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篇1
一、煤矿中采用机电一体化技术的主要方面
（1）提升机中采用机电一体化技术。矿井提升机是当前煤矿机电一体化技术以及自动化程度最高的设备，全部采用数字化交流、直流提升机。特别是对于内装式提升机，在结构上把滚筒与驱动融为一体，极大地简化了机械结构，实现了机械、电子、微机以及自动控制的综合体。而全部采用数字化提升机可靠性能高，利用总线形式使电器安装十分简易，另外，硬件配置更加简易，兼容性好。（2）在采煤机中利用机电一体化技术。在采煤机中利用的一个典型机电一体化技术就是采用电牵引采煤机。和液压牵引进行比较，主要具备如下特性：优良的牵引性。可为采煤机提供向前推进的牵引力，从而克服移动的阻力前进，还能够在采煤机下滑时实施发电制动，给电网回馈电能。在大倾角煤层中应用。在牵引电动机的轴端设置了停机时预防机器向下滑动的制动装置，由于所设计的制动力矩是电动机额定转矩的1.6～2.0倍，因此电牵引采煤机能够应用在倾角为40°～50°的煤层中，而无需其余预防滑动的装置。运行稳定可靠，使用周期长。液压牵引与电牵引不一样，后者除了电动机的整流子与电刷存在磨损之外，其余元件都没有磨损，所以工作稳定可靠，故障率低，使用周期长，维修量较小。反应快速灵敏，动态性能较好。电控系统能够快速调节各类参数，预防采煤机超负荷运行。结构简易、运行效率高。电牵引采煤机的传动结构简易、重量较轻以及尺寸较小，电能转变为机械能单次转换就实现，效率能够达到99％，远高于液压采煤机的效率（65％～70％上下）。自从我们国家在1991 年由煤炭总院上海分院和波兰的玛克公司共同合作，成功研制出了中国首台薄煤层强力爬底板电牵引采煤机（利用交流变频调速MG344- PWD 型）之后，中国的电牵引采煤机的发展非常快速。我国的很多厂家（如太原矿山机械厂、上海天地公司、西安煤机厂等）均能生产直流与交流变频电牵引采煤机，并且获得很好的推广与应用。经过将近20 年的研发，我们国家的电牵引采煤机技术不断完善与成熟，进一步促进了煤矿生产技术的前进。（3）在带式输送机中采用机电一体化技术。带式输送机已经成为我们国家井下煤矿原煤运输系统的重要运输设备，其主要特点是，能够长距离持续运输、运输能力大、运行稳定可靠、自动化程度高以及运行效率高等。所以是近些年来机电一体化技术的重点研究对象。当前所利用的启动方式大多为机、电、液一体化的CST 可控软启动。它是一类针对平滑起动输送大惯性载荷的专门装置，比如为金属矿石或者煤炭的长距离胶带输送机而研制的软驱动装置。一条胶带输送机能够采用一台或者几台CST 进行驱动。因为目前我国还没有解决在线监视与控制技术、动态分析技术及启动延迟技术，我们国家的带式输送机的中间驱动点不宜太多，通常是3 点驱动，因此输送机的单机长度以及输送能力难免受到限制。并且，输送机的监视控制设备功能较弱、稳定可靠性能偏低、灵敏度不够高以及运行寿命较短，与发达国家进行比较还存在明显的差距。
二、机电一体化在煤矿的应用趋势展望
以目前的技术水平来看，我们还有许多技术难关需要攻克，使其在将来满足以下几个方面的发展趋势：（1）加大开发拥有自主知识产权的与煤矿开采相关的技术，包括开采配套设备中拥有自主知识产权的核心装置，增加采用设备的科技含量；（2）在机电一体化设备中增加通信联网功能，从机电一体化过渡到综合自动化；（3）开发建立在微处理器平台上的矿井设备工况监测、运行状态监测系统；（4）开发适应极端危险、恶劣开采环境的煤矿机器人技术。
在科学技术日新月异的今天，信息流已经成为机电一体化的主要特色之一，设备产品在性能与功能方面都有了质的飞跃。如今，机电一体化技术构成了煤矿企业的技术支撑，同时也是企业实行综合自动化的基础。机电一体化技术广泛应用于煤矿企业的开采、掘进、输送等个作业环节，大大提高了企业的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。
参考文献
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机电一体化提出于20世纪60年代，到90年代得到了迅猛的发展，与机电一体化相关的技术逐渐智能化，并逐渐演变成一项包含机械电子、信息传播、信号转换、传感器与微电子应用等多项技术的综合技术。机电一体化技术的应用，将使我国的煤矿开发实现自动化，大大提高煤炭资源的开采效率和生产质量，使煤炭企业的生产效益得到大幅提升。
1 煤矿机电技术的应用现状
机电一体化技术在煤矿生产中的应用主要是体现在生产的机电设备上。合理应用机电一体化技术，不但可以使煤矿设备趋于信息化与自动化的方向发展，还大大提高了煤矿的生产效率。机电一体化设备凭借其性能好、易操作、可维护性高等特点，在我国得到了广泛应用，对我国煤炭事业的发展做出了巨大的贡献。在煤矿的生产过程中，机电一体化技术主要应用在运输系统、采煤机、输送机、支护设备和掘进机等设备中。
1.1 总体水平较低，比例较小
由于目前国内对煤炭的刚性需求比较高，很多大中型煤矿企业都购进了较为先进的机电一体化设备进行煤炭的开发生产，以提高煤炭产能，满足各类煤炭需求。然而，国内的很多煤矿企业尤其是中小型企业对于机电一体化先进设备的引进以及原有设备的更新升级比较排斥。这主要是因为他们只考虑了引进新设备所需花费的巨资成本，而没有看到新技术对企业产能与效益的提升。同时企业单位中没有对高新技术足够了解的精尖人才也是他们抵触引进新设备的原因。
所以说我国目前还并未全面实现煤矿开发的机电一体化，虽然在不少大中型新建企业中新设备与新技术实现了较好的普及，但是在大多数的中小型煤矿，我们看到的仍然是设备老旧、生产落后。即使是应用了新设备与新技术的大中型企业单位，和较早使用机电一体化技术的发达国家相比，仍然有着相当大的差距，需要用几年甚至几十年的努力来进行追赶。究其根源，我们起步晚、底子薄是最主要的原因，此外就是由于我们急需相关的技术精英作为支撑。
1.2 运输系统上的应用
煤炭材料的运输是煤炭开采过程中至关重要的一个环节，运输系统效率的提升可以有效地提升整个开采过程的效率。在运输系统中使用煤矿机电技术的一个主要方式就是使用内装式提升机。内装式提升机采用的是滚筒一体化和电机设计实现的。通过国内一些煤炭企业的安装与使用，已经验证了内装式提升机性能优异、系统精确，此外还具有操作简便和架构简单等优点。
1.3 采煤机上的应用
煤矿机电技术的核心应用就是其在采煤机上的应用。这是因为采煤机是煤矿实施开采生产的核心设备，采煤机能否高效可靠地工作，是煤矿企业高速生产的核心因素，直接影响着一个煤矿企业的企业效益。国内多数企业所使用的综合煤矿开发系统能有效提升采煤生产的自动化。而采煤机上所应用的核心技术也在不断改进，机电一体化技术也逐渐国产化。
1.4 监控系统中的应用
煤矿机电技术中还加入了对系统安全可靠工作情况的监控，这是因为随着相关技术的发展，人们对矿井的安全系数监测越来越严格，这样做也更加符合相关法规对煤矿安全开采的规定。这是我们经历了很多次矿难伤亡的惨痛教训之后，努力学习国外的先进技术并结合我国煤炭业的特点逐步建立起来的监控体系。我们从国外先后邀请很多具有丰富经验的煤矿监测团队，通过不断总结相关经验，才使得我国的监测系统快速发展，缩短与国际上的差距，为煤矿作业提供了稳固的安全
保障。
1.5 在支护设备中的应用
支护设备在煤矿生产中有着至关重要的作用。有效地利用支护设备，不但可以保护工作人员的人身安全，还能起到减缓机器磨损、延长机械设备使用寿命的作用，从而提升企业的生产效益。支护设备中应用最广泛的一种就是支架，近年来随着自动化技术快速进步，普通支架正逐渐演变为电液压支架。机电一体化技术在支架上的应用主要是开采的工作过程中，使用计算机系统来实现对支架液压控制的自动调节，从而实现成组自动移架，有效减轻了支架所承受力度，从而减轻设备损耗。但是目前而言，我国在电液压控制系统方向上的研究进度和国外还有一定的差距，仍不能实现国内大型煤矿生产设施的自动化控制。很多煤炭企业单位都是从国外引进更加先进的液压支架电液系统来进行实际的生产，所以我们要大力研究相关技术，促进一体化支护设备生产使用的自主化发展。
2 煤矿机电技术的前景分析
虽然近年来我国的煤矿机电技术得到了高速发展，但是由于我们起步晚，同国外的一些国家相比，无论是从相关工作人员操作技术还是从我国已有设备的先进水平上看，都存在着比较大的差距，这就要求我们大力促进技术引进与应用。总体看来，我国的煤矿机电技术必须从下面三个方向进行重点发展，从而减小技术差距：
2.1 保证设备的更新升级
相比于国内的新建立的大型煤矿企业，中小型煤矿企业多数仍在使用老旧的设备进行煤炭开采，而不是全部更新使用先进的机电一体化设备。这主要因为中小型企业无法承受某些先进设备所需的高昂资金。所以地方政府或国家应该出台相应的政策，对企业设备的更新升级给予一定的鼓励或资助。同时，煤矿业的相关企业也应该意识到设备更新升级的重要性，自觉引进新技术与设备，从而提高开采效率，提升企业效益。
2.2 加强人才培养
想要实现高精尖技术的完美应用，高素质人才是成功的关键。我国国内的煤矿企业目前普遍缺乏高素质的技术精英。所以各煤矿企业不仅仅要做到实现高新技术的实时更新，还要保证高素质人才的实时引进。国内各高校都有相关专业的毕业生，与高校达成合作，可以利用高校的教学资源培养适用于自身企业的高素质人才。
2.3 加强机电管理技术
煤矿业的机电管理技术涉及到了广泛的学术领域，加强其管理过程也必须是循序渐进的。根据我国目前的煤矿机电技术的应用现状，做好其技术管理应该做好以下三点：第一，必须高度重视煤矿开发现场机电设备的管理，充分利用好系统的监控技术。第二，抓好先进技术的管理与发展，使煤矿机电技术不断发展进步。第三，抛开盲目崇拜，国外目前的技术虽然比我们先进，但这不意味着我们就要一味购进他们的设备技术。在充分理解自身缺点的基础上勇于创新，大胆设想，积极试验与革新，才能最终实现技术的跨越性发展与
进步。
3 结语
随着科学技术的不断发展，在煤矿开采过程中机电技术的应用范围越来越广，自动化程度也越来越高。这不仅大大提高了煤矿开采行业的效率，而且也有利于煤炭企业经营效益的提升。尽管目前机电技术在煤矿中的应用已经十分普遍，但还存在着一些需要解决的问题，应从技术上和管理上进行努力，在积极借鉴发达国家先进经验的同时，不断提高我国的煤矿机电技术应用水平和管理水平，促进我国煤炭行业的快速发展。
参考文献
[1] 马广伟.机电一体化技术在煤矿机械中的应用[J].企业技术开发，2013，（5）.
[2] 张五计.机电一体化在煤矿中的应用与分析[J].能源与节能，2013，（11）.
篇3
1机电工程技术应用分析
1．1机器构造
就机电工程技术而言，其应用期间涵盖多种生产机器，而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件，想要确保机械的运行效率，需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时，进行机械效率优化期间，仅考虑机器结构存在明显的片面性，还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁，但是随着传统机器产品市场竞争力的下降，开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料，通过新型生产原料的选择，不但成功降低了机器自身的重量，还降低了能力方面的消耗，在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。
1．2技术的优化
想要进行机电工程技术的应用，最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高，在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析，提高弱电控制线路，内容如下。
1．2．1电机
电机作为驱动机的代表，应用期间电机响应速度、工作效率存在问题，想要进行电机综合性能的提高，可以研发并选择新型驱动单元，并在期中加入传感器以及控制组件等。
1．2．2传感器
就传感器而言，科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性，所以想要提高传感器工作效率，前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前，光纤传感器是最为常用的传感器类型，非接触性检测屈董单元是信息传播的介质，能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。
1．2．3微型计算机
微型计算器作为信息处理设备之一，在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能，前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠，并对干扰等相关问题进行处理。另外，要进行专项技术人才的培养，达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式，确保机器运作效果。
2机电一体化核心技术分析
机电一体化涵盖两方面技术，即软件、硬件(机械本体以及传感器等)，为了确保机电一体化发展，需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析，内容如下。
2．1机械本体技术
机械本体需要综合考虑几个方面，包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料，想要减轻质量，前提是进行结构改进，并考虑材料的替代，在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化，并最终达到机械本体优化的目的。
2．2传感技术
传感器问题主要考虑三个方面，即可靠性、灵敏度、精准度，并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器，外部信息传感器选择非接触型检测技术。
2．3信息处理技术
当前，信息技术的发展与普及，直接促进了机电一体化，所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况，提高处理速度。
2．4驱动技术
基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题，所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。
2．5接口技术
想要实现和计算机之间的通信，需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化，利于实现信息传递、维修处理，并进行设计简化。当前，技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发，以解决接口中所涉问题。
3机电一体化技术前景分析
就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用，未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向，内容如下。
3．1智能化
当前，智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向，智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟，有一定的判断、推理、思维、决策能力，在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。
3．2系统化
系统化表现特征包括两个方面，即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下，能够进行裁剪、组合，以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言，机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展，尽可能的实现产品中部分人的性能，包括智能、情感等，趋向于生物系统化发展。
3．3微型化
微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术，成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势，包括体积以及耗能小、灵活性等，能够进入一般机械都无法达到的空间中，利于精细化操作，且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中，未来发展前景更为广阔。
3．4模块化
在机电一体化中，产品的种类丰富多样，生产厂家繁多，进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事，需要经历较长的时间，并制定相关标准，确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言，可以借助标准单元进行新产品的开发，并合理的进行生产规模的扩大化。
3．5网络化
就当前网络技术发展而言，网络化是最常听到的词汇，并广泛应用于各个行业中，对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响，使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多，所以网络的对应方式以及形式也会有所不同，网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。
3．6绿色化
当前，工业的兴盛发展，在降低资源的同时，更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题，绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势，所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收，目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低，并且最大程度上提高资源的利用效率。另外，绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。
4结语
综合本文上述内容，机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段，机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需，在推动机械产品发展的同时，振兴机械工业的发展。另外，机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向，也对相关科研工作人员提出了更多的要求，以利于机械工业行业的发展。
参考文献:
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［4］郝智勇．机电工程技术应用及其自动化问题分析［J］．城市建设理论研究(电子版)，2013(12)．
篇4
引言：现代科学技术的发展极大地推动机械工业领域的技术改造与革命。在机械工业领域，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、产品机构、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”迈入了“机电一体化”的发展阶段。迄今为止，世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用，并蓬勃向前发展，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。
1.机电一体化概述
1.1机电一体化的定义
所谓机电一体化就是指通过将微电子技术应用在机械的主功能、动力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模块上，并利用相关软件将电子装置与机械装置有机整合在一起所构成的系统的总称。从字面上的定义可以看出，机电一体化技术并不是机械与电子简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论的基础上建立起来的应用技术。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面的内容。
1.2机电一体化的关键技术
机电一体化的关键技术主要包括信息处理技术、精密机械技术、自动控制技术、检测与传感器技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等几个方面的关键技术，以下将分别给予详细的说明。
1.2.1信息处理技术
所谓的信息处理技术就是指在生产基于机电技术的相关产品的过程中，对与产品生产过程相关的各种参数和状态以及自动控制有关的信息所进行的处理。
1.2.2精密机械技术
精密机械技术作为实现大多数机电产品的核心和基础技术，它是实现大多数机电产品的相关功能和构造功能的重要前提和首要的技术支撑。
1.2.3自动控制技术
自动控制技术主要包括精度较高的速度控制、定位控制、自适应控制以及补偿和校正等技术。而且随着自动控制技术的不断发展以及功能的不断增强，基于自动控制技术产品的质量在获得不断的提高。
1.2.4检测与传感器技术
检测与传感器技术主要用于实现各种基于机电技术产品运行时的相关参数、工作状态以及其他相关信息的接受，以及参数和相关信息准确度的检测，通过检测以后，将其接受的信息传送给处理装置，然后由处理装置来实现产品运行过程的自动控制。
1.2.5伺服驱动技术
伺服驱动技术主要是基于机电技术产品的驱动装置设计中的核心技术，它作为驱动设备执行操作的重要支撑技术，在很大程度上决定了基于机电一体化技术的产品质量。
1.2.6系统总体技术
系统总体技术是用系统的观点和方法，从整体目标出发，将基于机电技术产品的总体功能划分为若干个各功能模块，然后结合各个功能模块的实际情况，找出能够有效解决各个功能模块实际需求的可行技术方案，再把相应的技术方案进行汇总，从而设计出合理的功能技术方案。
2.当前机电一体化技术主要的应用领域
2.1数控机床数控机床及相应的数控技术
经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在:总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构；开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益；WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制；大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能；能实现多过程、多通道控制；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
2.2柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
2.3交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
3.机电一体化的发展状况及趋势
3.1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，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;另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，使机电一体化进一步建立了坚实的基础，并且逐渐形成完整的学科体系。
3.2未来机电一体化技术的发展趋势
在未来，利用高新技术对机电一体化进行改造与提升，机电一体化涉及的学科领域很广，是一门独立的综合性、交叉性学科，我国应更加注重对机电一体化产品的自主开发与技术创新，利用高新技术对机电一体化产品进行创新设计，推进产品设计的智能化，自动化和快速化，才能赶上或超过世界发达国家机电一体化水平，提高产品的市场竞争能力。
此外，新一代的机电一体化系统的开发，设计和研制各种性能优良、稳定高效的机器人和机电一体化设备，实现各种作业的柔性化和自动化，使机械设备具有更高的柔性。其具体表现在：
（1）计算机集成制造系统。在CIMS发展过程中，要注重人机一体化。在CIMS系统，中处于核心地位的过程控制级计算机，应配备必要的硬件和一定的软件功能。在软件方面，要做到计算辅助设计(CAD)和计算辅助制造(CAM)与硬件的有机结合，在发展过程中，要重视基本技术，不盲目追求高度自动化，数字化，逐步实现机电一体化的柔性、自动化、全局化。
（2）智能制造技术。智能制造系统(IMT)是由智能机器和人类专家组成的人机一体化系统，是在人类专家的指导下，做到人机的有机结合，而不是取代人，智能制造系统具有很强的自律能力。人机一体化能力，高水平的人机一体化(即虚拟制造技术)，在软件的支持下，有一定自组织能力，自我优化能力，自我修正能力，欧美各国都花费了很多人力物力在这方面的研究。
（3）绿色化也是机电一体化未来的一个研究热点，绿色化是指产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。
4.结语
机电一体化是很多学科相互发展和相互促进的结果，随着科学技术的不断发展和进步，机电一体化相关技术所融合的技术将越来越广泛，而以机械和微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术将成为机电一体化的必然发展趋势，机电一体化的发展前景非常广阔。
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机电一体化技术是面向应用的跨学科的技术，它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。
1机电一体化技术的发展状况 1.1 数控机床的问世,为机电一体化技术的发展写下了历史的第一页; 1.2 微电子技术为机电一体化技术的发展带来了勃勃生机; 1.3 可编程序控制器、'电力电子'等的发展为机电一体化技术的发展提供了坚强基础; 1.4 激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化技术的发展跃上新台阶.
2机电一体化技术发展方向
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 2.1 数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 2.2 智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。论文参考网。随着模糊控制、神经网络、灰色理论 、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.3 模块化
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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 2.4 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，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 2.5 人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受。
2.6 微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro ElectronicMechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
2.7 集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 2.8 带源化
是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。论文参考网。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 2.9 绿色化
绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
3 典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化基础元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。论文参考网。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
4 机电一体化的技术应用
在重工业企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。
4.1 智能化控制技术(IC)
由于重工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经 网络等，智能控制技术广泛应用于重工业企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、冷连轧等。 4.2 分布式控制系统(DCS)
分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能将越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性，是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 4.3 开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 4.4 计算机集成制造系统(CIMS)
重工业企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前重工业企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代重工业生产的要求。未来重工业企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。
4.5 现场总线技术(FBT)
现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器和现场就地控制站等的发展。 4.6 交流传动技术
传动技术在重工业中起着至关重要的作用。随着电力、电子、技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用，同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
综上，我们不难发现机电一体化技术在现在的社会生产中占据了越来越多的行业和领域，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
【参考文献】
1李建勇. 机电一体化技术[M]．北京：科学技术出版社，2004．
2张华． 机电一体化技术应用[M]． 北京：电子工业出版社，2002．
3芮延年． 机电一体化系统设计[M]． 北京：机械工业出版社，2004．
4唐怀斌． 工业控制的进展与趋势 [J]．自动化与仪器仪表，1996（4）
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1机电自动化技术优点分析
1.1提高生产力和工作质量
目前人们所处的时代属于信息时代，信息时代的特点就是，人们每天接收的信息量的都在呈几何式增长，知识更新和技术发展的速度非常快，人们的生活方式与过去产生了巨大的差异。同样的，机电自动化技术也在进行着快速的发展。比如说，现如今的对于工业产品的检测和识别技术已经不能和过去的技术同日而语，过去的技术要耗费大量的人力和时间，而且检测和识别的效果也比较差，而运用最新的机电自动化技术，不但大大的提高了检测和识别的效率，而且检测的效果非常好，极大的节约了人力资源和人力成本。机电自动化技术的好处就在于，这些机电自动化设备能够同时采集并处理大量的信息，这是人力无法比拟的，而且处理这些信息的速度很快，处理完这些信息之后就能得到及时的反馈，可以及时的对产品产生的缺陷做出分析和改进，另外，这些自动化设备都是按照相应的程序进行工作的，只要程序正确一般不会出现任何工作失误，因此机电自动化设备的工作质量非常高，对企业的发展有着巨大的推动作用。
1.2安全性极高，可靠性良好
机电自动化技术还有一个巨大的优点就是，机电自动化设备具有极强的安全性和可靠性。因为机电自动化设备在进行设计的时候，就已经安装了自我监测系统，这套系统可以对设备的工作状态进行实时监测，如果设备出现了故障或者工作状态不正常，那么自我监测系统就会立即发出提示信号，并且会自动采取相应的设备保护措施。机电自动化技术的安全性是非常高的，但是也不能排除某些意外的发生，但是即使发生了意外，机电自动化技术也能及时的阻止损失的进一步扩大。机电自动化技术的安全性和可靠性，在此得到了体现，这也正是机电自动化技术的重要优势，其实不仅仅是工业生产上需要机电自动化技术，甚至在以后的日常生活里，机电自动化技术也会得到应用，那时候的技术只会更加的智能化和人性化。
1.3节约大量的资源
运用机电自动化技术，可以节约大量的资源。首先就是可以节约大量的能源，因为机电自动化设备的智能化程度很高，设备每一时刻的运行状态都是在监测系统的监视之中的，如果设备处于低工作量的状态时，那么监测系统监测到的信息就会及时的反馈到设备的自动调节系统之中，然后自动调节系统马上就会调节设备的工作功率，及时减少能源的消耗。其次，由于机电自动化设备的自动化程度很高，所以企业对于人力资源的需求就会大大减小，节约了企业的人力资源成本。人都是需要休息的，但是设备却几乎不需要休息，可以二十四小时的处于工作状态而不会出现任何错误，不但提高了生产力而且节约了大量的资源。
2机电自动化技术的发展趋势
2.1向着智能化的方向发展
虽然机器具有很多人类难以比拟的优点，但是也有不足的方面。机器是不会进行思考的，只能按照人类所编写的程序去运行，而人类最大的优点就是会思考会创新。所以，以后的机电一体化技术一定要向着智能化的方向去发展。近年来，关于人工智能一直话题不断，世界各国的高科技领域都在对人工智能进行研究和开发。所谓人工智能，指的就是机器也可以像人类那样思考，甚至可能超越人类的智能。如果将这一技术与机电一体化技术相融合，那么对于机电一体化技术而言将是一个巨大的飞跃，工厂甚至不需要任何工人，极大的提高了生产效率和生产力。
2.2向着网络化的方向发展
二十一世纪是一个信息化的时代，更是一个互联网的时代，目前互联网的普及程度与十年前相比已经不可同日而语，各种电子产品几乎都有上网的功能。对于机电一体化技术而言，更要向着网络化的方向发展。如果机电一体化技术实现了网络化，那么可以想象到的是：在将来只需要一台手机，就能够操控整个工厂设备的运行，任何一台设备的运行状态都可以随时随地用手机查看，极大的提高了生产效率。
2.3向着微型化的方向发展
我国目前的机电一体化技术大多是应用于工业生产领域，而这些进行工业生产的设备大多比较庞大，运输困难而且占据了极大的空间，所以机电一体化技术有必要向着微型化的方向发展。微型化的设备可以极大的减少制造设备的成本，而且会为工厂节约更多空间，以前放置一台设备的空间，可以放置多台设备，极大的提高了生产力水平。
3总结
总而言之，机电一体化技术是一项具有广阔应用前景的一项技术，已经在工业生产领域大放异彩，不但提高了生产力而且节约了大量的人力物力资源，对于整个社会的发展都存在着积极的意义。因此，相关研究人员要做出努力，将这项技术不断完善。
参考文献：
[1]韦伟清.机电自动化技术的发展及其应用前景分析[J].建筑工程技术与设计,2014(18):949-949.
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1.机电一体化技术发展历程及其趋势
自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化”技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意。
1.1“机电一体化”的发展历程。
1.1.1数控机床的问世,写下了“机电一体化”历史的第一页。
1.1.2微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机。
1.1.3可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础。
1.1.4激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。
1.2“机电一体化”发展趋势。
1.2.1光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
1.2.2自律分配系统化――柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
1.2.3全息系统化――智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
1.2.4“生物一软件”化-仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物--软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬 件(肌体)--软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。
1.2.5微型机电化--微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
2.典型的机电一体化产品
机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
3.发展“机电一体化”的对策
3.1加强统筹安排,协调发展计划
目前,从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,市政府各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!
3.2强化行业管理,发挥“协会”作用
目前,“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。
“协会”要进一步扩大领导机构--理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……
3.3优化发展环境、增大支持力度
优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
在经济政策上,要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会;银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜;成立“机电一体化”发展基金,支持机电一体化生产发展等。
3.4突出发展重点,兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍 ,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
我们认为,“机电一体化”发展,当务之急,重中之重是:
抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置--交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等,用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造。
抓紧推广应用经济型数控系统,改造机床设备;开发生产低、中档数控系统。
篇8
机电一体化；汽车行业；应用发展
随着计算机网络发展，机电一体化技术也已经成为一门具有单独体系的新型科学，其发展要不断更新。机电一体化技术的基本特征大多是相同的，机电一体化系统是其研究的最主要的一方面，由机械技术、自动控制技术、计算机技术、电力电子技术和微电子技术等组成，各技术融合实现一些特定的功能极大值。
1.机电一体化技术概述
机电一体化是指将技术相关原理在机电一体化系统中充分的应用与发展，在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术，并将机损装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总成。高级机电一体化产品使机械产品实现自动化、数字化和智能化。计算机数控系统、计算机辅助设计、辅助制造系统、机器人、柔性制造系统、计算机集成制造系统等是目前机电一体化研究和开发主要方向，实现最优化的系统或者产品技术综合。机电一体化的重要思想是设计系统原理与集成综合技术。机电一体化作为一门应用广泛的技术，其具有多方面的特点：1）使用广泛，机电一体化技术应用十分广泛，远远超出了机械工程范畴，机电一体化产品能够在不同的领域场合应用，符合客户提出的更强的应变需求；2）具有较高的生产能力，大部分机电一体化产品具有自动信息处理与控制能力，可以利用自动控制系统按照设计的具体要求完成既定的操作，提升生产能力；3）具有极高的安全性，其包括警报、自动化监控、自动化诊断、自动化保护等性能，当出现故障时，能够采用自动化保护方法，尽量减少人员与机械设备发生事故，提成设备的安全性能。未来控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术，将成为机电一体化的发展趋势，将新技术与机电一体化技术结合并运用到更多的领域。
2.汽车机电一体化技术的发展
机电一体化在汽车行业应用发展快速，许多的机械控制系统被电子控制系统代替，其发展主要有三个阶段：第一阶段是20世纪60年代到70年代，主要是应用电子装置对部分汽车机械功能进行改善，比如电子控制燃油喷射；第二阶段是80年代到90年代，主要是汽车制造设计上体现机电一体化技术，进行集成大规模电路应用，并解决了机械部件无法解决的复杂自动控制问题，对于提升汽车运行过程中的可靠功能发挥了关键作用；第三阶段是90年代中期至今，机电一体化技术在汽车领域已经达到了成熟发展，重视整体上机电一体化技术的设计，广泛应用计算机网络技术和信息技术，使汽车更加自动化、智能化。
3.汽车中机电一体化技术应用
3.1微机控制发电机体系
发动机控制单元ECU的核心是通用微处理器或者是为汽车发动机专门设计的大规模集成电路（LSI），从各个传感器得到的模拟电压信号和从发动机输出轴得到的脉冲信号都有输入到发动机控制单元，再通过模拟数字转换成数字信号。将这些数字信号作为基础信息，对发动机控制单元内的最佳空气燃料比、点火时间、排气再循环等进行计算，再将这些计算结果作为驱动信号输出，用以空气与燃料质量比。当燃料空气比例增加时，燃料占比较少，不利于点火；相反，当燃料空气比例减少时，氧气稀薄，导致碳化氢与一氧化碳增加。因此，将氧气与燃料比控制在合适的比例范围内，才有助于发动机各项运动状态维持在最佳状态，保持正常的符合运动。
3.2电子控制的自动变速器
自动变速器的目的是为了降低变速器的功率损耗，提高动力传递系统的有效功率，增加了变速装置的档数，使得汽车的行驶速度到达最佳比例，达到省力、省能、舒适安全的特点。各种传感器监测的信息会通过发动机输入到电子控制装置，换挡信息、程序开关及自动跳合开关的信息综合到一起而选择出满足行驶条件的最佳档次信息，系统电子控制装置是通过自动变起器的监测电路进行自检及失效监测，即在行驶前对所有电路进行检测。汽车启动后，通过判断报警灯的状态来判断其系统功能是否正常，若警灯处于熄灭状态，说明其功能正常；若警灯处于开着状态，则系统存在故障，自动变速器进入非电控程序状态。
3.3汽车激光测距雷达系统
汽车激光测距雷达系统重点通过计算机对车间距离的处理器、雷达测距、前后汽车状况等进行控制。激光单片机与汽车防按控制系统有效结合，针对倒车减速和正常行驶时检测汽车前后方距离范围内是否有障碍物体，并且在关键时间组织报警，进一步有效阻止发生的交通事故。测距激光雷达安装在汽车各个方向，通过光学天线发射光速，如果遇到障碍物后出现了散射的后方信号，同时被光学天线进行了接收，适时调节出方位距离信息。利用中央处理设备分析持续输出的方位距离信息，能够准确判断出物体是否在前面运动，计算出相应的汽车间距和速度，并且判断它能否与本车进行必要的接触，进一步决定汽车行驶的安全速度。当出现危险情况时，系统与警报装置接触，发送警报信号。
3.4汽车制动系统
汽车制动系统最主要的是BBW系统与ABS系统。BBW系统传递的是电流，而不是液压油与压缩空气，由电线传递能量，数据线传递信号，缩短了制动反映时间，车轮制动模块、中央电子控制单元ECM和电子踏板模块等关键部件组成BBW系统。工作模式：驻车制动时需踩下制动踏板，该操作信号将反馈给中央电控单元，然后带弄机械制动控制单元能启动电机。皮带和斜盘式齿轮机带动电机驱动丝杆，丝杆旋转运动可以使止推螺母沿着丝杆螺纹向前移动。制动摩擦片通过止推螺母与制动器活塞接触按压到制动盘上。相反地，当电流超过特定值后，电流被控制电源切断，解除驻车制动，止推螺母沿着丝杆相反方向自动旋回，制动器活塞释放压力，密封圈的复原而引起制动盘可能的失衡促使制动器活塞回退，制动摩擦片脱离制动盘。ABS系统基本功能是可感知制动轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器动力矩的大小，避免出现轮上的抱死现象，有效提升汽车行驶的安全性。人们一般对制动发生时出现的前轮增重、后轮减重以及后轮抱死更加不利汽车方向控制的特点，研制出了一套能够限制机动车四轮制动装置即防抱死装置ABS系统，同时也是电子控制技术在汽车领域做出的突出贡献，可以使汽车很好地应对突发事件，ABS系统控制框图如图1所示。
4.结束语
机电一体化技术是制造业关键核心技术，发展社会生产力的要求，不只是在汽车行业取得如此大的成就，在其他的各行各业中都得到了更广泛的应用，为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]孙素闪.机电一体化技术的应用和未来发展[J].科技向导,2011(30).
[2]石美峰.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技,2009,(3).
篇9
经过多年的不断积累和改进，我国机电一体化教学模式、手段等方面均有了明显改善，但是依然存在很多不足之处，具体表现如下：
首先，机电一体化教学在教学内容选择方面，比较重视传统机械维修部分的讲授，对现代电子电气方面的知识涉及较少。比如在生产过程中的单片机种类繁多，但是在实际授课过程中则以51系列的单片机为主，限制了学生接触外界的视野，特别是近些年来随着传感器与网络技术的出现，工业用的机电设备出现更新换代的速度大大提高，这就需要学生尽可能掌握传感器、自动控制等方面的专业知识，才能在实际工作中胜任机电设备的维修、保养等基础工作。
其次，在传统机电专业一体化教学中，教师往往把传授理论知识做为教学的重点和评估标准。这样的安排具有其存在的合理性，有利于学生对理论知识掌握系统化，也为学生以后从事开发产品设计奠定基础。但是，从学生就业的角度来看，大部分学生毕业之后往往是在生产的第一线，从事机械设备的安置、操作并对其维护等工作，这要求学生的实操能力过关。令人遗憾的是，大部分机电一体化教学都与社会实际需求是脱节的。因此，为了培养综合素质高、社会适用的机电人才，需要对机电一体化专业的教学进行适当的改革和创新。
除此以外，机电一体化教学的教学方法和能力培养也存在很大改进空间，与其它课程相比，机电教学本身对学生空间想象、逻辑思维等能力都要求较高，更需要新的教学手段和方法来优化课堂教学，但是很多学校还没有实现专业化的教学平台的全覆盖，对以信息化为代表的新型教学辅助手段应用较少。同时，学生对一些学科交叉知识的整理能力不够，这也导致了学生本应具备的综合能力和机电工程素质变得异常薄弱。
2 机电一体化教学改革与创新初探
2.1 合理设置教学内容
2.1.1 引导学生正确认识机电一体化的意义
机电一体化技术是对电气技术、机械技术、计算机技术、微电子技术以及信息技术的有机融合。它是一个自动化的生产过程，从业者通过对计算机的运用，研发出电气、液压和光电器件产品。因此学生需要综合掌握多门技术，达到融会贯通的程度。在教学过程中，教师要科学合理设置教学内容，根据学校专业实际特点展开教学，不能偏重于某一个方向，导致学生的机电一体化技术掌握不全面，对学生未来的就业产生影响。
2.1.2 对不同的教学内容运用不一样的评估标准
对于基本理论知识而言，它让学生解了基本概念，培养了学生的基本素质，为以后的专业知识学习奠定良好的根基。对于这部分知识在教学过程中以“必需、够用”的标准来授课。因为机电一体化技术是多门技术的综合，知识面宽，学习内容多，教学课程有限，因此应加强核心专业知识的学习，重点强调核心课程。教学质量评估也是以核心课程做为重点的考核内容。
2.1.3 注重提高学生的综合素质
学生在技术知识掌握的同时，毕业后从事某个工作岗位，接人待物、为人处事的能力和素质也要加强。在学习过程中，教师要指导学生建立正确的世界观、人生观、价值观，塑立良好的职业态度，加强创新能力、团队协作能力、交流沟通能力的培养。
2.2 应用形式多样的教学方法
2.2.1 借助多媒体进行教学
机电一体化专业课程的电线图、机械设备图形比较多，借助于多媒体的教学手段，运用PPT制作课件，集图形、动画、声音于一体，形象生动，有利于教师直观地表达课程内容，特别是对抽象的知识进行仿真教学，能够有助于学生对知识的深度理解。
2.2.2 注重理论与实际生活的结合
机电一体化技术是一门操作性强的专业，因此在教学中，教师要注重实践的培养，善于把实际生活的案例与课本的理论知识相结合，密切联系生活，启发学生思考，提高学习主观能力性，有助于学生对所学课程的掌握。比如，教师在讲解直流电机工作原理的教学过程中，可以以用高速磁悬浮列车的实际案例进行讲述。
2.2.3 与时俱进，分享技术动态和就业资讯
科学技术的发展是不断进步，日新月异的，为了能够了解行业的最新消息，教师应该与时俱进，主动去了解行业的最新技术动态，并将它与学生分享。比如，电气自动化技术网、北极星电力网、工控人家园等网站里面有很多关于电气技术、机械技术等专业的知识，教师可以从中了解最新动态，并鼓励学生在课余时间登陆相关的论坛来加强学习。此外，教师可以从一些企业家、已参与社会工作的学生获取到就业资讯，分享给学生，让学生了解岗位的需求及需要掌握的技能，了解自己的不足，让学生在以后的教学中加强学习，同时让学生体会到就业的紧迫感。
2.3 培养和锻炼技能，注重生活教学
2.3.1 举办竞赛提高学生技能和水平
教育的目的是为了应用。为了提高学生的实践能力，教师可以举办一些技能竞赛。教师可以在班级里通过抽签把学生分成若干小组，再根据班级里学生的水平，从设备组装、电路的连接、气路连接、编写控制程序等诸多方面出问题。学生把所学的知识运用到教师的问题中来，通过不断地讨论、探索、调试，最终完成教师的要求。教师对学生完成的作品进行评分，对优秀的作品有适当的奖励，并可以推荐到院级、省级比赛。通过组织竞赛，可以在实践中检验学生的学习水平，运用知识的灵活程度，提高学生的实际操作能力。同样地，比赛的结果也可以对教学水平有所检验，让教师了解学生的学习还存在欠缺的地方，对不断改善教学质量有促进作用。
2.3.2 鼓励学生参与企业的实习
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1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;
2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;
3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.
(二)"机电一体化"发展趋势
1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.
2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
二、典型的机电一体化产品
机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
三、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务
机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。
(一)北京“机电一体化”工作面临的形势
1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度
(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。
(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。
(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。
(4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。
(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。
(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。
2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。
1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。
3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。
另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。
(二)北京“机电一体化”工作的任务
北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。
1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点
(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶
国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。
(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平
对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。
(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度
风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。
(4)优先应用CAD／CAM技术，工业设计水平提高要有新目标
北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统CAD的应用率为17%，CAD的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。
2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标
(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。
(2)单项目标：
机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。
汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。
PLC的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。
“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。
模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。
其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……
总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。
四、北京发展“机电一体化”的对策
(一)加强统筹安排，协调发展计划
目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!
(二)强化行业管理，发挥“协会”作用
目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。
“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……
(三)优化发展环境、增大支持力度
优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。
(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：
抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；
篇11
(一)"机电一体化"的发展历程
1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;
2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;
3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势
1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.
2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
三、典型的机电一体化产品
机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务
机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。
(一)北京“机电一体化”工作面临的形势
1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度
(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。
(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。
(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。
(4)北京工业系统CAD应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，CAD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；CAD的覆盖率才达到11%(而全国CAD应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。
(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。
(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。
2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。
1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。
3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。
另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。
(二)北京“机电一体化”工作的任务
北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。
1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点
(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶
国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和PID技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。
(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平
对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。
(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度
风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。
(4)优先应用CAD／CAM技术，工业设计水平提高要有新目标
北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统CAD的应用率为17%，CAD的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。
2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标
(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。
(2)单项目标：
·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。
·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。
·PLC的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的PLC生产基地之一。
·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。
·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。
·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……
总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；PLC模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。
五、北京发展“机电一体化”的对策
(一)加强统筹安排，协调发展计划
目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!
(二)强化行业管理，发挥“协会”作用
目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。
“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……
(三)优化发展环境、增大支持力度
优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。
(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：
抓紧开发生产GTO、GTR、VDMOS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；
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1 关于现代煤炭机电技术的概述
所谓现代煤炭机电技术，就是指由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术等多项技术理论有机融合而形成的一种既独立又有交叉的科学。随着计算机技术与微电子技术的发展与应用，不仅有效改善了当前每天机电设备的性能，而且有效地增加了煤炭机电设备的应用范围。
2 针对现代煤炭机电控制系统功能的概述
现代煤炭机电控制系统功能的主要内容包括以下四个方面：一是现代煤炭机电控制系统具有提升企业节能降耗效率与煤矿生产效率，比如说在煤矿生产的过程中胶带输送机、通风机、提升机、变频启动机等机电设备的运用，不仅有助于提升煤矿的生产效率，而且有助于节省超过百分之三十的电量；二是现代煤炭机电控制系统具有安全操作与远程遥控的功能；三是现代煤炭机电控制系统具有在线监控、自动报警以及故障自诊的功能，比如说现代煤炭机电技术对于煤矿生产过程中所使用的作业装置、制动系统、电机以及液压系统等一系列设备的在线运转状态进行在线监控，在出现技术故障的时候，机电设备可以自行报警并向维修人员提示准确的故障发生位置，这种功能的出现在很大程度上减轻了维修人员的工作量，有效降低了机电设备维修的费用；四是现代煤炭机电控制系统具有半自动化或者自动化的操作功能，这不仅有助于降低由于操作人员缺少专业技术或者操作经验而导致的经济损失，而且有助于减轻机电设备操作人员的工作量，提升他们的工作效率。
3 针对开发现代煤炭机电技术重要意义的研究
在社会主义现代化建设的新时期加强对现代煤炭机电技术的开发与研究，具有以下三点意义：一是加强对现代煤炭机电技术的开发与研究，有助于提升煤矿生产的能力与煤矿排水、供电、提升一级通风等多个环节的安全运转能力；二是微电子技术与计算机技术在煤矿机电设备中的应用，有助于提升煤矿生产的工作效率、经济性与安全性；三是加强对现代煤炭机电技术的开发与研究，有助于推动煤矿设备管理方法与模式的改革进程，进一步提升煤矿生产管理的质量与水平。
4 针对煤矿生产机电设备性能标准的研究
4.1 性能标准之一——智能性标准
现代煤炭机电技术在研究过程中最为基本的要求是智能化，这项要求使得现代煤炭机电设备融合了液压技术、电子技术以及机械技术等多项技术的优势，有效地提升了煤炭设备的综合性生产能力。当前在煤炭生产过程中应用最为广泛的是以微处理器或者微机处理器为中心的微电子控制系统，它对机械设备与机电设备操作人员的专业技能的要求变得越来越高，对煤炭科技的发展提出了更大的挑战。
4.2 性能标准之二——可靠性标准
可靠性标准是微电子控制系统在煤炭生产过程中最为重要的一项性能标准，这是因为煤炭机械设备在一般情况下都在矿井下工作，但矿井下的工作环境长期受到潮气、煤尘、地质变化、磁场、电以及机械振动所带来的不利影响，给微电子控制系统的广泛应用带来了很大的挑战。
5 针对现代煤炭机电技术应用的研究
5.1 应用之一——现代煤炭机电技术在煤矿提升机中的应用
现代煤炭机电技术在煤矿提升机中应用的主要表现是：全数字式的煤矿提升机主要采取主线的方式，不仅可以有效简化电气的安装程序，而且其中的应配件相互兼容，可以有效实现软件的控制与瞬间加速度的改变等目标，我国当前使用多的是全数字式的直流提升机与变频交流提升机。其中后者在更多的成分上利用计算机技术，对设备的制动回路、安全回路、驱动回路以及电源进行实时的检测，这在很大程度上提升了煤炭提升机的安全性，为矿井工作人员创造了更加稳定安全的工作环境。在提升机工作的过程中，多采取间接测量或者直接测量容器相对位置相结合的模式，同时在此过程中对两者进行科学地校正与比较，从而使得煤炭提升机可以实现运行过程的自动控制。
5.2 应用之二——现代煤炭机电技术在煤矿安全生监控中的应用
现代煤炭机电技术在煤矿安全生产监控中应用的主要表现是：我国政府为了提升煤矿安全监测的水平与质量，在对多个国家的煤矿安全监控技术进行考察之后，从法国、波兰、德国以及美国等多个国家引进了一批先进的矿井安全监控系统，同时并结合我国煤矿生产的现状研制出了符合我国煤矿企业安全生产的安全监控系统，比如说KJ4，KJ2。这两种煤矿矿井安全监控系统的广泛运用，不仅有效提升煤矿生产企业的安全生产能力，而且降低了安全生产事故发生的概率，有力地维护了国家集体与人民群众的生命财产安全。
5.3 应用之三——现代煤炭机电技术在矿井带式煤炭输送机的应用
现代煤炭机电技术在矿井带式煤炭输送机中应用的主要表现是：矿井带式煤炭输送机是当前我国多数矿井原煤输送过程中最为常用的一种运输设备，而现代煤炭机电技术的应用，使得长距离、大功率带式煤炭运输机的研究与开发进度加快。同时现代煤炭机电技术的应用，有助于带式煤炭运输机中关键部件与主要技术的产品开发与理论研究。同时以PLC为中心的可编程机电控制设备、行星齿轮的减速器以及调速型的液力耦合器的研究与应用也为提升带式煤炭输送机的工作效率与工作平衡性创造了良好的外部环境。
6 关于现代煤炭机电技术发展前景的研究
要想我国的现代煤炭机电技术拥有良好的发展前景，需要做到以下四点：一是政府要充分运用自身的财政手段与行政手段加大对现代煤炭机电技术的开发与研究力度，并积极地引进国外先进的煤炭机电技术与机电设备，在有效结合我国特殊的国情之后取其精华去其糟粕，努力发展具有自主知识产权的现代煤炭机电设备；二是要采取措施提升煤炭机电技术规范化、标准化以及系统化的标准，并将计算机纳入到煤炭机电设备的研究之中，同时要选择功能相对完整的嵌入式类型的计算机以充分保障机电设备的运转可靠性；三是要采取措施强化对煤炭生产专用传感器的开发与研究，在最大程度上实现煤炭生产专用传感器的集成化、数字化、多维化以及智能化目标，从而有效提升煤炭生产专用传感器的测量精准率；四是要采取措施提升煤炭机电设备的通信功能，这就需要选择一种开放性极强的通信模式模块，以实现有效判断煤炭机电设备与四周环境之间的关系与有效控制煤炭机电设备与控制网络之间的通信。而现代煤炭机电技术的发展趋势主要包括以下三点：一是非煤炭机电设备经过一系列改造，可以增加更多的用途；二是煤炭机电设备朝向低污染、性能好、低粉尘、可靠性强以及高效节能的方向发展；三是煤炭机电设备的通信功能得到更好的研究与应用。
7 结语
随着现代煤炭机电技术的广泛运用与发展，其在煤矿生产与运输煤炭等过程中所起到的作用变得越来越突出。再加上人工智能、光纤、生物工程以及网络工程技术的加入，使得现代煤炭机电技术的功能逐渐强大，其应用范围也随之变大，不仅有助于提升煤炭企业的经济效益与社会效益，而且有助于促进现代煤炭机电技术的发展。
参考文献：
[1]朱登山，朱伟伟.现代煤炭机电技术应用及前景分析[J].现代商贸工业，2011（14）.
[2]王洪波.机电一体化技术及其应用研究[J].中国集体经济，2008（06）.
[3]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报，2008（01）.
篇13
随着装备制造业自动化水平的提高，越来越多的生产厂家使用工业机器人进行产品加工。以数控设备为核心的制造业正在转型，机器人逐步成为行业应用的热点。工业机器人是一种专门为工业领域设计的多关节机械手，能在程序的控制下完成各种复杂运动和操作。目前，工业机器人被广泛应用于自动焊接、搬运物料、部件喷漆、表面抛光等多道工序，完成高精度的定位，适合汽车流水线、金属制品加工、仓储搬运等工业领域。自2005年开始，我国的工业机器人用量以每年25%以上的速度增长。到2013年，中国已成为全球最大的工业机器人消费市场之一。
工业机器人在各行各业的广泛应用，催生了相关岗位的人才需求。工业机器人制造厂家需要大量人才从事机器人生产、安装、调试、营销和技术服务。工业机器人的应用企业需要大量人才从事机器人的维护保养和编程操作。为满足机器人相关市场的技能型人才需求，部分高职高专院校在机电一体化专业的核心课程中加入“工业机器人应用”课程，开设机器人的专业方向。但是很多学校局限于原专业的体系结构，课程改革力度不大，学生不能紧密围绕机器人的应用编程和维护保养进行学习和训练，造成所学的知识与机器人应用维护岗位脱节的现象。因此，优化高职院校机电一体化专业机器人方向的课程体系成为人们开展高职教学研究的热点，有效地结合江苏无锡地区的机器人应用现状，根据学生的岗位需求建立合理的课程体系，旨在为学生快速适应机器人相关工作岗位奠定良好的基础。
二、专业建设总体思路
作为无锡地方高职院校的工科专业之一，机电一体化专业秉承“地方高校地方办，办好高校为地方”的建设理念，为无锡地区企业培养机器人应用方向的高素质技能型人才。在建设思路上，把机电一体化专业与无锡地区装备制造业对接、专业课程体系与机器人岗位需求对接、课程内容与工作岗位的任务对接、教学的过程与岗位活动过程对接。在专业建设过程中，紧密围绕企业的用人需求和岗位技能需求，按需求设置专业课程，重视学生在知识、技能、素质全方面提高，培养从事机器人生产、调试、安装、维护、保养和营销的技能型人才。在理论教学和技能培养上，建立“以电控为主、以机械为辅”、“以机器人应用为核心”的课程体系。
三、课程体系
在教学过程中，我们以机器人为专业课程载体开展“教、学、做”一体化的教学工作，在岗位基础知识学习和训练之上，建立“机械技术学习链”、“嵌入式系统学习链”、“自动化学习链”、以“机器人编程示教集训”为核心的专业技能训练链，构建“三学习一训练”的链式课程体系。
1.基础知识学习与训练
该模块旨在强化基础知识的学习，培养学生机电一体化岗位的基本素质。模块的主要课程包括：思政课、心理素质培养课、职业生涯规划课、体育课、高等数学、英语及专业英语课、信息技术基础课。思政课进行学生爱国主义教育，帮助学生建立正确的世界观和方法论，培养学生遵纪守法的思想意识。心理素质培养课侧重学生健康心理素质的培养，有助于形成正常的职业心理素质，以适应工作岗位需求。职业生涯规划课程帮助学生规划人生，开展专业相关的职业规划教育。学校每个学期都开设体育课，鼓励学生积极锻炼身体，拥有健康合格的身体素质。高等数学和信息技术课程培养学生的数学基础和计算机基础技能，为后续专业课程的学习奠定基础。通过英语及专业英语课程的学习，学生获得大学英语通用能力三级证书，掌握熟练阅读机电英语专业文献、机电设备英文资料的能力，更好地适应合资、外资企业机电工作岗位的需求。
2.机械技术学习链
机械技术学习链旨在传授机械原理、液压与气动、机制工艺方面的相关知识，培养学生机械方面的基本技能和职业素质。学生以小型智能机器人为载体，分解与装配，学习工程图纸的读与绘，掌握公差与配合的基础知识，了解机器人基本机械结构和原理。在此基础上，以工业机器人为载体，学习机器人液压与气动系统的基本组成和原理，了解复杂结构与运动方式，学习机械零件与典型机构，掌握机械加工工艺的编制方法。通过理论教学与实践教学的紧密配合，开展以“液压与气动”、“机械零件与典型机构”为核心的机械技术学习链的教学，让学生打下扎实的机械基础。机械技术学习链中主要课程的开设情况如表1所示。
3.嵌入式系统学习链
机器人控制器采用CPU完成各类复杂的运动控制，属于嵌入式系统的典型应用。因此，培养机电一体化专业学生的嵌入式系统应用能力，有助于他们更好地适应机器人装调与维护岗位。嵌入式系统学习链主要包含电子技术基础、电子测量、C语言、传感与检测、FPGA应用、单片机应用等课程，情况如表2所述。
嵌入式系统学习链以机器人为载体开展教学活动。首先，学生动手装配调试小型智能机器人（比如智能车）的电路单元，学习嵌入式系统的硬件电路原理和调试方法。在此基础上，学生使用C语言完成智能机器人的软件开发和升级调试，掌握嵌入式软件开发的一般过程和规范。在教学过程中，始终围绕机器人载体进行，融合机械基础、电工电子、传感器、C语言、单片机、FPGA应用等多门课程的知识和技能。在教师的引导下，学生完成基于多传感器的智能循线机器人的装调任务，提交制作的作品，完成以电路控制为核心的嵌入式系统学习链的教学过程。教学实践表明：以小型智能机器人为项目载体开展教学，知识涉及范围广，动手实践机会多，寓教于乐，有效地提高学生的学习兴趣，激发他们的学习热情，有良好的教学效果。
4.自动化学习链
工业机器人应用涉及电工技术、工厂电气控制、PLC技术及应用、交流伺服、步进驱动、触摸屏应用与组态开发等多门自动化类课程的知识和技能。所以以工业机器人为载体，进行合适的模块分解，开展“边讲边练，理实一体”教学，完成以电气控制为核心的自动化学习链是专业课程体系的重点部分。在自动化学习链的课程中，工厂电气控制、PLC技术及应用和电工电子装配是维修电工（中级）考证的相关课程。这些课程的任课教师都具有五年以上的自动化实践经验，实训环节聘请企业的能工巧匠担任实践教学指导。自动化学习链的主要课程情况如表3所述。
5.专业技能训练链
在机电一体化专业的课程体系中，技能训练部分超过总课时的50%，构成专业技能训练链。这些技能训练项目主要包括：工程制图实训、零件拆装与测绘、电工技能实训、电子装配实训、电气绘图训练、维修电工实训、小型智能产品装调实训、自动线装调实训和机器人编程示教集训。在上述实训环节中，机器人编程示教集训培养工业机器人岗位核心技能，安排在第四学期，时间长达一个月。该实训项目以机器人工业搬运、工业弧焊为例，采用仿真操作与实物操作相结合的方式，培养学生工业机器人的操作技能和二次开发技能。
四、结语
高职院校机电一体化专业要建立机器人方向的课程体系，必须紧密联系机器人应用的岗位需求。在教学过程中以机器人为项目载体，在教学环节建立“机械技术”、“嵌入式系统”和“自动化”三条学习链，在实训环节建立以“机器人编程示教集训”为核心的专业技能训练链。教学实践表明，这种“三学习一训练”的链式课程体系，提高了学生的岗位适应能力。
参考文献：
[1]叶睿.高职机电一体化专业以机器人及柔性生产线为载体的课程模式[J].考试周刊，2014（20）.
[2]邢晓莉.高职院校开设工业机器人课程的探索[J].湖南农机，2013（7）.
