時間：2023-08-09 17:32:12
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體化技術(shù)定義，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：機電一體化；仿真技術(shù)；發(fā)展趨勢；現(xiàn)狀
機電一體化技術(shù)是很多技術(shù)的融合，如果能夠有效的利用這項技術(shù)，不僅能夠提高工作效率，還能減少消耗，因為機電一體化技術(shù)最重要的特點就是功能強、質(zhì)量好、準確度好以及消耗低，因此發(fā)展機電一體化技術(shù)對我國未來的經(jīng)濟發(fā)展起著關(guān)鍵性的作用，為此，筆者就機電一體化系統(tǒng)的仿真發(fā)展趨勢進行探討。
一、機電一體化定義
我們所說的機電一體化也通常被稱作機械電子學。通常情況下，學者都認為機電一體化是一種將各種技術(shù)融入在機電產(chǎn)品中的學科，這是種學科需要機械學以及信息科學等學科相互融合而形成的。從這個簡單的定義中，我們可以總結(jié)三點：第一，機電一體化學科并不是獨立存在的，它是電子學科等相互融合的結(jié)果；第二，機電一體化的定義會隨著時代的發(fā)展而發(fā)展，以前的機電一體化技術(shù)注重的是機械與電子的融合，而現(xiàn)代社會的機電一體化，是機電產(chǎn)品與很多學科的融合，所以我們有理由相信，科技的進步會使機電一體化與更多的學科相融合，發(fā)展出更強大的技術(shù)；第三，機電一體化并不是各個學科之間的簡單相加，它是各種學科有機融合的產(chǎn)物，注重的是學科技術(shù)在機電產(chǎn)品中有效的結(jié)合，從而使機電產(chǎn)品發(fā)揮最大的效用。
二、機電一體化技術(shù)應用現(xiàn)狀
制造業(yè)是應用機電一體技術(shù)最為廣泛的行業(yè)，這個行業(yè)同時也是很多國家的支柱產(chǎn)業(yè)，因為無論是軍事，還是政治都需要制造行業(yè)提供機電產(chǎn)品，因此各國都在機電一體化技術(shù)上投入了大量的資金，希望本國這項技術(shù)在世界上能取得領(lǐng)先地位。
日本的機電一體化技術(shù)發(fā)展的成果很顯著，尤其是在工業(yè)機器人方面，他們將計算機芯片等技術(shù)與機電產(chǎn)品有機的融合起來，制造成功了能與人進行視頻，并且擁有觸覺的智能機器人，當現(xiàn)場發(fā)生故障時，智能機器人能夠監(jiān)測到故障并且及時的處理，不僅減少了故障發(fā)生的概率，還節(jié)約了人力物力成本的支出，最為關(guān)鍵的是，避免了相關(guān)人員因為維修設(shè)備而出現(xiàn)意外事故。西歐國家也出臺了相關(guān)的政策來支持這項技術(shù)的發(fā)展，希望工廠能夠?qū)崿F(xiàn)全面的自動化，而美國在這方面也加快了研究的步伐，希望通過這項技術(shù)能夠減少產(chǎn)品生產(chǎn)周期，進而提高經(jīng)濟效益。
而我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，在技術(shù)水平方面還遠遠落后于上述的發(fā)達國家，但也因此說明了我國在機電一體化技術(shù)方面有更大的發(fā)展空間。近些年來，因為金融危機的影響，是我國充分意識到了發(fā)展機電一體化的重要性，并且意識到了機電一體化技術(shù)對我國經(jīng)濟發(fā)展有著不可替代的作用，國家和企業(yè)都加快了研究的步伐。針對我國目前發(fā)展狀態(tài)，國家提出了優(yōu)先研發(fā)機電一體化的6項關(guān)鍵技術(shù)，如今我國已經(jīng)取得了顯著的成效，比如數(shù)控技術(shù)經(jīng)過多年的研究發(fā)展，我國幾乎完全掌握了這些技術(shù)的要領(lǐng)，并且建立了數(shù)控開發(fā)與生產(chǎn)為一體的基地，最為關(guān)鍵的是培養(yǎng)很多數(shù)控技術(shù)方面的人才，在數(shù)控技術(shù)這一領(lǐng)域，已經(jīng)形成了屬于自己的產(chǎn)業(yè)，成果很顯著。這些成果也為我國未來發(fā)展機電一體化技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，提供了參考。
三、仿生硬件的容錯技術(shù)新思路
基于仿生硬件的容錯研究，對建立借鑒生物進化機制的硬件容錯新理論，提高硬件系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。
1、胚胎型仿生硬件的容錯體系結(jié)構(gòu)和容錯原理
仿生硬件可以分為進化型和胚胎型，其中胚胎型仿生硬件也稱為胚胎電子系統(tǒng)，是模仿生物的多細胞容錯機制實現(xiàn)的硬件。胚胎型仿生硬件的容錯體系結(jié)構(gòu)，主要由胚胎細胞、開關(guān)陣和線軌組成開關(guān)陣，根據(jù)可編程連線的控制信號完成開關(guān)閉合，控制線軌內(nèi)各線段的使用，胚胎細胞包含存儲器、坐標發(fā)生器，換向塊、功能單元、直接連線、可編程連線、控制模塊等存儲器用于保存配置數(shù)據(jù)位串，并根據(jù)細胞狀態(tài)和坐標發(fā)生器計算出的結(jié)果，從配置位串中提取段經(jīng)譯碼后，對胚胎電子細胞的換向塊和功能單元進行配置，坐標發(fā)生器根據(jù)4個細胞最近兩側(cè)（左側(cè)和下側(cè)）鄰居細胞的坐標為其分配坐標。
2、胚胎型仿生硬件實現(xiàn)容錯的策略
為了實現(xiàn)對故障細胞的容錯，常用的容錯策略有兩種：行（列）取消和細胞取消策略，通過記錄有錯的單元位置，重新布線，用其他各用的單元來代替但是對于連線資源故障，這此策略并未給出相應的對策，在深入研究胚胎仿生硬件容錯體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文提出種針對線軌故障的容錯策略：
2.1行（列）取消策略在行（列）取消中，若個細胞出錯，則它所在行（列）的所有細胞都將被取消，而該行（列）細胞的功能將被其上行（右列）的細胞所代替，即當一個細胞出錯時，細胞所在行（列）上移（右移）到 一個備用行（各用列）來代替它當前的工作。
2.1細胞取消策略在細胞取消中，用各用細胞代替故障細胞分兩個階段當某行的出錯細胞數(shù)超過各用細胞數(shù)時，整行被取消，行細胞上移，用備用行取代出錯行的功能
四、新時期機電一體化技術(shù)展望
機電體化是多學科的交叉融合，綜合了機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、光學技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)等技術(shù)，其發(fā)展進步依賴并促進了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗上實現(xiàn)特定功能價值，新時期機電體化技術(shù)呈現(xiàn)智能化、系統(tǒng)化、微型化等發(fā)展趨勢。伴隨著智能技術(shù)的發(fā)展，機電體化技術(shù)也呈現(xiàn)智能化發(fā)展的趨勢智能化即要求機電產(chǎn)品有定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力，如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/0接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。
五、結(jié)語
綜上所述，我國的機電一體化技術(shù)已經(jīng)取得了顯著的發(fā)展，國家的重視以及科技的進步使得這項技術(shù)擁有更大的發(fā)展空間。雖然我國技術(shù)水平總體上落后于發(fā)達國家，但是因為經(jīng)濟全球化不斷深入，各國在技術(shù)領(lǐng)域也必然會加強合作，共同促進世界經(jīng)濟的發(fā)展，再加之，我國已經(jīng)培養(yǎng)出很多機電一體化專業(yè)的人才，這為我國機電一體化未來的發(fā)展儲備了充足的人才。本文是筆者多年的機電一體化系統(tǒng)操作經(jīng)驗的總結(jié)，希望為機電一體化系統(tǒng)的仿真技術(shù)研究人員提供借鑒，為我國機電一體化技術(shù)發(fā)展的更好提供參考。■
參考文獻
[1] 陳輝，王磊. 機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 國內(nèi)外機電一體化技術(shù). 2009（S4）
關(guān)鍵詞:煤礦;機電一體化;發(fā)展與應用
1機電一體化技術(shù)的研究現(xiàn)狀
1．1機電一體化的定義
機電一體化(Mechatronics)是1971年由日本學者在日本雜志《機械設(shè)計》中提出的，是由機械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、光學技術(shù)等多學科形成的一門交叉學科，目前已經(jīng)發(fā)展成為部分學校的專門專業(yè)。但對于機電一體化的具體內(nèi)涵和概念學術(shù)界并未形成統(tǒng)一的認識。VanBrussel教授認為，機電一體化是跨領(lǐng)域的并行工程，它包括機械、微電子、控制工程和計算機技術(shù)等多門學科，而機電一體化的目標就是實現(xiàn)上述多門學科和技術(shù)的綜合應用。德國Isermann的教授認為機電一體化屬于交叉學科的綜合領(lǐng)域，機電一體化包含的交叉學科可以分為機械系統(tǒng)和與其相關(guān)的控制系統(tǒng)，而其控制系統(tǒng)又包括信息系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)等。控制系統(tǒng)主要用于服務機械系統(tǒng)，便于工程師在遠程對機械系統(tǒng)進行操控。國內(nèi)曾慶良等［1］定義機電一體化是一個包含機械、電子電氣、信息等功能模塊的技術(shù)系統(tǒng)，是多學科技術(shù)的綜合作用，各個功能模塊之間存在著密切的交互關(guān)系，其中起決定作用的不是某一單獨的技術(shù)，而是這些技術(shù)的聯(lián)合作用，這些技術(shù)的聯(lián)合作用使系統(tǒng)具有更優(yōu)秀的性能或?qū)崿F(xiàn)了新的功能。
1．2機電一體化的設(shè)計
目前，國內(nèi)外學者在機電一體化的設(shè)計方面已經(jīng)進行了大量研究工作，按照研究方向可以將機電一體化設(shè)計分為三大類。1)側(cè)重于概念設(shè)計過程和相關(guān)軟件的研究。機電一體化的概念提出后，國外大量學者進行了大量嘗試。如德國的R．Iserrmann教授及其團隊以機電一體化的控制系統(tǒng)為核心進行了嘗試，但缺乏驅(qū)動器、傳感器和機械部分的融合，難以達到機電一體化的完善設(shè)計。JurgenGausemeier教授團隊進行以半規(guī)則式計算機語言為核心的機電一體化設(shè)計，但并未實現(xiàn)理想的機電一體化系統(tǒng)。法國的PSA所進行了以機電一體化模型庫為核心的設(shè)計，通過模型庫的查找和存儲簡化機電一體化的設(shè)計，但并未達到理想效果。英國的Lancaster大學嘗試了以鍵合圖理論、方框圖為基礎(chǔ)的功能模塊的混合建模，但主要以機電一體化的控制為主，執(zhí)行構(gòu)件部分研究又不夠深入。在國內(nèi)，機電一體化的起步較晚，但經(jīng)過大量專家學者的不懈努力也取得了豐碩的成果［2］。如上海交通大學的鄒慧君教授將機電一體化的主要研究對象轉(zhuǎn)向以實現(xiàn)運動功能為主，并對系統(tǒng)方案設(shè)計進行深入研究，實現(xiàn)了較為理想的功能求解模型。山東大學的黃克正團隊以功能分析和重構(gòu)理論為設(shè)計基礎(chǔ)，提出了機電一體化概念系統(tǒng)的過程模型。華中科技大學的楊家軍團隊以機械運動方案和傳感器設(shè)計為研究基礎(chǔ)，加之計算機系統(tǒng)的輔助功能，完成了機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計。2)側(cè)重于開發(fā)過程的研究。主要代表是德國工程師協(xié)會2004年的VDI2206系統(tǒng)，其設(shè)計過程如圖1所示，根據(jù)用戶需求提供系統(tǒng)設(shè)計(面向領(lǐng)域的設(shè)計)，包括機械領(lǐng)域、電氣領(lǐng)域和信息領(lǐng)域，在完成系統(tǒng)集成后再通過系統(tǒng)設(shè)計的驗證，最終得到客戶需要的產(chǎn)品。但這種機電一體化的設(shè)計僅提供了一個設(shè)計思路，缺乏具體的設(shè)計過程。3)協(xié)同仿真技術(shù)。仿真技術(shù)在20世紀初期開始應用于其他領(lǐng)域，在20世紀末被引入機電一體化領(lǐng)域，目前國內(nèi)外學者就機電一體化的機電仿真技術(shù)已經(jīng)開展了大量的研究工作。在國外，VanBrussel和VanBeek開展了協(xié)同仿真的參數(shù)設(shè)計，解決了系統(tǒng)仿真參數(shù)的優(yōu)化問題。荷蘭Twente大學的JobVanAmerongen教授及其團隊開展了機電一體化模型的仿真工作，實現(xiàn)了多領(lǐng)域機電一體化的仿真研究。在國內(nèi)，鐘掘院士等［3］學者從機電系統(tǒng)耦合及各耦合參數(shù)間的關(guān)系入手對機電一體化系統(tǒng)進行研究，設(shè)計出系統(tǒng)功能優(yōu)化的物理模型，該課題已經(jīng)突破早期研究存在的難題，該研究方法在機電一體化系統(tǒng)研究方面十分深入，研究的重點是系統(tǒng)的后期設(shè)計。而李伯虎院士和清華大學熊光楞教授在協(xié)同仿真方面也開展了大量工作，開出了基于協(xié)同仿真技術(shù)的復雜產(chǎn)品。
2煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
近年來，全球制造業(yè)始終面臨著轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。2013年4月，德國開啟了“工業(yè)4．0”，即第四次工業(yè)革命。“工業(yè)4．0”主要包括兩個主題，即“智能工廠”與“智能生產(chǎn)”。我國機電一體化經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，機電一體化取得了巨大進步，但發(fā)展并不完善。因此，在2015年5月，我國了“中國制造2025”行動綱領(lǐng)［4］。該綱領(lǐng)提出在2025年之前邁入制造強國行列;在2035年以前，與中等制造強國的水平持平;在2049年，成為世界的制造強國。因此，煤礦機電一體化未來的發(fā)展進程必然與“工業(yè)4．0時代”和“中國制造2025”行動綱領(lǐng)存在一致性關(guān)系，所以筆者認為，未來煤礦機電一體化未來的發(fā)展趨勢主要有高度自動化、高度智能化、高度網(wǎng)絡化。
3機電一體化在煤礦中的應用現(xiàn)狀
1970年我國大同礦務局首先試驗自行設(shè)計的第一套綜合機械化采煤系統(tǒng)。到20世紀80年代，隨著國際綜合機械化采煤技術(shù)的發(fā)展，我國綜合機械化采煤也得到了空前的發(fā)展;到90年代中期，采、掘、機、運、通基本完成了機械化，大大提高了采煤效率，減少了煤炭災害的發(fā)生;進入本世紀后，我國礦業(yè)機電一體化又有了突破性的進展，完善的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、大型固定采煤機械等在煤礦投入使用，但仍與世界先進的采煤機電一體化存在差距。
3．1液壓支架電液控制系統(tǒng)
相比西方發(fā)達國家，我們在液壓支架電液控制系統(tǒng)的研究較晚。1995年第一臺自主研制的液壓支架電液控制系統(tǒng)至今，出現(xiàn)了不同型號的多種電液控制系統(tǒng)液壓支架，但實際國產(chǎn)的液壓支架電液控制系統(tǒng)在國內(nèi)煤礦的應用仍不太樂觀，目前礦井綜采工作面采用的液壓支架電液控制系統(tǒng)仍以國外的設(shè)備為主，部分軟弱頂板支護采用的單體液壓支架系統(tǒng)也存在類似的情況。這一方面是由于國產(chǎn)的液壓支架電液控制系統(tǒng)未能突破技術(shù)瓶頸，而國外的液壓支架電液控制系統(tǒng)(以美國和德國為主)具有完善的故障診斷預警裝置，可實現(xiàn)液壓支架與采煤機、刮板機聯(lián)動和遠程控制。
3．2電牽引采煤機
國內(nèi)電牽引采煤機的研制工作從20世紀80年代末期開始，經(jīng)歷了近十年的研究才取得了突破性的進展，目前電牽引采煤機也是煤礦機電一體化的重點研究方向。國內(nèi)比較先進的電牽引采煤機包括山東能源機械集團公司研發(fā)的MG150/345－WOK交流電牽引采煤機和太原礦山機器集團有限公司研發(fā)的MGTY307/10－1．1D電牽引采煤機。這兩種采煤機目前都能實現(xiàn)1．8m以上的薄煤層開采，同時可以完成煤層傾角在25°以下的綜合機械化開采工作。我國電牽引采煤機的發(fā)展大大加快了我國煤炭機電一體化的發(fā)展。但目前煤礦機電一體化(機械化)率約70%，而綜采率僅為40%，對比世界國家發(fā)達國家超過80%的綜采率，仍存在很大的發(fā)展空間。目前電牽引采煤機具有的優(yōu)勢有:①牽引特性較好，世界先進的電牽引和液壓牽引技術(shù)都具有良好的調(diào)速特性，但國內(nèi)的液壓牽引系統(tǒng)穩(wěn)定性不如電牽引系統(tǒng)，因此采用電牽引可以有效地保證電牽引采煤機的牽引特性;②機械傳動效率高(＞90%);③牽引力可以滿足大傾角煤層開采;④工作可靠性高;⑤易于實現(xiàn)微機自動控制;⑥機械傳動和結(jié)構(gòu)較簡單。
4結(jié)語
本文對國內(nèi)外機電一體技術(shù)的研究現(xiàn)狀進行了分析，特別指出了煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢和目前機電一體化在煤礦中的應用現(xiàn)狀。目前在煤礦中機電一體化技術(shù)主要應用在液壓支架電液控制系統(tǒng)、電牽引采煤機、煤礦安全控制系統(tǒng)等，而隨著“工業(yè)4．0”時代的開啟，以及我國了“中國制造2025”行動綱領(lǐng)，筆者認為未來煤礦機電一體化未來的發(fā)展趨勢主要有高度自動化、高度智能化、高度網(wǎng)絡化。
參考文獻:
［1］王成龍．復雜機電系統(tǒng)統(tǒng)一建模與仿真技術(shù)研究［D］．青島:山東科技大學，2010．
［2］鄒慧君，廖武，郭為忠，等．機電一體化系統(tǒng)概念設(shè)計的基本原理［J］．機械設(shè)計與研究，1999(3):14－17．
［3］鐘掘，胡志剛．基于耦合問題的多智能主體協(xié)作模型［J］．中南大學學報:自然科學版，1998(2):165－168．
關(guān)鍵字：機電一體化；技術(shù)；發(fā)展
1 機電一體化的基本概念
機電一體化是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術(shù)學科在機電產(chǎn)品發(fā)展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術(shù)學科。這里面包含了三重含義：首先，機電一體化是機械學、電子學與信息科學等學科相互融合而形成的學科；其次，機電一體化是一個發(fā)展中的概念，早期的機電一體化就像其字面所表述的那樣，主要強調(diào)機械與電子的結(jié)合，即將電子技術(shù)“溶入”到機械技術(shù)中而形成新的技術(shù)與產(chǎn)品。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，以計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為特征的信息技術(shù)（即所謂的“3C”技術(shù)：Computer、Communication和 Control Technology）“滲透”到機械技術(shù)中，豐富了機電一體化的含義，現(xiàn)代的機電一體化不僅僅指機械、電子與信息技術(shù)的結(jié)合，還包括光（光學）機電一體化、機電氣（氣壓）一體化、機電液（液壓）一體化、機電儀（儀器儀表）一體化等；最后，機電一體化表達了技術(shù)之間相互結(jié)合的學術(shù)思想，強調(diào)各種技術(shù)在機電產(chǎn)品中的相互協(xié)調(diào)，以達到系統(tǒng)總體最優(yōu)。換句話說，機電一體化是多種技術(shù)學科有機結(jié)合的產(chǎn)物，而不是它們的簡單疊加。
2 機電一體化的核心內(nèi)容
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，要了解機電一體化，必須從以下幾方面著手：
（一） 機械技術(shù)
機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應，利用其它高、新技術(shù)來，來提高其各項性能，滿足更廣的需求。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。
（二） 計算機與信息技術(shù)
凡是能擴展人的信息功能的技術(shù)，都是信息技術(shù)。可以說，這就是信息技術(shù)的基本定義。它主要是指利用電子計算機和現(xiàn)代通信手段實現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關(guān)技術(shù)。
（三） 系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
（四） 自動控制技術(shù)
自動控制技術(shù)是20世紀發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是21世紀最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理、生活等各個領(lǐng)域，都離不開自動控制技術(shù)。就定義而言，自動控制技術(shù)是控制論的技術(shù)實現(xiàn)應用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統(tǒng)，來完成某種控制任務，保證某個過程按照預想進行，或者實現(xiàn)某個預設(shè)的目標。
（五） 傳感檢測技術(shù)
傳感技術(shù)是把各種量轉(zhuǎn)變成可物理識別的信號進行輸出，檢測就是指人員對可是別的信號進行處理的過程。傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。
3 機電一體化的發(fā)展趨勢
（一）綠色化
在人們越來越追求生活質(zhì)量和生活品質(zhì)的今天，綠色環(huán)保成為了人們生活關(guān)注的焦點，隨著社會進步和近年來人們對生態(tài)保護意識的重視和加強，綠色產(chǎn)品概念也將成為時展的必然！綠色理念倡導消費者在與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上,從事科學合理的生活消費,提倡健康適度的消費心理,弘揚高尚的消費道德及行為規(guī)范,并通過改變消費方式來引導生產(chǎn)模式發(fā)生重大變革,進而調(diào)整產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu),促進生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的消費理念。機電一體化技術(shù)也順應了綠色理念，機電一體化產(chǎn)品在人們的生活使用時不會對環(huán)境造成污染或者污染遠遠小于傳統(tǒng)的產(chǎn)品，而且在產(chǎn)品報廢后，其零件還能被再利用和再加工，資源利用率得到了大幅度的提高，達到節(jié)約資源的目的。
（二）智能化
智能化是21世紀機電一體化發(fā)展的一個顯著特點，它由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對某一個方面的應用的智能集合,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復雜程度也越來越高，智能化的感念開始逐漸滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面，同樣，機電一體化的智能化研究也在各個國家普遍開展。這里所提到的 “智能化”是指機器本身所具有的特性，它是在運用控制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機技術(shù)、精細化制造、運籌學等新學科、新技術(shù)和新方法，通過使機器模仿人類所具有的一些能力，如思維、推理、決策等，可以在一個比較復雜的工作和困難的環(huán)境中代替人類去工作。
（三）網(wǎng)絡化
網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展是計算機技術(shù)發(fā)展的里程碑，網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展不僅推動了人類的科學技術(shù)的發(fā)展,同時給人們的學習,工作和生活帶來重大的改變，同時，也深刻的影響著機電一體化技術(shù)的發(fā)展。其中最重要的影響就是對機電一體化設(shè)備的網(wǎng)絡控制，控制的終端設(shè)備就是機電一體化產(chǎn)品。
（四）微型化
微型化也是機電一體化未來發(fā)展的趨勢之一，尤其是近10年來，由于包括納米級的精密機械研究成果、分子層次的現(xiàn)代化學研究成果、基因?qū)哟蔚纳飳W研究成果，以及高精密超性能特種功能材料研究成果和全球網(wǎng)絡技術(shù)推廣應用成果等在內(nèi)的一大批當代最新技術(shù)成果的競相問世，使得機電一體化領(lǐng)域朝著微型化有了質(zhì)的發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,可進入一般機械無法進入的空間，并易于進行精細操作，因此在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。因此在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應用前景。
【關(guān)鍵詞】機電一體化；發(fā)展現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、前言
隨著我國科技的不斷進步與發(fā)展，機電一體化技術(shù)越來越受到企業(yè)及科研人員的重視，本文就該部分內(nèi)容進行了探討。
二、機電一體化的內(nèi)容
1.機電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點出發(fā),應用機械、電子等有關(guān)技術(shù),使機械、電子有機結(jié)合,實現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體最優(yōu)的綜合性技術(shù)。機電一體化技術(shù),主要包括技術(shù)原理和使用機電一體化產(chǎn)品(或系統(tǒng))得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機電一體化技術(shù)是一個技術(shù)群(族)的總稱。
2.機電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體,具有滿足人的使用要求的最佳功能,機電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)。主要是指機械系統(tǒng)(或部件)與微電子系統(tǒng)(或部件)相互置換和有機結(jié)合,從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品,有良好的人機協(xié)作關(guān)系。一個機電一體化的系統(tǒng)主要是由機械裝置、執(zhí)行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構(gòu)成。
3.機電一體化工程(機械電子工程)是機械工程與電子工程的綜合集成,即給定機電一體化系統(tǒng)(或產(chǎn)品)“目的功能”與“規(guī)格”后,機電一體化技術(shù)人員利用機電一體化技術(shù)進行設(shè)計、制造的整個過程體系。機電一體化工程是系統(tǒng)工程在機電一體化系統(tǒng)(產(chǎn)品)中的具體應用。
4.機電一體化思想體現(xiàn)了“系統(tǒng)設(shè)計原理”和“綜合集成技巧”。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機電一體化技術(shù)的方法論。從某種意義上講、機電一體化思想相當于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機一體化、機電液一體化、科工貿(mào)一體化、人機一體化等技術(shù)及其產(chǎn)品。
20世紀80年代中期以來,計算機特別是微型計算機已日益廣泛應用于機械產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的控制,使機、電有機地結(jié)合,發(fā)展成機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)的應用,給機械行業(yè)帶來了顯著的效益,提高了生產(chǎn)率,提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,降低了原材料消耗,節(jié)約了能源,減輕了操作工人的勞動強度,增強了企業(yè)在市場中的競爭力。“機電一體化”是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)與機械技術(shù)相結(jié)合的綜合性高新技術(shù),是機械技術(shù)與微電子技術(shù)的有機結(jié)合。
三、機電一體化技術(shù)設(shè)計原理
從方法學的觀點出發(fā),機電一體化技術(shù)應遵循以下設(shè)計原理：
1.整體最優(yōu)化原理
機電一體化技術(shù)要求從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合機械技術(shù)和信息技術(shù),實現(xiàn)整體最優(yōu)化。其實,“最優(yōu)化原理”是人類進行科學技術(shù)活動的基本思想動力。“精益求精”是這一思想的生動描述。人們?yōu)檫_到一定的目標,采用直接或間接的方法求得達到該目標的最佳途徑。這里強調(diào)“整體最優(yōu)化”,正是運籌學思想在機電一體化技術(shù)中的體現(xiàn)。
2.智能化原理
這是機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機械自動化技術(shù)的主要區(qū)別之一,也是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。關(guān)于“智能”的定義。目前尚無確切和統(tǒng)一的說法。但是,它首先是對人類行為的描述。“智能”主要概括出人類有以下能力:感知能力;記憶能力;思維能力―包括形成概念的能力、判斷能力、推理能力。
我們這里所說的“智能化”。是對機器行為的描述,是“仿人智能”,或者稱之為“人工智能”(artificialintelligence)。具體地說,智能化就是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,以求得到更高的控制目標。
3.仿生原理
如果說智能化是“仿人智能”,那么“仿生”便是對所有生物行為的模仿。生物世界是億萬年生物進化的結(jié)果,是“適者生存”這條自然規(guī)律“精雕細刻”的結(jié)果,是人類的學習寶庫。現(xiàn)代信息技術(shù)和機械技術(shù)使這一“模仿”比較容易,成為可能。
4.柔性化原理
也可稱之為“軟化原理”。由于使用了微電子技術(shù),可以而且應當盡量用軟件功能代替硬件功能。因為“軟化”可以使機械系統(tǒng)近乎完全“貼近”實際工況的需要,極大地提高產(chǎn)品的性能。例如,加工中心機床、電梯的“加減速無感控制”、汽車發(fā)動機的電噴技術(shù)、汽車的防抱死裝置… ,都廣泛地采用了軟件控制原理。
四、機電一體化技術(shù)的應用
在人們的日常生活當中,自動機械、信息處理設(shè)備、辦公室設(shè)備、車輛電子設(shè)備、醫(yī)療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機電一體化系統(tǒng)都離不開執(zhí)行元件為其提供動力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的,因此需要一個驅(qū)動部件。該驅(qū)動部件在電子控制裝置的控制下,接收指令,進行能量轉(zhuǎn)換,從而得到目標輸出。對于精密傳動來說,需要在執(zhí)行元件輸出終端進行傳動測量,如測量其位置、速度、加速度,同時將所測得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置,讓其進行比較,進行誤差修正控制,最終實現(xiàn)精密傳動。
當有多個執(zhí)行元件,其輸出動作規(guī)律各不相同時,一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來考慮其控制的形式,另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒有聯(lián)系,可以讓它們單獨來工作,也可以通過構(gòu)建PC機上位控制來統(tǒng)一管理。若工作聯(lián)動內(nèi)容經(jīng)常變化,就應該構(gòu)建一個可以直接識別聯(lián)動輸出的軟件,將聯(lián)動輸出寫入軟件當中,讓其直接轉(zhuǎn)化為控制程序,這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。
五、機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合, 它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。進入 21 世紀,在機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向中,最主要的是:智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、微型化、綠色化,下文對此略加探討:
1.智能化
智能化是 21 世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
2.數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ),如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人;而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路. 如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。
3.網(wǎng)絡化
20 世紀 90 年代,計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡技術(shù)。網(wǎng)絡技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片, 企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及, 基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliancesystem, CIAS),使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此, 機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
六、結(jié)束語
只有加強對機電一體化技術(shù)發(fā)展的研究，才能使機電一體化技術(shù)的應用越來越廣泛，是非常具有現(xiàn)實意義的研究。
參考文獻：
[1] 彭海輝.機電一體化技術(shù)的發(fā)展及應用[J].工程技術(shù).2013（3）:166-168.
關(guān)鍵詞：PLC;機電一體化;應用
科學技術(shù)的發(fā)展以及在實際生產(chǎn)中的應用，使得不同技術(shù)、不同學科之間相互促進，相互融合，對生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與生產(chǎn)力水平的提高起著巨大的推動作用。PLC技術(shù)的出現(xiàn)，推動了機電一體化的發(fā)展，帶動了生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品功能、生產(chǎn)方式、管理體系等多方面的變革，使機電一體化生產(chǎn)發(fā)生了天翻地覆的變化。
1.PLC概述
1.1 PLC的定義
PLC是一種電子裝置，它是專門為在工業(yè)環(huán)境下應用設(shè)計的，它采用可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部儲存執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)等操作指令，并能通過數(shù)字式或者模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機械生產(chǎn)、生產(chǎn)過程。
1.2 PLC的構(gòu)成
PLC的基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲器（系統(tǒng)程序儲存器、用戶程序儲存器、數(shù)據(jù)儲存器）、接口（輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口擴展接口等其他接口）、外部設(shè)備編程器、電源模塊。不同的組成部分具有自己的特點，在實際運行中發(fā)揮著重要的作用。
1.3 PLC的功能
在實際運用中，PLC的功能包括以下幾個方面：①順序控制。PLC在順序控制領(lǐng)域的應用范圍最廣，它改變了傳統(tǒng)的繼電器順序控制，提高了生產(chǎn)效率，擴大了經(jīng)濟利益。②程序控制。③通信聯(lián)網(wǎng)。④數(shù)據(jù)處理。PLC能構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)采集和處理以控制生產(chǎn)過程。由于具有這些功能，PLC滿足了機電一體化的需要，在實際運用中具有重要的作用。
2.機電一體化概述
2.1機電一體化的概念
機電一體化是指在機構(gòu)動力功能、信息處理功能、主功能、控制功能等基礎(chǔ)上引入電子技術(shù)，實現(xiàn)機械裝置、電子化設(shè)計、軟件組合有機統(tǒng)一的總稱。
2.2機電一體化的特征
機電一體化的出現(xiàn)是技術(shù)發(fā)展和實際工作經(jīng)驗總結(jié)的結(jié)果，它將信息技術(shù)、計算機技術(shù)、機械自動化技術(shù)等綜合在一起，具有質(zhì)量高、性能優(yōu)、節(jié)能環(huán)保等多方面特征，滿足了機械制造的實際需要，在具體應用中所發(fā)揮的作用越來越大。
2.3機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。它指的是在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化已經(jīng)成為了一門有著自身體系的新型學科，它不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他新技術(shù)的簡單組合，而是上述技術(shù)的有機融合。同時，這也是機電一體化和機械電氣化的根本區(qū)別。
隨著技術(shù)的發(fā)展和改進，機電一體化技術(shù)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢，概括為以下幾個方面：
（1）系統(tǒng)化。其一個特點是網(wǎng)絡化趨勢，另一個特點是系統(tǒng)更加靈活，能夠進行任意的裁剪與重組，結(jié)構(gòu)更加開放和模塊化。
（2）自律分配系統(tǒng)化。未來的機電一體化產(chǎn)品既能明顯增強系統(tǒng)適應能力，又不會因為某一子系統(tǒng)出現(xiàn)故障而對整個系統(tǒng)造成影響。
（3）人工智能化。“智能化”是指機器行為，指在控制理論的基礎(chǔ)上，加入例如運籌學、計算機科學、心理學、生理學、力學、人工智能等新方法使它具有判斷推理、邏輯思維能力。
（4）綠色化。產(chǎn)品更加環(huán)保是世界發(fā)展趨勢。
（5）全息系統(tǒng)化。這個趨勢是指產(chǎn)品的智能化越來越高，系統(tǒng)層次由簡單的“自上而下、自左而右”演變?yōu)閺碗s的雙向甚至多項聯(lián)系。
這些特征的出現(xiàn)不僅有利于提高機電一體化的性能，還能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低對周圍環(huán)境影響，在實際運用中能夠取得更好的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益。
3.PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的運用
3.1在運動控制中的運用
在實際工作中，利用PLC實現(xiàn)對直線運動和圓周運動的有效控制，在生產(chǎn)和控制中，采用的是專用運動控制模塊，既能夠提高運動的精準度，還能夠方便操作。在生產(chǎn)過程中，幾乎所有的生產(chǎn)商所生產(chǎn)的PLC具有運動控制功能。在機械設(shè)備控制中，PLC的運動控制功能也得到了較為普遍的運用，比較常用的機械設(shè)備包括以下類型：金屬切削機床、成型機械、機器人、電梯等等。同時，由于PLC具有自身顯著的特點和優(yōu)勢，其穩(wěn)定性強、可靠性高、抗干擾能力強等，滿足了控制工作的需要。
3.2在過程控制中的運用
在整個過程控制中，模擬量是不可缺少的重要指標，模擬量包括電壓、電流、壓力、溫度等，這些量是處在不斷變化過程中的。為了實現(xiàn)對過程量的有效控制，采用PLC技術(shù)，以相關(guān)模擬量、當前值、歷史值為主要依據(jù)，生成所需要的開關(guān)量或模擬量輸出，從而促進系統(tǒng)更好的運行和工作，實現(xiàn)對機電一體化生產(chǎn)過程的有效控制。
3.3在通信網(wǎng)絡中的運用
PLC通信包括PLC相互之間的通信以及PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，這也是在具體應用中所不可忽視的一項重要工作。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡也取得了不斷的進步，PLC的通信功能越來越受到生產(chǎn)廠家的重視，并根據(jù)具體工作的需要，對其進行不斷的改進和完善，相繼研發(fā)出專屬網(wǎng)絡系統(tǒng)。目前，最新生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，能夠很好的實現(xiàn)通信功能，便利了相互之間的交流。
4.結(jié)束語
綜上所述，PLC適應了機電一體化生產(chǎn)的需要，在具體運用中具有重要的作用，有利于推動機械工業(yè)的發(fā)展和進步。今后在實際工作中，應該進一步加強PLC的研究工作，采取有效的措施，推動技術(shù)的發(fā)展和進步，并更新生產(chǎn)模式，提高機械設(shè)備制造技術(shù)，促進PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)得到有效的運用，進而推動機械制造工業(yè)的進一步發(fā)展。
參考文獻：
目前機電一體化的進程不斷加快，其發(fā)展趨勢如下。
1）機電一體化在向智能化的方向發(fā)展，智能化就是在原本電腦控制的基礎(chǔ)上更具備合理性和效率性，機電一體化的智能化發(fā)展就像最初的硬件手機與現(xiàn)在的智能手機的區(qū)別一樣。總體說來就是智能化更人性化，更能解決操作中的突發(fā)狀況或者說是提前就設(shè)定了應對解決突發(fā)狀況的解決措施。
2）機電一體化更加環(huán)保，機電一體化進程使原本的柴油發(fā)電帶動發(fā)電機的情況得到改善，現(xiàn)在的機電一體化是電腦操控，解決了其中一些污染環(huán)境的問題，響應環(huán)保的口號，機電一體化也朝著更環(huán)保的方向發(fā)展。
3）機械一體化朝著微機模式發(fā)展，顧名思義就是機械的規(guī)模與形式越來越小，這就要求機械的精密程度。這樣的發(fā)展趨勢有利于解決原始機械龐大的占地面積問題，可以使同一片場地發(fā)揮更大的效果。機械以替換的發(fā)展趨勢是更加進步與人性化，它是朝著一個操作簡單、綠色無害、精密程度高的趨勢更好的發(fā)展。這就是機電一體化，它是機械與電子的有機結(jié)合，有著密不可分的有機組成部分，有著良好的發(fā)展趨勢。在這兩者的定義下，筆者希望日后機電的結(jié)合能夠更加密切，其各個組成部分能日漸精密完善使得整個機電一化得到優(yōu)化；機電一體化能夠在屬于它的發(fā)展趨勢下日益發(fā)展完善，更好的滿足機電一體化進程的需要。
2機械電子工程專業(yè)
在科技發(fā)展與時代進步的大背景下，機電一體化的進程日益加快，重要程度日益提升，人才需要也越來越大，接下來筆者將介紹機電一體化的人才來源——機械電子工程專業(yè)。上文中我們論述了什么是機電一體化與機電一體化的發(fā)展趨勢，根據(jù)上文我們不難發(fā)現(xiàn)機電一體化已經(jīng)在生產(chǎn)生活中日益重要，為了供應機電一體化所需要的人才，機械電子工程專業(yè)應運而生，上個世紀九十年代后期，一些高校開始設(shè)置了機械電子專業(yè)。機械電子工程專業(yè)的出現(xiàn)是為了響應現(xiàn)階段和日后的電子控制機械的主流趨勢，為了使自動化方面有更多可用人才。在機械電子工程專業(yè)設(shè)置上要注意很多的問題：第一要考慮新課程的課程設(shè)置方面，要在傳統(tǒng)的機械上有所發(fā)展又要估計學生的負擔，不能是學生在學習的過程中感到吃力或者是電子與機械兼顧的拖沓。第二就是機械電子專業(yè)是機械和電子的有機結(jié)合，電子與機械的側(cè)重點問題，在教授的過程中要二者兼顧，因為傳統(tǒng)機械是整個機械一體化的基礎(chǔ)而電子的計入是一個良性發(fā)展，很多新生代的同學更加重視電子方面，這是不科學的做法。總之機械電子工程專業(yè)是一個時代要求的必要專業(yè)，要安排好課程，明確側(cè)重點，最終達到滿足機電一體化進程下人才的需要。
3機電一體化與機械電子專業(yè)
介紹過機電一體化與機械電子專業(yè)以后，接下來明確機電一體化與機械電子專業(yè)之間的關(guān)系。根據(jù)上文我們不難發(fā)現(xiàn)，機電一體化與機械電子專業(yè)有著非常密切的關(guān)系，可以說機械電子專業(yè)是機電一體化的前身，以為機械電子專業(yè)所培養(yǎng)的正是機電一體化專業(yè)的對口人才，也就是說機械電子專業(yè)為機電一體化提供了人才來源。機械電子專業(yè)所學習的內(nèi)容就是機電一體化的具體內(nèi)容。其中包括理論知識與具體操作，也就是什么是機電一體化、幾點一體化需要我們做些什么、在操作中會遇見什么問題并且該怎樣解決等。機械電子專業(yè)是為機電一體化培養(yǎng)人才的搖籃，在機械電子專業(yè)中學習的同學畢業(yè)后的前景就是在機電一體化應用的地方工作。而機電一體化在日常操作中所遇見的難以解決的問題和需注重問題就是機械電子專業(yè)研究的課題和研究方向。總之機電一體化與機械電子專業(yè)二者之間密不可分，互補互助，機電一體化的發(fā)展要求了機械電子專業(yè)的學科內(nèi)容、機械電子專業(yè)為機電一體化提供了人才來源。
4結(jié)束語
TAFE課程職業(yè)能力課程改革機電一體化技術(shù)
TAFE（technical and further education）即技術(shù)與繼續(xù)教育的簡稱，是澳大利亞建立在終身教育理念基礎(chǔ)之上特色鮮明的職業(yè)教育與培訓組織。澳大利亞TAFE課程一般定義為“在澳大利亞資格框架下，以行業(yè)組織制定的行業(yè)標準和國家統(tǒng)一的證書制度為依據(jù)，為滿足行業(yè)需要而設(shè)計的理論知識學習和技能培訓并重，且多數(shù)是以技能培訓為主的一組結(jié)構(gòu)嚴謹有序的科目組合”。首先，從其定義可以看出，TAFE課程注重職業(yè)能力的培養(yǎng)，把職業(yè)能力作為其課程設(shè)計的核心內(nèi)容，當然這里的職業(yè)能力主要是指從事職業(yè)崗位所需要的關(guān)鍵能力；其次，國家認可的培訓包是TAFE課程開發(fā)的主要依據(jù)，培訓包不會過時，根據(jù)社會的發(fā)展、行業(yè)企業(yè)的需求每3年就會更新或者修訂，能力標準和資格證書都包含在培訓包的國家認證部分中。
政府的高度重視、行業(yè)企業(yè)的引領(lǐng)制定職業(yè)標準、全國統(tǒng)一與工作崗位相對應的教育和培訓證書體系、實踐經(jīng)驗豐富的教師隊伍等是澳大利亞TAFE課程的特色。我國的職業(yè)教育起步較晚，高職教育作為我國高等教育的一個類型，近年來也越來越被重視。大力開展職業(yè)教育課程改革，結(jié)合我國國情，建設(shè)職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，構(gòu)建了基于工作過程的課程體系。
一、借鑒TAFE課程，做好機電一體技術(shù)專業(yè)課程改革
機電一體技術(shù)專業(yè)是武漢市品牌建設(shè)專業(yè)，結(jié)合機電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)的實際情況，借鑒了澳大利亞職業(yè)教育課程體系培訓理念，解構(gòu)和重構(gòu)專業(yè)課程體系，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學科課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨ぷ魅蝿諡橹行慕M織課程內(nèi)容，讓學生在完成具體項目、任務的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識，并發(fā)展專業(yè)能力。課程內(nèi)容突出對學生職業(yè)能力的訓練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行。同時，又充分考慮高等職業(yè)教育對理論知識學習的需要，并融合相關(guān)職業(yè)資格證書對知識、技能和態(tài)度的要求。
1.企業(yè)調(diào)研及崗位職業(yè)能力分析
我國目前還沒有澳大利亞職業(yè)教育中的類似TAFE培訓包。對于人才培養(yǎng)模式，各高職院校根據(jù)我國職業(yè)教育相關(guān)文件要求進行“校企合作、工學結(jié)合”的探索。
機電一體化技術(shù)涵蓋面較寬，是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物。針對高職主要為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展服務的特點，以“武漢?中國光谷”為核心，以東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)、武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)等國家級開發(fā)區(qū)為重點，對武漢及周邊地區(qū)的機電類典型企業(yè)及畢業(yè)生就業(yè)的主要企業(yè)進行調(diào)研，通過問卷、訪談、研討等方法，了解企業(yè)對機電一體化專業(yè)提供的崗位。機電一體化技術(shù)目前主要應用在兩類企業(yè)：機電一體化產(chǎn)品制造企業(yè)和利用機電一體化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。第一類企業(yè)需要做好機電一體化產(chǎn)品的裝配、安裝、調(diào)試及售后服務等工作；第二類企業(yè)要求完成機電一體化設(shè)備操作和設(shè)備的保養(yǎng)維護等。從調(diào)查中可以看出，企業(yè)對機電一體化技術(shù)職業(yè)崗位、工作任務及職業(yè)能力要求情況各有不同，綜合如表1所示。
通過對機電一體化技術(shù)專業(yè)崗位群中每個崗位的工作任務進行細化，對完成崗位工作任務必須具備的職業(yè)能力進行分析并歸納，基于職業(yè)能力來構(gòu)建學習領(lǐng)域課程。
2.課程體系構(gòu)建
以工作過程為導向，是將典型的工作任務進行教學處理，使其符合高職學生的認識水平和知識技能系統(tǒng)，來建構(gòu)學習領(lǐng)域課程，實現(xiàn)“教學做”一體化。機電一體技術(shù)專業(yè)學習領(lǐng)域課程構(gòu)建如表2所示。
3.做好課程建設(shè)，提高教學質(zhì)量
針對機電―體化技術(shù)專業(yè)從事崗位，進行任務和職業(yè)能力分析，并以項目為引領(lǐng)確定本課程的結(jié)構(gòu)，以崗位職業(yè)能力為基礎(chǔ)確定本課程的內(nèi)容，對相應的課程按項目化思路進行建設(shè)。現(xiàn)以“可編程控制器技術(shù)”課程為例闡述課程如何建設(shè)。“可編程控制器技術(shù)”是機電一體化技術(shù)專業(yè)的核心課程，通過改革該課程的教學內(nèi)容、教學模式、課程考核與評價等，提高了課程的教學質(zhì)量。
（1）課程教學內(nèi)容
“可編程控制器技術(shù)”課程內(nèi)容涵蓋社會保障部制定的“可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計師”培訓及國家職業(yè)標準考核大綱內(nèi)容。由三個項目引領(lǐng)，項目中設(shè)有典型學習任務，以“任務目標”“任務描述”“任務實施”“任務檢查與評價”“知識鏈接”“鞏固與拓展”六段式貫穿于每一個學習任務，讓學生帶著任務學習，在完成任務的過程中實現(xiàn)理論與實踐知識的融合，突出職業(yè)核心能力的培養(yǎng)。項目教學內(nèi)容如表3所示：
（2）教學模式的設(shè)計與創(chuàng)新
教學模式的改革，使教師要從傳統(tǒng)的“教”變?yōu)椤皩А保蔀榻虒W活動的引導者、組織者、促進者，堅持行動導向教學，采用“教學做”一體化教學模式。
教師布置項目任務，學生在任務的驅(qū)動下進行咨詢和決策，并借助精品資源共享課程網(wǎng)站、教材等查閱學習資料，制定完成項目任務的計劃、步驟，教師對學生決策過程中遇到的問題隨時答疑，即“做”中“教”。教師是教學活動的引導者、組織者，學生是教學活動的主體，全程參與了教學活動，通過各個項目任務的實施，學生不僅獲得了知識，同時學會了合作、溝通的能力。
（3）課程教學考核與評價
改變“知識型”期末理論考試定成績的考核模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生技能、綜合應用能力、職業(yè)素質(zhì)的考核與評價。在“可編程控制器技術(shù)”課程中推行了過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合、理論考核與實踐考核相結(jié)合、能力評價與素質(zhì)評價相結(jié)合、小組評價與個人評價相結(jié)合的考核與評價體系，重點突出了考核與評價的過程化和多元化，取得了較好的效果。
機電一體化技術(shù)專業(yè)課程，如“單片機原理及應用”“電工電子應用技術(shù)”“生產(chǎn)線控制系統(tǒng)維護”等，也做了類似的課程改革。
二、課程改革的成效
學習了國外職業(yè)教育的先進理念，將這些先進理念融入到了具體專業(yè)建設(shè)改革中。經(jīng)過幾年的探索和實踐，我院機電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)也算是小有成效（如下為近兩年）：
專業(yè)核心課程如“可編程控制器技術(shù)”及“單片機原理及應用”等改革教材被教育部立項為“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材；專業(yè)學生多次獲得了全國職業(yè)技能大賽一等獎、二等獎的好成績；專業(yè)教學團隊25余篇，申請省市級課題12項，企業(yè)技術(shù)服務8項，專利7項；專業(yè)實訓基地被立項為武漢市屬高校實訓建設(shè)基地等。
借鑒澳大利亞TAFE課程，注重職業(yè)能力的培養(yǎng)，基于工作過程課程改革是一個長期的過程，不易操之過急，需要我們在實踐中不斷探索、不斷總結(jié)，這樣才能讓高職課程建設(shè)與改革持續(xù)健康地發(fā)展。
參考文獻：
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【關(guān)鍵詞】機電控制系統(tǒng)；自動控制技術(shù)；一體化設(shè)計
機電控制系統(tǒng)被制造業(yè)普遍運用，由于制造業(yè)不斷的發(fā)展，如今對機電控制系統(tǒng)的要求也就越發(fā)的高，為了跟得上這種高要求的發(fā)展，設(shè)計者需要將更廣泛的高科技元素融入其中，從而產(chǎn)生了自動化與一體化技術(shù)。
1 機電控制系統(tǒng)與自動控制系統(tǒng)的含義
1.1 機電控制系統(tǒng)內(nèi)涵
機電控制系統(tǒng)的含義是指在無人參與情況下，運用控制設(shè)備將設(shè)備機器按照生產(chǎn)流程進行自動化預定設(shè)計運行操作。通過全方位的系統(tǒng)控制將控制對象和控制器相連接完成規(guī)定的目標。在機電控制系統(tǒng)中核心環(huán)節(jié)就是控制。在技術(shù)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(shù)手段，在信息處理和計算機微電子等技術(shù)領(lǐng)域上也有相關(guān)的應用和涉及。通過涵蓋各方面的技術(shù)領(lǐng)域和技術(shù)理論最終形成四位一體的綜合性系統(tǒng)技術(shù)。機電控制系統(tǒng)通過遠程操控，管理人員運用計算機等網(wǎng)絡系統(tǒng)進行異地網(wǎng)絡平臺的實時操控。
1.2 自動控制系統(tǒng)
自動控制系統(tǒng)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(guī)律性運行。自動控制技術(shù)的核心是它所具有的實用性以及協(xié)調(diào)有效性等特征。自動控制系統(tǒng)依照控制內(nèi)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(shè)計構(gòu)想
作為機械制造業(yè)的大國，我國對機械產(chǎn)品的需求越來越高，在信息化發(fā)展的進程中，機械制造業(yè)逐漸的融入了一體化的思想，使得機電設(shè)備更好的為制造企業(yè)服務。我國是機械制造業(yè)發(fā)達國家，對機械產(chǎn)品的要求是特別高的，在信息化發(fā)展的過程中，機械制造業(yè)正向一體化思想逐步邁進，這就讓機電設(shè)備能夠在制造企業(yè)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(shè)計出來功能一體化的設(shè)備，其中最為典型的就是軟件、電子以及裝卸三者有機結(jié)合，使得普通的機電設(shè)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(chǔ)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(shè)計系統(tǒng)。研究人員對該系統(tǒng)的進行了基本的邏輯構(gòu)想，他們認為現(xiàn)代的機電一體化系統(tǒng)應該具備智能化、模塊化等功能，在這些功能的基礎(chǔ)上，加進機械技術(shù)以及自動化控制技術(shù)，進而使得機電一體化系統(tǒng)具備優(yōu)化配置項目的功能，使得系統(tǒng)的性能更加的優(yōu)越。在設(shè)計機電一體化系統(tǒng)時，設(shè)計人員首先要對整個系統(tǒng)進行深入的研究分析，之后依據(jù)分析結(jié)果總結(jié)出設(shè)計方案的優(yōu)缺點，最終設(shè)計出最佳的方案，方案完成之后還需要經(jīng)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(shè)計系統(tǒng)是否滿足要求，判定的標準就是該系統(tǒng)是否達到既定的目標，如果沒有達到還需要進行充分的設(shè)計優(yōu)化。從某種程度上來說，機電一體化系統(tǒng)就是設(shè)計人員意識形態(tài)最好的體現(xiàn)，在該系統(tǒng)中，設(shè)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(chǎn)品設(shè)計方案
機電產(chǎn)品的設(shè)計就是一項高難度的工作，所以機電一體化產(chǎn)品的設(shè)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(shè)計過程中，設(shè)計人員及要掌握機電產(chǎn)品的相關(guān)理念，同時還需要掌握機電技術(shù)，兩者相互配合，進而完成最終的設(shè)計結(jié)果。此外，機電一體化設(shè)計工作還要求設(shè)計人員了解機械產(chǎn)品的各項參數(shù)要求，比如產(chǎn)品造價、精度要求等，另外，還有一點設(shè)計人員必須考慮，即市場的反應，設(shè)計的機電一體化產(chǎn)品必須以市場需求為準，否則難以在市場上立足，設(shè)計也會以失敗告終。一般情況下，機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計可以劃分為兩步：第一步是開發(fā)設(shè)計，其設(shè)計的目標就是讓產(chǎn)品能夠達到性能要求；第二步是適應性設(shè)計，這一步主要是依據(jù)現(xiàn)有要求標準，對產(chǎn)品的細節(jié)以及功能進行完善，以使其性能得到最佳的優(yōu)化。
4 機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計方法
機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計方法多樣，具體選擇哪種設(shè)計方法，主要是根據(jù)產(chǎn)品類型而定，通常情況下，設(shè)計人員主要是用三種設(shè)計方法，筆者總結(jié)如下：
4.1 取代法
該種設(shè)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(chǎn)品更容易控制。傳統(tǒng)的產(chǎn)品控制系統(tǒng)通常時候機械控制機構(gòu)，但是在機電一體化設(shè)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(shè)計是否完成有一定關(guān)系。如果機電產(chǎn)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(shè)備來完成控制任務，在控制中，傳統(tǒng)的接觸式控制企業(yè)逐漸的被取代，變?yōu)樽兯傺b備。這種設(shè)計既能夠是機電一體化產(chǎn)品質(zhì)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(gòu)也得到了相應的簡化，使其結(jié)構(gòu)更加簡單易懂。這種設(shè)計方法與機電產(chǎn)品原有的結(jié)構(gòu)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(chǎn)品限制明顯，在設(shè)計時無法真正的做到全新的改革。
4.2 整體設(shè)計法
該設(shè)計方法主要針對的是機械產(chǎn)品的電力部分以及機械部分，通過合理的設(shè)計將兩者有效結(jié)合，使其成為一個有機整體。為了能夠使機電產(chǎn)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(shè)計。整體設(shè)計方法是一種全新的設(shè)計理念，但是其并不摒棄所有的傳統(tǒng)設(shè)計理念，而是調(diào)出傳統(tǒng)思維，以一種全新的方式，設(shè)計出性能更加優(yōu)良，質(zhì)量更有保證的產(chǎn)品，這是該種設(shè)計方法所要達到的基本目標。
4.3 組合法
該種設(shè)計方法主要是將機械產(chǎn)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(tǒng)。但是在組合設(shè)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(yōu)良，實現(xiàn)預期目標。這種設(shè)計方法，設(shè)計時間段，而且質(zhì)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(chǎn)與維修更為方便。
5 結(jié)束語
綜上所述，可知對機電控制系統(tǒng)自動控制技術(shù)與一體化設(shè)計進行探討非常必要，尤其是在技術(shù)高速發(fā)展的今天，一體化技術(shù)會成為機械制造業(yè)發(fā)展的主流，成為未來機械設(shè)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(tǒng)自動控制技術(shù)與一體化設(shè)計[J].信息系統(tǒng)工程，2013（8）.
本文就機電一體化技術(shù)教學模式進行探索，提出采用理實一體化教學模式，依托模擬自動生產(chǎn)線，從興趣入手，循序漸進，有利于提高課堂教學質(zhì)量，提高學習效率，使中職學生全面掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)。
關(guān)鍵詞：
機電一體化；解決方案；教學效果；教學反思
一、問題的提出
掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)對于機電類專業(yè)的中職學生而言至關(guān)重要，但大部分學生即使努力學習了兩年，也無法很好地掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)，原因如下。
1.機電一體化技術(shù)多且涉及面廣
機電一體化涉及的相關(guān)設(shè)備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機器人系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等，每種設(shè)備對應相應的使用技術(shù)。傳統(tǒng)教學是由淺入深順次學習，但學生學習兩年后技術(shù)仍沒學全，更談不上組合在一起使用。
2.傳統(tǒng)教學模式不適合學習機電一體化技術(shù)
傳統(tǒng)教學先理論后實操，理論講的太深，實用性不強，而大部分實操以驗證為核心，不是以使用為核心。這就導致了理論學習學生根本學不懂，信心受挫，學習興趣全無，而實操與生產(chǎn)實踐相差太遠，學生走上工作崗位即使學過相關(guān)技術(shù)，也不會使用，且沒掌握自學的方法，無法勝任相應的工作崗位。
3.機電一體化技術(shù)比較復雜且難度較大
機電一體化所涉及的每一種技術(shù)都比較復雜，都可以單獨稱為一門學科。以傳感器技術(shù)這本中職教材為例，書中介紹了傳感器的定義、分類、測量誤差及各種傳感器的結(jié)構(gòu)和原理，可謂面面俱到，但傳感器在生產(chǎn)實踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術(shù)只是機電一體化相關(guān)技術(shù)中的一種，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到學全所有技術(shù)難度有多大。
4.機電一體化技術(shù)綜合應用難上加難
機電一體化只有把相關(guān)技術(shù)組合在一起使用才有實際意義，只掌握單獨某一種或少數(shù)幾種技術(shù)，無法滿足工作崗位的要求，還需根據(jù)實際補全所欠缺的部分，這就要求學生有一定的自學能力，而這恰恰是中職學生的弱點。以PLC教學為例，學生通過一個學期的學習，掌握了PLC基本使用方法，對PLC的接線、編程有一定了解，但在生產(chǎn)實踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進驅(qū)動器、伺服放大器等配合使用，無論是接線還是編程，難度都提高了。這種技術(shù)崗位，學生無所適從，最后只能放棄。
二、解決方案
針對上述問題，筆者經(jīng)過多年探索與研究，提出如下解決方案。
1.改變教學理念和教學模式
采用理實一體化教學模式，突破以往理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，教學環(huán)節(jié)相對集中。它強調(diào)充分發(fā)揮教師的主導作用，通過設(shè)定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學和實踐教學環(huán)節(jié)，提高教學質(zhì)量。在整個教學環(huán)節(jié)中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現(xiàn)，沒有固定的先實后理或先理后實，而是理中有實，實中有理。突出學生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調(diào)動和激發(fā)學生學習興趣。
2.依托模擬自動生產(chǎn)線教學
筆者采用的是廣東三向教學儀器制造有限公司生產(chǎn)的SX-815L自動生產(chǎn)線實訓考核設(shè)備。該設(shè)備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)有機結(jié)合在一起。只需要掌握該設(shè)備一個生產(chǎn)流程，就可以初步學會機電一體化相關(guān)技術(shù)，既降低了學習難度，又側(cè)重實用性，使學生的學習目標更加明確，大大提高了學習效率。該設(shè)備采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，可按照生產(chǎn)線運行過程，分階段學習各個模塊，只需要兩個學期，基礎(chǔ)中等的學生就可熟練運行這個模擬生產(chǎn)線，進而掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)。
3.采用從興趣入手、循序漸進的教學方法
以SX-815L環(huán)形傳輸分揀單元中的分揀過程為例，把整個上料分揀過程的教學分為若干個環(huán)節(jié)。
（1）指導學生觀察設(shè)備上料分揀的運行過程。通過觀察設(shè)備分揀運行過程，激發(fā)學生的好奇心，讓學生有學習興趣，教師講解過程通俗易懂，化繁為簡，并融入互動環(huán)節(jié)，學生可自由提問，教師回答學生的疑問。
（2）講解相關(guān)設(shè)備及元件。從基礎(chǔ)學起，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。講解過程中學生可自由提問，教師回答學生的疑問。講解結(jié)束后，學生可在教師的指導下自主探究相關(guān)設(shè)備及元件，也可在學習小組中互相學習，共同研究，起到事半功倍的效果。
（3）舉例講解接線。接線是教學中的重點，由教師舉例詳細講解，學生理解后自行在紙上畫出，再由教師逐個檢查，幫學生改正錯誤，直至學生完全掌握為止。
（4）學生驗證接線。學生扒開線槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬用表驗證紙上的接線圖，加深印象，學生自主探究，培養(yǎng)學生的動手能力。
（5）詳細介紹上料過程。循序漸進，為講解程序打下基礎(chǔ)。在此過程中，學生可自由提問，師生互動解決問題。
（6）講解上料程序。教師講解程序中的要點及注意事項，學生理解后按照控制要求獨立編程，遇到問題可在學習小組中互相學習，共同研究，在此過程中，教師應鼓勵創(chuàng)新。
（7）驗證傳感器與汽缸如何配合使用。此過程由教師引導，學生自主探究，培養(yǎng)學生獨立思考能力。
（8）詳細介紹分揀過程。
（9）講解分揀程序。
（10）學生分組練習。每套設(shè)備為一組，分配3～4人，每組都有一個基礎(chǔ)比較好的學生當組長，由這名學生帶領(lǐng)其他組員練習，教師負責答疑。此教學設(shè)計環(huán)環(huán)相扣，循序漸進，體現(xiàn)做中學、學中做的特色。需要注意的是，各個環(huán)節(jié)所需時間因人而異，整個上料分揀教學過程約為40學時。
三、教學效果
從表1和表2可以看出，采用理實一體化的教學模式﹢依托模擬自動生產(chǎn)線教學﹢從興趣入手，循序漸進的教學手段所產(chǎn)生的教學效果遠遠好于傳統(tǒng)的教學模式。值得一提的是學生在編程過程中能夠做到獨立思考，所編寫的程序既能夠按照控制要求運行又與教師講解的程序不一致，甚至優(yōu)于教師講解的程序，充分體現(xiàn)出了創(chuàng)新性。
四、教學反思
1.優(yōu)勢
（1）從興趣入手，學生學習變被動為主動。傳統(tǒng)教學沒有切實考慮到學生的學習興趣，學生不會主動學習，教師通過考核逼迫學生學習，可是學習機電一體化相關(guān)技術(shù)難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發(fā)，學生主動學習，大大提高了學習效率，又可使教師的教學工作變得輕松，可謂一舉兩得。
（2）有效激發(fā)學生的潛能。筆者觀察學生在練習過程中，如果遇到問題會積極思考，盡可能獨立解決問題。學生編寫的程序起初很不完善，經(jīng)過一段時間的改進，有的程序甚至要優(yōu)于教師講解的程序，學生看到設(shè)備按照控制要求流暢地運行，很有成就感。
（3）教會學生學習機電一體化技術(shù)的方法。“授之以魚，不如授之以漁”，機電一體化相關(guān)設(shè)備品牌繁多，學生走上工作崗位以后難免要自學學校沒有學過的設(shè)備，這就要求學生要掌握學習機電一體化相關(guān)技術(shù)方法。每個品牌的設(shè)備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學生掌握SX-815L自動生產(chǎn)線實訓考核設(shè)備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學習方法，就可以自學其他品牌的設(shè)備，大大提高了工作崗位的適應能力。
2.不足之處
受成套教學設(shè)備的制約，電路及氣路的布線工藝講授和練習不夠充分，以后筆者會繼續(xù)探索彌補不足。
參考文獻：
>> OPC技術(shù)在一體化監(jiān)控平臺中的應用 一體化監(jiān)控平臺系統(tǒng)在焦家金礦的應用 一體化監(jiān)控平臺在焦家金礦的應用 一體化監(jiān)控管理平臺在高速公路上的應用 一體化高清網(wǎng)絡監(jiān)控綜合管理平臺在港口的應用 安全監(jiān)測監(jiān)管一體化系統(tǒng)平臺的實現(xiàn)與應用 基于移動技術(shù)的針灸推拿隨訪治療一體化平臺設(shè)計 探析220kV智能變電站一體化監(jiān)控平臺的應用 基于電網(wǎng)調(diào)控一體化系統(tǒng)的實現(xiàn)及技術(shù)分析 基于Matlab GUI的“信號與系統(tǒng)”教、學一體化平臺研究與實現(xiàn) 地市公司信息運行監(jiān)控一體化平臺實現(xiàn)方法 布料機平臺基于爬模平臺的一體化施工技術(shù) 略談機電一體化技術(shù)的應用 機電一體化技術(shù)的應用探析 淺談機電一體化技術(shù)的應用 試探機電一體化技術(shù)的應用 淺析機電一體化技術(shù)的應用 機電一體化技術(shù)的應用分析 基于機電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應用 基于機電一體化技術(shù)在制造業(yè)的應用分析 常見問題解答 當前所在位置：，*.html）中插入Java程序段（Scriptlet）和JSP標記（tag），從而形成JSP文件，后綴名為（*.jsp）。 用JSP技術(shù)開發(fā)的Web應用最大的優(yōu)勢是具有跨平臺性。
本文采用B/S模式，采用了上文中的JSP+servlet技術(shù)，以Microsoft SQL Server 2005為后臺支持，在Myeclipse6.0平臺上建模、分析、設(shè)計，經(jīng)IE瀏覽器測試所開發(fā)的網(wǎng)絡平臺.其中光導航欄的設(shè)計就包括7部分：首頁，服務展示，科內(nèi)公告，故障在線，留言集，后臺管理，功能頁。
當業(yè)務值班人員通過瀏覽器訪問氣象監(jiān)控平臺時，便開始了與后臺服務器的第1次的對話，此時監(jiān)控平臺就會對本次對話形成一個專門的session。如果中途因為某種原因?qū)g覽器關(guān)閉了，或者數(shù)據(jù)在采集的過程中非正常關(guān)機，那么當要求再被請求時，又會重新建立一個session，之前的信息會被清空，包括密碼等，這樣可以將安全性能大大提高。在整個會話期間，會話對象會為創(chuàng)建和使用這個會話的業(yè)務人員進行數(shù)據(jù)信息的存儲或交互，這稱為維持會話狀態(tài)，這也是整個氣象監(jiān)控平臺用于監(jiān)控其他業(yè)務系統(tǒng)的基本原理。會話創(chuàng)建的基本流程見圖2。
4 氣象監(jiān)控平臺的主要功能模塊和應用創(chuàng)新
4.1 首頁導航
收集并整理氣象內(nèi)部的各項指導文件和值班信息，搭建完成導航頁，形成政務信息和值班動態(tài)的綜合展示界面，并完成各項主要功能模塊的索引。
4.2 服務展示
對現(xiàn)有的各個業(yè)務系統(tǒng)進行分類和說明，以二級網(wǎng)頁的形式，介紹業(yè)務系統(tǒng)所屬的服務機群的常見故障及解決方案。
4.3 業(yè)務系統(tǒng)監(jiān)控界面
通過FTP定點傳輸?shù)姆绞剑詣幼ト「鱾€業(yè)務系統(tǒng)生成的氣象服務平臺，并按照各自的業(yè)務流程，形成針對每個業(yè)務系統(tǒng)的工單流，例如：到某一工作時間，按時出現(xiàn)了某一產(chǎn)品，工單流上該服務產(chǎn)品的模塊就會顯示綠燈，如果該產(chǎn)品尚未生成，就以紅燈閃現(xiàn)的形式進行報警提醒，這樣，業(yè)務人員可以不必點開每個業(yè)務系統(tǒng)的日志文件夾，直接在監(jiān)控界面上觀察到各個系統(tǒng)的運行情況，能大大提高業(yè)務人員的工作效率。
4.4 基于Cacti插件的主機狀態(tài)監(jiān)控區(qū)
主機狀態(tài)的監(jiān)控不能通過簡單的獲取產(chǎn)品來獲得，需要在原有監(jiān)控平臺的基礎(chǔ)上安裝Cacti功能的插件，目的就是獲取和保存來自主機的各類運行狀態(tài)信息，包括：保存主機、設(shè)備等關(guān)于cpu、溫度、網(wǎng)絡連接狀態(tài)等信息顯示，各業(yè)務系統(tǒng)上登陸用戶的數(shù)量、客服端服務器連接率、業(yè)務負載、關(guān)鍵進程和服務等，在以后的升級開發(fā)中，可以根據(jù)運行情況添加新的業(yè)務系統(tǒng)或者新的定制模塊和插件等，當然，該插件的功能不僅僅在保存信息上，記錄數(shù)據(jù)后能自行繪制圖形，這也是智能化平臺的必需。
4.5 故障在線
創(chuàng)建類似于QQ界面的聊天頁面，方便業(yè)務人員在業(yè)務網(wǎng)上向系統(tǒng)管理員或者網(wǎng)絡管理員上報故障信息。
氣象監(jiān)控平臺上線以來，給技術(shù)人員帶來了方便，jsp技術(shù)作為整個平臺的實施技術(shù)支撐，它具有簡化動態(tài)的頁面生成技術(shù)，平臺和服務器無關(guān)性，功能可擴展性等特點，使web層的實現(xiàn)變得簡單而生動。
平臺的最大的創(chuàng)新點就是將之間各個獨立的功能頁有效的集合到了一塊，由于業(yè)務保障人員不同于預報預測等部門的人員，崗位上涉及到的業(yè)務領(lǐng)域多而雜，同時業(yè)務間的交叉點小，相似點少，將邊緣化的業(yè)務管理集合起來是一種嘗試，可以更有效的提高服務質(zhì)量。
5 小結(jié)
利用氣象監(jiān)控平臺監(jiān)控網(wǎng)絡服務和主機資源，用戶可以利用簡單的插件來監(jiān)控已特定的服務；當被監(jiān)控對象出現(xiàn)問題時，及時報警給網(wǎng)管員；同時可以指定自定義事件的處理控制器，當對象出現(xiàn)問題時，自動調(diào)用處理程序；可通過WEB界面使系統(tǒng)管理人員查看網(wǎng)絡狀態(tài)，各種系統(tǒng)問題及相關(guān)日志等；可以通過手機等及時通訊軟件查看系統(tǒng)監(jiān)控信息。
網(wǎng)絡監(jiān)控一體化平臺必須提供強大的服務檢測和報警功能，非常適合7×24h的監(jiān)控服務，在大大降低維護人員勞動強度的同時，提高工作效率，最終從真正意義上保障了氣象業(yè)務網(wǎng)內(nèi)的系統(tǒng)網(wǎng)絡安全。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：工程機械；一體化；監(jiān)測系統(tǒng)；優(yōu)化
中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）29-0078-02
加強工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計，對于提高工程機械的使用性能、操作效率，提高其自身運行的安全性與可靠性具有十分重要的意義。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，對于工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)進步及優(yōu)化提供了新的物質(zhì)基礎(chǔ)和理論能量。本文將在探討工程機械一體化的基礎(chǔ)上，對于如何認識目前工程機械一體化存在的各種問題，提高工程機械的使用效率和操作性能進行深入的探討和分析。
1 工程機械一體化及監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化
1.1 工程機械一體化的定義
工程機械一體化是為了確保工程機械操作的舒適性、安全性以及可靠性而進行的一系列的系統(tǒng)設(shè)計和安排。工程機械一體化主要是為了工程機械自身每個設(shè)備和構(gòu)件的功能得到良好的發(fā)揮，在確保使用工程機械安全可靠的基礎(chǔ)上，通過一系列的系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化，從整體上最大程度的激發(fā)工程機械可以發(fā)揮的潛力和能量，從而使工程機械的使用效率和操作質(zhì)量得到最大程度的提升。工程機械一體化需要強有力的監(jiān)測系統(tǒng)來作為保障，實施工程機械一體化監(jiān)測是為了促進工程機械一體化的有效展開，確保工程機械一體化的進度和質(zhì)量，有效控制工程機械一體化過程中出現(xiàn)的各種問題。
1.2 實施工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的意義
將工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)引入到工程機械當中，可以極大的改善工程機械的性能和質(zhì)量，使工程機械的經(jīng)濟性、可靠性以及安全性，操作性大大提高。例如工程機械的液壓技術(shù)與電子控制技術(shù)相結(jié)合，就可以大大提高工程機械的操作效率和質(zhì)量。目前微機處理器在工程機械應用到相當普及，并且取得了不錯的效果。隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，工程機械與機電一體化技術(shù)的融合達到了前所未有的高度，電子監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)深入到工程機械的諸多領(lǐng)域，并且還有拓展和擴大的趨勢。一體化監(jiān)測將確保工程機械使用的可靠性得到極大提升，同時也可以保證工程機械不出現(xiàn)安全事故，提高操作的效率和質(zhì)量。通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)一體化監(jiān)測系統(tǒng)對于工程機械的使用性能、操作效率、安全與可靠性、節(jié)能、自動化等多個方面都產(chǎn)生重要影響。但是需要指出的是使用工程機械的畢竟是人，因此在將一體化監(jiān)測系統(tǒng)引入到工程機械當中的時候，不能忽略人的主體作用。要充分重視人的主動能量，只有這樣才能更好的發(fā)揮一體化監(jiān)測系統(tǒng)的作用，提高工程機械的使用效率，推動一體化監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展和進步。
2 現(xiàn)有工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)常見的問題
現(xiàn)有的工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)和設(shè)備由于不具有通用性，因此經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，導致工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的功能得不到良好的發(fā)揮，效率得不到提升。因此有必要認識到目前監(jiān)測系統(tǒng)存在的各種問題，然后采取針對性的措施加以解決，目前工程機械監(jiān)測系統(tǒng)及設(shè)備存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1 系統(tǒng)監(jiān)測項目不夠齊全
由于應用到工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的各種配件不夠齊全，型號不一，類型不同，因此各種測量型的儀表組合并不能完全滿足工程機械的監(jiān)測要求，從而造成對工程機械的一體化監(jiān)測無法發(fā)揮擁有的功能，存在諸多問題，其中一個突出表現(xiàn)就是監(jiān)測的項目不齊全。工程機械一體化監(jiān)測項目涉及的范圍和領(lǐng)域非常豐富，常見的監(jiān)測項目包含了電流、氣壓、電流、氣壓、油壓、油溫、水溫、轉(zhuǎn)速等，而對于這些項目僅僅依靠一個設(shè)備或者不同類型的設(shè)備組合是不行的，因此在系統(tǒng)監(jiān)測項目不夠齊全，直接影響了工程機械一體化監(jiān)測的效果和質(zhì)量，例如關(guān)于電壓的監(jiān)測設(shè)備就一般具有對油壓的監(jiān)測功能，無法計算相應的流量和工作時間數(shù)等。
2.2 監(jiān)測設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)，無法實現(xiàn)系統(tǒng)的正常化
多數(shù)用于工程機械一體化監(jiān)測的設(shè)備在質(zhì)量上由于無法匹配工程機械的性能和操作系統(tǒng)，因此其監(jiān)測的儀表過多而且比較復雜，其面板的布置也相當不方便。現(xiàn)有的監(jiān)測儀表大多是很多廠家外購的產(chǎn)品，其種類型號都是不同的，因此用于工程機械一體化監(jiān)測的儀表種類繁多，質(zhì)量上無法完全達到工程機械一體化工作的要求，而且由于大小，樣式存在差異，導致工程機械一體化的儀盤表看起來十分混亂，不容易觀察和監(jiān)測到數(shù)據(jù)，直接影響到了工程機械系統(tǒng)運行的正常化，影響工程機械一體化的工作效率和質(zhì)量。
2.3 工程機械一體化監(jiān)測設(shè)備容易損壞而出現(xiàn)故障
在工程機械一體化監(jiān)測設(shè)備運行過程中，由于種類、型號繁多，生產(chǎn)廠家不同導致其在工作中無法正常運行。再加上在運行中，如果工程機械的操作使用人員對于某個型號的設(shè)備的工作原理不能理解，或者理解不透，都會帶來種種問題。此外受到生產(chǎn)廠家技術(shù)水平的影響，監(jiān)測設(shè)備由于工作環(huán)境不合理，不恰當，導致這些設(shè)備容易損壞和失效。
如果工程機械在使用與操作過程中，一些監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)備不能經(jīng)常性的使用，就會導致這些設(shè)備在工程機械操作過程中失去作用，而操作人員只能在工程機械監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，完全依靠自身的經(jīng)驗去判斷和操作，直接影響了工程機械的使用效率和質(zhì)量。
2.4 工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)復雜不容易操作
對于工程機械一體化的監(jiān)測來說，提高其系統(tǒng)的操作性將是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前很多機械上的監(jiān)測系統(tǒng)都是安裝比較復雜的設(shè)備，在信息的傳遞上效率不高，傳遞所使用的方式也比較落后。例如有些監(jiān)測設(shè)備的信息傳遞主要依靠管路傳遞，這些管路的使用不但增強了監(jiān)測系統(tǒng)難度而且對于安全性以及信息傳遞的可靠性也造成影響。因此優(yōu)化工程機械一體化的監(jiān)測系統(tǒng)是十分必要的。
3 工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容
3.1 工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的硬件準備
本系統(tǒng)主要由傳感器、中央處理器、顯示裝置、控制裝置四大部分組成。由于工程機械監(jiān)測系統(tǒng)所要測量的參數(shù)較多，且類型不同，所以要采用的傳感器也就依具體情況來選用，但總體的原則是均采用現(xiàn)代電子式傳感器，即可提高測量精度，也有利于對信息的傳遞與處理。如電磁式速度傳感器、熱電偶溫度傳感器、半導體壓力傳感器、渦流流量傳感器、熱線流量傳感器等。中央處理器可采用目前比較成熟的單片機處理種功能的軟、硬件技術(shù)。以日本東芝公司生產(chǎn)的單片機TMP87CH46N/47U為例，其ROM為16 kB，RAM為512 kB，有8個8位A/D轉(zhuǎn)換器，2個8位計時器和2個16位計時器等，且具有功能強大的指令系統(tǒng)，其RAM可實時采集并存貯機械在一定時間內(nèi)的測量參數(shù)，需要時可通過處理器的輸出接口輸入到計算機內(nèi)進行處理。顯示裝置可采用目前較為流行的彩色圖文液晶顯示屏，由于采用全固體器件，工作可靠，便于適應工程機械的使用要求。目前常見的此種顯示屏可具有內(nèi)置國標漢字庫、串行通訊速率20k/s、指令代碼編程、16種顏色、單一電源供電等功能，而且可以以模擬與數(shù)字共同顯示方式顯示所測數(shù)據(jù)，即直觀，又準確，完全可以適應工程機械監(jiān)測的顯示之用。控制裝置可隨時控制顯示模式，選定顯示參數(shù)，各測量參數(shù)即可固定顯示，也可按控制裝置的設(shè)定自動輪流顯示。
系統(tǒng)開始工作后，各個傳感器直接將收集的信號進行轉(zhuǎn)換然后發(fā)送至處理器，處理器通過專家系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)分析并進行判斷，如果經(jīng)過分析判斷系統(tǒng)為正常狀態(tài)，那么則繼續(xù)監(jiān)測工作，如果判斷系統(tǒng)為異常，則開始報警。然后系統(tǒng)會自行開始對出現(xiàn)的故障和問題進行診斷，以發(fā)現(xiàn)其故障原因，并提示出可以采取的維修方式和方法。如果通過診斷發(fā)現(xiàn)不了原因，則需要將發(fā)生故障時的各種技術(shù)參數(shù)記錄下來，然后借助專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫將這些故障記錄下來，從而形成知識庫。
3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件利用中央處理器自身的控制指令，用匯編語言編寫，通過編程器輸入CPU，機械啟動后，該系統(tǒng)自動加電啟動，經(jīng)對各端口及寄存器進行初始化后，開始接收各傳感器傳來的數(shù)據(jù)，并對各數(shù)據(jù)進行處理，經(jīng)端口檢驗，將接收到的數(shù)據(jù)與該端口測量參數(shù)的故障極限數(shù)據(jù)進行比較，若超出正常數(shù)據(jù)值，則經(jīng)聲光方式給予報警，若所測數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi)，則不予報警，并將數(shù)據(jù)存入RAM，然后將數(shù)據(jù)送入顯示模塊進行顯示。為有效利用該系統(tǒng)的功能，各測量數(shù)據(jù)由軟件設(shè)計自動存入其RAM內(nèi)，需要時可通過系統(tǒng)的輸出接口輸入到外部計算機內(nèi)，在計算機上對數(shù)據(jù)進行詳細分析，以進一步了解其工作狀況及故障發(fā)生時的情況。從以上分析來看，關(guān)于工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計應該根據(jù)工程機械自身的特點來進行，系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計的一個基本目標是要注重監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性有穩(wěn)定性，要在注重經(jīng)濟性的同時，采取一些相對簡單而又能應付惡劣工作環(huán)境的設(shè)備，從而提高監(jiān)測系統(tǒng)的整體性能。
4 結(jié) 語
加強工程機械一體化的監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，已經(jīng)成為改善工程機械一體化作業(yè)精確度和效率的重要途徑。針對目前監(jiān)測設(shè)備容易出現(xiàn)各種問題的實際情況，本文對于工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化，可以在某種程度上解決當前工程機械一體化操作帶來的問題，從而提高工程機械一體化運行的效率和質(zhì)量。總之，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是計算機技術(shù)的發(fā)展，將微電子控制技術(shù)作為核心的機電一體化監(jiān)測技術(shù)必將在工程機械使用以及操作、改造中發(fā)揮重要的作用，極大推動工程機械自身性能的改進和技術(shù)的創(chuàng)新，這對于推動工程機械技術(shù)的發(fā)展，提高工程機械的使用效率，將產(chǎn)生重要的影響和價值。相信未來機電一體化技術(shù)在工程機械應用的領(lǐng)域和范圍將會更加的廣泛和深入，因此工程機械一體化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化與設(shè)計作為一個理論與實踐相結(jié)合的研究課題具有深遠的意義。
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【關(guān)鍵詞】機電；傳感檢測；技術(shù)
1 機電一體化
機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。現(xiàn)在的機電一體化技術(shù)，是機械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，它的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。
機電一體化具體包括以下內(nèi)容：機械技術(shù)、計算機與信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)。
2 傳感檢測技術(shù)
傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。
檢測傳感部分包括各種傳感器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統(tǒng)工作過程中本身和外界環(huán)境有關(guān)參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)檢查到的信息向執(zhí)行器發(fā)出相應的控制。
國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。
可以用不同的觀點對傳感器進行分類：
按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器。
按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。
電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。
電阻應變式傳感器。傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優(yōu)點。
壓阻式傳感器。壓阻式傳感器是根據(jù)半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經(jīng)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應用最為普遍。
熱電阻傳感器。熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。
按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬量的模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。
按傳感器材料分類：可分為金屬、聚合物、陶瓷、混合物傳感器。
按傳感器制造工藝分類：可分為集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器、陶瓷傳感器。
集成傳感器是用標準的生產(chǎn)硅基半導體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。
薄膜傳感器是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。
厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。
陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。
完成適當?shù)念A備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。
3 機器視覺技術(shù)
采用機器代替人眼來做測量和判斷的“機器視覺”，第一步靠的就是傳感器技術(shù)。
機器視覺系統(tǒng)是通過圖像攝取裝置把圖像抓取到，然后將該圖像傳送到處理單元，再通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進行尺寸、形狀、顏色等的判別。進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
機器視覺技術(shù)日臻成熟，在現(xiàn)代加工制造業(yè)中，廣泛應用于食品和飲料、化妝品、制藥、建材和化工、金屬加工、電子制造、包裝、汽車制造等行業(yè)。在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中，廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。機器視覺系統(tǒng)能提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度，機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。
4 機器視覺工業(yè)檢測系統(tǒng)類型
機器視覺工業(yè)檢測系統(tǒng)從檢測性質(zhì)和應用范圍而言，分為定量和定性檢測兩大類，每類又分為不同的子類。機器視覺在工業(yè)在線檢測的各個應用領(lǐng)域十分活躍，如：印刷電路板的視覺檢查、鋼板表面的自動探傷、大型工件平行度和垂直度測量、容器容積或雜質(zhì)檢測、機械零件的自動識別分類和幾何尺寸測量等。此外，在許多其它方法難以檢測的場合，利用機器視覺系統(tǒng)可以有效地實現(xiàn)。機器視覺的應用正越來越多地代替人去完成許多工作，這無疑在很大程度上提高了生產(chǎn)自動化水平和檢測系統(tǒng)的智能水平。
用微波作為信號源，根據(jù)微波發(fā)生器發(fā)出不同波濤率的方波，測量金屬表面的裂紋，微波的波的頻率越高，可測的裂紋越狹小。
自動光學檢測 (AOI) 指的是通過在受控照明條件下使檢測目標（如 PCB 的一部分）成像進行的目標檢測。
在AOI 系統(tǒng)中，捕獲和重建3-D 形狀的能力是非常必要的。3-D AOI從檢測圖像中可以萃取出不同類型的信息。其表面顏色一直被成功用于檢查零部件情況，對于焊點檢測，精確確定焊點質(zhì)量，形狀信息比顏色信息更有用。
