机电一体化论文论文范文精选

【论文关键词】：光机电一体化；技术特征；发展

【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。

近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。

1.光机电一体化技术特征

光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。

1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便

光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

[论文关键词]机电一体化主功能动力功能信息处理功能控制功能

[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

一、机电一体化的基本概念

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

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

（二）生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

（四）具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制，具有复合技术和复合功能，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。例如，电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能，使其应用范围大为扩大。

1机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说，机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的延伸，智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

3机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

一、建设创新型师资队伍

一个墨守成规的教师会抑制甚至扼杀学生的创造意识，一个创新型的教师则可以启发学生的创造思维。教师只有自身创新意识增强了，才能在教学的实际过程中，将知识深化、内化为学生的知识，学生在具备了充分的知识储备后，他们不仅会增强创新意识，而且还会形成创新思维，从而提高创新能力。在日常教学中，教师应从知识的传授者变为学生学习、科技活动的指导者，学生应由被动学习的接受者变为主动者。教师要更新教育思想，转变教学理念，尊重学生的个性，鼓励学生兴趣多样化，积极开展创造性的教学活动。要营造一个宽松、民主的学习氛围，激发学生独立思考和创新思维。建设创新型师资队伍我们可以从具有双师型师资队伍中挑选，因为双师型教师具有较深厚的基础文化知识、较扎实的技术基础知识、较全面的专业知识、较强的应变和创新能力及不断更新知识的学习能力。他们将是学生自主创新能力培养的引领者和护航者。

二、注重实践教学，提高学生的创新能力

学生每一项发明创造都离不开其在实践教学过程中实践能力的培养，学生实践能力的强弱，直接关系到他们的创造发明能力。在实践教学中学生会遇到很多问题，这个时候老师应该引导学生多想几个为什么，让学生去寻找解决问题的方法，例如：在实践教学中，老师可以给学生示范该项目应该“怎样做”，为什么“这样做”，“这样做”的好处，“不这样做”的害处达到启发学生的目的；同时还应该质问学生还有没有其它“怎样做”的方法，鼓励学生找出最有效、最简便、最科学的方法，通过在这样“做”的实践过程中培养学生的创新能力。另外再多开设一些具有难度和挑战性实验项目，让学生通过这种实验体会探索新知识的过程和科研实践的艰辛与乐趣，了解科研过程和研究方法，有助于培养学生创新精神和创新能力。例如：2014年全国职业院校技能大赛高职组“数控机床装调、维修与升级改造”竞赛项目，要求3名选手在300分钟内完成数控铣床升级改造为加工中心的竞赛内容，要想完成此次任务最关键的是在数控铣床上添加过刀库后，刀库是如何按照操作者的要求完成刀具换刀的，完成刀具换刀其核心就是刀库PMC的梯形图编辑。为了充分发挥学生的自主创新能力，我在辅导学生时，讲解了数控机床刀库是如何实施换刀的，以及数控机床在换刀过程中所涉及到的各种元器件在PMC梯形图中的逻辑关系，至于具体刀库换刀PMC的梯形图的编辑，需要学生运用所学理论、技能知识自主完成。从一台数控铣床升级到加工中心这就是一个技术创新。这样不仅培养了学生的独立工作能力，更重要的是给学生提供了创新平台，培养了学生的创新意识、创新思维、创新能力。

三、参与竞赛，促进创新能力的发展

职业院校应多参与省级、国家级甚至国际间的各种创新技能竞赛，缩小同国内国际同行业在创新能力上的的差距。因为创新技能竞赛的宗旨就是“比实用、比新颖”，对培养学生创新能力来讲是一个非常重要的环节。2012年全国职业院校技能大赛高职组“数控机床装调、维修与升级改造”竞赛项目要求3名选手在360分钟内除了加工出图纸要求的试切件、完成竞赛答题记录表、项目教学方案设计、教学资源成果及展示与答辩PPT外，还要完成三轴数控机床升级为四轴的竞赛内容。

2014年全国职业院校技能大赛高职组“数控机床装调、维修与升级改造”竞赛项目要求3名选手在300分钟内完成机械拆装与电气安装、机床功能检查与故障排除、数控机床位置精度的检测、试件切削试验编程与操作、职业素养与安全意识、数控铣床升级改造为加工中心6个任务环节。这些竞赛都是围绕着技术升级考核学生的，这就要求参赛学生有一定的自主创新能力。从而激励学生，在平时的学习中就注重自身创新能力的培养。

创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。这就需要职业院校培养出一批批技术过硬，具有创新能力的技术人才。所以我们应由“中国制造”走向“中国创造”的思想转型，从而培养出更多的创新型人才。

摘要:机电一体化的机械系统主要一般包括电力系统、机械系统、液压系统、电子系统和光学技术等系统，是通过计算机技术的协调和控制，并由传动机构、执行机构和电动机控制等多个电子系统完成相应的机械运动，以此达到系统功能及任务完成的目标。本文通过相关的工作经验和资料研究，对机电一体化机械系统的设计和研究进行了一定的论述。

关键词:机电一体化;机械系统;工作经验;研究资料

机电一体化机械系统通过运用计算机技术，由计算机系统进行协调及控制，从而完成运动、能量流和机械力等各项动力学相关的任务，同时其各个机电部件相互联系、相互配合和相互协调，组成完整的系统结构。基于该系统结构的程序性和任务性，在机电一体化机械系统的设计与研究上应该站在“系统”的相关角度，以便进行有效科学的安排设计。

1机电一体化机械系统的设计要求

1．1保证较高的精确性

机电相关产品的精确程度直接关系着系统整体的质量和效益，机电一体化机械的技术性能、工艺水平及功能都要求选择优质产品，也就是说，机电一体化产品的首要标准和要求便是高精确度。

1．2反应性能要强

机电系统具有良好的反应性能，即在系统接受某一指令后，能够较短时间内对该指令进行任务的执行，从而保证系统能够更加精确地完成任务。另外根据系统的运行状况，做好准确、及时获得相应指令的控制，能够增加任务完成和执行的准确性。

1机电一体化技术应用内容分析

机电一体化技术不单单涉及到了仪器仪表，电子机械等相关领域的工作内容，还与教育、生产、科研等领域的内容存在比较密切的关系，因此，机电一体化技术的推广应用是一项综合性的问题，必须做好横向联合，同时通过加强基础性生产的方式，以达到促进机电一体化进程快速发展的目的。从石油化工工程机械的角度上来说，机电一体化技术的应用要点可以概括为以下几个方面:第一，传感技术的应用:传感器作为信息传递的最主要媒介之一，能够利用传感器对机械设备的运行情况进行全面检测，同时还可将检测得到的数据资料转换为反馈控制信号。因此，传感技术的应用与发展需要作为机电一体化技术应用的关键内容之一并深化发展。技术应用的关键在于提高传感技术对信号处理，信号放大，信号检测，参数调整，以及参数显示等内容的精确性，促进其抗干扰能力，精确性，以及灵敏性的提升，以支持自修正以及自诊断功能的实现;第二，接口技术的应用:接口技术主要是指采取相应的技术手段实现对机械设备内部相关构成部分与模块的连接关系。根据石油化工工程机械的一般特点来看，接口技术的表现形式有如下几个方面:电－机械接口，电气－气动接口，液压接口。电气－电子接口等;第三，信息处理技术的应用:在促进机电一体化技术的发展过程当中，相关技术的发展与升级必须依赖于信息处理设备实现，对微机装置的应用更是非常重要的。在石油化工工程机械设备的运行实践中，为了使机械硬件的动作响应速度更加理想，就需要发挥信息处理部门对信息的高速处理功能，提高信息处理设备的可靠性以及抗干扰性也是非常重要的。在这一过程当中，可以尝试以人机接口为基础，通过图像或声音载体实现智能化转型。

2机电一体化技术应用措施分析

当前，石油机械工程所涉及到的行业领域是非常多元且复杂的，无论是在海洋环境还是在陆地环境下，无论是地面工作区域还是地下工作区域，无论是精密性仪器还是大型机械设备，都需要通过应用机电一体化技术的方式达到提高机械设备综合运行性能的目的。同时，石油机械工程建设运行中潜在着非常多的危险性因素，再加上能源消耗量较大，劳动效率较低，因此必须通过应用机电一体化技术的方式，对传统意义上的机械设备进行改造升级，以促进其整体运行水平的提升。在这一过程当中，要求关注以下几个方面的问题:第一，需要工作人员正确认识到石油化工工程中对机械设备进行机电一体化改造的重要意义:在石油化工领域中实施机电一体化技术能够促进相关机械设备性能的改变，实现对组成系统的扩展，包括计算机，动力系统，驱动系统，执行机构，以及传感器这五个方面的。以达到优化设备整体运行效率的目的;第二，需要对机电一体化的发展动向进行及时了解与关注:石油化工领域中相关工作人员需要及时对机电一体化技术的国内外发展情况进行分析与了解，对相关资料进行收集，以分析业内机电一体化技术的发展水平与趋势，根据实际情况，引入国外先进的技术或成熟的经验;第三，需要做好对机电一体化技术应用的调查研究工作:对于石油化工工程而言，机械设备作业多需要在野外环境下开展。由于野外环境的变化性因素众多，再加上石油机械的工艺过程比较复杂，因此此类机械往往精度要求较低。这就需要工作人员深入分析并统计石油机械行业存在的薄弱之处以及优势所在，充分了解矛盾最为突出的产品，将其作为机电一体化技术应用的最主要产品;第四，需要做好对机电一体化技术应用的可行性规划工作:以石油化工工程为立足点，对机电一体化技术应用问题的研究与分析，能够使机电部门，仪表部门，以及电子部门等协调一致发展。为了能够促进机电一体化技术的快速发展，必须选择普及率较高且成本较低的机电一体化产品作为切入点，从而分阶段分步骤的改造现有设备;第五，需要进一步强调石油化工工程中机电一体化技术应用的可行性:结合已有的实践工作经验来看，为了促进机电一体化技术的高速发展，关键在于遵循试点推广的基本思路，紧紧扣住机电一体化技术的这一中心问题，以促进其经济效果的良性发挥。结合当前本领域的发展现状来看，认为机电一体化技术的应用可以从长距离输油管线自动化管理，石油化工设备，钻井作业设备，转油站设备，泵站设备等角度入手，配合研究相应的程序控制方案，以促进其一体化技术的长效发展。

3结束语

对于我国而言，石油工业的发展速度以及发展规模都是毋庸置疑，从某个角度上来说，这也对石油机械行业提出了全新的挑战。一方面，需要提高石油化工领域中相关机械设备的运行质量，另一方面，需要促进石油化工机械设备的柔性化发展。随着现代经济社会中电子信息技术的发展与优化，无论从硬件还是软件上来说，都对提高机械设备的综合性能产生了一定的作用，传统机械设备逐步发展更新为智能化机械设备。本文立足于这一背景，对石油化工领域中机电一体化技术的应用要点展开了分析探讨，望引起各方关注与重视。

作者：陈孝意单位：珠海巨涛海洋石油服务有限公司

一、煤矿机械中机电一体化的特点

1、实现机械生产的自动化和智能化在煤矿机械中应用机电一体化可以实现煤矿机械生产的自动化和智能化，全面提高煤矿机械的运行效率，提高煤矿企业的生产效率。首先，应用机电一体化技术可以实现煤矿机械运行状态监控的智能化。比如，在机械运行过程中，系统可以对电动机和传动系统等的运行状态进行智能监控，一旦发生运行故障，系统能够在第一时间发现并快速确定故障发生位置，发出警示提示工作人员。其次，应用机电一体化技术可以实现机械运行自动化，提升煤矿企业生产效率。比如，应用机电一体化对采煤机进行控制，就可以实现采煤机的自动运行，提升采煤机的采煤速度，提升企业生产效率。

2、降低管理成本，减轻工作人员的工作负担在煤矿机械中应用机电一体化可以实现机械运行的自动化和智能化，如此一来，煤矿企业就可以大大缩减机械运行管理工作人员，降低煤矿企业机械管理成本。除此之外，可以大大降低工作人员的工作负担，在机械运行管理工作中，管理人员不必再亲力亲为，每样工作都需要亲自进行管理方能够解决问题，保证工作效率，工作人员可以直接通过计算机控制程序实现机械管理的远程控制，甚至是无人智能化控制[2]。并且，应用机电一体化技术实现机械运行的自动化和智能化，还能够减少工作人员操作失误的出现，在传统的机械管理工作中，一旦管理人员经验不足或者是专业技术水平有限，在管理工作中就经常会出现工作失误甚至是工作错误问题，保证不了煤矿企业机械的正常运行，影响煤矿企业生产效率。而应用机电一体化技术，则可以有效避免该问题的出现。

二、煤矿机械中的机电一体化分析

1、提高安全生产监控系统的工作效率安全生产监控系统是煤矿企业生产工作体系组成中最重要的一个环节。在煤矿企业的生产过程中，安全生产监控系统能否稳定、高效运行不仅关系到企业生效效率的高低，还直接关系到包括企业机械运行安全以及工人施工安全等在内的企业生产的安全性。因此，在煤矿企业生产过程中，一定要对安全监控系统的运行状态引起足够重视，提升安全生产监控系统的工作效率，保证煤矿企业生产的安全性。我国在煤矿企业安全生产监控系统中应用机电一体化技术的发展时间比较短，所以技术上还存在一定缺陷。目前，机电一体化在安全生产监控系统中的主要应用表现在与X190系统的运用，该系统能够有效提升安全生产监控系统的智能水平，保证安全生产监控系统能够长期稳定、高效运行，进而提升煤矿企业的生产效率。

2、提高采煤机的工作效率煤矿企业的生产主要靠采煤机来实现，因此，提高采煤机的工作效率对提升煤矿企业的生产效率具有极为重要的推动作用。当在煤矿机械中应用机电一体化的理论被提出来之后，首先研究的对象就是在采煤机中应用，所以相对于其他煤矿机械中机电一体化技术的应用而言，采煤机中机电一体化应用技术发展的是最为完善的。机电一体化技术在采煤机中应用的最大体现就在于电牵引采煤机的研制。相对于传统采煤机而言，电牵引采煤机不仅能够实现采煤机的自动化和半智能化，还能够提供更加强大的牵引力，保证采煤机能够在各种复杂煤层中进行采煤工作[3]。并且，电牵引采煤机运行的稳定性也比传统采煤机稳定性强，耐磨损度高，还具有自动检测功能，可以通过定期自动检测对采煤机的状态进行检测，一旦发现故障，可以发出警报并准确指出故障位置，提示工作人员及时进行维修。

3、提高煤矿企业煤炭装载运输工作效率想要综合提高煤矿企业生产效率，除了要提升煤矿企业采煤作业的工作效率，还需要提升煤矿企业采煤工作完成后，煤矿装载运输作业的工作效率，可以说，生产、装载运输作业，就是整个煤矿企业生产工作中最重要的组成部分。而在装载工作中应用机电一体化技术，就可以实现装载运输工作的自动化和智能化，解放人类劳动力，提升科学发展力，进而提高装载运输工作效率。

三、结束语

1在工程机械中应用机电一体化技术的必要性

可以说，机电一体化技术的出现，将会是我国现代工程技术水平的重要体现，更是工程机械主要的发展趋势。而这一技术无论是对工程施工质量，还是工程机械的使用性能好坏，都有着关键的影响与意义。在实际的施工过程中，工程机械作为一种不可或缺的设备，随着施工单位对于机械设备的自动化要求越来越高，原有的工程机械技术已经无法再满足工程施工技术需求。因此，通过在工程机械设备中应用机电一体化技术，使其充分发挥自身高效、安全的实用性，确保在预期时间内完成工程任务，同时保障工程项目建设质量，降低工程建设成本。下面，就详细阐释了机电一体化技术在工程机械中应用的必要性，具体表现在以下几个方面：首先，由于当前大部分工程规模普遍较大，这就对工程机械设备的生产效率有着较大的要求，而机电一体化的工程机械能够有效提高施工效率，能够确保在规定时间内，交付工程项目。其次，在现代工程施工中，各大施工单位对于工程机械的耗能量有着明确的要求，通常都是希望在完成施工任务的前提下，又可以降低能耗量，真正实现节约能源，降低施工成本的根本目标。再者，如果工程机械设备的自动化程度越高，这就说明对于工程施工难度也就越高，在实际施工中，有很多分项工程项目是需要应用到大量工程机械。反之，若是这些机械设备的自动化程度较差，就无法充分保障机械施工质量。此外，在工程施工过程中，通常使用的工程机械设备自动化程度非常高时，一般就不会需要浪费大量的人力，甚至有些施工工作完全不用劳动力完成。并且，机电一体化技术的工程机械实际操作起来十分简单，只需一、两个操作人员即可，这就为施工单位节省了一部分的劳动力成本。最后，在工程机械设备应用一体化技术，不仅能够大大提高其使用寿命，还有效降低了运行故障的发生率，在充分保障工程施工质量的同时，还减少了一定的设备维修费用。通常上文几点描述，我们也不难看出，传统的工程机械技术已经无法在满足于现代化工程的施工需要，而机电一体化技术的出现，彻底解决了这些问题，尤其是在工程机械设备中占据十分重要的地位，达到了非常理想的施工效果。

2机电一体化在电力变压器绕线机的应用

电力变压器的环型铁心使用高导磁率的硅钢带绕置。用环型铁心绕制的电力变压器，具有低损耗、低躁声、漏磁小的特点，是近几年电力行业推广使用的电力变压器。电力变压器绕线机是制造这种电力变压器的专用设备。该绕线机可以绕制100kW以下的电力变压器的三相绕组。该设备能够根据绕组导线的线径调整绕制的速度；具有缓慢起动、停止的功能，以防止绕线机因快速起动造成断线的现象；能够自动记录绕组的绕制匝数；能够预置绕制匝数，当实际绕制匝数等于预置绕制匝数时，绕线机能够自动停车。可以说，在变压器绕线机中运用机电一体化，极大的提高了其运行效率和质量。其中，机电一体化绕线机的控制系统是由可编程序控制器和变频器组成。其控制面板包适各种按钮、选择开关，用于给PLC输入控制信号。绕组匝数的预置使用4位拨码盘，将4位十进制数转换成16位二进制数，送到PLC的输入口。旋转编码器将转数脉冲送到PLC的输入口，从而测定绕组的实际绕制匝数。旋转编码器将主轴电动机转数变为脉冲计数信号，作为比较数据。在这样的控制系统下，变压器的绕线机实现了较高的自动化和智能化，生产效率有了显著提升。

3机电一体化的主要发展方向

3.1智能化。机电一体化产品的智能化主要是使高性能、高速的微处理实现机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能，机器人与数控机床的智能化就是重要应用代表。智能化通过对机器行为的描述，在控制理论科学的基础上，应用人工智能、运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学等新思想和新方法，使机器具有逻辑思维、判断推理最终能够自主决策。

3.2模块化。模块化是机电一体化技术中的一项重要而艰巨的工程。机电一体化产品种类和生产厂家繁多的现实情况使得相关单位制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配，企业研制和开发具有标准机械接口、动力接口、电气接口和环境接口等的机电一体化产品单元，在这些标准单元的基础上就可迅速开发新产品，同时也可以扩大生产规模。

3.3微型化。微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积越来越小，耗能也越来越少，运动更加灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。综上所述，机电一体化在工程机械中的应用，具有很多优点，而且体现了工程的现代化。这项技术在工程机械中的应用取得了良好的效果，既加快了工程施工的进度，也提高了工程施工的质量，具有高效的特性。

一、机电一体化技术

机电一体化技术科学技术是现代工作不断发展的一种新兴产物，它是计算机技术、电子技术、信息技术、机械技术、自动化技术以及传感技术等数种不同科学技术的有效融合，是保证现代工业持续发展的重要推动力。当前，在基于机电一体化技术之上而研发构建而成的机电一体化系统，就是在机电一体化原理的指导下，将不同的机械和电子设备有效的组合在一起，形成一个由电子控制机械，实现自动化和智能化运行的电子机械系统。而且，这种系统目前已经被广泛的应用在煤矿企业的机械中，实现了煤矿企业采煤、转载以及运输作业工作效率的综合提高，为提升煤矿企业生产效率，推动煤矿企业更好更快发展做出了极大贡献。

二、煤矿机械中机电一体化的特点

1、实现机械生产的自动化和智能化在煤矿机械中应用机电一体化可以实现煤矿机械生产的自动化和智能化，全面提高煤矿机械的运行效率，提高煤矿企业的生产效率。首先，应用机电一体化技术可以实现煤矿机械运行状态监控的智能化。比如，在机械运行过程中，系统可以对电动机和传动系统等的运行状态进行智能监控，一旦发生运行故障，系统能够在第一时间发现并快速确定故障发生位置，发出警示提示工作人员。其次，应用机电一体化技术可以实现机械运行自动化，提升煤矿企业生产效率。比如，应用机电一体化对采煤机进行控制，就可以实现采煤机的自动运行，提升采煤机的采煤速度，提升企业生产效率。

2、降低管理成本，减轻工作人员的工作负担在煤矿机械中应用机电一体化可以实现机械运行的自动化和智能化，如此一来，煤矿企业就可以大大缩减机械运行管理工作人员，降低煤矿企业机械管理成本。除此之外，可以大大降低工作人员的工作负担，在机械运行管理工作中，管理人员不必再亲力亲为，每样工作都需要亲自进行管理方能够解决问题，保证工作效率，工作人员可以直接通过计算机控制程序实现机械管理的远程控制，甚至是无人智能化控制。并且，应用机电一体化技术实现机械运行的自动化和智能化，还能够减少工作人员操作失误的出现，在传统的机械管理工作中，一旦管理人员经验不足或者是专业技术水平有限，在管理工作中就经常会出现工作失误甚至是工作错误问题，保证不了煤矿企业机械的正常运行，影响煤矿企业生产效率。而应用机电一体化技术，则可以有效避免该问题的出现。

三、煤矿机械中的机电一体化分析

1、提高安全生产监控系统的工作效率安全生产监控系统是煤矿企业生产工作体系组成中最重要的一个王淑文通化矿业（集团）有限责任公司134300环节。在煤矿企业的生产过程中，安全生产监控系统能否稳定、高效运行不仅关系到企业生效效率的高低，还直接关系到包括企业机械运行安全以及工人施工安全等在内的企业生产的安全性。因此，在煤矿企业生产过程中，一定要对安全监控系统的运行状态引起足够重视，提升安全生产监控系统的工作效率，保证煤矿企业生产的安全性。我国在煤矿企业安全生产监控系统中应用机电一体化技术的发展时间比较短，所以技术上还存在一定缺陷。目前，机电一体化在安全生产监控系统中的主要应用表现在与X190系统的运用，该系统能够有效提升安全生产监控系统的智能水平，保证安全生产监控系统能够长期稳定、高效运行，进而提升煤矿企业的生产效率。

2、提高采煤机的工作效率煤矿企业的生产主要靠采煤机来实现，因此，提高采煤机的工作效率对提升煤矿企业的生产效率具有极为重要的推动作用。当在煤矿机械中应用机电一体化的理论被提出来之后，首先研究的对象就是在采煤机中应用，所以相对于其他煤矿机械中机电一体化技术的应用而言，采煤机中机电一体化应用技术发展的是最为完善的。机电一体化技术在采煤机中应用的最大体现就在于电牵引采煤机的研制。相对于传统采煤机而言，电牵引采煤机不仅能够实现采煤机的自动化和半智能化，还能够提供更加强大的牵引力，保证采煤机能够在各种复杂煤层中进行采煤工作。并且，电牵引采煤机运行的稳定性也比传统采煤机稳定性强，耐磨损度高，还具有自动检测功能，可以通过定期自动检测对采煤机的状态进行检测，一旦发现故障，可以发出警报并准确指出故障位置，提示工作人员及时进行维修。

1.制定适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划，遵循国家、省教委的有关文件精神，以综合素质培养为基础，以能力培养为主线。围绕培养目标，对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排，力求整体优化，培养实用的职业技术人才。（1）关于“机电一体化”内涵的认识。机电一体化技术从学科角度来看，它是集机械技术、微电子技术、计算机技术、电气技术、信息技术的有机统一体，而不是机械技术、电气技术的简单组合体；从机电一体化技术的成果或最终体现来看，它则是在计算机控制下由机械本体、电、气、液压以及光电器件组成的产品或设备，是一个自动化的工作系统。（2）培养目标。机电一体化专业应培养德、智、体、美、劳全面发展，热爱祖国，热爱本职岗位，具有不断追求新知识、实事求是、独立思考、勇于创新、踏实苦干的精神，掌握基本文化科学知识和机电一体化专业必需的基本理论、基本技能，对现代机电一体化产品结构调整有较强适应能力的应用型高级技术人员、技艺型操作维护人员。

2.先进教学手段的应用。（1）运用多媒体进行直观教学。课程中的原理图、梯形图、程序及电路图较多，利用Authorware、Powerpiont制作成多媒体课件，集文字、图片、动画和声音于一体，不仅仅大大减少了老师课堂上画图的时间，而且学生兴趣倍加，容易理解，提高了教学效率，增大了课堂教学的信息量。（2）联系生活，启发学生思维。课堂教学重在理论联系实际，运用生活中的实例，既有助于学生对理论知识的掌握，又有益于提高学生的兴趣和对实际问题的思考能力。如在讲解三相异步电机的变频调速时，结合变频空调原理和特点，来分析变频空调与普通空调之间的区别，从而阐述变频调速的优点，学生增加了生活知识和学习的趣味性。（3）与时俱进，激发学生的求知欲。教师应该与时俱进，了解课程最新的技术动态，并把它传授给学生，只有这样才能激发学生的求知欲，真正的把课教好。如在介绍直流电机中，运用高速磁悬浮列车的例子给学生进行了讲解，从而大大提高了学生的兴趣、求知欲和学习的动力。

3.改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节，也是高职专业教育教学的重点。为了培养学生专业技术能力，改革传统的实践教学模式，将实践教学分为三个阶段进行：（1）实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验，使学生掌握基本实验仪器的使用，基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。（2）单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等，学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能，参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。（3）综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等，学在实训中，采用边教、边学、边做的教学方法，通过典型零件数控加工案例引导教学设计，针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案，并在加工现场实施，形成不同零件加工效果的直观比较和认识，以合作完成实训教学过程。融“理论、示范、练习、反馈”于一体，将“教、学、做”合而为一。有效培养学生的技术应用能力。生根据实际生产任务，在不同的岗位上完成实践任务，毕业后实现“零距离上岗”。

（四）建设特色课程

在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查，以工作过程为导向，以工作任务或产品为载体，根据学生就业岗位群的任职要求，参照相关的职业资格标准，通过与企业有关人员共同论证，进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关，在与企业的深度耦合中，通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查，通过对在职业岗位上工作的学生的描述，经过分析、归纳、整理、综合，确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务，将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容，通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析，确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。

（五）总结

机电专业教学中必须坚持“面向现代，面向世界，面向未来”的发展方针，从实际出发，确定教学改革思路、培养目标，深入改革课程体系、教学方法和教学内容，使专业人才培养与未来社会发展需要相适应。在对学生的培养方面要做到：1.培养学生的综合应用能力、实际动手能力、工程设计和创新能力，学生能根据一般的设计要求和动作流程完成整个控制系统的设计。2.提高教学质量，培养了学生的学习兴趣。3.在实验和设计中增强了他们的团队合作精神。从一个目的、两个原则的教改思想出发，抓好课程理论、实践、考核的每一个教学环节，不仅充分发挥了学生的开拓创新精神，而且充分调动教师教学和教改的积极性，在教与学两个积极性的推动下，教学质量得以大幅度提高，使高校为社会主义现代化建设培养出更多优秀的人才。

【论文关键词】机电一体化教学改革专业特色