机电一体化机械设计篇1
关键词:机电一体化;机械系统;工作经验;研究资料
机电一体化机械系统通过运用计算机技术，由计算机系统进行协调及控制，从而完成运动、能量流和机械力等各项动力学相关的任务，同时其各个机电部件相互联系、相互配合和相互协调，组成完整的系统结构。基于该系统结构的程序性和任务性，在机电一体化机械系统的设计与研究上应该站在“系统”的相关角度，以便进行有效科学的安排设计。
1机电一体化机械系统的设计要求
1．1保证较高的精确性
机电相关产品的精确程度直接关系着系统整体的质量和效益，机电一体化机械的技术性能、工艺水平及功能都要求选择优质产品，也就是说，机电一体化产品的首要标准和要求便是高精确度。
1．2反应性能要强
机电系统具有良好的反应性能，即在系统接受某一指令后，能够较短时间内对该指令进行任务的执行，从而保证系统能够更加精确地完成任务。另外根据系统的运行状况，做好准确、及时获得相应指令的控制，能够增加任务完成和执行的准确性。
1．3具有较强的稳定性
在机电一体化机械设计中，为了保证更好的系统精确度和反应性能，往往会在无间隙、低摩擦、高刚度和高谐振频率等方面对系统提出较高的要求。另一方面，还要求机电一体化机械系统有寿命长、体积小、重量轻和可靠性高等优点。
2机电一体化机械系统的构成
机电一体化机械系统通常是由传动机构、导向机构和执行机构三部分构成。
2．1传动机构
机电一体化机械系统中的传动机构，不仅仅是转速和转矩的转换器，耗时伺服系统中的重要组成部分，因此，在机电一体化机械系统设计要求中，传动机构首先要具有较高的精确度，同时必须满足重量轻、噪音低、体积小、运转速度高和可靠性高等方面的要求和特点，结合机电一体化机械系统中对伺服控制的要求和标准进行传动机构的设计研究，以便更好地提升系统机械结构中的伺服性能。
2．2导向机构
导向机构在机电一体化机械系统中主要起到的是导向作用和支撑作用，一般包括导轨和轴承等。导向机构的正常作用的发挥可以有效保证机电一体化机械系统中的组成部分和各个装置能够安全、准确完成指定的任务运动。
2．3执行机构
执行机构，是指在机电一体化机械系统中直接完成任务指令的操作装置和部分，一般情况下，执行机构所具备的高灵敏度和精确度以及高重复性能和可靠性，可以保证其根据不同的任务指令和相关要求，在动力源的推动下完成预先设定的各种操作任务。在目前经济快速发展的社会，计算机的应用能通过其强大有效的功能，使传统机电的动力发动机转换成为可变速、动力和执行的多功能发动机，从而使得执行机构和传动机构得到进一步的简化。
3机电一体化机械系统的设计思想
3．1动态设计思想
在机电一体化机械系统的设计中，通过静态设计的有效协助，为了更好的研究整个机械系统结构的频率特点和性质，完成各个系统环节数字模型的建立，推动促进机电一体化机械系统的传递函数，必须充分有效地通过自控方法进行频率特性的计算，这便是动态设计。机械系统的频率特性，在一定程度上不但能够反映出整个系统在不同信号频率下的相应反应，还决定了系统的工作最大频率、抗干扰性和稳定性。
3．2静态设计思想
静态设计是指按照机电一体化各个机械系统的功能要求，通过相关的研究和经验初步、大体上制定出机械系统设计的步骤及方案。方案中主要涉及整个系统部件之间的控制、连接以及部件的种类和对能源的需求等。基本方案设计完成后，应以技术手段为基础，设计出系统中各部件的运动关系、参数及结构，确定部件及相应零件的材料、精确度和结构方式，并对执行元件发电功率、参数和过载能力进行验算，对其他相关的元件和部件进行配置系统的选择等等。
4机电一体化机械系统的性能分析
想要使机电一体化机械系统良好的伺服性能得到保证，不但需要从机械系统的静态特征方面得到更好的满足，同时还要充分的运用理论研究和自动化的控制方法对整个系统体系进行动态设计和分析。另外，机械系统的动态设计应该以系统静态的数字模型为基础，根据自动化控制的要求和方法研究分析系统的整个频率特性，并通过调整相应的频率，改善系统整体的伺服性能。
4．1数字模型的建立
机电一体化机械系统数字模型的建立和电气系统的数字模型的建立在一定程度上基本相似，即都是通过折算将比较负责的结构装置简单化，转为等效的数学函数关系，并用数学中的线性微分方程表达式将其表达出来。机电一体化机械系统的数字模型分析通常情况下都是输入与输出的联系。比如，把比较复杂的系统机械参数，弹性模量、阻尼和系统惯量等统一进行处理，并对各个机械参数进行数学方式的分析，从而得出它们对整个机械系统的影响。在数字模型的建立之前，需要先对机械系统中的不同物理量进行折算，使它们直接转化到某个元件上，从而把多变、复杂的多轴传动变为单轴传动，在此过程中，必须严格按照总机械系统性能不变的原则。这样，以单轴为基础的输入量和输出量的关系，就能够建立相关的数学表达式，从中反应出机械的相应性能，从而应用并指导实际中的设计。
4．2性能参数的影响
机电一体化机械系统设计要求必须要工作可靠、精确度高、运行平稳等，既是静态设计中的研究问题，也是动态设计对伺服机构的要求，这就应该通过对有关参数的调整，优化整体系统的性能。
5结语
通过以上论述，从机电一体化机械系统的性质、概念等方面进行相关分析，分别从机电一体化机械系统的设计要求、基本构成、设计思想和性能分析四个方面进行了研究分析，机电一体化机械系统设计研究进行了详细的论述。
作者:朱翔宇王玉乐单位:聊城大学机械与汽车工程学院青岛科技大学自动化与电子工程学院
参考文献:
［1］农明武．技校生参加"机电一体化"技能竞赛的指导策略［J］．中小企业管理与科技(下旬刊)，2016(01)．
［2］韩向可，吴耀春．应用型本科机电一化系统设计课程改革探索［J］．装备制造技术，2016(01)．
机电一体化机械设计篇2
一、电子、机械及软件一体化设计主要的出错方式认知
随着科学技术与行业整合，产品研发日趋复杂。在进行电子设计、机械设计与软件工程设计时，三者之间缺乏有效沟通与过程管理，导致电子、机械及软件无法有效集成，难以实现一体化设计。当前，机电一体化设计存在的主要出错方式表现为：第一，mCaD变更与电子工程师缺乏有效传递。mCaD用户进行iDF格式将变更信息存储于原始版中，但其无法传递给电子工程师。同样，电子工程师依据电路图实现设计，受eCaD规划失效影响，需要进行返工操作从而延迟交付及制作时间;第二，eCaD变更与机械设计师之间缺乏有效传递。CeaD设计人员进行pCB构件调整，以优化布局，如其没有及时将变更信息传递给机械设计师，则会出现pCB组件与pCB线路接口故障问题，推迟交付时间并增加其成本;第三，配置管理中断。如在研发中其设计科目均有着自身独立的数据调试模型，则会提高设计效率然而软件设计师多独立作业，缺乏有效沟通导致配置管理中断;第四，错误软件版本，虽然在产品中采取错误软件版本较为容易避免，但一旦出现其问题，则会造成较多问题;第五，软件研发孤立性。在产品研发中其变更管理多将软件研发排除在外，软件缺陷及变更命令符难以协调，为软件修复与产品交付带来问题。
二、电子、机械及软件一体化设计思路探究
(一)软件变更实例分析
制造商需向客户交付机器人技术装配客制化版本，产品标明最新软件编号并准备交付时出现软件现场变更问题，则会产生交付延迟等问题。制造商则面临着如何找出与设备上安装软件版本一致信息，采取什么软件工具进行重建软件，设备配置存放区域设计，技术工程师如何知道其采取的实际版本信息，公司需采取最新软件并在期限时间内完成设计，避免出现交付延迟与质量问题。
(二)电子、机械一体化设计方案
采取ptC的interCommexpert及interCommeDacompare可以实现mCaD及eCaD同步问题研究，通过ptC，实现电子设计师与机械设计师相互变更信息的有效捕捉，在获取变更信息的基础上进行相关设计文档同步修改，从而解决电子设计与机械设计不同步问题。电子机械一体化设计方案如下：
2.2.1变更识别
interCommeDacompare属于ptC电子设计标准变更识别解决方案，可以进行pCB设计变更识别，其识别实现方法为：进行不同版本图解对比，pCB布局及制造工艺对比以实现变更识别，以几何及属性变化实现识变更识别，依据差异识别，当interCommexper选中变更后则会将设计影响区域进行标定。
2.2.2电子机械一体化设计
顺利实现机械设计与电子设计集成，需要自动生成设计变更并及时告知。在变更识别基础上，电子与机械一体化设计可行性条件基本满足。如机械工程师可以进行电子设计文档查看与识别其与上版本差异。应用ptC方案可以进行智能化eCaD设计演示，向授权用户进行差异展示。机械设计团队可对电子设计数据信息进行有效查询，无需进行新型iDF文档下载，且应用其解决方案可以进行不同版本差异自动对比，如吉和变更、信号改道发送等。该方案成本较低，技术优势与过程管理优势突出，能够切实提高电子设计与机械设计协调度，为实现电子机械一体化设计提供技术支撑。
(三)集成软件一体化设计分析
实现软件与电子设计及机械设计同步是实现一体化设计的重要基础。然而将软件设计与产品研发相整合存在着较大困难。因软件研发多为外包方式且由相对孤立组织来完成。如电气工程师完成相关设计后，项目降级将产品及软件最新版本交付制造部门，在进行基础版创建后载入软件，软件运行无效，经研究可能其软件版本并非最新。在软件研发过程中，应用pDS系统，软件设计师可实现软件版本及其他设备动态链接操作，可将团队作呕为整个产品研发的部分。pDS系统为机械、电子及软件设计退工了可视化同一系统，且支持软件组件重组，能够实现全球配置管理，推动不同软件研究团队之间的协调性，确保产品研发进度与研发质量。
(四)电子、机械及软件一体化设计方案
采取pDS系统，可以实现跨软件研发，协调软件团队协作，其解决方案为：工程师将软件配置管理系统中存在的软件与pDS软件部分进行正确连接;进行原型制造产品，测试产品;如测试团队发现产品关键特性缺失作用，考虑到用户及软件产品接口是由软件及硬件综合控制，无法实现错误判断;测试工程师则应用pDS系统，进行问题报告创建，直接将受影响硬件及软件构建联系;变更调查任务发送给软件团队与硬件团队，并将pDS发送于电子信箱;缺陷跟踪系统进行错误报告自动生成，对pDS变更调查作交叉引用，将错误报告发配给相应软件设计人员进行调查;错误报告与缺陷跟踪系统具体软件版本之间存在链接，且错误报告与pDS配置管理受影响软件之间存在链接;在缺陷跟踪系统中执行现行软件更新，以softwareQa实现软件测试;新版本与pDS管理部件链接，依据pDS分配实际任务执行产品测试，完成测试后企业变更请求则于pDS中实现完结，针对不同系统中存在的变更状况执行错误报告分析，从而提高了电子、机械及软件一体化设计效率。
三、结语
随着产品研发与产业整合进一步推进，如何实现电子、机械及软件一体化设计成为了时展所面临的重要问题。缺乏设计同步性与沟通有效性是实现一体化设计的重要举措，然而缺乏有效的技术手段，实现电子团队、机械团队与软件团队之间的有效沟通，应用pDS系统与软件配置管理系统，为实现电子、机械及软件一体化设计提供沟通办法。实践证明，强化电子、机械及软件一体化设计，能够有效提高产品研发进度，实现其综合效益。
机电一体化机械设计篇3
关键词：农业机械现代化机电一体化技术应用措施
中图分类号：S22文献标识码：a文章编号：1003-9082（2017）06-0224-01
引言
在农业机械现代化发展的过程中，机电一体化技术的应用较为重要，相关技术人员必须要制定完善的技术应用方案，创新技术方式，提升农业机械现代化发展程度，保证可以满足农业的发展需求。
一、农业机械现代化中的机电一体化技术使用特点
1.使农业机械智能化水平得到提高
在农业机械现代化发展中应用机电一体化技术，可以有效提升其智能化水平，主要因为机电一体化技术中包含着电控技术与计算机设备等，在实际应用中，可以逐渐提升其智能化程度，拓宽农业机械设备的使用渠道，提升机械设备运行效率与质量，增强其发展效果。
2.农业机械功能得到扩展
在农业机械现代化中应用机电一体化技术，并不是单纯应用一项技术，而是将一系列的技术融合在机械设备中。
3.农机自动化水平得到提升
在农业机械发展的过程中，相关人员利用机电一体化技术对其进行处理，可以发挥现代化网络信息技术与其他先进技术的作用，增强机械设备生产准确性，使其可以更加规范的投入到农业生产中[1]。
4.使农业生产更加人性化
机电一体化技术中包含着电子监控技术与故障自动诊断技术，在农业机械设备实际运行的过程中，系统可以自动检测出其中存在的故障隐患问题，使用者可以通过警报发现故障问题，并采取有效措施解决问题[2]。
二、农业机械现代化中使用的机电一体化技术
1.电子信息技术在农机现代化中的使用
在农机现代化中，相关技术人员需要科学应用电子信息技术，搜集机械设备的数据信息，并对其进行全面的改善，保证可以满足机械设备使用者的需求，提升农业机械设备的现代化水平。
2.CaD技术在农机现代化中的使用
在应用CaD技术的过程中，相关技术人员需要充分发挥计算机辅助设备的作用，提升农业机械设备的自动化程度，利用二维设计方式与三维设计方式提升农业机械设备设计质量，满足现代化农业发展的真实需求。
3.GpS系统在农机现代化中的使用
在应用GpS定位技术的过程中，相关技术人员要制定完善的系统规划方案，发挥卫星定位系统的应用作用，提升农业机械设备的自动化水平，保证可以增强GpS技术的应用效果[3]。
4.电液比控制技术在农机现代化中的使用
农业机械设备技术人员在应用电液比控制技术的过程中，必须要对液压阀进行全面的理，保证可以提升机械设备液压阀机械设备的使用水平，发挥电液比控制技术的应用作用。
5.计算机视觉技术在农机现代化中的使用
在应用计算机视觉技术的过程中，技术人员需要制定完善的技术方案，获取准确的机械设备数据信息，并根据相关数据信息对其进行管理，保证可以提升农业机械设备的应用水平，为农民提供便利的生产设备。
6.监控技术在农机现代化中的使用
相关技术人员必须要发挥监控技术的作用，利用监控技术及时发现农业机械设备中存在的故障问题，并采取有效措施解决问题，以此提升其工作质量。
7.pRoe建模在农业机械现代化中的应用
pRoe建模方式，就是利用基层数据库对其进行处理，与传统的CaD数据库相比较，具有较为良好的优势，可以提升设计工作质量，将各类独特的数据结构整合在一起，保证产品设计工作的便利性与优化性，在提升产品生产质量的情况下，降低产品的生产成本。首先，在应用此类技术对零部件进行设计的时候，相关设计人员可以对零部件进行规划设计，然后利用pRoe建模方式，为其提供造型工具，保证可以满足现代化设计要求，提升三维零部件模型的准确性与可靠性。在建模之后，要对其后续机械设备的运动情况进行分析，保证可以提升装配仿真工作质量。其次，相关工作人员需要开展运动仿真处理与分析工作，就是利用机构运动仿真技术，添加一些驱动器等设备，保证在运动期间，可以实现良好的运动，模型。同时，工作人员需要明确组成部件位置与速度，并对其参数进行全面的分析，根据相关参数对模型的设计方案进行调整，以此提升零件机构的配置质量。同时，工作人员可以利用机构仿真方式，对运动与力学之间的关系进行分析，保证可以明确运动量与运动副之间的关系，并对部件受力情况进行分析，在开展测量工作的情况下，得到真实的数据信息。在对此类模型进行处理的时候，工作人员需要明确其运动轨迹。在仿真设计过程中，相关设计者需要做好总体方案的规划，在计算机中呈现出二维或是三维实体造型，并对其进行全面的优化。利用三维设计软件pRoe开展相关设计工作，除了可以对其强度与力学进行分析之外，还能利用模具设计方式完善其功能，提升农业机械设备设计工作质量，优化其发展体系，达到预期的设计目的。因此，农业机械设备设计人员必须要全面推广此类技术，并对其进行优化处理，促进机械设备机电一体化的全面发展。
四、农业机械机电一体现代化的未来发展趋势
第一，向着光电一体化的方向进步。相关管理人员与技术人员在实际工作中，可以应用加工激光技术与计算机等先进技术整合在一起，建设先进的传感系统与动力系统，对农业机械设备的数据信息技术全面的处理，保证可以提升其工作质量与工作效率，减少农业机械设备现代化发展中存在的问题[4]。
第二，向着柔性化与智能化整合方向发展。农业机械设备柔性化，就是分配系统的自律性管理，可以建立独立的管理机制对其进行管理，应对各类农业机械设备突发事件。在未来的发展中，为了可以提升农业机械设备的运行质量。
结语
在农业机械现代化发展的过程中，相关技术人员需要科学应用机电一体化技术，整合各类技术方式，提升其工作质量与效率，建设高素质人才队伍，满足当代农业机械设备的使用要求，逐渐优化其发展体系。
参考文献
[1]李新国.农机离合器常见故障与排除方法[J].农民致富之友，2015（11）：147-147.
[2]刘学峰.机电一体化技术在农业机械中的应用举例[J].农业与技术，2013（5）：8-8.
机电一体化机械设计篇4
1.1提升产品质量、工作效率。
针对机械设计的自动化，可实现生产、作业的自动化处理，通过机械设计的优质产品，可灵敏、精确控制作业流程，准确把握生产控制，利用机械操作系统，确保机械制造程序自动化设计，保证产品设计达到规定操作。采取自动化设计，可实现操作系统全程数据化控制，无主观因素影响，确保操作流程科学、有序运行，通过精确规定动作，提升产品质量、工作效率。
1.2改善劳动条件。
自动化发展的机械设计，属于技术密集型、知识密集型的集合技术，通过自动化机械设计，降低作业人员劳动负担，使作业人员摆脱繁重手工作业。随着机械自动化产品的逐渐推广应用，使机械行业生产环境得以有效改善，有利于提高行业劳动条件，实现机械制造的自动化办公，进而使机械制造劳动条件得以有效改善。
1.3提高机械设备可靠性、安全性。
对于机械设计所包含的自动化功能，包含了问题诊断、警报处理、系统保护、系统监视等自动化、对于机械生产，若遭遇电压短路，或超负荷运载问题，利用自动化系统，可采取控制保护措施，实现系统自动运行，可降低人身事故发生率，对设备起着良好保护作用，使设备损坏率明显下降。对于机械设计、自动化发展，电子元件是其主要部件，可有效降低元件磨碎率，提高机械自动化产品可靠性、安全性，进而使设备故障率明显降低，延长机械设备的使用寿命。
2.机械设计制造与自动化发展方向
随着社会生产力的不断发展，我国机械制造行业，获得巨大成果。然而立足世界范围较低，我国机械设计、自动化发展等研究起步较晚，同发达国家比较，我国相对落后。现阶段，对于机械设计、自动化发展等学科建设，获得一定成果，立足理论建设角度，我国机械设计、自动化发展主要包含如下发展方向：
2.1智能化发展。
对于机械设计而言，实现自动化控制技术，就是为提高生产作业、机械制造的智能化。立足机械设计角度，智能化是立足动力学、社会学与心理学理论角度，结合人工智能技术与计算机技术学科等，将其纳入机械设计学科。通过交叉学科建设，有效吸取机械设计智能化发展新方法与新思维。利用人工智能模拟技术，就是使机器行为与人脑推理、逻辑、决策等思维能力类似，在未来发展中，智能化机械设计是机械制造领域的重要发展方向。
2.2机电一体化。
按照现代学科发展模式，使传统单一学科模式被打破，逐渐往学科融合方向不断发展。对于现代机械设计而言，也必须转变传统设计思维，创新机械设计思路，趋向学科融合发展。立足学科建设角度，在未来发展中，机电一体化是机械设计的重要发展方向。机电一体化，是通过机械、微电子、电子信息、传感器、电子工程等技术，相互结合而产生，从这些技术理论中，吸取机械设计所需理论、技术，在机械设计、自动化发展中，不断综合运用，使机械产品往机电一体化方向不断发展，方可推动机械制造行业的积极、健康发展。
2.3网络化发展。
近些年来，随着互联网技术兴起和日益发展，使人民生产、生活发生巨大改变。随着互联网快速发展，加速了全球经济一体化。对于机械设计而言，其产品换代、理论更新，均离不开互联网发展。提高机械设计、自动化发展，必须紧密联系互联网，利用互联网监控技术、远程控制技术，实现实时操作、动态化控制，利用计算机安全、云计算数据、局域网等互联网技术，为机械设计、自动化发展创造良好网络运行环境。总之，随着互联网不断发展，机械设计产品和互联网联系日益紧密，对于机械设计、自动化发展而言，网络化发展是其重要、关键的发展方向。
2.4模块化发展。
针对机械设计产品研发，自动化属于系统性、复杂性的工程，所涉及产品规格、种类繁杂。现阶段，对于机械设计自动化研发，若想实现产品接口生产标准化，还存在一定难度。所以，通过模块化处理技术，目的就是为简化设计流程。系统模块化，就是复杂、庞大的设计系统进行分解，建立良好管理模块。利用标准单元模式，实现产品的快速研发，使产品生产规模日益扩大，进而分解模块，简化处理机械产品。
2.5绿色化发展。
由工业革命开始，全球进入工业化社会，影响着人们的生产、生活，有效提升了人们物质、文化生活。然而，随着粗放型经济不断发展，人们生态环境遭到严重破坏，环境污染与资源浪费问题日益突出。因此，工业改革是社会发展的必然趋势，发展绿色工业，保护生态环境，降低资源浪费率，要求机械设计必须提倡绿色、环保，设计出环保型、节能型的自动化产品，是机械制造发展不可小视的问题。
3.结束语
机电一体化机械设计篇5
摘要：近年来，我国经济得到飞速的发展，机械制造业在新的经济形势下也有了长足的进步。机械设计制造的自动化是一门近年发展起来的学科，采用该种技术后可增强机械设备的使用性能和安全性，实现机械设备的智能化和人性化。因此机械设计制造的自动化有巨大的发展空间。本文就机械设计制造与自动化进行了分析，并探讨了其发展方向，以此为我国的机械制造业发展提供参考。
关键词：机械设计制造；自动化；发展方向
0.引言
所谓的械设计制造的自动化就是结合了多种技术的新兴学科，它能使机械的自动化特征更为明显，对于工业生产来说是一次技术性的革命。它采用多种技术对机械设备进行控制，不仅可以提高机械设备的质量，使其功能更加完善和强大，还可以提高机械设备的稳定性与安全性，促进机械人性化和智能化。这些都是传统的机械无法拥有的，所以机械设计制造与自动化具有巨大的研发意义。
1.机械设计制造与自动化的设计原则
1.1.满足机械功能需求
满足企业生产需要是机械自动化设计的前提。机械自动化系统应该具备一个以上核心功能。能够将信息和能量进行转换之后为人们提供必要的信息和能量。要想形成完整的机械自动化系统就必须将产品和技术结合在一起，在设计和制造以及功能方面完善机械自动化设计[1]。
1.2.借助先进技术进行设计
机械自动化的设计要以先进技术为基础，自动化产品、系统和功能都必须以高新技术为基础，如此研发出来的系统才能帮助机械设备展现先进的智能化和人性化[2]。借助先进技术进行自动化设计的机械主要包括以下几种：（一）加工设备，如机床或者加工机械。（二）进行能量转换的机械，如电动机和内燃机等。（三）信息处理机械，如计算机等。（四）具有其他功能的机械。
2.机械设计制造实现自动化的意义
2.1.提高机械工作效率
机械实现自动化之后，可以保证机械按照操作要求按部就班进行操作，从而节省了人工，提高了工作效率。按照产品生产要求生产产品，提高产品直来那个。从而促进企业生产力的提高，给企业带来更高的经济效益。
2.2.加大了机械操作的可靠系数
机械自动化产品在实际工作过程中一旦遇到为或者古战，可以自动采取措施解决，从而提高机械操作的安全性和可靠性[3]。
2.3.机械自动化操作简捷
自动化产品具有强大的功能，当企业要改变工作方式时，只需要输入新的控制程序即可，无需更换设备。利用产品的程序控制产品的生产，可以减少生产环节和操作流程，从而简化操作，优化操作方式。
3.机械设计制造与自动化的发展方向
3.1.数字化的趋势
数字化是先进制造技术未来发展的核心。数字化的制造是各种技术的融合，主要包括制造、计算机、网络和管理学。在制造企业中，信息是以数字的形式呈现的，通过企业内部的网络进行流通的。借助数字化技术具有目的性的快速收集资料和信息，以虚拟现实、多媒体和数据库等技术为支撑，并对企业产品信息进行认真分析、重新规划和组合，从而实现产品的设计和功能的仿真以及产品生产过程和组织的仿真，达到企业生产过程重组速度的提升并对市场快速反应的目的，实现客户的要求。这也是全球制造业发展的趋势，用户借助互联网信息，企业则借助电子商务，实现沟通，形成一种动态的联盟，设计出相应的产品。
3.2.虚拟化的趋势
传统的机械制造业主要是利用图纸进行产品设计，并依据图纸进行成品实验，只有当实验成果之后，才能确定产品的设计。这种做法浪费了时间，提高了企业成本。科学技术的发展，使得计算机技术与网路技术得到快速的发展[4]。人们可以借助先进的电子计算仪器，利用网络，模拟大量工作的操作，从而实现数据的第一时间传递，让处于不同地方的对象之间实现交流和合作。所以虚拟化发展趋势是机械设计制造与自动化的发展趋势。
3.3.绿色化的趋势
绿色化的趋势是人类社会发展的要求，人类社会最终的发展是人类社会与自然界的和谐。人事自然界中的一部分，人类社会的发展是无法脱离自然界的。所以社会的发展必须保证人与自然的和谐发展，机械制造的自动化设计也不能例外。所以企业在机械产品的构思、设计、制造、销售、使用各个阶段都应该充分考虑环境因素。突出产品的绿色特点，满足客户的工作、生产和生活的需要，并给人充实的精神享受。产品应该突出物质、精神和环境三种文明的高度融合。在研发新技术时，做到辩证的看待，充分考虑经济利益和可持续发展之间的关系，促进机械制造自动化走一条绿色的可持续发展的道路。
3.4.智能化的趋势
智能化是机械制造自动化的目的也是未来发展的趋势。要想实现智能化就必须实现智能机器与人类专家之间的结合，研发出人机一体的智能系统，从而实现机械制造过程的智能化，比如机械可以模仿人类进行分析、推理、甚至判断的思维活动。实现智能制造业的目的是为了实现人与智能机械的合作，不断的延伸人类专家在机械制造过程中脑力活动，从而优化机械制造过程[5]。
3.5.机电一体化和微机型的趋势
现代机械设备的发展离不开机电一体化的技术。机电一体化是机械制造自动化的延伸，该种技术要求有效的结合机械、电子、电工技术。机械自动化的产品在市场上表现为体积小、操作灵活的产品更受欢迎。微电子机械借助微电子技术发展越来越完善，并有向微米、纳米发展的趋势。
4.结语
现代机械的设计与制造的自动化具有多功能、高可靠性和低能耗的特点。所以设计人员应该掌握机械自动化的发展趋势，主要包括数字化、虚拟化、绿色化、智能化、机电一体化和微型化等趋势，研发出符合时展方向的自动化产品。从而帮助机械制造业实现快速稳健的发展。
参考文献：
[1]张伟玲.现代机械自动化制造技术分析[J].中国科技博览，2011（26）.
[2]周立强.浅谈我国机械自动化现状及发展趋势[J].现代企业教育，2011（22）.
[3]张建民，等.机电一体化系统设计[J].北京：高等教育出版社，2012（03）：45.
机电一体化机械设计篇6
关键词：机械设计制造；自动化；发展趋势
1机械制造及其自动化的定义科学技术
机械自动化的定义是在1971年产生并在机械领域得到了广泛的应用。“机械工程师协会1984年对其定义为：“计算机信息网络的协调和控制，完成包括机械力、运动和机械能量流动力和（或）机电组件系统互联”。
机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科，机械自动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“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。
它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着生产和科学技术的发展，还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为：机械自动化的设计制造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、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，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。
需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术，而不是机械技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑，这就是现代机械与机械电气化在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能上的本质区别。
2机械设计制造及其自动化的发展方向
我国从20世纪80年代初才开始这方面的工作研究和应用，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，并取得了一定的成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。任何一门科学都是由基础理论、技术和工程系统组成的完善体系。机械自动化在技术和工程系统方面已有很大的发展，但基础理论方面尚在发展中，还很不完备，所以今后的发展方向是：
2.1机电一体化
机电一体化是机械自动化的发展和扩展，传统的只对机电设备的集成产品，是机械工业发展的唯一出路。
2.2自动智能化
智能机械自动化技术的发展在21世纪是一个重要的发展方向。“智能”是对机器行为的描述，它基本在理论控制的基础上，学习人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和多种动力学的新观念，新方法，如混合动力学，效仿人类智能，使其具备判断推理、逻辑思维、自主决策的能力，以确保我们更高的控制目标。
2.3模块化
模块化是一个非常重要而且又非常巨大的工程。由于机械自动化产品和制造商非常多。研究和开发标准的机械接口、电气接口、动力、环境界面接口是的机械自动化产品部门成为一个非常复杂的单元。通过模块化这种方式，就可以开发出具有统一标准的机械产品，于此同时也可以扩大产品的生产规模。
2.4计算机网络的发展
随着科技的快速发展，互联网给全世界带来了翻天覆地的变化，尤其是计算机编程的发明，以及编程技术应用在机械生产设备上的应用更是给机械领域带来了质的飞跃。各互联网的全球经济模式的开启、全球的机械生产组合成一体，全球化的企业之间的利益冲突，让企业明白自身具有竞争性的重要性。互联网的普及，使得网络的功能在逐渐的运用到机械生产中去，如远程监控和网络检测技术等设备终端的发明。以生产方式改变的方式让局域网络技术已经成为了一种趋势。我们可以将互联网广泛运用到各个领域，如家庭网络运用到各种电器上，通过远程控制电器的运行，这样的技术应用使得人类从中获取便捷的同时，更为生活带来了无尽的乐趣。正因为如此，互联网计算机技术在机械领域的发展成为了全世界的共识和产品的发展方向。
2.5产品体积的缩小化
20世纪80年代末，“微电子机械系统在国外被定义。微机械自动化系统，指的是几何尺寸不超过1立方厘米的机械自动化一体的产品”，与此同时也在向微纳米尺度发展。微机械自动化产品体积小，能源消耗少，并且具备足够的灵活性，在生物医学、军事、信息等方面具有不可或缺的优势。
2.6资源节约，绿色环保
我们不得不承认人类生活的变化离不开机械设计制造及其自动化技术的发展。但是我们在工业发展上却具有两面性。一方面，资源众多，生活质量得到提升：而另一方面，随着资源的减少，我们的生活环境、我们的生态系统也受到了严重的破坏，在这样的现状下，人类开始意识到保护环境、保护生态的重要性。我们将这种呼声归结到绿色产品这一概念，具有绿色理念的机械自动化产品，是未来的发展趋势。
3结论
近年来，我国政府加大了对机械自动化建设的投入，也培养了很多符合标准的专业人才，这有利于中国的发展和国民财富的有效积累，无论是在相关企业的管理模式还是在生产技术上都会得到很大的提升，并且起着非常关键的作用。
通过对机械设计制造及其自动化发展趋势的研究，深刻了解了机械制造及其自动化对国家，甚至对全人类的发展起到的至关重要的作用，机械技术的发展非一朝一夕，在今后的发展道路，和学习道路上，在吸取前辈留下来的技术财富，设计思想的同时，更应在注重资源环境的同时大胆创新，坚持机械设计制造是造福人类的技术，努力的解决好生产力与环境的相互协调，使機械设计能够得以快速和健康的延续和发展。
参考文献
[1]刘武发，刘德平.《机电一体化设计基础》.北京化学工业出版社，2017.5
[2]杨世明腾献银赵镇宏段巍《机械设计》.电子工业出版社出版，2017.3
[3]张建民等.机电一体化系统设计.北京：高等教育出版社，2011.
[4]赵松年，张奇鹏.机电一体化机械系统设计.北京：机械工业出版社，2015.
机电一体化机械设计篇7
一、关于机电一体化的核心技术
机电一体化包括硬件和软件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面入手：
（一）机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面设计考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还要考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，减轻重量，提高效率。
（二）传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有设计采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
（三）信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性。进而提高处理速度，并设计解决抗干扰及标准化问题。
（四）驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前.正在积极发展内部装有编码器的电机（或发电机）以及控制专用组件――传感器――电机三位一体的伺服驱动单元。
二、机电一体化技术的主要应用领域
（一）数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现为：
1.总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CpU、多主总线的体系结构。
2.开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。
3.wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工制造过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4.大容量存储器的应用和软件的模块化设计。不仅丰富了数控功能。同时也加强了CnC系统的控制功能。
5.能实现多过程、多通道控制.即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6.系统的多级网络功能，加强了系统组合及构造复杂加工制造系统的能力。
7.以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
（二）计算机集成制造系统
计算机集成制造系统（CimS）的实现，不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”。实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
（三）柔性制造系统
柔性制造系统（FmS），是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机、实时、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：
（一）智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件.有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力。从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
（二）系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组合，进行任意的剪裁。同时寻求实现多个子系统协调控制和综合管理。系统化的表现特征之二就是通信功能大大加强。一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物（仿生学）系统化方向发展。
（三）微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术。是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级别方向发展。由于微型机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。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。
（四）模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
（五）网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向迅速发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术业发展很快。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
总之，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶和必然发展趋势，是社会生产力发展到一定阶段的必然需求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法、设计概念以及制造技术发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，也是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业（例如常规低压发电机和高压发电机）的必由之路。
参考文献
[1]张春祥.浅析机电一体化技术及设计要求[J].数字化用户，2013（15）.
[2]刘志，朱文坚.光机电一体化技术[J].现代制造工程，001年12期.
[3]徐爱亲.“机电一体化技术与系统”资源库设计与建设[J].电气电子教学学报，2013（6）.
机电一体化机械设计篇8
机械电子技术是机械领域的一种新技术，主要是将电子技术和机械生产结合起来，以提高生产效率，降低劳动强度，减少成本投入，提高企业生产的经济效益。当前人们对机械电子的应用引起了广泛的重视和关注，我国也将其作为一项重要的发展内容。当前，机械电子技术还在不断的发展中，通过研发新技术，开发出机械电子新的生产潜能。
1、机械电子技术的主要特征
随着时代的发展，现如今市场千变万化，竞争也更加日趋激烈，对机械制造业的应变能力要求也越来越高。随着自动化技术的逐渐发展，在机械产业的体系中，机械电子技术具有以下特征。
1.1显著的电子信息技术特征
计算机信息技术契合时代的发展，不仅应用于机械机构本身的设计，还将更多的新时代现代化元素应用到了机械设计之中，所以现在的机械设计已经不是简单的意向机械工程了，它可以更加全面的进行机械设计，从而满足现代化更多样化的需求，促进经济时代更快的发展。
1.2灵活性
与传统的机械设计不同，机械电子技术设计产品时更加灵活便捷，使产品拥有更简易的操作方法。这就需要在应用机械电子技术设计产品时拥有一定的创新性，更好的满足与时俱进的个性需求，设计出的产品也会取得更多使用者的关注。
1.3提高工作质量
在自动化系统的控制下，运用机械电子技术只需要根据设定的要求就可以完成预定动作，此过程不受人工的主观因素。
2、机械电子技术的发展趋势
2.1智能化
智能化是指机电产品应该有一定的智能，使它能够根据各种不同的情况进行科学判断，判断过后能够对这些问题进行进行相应的处理。例如美的最新的物联网“云空调”，能够利用二维码、温湿度传感器等能够随时随地采集空调的动态信息，再通过射频、wi-Fi技术3G、internet网络将空调的信息实时进行传递，使得用户能够使用手机、ipad、电脑等设备对空调进行远程状态查询与控制[1]。初次之外还新增了手机遥控器，它集成了智能语音控制系统，让控制空调也是种享受。未来手机遥控器还将集成温、湿度等环境舒适度控制，实时显示您身处环境的温度、湿度，并会对您身处环境的舒适度进行评价，您可以根据反馈及时调节温度和湿度，帮助您和家人监控房间环境，呵护舒适健康。
2.2实用化
随着机械工业的发展，机械电子技术的发展也逐渐深入。人工操作也渐渐的被自动化控制器所取代。虽然我国在机械制造业投入了巨大的财力、人力，以及想方设法的引进国外先进技术，这对于推动机械制造业发展具有重大作用。但目前相比发达国家，还是有不小的差距。根据我国目前的现状，我们需要根据企业生存发展实际需要的方向和行业的发展来研究实用型的机械电子技术。例如在医学领域，自动化的机械电子设备和仪器可以代替人工操作，实现医疗手术过程中操作的精准度和规范性。
2.3微型化
上世纪80年代末，机械电子微型化开始兴起。所谓微型化就是机械电子技术向着微观空间及微型机械设备方向发展[2]。在国外，机械技术产品外形尺寸不大于1cm3统称为微电子机械系统，并向着更小的微米、纳米大小的机械技术产品发展。这些微电子机械系统产品本身体积很小，操作又很灵活，耗能也很低，所以在军事技术、信息技术以及生物医疗方面有着无与伦比的优势。然而，微电子机械技术的应用也有着制约发展的缺陷，比如微机械技术。微机械电子技术产品一般采用精细加工技术，包括蚀刻技术和光刻技术。
2.4性化
机电产品的服务对象是人，所以它们应该与人们的实际需求相连接。人们的行为动作往往表现了他们不同的心理活动或实际需求。机电产品应该自此出发，更好的服务于人类。例如iphone6s新增了3Dtouch的功能，在屏幕下方增加了压力感应，从而可以检测平时手指按压屏幕的力度，然后系统可以识别到压力强度，再给出相应的选项。下面简单介绍下在iphone6S3Dtouch操作的方法，以及设置选项。对于3Dtouch功能而言，当然自家的应用肯定都是率先支持这个功能的。只要用力按下屏幕上应用图标，就可以看到额外的功能选项，就好比在电脑上右键的选项功能。在使用3Dtouch前，你自然需要先掌握如何开关调节它。
3、机械电子技术的应用
3.1质量检测
科技的快速发展促进了信息流的流动性加强，近些年，产生了许多具有高性能的新型材料，逐步代替传统的工业材料，因此，投入和关注的程度也越来越高。设备机械化必须紧跟现代工业生产的步伐。传统的依靠人工检测的技术已经无法达到科技所需要的高精度，因此最近几年发展起来的高精度设备是机械电子技术的体现。
3.2农业应用
随着信息化时代的发展，农业的发展进程需要更近一步的实现现代化进程，才能支撑国民经济的发展。农业的现代化发展需要解决现有品质不高、效率低下、产量低等问题，与此密切相关的农业机械在其中起着举足轻重的作用。通过现代化机械电子信息技术的融入，能更快提升农业机械的效率，推进现代化农业的更快发展。比如将电子信息化技术应用于大型现代化农业机械设备，需要设备融入计算机控制终端，利用智能化的应用来实现自动化控制，同时通过计算机标准接口设计和网络通讯协议设定来提升机械设备的信息化和智能化水平。
3.3电子产品应用
机械生产中为了降低设备的重量和体积，将部分零件用电子部件替换，以提高设备的灵活性。随着机械生产行业的不断更新，自动化的发展进一步完善，很大程度的促进了电子技术的应用。目前，在机械电子技术在电子产品的制造领域中，关于较多的新型纳米技术，此技术能够更加精确的掌握部件的内部结构，并且对其进行合理科学的改造。此外，电子产品的快速成型技术方面研究也有很大的进展。一方面提高了加工技术的灵活性，高效性，同时保证了产品的质量，以及成型效果。比如近几年发展起来的3D打印技术，是一种数字模型文件为基础，通过3D方式来构造物体的技术。现阶段，科学家已经研发出3D打印的内置测光器和带有触摸按钮的游戏手柄等电子产品。
结语：
在信息化时代中，机械电子技术的发展极大的带动了社会的发展和进步。机械电子技术应该不断进行创新完善，以更广泛的应用在社会生产中，提高基础生产力水平，进而促进社会的发展。我们要加强对科学技术人才的培养，培养创新意识，以促进科学技术的发展。
机电一体化机械设计篇9
关键词：机电一体化；本科教学；人才培养；项目教学法
作者简介：王昊（1972-），男，安徽泗县人，上海电力学院能源与机械工程学院，副教授；吴懋亮（1970-），男，山东莱芜人，上海电力学院能源与机械工程学院，副教授。（上海200090）
基金项目：本文系2011年上海市教委重点课程机电一体化原理项目（项目编号：20115301）的研究成果。
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）10-0075-02
为了满足电力行业对机械类专门人才的需求，各电力高校均开设了机械设计制造及其自动化本科专业。该专业的主要特色是培养能够适应电力行业的机械类相关岗位的人才。前几年，该专业毕业生的就业形势喜人，但是，由于制造类相关行业广受金融危机的影响，导致近年来毕业生的就业情况不太理想。面对无法预知的金融危机以及制造业界不太乐观的就业形势，作为专业教师，应该思考怎样才能使学生更从容地面对求职择业问题。
机电一体化作为机械、电子和信息等多科内容融合的学科，在拓宽机械类学生知识面和就业面等方面将起到重要作用。加强该课程的学习，能明显提高学生素质，从而增加学生在机电一体化行业内的就业机会。本文认真思考了机电一体化原理在本科教学中的若干问题，以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性并指出目前存在的问题，提出以拓宽学生的就业面为目的崭新的教学思路，并辅以项目教学法的教学改革方案，以及增设“机电一体化原理”课程设计的设想。
一、引导学生认识“机电一体化原理”的重要性
学生在学习“机电一体化原理”的时候，由于缺乏实际经验，加上该课程牵涉面很广，学习难度较大，因而学习热情不足。因此，在教学过程中，教师要想方设法、千方百计地引导和吸引学生充分认识“机电一体化原理”这门课程的重要性，从而激发学生的学习热情。
首先，应使学生明确，机电一体化是多学科交叉，相互渗透的综合性课程，广泛涉及机械技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术、检测传感技术和系统总体技术等方面的内容。机电一体化技术是给传统机械加上“大脑”（计算机信息处理与控制），极大限度地延伸了机械的概念，使机电一体化产品几乎无处不在。例如，“机器人”作为最重要的机电一体化产品之一，已经成为现代工业控制的三大支柱之一。[1]
其次，针对现在机械专业学生机械基础扎实、电子基础薄弱的特点，认真学习“机电一体化原理”这门课程，将显著提高学生在电子方面的素养。通过课程讲解、实验教学、项目教学、课程设计等教学手段，学生深刻体会机电一体化的基本原理和设计方法。
最后，机电一体化的重要性还体现在很多产品，特别是高科技产品，难以将机械和电子部件完全分开。例如，机电设备设计及维护人员既要精通机械方面的知识，又要精通电子方面的知识。因此，掌握机电一体化原理，并将其应用到解决实际工程问题当中，已经成为机械专业的毕业生必须掌握的一项重要技能。
二、增加实验课时、加强实验室建设与整合
“机电一体化原理”理论学习固然重要，实验教学也同样重要。不少学校现有的“机电一体化原理”的教学大纲中，实验教学所占学时明显偏少，而且学生真正能动手完成的实验更是少之又少。因此，现有实验安排起不到锻炼学生的动手和实际操作能力的目的。
此外，很多学校实验室中的设备和科研条件并没有充分发挥出来。应该在现有的设备的基础上，广泛开拓思路，整合、组合、创造出新的机电一体化实验，以实现锻炼学生动手能力的目的。而且，实验室的工作条件和实验场所还需要进一步改善。实验设备也需要对机电一体化实验教学或辅助教学等方面，进行广泛市场调研，根据需要进行采购和扩充。
因此，必须在加强实验室建设的基础上，适当增加机电一体化的实验课时，才能真正使学生通过实验加深对机电一体化理论知识的掌握，体会机电一体化应用的目的。
三、激发学生在机电一体化行业内的就业思路
激发学生产生在机电一体化行业内就业的想法，是教学的重中之重。只有学生真正产生这种想法，才会产生学好“机电一体化原理”的动力。
目前，机械专业毕业生大多将自己的就业方向主观定位在纯机械领域。尽管机械制造业是非常庞大的产业，但就业机会终归有限。由于能力的欠缺，择业的时候，面对机电一体化行业广泛的就业机会，学生更多的是无奈。鉴于此，任课教师必须努力激发学生在机电一体化行业内的就业兴趣。
引导学生领悟，若是自己具备很强的机电一体化技术方面的素养，将会拓宽自己的就业面，从而为自己创造更多的就业契机。就算是学生毕业后选择在机械行业就业，若是在机电一体化方面有比较扎实的基础，也会开拓自己的视野，何况是现在科学技术、工程技术已经发展到机、电完美结合的阶段，完全分开的机械和电子几乎没有。
因此，在教学过程中，应该结合机电一体化行业激发学生的学习动力。具体来说，可以结合机械专业学生在机电一体化行业就业的实例，引导和激发学生的学习热情。另外，在教学过程中，也可以充分结合机电一体化产品的具体设计思路，引导学生如何跨越机械专业的局限，尽可能多地接触机电一体化领域。通过这些方式，学生们将会自然提升对机电一体化领域的兴趣，从而增加在机电一体化行业就业的主观积极性。
四、开展项目教学法、培养学生综合能力
为了使学生加强对机电一体化领域的认识，启发他们在机电一体化行业内就业的热情，“项目教学法”引入到机电一体化的本科教学工作中去。项目教学法在国外的职业教育中应用较多，目前在本科教学中还很少使用。为了让机械专业的学生通过项目直接深入到机电一体化领域，教师提出使用项目教学法。
项目教学法是一种在“做中学”的理论基础上发展起来的一种教和学的模式，这种教学法通过组织学生真实地参加项目设计，履行和管理项目的全过程，在项目实施的过程中完成教学任务，培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。这种模式突破了传统的“以课堂为中心，以教师为中心，以教材为中心”的教学模式，强调使用的技能和知识创新，有效地交流课堂与社会生活的联系，充分展示现代教育“素质教育”的本色。[2，3]
项目教学法主要特点是与现实生活紧密联系，加强理论联系实际，有助于培养学生的多方面能力，更重要的是展示学生的创造性，培养了学生解决实际问题的能力。项目教学法的整个教学过程可以分为以下几个阶段：
1.拟定题目
学生自主分组或教师分组，查阅资料、主动思考，充分发挥主观能动性，拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预，要求学生选定的题目具有创新性或实用性，特别是要适合该小组的特长和兴趣。要求项目既要体现学生的创新性、具备挑战性，又要切实可行、经过学生的努力可以完成。
2.可行性分析及方案设计
通过项目可行性分析及方案设计、确定项目进程计划，要求该进程安排基本与课堂教学进度并行，即：按照课堂教学的进度安排项目的实施进度，即首先是机械机构、执行机构，然后是计算机、控制系统和传感器系统等。教师必须认真检查各小组的可行性分析及方案设计。
3.项目实施要求学生按照工作进度实施并做阶段总结
这一阶段，对于学生在项目研究所用到的内容，有可能在课程学习中没有学到，要求教师指导学生进行再学习，以进一步挖掘学生的创造性思维。项目的实施过程中，学生将有大部分工作需要在实验室中完成，因此，在第三部分对实验室进行整合和扩建的过程中就必须要考虑这些问题。
4.项目考评
以小组为单位，认真考核学生完成项目的情况。针对机电一体化项目的各系统的设计、实现方式、功能和项目报告等进行考评。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中发现问题和解决问题的能力。
5.项目拓展
建议学生以研究报告、学术论文的形式呈现本小组的研究成果。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以申报专利、参加竞赛的形式进一步拓展项目。
项目教学法可以极大提高学生的兴趣，激发学生的学习热情，挖掘学生的创造性思维，同时使学生以真正项目的方式接触到机电一体化的产品设计和项目管理。这种项目管理的经验，发现问题、解决问题和总结问题的能力和经验对学生而言非常宝贵。项目考评优秀的学生的科研论文和专利申请都将在学生毕业求职时增加不可或缺的砝码，将成为机电一体化行业的敲门砖。
五、增设“机电一体化原理”课程设计环节
现有的教学手段，还不足以提升学生在机电一体化行业的竞争力。作为项目教学法的补充，还可以通过增加机电一体化原理设计环节，从而更大程度上提高学生的机电一体化产品的设计能力。
课程设计时，要求学生认真回顾教师在课堂上所授要点，分析各要点对产品功能的实现及其特性的影响。希望学生在课程设计过程中，进一步理解、吸收和消化课程理论知识以及在项目教学法中所存在的尚未解决的问题。
课程设计课题要尽可能选择具有产业背景的实际课题，学生通过原理方案的设计、结构设计、传动系统的设计、执行机构的设计、控制系统的设计以及总体设计等过程，加深对机电一体化系统的总体认识。在指导过程中，注意培养学生的创新设计能力，充分发挥学生的创新潜能。此外，还要注意课程设计必须与项目教学法互补，对于项目教学法中没有涉及的部分，要适当加强。[4]
课程设计应着重培养学生熟悉机电一体化行业标准，全面掌握机电一体化产品设计规范和过程，并培养学生扎扎实实的工作作风。
六、结论
本文以拓宽机械类学生的就业面为主要目标，针对“机电一体化原理”本科教学的若干问题，进行了深入探讨和思考。以“机电一体化原理”教学为基础，论述该课程对学生的重要性，以及如何引导学生对该课程的重要性进行再认识。通过加强实验室建设，增加学生动手实践的机会，以拓宽学生的就业面为目的，激发学生的学习动力。提出项目教学法的教学改革方案，着重培养学生在机电一体化产品设计中的发现问题和解决问题的能力；该项目教学法与“机电一体化原理”课程设计相辅相成。期待机电一体化课程在提高综合素质、拓宽毕业生就业面等方面有所建树。
参考文献：
[1]张建民.机电一体化系统设计[m].北京：北京理工大学出版社，2006.
[2]曾励.机电一体化系统设计[m].北京：高等教育出版社，2004.
机电一体化机械设计篇10
关键词：高等职业教育；机电一体化；专业建设；课程体系
自20世纪80年代初，世界制造业进入一个发展停滞、缺乏活力的萧条期，几乎被人们视作夕阳产业。90年代以后，计算机等电子技术在该领域的广泛应用，为制造业注入了生机。如今，机电一体化产业以其特有的技术带动性、融合性和广泛适用性，逐渐成为高新技术产业中的主导产业，成为新世纪经济发展的重要支柱之一。在此背景下，各高职院校纷纷开设机电一体化专业，以满足社会对该专业人才的需求。据笔者初步调查，浙江省办有工科类专业的高职院校几乎都开设了机电一体化专业。与此同时，“高薪急聘数控操作人才”之类的招聘广告屡见不鲜，从人才市场和企业反馈的信息也表明，社会对高质量机电一体化专业人才的需求量很大。从近些年机电一体化专业毕业生数量上看，应基本能缓解当地企业对该专业人才的急需，不至于供需严重失衡，问题出在供非所求。高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置、实习实训内容及条件等方面存在问题。因此，机电一体化专业建设与课程体系的再构建，是当前亟待解决的问题。
一、机电一体化技术的界定
(一)内涵
传统意义上的机电一体化，主要指机械与电工电子及电气控制这两方面的一体化，并且明显偏重于机械方面。当前科技发展的态势特别注重学科间的交叉、融合以及电子计算机的应用，机电一体化技术就是利用电子技术、信息技术(主要包括传感器技术、控制技术、计算机技术等)使机械实现柔性化和智能化的技术。机械技术可以承受较大载荷，但不易实现微小和复杂运动的控制，而电子技术则相反，不能承受较大载荷，却容易实现微小运动和复杂运动的控制，使机械实现柔性化和智能化。机电一体化的目标是将机械技术与电子技术实现完美结合，充分发挥各自长处，实现互补。与其相关的学科应包括机械工程学科、检测与控制学科、电子信息学科三大块内容。
(二)本质
机电一体技术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，计算得到能够实现预期运动的控制信号．由此来控制执行装置。开发计算机软件的任务，就是通过输入计算机的检测信息，计算得到能够实现预期运动的控制信号。另外，若是一件真正意义上的机电一体化产品，则其应具备两个明显特征：一是产品中要有运动机械；二是采用了电子技术，使运动机械实现柔性化和智能化。
(三)作用与系统
采用机电一体化技术的最大作用是扩展新功
能，增强柔性。首先，它是众多自动化技术中最重要的一种，如实现过程自动化(pa，即连续体自动化)、机械自动化(Fa，即固体自动化)、办公自动化(oa，即信息自动化)等。其次，机电一体化技术又是按照用户个人的特殊需求来制造、提供产品这一当今最高级供贷方式的关键技术。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成，如机器人就是一个十分典型的机电一体化系统。
二、机电一体化专业建设与课程体系现状分析
(一)专业定位模糊，需准确定位
由教学计划可看出，目前高职院校机电一体化专业基本上按“既懂机又会电”来定位，但实际上机械与电子本身各自为两大学科，内容十分丰富，涉及面非常广，让一名高职高专生在短短的三年时间里系统地掌握两大学科的理论知识和技能，是不现实的，也没有这个必要。前述的理想化定位，往往造成“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面，失去了该专业应有的特色，达不到培养目标。从理论上来说，其定位应以机为主、电为辅，或者电为主、机为辅均可。由于许多机械类专业如机械制造及自动化等一般也强化了电子和计算机等方面的应用，使它们没多大差异，体现不出自己的特色，实际上行不通。因此，机电一体化专业应定位在“以电为主、机为辅，机、电、计算机三足鼎立”为宜。
(二)“双师型”教师队伍力量薄弱
由于种种原因，目前高职机电一体化专业“双师型”教师比例仍很低，专业理论教师不能指导实训教学，实训教师基础理论薄弱，不能讲授专业理论课的现象还较普遍，必须采取加强培训或从企业聘任兼职教师等途径加以解决。
(三)教学实验、实训条件落后，实践训练水平有待提高
总体看来，各高职院校虽具备一些专业基础课、专业课的实验条件，但基本上都是以验证性、演示性为主，很少具有本专业的综合性、设计性实验，缺乏融合机与电为一体的大型综合性实验或综合性课程，影响了专业技能和工程实践能力的提高。教学实训设施也大大落后于当今企业，实践训练水平不高，应采用与企业合作等方式尽快提升层次。
(四)适应新技术发展的课程体系有待构建
现行的机电一体化专业课程体系，明显偏重于机械方面，这与当前该专业所处于的“机、电、计算机”三大块内容三足鼎立的实际格局很不适应。因此，在课程体系构建时应突出电气控制、计算机应用的地位。
(五)体现当代工业发展水平的专业教材有待突破
目前高职院校所采用的机电一体化专业教材大多没有充分体现出现代机电行业的发展水平，内容陈旧、落后，且各门课程之间相互独立，相关知识未能有机地渗透和融合在一起，也未能充分考虑与中职教材的很好衔接。
三、专业改革与课程体系构建
(一)设立若干个专门化方向
高职教育要保持其自身的特色，必须强化专业方向，充分考虑与地方经济的紧密结合。与此同时，为妥善解决学生择业范围广与针对性强这对矛盾，可设以下几个专门化方向：机械制造及自动化专门化；机电一体化产品开发专门化；数控加工技术专门化：工业机器人专门化。通过设立专门化方向，可完成有针对性的就业前培训。当然，也可根据各校实际情况并结合企业对本专业的人才需求，另行设置其他专门化方向。
(二)重新构建专业课程体系
高职高专课程体系设置应从职业教育的特点着手，按职业岗位群应掌握的知识和能力来进行。要以知识应用为主线，以能力培养为核心，打破原有的学科课程体系和“三段式”课程设置体系，对课程进行优化和整合，充分考虑与中职的衔接，坚决避免重复。文化基础知识以“必需、够用”为度，专业知识则根据职业岗位群有针对性地设置专门化教学模块，建立一个宽广、针对性和实用性都很强的知识平台。在课程体系设置中，主体框架思路如下：
第一，将培养目标分解到每一教学模块单元，确定每一教学模块单元所承担的功能，应培养的知识和能力，相应的配套实践教学环节，每一教学模块单元主干课程的内容组成，每一课程要传授的知识、能力以及考核学生的方法。
第二，对各个教学模块之间相互重复与交叉的知识，应进行优化组合，加以综合化改造，强调知识间的相互联系和衔接，坚决取消重复的教学内容。综合化课程要突出综合应用知识能力的培养。
第三，理论教学与实践教学相互渗透，理论知识与实践技能考核相互结合，可采用“讲练式”现场教学和“启发式”等主动型教学方法。
第四，整个课程设置不讲求理论知识的系统性和完整性，而强调针对性和应用性。
根据上述框架思路，专业课程体系由综合化系列课程和专门化模块课程两部分构成：
1．综合化系列课程
机械制图：包含原机械制图内容，增加计算机辅助绘图(autoCaD)内容，融入公差与配合部分，使学生将制图、尺寸标注和公差标注融为一体。
机械设计基础：包含工程力学、机械原理和机械零件、金属材料与热处理等内容。本课程主要是为了培养机械工程方面的初步知识和能力。
控制工程基础：包含电工与电子技术、电器控制pLC、液压传动与气压传动等内容，使机械中常用的电、液、气控制有机地组合在一起。本课程完成机械控制方面初步知识和能力的培养。
机械制造基础：包含金属切削机床、切削原理与刀具、机械制造工艺和机床夹具等内容，将加工工艺和工艺装备知识有机地组合在一起。本课程完成机械制造工艺与设备初步知识和基本能力培养。
传感器技术：主要包含检测各种物理量的传感器的种类、原理和应用。
计算机应用技术：主要包含计算机原理、信息处理、编程三大部分内容，以完成计算机应用方面的初步知识和能力培养。
机电一体化系统设计：主要包含机电一体化产品设计的基本方法、控制方法和策略、机电一体化系统设计实例等。本课程要做到综合性、实用性、实践性强，完成综合运用知识能力、综合实践能力培养。
2，专门化模块课程
该模块主要根据设立的几个专门化方向，同时结合本专业的发展状况、趋势以及当地对人才的需求情况，一般在毕业实习时完成。该模块的主要任务是有针对性地完成就业上岗前的培训，为就业上岗做好充分准备，必须突出实践性与综合性。
条件具备的院校在校内完成该模块。具体操作时可把学生分成若干个专门化合作组，由学生自愿选择参与哪个合作组。每个合作组完成一个子课题，各子课题可以是同一大课题下的子课题，也可以是独立设置的子课题，合作组之间可以是互相协作的关系，也可以相对独立。子课题按性质不同分以下三类：开发设计型、制造加工型和设计制造综合型。如开发设计型可结合学生的能力安排某个总成的设计，或者某个控制系统的电路制作，或者某个控制系统的程序编制等；制造加工型主要是根据已有的设计，完成零件的机加工、装配和调整工作；设计制造综合型则完成一个简单机电一体化产品或其中一部分设计与制作的全过程。为使学生较全面地掌握知识和技能，应以设计制造综合型为主。
新生入学进行专业教育时即可介绍专门化模块课程的大致情况，以便增强学生日后学习的目的性、主动性和针对性。该模块要求指导教师具有较高的专业水平和综合能力。课程开发充分结合合作组的内容，以实例、设计制作指导书的方式进行。如浙江师范大学高等技术学院设立的精雕技术专门化方向，要求学生独立编程并在数控精雕机上自行操作，最终完成一件精美的雕刻产品。由于强化了专门化方向，学生拥有社会急需的其他学校毕业生所没有的一技之长，深受企业欢迎。
师资、设备等条件尚不具备的院校可与企业合作，把专门化模块放到企业中实施，教师与企业技术人员根据企业情况一起完成模块课程开发与教学工作，这样可同时解决部分学生的就业问题。
(三)实践教学课时设置原则
实践教学课时安排要把握以下两个原则：一是“保量”原则。在课时数量上应占整个教学计划总课时的40％及以上，以充分体现职业教育特色。二是“适时”原则。根据各个教学模块单元的知识和能力要求，及时跟上教学实践环节，强调知识与能力的结合，增强实践教学的时效性和教学效果。[参考文献]