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2.1套料技术配置缺乏科学合理性
由于数控坡口机所拥有的编程是十分的繁杂的，因此在进行使用的时候，若是进行操作出现失误，那么就会使钢材等材料出现切割过量的现象，往往来说，进行切割的速度越快，那么材料过量的现象就越多，糟蹋的材料就更多。一般情况下，所采用的数控坡口机经常使用到的软件就是将DXF或者是CAD等有关的相应零件图转化成为比较简单的NG切割数据，然后再采用人工的方法在数控坡口机上实行材料编排。但是这一切割方法只适合于对部分的钢材料实行切割工作，对于那些整一个的钢材料实行切割行为就比较困难了，从而导致管道钢材料受到糟蹋的现象出现，甚至有时还会因为一个简单或较小的行为而致使整一个管道出现作废的情况。与此同时，由于数控坡口机所拥有的编程基本上都是使用控制器工作的，这也就导致了数控坡口机很大一部分的时间都浪费在编程的等候中，浪费了大量的时间，使机器的工作率下降。
2.2比较过时的数控切割技术
数控坡口机在进行工作的时候.首先就是要对材料进行相应的切割，这也是在对材料进行焊接时的基础。由此可见，数控坡口机进行切割所拥有的良好质量，对于接下来进行焊接所产生的质量奠定了良好的基础。但是到目前为止，我国在数控切割这一领域上还是拥有着非常多的问题，大多数的企业都会选择在采用数控坡口机进行切割的根本上，再加以刨边机等各式有关的机械进行协助，有的还会采用人工进行加工等的方法进行反复性的加工，这就必然导致需要产生过多的步骤。这样一来，必然会造成数控坡口机进行切割时产生的工作效率明显的降低，与此同时，还使很多的钢材等材料得到糟蹋，从而产生了滥用资源的现象。
3.为提高数控坡口技术水平采取的措施
3.1加强套料技术配置的科学合理化
由于数控坡口机在进行切割的时候会出现套料技术配置的不科学合理化，因此可以将机电一体化技术应用到数控坡口机上使套料数据的配置得到科学合理化。因为机电一体化技术具有使机械、电气和计算机等各种有关的技术进行协调统一，从而使数控坡口机中拥有的套料数据得到较高程度上的合理配置，并且保障在进行联合的过程中，将套料本身所具有的作用和功能都得到充分的使用，进而使数控坡口机的工作效率得到进一步的提高。在进行数控坡口机套料数据的配置的时候，可以通过先采用合适的软件对数据等进行改善并且提前进行图画的编程，当出现了较为全面性的套料数据以及切割步骤时，就可以利用坡口机进行操作，完成对管道的切割，从而使大部分的钢材等材料资源得到节约，促进了数控坡口机的工作完成质量和工作效率的提高。
3.2己女善和加强数控切割技术
从一定程度上来说，机电一体化是属于采用高新科技实行的一种机械工作方式。由于我国在数控坡口机进行切割的时候出现了种种问题，因此通过采用最新的高新科技对坡口机实行设计，提前在坡口机上对有关的零配件等进行编排和编程，利用所产生的命令实行管道的切割工作。通过这种方式进行切割，既使坡口机的切割速度得到一定程度上的提高，而且还为数控坡口机的切割质量提供保障。不但能够使所需要的钢材料等材料得到减少，使运行和生产成本得到降低，而且还大大的使数控坡口机切割的工作效率得到进一步的提高。
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（四）建设特色课程
在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查，以工作过程为导向，以工作任务或产品为载体，根据学生就业岗位群的任职要求，参照相关的职业资格标准，通过与企业有关人员共同论证，进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关，在与企业的深度耦合中，通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查，通过对在职业岗位上工作的学生的描述，经过分析、归纳、整理、综合，确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务，将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容，通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析，确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。
（五）总结
机电专业教学中必须坚持“面向现代，面向世界，面向未来”的发展方针，从实际出发，确定教学改革思路、培养目标，深入改革课程体系、教学方法和教学内容，使专业人才培养与未来社会发展需要相适应。在对学生的培养方面要做到：1.培养学生的综合应用能力、实际动手能力、工程设计和创新能力，学生能根据一般的设计要求和动作流程完成整个控制系统的设计。2.提高教学质量，培养了学生的学习兴趣。3.在实验和设计中增强了他们的团队合作精神。从一个目的、两个原则的教改思想出发，抓好课程理论、实践、考核的每一个教学环节，不仅充分发挥了学生的开拓创新精神，而且充分调动教师教学和教改的积极性，在教与学两个积极性的推动下，教学质量得以大幅度提高，使高校为社会主义现代化建设培养出更多优秀的人才。
【论文关键词】机电一体化教学改革专业特色
【论文摘要】针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状，提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。阐述了机电教学改革的必要性、思路和方法，提出在实践环节深化改革，在专业培养方案上努力突出专业特色的重要性，淡化了原专业课和专业基础课的界限，对课程实践教学进行了改革，体现了机电教学的特色。
【参考文献】
[1]张超,刘爱云,王娜,叶婷.高职机电一体化专业教学计划改革初探[J].中国科技信息,2007(22):202-204.
[2]李巧萍.生本教育理念来源于实践服务于实践[J].现代教育论丛,2002(5):6-20.
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一、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：
（一）机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
（二）传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
（三）信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
（四）驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
（五）接口技术
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
（六）软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
（一）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：
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、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。
7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
（二）计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
（三）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。
（四）工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：
（一）智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
（二）系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。
（三）微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。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。
（四）模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
（五）网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。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。
（六
）绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
【参考文献】：
1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.
2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.
篇4
1.智能控制
1.1 简单介绍
智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制理论的研究和应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。20世纪80年代以来，信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。智能控制综合了多门学科，比如自动控制、人工智能、信息论和运筹学等，它克服了传统控制理论的许多缺点，能够用来控制各种复杂的系统。
1.2 智能控制与传统控制的比较
首先，智能控制包括传统控制，智能控制是传统控制的高级阶段。与传统控制相比，智能控制处理信息的综合能力更强，而且能够从全局优化系统。从结构上来看，智能控制的分布式、分级式和开放式结构也比传统控制更加先进。
其次，智能控制是多门学科进行交叉的结果，因此它比传统控制在理论体系上更加完善。智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程，采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式。
再次，智能控制系统具有变结构特点，能总体自寻优，具有自适应、自组织、自学习和自协调能力。智能控制适用的对象和任务可以更加复杂、高度非线性、模型可以具有不确定性。同时智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力。
最后，智能控制系统还可以用数学表示混合控制过程，用知识描述非数学的广义模型，采用多模态控制方式，这种方式是定性决策、定量控制和开闭环控制相互结合的体现。
1.3 主要方法
目前，智能控制运用的主要方法为遗传算法控制、神经网络控制、模糊系统控制、专家系统控制、分级递阶控制、组合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理论等等。
2.智能控制在机电一体化系统中的应用
2.1 智能控制在机械制造过程中的应用
智能加工技术是利用智能束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门技术，而智能如工艺研究之所以光器是智能加工技术应用的前提条件。机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从机电一体化系统设计课程论文而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络及模糊系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数据。在此过程中利用神经网络技术中的并行处理与学习功能将一些残缺不全的信息进行有效处理，利用模糊系统所特有的模糊关系与模糊集合等特征，可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等 。
2.2 智能控制在机器人领域的应用
通常情况下，动力学中的机器人表现出的是非线性的、强耦合，而且变化具有不稳定的特征，由于信息量繁多而庞大，并且控制参数较多，需要通过智能控制来实现机器人在处理信息和参数的灵敏和快捷化。当前，智能控制技术已被广泛应用于机器人领域中的各个方面，在动力学方面，机器人是非线性、时变和强耦合的;在控制参数方面，是多变量的;在传感器信息上，是多信息的;在控制任务的要求方面，是多任务的，因此，从这些方面的分析可以得出智能控制非常适合运用于机器人领域。而且，目前在机器人领域也广泛地使用到了智能控制技术，比如机器人地行走路径规划、机器人的定位和轨迹跟踪、机器人的自主避障、机器人姿态控制等。在机器人领域，人们可以通过采用智能控制中的模糊控制、人工神经网络、专家系统技术进行环境建模和检测、机器人定位、汽车柔性制造等。为了提高机器人系统的适应能力，人们可以综合运用几种智能控制技术，例如机器人行走时可以主动的避让障碍物，还可按照规定的路径行走，其中机器人手臂可按指令完成相应预期动作。以上这些内容，都是采用了计算机神经网络智能控制技术实现的，由此可见智能控制在机器人领域中的应用也趋于成熟 。
2.3 智能控制在交流伺服系统的应用
伺服驱动装置是一种转换部件和装置，它能够使电信号转换为机械动作，并且决定着控制的功能和质量以及系统的动态性能，它是机电一体化的重要的组成部分。智能控制中电力电子技术的发展能够提高交流调速系统性能，实现直流的伺服系统向交流的伺服系统的转变。将智能控制引入交流伺服系统，能够帮助交流伺服系统应对比如负载扰动、参数时变、被控对象和交流电动机严重的非线性特性以及较强的耦合性这样一些不确定的因素，帮助交流伺服系统通过不确定的模型获得较满意的PID参数，满足系统的高性能指标要求。
常规的PID控制和智能控制技术相结合，能够形成智能PID，方法就是通过非线性的控制方式将人工智能引入到控制器，使系统的控制性能更好，并且能够不依赖控制器参数和精确的数学模型进行自动地调整，使得系统的适应性增强。
2.4 智能控制在数控领域的应用
随着科学技术的发展，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议;利用模糊系统技术可以将数控机械的加工过程进行优化，对一些模糊的参数进行调节，从而更加清晰地发现数控机械出现的故障，并找出相应的解决措施。在数控领域，还可以利用遗传进化算法，找到数控系统的最佳加工路径;还可以运用智能控制中的预测和预算功能，在高速加工时加强对综合运动的控制。
参考文献
[1]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2008（8）.
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1 机电专业课程设计的重要性
机电一体化技术不是机械技术与电子技术的简单叠加，而是二者的有机结合。一直以来由于在基础课与专业课教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练，学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、微机原理与应用等基础课程以及数控技术、机电一体化技术等专业课之后，仍然不能很好地将机、电的知识融会贯通，不能很好地将所学知识运用于实际生活生产中的机电一体化系统的综合设计，遇到这类问题常常无从下手，存在不少困难。
机电专业课程设计是一个重要的实践性教学环节，一般安排在控制原理、数控技术、机电一体化技术等专业课学习之后。要求学生能够综合运用所学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的是：①②
（1） 承上启下。在学习完相关专业课和即将进行毕业设计之前，初步建立“系统设计”的思想，以及相关能力的培养，为毕业设计奠定基础。
（2） 结合生产生活中的机电产品，学习机电系统总体设计方案的拟定、分析与比较的方法，进一步提高学生对本专业重要性的认识。
（3） 通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动机构、导向机构及执行机构的工作原理、设计计算方法与选用原则。如齿轮/同步齿型带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等以及相应机构的消间隙方法及装置。
（4） 通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、设计选择方法与控制驱动方式。如步进电机、交流伺服电机、直流伺服电机等。
（5） 通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路。如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A转换配置、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件设计思路等。
（6） 通过对机床夹具的设计，充分了解夹具在保证加工精度和提高生产率方面的重要性，掌握典型夹具的工作原理、设计计算和定位分析与选用原则。如数控钻床工作台设计、数控铣床工作台设计、箱体端盖钻锪孔钻模设计及动态仿真、车床拨叉两个25孔钻模设计及动态仿真等。
（7） 通过对机电产品零件生产工艺设计，掌握一些典型零件的加工工艺规程设计的内容及步骤，工艺路线拟定的方法和步骤。如CA6140型车床主轴箱箱体工艺路线设计、轴类零件数控仿形加工、型腔零件数控仿形加工等。
（8） 培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
（9） 锻炼提高学生阅读应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。
2 提高机电专业课程设计质量的方法
2.1 选题
选题是决定专业课程设计质量的关键。题目的内容应该围绕机电一体化技术，难度和工作量要适中，既不要太难太大，拿到题目后使学生无从下手；又不要太易，照葫芦画瓢即可以完成。而应该使同学们能够在3～4周的时间中综合应用所学过的课程知识，同时查阅相关工具书及文献资料，通过总体方案论证、设计计算、选型、三维绘图及装配，论文撰写，最终完成题目的内容。近几年我院对机电专业课程设计的题目逐步进行规范，机电专业课程设计的对象主要结合生产生活中的机电产品（系统），分为机电产品生产工艺设计、机电产品制造夹具设计、机电系统进给伺服系统设计等三个主要方向。通过课程设计完成可以使学生有一定的成就感，进一步提高对本专业的学习兴趣。设计的机电产品主要有（下转第190页）（上接第169页）CNC机床、工业机器人、三坐标测量机、自动雕刻机、全自动洗衣机、果蔬自动烘干机等。
2.2 质量控制
2.2.1 规范课程设计过程
整个课程设计包括：确定题目及任务书、学生选题及进行课程设计、成绩评价。其中任务书包括：题目，主要完成内容及具体工作量（说明书字数及设计图纸大小、数量）。课程设计的时间一般为3～4周，指导教师根据具体题目进一步安排学生详细的进度安排，并督促学生按期完成进度任务。具体执行时为保证质量主要采取以下措施：
* 一人一题；同一题目不同参数可以扩展至两题；
* 必须有设计图纸（装配图和（或）零件图，或工艺流程图、工序卡）；
* 提高、规范机械制图能力，图纸严格按机械制图标准、规范执行。其中，装配图要求：结构、投影关系、剖面、标题栏格式、配合、总尺寸、技术要求、线条、字体、字号、标准件标注及国标等；零件图要求：结构、投影关系、剖面、标题栏格式、尺寸、公差、粗糙度、材料、热处理等以及技术要求、线条、字体、字号等；
* 认真撰写设计说明书。设计说明书要求清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容。内容一般不少于10000字符，要求条理清晰、图文并茂、符合国标。
2.2.2 规范成绩评价赋分标准
成绩评价应能充分反映课程设计的全过程，目前我们制定的专业课程设计赋分标准如表1所示。
从表1可以看出，成绩评定既包括学生的主观态度，又包括其完成的具体内容情况。
课程设计结束后，教研室根据指导人数，每名教师抽取所指导学生的20%比例，由全体指导教师组成小组，对设计内容、结果、教师给分等进行集体评议，以使课程设计成绩评定更加合理。
通过规范课程设计选题、规范课程设计过程、规范课程设计成绩评定，使我院的专业课程设计质量明显提高，为同学们后续的毕业设计奠定了良好的基础。
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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）
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Curriculum Reform of "Mechatronics System Design" in Universities
ZENG Yudan, DU Liuqing, ZHANG Mingde, YANG Xiangyu, WANG Yali
(Chongqing Automobile Institute, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054)
Abstract "Mechatronics System Design" as a core curriculum in group of mechanical engineering curriculum, has strong comprehensive and practical features. In this paper, our undergraduate institutions in the curriculum development and teaching reform emerged as the major issue, the demand for the industry, for engineering applications, emphasizing awareness and sense of innovation and engineering training, a typical mechatronic systems - NC special main design feature for teaching, student-centered, self-study students for the purpose of awareness and self-learning ability, the students involved in the actual design process was focused on teaching content, teaching reform, to build and improve enhance undergraduate project quality, to develop students' practical ability and creative ability of the curriculum and teaching model are discussed.
Key words Mechatronics System Design; engineering applications; innovation ability; practical ability
0 引言
机电一体化系统设计涉及机械、电子、计算机、自动控制及信息处理技术、系统工程、检测传感技术、伺服传动技术等多学科领域，是机械工程专业学科课程群中的核心课程。本课程技术含量高，内容更新快，要求学生能综合运用机械、电子、控制与信息处理等多学科的知识，完成对系统的分析、设计、优化等一系列过程，具有很强的综合性和工程实践性，相比其它专业课程而言，课程建设和教学改革面临更多问题，具有更大难度。
目前课程建设中存在的主要问题有：①教学内容过分侧重于工程科学理论知识的灌输，缺少工程分析设计的实践过程，远远不能满足工程应用要求；②教学模式基本还是传统的以教师传授知识为主，学生被动学习的模式，“以教师为中心，以课堂为中心，以书本为中心” 的单向灌输式教学模式方法仍然占据主导地位，学生动手解决实际工程问题的机会很少。以上问题使得学生理论知识与工程实践相脱离，实践能力和创新能力薄弱，不能适应现代化经济建设和工程技术发展的要求。
1 课程教学改革研究
我校自1999年开设机电一体化专业方向以来，一直对《机电一体化系统设计》课程建设和教学改革进行了不断的探索，现将教学内容和教学模式改革的过程小结如下：
1.1 教学内容改革
高档数控机床和基础制造装备是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》16个重大专项之一，也是国家振兴计划的重要组成部分，因此在教学内容设置上，紧跟这一重大决策，响应国家战略需求，将典型的机电一体化系统――数控专机系统设计专题作为主要内容，在前续课程所讲授的理论知识和工程应用实例基础上，教师指导学生结合工程实例，对机电一体化系统，特别是数控专机系统的设计过程进行较系统完整的学习，并循序渐进地进入实际设计过程，并最终完成数控专机的方案设计和优化、各元部件选型、软件流程图、电气原理图等所有理论设计和功能模块细部设计过程。教学所用的工程设计案例大部分来自学校教师所承担的实际科研项目，如数控电焊专机设计、锥齿轮传动质量智能检测分析系统设计、数控弯管机控制系统设计等，避免了空泛地照搬教材进行照本宣科，而是由教师指导学生在设计过程中自主查阅、了解相关知识，进一步掌握相关技能，并将所学所得结合实际设计过程进行巩固，在此过程中，教师将自己的设计思路、方法和经验毫无保留地对学生进行传授和讨论，从而实现对学生自学能力、创新能力、实践动手能力等机电复合型工程技术能力的培养。这对于在校学生来说是非常难得的学习和实践的机会，也真正体现出课程面向社会需求、面向工程应用的实质。
1.2 教学模式和教学方法改革
本课程是一门面向工程应用，分析解决实际工程问题，对“系统”进行“设计”和“整合优化”的专业核心课程。因此在教学中指导学生始终要以系统工程的角度出发，以整体全局性的高度，对所设计的数控专机进行化整为零、化繁为简的分析，将一个大系统的设计任务分解为各个子系统乃至各个单独的功能模块和功能部件的设计和选型，再经过接口设计，将各功能模块有机地融合在一起，组成一个整体性能高于各部件之和的完整系统。
在教学过程中，始终坚持面向工程应用，以学生为主体的模式，课堂时间主要用于重要理论和技能、关键问题和练习作业的学习和讨论，其余所需知识技能交由学生课后通过图书馆、网络等查阅设计案例、论文、产品技术手册等相关资料和自学完成，同时学习运用一些常用设计工具，并通过作业和小组讨论等方式进行巩固，有疑难问题可提出并在全班进行讨论，最后在教师指点下得出正确结论。这种以具体工程设计任务为教学主线的方式让学生明确意识到课内外所学知识技能在实践生产中大有用武之地，认识到教师布置的作业均是完成设计任务必需环节，从而大大提高了学生的学习积极性，使其在课堂上的注意力非常集中，课后能根据任务所需而主动自发地进行学习和讨论以完成任务，而不再像以往那样由于不明白所学知识具体有何用处而造成理论和实际脱节，甚至产生忽视和厌学心理。在此过程中学生逐渐认识到自己理论知识上的薄弱点和缺少的实践经验，有针对性地学习参考相关理论知识和前人的方法经验，弥补以往知识技能系统的缺失环节，并能及时将所遇到的问题及心得体会在课内课外与教师和同组同学进行交流讨论，最终较系统完整地完成对各相关知识和技能进行总结，并在工程项目中综合应用的过程。
本课程是涉及到机械、电子、控制、信息等多学科知识和技术的一门交叉课程，在课堂教学环节，普遍出现的情况是将本课程作为前续课程中“机”、“电” 、“控制”等学科知识的简单组合和回顾，导致本课程应具有的系统性、综合性、实践性不能体现，与其余专业课程间也无法形成科学合理的承接脉络。改革教学模式和方法后，以整个工程设计过程为主线，将所涉及到的各学科关键理论知识，进行系统性逻辑性的梳理，形成清晰的脉络和层次，并指导学生在完成设计任务的过程中，有意识地综合运用所学知识、工具和技能，达到学以致用的目的。
例如，在讲授“机械子系统设计”章节时，把握住“各子系统有机融合”这一本质，让学生不仅掌握书本上陈述的对机械系统的性能要求等知识点，更要明白这些要求的提出不是孤立地从机械系统本身稳定性、快速性、准确性等性能指标出发，而更要从控制系统、伺服驱动系统与机械系统有机结合的角度来看待。通过运用经典控制理论中的时域分析和频率分析两种方法，了解机械系统参数中系统阻尼比和无阻尼固有频率这两个最基本的参数，对机械系统参数变化引起的控制性能变化的过程、原理进行分析推导，同时通过课堂上采用MATLAB对系统进行设计与仿真的实例演示，使学生了解这一控制设计领域的经典工具，经过教师指导和课后自学，掌握该软件的基本使用方法并在设计中加以运用，从而将控制工程领域的相关知识、技能与机电一体化系统设计任务紧密联系起来。
又如，在进行“伺服驱动系统设计”章节的教学时，通过课堂讨论和课后作业，让学生将伺服驱动器、变频器等驱动系统，以及交直流伺服电机、步进电机、力矩电机等常用伺服电机的性能、特点、应用场合、性价比等主要指标逐一进行分析和比较，针对数控专机任务要求设计合适的驱动方案，并查阅技术资料，完成电机选型计算以及电机与驱动器的接口设计，从而将前续课程所学的机电控制知识通过设计任务进行系统完整地运用。
再如，在“控制系统设计”环节，教师通过简要讲解和演示PLC梯形图编制、单片机编程和仿真、VB/VC++或LABVIEW等高级语言编程驱动运动控制卡等控制实例，使学生了解各控制系统的软、硬件组成及其设计过程和设计方法，课后自行查阅资料，对各种控制系统的优缺点、最新应用现状和发展趋势进行分析总结，设计出合适的控制方案，并在课堂演示实例基础上，学习运用相关工具，进行初步的控制系统软、硬件设计。
运用以上教学模式和方法，使学生在系统性地了解基础理论和技术的基础上，迅速地掌握关键理论知识和必要技能，并有效地在工程设计项目中加以应用，在培养学生自学能力、创新能力和理论联系实践的能力方面颇有成效，为其今后的工程应用和技术研究工作打下了良好的基础。
2 结论
我国政府在2006年初已将建设创新型国家确立为一项重要的战略目标，高质量的工程科技人才正是建设创新型国家的重要力量。我国高校机电一体化专业必须积极面向社会的迫切需求，以培养能满足产业需求、具有较强创新能力和综合能力的机电一体化科研技术人才作为最重要的工作目标。本文对机电一体化专业的核心课程――机电一体化系统设计的课程内容建设和教学模式方法改革进行了探讨，提出了面向产业需求、面向工程应用、以典型机电一体化系统――数控专机设计过程为教学主线，以学生为主体，以学生参与实际设计的过程为教学重点等改革措施，以期逐步构建科学合理的课程内容体系和教学模式，实现培养学生的工程素质、提高学生实践能力和创新能力的目标。
基金资助：重庆市重大教改项目“以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究与实践（09-1-005）”
重庆理工大学高等教育研究立项项目 “《机电一体化系统设计》课程教学改革研究（2010009）”
参考文献
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机电一体化产品简单的理解就是机械产品与电子产品的融合，机械技术与电子技术的融合，机械零件与电子元件的融合。两者共同完成某一机电功能。这也只能是传统意义上的机电一体化产品的定义。
现实生活中的机电一体化产品举不胜数。我们日常生活中使用的空调、洗衣机、微波炉、油烟机、吸尘器、电吹风等都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域中广泛使用的各种铸造设备、锻造设备及机床、数控加工中心等也是典型的机电一体化产品；在工程机械领域中的挖掘机、装载机、起重机、搅拌站、桩工机械、路面机械等，都是用得较为广泛的机电一体化产品；在冶金设备领域，高炉、转炉、连铸机、轧钢机等更是高度机电一体化产品。
一、机电一体化产品的技术构成
机电一体化技术是各种高新技术的融合体，它主要包括以下几方面技术：机械技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和计算机与信息技术等交叉融合的系统技术等。
（一）机械技术
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，实现从机械原理的选择到机械结构的设计和机械零件的选材，都能达到最优化配置；并且保证最佳的使用性能与寿命；在维修保养上最大限度地做到简洁、明快，甚至达到免维护。
（二）自动控制技术
自动控制技术是能够在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置使生产过程或生产机械自动地按照某种规律运行，使被控对象的一个或几个物理量（如温度、压力、流量、位移和转速等）或加工工艺按照预定要求变化的技术。自动控制系统主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。
（三）传感检测技术
传感检测技术是机电一体化产品的系统感受器官，它负责把一线的实况用各种信号传递给机电一体化产品的指挥中枢，即计算机或自动控制单元，是将电子系统或光电系统无法处理的外界物理量或化学量转换为电信号的关键技术，它包括：电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式、温度传感器及光电式和数字式、波式和射线式传感器，还有相应的测试电路和信号处理技术等。
（四）伺服传动技术
伺服传动技术是指在控制指令的指挥下，控制驱动执行机构，使机械系统的运动部件按照指令要求进行运动。采用不同的分类方法，可以得到不同类型的伺服系统。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有开环、闭环和半闭环三种形式；按被控制量性质不同有位移、速度、力和力矩等伺服系统形式；按驱动方式不同有电气、液压和气压等伺服驱动形式；按执行元件不同分为步进电机伺服、直流电机伺服和交流电机伺服形式。
（五）计算机与信息技术
机电一体化产品中的信息存取、交换、运算、判断与决策、记录等都属于此类范畴，计算机与信息技术在整个机电一体化产品中起到类似于人类大脑和中枢神经的作用，它是指导其它功能部分完成各自任务的总指挥。
二、机电一体化产品的未来发展趋势
“2011 IEEE 机电一体化与自动化国际会议”于2011年8月7日至10日于北京召开。IEEE 机电一体化与自动化国际会议（ICMA）是机电一体化、自动化领域的权威会议，在国际机器人及自动化等领域具有重要影响力。曾在中国、加拿大、中国香港、日本等国家和地区成功举办过7次。来自各国近440名学者参加了会议，围绕智能机电一体化、机器人系统和自动控制方面的最新研究成果及未来发展方向等问题充分交流。从此次会议的议题不难看出机电一体化的发展趋势趋向于智能机电一体化方向。
随着科学技术的飞速发展，机电一体化产品目前不仅向智能化方向发展，而且还向仿生物系统化方向发展，应用范围愈来愈广。
（一）智能化
随着人类文明的进步和科技的超越式发展，人类扮演的角色越来越趋于简单、明了化，人们追求高品质与快节奏的生活与工作方式，那么机电一体的发展也就越来越趋于“傻瓜”式与“一键操作”式，这样能把人类的活动从复杂的按部就班的程序化中解脱出来，用更多的时间来享受生活和工作给我们带来的诸多便捷。未来的机电一体化产品，在开发与设计的时候，顺其自然，第一先考虑的就是智能化。
智能化简单的说就是具有人工智能或模拟人类智能的系统。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品实现智能化的的主要核心技术。这四种技术相互关联，密切联系。随着机械制造与自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现问题进行分析、判断、推理、构思和决策。可以认为把类似于人类的“大脑”（人类高度文明的汇缩体）装在了机电一体化产品之上，产品随时启动，“大脑”随时工作，去判断人类想要达到的各种需求，并能做出令我们满意的行为。人类的大脑思维系统被模块化的复制到机电一体化产品之上。
目前机电一体化产品的智能化应用已成为趋势， 例如智能机器人和数控机床等。智能机器人是通过视觉、触觉和听觉等各类传感器检测工作状态，根据实际变化过程反馈信息并做出判断与决定。数控机床的智能化体现在各类传感器对切削加工前后和加工过程中的各种参数进行监测，并通过计算机系统做出判断，自动对异常现象进行调整与补偿，以保证加工过程的顺利进行，确保加工精度和质量要求，最后加工出合格的产品。
（二）仿生物系统化
今后的机电一体化对信息的处理会做得更加完美与准确，这就依赖先进的数据处理与模块仿真系统的支持。人们从动物那里获得了启示，依据动物对外界反应的习性与规律，模拟其习惯做法，把其应用到机电一体化方向。比如说我们开发的机电一体化产品，在接受外界刺激的时候，根据动物常规习性和一般反应规律，机电一体化产品应该做出类似于动物的反应动作或程序准备工作，根据目标完成任务独立选择最优的行为动作，来实现目标任务的准确反应与目标的圆满完成。
更准确地说，仿生物系统化是集动物习性、智能化于一身的技术。此类产品如仿生物宠物狗、动物园里的仿生物虎妈妈等，这都是研究的课题。考虑到仿生物系统化研究过程的复杂性，最关键的是被仿的生物习性与要完成的机电一体化产品行为之间的相似性研究与系统模块的生成，仿生物系统化的道路还有很长的路要走。
新的时代脉搏在涌动，赋予我们在新的领域更高层次的挑战，机电一体化的发展也被赋予了崭新的使命。在发展科技不辱使命的前提下，我们更应该注重人性化理念与伦理道德，科技和信息的快速发展带来的绿色压力，充分考虑科技与生存环境的关系，共同建设好一个和诣、健康、高度文明的国家。
参考文献
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[3] 金志向．光机电一体化技术特征和发展趋势[J]．科技咨询导报，2007，（15）．
篇9
（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。
（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。
（四）具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。
（五）调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。
机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛，涉及到工业生产过程的所有领域，因此，机电一体化产品的种类很多，而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能，可以将其分成下述几类。
①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。
②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。
③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。
④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置，如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置，控制机构是接受电信号的液压伺服阀。
⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外，机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
二、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
（一）机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
（二）动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
（三）传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
（四）信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
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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，导致了工程领域的技术革命与改造。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”为特征的发展阶段。论文 毕业论文
2机电一体化的优点
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 其涵盖“技术”和“产品”两个方面．是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术．而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑．这是机电一体化与机械+电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别机械工程技术由纯机械发展到机械电气化．仍属传统机械．其主要功能依然是代替和放大的体力 但是发展到机电一体化后．其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外．还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等 即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸．还是人的感官与头脑的眼神。机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别是智能化 机电一体化产品的典型例子有：数控加工中心、机器人以及具有检测控制性能的数码相机等。总之．一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这五个要素构成。
3 机电一体化的发展历史
2O世纪6O年代以来．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后．刺激了机械产品与电子技术的结合，再后来计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础 大约到20世纪8O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以很大的关注和支持：2O世纪9O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、通信技术等进入了机电一体化．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。
我国是从20世纪8O年代初才开始在这方面研究和应用。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，但与欧美、日本等先进国家相比仍有相当差距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和进步。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科．随着科学技术的不但发展．还将被赋予新的内容。
4 机电一体化发展趋势的分析
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和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：
4．1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然使机电一体化产品具有与人完全相同的智能是不可能的，也是不必要的。但是高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
4．2 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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
4．3 网络化
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等人们日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。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是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliancesystem，CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4．4 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1cm。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、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
4．5 绿色化
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现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革，同时给相关生产产业带来了巨大的影响，提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展，以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。
1 计算机技术与机电控制技术的发展概况
1.1 计算机控制理论的形成与技术的发展
忽略数字信号的量化效应，可以将计算机控制系统看成采样控制系统，在这一系统中，将其中连续的环节离散化，则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。
自世界第一台电子计算机问世后，计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理，同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代，出现了用于过程控制的计算机，实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制，通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展，计算机控制技术也随之发生相应的变革，最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。
1.2 机械和电子控制技术的发展和现状
在生产、科研等诸多领域里，有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前，工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有pid控制，pid是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应pid和非线性pid等更利于控制的变种pid控制器。另外还有模糊控制（flc）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。
2 机电一体化的发展及在工业上的广泛应用
2.1 机电一体化的简介和生产应用
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计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多cpu和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。
柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用，是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上，它可以随机地、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，更适用于多品种，小批量等的离散零件的批量生产。
交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用，尤其是在钢铁工业中，使复杂的矢量控制技术得以实现，无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。
可编程控制器（plc）是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着plc技术的进步，其应用领域更是不断扩大，可采集存储数据，还可对控制系统进行监控。plc能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外，随着工厂网络自动化的发展，plc可实现通信及联网功能，更有助于工业生产的控制过程的监控。如今，plc技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。
2.2 计算机在机械和电子控制产业的应用实例
计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合，不断使相关的新技术应用到更多的领域中去，这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产，更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。
plc实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
农业方面，机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡，以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端（virtual display terminal），它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息，在屏幕上按操作者的需求，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外，还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡，将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室，由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端，实现自动控制农机的操作。
plc在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由plc驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过plc的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使plc的应用更加广泛。
交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用plc技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。
电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程，最初的横机是手动横机，只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中，通过电脑的自动控制，设计人员可对编织花型进行数字化设计，通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作，由计算机指令控制系统完成整个设计的编织，极大地提高了工业生产效率。
与机电一体化相关的技术还有很多，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，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
3 总结
在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。
参考文献：
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[2]马增强等，数据采集系统的研究，微计算机信息，1998.
[3]王立新，浅谈数控技术的发展趋势[j].赤峰学院学报，2007.
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2.课程设置和教学内容不能满足企业需求。近几年来，重庆市机电一体化专业课程设置虽有所改进，但教学内容仍较陈旧，课程与教材内容重复较多，缺乏对学生智力的开发，学生所学到的知识与企业的要求尚存在差距。例如，数控加工工艺和刀具、CAD/CAM与数控自动编程、数控机床的维护与维修等教学还较薄弱。
3.体现工业发展水平的专业教材急待更新。目前高职院校所采用的机电一体化专业（数控方向）教材大多没有充分体现出行业的发展水平，形态单一，内容陈旧，实践性差。适合数控系统原理、数控机床故障诊断与维护维修和数控人才实训等课程的教材非常有限，且与生产实际相脱离。
4.实践教学方式不能体现高职教育特色。近几年，笔者所在的万州市一些职业院校在实训硬件选型上逐步趋向采用工业用数控机床、加工中心。由于数控设备价格昂贵，学校购置设备数量有限，只能给学生作演示实验，每个学生实际操作机会较少，而数控技术是实践性很强的一门综合技术，不通过实践的体验，很难学到操作技能，就达不到良好的教学效果。
5.“双师型”教师数量不足、素质不高。目前在重庆市的职业院校中，具备相当的理论知识和丰富的实践经验的数控师资数量严重不足，由于一些职业院校固有的体制和政策规定上的限制，从社会上引进既具有丰富实践经验，又有一定理论水平的工程技术人员来充实教师，在职称、工资、福利等方面得不到公正待遇，工作积极性得不到充分发挥。
二、高职机电一体化专业人才培养方案制定应注意的问题
1.形成新的人才培养机制。通过成立由学校、企业专家组成的专业指导委员会，充分的市场调研，确定本专业方向的理论与实践课程体系和人才培养目标。制订专业定位方向和人才培养目标，应立足库区，面向西部和沿海地区，以满足三峡库区工业经济快速增长对机电人才的需求。
2.注重学生综合素质的培养。学校要始终把德育放在首位，把学做人和学技能结合起来。特别在基础课、专业课教学和实践教学环节中体现素质教育，培养学生创业精神、创新精神、团队协作精神，进行爱岗敬业，艰苦奋斗的教育，帮助学生正确理解技术发展与劳动活动的关系，认识职业实践活动对经济发展和个人成长的意义，使受教育者形成健康的劳动态度、良好的职业道德和正确的价值观。
3.形成具有高职特色的专业教学计划。为了确保培养质量，突出职业能力，专业教学计划要随市场需要进行修改。将培养过程分为职业技术课程学习和职业岗位实训两个阶段。第一阶段围绕专业核心技术的学习，建立课程体系，优化课程组合，精选课程内容，突出实用性，将理论课与实践课融为一体，课堂教学与动手操作有机结合。第二阶段主要进行综合实践训练，使学生积累岗位工作经验。实践环节与理论教学的比例大于1：1。同时加强高等数学、大学英语、计算机应用等工具类课程的教学，为学生今后的发展奠定一个坚实的基础。
4.改革传统教学方式和考试方式。专业课程设置要随企业的需用而增减，随时进行调节，教学方式也要灵活。我校的高职机电一体化（数控方向）专业开设数控机床故障诊断与维修，引进具有丰富实践经验的企业技术人员作为任课教师，上课不照搬教材，每次课以不同的课题形式进行现场教学，培养了学生对实际问题进行分析和解决的能力。
以技能性综合实训相结合的考核方式代替传统的闭卷考试，成绩评定以学习过程为主。
5.重视两个基础实习环节。重视传统金工实习。现代制造技术是在传统技术的基础上发展起来的，自动化的数控机床，离不开传统的车、铣、刨、磨等加工技术，一个数控加工人员，如果不懂得刀具角度、切削用量和制造工艺，就不可能成为一个合格的数控人员。因此在教学计划中必须设置金工实习，一般在第二学期开设，时间至少1个月。
重视生产实习。加强实践教学环节，减少演示和验证性实验。在实践教学别要注重生产实习这个环节，学生到企业不仅是学习职业技能，而且还要学习企业文化，因此生产实习的时间和何时设置都应该全面考虑，时间不能少于一个月。
6.开展多渠道的实践教学方式。学校应走产学结合的道路，与企业共建实习实训基地；加强校内实训基地的建设，增加实验实训设备的投入；成立职业院校共享的实验中心、实训中心等，提供公共的实践教学平台；建立开放式实验室等措施。以增加学生实际操作的机会，也提高了职业资格证书的含金量。
7.推行职业资格证书。根据培养目标和职业技能鉴定考核的要求，建立以基本技能、专业技能、综合技能三大模块为主线的实践教学体系。实践教学做到三年不断线：一年级主要进行基本技能实训；二年级主要进行专业技能实训；三年级主要进行综合技能实训，让学生参加劳动部门组织的职业技能鉴定考核，获得相应工种的职业资格证书，实现职业资格零培训。
8.改革传统的毕业设计。可以将传统的毕业设计改为毕业综合实训，内容为设计、加工生产实用型零件。因为毕业综合实训是对学生职业技能的培养，与以往的毕业设计（论文）相比，实践教学的范围更广，意义更大，它不仅是学习和掌握岗位操作技能的关键环节，也是学生应用所获知识、技能和技术的一次综合训练。
9.加强教材体系建设。采用教育部高职高专规划与推荐教材和自编教材相结合的教材体系。教师根据现场调研、所任课程的发展现状编写讲义，力求贴近实际，使学生掌握较新的理论、技术、工艺，形成一套较为适用的教材体系。
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随着工业自动化技术的迅猛发展，现代自动生产加工系统中的控制和操作技术越来越复杂，往往综合了机械、气动、液压、传感器技术、PLC及伺服驱动、数控技术、机器人技术、通信技术、柔性制造及计算机集成制造技术等多门学科，因此对于工业现场的应用技术人员也提出较高的要求。对于培养生产一线的技术应用型人才的高等职业技术教育院校来说，提供模拟自动化生产加工系统的综合实训环节，培养学生的综合工程应用能力，满足现代化企业生产的需求是我们的教学理念。在教学中我们引入了德国某公司的F’MS50系统，也称为柔性制造系统机电一体化培训设备。
2系统的组成和功能
此柔性制造系统是一套模拟实际工业自动化生产中不同复杂程度控制过程的柔性加工中心。根据系统的不同运行状态，可实现对生产加工过程的改变和控制。图1所示为该物流系统的平面示意图，整个系统由以下13个工作站组成:①供料站;②检测站;③提取站;④加工站;⑤图像处理站;⑥装配站;⑦暂存站;⑧提取站;⑨成品分装站;⑩闭环柔性输送装置;⑧柔性加工系统上下料机器人;⑩数控车床;⑩数控铣床。
该系统的生产过程模拟短行程气缸的装配，其中包括的零件有:缸体、活塞、弹簧和端盖。整个加工系统的流程为:工件由送料站送人检测站~检测站检测工件的状况~将合格零件放人传送带上的工件运送车上~由提取站中的机械手上下料装置将工件放人加工站进行加工~再将工件放回传送带上~工件经过图像处理站时由工业图像处理系统检测将要进行装配的工件形状是否合格~合格工件进人下一个站(不合格工件将被剔除)~装配站中的五轴机器人对气缸进行组装(其中缸体由传送带运送，活塞储存在装配站的货盘上，端盖和弹簧储存在料舱中)~暂存站将装配好的工件暂存于高层仓库中(可按需要将工件放回到传送带上)一由提取站中的机械手上下料装置按工件的颜色将工件从传送带上放人成品分装站中~成品分装站完成成品输出。
此系统是一个可以扩展的可以连接多个工作站的系统，并在生产过程中可柔性地面对运行状态且可以按相应的情况控制物流。其主要单元是负责向系统内个工作站间输送零件的闭环柔性输送装置。每个工作站中都带有由STEMENS S7一300系列控制器和数字量vo模块组成的控制板，控制板与工作站的连接通过一根标准的vo电缆连接。传送系统的控制也由SIEMENS S7实现。工作站之间的通信由vo接口定义，传送系统内部的数据传送由AS一1(执行器和数字传感器组成的网络)总线实现。工作站与传送系统之间的通信通过vo接口定义。在FMSSo中使用SIEMENS的WinCC对系统进行监视，控制以及数据采集。为了实现WinCC和PLC之间的数据交换，该系统采用了Profibus一DP现场总线。WinCC发送数据到PLC，同时从PLC接收数据信息。通过WinCC在主机中按照级别的优先权监控每个设备的运行情况，并且通过一根电缆即可完成在线对PLC S7编程和故障诊断。
该系统包含实际生产加工的主要功能:来料分配、工件检测、工件操作(机械手上下料)、工件加工及处理、质量控制(图像处理)、自动装配(五轴机器人装配)、立体仓库(料仓)、工件输出、工件分拣、闭环柔性输送装置、数控加工等。使用该系统应可以完成不同复杂程度、各种主要课题的教学培训，如:气动技术、机械技术、通信技术、机械手技术、传感器技术、PLC技术、电气/电子技术、自动控制技术、传动技术、物流技术、数控技术和系统管理等。
3模块化工作站
构成柔性制造系统FMS50中的各工作站均包括独立的电气和可编程控制器单元，带有一个标准vo接口用于与PLC板的连接。机械和气动单元按照各工作站的不同生产功能可以由标准模块组装而成，灵活性较大，气动系统的控制原理相似。
以工件提取站为例，该站完成将工件从传送带上提取并将其放置在加工站上的分度盘上的任务。它的主要组成模块是完成x轴运动(运送工件)的无杆气缸A、完成:轴运动(提放工件)的扁平气缸(提升缸)B，气动平行抓手C(抓取工件)和由3片紧凑型阀组成阀岛CPV10及滑槽模块。气动控制回路图如图2所示。图中A缸和B缸控制回路中的单向节流阀用于控制两缸的行进速度;A缸控制回路中的两个气控单向阀在回路中形成气动锁，是一种安全措施，可使气缸在系统断电或停气时在任意位置保持不动。阀岛中的3个电磁阀C，M，M分别控制气缸A，B，C。其中C型电磁阀由两个常断式单电控二位三通电磁阀组成;M型电磁阀是单电控二位五通电磁阀。
模块化工作站的特点是工作站中的小型模块应该能够体现生产加工中的各种单独功能或组装加工，采用的控制模式与实际生产中相同，每个工作站均包含独立的电气及可编程序控制器单元且采用标准的电气接口，每个工作站本身可以单独用于教学实训，每个模块都具有相应的培训内容，各工作站之间通过电缆或总线连接可以形成不同形式的柔性制造系统。
4该系统的教学培训理念
