機電一體化技術論文精品(七篇)

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[論文摘要]機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。

一、機電一體化的基本概念

機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。與傳統的機電產品相比，機電一體化產品具有下述優越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。

（二）生產能力和工作質量提高。機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。例如，數控機床對工件的加工穩定性大大提高，生產效率比普通機床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作。

（四）具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制，具有復合技術和復合功能，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機電一體化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調節、自動保護和智能化等多種功能，能應用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求的應變能力較強。例如，電子式空氣斷路器具有保護特性可調、選擇性脫扣、正常通過電流與脫扣時電流的測量、顯示和故障自動診斷等功能，使其應用范圍大為擴大。

（五）調整和維護方便。機電一體化產品在安裝調試時，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中，而不需要改變產品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產品，可以事先存入若干套不同的執行程序，然后根據不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施，使工作恢復正常。

機電一體化技術和產品的應用范圍非常廣泛，涉及到工業生產過程的所有領域，因此，機電一體化產品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機電一體化產品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數控機械類。主要產品包括數控機床、機器人、發動機控制系統以及全自動洗衣機等。這類產品的特點是執行機構為機械裝置。

②電子設備類。主要產品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置。

③機電結合類。主要產品包括自動探傷機、形狀自動識別裝置、CT掃描診斷機以及自動售貨機等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置和機械裝置的有機結合。④電液伺服類。主要產品為機電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬能材料試驗機。這類產品的特點是執行機構為液壓驅動的機械裝置，控制機構是接受電信號的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產品包括傳真機、磁盤存儲器、磁帶錄像機、錄音機、復印機等。這類產品的主要特點是執行機構的動作由所接收的信息類信號來控制。除此之外，機電一體化產品還可根據機電技術的結合程度分為功能附加型、功能替代型和機電融合型三類。

二、機電一體化產品的構成及特點

機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看，機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現這種多功能一般需要機電一體化產品具備五種內部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能，而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。

（一）機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。

（二）動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能，去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。

（三）傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現，對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。

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（一）內涵

機電接口主要就是機電一體化產品中機械裝置與控制微機之間的接口，其是基于機電一體化而產生的。機電接口根據信息傳輸方向的不同，可以分為信息采集接口、輸出接口[1]。在機電一體化產品中，傳感器是一種較為常用的設備，在輸出信號的時候，一般采用模擬量方式進行檢測，時刻掌握發電機轉速，并且檢測差動變壓器位置。然而，在輸出控制量的時候，存在一個比較特殊的形式，就是數字系統。機電接口技術主要就是研究機電系統各項組成技術與子系統連接問題的綜合技術，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，共同構成了一個綜合系統，在實際應用中，實現了信息的交互與融合，在機電系統設計中發揮了至關重要的作用。機電接口主要是由硬件與軟件共同構成，在機電系統運行中，與環境及操作者之間成立一種有效連接，在物理通道中展開信息與能量的輸入、轉換及傳輸。在信息轉換的過程中，需要進行有效的交互與調整，實現機電一體化技術的協調與綜合，保證各系統的有效運行，充分發揮系統功能，實現預期的工作目標。

（二）分類

目前，機電接口主要包括以下幾種：智能接口、動力接口、機電接口、人機接口[2]。智能接口應用較為復雜，不同技術形式產生的信息形式也不同，并且在使用過程中，可以根據不同要求展開相應的改變。在各種信息轉換與傳輸的過程中，智能接口可以確保不同技術與子系統的有機結合，構成一個完整系統。動力接口可以有效連接動力源與機電系統，之后給予機電系統相應的驅動動力。在機電系統中，動力類型有很多種，主要包括直流電、交流電、液壓等，在系統中運用不同動力類型的時候，需要選用不同的接口形式，確保系統可以正常運行。機電接口的作用就是實現各種驅動系統的有效連接，并且將驅動信號轉變成執行信號，在轉變的過程中滿足傳感器運行要求。人機接口是機電系統與操作者之間存在的接口，通過這一接口，可以在操作者眼前呈現系統運行狀態，并且有效監控系統運行，實現人性化操作目標。

二、機電一體化發展及其發展趨勢

（一）機電接口技術對機電一體化發展的影響

近些年來，隨著社會經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提高，對一些事物的要求也在明顯提高。經濟的快速發展離不開科學技術水平的提高，傳統機械技術已經無法滿足現代人們日益增長的技術需求，需要對其進行改進與完善。從而在此形勢下，機電一體化技術應運而生，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，充分滿足了現代社會發展的技術要求。在機電一體化技術初始發展中，只是將電子技術與機械技術進行融合，接口十分簡單、便捷[3]。然而，隨著科學技術的不斷發展與進步，機電一體化技術水平也在不斷提升。目前，機電一體化技術不再是簡單的機電一體化產品，逐漸形成了一個復雜的系統，其系統內部接口也日益復雜?，F階段，機電一體化技術研究越來越深入、成熟，然而，簡單的技術研究已經無法滿足系統的運行需求，需要充分重視其復雜性研究。針對機電一體化技術而言，其復雜性較強，如果只是單純研究系統設計及其集成理論，根本無法充分實現系統的作用，為此，需要加深對機電接口技術的研究，在設計方面，加強對有關理論的融合，確保機電一體化系統的全面實施。在機電一體化技術發展過程中，越來越向智能化、系統化、微型化、網絡化方向發展，其系統內部接口要求越來越高，不僅要確保接口技術與系統技術的有效融合，還要確保信息傳輸的順暢。

（二）機電一體化發展歷程及趨勢

機電一體化發展主要經歷3個階段。一是，在20世紀50年代，電子技術發展越來越成熟，人們嘗試在機械工業中應用電子技術，進而刺激了機械產品與電子技術的融合，初步產生機電一體化概念。二是，在20世紀80年代，機電一體化已經發展了30來年，不管是技術還是產品性能都得到了很大的提升，技術更加成熟，產品性能更加健全。三是，在20世紀90年代末，微細加工技術、電子通信技術、光學技術等得到了快速發展，并且逐漸融入發到了機電一體化當中，使得機電一體化技術越來越成熟。我國機電一體化起步比較晚，現今已經取得了一定的成績，在機械工業中得到了廣泛應用。隨著信息技術的快速發展，人工智能機電一體化建設取得了很大的進步，在數控機床和機器人制造中得到了廣泛運用，促進了機械工業的進一步發展。系統化發展使機械系統更加開放，為多子系統的協調發展與綜合管理提供了可靠依據。同時，在綠色生產概念下，機械綠色化也是工業發展的必然趨勢，是人類保護生態環境資源的重要手段[4]。

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由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別，兩者間的聯系須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖，因此機電接口起著非常重要的作用：

（1）行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設備則不一定，因此必須進行電平轉換；另外，在大負載時還需要進行功率放大；

（2）抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統和控制設備在電器上加以隔離；

（3）進行A/D或D/A轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統和被控對象之間設置A/D和D/A轉換電路，以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間的匹配。

1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中，反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號（如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉速檢測用的測速發電機等）計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統運行的狀態信號，而計算機只能接受數字信號，要達到獲取信息的目的，就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。

2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中，控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號，并通過運算產生控制信號，達到控制生產過程的目的，應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號，以便驅動相應的執行器，達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。

3、開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中，需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數字量（開關量）信號包括：開關的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中，對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態，此狀態作為控制依據。

（1）輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號，所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道（DI）。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“ON”和“OFF”或數字信號“1”和“0”，但是其電平一般與計算機的數字電平不相同，與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設計問題，它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。

（2）輸出通道接口。開關信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關信號傳遞給開關執行器（如繼電器或報警指示器）。它實質是邏輯數字的輸出通道，又稱為數字輸出通道（DO）。DO通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅動器和輸出口地址譯碼電路等組成。

二、人機接口

人機接口是操作者與機電系統（主要是控制微機）之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向，可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令，干預系統的運行狀態，以實現所要求的功能。

1、輸入接口。

（1）撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備，若系統需要輸入少量的參數，如修正系數、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。

（2）鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有：

1）編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；

2）非編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便，但結構復雜，成本高；后者電路簡單，便于設計。

2、輸出接口。在機電一體化系統中，發光二極管顯示器（LED）是典型的輸出設備，由于LED顯示器結構簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜，因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單，是同名管腳上所加電平高低來控制發光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等，在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。

結語：

接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題，使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢，使系統各部分有機地結合在一起，形成完整的系統。接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的，隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要；同時接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展。從某種意義上講，機電一體化系統的設計，就是根據功能要求選擇了各部分后所進行的接口設計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統的控制性能，以及系統運行的穩定性和可靠性，因此接口技術是機電一體化系統的關鍵環節。

參考文獻：

[1]費仁元，張慧慧，鄭剛。機電接口技術的內涵和發展。北京工業大學學報。2003.（4）

[2]佘明輝。基于機電一體化系統接口技術的研究。江西電力職業技術學院學報。2006.（4）

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英文名稱：Mechatronics

主管單位：上海市科學技術情報研究所

主辦單位：上?？萍嘉墨I出版社

出版周期：月刊

出版地址：上海市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1007-080X

國內刊號：31-1714/TM

郵發代號：4-565

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1995

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期刊簡介

《機電一體化》（月刊）創刊于1995年，由上海圖書館、上海科技情報研究所主管，上?？茖W技術文獻出版社主辦，中國電工技術學會機電一體化專業委員會協辦。

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本小節主要從機電一體化的相關基本概念、機電一體化技術的基本特征、機電一體化的最新發展趨勢等三個方面對機電一體化技術做較為全面的介紹，接下來詳細介紹。

1.1機電一體化的基本概念

機電一體化技術從大的領域來說屬于機械領域，其定義版本較多，其中一種較為權威的定義表述如下：機電一體化一般是指在機械的設計與功能擴展中，應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，把機械系統的控制中心進行集成化，并且與安裝在計算上的上位機軟件實現雙向通信，一般來說，機電一體化技術也是一門交叉學科技術，涉及到的主要技術有通信技術，機械技術，微電子技術，電力電子技術等，機電一體化技術的核心功能就是把以上技術結合起來，形成一個整體并內嵌入機械系統中。

1.2機電一體化技術的基本特征

機電一體化技術作為一門應用廣泛的技術，有其自身的特點，通過實際調查總結和查閱相關資料，本文總結出了機電一體化技術的3個主要特點，接下來詳細說明如下。（1）應用的廣泛性：機電一體化技術由于涉及的技術較多，是一門涉及多學科的交叉技術，正是由于這一特點，使得機電一體化技術應用十分廣泛，已經遠遠超出了機械工程的應用范疇，當然，本文的研究重點還是放在機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢。（2）具有很強的邏輯性：由于機電一體化的核心任務就是把各種技術合理融合，應用到機械領域中，把系統的機械機構和上位機軟件控制合為一體，也就是形成一個統一的整體，從這個層面來說，機電一體化技術具有很強的邏輯性，或者說擁有很強的系統性。（3）機電一體化具有很強的最優化建模理論：機電一體化技術經過多年的發展，已經形成完整的最優化理論體系，相關算法可以參閱相關文獻，限于論文篇幅，在這里不再累述。

1.3機電一體化技術的最新發展趨勢

經過多年的發展，機電一體化技術已經形成了自己的理論體系，隨著我國高新技術不斷發展，越來越多的新技術被應用到機電一體化技術上，機電一體化的最新的發展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術，機電一體化技術也朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發展。

2機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢分析

本小節在上文介紹機電一體化技術相關知識的基礎上探討機電一體化技術在機械工程領域的當前應用以及未來的發展趨勢，結合實際，本文從機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析、機電一體化在現代機床控制上的應用、機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用等三方面簡單論述機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢，下面詳細討論。

2.1機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析

在國外，機電一體化技術應用到機械工程領域較早，通過查閱資料得知，美國在上世紀90年代就把自動控制設備應用與機械制造領域，我國相對起步晚，但是起點較高，20世紀60年代，我國通過引進蘇聯控制設備，逐漸把機電一體化技術應用到機械領域，并在20世紀80年代，實現機電控制設備國產化，隨著科技不斷進步，以計算機處理技術和無線通信技術為代表的新技術不斷應用與機電一體化技術，這使得機電一體化技術煥發出勃勃生機，應用領域進一步擴大。

2.2機電一體化在現代機床控制上的應用

機電一體化在機械工程領域很重要的一個應用領域就是應用在現代機床控制上，現代機床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現代機床的控制系統具有很強的抗干擾性，機電一體化技術由于采用計算機處理技術，處理速度快，精度高、內置多塊DSP芯片，抗干擾能力強。

2.3機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用

機電一體化技術除了應用與純機械工程領域，還大量應用于相關機械與電子相結合的控制領域，通過實際調查得知，我國全自動包裝機已經全部采用機電一體化技術，由于包裝機械不但設計機械工程知識，還涉及機電控制技術，微機處理技術等，所以一般的控制系統很難勝任，機電一體化技術由于是一門交叉學科，所以具有很強的靈活性，所以機電一體化技術較好的解決了這個問題，機電一體化把軟件控制和機械控制結合起來，融為一體，通過上位機軟件來控制包裝機的運行狀態。

3機電一體化技術在機械領域的發展前景

通過對機電一體化當前發展趨勢的調查研究，本文認為，機電一體化技術在機械領域的發展前景包括以下幾點：（1）專用化趨勢不斷加強：隨著機電一體化應用到機械領域的不斷深化，機電一體化技術表現出明顯的專用化趨勢。（2）智能化不斷加強：近年來，隨著人工智能等新技術不斷應用到機電一體化領域，機電一體化技術也呈現了智能化趨勢。（3）能耗低：節約資源，保護環境成為全社會的共識，在這種背景下，機電一體化技術積極加強自身改革，不斷研發新技術，把能耗進一步降低。

4結論

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【關鍵詞】機電一體化；技術；應用

1.引言

目前，我國工程機械正處于機電一體化的特殊發展時期，工程機械領域隨著機電一體化技術的引入，電子技術，自動控制，液壓技術等與機械技術結合起來，因為與高新技術的融合，這樣子提高了生產效率和機械性能。例如，機電一體化提高了機械的操作舒適性、燃油經濟性、作業效率、作業精度以及使用壽命等[1]。機電一體化是科技發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它是機械工業發生變革的動力，使傳統的機械設計方法和概念發生了革命性的變化。

特別是電子技術和自動控制技術，在工程機械中得到了廣泛的采用。由于經濟水平的提高和科技的進步，對于工程機械的性能要求也越來越高，這促使以微處理器為核心的電子、控制裝置在工程機械中得到了越來越普遍的應用，電子控制裝置的結構也越來越復雜。

2.機電一體化技術的研究

2.1 機電一體化的概念

機電一體化就是指在結構的主要功能、信息處理功能、控制功能和動力功能上引入電子科學技術，將機械裝置與電子化設計、軟件相結合的系統的總稱。它是工程領域中不同種類的技術的綜合，是建立在微電子技術、信息處理技術、自動控制技術等一系列技術基礎上發展起來的一種高新技術。它能代替和放大體力，并且機電一體化中的微電子裝置不僅僅可以取代某些機械部件，還能擁有很多自己的功能。

2.2 機電一體化的關鍵技術

機電一體化包含軟件技術和硬件技術。硬件部分包含機械本體、信息處理單元、驅動單元以及傳感器，因此，加快機電一體化發展進度，可以從下面各方面著手：

（1）機械本體：為了減少機械產品的重量，不僅僅可以再結構上加以改進，還可以考慮使用非金屬復合材料來代替鋼鐵材料，這樣子減輕了機械本體的重量，增加了實現驅動系統的小型化的可能性，進而可以改善快速響應等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息處理技術：提高信息處理設備的可靠性可以進一步發展機電一體化。提高信息處理的可靠性包括提高A/D轉換設備的可靠性和分時處理中輸入/輸出的可靠性，提高處理速度。

（3）驅動：很多設備使用電機作為驅動裝置，但是它在快速響應和效率方面還有很多弱點，因此，需要開發新的電機，如開發內部裝有編碼器的電機或是開發控制專用組件-電機和傳感器三位一體的伺服驅動單元。

（4）傳感器：傳感器是獲取自然界中非電量元素的工具，它的可靠性、靈敏度和精確度都時刻影響著機械工程的效率，目前正在開發非接觸型檢測技術。

（5）軟件技術：硬件的發展促使需要配套的軟件一起發展，軟件的標準化可以減少軟件的研發成本，提高維修效率。軟件的標準化包括程序標準、軟件程序的固話以及程序的模塊化等。

2.3 機電一體化的優勢和發展趨勢

機電一體化產品于傳統產品相比，有很多優勢：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因為自動控制技術的引入，使得機電一體化產品在生產過程中具有自動監視、自動診斷和報警功能。在生產過程中，遇到過壓、過載等電力故障時，會自動啟用保護措施，減少生產安全事故的發生，設備的使用安全性得到了顯著的提高。（2）生產效率和質量得到了顯著提高。由于自動信息處理和自動控制技術的參與，機電一體化產品的靈敏度和精度都有了大幅度的提高，自動控制使得機械操作的執行完全按照預計步驟進行，而不受工作人員主觀因素的影響，保證了產品的質量，同時提高了產品的合格率和生產效率。（3）機電一體化產品實現了復合功能，可以在更多場合得到應用。由于生產技術的提高，機電一體化產品的功能水平大大提高，它們具備自動控制、自動補償以及智能化等多種功能，因此可以被應用于各種不同的場合，甚至是不同的領域，滿足需求應變力更強。（4）更易于維修。機電一體化產品可以通過軟件來實現工作方式的變換，以滿足不同用戶的需求，這些控制軟件的程序在不改變產品硬件的條件下，可以由多種方式植入機電一體化產品的控制系統。

為實現更高的生產效率，開發新一代的機電一體化產品，研究新一代的機電一體化系統，研究和設計各種穩定高效，性能優良的機器人和機電一體化設備是發展趨勢。隨著人們對制造模式的認識的轉變，由質量第一向響應市場需求的轉變，使得機電一體化在制造模式領域又開辟了一塊新天地。

3.機電一體化在工程器械上的應用

3.1 機電一體化和機械工程的關系

在機械工程中引進機電一體化技術，大大提高了機械的性能，而反過來，由于機械工程性能的改善，使得機電一體化產品的應用領域更加廣泛，兩者相輔相成，相互促進，共同發展，形成了一個良性發展的循環系統。

3.2 機電一體化對機械工程的積極作用

由于技術水平的發展，現代施工中對機械工程的性能要求也逐漸提高，為達到施工質量要求，在施工過程中使用的器械要求功效高但是同時要求能耗小，要求具有很好的自動化程度以及精度，這些器械使用方法要求簡單，操作安全，并且具有很長的使用壽命。在使用過程中，要求能自動監視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發生，保障生命和財產的安全。這時，機電一體化技術的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它對工程機械發揮了積極的作用。

（1）降低了勞動強度。機電一體化產品和技術在工程機械領域的使用，大大降低了工作人員的勞動強度，而且還減少了由于操作人員缺乏經驗而造成對工程精度的影響。日本小松公司所生產的挖掘機配備運行軌跡控制系統能夠根據工作人員操作的鏟斗的運行軌跡，而自動感應角度信號，然后控制斗桿的運動軌跡，自動進行坡面的精確挖掘等動作，大大提高了生產效率。

（2）提高設備使用壽命。由于機電一體化產品集合了自動報警，監視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機械的相應系統如傳動系統、制動系統以及發動機的當前工作狀態，進行監視，若發現異常情況，馬上進行自動警報并實現故障定位，降低工作人員的維修難度，縮短維修時間，達到延長設備使用壽命的目的。同時降低了生產事故的發生頻率，降低了生產成本。

（3）環?；?。機電一體化工程機械的使用，大大提高了能源的利用率，符合國家的節能減排倡議。因此對傳統機械設備進行節能改造具有很重要的意義。日本日立公司的挖掘機由于安裝了自動控制系統，實現了對發動機的控制，因此使得對能源的利用率達到了八分之九十八，大大降低了能耗，傳統的挖掘機的能源利用率大約為30%。

4.結束語

我國要想全面實現機電一體化技術還任重而道遠，用微電子技術改造傳統技術的工作量很大，很有難度，而用機電一體化技術來加速產品更新換代速度的呼聲很高，但是它的實現仍很有壓力。雖然我國的工業結構等已經經過幾番調整，但那時由于諸多阻擾因素，效果并不明顯。但是由于機電一體化技術的有優勢很明顯，它的出現并不是巧合，它是科技進步的產物，它促使機械工業發生戰略性改革，使傳統的機械設計方法和理念受到了挑戰，并影響著傳統機械發生革命性的變化，它是推動產業革新的必經之路。因此，加快培養機電一體化人才有非常重要的意義。企業只有注重優秀人才的培養，才能在競爭中占據優勢。

參考文獻：

[1]孫永利. 機電一體化在工程機械中的應用[J].農機使用與維修，2009（1）.

篇(7)

論文摘要：機電一體化是現代科學技術發展的必然結果，本文簡述了機電一體化技術的基本應用，并對機電一體化專業就業前景及就業方向進行了分析。

0 引言

作為全國發展較為落后的省份，到貴州主政不到一年的省委書記、省長趙克志指出，工業強省戰略是貴州更好更快發展的必然選擇，因此，“十二五”時期貴州將重點實施工業強省戰略和城鎮化帶動戰略。在這樣的時代背景下，作為職業院校的一名教師，深感機電一體化專業又迎來了發展的春天。隨著現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。但機電一體化專業就業前景如何，機電一體化專業就業方向有哪些？這些問題成了很多家長和同學們想要了解的問題。

1 機電一體化技術的基本應用

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

1.1 在現代機械制造業中的應用

傳統機械制造業是建立在規模經濟的基礎上，靠企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的，它強調資源的有效利用，以低成本獲得高質量和高效率，其生產盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業是以信息為主導，采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業，其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造?，F代制造業集成了現代科學技術的發展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度。近年來，制造工程領域的新技術相繼誕生，如計算機數字控制、現代集成制造系統、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。

1.2 在飲料行業中的應用

機電一體化技術是當今發展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。機電一體化技術在食品、飲料包裝機械的開發、設計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產線的自動化控制水平、生產能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備?？梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產設備產品的質量，提高其國內、國際競爭能力。

1.3 在鋼鐵企業中的應用

在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。

2 機電一體化專業就業前景

有關研究報告顯示“機電一體化”一詞最早是日本提出的，在上世紀80年代初，日本名古屋大學最早設置了“機電一體化”專業。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列入“863計劃”中。機電一體化專業是精密機械——電子技術(含電力電子)——計算機技術等多門學科交叉融合的產物，屬高新技術，也是當前發展最快的技術之一，它是先進制造技術的主要組成部分。它的發展推動了當前制造技術的迅速更新換代，是產品向高、精、快迅速邁進，使勞動生產率迅速提高。由于我國逐漸成為世界制造業基地加上傳統企業面臨大規模的技術改造與設備更新，國內急需大量先進制造技術專業人才。而“十二五”時期貴州將重點實施工業強省戰略，因此我校機電一體化專業的畢業生可以立足貴州，放眼全國，就業前景很好，而且往屆畢業生普遍反應待遇較好。畢業生主要在各行政、企業、事業單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與調試以及技術管理等工作。具體就業方向有：

2.1 機電一體化專業

從事機電一體化液體灌裝生產線及商品包裝自動化機械運行、維護、管理、技術改造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才?？稍诖笮推【?、飲料、食品及商品包裝生產企業從事現代化自動機與生產線的維護和管理工作，也可在相關的自動機與生產線的生產廠家或設計部門、營銷單位從事技術工作。

2.2 機電一體化專業（計算機輔助設計與制造方向）

從事機電產品的計算機輔助設計（CAD）與計算機輔助制造（CAM），并熟練使用和維修數控加工設備的機電一體化高等技術應用性專門人才。

可在模具設計及制造、機械加工、塑料、五金、電子產品、計算機生產等企業從事數控機床的加工工藝設計編程，數控機床的調試、維護及加工操作，從事生產和技術管理工作，也可以從事國內外數控設備的營銷工作。

2.3 機電一體化專業(模具CAD/CAM方向）

從事利用計算機技術和數控加工技術對模具進行設計和制造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才。

可在模具、機械、五金、塑料、家電等生產企業從事模具計算機輔助設計與制造等方面的技術工作，也可在企事業單位從事與本專業有關的經營、管理工作。

2.4 機電一體化專業（機電CAD技術方向）

在機電一體化產品、設備的設計、制造、維修、管理、技術改造與服務過程中專門從事用電腦繪圖設計、信息處理和資料管理的高等技術應用性專門人才。

可在機械設計、制造與裝備行業、模具制造業，輕工、家用電器、電子制造業從事設計、制造、技術改造、產品營銷、設備管理與維護等工作。

市場調研發現機電一體化專業是一個寬口徑專業，適應范圍很廣。我校該專業學生在校期間除學習各種機械、電工電子、計算機技術、控制技術、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試，如維修電工，PLC程序設計師，CAD制圖員等國家級職業技能鑒定考試，學生必須考取相應的技能證書后才能取得畢業證，充分體現重視技能培養的特點。歷屆學生畢業后主要面向珠江三角洲各企業、公司，從事加工制造業，家電生產和售后服務，數控加工機床設備使用維護，物業自動化管理系統，機電產品設計、生產、改造、技術支持，以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等等。

參考文獻：

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京.科學出版社.2004.

[2]高鐘毓.機電控制工程[M].北京.清華大學出版社.2002.