浅谈机电一体化中的接口技术

第一篇：浅谈机电一体化中的接口技术

浅谈机电一体化中的接口技术

摘要:接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要。文章以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机接口与机电接口两大类进行探讨。

关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口

机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。

一、机电接口

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:(1)行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大;(2)抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;(3)进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。(1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

(2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

二、人机接口

人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。

1、输入接口。

(1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以 BCD码形式输入信息。(2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有: 1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。

2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。结语: 接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。参考文献: [1]费仁元,张慧慧,郑刚。机电接口技术的内涵和发展。北京工业大学学报。2003.(4)[2]佘明辉。基于机电一体化系统接口技术的研究。江西电力职业技术学院学报。2006.(4)

（二）亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置

一、亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置简介

实训装置由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器等组成。整体结构采用开放式和拆装式，实训装置用于机械部件组装，可根据现有的机械部件组装生产设备，也可添加机械部件组装其他生产设备，使整个装置能够灵活的按教学或竞赛要求组装具有生产功能的机电一体化设备。模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。

亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置用于教学，可按工作过程导向，工学结合的模式规划教学活动，完成以下工作任务：

1.气动系统的安装与调试项目：

选用该装置配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：

★气动方向控制回路的安装；★气动速度控制回路的安装；★摆动控制回路的安装；★气动顺序控制回路的安装；★气动机械手装置的安装；★气动系统安装与调试；

2.电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：

选用该装置配置的PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：

★电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；★电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；★气动方向控制程序编写；★气动顺序动作控制程序编写；★气动机械手控制程序编写；★皮带输送机控制程序编写；★机电一体化设备控制程序编写；★自动生产线控制程序编写。

3.机电设备安装与调试项目

选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务： ★传动装置同轴度的调整；★皮带输送机的安装与调整；★搬运机械手设备安装与调试；★物件分拣设备的安装与调试；★送料设备的安装与调试；★自动生产线设备安装与调试。

4.自动控制系统安装与调试项目

选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：

★多种传感器的安装与调试；★机械手的自动控制；★皮带输送机的自动控制；★机电一体化设备的自动控制；★PLC控制系统的安装与调试；★自动生产线的安装与调试。

亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置用于考核或技能竞赛，可考察的职业能力：

★机械构件的装配与调整能力；★机电设备的安装与调试能力；★电路安装能力；★气动系统的安装与调试能力；★机电一体化设备的控制程序的编写能力；★自动控制系统的安装与调试能力。

该实训考核装置PLC模块的I/O 端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。

二、亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置的外形

三、亚龙YL－235A型光机电一体化实训考核装置的配置 序号 名称 主要元件或型号、规格 数量 单位 制造商 备注实训桌 1190×800×840 mm 1 张 亚龙

触摸屏模块 MT4300C 1 块 步科PLC模块台

用户可在清单内选择，详见附表一变频器模块台电源模块 三相漏电开关1个，熔断器3只，单相电源插座2个，安全插座5个； 1 块 亚龙按钮模块 24 V/2 A、12 V/2 A各一组；急停按钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、绿、红各2只； 1 套 亚龙

物料传送机部件 直流减速电机（24 V，输出转速6 r/min）1台，送料盘1个，光电开关1只； 1 套 亚龙气动机械手部件 单出双杆气缸1只，单出杆气缸1只，气手爪1只，旋转气缸1只，电感式接近开关2只，磁性开关5只，缓冲阀2只，非标螺丝2只，双控电磁换向阀4只； 1 套 亚龙皮带输送机部件 三相减速电机（380 V，输出转速40r/min）1台，平皮带1355×49×2 mm 1条； 1 套 亚龙物件分拣部件 单出杆气缸3只，金属传感器1只，光传感器2只，磁性开关6只，物件导槽3个，单控电磁换向阀3只 1 套 亚龙

接线端子模块 接线端子、安全插座 1 块 亚龙

物料 金属5个，尼龙黑白各5个 15 个 亚龙

安全插线套 亚龙

气管 Φ4Φ6 1 套

线架个 亚龙电脑推车 亚龙 1 台电脑台 选配或学校自带工具 万用表、剥线钳、尖嘴钳、压线钳、试电笔、记号笔、一字和十字螺丝刀小号、一字和十字螺丝刀中号、电烙铁、活动扳手、内六角扳手、钢板尺、安全保护用品、制图工具等。1 套

选手自带、均为手动工具

四、主要技术参数

1.交流电源：三相五线 AC 380V±10% 50 Hz；

2.温度：-10～40 ℃；环境湿度：≤90%（25℃）；

3.外形尺寸：长×宽×高=1200×800×1500 mm；

4.整机功耗：≤1.5 kW；

5.安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。

附表一：PLC及变频器选配表（注：在参赛报名时请注明使用哪种PLC）序号 名称 型号及规格 单位 制造商 备注三菱PLC主机 FX2N-48MR 台 三菱

三菱变频器 E540，≥0.75 kW 台 三菱西门子PLC主机 CPU226CN+EM222CN继电器型输出 台 西门子

西门子变频器 MM420，三相输入，≥0.75 kW 台 西门子欧姆龙PLC主机 CPM2AH-40CDR+CPM1A-8ER 台 欧姆龙

欧姆龙变频器 3G3JV-A4007，≥0.75 kW 台 欧姆龙

松下PLC主机 FPX-L60 台 松下

松下变频器 BFV00074，≥0.75 kW 台 松下

参赛人员的要求：

1、掌握PLC的硬件和软件设计；

2、掌握传感器的性能和使用以及PLC的连接；

3、掌握气动技术和使用；

4、会利用PLC技术来控制电磁阀和变频器；

5、掌握变频控制技术。

第二篇：关于接口技术在机电一体化系统中的应用

关于接口技术在机电一体化中的应用

（武昌工学院 机制1006班 103004010617）

摘要：机电一体化是在以微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展向机械工业领域迅猛渗透并与机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术，信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术。本文主要讨论的是关于接口技术在机电一体化中的应用问题 关键词： 机电一体化 接口技术 机电接口 人机接口

接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题，使系统中信息能量的传递及转换更加顺畅，使系统各部分有机的结合在一起，形成完整的系统。从这一观点出发，机电一体化产品的性能很大程度上取决于接口的性能。因此接口技术是机电一体化产品设计的关键环节。本文主要以机电一体化控制系统系统为例，将接口分为人机接口和机电接口进行分析。

1.机电接口技术

机电接口是指机电一体化产品中的机械装置与控制微机间的接口。按照信息的传递方向可以将机电接口分为信息采集接口（传感器接口）与控制量输出接口。控制微机通过信息采集接口接收传感器输出信号，检测机械系统运动参数，经过处理后，发出有关控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大、驱动执行元件来调节机械系统的运行状态，使其按照要求动作。

1.1信息采集接口技术 a.信息采集接口的任务与特点

在机电一体化产品中，控制微机要对机械装置进行有效控制，使其按预定的规律运行，完成预定的任务，就必须随时对机械系统的运行状态进行控制，随时检测各种工作和运行参数，如位置、速度、转矩、压力、温度等。因此进行系统设计时，就必须选用相

应传感器将这些物理量转换为电量，再经过信息采集接口的整形、放大、匹配、转换。变成微机可以接受的信号传递给微机。传感器的输出信号中，既有开关信号（如限位开关,时间继电器），又有频率信号（超声波无损探伤）；既有数字量，又有模拟量（如温敏电阻、应变片等）。针对不同性质的信号，信号采集接口要对其进行不同的处理，例如对模拟信号必须进行摸/数变换，变成微机可以接受的数字量再传送给微机。另外，在机电一体化产品中，传感器要根据机械系统的结构来布置，环境往往比较恶劣，易受干扰。再者，传感器与控制微机之间常要采用长线传输，加之传感器输出信号一般比较弱所以抗干扰设计也是信息采集接口设计的一个重要内容。

b.信号采集通道中的A/D转换接口设计 单片机模拟通道中的输入通道（也叫前向通道），用于将传感器获取的各种信号经过调理电路输出，经A/D转换后送入计算机。根据测量要求和传感器输出信号的不同，输入通道的复杂程度和结构形式也不大一样。下面主要讨论模拟电压的转换。很多单片机内有A/D转换线路，例如C196KB,80C166，68HC11等芯片，都具有10位或8位A/D，但对于大多数型号的单片机（例如8031）来说，则必须外部扩展A/D转换芯片。

1.2控制量输出接口技术 a.控制输出接口的任务和特点 控制微机通过信息采集接口检测机械系统的状态，经过运算处理。发出有关控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、功率放大，驱动执行元件的需要不同，控制接口的任务也不同，对于交流电机变频调速器，控制信号为0~5V电压或4~20mA电流信号，则控制输出接口必须进行数/模转换；对于交流接触器等大功率器件，必须进行功率驱动。由于机电一体化系统中执行元件多为大功率设备，所以抗干扰设计同样是控制输出接口设计时应考虑的重要问题

b.控制量输出接口中的 D/A转换接口设计

单片机模拟通道中的输出通道用于输出控制系统需要的驱动控制信号。

通常用D/A转换作为输出，一般也不需要光电隔离驱动，但有特殊要求，就要加光电耦合；另外一种方法是用脉冲宽度调制输出经过通滤波输出，作为D/A转换，这种结构在很多单片机中都有，例如C96KB,C196KC,80C166，68HC11等单片机都有多路PWM信号，这对于控制来说是很方便的。

2.人机接口技术

人机接口是操作者与机电一体化系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可分为输入接口和输出接口。系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息。另一方面，操作者通过输入接口向系统输入各种控制命令及控制参数，对系统运行进行控制，实现所要求完成的任务。

2.1输入接口技术

输入接口输入设备的数据，要通过数据总线传送给CPU，而CPU与存储器以及其他设备传输的输入输出数据，也要通过这条数据总线分时的进行传输。因此，输入接口的功能就是在只有CPU充许该入口进行数据输入时，才将来自外设的数据传送到数据总线上。

键盘是计算机中不可缺少的输入设备，通过它可

实现人机对话，完成各种的操作，键盘按其结构形式，有非编码键盘和编码键盘两种，前者用软件来识别和产生代码，后者则用硬件来识别。在单片机中普遍使用的是非编码键盘。

2.2输出接口技术

从计算机输出的数据，要经过输出口传输给输出设备，但在输出口与实际的输出设备之间一般需要进行信号电平转换，并需要对输出数据的传输时序进行控制。输出接口是操作者对机电一体化系统进行检测的窗口，通过输出接口，系统向操作者显示自身的运行状态、关键参数及运行结果等，并进行故障报警等。下面对人机通道输出接口中最常用的LED显示器接口技术作简要说明。

a.LED数码显示器的工作原理

LED是发光二极管的缩写。LED显示器应用非常普遍，从袖珍计算器到仪表器都用它，在单片机上的应用也很普遍。

通常所说的LED显示器由七个发光二极管组成，因此，也称为七段显示器。有共阴极和共阳极两种。此外，还有一个圆点型发光二极管，用以显示小数点，发光二极管点亮时，需要2~20mA，压降为1.2V，因而用TTL电路即可与它接口。

为了显示字符，要为LED显示器提供显示代码（或称字形代码），可通过单片机接口使LED显示器某几段发亮来显示不同的数码，如除“g”段不亮其余六段全亮时，则为“8”字。七段发光二极管，再加上一个小数点位，共计8段，因此LED显示器的字形代码正好一个字节。

b.LED数码显示器的接口及显示方法

单片机与显示器接口可以用硬件为主和用软件为主的方法。所谓硬件为主就是用四位数据线而后用存锁器、译码驱动器显示一位十六进制字符。由于使用硬件较多，缺乏灵活性，所以常用软件查表来代替硬件译码，但这也需要简单的硬件电路配合。由于接口提供不了较大的电流供LED显示器使用，因此驱动电路一般是必不可少的。

结语

总而言之，随着我国工业的不断发展，各项相关技术也是突飞猛进，机电一体化技术作为促进工业发展的重要支柱之一，对我国社会发展和国家建设都有重大的意义。而机电一体化产品的性能很大程度上取决于接口的性能，即各要素和各子系统之间的接口性能是机电一体化系统性能好坏的决定性因素。所以我们更加积极创新接口技术，提高机电一体化产品质量。

[参考文献]

1.林鸿珍.关于机电一体化接口技术的应用分析.中国电子商务，2010

2.姜培刚，盖玉先主编.机电一体化系统设计.机械工业出版社，2003

3.赵松年，张奇鹏主编.机电一体化机械系统设计.机械工业出版社，1996

4.冯清秀，邓星钟主编.机电传动控制.华中科技大学出版社，2012

5.唐光荣，李九龄主编.微型计算机应用技术.1997

6.王田苗，丑武胜主编.机电控制基础理论及应用.清华大

学出版社，2003

第三篇：机电一体化技术

机电工程（http://）机电一体化技术

（1）机械技术机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。http://

（2）计算机与信息技术其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

（3）系统技术系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

（4）自动控制技术其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

（5）传感检测技术传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程度就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

（6）伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

第四篇：机电一体化技术

机电一体化技术

制造业的‘发动机’，培养高技能综合应用型人才的摇篮，就业领域最受欢迎的专业

学习形式：

机电一体化技术专业学生入校前一年，在大专理科基础学院进行通识教育课程及专业基础课的学习。之后进入专业学院学习专业核心课程。学习期间实行学分学绩制管理，学生可根据本专业指导性培养方案，结合自己的兴趣、爱好、特长，自由选择课程、教师、授课时间、学习年限，提前修满学分和学绩者可以提前毕业。学分学绩制充分调动了老师教学积极性和学生学习的积极性，充分体现了“以人为本”的理念，让学生掌握了学习的主动权。学生经过在文理基础学院的学习，深入了解专业情况后，可于第一学期末、第二学期末根据专业学习情况调整专业。

考核方式：

在每门课程学习结束后，均需进行两次考核，分为卷一和卷二。卷一由学校教务处统一根据题库组织命题工作，命题突出该课程的基本知识和基本技能，学生通过卷一考试即可取得该课程规定的相应学分；卷二由任课教师自主命题，主要考察学生对知识的灵活运用能力，题目注重实践性、应用性，有利于培养学生对知识的实际应用。此外，卷二成绩还包括学生日常表现、平时成绩、单元测验成绩、期中考试成绩、实践课程成绩等组成，卷二成绩决定学生的学绩分数。这种考核方式改革有利于调动学生积极性，在优势课程上取得较高学绩，来补充劣势课程的不足，实现优劣势互补，突出个性化培养。

培养目标：

本专业培养拥护党的基本路线，德智体美全面发展，掌握机电一体化专业基本理论、基础知识，能在工业生产第一线从事机电设备的安装、调试、操作、维护和技术管理等工作，具有创新精神和较强实践能力的应用型高级技术人才。

在每门课程学习结束后，均需进行两次考核，分为卷一和卷二。卷一由学校教务处统一根据题库组织命题工作，命题突出该课程的基本知识和基本技能，学生通过卷一考试即可取得该课程规定的相应学分；卷二由任课教师自主命题，主要考察学生对知识的灵活运用能力，题目注重实践性、应用性，有利于培养学生对知识的实际应用。此外，卷二成绩还包括学生日常表现、平时成绩、单元测验成绩、期中考试成绩、实践课程成绩等组成，卷二成绩决定学生的学绩分数。这种考核方式改革有利于调动学生积极性，在优势课程上取得较高学绩，来补充劣势课程的不足，实现优劣势互补，突出个性化培养。

培养要求：

1、具有本专业必备的基础理论知识；

2、具有机械学、电子学等领域的专门知识和一定计算机应用能力；

3、常用机电设备的安装、调试、维护维修的基本实践能力以及解决与本专业有关的机电技术方面实际问题的能力；

4、具有一定的自动控制方面的基础知识和应用能力；

5、具有基本的数控编程与操作的能力；

6、具有一定的技术管理能力和生产协作能力。

主干课程：

高等数学、大学英语、工程力学、电工与电子、机械制图、机械设计基础、机械制造基础*、电机与电气控制*、液压传动与控制技术*、可编程控制器及应用*、特种加工技术、公差配合与技术测量、机械制造工艺与夹具、数控加工工艺、AUTOCAD、CAD/CAM技术、制图员培训、典型数控系统与应用、数控加工英语、金属工艺学、冲压与塑压成形设备、冲压工艺与模具设计。专业特色：

机电一体化专业是一个宽口径专业，适应范围很广，学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外，还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试，充分体现重视技能培养的特点。

由于微电子高新技术的迅速发展，使工业自动化的程度大幅度提高。新的机电设备和产品将机械、电子、计算机和自动控制技术有机地结合在一起，形成了所谓的机电一体化技术，大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性；提高制造技术水平，实现生产方式向柔性方向发展；增强企业的应变能力；节约能源和材料消耗，降低成本，提高劳动生产率。机电一体化已是当今世界及未来机械工业技术和产品发展的主要趋向，也是我国机械工业发展的必由之路。然而，我国现有的机械专业人员的知识结构与当今机械工业的发展极不相称。由于近二十年科学技术的迅猛发展，多数机械专业人员知识老化，对新知识、新技术了解甚少，难以从事机电一体化产品的设计与开发。尤其是在青岛地区，外资企业的进入及内地大型企业的发展，使得这一行业急需大量的机电一体化人才，因此，机电一体化技术专业具有广阔的发展前景。

就业去向：

在机械设计、制造与装备行业、模具制造业，轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作，也可以进行专升本、考研深造、自主创业等。

教师风采：

翟建，教授，机械制图课程组负责人，研究方向工程机械现代设计与制造。毕业于广东工业大学工程图学专业，6年企业工作经历，先后任高级讲师、总工程师、副总经理等职，发表学术论文数十篇，获得部级教改成果奖1项，曾获厅级优秀教师。主持企业改造项目两项。现为青岛滨海学院机电工程学院教师。主讲课程有“CAD/CAM技术”、“机械制图”、“公差与技术测量”、“金属工艺学“、”机械制造工艺学”、“机械设计基础”等。

李国伟，教授，清华大学工程硕士，中共党员，教授、ISO9000质量管理体系国家注册审核员、开发区数控专家、数控加工中心技师、机械类工程师；1999年7月大学毕业后到河南安彩集团模具厂参加工作，从事玻壳模具数控加工工作； 2007年10月起在高校任教，现任数控专业骨干教师。成果与荣誉：山东省职业院校技能大赛优秀指导教师、省级精品课《特种加工技术》课程负责人、安阳市技术能手。

韩先征，教授。1991年3月毕业于吉林工业大学机械工程系，研究生学历，获工学硕士学位。1999年10月取得高级工程师资格。2007年获数控铣加工技师资格。2007年赴德国参加中德高职师资培训项目。2009年作为交流教师赴韩国永进专门大学从事Pro/ENGINEER、AUTOCAD的教学工作。成果与荣誉：主持承担了 “圆柱分度凸轮的加工”科研题目。2005年至2011年6次指导学生参加山东省机电产品创新设计竞赛，取得优异成绩，2005年获得“优秀指导教师”称号。2011年指导学生参加全国职业院校技能大赛“零部件设计与加工”项目的比赛，获得“三等奖”。

杨欣，教授/高工，毕业于华北水利水电学院，所学专业为工程机械、法律，曾在企业工作18年，从事家电产品开发、售后服务及生产管理工作；2000年起从事家电专业教学工作，将企业工作经验与专业教学有机结合，以培养满足企业需求的技高品端学生为己任，较有成效。成果与荣誉：先后5次获青岛市人事局嘉奖、2006年被评为“最受毕业生欢迎的教师”、2008年被评为 “最受学生欢迎的教师”、2008年被评为首届“训教名师”、获发明专利两项、实用新型专利四项、发表省级以上教学及科研论文20余篇、获省级成果三项；院级成果二等奖两项、三等奖一项。

刘哲，教授，毕业于佳木斯工学院，所学专业机械制造工艺与设备，主要研究专业领域为机械CAD技术及机械产品检测与控制技术。在国家级刊物上发表教学与科研论文十余篇；主编教材八本，其中两本为“十一五”国家级规划教材。作为主要完成人的教学成果获国家级教学成果奖二等奖，省优秀高等教育研究成果1项；省级精品课程负责人、省级特色专业负责人、省级教学团队带头人。主要兼任社会职务：中国图学学会理事，全国机械职业教育教学指导委员会机电设备技术类专委会委员，山东省工程图学学会职业教育专业委员会副主任，哈尔滨第一工具制造有限公司副总工程师，《青岛职业技术学院学报》编委。

刘克旺，教授，硕士。现为数控技术专业带头人、山东省特色专业负责人、院级优秀教学团队负责人，院级训教名师。主要研究专业领域为数控技术。主编《电路基础》、《工程力学》、《机械零件数控加工》等教材；发表教研和科研论文20余篇；主持完成的《汽轮机调速系统多媒体培训软件开发》科研项目被评为齐鲁石油化工公司二等奖；完成的《红外线遥控电冰箱故障实验台的设计》项目获得中国机械工业教育协会实践性教学成果二等奖；参与完成的教学成果获得国家级教学成果二等奖、山东省教学成果一等奖；在全国职业院校技能大赛中获 “教学方案设计与教学资源制作”优秀奖。

谷晓妹，硕士，讲师。主要讲授《材料力学》、《理论力学》、《液压传动》、《工程力学》、《机械设计基础》等主修课程。在滨海学院期间担任班主任工作，所带班级07机械本科1班于2009年获省级优秀班集体。教学成果显著，获得滨海学院第三届青年教师讲课大赛一等奖。

吕晓杰，硕士，讲师，主要承担机电方向的学科基础课讲授工作，期间参与液压实验室和金工实习车间的组建工作及机电一体化特色专业建设工作，主持教改项目一项，题为《液压传动与控制的教学改革研究》，并在《机电产品开发与创新》期刊上发表论文《液压传动与控制教学改革的尝试》。

付珍，工学硕士，讲师，毕业于山东科技大学，研究方向先进制造、工艺装备及其自动化，参与项目“可控液粘行星减速器的研发与设计”，发表论文“Magnetic Bearing and Its New applications”、“Technology of Magnetic Flywheel Energy Storage”、《矿井深度指示器应用及发展现状》，荣获“科研活动奖”称号。主要讲授《机械制图》、《AutoCAD》、《工程力学》、等主修课程。

张新颖，硕士，讲师，毕业于河北工业大学。研究方向：基于ProE产品拆卸序列规划的关键技术研究。现任机电工程学院教师，主讲课程有《机械设计基础》、《工业工程专业英语》等。在研究生期间协助导师完成STEP研究项目的相关任务，业余时间完成车辆方向英文资料翻译10万字左右。

周凤敏，女，讲师，工学硕士，毕业于山东理工大学。研究方向机械电子工程。现任机电工程学院教师，近几年发表了多篇学术论文。《如何完善我国汽车产品召回制度》、《瞬态激励下保守耦合系统的统计能量分析》、《基于超声波测距门机象鼻梁防撞系统设计》等多篇论文。被评为专升本优秀班主任。校级科研立项《门座式起重机象鼻梁防撞系统设计》项目负责人，主讲《机械制图》、《AutoCAD》、《CAD/CAM技术》、《公差与配合》等课程。

教学设施：

金相实验室:拥有金相显微镜、金相显微摄影仪、XJP-6A金相显微镜（电脑型）、Q-2金相试样切割机、M-2金相试样预磨机、P-2型金相试样抛光机、XQ-2B型金相试样镶样机等较为先进的设备，其他低值耐用小型仪器设备有电吹风、试样、侵蚀剂、砂纸、箱式电炉等。金相实验室是为了在校本专科机电专业开设的《金属学及热处理》课程安排的各种金属材料的显微组织形态观察、分析而建的，是冶金技术专业重要的基础实验室，旨在培养学生观察、分析金属组织的能力，深入了解金属组织的形态、特性和综合力学性能，从而加深金属学知识的理解。该室具有试样制备、显微组织观察分析等能力。可开出教学大纲中所有必开和选开的实验，包括： 金相显微镜的原理、结构和使用、金相试样的制备、工业纯铁、纯铅、纯锌的组织观察、二元合金显微组织观察、铸铁金相组织观察、常见合金钢的组织观察等实验项目，为教师在材料研究方面提供最基本的实验手段。本实验室的建立为学生提供了一个良好的实验环境，使学生在动手能力，应用知识能力很好地得到锻炼的同时，能有机会了解材料领域中较为先进的研究方法。

液压与气动实验室配有TC-GY01型液压传动教学综合实验设备和供学生拆装的液压动力元件（如齿轮泵和叶片泵）和控制元件（如溢流阀、减压阀、顺序阀和节流阀）。TC-GY01型液压传动教学综合实验设备是根据现代实验教学特点，吸收国内外先进的液压实验教学特点，精心设计而成。它采用先进的液压元件技术和新颖的模块设计，构成了插接方便的系统组合。它满足在校本专科学生对进行液压传动课程的实验教学要求。可以培养和提高学生的设计能力、动手能力和综合运用能力，起到了加强设计性实验及其综合运用的实践环节的作用。此外，该实验室也可进行可编程控制器PLC实验，内容有：

1、PLC的指令编程，梯形图编程的学习；

2、PLC编程软件的学习和使用；

3、PLC与计算机的通讯，在线调试、监控；

4、PLC对液压传动的优化控制。

材料力学实验室具有较为先进的微机控制电子万能试验机、微机控制扭转试验机、电子式拉力试验机和电动抗折试验机。力学实验室作为基础实验室，主要承担机械专业的《材料力学》和《工程力学》等课程的实验教学任务。主要开设的实验项目有拉伸、压缩、弯曲、剪切实验，扭转实验，冲击实验，梁的弯曲正应力实验等。通过以上实验可使学生掌握：第一，材料的力学性能测定方法。比如：材料的各项强度指标，如屈服极限、强度极限、冲击韧性、以及材料的弹性性能等。第二，验证已建立的理论。

机械设计基础实验室实验仪器设备：拆装用分流式双级圆柱减速器，拆装用同轴式双级圆柱齿轮减速器，拆装用单级圆柱齿轮减速器，拆装用新型结构单级圆柱齿轮减速器，拆装用展开式双级圆柱减速器，机械设计（零件）陈列柜。主要实验项目：1.带传动实验；2.齿轮传动效率实验；3.减速器拆装；4.轴系结构实验；5.机构创新设计及实验；6.机械系统综合设计及实验。该模拟实验室可辅助《机械设计基础》的课程教学，对理论内容进行形象直观的演示，教学效果良好。

机械原理实验室是机械类专业的基础实验室，拥有机械原理综合示教柜、范成法齿轮加工仪、动平衡机、渐开线齿轮及相关测量工具等设备。承担机械专业“机械原理“课程实验、课程设计、科技创新等教学任务。主要实验项目：1.示教柜演示；2.机构运动简图绘制与分析；3.渐开线齿轮范成实验；4.渐开线齿轮参数测定。

PLC技术实训室是针对电气类和机电类专业的相关可编程控制器课程而建立的一个集可编程控制器实验和可编程控制器课程设计为一体的实训室，通过实际设备加深学生对可编程控制器组成及应用的理解。实验室配备有电梯模型、机械手、自动化分检装置、立体仓库。可进行的实验项目有：行程开关工作原理研究实验、光电开关工作原理研究实验、执行元件原理研究实验、PLC控制实验、四层楼电梯的PLC控制实验、机械手的PLC控制实验。通过实验能够使学生掌握PLC在工程中的具体应用以及总体的设计方法和设计步骤。

电工电子实验室采用通用型电工电子实验台。按照实验教学大纲的要求，它可满足电工学、电路分析、模拟电子学、数字电路等课程的实验教学需要。该实验室可完成强电类及弱电类近80余项实验内容，如：二极管及整流电路、晶体管、直流放大与运算电路、振荡电路、直流电路、三相交流电路、电机拖动实验等多项内容，亦可根据课堂教学情况自行编制一些配套实验，并可给学生的毕业设计和课程设计提供硬件支持。

绘图室配有多功能绘图桌、绘图板、丁字尺、绘图三角板、绘图仪器、擦图片、比例尺等全套绘图用具；配有布质挂图、木制教具和塑料教具；配有胶片投影仪、投影屏幕。学生可在绘图室中进行传统手工绘图训练，完成机械制图》课程教学的课堂任务以及课程设计，同时还可为机电类专业的毕业设计提供良好的硬件条件。

精雕机实验室配有睿雕280精雕机、罗兰三维实体扫描仪。该实验室设备技术先进，设备精良可以实现对三维实体的扫描，并进行精密模具、浮雕、艺术字的加工。主要用于数控设备应用与维护专业、机电一体化专业和模具设计与应用专业的专业实习，也可支持工业设计专业的教学需要，也可对外承接加工任务。

自动控制实验室有欧姆龙（OMRON）CPM2A可编程控制器、欧姆龙（OMRON）CPM1A可编程控制器。主要用于学习欧姆 龙可编程控制器的程序设计及应用，可直观地进行可编程控制器的基本指令练习，承担《可编程控制器原理及应用》、《电气控制与PLC》等课程的实验和实训及毕业设计、课程设计的教学任务。为电气自动化技术、楼宇智能化工程技术、应用电子技术、机电一体化和数控设备应用与维护等专业的教学提供服务。

机械加工实训基地的设备有车、铣、刨、磨、特种加工等普通、数控机床。普通机床有普通车床、铣床、钻床、磨床、锯床、砂轮机、台式虎钳等；数控机床有数控车床、数控铣床、加工中心、电火花线切割机、电火花成形机、数控折弯机、数控冲床等，配有刀具、量具等。该实训基地配置了较为全面的机械基础相关实验仪器设备，可同时容纳200人进行机械加工实习和机械基础实习。承担机电专业的课程设计、毕业设计等教学任务，同时结合地方经济发展的需要，进行外协加工、技术服务、科研产品试制等。研制和生产CF-8型铸造流水线、V法铸造砂处理系统、大型连栋温室及环境控制系统、各类农业机械等产品，为有关专业特色方向的形成准备了基础和条件。主要实习项目：1.铸造、锻压、焊接、热处理，车削加工，铣削加工，刨削加工，磨削加工，数控加工，焊工等十一个工种的实习。2.机制工艺课程设计。3.学生科技创新。4.毕业设计。利用实训基地可以培养学生对各种机床的操作能力，完成生产实习教学任务，同时为将来就业打下良好的基础。

CAD/CAM实训室的软件有：Master CAM、Pro/E、CAXA制造工程师、CAXA实体造型软件、CAXA数控车、AUTOCAD2004、数控模拟仿真软件。可利用常用CAD/CAM软件进行三维造型和自动编程。

热处理实验室是机械类专业的基础实验室，拥有真空烧结炉，洛氏硬度计，数显显微硬度计(维氏硬度计），布氏硬度计，可控硅温度控制器，箱式电阻炉，节能箱式电阻炉等设备。该实验室可以进行热处理的各种常规实验及理论教学；还可以进各种热处理常规工艺的操作如：退火，正火，淬火，回火，调质等；还可以进行洛氏、布氏硬度检测。利用箱式电炉通过观察不同的加热温度对碳钢的组织与性能影响，进一步了解碳钢热处理温度的选定原则，并加深对铁碳平衡图的认识和理解、通过对碳钢的试样的热处理，了解冷却速度及含碳量对其组织的性能的影响，加深对等温转变曲线和淬火临界冷却速度等概念的理解、通过观察组织和机械性能的测定，了解不同回火温度对淬火碳钢组织和性能的影响，并了解碳钢在回火过程中组织转变和性能变化的规律、熟悉淬火与回火操作，学会正确使用硬度计。加强学生的动手实践能力，启迪创新思维。本实验室现有专门从事实验室管理和教学的实验指导教师，具有较强的理论和实践指导能力。热处理实验室主要承担《机械制造基础》这门课程的实验教学任务。该实验室的建立为学生提供了一个良好的试验环境，使学生在动手能力，应用知识能力很好地得到锻炼的同时，能有机会了解材料领域中较为先进的研究方法。也可以进行各种与金属材料和热处理相关的职业工种，岗位的技术培训及课题实验研究。

第五篇：机电一体化技术

四川农业大学继续教育学院 网络教育学院●毕业论文

机电一体化专业 毕业实习报告参考题目

一、论文参考题目

1、油菜收割机割台的改进与试验

2、设计所在工厂开发的一个新产品进行厂房、动力、设备、人员等进行规划设计

3、拖拉机的前景和发展研究

4、汽车拖拉机的制动系的故障分析

5、力（位）调节的特点及适应性研究

6、汽车拖拉机在农业生产中的应用研究

7、汽车电器设备的维修与维护技术的改进

8、汽车新技术在生产上的应用

9、汽车拖拉机运用技术的推广

10、农机化的现状及其发展研究

11、农业机械化与农业现代化的关系研究

12、农业机械化与“三农”问题的关系研究

13、某典型零件加工工艺设计与分析

14、机电一体化技术的应用与设计

15、Master CAM 程序的应用

16、数控加工及其在生产中的应用

17、现代CAD/CAM软件在生产中的应用

18、某地区农业机械化现状与发展的研究

19、对某地区农业机械适用性的研究 20、丘陵地区农业机械化模式的研究

21、某机械或机构的设计与计算、或试验与研究、或仿真与分析

22、机电技术在现代农业中的应用研究

23、设计一个1.5顿重轿车用千斤顶，要求小巧，简单，汽车后备箱备胎放置处能够存放

24、减速器及零部件的设计与计算、或者减速器及零部件的优化设计等

四川农业大学继续教育学院 网络教育学院●毕业论文

25、典型零件的加工工艺设计

26、基于Mastercam的典型零件的数控程序设计

27、某机械或装置的故障检测与维修

28、某种农具的设计、实验与维修

29、某种农产品的力学特性的研究 30、某液压系统的设计、故障检测与分析