機電一體化自動化精品(七篇)

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【關鍵詞】機電控制系統；自動控制技術；一體化設計

機電控制系統被制造業普遍運用，由于制造業不斷的發展，如今對機電控制系統的要求也就越發的高，為了跟得上這種高要求的發展，設計者需要將更廣泛的高科技元素融入其中，從而產生了自動化與一體化技術。

1 機電控制系統與自動控制系統的含義

1.1 機電控制系統內涵

機電控制系統的含義是指在無人參與情況下，運用控制設備將設備機器按照生產流程進行自動化預定設計運行操作。通過全方位的系統控制將控制對象和控制器相連接完成規定的目標。在機電控制系統中核心環節就是控制。在技術層面上來講，機電控制運用了傳感檢測、伺服傳動、通信以及自動控制等多項綜合性技術手段，在信息處理和計算機微電子等技術領域上也有相關的應用和涉及。通過涵蓋各方面的技術領域和技術理論最終形成四位一體的綜合性系統技術。機電控制系統通過遠程操控，管理人員運用計算機等網絡系統進行異地網絡平臺的實時操控。

1.2 自動控制系統

自動控制系統是指讓被控制對象按照預定的運行原理通過控制器的控制來進行自動的規律性運行。自動控制技術的核心是它所具有的實用性以及協調有效性等特征。自動控制系統依照控制內容分為不同的方面，高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷和校正控制等方面。

2 機電一體化設計構想

作為機械制造業的大國，我國對機械產品的需求越來越高，在信息化發展的進程中，機械制造業逐漸的融入了一體化的思想，使得機電設備更好的為制造企業服務。我國是機械制造業發達國家，對機械產品的要求是特別高的，在信息化發展的過程中，機械制造業正向一體化思想逐步邁進，這就讓機電設備能夠在制造企業做出更多成就。機電一體化的理論起源日本，在這樣一理論指導下，日本設計出來功能一體化的設備，其中最為典型的就是軟件、電子以及裝卸三者有機結合，使得普通的機電設備供更為強大。機電一體化的理念逐漸的被世界各國所接受，并且在原有理論的基礎上融入了更多的動力元素，進而形成了目前的機電一體化設計系統。研究人員對該系統的進行了基本的邏輯構想，他們認為現代的機電一體化系統應該具備智能化、模塊化等功能，在這些功能的基礎上，加進機械技術以及自動化控制技術，進而使得機電一體化系統具備優化配置項目的功能，使得系統的性能更加的優越。在設計機電一體化系統時，設計人員首先要對整個系統進行深入的研究分析，之后依據分析結果總結出設計方案的優缺點，最終設計出最佳的方案，方案完成之后還需要經過多次的考察，不斷的修改與完成，最后才算是真正的定稿。設計系統是否滿足要求，判定的標準就是該系統是否達到既定的目標，如果沒有達到還需要進行充分的設計優化。從某種程度上來說，機電一體化系統就是設計人員意識形態最好的體現，在該系統中，設計人員將自身的理念融入其中，最終形成實體。

3 機電一體化產品設計方案

機電產品的設計就是一項高難度的工作，所以機電一體化產品的設計的難度可想而知，其既是一項高精度的工作，同時也是一項綜合性要求高的工作，在設計過程中，設計人員及要掌握機電產品的相關理念，同時還需要掌握機電技術，兩者相互配合，進而完成最終的設計結果。此外，機電一體化設計工作還要求設計人員了解機械產品的各項參數要求，比如產品造價、精度要求等，另外，還有一點設計人員必須考慮，即市場的反應，設計的機電一體化產品必須以市場需求為準，否則難以在市場上立足，設計也會以失敗告終。一般情況下，機電一體化產品的設計可以劃分為兩步：第一步是開發設計，其設計的目標就是讓產品能夠達到性能要求；第二步是適應性設計，這一步主要是依據現有要求標準，對產品的細節以及功能進行完善，以使其性能得到最佳的優化。

4 機電一體化產品的設計方法

機電一體化產品的設計方法多樣，具體選擇哪種設計方法，主要是根據產品類型而定，通常情況下，設計人員主要是用三種設計方法，筆者總結如下：

4.1 取代法

該種設計方法一般情況下應用在電子線路中，其主要的功能就是代替機械式控制，以使機電產品更容易控制。傳統的產品控制系統通常時候機械控制機構，但是在機電一體化設計方案中，將其用電子線路來替換，控制效果如何主要與電力線路設計是否完成有一定關系。如果機電產品只有單純的依靠機械來運行，一般而言，只有單一機械能夠完成控制工作，而是用電子線路來控制之后，主要是應用先進的計算機設備來完成控制任務，在控制中，傳統的接觸式控制企業逐漸的被取代，變為變速裝備。這種設計既能夠是機電一體化產品質量得到有效的提升，同時其實用性也明顯的增強，與此同時，原有的機械機構也得到了相應的簡化，使其結構更加簡單易懂。這種設計方法與機電產品原有的結構基本上相同，因此改善起來更加容易，但是因為原有的機械產品限制明顯，在設計時無法真正的做到全新的改革。

4.2 整體設計法

該設計方法主要針對的是機械產品的電力部分以及機械部分，通過合理的設計將兩者有效結合，使其成為一個有機整體。為了能夠使機電產品性能高，價格相對低廉，則需要將上述兩個部分進行連接設計。整體設計方法是一種全新的設計理念，但是其并不摒棄所有的傳統設計理念，而是調出傳統思維，以一種全新的方式，設計出性能更加優良，質量更有保證的產品，這是該種設計方法所要達到的基本目標。

4.3 組合法

該種設計方法主要是將機械產品中所涉及到的各種功能模塊進行有效的組合，進而使其成為一體化系統。但是在組合設計時，需要注意的是，不能采取單一組合的方式，這種方式無法完成預期的任務，必須整體組合，才能使各個功能模塊的性能更優良，實現預期目標。這種設計方法，設計時間段，而且質量也能夠有所保證，并且制造成本相對來說也比較低，后期使用期間，生產與維修更為方便。

5 結束語

綜上所述，可知對機電控制系統自動控制技術與一體化設計進行探討非常必要，尤其是在技術高速發展的今天，一體化技術會成為機械制造業發展的主流，成為未來機械設計的主導，因此需要對其進行深入探討。

參考文獻：

[1]黎洪洲.機電控制系統自動控制技術與一體化設計[J].信息系統工程，2013（8）.

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【關鍵詞】 機電一體化 工程機械

機電一體化又被稱為機械電子學，是機械和微電子技術緊密結合在一起的學科，并在工程機械領域有著廣泛的應用。隨著信息、自動化以及傳感器等技術的發展，機電一體化的發展令人吃驚，成為了推動工程機械行業乃至整個工業發展進步的強大動力，它促使工程機械向著智能化的領域發展。毫無疑問，機電一體化是工程機械領域未來發展的一個十分重要的方向。

1 機電一體化的發展趨勢

1.1 人性智能化

人性智能化是機電一體化發展的一個重要方面，其指為機械賦予人類的思維或者利用仿生學原理研制機械。隨著社會的飛速發展，人們對于機械的要求不再僅限于其能完成所設定的任務，更多的時候人們要求機械能夠人性化、智能化，能很好的模擬人類的思維模式或者行為，與使用者進行人機對話。機械的人性化、智能化不僅是人們對于人工智能的追求，也是人類科技不斷進步的表現。相信借助發達的信息、自動化及傳感器等技術，在未來實現工程機械的全面人性化、智能化是很有可能的。

1.2 標準模塊化

標準模塊化不僅是機電一體化的發展方向，也應該是未來工業的發展方向。機電一體化產品種類繁多，各家公司生產的產品的接口、輔助軟件等都不同，導致了產品的替代性較差，選擇了一個品牌的產品就很難用其他品牌的進行替換，不利于機電一體化的發展。因此，機電一體化的標準模塊化的意義重大。利用統一的標準開發生產產品，使機電一體化產品的生產標準化、系列化，不僅有利于機電一體化產品的開發使用，而且也會給機電一體化的發展帶來更好的機遇。

1.3 安全微型化

機電一體化的安全化并不只是指產品的使用安全，也是指其對人類的生態環境的安全。安全化的機電一體化產品使用時對生態環境的危害較小，報廢后能后回收利用；機電一體化的微型化指的是機電一體化產品向著微型化方向發展。隨著納米技術不斷的進步，超精密加工技術的進一步發展，體積更小、功耗更低、應用范圍更大的微型化機械一體化產品的開發應用指日可待。

1.4 網絡開放化

在計算機網絡技術高度發達的今天，任何一個領域想要發展，就必須開放，就必須與網絡接軌，融入全球化的環境中。計算機網絡通過各個計算機終端將世界連接在一起，豐富的信息在這個網絡平臺中互相流通，人們可以方便的獲取想要的信息。機電一體化產品的網絡化、開放化，不僅有利于優秀的產品的推廣，更是為相關技術的整合交流、配件的采購提供了一個廣闊的平臺。因此，機電一體化產品毫無疑問會向著網絡開放化發展。

2 機電一體化在工程機械中的應用

2.1 降低功耗，提高生產率

一般的工程機械使用時功耗較高，但是生產效率確較低，例如傳統的液壓挖掘機不僅功耗較高，能量利用率不到30%，而且生產率較低。但是應用了機電一體化技術的工程機械利用先進的電子控制系統使機械的功耗大大降低，生產率明顯提高，例如采用了卡特電子系統的液壓挖掘機，功率利用率明顯提高，從而使機器的生產率大大增加。又如將機電一體化技術應用于柴油發動機，由于電子調速器等的應用，使柴油發動機可以根據不同的工況選擇不同的工作模式，降低了柴油發動機的功耗，增加了柴油發動機的工作效率。

2.2 提高精度，增加良品率

機電一體化技術在工程機械中的應用，通過精密的電子控制系統，大大增加了工程機械作業的精度，使得整個生產過程的良品率大大提高。傳統的機床加工的產品的精度很多時候是依靠操作人員的經驗和操作的熟練程度，產品的良品較低。而應用的機電一體化技術的數控加工機床或者加工中心的加工精度顯著提高，其可以根據控制系統的命令自動進行作業，并根據反饋系統的信號及時調整作業，產品良品率大大提高。比如最先進的數控金切機床的加工精度已經可以達到0.001mm左右，超精密數控機床的微細切削和磨削加工精度可達到0.05μm左右。

2.3 實現作業過程自動化或者半自動化

將機電一體化技術應用于工程機械械，可以實現工程機械的自動化或者半自動化控制，從而減少了機械操作者的工作強度，提高了工程機械的作業精度。先進的工程機械大部分已實現半自動化控制甚至全自動化控制，例如三菱公司研發的挖掘機，操作人員通過在操作面板上設定鏟斗的運動軌跡，再有微機控制系統控制機器的作業，整個作業實現了自動化。又如一些小型煤礦掘進機要在低矮的礦山內作業，工作條件不允許操作人員進入，這時就必須應用機電一體化技術，利用電子控制系統等，實現掘進機的無人全自動化作業。

2.4 其他方面的應用

機電一體化在工程機械中的應用還有許多，一些起重機采用了電子力矩限制器，能自動檢測出起重機吊載物體的質量以及起重臂的角度等，從而實時監控其工作的安全情況；一些化纖行業的機械中運用了配備有測速控制器、傳感器等的精密卷繞控制系統，可以自動控制機器的卷繞交叉角的角度等，提高了機械作業的精度；還有很多工程機械裝有電子監控系統，可以實時監控機械液壓系統等各個系統的運行工作情況，及時發現故障問題并自動報警，從而提高了機器的安全性和可維護性。

3 結語

機電一體化不僅是工程機械行業的發展的趨勢，也是世界整個機械行業的主要發展趨勢。由于人們對于工程機械智能化的追求，機電一體化在工程機械中的應用會越來越來廣泛。相信隨著科學技術的飛速發展，機電一體化技術將會迎來更廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京：機械工業出版社，2004.

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關鍵詞：機電一體化 主功能 動力功能信息處理功能 控制功能

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。

（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。

（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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關鍵詞：機電一體化;采礦工作;煤礦企業

煤炭開采技術直接影響煤礦礦井的產能釋放，隨著煤礦開采地域的不斷擴大和延伸，以及采煤機械的更新換代，傳統采煤工藝已經不能滿足國家發展對能源的需求，現代綜合采煤工藝的發展進步必須通過不斷創新才能跟上時代步伐，因此機電一體化技術在煤礦行業的應用越來越重要。

1.機電一體化的基本概念及其構成要素

1.1 機電一體化的內涵

機電一體化是最近幾年新出現的自動化技術，并且很快得到了高速發展，成為許多行業技術改造的重點方向。所謂機電一體化，是指融合了電子信息、機械設備、電腦軟件等多門學科技術為一體的綜合技術，它綜合了不同學科知識和技術特點，將它們有機的整合在一起，形成了一門獨具特色而又具備廣闊發展潛力的技術應用方案，能夠有效提升工業生產效益和效率。

1.2 機電一體化技術的特點

（1）安全性高。機電一體化技術具備十分強大的應用功能，能夠實現自動監控、實時數據傳輸、緊急預警以及自我更新和恢復等智能化操作，對于在生產過程中出現的任何意外情況，例如電路短路、工作負荷過大、電機失靈等問題，都能夠及時檢測并報警，可以有效防范事故風險的發生，不斷提高生產安全性和穩定性，保證良好的安全生產環境，提供企業的綜合生產效益;

（2）實操性強。機電一體化技術所采用的各種設備具有高智能化特點，大大降低了人工操作的工作量，使得操作過程更加簡單和規范，避免了由于人工操作帶來的各種失誤，顯著提高了生產過程中的安全性和穩定性。

（3）實用性大。與機電一體化技術相配套的各種設備和儀器，都具有較高的自動化水平和智能化程度，能夠有效提高日常保養和故障檢修工作性能，可以通過提高相關配套儀器和設備的自動化程度來加強整個一體化生產系統的自動化水平，降低人為因素對生產設備操作的不利影響，從而不斷提高生產操作的規范化水準，保證更高水平的工作質量和效率，提高企業的總投入產出比。

2.機電一體化的核心技術構成

2.1 機械本體技術

要改善和提高機械設備的總體工作效率，必須從三方面來努力：自身重量、加工精度和產出量。當前，機械加工對象都是各種金屬材料，降低加工自身的設備重量，可以有效提升機械加工效率，一般考慮利用非金屬材料配件來置換不重要的金屬部件。通過降低加工機械設備自重，可以提高加工設備小型化水平，不斷提高加工設備的工作反應速度，降低能耗，提高加工效益。

2.2 信息處理技術

機電一體化與信息技術的融合程度正在不斷深入和加深。為了提高機電一體化的應用水平和生產力，可以通過信息化改造來實現。利用信息科技提高工業生產綜合效益，是未來工業技術發展的主要方向之一。

2.3 信息傳感技術

機電一體化的傳感技術主要是因為它可以通過光纖和電纜傳感器能夠提高其傳感器的安全性以及可靠性，在采礦應用過程中具有很高的安全性能，對防止電磁干擾具有很大的抵抗功能。

3.機電一體化技術在煤礦中的應用

3.1機電一體化技術在采煤機的應用

機電一體化技術在煤礦行業最典型的應用在于電牽引采煤機設備的開發和推廣，這種機電一體化采煤機相比大多數電牽引采煤機具有多種特點和優勢：第一，電牽引采煤機最主要的特征就是它具有良好的牽引特性，電牽引采煤機在前進過程中可以不斷地提供牽引力;第二，電牽引采煤機能夠保證在采煤系統下滑作業時進行發電制動，其軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因此非常適用于大傾角煤層的開采，尤其適用于50°±10°傾角范圍的煤層，并且不需要其它防滑裝置;第三，電牽引采煤機易損原件少，除了電動機的電刷和整流子容易磨損意外，再無其它易損元件，因此具有維修量小、運行可靠、壽命長、效率高等優點。

3.2機電一體化技術在提升機的應用

礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，典型產品為全數字化交直流提升機，其中以內裝式提升機最具代表性，該設備在結構上采用合二為一的驅動和滾筒裝置，大大簡化了機械結構，充分體現了機械、電子、計算機以及自動化技術的有機結合。

3.3機電一體化技術在皮帶機的應用

我國煤礦井下輸送系統的主要運輸設備是皮帶機，它能夠滿足長距離連續輸送，并且皮帶機具有輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等優點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置，我國煤礦皮帶機一般采用3點驅動技術，并且需要相應地限制輸送機的單機長度和運量，該項技術與世界發達國家相比存在著一定的差距。

4.煤礦機電一體化技術的發展趨勢

煤礦機電一體化是隨著機電一體化的發展而發展的，它與機電一體化的發展是統一的，同步進行的。煤礦機電一體化未來發展趨勢如下：第一，煤礦機電設備更加智能化，智能化系統是21世紀才開始流行起來的新興技術，其使用范圍和完善水平都存在著明顯缺陷，因此煤礦機電設備的智能化成為一個重要的研究方向;第二，煤礦機電設備更加微型化，微型化在煤礦機電一體化中的應用并不成熟，它伴隨著微電子技術的興起而發展;第三，煤礦機電設備更加系統化，煤礦企業機電一體化所包容的范圍越來越廣，所使用的技術范圍也逐漸擴增，隨著這些種類的繁多，就產生了一個關鍵的問題：如何能夠使這些差異很大的技術有機的組合起來，以發揮更大作用。迄今為止，尚未有一個國家或企業能夠很好地充分利用這些技術的優勢，無法避免其缺陷，因此該項內容也成為今后發展的一個重要方向。

5.結論

總之，通過本文論述，我們在對機電一體化這項技術逐步了解的前提下，我們深知：對于如何使其在煤礦企業中得到落實和運用還需要很多工作要做，但無論如何，我們必須重視機電一體化在采礦中的作用，最大發揮其在行業中存在的潛在價值，在煤礦企業開采過程中嘗試落實這些技術的應用，為提高煤礦企業生產效率創造良好條件。

參考文獻：

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關鍵詞：機電一體化技術；理論教學改革；實踐

作者簡介：熊小琴（1983-），女，湖北黃岡人，武漢生物工程學院機電工程系，講師；謝丹（1983-），女，湖北荊州人，武漢生物工程學院機電工程系，講師。（湖北 武漢 430415）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0033-02

眾所周知，制造業是我國的支柱性產業，也是自動化程度較高的行業。如今為提高產品質量與生產效率，制造企業越來越多地采用自動化生產設備和制造技術，而自動化生產制造的核心技術是機電一體化技術。所謂機電一體化技術即機械技術與電子技術的融合，是一項集控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和計算機信息技術等于一體的綜合性技術。

通過為期三年的機電一體化專業教學實踐及對走上工作崗位的機電一體化專業畢業生的訪談，筆者了解到目前機電一體化專業畢業生的瓶頸所在，即學校學習的理論知識較多用不上，能用得上的理論知識又不知如何應用于實踐，普遍動手能力較差。針對這一現象，結合目前機電一體化人才市場對畢業生的具體需求情況，筆者對其主講課程“機電一體化技術”的教學改革進行了研究與探索。對該課程的教學改革提出了自己的思路，目的在于提高學生的動手能力，以盡可能地減少理論與實踐脫節的現象。

一、課程理論教學改革

1.教學內容的取舍應以夠用為原則

相對于重點院校，三本院校的機電一體化專業學生在知識接受能力及學習積極性方面稍差一些，有關基礎課程學得不夠扎實，給本課程的學習帶來較大的困難。

首先，作為教師要認清這種形勢，在給學生講授“機電一體化技術”課程之前應先給學生定位，定位包括依據學生原有的知識結構及目前市場上對該專業崗位能力的具體要求針對性地選擇教學內容，并以夠用為原則。如在講授機械傳動技術時，由于學生缺乏系統建模所需的積分變換方面的數學知識，而且已上崗學生基本上主要從事操作性工作，所以就可將機械傳動系統的數學建模忽略，重點講授機械傳動系統的特性及常見機械傳動系統的故障分析及處理方法；又如在講授機電一體化技術時，考慮到從事機電一體化相關工作的畢業生主要從事電機驅動控制，尤其是步進電機驅動控制，因此將伺服傳動技術，尤其是步進電機伺服傳動技術作為教學重點。

其次，作為教師要認清每個學生知識結構存在個體差異，這種個體性必然會導致參差不齊現象的出現，因此選擇課程內容時應遵循在夠用的基礎上盡可能地使大部分同學能夠接受。如每堂課開始時，首先給學生講授該堂課所必須掌握的基本知識，然后再進行擴展，這樣既可照顧到起點較低的學生又可給基礎較好的學生有進一步學習的空間。

2.充分運用現代化教學手段，不斷提高教學效果

相比于原來單一的粉筆教學，多媒體能把現場圖片、聲音、動畫等展現給學生，使學生接受到更多信息，教學效果會好很多。尤其是對于“機電一體化技術”課程，由于機電一體化技術普遍應用于自動化設備（如數控機床、加工中心、機器人等）和自動化生產線（如柔性制造系統等），而學生基本未見過上述自動化設備和生產線，即使有些學生見過，也應未見過其內部核心結構，然而它正是涉及到機電一體化技術的關鍵部位，那學生就無法了解自動化設備和生產線是如何利用機電一體化技術進行工作的。

另外機電一體化技術是集控制技術、伺服傳動技術、傳感檢測技術、計算機信息技術等于一體的新興綜合性學科，具有涉及面廣、綜合性強的特點。因此，要想學生掌握好該課程并懂得應用該課程的知識點，就必須在教學過程中將自動化設備中的內部結構及其工作過程展示給學生，在沒有多媒體之前這種展示是難以實現的，但有了多媒體之后這種展示是很容易實現的，并且是很直觀的。借助于多媒體不僅可以將現實中的自動化設備搬至課堂上，而且還可以讓學生清晰地看到其內部結構及其工作過程。這樣在課堂教學中既有理論講解又配有圖片及動畫，圖文并茂，學生的學習興趣大增，教學效果便可以得到極大提高。同時，教師在教學的過程中再結合實體教學，教學效果便可以達到事半功倍的效果。

3.注重知識向能力轉化，培養學生的實踐能力

“機電一體化技術”課程至少由五種知識體系構成，而學生在學習“機電一體化技術”課程之前已分散地學習了該課程所包含的部分知識體系，但是在學生的腦海中只是將這些知識體系當中的部分知識進行了簡單的堆積，并沒有形成一個完整的知識系統。因此，教師在上課時除了講解基本知識之外，應更多地注重講解各部分知識體系的內在聯系以及如何使用所學的知識體系構建和分析機電一體化系統，進而使知識轉化為分析和解決問題的能力。如在講授機電一體化技術時結合學生比較熟悉的數控機床進行講授，并利用實踐教學時間帶領學生進入機電實訓室，提出與實踐相關的問題，讓學生結合課堂所學的理論知識進行思考并作答；又如在講授機電一體化技術應用時結合歷年高職院校參加的機電一體化技能競賽作品進行講授，這激發了學生對機電一體化技術的學習興趣，從而為學生將知識轉化為分析和解決問題的能力打下堅實基礎，也使學生積累了一定的實踐經驗。

另外，掌握知識與提高能力是相互依存、相互促進的。能力是在學習知識的過程中逐漸形成的，而能力的提高又促進知識的學習和積累。所以，在教學過程中教師要注重傳授學生知識的同時注意開發學生的智力，培養其學習的能力，并著力使學生學習的各種知識轉化為學生相應的實踐能力。

4.理論教學和實踐教學緊密結合，防止理論和實踐脫節

理論聯系實際是教學應該遵循的重要原則，對于“機電一體化技術”課程教學尤其如此，對此應做好以下三點：

第一，教學過程中采用“啟發式”教學，引導學生學好理論，以理論為主導，同時注意聯系實際講授基本原理、基本知識，且要講透徹，整個課程內容強調理論知識的針對性和應用性。如在講授傳感檢測技術時結合典型的機電一體化系統——數控機床和工業機器人。一般情況下，這兩種系統不會用到教材編寫的所有傳感器， 因此對于教材中的傳感器均詳細講解并無必要， 于是這一板塊的教學設置偏重于光柵、光電編碼器、測速發電機三種傳感器，壓縮理論推導，強調三種傳感器的應用及其在檢測系統中的連接問題。

第二，教學過程中積極推動“行動導向教學法”，重視培養學生運用知識的能力，通過教學實踐（如實驗、參觀和實訓等）引導學生如何做到理論聯系實際。如在學生一周的實訓期內，由教師將學生分組并布置實訓任務，通過實訓指導書和實訓任務書讓學生了解實訓要求和規范，隨后監控整個實訓過程，盡量發揮學生的主觀積極性。學生在規定的時間內對整個實訓任務進行思考、研究、分析和實施，完成實訓項目。規定的實訓時間到，每組學生停止工作，由教師對每組實訓結果進行現場公開演示、點評，根據綜合表現評定成績。通過這種公開點評的方式讓各組認識到不足，形成組間競爭，促使各組不斷改進技能，從而促進運用知識能力的提高。

第三，教學過程中組織各類有效的教學實踐，如引入集傳感器技術、電子電氣技術、P L C技術、裝配技術、傳動技術和機械技術等于一體的機電一體化綜合教學培訓系統。學生通過機電一體化綜合教學培訓系統不僅可以進行各單科知識的學習和實踐，而且還可以進行機電一體化系統的綜合訓練。培養和樹立學生的實踐精神，使學生樂于實踐，勇于實踐，勤于實踐，具有較強的創新精神和創新意識，在實踐中不斷發現問題并解決問題。

二、課程實踐教學改革

實踐教學是技術應用能力形成的重要環節，也是包括機電一體化在內的相關專業教學的重點。在實際操作中應結合本校實踐教學的基本條件，緊緊圍繞機電一體化專業的教學大綱開設與本專業培養目標一致的綜合性實驗課，以達到預期的目的。如建立以機電一體化設備維修能力培養為主線的實踐教學體系，即基本技能訓練—專項技能訓練—綜合技術應用能力訓練?；炯寄苡柧殹ｍ椉寄苡柧氈饕趯W院內完成，且側重單項技能訓練，主要包括金工實習、數控實訓等，同時學生還要進行基本技能（鉗工、機加工、電工）、職業基本素質（數控車、銑、線切割的編程和操作）的訓練；綜合技術應用能力訓練由學院和企業共同完成。

三、結語

隨著我國制造業自動化程度的提高，企業對機電一體化專業畢業生提出了更高的要求。面對這種要求，三本院校或高職院校只有培養出適應機電一體化人才市場需求的畢業生才能在市場競爭中占有一席之地。本文針對培養適應市場需要的機電一體化專業的學生，對“機電一體化技術”課程的教學改革進行了探索與思考，在教學中實行理論實踐一體化教學，不斷優化教學內容，在教學實踐中取得了較好的效果。在今后的教學工作中，根據企業對學生知識結構和操作技能的要求設計出更多與機電一體化技術實際應用相關的教學項目，并且這些項目具有一定的前瞻性，能夠提高學生的綜合技術應用能力，使學生更快更好地掌握機電一體化技術，更好地應用這門技術，從而更好地適應制造業自動化的需要。

參考文獻：

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[3]梁景凱，蓋玉先.機電一體化技術與系統[M].北京：北京工業出版社，2011.

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【關鍵詞】煤礦；機電一體化技術；運用

隨著社會的飛速發展，機電一體化技術得到了廣泛的運用。在煤礦生產過程中，機電一體化的深入直接影響到生產成果。經過不斷的實踐積累，機電一體化已經不但是機械技術和電子技術的雙重疊加，而是為達到平衡功能而裝置的科學探測手段。該技術的廣泛應用將電子設備和信息處理功能相互融合。筆者作為工作在一線的技術人員，對機電一體化技術在煤礦生產中的運用進行了簡要研究。

一、機電一體化技術在煤礦生產中的意義

機電一體化技術在煤礦事業中得到了廣泛的運用，它是機械系統和微電子產業的有機結合。隨著現代化煤炭工業發展的高速步伐，強大的機械作用為工業發展帶來了源源不斷的發展動力，使煤礦產業更加健全和豐富。機電一體化對煤礦企業的意義深遠。從煤炭生產的角度上來說，它的發展經歷了手工、炮采、機械化三個階段。而在機械化階段，機電一體化使煤礦開采的產量不斷提高，生產效率達到了飛速提升。

煤炭的發展直接影響了工業產量的提升。據統計，我國每年煤礦開采的年產量從幾百噸發展到了幾千萬噸。一些先進的企業、礦業在一個采礦工作面生產力就能達到五百萬噸，例如神華集團有限責任公司、河南煤業化工集團有限責任公司、山西焦煤集團有限責任公司等等。在大型企業的發展中，機械技術占有整體系統構造的百分之八十以上，這就要求機電技術能夠更加科學和完善。

二、機電一體化在煤炭生產中的優勢和劣勢

機電一體化集中了機械、電子、計算機和信息技術，這種綜合技術與煤炭采集的機械技術結合起來，相互交匯成一種新興的綜合技術。通過這樣的集合，機電一體化的本質已經不再是單純電子技術的簡化，而是形成了全面綜合的機械控制系統。

機電一體化技術在煤炭生產中具有以下特點：從其發展優勢來說，機電一體技術的發展更具有很高的安全性和可靠性。由于煤炭挖掘采集具有一定的風險性，對于機械開采技術的強化至關重要。為了減輕人力的勞作風險，機械一體化采用自動監視、自動報警、自動診斷等功能，大大簡化了各項煤炭企業所需的技術。尤其是機電一體化自動監控技術，精簡了煤礦開采、運輸等機械操作的步驟，并且具有操作簡單、使用方便、適用范圍廣、生產能力強、工作質量高等特點。機電一體化產品的各種功能適用于煤炭開采的不同場合，極大的提高了煤炭技術監控和探測的靈敏程度。經過一定的發展和轉變，整個機械系統更加方便，尤其是自動檢驗和自動監視的功能，能夠使機械故障得到最大程度的保護和維護，即使在錯誤狀態下，工作也能恢復正常。

在煤礦生產中，機電一體化也有一定的發展劣勢。例如：高投入、高耗能、高戰線。在這樣的特點中可以看出，由于企業需要強大的工作效率，勢必要采取機械的高耗能。這樣一來，就需要要淘汰大量的不易開采的呆滯、遺留煤柱和無法開采的薄煤層，可能會造成資金的大量投入。針對這樣的情況，應該合理設計淘汰和改造落后的機械設備。例如：MGD150NW采煤機、綜采液支架、自耦減壓起動控制柜、煤礦鋼絲繩損傷定量檢測系統，這些設備都可以提高功效、增加產量，提高人身及設備的安全系數。

三、機電一體化技術在煤礦生產中的創新和應用

煤炭生產操控系統融合機電一體化技術主要體現在以下幾個方面：

（一）機電一體化技術在煤炭系統中達到自動控制

在機電一體化技術中，在線監控、自動警報和故障診斷都具有重要的作用。對煤礦機械的電動機、傳送系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等在線監控，能夠在煤炭事業開展的過程中，進行精確的運行狀態實時監控。一旦該系統出現故障問題，就能自動報警并且上報故障的具體部位，逐漸改善操作員的工作條件，確保工作人員的工作安全。

在提高工作環境的同時，加強機械的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低機械使用和維修的費用，縮短停機維修的時間，加長煤炭開采運輸機械的使用壽命。例如，在采煤機變頻器上，安裝PLC控制系統，使得機電一體化實現多種情況之下的在線監控和故障檢修，并對煤礦中的電氣設備進行更加人性化、智能化的設計。

（二）在煤礦生產中提高開采、運輸的效率

為了節省能源，降低煤業中的各項損耗，提高生產效率，要對機械一體化中的某些技術進行調節。例如：井下使用的膠帶運輸機、提升機、通風機等，都必須從傳統的控制系統中進行更新，使用變頻啟動、PLC控制系統。升級后的系統節電量都可以達到百分之三十左右，在確保生產質量的情況下，生產效率也大大提高了。

（三）在煤炭運輸中加深自動化或者半自動化的程度

煤礦機械為了實現自動化或半自動化的控制，可以減輕機械操作者的勞動強度，逐步提高生產效率。最大程度上減少因操作者的經驗不足，對作業精確度的影響。例如：在某套薄煤綜合采集設備中，在機電設計中，將系統設定成為為微電腦操控，只要在支架操作控制器上輸入程序，支架就會自動連續動作起來，從而實現遠程操控操作和無人操作系統。

其實，在一些國外煤炭企業中，所需的生產輸送機、采煤機、挖掘機等電子機械一體化技術都采用了電子操縱的自動變速器，根據整體負荷的變化情況自動改變了傳統的動率。我國可以借鑒此機械技術，改變煤礦事業功率，大大提高能源的損耗性。

四、機電一體化對煤礦生產的發展方向

機電一體化的廣泛運用使過去落后的生產方式得到了極大的轉變，大量科學而精密的自動化電子設備徹底改變了煤礦作業的工作模式，明顯降低了工人們的勞動強度，大幅度提升了礦業生產的勞動效率。

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關鍵詞：機電一體化；概念；構成；應用領域；發展

1 機電一體化技術的優勢

1.1 使用性能改善

機電一體化產品大都數都采用數字顯示和程序控制，產品上所設置的按鈕和手柄數量大幅度減少，自動化程度提高，操作更加方便簡單。機電一體化產品在生產過程中，通過內部的預制程度，實現電子控制系統自動指揮，重復實現全部動作?，F階段，高級化的機電一體化產品，可通過對被控對象外界環境參數的變化隨即尋找最佳的工作程序，實現自動最優化操作。

1.2 調整和維護方便

機電一體化產品在安裝和調試的過程中，可以直接通過控制程序改變產品的工作方式，使其適應不同用戶對象的需要。這種控制程序的優勢在于不用改變產品的任何零件或部位，僅僅通過一定的手段將其直接輸入機電一體化產品的操作系統，就可以使原產品按照更新程序進行運作。另外，對于一些具有存儲功能的機電一體化產品，企業可以預先在系統內安裝若干套不同的執行程序，避免在需要時重復安裝，系統也可以隨時根據工作對象的需要，更換程序自動運作，提高工作效率。機電一體化的自動化監視、檢驗功能，可以使產品運作過程中出現故障時，設備自己做出反應并按照預設程序采取相應的整改措施，保證機電一體化產品的正常工作。

1.3 安全性能提高

大部分的機電一體化產品都具有自動報警、自動監視、自動保護、自動診斷等功能，所以如果在機電一體化產品工作過程中出現過壓、過載、短路、過流等故障時，機電一體化產品可以自動采取各種有效措施，排除安全隱患，減少設備故障的危害，在一定程度上保證的安全生產，提高了設備使用的安全性。

1.4 生產質量提高

機電一體化產品一般都具有自動控制功能和信息自動處理功能，為此，在檢測的精度、靈敏度、范圍等方面都有了很大幅度的提高，通過自動控制系統，機電一體化產品可以不受操作者的主觀影響，完全按照預定程序進行運作，確保機械的執行預期動作，保證了設備的生產能力和產品質量；另外，自動化的生產過程，提高了生產產品的效率，使得產品的生產能力大大提高。

1.5 適用面較廣

相比傳統的機電產品，機電一體化產品不再局限于單功能和單技術的限制，具有復合技術和復合功能，這在很大程度上提高了產品的自動化程度和功能水平。機電一體化產品大都有自動校檢、自動補償、自動化控制、自動調節、智能化以及自動保護等多種功能，可以廣泛適用于不同的工作環境和工作領域，應變能力較強。

2 機電一體化技術的發展

2.1智能化。智能化即發展人工智能，是機器能夠具有自主的計算推理能力。而這一切的基礎，主要是模糊技術、軟件芯片技術、信息技術以及其他一些相關技術的飛速發展。智能化是未來科技發展的必然趨勢，其中就包括機電一體化產品之一，智能機器人。

2.2高速、高精度化。數控機床一直是機電一體化的一大項應用，而未來數控機床勢必要比現在更快速、更精確。速度方面，機床主軸的轉速、加速度都會得到極大加強。而納米技術的發展與應用也使機床更微型更精確，這是未來的發展方向。

2.3綠色化。隨著科技發展，科技生產迅速提升的同時也在危害著環境的健康。地球是我們共同的家園，人類的發展絕對不能以破壞生存條件作為代價，所以科技的發展的同時，也要求著生產的綠色化與環境保護。產品的綠色化，指的是在產品設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，資源浪費少、排污少、對自然生態環境影響極低。綠色化即將成為最重要的發展方向。

3 機電一體化技術的應用

3.1機電一體化在數控機床中的應用。隨著機電一體化技術在數控機床中的應用，使得數控機床在結構、功能、操作和控制精度上都有所提高。主要體現在以下幾個方面：1、數控機床的結構向著總線式、模塊化、緊湊型的結構發展，在操作的過程中采用多個CPU，多主總線的體系結構。2、數控機床在設計方面對外開放程度較高，硬件體系結構的層次性和兼容性較強，可以使得用戶在使用的過程中達到效益的最大化。不僅如此，還對軟件進行了模塊化設計，使得數控功能更加豐富，加強了整個系統控制功能。3、在數控機床的生產運行中，一臺機床可以同時完成多個加工任務，也可以一次控制多臺機床的運行，從而達到多過程、多通道的控制目的。

3.2智能化技術。在工業設備的生產中，重工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術不能達到生產要求，所以有必要采取智能化的控制技術對生產環節加以控制。在重工業領域，職能控制技術主要應用于產品設計、生產、控制、設備的檢查以及產品質量控制等各個方面。

3.3計算機集成制造系統。GIMS是將生產人員與生產經營、生產管理和生產過程的控制有效連接在一起，從而達到生產產品的一體化控制，他不是將各分散系統進行簡單組合，而是將生產的全局動態進行優化組合。這一系統打破了原有制造系統的各個部門之間的界限，以產品的生產制造為核心來控制運輸流程和整個信息流程，從而實現了產品從決策到經營管理的有機結合。更進一步提高了生產效率，節約了生產資源，降低了損耗，達到了節約人力資源的目的，使得產品的庫存量逐漸減少，加快了產品銷售中資金的流動性和周轉能力，促進了企業生產力的快速發展。

4 結束語

現今，機電一體化已經越來越貼近我們的生活，這是讓人聞為之興奮的美好結果。相信隨著科技的不斷發展，各類技術不斷地水融，各學科的不斷滲透和影響，機電一體化必將綻放耀眼的光華，產生更多給于我們極大方便的產品，讓我們的生活彌漫著科技的芬芳。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2114.