机电一体化及自动化篇1
关键词：矿井；机电一体化；信息集成；交互共享
随着电力电子技术、计算机技术、网络通信技术、自动控制技术等快速发展，其在煤矿机电一体化产品中的合理应用和技术升级，为煤矿数字化、智能自动化、网络集成化的机电一体化产品的研发和应用提供了重要技术支撑，为信息智能化矿井动态安全管理奠定了良好的基础。机电一体化水平较高的国家，其采煤系统从井下采煤工作面、掘进工作面、通风、供水、提升，到井上的视频监控、可视化管理、集控中心等，均建立基于DSp数据处理为核心的采煤作业监控、监测、保护系统，确保煤矿机电一体化设备功能的高效、稳定、可靠发挥，工作效率得到大大提高，能耗大大降低[1]。我国在最近10多年的研发和应用过程中，煤矿机电一体化产品的性能、使用范围均有了很大提高，基本覆盖了整个采煤系统的全过程各环节，大大提高了采煤工作效率和安全可靠水平，但同国外发达国家相比，其机电一体化信息化自动化水平依然存在一定差距。因此，大力发展我国煤矿机电一体化、智能自动化、信息可视化水平，就显得尤为重要。
1发展煤矿机电一体化自动化水平的方向探讨
煤矿机电一体化集成监控系统，是以运行环境数据、实时运行数据、图像视频等基础数据智能自动化处理为核心，实现对煤矿机电一体化系统运行工况、周围环境、安全隐患、人员操作、设备性能等进行在线实时检测分析，避免机电一体化系统中由于某些自动化传感器的局限性引起安全隐患或故障的漏报或误报，有效弥补煤矿机电一体化监控系统在煤矿生产作业全过程中的监控盲区，降低事故发生率，确保工作人员及机电设备长期处于高效、安全的运行工况，有效提高机电一体化系统的综合自动化、信息化水平。
1.1建立本质安全的机电一体化无线通信系统
结合RFiD无线射频技术、wiFi无线终端通信技术、pDa手持式电话等为核心的机电一体化无线通信网络技术，结合远距离通信以太网、工业电视等光纤通信技术，对煤矿作业面上的机电一体化设备的运行工况、人员工作位置、作业环节等的实时数据信息进行采集，经远距离传输到地面的集控中心，实现对作业面上机电一体化设备和人员的信息的动态采集、传输、运算分析和管理。但由于煤矿作业环境较复杂，需要监控点、面较多，这对无线通信和光纤通信网络自身的综合防爆性能提出了更高的要求。因此，研究监控内容丰富、系统集成化程度较高、极限功率本质安全的通信技术，是煤矿机电一体化监控系统发展的重要方向。
1.2建立无人工作面远程集中遥控系统
目前，煤矿井下采煤工作面已结合pLC、变频器等机电一体化控制设备，实现了采煤工作面中有人巡视和操控条件下的顺槽遥控和记忆割煤，但由于作业面工序较复杂、工艺内容较多，以及井下作业环节较复杂，还需要结合井下机械设备、电气设备、通风系统、供水系统等，进一步提高操控系统运行的安全可靠性，实现无人工作面的地面远程遥控，确保井下具有较高的瓦斯、供水、通风防护等系统的集成监控，提高作业环境的安全防护水平。
1.3建立基于信息集成互享的煤矿机电一体化安全生产集成管理系统
目前，我国多数煤矿机电一体化设备和各种检测、监测、保护子系统大多是独立运行模式，不能实现系统间数据的相互集成共享和互操作，造成大量的机电一体化信息资源孤岛产生，造成大量的数据信息资源的丢失和浪费。因此，建立具有统一通信网络和数据处理平台的煤矿机电一体化安全生产集成自动化管理系统，已成为煤矿机电一体化发展的重要方向。
2基于信息交互的机电一体化集成自动化管理平台的建立
在煤矿机电一体化信息集成自动化管理平台系统建设中，统一数据传输网络平台和统一软件及数据仓库平台，需要从系统硬件结构、软件配置等方面确保信息化矿山中的机电一体化各检测、监测、监控子系统模块的集成统一。通过统一数据传输模式、统一数据表达形式、统一数据处理格式和统一数据管理方式等，实现数据信息的相互集成共享，避免数据孤岛出现，提高数据的综合利用效率水平。
煤矿井下中的机电设备硐室、空压风机房、中央供水系统、水泵房、胶带、运输带、工作面等作业面上的无人值守，远程监控，自动操作，是煤矿机电设备安全稳定生产急需解决的问题。当矿井工作面有人巡视的条件下，通过顺槽遥控技术已是较为成熟的技术，但是发展无限远程遥控依然还需要进一步加深研究。通过信息集成互相平台的建设，可以对井下作业面上的机械设备、供电设备、运输设备、供水设备、通风设备、采掘设备、检测保护系统等系统信息的统一采集、集成统一，并可以结合视频技术、3DGiS技术等，实现三维可视化直观表达和智能运算分析[2]，形成矿井全过程的动态监测、控制、管理的集成一体化管理，有效提高矿井机电一体化系统的综合运行安全可靠水平和生产管理的效率效益水平。基于信息交互的机电一体化集成自动化管理系统，其逻辑组成结构如图1所示。
图1是某煤矿机电一体化集成自动化管理系统的逻辑组成结构，其包含了环境监测分站（瓦斯、粉尘等）、中央变电所、采区变电所、中央泵房（供水系统）、采煤机、给煤机、通风系统、传输胶带等子系统。通过工业现场总线，将底层（机电设备）的一体自动化操控保护系统与地面上的集控中心有机互联，便于地面作业人员进行远程运作管理和操控。通过大屏幕，工作人员可以可视化了解井下机电设备的实时运行工况状态，便于其根据实际情况制定高效合理的调控策略，有效提高采煤作业的工作效率和作业安全。机电信息一体集成化，是煤矿机电设备研究发展的重要方向，同时也是一个不断提高和深化的过程，需要在工作实践中不断优化改进。
3结束语
煤矿机电一体化设备种类和性能的不断完善，尤其是具有防爆性能的矿用传感器技术的进一步提高，能够检测到矿井作业面上更多机电设备的运行工况状态和周围环境信息，增加了煤矿机电一体化产品的信息化、智能自动化、网络集成化功能水平。结合pLC、变频器、RFiD、3DGiS、视频监控等技术，建立信息交互的机电一体化集成自动化管理系统，可以实现对整个矿井作业面的全面、完整地信息采集、远程传输、运算分析和智能决策生产，确保煤矿机电一体化设备系统功能的高效稳定发挥，提高工作面作业效率和安全水平。
参考文献
机电一体化及自动化篇2
关键词：机械；一体化；工程机械；应用
中图书分类号：tH-39文献标识码：a文章编号：1006-8937（2012）32-0090-02
机电一体化技术是一门将机械技术、电子科技技术，微电子技术以及控制技术、变换技术等各种技术融合在一起的综合性技术。现代信息时代的到来使机电一体化快速发展并且在现实生活当中得到了广泛的应用。尤其是随着现代计算机技术的不断改进和完善，机电一体化技术已经成为机械和微电子技术紧密结合的技术，成为推动工程机械发展的核心要素。将机电一体化技术应用到对工程机械的使用性能、操作效率等产生了革命性的影响，充分认识机电一体化技术对于工程机械产生的影响和作用，对于在理论上切实有效的开展相关研究，在实践当中做到新型技术的开拓与创新，都具有十分重要的意义和价值，因此本文将对这些问题进行探讨和分析，以期能够推动机电一体化相关的理论研究与实践，有效的推动工程机械技术的创新与进步。
1机电一体化技术的发展
现代信息技术以及科学技术的迅速发展，推动的了不同学科的之间的交叉发展，导致工程机械领域出现了新的现象和趋势。在机械工程机械领域微电子技术与计算机技术迅速向工程机械领域渗透，从而加速了机械工业技术的结构以及生产方式以及管理体系发生了革命性的变化。机电一体化是指机械的主功能引入信息处理与控制功能，从而将机械装置与电子化设计与软件结合起来，从而计算机与机械结合的信息自动化系统。机电一体化发展到现在已经形成一门新的学科，随着科学技术的发展，机电一体化技术被赋予新的内容。
机电一体化的发展大概分为了三个阶段，在20世纪60年代为初级阶段，这一阶段人们利用电子技术来逐步完善机械产品的性能，从而提高产品的质量和效率。尤其是第二次世界大战，战争促使机械产品自动化技术的出现，计算机技术在机械产品的使用中功能被逐渐强化。在初级阶段，机电一体化技术应用还基本处于自发状态，由于计算机技术的发展尚未达到一定水平，因此机电一体化生产的产品并没有得到大量的推广和普及。到了20世纪70～80年代，机电一体化技术进入到第二阶段，这个阶段机电一体化进入到蓬勃发展的时期。在世界范围，机电一体化技术以及产品得到了极大发展，机电一体化产品得到了极大的推广和关注。20世纪90年代，机电一体化出现了新的发展方向和趋势，光学以及通信技术融入到了工程机械产品生产中，由此微电技工技术、光电技术等新的分支开始形成，机电一体化的建模设计以及各种集成方法不断涌现，导致改技术进入到了一个高速发展的时代。
2机电一体化与工程机械的关系
将机电一体化技术引入到工程机械当中，可以极大的改善工程机械的性能和质量，使工程机械的经济性、可靠性以及安全性，操作性大大提高。例如工程机械的液压技术与电子控制技术相结合，就可以大大提高工程机械的操作效率和质量。目前微机处理器在工程机械应用到相当普及，并且取得了不错的效果。随着机电一体化技术的发展，工程机械与机电一体化技术的融合达到了前所未有的高度，电子控制技术已经深入到工程机械的诸多领域，并且还有拓展和扩大的趋势。
目前随着电子控制技术的成熟，将其应用到工程机械领域，已经是相当普遍的事情。很多机械在安装上电子控制系统之后，都可以实现自动化或半自动化的操作。诸如平地机的自动找平、称重机械的自动控制与升级、发动机的自动调整，汽车自动调档等。随着相关技术的不断发展与成熟，相信机电一体化技术在工程机械中的应用将会更加普遍，其结构也更加复杂，但是其操作的难度可能将会随之简化，效率也会大大提高。
总体来看机电一体化技术融入到工程机械当中，可以极大的改善了机械的性能，对工程机械的操作平台的建设以及使用产生了革命性的影响，同时在工程机械当中使用机电一体化技术，对于未来该项技术的发展与深入，对于电子信息技术、控制技术、数据处理技术等的发展也产生了重要影响。两者之间相互影响彼此结合共同推动了经济的发展和人类社会的进步。未来智能化以及网络化将是机电一体化发展的主要趋势和方向，并且随着这些技术的成熟，将会逐步引入到工程机械当中，从而推动工程机械制造以及相关技术的进一步发展。
3机电一体化在工程机械应用中的具体表现
机电一体化技术在工程机械的应用涉及的领域和范围很广泛，本文从以下几个方面进行深入探讨和分析。
①监督与控制作用。监督与控制作用是利用电子控制技术发挥作用的重要方面，通过将微电子控制技术引入到工程机械当中，可以对工程机械的使用过程以及出现故障时进行自动的监督和控制，从而减少相关事故的发生。工程机械的电子监控系统可以对机械设备进行监控，具有故障报警与自动诊断的功能，对机械设备及时进行检查，及时发现故障和问题，提醒操作人员注意排除和维修。一旦出现异常情况，电子监控系统可以迅速确定故障部位和原因，便于工作人员及时检修，极大地提高了工作效率，减少不必要的损失，也可以避免重大故障的发生。现在电子监控系统在工程机械当中的应用已经相当普遍，并且极大的改善了工程机械自身的预警系统，通过电子自动监控系统使用工程机械的操作人员的效率也得到了极大提升。
②节能作用。传统的工程机械无论是制造生产的过程，还是在现实当中的应用。由于没有将机电一体化引用进来，造成工程机械设备自身的各个功能无法进行有机的整合，设备利用效率比较低，能源浪费比较严重。采取新型的电子节能控制器则可以大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率，达到较好的节能效果，不但节约了能源，还安全、环保。操作起来也比较简便，还可以减少机械磨损，提高工作效率。节能作用是现代信息技术条件下追求的一个主要目标，随着人类经济活动频率的增加，各种资源的浪费已经成为一个主要问题，大力兴建工程以及房屋导致资源的浪费程度进一步增加，因此在使用各种机械的过程中，有效降低机械对于环境的破坏，资源的耗费将是现代电子控制技术追求的一个主要目标，工程机械在使用过程中通过利用相关技术以及系统平台的改造，可以达到节省自身资源耗费以及对外部资源依赖程度过高的问题，通过提高资源的利用效率，达到节能的作用和目标。
③保证成品的作业精度。电子控制系统应用到工程机械设备上，可以使称量变得更为精确，使称量过程自动化，避免了人工测量误差较大的弱点，使成品的作业精度明显提高。电子自动测量还节约了人力资源，降低了施工人员的工作强度，高效、快捷，符合现代工程施工的要求。机电一体化的控制系统极大的改善了工程机械的工作精度，对于提高工程机械生产出来的产品的性能和质量都起到了关键性的作用。通过电子控制系统，不但可以实现工程机械作业的自动化、智能化，而且还可以减少由于人工操作带来的各种失误和偏差，从而保证工程机械作业产品的精度。提高产品的精度，对于提高工程机械作业产品的质量和效果具有十分重要的意义，工程机械无论是用于施工还是用于简单的生产一些工程产品，其产品的作业精度，将直接影响到未来相关工程的质量，对于其产生的经济效益和社会效应，也具有十分重要的影响，因此提高成品的作业精度将是利用电子控制系统发挥其功能的一个主要方面。
④降低劳动强度。机电一体化技术的引入，使工程机械施工操作过程实现自动化或者半自动化。操作者可以更好地借助机械设备完成各种工作，劳动强度降低，工作效率却提高了，也减少了由于技术原因而导致的失误，实现了自动化、标准化的操作。工程质量和精度得到了充分保证，劳动力资源也可以得到更加合理的配置。一些比较先进的工程机械上面都装有自动操作的系统，例如推土机机械上就通过使用具有自动功能的电子控制系统，来帮助操作人员有效识别内外部施工的情况，同时对于机械本身可以形成有效的监督与控制，不但可以提高机械发动机的功率，降低能源耗费，更可以简化相关操作的程序，优化操作的程序，从而达到降低操作人员劳动强度的效果。降低劳动强度，对于提高工作效率，提高工程机械的使用效率，推动各种项目的顺利完成，具有十分重要的作用。目前将电子控制系统引入到工程机械当中，降低劳动工作强度，已经成为机电一体化技术比较鲜明的一个特点和价值应用标准。
⑤作业过程的自动化或半自动化。自动化或半自动化可以提高工程机械的运作效率和质量，通过自动化的作业，可以减轻机械操作人员的精力付出，降低体能，达到降低劳动强度的目标。另外在对于一些生产系列产品的机械而言，通过自动化可以降低由于生产经验、操作技术不到位而带来的种种不良影响。例如在施工机械如果装有可以控制的操作系统，就可以从很大程度上减少由于操作人员体力不足，精神疲惫以及匮乏经验而带来的种种安全隐患和事故。
一些先进的挖掘机上都装有自动化的挖掘轨迹控制操作系统，操作人员可以根据这个控制系统进行工作，可以根据这个轨迹控制系统设定耗铲斗的形状与轨迹，然后利用各种传感器信号以及相关自动设施及其他装置，实现自动化挖掘，从而减少人为的失误和事故发生。
通过以上分析可以发现机电一体化对于工程机械的使用性能、操作效率、安全与可靠性、节能、自动化等多个方面都产生重要影响。但是需要指出的是使用工程机械的毕竟是人，因此在将机电一体化技术引入到工程机械当中的时候，不能忽略的人主体作用。要充分重视人的主动能量，只有这样才能更好的发挥机电一体化的作用，提高工程机械的使用效率，推动机械一体化技术的发展和进步。
4结语
总之，随着现代信息技术的发展，尤其是计算机技术的发展，将微电子控制技术作为核心的机电一体化技术必将在工程机械使用以及操作、改造中发挥重要的作用，极大的推动工程机械自身性能的改进和技术的创新，这对于推动工程机械技术的发展，提高工程机械的使用效率，将产生重要的影响和价值。相信未来机电一体化技术在工程机械的应用的领域和范围将会更加的广泛和深入，因此将机电一体化技术与工程机械作为一个理论与实践研究的重要课题是具有深远意义的。
参考文献：
[1]黄宋义.工程机械中机电一体化的应用[J].科技资讯，2009，（18）.
机电一体化及自动化篇3
关键词：机电一体化职业技能职业能力
一、背景
以气动技术、液压技术、电气控制技术、传感器技术、pLC技术、网络及通讯技术相互渗透，综合形成的机电一体化技术，广泛应用于装备制造业和机械、电子、汽车、化工、材料、食品等产品的生产过程中。该项技术的应用提高了生产装备的信息化和智能化程度，提高了产品质量和生产效率。当前劳动力市场急需大批的机电一体化岗位技能型人才，机电一体化岗位技能型人才短缺的矛盾已经越来越明显。
二、机电一体化的概念
机电一体化技术是机械工程和电子工程、机械技术和电子技术合成的产物，其产品一般是在机械产品的基础上采用电子技术、控制技术和计算机技术等通过相互渗透和融合所产生出来的新一代产品和系统。目前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。
三、加强机电一体化职业技能学习的必要性
1.社会需求
机电一体化专业人才被国家列为21世纪社会发展最急需的十大专业人才之一，企业要求该专业的毕业生能从事加工制造业，家电生产和售后服务，数控加工机床设备使用维护，物业自动化管理系统，机电产品设计、生产、改造、技术支持，以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等。但目前机电一体化专业的毕业生所掌握的知识和技能还达不到社会和企业的要求。
2.机电一体化课程设置
目前全国许多职业中职、中高级技工学校、职业高中、高职高专等院校都开设有机电一体化专业，但各个学校结合自身的办学特点，一类是侧重于机械专业，另一类则侧重于电气专业，都只是机电一体化专业的一小部分，毕业生不能满足市场的需求，无法达到机电一体化技能岗位的工作。导致的原因不难看出，许多学校的学生除了要拿到毕业证外，还必须考取相应的职业技能等级证书，而机电一体化只是一个专业名称，涉及的知识面广，国家没有这个职业技能等级考试的工种，因此各学校就根据自身的特点针对职业技能鉴定的工种选择其一作为学生毕业鉴定合格的标准，这就使学校在专业课程设置上偏离了机电一体化的本质，学生不能将机电一体化专业技能全面掌握。
3.国家政策
机电一体化职业是劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心开发的新职业项目之一，2006年纳入到国家高技能人才培训工程。为了培养出能适应企业的生产要求，劳动和社会保障部中国就业培训技术指导中心设置了机电一体化职业技能培训和认证。
对机电一体化专业的学生在现有的专业基础上进行针对性的专业强化训练是很有必要的，可以使学生在掌握技能的同时取得从业资格的认证证书，为就业奠定基础。
四、机电一体化专业培养目标
1.核心技术要求
传统的机电控制技术主要是指以各种类型继电器、开关为核心的继电器逻辑与模拟电子技术相结合的机电技术。机电一体化技术是传统的机电控制技术与现代检测技术、新型自控元件应用技术、计算机控制技术有机结合的高新技术，是现代制造业的核心技术。机电一体化专业技能岗位要求从业员工掌握机械传动技术、气动技术、液压技术、电气控制技术、传感器技术、自动检测技术、pLC及其自动控制技术、变频技术、网络及通讯技术、机械技术、伺服驱动技术、CaD制图技术等。
2.核心能力要求
具有机电设备安装、调试、机电设备运行维护、设备故障维修能力，电工电子及控制技术应用能力，电气设备及控制电路、机械零件的测绘加工能力，设备的机电一体化技术改造能力。
3.职业技能要求
从事机电一体化技术岗位应取得劳动部门颁发的电工上岗证、中高级及以上级维修电工资格证书或CaD证等。
五、主要课程及实践环节
1.主要课程
机械制图、CaD应用技术、电工电子技术，机械制造工艺与装备、电动机及电气控制技术、液压与气动技术、传感器技术、pLC工程及技术应用、单片机应用技术、自动生产线的安装与调试、数控机床维修、变频器应用技术、网络通讯技术、机电一体化系统设计等。
2.实践环节
金工实习、电子实习、计算机操作实习、自动生产线实习、机电综合实训、数控系统维修实训、基本维修电工实训、pLC编程与设计实训、变频器实训、触摸屏及网络通讯实训等。
六、就业方向
机电一体化技术专业就业范围是面向各行业，主要可以从事以下工作。
一是机电设备的使用、安装、调试、维修与技术改造工作；
二是自动化设备和生产线的安装、调试、运行、维修与检测工作；
三是机电设备的管理与设计工作；
机电一体化及自动化篇4
摘要：现阶段我国的机械制造行业发展比较迅速，尤其在新的技术应用下，对机械生产能力的提高起到了促进作用。将机电一体化应用在机械当中，是工程机械发展的趋势。基于此，本文主要就机电一体化的特征以及应用作用发挥加以阐述，然后结合实际对机械中机电一体化的应用和发展趋势详细探究。希望能通过此次对机电一体化的应用研究，对实际工程机械的发展起到促进作用。
关键词：机械；机电一体化；应用
0.引言
工程机械的操作中，实现了机电一体化就能提高机械使用性能以及效率。传统的机械使用整体效率比较低，处在当前的发展阶段，传统机械应用已经不能满足实际的生产力需求。通过从理论层面对机械中机电一体化的应用研究，对机械产业的发展就有着积极意义。
1.机械机电一体化的特征以及应用作用发挥
1.1机械机电一体化的特征体现
机械机电一体化的运用有着鲜明特征体现，生产能力强的特征比较突出。机电一体化目标的实现对信息自动处理的作用能充分发挥，这样机械就能在自动化的运作能力上表现的比较强，对设备运用的灵敏度检测也能实现。机电一体化的设备系统控制，能有效保障产品的生产效率，在产品的性能上也能保障。特征还体现在安全性方面。实现了机电一体化，就能有效保障机械的安全运行[1]。基于机电一体化系统的多样化功能，在机械设备的运行当中自动诊断功能的发挥也比较突出，从而就提高了设备运行的安全。除此之外，机电一体化系统在使用性能上也比较强，在应用的范围也比较广泛。
1.2机械机电一体化应用作用发挥
工程机械中机电一体化的应用有着诸多积极作用发挥，在监控作用方面表现的比较突出。工程机械机电一体化的电子监控系统的应用，对机械设备的运行状态能实时性的监测，在机械出现了严重磨损的时候，系统的自动诊断功能就能发挥其积极作用，这对故障的及时性解决就提供了方便。在机电一体化的目标实现下，对工程机械的正常化作业有着保障，能最大化的降低安全事故。
再者，机电一体化的应用作用发挥还体现在节能作用上。机械运作中，机电一体化的系统运行能对设备的正常运行得以保障，将机械设备的能量充分发挥，实现节能的目标。这对资源储备量也能得到有效保障[2]。电子节能控制器的运用，能降低设备的磨损率，从整体上提高机械设备的工作效率。机电一体化的运用对作业的精度能得以保障，减少了传统机械工作中的人为误差。
2.机械中机电一体化的应用和发展趋势
2.1机械中机电一体化的应用分析
机械中机电一体化的应用中，对成品的精度要求比较高，这也是和产品的性能保障有着直接性关系的。机电一体化技术能对产品生产的数据进行直接控制。在输入了相应参数之后，机械就可按照参数进行自动化的运作，这对产品的精度就得到了保障，使得整体生产水平和能力得到了提高。机械的自动化以及半自动化作业当中，对人员操作的工作量大大降低了，也能保障生产产品的质量[3]。如日本的三菱公司就将挖掘轨迹控制和挖掘机进行稽核，在对铲斗的运动轨迹设定之后，通过微机进行控制，就可对臂杆和铲刀等自动化控制，这就大大增加了工作的效率和质量。
机械中机电一体化技术的应用中，对电子监控以及自动化报警、故障自诊断系统的功能发挥，就能提高机械整体生产水平。工程机械的发动机以及传动系统等在运行中，通过电子监控以及自动报警系统的运用，对运行中所出现的异常现象就能直接提示，这就对驾驶员的工作条件得到了有效提高，对机械维修的费用也能大大降低，有助于设备的使用寿命进一步延长。机械中的机电一体化的运用，能有效提高生产率。如在液压挖掘机的燃料能力量的利用率仅为30%，这样的低能运行，对能源的节约就体现的比较突出，在节约能源的同时，也能大大提高生产率，这就是机电一体化得以迅速发展的重要原因。
机电一体化在机械当中的运用过程中，机电自动检测的功能也能充分发挥。自动检测功能的运用对机械各子系统都能进行检测，从而可及时性的了解机械设备的运用状况。在系统出现异常的时候，报警系统会发出警报，对故障的部位就能明确[4]。自动检测系统对机械的运行效率提高就发挥了积极作用，保障了整个生产的顺利进行。
2.2机械中机电一体化的应用发展趋势
随着新技术的升级，机械机电一体化也会向着智能化的方向发展。智能化是对机械设备行为的描述。机械的智能化发展是将多种学科知识技g进行综合的，如计算机技术以及人工智能技术和运筹学等等。在这些技术以及理论的综合下，就能对机电一体化的产品生产效率进一步的提高，对机械的控制能力也能提高。
机械机电一体化的发展也会向着微型化方向迈进。所谓的微型化就是通过对纳米技术的应用，微机电一体化的产品的体积缩小，这样在能耗上也会大大降低，在实际运用过程中的灵活程度就可提高。机械机电一体化的微型化目标的实现，也是对整体机械行业的发展有着积极意义的。通过精细化的加工技术应用，实现生产能力提高的目标。
当前我国的网络化技术的应用比较广泛，而在机械行业中，将机电一体化和网络技术进行结合，在对远程控制技术以及监视技术的应用下，就能从很大程度上提高机械运作的效率。这也是现代化机械发展的重要方向[5]。
系统化的发展也是重要发展方向。主要就是机械机电一体化的系统结构更加的完善，在整体的结构上能灵活性的组态，从而满足实际应用的需求。系统化发展目标的实现，就要能注重将多个子系统协调化，并对子系统进行综合性的管理，这样就能提高系统的运用性能。
3.结语
综上所述，我国的机械产业发展过程中，要想促使其进步，就要充分重视机电一体化技术的应用，并要能从多方面注重对技术的升级运用。通过此次对机电一体化的技术应用研究，就能为实际机械发展的水平提高起到一定启示作用。
参考文献：
[1]吴泽平.论机电一体化技术在工程机械中的运用[J].电脑迷.2016（11）
[2]傅思杰.控制工程在机械电子工程中的应用[J].福建质量管理.2016（04）
[3]赵庆伟.机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].中国新技术新产品.2015（23）
机电一体化及自动化篇5
关键词机电技术；机电一体化；现状；发展
中图分类号tH-39文献标识码a文章编号1674-6708（2012）67-0039-02
1机电一体化概述
1.1机电一体化的定义
所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从机电一体化的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。
1.2机电一体化的关键技术
机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。
1.2.1信息处理技术
所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。
1.2.2精密机械技术
精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。
1.2.3自动控制技术
自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。
1.2.4检测与传感器技术
检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。
1.2.5伺服驱动技术
伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。
1.2.6系统总体技术
系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。
2机电一体化的发展现状
2.1国外机电一体化的发展现状
2.1.1绝大多数的制造业领域都有机电一体化产品
在工业比较发达的国家，机电一体化产品遍及绝大多数的制造业领域，其中数控机床和工业智能机器人是这些国家的主要机电一体化产品，其中的数控机床在机床领域中所占的比重越来越大，而工业智能机器人也将逐步进入管理、办公、家庭和娱乐等各个领域，具有非常广阔的发展前景。
在数控机床方面，目前数控机床的定位精度已由一般的0.01mm~0.02mm提高到0.008mm左右，亚微米级机床达到0.0005mm左右，纳米级机床达到0.005μm~0.01μm，最小分辨率为1nm（0.000001mm）的数控系统和机床已有产品。
在工业机器人方面，目前日本的工业机器人生产量占全世界工业机器人的70%左右，与工业机器人相关的专利则有90%以上掌握在日本企业手中。由此也可以看出，日本是名副其实的机器人王国。美国、德国分别居二、三位。
2.1.2机电一体化开始逐步向集成化的方向发展
CimS，即计算机集成制造系统，它突破了原有制造业各部门之间的界限，实现了工业制造企业生产准备、产品开发、经营决策等各个环节的有效整合，在计算机集成制造系统的作用下，当前的世界制造业开始逐步向集成化的方向发展。
2.1.3激光技术在机电一体化中的应用
激光技术在机电一体化中的应用，将使光机电一体化成为机电一体化技术重要的发展方向。
2.1.4微细加工技术发展迅速
当前微机电技术及其产业的高速发展，将带动微细加工技术的兴起。
2.2国内机电一体化的发展现状
2.2.1数控技术方面
我国对数控技术的研究起始于1985年，经过这些年的发展，我国目前已经基本掌握了数控技术的核心技术，相关的数控技术产品也越来越多的出现在工业产品市场中。
2.2.2工业机器人方面
我国对工业机器人的研究开始于1986年，目前，已经掌握了机器人的软件编程、控制系统以及操作机的设计制造等技术，并开发出了能够进行水下作业施工的多种工业机器人。
2.2.3计算机集成制造系统方面
经过近些年的潜心研究，我国在计算机集成制造系统方面已经有了较快发展。其中，已经在包括清华大学在内的多数著名高校内建成了国家CimS技术实验室、工程研究中心以及相关的CimS培训中心。
3机电一体化的未来发展
3.1智能化
智能化的机电一体化产品是指具有一定的逻辑思维、判断推理和自主决策能力的机电一体化产品，由于可以智能化的机电一体化产品对人类的智能进行模拟，所以，一些智能化的机电一体化产品就可以替代人的部分脑力劳动。
3.2微型化
当前微型化的机电一体化产品的几何尺寸一般不会大于1cm3，而且微型化的机电一体化产品在不断的向微米级和纳米级的方向发展。目前，国外已经能够在实验室中制造出亚微米级的机械元件。
3.3模块化
从各方面来看，机电一体化产品的一个重要发展趋势就是实现模块化生产，这样一来，企业就可以可利用标准的模块化单元迅速开发生产机电一体化产品，进而将大大提高企业的生产效率。
3.4网络化
计算机网络通信技术的快速发展促使其不断朝着网络化的方向发展。其中，随着网络的不断普及，基于网络的各种机电一体化产品，如远程控制和监视技术等如雨后春笋般不断涌现出来。
3.5绿色化
根据时代的发展需求，绿色化将成为机电一体化的必然发展趋势，其目标是在机电一体化产品的整个生命周期中，要保证产品对生态环境造成的危害最小，而获得的资源利用率却最高。
4结论
机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。
参考文献
[l]钱忠梅.机电一体化技术的发展现状研究[J]行业前沿，2010(5).
机电一体化及自动化篇6
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).
机电一体化及自动化篇7
电气工程及其自动化专业面临的发展机遇我国电力工业经过多年的快速发展，现今无论是发电装机总量还是年发电量在世界上均居第二位，仅次于美国，但人均装机量与人均年发电量都远远落后，仍有很大的发展空间。电力工业的“十一五”发展规划提出了特高压的发展战略，并且提出构建智能型坚强电网的概念与目标，为电力工业、电气设备制造业及相关的机械、材料工业提供了无限的发展潜力。[3]河南省在第十一个五年发展规划中指出：“加强电网建设，增强电力输送能力。加快计算机技术、自动化技术和信息技术的推广应用，提高城网的自动化水平”与“重点发展高压超高压输变电成套设备，电站辅机以及中高端电工专用设备，风能、低温余热发电设备”。现如今，发展循环、低碳经济，建设环境友好型、资源节约型社会成为经济社会可持续发展的战略目标，电力工业必将在其中扮演更重要的角色。事实表明，高质量的电能供应是中国社会现代化建设的重要保障，也是河南区域经济快速发展的基础条件，需要有大量合格的电气工程师，而这正是电气工程及其自动化专业的根本使命与发展前景。因此，郑州航空工业管理学院电气专业紧密跟踪我国电力工业的发展规划，结合地区经济发展的特点，及时调整专业的办学方向，力争办出专业特色，培养出更多的电气工程技术专门人才。
电气工程及其自动化专业的现状郑州航空工业管理学院是一所按二本招生的普通本科院校，是面向地方经济和航空工业生产第一线，培养输出复合型应用人才的重要基地。电气工程及其自动化专业于2001年筹建，根据电力工业发展现状与区域经济特点，提出了电气工程及其自动化专业的应用型人才培养目标，并且结合郑州航空工业管理学院工科发展的水平及电气工程及其自动化专业的师资力量，编制了偏于电机电器及其控制的课程体系。电气工程及其自动化专业经过数年的建设，并且与21世纪电力工业的迅猛发展相适应，于2008年对原有的电气工程及其自动化专业进行了细分，新设置了自动化专业，并且该专业在师资方面也有了较大的进步，这些都促进了电气工程及其自动化专业强电本色的回归，推动了对相应课程体系及专业定位的思考。虽然近几年郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业有了较大的发展，但是专业基础与兄弟院校相比还很薄弱，实验条件与师资力量还很有限，仍然处于快速发展时期，总体仍处于较低水平。因此，目前的电气工程及其自动化专业仍需且必须定位于工程应用型人才的培养，学生毕业以后可以到电厂、电力设计单位、电气制造企业及各工矿企业从事与电气相关的设计、运行、管理等工作。
应用型人才的特点与培养应用型人才的特点是学科基础知识扎实，实践能力与创新意识强，除了具有较好的科学素养外，还具有良好的工程素养，具备解决工程实际问题的能力，毕业以后主要在生产第一线从事运行与管理等工作。应用型人才首先是一种创新人才，具有把理论知识和技术转化为实践生产力的创新能力；其次也是一种复合型人才，因为应用型人才的工作是以解决实际问题为根本，而要解决一个实际问题往往不能仅靠一种专业知识，实践的创新多出现在学科边缘或者各学科的交叉处，因此应用型人才也是一种复合型创新人才。[4]对应用型人才的培养，不是简单地增减几门课就能做到的，构建科学的课程体系是培养合格应用型人才的基础。如何建立以强电课程为主，渗透电子技术、信息技术与计算机技术的电气工程及其自动化专业的课程体系，是一项系统性的工程，需要透彻理解相关的课程及经受实践的检验。
课程体系的建设
在电气专业新课程体系的设置上着重突出“以强电为主，弱电为辅，强弱电、软硬件、电气控制与信息技术相结合”的专业特色，主要依据四个基本原则：一是突出强电特色，并且结合电力发展前景与现有师资力量，设置了电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向的课程模块；二是紧密结合自动化技术在电气工程领域的应用，保持电子与计算机技术相关课程教学四年不断线；三是强化本专业应用型人才培养的特色，保持实践教学环节四年不断线；四是激励学生的个性化发展，结合学生就业需要，注重课程安排的科学性与系统性。新课程体系的主要特点是适应郑州航空工业管理学院原电气工程及其自动化专业细分为电气工程及其自动化专业与自动化专业的发展需要，突出了电气工程及其自动化专业的强电特色，根据“厚基础、宽口径、重实践、强应用”的应用型人才培养模式而设置。
1.课程体系的改革郑州航空工业管理学院原电气专业结合了电气工程及其自动化与自动化两个专业的内容，专业的特点为“强弱结合、适当偏弱”；新电气专业的特点转变为“强弱结合、强电为主”，专业课程的口径相对变窄。新电气专业的课程设置不再是电气专业与自动化专业的区分，而是电气专业内电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个方向的设立。由此考虑把原来的学科基础课—专业基础课—专业选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系改为更符合新电气专业特点的一级学科基础课—二级学科选修课—跨二级学科选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系，如表1所示。新的课程体系保证了学生的理论教学在满足基本学分的前提下，能够小于2500学时，同时优化了课程内容，扩大了选修课程范围，扩展了学生的知识面，激励了学生的个性化发展。
2.课程内容的优化新的课程体系在强电专业“宽口径”的前提下，突出“厚基础”的要求，公共基础课与学科基础课的学时比例达到总学时的74%。在实现了同一专业的通识教育课、专业基础课完全打通，专业主干课程也基本相同，而专业方向的不同只体现在专业课程中的非主干课程及实践环节的要求的基础上，[1]新课程体系既实现了对学生人文社会科学与自然科学知识的培养，又强化了对学生对本专业基础知识的要求，同时还突出了不同的专业方向特色。新课程体系在课程内容上更加突出强电特色，突出计算机技术与弱电控制技术在本专业领域内的运用。按照电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向，设置了两个特色显著的课程模块作为任选的必修环节。另外，按照“拓宽”与“加深”的原则，开设总数达到19门的二级学科选修课，学生可以选修其中的5～7门。按照提高学生综合素质的要求，设置了跨专业选修课与全校公共选修课，要求学生在人文社科、经济管理等方面修习约6门课程。
3.授课时序的调整按照先基础后专业、由浅入深、循序渐进的原则，保持计算机教学、英语教学不断线，科学分配各门课程的授课时间与学时。（1）保持计算机教学不断线。计算机课程按照教学次序包括：“计算机应用基础”、“C++语言”、“机械制图CaD技术”、“软件技术基础”、“微机原理与接口技术”、“工业组态技术”、“电力系统的matLaB/SimULinK仿真与应用”、“单片机原理”、“交直流调速系统与matLaB仿真”、“eDa技术”、“可视化程序”、“计算机网络”、“毕业设计”。（2）保持英语教学不断线。建议取消“专业英语”课程，增开双语课程教学。用英语（或双语）教学的相关课程包括：“大学英语”、“电路”、“软件技术基础”、“自动控制原理”、“eDa技术”、“计算机网络”、“毕业设计”。（3）科学分配各学期的课时量。如第一、第二学年学生的学习效果较好，可以适当增加基础课与专业课的课时量；第四学年学生因社会实践、找工作、考研等，学习效果下降，此时可以突出计算机与实践教学环节，利用课程的强实用性平抑学生的浮躁心态，最大限度保证学习效果。
加强实践教学环节
实践教学是高等院校培养工程应用型人才的必备环节，是提高人才核心竞争力的决定性要素。各高校电气工程及其自动化专业培养的人才水平的高低，取决于实践教学水平的高低，包括实验条件的完善、实验内容的设计及实验教师的素质。郑州航空工业管理学院电气专业的实践环节主要由课程实验、课程设计、生产实习与毕业设计等组成，组成了一个比较系统、由线到面、由基础到综合，分层次、全方位的内容体系。[5]
1.课程实验与课程设计课程实验包括电工电路、电子技术、电力系统继电保护、电力系统自动化、电力电子技术、电机与拖动、C++语言、单片机原理、电气pLC原理等。课程设计是工科专业实践教育的重要一环，是培养大学生独立思考、信息检索、相互合作，初步从事科学研究能力的重要途径。课程设计实践环节主要由核心专业课程与部分实用性强的专业课程如“电机设计”、“电力系统分析”、“单片机原理”、发电厂电气部分等的课程设计构成。
2.实习基地实习基地由校内与校外两部分组成。校内实习基地主要由校办工厂组成，完成金工实习、电工电子技术、计算机辅助设计等基础性专业训练；校外实习基地主要包括陕西航空电气有限责任公司、成都飞机制造厂、贵州飞机制造厂等，学生在校外实习基地主要接受现代化企业的生产教育，培养工程实践能力。
3.毕业设计电气工程及其自动化专业毕业设计的课题多来自于工程实践。题目通常由导师自行拟定，或者来自于导师科研项目的某一模块，或者来自于导师熟悉的专业领域，与工程实际结合紧密。针对毕业设计中存在的问题，如题目陈旧、知识面过窄、实验条件较差、学生支差应付、成果可操作性不强等问题，现阶段可积极采取以下措施：一是加强对教师和学生的管理。对教师尤其是青年教师中期抽查考核，组织讨论，询问学生等；对学生加强考勤，不定期考查，组织中期检查与预答辩等。二是鼓励和引导学生在学科知识范围内自由选题，激励他们选择来自于生活实践、能够解决实际问题的课题。三是创造条件允许学生到实习或工作单位做设计，聘请企业中有高级职称的人员参与毕业设计的指导工作。除了以上基本的专业实践环节之外，还可以积极组织学生参加“挑战杯”、“电子设计”等全国大赛，鼓励学生进行科技创新制作，建设专业的开放型实验室，积极探索有助于提高学生创新能力、工程实践能力的教育教学模式。
结束语
机电一体化及自动化篇8
关键词：机电一体化优势现状发展
中图分类号：tH-39文献标识码：a文章编号：1007-3973（2013）006-052-02
机电一体化（mechatronics）是一门综合的技术，是指在结构的主功能、信息处理功能、动力功能与控制功能上引进电子技术，将电子化设计、机械装置与软件相结合所构成的系统的总称。机电一体化技术包括有计算机与信息技术、机械技术、自动控制技术、系统技术、伺服传动技术与传感检测等技术。机电一体化涵盖了“产品”与“技术”两个概念，它的应用对工业领域的技术结构、产品结构、生产方式以及管理方式都产生了很重要的影响并促使其发生了改变。机电一体化具有一定的进化性，随着科技的发展与技术、生产理念的更新，机电一体化也在不断的被改进。现阶段可以看到的是，由于机电一体化具备有很强的优势，现代的工业生产正由“机械电气化”向“机电一体化”迈进中。机电一体化的优势主要体现在以下方面。
1机电一体化的优势
1.1生产使用的安全性与可靠性获得提升
应用了机电一体化的生产器械，一般都具有自动监视、诊断、报警及自我保护的功能。在生产过程中，一旦发生过压、过载、过流、短路等电力故障时，生产器械能够自动采取保护措施，降低或减少事故发生的可能性，这明显能提高生产使用的安全性与可靠性。
1.2生产质量与生产能力都获得提升
应用了机电一体化的生产器械基本都具控制功能和信息自动处理功能，故而其检测与控制的精度、范围以及灵敏度都会有提升。除此之外，机电一体化的应用能够使机械的工作不受操控者主管因素的影响，可精确的保障器械的执行机构完成预设动作，如此以来便可实现最佳的操作方案，保障最佳的工作质量，并能保障最高的产品合格率。同时，应用了机电一体化的器械能够进行自动化生产工作，克服了人力及时间的限制能够大大提升生产能力。因此，应用了机电一体化，生产质量与生产能力都获得提升。
1.3使用性能的提升
应用了机电一体化的器械多会采用数字显示与程序控制，手柄、按钮之类的操作部件减少，使得操作程序更加简单化、方便化。机电一体化器械可通过预设由电子控制系统控制实现生产过程，并可重复。高级的机电一体化器械还可根据被控对象的数学模型以及外部参数的变化而自动选择最佳工作程序，能够自动进行最优化操作。故而，应用了机电一体化，器械的使用性能获得了提升。
1.4使产品的性能得到提升
应用了机电一体化的器械多具有复合功能可使用复合技术，生产出来的产品自动化程度与功能水平获得极大提升。机电一体化器械通常都具备自动控制、自动校验、自动调节、自动补偿、自动保护等智能化功能，可以应用到不同的领域，对用户需求能力的应变性增强。
2机电一体化技术的发展分析
机电一体化的出现打破了传统意义上电子工程、机械工程、信息工程与控制工程的学科分类，并将微电子技术、机械技术与信息技术等多种技术融为一体，形成了一门新型的交叉学科。机电一体化的发展从最初的自发状态逐渐发展到了现在的自主发展状态，应用已经越来越广，其重要是被越来越多的人所熟知。
发展至现在，机电一体化已经形成了自身的体系并且还将会随着科技的发展不断被赋予新的内容。但不管内容如何变化，它的基本特征都可概况成以下概念：机电一体化从系统的观点出发并综合运用计算机技术、信息技术、机械技术、自动控制技术、系统技术、伺服传动技术与传感检测技术预计编程技术等群体技术，根据生产目标而优化组织，合理进行各功能单元的配置，高质量、低消耗、多功能的实现特定功能价值，并使整个系统达到最优化的系统工程技术。
机电一体化的应用可分为三个时期：第一阶段是机电一体化的产生及初步应用阶段。机电一体化产生于上世纪60年代并随之初步应用于机械产品的生产中。但是这一阶段的电子技术整体发展水平较低，真正意义上的机电一体化还为形成，严格而言只能算是电子技术与机械技术的初步配合应用。第二阶段是机电一体化的快速发展阶段。这阶段主要是在上世纪的七八十年代。在第二阶段，控制技术及计算机技术都在快速的发展中，这也给机电一体化的发展提供了技术保障。同时，各国都注意到了机电一体化对生产的促进作用加大了对机电一体化的重视程度，机电一体化发展的大环境变得更加有利。第三阶段是机电一体化的发展新时期。这一阶段自上世纪90年代开始，而今的机电一体化正处于这一阶段。在这一阶段，机电一体化主要是向智能化、模块化及自动化发展。我国的机电一体化起步虽然较晚，但是在良好的国际发展基础上也取得了很高的研究效果。
现在机电一体化已经进入了深度发展时期，通讯技术、光学技术在机电一体化中得以大力应用，微加工技术也发挥除了很大效果，机电一体化出现了微机电一体化与光机电一体化等新分支。
3机电一体化技术的发展趋势
机电一体化是一门涉及到计算机、光学、电子、机械、信息等知识的综合学科，他的发展与进步与相关技术呈依赖与相互促进的关系。同时，技术的发展产生于实际的需求。故而，通过对相关学科以及对市场需求的分析，我们可以得出，机电一体化将以以下机电为发展方向：
3.1智能化
智能化是新世纪各项技术的最主要发展趋势。机电一体化现阶段已经具备了一定的智能功能，但是随着人们对智能需求的提升以及技术的进一步发展，机电一体化的必然将向更高程度的智能化发展。我们所谈论的智能化主要是对机器行为的描述，是指机械的制造在控制论的基础上，吸纳计算机科学、人工智能学、运筹学等知识，模拟人工智能，使机器具有一定的判断推理与逻辑思维、自主决策的能力，从而实现更高的控制目标。当然，机电一体化具备有与人一般无二的智能是不需要也不可能的，但是赋予高性能的一体化产品部分人类智能或者其他低级智能则是可行的，而这，也是机电一体化智能的发展方向。
3.2模块化
模块化同样是机电一体化的发展目标。模块化是一项重要且艰难的工程。机电一体化的产品种类繁多且各个厂家所研制开发的器械标准不尽相同。进行具备标准机械接口、动力接口、环境接口与电气接口机电一体化产品单元研发是重要且难度较大的问题。比如要研制一种具有特定功能的动力单元，如果能利用标准单元进行研发，则能较快的得出结果并且也可扩大生产。但当前，由于利益的冲突，国际或者国内难以制定统一标准。不过，显而易见的是，模块化不论是对机电一体化单元的生产企业还是机电一体化产品的生产企业都有很大主要。模块化的发展是必然趋势，非先阶段状况所能阻止。
3.3网络化
现阶段，网络技术已经普及，并且应用到了几乎所有的生产生活领域。网络将全球的生产与经济连为一体，并带动了企业竞争的全球化。在这样的大环境些，机电一体化的网络化发展是大势所趋。网络的远程控制与监视功能发展很迅速，而实现其功能的产品本身就是机电一体化的产品。在未来，以计算机为中心的家电集成系统必然将在全球家庭中得以应用。
3.4微型化
实际应用表明，体积较小、耗能少、运动灵活的一体化产品应用更广泛，在医疗、军事、信息等方面也更有显著优势，机电一体化的微型化是实际的需求，故而将成为未来的发展趋势。
3.5绿色化
工业的发展给人们带来的并不仅仅是有益变化，在人们的物质生活在不断被丰富的同时，资源过度消耗与环境污染成为了影响人们生活的重要因素。“绿色”成为了现阶段生产与生活的重要标准之一。机电一体化在未来也必须应用绿色理念，在产品的设计及生产、使用过程符合绿色环保、资源节约的概念，这，是人类的生产对机电一体化发展提出的不可违背的要求。
4结语
机电一体化是多门学科的优化结晶，是生产生活的技术的重要发展。机电一体化能推动人们的生活与生产方式的改变具有其他技术无可比拟的优势。我们要对其投入更多的研究并促使其发展进一步加快，使它的应用更加广泛，使人们的生活更加方便有效。
参考文献：
机电一体化及自动化篇9
关键字：机电一体化工业石油
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，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、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，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。
一、机电一体化基本结构要素
1.机械本体部分
机械本体就像人体的身躯骨架，它是系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身框架机械连接等。它是机电一体化要素中最基本的部分。
2.动力部分
动力部分与人体内脏产生能量去维持生命运动是一样的道理，它是为系统提供能量和动力功能驱动执行的机构，使系统按照控制要求得以正常运行，是机带你一体化结构中不可或缺的部分。
3.传感部分
传感部分就像人的眼鼻耳口等感觉器官，将系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测变成可识别的信号，然后传输到信息处理单元，经过分析处理后产生相应的控制信息，其功能一般由专门的传感器和仪器仪表来共同完成。
4.驱动部分
驱动部分就像人体的肌肋腱一样，要接受大脑指挥，驱动四肢运动，在控制信息作用下驱动执行机构完成各种动作和功能。
5.执行部分
执行部分如同人的四肢，由大脑支配完成各项工作任务一样，根据控制信息和指令完成各种动作和功能，执行机构是运动部件，一般采用机械电磁电液等构成。
6.控制及信息处理部分
控制及信息处理部分，犹如人的大脑，指挥和控制全身运动，并能记忆思考和判断问题一样，将来自各传感器的检测信息集中存储分析加工，并根据信息处理的结果按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行，它一般由计算机可编程序控制器数控装置以及逻辑电路a/D与D/a转换i/o输入输出接口和计算机外部设备等组成。
二、机电一体化的发展趋势
机电一体化是近几年才出现的一门新科学、新技术，但它却必将是当前世界技术发展的必然趋势。因为在当今社会，随着科学技术的不断发展，高新技术的发展越来越受国家、社会和企业的关注与重视，机电一体化程度的高低，一定程度上代表的是一个国家科技实力的水平，一个企业机电一体化的运用程度，也从一个侧面反映了该企业自主创新能力的高低，该技术的使用，不仅能够提高企业的经济效益，而且能够增强企业的核心竞争力，让企业在激烈的市场竞争中立于不败之地，众所周知，当今社会国际竞争的实质，是以经济和科技为核心的综合国力的较量，所有，提高国家综合国力，发展科技，是每个国家义不容辞的，在这样的情况下，一定程度上代表着技术发展水平的机电一体化技术，将会越来越受到国家和社会的青睐，所以，机电一体化技术的未来市场将呈现一片欣欣向荣的景象。
三、机电一体化技术的优点
1.安全性高
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。
2.生产能力高
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。
3.使用性能高
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。
4.适用面广
机电一体化产品跳出了机电产品的单一技术和单一功能限制，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。
四、机电一体化的应用领域
1.重工业领域
在目前，机电一体化技术目前越来越广泛被采用于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程等行业中，相对来说，主要是应用于重工业领域，无论是国有企业，还是私营企业，在生产过程中都会采用机电一体化来提高企业的经济效益。
2.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，具体表现在：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。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。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、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。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。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。
参考文献：
机电一体化及自动化篇10
关键词：机电一体化；概念；核心技术；应用
abstract:thedevelopmentofmodernscienceandtechnologycausedtheengineeringfieldandthetechnologicaltransformationoftherevolution.inengineering,electronicandcomputertechnologybecauseoftherapiddevelopmentandtothepenetrationofmechanicalindustrybytheformationoftheelectromechanicalintegration,themechanicalindustrytechnicalstructure,mechanicalproducts,functionandcomposition,productionmethodsandmanagementsystemchanged,thatindustrialproductionby"mechanicalelectrification"enteredthe"mechanicalandelectricalintegration"featurestageofdevelopment.thisarticlemainlyformechanicalandelectricalintegrationconcept,coretechnology,mechanicalandelectricalintegrationadvantagesandapplicationofasimplediscusses,forweexchange.
Keywords:mechanicalandelectricalintegration;Concepts;thecoretechnology;application
中图分类号：K826.16文献标识码：a文章编号：
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。
二、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。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，必须从以下几方面着手：
机械本体技术。
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，还应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，提高效率。
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。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
信息处理技术。
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，并解决抗干扰及标准化问题。
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以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
接口技术。
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。
（六）软件技术。
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
三、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。