机电一体化简答分析

第一篇：机电一体化简答分析

1-5.机电一体化系统由哪些基本要素组成？分别实现哪些功能？

机械系统：构造功能；信息处理系统：控制功能；动力系统：动力功能； 传感检测系统：计测功能；执行元件系统：操作功能。1-7.根据不同的接口功能说明接口的种类。

1.根据接口的变换，调整功能：零接口、无源接口、有源接口、智能接口2.根据输入/输出功能：机械接口、物理接口、信息接口、环境接口 1-11.说明机电一体化系统的主要评价内容

高性能化、低价格化、高可靠性比、智能化、省能化、轻薄短小化、高附加价值化。

2.机械传动部件通常有螺旋传动、齿轮传动、同步带传动、高速带传动、各种非线性传动部件等，其主要功能是传递转矩和转速。

2-5.丝杆螺母机构的传动形式及选择方法有哪些？

(1)螺母固定、丝杆转动并移动

该传动形式因螺母本身起着支承作用，消除了丝杆轴承可能产生的附加轴向窜动，结构较简单，可获得较高的传动精度。但其轴向尺寸不易太长，刚性较差。因此只适用于行程较小的场合。(2)丝杆转动，螺母移动

该传动形式需要限制螺母的转动，故需导向装置。其特点是结构紧凑、丝杆刚性较好。适用于工作行程较大的场合。(3)螺母转动，丝杆移动

该传动形式需要限制螺母移动和丝杆的转动，由于结构较复杂且占用轴向空间较大，故应用较少。(4)丝杆固定，螺母转动并移动

该传动方式结构简单、紧凑，但在多数情况下，使用极不方便．故很少应用。（5）差动传动方式

多用于各

n种微动机构中

max(k/ikn)2-16.各级传动比的分配原则是什么？输出轴转角误差最小原则是什么？ k1（1）重量最轻原则• 小功率传动装置各级传动比（等传动比分配，等模数原则）• 大功率传动装置 各级传动比确定，应遵循“先大后小”原则，再由经验、类比方法和结构设计紧凑等方法确定。（不等传动比分配，不等模数原则）（2）输出转角误差最小原则

为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统传递运动的精度，各级传动比应按“先小后大”原则分配，以便降低齿轮的加工误差、安装误差以及回转误差对输出转角精度的影响。设齿轮传动系统中各级齿轮的转角误差换算到末级输出轴上的总转角误为，则：

3）等效转动惯量最小原则 各传动轴转动惯量等效到电

机轴上的等效转动惯量最小。(机械传动部分响应特性最佳原则)。2-18.谐波齿轮传动有何特点？传动比的计算方法是什么？

答：（1）谐波齿轮传动特点有：结构简单、传动比大、传动精度高、回程误差小、噪声低、传动平稳、承载能力强、效率高等特点。谐波齿轮传动的波发生器相当于行星轮系的转臂，柔轮相当于行星轮，刚轮则相当于中心轮。故谐波齿轮传动装置的传动比可以应用行星轮系求传动比的方式来计算。设Wg、Wr、WH分别为刚轮、柔轮和波形发生器的角速度，则



2-20.齿轮传动的齿侧间隙的调整方法有哪些？ 圆柱齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动、弹簧 2-25.轴系部件的基本要求

旋转精度、刚度、抗振性、热变形、轴上零件的布置 3.执行元件的种类？对执行元件的基本要求？

1）电动势执行元件、液动式~、气动式~

2）惯性小，动力大、体积小，重量轻、便于维修安装、宜于微机控制

3-5.直流伺服电机控制方式的基本形式是什么？

1）晶闸管直流调速驱动：主要通过调节触发装置控制晶闸管的触发延迟角（控制电压的大小）来移动触发脉冲的相位，从而改变整流电压的大小，使直流电动机电枢电压的变化易于平滑调速。2）晶体管脉宽调理驱动：当输入一个直流电压U时，就可得到一定宽度与U成比例的脉冲方波来给伺服电动机电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而得到不同大小的电压值Ua，使直流电动机平滑调速。3-6.简述PWM直流驱动调速、换向的工作原理。

如果改变加到VT1和VT3、VT2和VT4这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率μ，就可以改变电动机的转向和转速。

3-10.简述步进电机的工作原理。

通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

3-11.简述步进电机步距角大小的计算方法。

步进电动机走一步所转过的角度称为步距角，可按下面公式计算

3600式中Z 为转子上的齿数；m为步进电动机运行的拍数。通常等于相 Zm数或相数整数倍，m=KN（N为电动机的相数，单拍时K=1，双拍时K=2）3-12.简述步进电机的环形分配方式。

① 采用计算机软件，利用查表或计算方法来进行脉冲的环形分配，简称软环分。② 采用小规模集成电路搭建而成环形脉冲分配器。③ 采用专用环形脉冲分配器件。3-13.简述步进电机的运行特性。

分辨力、静态特性（静转矩、矩-角转矩、静态稳定区）、动态特性（动态稳定区、启动转矩Tq、最高连续运行频率及矩-频特性、空载启动频率与惯-频特性）4-2.试说明微型计算机的基本特点及选用要点。

较完善的中断系统，足够的储存容量，完备的输入/输出通道和实时时钟；字长，速度，指令。

4-17.试说明光电耦合器的光电隔离原理。作用？

1）光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换元件组成，如下图所示.控制输出时，从上图a可知，微机输出的控制信号经74LS04非门反相后，加到光电耦合器G的发光二极管正端。当控制信号为高电平时，经反相后，加到发光二极管正端的电平为低电平，因此，发光二极管不导通，没有光发出。这时光敏晶体管截止，输出信号几乎等于加在光敏晶体管集电极上的电源电压。当控制信号为低电平时，发光二极管导通并发光，光敏晶体管接收发光二极管发出的光而导通，于是输出端的电平几乎等于零。同样的道理，可将光电耦合器用于信息的输入，如上图b所示。2）可将输入与输出端两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电、可以进行电平转换、提高驱动能力 4-16.微机应用系统I/O控制的可靠性设计分析方法是什么？ 光电隔离电路设计、信息转换电路设计

4-19.试说明检测传感器的选用原则及注意事项。

1、传感器的选用原则：主要是依据传感器的使用要求和被控制对象的控制精度要求选择适用的传感器。

2、传感器选用的注意事项：在确保主要性能参数和指标的条件下，适当可放宽次要的性能指标和指标要求，以便获得较高的性能价格比。注意：不能盲目的追求传感器各种性能指标均高的传感器选择方法或原则。6-1.稳态设计和动态设计包含哪些内容？

A)稳态设计包括使系统的输出运动参数达到技术要求、执行元件（如电动机）的参数选择、功率（或转矩）的匹配及过载能力的验算、各主要元部件的选 择与控制电路设计、信号的有效传递、各级增益的分配、各级之间阻抗的匹 配和抗干扰措施等，并为后面动态设计中的校正补偿装置的引入留有余地。B)动态设计主要是设计校正补偿装置，是系统满足动态技术指标要求，通常 要进行计算机仿真，或借助计算机进行进行辅助设计。6-8.何谓机电一体化系统的可靠性？

机电一体化可靠性是指，系统（产品）在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。6-9.机电一体化系统的失效与故障有何异同？

同：是一种破坏系统（产品）工作能力的事件，它们越频繁可靠性就越低。异： 产品不能完成规定功能称为失效； 对于可修复的系统（产品）称为故障。6-10.保证机电一体化系统（产品）可靠性的方法有哪些？

提高系统（产品）的设计和制造质量；冗余技术；诊断技术。7-7.直线插补与圆弧插补有何区别？

直线：给出两端点间的插补数字信息，借此信息控制刀具的运动，加工出预期的直线。圆弧：给出两端点间的插补数字信息，借此信息控制刀具的运动，加工出预期的圆弧。

4、光电隔离电路的主要作用有哪些方面？

1、可将输入与输出两部分电路的地线分开，各自使用一套电源供电

2、可 以进行电平转换

3、提高驱动能力

6-3机电一体化系统中的典型负载有哪些？说明以下公式的含义：

答：典型负载是指惯性负载、外力负载、弹性负载、摩擦负载（滑动摩擦负载、粘性摩擦 负载、滚动摩擦负载等）。对具体系统而言，其负载可能是以上几种典型负载的组合，不一 定均包含上述所有负载项目。

1、选择滚珠丝杠副支承方式

A)、单推-单推式支承，特点：两端止推轴承可使滚珠丝杆产生预拉伸力，提高了丝杆安装刚度，预拉力越大，轴承寿命降低，低于双推-双推式支承。B）、双推-筒支式支承，特点：滚珠丝杆一端固定并产生一定预拉伸力，另一端筒支可适当的提高丝杆安装刚度，丝杆无热变形应力，适用于中速，传动精度较高的长丝杆传动系统。C)、双推-双推式支承，特点：两端止推轴承可使滚珠丝杆产生较大的预拉伸力，丝杆安装刚度最高，预拉力随温度变化而变化，两端轴承预紧力不均。适用于高刚度，高转速，高精度的精密丝杆传动系统。D)、双推-自由式支承，特点：一端固定，另一端自由，丝杆刚度较差，承载能力低，常用于轻载，低速，垂直安装的丝杆传动。

2、直流（DC)伺服电动机的驱动

要实现对直流电动机的速度和方向进行调节控制，通常可用两种驱动控制方式：晶体管直流脉宽调制驱动，晶闸管直流脉宽调速驱动。

A)、脉宽调速驱动(PWM)工作原理：当输入一个直流控制电压U时就可得到一定宽度与U成比例的脉冲方波给伺服电机电枢回路供电，通过改变脉冲宽度来改变电枢回路的平均电压，从而得到不同大小的电压值Ua，使直流电动机平滑调速。设开关S周期性地闭合、断开，闭和开的周期是T。在一个周期T内，闭合的时间是τ，开断的时间是T—τ，若外加电源电压U为常数，则电源加在电动机电枢上的电压波形将是一个方波列，其高度为U，宽度为τ，则一个周期内电压的平均值为Ua=1/TʃoτUdt=τ/TU=μU,式中μ--导通率。又称占空系数，μ=τ/T。

B)、直流电动机的方向控制

为使电动机实现双向调速，多采用桥式电路，其工作原理与线性放大桥式电路相似。电桥由四个大功率晶体管VT1—VT4组成。如果在VT1和VT3的基极上加以正脉冲的同时，在VT2和VT4的基极上加负脉冲，这时VT1和VT3导通，VT2和VT4截止，电流沿+90V→c→VT1→d→M→b→VT3→a→0V的路径流通，设此时电动机的转向为正向。反之，如果在晶体管VT1和VT3的基极上加负脉冲，在VT2和VT4的基极上加正脉冲，则VT2和VT4导通，VT1和VT3截止，电流沿+90V→c→VT2→b→M→d→VT4→a→0V的路径流通，电流的方向与前一情况相反，电动机反向旋转，显然，如果改变加在VT1和VT3、VT2和VT4这两组管子基极上控制脉冲的正负和导通率μ，就可以改变电动机的转向和转速。

3、交流（AC）伺服电动机及其驱动

矢量控制原理：交流电动机的等效电路如图3.7a所示，图中r1、X1 为定子绕组的电阻和漏抗；r2、X2为归算过的转子绕组的电阻和漏抗；rm代表与定子铁心相对应的等效电阻；Xm为主磁通相对应的铁心电路的电抗；s为转差率，其电流矢量图如图，为了简化控制电路，在忽略r1、X1、r2、rm时，上述等效电路图可简化成图，电流矢量如图。从电流矢量可知：I1=（I2m+I22）1/2，而Im（励磁电流）可以认为在整个负载范围内保持不变，而电磁转矩正比于I2。当要求转矩加大为原来的两倍时，则要求I2也为原来的两倍。为此，只需将输入电流从I1变成I1ˊ即可。由此可知，矢量控制就是要同时控制电动机输入电流I1的幅值和相位ψ，以得到交流电动机的最佳控制。

4、步进电动机与驱动工作原理：

步进电机又称脉冲电动机。它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。其轴收入一个电脉冲就转动一步，即每当电动机绕组接受一个电脉冲，转子就转过一个相应的步距角。转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步，只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电动机绕组通电相序即可获得所需的转角，转速和转向，很容易用微机实现数字控制。5.步进电机的运行特性与性能指标

1.分辨力

在一个点脉冲作用下（即一拍），电动机转子转过的角位移，即步距角α越小，分辨力越高，最常用的步距角有0.6º/1.2º,0.75º/1.5º,0.9º/1.8º,1º/2º1.5º/3º等。

2.静态特性

步进电机的静态特性是指它在稳定状态时的特性，包括静转矩，矩-角特性及静态稳定区。

矩-角特性：在空载状态下，给步进电机某相通以直流电流时，转子齿的中心线与定子齿的中心线相重合，转子上没有转矩输出，此时不断位置为转子初始稳定平衡位置。如果在电动机转子轴上加一负载转矩，则转子齿的中心线与定子齿的中心线将错过宇哥电角度

θc使能重新稳定下来。此时转子上的电磁转矩Tj与负载转矩TL相等；该Tj为静态转矩，为失调角。当θc=±90º时，其静态转矩为最大静转矩Tjmax。Tj与θc之间的关系大致为一条正弦曲线，该曲线称矩-角特性曲线。静态转矩越大，自锁力矩越大，静态误差就越小。一般用品说明书中标示的最大静转矩就是指在额定电流和通电方式下的Tjmax。

当失调角在-π到π的范围内时，若去掉负载转矩TL，转子仍能回到初始稳定平衡位置，因此-π<θc<π的区域称为步进电机的稳态稳定区。

6、步进电机的驱动与控制

步进电机的运行特性与配套使用的驱动电源（驱动器）有密切关系。驱动电源由脉冲分配器，功率放大器等组成。驱动电源是将变频信号源（微机或数控装置）送来的脉冲信号及方向信号按要求的配电方式自动地循环供给给电动机各相绕组，以驱动电动机转子正反转旋转。变频信号源是可提供从几赫兹到几万赫兹的频率信号连续可调的脉冲信号发生器，因此，只要控制输入电脉冲的数量及频率就可精确控制步进电机的转角及转速。

7、步进电机的微机控制

主要分为：串行控制和并行控制

步进电机的加减速控制原则：步进电机的加减速控制：对于点-位控制系统，从起点至终点的运行速度都有一定要求。如果要求运行频率（速度）小于系统的极限起动频率，则系统可以按要求的频率（速度）直接起动，运行至终点后可立即停发脉冲串而令其停止。系统在这样的运行方式下其速度可认为是恒定的，但在一般情况下，系统的极限起动频率是比较低的，而要求的的运行速度往往较高。如果系统以要求的速度直接起动，因为该频率已超过极限起动频率而不能正常起动，可能发生丢步或根本不能起动的状况。系统运行起来后，如果到达终点时突然停发脉冲串，令其立即停止，则因为系统的惯性作用，会发生冲过终点的现象，使点-位控制精度发生偏差。因此在点-位控制过程中，运行速度都需要有一个加速-恒速-减速-（低恒速）-停止的过程，如图，系统在工作过程中要求加减速过程时间尽量短，而恒速时间尽量长。特别是在要求快速响应的工作中，从起点至终点运行的时间要求最短，这就必须要求升速、减速的过程最短，而恒速时的速度最高。

8、步进电机闭环制原理

步进电机的闭环控制也有不同的方案，主要有核步法，延迟时间法，用位置传感器的闭环控制系统等。采用电脉冲编码器作为位置检测元件的闭环控制原理框图如图3.35.其中编码器的分数力必须与步进电机的不距角相匹配。该系统不同于通常控制技术中的闭环控制，步进电机由微机发出的一个初始脉冲起动，后续控制脉冲由编码器产生。编码器直接反应切换角这一条数。然而编码器相当于电动机的位移式固定的，因此发出相切换的信号也是一定的，只能是一种固定的切换角数值。采用时间延迟的方法可获得不同的切换角，从而可使电动机产生不同的平均转矩，得到不同的转速。在闭环控制系统中，为了扩大切换角的范围，有时还要插入或消去切换角。通常在加速时要插入脉冲，而在减速时要删除脉冲，从而实现电动机的加减速控制。

在固定切换角的情况下，如负载增加，则电动机转速将下降，要实现匀速控制可利用编码测出电动机的实际转速（编码器两次发出脉冲信号的时间间隔），从而作为反馈信号不断地调切换角，从而补偿由负载所引起的转速变化。

9、专用、通用微型计算机的选择

1）专用控制系统的构成与特点

用于大批量生产的机电一体化产品。具有机械电子有机结合紧凑，由于专用IC芯片，接口电路，执行元件，传感器等相互合理匹配成专用控制器，软件采用专用机器代码或语言，可靠性强，成本低，但适应能力较差。

2）通用控制系统的构成与特点

构成：控制系统以通用微型计算机为核心，设计专用或选用通用的集成IC芯片，接口电路，执行元件，传感器，以及相互合理匹配元件，组成具有较好通用能力的控制器。软件采用通用平台软件系统

特点;具有可靠性高，适应能力强，但成本高，应采取一定的抗干扰措施等特点。应用；适用于多品种，中小批量生产的几点一体化产品。

10、硬件与软件的权衡，匹配

任何微型控制系统功能，既可以由硬件实现，也可以由软件实现，两者的合理匹配是确定或选用微机控制系统研究内容之一。

主要依据经济性。可靠性，适用性等要求来决定。

主要用通用分离原件组成的控制系统—最好采用软件来实现对机电一体化产品的主要控制功能，借口少，易于调整，适应能力强，但成本高。

主要用集成原件组成的控制系统—最好选用硬件实现对机电一体化产品的主要控制功能，具有廉价，可靠，处理速度快等特点。

11、微型控制系统输入、输出的可靠性设计 1）能可靠地传递各类控制信息

有效保证输入，输出控制信号转换的运动状态。2）能够进行有效的信息转换

满足微机对输入，输出信息类型的转换要求。如；A/D,D/A转换：平行数字信号与串行数字信号的转换；电平信号的转换与匹配；点亮与非电量的转换；强电与弱点转换。

3）具有阻断干扰信号进入微型控制系统的能力 主要采用滤波技术，观点隔离技术，疲敝技术等。

第二篇：机电一体化就业分析

机电一体化就业分析 机电一体化就业从事各设备制造,发电设备,运输机械,工业产品加工,各行各业的自动生产线等的设计与维护,尤其是机电系统的设计与维护。

主要课程有:机械原理,机械设计,机械制图,液压传动,机电传动,测试技术,数控技术与编程,电工,电子,微机原理,机床电器控制.等。

该专业是目前就业最好的专业之一,当然工作环境苦一些。

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【发布】机械及自动化专业属于人才缺口比较大的专业之一，扬州毕业的该专业学生就业率达100％。

【分析】机械行业的人才强调技术性。企业希望招聘到既有专业知识，又有理论知识，懂得思考的复合型人才。所以，希望到外企工作的学生，除了专业知识要掌握好外，管理、销售等方面的能力也不可忽视。

就业问题:机电一体化专业

培养目标：本专业培养从事机电一体化液体灌装生产线及商品包装自动化机械运行、维护、管理、技术改造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。

主要课程：机械工程制图、计算机绘图、机械设计基础、设备故障诊断与排除、液体灌装生产线安装与调试、专业英语、生产线运行管理、营销与企业管理等。还参与高速液体灌装生产线（20000瓶/小时以上）及有关商品包装自动化机械的制造、安装、调试及运行、维护、管理等专门化实习。

就业方向：毕业生可以在大型啤酒、饮料、食品及商品包装生产企业从事现代化自动机与生产线的维护和管理工作，也可在相关的自动机与生产线的生产厂家或设计部门、营销单位从事技术工作。

机电一体化专业（计算机辅助设计与制造方向）

培养目标：本专业培养从事机电产品的计算机辅助设计（cad）与计算机辅助制造（cam），并熟练使用和维修数控加工设备的机电一体化高等技术应用性专门人才。

主要课程：机械工程制图、计算机绘图、机械设计基础、自动控制原理、传感器与测试技术、可编程控制器、计算机原理、计算机辅助设计与制造（cad/cam）、数控原理及系统、数控机床、数控机床编程、模具cad/cam、专业英语、营销与企业管理等，还要接受较长时间的数控编程和数控加工实际训练。

就业方向：毕业生可在模具设计也制造、机械加工、塑料、五金、电子产品、计算机生产等企业从事数控机床的加工工艺设计编程，数控机床的调试、维护及加工操作，从事生产和技术管理工作，也可以从事国内外数控设备的营销工作。

机电一体化专业(模具cad/cam方向）

培养目标：本专业培养从事利用计算机技术和数控加工技术对模具进行设计和制造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。

主要课程：计算机原理、计算机绘图、机械工程制图、机械制造基础、冷冲模具、塑料模具设计、模具计算机辅助设计与制造（模具cad/cam）、数控原理及系统、数控编程、模具制造工艺、营销与企业管理等，还要接受长时间模具计算机辅助设计与制造的实际训练。就业方向：毕业生可在模具、机械、五金、塑料、家电等生产企业从事模具计算机辅助设计与制造等方面的技术工作，也可在企事业单位从事与本专业有关的经营、管理工作。机电一体化专业（机电cad技术方向）

培养目标：本专业培养在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造

与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才。

主要课程：机械制图、机械设计基础、计算机应用基础、数据库技术及应用、网络技术、电工电子技术、机械制造基础、自动机与生产线、自动检测与控制、计算机辅助设计绘图、计算机几何图形学、计算机辅助电路设计、机械设计cad、机械cad/cam技术、专业英语、企业管理等。

就业方向：毕业生可在机械设计、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。

从机电一体化专业所涵盖的行业就可知道其就业前景如何了。

机电一体化专业就业前景。有关研究报告显示机电一体化”一词最早是日本提出的，在上世纪80年代初，日本名古屋大学最早设置了机电一体化 专业。如今在本科，已改称为“机械电子工程”专业；在高职高专则仍延用机电一体化专业名称。机电一体化专业是精密机械——电子技术(含电力电子)——计算机技术等多门学科交叉融合的产物，属高新技术，也是当前发展最快的技术之一，它是先进制造技术的主要组成部分。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代，是产品向高、精、快迅速迈进，使劳动生产率迅速提高。由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新，国内急需大量先进制造技术专业人才。因此该专业毕业生就业前景很好，而且待遇也高。毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作。机电一体化专业就业前景.市场调研发现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。学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司，从事加工制造业，家电生产和售后服务，数控加工机床设备使用维护，物业自动化管理系统，机电产品设计、生产、改造、技术支持，以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。

1、机电一体化专业就业前景主要就业岗位：机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理；普通机床的数控化改装等。

2、机电一体化专业就业前景次要就业岗位：机电一体化产品的设计、生产、改造、技术服务等

以上就是有关机电一体化专业就业前景及就业方向分析，希望可以帮助对大家了解机电一体化专业就业的认识。

第三篇：机电一体化

只要你学会了机电一体化的所有课程已经很不错了，机电一体化课程画法几何与机械制图、工程力学、电工电子技术、机械设计基础、液压传动、金属材料与金属工艺学、微机原理与接口技术、C语言程序设计、自动控制原理、机床电气控制、机电一体化系统设计、数控系统及应用、可编程器原理及应用、计算机辅助设计与制造等，你是学习上面这些内容吗？如果是的话，就可以找机电厂，电厂，电气控制设备厂，或普通工厂的机电维修等工作，在工作中，就学点电气自动化的知识，这样深化你的机电一体化的知识。只要你认真领会了机电一体化化的实践知识，去到那里都会很容易找到工作的。因为现在的社会都是机电自动化的社会了。现在中型的小工厂都会用得上 机电一体化，只要有控制机械的工厂都可以去实践学习。刚开始就是不求工资的高低，只要在实践中深化自己，有了第一次的就业经验，第二次就也就会很容易了，因为招聘的人一般都会问你第一次在那里工作。工作的情况，经验的，你就要好好展示你的才华了。

管理员也可以呀，专门搞画法几何与机械制图、工程力学，C语言程序设计等工作，专门专业是很不错的，将来社会所有工厂都会陆续进行改造为机电一体化控制。前景无限呀。

至今机电一体化发展已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。对机电一体化技术的基本与成长进行了简要介绍,并阐述了机电一体化的发展进程及未来的发展趋势。机电一体化是现代技术的必然结果,机电一体化技术是现代科技发展的核心技术,机电一体化专业人才也是现代社会不可或缺的核心人才。现从机电一体化技术的发展、现状、前景等方面谈机电一体化技术以及培养适应现代社会工业发展需要机电一体化专业高职人才的必要性。机电一体化是我国制造业发展的重要基础专业之一.但我国目前这个专业高层次人才奇缺,高精尖方向大部分都被国外控制.因此,如果想在这个方面发展,如果有硕士研究生学历,并有实践经验,甚至是博士研究生,那么前途无量的.机电一体化的未来发展趋势探析

【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

光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。

1.3 部分硬件实现软件化，智能化程度提高

传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向“软件化”和“智能化”。

1.4 产品可靠性得到提高，使用寿命增长

传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。

1.5 融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品

光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。

1.6 产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高

光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。

2.研究现状和发展趋势

2.1研究现状

自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。

2.2 发展趋势

光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。

从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：

（1）激光技术

1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。

2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。

4）相干性，由于激光速频率单

一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。

（2）传感检测技术

1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。

2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。

3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。

其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。

（3）激光快速成型技术

激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。

（4）光能驱动技术

利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。

3.结语

技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。

参考文献

[1] 刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）

梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）

宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）

左铁钏、施定源、陈铠.激光加工技术的优势及在工业生产中的应用.激光杂志，1999（4）

王家淳.激光焊接技术的发展与展望.激光技术，2001（2）

第四篇：机电一体化

第四章机电系统教学试验台

1、机电系统教学实验台的用途（教学实验设备）。

2、机电系统教学实验台的特点（模拟的自动化生产线，集机械、气动、PLC控制、交流调速和传感器等技术为一体）。

3、机电系统教学实验台的转台上设四个工位（第一工位:机械手上下料）；（工位二至四工位:加工工位）。

4、机电系统教学实验台的自动循环过程:

阻挡块升起→机械手卸料 →阻挡块下降→机械手取料 →机械手上料→ 刀具旋转、快进→ 刀具工进 →延时停留→ 刀具快退、停转 →工作台定位销松开→ 工作台旋转90°→工作台定位销定位锁紧→推料缸出料。

1）卸料阻挡定位块升起。2）机械手爪抓取已加工工件、提升、旋转至卸料位，松开工件，工件由坡形滑道滑入工件箱内。3）卸料阻挡定位块下降。4）机械手爪转至取料位、下降、抓取工件、上升并旋转至工作台的上料位、下降、放入待加工工件。5）刀具旋转、快进。6）刀具工进。7）刀具延时停留。8）刀具快退、停止。9）旋转工作台定位销松开。10）工作台旋转90°11）工作台定位销定位锁紧。12）推料缸送出一个工件至取料位。

5、机电系统教学实验台由主要的（加工单元）、（旋转工作台）、（搬运机械手）和（料库部分）部件组成。

6、刀具旋转由一台（220V、6W的交流电动机）驱动。

7、气缸的类型有（导杆气缸）、（普通气缸）、（旋转气缸）、（薄形气缸）和（手指缸）五种类型。

8、电磁换向阀使用（汇流板）安装，选用了（两位五通电磁阀）、（三位五通电磁阀）和（两位三通电磁阀）。

9、采用的普通的（空气压缩机），经三联件向系统供给压力空气。

10、常用的空气过滤器有（一次过滤器）和（二次过滤器）两种类型。

11、一次空气过滤器也称（简易滤器）作用：多接于干燥器之后，由（滤网）、（毛毡）、（硅胶）、（焦炭）等材料起吸附过滤作用。

12、二次空气过滤器作用：（各种分水滤气器）附过滤作用。

13、（分水滤气器）与（减压阀）、（油雾器）一起称为气动三大件。

14、油雾器的选用主要根据气动系统所需气体流量（选定通径）及油雾粒径大小来确定。

15、一次油雾器的油雾粒径约办（25~35μm）。

16、二次油雾器的油雾粒径可达（5μm）。

第五篇：机电一体化

1, 国内外数控技术发展状况

世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。

20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。

世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同，生产任务饱满。

我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50％，库存超过4个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从2000年8月份的上海数控机床展览会和2001年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。但也反映了下列问题：

（1）低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；

（2）高技术水平、全功能产品主要靠进口；

（3）配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；

（4）应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；

（5）自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。

当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），但我们的机床数控化率仅达到1．9％左右，这与西方工业国家一般能达到20％的差距太大。日本不到80万台的机床却有近10倍于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国21世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床3000～4000台，日本1年产5万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口7000～9000台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达8～10万台，需投入80～100亿资金，但得到的经济效益将是投入的5～10倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。“十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入6．8亿元，用于对1．2～1．8万台机床的数控化改造。

数控技术经过50年的2个阶段和6代的发展：

第1阶段：硬件数控（NC）

第1代：1952年的电子管

第2代：1959年晶体管分离元件