機電一體化科技論文范文第1篇
關鍵詞： 機電一體化系統(tǒng)設計 考核方式 思路 改革
《機電一體化系統(tǒng)設計》是一門面向機械設計制造類專業(yè)所開設的專業(yè)綜合特色課程，是集機械、電子等基礎課程知識為一體的綜合性專業(yè)課程，課程在學生所學專業(yè)課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，并結合機電一體化典型設備，講述相關系統(tǒng)產品的組成原理及工作過程，闡明機電一體化技術原理。課程具有較強的實踐性特征，因此，要求學生在學習過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法，又重視相關理論的應用，加強實踐環(huán)節(jié)的學習和運用[1-2]。針對該課程以上特點，如何開展課程的考核成為課程教學改革的關鍵，本文在綜合分析課程特點的基礎上，論述了現(xiàn)有考核方式的特點，分析探討了不同考核方式優(yōu)缺點，提出課程考核方式改革的思路，為高校機械設計制造類專業(yè)《機電一體化系統(tǒng)設計》課程教學改革提供一定參考。
1.《機電一體化系統(tǒng)設計》課程特點
《機電一體化系統(tǒng)設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，在機制專業(yè)課程體系中占據重要地位，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科，將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統(tǒng)總體技術等多種技術融于一體，體現(xiàn)了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則，具有綜合性和應用性強的突出特點，課程對培養(yǎng)學生機電一體化設計能力具有重要作用。
課程在學生所學專業(yè)課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，結合機電一體化典型設備，講述相關系統(tǒng)產品的組成原理及工作過程，使學生了解機電一體化的組成及發(fā)展方向，掌握典型機電一體化系統(tǒng)及產品的基本工作原理，了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習，以期達到課程教學目標，即通過相關學科知識的學習和掌握，促進學生系統(tǒng)了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統(tǒng)設計方法，提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。
2.當前主要的考核方式及其特點
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業(yè)知識的掌握情況，主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統(tǒng)設計課程知識點的學習水平，但是，學生突擊背復習題應付考試現(xiàn)象較為普遍，而且結合《機電一體化系統(tǒng)設計》實踐性、應用性強的課程特點，單純采用試卷考試很難實現(xiàn)課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標，而且課程考試一般在結課后一次性完成，無法完全反映學生對于課程的整體學習效果，缺乏對于課程的過程管理。
2.2平時成績與試卷考試相結合。
針對試卷考試存在的過程監(jiān)控不足等弊端，許多院校在考核過程中引入平時成績考核環(huán)節(jié)，平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業(yè)等組成，一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成，期末成績?yōu)樵嚲沓煽儭Ｔ摲N方式對課程的過程管理進行了監(jiān)控，提高了學生平時學習的積極性，有助于學生在課堂上認真學習、積極思考，課下認真完成作業(yè)，但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高，教師需對平時作業(yè)的布置、創(chuàng)新類實踐項目設置等平時考核環(huán)節(jié)進行較好的把握。
2.3結課論文。
結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核，結課論文考核方式有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和初步的科研能力，有助于培養(yǎng)學生查閱文獻的能力，對于課程論文，一般要求選題結合機電一體化系統(tǒng)設計方面的內容，原則上一人一題。
結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性，但是在實施過程中，針對《機電一體化系統(tǒng)設計》實踐性、應用性強的課程特點，要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大，易出現(xiàn)論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。
2.4基于CDIO的“機電一體化系統(tǒng)設計”考核方式[5]。
基于傳統(tǒng)考核方式存在的問題，相關人員提出CDIO考核方式，該方式以項目設計為導向，強調學習評估方法和學習成果相結合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具體做法是：在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統(tǒng)設計方面的課題，學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料，編制程序框架，調試程序并進行仿真，在考前一周，進一步強化學生的上機調試能力，適當縮小命題范圍，減小難易程度，突出重點，命題采用分類隨機抽簽的方法，學生在上機考核過程中，規(guī)定時間，一人一機，分組進行，教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能，并進行答辯。答辯時，教師針對考題進行提問，考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定，從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生，鼓勵成立興趣小組，開展科技創(chuàng)新活動，明確職責，利用實驗室的開放，對自己的課題設計一個機電一體化系統(tǒng)實物模型，通過當場演示，講解分析，教師注重過程考核，根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分，得出本門課程成績。這種考核方式的優(yōu)點是引導學生平時注重學習，有的放矢，積極主動地配合教師的日常教學活動，上課互動性好，能有效地激發(fā)學生上課學習的積極性，提高學習效率。
2.5采用職業(yè)技術資格考試來代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試[6]。
職業(yè)資格證書是反映勞動者具備某種職業(yè)所需要的專門知識和技能的證明，與學歷文憑不同，職業(yè)資格證書更多地反映了特定職業(yè)的實際工作標準和規(guī)范，以及勞動者從事這種職業(yè)所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業(yè)的資格憑證，是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據，也是境外就業(yè)、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業(yè)技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度，并側重于技能、能力和素質的提高。因此，在利用其取代傳統(tǒng)考試的同時，需對照人才培養(yǎng)目標和課程教學目標的要求，從認知、操作技能與能力和職業(yè)素質等方面，全面系統(tǒng)地考察其可行性，并將其作為選擇和確定結業(yè)考試內容的依據。目前，可參照“數(shù)控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮，學生通過取得相應職業(yè)資格證書后申請課程免考的方式進行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機電一體化系統(tǒng)設計》課程實踐性、應用性強的課程特點，結合機械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標，考核過程中，可在充分論證的基礎上，將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變，將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變，將組織方式由學校組織向社會認可的職業(yè)資格考試方式轉變，具體思路如下：
3.1豐富考試考核形式，強化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性，考試考核的形式不能僅僅局限于傳統(tǒng)方式[7]?？己诉^程中，合理引入平時成績考核，將現(xiàn)有的一次性考試考核轉變?yōu)槎啻慰己耍ㄟ^綜合課堂表現(xiàn)成績、隨堂測驗成績、平時作業(yè)成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績，在此基礎上，確立合理的評價指標體系，優(yōu)化評價標準，合理分配考核指標權重，以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。
3.2完善考核內容，強化考核過程管理。
為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果，課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上，完善課程考核內容，形成理論考核與實踐考核試題庫，并結合機電一體化技術發(fā)展方向，及時更新完善考核內容，根據實際及時修正考試內容，提高考核內容更新效率。在平時考核環(huán)節(jié)，需進一步加強過程管理，完善平時考核方式方法，提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式，多渠道實現(xiàn)課程考核。
在考核組織方式上，突出國家職業(yè)資格鑒定考試，引入職業(yè)資格證書制度[8]，通過課程學習，在合理分析人才培養(yǎng)目標及課程教學目標的基礎上，確立適于課程考核要求的職業(yè)資格類別，建立與國家職業(yè)資格鑒定考試考核接軌的以職業(yè)綜合能力（職業(yè)技能）和職業(yè)素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系，實現(xiàn)課程的多方式考核，使學生在實現(xiàn)課程教學目標的同時，達到國家職業(yè)資格考核要求，從而提高學生創(chuàng)新能力與應用能力。
4.結語
本文在綜合分析《機電一體化系統(tǒng)設計》課程特點的基礎上，論述了現(xiàn)有考核方式的特點，提出了課程考核方式改革的思路，然而課程考核改革是一個長期過程，要改變先前的考核模式，必須引導學生注重平時學習和技能訓練，同時要求教師加強課程教學改革的研究，這對教師、對學生都將是一種挑戰(zhàn)。因此，要想切實做好《機電一體化系統(tǒng)設計》課程考核方式改革，務必制定好長期策略，注重積累，保障落實，只有這樣，才能建立科學、規(guī)范、合理的考核機制。
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機電一體化科技論文范文第2篇
協(xié)會深刻認識到，在這輪全球性金融危機和產業(yè)結構調整的大潮中，行業(yè)結構調整實施越早，轉型升級就能越快。作為為下游行業(yè)提供加工裝備的縫制機械行業(yè)，實施結構調整的核心就是產品結構的調整和產品技術的升級，通過調整和升級去滿足下游行業(yè)的發(fā)展需求。而行業(yè)產品結構調整的方向就是發(fā)展智能、高效的機電一體化縫制設備，實現(xiàn)節(jié)能、省人工；產品技術的升級就是提升產品的技術和質量發(fā)展水平，推動產品由中低端向中高端升級，提高市場競爭力和品牌影響力。為此，近年來，協(xié)會抓住發(fā)展機電一體化高效縫制機械這條產品結構調整主線不動搖，推動行業(yè)步入增量取代存量的發(fā)展新周期，實現(xiàn)了行業(yè)平穩(wěn)復蘇和持續(xù)發(fā)展，取得了較為明顯的調整成效。
一、多管齊下引導行業(yè)產品結構向
機電一體化方向快速調整
1. 通過編制《行業(yè)“十二五”科技開發(fā)指南》，明確將光機電一體化技術應用研究列為“十二五”關鍵領域，將高效電腦平縫機、電子花樣機等設備列為優(yōu)先研發(fā)項目，引導企業(yè)向光機電一體化產品方向傾斜。
2. 通過協(xié)會主辦的國際展會鼓勵企業(yè)展示機電一體化新品。協(xié)會將2011、2013CISMA展會主題分別定為“質量、效益、綠色”和“品質、效率、智能”，通過舉行優(yōu)秀新產品評選，以新產品獲獎等級來適當減免企業(yè)參展攤位費用的舉措進行資金獎勵，支持鼓勵企業(yè)創(chuàng)新和展示高效、環(huán)保的縫制設備。如，在CISMA2013優(yōu)秀新產品評選中，獲獎的52個產品100%為機電一體化新產品。據協(xié)會對參力CISMA2013的40家骨干整機企業(yè)展示的產品進行初步統(tǒng)計顯示，機電一體化產品的展示比重已經由2011年的60%快速提升至 2013年的90%。
3. 定期舉辦行業(yè)機電一體化技術交流和《機電一體化技術研究與創(chuàng)新優(yōu)秀論文》征文與評選表彰活動。自2011起，協(xié)會依托電子電控專業(yè)委員會工作，每年舉辦機電一體化技術交流，組織行業(yè)科技人員開展技術交流；連續(xù)舉辦了兩屆機電論文征文與評選表彰活動，征集論文上百篇，其中40余篇優(yōu)秀論文被推薦至各類核心及國家學術期刊上發(fā)表。較好的發(fā)揮了促進電控技術研究和交流提升的目的。
4. 在國家發(fā)改委《產業(yè)結構調整指導目錄》等產業(yè)政策層面，積極將“機電一體化高效節(jié)能縫制機械”列為優(yōu)先和鼓勵發(fā)展目錄，發(fā)揮了重要的產業(yè)調控和政策導向作用。
通過以上工作引導和推動，行業(yè)近年來產品結構調整步伐加快，機電一體化產品占比大幅提升。據協(xié)會2013年最新行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據顯示，機電一體化高效節(jié)能縫制機械總產量占工業(yè)縫制機械總量的比例已由2009年的10%提升到目前的49%；平、包、繃等大宗主導產品中機電一體化產品占比由2009年的15%提升到目前的55%。其中，電腦平縫機2013年總產量高達270萬臺，同比猛增80%，首次超過機械型普通平縫機產量。
二、以實施行業(yè)科技支撐計劃項目為著力點
推動產品技術升級
為促進行業(yè)產品技術升級，創(chuàng)造具有自主知識產權的技術與產品，提升行業(yè)整體技術發(fā)展水平，在中輕聯(lián)的組織領導下，協(xié)會2008年聯(lián)合骨干企業(yè)向國家科技部申報了《高效節(jié)能縫制設備》國家科技支撐計劃項目，該項目于2010年正式批準立項實施。三年來，參與典型高效節(jié)能縫制設備課題研究的主要企業(yè)均已完成了各自負責的高性能電腦平縫機、電子花樣機和電控上袖機的整機產品試制、定型及示范生產線的建設。參與伺服控制系統(tǒng)課題研究的主要企業(yè)均已各自建成具備標準軟硬件接口及靈活定制功能的多軸縫制設備電控系統(tǒng)開發(fā)平臺，完成了典型產品的測試、定型、優(yōu)化，建成了年生產能力1萬臺以上高性能多軸縫制機械伺服控制系統(tǒng)生產示范線。
經攻關成果聯(lián)合測試，高效電腦平縫機可實現(xiàn)5000針/分鐘，電子花樣機可實現(xiàn)2800針/分鐘、電子上袖機可實現(xiàn)3500針/分鐘的最高縫紉速度，產品平均節(jié)電30%，效率提升20%以上，機器噪音、振動等各項主要技術性能指標完全達到了國外先進技術水平。同時，該課題還累計14篇，申請專利16項，計算機軟件著作權 4項，開發(fā)完成面向電子套接機的運動學及動力學仿真分析軟件1套，縫制機械參數(shù)化設計軟件1套，完成制定行業(yè)標準8項，參與制修訂國際標準1項，國家標準2項。
通過組織實施行業(yè)科技支撐計劃項目，各參與企業(yè)累計配套投入科研資金近1200萬元，購置了一批先進高精密的試驗儀器與設備，培養(yǎng)了一批既有實踐經驗又有豐富理論知識的青年科技人才，科研成果在提升各企業(yè)自身科研技術實力的同時，也通過新產品的市場配套和示范推廣，有力帶動了整個行業(yè)的技術發(fā)展水平。如，北京大豪公司在課題研發(fā)過程推出的HSC高壓閉環(huán)系統(tǒng)、綿陽58所的HDSC全伺服系統(tǒng)、鮑麥克斯公司的MT系列多軸伺服系統(tǒng)、中捷股份公司WR系列系統(tǒng)在國內外市場上配套電子套結機、花樣機、曲折縫、鎖眼機、自動縫制單元等機器累計逾4萬多臺，創(chuàng)造產值近10億元人民幣，有效填補了行業(yè)中高端縫制設備電控系統(tǒng)領域的空白。
目前該課題已經結題并進入全面驗收環(huán)節(jié)，協(xié)會下步重點組織做好科研成果的行業(yè)示范和推廣，加快行業(yè)高效節(jié)能縫制設備的全面升級和更新?lián)Q代。
三、以實施產品質量提升工程為抓手打造
產品核心競爭力
機電一體化科技論文范文第3篇
本小節(jié)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(fā)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(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)性。（3）機電一體化具有很強的最優(yōu)化建模理論：機電一體化技術經過多年的發(fā)展，已經形成完整的最優(yōu)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(fā)展趨勢
經過多年的發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)展。
2機電一體化技術在機械工程上的應用以及發(fā)展趨勢分析
本小節(jié)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(lián)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(xiàn)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(fā)出勃勃生機，應用領域進一步擴大。
2.2機電一體化在現(xiàn)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(xiàn)代機床控制上，現(xiàn)代機床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現(xiàn)代機床的控制系統(tǒng)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(tǒng)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(tài)。
3機電一體化技術在機械領域的發(fā)展前景
通過對機電一體化當前發(fā)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(fā)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(xiàn)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(xiàn)了智能化趨勢。（3）能耗低：節(jié)約資源，保護環(huán)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(fā)新技術，把能耗進一步降低。
4結論
本文簡單探討了機電一體化技術在機械工程領域的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，本文認為，機電一體化技術是改革機械工程技術的關鍵技術，隨著科技不斷發(fā)展，越來越多的新技術應用到機電一體化技術，該技術也將發(fā)揮越來越大的作用。
機電一體化科技論文范文第4篇
【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(fā)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(yè)效率、作業(yè)精度以及使用壽命等[1]。機電一體化是科技發(fā)展的結晶，是社會生產力發(fā)展到一定階段的必然要求。它是機械工業(yè)發(fā)生變革的動力，使傳統(tǒng)的機械設計方法和概念發(fā)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(tǒng)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(fā)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(fā)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(xiàn)驅動系統(tǒng)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(fā)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(fā)新的電機，如開發(fā)內部裝有編碼器的電機或是開發(fā)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(fā)非接觸型檢測技術。
（5）軟件技術：硬件的發(fā)展促使需要配套的軟件一起發(fā)展，軟件的標準化可以減少軟件的研發(fā)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(yōu)勢和發(fā)展趨勢
機電一體化產品于傳統(tǒng)產品相比，有很多優(yōu)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(jiān)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(fā)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(zhí)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)。
為實現(xiàn)更高的生產效率，開發(fā)新一代的機電一體化產品，研究新一代的機電一體化系統(tǒng)，研究和設計各種穩(wěn)定高效，性能優(yōu)良的機器人和機電一體化設備是發(fā)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(fā)展，形成了一個良性發(fā)展的循環(huán)系統(tǒng)。
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(fā)展，現(xiàn)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(jiān)視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發(fā)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(fā)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(tǒng)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(jiān)視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機械的相應系統(tǒng)如傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)以及發(fā)動機的當前工作狀態(tài)，進行監(jiān)視，若發(fā)現(xiàn)異常情況，馬上進行自動警報并實現(xiàn)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(fā)生頻率，降低了生產成本。
（3）環(huán)?；?。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(jié)能減排倡議。因此對傳統(tǒng)機械設備進行節(jié)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(tǒng)，實現(xiàn)了對發(fā)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(tǒng)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(xiàn)機電一體化技術還任重而道遠，用微電子技術改造傳統(tǒng)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?lián)Q代速度的呼聲很高，但是它的實現(xiàn)仍很有壓力。雖然我國的工業(yè)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(yōu)勢很明顯，它的出現(xiàn)并不是巧合，它是科技進步的產物，它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性改革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和理念受到了挑戰(zhàn)，并影響著傳統(tǒng)機械發(fā)生革命性的變化，它是推動產業(yè)革新的必經之路。因此，加快培養(yǎng)機電一體化人才有非常重要的意義。企業(yè)只有注重優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，才能在競爭中占據優(yōu)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）.
[2]蔡慶蘇，孟梅芳.機電一體化技術及其應用研究[期刊論文].將科技創(chuàng)業(yè)月刊，2005，18（3）.
機電一體化科技論文范文第5篇
[關鍵詞]智能 機電一體化 綠色
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）24-0325-01
本論文主要從機電一體化技術未來的發(fā)展等進行講述。主要包括了全息系統(tǒng)化、微型機電化、光機電一體化、產品網絡全球化、產品綠色化、“生物――軟件”化、全息系統(tǒng)化也即智能化、光機電一體化是機電產品發(fā)展的重要趨勢、未來的機電一體化技術發(fā)展注重產品與人的關系等。具體材料請詳見：
1 概述
機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術，并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統(tǒng)的總稱，因此，“機電一體化技術”是機械、微電子和信息三項技術相互融合、交叉的產物，是機械技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和系統(tǒng)技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。隨著電子技術的迅速發(fā)展，微處理器、微型機在各個技術領域已經得到廣泛應用，對各個領域的發(fā)展起了很大的推動作用，正因電子技術的快速發(fā)展，進而帶動了機電一體化技術的發(fā)展，科技的進步更是依賴于其發(fā)展，因此其未來的發(fā)展對科技的進步起著至關重要的作用。
2 機電一體化技術未來的發(fā)展
2.1 全息系統(tǒng)化
全息系統(tǒng)化也即智能化，是對機器的行為描述，即在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、模糊數(shù)學、運籌學、混沌動力學、人工智能、心理學和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識等能力，以便達到更高水平的控制目標。隨著機電一體化技術的發(fā)展，機電一體化產品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀機電一體化技術中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機電一體化的研究中也日益得到重視，其中機器人與數(shù)控機床的智能結合就是一項重要應用。當然，要使機電一體化產品具有與人完全相同的智能永遠是不可能的，也沒有這個必要，但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品具有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2.2 微型機電化
在實驗室中，目前，通過半導體蝕刻技術，已經制造出亞微米級的機械元件，如果這一成果應用于實際產品時，那么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機械部分了，這時就完全的實現(xiàn)機械和電子的“融合”，這樣CPU、機體、傳感器、執(zhí)行機構就可以集成在一起，而且體積小，同時組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的一個重要的前進方向，更是機電一體化向微觀領域和微型機器的發(fā)展趨勢，在國外，人們稱其為微電子機械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，一并向微米級、納米級發(fā)展，正因為微機電一體化產品耗能少、體積小、運動靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢。
2.3 光機電一體化
光機電一體化是機電產品發(fā)展的重要趨勢，因為機電一體化系統(tǒng)是由機械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構成的，因此，在機電一體化技術中引進光學技術，充分利用光學技術的先天優(yōu)點，有效地改進機電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
2.4 產品網絡全球化
計算機網絡技術的興起和飛速發(fā)展帶動了科學技術的巨大發(fā)展，同時給日常生活都帶來了全新的面貌，全球生產、經濟被各種網絡連成一片，企業(yè)間的競爭也將出現(xiàn)網絡全球化，一旦研制出機電一體化新產品，只要其質量有保證，功能可靠，必然會暢銷全球。因為有了網絡的普及，那么只要是關于網絡的各種遠程監(jiān)視和控制技術也就方興未艾，然而遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化發(fā)展。
2.5 產品綠色化
隨著工業(yè)的發(fā)達，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化：①物質需求豐富，生活舒適；②可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。因為這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然，那么此時，綠色產品的概念也就應運而生，這是一個時代的綠色化趨勢，在這里，機電一體化產品的綠色化主要是指：使用時不破壞生態(tài)環(huán)境，報廢后還能回收利用。因此，機電一體化綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，應完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀的存在性，設計綠色的機電一體化產品所需要的技術成本很高，但其具有遠大的發(fā)展空間。 2.6“生物――軟件”化未來的機電一體化技術發(fā)展注重產品與人的關系，即機電一體化的人格化，其有兩層含義：①機電一體化產品的使用對象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦予機電一體化產品顯得越來越重要，尤其是家用機器人，其最高境界就是人機一體化；②模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。隨著科技的發(fā)展，機電一體化裝置對信息的依賴性越來越大，很多時候類似于活的生物：當大腦停止工作時，生物便死亡，而大腦工作時，生物就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學研究領域中已經發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構，可為機電一體化產品提供新型的機體，但是如何使這些新型機體具有生命力還是研究中的一大難題，這一研究領域被稱之為“生物――軟件”或者說“生物系統(tǒng)”，而生物的特點正是“肌體（硬件）――大腦（軟件）”一體，不可分割。機電一體化產品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術與理論還是有很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。
3 結束語
機電一體化科技論文范文第6篇
關鍵字：機電一體化；實踐教學；教學改革；
中圖分類號：G4 文獻標識：A 文章編號：1674-3520（2014）-04-00137-01
一、我國當前機電一體化類課程教學現(xiàn)狀及其原因分析
結合我國目前職業(yè)教育的現(xiàn)狀，造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、技術學得不扎實的原因主要有以下幾個方面：
（一）師生思想上都不夠重視
從目前的職業(yè)學校的教學現(xiàn)狀來看，重視理論教學輕視實踐教學一直是我國課程教學的傳統(tǒng)方法，在這樣的教學模式下，不利于師生在課堂中對于知識的學習和掌握。機電一體化這樣的課程，理論課本來就比較晦澀難懂，如實踐訓練課程不足的話，學生學到最后完全沒有系統(tǒng)的概念和知識體系，對于機電一體化的理解只是停留在表面層次，因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說，師生本身對于課程的重視程度不夠也是導致課程學習問題的原因。教師認為對于機電一體化課程教學任務重，往往在授課過程中疲于應對；而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力，往往缺少興趣，加之實踐實驗時間較少，課程最后流于形式。因此，師生在思想上不夠重視是目前機電一體化課程教學的一個基本現(xiàn)狀。
（二）機電專業(yè)實踐教學課程的設計不合理
機電類專業(yè)實踐教學的課程內容包括很多技術內容，目前，絕大多數(shù)職業(yè)院校的機電專業(yè)課程體系受傳統(tǒng)教育思想的影響，課程的內容過多、過于深奧，理論課時數(shù)太大，實踐技能教學課時不足，而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準，導致教學與實踐相背離?，F(xiàn)在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠，很多學生學習了很多知識，可到了社會上卻無從下手。相關機電行業(yè)和企業(yè)很少參與機電類專業(yè)實踐課程的制定，這也是導致職業(yè)學校機電專業(yè)的實踐課程體系設置不合理的原因。
二、機電一體化類課程的教學改革策略探討
（一）充實機電一體化類課程的專業(yè)實踐教學內容和完善教學手段
課程體系建設要根據學校的專業(yè)學生的定位和專業(yè)建設目標，合理確定基礎課和專業(yè)課，理論教學和實踐教學的比例分配，結構合理，形成具有鮮明特色的課程體系。打亂原有的按知識學習組織授課的章節(jié)順序，邊學邊做，邊做邊學，將所學理論與實踐完全融合起來?，F(xiàn)有的大部分教材無法實現(xiàn)教學要求，學校要組織專業(yè)課教師編寫與此教學過程相適應的校本教材，對教學目標進行分解，以專業(yè)技能為主線，將多個項目的學習知識的重點和目標有效的串聯(lián)起來。這種為用而學、學以致用的教學方式讓教與學有了更強的針對性，讓學生在操作過程中學會如何用專業(yè)知識去分析問題、解決問題。教師將學生實踐中出現(xiàn)的問題或困惑，用專業(yè)理論知識來加以解釋，使學生“知其所以然”，從而實現(xiàn)理論與實踐的有機結合，調動學生的各種感官參與學習過程
（二）重視機電一體化類課程的專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的考核
任何課程都需設置考核環(huán)節(jié)，同樣的，機電一體化課程實踐教學也需要考核，考核環(huán)節(jié)也是學生最為敏感的環(huán)節(jié)之一。結合機電一體化課程實踐教學的特點，對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統(tǒng)一的模式和標準，應該是動態(tài)的，是隨著科技的發(fā)展而不斷充實和進步的，應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式，采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗，應當減小考核的比重，而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗，考核比重就應當加大；另一方面，還可以靈活的采取口試筆試、現(xiàn)場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核，重點不是考查學生的知識理解程度，而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。
（三）加強師資隊伍建設
優(yōu)秀的教師團隊是保障一體化教學順利進行的重要因素。我們要圍繞專業(yè)建設需要，優(yōu)化師資結構，建設一支教學、科研、實踐水平高，具有較強責任感和團結協(xié)作精神的，具有較高學術造詣、豐富的教學經驗、鮮明的教學特色的教師團隊。學校要積極推動校企合作，聯(lián)合培養(yǎng)教師，聘請企業(yè)專家、技能操作能手對學校教師進行實踐與實訓方面的指導和培養(yǎng)，提高學校雙師型教師的數(shù)量和質量。
三、結語
"一體化教學"作為一種教學模式，對教學質量、教學效果的提高起到了很大的作用。本論文所探討的機電一體化類課程實驗教學方法及其教學改革策略的應用研究，是結合當前國內中等職業(yè)學校機電一體化類課程教學內容設置及其實驗實踐教學現(xiàn)狀而提出來的，能夠有效地提高機電一體化類課程的教學效果，對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言，必須要不斷加強實驗實踐教學的份量，對于進一步提高機電一體化類課程的實驗實踐教學效果，無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻
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機電一體化科技論文范文第7篇
【關鍵詞】機電一體化；機械工程；應用
1引言
隨著社會經濟與信息技術的快速發(fā)展，機電一體化技術與機械工程得到了迅速的發(fā)展，通過在機械工程中應用機電一體化技術，有效地把機械工程與新型科技進行了緊密結合，同時也促進了機械工程領域的創(chuàng)新發(fā)展。
2機電一體化的闡述
2.1機電一體化所需技術
機電一體化主要包括以下3種技術：（1）機械本體技術，是整個機械工程的核心部分，由于機械技術自身具有提高精度、改善性能等作用，從而有助于提高整個機械本體的使用性能；（2）信息處理技術，為機電一體化的機械工程提供了一定的便利，而且在一定程度上保證了機電的穩(wěn)定性與安全性；（3）軟件技術，同樣也是機電一體化的重要組成部分，通過軟件技術可以實現(xiàn)對機械的控制與操作，有助于提高機械工作效率[1]。
2.2機電一體化的優(yōu)勢
機電一體化的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下3個方面：（1）機電一體化的應用范圍比較廣，由于機電一體化技術具有一定的綜合性，與很多相關技術緊密融合，因此，機電一體化可以被廣泛應用于不同的領域。與傳統(tǒng)的技術設備相比，機電一體化改變了傳統(tǒng)技術的單一化，使其功能實現(xiàn)了多元化，能滿足于不同領域不同行業(yè)的企業(yè)需求；（2）安全性能好，通過在機械工程中應用機電一體化技術，能有效地提高整個生產過程的安全性，與此同時，機電一體化還能在機械工程中起到一定的監(jiān)督與預警作用，從而保證生產過程的安全；（3）科技含量高，在機電一體化技術中融入了不同的新型技術，使機電一體化技術具備了非常高的科技含量。
3機電一體化的機械工程中的應用
3.1機電一體化的應用
3.1.1節(jié)能降耗
機電一體化在機械工程中的應用之一就是降低耗能。對于傳統(tǒng)的陳舊的機械設備，在生產過程中不僅對能源的利用率比較低，還不能對能源起到節(jié)約與保護的作用。例如，在使用挖掘機時，為了在操作過程中合理利用能源、降低能耗、提高操作效率，采用了新型的機電一體化系統(tǒng)，并應用新型的液壓型挖掘機替代傳統(tǒng)的挖掘機，同時在使用過程中還與新型的節(jié)能控制器相結合，二者之間的結合，形成了比較完善的OLLS系統(tǒng)，從而使新型挖掘機在操作過程中能實現(xiàn)對能源的合理利用，減少對資源的消耗。
3.1.2實時監(jiān)督控制
機電一體化在機械工程中的另一個應用就是能對機械工程中的系統(tǒng)裝置起到實時的監(jiān)控作用。由于傳統(tǒng)的機械工程相對比較落后，因而無法在具體的操作過程中實現(xiàn)對機械工程的實時監(jiān)控。一方面無法保證機械設備的工作質量，另一方面會對操作人員產生不良影響。隨著在機械工程中應用機電一體化技術，有效地解決了傳統(tǒng)的機械工程中存在的問題，實現(xiàn)了對機械工程中的制動、傳動以及執(zhí)行等環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，如果在機械工程中出現(xiàn)了問題或異?，F(xiàn)象，都能通過機電一體化系統(tǒng)進行及時、準確地預警，并對其故障問題進行分析與解決[2]。
3.1.3提高作業(yè)的精度
機電一體化有助于提高機械生產的精度，同時對保障機械工程的整體質量有非常重要的意義。在傳統(tǒng)的機械工程中，往往都是依靠人力進行操作，無論是數(shù)據的計算還是工程測量等工作都比較容易出現(xiàn)誤差與錯誤，在一定程度上影響了機械工程的整體質量。通過在機械工程中有效地應用機電一體化技術，不僅有助于提高機械工程中數(shù)據測量的精確性，還能使機械工程中的測量環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化操作。通過機電一體化技術的測量與分析，有效地避免了人為原因造成的數(shù)據誤差，對提高機械工程的整體質量與數(shù)據的準確性有非常重要的意義。
3.1.4實現(xiàn)操作的自動化與半自動化
機電一體化在機械工程中的有效應用，有效地提高了操作的一致性，也實現(xiàn)了機械工程的自動化與半自動化，對提高機械工程的生產效率、減輕操作人員的勞動強度、提高作業(yè)安全等都有重要的作用。
3.2機電一體化在機械工程中的應用發(fā)展方向
3.2.1自律分配化系統(tǒng)
只有當機電一體化達到某一程度時才能使用自律分配系統(tǒng)，因此，對機電一體化的要求非常高。自律分配化系統(tǒng)是保持獨立運行的模式，在運行過程中，各自互不影響，而且由于本身具有一定的自律性，因而當所處外界環(huán)境發(fā)生變化時，自律分配系統(tǒng)也會隨之發(fā)生變化，這一特點可以有效地避免機械工程中因某一子系統(tǒng)的故障而導致整個系統(tǒng)癱瘓，在一定程度上提高了系統(tǒng)的柔性。
3.2.2信息系統(tǒng)化
通過信息系統(tǒng)化的實現(xiàn)，使在具體的操作過程中，可以從不同的角度通過指令達到準確的執(zhí)行，這也是智能化發(fā)展的趨勢所在。機電一體化通過智能技術所接受到了精準的信息，能有效地掌握整個機械工程系統(tǒng)中的工作狀態(tài)。
3.2.3光電一體化方向
所謂的光電一體化指的是機械電子工程，屬于機械工程與自動化的一種，與傳統(tǒng)的機電一體化技術相比，光電一體化技術運用了光學技術，從而實現(xiàn)了對機電一體化系統(tǒng)中傳感系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)以及能源系統(tǒng)等靈敏性與精確度的改良，也促進了電子信息的處理技術。總之，機電一體化技術對機械工程有非常重要的作用，在一定程度上實現(xiàn)了對能源的合理利用與節(jié)約。
4結語
隨著全球經濟一體化的快速發(fā)展，以及信息技術的不斷更新，機械工程企業(yè)為了提高自身的競爭實力，需要不斷地引進現(xiàn)代化信息技術，從而提高企業(yè)的經濟效益。機電一體化技術作為一門綜合性的技術，在機械工程中發(fā)揮著極其重要的作用。
【參考文獻】
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機電一體化科技論文范文第8篇
【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術熱點。
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業(yè)技術發(fā)展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術集成開發(fā)的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創(chuàng)新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優(yōu)勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數(shù)控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發(fā)展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業(yè)，而這些產業(yè)作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業(yè)對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創(chuàng)新技術的基礎。開發(fā)光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g，產品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現(xiàn)代制造工程，2001（12）
[2]梁進秋.微光機電系統(tǒng)國內外研究進展.光機電信息，2000（8）
[3]宋云奪編譯.光機電一體化業(yè)的未來.光機電信息，2003（12）
[4]左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術的優(yōu)勢及在工業(yè)生產中的應用.激光雜志，1999（4）
機電一體化科技論文范文第9篇
【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術熱點。
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業(yè)技術發(fā)展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術集成開發(fā)的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創(chuàng)新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優(yōu)勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數(shù)控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發(fā)展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業(yè)，而這些產業(yè)作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發(fā)展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業(yè)對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創(chuàng)新技術的基礎。開發(fā)光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當?shù)匾腚娮蛹夹g，產品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產品一旦實現(xiàn)光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發(fā)生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現(xiàn)代制造工程，2001（12）
[2]梁進秋.微光機電系統(tǒng)國內外研究進展.光機電信息，2000（8）
[3]宋云奪編譯.光機電一體化業(yè)的未來.光機電信息，2003（12）
[4]左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術的優(yōu)勢及在工業(yè)生產中的應用.激光雜志，1999（4）
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