簡述機(jī)電一體化的概念精選(九篇)
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第1篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
關(guān)鍵詞：學(xué)科、滲透、結(jié)晶、發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化邁入了以機(jī)電一體化為特征的發(fā)展階段。
1 機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，英語稱為Mechatronics，它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化。智能化機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)取得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)由純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替勞動(dòng)者的勞力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手和肢體的延伸，還是人的感官和頭腦的眼神。機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別是它具有智能化的特征。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展概況
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺或不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中斬露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微電等新的分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
3.1 智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能目前是不可能的，但高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能的。
3.2 環(huán)?；?/p>
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色環(huán)保產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色環(huán)保的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展意義。機(jī)電一體化產(chǎn)品的環(huán)?；饕侵府a(chǎn)品使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
3.3 模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集成減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速 （下接63頁）
（上接53頁）開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3.4 網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system，CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.5 微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
結(jié)束語
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
參考文獻(xiàn)
第2篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,本文簡述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞
機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀產(chǎn)品制造技術(shù)發(fā)展趨勢
0．緒論
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
1．機(jī)電一體化概要
機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2．機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
3．機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：
3.1智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.2模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3.3網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computerintegratedappliancesystem,CIAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.4微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3.5綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
3.6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(jìn)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(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來的。
4．結(jié)語
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
5．參考文獻(xiàn)
1.李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)．北京：科學(xué)出版社，2004．
2.李運(yùn)華．機(jī)電控制．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003．
3.高鐘毓．機(jī)電控制工程．北京：清華大學(xué)出版社，2002．
第3篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；制造技術(shù)；發(fā)展趨勢
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3198(2009)04-0286-01
1 機(jī)電一體化概要
“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外。還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)顯示記錄、自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
20世紀(jì)70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受。大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)；②機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。
20世紀(jì)90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國是從20世紀(jì)80年代初才開始在這方面研究和應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果難；但與日本等先進(jìn)國家相比仍有相當(dāng)差距。
3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下。
3.1 智能化
智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)，心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法。模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.2 模塊化
模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3.3 網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人民日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此。機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。3，4微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，泛指幾何尺寸不超過1cms的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3.5 綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富-生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
3.6 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(jìn)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(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理；表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS486、Dcs人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人。如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化；另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來的。
第4篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 技術(shù) 應(yīng)用
1．機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢。機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展趨勢有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1．1 數(shù)字化。微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
1．2 智能化。即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
1．3 模塊化。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
1．4 網(wǎng)絡(luò)化。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能。利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1．5 人性化。機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。
1．6 集成化。集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。
2．機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用。在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：
2．1 智能化控制技術(shù)（IC）。由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼――連鑄――軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。
2．2 分布式控制系統(tǒng)（DCS）。分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
第5篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)機(jī)電一體化數(shù)控模塊化
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)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(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)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(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)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(jī)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(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)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(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)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(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)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(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。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(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)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(jì)，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(biāo)準(zhǔn)，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(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)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(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)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(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)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(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)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(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
（一）智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)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(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)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(dòng)。
（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(jìn)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(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)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(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、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(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)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(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)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(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)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(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)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(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動(dòng)化,2006(6).
第6篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)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?，F(xiàn)代機(jī)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(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)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(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)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(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)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(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。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(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)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(jì)，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(biāo)準(zhǔn)，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(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，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(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)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(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)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(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)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(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)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(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。
（一）智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)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(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)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(dòng)。
（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(jìn)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(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)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(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)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(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、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(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)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(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)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(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)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(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)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(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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第7篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
【關(guān)鍵詞】電子電工 晶閘變流 電力系統(tǒng) 勵(lì)磁 集成化 高頻化 全控化 電流轉(zhuǎn)換器
電子電工技術(shù)是一種新型電工技術(shù)，傳統(tǒng)電工技術(shù)是電子電工技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，電工技術(shù)與電子技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于電力系統(tǒng)，可以提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，文章主要分析了電子電工技術(shù)的作用，結(jié)合電子電工技術(shù)的特點(diǎn)，對如何更好的將電子電工技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)提出具體建議。
1 電子電工技術(shù)簡述
1.1 電子電工技術(shù)的概念與特點(diǎn)
電子電工技術(shù)是一種新型電工技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及是其產(chǎn)生的前提，傳統(tǒng)電工技術(shù)是電子電工技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。電子電工技術(shù)是電子技術(shù)與電工技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，電子電工技術(shù)涵蓋電子技術(shù)、電氣工程、電子設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)、電力生產(chǎn)、電氣制造等方面，是一項(xiàng)新型綜合性技術(shù)。電子電工技術(shù)具有集成化、高頻化、全控化、高效率化的特點(diǎn)。
1.2 電子電工技術(shù)的作用
電子電工技術(shù)有利于整合電力資源，提高電力資源的利用率，這也就達(dá)到優(yōu)化電能的作用。電子電工技術(shù)可以促進(jìn)機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)，電子電工技術(shù)的發(fā)展依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)較為穩(wěn)定、安全、快捷，這對實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化具有較大的促進(jìn)作用。
2 電子電工技術(shù)發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
2.1 靜止勵(lì)磁
靜止勵(lì)磁是一種非線性控制理論，靜止勵(lì)磁是指發(fā)電機(jī)無需自身帶勵(lì)磁機(jī)，勵(lì)磁電源從廠用電供給，由可控硅直接整流控制，供給轉(zhuǎn)子線圈，這時(shí)必須由碳刷換向才能通入轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子線圈。大型電廠的發(fā)電機(jī)組是靜止勵(lì)磁的主要應(yīng)用領(lǐng)域，靜止勵(lì)磁與傳統(tǒng)勵(lì)磁機(jī)相比，優(yōu)勢顯著。在發(fā)電機(jī)組中，主電路與調(diào)節(jié)電路是靜止勵(lì)磁的兩個(gè)主要部分。在電力輸送過程中，需要大量的設(shè)備，這些設(shè)備主要由電工電子器件構(gòu)成，如放大器，濾波電路、整流電路等。靜止勵(lì)磁結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，運(yùn)行成本低，正在不斷應(yīng)用于各大電氣系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)之中。
2.2 變速恒頻勵(lì)磁
水力發(fā)電中，水頭的壓力與流量共同決定水力發(fā)電的有效功率，抽水蓄能機(jī)的工作效率與水頭流量和壓力變化緊密相關(guān)。通過應(yīng)用電子電工技術(shù)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的恒變頻率會(huì)適當(dāng)調(diào)整整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)，使發(fā)電系統(tǒng)中機(jī)組的自轉(zhuǎn)速趨同于電流頻率，恒定發(fā)電系統(tǒng)的輸出頻率，這就使得發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率得到提高，從而提升整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3 機(jī)泵變頻調(diào)速
在系統(tǒng)進(jìn)行高低壓互相轉(zhuǎn)化時(shí)，應(yīng)用電子電工技術(shù)，用變頻機(jī)代替風(fēng)機(jī)水泵變頻器可以大幅提高電壓轉(zhuǎn)化的效率，使整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行成本得到降低，也就提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，我國目前機(jī)泵變頻調(diào)速技術(shù)還沒有大面積推廣應(yīng)用，但是其前景十分廣闊，相信隨著國家的重視，機(jī)泵變頻調(diào)速技術(shù)將會(huì)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。
2.4 太陽能系統(tǒng)
太陽能是二十一世紀(jì)的核心清潔能源，電子電工技術(shù)對太陽能系統(tǒng)發(fā)電具有重要意義。太陽能轉(zhuǎn)化為電能需要借助于大規(guī)模的集成電流，如果將電子電工技術(shù)應(yīng)用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，可以保證太陽能穩(wěn)定有效輸出，使太陽能成為一種穩(wěn)定易用的能源，提高太陽能的利用率。
3 在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
輸電環(huán)節(jié)是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，電子電工技術(shù)在輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用非常廣泛，這有利于維護(hù)輸電網(wǎng)路的安全與穩(wěn)定。直流輸電技術(shù)的應(yīng)用、交流輸電技術(shù)的應(yīng)用、靜止無功補(bǔ)償器是其在輸電環(huán)節(jié)應(yīng)用的主要表現(xiàn)。電子電工技術(shù)結(jié)合機(jī)械控制技術(shù)可以提高輸電線路的穩(wěn)定性，將電子器件安裝于輸電線路之中，可實(shí)現(xiàn)對輸送電量的實(shí)時(shí)觀測，根據(jù)具體需求調(diào)整輸電量，這就有利于減少電量在輸送環(huán)節(jié)的損耗，提高電能輸出效率。換流閥與晶閘管是電子電工器件的代表，將其應(yīng)用于高壓直流電輸電中，可以降低變壓器的使用頻率，使輸電轉(zhuǎn)換設(shè)備自身的移動(dòng)能力增強(qiáng)，也就降低了發(fā)電企業(yè)的運(yùn)作成本。目前晶閘管已經(jīng)成為電氣開關(guān)的主流，晶閘管可以說是電子電工技術(shù)在發(fā)電系統(tǒng)靜止無功補(bǔ)償器應(yīng)用方面的代表。晶閘管可實(shí)現(xiàn)對電器快速準(zhǔn)確的控制，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率。
4 在配電與節(jié)能環(huán)節(jié)的應(yīng)用
4.1 配電環(huán)節(jié)
提高供電的穩(wěn)定性與電能質(zhì)量是當(dāng)前電力系統(tǒng)亟需要解決的問題。配電階段是電力系統(tǒng)中極為重要的組成部分，主要承擔(dān)著維護(hù)供電安全與穩(wěn)定，有效控制電能質(zhì)量的作用?？刂齐娔苜|(zhì)量需要對電壓、諧波、頻率進(jìn)行調(diào)整，而且還需控制波動(dòng)與干擾，在配電環(huán)節(jié)應(yīng)用電子電工技術(shù)，可以妥善的解決這些問題。將電子電工技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)的配電階段，可以提高供電的穩(wěn)定性與電能質(zhì)量，有效克服了傳統(tǒng)工頻配電變壓技術(shù)的弊端，能夠抵御可能產(chǎn)生的配電瞬間波動(dòng)，極大的改善了電能質(zhì)量，并且能夠?qū)χC波進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)控，有利于配電水平的提升。
4.2 節(jié)能環(huán)節(jié)
當(dāng)前我國電力資源形勢嚴(yán)峻，電力系統(tǒng)中應(yīng)用電子電工技術(shù)可以調(diào)節(jié)峰谷、儲(chǔ)存電能。電量輸出并不是一成不變的，準(zhǔn)備發(fā)電裝機(jī)能力應(yīng)以最大負(fù)荷為依據(jù)。電子電工技術(shù)可以直接將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，且可以并聯(lián)方式儲(chǔ)存與大的電容器之中，可根據(jù)電量使用大小，調(diào)整輸電量，這就提高了電量的使用效率，目前電子電工技術(shù)快速發(fā)展，已經(jīng)成功研發(fā)出電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制設(shè)備。將電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改良，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用調(diào)速控制設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)擋風(fēng)設(shè)備可以將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在合理范圍內(nèi)，這樣就能夠降低電動(dòng)機(jī)能耗，而且不會(huì)降低電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，這就實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。當(dāng)前國外已經(jīng)普遍用調(diào)速控制設(shè)備，電動(dòng)機(jī)節(jié)能效果顯著。
5 結(jié)語
當(dāng)前電子電工技術(shù)快速發(fā)展，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電子電工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行活動(dòng)的有效控制，優(yōu)化發(fā)展傳統(tǒng)電工技術(shù)。電子電工技術(shù)對于提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率具有重要意義，應(yīng)當(dāng)高度重視，深入研究，將電子電工技術(shù)與我國電力系統(tǒng)緊密結(jié)合，促進(jìn)我國電力事業(yè)快速健康發(fā)展。
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第8篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
論文關(guān)鍵詞：中職機(jī)械類專業(yè) 電工電子課程 理論教學(xué) 實(shí)踐教學(xué) 教學(xué)方法
論文摘 要：本文簡述了目前中等職業(yè)院校電工電子教學(xué)所存在的問題，圍繞如何改善教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量提出了一些方案。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)電氣化和自動(dòng)化程度不斷提高，要求技術(shù)人員掌握越來越多的電子技術(shù)和電工技術(shù)知識(shí)與技能。電子電工技術(shù)作為機(jī)械類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，對強(qiáng)化學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力有十分重要的作用。概念多、難理解、抽象、難記是電工電子學(xué)的主要特點(diǎn)。本文針對中職機(jī)械類專業(yè)電工電子課程的教學(xué)方法做了一些分析和探討。
一、理論教學(xué)存在的問題
（一）師資力量匱乏，教學(xué)難度很大。
從師資方面說，電類專業(yè)教師大多承擔(dān)本專業(yè)的教學(xué)任務(wù)，機(jī)械類專業(yè)沒有自己的電工電子教師。為了完成教學(xué)的計(jì)劃，一般采用合班上課的辦法，最多的時(shí)候一個(gè)教室要坐上百人。這樣做的結(jié)果就是課堂紀(jì)律差，教學(xué)效果不好。
（二）學(xué)生人數(shù)增加，水平參差不齊。
隨著高等教育的擴(kuò)招，中等職業(yè)學(xué)校的入學(xué)人數(shù)與日俱增，對目前中職教育資源造成了一定的壓力。由于面向全國招生，各地教育水平差距較大，因此學(xué)生入學(xué)水平存在較大差距。
（三）授課方式單一，教學(xué)效率低下。
在機(jī)械類專業(yè)的課程設(shè)置中，電工電子課程是比較獨(dú)立的。首先，專業(yè)課與其他專業(yè)課程之間基本是沒有聯(lián)系的；其次，報(bào)考機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生興趣愛好也在機(jī)械方面，對電工電子的重視程度不夠。很多電類專業(yè)的教師既要帶本專業(yè)的課程，又要帶機(jī)械類的電工電子，而在授課方式上仍用對電類專業(yè)的學(xué)生授課的模式，沒有摸索出一套靈活的授課教學(xué)方法。其結(jié)果是教學(xué)效率低下，嚴(yán)重挫傷了教學(xué)雙方的積極性。
二、實(shí)踐教學(xué)存在的問題
（一）實(shí)驗(yàn)課時(shí)比較少，考核方式落后。
電工電子是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在中等職業(yè)學(xué)校教學(xué)體系里面所占的課時(shí)比例比較少，而電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般是包含在理論課時(shí)里面的，這使得電工電子實(shí)驗(yàn)課時(shí)所占比例就更少，有些課題甚至沒有實(shí)驗(yàn)課。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)都是以批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為主要成績的標(biāo)準(zhǔn)，而不是直接考核學(xué)生實(shí)踐操作能力，實(shí)踐教學(xué)考核未能達(dá)到預(yù)期的效果。
（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容落后。
中等職業(yè)學(xué)校一般是由原來的中專升格而成的，其實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難以滿足職校實(shí)踐教學(xué)的需要。加上連年擴(kuò)招，在校生人數(shù)劇增，設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)校實(shí)驗(yàn)課程的需求。
（三）實(shí)驗(yàn)教師的缺乏，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足。
相比本科學(xué)校而言，中等職業(yè)學(xué)校的專職實(shí)驗(yàn)教師很少，很多實(shí)驗(yàn)由理論教師完成，因?yàn)檫@些做實(shí)驗(yàn)的教師以理論教學(xué)為主，他們就沒有充分的時(shí)間根據(jù)機(jī)械類專業(yè)的特點(diǎn)開發(fā)出新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。此外，中等職業(yè)學(xué)校屬于地方辦學(xué)，決定了實(shí)驗(yàn)方面經(jīng)費(fèi)投入很少，很多耗材的購買不足。
三、教學(xué)方法探討
（一）理論教學(xué)方面。
1.激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生文化課基礎(chǔ)比較薄弱，對于繁瑣深?yuàn)W的理論都非常厭倦。在講授電工電子的時(shí)候，既要尊重知識(shí)的邏輯系統(tǒng)性，又不能追求知識(shí)體系的完美性，強(qiáng)調(diào)必要的基礎(chǔ)知識(shí)，剔除理論的推導(dǎo)。中職學(xué)生好動(dòng)、好奇，我們應(yīng)該根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，激發(fā)他們的潛能。如借助生活實(shí)例的理論教學(xué)方法應(yīng)用，從而使抽象、枯燥的理論課變得直觀、生動(dòng)，引發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而激發(fā)求知欲望。
2.將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合
電工電子里面有很多的概念和原理較抽象，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是難以使學(xué)生掌握和理解的，利用多媒體課件可以幫助解決這一些困難。例如，在講解三極管放大作用的時(shí)候，教學(xué)的難點(diǎn)是電流的分配及放大作用，學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分的時(shí)候總是覺得難以接受和理解，如果學(xué)生看到的模擬電流在三極管輸入回路是以微小的電流量流動(dòng)，在輸出回路中形成的是很大的電流量，電流的量的比例和電流的流動(dòng)方向就一定會(huì)給學(xué)生留下一個(gè)深刻的印象，再來講解分配和放大的問題就容易多了，變“抽象”為“形象”，其規(guī)律學(xué)生就能很快歸納和總結(jié)出來。
（二）實(shí)踐教學(xué)方面。
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)增強(qiáng)實(shí)用性
職業(yè)教育的目的是獲得過硬技術(shù)應(yīng)用的能力，因此沿用傳統(tǒng)教學(xué)方法是不行的，必須嘗試新的教學(xué)方法和手段。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容大多是驗(yàn)證理論的正確性和加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)性而設(shè)置的。應(yīng)突出電工電子在機(jī)械類專業(yè)的應(yīng)用，如增加機(jī)床電氣控制實(shí)驗(yàn)，減少電工基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)。
2.應(yīng)激發(fā)學(xué)生的求知欲望
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)授課大多是教師先演示，然后由學(xué)生依照電路的連接，按照實(shí)驗(yàn)的步驟操作。這種教學(xué)模式不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不易取得良好的教學(xué)效果。為了體現(xiàn)電工電子的實(shí)用性，我們可設(shè)計(jì)一些題目，由學(xué)生自行完成，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的報(bào)警電路、流水彩燈、門鈴電路等。學(xué)生在排除故障和設(shè)計(jì)“作品”的過程中能得到樂趣，而且能學(xué)以致用，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
3.建立興趣小組和開放實(shí)驗(yàn)室
我們可以利用實(shí)驗(yàn)室資源，開展同學(xué)們普遍感興趣的小實(shí)驗(yàn)，如電子鐘表設(shè)計(jì)、收音機(jī)維修等，這樣就可以給學(xué)有余力的學(xué)生一個(gè)施展空間，從而讓他們調(diào)動(dòng)周圍同學(xué)的積極性。開放式實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，可使學(xué)生有所選擇和側(cè)重地確立自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，變被動(dòng)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，開闊視野，啟發(fā)思維，從而提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率。開放實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)模式是深化教學(xué)的改革，是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的有效途徑。當(dāng)然，我校的電工電子實(shí)驗(yàn)室目前離全面開放的教學(xué)模式還有一定的距離，如設(shè)備不足、師資短缺等，但建立全面開放的實(shí)驗(yàn)室是電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必然趨勢。
四、結(jié)語
總之，機(jī)電不分家，機(jī)電一體化產(chǎn)品必將成為當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢。電工電子是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它既依賴于數(shù)學(xué)知識(shí)，又以物理為基礎(chǔ)。但教學(xué)任務(wù)重、時(shí)間短都加大了這門課的學(xué)習(xí)難度。電工電子教學(xué)的改革無止境，還需要認(rèn)真研究，深入討論。我們要緊跟時(shí)代的發(fā)展，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真探索，用于實(shí)踐，切實(shí)做好電工電子的課程改革，不斷提高教學(xué)的質(zhì)量，為培養(yǎng)出更多更好的適應(yīng)時(shí)展的建設(shè)人才做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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第9篇：簡述機(jī)電一體化的概念范文
關(guān)鍵詞：零件普通車床加工；一體化教學(xué)；實(shí)踐理論
中圖分類號(hào)：G718文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2013）09-0277-02
1.零件普通車床加工課程一體化教學(xué)的必然趨勢
傳統(tǒng)教學(xué)中理論與實(shí)訓(xùn)是分開各自獨(dú)立的教學(xué)模式，在理論教學(xué)中，以單純的講授方式無法引起學(xué)生的興趣，一系列的術(shù)語、概念、計(jì)算只能讓學(xué)生疲倦消極，知識(shí)吸收極少甚至于沒有吸收，理論知識(shí)掌握的較少。由于理論與實(shí)訓(xùn)是分開教學(xué)，要求掌握的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)難以同步，有時(shí)相隔的時(shí)間較長，到實(shí)訓(xùn)時(shí)理論知識(shí)基本上已經(jīng)遺忘，理論知識(shí)的欠缺，在實(shí)訓(xùn)中要經(jīng)常補(bǔ)缺補(bǔ)漏，不利于學(xué)生牢固掌握這門技術(shù)知識(shí)，也給實(shí)訓(xùn)教師造成很大的壓力。例如，機(jī)械專業(yè)的理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)分開實(shí)施教學(xué)，理論課程與實(shí)訓(xùn)課程在內(nèi)容上存在差異，較容易導(dǎo)致沒有開設(shè)專業(yè)理論課（或者是剛剛開設(shè)專業(yè)理論課）的學(xué)生參加實(shí)訓(xùn)，學(xué)生在技能操作過程中看不懂圖紙，針對這一現(xiàn)象，實(shí)訓(xùn)教師在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)必須講解相關(guān)理論知識(shí)才能順利地完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，但車間環(huán)境嘈雜，導(dǎo)致學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)效果不理想。有時(shí)理論課程已經(jīng)開設(shè)了，但實(shí)訓(xùn)教師又重復(fù)講解相關(guān)理論知識(shí)，既浪費(fèi)時(shí)間，又降低了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)興趣。然而零件普通車床加工課程采用了一體化教學(xué)模式，不僅使理論與實(shí)踐相結(jié)合，而且有針對性地將理論知識(shí)融人到技能操作中，解決了學(xué)生對理論知識(shí)難以接受的問題，使學(xué)生加深了對理論知識(shí)的理解，達(dá)到了學(xué)以致用的目的。顯然傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法滿足現(xiàn)代高新技術(shù)人才培養(yǎng)的要求。
零件普通車床加工課程教學(xué)既重視傳授理論知識(shí)，又重視動(dòng)手能力的培養(yǎng)、素質(zhì)的提高、知識(shí)和技術(shù)的創(chuàng)新；教學(xué)內(nèi)容突破傳統(tǒng)專業(yè)設(shè)置的界限，體現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中學(xué)科交叉的鮮明特點(diǎn)；隨著當(dāng)前市場經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)化的不斷發(fā)展，對高素質(zhì)技能型的專業(yè)人才進(jìn)行培養(yǎng)，這已經(jīng)成為了當(dāng)前零件普通車床加工課程教育主要的追求，因此，要求教師必須要對零件普通車床加工課程教學(xué)的模式和內(nèi)容進(jìn)行研究，教學(xué)設(shè)計(jì)必須從理論知識(shí)、專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐相互結(jié)合來進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。教師也要在實(shí)施教學(xué)課程的過程中，及時(shí)將學(xué)生所遇到一系列專業(yè)的理論難題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，這些難題可在巡回指導(dǎo)的過程中，給予學(xué)生十分耐心和悉心的指導(dǎo)，并且要幫助學(xué)生能夠?qū)栴}進(jìn)行獨(dú)立思考，引導(dǎo)學(xué)生如何解決疑難問題。
零件普通車床加工一體化教學(xué)是理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，是教與學(xué)合并的教學(xué)模式，通過教與學(xué)讓學(xué)生將理論融入實(shí)踐，挖掘潛力拓展思維空間，獨(dú)立完成工藝分析、刀具選擇、工序安排，高效率完成零件加工，真正達(dá)到以專業(yè)理論為基礎(chǔ)，培養(yǎng)熟練掌握實(shí)踐操作技能為目的的合格的普通車床加工技術(shù)能手。因此采取實(shí)踐理論一體化的教學(xué)模式，對于當(dāng)前的零件普通車床加工教育而言，是十分重要的改革措施。
2.零件普通車床加工一體化教學(xué)的實(shí)施重點(diǎn)
伴隨著當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)不斷增長，社會(huì)對于人才需要也逐漸增長，社會(huì)對于機(jī)械類人才，知識(shí)結(jié)構(gòu)提出了更加嚴(yán)格的要求，過去傳統(tǒng)的辦學(xué)模式在人才培養(yǎng)途徑方面以及人才培養(yǎng)方面上都受到了一定的限制和制約，有些專業(yè)因?yàn)槠湔n程設(shè)置十分不合理，教學(xué)方法也比較陳舊，學(xué)生自身進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí)的程度并不扎實(shí)，再加上缺少社會(huì)實(shí)踐能力以及動(dòng)手能力，導(dǎo)致在結(jié)束其課程以后，學(xué)生僅僅了解到了一些課本上死板的理論知識(shí)，所以，想要對這一情況進(jìn)行改善，必須要實(shí)施一定的教學(xué)改革工作。零件普通車床加工課程設(shè)置了10個(gè)學(xué)習(xí)情境作為學(xué)習(xí)領(lǐng)域，內(nèi)容先易后難，循序漸進(jìn)。學(xué)習(xí)領(lǐng)域改革解決了"為什么而學(xué)"的問題，明確提出"學(xué)是為了用"的基本策略，根據(jù)完成某一具體的項(xiàng)目需要來組織教學(xué)內(nèi)容。學(xué)習(xí)領(lǐng)域改革還解決了"從哪里學(xué)"的問題，明確提出"在做中學(xué)"的基本策略。以此為出發(fā)點(diǎn)，學(xué)習(xí)領(lǐng)域的主要內(nèi)容源于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，通過完成典型零件的加工，來學(xué)習(xí)和積累專業(yè)的知識(shí)和技能操作。如組織"車削傳動(dòng)（臺(tái)階）軸"時(shí)，要加工臺(tái)階軸需要熟練操作機(jī)床、合理選擇刀具和刃磨合理的幾何角度、合理選擇切削用量、編制加工工藝，最后完成臺(tái)階軸的加工，根據(jù)需要的知識(shí)組織教材內(nèi)容。學(xué)生可在加工臺(tái)階軸的過程中鞏固、掌握理論知識(shí)，解決實(shí)際問題。從此看來，一體化教學(xué)實(shí)施重點(diǎn)在于：
2.1在課程體系搭建上，采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊的設(shè)置保證了學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，保證了一定的知識(shí)面寬度，也能保證具有一定深度的本專業(yè)知識(shí)和具有較強(qiáng)的職業(yè)技能。
2.2在教學(xué)內(nèi)容的組織上，基于學(xué)生的實(shí)際情況，使學(xué)生在掌握必要的知識(shí)和理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)進(jìn)行能力培養(yǎng)、實(shí)踐操作和技能訓(xùn)練。充分挖掘理論講授和實(shí)踐相結(jié)合的各種措施，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.3在課程培養(yǎng)目標(biāo)上，理論與實(shí)踐并重、知識(shí)和技能并重，加強(qiáng)學(xué)生的操作技能環(huán)節(jié)，同時(shí)課程結(jié)束后安排實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐，進(jìn)一步加強(qiáng)更高層的專業(yè)技能的訓(xùn)練，使學(xué)生的綜合操作技能得到鍛煉。
2.4在課程內(nèi)容的選材上，面向產(chǎn)業(yè)、面向市場、面向社會(huì)。專業(yè)內(nèi)容的選材上不僅密切結(jié)合企業(yè)當(dāng)前和今后短期內(nèi)的發(fā)展，保證專業(yè)內(nèi)容理論上的先進(jìn)性和實(shí)際結(jié)合的緊密性。而且要保證本專業(yè)課程內(nèi)容具有一定的深度，又要適當(dāng)拓展相關(guān)專業(yè)的課程內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)性，保證學(xué)生畢業(yè)后能夠在相應(yīng)的專業(yè)方向上適應(yīng)工作的要求。
2.5在課程編排上，考慮課程內(nèi)容的連續(xù)性，特別是實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置安排集中進(jìn)行，以保證學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練過程的連續(xù)性。
2.6在教師要求上，一體化教學(xué)是通過理論教學(xué)和實(shí)踐操作同步進(jìn)行的教學(xué)模式，對教師提出了更高的要求，一體化教師必須同時(shí)具備良好的理論知識(shí)水平和精湛的普通車床加工技術(shù)及豐富的工藝經(jīng)驗(yàn)。雙師型的教師隊(duì)伍是保證一體化教學(xué)的實(shí)施和順利進(jìn)行教學(xué)的先決條件，同時(shí)實(shí)踐訓(xùn)練場所是否具備完善的實(shí)訓(xùn)條件，是保證一體化教學(xué)的實(shí)施和順利進(jìn)行教學(xué)的基礎(chǔ)。
2.7在教學(xué)效果的評定上，采用學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)結(jié)協(xié)助、技能和理論相結(jié)合的綜合考核辦法，教師在實(shí)施評定的過程中，要堅(jiān)持全面性、可行性、科學(xué)性、促進(jìn)性的原則，做到操作技能與思維發(fā)展的評價(jià)相統(tǒng)一，學(xué)的評價(jià)與教的評價(jià)相統(tǒng)一。
3.一體化教學(xué)在車床加工教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用
在實(shí)踐中補(bǔ)缺補(bǔ)漏，無疑就是一體化教學(xué)的起點(diǎn)，在實(shí)踐的過程中補(bǔ)充理論知識(shí)，理論即時(shí)就能應(yīng)用到實(shí)踐中。采用一體化教學(xué)的目的就在于理論與實(shí)踐相結(jié)合，即時(shí)理論即時(shí)實(shí)踐，讓學(xué)到的理論知識(shí)即時(shí)在實(shí)踐操作過程中得以消化掌握。這種教學(xué)方法既可以增加課堂的趣味性，又可以提高師生的互動(dòng)性，學(xué)生隨著教師的理論講解思路和實(shí)踐操作規(guī)范示范動(dòng)作，邊聽講邊練習(xí)邊理解，使原來的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的理解能力和實(shí)踐操作能力。讓學(xué)生在實(shí)踐中提高思維能力，將知識(shí)靈活的應(yīng)用到實(shí)踐中，逐步形成各自的加工技術(shù)特點(diǎn)。如90°車刀的幾何參數(shù)與刃磨，首先在理論講解刀具的幾何角度時(shí)，以實(shí)際使用的車刀配合圖例進(jìn)行分析講授，指出車刀的前面Aγ和后面Aα，（主后面、副后面），主切削刃、副切削刃；前角，主、副偏角，主、副后角，刃傾角等各面和各角在車刀上的具置，學(xué)生根據(jù)老師的逐步講解，與實(shí)物進(jìn)行一一的對應(yīng)，讓學(xué)生對車刀的基本要素理解得更充分，然后再對各面所對應(yīng)的各角進(jìn)行解說，使學(xué)生對車刀的幾何參數(shù)有了進(jìn)一步理解；簡述改變車刀的幾何參數(shù)，以及各角度的大小，在切削加工中對加工工件所產(chǎn)生的影響；在講述車刀刃磨時(shí)，由于車刀的每個(gè)面都包含有兩個(gè)角度，前面包含前角和刃傾角；主后面包含主偏角和主后角，副后面包含副偏角和副后角；刃磨每個(gè)面時(shí)所含的兩個(gè)角度是同步形成的，刃磨時(shí)不僅要考慮面的平整、光滑，同時(shí)還要考慮到兩個(gè)角度的大小，以及切削刃的平直。不同用途的車刀由不同的材料組成，刃磨時(shí)要根據(jù)車刀的材料，選擇不同砂輪片和粒度，認(rèn)真講解刃磨手勢和方法，刃磨要求及刃磨時(shí)的注意事項(xiàng)，然后組織學(xué)生進(jìn)行車刀刃磨示范操作，對每個(gè)動(dòng)作的規(guī)范要求進(jìn)行詳細(xì)的示范解說，讓學(xué)生即時(shí)理解車刀各面各角度刃磨技術(shù)，而后讓學(xué)生進(jìn)行車刀刃磨實(shí)踐操作，讓學(xué)生在理解明白的基礎(chǔ)上多次練習(xí)，即時(shí)掌握90°車刀的刃磨方法和技術(shù)，在學(xué)生刃磨過程中教師應(yīng)耐心指導(dǎo)，及時(shí)解決刃磨過程產(chǎn)生的問題，分析實(shí)際刃磨的角度與理論角度之間的差別及在車削中的影響，盡快讓學(xué)生熟練掌握90°車刀的刃磨技能，為今后刃磨其它各種車刀做好扎實(shí)的基礎(chǔ)。
在學(xué)習(xí)車削螺紋軸這項(xiàng)任務(wù)中，按傳統(tǒng)教學(xué)先將所有螺紋類型參數(shù)、螺紋的車削方法和加工過程都講給學(xué)生聽，好多學(xué)生都感到內(nèi)容太多，太復(fù)雜難以接受和理解，甚至翻來覆去講幾遍也不一定能弄懂。學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒，甚至不再聽講。所以我們可以將全班學(xué)生分為若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，以小組為單位先讓學(xué)生收集生活中常用到的螺紋連接有哪些，了解螺紋在生活中的重要作用，引出螺紋軸車削的任務(wù)，讓學(xué)生形成一定的學(xué)習(xí)欲望及興趣，使學(xué)生由枯燥的螺紋理論知識(shí)的被動(dòng)接受到主動(dòng)去探究螺紋的車削過程。再用教學(xué)視頻給予學(xué)生感官上的學(xué)習(xí)沖擊，讓學(xué)生初步明確螺紋加工步驟及方法，引起學(xué)生躍躍欲試的興趣，然后提出要想在實(shí)踐操作過程中車削出合格的螺紋應(yīng)準(zhǔn)備的條件，最后進(jìn)行理論結(jié)合實(shí)踐的學(xué)習(xí)。要完成學(xué)習(xí)任務(wù)，小組學(xué)生需要相互合作，合理分工，并通過查閱相關(guān)資料、共同討論，完成圖紙有關(guān)尺寸的分析與計(jì)算，以及車削螺紋時(shí)所需的工量刃具和編寫螺紋軸加工工序并進(jìn)行展示。教師對各小組展示結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評、歸納、補(bǔ)充、完善和總結(jié)。并立即在車間邊講解，邊進(jìn)行示范操作，讓學(xué)生認(rèn)真觀看，示范后并任意抽查學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立操作。并對學(xué)生的操作進(jìn)行點(diǎn)評，最后分組按企業(yè)生產(chǎn)要求各自站在自己的工作崗位進(jìn)行操作練習(xí)，教師巡回指導(dǎo)。零件加工結(jié)束后，學(xué)生各自把做好的零件送到小組選定的檢驗(yàn)員處進(jìn)行檢測零件的合格性，并對檢測結(jié)果進(jìn)行誤差分析，使學(xué)生清楚的認(rèn)識(shí)到螺紋軸零件產(chǎn)生不合格的原因及其預(yù)防措施。在課題結(jié)束后，教師對小組及學(xué)員進(jìn)行總結(jié)、考核和評價(jià)，肯定成績，交流經(jīng)驗(yàn)，分析存在的問題，提供反饋信息，綜合提煉感性知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)理解，讓學(xué)生明白是否達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。在此過程中，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真總結(jié)實(shí)訓(xùn)中積累的成功經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)，幫助學(xué)生把實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步提高，形成自己的知識(shí)和技能。
4.總結(jié)
總的來說，本課程改革重視專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實(shí)施過程及教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施方法，突出職業(yè)教育特點(diǎn)，符合職業(yè)教育規(guī)律，適應(yīng)以形象思維為主的學(xué)習(xí)者特點(diǎn)，采用項(xiàng)目式任務(wù)驅(qū)動(dòng)和教學(xué)做一體化職業(yè)教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在"做中學(xué)"、"為做而學(xué)"，而教師的角色則成為學(xué)生工作情境的創(chuàng)設(shè)者、引導(dǎo)者，進(jìn)行學(xué)習(xí)環(huán)境的建構(gòu)、學(xué)習(xí)資源的提供、學(xué)習(xí)過程中的咨詢。這樣使學(xué)生在做中學(xué)到職業(yè)技能、體驗(yàn)職業(yè)氛圍和養(yǎng)成職業(yè)素養(yǎng)，達(dá)到零距離上崗的基本要求。教學(xué)實(shí)踐證明，理實(shí)一體化教學(xué)模式相對傳統(tǒng)的教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)其主體地位，他們更容易融入教學(xué)過程中，學(xué)得更加深入，更容易適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)、企業(yè)的要求。
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