習、半天上崗”和“第二學年暑假去企業(yè)實訓”的實踐教學，實現(xiàn)理論學習與技能訓練、學生角色與員工角色的緊密結合。
