引論：我們為您整理了13篇機電一體化技術論文范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。
篇1
三、正文............................................3-9
四、參考文獻..........................................10
論文提綱
1、機電產品的優越性
3、機電一體化技術的發展趨勢
4、缺乏全、系統的并且實地性的專業信息平臺
5、應有的技術法規體系、市場管理體系不完善
內容摘要、關鍵詞
摘要：隨著科技日益直向整體化、交叉化和數字化以及微電子技術信息技術的飛速發展，機電一體化技術應用越來越廣泛，機電一體化逐漸成為國民經濟增長的重要推助力。現如今，我國的機電一體化已取得初步成效，其應用領域不斷拓展，有效解決了人工勞動強度大、工作效率低、不可控質量影響因素多等問題。本文將對機電一體化技術的應用進行簡要概述，并展望其未來發展趨勢。
關鍵詞：機電一體化技術;應用;發展趨勢
探究機電一體化的發展及應用
一、機電產品的優越性
與傳統的機電產品相比，機電一體化產品具有下述優越性：
（一）使用安全性和可靠性提高
一般機電一體化產品都具有自動監視、提醒、報警等自動保護功能，可以減少和避免人身和設備事故，設備的使用安全性能明顯提高。
（二）生產能力和工作質量提高
一體化的機電產品具有自動控制和自動處理信息的功能，其靈敏度、精確度等都有很大提高，可以確保機械按照設計要求完動工作，減少人為者主觀因素的影響。
（三）人機交流和復合功能進一步得到提升
一體化機電普遍采用電子屏數字顯示和程控技術，減少了許多外延性的操作，更加方便、簡單，人機互動更容易。自動補償、自動校驗、自動調節保護等便多的智能化功能，能在不同工作場合領域適應更多的工作要求。
二、機電一體化技術的應用
（一）數控機床
數控機床又稱數字控制機床，是配置程序控制系統的一種自動化機床。經大量試驗數據表明，機電一體化技術是數控機床發展的可靠支撐，不僅提了升數控機床的加工精度、加工質量以及加工效率，同時還有助于加工性能多樣化，以滿足多元化的工業生產要求。數控機床的實際生產制造過程中，機電一體化技術為總線系統和CPU之間的多重連接提供便利，這對提高管理效率，豐富數控機床種類極為重要。首先，可以削弱多臺數控機床的排斥效應，為機床使用周期的延長、生產效率的提高奠定了良好基礎;其次，用戶可以按照實際生產需求，對操作管理進行自定義設計，大幅度提高了數控機床的智能化水平。
（二）分布式控制系統
機電一體化技術應用于分布式控制系統，可以針對性解決集中控制系統的不足。首先，便于分布式控制系統進行控制流程簡化，提高操作穩定性，進而實現對多臺主機的有效管控。其次，可以強化系統運行的安全管理。具體來講，分布式系統與機電一體化技術的結合，有助于控制級別多樣化，以便針對不同生產情況，主機可以進行不同的操作管理。同時，還可以化繁為簡，優化在線生產以及生產計劃等功能，大幅度減少因控制系統故障導致的一系列后續問題。
（三）全自動照相機
全自動照相機是機電一體化技術應用的另一代表性產品。該類型照相機可以利用微電子技術，根據光線條件、拍攝距離等，自動對光圈、曝光速度以及焦距進行最優化選擇。全自動照相機主要分為機械與電子兩大組成部分，它們互相協作，是一個不可分割的整體。全自動照相機不僅包含精密機械以及復雜電路，同時還涉及光電檢測、液晶顯示等多種先進技術。
（四）工業機器人
在工業生產過程中，危險生產環節以及作業環境惡劣等情況在所難免，這導致人工操作存在諸多安全隱患。基于此，人們結合機電一體化技術，利用機器人代替人工進行高危操作，以降低工人勞動強度以及作業危險性，有效避免安全事故頻發問題。縱觀工業機器人發展史，有3個重要轉折點：第一代機器人只能機械性重復簡單工作，其自動化水平以及對于外界環境變化的敏感度偏低;第二代機器人可以部分感知外界工況，并可對部分信息進行判斷與分析;第三代機器人的智能化水平較高，基本可以模擬人腦思維模式。這也是當下機電一體化技術的研發核心課題。
三、機電一體化技術的發展趨勢
（一）人工智能
人工智能技術的迅猛發展，為機電一體化技術的智能化建設提供了可靠技術支撐。人工智能，就是指機械設備擁有人腦思維能力，可以自主思考問題，并及時對傳感器收集信息進行有效分析與處理。與前兩代機器人相比，第三代機器人的人工智能水平得到大跨步發展。與此同時，學習能力也是人工智能技術的重中之重，可以有效提升機電設備控制管理系統的精確性、高效性。
（二）網絡化
當今社會是信息化時代，網絡化是機電一體化技術發展的重要發展趨勢。網絡信息通訊技術的合理應用，可以強化機電一體化的遠程管控質量，工作人員不需要對生產車間進行實時監控，就可以在任何時間、地點反饋生產信息，對生產規劃進行動態管理，并根據實際情況，及時采取應對措施。
（三）模塊化
實現模塊化是機電一體化發展的迫切需求。然而，由于市場上的機電一體化產品五花八門，且不同配件往往產于不同的制造廠商，導致同一類型的機械設備多少會存在一定差異。同時，模塊化對產品標準提出了更嚴格的要求，真正實現產品模塊化，并不容易。因此，相關人員應加大研發力度，充分調動一切可利用資源，不斷拓展資金渠道，為部件接口統一化奠定堅實基礎。
四、缺乏全、系統的并且實地性的專業信息平臺
為應對技術壁壘和反傾銷，應由政府和行業協會、出口企業建立全面系統的專業信息平臺。我國缺和一個綜合性的信息平臺，使政府的調控和監督作用難以有效發揮，行業協會的作用也很難到位，企業對國際標準或進口國標準等信息滯后，技術發展遇到壁壘。
五、應有的技術法規體系、市場管理體系不完善
我國有許多產品沒有建立統一的技術標準，存在有標準不統一或低于標準的現象。這對于向其它國家作為主機出口發展方向的企業是一個無缺失。執法的不嚴不及明也使企業沒有嚴格的質量標準意識，使我國機電產品在國際市場存在很大的質量疑問。
要使我國的機電產品在國際上有一足之地，要完善技術標準和相關法規的建設。
六、結束語
綜上所述，機電一體化包含計算機技術、機械加工技術、電子信息技術等多方面內容，對社會生產力以及工業產業的發展具有直接性影響。只有機電一體化理念與時俱進，才能保障我國工業生產力在國際市場占有一席之地。因此，相關政府主管部門應健全制度體系，完善生產標準建設，積極拓展資金渠道，鼓勵企業創新技術，促進機電一體化在人工智能、網絡以及模塊化、綠色化等方面實現大跨步的飛躍，為社會發展以及GDP增長提供可靠推助力。
參考文獻
1、謝明揚，杜明鑒.機電一體化技術在汽車領域中的應用及發展研究[J].南方農機，2018，49(09):144+148.
篇2
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：
（一）機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術
傳感器的問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系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三）信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四）驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五）接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六）軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一）數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二）計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三）柔性制造系統（FMS）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，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。
（二）系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三）微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五）網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
【參考文獻】：
1、李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社,2003.
2、芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社,2004.
篇3
2機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為三個階段：（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。（2）20世紀70—80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎，并且逐漸形成完整的學科體系。
我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。
3機電一體化的發展趨勢
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，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：
3．1智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。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上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，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、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。
3．2模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置等。有了這些標準單元就可迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定出國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業，還是對生產機電一體化產品的企業，模塊化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3．3網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到、質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(homenet)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(computerintegratedappliancesystem，CIAS)，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
3．4微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3．5環保化
工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
3．6系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強。一般除RS232外，還有RS485等智能化通信接口。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研制出來的。
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
［1］李建勇．機電一體化技術［M］．北京：科學出版社，2004.
篇4
煤礦機電一體化產品是把各項高新技術融于一體的高科技產品，其主要技術包括：微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產品可靠性等等，這些都是科技高速發展的熱門技術。在煤礦企業中，開始利用機電一體化技術對煤炭系統進行改造舊設備和開發新產品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識到，機電一體化技術和產品的發展是實現高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產品更新換代的重要途徑。
二、煤礦機電一體化技術產品的應用
2.1礦井運輸提升產品的應用在煤礦生產中，因為現代化煤礦發展的需要，對煤礦機械化采煤提出更高的要求，那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅動方式，主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機在煤礦提升系統中也得以應用。還有德國自主研發的內裝式交——交變頻調速提升機，它采用機電一體化技術把電機和滾筒做成一體，這樣的融合技術不論在機械結構設計方面還是在電氣控制系統方面在世界上都處于領先地位。
在我國，大多數煤礦井下生產已經實現了皮帶化，采用大巷強力帶式運輸機運輸的方式也非常普遍。另外，計算機控制系統發展也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能，如應用過程中的軸承溫度、倒轉、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發展的角度看問題，這的確是一個很好的開始。目前，我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺，其中90%為交流提升機，并且均是采用轉差功率消耗型的轉子串電阻調速，電控系統部分絕大多數仍采用繼電器——接觸器系統，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數為發電機拖動，雖有部分可控硅供電系統，也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單，程序設計起來也比較容易，不需要一些復雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強，因此，它能在環境比較惡劣的情況下進行長時間工作。
2.2綜合機械化采煤1970年，我國自主設計制造裝配了第一套綜合機械化采煤工作面，并在大同礦務局進行試驗使用，一直試驗使用到80年代后期，這項技術的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發展，推動了煤礦自動化的發展進程，同樣，采煤機也由液壓牽引開始轉向電牽引；液壓支架的控制系統也逐漸向計算機化發展，以計算機為核心，采用電液控制，移架自動化得以實現。另外，對工作面刮板運輸機也進行了微機監控裝置的配置，實現計算機自動化控制。機電一體化技術在綜合機械化采煤中的應用，使設備動作趨于協調，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業帶來了更高的經濟效益。
2.3礦井安全生產監控系統從多數煤礦使用監控系統的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究，對一些關鍵技術也實施多次再設計改進措施，但仍然沒有得到預期的效果，因此這些在實際現場應用率不是很高。在國外，由于計算機網絡軟硬件技術發展很快，運行速度和質量也在不斷提高，傳輸介質由同軸電纜發展到光纜，信息媒體由字符發展到聲像，煤礦的安全監控系統有了很大的發展，他們的機電一體化技術在監控系統上的應用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產監控系統是煤炭行業內部機電一體化技術推廣應用最快的產品，一些高校、科研所和企業正在研究和生產煤礦安全生產監控系統。
三、對我國煤礦機電一體化技術的思考
在20世紀，我國煤礦機電一體化技術(產品)取得了較大的發展，機電一體化技術應用到了煤礦每個環節，但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機電一體化技術達到世界先進技術水平，必須掌握信息時代機電一體化技術的特點和相關技術發展的動態。:
應提高我國煤礦機電一體化產品的規范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的核心裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產品，在設計煤礦機電一體化產品時，應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發的煤礦機電一體化產品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網絡進行連接通信控制；煤礦機電一體化產品需要達到智能化發展水平，能判斷機電設備和周圍環境的狀態，使設備能自動適應環境并以最優的狀態工作，同時能快速地對所采集的參數進行分析，從而對故障進行診斷，再根據這些診斷結果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態識別和自我調節等功能；要關注國內外高新技術的發展，將那些適于煤礦井下工作環境的高新技術用于煤礦機電一體化產品，從而提高煤礦現代化，達到煤礦自動化生產。
四、結束語
煤礦機電一體化技術是煤礦綜合自動化的發展基礎，更是煤礦企業信息化建設的重要支撐技術，煤礦機電一體化技術在采、掘、運、裝備等方面的應用和推廣，大力地推動我國煤礦綜合生產力，同時，為實現安全、高效、潔凈、結構優化的現代化、高科技煤炭工業生產打下了堅實的基礎。
參考文獻：
篇5
1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.
(二)"機電一體化"發展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.
2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
二、典型的機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
三、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度
(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中，有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。
(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造；在已改造的近6500臺機床設備中，大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造；且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。
(4)北京工業系統CAD應用還有較大差距。目前，北京工業品設計，CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內先進地區也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出，“八五”期間大中型企業要達到35%，中小型骨干企業要達到15%—20%；到“九五”時，按國務委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務，占總任務量的99.5%左右。
(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業化國家高近9倍。因此，北京工業系統節能降耗的任務非常重，而電力電子技術是節能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種，每年約開發試制新產品3000種，更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業產品的競爭能力。
1993年，北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種，在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中：機械局系統主要產品約1200種，機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統主要產品350種，機電一體化產品210種，機電一體化產品所占比例為60%；輕工系統主要產品總數為649種，機電一體化、智能化產品15種，機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%；汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在北京工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重，且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的“故土難離”“死守故業”問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。
另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務
北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。
1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點
(1)大力采用模糊技術，工業爐窯改造應上新臺階
國內外成功的范例表明，應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢，其中采用模糊技術改造要在80%。
(2)積極采用數控技術，機床高備改造要達新水平
對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調速技術，風機電泵改造要攀新高度
風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍；采用先進的變頻調速技術。
(4)優先應用CAD／CAM技術，工業設計水平提高要有新目標
北京工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業系統CAD的應用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標
(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標：
機床數控化率：1995年，產量數控化率達5%，產值數控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。
汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
PLC的開發生產能力：“八五”期間，開發能力要穩居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產基地之一。
“電力電子”開發生產能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面，“八五”期間，開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品；交流變頻調速裝置要達到批量生產程度；高頻電子鎮流器要能出口創匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。
模糊控制器的開發生產能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地，開發出用于工業爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來；交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年，空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。
其它機電一體化產品的開發生產能力：微機控制多色印刷機要穩居全國第一；電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產量上全國領先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力，打出規模效益來；數字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……
總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中，數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍，也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。
四、北京發展“機電一體化”的對策
(一)加強統籌安排，協調發展計劃
目前，北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時，市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!
(二)強化行業管理，發揮“協會”作用
目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。
“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……
(三)優化發展環境、增大支持力度
優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜；成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。
(四)突出發展重點，兼顧“兩個層次”
機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
我們認為，北京“機電一體化”發展，當務之急，重中之重是：
抓緊開發生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等，用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造；
篇6
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手。
（一）機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術
傳感器的問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系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三）信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四）驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五）接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六）軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一）數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二）計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三）柔性制造系統（FMS）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，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。
（二）系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三）微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五）網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
參考文獻：
1、李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社,2003.
2、芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社,2004.
篇7
機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術，是微電子技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發展的規律，顯示了強大的生命力。由于煤炭生產是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面，因此需采用大量的機電設備才能實現這一目標，而機電一體化煤礦產品則是實現高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。
二、機電一體化技術在煤礦中的主要應用
2.1機電一體化技術在提升機中的應用礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設備，全數字化交直流提升機。尤其是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一體，機械結構大大簡化，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數字化提升機高度可靠，采用總線方式，大大簡化了電器安裝，此外，硬件配置簡單，互相兼容。“九五”期間，國產數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化提升機，其核心部分ASCS是由雙CPU構成的計算機系統，其性能先進、操作簡便、準確可靠。此外，我國還應用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。目前，最大裝機容量已達到5000kW，主、副井提升機可做到全自動化，不需要專門的絞車司機。
2.2機電一體化技術在采煤機中的應用電牽引采煤機是機電一體化技術在采煤機的一個典型應用。與液壓牽引相比，它具有一下特點:①良好的牽引特性:可以在采煤機前進時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機下滑時進行發電制動，向電網反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器，因為它的設計制動力矩為電動機額定轉矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機可用在40°~50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。③運行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機的電刷和整流子有磨a損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。④反應靈敏，動態特性好:電控系統能及時調整各種參數，防止采煤機超載運行。⑤結構簡單、效率高:電牽引采煤機機械傳動結構簡單、尺寸小、重量輕，電能轉換為機械能只做一次轉換，效率可達99%，而液壓采煤機的效率只有65%-70%左右。
1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來，我國的電牽引采煤機有了較快的發展。國內上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產交流變頻和直流電牽引采煤機，而且得到了廣泛的應用。經過近20年的研制開發，我國的電牽引采煤機一逐步走向成熟，為煤礦生產技術的進步起到了積極的推動作用。
2.3機電一體化技術在帶式輸送機中的應用帶式輸送機由于長距離連續輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等特點，已成為我國煤礦井下原煤輸送系統的主要運輸設備。因此，成為近幾年來機電一體化技術的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設計的軟驅動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅動。由于尚未解決動態分析和在線監控技術以及啟動延遲技術，我國帶式輸送機的中間驅動點不能不知過多，一般為3點驅動，這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且，輸送機的監控設備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低，和發達國家相比存在顯著的差距。
2.4其他煤礦機電一體化裝置液壓支架則向電液控制方向發展，將計算機技術與液壓控制有機結合，實現定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架，移架速度為6～8s/架，最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。
煤礦供電的特點是供電要可靠，質量要高，能滿足大功率設備的要求。因此應該推廣節能型產品。高壓開關柜采用維護量小，使用壽命長的真空開關。采用集中補償和就地補償相結合的辦法提高功率因數，減少供電系統無功電流，減少無功功率損耗。目前高、低開關柜普遍采用了“微機保護”，具備網絡功能，可以實現遠程遙控、遙測、遙信和遙調。
三、煤礦機電一體化技術應用的發展趨勢
我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點，以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。這些設備在煤炭生產中的廣泛應用，不僅減輕了操作人員的勞動強度，而且極大地提高了煤礦的生產水平和能力，創造了巨大的經濟效益和社會效益。但是，我國的煤礦機電一體化技術與發達國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續研究，其未來的發展趨勢是:①開發有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，研究具有自主知識產權的核心裝置；②增加產品的通信功能，以適應綜合自動化的需要；③開發以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監測以及微處理器、計算機和專家系統的應用等；④煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。
四、結束語
近年來，隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發展，信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現自動化、數字化、智能化，在性能和功能方面均實現了質的飛躍。因此，機電一體化技術是企業信息化的重要支撐技術，是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣，極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力，為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭工業生產打下了扎實的基礎。
參考文獻：
機電一體化實用手冊[M].北京:科學出版社.2007.
篇8
一、機電一體化的核心技術
機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：
（一）機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。
（二）傳感技術
傳感器的問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系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。
（三）信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
（四）驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
（五）接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
（六）軟件技術
軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域
（一）數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：
1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。
2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。
3、WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。
5、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。
6、系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
（二）計算機集成制造系統（CIMS）
CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
（三）柔性制造系統（FMS）
柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
（四）工業機器人
第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。
三、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：
（一）智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，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。
（二）系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。
（三）微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
（四）模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。
（五）網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
（六）綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
參考文獻:
1、李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社,2003.
2、芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社,2004.
篇9
2.1套料技術配置缺乏科學合理性
由于數控坡口機所擁有的編程是十分的繁雜的，因此在進行使用的時候，若是進行操作出現失誤，那么就會使鋼材等材料出現切割過量的現象，往往來說，進行切割的速度越快，那么材料過量的現象就越多，糟蹋的材料就更多。一般情況下，所采用的數控坡口機經常使用到的軟件就是將DXF或者是CAD等有關的相應零件圖轉化成為比較簡單的NG切割數據，然后再采用人工的方法在數控坡口機上實行材料編排。但是這一切割方法只適合于對部分的鋼材料實行切割工作，對于那些整一個的鋼材料實行切割行為就比較困難了，從而導致管道鋼材料受到糟蹋的現象出現，甚至有時還會因為一個簡單或較小的行為而致使整一個管道出現作廢的情況。與此同時，由于數控坡口機所擁有的編程基本上都是使用控制器工作的，這也就導致了數控坡口機很大一部分的時間都浪費在編程的等候中，浪費了大量的時間，使機器的工作率下降。
2.2比較過時的數控切割技術
數控坡口機在進行工作的時候.首先就是要對材料進行相應的切割，這也是在對材料進行焊接時的基礎。由此可見，數控坡口機進行切割所擁有的良好質量，對于接下來進行焊接所產生的質量奠定了良好的基礎。但是到目前為止，我國在數控切割這一領域上還是擁有著非常多的問題，大多數的企業都會選擇在采用數控坡口機進行切割的根本上，再加以刨邊機等各式有關的機械進行協助，有的還會采用人工進行加工等的方法進行反復性的加工，這就必然導致需要產生過多的步驟。這樣一來，必然會造成數控坡口機進行切割時產生的工作效率明顯的降低，與此同時，還使很多的鋼材等材料得到糟蹋，從而產生了濫用資源的現象。
3.為提高數控坡口技術水平采取的措施
3.1加強套料技術配置的科學合理化
由于數控坡口機在進行切割的時候會出現套料技術配置的不科學合理化，因此可以將機電一體化技術應用到數控坡口機上使套料數據的配置得到科學合理化。因為機電一體化技術具有使機械、電氣和計算機等各種有關的技術進行協調統一，從而使數控坡口機中擁有的套料數據得到較高程度上的合理配置，并且保障在進行聯合的過程中，將套料本身所具有的作用和功能都得到充分的使用，進而使數控坡口機的工作效率得到進一步的提高。在進行數控坡口機套料數據的配置的時候，可以通過先采用合適的軟件對數據等進行改善并且提前進行圖畫的編程，當出現了較為全面性的套料數據以及切割步驟時，就可以利用坡口機進行操作，完成對管道的切割，從而使大部分的鋼材等材料資源得到節約，促進了數控坡口機的工作完成質量和工作效率的提高。
3.2己女善和加強數控切割技術
從一定程度上來說，機電一體化是屬于采用高新科技實行的一種機械工作方式。由于我國在數控坡口機進行切割的時候出現了種種問題，因此通過采用最新的高新科技對坡口機實行設計，提前在坡口機上對有關的零配件等進行編排和編程，利用所產生的命令實行管道的切割工作。通過這種方式進行切割，既使坡口機的切割速度得到一定程度上的提高，而且還為數控坡口機的切割質量提供保障。不但能夠使所需要的鋼材料等材料得到減少，使運行和生產成本得到降低，而且還大大的使數控坡口機切割的工作效率得到進一步的提高。
篇10
2.1電牽引采煤機在機電一體化設備中，電牽引采煤機屬于較為新型的一種。將電牽引采煤機與傳統的液壓式牽引設備進行對比，其在應用過程中所具有的優勢主要為：（1）自身具有較強的牽引特性；（2）應用范圍包括存在較大傾度角的煤層區域；（3）應用過程中的靈活度及動態型的特性也較為優良，因此能夠在整體系統運行時對其內部的各項參數值進行科學合理的調整優化，以防出現超載運行的情況；（4）運用過程中的磨損度較小，因此使用壽命也較長；（5）設備結構較為簡潔明了，工作效率及水平均能得到有效提升。國內現有的采煤設備無法真正達到一個全面自動化的水平，且尚未擁有集中式的監控功能。大部分的國內采煤設備通常采用的控制系統為微機式，相應的傳感設備偏少，與國外發達國家相比，所能獲取到的信息數據也相對較少。
因此，我國如果想要在電牽引采煤機領域獲取到較為優良的研究發展成果，則應注重以下幾點的加強提升：（1）對裝機自身的功率進行合理的加強增大，并將其相應的性能參數值進行提升；（2）積極采用一種集中化的高壓供電方式；（3）對監控系統實行科技智能化的應用；（4）將電牽引采煤設備系統進行科學的改進，促使其發展方向為交流調速式。
2.2液壓支架控制系統液壓支架控制型系統主要是指將現有的計算機核心技術與液壓控制系統進行完美的融合，從而實現一種自動式的移架，以此減小對頂板等部分造成的沖擊力。對于此項技術的相關發展研究，國外諸多發達國家已獲取到了較為優良的研究成果，并進行了技術的廣泛應用。液壓支架型控制技術在其應用過程中主要采取的是一種微機式的監控技術，在其應用過程中能夠對所出現的故障進行查詢、保護以及控制等一系列的工作。對液壓支架型控制系統進行科學合理的應用，能夠將煤礦生產工作的整體效率進一步提升，并對其相應的工作環境進行改善，真正實現安全型生產。與發達國家相比，我國對于液壓支架控制系統的研究工作開展較晚，但經過科研人員多年不懈的努力，我國對于液壓支架的研究已與國外水準并無太大差距，但相應的支架閥技術在研究過程中的水平卻較為落后。在液壓支架的使用過程中，支架閥是其中較為重要且關鍵的一部分，由于其水平的落后使得我國的液壓支架電液控制系統未能得到較為廣泛的推廣應用。
2.3其余的煤礦機電一體化設備這里所提到的其余的煤礦機電一體化設備主要是指煤礦供電型設備。煤礦供電具有其自身較為獨立性的特色，即安全可靠性需加強，整體質量需保持在正常標準之上，并且能夠對各大功率設備的運行需求進行充分的滿足。針對此種特點，應積極進行節能降耗型設備產品的推廣應用。高壓式的開關柜設備所采用的開關維護量偏小，且相應的使用年限較長。運用集中及就地式的補償方式能夠將設備內部的功率因數進行科學的提升，對其無功型電流量進行有效控制，從而對無功型功率的損耗量進行合理減少。在當前，無論是高還是低開關柜所采用的均是微機式保護模式，自身具備較強的網絡型功能，能夠在較長距離內進行各項遙控、遙信工作。
3煤礦機電一體化技術的發展趨勢
3.1從供電等級及其布局方面進行考量現如今，隨著社會的逐步前進與發展，供電等級也在逐步提升，地面式的特高供電等級已由原先的35kV調整為60kV，數值幾乎翻了一倍。3kV的供電綜采工作面現已開始全面實行，而相應的10kV供電設備也已開始進行應用。供電活動自身存在的環節較多，而其內部的控制型設備也相對較多，網絡的分布狀況也在不斷地進行變化。另外，移動式的供電設備現已得到了較為廣泛的應用。
3.2從單體設備電功率方面進行考量現有的煤礦機電一體化技術已開始廣泛采用功率及效率水平均偏高的重型機電設備，相應的采煤設備功率保持在2000kW左右，而相應的刮板輸送機功率也已達到了2250kW的水平。在對某煤礦開采工作進行煤礦機電一體化技術的科學合理應用后，整體功率為1000kW、730kW的采煤設備均得到了實踐應用，與原先的采煤設備功率相比，其工作效率已增加了一倍，而其配套類設備的功率也得以增強提升。
篇11
“教學做”一體化教學模式也是一種項目驅動教學模式，是在老師的指導下，將項目交給學生，從信息的收集、方案的設計到項目實施及最終評價，都由學生負責。每個項目設置了多個任務，以任務為主線、教師為主導、學生為主體，將所要學習的新知識隱含在這些任務中，學生通過對所提出的任務進行分析、討論，學生在完成任務的過程中在老師的指導、幫助下找出解決問題的辦法，從而實現對所學知識的掌握。“教學做”一體化教學一般包括“項目設計———項目實施———項目評價”等環節。通過“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估”等一系列完整的行動來實施教學活動，在“做中學，在學中做”，理論和實踐有機的融合到了一起，教學往往能達到事半功倍的效果。例如，在“學習情境一直流穩壓電源的分析與實踐”模塊中，項目分成“掌握用萬用表識別與檢測二極管、穩壓二極管、電解電容、發光二極管的方法”，“用數字電壓表和示波器觀察、測試二極管單相橋式整流電容濾波硅穩壓管穩壓電路的波形和輸出直流電壓值”，“能按工藝要求進行電路的裝配與調試”，“能排除裝配、調試過程中出現的故障現象”4個任務，讓學生先了解要制作一個直流電源，不是照著電路圖進行機械裝配，還要了解其每個部分的作用，從而激發起學生的學習興趣。在提出任務后，教師可以對任務進行描述：在電子設備中，內部電路都由直流穩壓電源供電的。直流穩壓電源在使用時，能向負載提供一個穩定的直流電源。電路由四部分組成：變壓、整流、濾波、穩壓。其中變壓電路由電源變壓器將市電220V電壓降到電路所需的交流值，整流電路由半導體二極管構成的單相橋式整流電路組成，把變壓器次級交流電壓變換為脈動直流電壓，再經過電容濾波后送給穩壓管組成的并聯型穩壓電路得到一個平滑的符合負載需要的直流電壓。讓學生了解該項目情境，再分別列出完成這些任務必須要掌握的知識點和必須具備的技能，使得學生能夠明確自己通過此項目訓練得到那些收獲。這樣，學生能在任務的驅動下，帶著興趣學習，為了完成感興趣的實訓項目，而學習必須掌握的理論知識；為了順利實現項目，必須按照技能要求來操作，最后大部分學生都圓滿完成了設置的任務，不僅學習專業知識和技能，而且能夠通過經歷工作過程提高自身的職業素養，達到教學目的。其它的項目情境也是一樣，理論是依據設置的實踐項目而展開的，實踐是依據教師傳授的理論知識而開展的，兩者相輔相成。理論教學遵循夠用為原則，相應的設定需要掌握的實踐操作技能。實踐知識以深化為原則。實踐不僅可以促進學生技能水平的提高，而且可以檢驗理論、深化理論。因此，在項目制定中，實踐教學部分要充分考慮理論知識的延伸，真正體現做中學的理念。理論與實踐只有有機的結合到一起，通過一體化教學方式，才有可能促進學生綜合職業能力的提高，為學生的就業和職業生涯發展提供必要條件。
篇12
（二）實施過程中遇到的問題和解決方法
課程學時分配問題：以前的教學安排大多是每次2學時，這樣老師在完成講授理論知識后，學生沒有充足的時間將課堂上所講的理論知識進行吸收，更不可能將理論知識應用到實踐上，再者上下次課時前面講的理論內容忘記很多，基于此，將學時進行調整，理實一體化課程變為4學時，這樣做的好處是當學生聽完老師講授的理論知識，還沒有忘記的時候，讓學生通過實踐操作來強化對理論知識的消化，這樣一方面有助于對知識的理解，另一方面提高學生的實踐操作能力。實施地點問題：傳統教學模式的授課地點通常是教室，以理論知識學習為主，不具備實踐操作的條件。理實一體化教學的實施地點則為實訓室或實驗室，這樣不僅具備理論知識教學的條件，還可以利用實訓設備和儀器進行實踐操作，這樣的話，老師可以一邊教授理論知識，一邊進行現場演示實踐，教學的效果更佳。教學模式轉變問題：傳統教學模式中，老師在教學中占據主導地位，學生通常作為配合老師的地位，這種情況下使得學生學習的積極性不太高，學習主動性沒有被完全地調動。而理實一體化教學模式讓學生成為教學中的主體，老師的職責更多的是要指導學生，這樣就能極大地調動學生的積極性和學習的主動性。
二、理實一體化教學模式的益處
1.有助于學生更加深刻地認識和理解理論知識
在實施過程中，對于電阻、電容、電感、常用電路和儀器儀表的認識可以通過實訓室來獲得，而不再是傳統教學中靠老師的講解和學生的想象或借助多媒體手段獲得。這樣，原來想象中的知識內容變成了現實中鮮活的東西，使得學生更加深刻地學習到了這些知識。
2.有助于提高學生的實踐操作能力
在教學過程中提供了實訓室或實驗室的操作平臺，讓學生們能夠充分發揮主觀能動性，進行動手實踐操作，不再像傳統教學模式中的死記硬背，這樣使得學生們在學習理論知識中增加了實踐的機會，在實踐過程中又更加深刻地理解了理論知識的指導性。3.有助于提高學生的學習興趣：在實施過程中，學生不再是配合老師教學的配角，而占主導地位，這樣勢必將激發學生的學習興趣，學生將更加積極踴躍地投入到教學過程中，和老師一起高效地完成理論知識和實踐操作的教學工作。
篇13
理實一體化教學過程中在完成項目的同時需要對理論知識進行講解，并且適時要有示范性操作。這就需要對教學過程有嚴密合理的設計思路。應綜合考慮以下幾點：
（1）教學目的：必須掌握哪些基本知識和技能；
（2）該項目的重點、難點；
（3）所需設備和場地；
（4）教學過程編排；
（5）學生分組，設備配置；
（6）安全注意事項；
（7）考點。只有構思好課堂教學的全過程，才能有的放矢地組織好教學。
2．理實一體化教學教案應注重項目實施的方案設計
項目實施的方案設計主要包括講授和操作示范、學生分組、操作訓練、巡回指導、技術糾正及安全事項等。這一部分是教案的核心內容，要充分體現教師的主導作用和學生的主體作用。教案應重視項目實施的方案設計，避免在教案中羅列大量的教學內容。
3．項目實施
以電工技術中三相異步電動機降壓啟動一節為例。將理論教材中“三相異步電動機降壓啟動”一節與實習教材中“三相異步電動機星三角降壓啟動”合為一個課題。具體的教學步驟如下：
（1）拿出三相異步電動機實物，先向學生展示電動機外形，介紹電動機的作用，讓學生直觀地認識電動機。
（2）教師現場集中指導學生。一般2～3名學生共用一臺電動機；教師進行講解連接電路原理；由教師借助掛圖、投影、示教等工具對照實物，講解電動機的主要結構特點、作用及工作原理。講解星三角換接啟動的原理及過程，以此讓學生認識電動機及其零部件的名稱及其作用；放電視錄像（電路安裝的全過程）；強調安裝時的注意事項。
（3）在教師的指導下，學生隨教師一起安裝電路。
（4）學生以小組為單位練習安裝，并對照項目方案，仔細研究涉及的相關理論知識。
（5）當堂進行課程測評。測評方法包括：口試，教師提問學生口答。如教師問三相異步電動機為什么要進行降壓啟動？主要有哪幾種啟動方式？筆試，教師發給學生提前打印好的實訓報告。如測試之一：星三角降壓啟動的啟動電流分別是多少？控制電路的各部件的作用是什么？學生答完試卷后，當堂交試卷，教師批閱后馬上講解。現場操作技能測試。教師指定每組由一位學生按教師講述演示電路的安裝順序及其啟動原理，完成后由當時在場觀看的學生和教師共同打分。講知識、教方法、練能力是理實一體化教學的實質。教師應該將理論知識貫穿到各個實際應用的項目和任務中，讓學生在訓練技能的同時，主動去學習理論知識，通過理論來合理地指導實踐，這樣在實際操作時不易走彎路。
二培養學生的主觀能動性
在教學過程中，必須充分調動學生的學習主動性、積極性，發揮其主觀能動性。主觀性愈強，其求知欲、自信心、刻苦性、探索性和創造性就愈強，學習效果也就越好。所以，在理實一體化教學過程中，由于直觀的刺激作用，激發了學生的興趣，他們能運用所學的知識自覺地、積極地參與教學活動。采用理實一體化教學后，大大提高了學生的積極性和能動性。分析學情可知，職業學校學生有一個共同的特點，就是形象思維比較好，實際動手能力比較強。基于這點，我校堅持從以人為本的思想出發，一方面尊重學生學習的主觀能動性，加強對學生的正面引導；另一方面加大實踐教學的力度，采用實物示范教學的方法，盡可能地把教學內容形象化，引導學生，激發其學習的興趣。通過形象化教學，使他們由原來的知道是什么升級為知道為什么。理實一體化教學從學生的共同特點出發，使他們從根本上得到發展和完善。課堂上以學生為主體，讓學生充分發展個性，提出自己的獨到見解，并運用到實踐中加以驗證，在不斷的實踐過程中增強學生的主體意識，培養開拓精神和創新才能。
三組建理實一體化教學團隊
理實一體化教學團隊是實施理實一體化教學的資源保障。理實一體化教學要求教師在具備豐富的專業知識的基礎上，必須有熟練的操作技能。因此，在派教師到企業進行專業技能培訓的同時，也可以將企業的師傅和能工巧匠聘請到課堂，成為教師團隊的一員，進而方便團隊內部的合作和交流。讓教師積極參與到應用課程的開發和研究，組織教師編寫和制作多媒體課件，編寫教材和制訂課程的項目實施方案。將理論教師和實習教師合理配置，使其在教學實踐中相互幫助，取長補短，共同提高。結合實際，采取一些行之有效的、形式多樣的方法，來提高教師的專業水平。理實一體化的教學模式使教師的知識結構有了新的變化。逐步把教師全部“逼”上“雙師型”軌道，使每位老師都要去鉆研業務，深入企業和實踐一線了解企業文化、崗位需求和每個崗位所涉及的知識點，從而設計出與之相適應的教學方案，來提高課堂教學質量。因此，“雙師型”師資的培養也從機制上得到了保證。
