机电一体化的过程精选(九篇)

第1篇：机电一体化的过程范文

[关键词]实践教学 课程体系 工作过程系统化

[作者简介]陈波（1960- ），男，吉林长春人，长春职业技术学院，副教授，研究方向为机电技术与学生顶岗实习管理。（吉林 长春 130033）

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）29-0149-02

随着高职教育教学改革的不断深入，课程建设与改革的重要性和艰巨性更为突出，尤其是基于工作过程系统化的实践课程和教学内容体系的建设与改革，更成为高职教学改革的重点和难点。高职院校应加强对高职教育实践教学体系与教学方法的研究，按照突出应用性和实践性的原则，积极探索并构建适合专业人才培养目标需要的实践教学体系，科学、客观地设置实践课程。长春职业技术学院以机电技术专业为主要研究对象，坚持行业主导、企业参与的建设方针，从转变职业教育理念入手，通过校企合作，应用基于工作过程系统化的理念，开展了基于工作过程导向的实践课程建设与改革，积极探索并构建了适合专业人才培养目标需要的“一主线二融合三环节四阶段”“工作过程系统化”实践课程体系，为培养具有机电一体化技术应用能力、符合社会需求的高素质、高技能、应用型人才奠定了基础。

一、以职业岗位需要为依据，以职业能力培养为主线，形成专业课程体系

机电一体化专业是多学科的交叉综合、应用领域广泛的专业。基于工作过程系统化的机电一体化专业课程体系的构建是在依据人才培养目标，进行典型工作任务与职业能力分析基础上进行的。作为人才培养方案的基本实施单元，课程的教学内容应满足专业人才培养目标和职业能力体系的要求，工作过程导向课程所对应的典型工作任务要能完整地覆盖本专业所对应的岗位职责，并包含工作任务中所有具体工作步骤，使学生在一种完整的、综合的行动中进行思考和学习，促进学生综合职业能力的形成。高职院校要培养高素质的应用型人才，使学生熟练掌握职业岗位所必需的知识和技能，就必须以职业岗位所必需的能力为主线设置课程。为此，按照工作过程导向的思路，以培养学生职业能力为主线，从学生应具备的职业岗位能力入手，根据专业人才培养目标，通过广泛深入的企业调研，与吉林长春电器设备厂、长春轨道客车有限公司、长春数控机床有限公司等企业实践专家共同分析岗位职业能力与工作过程，将机电技术专业毕业生所从事的典型工作任务所需要的知识、技能归属到对应课程，形成了专业课程体系，包括基本素质课程、专业基础能力课程与专业技术应用能力课程、专业综合技术应用能力课程。

基本素质课程能够培养学生良好的道德品质和心理素质，树立正确的人生观和价值观，并能促进学生良好职业习惯的形成。专业基础能力课程大多是要求学生必须牢牢掌握的、最基础的专业理论知识和实践技能，为专业基础能力形成和后续课程的学习奠定必要的基础，也是使学生初步形成职业规范、养成良好职业习惯的重要环节。专业技术应用能力课程的内容一般是相对独立的应用技术，主要是培养学生的实际专业岗位所需要的专项能力，突出应用、注重实践能力培养，是实现学生专业技术应用能力培养的有效途径。专业技术综合应用能力课程通常是以实际生产过程或项目为载体，将相对独立的专业技术加以综合应用，可以设计多个不同类别的典型工作任务作为教学对象（自主学习课程），通过理论与实践的有机结合加大学生综合应用能力的培养力度，强化学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养创新能力和自主学习能力。

二、建设“校企融合”的实践教学基地，实现“工学融合”的教学模式

深化实践教学改革应当系统地设计、实施实践教学，强化教学过程的实践性、开放性和职业性。首先，依托校企合作，使实训、实习、生产等环节循序渐进。学校提供场地和管理，企业提供设备、技术和师资，校企联合实施实践教学，共同完成教学任务，为实践教学创建真实的岗位训练、职场氛围和企业文化，将“教学实训室+校内生产性实训基地+校外实训基地”教学场所相融合，实现工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习环节和办法，将学校的教学活动与企业的生产过程紧密结合，减少学生课程学习和职业岗位实际环境的差异。其次，制定项目化课程标准，使之与行业标准、职业标准有效对接，课程教学以真实工作项目为载体，将教学过程与具体的工作项目融为一体，围绕具体的项目构建教学内容，按照实际工作过程实施教学，实现课堂、实训、工作任务相结合的教学方式，将学生应掌握的基本知识、专业基础技能、职业综合能力有机融合，形成 “教、学、做”一体化的“工学融合”新型教学模式，使学生能够收获实际工作经验，拥有自信心和成就感，培养理论与实践的综合应用能力和分析解决问题能力，切实做到全面提高学生的综合职业能力。

三、设计实验、实训、实习环节，构建科学适用的实践课程体系

在整个专业课程体系中，实践课程体系对学生的专业技能培养起着至关重要的作用，直接决定毕业生就业情况及其所反映的专业人才培养质量。为突出学生的专业技能培养，实践课程体系应分实验、实训、实习三个环节。第一步，精心设计课内实验。如“电工基础”“电子技术”等课程，主要以验证性、简单应用性实验为主，通过教师讲解、指导，学生分组实践操作，提高学生的初步动手实践能力，形成基本专业能力，为进一步提升专业技能打下基础。第二步，为培养学生专业能力，安排了“电子技能实训”“机械技能实训”等单开实践课和“自动生产线安装”“维修电工实训”“毕业设计”等综合实训项目，通过任务驱动、项目导向等手段提高学生对专业知识、专业技能的综合运用能力。以上实验、实训从简单到复杂、从单一到综合，由浅入深地培养学生的专业技能。但这些实训项目多数是学习性的工作任务，最后应安排顶岗实习，让学生到企业去工作，通过完成企业真实的生产任务，提高学生的专业技能。

四、实施实践教学，全面提升学生的职业素养和职业能力

实施实践教学过程主要分四个阶段进行。第一阶段：通过专业教育和认识实习，培养学生职业素质。在新生入学时对学生进行专业教育，使学生明确本专业的职业方向、就业岗位及专业发展方向，使学生了解本专业、热爱本专业，培养专业兴趣，指导学生进行职业生涯规划。在第二学期学习专业课之前，安排认识实习即到相关企业参观见习，使学生感受企业文化，了解毕业后从事岗位的真实生产过程，增强感性认识，为专业课的学习奠定基础。同时，通过课外培养体系对其进行职业素质培养。第二阶段：通过单项实践训练，培养学生专业技能。通过课内实验、单开实训、培养学生专业基础能力、单项专业能力。同时，结合应用技术研究介入计划丰富学生第二课堂，激发学生的创意灵感、拓展专业技能、强化创新意识。第三阶段：通过综合实训，培养学生专业综合能力。结合各专业课内容，开展综合实训，提高学生对所学专业知识和专业技能的综合应用能力。同时，组织各种竞赛提高学生专业综合技能和激发学生学习兴趣，实现自主学习。第四阶段：结合社会实践活动，通过顶岗实习，提升学生综合职业能力。在考取相应必备职业资格证书维修电工中、高级职业资格证书后，针对在本专业维修电工、安装电工、值班电工、电气设备操作工等主要就业岗位到相应企业中进行顶岗实习，熟悉真实工作岗位和实际工作内容及过程，了解行业企业发展现状及新技术的应用，缩短从学生到准员工的过渡时间，提高学生适应工作岗位的能力，实现人才培养和行业企业人才需求的“零距离”对接。

[参考文献]

[1]范丽英.在《电工基础》教学中如何培养学生的创新能力[J].新课程研究：职业教育，2008（8）.

[2]张永华.高职《平面广告设计与制作》课程实践教学活动的设计与实施[J].科技资讯，2013（5）.

第2篇：机电一体化的过程范文

关键词：工程机械；机电一体化技术；应用

简单来说，所谓的机电一体化技术，指的就是机械电子学，它可以对计算机信息技术以及机械技术等技术均有所涉猎，是一种实践性以及系统性极强的技术。该技术在20世纪70年代就已经被人们所知晓，随着现阶段社会经济以及科学技术的不断发展，微电子技术的产生使让机电一体化技术发生了巨大的改变。它在工程机械领域的大范围应用，不仅可以提升生产质量、产品的性能以及工程机械的施工效率，还能很大程度上改变现阶段的机械面貌。

1工程机械机电一体化技术概述

（1）工程机械现状分析。从本质上来说，如果我们想要有效的提高工程机械的应用效率，把机电一体化技术引入其中，就必须要对工程机械的使用性能有一个充分的了解，才能对工程机械中的机电一体化进行系统的探究。随着社会经济的不断发展，工程项目中的人力作用已经在逐渐的消退，取而代之的是机械化施工，机械化在工程中的施工可以很大程度上减少施工中的人力成本，还可大大提高工程的运行效率。要想使施工进程的工作效率最大化，就要逐步对机械性能进行更新，电子信息系统的应用与探索在不断促进机电一体化的发展进程，所以现阶段的工程机械所面临的要求就是要把机电一体化应用到工程机械当中。

（2）机电一体化的概述。就针对于目前的实际情况来看，我国的工程机械依然处于关键的发展时期，所以将机电一体化应用到工程机械当中成为现阶段发展阶段的必然要求，机电一体化的应用可以促进工程机械的发展，并且使得机械工程逐步地向综合且系统的趋势发展，这样会大大提高工程机械的运行效率，而且也会对工程机械的投入使用效果进行改善，提升经济性以及可靠性。在现阶段的工程机械的制造过程中对机电一体化的使用主要体现在微电子处理器方面，以此来实现综合的处理以及优化、总结项目中的系统设备。随着当前经济水平的不断提升，随之而来的工程机械的发展在不断为机电一体化引导发展方向。在现阶段的工程项目发展过程中，电子设备的应用依旧是运行的主体，并且相关的技术也在工程机械的运行过程中被大范围的引用，比如工程中设备运行过程中的自主故障消除与检测以及实时动态检测等，而且电子控制设备也在安全、高效以及经济的应用至大型的工程机械当中。根据可靠的调查数据显示，我国对工程机械的进口数量在不断提升，这也是当前机械工程在发展中面临的重要问题。

2工程机械中机电一体化技术的应用策略

（1）降低机电设备消耗。就针对于传统的柴油动力的机电设备来说，由于其自身的缺陷已经难以完全满足时代的发展需要，因此，我们应当全面提升技术含量，减少柴油消耗，提升节能技术含量，减少废弃物的排放。在追求工作效率最大化的同时将消耗能源减到最小，平衡消耗和污染两个重要问题。在提升节能技术过程中，在机电设备系统中加入电子控制系统，削减柴油输出，减少耗油损失，来提高能源利用率。

（2）提升自动化能力。从本质上来说，所谓的机电一体化，指的就是机电工程自动化技术的革新，传统的机电一体化已经具备自动化功能，但自动化水平较低。机电一体化的发展趋势就是逐渐提升自动化水哦的过程，自动化的发展将提升工作效率，减少人员投入，降低生产成本，保障产出和效率。自动化是从技术主体为出发点，机电自动完成工作任务，在面对突发问题时自动解决或停止工作，在自动分配过程中保证工程规律性进展。机电自动化发展将提升机电设备的工作能力，减少部分因素的影响，保障整体工程顺利进展。机电一体的智能化是随着互联网信息技术发展而来，智能化的机电设备对技术要求提升到一个新阶段。智能化发展使现代技术提倡的发展战略，也是国家鼓励的机电技术创新政策。提升机电设备整体信息储备能力，协调机电设备各项功能，保障系统化的系统力度。系统化发展是将整体化只能技术进入信息处理阶段，提高信息处理能力，习惯成全系系统化发展模式。同时，利用光学技术，改善传感器敏感度，精确设备，提升技术应用能力。

（3）制定系统化发展战略。事实上，要想促进机电一体化的发展，就要求我们必须要基于机电技术和机电设备，坚持发展理念。机电一体化在未来发展方向上应制定系统化的发展策略。系统化发展包括几点技术在一定程度上应用于实际工程中的系统性，在落实工程建设过程中独立运营机电系统，在多个机电设备同时工作的情况下，有效协调工作内容，形成系统化分配方案。在应对外界变化时，及时采取有效方式。以上的机电一体化都要求机电设备附有完善的自律分配系统。更好地完成机械工程工作。在信息技术发挥作用的今天，对机电工程全方位系统化发展目标越来越明确，全方位的机电一体化系统将从不同方面规划机电工程，对自动化操作制定更晚辈的一体化指令。在人工智能化的时代背景下，发展方向越来越体现出系统化科学化。机电一体化体现出机电工程中的电子工程尤为重要。随着机械工程难度的提升，机械工程要求复杂性和精确性相结合。对于传统的机电一体化设备的继承，光机电一体化加入了光学原理，在设计制造的过程中融入科技内涵，提升了科技含量，尤其对光学利用中传感器的使用，体现在各个系统结构中。所以，制定系统化的机电一体化发展规划，是提升机电技术水平，提高机电设备科技含量，提升机电工程效率的有效保障。

3结语

总而言之，机电一体化技术的使用价值逐渐提升，机电自动化发展也逐渐完善，精确化智能化成为未来机电一体化系统发展的方向。文章从机电一体化系统的应用特征入手，分析几点一体化系统在实际工程中应用情况。在科技领域，机电技术是科技融合发展的重要方面，以机械设备为基础，融合电子信息技术等多学科的结合发展，推动技术水平的提升。机电技术为各领域的发展提供技术来源，学科之间理论与实践的结合，互相渗透在技术领域中。

参考文献：

[1]冯挺.现代工程机械中机电一体化技术的应用情况探究[J].科技创新与应用,2017(04):150.

第3篇：机电一体化的过程范文

关键词：工程机械；机电一体；应用发展

0前言

机电一体化在工程机械中的广泛应用，大大革新工程机械行业的生产格局，打破了传统的工程机械生产方式和设计理念，机电一体化应用计算机技术、控制技术、机械技术、信息技术等多方面技术对工程机械进行生产创新，使工程机械的工作性能、工作精准度等都得到了极大的提升。机电一体化现代化技术，是工程机械行业的全新时代，加强机电一体化在工程机械中的研究具有重要意义。

1机电一体化在工程机械中的应用

1.1机电一体化技术在工程机械节能施工中的应用

我国传统的机械工程在机械设备的使用效率上偏低，因而需要消耗较多的能源，对部分不可再生资源造成较大的负担，随着机电一体化的应用，工程机械能够更好的控制机械设备的工作，保证其设备在额定功率之内，从而大大增加设备的有用功，减少无用功，降低对资源的消耗。同时，在实际的应用过程中可以通过实际工作情况调整机械功率，尽可能的保证机械使用过程中资源合理化消耗，提高机械的节能性。

1.2机电一体化技术在工程机械监控方面的应用

工程机械在使用过程中需要了解机械的使用情况和工作状态，保证机械设备能够正常的运行，因而需要加强机械监控工作。随着机电一体在工程机械中的应用，利用故障自诊技术、电子监控技术以及自动报警技术能够有效的对工程机械使用情况进行监控。将这些技术组合利用可以有效的对工程机械的传动系统、液压系统等工作系统进行监控，并及时的返回系统的运行状态，若系统故障则会通过自动报警系统发出报警，同时机电一体化还提供故障定位系统，在第一时间内会返回故障点，从而实现高效的对故障维修，降低对工程使用效率的影响。传统的工程机械对故障定位并不清楚，需要一步一步的排查才能最终确定故障所在，严重影响到施工的效率，因此机电一体化的应用会大大提高工程机械运行的可靠性，提高工程施工进度，大幅度改善施工人员的工作环境。

1.3机电一体化技术在工程机械施工精度控制中的应用

除了上述两种由机电一体化带来的应用之外，对工程机械在精度控制中也具有重要的应用。机电一体化依靠电子控制系统对工程中需要测量的工作精确化，传统的工程机械在测量、称量工作方面大部分采取人工工作的方式，人工操作会带来较大误差，影响到工程质量。利用电子控制系统和自动化系统可以将测量、称量等工作自动化，同时提高其精度，有效减少因误差带来的施工影响。在产品加工方面也能有效提高产品的精准度，保证产品质量，提高合格率。

1.4机电一体化技术在工程机械施工降低工作强度中的应用

在我国传统的工程机械施工过程中，由于施工中会利用到大量的机械设备，部分机械设备较为笨重，人工在操作过程中也会较为吃力，人工施工的难度大大增加，工作强度和工作量都较大，施工效率偏低，在工作人员的要求上也较高。如今随着机电一体化技术的应用，很多机械设备都能半自动化或者是自动化操作，人工只需要简单的操作机械便能达到相应的机械操作，大大减少人工工作强度和工作量，施工效率大大提升，在现代中对人工施工的要求更加注重于能够熟练掌握机械操作。而且，在传统的工作中难免会出现施工人员疲乏的时候，施工操作的失误性也会大大提高，最终影响到施工质量。机电一体化的应用能够有效的减少人工操作，大大降低人工失误操作的概率，从而有效的提高工作准确度。

2关于机电一体化的未来发展

2.1机电一体化向智能化方向发展

近些年随着科技的快速发展，尤其是在人工智能领域发展异常迅速，如今人工智能应用面也越来越广。在机电一体化的发展过程中更多的朝着智能化方向发展，在工程机械中智能化部分越来越多，应用范围也逐渐扩大，机电一体化的优势充分在工程机械中得到了充分体现。机电一体化更加智能之后，在应用过程中可以独自的对部分施工决策进行模拟，从而有效的提高机电设备的高效处理能力，功能更加强大。

2.2机电一体化产品向网络化方向发展

网络技术如今已经渗透到各行各业，机电一体化的发展过程中也充分利用了网络的优势，利用各种先进的网络技术将全球生产与经济连成一体，从而有效提高企业的竞争能力。企业与国际市场接轨之后，若企业创新、生产出可靠的新产品之后，便能有效的出口，进击国际市场。随着网络的普及，各种网络技术也逐渐兴起，远程网络控制技术与监视在工程机械中也到了广泛的应用，利于机械设备的生产与工作。

2.3机电一体化向微型化方向发展

机电一体化朝着微型化发展是未来的主要趋势，微型化是指机械零件尺寸不超过1cm，我国很多电子元件以及主板都在逐渐朝着微米、纳米级别在发展，从而能够在有限空间内安装更多的电子元件，实现更多的功能。当前实验成果在实现亚微米级别，当亚微米级别的机械元件生产成功时，就没有必要区分控制器部分和机械部分，电子和机械从而可以实现有机融合。

2.4机电一体化向模块化发展

随着机电一体化产品种类的不断增加，客户需求的不断增长，越来越多的机电一体化产品朝着模块化的方向发展，促使机械产品在生产过程中实现标准化生产。当前，利用模块化发展可以有效的将产品进行匹配，从而促进产品的研发与扩展，最终达到批量生产，提高生产质量的目的。

2.5机电一体化向环保化发展

工业化进程的不断推进促进着我国人们生活质量的提高，工业发展至今一直存在着环境污染问题，如今国家规定在各行各业都需要注重对环境的保护，因而向环保化发展是机电一体化的必然趋势。在工程机械的制造、生产、销毁等环节中都需要注重对环境的保护，在制造阶段使用轻金属、对环境污染少的材料，销毁时则需要注重对含有重金属零件的处理。人们如今越来越重视环保，对环境的保护投入了更多的关注力度与精力，减少资源消耗的情况下满足功能上的需求是很多企业需要主要研究的方向。

第4篇：机电一体化的过程范文

关键词：工程机械；机电一体化；发展方向

近几年，机电一体化技术在工程机械设备应用过程中取得了显著的成效。工程机械中引入机电一体化技术，不仅了降低机械设备在运行过程中出现的故障性问题，而且也体现出机械与科学技术的相互融合以及相互促进的作用，同时这也是未来我们国家工程机械中机电一体化技术应用的主要发展方向[1]。

1工程机械中机电一体化技术的应用

工程机械中机电一体化技术是一种学科性相对比较强的综合性技术类型，其主要包括控制、机械、计算机以及电子等多方面内容，这也在一定程度上促进了机电一体化整体技术水平的提高。同时，机电一体化技术在实际的应用过程中，还表现出一些新的性质。下面针对其性质特点进行详细阐述。

1.1具有高效率低耗能性质

从传统的工程机械产品运行性能方面来看，普遍存在着生产耗能大及生产效率不高的问题，随着科学技术的发展，人们对机械产品性能方面提出了更高的要求，传统的工程机械生产产品已经难以跟上时展的要求。因此，也在一定程度上促进了工程机械中机电一体化技术的发展步伐,在工程机械生产过程中引入机电一体化生产技术，不仅能够提高工业生产的效率，还能在一定程度上降低能源消耗，促进工程机械整体质量水平的提高[2]。

1.2具有自动检测性能

工程机械一体机化过程中，具有良好的自动检测性能，对工程运行过程中每一个子系统都能进行有效的控制，能够正确掌握工程机械设备的运行状态。同时，在对工程机械设备检测过程中，能够及时地发现工程机械设备运行中存在的故障性问题，发出报警性信号，相关技术人员据此能够采取有效的解决措施，提高工程机械设备运行的质量，确保工程机械设备能够在正常的状态下运转。

1.3具有低强度与高精度的特点

在工程机械设备运行过程中，应用机电一体化技术，不仅能够使得工程机械设备朝着低强度与高精度的方向发展，而且还能够在一定程度上提高工程机械设备的运行效率，促进工程机械设备整体性能的提高。比如，现代沥青施工材料在建筑混凝土工程应用过程中，通过微机系统的应用，其能够对电子称量系统进行有效的控制，从而在一定程度上提高建筑施工工程的工作效率[3]。

2工程机械中机电一体化技术的发展方向

社会的不断发展与进步，在现代工业生产过程中，合理使用机电一体化技术，对产品生产质量水平的提高也起到了一定的促进作用，尤其在工程机械生产方面，随着科学技术的不断改革与创新，工程机械设备也逐渐朝着智能化、系统化及微型化的方向发展。

2.1机电一体化技术朝着微型化发展

随着现代科学技术的不断发展与进步，机电一体化技术朝着微型化的方向发展，所谓的微型化主要特点表现为相关的电子设备产品尺寸非常之小，一般情况下，其体积都在1立方米以下，并且这种微型设备产品具有较高的性能。与正常的机电一体化技术设备产品相比，微型的机电一体化技术设备产品不仅耗能小、体积小，而且具有较高的灵活性，被广泛的应用到工程机械设备产品过程中[4]。

2.2机电一体机化技术朝着系统化发展

所谓的系统化主要指的是，工程机械结构上具有一定的模块化的性质，在整个系统的运行过程中，机械设备产品能够灵活地进行重组，并且根据建筑工程的实际施工情况，随意地进行组合，增强了机械设备产品的实用性。同时，随着工程机械设备产品系统化水平的不断提高，为了能够在一定程度上对机械设备的所有子系统进行有效的控制，必须要求提高其综合性能，完善工程机械产品的各方面性能。

2.3机电一体化技术朝着智能化发展

随着数字化进程的不断加快，在工业生产过程中，经过工程机械设备产品的不断改革与创新，逐渐研发出人工智能技术与机电一体化技术相结合的工程机械设备产品，并且与人工智能机器人进行联合应用，对机械设备整体质量与性能的提高产生较大的促进作用。除此之外，工程机械设备朝着智能化方向发展的过程中，运用人工智能及先进的计算机设备，不仅使得工程机械设备产品低能耗及高效率的生产目标得以快速实现，且也使得工业生产整体质量水平有了显著的提高。

3结束语

综上所述，机电一体化技术作为未来我们国家工程机械设备产品运行的主要发展方向，在先进的科学技术推动下，机电一体化技术逐渐朝着微型化、系统化及智能化方向发展，在工程实践过程中，机电一体化技术已经广泛地应用于工程机械设备中，不仅提高了工程机械设备的整体质量水平，而且也在一定程度上节省了劳动力，促进了工程企业整体经济效益的提高。

参考文献：

[1]鲁鑫康.工程机械中机电一体化技术的应用[J].电子制作,2014(9):108-109.

[2]邓培彬.在工程机械中机电一体化技术的应用[J].低碳世界,2013(5x):237-238.

[3]李春雨.机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究,2016(7):64-65.

第5篇：机电一体化的过程范文

[论文摘要]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。

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

（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。

第6篇：机电一体化的过程范文

>> 工作过程系统化高职机电一体化技术专业课程体系改革与实践 关于高职机电一体化专业课程体系的构建 高职机电一体化技术专业课程体系的构建 以工作过程为导向,构建物流专业课程体系 基于工作过程系统化机电一体化专业课程体系开发的实践与研究 以工作过程为导向的高职药学专业课程体系之构建 以工作过程为导向构建高职软件技术专业课程体系 高职机电一体化技术专业课程体系建设 高职机电一体化技术专业课程体系构建的探索 “互联网+”时代高职机电一体化专业课程体系的构建 基于工作过程导向的高职机电专业课程体系设计 基于工作过程的高职国际贸易专业一体化课程体系构建探讨 以工作过程为导向构建高职计算机网络技术专业课程体系 基于工作过程导向的高职会计电算化专业课程体系的构建 基于工作过程及职业标准为一体的高铁信号控制专业课程体系构建与开发 高职机电一体化专业课程体系改革及优化研究 中高职衔接的机电一体化专业课程体系建设与实践 机电一体化技术专业课程体系设置的探索 基于工作过程系统化的机电一体化专业实践课程体系 中高职衔接机电一体化技术专业课程体系的构建研究 常见问题解答 当前所在位置：l

[5]罗秋滚，陈宇.工作过程导向下的高职建筑设计技术专业课程体系开发[J].教育与职业，2015（24）

【基金项目】广西职业技术学院教研课题“高职以工作过程为导向的机电一体化专业课程体系建设的研究与实践”（桂职院〔2014〕142209）

第7篇：机电一体化的过程范文

随着城镇化进程的加快，越来越多的土建工程、交通工程随之而生。但是随着工程项目的增多，各种资源问题、效率问题也都随之而来。原因是工程技术的发展不能满足工程项目的要求，普通的工程技术已经不能够满足现代工程对技术的要求。为此，随着科学技术的发展，先进的科学技术被应用于现代工程上，出现了机电一体化。机电一体化不仅是为了满足现代工程对技术的要求，也是时展的产物。机电一体化能够有效的减少施工现场大型设备的使用，减少大型机械设备在施工现场所占的空间，并实现了设备的自动化。本文将对机电一体化进行具体研究，并分析其对现代工程的影响。

关键词:

机电一体化；现代工程；影响

机电一体化作为现代化的产物，因为其工作效率高、操作简单的优点被广泛的应用在施工现场和传播，促进了我国现代工程的发展。所谓的机电一体化就是从一个比较全面的角度出发，沿着系统的方向，将工程中可能用到的技术，例如电气技术、机械技术等有机的结合在一起，在进行了全面的概括之后，在逐一对其内部具体的技术进行细化，完善各技术的功能。机电一体化作为时展的潮流，有关大学也专门开设了机电一体化的相关专业，培养新技术的新人才。

1机电一体化发展历程

机电一体化理念最初被提出是在1950年，当时的观念还不太成熟，主要是科学家自发组织的，为了提高产品的质量和用途，尝试着将电子技术运用到机械设备中，初步的尝试成功的提高了设备的工作效率，但是由于当时的社会环境常年处于战争时期，经济发展不稳定，且科研人员少，再加上电子技术的发展也仅仅处于初始发展阶段，机电一体化的理念并没有被广泛宣传，更别说得到人们广泛认可了。在一定程度上，战争期间对机械设备的依赖也促进了机电一体化的发展，但发展方面仅停留在战争机械方面。在后来战争结束后，机电一体化的对象才逐渐由战争机械转移到民用机械，并促进了战后经济的恢复。

2机电一体化的发展趋势

后来在民用机械的发展中，机电一体化应用最广泛的领域就是工程机械，随着社会的发展，加上有稳定的社会、科学技术支持，机电一体化的发展逐渐走上了正轨，并逐步开展全面发展工作。以下对机电一体化的发展做详细介绍。

(1)智能化发展。机电一体化在发展的过程中融入了计算机技术，借助计算机的工作原理的成果，成功在其自身中运用计算机通信技术，实现机电一体化的智能化发展。机电一体化的智能化发展就是。在其编制过程中，加入人们的思维，对各项技术进行整合编制，实现自动化控制。有关研发人员在进行研发时应该注意要将机电一体化的各项技术考虑全面，而且在编制过程中要加入心里学科，在其自动化技术上需要根据人们的心理进行编制。

(2)区域化发展。在现代社会，机电一体化作为应时代而产生的新型技术，其区域性发展是必然的。随着我国城镇化进程加快，各区域的发展都离不开科学技术的支持。机电一体化实现了全面的工程技术的综合，并且具有自动化基础，其在工程机械领域起着非常重要的作用，将会带动现代工程的发展，促进我国的城市化发展。

(3)网络化发展。在如今信息化的社会，信息化的发展将人类带入了一个更加方便的社会，作为信息化发展的产物，手机、电脑在人类的生活与工作中都发挥着不小的作用。不仅如此，信息化的发展对工程机械领域也有所影响。网络通信技术在机电一体化发展的过程中，能够使相关技术人员对现场的机械设备进行实时监控，能够及时的发现问题，既提高了工作效率也在一定程度上保证了施工人员的安全。

3机电一体化在现代工程中的应用及影响

机电一体化由于其全面性、高效率性的特点在现代工程中得以广泛应用。特别是在电子技术方面，在机电一体化发展初期，就是电子技术与机械设备相结合，实现了机电一体化。现如今，机电一体化对电子技术的影响也最为广泛。机电一体化的应用实现了电子技术机械的可操作性、安全性。促进了电子技术的发展。机电一体化对现代工程的影响贯穿整个施工过程。以下将分为施工前、施工中两个方面分别介绍机电一体化对现代工程的影响。

3．1机电一体化在工程施工前的影响

(1)使施工需要准备的数据更加具有科学性。在施工前需要施工的要求设计施工图纸，同时也需要和实际施工现场相结合。有了机电一体化技术，有关图纸设计人员在进行现场勘察时，能够利用准确性能高的精准仪器对工程的关键部位进行实际测量，确保图纸的可操作性并减少图纸与施工现场的误差。这样能够有效的提高图纸的精度和质量。

(2)为选择施工单位和施工材料提供了相应依据。施工单位进行投标时，需要根据设计图纸编制工程预算和施工组织设计。施工单位在进行施工组织设计工作的时候，可以根据高精度的检测仪器对现场进行精准的测量，这样能够减少施工与设计的误差，使施工设计更加规范。有关建设单位在进行招标时可以通过观察投标单位所提交的施工组织设计的规范性来判断这个施工单位对机电一体化技术的应用，甚至可以看出整个施工单位的资质。而施工单位对施工材料的选择也是这个原理，要选取与机电一体化设备相适应的施工材料，能够在双重方面提高工程的质量。

3．2机电一体化在工程施工中的影响

(1)在施工过程中对机电一体化技术的应用提高了施工工艺。随着经济的发展，人们的生活水平有了显著的提高。对现代建筑的要求也有了提高，不再仅仅满足于过去御寒的基本要求，而是在此基础上，更加注重房屋建筑的环保性能、舒适性、采光性等多方面的高品质要求。机电一体化技术的应用就能够满足人们对房屋建筑的高品质要求。由于机电一体化操作起来在很大程度上符合人们的思维方式，产出的建筑物也比较美观。

(2)提高工程的准确度和速度。由于机电一体化综合了各方面的工程技术，并实现机械自动化，其在施工过程中的应用有效的提高了施工的效率，节省了施工时间，缩短了工期，减少了因为延误工期而赔偿的费用;运用了机电一体化的设备操作起来更加灵活，施工单位不用话费时间和成本去培养专门的设备操作人员;机电一体化的运用让机械设备的操作结果更加精准，减少了与设计图纸之间的误差，提高了工程的质量。

(3)机电一体化技术大都实现了自动化或者半自动化，加上其中计算机技术的应用，机械设备在施工现场的监测过程中，如果发现施工人员或者施工技术出现了问题，能够启动自动报警工能，这样一来，能够有效的减少施工人员的危险和减少施工过程中的质量问题，即使在出现质量问题后，由于机电一体化设备的自动报警，有关人员能够在第一时间内做出应对措施，减少了施工单位因为时间问题造成的损失。

(4)机电一体化之所以能够提高工程的施工效率时因为在使用了机电一体化技术后，减少了对施工材料、能源的损耗，加上其操作技术快，二者都促进了机电一体化高效率的性质。这样一来，机电一体化能够减少施工过程中施工材料的损耗，既节约了成本也保护了环境。同时随着机电一体化技术的发展，新型环保型建筑材料也得到了发展，被广泛应用于工程中，减少了对环境的发展，实现了经济的可持续性发展。同时机电一体化的智能化、区域化、网络化发展都也促进了经济的发展。

4结束语

正如上边所说的，机电一体化技术作为时展的产物，应时展潮流，为工程项目的建设做出了巨大贡献。同时和经济的发展二者相辅相成，经济的发展为机电一体化技术的研究提供经济支持，机电一体化技术的发展为工程项目提供了新科技，提高工程的质量和速度，又促进了经济的发展。二者之间和谐发展促进了社会的稳定，有关科技研发人员应该继续支持，研发出更高效的技术。

参考文献：

［1］徐世荣，徐世峰．机电一体化对现代工程施工的影响［J］．科学中国人，2016(09):64．

［2］那凤华．工程施工机械中的机电一体化探讨［J］．中华民居(下旬刊)，2014(07):161－162．

［3］邱富永．浅谈机电一体化技术在工程机械中的应用［J］．科技致富向导，2014(36):109．

［4］泉．基于联合仿真的机电液一体化系统优化设计方法研究［D］．中国科学技术大学，2012．

第8篇：机电一体化的过程范文

关键词：机电一体化；工程机械；应用；分析

随着社会经济和科学技术的发展，促进了工程机械行业的进一步优化和完善，同时也对其领域相关技术水平提出了新的要求。在实际发展中，机电一体化技术的应用给工程机械的发展注入了新的力量，对机械、液压以及电子控制技术进行了有效的融合，进而大大提高工程机械的性能，延长工程机械的使用寿命。因此，机电一体化技术的应用不仅是工程机械现代化发展需求，同时也是工程机械未来主要的发展方向，使得工程机械和现代科技有效的结合在一起，全面提高机械工程的科技水平和运行效率，改善工程机械的相关使用性能，进而推动工程机械的进一步创新与改革。

一、机电一体化技术综合分析

机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术方向发展，应用范围愈来愈广泛。其发展方向主要表现为以下几方面，第一，模块化。模块化是机电一体化重要的发展方向，在实际应用中，机电一体化具有多个动力单元，这些动力单元可以实现工程机械图像处理、识别以及测距等操作功能，并自动化生成一套完整的标准单元，迅速开发出新的机械产品，进而满足项目工程的实际需要。同时，规模化有助于生产规模的扩大，进而促进即机电一体化企业的快速发展。第二，网络化。网格技术的发展给机电一体化的应用带来新的方向，并将全球经济与生产紧密的连接在一起，促进企业发展的全球化，进而扩大了机电一体化产品的销售渠道。除了销售渠道之外，同时也促进了机电一体化产品的技术革新和完善，其中最具代表性的就是现场总线与局域网技术的广泛应用。第三，微型化。微型化主要是指机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，又称微电子机械系统，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，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【1】。

二、机电一体化在工程机械中的应用

（一）工程机械作业精度控制

在实际的工程机械生产中，成本的精度是工程机械的主要标准与要求，若成品精度发生较大的偏差，会大大降低机械产品的使用性能，进而影响工程机械的运行效率和运行质量。机电一体化的实际应用很好的解决了成品精度问题，通过自动化数字监控系统，可以在实际生产中进行操作数据的收集和整理，实现对机械生产的实际监控，保证成品精度和整体质量。例如，在使用搅拌机进行混凝土搅拌施工中，要对混凝土各个原料重量进行人工计量，这样很容易会造成数据误差，进而影响混凝土配比的合理性，降低混凝土整体质量。在机电一体化应用后，可以通过微机控制电子称量系统对各种施工原料进行称量，降低传统计量方式的误差，实现混凝土原料配比的高精度，保证项目工程施工质量【2】。

（二）实现工程机械自动化

在工程机械中引进机电一体化技术，可以有效实现项目工程的自动化与半自动化作业施工，有效降低施工人员的劳动强度与劳动量，降低施工人员的使用，有效节省项目工程的人力资源，在保证施工质量的基础上减少了施工成本，有助于项目工程经济利益最大化实现。除此之外，在施工质量方面，自动化技术可以有效防止施工过程中的人为失误，提高工程作业精度，保证工程机械的运行效率和运行质量。

（三）提高工程监控水平

机电一体化技术通过先进的电子监控系统，可以在工程机械生产中实现监控系统与操作系统的高度结合，利用模拟摄像头和模拟硬盘摄像机实现工程机械的实际监控，采用300万像素逐行扫描CMOS，捕捉运动图像无锯齿，提高监控画面的清晰度，支持同轴高清输出，实现工程机械的无死角循环监控。同时，其电子监控系统还包含传动系统、执行装置、制动系统以及液压系统等，在工程机械生产中可以准确找出故障的位置，并对对故障位置进行数据收集和处理，找出发生故障的原因，发出警报提示管理人员，进而保证工程机械的正常运行。

（四）节约工程能耗

在传统工程机械生产中，为了保证机械的正常运行往往要消耗大量的资源，其主要原因是在机械生产会带动额定负荷进行非正常运作，使得机械运行效率没有达到规定功率，或者是存在过载运行的情况，大量增加了工程机械的运行能耗，不利于工程机械的可持续发展。而机电一体化技术的应用，可以根据实际的工程需要，自动对机械功率进行调节，进而节省了不必要的能耗，达到工程机械运行节约能耗的目的。另外，在燃料能量方面，机电一体化技术可以在保证工程机械运行质量的基础上，提高机械利用率，达到节省燃料的目的。

结束语：

本文通过对机电一体化在机械工程中的应用分析，让我们知道了机电一体化技术的应用不仅是工程机械现代化发展需求，同时也是工程机械未来主要的发展方向，提高工程机械的运行效率和运行质量。因此，本文主要提出工程机械作业精度控制、实现工程机械自动化、提高工程监控水平等措施，不断优化机电一体化技术，实现工程机械的快速发展。

参考文献：

[1]张良秀. 机电一体化在工程机械中的应用分析[J]. 黑龙江交通科技，2014，10：177+179.

第9篇：机电一体化的过程范文

Abstract: This paper introduces the basic overview of mechatronics technology and development background, and describes the mechatronics design approaches and key elements.

关键词:机电一体化;传感器;发展趋势

Key words: mechatronics;sensor;development trend

中图分类号:TH122 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)11-0084-03

0 引言

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。

1机电一体化认识

日本在1971年提出一个新的英文集成名词“Mechatronics”词首Mecha取自Mechanics(机械学),词尾tronics取自Electronics(电子学)。我国经常译为机电一体化或机械电子学。在1981年德国工程师协会,德国电气工程技术人员协会共同组成的精密工程技术专家组提出的“关于大学精密工程技术专业的建议书”中,把精密工程技术定义为光-机-电一体化的综合技术。它包括机械(含液压,气动及微机械),电工与电子,光学等技术及其组合,其核心为精密工程技术。在当前“信息爆炸”的形式下,相对于专门型人才来说,市场对复合型人才的需求更加迫切。在中国,我们认为机械发展新阶段是机电一体化阶段。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。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,基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术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加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,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,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化的设计过程

机电一体化的机械动力部分由一般电动机演变为控制电动机,里程碑式地引入了电子和计算机等先进技术,代替人完成机器的检测与控制等工作。在知识经济中体现了制造业高科技化,促进了高科技产业和知识经济的发展。它是一种用于机电产品最优设计的方法学。它包括4个基本学科:电气、机械、计算机科学和信息技术。如图1所示。

机电一体化系统和多学科系统之间的区别不在于它们的组成要素,而在于这些组成要素设计的次序。一直以来,多学科系统设计使用一种按学科顺序设计的方法。比如,机电系统的设计一般通过以机械设计开始的三个步骤完成。当机械设计完成后,设计电源和微电子系统,接着是控制算法的设计及其实施。按学科顺序设计的方法的最大缺点是对整个过程中各个点的固定设计导致新的限制,这种限制源于对这些点的设计,而且会传递到下一个学科点的设计。使用并行方法进行预先设计可以使产品更具协同性。它补充了信息系统以指导设计,这种指导贯穿于设计的各个阶段,而不只是预先设计阶段,从而使之更加综合。在将机械,电气及计算机系统和信息系统进行集成以设计制造产品和过程时,需要进行协同。最终产品的功能应大于其各部分功能之和。如果没有协同组合的话,机电一体化产品具有的性能特征是很难实现的,机电一体化的关键要素如图2。

机电一体化系统是在物理系统中使用信息系统的结果。物理系统包括机械系统,计算机系统,执行器,传感器和实时接口。机电一体化系统不只是机电系统,而且还是一个控制系统。传感器和执行器用来把能量从动力大的一边(通常是机械的一边),转换到动力小的一边(通常是电气和计算机的一边)。上图中的机械系统不仅包括机械零部件,还可能包括流体,气动,热,声,化学及其它学科。传感技术已经出现了新的发展以适应对特殊监测应用解决方案不断增长的需要。

2.1 机电一体化中的集成设计问题由于机电一体化方法内在的并行性,或同时性工程,所以样机试制阶段的建模与仿真很重要。因为模型来自于各学科的综合应用。所以应用一种可视化的编程软件是很重要的。这样就涉及到了框图,流程图,状态转换图和波特图。机电一体化是一种设计哲学,其产品或设备有一个重要的特点就是它们内部的智能,这是将执行器,传感器,控制系统和计算机组合设计实现的。系统的集成是通过硬件(部件)和软件(信息处理)的联合实现的。硬件集成是将机电一体化系统看成一个整体系统来设计的,将传感器,执行器和微处理器融入到机械系统中,软件集成主要基于高级控制功能在设计时应首先分析客户要求以及系统集成的技术环境。在制作时应考虑了解客户,市场分析,优化性能,生命周期性能,质量,可靠性和销售。

2.2 机电一体化关键要素①信息系统:信息系统包括信息传输的所有方面,从信号处理到控制系统到分析技术。信息系统结合了以下四种学科:通讯系统,信号处理,控制系统和数值计算方法。在机电一体化应用中,我们最关心的是建模,仿真,自动控制和用于优化的数字方法。②自动控制:控制系统工程学是在19世纪晚期产生的学科,认为在低阶系统(三阶或三阶以下)系统的稳定性依赖于特征方程的根和劳思(Routh)判据,这是一个很好的判断系统稳定性的分析工具。③最优化: 就是先确认最优轨迹,最优轨迹是根据系统的要求即约束条件确定的,然后设计控制系统,在设计控制系统的时候应使系统的各参数最终满足控制要求,使误差最小化,或者说使目标函数的扰动最小化,可用最优化过程反复迭代公式(Pk+1=Pk+τ・S k)这里k是迭代次数,S k是P空间内的探索方向,τ是该方向上的探索步长空间内的探索步长,当P值不能再改进时这个过程结束,此时为最优化。④机械系统:机械系统考虑力作用下物体的特性。这样的系统按其性质可分为刚性的,可变形的和可流动的。大多数机电一体化系统应用的刚体系统,都依赖于物理学中的基本定律。⑤电气系统:电气系统由两个分支组成:电源系统和通讯系统。通讯系统以低能量的电信号形式在各点之间传输信息。诸如信息存储,处理和交换是通信系统的常见组成部分。电气工程的这个领域也称电子学。另一方面,电源系统用来在各点之间有效的传递大量的电能,而不是信息,例如:发电机是把机械能转化为电能,而电动机是把电能转化为机械能。

3传感器和变换器

仪器仪表在现代科技领域中起着关键的作用。传感器是与仪器仪表紧密相关的机电一体化系统中一个非常重要的组件,其作用是为特定工业过程提供收集不同信息的机制。传感器广泛应用于过程检测以及工况评价方面,为用计算机系统对制造作业作较高级的监控提供便利,可应用于过程前,过程中及过程后。有时,传感器可以将一种物理现象转化为决策分析的可用信号。智能系统用传感器来监测由环境变化影响的特定场合,然后通过校正动作对其控制。

实际上在所有的应用中,传感器是将各种现实世界的数据转化为电信号,因此可定义为:传感器是一种把被测物理量转换成输出信号的装置。因此传感器也可以称为变换器,应用范围广泛,甚至可以用于分辨那些人类感官无法觉察到的环境变化。它们作为一次元件,连续的将变化着的信息转变成另一种形式,也就是说,传感装置检测被测量,并将其转换成系统可接受形式的信号,通常为电信号。整个系统的最大准确度由传感器的灵敏度和其内部噪声干扰所决定。在测控系统中,任何参数的变化,不论是在被测量中还是在信号修整中,都会直接影响系统的准确度。传感器和变换器是现代控制系统(电,光,机械或流体系统)的两个重要组成部分,传感器和变换器选用的程度取决于控制系统的自动化水平和复杂程度。要构成一个复杂控制系统,测量装置必须能够满足快速,灵敏和精确的要求。随着使用要求的不断提高,传感器的体积也不断的小型化,并通常将多个传感器和数据处理系统组合固定在一起。传感器的分类:根据传感器的输出信号形式,电源,工作模式以及被测变量可将传感器分为以下两大类。模拟传感器:模拟是指连续的,不中断的一系列事件。典型的模拟传感器的输出与被测变量是成正比例的,输出信号以连续方式变化,根据其幅值取得信息,通常其输出要经过A/D转换后输到计算机。数字传感器:数字是指一系列离散的事件,各个事件前后分开,如果传感器的逻辑电平输出是数字的,则称其为数字传感器。数字传感器有着准确度和精密度高的特点,与计算机监控系统相连时不需要任何转换器。

4A/D,D/A转换

在计算机控制系统中,主机输入数据或向外部命令,都是通过接口及输入输出通道进行的,完成信息传递和交换的装置称为过程输入输出通道。这些通道是联系主机与被控对象的纽带和桥梁。生产对象的各种模拟信号,不能直接输入计算机,而要经过模/数转换,转换成数字信号,才能输入计算机进行加工处理。同样,经过计算机加工处理得到的数字信号,也不可能直接作用与被控对象。而要经过数/模转变成模拟信号,才能输出到被控对象。

数据采集系统的基本任务是将模拟量即连续量转换为数字量以便于计算机进行存储,计算和处理。由于绝大多数物理量都是模拟量。因而数据采集系统不但本身就是一种独立系统,而且是计算机控制系统的极重要的组成部分。

一个典型的计算机控制系统如图3所示。其工作原理是作为系统输入的物理量(压力,温度,湿度,位置等),首先由传感器变成点信号,然后送到放大器和滤波器。传感器的输出信号一般比较微弱,放大器的作用是将传感器输出的电信号放大到适当的大小。以利于进一步处理。滤波器的作用是消除干扰信号。然后,信号送到模拟多路开关,它在计算机的控制作用下对各个模拟通道进行分时处理,将各通道信号接到后面的采样保持电路和A/D转换器。采样保持电路在规定的时刻对送来的模拟信号进行采样并在A/D转换期间保持被采样的电压不发生变化。A/D转换器在保持时间内完成模/数转换后将数字量送到计算机。采样保持电路及A/D转换的定时和控制信号均由计算机产生。计算机对A/D转换器送来的各路数字量进行各种处理计算,然后用分时方法将处理结果送到各路D/A转换器变成模拟信号去完成各种模拟控制。有时为了提高速度和精度,数据采集系统不用模拟多路转换开关,而是每条通道用一个A/D转换器。

4.1 传感器的作用传感器是工业控制计算机系统的重要环节。如没有传感器对生产过程的原始参数进行精确可靠的测量,那么无论是信号转换,信息处理,或数据的显示与控制,都将成为一句空话。可以说,没有精确可靠的传感器就没有精确可靠的测量系统。

4.2 A/D转换器的原理经过多路转换开关和采样/保持的模拟量必须被变成数字量才能送入计算机。完成这一转换任务的器件叫做模拟/数字转换器,简称A/D转换器。如图4是逐次逼近型A/D转换器原理图。由图4可以看出,由N位寄存器,N位D/A转换器、比较器以及控制逻辑四部分组成。其工作原理:当启动信号作用后,时钟信号在控制逻辑作用下,首先使寄存器的DN-1=1,N位寄存器的数字量一方面作为输出用,另一方面,经D/A转换器转换成模拟量Vx后,送到比较器,在比较器中与被转换的模拟量Vx进行比较,控制逻辑根据比较器的输出进行判断。若Vx≥Vc,则保留这一位;若Vx

4.3 D/A转换器的原理D/A转换器的作用是将数字量转换为模拟量。它实际上是一种由二进制译码控制的电流叠加电路。通常包括四个组成部分:精密的电压基准;模拟二进制数字电压(或电流)开关;产生二进制权电流或权电压的精密电阻网络;提供电压或电流输出相加的运算放大器。其原理如图5为倒T型电阻D/A转换器。其输出电压表达式很容易用基准电流和响应的倍数表示出来。与权电流型的D/A转换器相比,倒T型电阻D/A转换器具有电路简单、转换速度快的优点,但其转换误差较大。在实际的D/A转换器中,开关S是电子式的模拟开关。为了减小转换误差,开关必须具有导通电阻小,截止电阻大的特点。

5机电一体化综述

机电一体化系统开发过程的第一步就是分析客房需求以及系统集成的技术环境。解决问题的复杂技术系统往往是一个具有数字或模拟形式并由复杂软件支持其硬件的机械、电子、液压和热动力部件的结合体。典型机电一体化系统使用传感器从技术环境中收集数据和信息。接下来的一步就是使用建模和描述方法的完善形式,以一种集成的方式来涵盖这个系统的所有子任务。这包括在初始阶段对子系统间必要接口的有效描述。数据经过处理和解释转化为执行器的动作。机电一体化系统能够缩短开发周期,降低成本,提高质量。在机电一体化产品的设计中,有必要在不同的专家组之间协调知识和需要的信息。并行工程是产品的设计和制造以特殊方式融合的一种设计方法。传统设计和制造间的障碍得以排除。

6机电一体化的发展趋势