時(shí)間：2023-04-13 17:08:37
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[論文摘要]機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。
一、機(jī)電一體化的基本概念
機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門(mén)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類(lèi)技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。
（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過(guò)程中，遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。
（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。
（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。
（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿(mǎn)足用戶(hù)需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過(guò)電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。
（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶(hù)對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。
機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類(lèi)。
①數(shù)控機(jī)械類(lèi)。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。
②電子設(shè)備類(lèi)。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量?jī)x等。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。
③機(jī)電結(jié)合類(lèi)。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。④電液伺服類(lèi)。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。這類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。
⑤信息控制類(lèi)。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤(pán)存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類(lèi)產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類(lèi)信號(hào)來(lái)控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類(lèi)。
二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。
（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿(mǎn)足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。
（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。
（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在機(jī)電一體化技術(shù)中的應(yīng)用，高智能已經(jīng)成為了機(jī)電一體化發(fā)展的主要方向，相關(guān)的技術(shù)和研究人員也在不斷的研究，現(xiàn)如今高智能的機(jī)器人和數(shù)控設(shè)備已經(jīng)可以代替人類(lèi)完成一些危險(xiǎn)性較高、精密度要求高、工序比較復(fù)雜的工作，節(jié)省了勞動(dòng)力，也更加方便的得到了所需要的產(chǎn)品和服務(wù)，目前很多的研究人員逐步的將運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)等多種智能化的學(xué)科逐漸引進(jìn)到機(jī)電一體化技術(shù)中，這樣能夠有效的促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)判斷推理能力和自主決策能力，這樣能夠方便人們對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行控制。
2區(qū)域模塊化
區(qū)域模塊化也是機(jī)電一體化發(fā)展的重要趨勢(shì)之一，針對(duì)使機(jī)電一體化產(chǎn)品的各個(gè)單元實(shí)現(xiàn)區(qū)域模塊化管理是一項(xiàng)比較復(fù)雜、涉及面廣的工程，例如，在進(jìn)行智能減速、智能變速等相關(guān)功能研制的過(guò)程中，要充分的實(shí)現(xiàn)集圖形、圖像識(shí)別、視覺(jué)效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化，這樣可以更加標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)確的衡量相應(yīng)的控制單元以及動(dòng)力單元，進(jìn)一步的提高各個(gè)單元的性能，也可以使機(jī)電一體化產(chǎn)品相應(yīng)的功能之間的聯(lián)系更加緊密，使一個(gè)區(qū)域模塊更加有效的運(yùn)行，只有這樣才能方便人們對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用，提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的利用程度、可裝配性、可維修性等，經(jīng)過(guò)研究和推理，可以得出機(jī)電一體化模塊是未來(lái)機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要方向，隨著未來(lái)技術(shù)發(fā)展的不斷深入，機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)模塊化的步伐也在不斷的加深。
3環(huán)保綠色化
機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)和生活中帶來(lái)了巨大的變化，豐富了人們的的物質(zhì)生活，同時(shí)也給人們的生活環(huán)境帶來(lái)了負(fù)面影響，資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)利用，加重了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，近些年來(lái)，越來(lái)越多的國(guó)家和組織逐漸重視到環(huán)境保護(hù)的重要性，人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，要求機(jī)電一體化產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的過(guò)程中要減少對(duì)環(huán)境的污染，因此機(jī)電產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來(lái)發(fā)展的一大亮點(diǎn)，人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，造成了一些對(duì)環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場(chǎng)價(jià)值，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)綠色環(huán)保的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景，也成為未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在。
4網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近些年來(lái)的發(fā)展勢(shì)頭更加迅猛，這也促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的進(jìn)一步的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起及發(fā)展，給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)了巨大的變革，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也受到了計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響，機(jī)電一體化設(shè)備通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和改革開(kāi)放的不斷深入，使國(guó)際上先進(jìn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品不斷涌入我國(guó)，這也為我國(guó)進(jìn)行深入的研究提供了便利條件，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電技術(shù)發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展相輔相成，因此計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步也有利于存進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品更加快捷的推向市場(chǎng)，和生產(chǎn)商之間的技術(shù)交流，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢(shì)必會(huì)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，也會(huì)繼續(xù)為人們提供更多、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
5微型精密化
機(jī)電一體化技術(shù)向微型精密化的方向發(fā)展的主要是納米技術(shù)的不斷深入發(fā)展，機(jī)電一體化的微型精密化產(chǎn)品體積小、攜帶方便、耗能低等，這些優(yōu)點(diǎn)使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型精密化技術(shù)不斷進(jìn)步，應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，因此，機(jī)電一體化微型精密化技術(shù)具有比較廣闊的發(fā)展前景和強(qiáng)大動(dòng)力，但是想要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進(jìn)的設(shè)備作為強(qiáng)大的后盾，因此需要相關(guān)的研究人員不斷努力，不斷提高我國(guó)先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展。
6總結(jié)
1.1在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)是建立在規(guī)模經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，靠企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和重復(fù)性來(lái)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，它強(qiáng)調(diào)資源的有效利用，以低成本獲得高質(zhì)量和高效率，其生產(chǎn)盈利是靠機(jī)器取代人力，靠復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)加工取代人的技能來(lái)獲取的。先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)是以信息為主導(dǎo)，采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)組織管理形式的全新的機(jī)械制造業(yè)，其特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造?，F(xiàn)代制造業(yè)集成了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，使制造技術(shù)提高到新的高度。近年來(lái)，制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生，如計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、柔性制造技術(shù)、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。
1.2在飲料行業(yè)中的應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快、應(yīng)用前景最為廣泛的技術(shù)之一。機(jī)電一體化技術(shù)在食品、飲料包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的應(yīng)用。不僅使單機(jī)的自動(dòng)化程度大大提高，而且使整條包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制水平、生產(chǎn)能力得到很大提高，使其競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類(lèi)設(shè)備?？梢源蟠蟾纳剖称凤嬃习b生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其國(guó)內(nèi)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。
1.3在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用
1.3.1計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局和過(guò)程一體化控制。
1.3.2現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。
1.3.3交流傳動(dòng)技術(shù)隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來(lái)由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過(guò)直流調(diào)速水平。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶(hù)的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。
1.3.4開(kāi)放式控制系統(tǒng)“開(kāi)放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開(kāi)放控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。
1.3.5分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
2.1智能化智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類(lèi)似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來(lái)極大的方便。隨著模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。
2.2數(shù)字化微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。
2.3模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。從而避免利益的沖突，并能使之標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。
2.4網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大變革。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
2.5自源化自源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。
2.6人性化人性化是各類(lèi)產(chǎn)品的必然發(fā)展方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來(lái)說(shuō)更自然，更接近生活習(xí)慣。
2.7微型化微型化是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微機(jī)電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
2.8綠色化工業(yè)發(fā)達(dá)給人們的生活帶來(lái)巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果，所以綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類(lèi)健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。
3結(jié)束語(yǔ)
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，各種產(chǎn)品與裝置實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，有利實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，有利推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革，同時(shí)，隨著新產(chǎn)品的研發(fā)及高精密等設(shè)備的發(fā)展，要求新一代機(jī)電一體化技術(shù)、產(chǎn)品及系統(tǒng)朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量化、微型化方向發(fā)展，從而為國(guó)家?guī)?lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日益走向整體化、交叉化和數(shù)字化以及微電子技術(shù)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。本文對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并對(duì)其發(fā)展進(jìn)行探究。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化應(yīng)用發(fā)展
參考文獻(xiàn)：
[1]袁中凡.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006.
大多習(xí)慣傳統(tǒng)教學(xué)模式的理論課教師，一般缺乏動(dòng)手操作經(jīng)驗(yàn)，難以指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。而專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)教師往往僅局限于幾個(gè)固定的實(shí)驗(yàn)，遇到新的問(wèn)題無(wú)法解決。這就需要大力培養(yǎng)既有豐富的理論知識(shí)、又具備較強(qiáng)動(dòng)手操作能力的專(zhuān)職教師，即“雙師型”教師。
二、變頻技術(shù)“理實(shí)一體化”教學(xué)模式
1．“理實(shí)一體化”教學(xué)模式的特點(diǎn)
“理實(shí)一體化”教學(xué)以“情境—陶冶教學(xué)模式”為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，將自學(xué)—指導(dǎo)、引導(dǎo)—探究、示范—模仿等多種教學(xué)模式相融合，是一種理論知識(shí)講解和實(shí)踐操作并重的教學(xué)模式，是現(xiàn)代化信息技術(shù)與建構(gòu)主義教學(xué)理論相結(jié)合的產(chǎn)物?！袄韺?shí)一體化”教學(xué)，是目前職業(yè)院校大量探索和實(shí)踐的教學(xué)模式，著重解決專(zhuān)業(yè)理論課與實(shí)踐課脫節(jié)的問(wèn)題。通過(guò)學(xué)生邊學(xué)邊做，加強(qiáng)學(xué)生的理解與記憶能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。具體指在同一時(shí)間、同一地點(diǎn)、同步進(jìn)行的教學(xué)模式。即課堂和實(shí)訓(xùn)基地一體化，教、學(xué)、做融為一體；理論課教師和實(shí)踐指導(dǎo)教師一體化，即“雙師型”教師。這種教學(xué)模式直觀，體現(xiàn)學(xué)生的參與度，有助于教學(xué)質(zhì)量的提高和高技能人才的培養(yǎng)。
2．師資隊(duì)伍一體化
師資隊(duì)伍建設(shè)是學(xué)校建設(shè)和教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于高職院校尤其重要。實(shí)施“理實(shí)一體化”教學(xué)模式，要求教師不但要有扎實(shí)的理論知識(shí)，還必須要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，即“雙師型”教師隊(duì)伍。“理實(shí)一體化”教學(xué)要求“雙師型”教師比例占一半以上，特別是中、高級(jí)職稱(chēng)教師應(yīng)占一定比例。通常主講教師應(yīng)具有高級(jí)職稱(chēng)，并從事多年教學(xué)、具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能為課程建設(shè)提出系統(tǒng)規(guī)劃和整改意見(jiàn)。對(duì)于青年教師應(yīng)嚴(yán)格要求，要求他們積極參與課程建設(shè)、開(kāi)展各種教學(xué)研討活動(dòng)，寒暑假下企業(yè)鍛煉，努力提高實(shí)踐教學(xué)水平。另外，聘請(qǐng)企業(yè)一線技術(shù)人員或能工巧匠作為學(xué)校兼職教師，通過(guò)產(chǎn)學(xué)結(jié)合、專(zhuān)職和兼職相結(jié)合，建設(shè)一支高素質(zhì)、“雙師型”結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
3．教學(xué)場(chǎng)地一體化
“理實(shí)一體化”教學(xué)要有與專(zhuān)業(yè)規(guī)模相適應(yīng)的硬件設(shè)備和環(huán)境。按照“做中教、做中學(xué)”的一體化設(shè)計(jì)原則，創(chuàng)設(shè)教室、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)一體的學(xué)習(xí)情境，使專(zhuān)業(yè)教室具有多媒體教學(xué)、實(shí)物展示、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等多種功能，營(yíng)造良好的職業(yè)氛圍和環(huán)境。目前，武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電信工程學(xué)院針對(duì)電子節(jié)能工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)門(mén)籌建了變頻技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，具體包括電工基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、變頻器、PLC一體化多媒體教學(xué)訓(xùn)練場(chǎng)地，既可以提供電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)，又能充分保證變頻技術(shù)“理實(shí)一體化”教學(xué)模式的實(shí)施，為學(xué)生創(chuàng)造了良好的多媒體教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)條件。
4．教學(xué)設(shè)計(jì)一體化
教學(xué)設(shè)計(jì)一體化是指學(xué)生主動(dòng)地“學(xué)”、教師有目的地“教”以及為具體任務(wù)而設(shè)定的“學(xué)習(xí)情境”的教學(xué)方案設(shè)計(jì)，具體過(guò)程可分為以下步驟：第一，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境。利用一體化教學(xué)場(chǎng)地的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合變頻技術(shù)課程特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生聯(lián)想、觀察、交流，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手操作的主動(dòng)性；然后導(dǎo)入新課，通過(guò)分析實(shí)例，再提出相關(guān)的任務(wù)。第二，提出實(shí)訓(xùn)要求。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)后，往往就有學(xué)生想嘗試。在變頻技術(shù)實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手接線、操作運(yùn)行，觀察實(shí)際效果，適時(shí)給出任務(wù)。再根據(jù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，通過(guò)實(shí)例演示，與學(xué)生一起分析、提出問(wèn)題，使學(xué)生在任務(wù)完成過(guò)程中逐步了解變頻器的結(jié)構(gòu)、工作原理，掌握變頻器外部接線步驟及運(yùn)行調(diào)試技巧。第三，主動(dòng)完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的難易程度，教師進(jìn)行重點(diǎn)、難點(diǎn)的分析，提出解決問(wèn)題的思路，指導(dǎo)學(xué)生保質(zhì)保量地完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。在變頻器具體安裝調(diào)試過(guò)程中，教師要巡回指導(dǎo)，總結(jié)學(xué)生在操作過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題并進(jìn)行集中講解，提醒學(xué)生并引起學(xué)生重視。實(shí)訓(xùn)中，可以采取靈活多樣的方法，既可讓學(xué)生獨(dú)立完成，也可以分組合作完成。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，使老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間相互促進(jìn)、相互提高，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)、寓教于樂(lè)。
三、結(jié)束語(yǔ)
1、電子技術(shù)類(lèi)課程的特點(diǎn)
電子技術(shù)類(lèi)課程著重介紹電子元器件的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、功能特性以及應(yīng)用方面的知識(shí)。側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，能根據(jù)電子學(xué)原理，運(yùn)用電子器件設(shè)計(jì)和制造實(shí)現(xiàn)某種特定功能的電路。如果只講理論知識(shí)，學(xué)生看不見(jiàn)、摸不著實(shí)際的器件，聽(tīng)起來(lái)肯定是抽象難懂，枯燥無(wú)味。比如電阻這個(gè)元件，讓學(xué)生親手識(shí)別測(cè)量要比在課堂上講再多的理論效果要更直接和有效。一體化的教學(xué)模式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，使學(xué)生學(xué)在其中，樂(lè)在其中，顯著提高了教學(xué)效果。
2、學(xué)生順利走向工作崗位的需要
一體化教學(xué)的課堂就是學(xué)生的實(shí)訓(xùn)室，實(shí)訓(xùn)室就是教學(xué)課堂。學(xué)生平時(shí)就能接觸到各種電子元器件和儀器設(shè)備，在模擬的生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行綜合性的技術(shù)訓(xùn)練，結(jié)合理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)際操作，由易到難、循序漸進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到具有專(zhuān)業(yè)技能的技術(shù)人才的轉(zhuǎn)變，當(dāng)學(xué)生走向工作崗位時(shí)，已經(jīng)具備了一定的實(shí)操能力，幫助他們更好的適應(yīng)和勝任崗位工作，縮短了學(xué)生畢業(yè)與就業(yè)的距離。
二、一體化教學(xué)的實(shí)踐改革
1、培養(yǎng)雙師型教師隊(duì)伍
一體化教學(xué)對(duì)教師的理論知識(shí)和實(shí)踐技能都有很高的要求，需要一批理論知識(shí)扎實(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)熟練的雙師型教師。學(xué)校一方面聘用企業(yè)的工程人員做兼職教師，帶動(dòng)本校教師技能的提高。另一方面讓教師到企業(yè)培訓(xùn)或者直接參與項(xiàng)目建設(shè)，熟悉實(shí)際操作和現(xiàn)代企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的要求。
2、教學(xué)內(nèi)容模塊化
電子技術(shù)發(fā)展日新月異，但是高職院校的教材和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往多年沒(méi)有更新。教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不夠緊密，學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)工作崗位的需要。這就要改革課程內(nèi)容和體系，緊跟電子技術(shù)發(fā)展，注意理論和實(shí)踐并重。根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的模塊化教學(xué)，不僅讓學(xué)生做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還要充分發(fā)揮學(xué)生主體性，做一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。教學(xué)內(nèi)容不僅符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，更是將經(jīng)典理論與先進(jìn)科技相結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)做一體化。
3、建設(shè)多功能一體化教室
以往理論課和實(shí)訓(xùn)課單獨(dú)教學(xué)，造成理論和實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生理論課聽(tīng)得枯燥、抽象，實(shí)訓(xùn)課對(duì)電路工作原理又知之甚微。而建設(shè)多媒體、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)物一體化的教室，真正融理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)于一體，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了操作技能。
（1）教師結(jié)合多媒體和仿真軟件進(jìn)行教學(xué)，生動(dòng)直觀。例如在講解二極管的單向?qū)щ娦?、三極管的電流放大作用等比較難理解的內(nèi)容時(shí)，借助FLASH動(dòng)畫(huà)將抽象的內(nèi)容直觀的表現(xiàn)出來(lái)。
（2）向?qū)W生展示實(shí)物，學(xué)生通過(guò)直觀感知和實(shí)際操作，學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)不再抽象。例如在講解電動(dòng)機(jī)控制時(shí)，通過(guò)展示各種低壓電器來(lái)介紹其工作原理，學(xué)生較容易接受和理解。
（3）教室配備各種實(shí)驗(yàn)器材，隨時(shí)進(jìn)行電路仿真設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，例如收音機(jī)、自熄開(kāi)關(guān)的組裝、直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)等，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力創(chuàng)設(shè)了良好環(huán)境。
4、改進(jìn)教學(xué)方法
以往教學(xué)只停留在口頭說(shuō)教和機(jī)械模仿操作的層面，學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力欠缺。一體化教學(xué)模式注重學(xué)生實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力的提升。作為教師要改變傳統(tǒng)的以教師為主體、講授為主的教學(xué)模式，實(shí)行以學(xué)生為主體、探究實(shí)踐為主的啟發(fā)式教學(xué)方法。靈活采用項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等方式，給學(xué)生創(chuàng)造個(gè)性化、創(chuàng)新化的學(xué)習(xí)空間。對(duì)不同層次的學(xué)生采用分層教學(xué)，分配不同的任務(wù)，使每個(gè)學(xué)生都能在自己的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)享受到摘到桃子的喜悅。對(duì)綜合性問(wèn)題以分組討論的形式學(xué)習(xí)，在生生討論、師生討論的活躍課堂氛圍中，拓寬學(xué)生眼界，完成知識(shí)的積累，技能的提升。
5、改革評(píng)價(jià)考核方式
傳統(tǒng)課程考核中，以期末考試成績(jī)占70%、平時(shí)課堂表現(xiàn)和作業(yè)占30%的方法來(lái)計(jì)算總評(píng)成績(jī)，忽略了平時(shí)的階段性測(cè)試，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。一體化教學(xué)模式中，增加階段性測(cè)試，以綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，注重考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能水平，并計(jì)入總評(píng)成績(jī)的50%（綜合性實(shí)驗(yàn)30%，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)20%，期末成績(jī)30%，課堂表現(xiàn)和作業(yè)20%）以此讓學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)引起一定的重視，激勵(lì)學(xué)生提高實(shí)踐操作能力，同時(shí)便于教師隨時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)進(jìn)度。
三、結(jié)語(yǔ)
陶行知先生說(shuō)過(guò)：“教、學(xué)、做是一件事，不是三件事。要在做上教，在做上學(xué)?！碑?dāng)前，高職高專(zhuān)院校強(qiáng)調(diào)以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高技能人才為目標(biāo)的辦學(xué)方針就沿襲了其“知行統(tǒng)一”的教學(xué)思想。其中，一體化教學(xué)是近年來(lái)職業(yè)教育大力推行的一種教學(xué)方法，意在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和操作技能，它采用理論教學(xué)與實(shí)踐操作相結(jié)合的方法，以技能訓(xùn)練為主線，以突出培養(yǎng)學(xué)生的技能操作為重點(diǎn)，積極提高學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生走出校門(mén)就能勝任企業(yè)的工作。
二、信息技術(shù)簡(jiǎn)介
（一）信息技術(shù)的特點(diǎn)以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)為代表的信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，為職業(yè)教育“一體化教學(xué)”改革創(chuàng)造了一種全新的教學(xué)手段。通過(guò)圖、文、聲、像等多種媒體在教學(xué)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了用語(yǔ)言無(wú)法表述清楚的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)突破教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)有非常大的幫助。
（二）信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
1.多媒體技術(shù)可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣興趣是推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的直接動(dòng)力，只有使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，才能達(dá)到獲取知識(shí)、發(fā)展能力的目的。多媒體技術(shù)有刺激感官的作用，在教學(xué)中，充分利用多種感官實(shí)現(xiàn)多渠道信息的傳遞，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)認(rèn)知的透明度，可以提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收和消化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.信息技術(shù)對(duì)教學(xué)內(nèi)容具有可塑性信息技術(shù)采用新的教學(xué)媒介，通過(guò)數(shù)字化的文本、數(shù)字化的圖像、數(shù)字化的聲音、數(shù)字化的錄像、數(shù)字化的多媒體和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等多種形式，為多種形式展現(xiàn)同一概念提供了可能，同時(shí)也為一體化教學(xué)提供了可能。教育設(shè)計(jì)者可以根據(jù)教學(xué)任務(wù)、教學(xué)對(duì)象選用相應(yīng)的媒介，使學(xué)生更清晰、直觀地感受教學(xué)內(nèi)容。
3.信息技術(shù)的教育評(píng)價(jià)信息技術(shù)的交互能力為雙向評(píng)價(jià)提供了可能，讓我們不但能評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果，還能對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)評(píng)估學(xué)習(xí)過(guò)程，我們能了解學(xué)生采取了什么樣的策略和方法，缺乏什么策略和方法，環(huán)境中的哪些因素影響了學(xué)生對(duì)方法的選擇，什么樣的新策略能滿(mǎn)足學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格。
三、信息技術(shù)在一體化教學(xué)中的應(yīng)用
信息技術(shù)在一體化教學(xué)中的應(yīng)用，把教師的講授和學(xué)生的練習(xí)之間的距離縮短，實(shí)現(xiàn)了“做中學(xué)，做中教”的一體化教學(xué)。具體有以下幾個(gè)方面的應(yīng)用。
（一）網(wǎng)絡(luò)在一體化教學(xué)中的應(yīng)用
1.多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用使用多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行一體化教學(xué)，可以讓學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)在線聽(tīng)教師的講授課程，同時(shí)還可以在自己的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行練習(xí)。這樣，教師可以將理論教學(xué)與實(shí)踐操作訓(xùn)練穿行，從而更好地將知識(shí)與技能緊密聯(lián)系，提高教學(xué)質(zhì)量，完成一體化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教師講授和學(xué)生實(shí)際操作的有機(jī)結(jié)合。
2.網(wǎng)絡(luò)資源的建立利用網(wǎng)絡(luò)資源，開(kāi)發(fā)用于教學(xué)的專(zhuān)門(mén)網(wǎng)站。具體做法是，教師把自己的教案、課件和講課的視頻資料放于網(wǎng)站上方便學(xué)生隨時(shí)查找自己想要的東西；或者在教學(xué)網(wǎng)站上建立學(xué)習(xí)論壇，讓學(xué)生一起交流討論在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生的探究能力。結(jié)果表明，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用使學(xué)生在實(shí)踐中自主學(xué)習(xí)，達(dá)到了教與學(xué)的結(jié)合。
（二）多媒體技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、影視、仿真等技術(shù)手段把實(shí)習(xí)教學(xué)過(guò)程中講授的東西更加形象、逼真地展現(xiàn)給學(xué)生，可以使一些實(shí)際教學(xué)過(guò)程中看不見(jiàn)摸不著的、不好理解的內(nèi)容更容易被學(xué)生學(xué)習(xí)和接受，這對(duì)突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)有非常大的幫助。
1.利用Flash、Maya等軟件制作教學(xué)動(dòng)畫(huà)利用Flash、Maya等軟件，把教學(xué)中講授的實(shí)際操作過(guò)程制作成動(dòng)畫(huà)效果，并通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示，把實(shí)際操作引入到教學(xué)過(guò)程中，可以把以前很難用語(yǔ)言表述清楚的問(wèn)題更清楚、直觀地展現(xiàn)給學(xué)生。
2.利用仿真軟件教學(xué)仿真軟件可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)很多無(wú)法實(shí)現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，是一體化教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)的很好的辦法。這樣一來(lái)，教師利用仿真軟件講授的同時(shí)，學(xué)生可以在自己的計(jì)算機(jī)中進(jìn)行仿真練習(xí)。例如，宇龍數(shù)控仿真軟件，可用“虛擬設(shè)備”來(lái)增加學(xué)生的操作熟練程度。
四、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：機(jī)械工業(yè)；機(jī)電一體化；數(shù)控；模塊化
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶(hù)的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱(chēng)示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。
（一）智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類(lèi)智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
（二）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱(chēng)微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手。
（一）機(jī)械本體技術(shù)
機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮。現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術(shù)
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
（三）信息處理技術(shù)
機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
（五）接口技術(shù)
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。
（六）軟件技術(shù)
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
（一）數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。
2、開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶(hù)的使用效益。
3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
5、能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。
6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。
7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專(zhuān)用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
（四）工業(yè)機(jī)器人
第1代機(jī)器人亦稱(chēng)示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。
（一）智能化
智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類(lèi)智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
（二）系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
（三）微型化
微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱(chēng)微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（六）綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機(jī)電一體化是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。
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