机电一体化科技论文范文

引言：寻求写作上的突破？我们特意为您精选了12篇机电一体化科技论文范文，希望这些范文能够成为您写作时的参考，帮助您的文章更加丰富和深入。

篇1

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

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

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

二、解决问题的建议

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

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

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

篇2

1.2课程体系设置机电一体化技术专业是一门跨学科的综合性专业，因此专业课程设置必须是综合的，课程设置应与专业培养目标一致，以就业为主导，设置六门左右的的专业核心课程，使学生通过学习专业核心课程，能熟悉本专业的培养方向，形成有特点的机电专业课程体系，如表2所示。其中，一般专业课为学习专业核心课提供必须、够用的理论基础。专业核心课培养学生的职业能力，实践技能课强化学生的基本技能和综合运用知识的能力，比如通过《焊接与万用表组装实训》课程学习，既可以提高学生的焊接技能，又可以让学生熟悉电子产品制作与调试的过程。通过顶岗实习，帮助学生将知识、技能融会贯通，形成职业岗位能力。素质拓展课主要是拓宽学生的专业视野、为职业能力迁移和可持续发展奠定基础。

2专业课程改革

2.1教学内容的改革教学内容主要抓机电专业的特点，理论以够用为标准，少讲原理等枯燥的内容，加大实践教学环节课时，注重分析问题和解决问题能力的培养，并且使学生的实践操作更接近企业的实际操作标准。例如将《电气控制技术》、《电力拖动基础》与《传感器与检测技术》等课程整合为《单元电气控制电路分析与制作》。精讲常用的理论知识，以实践操作为主，让学生在操作过程中获得更多知识和能力。将《机械制图》和《AutoCAD》课程进行整合为《机械制图及CAD》，让学生在手工绘图的同时，学会计算机辅助绘图，学生可以通过计算机绘图更好地验证所学理论知识的正确性。将《电工电子技术》拆分为《电工基础》和《单元电子电路分析与调试》，不但加大课程实践操作课时，而且增加了学生电子产品制作的内容，使理论和实践更加紧密的结合起来。

2.2教学方法的改革

2.2.1教、学、做一体化教学方法《单元电气控制电路分析与制作》课程主要是培养学生基础的电气控制电路设计能力、电气接线能力与电气线路故障查找能力，此课程采用教、学、做一体化方法来教学。例如：对三相异步电动机正反转控制电路，老师先对三相异步电动机正反转工作原理进行简单介绍，然后学生根据基本的“三相异步电动机全压起动单相运转控制电路”来设出“三相异步电动机正反转控制电路”，老师然后完善电路，学生根据设计出的电路现场实际接线，最后通过同组互检，没问题可以通电，检查三相异步电动机的转动方向变化情况。

2.2.2项目式教学方法［3］《械制图及CAD》课程主要培养学生的机械样图的绘制和识图能力，也是企业技术人员必备的一项技能。可以按照企业的工作过程，把课程内容拆分为几个项目，每个项目下可以有几个子项目———任务，主要项目见表3，项目由简单到复杂，知识点循序渐进、由浅入深、由易到难，项目的合理性决定了学生能力的培养和教学效果。

篇3

《机电一体化系统设计》是一门面向机械设计制造类专业所开设的专业综合特色课程，是集机械、电子等基础课程知识为一体的综合性专业课程，课程在学生所学专业课的基础上，从机械电子结合的角度介绍机电一体化的主要研究内容及应用领域，并结合机电一体化典型设备，讲述相关系统产品的组成原理及工作过程，阐明机电一体化技术原理。课程具有较强的实践性特征，因此，要求学生在学习过程中既重视和掌握基本概念、基本原理和基本方法，又重视相关理论的应用，加强实践环节的学习和运用[1-2]。针对该课程以上特点，如何开展课程的考核成为课程教学改革的关键，本文在综合分析课程特点的基础上，论述了现有考核方式的特点，分析探讨了不同考核方式优缺点，提出课程考核方式改革的思路，为高校机械设计制造类专业《机电一体化系统设计》课程教学改革提供一定参考。

1.《机电一体化系统设计》课程特点

《机电一体化系统设计》课程作为机械技术与微电子技术的新兴交叉学科，在机制专业课程体系中占据重要地位，融合了机械技术、电子技术、信息技术等多种学科，将机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术融于一体，体现了“以机为主、以电为用、机电有机结合”的原则，具有综合性和应用性强的突出特点，课程对培养学生机电一体化设计能力具有重要作用。

课程在学生所学专业课的基础上，从机械电子结合的角度介绍机电一体化的主要研究内容及应用领域，结合机电一体化典型设备，讲述相关系统产品的组成原理及工作过程，使学生了解机电一体化的组成及发展方向，掌握典型机电一体化系统及产品的基本工作原理，了解有关机电一体化仪器、设备的应用。通过该课程的学习，以期达到课程教学目标，即通过相关学科知识的学习和掌握，促进学生系统了解机电技术学科知识，掌握机电一体化产品系统设计方法，提高学生“机电有机结合”的实际应用能力[3-4]。

2.当前主要的考核方式及其特点

2.1试卷考试。

试卷考试主要通过期末考试评估学生对专业知识的掌握情况，主要有开卷考试、闭卷考试及半开卷考试等形式。试卷考试一定程度上反映了学生对于机电一体化系统设计课程知识点的学习水平，但是，学生突击背复习题应付考试现象较为普遍，而且结合《机电一体化系统设计》实践性、应用性强的课程特点，单纯采用试卷考试很难实现课程“提升学生机电有机结合的实际应用能力”的教学目标，而且课程考试一般在结课后一次性完成，无法完全反映学生对于课程的整体学习效果，缺乏对于课程的过程管理。

2.2平时成绩与试卷考试相结合。

针对试卷考试存在的过程监控不足等弊端，许多院校在考核过程中引入平时成绩考核环节，平时成绩主要由期中考试测验、出勤、平时作业等组成，一般权重在20―40%。课程总评成绩最终由平时成绩和期末成绩两部分组成，期末成绩为试卷成绩。该种方式对课程的过程管理进行了监控，提高了学生平时学习的积极性，有助于学生在课堂上认真学习、积极思考，课下认真完成作业，但是该种考核方式对于课程考核权重及平时考核项目的设置要求较高，教师需对平时作业的布置、创新类实践项目设置等平时考核环节进行较好的把握。

2.3结课论文。

结课论文通过学生在课程结束后提交结课论文的方式完成课程考核，结课论文考核方式有助于培养学生的创新和初步的科研能力，有助于培养学生查阅文献的能力，对于课程论文，一般要求选题结合机电一体化系统设计方面的内容，原则上一人一题。

结课论文考核方式一定程度上调动了学生的学习主动性，但是在实施过程中，针对《机电一体化系统设计》实践性、应用性强的课程特点，要求学生在结课后期较短时间内完成质量较高的课程结课论文难度较大，易出现论文分析肤浅、运用课程理论知识点不足等问题。

2.4基于CDIO的“机电一体化系统设计”考核方式[5]。

基于传统考核方式存在的问题，相关人员提出CDIO考核方式，该方式以项目设计为导向，强调学习评估方法和学习成果相结合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具体做法是：在考核前一个月左右给学生布置一批应用性比较强的机电一体化系统设计方面的课题，学生在这段时间内有针对性地查阅有关资料，编制程序框架，调试程序并进行仿真，在考前一周，进一步强化学生的上机调试能力，适当缩小命题范围，减小难易程度，突出重点，命题采用分类随机抽签的方法，学生在上机考核过程中，规定时间，一人一机，分组进行，教师重点考核其对课程内容的掌握及实践技能，并进行答辩。答辩时，教师针对考题进行提问，考核成绩最终由平时、上机技能、答辩情况及调试结果综合评定，从而考核学生对课题的准备情况、理解程度及实践技能。对于动手能力较强的学生，鼓励成立兴趣小组，开展科技创新活动，明确职责，利用实验室的开放，对自己的课题设计一个机电一体化系统实物模型，通过当场演示，讲解分析，教师注重过程考核，根据学生的分工、设计、演示情况和答辩情况综合打分，得出本门课程成绩。这种考核方式的优点是引导学生平时注重学习，有的放矢，积极主动地配合教师的日常教学活动，上课互动性好，能有效地激发学生上课学习的积极性，提高学习效率。

2.5采用职业技术资格考试来代替传统考试[6]。

职业资格证书是反映劳动者具备某种职业所需要的专门知识和技能的证明，与学历文凭不同，职业资格证书更多地反映了特定职业的实际工作标准和规范，以及劳动者从事这种职业所达到的实际能力水平。它是劳动者求职、任职、开业的资格凭证，是用人单位招聘、录用劳动者的主要依据，也是境外就业、对外劳务合作人员办理技能水平公证的有效证件。

职业技术资格证书涉及知识、技能、能力和素质等多个角度，并侧重于技能、能力和素质的提高。因此，在利用其取代传统考试的同时，需对照人才培养目标和课程教学目标的要求，从认知、操作技能与能力和职业素质等方面，全面系统地考察其可行性，并将其作为选择和确定结业考试内容的依据。目前，可参照“数控中级工”、“维修电工”等工种中的一类或多类项目进行考虑，学生通过取得相应职业资格证书后申请课程免考的方式进行。

3.课程考核方式改革思路

基于《机电一体化系统设计》课程实践性、应用性强的课程特点，结合机械类专业人才培养目标，考核过程中，可在充分论证的基础上，将简单的一次性考试考核向多种形式并重的方式转变，将理论考核向理论与实践相结合方向转变，将组织方式由学校组织向社会认可的职业资格考试方式转变，具体思路如下：

3.1丰富考试考核形式，强化其合理性。

为了提高考试考核的公平性与合理性，考试考核的形式不能仅仅局限于传统方式[7]。考核过程中，合理引入平时成绩考核，将现有的一次性考试考核转变为多次考核，通过综合课堂表现成绩、随堂测验成绩、平时作业成绩、实习成绩等多方面的指标决定最终的综合考核成绩，在此基础上，确立合理的评价指标体系，优化评价标准，合理分配考核指标权重，以期合理、公正地反映学生对于课程的学习效果。

3.2完善考核内容，强化考核过程管理。

为了使课程考核能够真实反映学生学校效果，课程组需在进一步分析课程教学目标的基础上，完善课程考核内容，形成理论考核与实践考核试题库，并结合机电一体化技术发展方向，及时更新完善考核内容，根据实际及时修正考试内容，提高考核内容更新效率。在平时考核环节，需进一步加强过程管理，完善平时考核方式方法，提高其可操作性。

3.3拓展考核组织方式，多渠道实现课程考核。

在考核组织方式上，突出国家职业资格鉴定考试，引入职业资格证书制度[8]，通过课程学习，在合理分析人才培养目标及课程教学目标的基础上，确立适于课程考核要求的职业资格类别，建立与国家职业资格鉴定考试考核接轨的以职业综合能力（职业技能）和职业素质考核为主线、知识能力素质全面全程考核的考试考核体系，实现课程的多方式考核，使学生在实现课程教学目标的同时，达到国家职业资格考核要求，从而提高学生创新能力与应用能力。

4.结语

本文在综合分析《机电一体化系统设计》课程特点的基础上，论述了现有考核方式的特点，提出了课程考核方式改革的思路，然而课程考核改革是一个长期过程，要改变先前的考核模式，必须引导学生注重平时学习和技能训练，同时要求教师加强课程教学改革的研究，这对教师、对学生都将是一种挑战。因此，要想切实做好《机电一体化系统设计》课程考核方式改革，务必制定好长期策略，注重积累，保障落实，只有这样，才能建立科学、规范、合理的考核机制。

参考文献：

[1]董爱梅.《机电一体化系统设计》课程考核改革的探索与实践[J].考试周刊，2008，41：11-12.

[2]朱国云.基于过程化考核的机电一体化实训教学实践研究[J].科教导刊（中旬刊），2014，05：110-111.

[3]叶慧群.项目教学法在高职机电一体化专业实践教学中的应用[J].科技创新导报，2013，34：145+147.

[4]刘延霞，宁玲玲，马广勇.《机电一体化技术》课程教学改革研究[J].中国校外教育，2013，09：111.

[5]袁健，朱龙英.基于CDIO的“机电一体化系统设计”课程考核方法改革的探索[J].中国地质教育，2010，02：18-20.

[6]朱敏红，闫红蕾.机电一体化专业课程考核改革的研究与实践[J].职业时空，2012，06：24-25.

篇4

主管单位：上海市科学技术情报研究所

主办单位：上海科技文献出版社

出版周期：月刊

出版地址：上海市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1007-080X

国内刊号：31-1714/TM

邮发代号：4-565

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1995

期刊收录：

核心期刊：

期刊荣誉：

联系方式

期刊简介

篇5

1.1机电一体化的基本概念

机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域，其定义版本较多，其中一种较为权威的定义表述如下：机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中，应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等，把机械系统的控制中心进行集成化，并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信，一般来说，机电一体化技术也是一门交叉学科技术，涉及到的主要技术有通信技术，机械技术，微电子技术，电力电子技术等，机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来，形成一个整体并内嵌入机械系统中。

1.2机电一体化技术的基本特征

机电一体化技术作为一门应用广泛的技术，有其自身的特点，通过实际调查总结和查阅相关资料，本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点，接下来详细说明如下。（1）应用的广泛性：机电一体化技术由于涉及的技术较多，是一门涉及多学科的交叉技术，正是由于这一特点，使得机电一体化技术应用十分广泛，已经远远超出了机械工程的应用范畴，当然，本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。（2）具有很强的逻辑性：由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合，应用到机械领域中，把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体，也就是形成一个统一的整体，从这个层面来说，机电一体化技术具有很强的逻辑性，或者说拥有很强的系统性。（3）机电一体化具有很强的最优化建模理论：机电一体化技术经过多年的发展，已经形成完整的最优化理论体系，相关算法可以参阅相关文献，限于论文篇幅，在这里不再累述。

1.3机电一体化技术的最新发展趋势

经过多年的发展，机电一体化技术已经形成了自己的理论体系，随着我国高新技术不断发展，越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上，机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术，机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。

2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析

本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势，结合实际，本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势，下面详细讨论。

2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析

在国外，机电一体化技术应用到机械工程领域较早，通过查阅资料得知，美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域，我国相对起步晚，但是起点较高，20世纪60年代，我国通过引进苏联控制设备，逐渐把机电一体化技术应用到机械领域，并在20世纪80年代，实现机电控制设备国产化，随着科技不断进步，以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术，这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机，应用领域进一步扩大。

2.2机电一体化在现代机床控制上的应用

机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上，现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高，这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性，机电一体化技术由于采用计算机处理技术，处理速度快，精度高、内置多块DSP芯片，抗干扰能力强。

2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用

机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域，还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域，通过实际调查得知，我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术，由于包装机械不但设计机械工程知识，还涉及机电控制技术，微机处理技术等，所以一般的控制系统很难胜任，机电一体化技术由于是一门交叉学科，所以具有很强的灵活性，所以机电一体化技术较好的解决了这个问题，机电一体化把软件控制和机械控制结合起来，融为一体，通过上位机软件来控制包装机的运行状态。

3机电一体化技术在机械领域的发展前景

通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究，本文认为，机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点：（1）专用化趋势不断加强：随着机电一体化应用到机械领域的不断深化，机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。（2）智能化不断加强：近年来，随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域，机电一体化技术也呈现了智能化趋势。（3）能耗低：节约资源，保护环境成为全社会的共识，在这种背景下，机电一体化技术积极加强自身改革，不断研发新技术，把能耗进一步降低。

篇6

1引言

随着社会经济与信息技术的快速发展，机电一体化技术与机械工程得到了迅速的发展，通过在机械工程中应用机电一体化技术，有效地把机械工程与新型科技进行了紧密结合，同时也促进了机械工程领域的创新发展。

2机电一体化的阐述

2.1机电一体化所需技术

机电一体化主要包括以下3种技术：（1）机械本体技术，是整个机械工程的核心部分，由于机械技术自身具有提高精度、改善性能等作用，从而有助于提高整个机械本体的使用性能；（2）信息处理技术，为机电一体化的机械工程提供了一定的便利，而且在一定程度上保证了机电的稳定性与安全性；（3）软件技术，同样也是机电一体化的重要组成部分，通过软件技术可以实现对机械的控制与操作，有助于提高机械工作效率[1]。

2.2机电一体化的优势

机电一体化的优势体现在以下3个方面：（1）机电一体化的应用范围比较广，由于机电一体化技术具有一定的综合性，与很多相关技术紧密融合，因此，机电一体化可以被广泛应用于不同的领域。与传统的技术设备相比，机电一体化改变了传统技术的单一化，使其功能实现了多元化，能满足于不同领域不同行业的企业需求；（2）安全性能好，通过在机械工程中应用机电一体化技术，能有效地提高整个生产过程的安全性，与此同时，机电一体化还能在机械工程中起到一定的监督与预警作用，从而保证生产过程的安全；（3）科技含量高，在机电一体化技术中融入了不同的新型技术，使机电一体化技术具备了非常高的科技含量。

3机电一体化的机械工程中的应用

3.1机电一体化的应用

3.1.1节能降耗

机电一体化在机械工程中的应用之一就是降低耗能。对于传统的陈旧的机械设备，在生产过程中不仅对能源的利用率比较低，还不能对能源起到节约与保护的作用。例如，在使用挖掘机时，为了在操作过程中合理利用能源、降低能耗、提高操作效率，采用了新型的机电一体化系统，并应用新型的液压型挖掘机替代传统的挖掘机，同时在使用过程中还与新型的节能控制器相结合，二者之间的结合，形成了比较完善的OLLS系统，从而使新型挖掘机在操作过程中能实现对能源的合理利用，减少对资源的消耗。

3.1.2实时监督控制

机电一体化在机械工程中的另一个应用就是能对机械工程中的系统装置起到实时的监控作用。由于传统的机械工程相对比较落后，因而无法在具体的操作过程中实现对机械工程的实时监控。一方面无法保证机械设备的工作质量，另一方面会对操作人员产生不良影响。随着在机械工程中应用机电一体化技术，有效地解决了传统的机械工程中存在的问题，实现了对机械工程中的制动、传动以及执行等环节的实时监控，如果在机械工程中出现了问题或异常现象，都能通过机电一体化系统进行及时、准确地预警，并对其故障问题进行分析与解决[2]。

3.1.3提高作业的精度

机电一体化有助于提高机械生产的精度，同时对保障机械工程的整体质量有非常重要的意义。在传统的机械工程中，往往都是依靠人力进行操作，无论是数据的计算还是工程测量等工作都比较容易出现误差与错误，在一定程度上影响了机械工程的整体质量。通过在机械工程中有效地应用机电一体化技术，不仅有助于提高机械工程中数据测量的精确性，还能使机械工程中的测量环节实现自动化操作。通过机电一体化技术的测量与分析，有效地避免了人为原因造成的数据误差，对提高机械工程的整体质量与数据的准确性有非常重要的意义。

3.1.4实现操作的自动化与半自动化

机电一体化在机械工程中的有效应用，有效地提高了操作的一致性，也实现了机械工程的自动化与半自动化，对提高机械工程的生产效率、减轻操作人员的劳动强度、提高作业安全等都有重要的作用。

3.2机电一体化在机械工程中的应用发展方向

3.2.1自律分配化系统

只有当机电一体化达到某一程度时才能使用自律分配系统，因此，对机电一体化的要求非常高。自律分配化系统是保持独立运行的模式，在运行过程中，各自互不影响，而且由于本身具有一定的自律性，因而当所处外界环境发生变化时，自律分配系统也会随之发生变化，这一特点可以有效地避免机械工程中因某一子系统的故障而导致整个系统瘫痪，在一定程度上提高了系统的柔性。

3.2.2信息系统化

通过信息系统化的实现，使在具体的操作过程中，可以从不同的角度通过指令达到准确的执行，这也是智能化发展的趋势所在。机电一体化通过智能技术所接受到了精准的信息，能有效地掌握整个机械工程系统中的工作状态。

3.2.3光电一体化方向

所谓的光电一体化指的是机械电子工程，属于机械工程与自动化的一种，与传统的机电一体化技术相比，光电一体化技术运用了光学技术，从而实现了对机电一体化系统中传感系统、信息处理系统以及能源系统等灵敏性与精确度的改良，也促进了电子信息的处理技术。总之，机电一体化技术对机械工程有非常重要的作用，在一定程度上实现了对能源的合理利用与节约。

4结语

随着全球经济一体化的快速发展，以及信息技术的不断更新，机械工程企业为了提高自身的竞争实力，需要不断地引进现代化信息技术，从而提高企业的经济效益。机电一体化技术作为一门综合性的技术，在机械工程中发挥着极其重要的作用。

【参考文献】

篇7

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

1.光机电一体化技术特征

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

1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

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

1.2功能增加，精度大幅提高

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

1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高

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

1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长

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

1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

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

1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

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

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

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

2.2发展趋势

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

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

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

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

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

（2）传感检测技术

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

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

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

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

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

（4）光能驱动技术

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

3.结语

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

参考文献

[1]刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）

[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）

篇8

关键词：高职院校；机电一体化专业；毕业设计；教学改革

作者：曾思通

1前言

《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知》（教高厅〔2004〕14号）指出，毕业设计实践环节是实现培养目标的重要教学环节，在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面具有不可替代的作用，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。高职院校的毕业实践教学环节有别于一般专业课程中的实验实训实践教学，在实践内容、实践教学方式、考核方式、评价体系等各方面都没有统一的规范和标准，因而如何实施这一实践教学环节，历来是各高职院校研究和探索的重点和难点。

台湾技职教育在毕业设计特别是实务专题制作上颇有建树。2017年，笔者赴台进行为期33天的教学改革学习，深入了解了台北城市科技大学毕业设计（实务专题）的设计及制作过程，观摩了台湾科技大学、正修科技大学等电机工程系的专题成果展；再通过对大陆相关院校的调研，以及根据自身多年从事机电一体化专业毕业设计指导的经验，总结目前高职院校毕业教学环节存在的不足，并提出相应的教学改革和实践方法。

2高职院校毕业设计存在的不足

以毕业论文取代毕业设计实践环节毕业论文是为获得学位资格而撰写的学术性较强的研究论文，是衡量可否毕业及申请和授予相应学位的基本依据，要求在一定的研究方向内选择论题或课题，对相应的学术问题进行研究论证[1]。针对本科教育的毕业设计（论文）并不适合于培养高素质技术技能型人才为目标的高职教育。高职院校毕业设计环节要求体现以“职业能力培养”为主线，沿用本科院校的毕业设计（论文）模式，势必不能达到高职院校毕业设计环节的培养目标和要求。

以综合性实验报告或说明书作为毕业设计终结材料有些院校考虑到学生综合能力特别是理论水平不够，无法完成较高质量的毕业设计，于是索性放弃毕业设计环节，直接让学生提交一份综合性实验报告或说明书作为毕业设计材料。这些综合性实验报告或说明书往往又有教材、网络资料可查阅、参考，于是一部分学生有恃无恐，很少把精力放在毕业设计上，最终提交的材料质量往往让人大失所望。

以下企业实习的实习报告作为毕业设计以毕业顶岗实习报告代替毕业设计的高职院校也不在少数。通过调研和下企业检查，毕业顶岗实习也存在一定的不足，很难达到期望的效果和目标。企业鉴于自身经济效益、管理模式以及实习学生能力的考虑，往往让学生从事相对简单，重复性、专业性不高的工作。在毕业顶岗实习还不尽如人意之际，简单地让毕业生全部以实习报告顶替毕业设计，往往导致学生为完成任务而虚构实习内容或网络抄袭相关实习报告。

以实务专题形式开展毕业设计以实务专题的形式开展毕业设计是近年来一些高职院校采取的方式。实务专题是借鉴台湾技职院校各学科专业普遍推行的专题制作课程，通过专题制作过程培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力，整合应用专业知识及综合技能，还能提升团队合作、独立思考、逻辑思维、论文撰写与口头报告等诸多能力[2]。实务专题环节主要包括：根据学生的生活、工作实际情况，收集信息、查阅资料，确定具有一定实际意义的选题；提交方案的可行性报告、实施计划、耗材清单预算、采购方案、预期成效；按计划开展实务专题制作；提交设计说明书、答辩PPT、视频；展示产品的功能等。

实务专题制作相比于传统的毕业设计（论文）具有一定的优势，取得较好的效果，但在实施过程中也逐渐暴露一些问题。目前实务专题面临的主要瓶颈有选题难度逐年增大、专题工作量差异大、考核标准不统一、教师指导工作量大、资金有限等。

毕业答辩流于形式通过广泛调研，不少高职院校存在毕业答辩不规范、流于形式，毕业设计通过率百分百甚至没有毕业答辩环节的现象。于是不少学生心存侥幸心理，简单随意应付毕业设计，在学生中产生不良影响。教师对于这样的现象难以遏制，对学生越来越没信心，最终使毕业答辩越来越流于形式，失去应有的作用。

3高职院校毕业设计理念

《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知》（教高厅〔2004〕14号）提出，高职高专学生的毕业设计要与所学专业及岗位需求紧密结合，可以采取岗前实践和毕业综合训练等形式，由学校教师与企业的专业技术人员共同指导，结合企业的生产实际选题，确定训练内容和任务要求；时间应不少于半年；对高职高专学生要加强毕业设计环节的规范管理，加强过程监控，严格考核，采取评阅、答辩、实际操作等形式，检查和验收毕业设计成果。基于高职院校人才培养目标、高职学生的特点以及毕业设计实践教学环节的特殊性，毕业设计实践教学环节的基本理念有：以“职业能力培养”为主线，坚持以高职教育培养目标为依据，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“降低理论要求、精选设计内容、加强基础技能训练、突出应用实践”，注重学生应用能力、创新意识、创新素质的培养。

4高职院校机电一体化专业毕业设计实践教学改革

强化毕业设计教学环节的各级管理毕业设计工作涉及学校培养目标、科研水平、教学管理、教师教学以及学生能力提升等多方面因素，在所有教学工作中占有极其重要的地位。学校应建立职责清晰的毕业设计管理体系，明确相关管理机构、系部、教研室及相关人员职责；各系部、教研室应根据自身专业特点建立毕业设计管理和实施方案，并上报相关管理机构审批。相关规章制度应包括：选题审批制度；开题报告环节，建立过程考核特别是中期检查制度；答辩资格审查制度；答辩制度等。

将技能大赛与毕业设计结合高职院校职业技能竞赛旨在培养和检验学生的动手实践能力、团队协作能力、发现问题及解决问题的能力、创新能力、安全意识等职业素养[3]。相关高职院校都在机电一体化竞赛仪器设备上做了大量投入，而很多机电一体化竞赛平台在培养学生综合职业技能、素质上可以发挥非常好的作用。

近年来，高职院校机电一体化专业省级、国家级相关的技能竞赛主要有自动化生产线的安装与调试、数控机床装调与技术改造、机械设备的安装与调试、工业机器人技术应用等。各院校的硬件设备都较为丰富，通过充分利用这些综合性硬件平台，可以为机电一体化专业学生的毕业设计提供很好的平台。通过多年的摸索，福建船政交通职业学院通过竞赛平台开展毕业设计取得较好的效果，积累了一些经验。下面以学院机电一体化专业利用自动化生产线的安装与调试技能竞赛平台开展毕业设计为例，进行说明。

福建船政交通职业学院作为福建省自动化生产线实训基地，拥有多套不同系列自动化生产线平台。为了使学生在毕业设计过程中较为系统地应用所学机电一体化专业知识，培养和提升学生的综合职业素养，在机电一体化专业毕业设计过程中，选择基于自动化生产线平台设计与实现的、学生需要完成的基本任务有：通过调研和查阅相关资料，了解自动化生产线相关背景、发展现状、发展趋势等；学习和掌握亚龙三菱335B自动化生产线平台，涉及PLC技术、传感器技术、气液动技术、变频器技术、组态技术和电机驱动等；根据生产实践案例，设计基于亚龙335B平台的仿真实践系统，自行设计自动化生产线的工作目标和控制要求；完成工作任务细节，并展示系统功能；查阅相关技术手册，整理归纳亚龙335B自动化生产线平台西门子和三菱系列的区别，最后将完成的自动化生产线控制系统相关的控制器、变频器等由三菱系统改造为西门子系列；完成毕业设计过程的设计说明书、相关视频、答辩PPT等。

将创新融入毕业设计近年来，国家高度重视科技创新，并将创新摆在国家发展全局的核心位置[4]。在国家实施知识产权强国战略的背景下，高职院校应越来越重视创新创意的教学与实践。毕业设计作为高职院校完成培养目标的重要实践教学环节，应大力提倡创新设计、创新意识，逐渐提升学校整体科技创新能力。首先应积极鼓励和引导学生在毕业设计选题时始终贯穿创新性原则；其次是允许老题新做，追求在某些环节、机构、功能上突出变化，不断提升专业专题设计的专业水平、创新意识和创新思维；最后要积极鼓励学生就毕业设计中设计并完成的机电一体化产品参加相关成果展、创新创业比赛以及申请相关专利等。

以福建船政交通职业学院经济型激光雕刻机毕业设计专题为例，该作品是机电一体化技术专业学生“机电创新专题”DIY作品。学生利用数控知识，借鉴3D打印机的相关原理，设计了激光雕刻机的机构、控制电路并编写了控制程序。激光雕刻机设计并实现后，学生利用该作品免费给广大师生在U盘、手机、纪念品等物品上雕刻姓名、图案等，取得很好的影响。该作品参加了2016年海峡两岸大学生创新创业暨两岸教育成果展并荣获一等奖，在学院首届黄炎培杯创新创业大赛中获得金奖，申请并获授权实用新型专利。

调整毕业设计时间多数院校将毕业设计安排在第六学期，难免造成毕业设计与顶岗实习、就业的冲突。根据机电一体化专业的学期教学安排以及毕业设计的特点，对毕业设计的时间安排做了调整，主要有：

1）实行导师制，在第四学期初为学生安排毕业设计导师，并于第四学期末完成选题，汇总教研室；

2）第五学期前两周完成开题报告；

3）第五学期期末完成实务制作，并开展中期检查，要求学生在中期检查前完成实物制作并展示作品功能，中期检查成绩占最终成绩的60%；

4）第六学期期末完成实务专题设计说明书、答辩PPT，参加毕业答辩。

5毕业设计改革实践成效

首先，毕业设计教学环节的改革完善了学校、系部的教学管理体系，强化了师生的质量意识。

其次，通过技能竞赛与毕业设计相结合，不仅有效利用了技能竞赛设备平台，也缓解了毕业设计选题难的局面，同时活跃了学生参加技能竞赛的氛围和热情，提升了学校技能竞赛的成绩。教育部公布的2017年全国职业院校技能大赛高职组的获奖名单，福建船政交通职业学院获奖数量达57个，位居全国第二名。

再次，学生创新能力得到培养，教师科研能力显著提高，学校的科研创新水平得到提升。在毕业设计环节大力提倡科研、创新，培养了学生的创新能力和实践能力，学生在相关竞赛中均取得优异成绩。同时，毕业设计实践教学环节丰富了教师的实践知识和实际工作经验，科研能力和学术水平都得到提高。

最后，毕业设计改革提升了学生毕业设计的水平，锻炼、培养了学生的职业素养和职业能力，也提高了企业、社会对学生和学校的认可度。

参考文献

[1]赵艳霞.高职毕业设计（论文）的现状分析与改革[J].湖北函授大学学报，2014，27(4)：104-105.

篇9

中图分类号：T9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0047-01

机电一体化技术是以其产品为载体而体现出来，是机电一体化技术发展至今的技术水平体现。机电一体化产品设计人员，要使产品设计符合机电一体化技术要求，并富于时代感，就要对于产品设计技术以掌握，并具备多种技术融合的技术能力。面对机电一体化产品的技术先进性和复杂性，就要将符合当代机电一体化技术发展的产品设计理论建立起来。

一、机电一体化产品概念设计理论构建的意义

在机电一体化产品设计中，概念设计对于产品质量起到至关重要的作用。作为产品设计中的重要阶段，对于产品质量的决定程度可以达到70%以上。要获得性能优异的机电一体化产品，就要将机电一体化产品概念确定下来，制定出相应的设计方案和设计技术方法。概念设计理论首先是基于概念设计思想而建立起来的，在其基础上还先后出现了多种阶段性设计理论，如TRIZ设计、公理化设计QFD设计理论等等，对于机电一体化技术发展进程中所获得的创新设计成果发挥了重要的推动作用。

在机械工程研究领域中，这些理论被运用于其中，进行组合设计而形成了技术综合性较强的设计产品，由此而促进了机电一体化系统的多种学科交叉。系统的继承性决定了其设计的复杂性，多门科学技术的融合，使得原有的单一化设计理论不再适应目前的科技发展需求。那么，在机电一体化产品概念设计理论研究中，就要从机电一体化系统自身的性能出发，结合设计目标而建立起完整的概念设计理论，以对创新设计的机电一体化产品以指导。与此同时，还要在机电一体化产品设计概念理论建立起来之后，结合相关学科，以使理论研究逐渐扩展。

二、机电一体化产品概念设计理论研究现状

按照现代机构角度对机电一体化系统进行分类，可以划分为三个子系统，即广义执行机构、信息处理及控制系统和传感检测系统。将三个子系统相衔接，建立起框架体系，不仅有效实现机电一体化运动功能，而且还促进了产品创新设计。在机电一体化产品设计系统中，广义执行机构子系统是核心部分，其概念设计理论研究关乎到机构运动的总功能。特别是在基本工艺动作设计过程中，要基于广义执行机构的概念设计理论对基本的工艺动作进行构思，以使其具有动作的独立执行能力。当执行动作的创新技术确定下来之后，就可以结合机构系统建立框架模型，以使系统设计更具有可操作性，而且采用这种方式更能够结合计算机辅助进行产概念设计。

对于机电一体化产品的框架模型而言，仿真问题是最为重要的。作为设计结构复杂的动态系统，机电一体化产品实现动态性能的同时，更要注重系统仿真性嫩的验证。那么，在机电一体化产品概念设计阶段，就要确立功能实现的约束条件，将各种相关的仿真软件技术纳入到框架模型当中，运用各种通用建模技术，使用仿真软件将诸如原理图、键合图、信号流图以及方框图等等参数化。运用Simulink仿真软件将系统仿真平台建立起来，以为机电一体化产品概念设计的实现奠定基础。

三、机电一体化产品概念设计理论的发展展望

对于机电一体化产品设计人员而言，产品概念设计理论具有重要的指导作用。国外研究机电一体化产品概念设计理论所获得的成果，是建立在研究电子控制理论的基础上的。国内的研究学者则着重于机电一体化产品的运动结构研究。机电一体化系统是基于多种学科而建立起来的，这就需要产品设计者对于产品从多种学科角度进行研究，并趋向于产品概念理论的使用操作性。虽然国内外对于机电一体化产品设计理论的研究方向有所不同，但研究目标是相同的，且对于新技术、新产品的开发具有重要的指导意义。

关于机电一体化产品概念设计理论，从研究趋势上来看，还要面临诸多问题有待解决。比如，在进行机电一体化产品概念设计理论时，还要将推理方法建立起来；对于机电一体化产品的运动机构进行分类，为了对驱动元件以及传动机构等等进行选择，还要将驱动元件库以及机构执行库建立起来；对于传感器的选择，有赖于测物理量的参数定量化，以确定传感器类型。此外，还要将信息处理、控制方法库建立起来，以提高系统软件和硬件的可控性。机电一体化产品在不同的设计阶段，都会产生不同的概念设计理论，将产品概念设计评价体系建立起来，以利于产品不同阶段设计有效衔接。

总结

综上所述，对于机电一体化产品设计人员而言，概念理论设计所发挥的指导作用是不容忽视的。中国目前对于机电一体化产品设计的研究主要是基于运动功能为主产品结构设计。作为多种学科集合的机电一体化技术，其复杂性决定了机电一体化产品概念设计理论的重要性。

篇10

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.132

0 前言

机电一体化又称机械电子学，其主要是指利用计算机技术，信息技术，机械技术，电子技术，控制技术和光学技术实现智能化、模块化、网络化、微型化和系统化加工。机电一体化实现了加工技术、加工质量和加工精度的优化，对制造行业具有重大的贡献，也是我国经济飞速发展的主要技术支持之一。近几年随着机电一体化的逐渐发展，对传统机械加工机床的改造工作正在逐渐推广和普及。为进一步提升传统机械加工机床机电一体化改造效率和质量，对其实施改造分析具有重要的意义和价值。

1 机电一体化改造优势

随着机电一体化的逐渐推广和普及，人们对传统机械加工机床机电一体化的改造出现了不同的声音，其中有支持也有反对的[1]。就该种现象及机电一体化改造进行优势分析发现其具有以下几种优势。

第一，智能化优势。对传统机械加工机床实施机电一体化改造的过程中会利用计算机控制软件，实现软件更新，在保障机电系统的基础上实现智能化操作。在改造的过程中利用智能化软件实现人操作和组合，具有自行判断、自行筛选等基本逻辑功能，从而实现人类自动控制危险因素的实际操作。因此，对传统机械加工机床实施机电一体化具有优化其智能化的作用。

第二，个性化优势。机电一体化智能化优势是传统机械加工基础改造的必然趋势[2]。近几年随着社会经济体制和经济结构的逐渐转变，企业和人们对事物个性化的需求逐渐增加，进一步提升了对机械加工的个性化需求。而机电一体化改造能够实现结合实际发展需求，满足消费者个性化加工。在产品生产的过程中其微控系统根据市场调研需求自主的对产品实施升级方案制定，以满足智能个性化产品优势。

第三，高速化优势。机电一体化改造的过程中对机床的运转速度改造是其中关键的一环。利用微控系统实现机床主轴转速的提升，可以在传统机械加工机床转速的基础上提高2倍左右，明前的加快了加工的速度，为整个机床加工生产效益的优化奠定了基础[3]。此外，随着纳米技术的逐渐应用，纳米机床机电一体化改造更是实现了高效率、高精度的机械加工。因此，机电一体化改造具有其高速化发展优势。

第四，绿色环保优势。机电一体化改造不仅能够在技术、效率、性能等上现传统机械加工机床优化，在其绿色环保上能够降低材料和燃料的使用，从而利用高新技术手段降低对环境的污染。随着绿色能源的创新和发展，以绿色能源为基础的机电一体化机械加工机床必将成为机械加工机床改造优化的主流趋势。

2 传统机械加工机床机电一体化改造注意点

针对实践工作中对传统机械加工机床机电一体化改造的工作经验，结合理论知识和内容，提出未来在传统机械机电一体化改造的过程中需要从以下几方面注意处理。

第一，在改造稳定性上。对传统机械加工机床实施改造的过程中需要在现有机械设备的基础上进行改造。由于传统的机械加工机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坚固的铸造件。经过改造之后需要将其改变为高性能和高精确度的结构。因此，在改造的过程中需要从其铸造件的性能出发，注重改造的整体性，在不破坏设备本身结构的基础上，保障机械加工机床的整体稳定性。

第二，在设备为维修操作山。对传统机械加工机床实施改造的过程中在其设备维修改造上为了进一步实现机电一体化操作，也会对其维修性能实施改造，为改造后机电一体化机械加工机床的日常使用和维护提供保障。因此，在其维修改造的过程中必须对其维修周期和故障诊断性能实施计算机信息处理和逻辑程序编制，以保障设备维修操作的安全性和高效性[4]。

第三，在技术运行改造上。在实施技术运行改造的过程中必须按照技术该噶发展方向速度对其进行改造，采用循序渐进的技术改造方案，从而保障实时提高设备自动化的效率和水平。在不断提升传统机械加工机床设备档次的基础上完成技术运行改造。尤其注意的是不能采用激进的方式进行技术运行改造，这样容易形成技术壁垒和技术脱档。

第四，在工作效率和质量改造上。针对传统机械加工机床的工作效率和工作质量改造是在设备技术改造的基础上实现的。因此，在其改造的过程中需要从精度、专业、生产三方面完成整体工作效率和工作质量改进，这样才能够保障传统机械加工机床在实现机电一体化的基础上，充分的发挥机电一体化工作效率和工作质量的提升。

第五，在改造成本上。针对改造成本实施成本控制也是传统机械加工机床机电一体化改造中需要注意的一点，可以采用分环节成本控制和材料成本控制的方式实现改造成本控制，在保障改造效率的前提下节约改造经费，降低企业成本，从未有效的提高机电一体化机械加工机床的市场竞争力。

3 总结

通过本文中对传统机械加工机床机电一体化改造的优势分析们能够看出，机械加工机电一体化是未来我国机械加工技术的发展的必然趋势。未来我国在传统机械加工机床机电一体化改造的过程中需要对其改造稳定性、设备维修操作、技术运行、工作效率和质量、改造成本等方面对其进行优化，从而实现智能化、高效率、高质量、高性能的改造，以促进我国机械加工行业的整体发展，为我国经济建设奠定基础。

参考文献：

[1]任敬卫.关于传统机械加工机床机电一体化改造的探析[J].时代教育，2016，19（01）：199.

[2]赵占军.浅析传统机械加工机床机电一体化改造[J].通讯世界，2015，03（03）：230-231.

篇11

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

一、机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

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

二、机械制造技术的发展

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

三、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：

(1).20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。

由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

(2).20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。

(3).20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。 转贴于 中国论文下载中心

四、机电一体化的发展趋势

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

1.智能化

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

2.模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情

3.网络化

网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

4.微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。

篇12

二、内容摘要及关键词..................................2

三、正文............................................3-9

四、参考文献..........................................10

论文提纲

1、机电产品的优越性

2、机电一体化技术的应用

3、机电一体化技术的发展趋势

4、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

5、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

内容摘要、关键词

摘要：随着科技日益直向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的飞速发展，机电一体化技术应用越来越广泛，机电一体化逐渐成为国民经济增长的重要推助力。现如今，我国的机电一体化已取得初步成效，其应用领域不断拓展，有效解决了人工劳动强度大、工作效率低、不可控质量影响因素多等问题。本文将对机电一体化技术的应用进行简要概述，并展望其未来发展趋势。

关键词：机电一体化技术;应用;发展趋势

探究机电一体化的发展及应用

一、机电产品的优越性

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

一般机电一体化产品都具有自动监视、提醒、报警等自动保护功能，可以减少和避免人身和设备事故，设备的使用安全性能明显提高。

（二）生产能力和工作质量提高

一体化的机电产品具有自动控制和自动处理信息的功能，其灵敏度、精确度等都有很大提高，可以确保机械按照设计要求完动工作，减少人为者主观因素的影响。

（三）人机交流和复合功能进一步得到提升

一体化机电普遍采用电子屏数字显示和程控技术，减少了许多外延性的操作，更加方便、简单，人机互动更容易。自动补偿、自动校验、自动调节保护等便多的智能化功能，能在不同工作场合领域适应更多的工作要求。

二、机电一体化技术的应用

（一）数控机床

数控机床又称数字控制机床，是配置程序控制系统的一种自动化机床。经大量试验数据表明，机电一体化技术是数控机床发展的可靠支撑，不仅提了升数控机床的加工精度、加工质量以及加工效率，同时还有助于加工性能多样化，以满足多元化的工业生产要求。数控机床的实际生产制造过程中，机电一体化技术为总线系统和CPU之间的多重连接提供便利，这对提高管理效率，丰富数控机床种类极为重要。首先，可以削弱多台数控机床的排斥效应，为机床使用周期的延长、生产效率的提高奠定了良好基础;其次，用户可以按照实际生产需求，对操作管理进行自定义设计，大幅度提高了数控机床的智能化水平。

（二）分布式控制系统

机电一体化技术应用于分布式控制系统，可以针对性解决集中控制系统的不足。首先，便于分布式控制系统进行控制流程简化，提高操作稳定性，进而实现对多台主机的有效管控。其次，可以强化系统运行的安全管理。具体来讲，分布式系统与机电一体化技术的结合，有助于控制级别多样化，以便针对不同生产情况，主机可以进行不同的操作管理。同时，还可以化繁为简，优化在线生产以及生产计划等功能，大幅度减少因控制系统故障导致的一系列后续问题。

（三）全自动照相机

全自动照相机是机电一体化技术应用的另一代表性产品。该类型照相机可以利用微电子技术，根据光线条件、拍摄距离等，自动对光圈、曝光速度以及焦距进行最优化选择。全自动照相机主要分为机械与电子两大组成部分，它们互相协作，是一个不可分割的整体。全自动照相机不仅包含精密机械以及复杂电路，同时还涉及光电检测、液晶显示等多种先进技术。

（四）工业机器人

在工业生产过程中，危险生产环节以及作业环境恶劣等情况在所难免，这导致人工操作存在诸多安全隐患。基于此，人们结合机电一体化技术，利用机器人代替人工进行高危操作，以降低工人劳动强度以及作业危险性，有效避免安全事故频发问题。纵观工业机器人发展史，有3个重要转折点：第一代机器人只能机械性重复简单工作，其自动化水平以及对于外界环境变化的敏感度偏低;第二代机器人可以部分感知外界工况，并可对部分信息进行判断与分析;第三代机器人的智能化水平较高，基本可以模拟人脑思维模式。这也是当下机电一体化技术的研发核心课题。

三、机电一体化技术的发展趋势

（一）人工智能

人工智能技术的迅猛发展，为机电一体化技术的智能化建设提供了可靠技术支撑。人工智能，就是指机械设备拥有人脑思维能力，可以自主思考问题，并及时对传感器收集信息进行有效分析与处理。与前两代机器人相比，第三代机器人的人工智能水平得到大跨步发展。与此同时，学习能力也是人工智能技术的重中之重，可以有效提升机电设备控制管理系统的精确性、高效性。

（二）网络化

当今社会是信息化时代，网络化是机电一体化技术发展的重要发展趋势。网络信息通讯技术的合理应用，可以强化机电一体化的远程管控质量，工作人员不需要对生产车间进行实时监控，就可以在任何时间、地点反馈生产信息，对生产规划进行动态管理，并根据实际情况，及时采取应对措施。

（三）模块化

实现模块化是机电一体化发展的迫切需求。然而，由于市场上的机电一体化产品五花八门，且不同配件往往产于不同的制造厂商，导致同一类型的机械设备多少会存在一定差异。同时，模块化对产品标准提出了更严格的要求，真正实现产品模块化，并不容易。因此，相关人员应加大研发力度，充分调动一切可利用资源，不断拓展资金渠道，为部件接口统一化奠定坚实基础。

四、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台

为应对技术壁垒和反倾销，应由政府和行业协会、出口企业建立全面系统的专业信息平台。我国缺和一个综合性的信息平台，使政府的调控和监督作用难以有效发挥，行业协会的作用也很难到位，企业对国际标准或进口国标准等信息滞后，技术发展遇到壁垒。

五、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善

我国有许多产品没有建立统一的技术标准，存在有标准不统一或低于标准的现象。这对于向其它国家作为主机出口发展方向的企业是一个无缺失。执法的不严不及明也使企业没有严格的质量标准意识，使我国机电产品在国际市场存在很大的质量疑问。

要使我国的机电产品在国际上有一足之地，要完善技术标准和相关法规的建设。

六、结束语

综上所述，机电一体化包含计算机技术、机械加工技术、电子信息技术等多方面内容，对社会生产力以及工业产业的发展具有直接性影响。只有机电一体化理念与时俱进，才能保障我国工业生产力在国际市场占有一席之地。因此，相关政府主管部门应健全制度体系，完善生产标准建设，积极拓展资金渠道，鼓励企业创新技术，促进机电一体化在人工智能、网络以及模块化、绿色化等方面实现大跨步的飞跃，为社会发展以及GDP增长提供可靠推助力。

参考文献

1、谢明扬，杜明鉴.机电一体化技术在汽车领域中的应用及发展研究[J].南方农机，2018，49(09):144+148.