机电一体化专业的核心技能分析

阮周鹏

(台州市中奥特种设备检测技术服务有限公司，浙江 台州 318000)

0 引言

随着我国科学技术的不断进步与创新，这就大大促进了计算机的相关技术、信息化技术与机械本身的技术等多个学科的相互交叉和渗透，最终产生了机电一体化。机电一体化技术的发展又极大地促进了机械工业的发展进程，使国家工业的生产由开始早期的机械电气时代转入机电一体化的新时代。采用机电一体化技术，可以极大地提高机械行业的经济发展，因为这种技术的使用不光可以使企业的生产力得到充分的释放，同时也可以提高所制作产品的性能与质量，使产品变得更加标准化，能合理的利用既有资源，降低企业能耗。最终降低产品的生产成本，使企业在激烈的市场竞争中处于优势地位。目前，机电一体化已经变成了国家工业发展的必由之路。

1 机电一体化的内容

(1)狭义的机电一体化的定义主要是在电子化设计与机械装置结合一起的一体化，这种一体化主要指的是机械方面。随着科技的不断发展，信息技术、微电子技术和传感技术等也被融入到机械控制当中。此时机电一体化就有了新的内涵定义，那就是新的机电一体化是指在信息处理功能、机械自身的功能和控制功能之上引入电子信息技术，将机械与电子化设计组合一起所组成的系统的总称。

(2)所谓的机电一体化技术并不是一定单一的技术名字，而是对一类相关技术的总称。从系统工程理论的层面上来看，将微型电子元件技术、机械本身的技术与信息化的技术等技术综合应用，使整个系统实现有机的结合，并在系统中相关程序的组织下使的系统达到最优化的一种新型的技术。

(3)机电一体化是由多个电子组成要素所构成的一个统一结合体。

2 电一体化的核心技能组成

2.1 机械的本体技术

机械的本体技术是机电一体化技术的基础，怎么样才能匹配机电一体化进程是机械的本体技术的重点。因此机械的本体技术应该去着重考虑提高工作的精确度、减轻机械的自身重量和不断改进自身的工作性能等几个方面。目的是为了使其企业的工作效率提升和降低企业能耗。为了使机械系统实现正常的工作运行，机电一体化必须具备达到足够要求的精度。同时由于目前企业的产品大多都是钢材料制作而成的，可以通过选用轻质高强的新型材料或者直接改变产品的结构等方法来降低产品的重量。当产品的重量减小以后，采用可能实现系统运行的轻型化，最终实现提高企业工作效率和降低企业能耗的目标。

2.2 信息处理技术

随着科学技术的不断发展，信息处理技术与微电子学领域也得到了相应地技术创新和进步，这对机电一体化进程的发展提供了巨大的动力。信息处理技术的内容主要为信息的收集存放、信息的交换和信息的计算等，通过目前在全国普及的电脑，使之与计算机紧密的结合在了一起。为了能够更好更快的发展机电一体化，我们必须将信息处理设备运行的可靠度提高，来提高信息处理设备计算运行的速度，同时还要提高在信息处理过程中的抵抗其他外物干扰的能力。

2.3 自动控制技术

自动控制技术指的是在不经人员进行亲手操作的情况下，机械装置可以按照控制理论的知识自行进行工作，以完成人们预先确定的任务。其主要的内容包括系统的初步设计、设计以后的系统仿真情况、在现场的不断调试与完善等。在当今的企业中，自动控制系统已经作为了机电一体化当中的重要一分子而存在。

2.4 接口技术

为了能方便快捷的与计算机进行沟通，必须让数据传递的接口实现统一标准化。采用了统一规格的接口，不光有利于简化其设计内容，同时可以方便接口的更换和维修，防止出现因不同公司不同接口导致不能有效的和计算机交流的问题的发生。

2.5 传感技术与检测技术

在机电一体化中，传感技术的重点就是传感器的问题，而传感器出现的问题主要是如何提高其精准度、可靠度和灵敏性，毕竟其可靠度的提高可以直接影响传感器的抵抗干扰的能力，使之可以承受住各种严酷的环境考验。目前机电一体化技术在传感器的选择上，选用了光纤电缆传感器来防止电干扰。而对于外部信息的传感器，现在的作用任务时发展非直接接触型的检测技术。而检测技术主要指与传感器的信号的检测有关的相应技术。所有说，在未来传感技术与检测技术将会成为必然。

2.6 系统技术

系统技术指的从系统工程理论的层面上来看，将微电子技术、机械技术与信息技术等技术进行综合的应用，并将总体分成许多相互之间有联系的功能单元，最终由经过小功能单元的工作来完成整个系统的顺利运行。

2.7 驱动技术

作为提供驱动力的电机，目前已经被广泛的应用到了企业里的大型机械当中。但是电机依然存在不能快速的相应和效率低下的缺点。所以要求技术人员要积极的去发展电机技术，不断的研究新型驱动设备。

2.8 软件技术

计算机的软件和硬件必须做到在机电一体化的进程中实现协调发展，在发展硬件的同时必须同步更新软件。但是由于科技水平的提高，软件更新的速度太快，造成软件研发的成本大大加高。因此为了降低软件的研发投入，必须加快软件的标准化进程。

3 机电一体化技术的主要应用领域

3.1 工业机器人

机器人作为一种新型的高科技产品，它最早来源于小说家在说中的描述，可以无条件服从命令去处理人们所不能解决的问题。经过科学技术进步并利用几十年时间对其的不断改进，现在人们创造的机器人已经可以很轻松帮助人们处理在焊接、水下作业、空中作业和娱乐等方面的问题。可以说，机器人经过多年发展已经变成了人类的不可或缺的朋友。

3.2 计算机集成制造系统(ClMS)

要实现计算机集成制造系统的应用，不能仅仅只去简单组合一下目前已经有的各个分散的系统，还要使全局的动态要达到最优化。计算机集成制造系统不光打破了目前企业内部各个部门之间的界限和限制，同时还可以利用制造来达到物流的控制。这样就使得企业完成了经营决策与生产经营之间的有机统一。在当今社会，提高自己的集成度已经变成了企业为优化自身的生产要素之间的调配的一种主要的办法。如图1。

图1 机电一体化在数控机床中的应用

3.3 当今社会的温室设施。

当今社会中的温室设施可以实现农作物高产和优质，也比较密集的使用了机电一体化技术。温室设施的内容主要包括：整个温室的框架结构、框架结构上的覆盖的各种材料、通风的系统、防虫系统、灌溉施肥的系统计算机的控制系统、二氧化碳施肥的系统、遮阳/保温的系统、加热系统以及一些在生产中必须具备的生产工具等。通过以上多种设施与计算机的系统相结合，为农作物的生长发育创造了一个好的环境条件，为提高作物的品质和产量提供了可靠的报障。

3.4 数控机床

数控机床的全名叫作数字控制机床，最早兴起于20世纪70年代，经过这么多年的进步与创新，在数控机床的功能结构与操作上都有了大大的改善，被广泛的应用到了机械行业中。数控机床的组成成分主要是电子控制单元、执行器、传感器和动力装置等，因此具有以下特点。

(1)实现了对机床的多通道和多过程的控制。

(2)采用了存储器的容量较大的软件的模块化设计。

(3)其结构具有模块化和紧凑化与总线化，表现为采用多个CpU处理器、多个主总线的组成的体系结构。

(4)具有开放性的设计特点，表现为其在整个体系的功能结构上具有兼容性和层次性的特点。比如采用统一标准的接口可以使企业或者个人的使用效益增大。

3.5 对于机电一体化专业的相关人员的培养计划

对于机电一体化专业的相关人员的培养计划主要是培养那些具有优秀的专业知识与之际动手操作的高素质人才。

4 机电一体化专业的就业前景

第一，在关于模具CAD/CAM 方向的发展。对于那些可以利用数控的加工技术与相关计算机的技术对模具进行创业设计和制作的高级人才，不仅可以在塑料、模具、家电、机械等生产公司做关于模具计算机的辅助设计和制作等方面工作，也可以从事与机电一体化相关的经营与管理工作。第二，对于那些从事商品包装的自动化的机械运行与、管理等工作的机电一体化高级人才，不仅可以在一些大型饮料、食品与商品的包装生产的公司从事机电一体化的管理工作，也可在相关生产公司或者营销单位从事一些与机电一体化相关的技术工作。

5 结束语

通过前文对机电一体化的介绍和分析可以看出，机电一体化现在已经渗透了社会的个个领域，尤其是对机械行业的发展发挥了巨大的作用。因此，我国科学家应该继续对机电一体化进行研究和创新，使我国成为创新型的国家。

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