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篇1

近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術(shù)特征

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)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(shù)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(shù)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(shù)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(shè)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(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)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(shè)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(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)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(jié)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(shù)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(guān)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(shù)，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(shù)復合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)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(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)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(shù)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(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)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(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)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(shè)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(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學科、領(lǐng)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(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

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(shù)改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

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(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

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(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)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(shù)

利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(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(shù)廣泛應用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。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(shù)中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，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(shù)，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）

篇2

（二）應用本科機電專業(yè)實踐教學不足高等職業(yè)教育強調(diào)學生職業(yè)應用能力的培養(yǎng)。高職?？茩C電一體化專業(yè)，通過工學結(jié)合、校企合作、頂崗實習等方式，培養(yǎng)學生具備從事機電一體化設(shè)備的操作、組裝、調(diào)試、維護維修等能力。應用本科機電相關(guān)專業(yè)以學科為導向，主要通過課堂講授為主，教學效果考核往往以筆試為主，培養(yǎng)學生的能力通過灌輸理論知識來實現(xiàn)。由于應用本科院校的定位以及培養(yǎng)目標與高等職業(yè)教育的要求存在一定的差距，以及應用本科院校在教學過程中長期以來形成的慣性，使得應用本科機電相關(guān)專業(yè)在教學過程中出現(xiàn)“重理論、輕實踐”的現(xiàn)象。應用本科機電相關(guān)專業(yè)在教學過程中，強調(diào)理論教學，輕視實踐。應用本科機電相關(guān)專業(yè)在實踐教學方面不重視，實踐條件不足，造成培養(yǎng)出來的學生應用能力不強。這是應用本科機電相關(guān)專業(yè)教學過程中存在的問題之一，也是妨礙高職專科機電一體化專業(yè)與應用本科機電相應專業(yè)有效銜接的重要因素之一。

（三）課程體系銜接存在問題課程體系是高職專科、應用本科各自的定位和人才培養(yǎng)目標的具體表現(xiàn)。高職?？茩C電一體化專業(yè)定位為機電行業(yè)職業(yè)技能型人才的培養(yǎng)，以實用為主，必需、夠用為度，主要培養(yǎng)機電行業(yè)的技能型人才，即高級機電維修維護技工和高素質(zhì)機電設(shè)備操作者。應用本科機電相應專業(yè)應該在高職專科機電一體化專業(yè)基礎(chǔ)上，培養(yǎng)具有較強的理論基礎(chǔ)、實踐技能和應用能力的更高層次的機電行業(yè)的技術(shù)技能型人才。機電一體化專業(yè)高職專科與應用本科相應專業(yè)進行有效銜接時，應該對相應的課程體系進行設(shè)計，使其滿足機電一體化專業(yè)高職專科生進入應用本科相應專業(yè)后，能夠繼續(xù)有效地進行學習。目前，專接本模式，課程基本與高職專科相同，不同的是教材不一樣，一個是高職高專的教材，一個是本科教材而已，基本上沒有相應的實踐教學。專轉(zhuǎn)本模式，應用本科相應專業(yè)的課程設(shè)置上，前兩年基本上是機械方面課程，后面兩年是電方面的課程，高職?？茩C電一體化專業(yè)學生進入本科后，主要就是進行電方面課程的學習。無論是專接本，還是專轉(zhuǎn)本模式，高職?？茩C電一體化專業(yè)學生在完成三年?？茖W業(yè)后，進入本科階段學習，課程銜接得不是很好，這是進行高職專科機電一體化專業(yè)與應用本科相應專業(yè)進行有效銜接需要解決的問題。

（四）教師素質(zhì)由于許多應用本科院校定位于教學科研型大學，許多教師科研能力強，理論基礎(chǔ)扎實，許多教師都是直接引進博士畢業(yè)生，這些教師是在研究型或教學研究型環(huán)境下培養(yǎng)出來的，缺乏在生產(chǎn)服務(wù)第一線工作的經(jīng)驗，沒有在企業(yè)經(jīng)歷過職業(yè)鍛煉，因此造成部分教師職業(yè)應用能力不強的缺點。高職教育對教師素質(zhì)的要求與一般學術(shù)型本科教育對教師素質(zhì)的要求不同，高職教育強調(diào)教師的雙師素質(zhì)，既要求教師具有扎實的理論水平，同時也要求教師具有職業(yè)背景，具有職業(yè)應用能力，否則怎么來教育、培養(yǎng)學生的應用能力？許多應用本科院校由于定位教學科研型，在人才引進和教師素質(zhì)培養(yǎng)方面，注重教師人才的學術(shù)能力、科研能力。許多應用本科院校在人才引進方面明確要求引進博士，強調(diào)引進人才的學術(shù)能力，同時，應用本科院校對教師的考核以及職稱的評定都是強調(diào)學術(shù)能力，要求發(fā)表一定數(shù)量的高質(zhì)量的學術(shù)論文以及一定的科研項目，而幾乎沒有對教師的職業(yè)應用能力等方面進行考核和評定。這些原因都造成了應用本科院校的教師們更愿意從事學術(shù)科研工作，形成了“重學術(shù)輕應用”的風氣。這些因素都是造成應用本科教師科研能力、學術(shù)能力強，而職業(yè)應用能力欠缺的原因。這是應用本科院校作為高等職業(yè)教育的組成部分存在的不足。機電一體化作為一名綜合了機械技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多門技術(shù)的專業(yè)，更加強調(diào)學生的動手應用能力，包括機械圖紙繪制；機械設(shè)備的安裝、維護維修；電氣線路的設(shè)計、檢修；程序的設(shè)計、編寫等能力。因此從事機電一體化高職教育的教師更需要具備一定的應用能力。目前應用本科從事機電相關(guān)專業(yè)教學的教師應用能力的缺乏，是機電一體化專業(yè)高職專科與應用本科銜接的障礙之一。

二、解決問題的建議

將高職?？茩C電一體化專業(yè)與應用本科相應的機電專業(yè)進行銜接是社會發(fā)展、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型對機電應用型人才需求的必然要求，也是完善我國機電行業(yè)高等職業(yè)教育的需要。針對高職?？茩C電一體化專業(yè)與應用本科相應專業(yè)進行銜接存在的問題，提出一些建議和意見。

（一）應用本科應定位職業(yè)教育要想高職專科機電一體化專業(yè)與應用本科機電相應專業(yè)進行有效銜接，關(guān)鍵就是要將應用本科定位為高等職業(yè)教育。許多應用本科定位于教學研究型大學，甚至希望向一流本科學術(shù)型大學轉(zhuǎn)型，這同現(xiàn)在社會普遍對高等職業(yè)教育存在認識上的偏差有關(guān)，同時也與當前對高等教育的評價機制有關(guān)。由于歷史等一些原因，在社會上普遍存在“輕實踐、重理論”的思想，特別是本科院校，認為重視實踐，進行職業(yè)教育是低人一等的事情。這種思想不清除，應用本科就不可能真正向高等職業(yè)教育靠攏。應用本科的定位也與目前大學的評價機制有關(guān)。目前對大學的評價考核以及排名，主要關(guān)注的是學術(shù)成果，例如論文數(shù)量與質(zhì)量，科研經(jīng)費量，博士點、碩士點數(shù)量等。這就造成了許多應用型本科將學術(shù)研究放在重要的位置，將學術(shù)論文、科研課題數(shù)量作為考核教師標準。要想應用本科定位為高等職業(yè)教育，除了扭轉(zhuǎn)社會對高等職業(yè)教育的觀念，還必須對應用本科建立合理的評價和考核機制，國家加大對職業(yè)教育，特別是高層次職業(yè)教育的投入，可以對國民經(jīng)濟發(fā)展起重大作用的一些應用本科在資金、教學資源等方面進行傾斜。對應用本科教師，建立合理的評價考核機制與職稱評定標準，加大對教師應用能力培養(yǎng)的考核，減少學術(shù)研究方面的考核，讓學校和教師的重心向應用能力培養(yǎng)，向技術(shù)技能教育轉(zhuǎn)移，使應用本科真正地定位于高等職業(yè)教育，使應用本科機電相關(guān)行業(yè)真正向職業(yè)應用型人才培養(yǎng)方向挺進。

（二）加大實踐教學量、改善實踐條件由于高職教育的關(guān)鍵是培養(yǎng)學生的職業(yè)應用能力，而培養(yǎng)學生的應用能力，不能只靠理論傳授，應該將理論與實踐結(jié)合，通過實驗、實訓、企業(yè)實習、校企合作等多種實踐方式，達到培養(yǎng)學生職業(yè)應用能力的目的。高職?？茩C電一體化專業(yè)基本上都是根據(jù)培養(yǎng)目標，設(shè)置了相應的實踐手段和方式來培養(yǎng)學生的應用能力。應用本科機電相關(guān)專業(yè)在培養(yǎng)學生應用能力方面還有所不足，主要也是受“重理論、輕實踐”的影響。應用本科院校機電相關(guān)專業(yè)作為機電行業(yè)高等職業(yè)教育的一部分，必須轉(zhuǎn)變思想，將定位轉(zhuǎn)移到學生應用能力培養(yǎng)方面上來，加強實踐實驗條件的建設(shè)，同時，通過實驗、實訓、企業(yè)實習、校企合作，建立校外實踐區(qū)。在實踐教學過程中，建立起一套完善的實踐教學評價體系，強調(diào)突出過程考核的重要性，激發(fā)學生學習的主動性。應用本科機電相關(guān)專業(yè)應加大實踐教學量，對機電設(shè)備的設(shè)計、操作、維護維修增加學生實踐機會，同時也應改善實踐條件，以便更好地培養(yǎng)學生的應用能力。

篇3

現(xiàn)代科學技術(shù)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(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)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(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)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(shù)

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。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(shù)

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(jié)構(gòu)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(shù)

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(guān)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(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設(shè)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(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)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(shù)

電機作為驅(qū)動機構(gòu)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(shù)

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(shè)計。目前，技術(shù)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(shù)

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(shù)的主要應用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)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(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)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(shè)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(wù)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(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)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(shè)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(guān)系密切。

三、機電一體化技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。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(luò)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(guān)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(gòu)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(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，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(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)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(shù)，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(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)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(shè)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(shù)是眾多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)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(shè)計方法和設(shè)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(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻】：

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2、芮延年.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京機械工業(yè)出版社,2004.

篇4

近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術(shù)特征

光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)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(shù)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(shù)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(shù)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(shè)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(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)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(shè)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(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)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(jié)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(shù)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(guān)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(shù)，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(shù)復合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)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(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)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(shù)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(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)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(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)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(shè)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(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學科、領(lǐng)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(shù)的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點主要包括：

（1）激光技術(shù)

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(shù)改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

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(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

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(jié)，由點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)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(shù)

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(shù)廣泛應用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。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(shù)中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，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(shù)，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）

篇5

3.改革優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)。實踐教學是技術(shù)應用能力形成的重要環(huán)節(jié)，也是高職專業(yè)教育教學的重點。為了培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)能力，改革傳統(tǒng)的實踐教學模式，將實踐教學分為三個階段進行：（1）實驗技能訓練。實驗技能訓練主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中的實驗，使學生掌握基本實驗儀器的使用，基本數(shù)據(jù)的測量、采集和基本實驗方法的運用。（2）單項技能訓練。單項技能訓練主要包括金工實習、數(shù)控實訓等，學生進行基本技能(鉗工、機加工、電工)、職業(yè)基本素質(zhì)(數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心的編程和操作)的訓練。通過訓練使學生掌握相應的技能，參加職業(yè)資格考核取得數(shù)控工藝員或數(shù)控車、銑、加工中心操作工等級職業(yè)資格證書。（3）綜合技能訓練。綜合技能訓練主要包括生產(chǎn)實習、頂崗實習等，學在實訓中，采用邊教、邊學、邊做的教學方法，通過典型零件數(shù)控加工案例引導教學設(shè)計，針對實際零件數(shù)控加工任務(wù)討論工藝解決方案，并在加工現(xiàn)場實施，形成不同零件加工效果的直觀比較和認識，以合作完成實訓教學過程。融“理論、示范、練習、反饋”于一體，將“教、學、做”合而為一。有效培養(yǎng)學生的技術(shù)應用能力。生根據(jù)實際生產(chǎn)任務(wù)，在不同的崗位上完成實踐任務(wù)，畢業(yè)后實現(xiàn)“零距離上崗”。

（四）建設(shè)特色課程

在課程設(shè)置上根據(jù)對企業(yè)人才需求情況和對近幾年畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查，以工作過程為導向，以工作任務(wù)或產(chǎn)品為載體，根據(jù)學生就業(yè)崗位群的任職要求，參照相關(guān)的職業(yè)資格標準，通過與企業(yè)有關(guān)人員共同論證，進行課程設(shè)置。課程內(nèi)容的確立與工作過程各階段的任務(wù)密切相關(guān)，在與企業(yè)的深度耦合中，通過對職業(yè)崗位群從業(yè)人員和與職業(yè)崗位群有關(guān)的人員及專家進行調(diào)查，通過對在職業(yè)崗位上工作的學生的描述，經(jīng)過分析、歸納、整理、綜合，確立職業(yè)崗位工作過程中不同階段的工作任務(wù)，將工作任務(wù)和內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學習領(lǐng)域的課程內(nèi)容，通過對工作過程各階段的各級工作任務(wù)的使用頻率和難易程度進行分析，確定適用于不同層次的專業(yè)核心課程內(nèi)容和學時安排。

（五）總結(jié)

機電專業(yè)教學中必須堅持“面向現(xiàn)代，面向世界，面向未來”的發(fā)展方針，從實際出發(fā)，確定教學改革思路、培養(yǎng)目標，深入改革課程體系、教學方法和教學內(nèi)容，使專業(yè)人才培養(yǎng)與未來社會發(fā)展需要相適應。在對學生的培養(yǎng)方面要做到：1.培養(yǎng)學生的綜合應用能力、實際動手能力、工程設(shè)計和創(chuàng)新能力，學生能根據(jù)一般的設(shè)計要求和動作流程完成整個控制系統(tǒng)的設(shè)計。2.提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)了學生的學習興趣。3.在實驗和設(shè)計中增強了他們的團隊合作精神。從一個目的、兩個原則的教改思想出發(fā)，抓好課程理論、實踐、考核的每一個教學環(huán)節(jié)，不僅充分發(fā)揮了學生的開拓創(chuàng)新精神，而且充分調(diào)動教師教學和教改的積極性，在教與學兩個積極性的推動下，教學質(zhì)量得以大幅度提高，使高校為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。

【論文關(guān)鍵詞】機電一體化教學改革專業(yè)特色

【論文摘要】針對機電一體化專業(yè)教學不能滿足經(jīng)濟快速發(fā)展的需求這一現(xiàn)狀，提出了以實踐為導向的機電一體化教學改革。闡述了機電教學改革的必要性、思路和方法，提出在實踐環(huán)節(jié)深化改革，在專業(yè)培養(yǎng)方案上努力突出專業(yè)特色的重要性，淡化了原專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的界限，對課程實踐教學進行了改革，體現(xiàn)了機電教學的特色。

【參考文獻】

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[2]李巧萍.生本教育理念來源于實踐服務(wù)于實踐[J].現(xiàn)代教育論叢,2002(5):6-20.

篇6

1.1在建筑材料生產(chǎn)中的應用目前，我國在施工建設(shè)方面的要求越來越高，相應的，對于建筑材料的生產(chǎn)更是提出了較高的要求。這樣一來，機電一體化技術(shù)就成了有關(guān)單位的首要選擇。畢竟機電一體化是一種綜合技術(shù)，其高質(zhì)量、高性能、多功能、低能耗的特性對于建筑材料的生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。此外，材料的級配控制對于現(xiàn)代建筑和公共設(shè)施相當重要。一旦有級配誤差現(xiàn)象的出現(xiàn)，必定會減短建筑和公共設(shè)施的壽命，安全問題就得不到保障。然而，在建筑材料中應用機電一體化技術(shù)就可以實現(xiàn)微機控制，使級配的誤差降到最小。

1.2在現(xiàn)代制造業(yè)方面的應用現(xiàn)代制造業(yè)強調(diào)有效利用一切資源，逐漸以機器代替人力來獲得生產(chǎn)盈利，綠色的現(xiàn)代化制造具有虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點。下面通過對Li/MnO2扣式電池生產(chǎn)過程的介紹來向讀者說明機電一體化技術(shù)在制造業(yè)方面的應用。Li/MnO2扣式電池的生產(chǎn)有以下幾道程序：先上負極片，然后加隔熱板并把電解液注入其中，最后上正極片、滲透。這種自動組裝生產(chǎn)的控制系統(tǒng)通過采用PLC技術(shù)進行控制，通過觸摸系統(tǒng)中的傳感器來監(jiān)測生產(chǎn)過程中的狀態(tài)，一旦有系統(tǒng)故障出現(xiàn)，機械裝置就會自動報警。如果生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，該系統(tǒng)還會將其自動剔除。漫反射光電開關(guān)、對射光電開關(guān)、磁性開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、壓力傳感器等原件在PCL控制系統(tǒng)中擔任著檢測作用，氣缸、沖床、電視、振動料斗、狀態(tài)顯示燈以及聲光報警器等部件在該系統(tǒng)中擔任著執(zhí)行作用。

1.3在鋼鐵企業(yè)中的應用

1.3.1分布式控制系統(tǒng)（DCS）一臺中央電腦、若干臺現(xiàn)場測控電腦和智能控制單元，這就是分布式控制系統(tǒng)的組成部件。通過中央電腦對現(xiàn)場測控電腦和智能控制單元的指揮來監(jiān)視、管理、操作和分散控制生產(chǎn)過程。相比集中型控制系統(tǒng)，分布式控制系統(tǒng)具有安全性高、功能強的特點。很顯然，分布式控制系統(tǒng)已成為引領(lǐng)機電一體化系統(tǒng)的潮流。

1.3.2開放式控制系統(tǒng)“開放”意味著解除封鎖、限制。開放式控制系統(tǒng)可以使不同廠家的產(chǎn)品得到互換和兼容，實現(xiàn)資源共享，技術(shù)交流，促進企業(yè)共同進步。工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)是開放式控制系統(tǒng)中重要組成部分，其可以實現(xiàn)管理計算機和控制設(shè)備的互聯(lián)，從而集控制與決策、管理、經(jīng)營于一體。

1.3.3計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）計算機集成制造系統(tǒng)是集人、技術(shù)、經(jīng)營三者而成的一種產(chǎn)物。在鋼鐵企業(yè)中應用CIMS不僅可以提高勞動生產(chǎn)力，還可以提高員工的技術(shù)水平，可以對企業(yè)的發(fā)展做出極大的貢獻。國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化離不開CIMS技術(shù)，CIMS技術(shù)的應用與推廣，還可以提高企業(yè)在國際市場上的競爭力。

1.4在煤礦企業(yè)中的應用眾所周知，煤礦的地下開采作業(yè)是非常危險的，惡劣的環(huán)境和無法預知的自然災害時時刻刻都對工人的人身安全造成威脅。所以，世界各國都在力求尋找一種能夠用機器替代人力的先進技術(shù)。而機電一體化技術(shù)正符合這一技術(shù)要求，可以使井下作業(yè)變得自動化、機械化。井下機器人的智能化操作對煤礦企業(yè)的發(fā)展有著史無前例的重要貢獻。

2機電一體化的發(fā)展方向

2.1綠色化當今時代，人類的生活因工業(yè)科技的發(fā)展而發(fā)生著巨大變化。我們在享受著美好生活的同時，更應該注意到生態(tài)環(huán)境的污染，地球資源的減少。因此，工業(yè)綠色化已成為人們奮斗的目標。綠色的機電一體化產(chǎn)品在這個工業(yè)時代里必將發(fā)揮出重大作用。

2.2光機電一體化組成機電一體化系統(tǒng)的部件有能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)和信息處理系統(tǒng)等。在機電一體化系統(tǒng)中引進光學技術(shù)，可以把光學技術(shù)優(yōu)點用于其能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)中，實現(xiàn)由機電一體化向光機電一體化的改進轉(zhuǎn)變。

2.3智能化21世紀是一個智能化的時代，人工智能也逐漸運用于機電一體化技術(shù)中。機電一體化的智能化除了一些控制理論外，還吸收了多方面的新方法、新思維。例如，人工智能、計算機科學、生理學、心理學、模糊數(shù)學等等。盡管機電一體化產(chǎn)品是不可能和人類擁有相同智能的，但是，其高性能的微處理器卻完全有可能使產(chǎn)品具有低級智能。

2.4網(wǎng)絡(luò)化20世紀90年代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)、科學技術(shù)、軍事、教學等方面都有所應用。隨著網(wǎng)絡(luò)化的廣泛普及，在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上應運而生的高科技技術(shù)也在改變著時代。屬于機電一體化產(chǎn)品的遠程控制終端設(shè)備在各種領(lǐng)域中都發(fā)揮出了其應有的價值。由于計算機的推廣應用，使人們在家里就能享受到機電一體化帶來的便利。所以，機電一體化的發(fā)展毫無疑問會向著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

篇7

1.1種類比較少

現(xiàn)在市場上常見的有各種修剪機、灑水機等，這些比較單一，還有許多機電一體化機械并不常見，如移植機等。在許多發(fā)達國家，其園林設(shè)計機電一體化設(shè)備更加多樣化，在美國、歐洲等國家，其園林設(shè)計設(shè)備種類就更多，用途也更廣泛。國內(nèi)也有許多知名品牌的銷售，如綠友、東方園林等，在國內(nèi)還有許多生產(chǎn)園林機械的著名廠家，在淮安、揚州等地就有許多知名廠家。

1.2普及率低

與數(shù)十年前相比，園林設(shè)計中采用機電一體化機械的頻率雖然有所升高，但就目前來講，機械的使用率還是偏低，還不夠普及。與發(fā)達地區(qū)相比，我國大部分地方還在用半自動化機械工作，距離全自動機械工作還有一定距離。

1.3利用率較低

部分園林機電設(shè)備會投入使用，但機電設(shè)備的使用效率不高，其原因有二，一是存在人為操作的問題，錯誤的操作規(guī)程對機電設(shè)備造成很嚴重的破壞，導致維修費用升高，使成本不降反增；二是沒有將機電設(shè)備的利用效率最大化，導致資源浪費，增加了管理與維護的成本，阻礙了機電設(shè)備在園林設(shè)計方面的投入和使用。

1.4保管和維護不到位

機械是易損耗的，使用過程中難免會出現(xiàn)故障，但有些企業(yè)由于缺乏技術(shù)人員維修不到位，有的根本不進行定期維修，故障的機器多數(shù)被棄置倉庫，卻利用人力完成作業(yè)，這成為園林設(shè)計中機電一體化的缺點。不懂得機械結(jié)構(gòu)和原理，不熟悉機械的操作，不知道如何保養(yǎng)機械，導致機械使用壽命降低。對上述問題，企業(yè)必須制定相關(guān)的操作規(guī)程，讓員工認真學習操作規(guī)范以及正確的使用方法。另外，在大規(guī)模使用園林機電一體化機械時引起的噪音、環(huán)境污染等問題也有待解決。機電一體化的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，專業(yè)化是必不可少的。由于各類科技學科發(fā)展及相互滲透，促使了機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在各行業(yè)、部門的飛速發(fā)展。其中機電一體化在園林設(shè)計中也得到了應用。

2機電一體化在園林設(shè)計中的應用

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的廣泛應用，機電一體化技術(shù)也逐漸滲透進了園林設(shè)計。經(jīng)過兩千多年的發(fā)展，中國古典傳統(tǒng)園林所講究的意境已經(jīng)到了爐火純青的地步，雖然可能會有更好的園林出現(xiàn)，但是機電化已經(jīng)成了一個重要的發(fā)展趨勢，這是大勢所趨。園林設(shè)計中會融入更多的機電一體化等元素。沿著這個思路走，創(chuàng)造園林的科技文明和傳統(tǒng)意境對園林現(xiàn)代化的普遍需求相結(jié)合，是成就上流園林的必要條件之一。

篇8

一、概述

煤礦機電一體化產(chǎn)品是把各項高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術(shù)包括：微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，開始利用機電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識到，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

二、煤礦機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應用

2.1礦井運輸提升產(chǎn)品的應用在煤礦生產(chǎn)中，因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機械化采煤提出更高的要求，那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術(shù)比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統(tǒng)大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式，主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機，它采用機電一體化技術(shù)把電機和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

在我國，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強力帶式運輸機運輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡?。另外，計算機控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能，如應用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個很好的開始。目前，我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺，其中90%為交流提升機，并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng)，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數(shù)為發(fā)電機拖動，雖有部分可控硅供電系統(tǒng)，也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單，程序設(shè)計起來也比較容易，不需要一些復雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強，因此，它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進行長時間工作。

2.2綜合機械化采煤1970年，我國自主設(shè)計制造裝配了第一套綜合機械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進行試驗使用，一直試驗使用到80年代后期，這項技術(shù)的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動了煤礦自動化的發(fā)展進程，同樣，采煤機也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計算機化發(fā)展，以計算機為核心，采用電液控制，移架自動化得以實現(xiàn)。另外，對工作面刮板運輸機也進行了微機監(jiān)控裝置的配置，實現(xiàn)計算機自動化控制。機電一體化技術(shù)在綜合機械化采煤中的應用，使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。

2.3礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實施多次再設(shè)計改進措施，但仍然沒有得到預期的效果，因此這些在實際現(xiàn)場應用率不是很高。在國外，由于計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機電一體化技術(shù)推廣應用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、對我國煤礦機電一體化技術(shù)的思考

在20世紀，我國煤礦機電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機電一體化技術(shù)應用到了煤礦每個環(huán)節(jié)，但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機電一體化技術(shù)達到世界先進技術(shù)水平，必須掌握信息時代機電一體化技術(shù)的特點和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。:

應提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的核心裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計煤礦機電一體化產(chǎn)品時，應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進行連接通信控制；煤礦機電一體化產(chǎn)品需要達到智能化發(fā)展水平，能判斷機電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動適應環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時能快速地對所采集的參數(shù)進行分析，從而對故障進行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達到煤礦自動化生產(chǎn)。

四、結(jié)束語

煤礦機電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ)，更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù)，煤礦機電一體化技術(shù)在采、掘、運、裝備等方面的應用和推廣，大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力，同時，為實現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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1.2工作站群獨有的功能虛擬特性的樣機、建構(gòu)好的評估站群，經(jīng)由PDM的路徑，獲取機械協(xié)同下的控制算法。依循給定流程，建構(gòu)一體化這樣的樣機。與此同時，還要創(chuàng)設(shè)電控特有的仿真模式。采納某規(guī)格下的CAE，優(yōu)化給定參數(shù)。其他關(guān)涉的工作站群，可以經(jīng)由虛擬樣機，獲取明晰的反饋結(jié)果。把反饋得來的數(shù)值，當成后續(xù)時段的設(shè)計指引。根據(jù)反饋方向，審慎修補缺陷。各時段的文檔歸整、工作站群特有的修護，涵蓋多層級的技術(shù)。制備明晰的產(chǎn)品說明，審慎處理多重圖片。項目關(guān)涉的專利申報，也被涵蓋在這一范疇。帶有管理特性的工作站，可被設(shè)定成單獨架構(gòu)下的站點，也可融匯至預設(shè)的站點之內(nèi)。設(shè)計管理特性的這類站點，能夠查驗設(shè)計之中的可行性，有序管控進度，并調(diào)和主體沖突。

2多時段的平臺運作

一體化特有的設(shè)計平臺，建構(gòu)在Web的根基之上，擬定了多重的工作站群。在開發(fā)之后，應考量的側(cè)重點，是后續(xù)時段的真正運作。細分出來的運作時段，整合了初始時段的概念設(shè)定、接續(xù)的細化設(shè)定、平臺建構(gòu)及評估、制備樣機及評估。首先應考量的，是擬定可行特性的落實方案。采納多學科特有的互通語言，以便描畫完備的設(shè)定流程?，F(xiàn)有的最優(yōu)語言，被看成UML。它采納了配套特性的成熟技術(shù)，帶有可視化的傾向。它適宜篩選出來的多重領(lǐng)域，獲取廣泛認同。在這種語言下，各科目特有的設(shè)計者，能夠妥善互通，擬定任務(wù)書。把制備好的產(chǎn)品，看成帶有概念特性的總設(shè)計。

后續(xù)時段的細化設(shè)計，應圍繞預設(shè)的樣機線索，在彼此協(xié)同之中，明辨彼此職責。項目組這一層級的PDM，在后續(xù)的這個時段，凸顯了側(cè)重價值。它能隨時跟蹤，把處理得來的精準數(shù)值，分享給擬定好的完整團隊。若需要某一范疇的協(xié)同，即可經(jīng)由特有的Web，來訪問界面以內(nèi)的PDM，獲取期待中的數(shù)據(jù)。技術(shù)文檔特有的歸整及處理，包含說明書。設(shè)計人員歸結(jié)得來完備的設(shè)計流程，把帶有典型特性的珍貴經(jīng)驗，存留至知識庫。這就便利了接續(xù)的復用，提升設(shè)計實效。

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1.2機電一體化技術(shù)在發(fā)泡線中的應用發(fā)泡線設(shè)備為冰柜（箱）箱體、門體的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復雜。原先大多數(shù)企業(yè)采用環(huán)形發(fā)泡結(jié)構(gòu)，由烘道控制發(fā)泡溫度，采用液壓系統(tǒng)控制線體前進，并使用人工裝箱、取箱等，現(xiàn)多數(shù)企業(yè)采用立式發(fā)泡結(jié)構(gòu)，水循環(huán)加溫系統(tǒng)、箱殼進模、產(chǎn)品出模、注射等實現(xiàn)整合與自動化，全線采用PLC與觸摸屏進行控制，立式發(fā)泡的優(yōu)越性明顯高于環(huán)形發(fā)泡，主要表現(xiàn)在：（1）自動化程度高：環(huán)形發(fā)泡人工進模、出模、注料，操作人員勞動強度大，立式發(fā)泡實現(xiàn)自動進模、產(chǎn)品自動出模、自動注料、自動控制發(fā)泡時間，同時自動控制發(fā)泡溫度等，保證了產(chǎn)品質(zhì)量；（2）節(jié)約能源：環(huán)形發(fā)泡溫度由烘道控制，面積大、升溫慢、散熱快；立式發(fā)泡自動控制、調(diào)節(jié)溫度，實現(xiàn)單?？煽刂?，整體調(diào)控；（3）發(fā)泡時間、質(zhì)量可控：環(huán)形發(fā)泡由液壓系統(tǒng)控制前進速度，一個工位停止則全線停止，發(fā)泡時間不準確；立式發(fā)泡單獨控制，每模發(fā)泡時間可自由控制與調(diào)整；（4）效率高、產(chǎn)量高：環(huán)形發(fā)泡按圈輪轉(zhuǎn)，箱殼與工位配套裝箱發(fā)泡，順序要求高，且人工出箱慢；立式發(fā)泡可隨機進箱，機器自動出箱快，效率更高。

1.3機電一體化技術(shù)在其他冰柜（箱）生產(chǎn)設(shè)備中的應用冰柜（箱）生產(chǎn)設(shè)備機電一體化、自動化水平的發(fā)展在各種小型配套設(shè)備中也得到了充分的體現(xiàn)，各種小型設(shè)備通過機電一體化改造，反應更快、更加精簡，以打包機為例，打包機上卷后，設(shè)備控制中心PLC根據(jù)光電信號確定冰柜（箱）位置，自行送帶、拉緊、割斷、粘連，完成打包動作，一個產(chǎn)品三次打包動作僅需要10s左右，實現(xiàn)快速動作，低故障率，有效地保證了產(chǎn)量。另有創(chuàng)新型的各種機電一體化設(shè)備，以蒸發(fā)器自動纏繞機為例，該設(shè)備用于冰柜內(nèi)膽蒸發(fā)器的纏繞，實現(xiàn)了鋁箔膠帶與鋁管的同時粘附，且配有相應的伺服間隙調(diào)整，人工設(shè)定纏繞參數(shù)完畢后，PLC根據(jù)伺服脈沖、編碼器反饋信號等自動計算纏繞圈數(shù)、高度，有效地解決了冰柜內(nèi)膽一直由人工貼覆的難題，將冰柜（箱）的自動生產(chǎn)向前推進了一大步。

2冰柜（箱）生產(chǎn)設(shè)備機電一體化技術(shù)應用的發(fā)展趨勢

我國制造的冰柜（箱）生產(chǎn)用機電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點以及設(shè)備體積小，操作、維護方便，保護齊全，性能可靠等優(yōu)點。這些設(shè)備在冰柜（箱）生產(chǎn)中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高冰柜（箱）生產(chǎn)的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。但是，我國的冰柜（箱）機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的問題需要解決，技術(shù)需要研究，其未來的發(fā)展趨勢是：（1）掌握核心技術(shù)且形成產(chǎn)業(yè)，目前我國機電設(shè)備采用的控制中心及各種電器、液壓元件，如PLC、觸摸屏、油缸、氣缸等大多為進口元件，增加該方面的研發(fā)與投入，提高國產(chǎn)元器件的穩(wěn)定性與實用性，將對我國的機電一體化進程起到極大的推動作用；（2）市場競爭的加劇，使得降低殘次率、減少人工成本成為冰柜（箱）企業(yè)考慮的關(guān)鍵問題，機器人、機械手將被不斷研發(fā)與采用；（3）機電設(shè)備將更加人性化，設(shè)備的操作舒適性成為操作者選用要求之一；（4）車間機電設(shè)備實現(xiàn)整體通信連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息的實時交流。