机电一体化专业.doc

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1、试论机电一体化及专业课程设置鲍加农（海盐县职业教育成人教育中心，浙江海盐314300）[提要]机电一体化是一门新兴的综合性跨学科边缘科学，它由微电子技术、计算机科学、电力电子技术、机械工程等学科相互渗透而成。本文阐述了机电一体化的基本概念，分析了机电一体化的结构要素和技术基础，介绍了机电一体化所涉及的诸多学科领域，并在此基础上提出了中高职“3+2”五年一贯制机电一体化专业在中等职业学校的课程设置方案。[关键词]机电一体化结构要素技术基础课程设置随着科学技术的不断发展，特别是微电子技术、计算机技术的迅速发展，促

2、进了各学科多种技术间的有机结合，从而产生了许多综合性的边缘学科。机电一体化正是微电子技术、计算机技术等向机电技术不断渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。从机电技术发展的情况看，不论是生产制造系统还是试验和研究装置及各类终端产品，电子技术取代了许多机械本身的主要功能，电子元件代替了许多机械式的信息处理机构和控制机构，同时采用微电子技术增加了许多控制功能，如采用可编程序控制器代替原来的继电器——接触器控制电路，在空调机、洗衣机等家电产品中逐步采用交流变频调速系统、模糊技术等，及利用CPU控制伺服系统等等。所以我

3、们学习、研究、传授电子电工技术，如果还停留在原有的单一的学科领域内，必然会导致知识结构的狭窄，从而不能满足技术进步带来的对人才的需求。笔者认为，电子电工专业的发展方向是机电一体化。何为机电一体化？机电一体化所包含的学科范畴，它的技术基础和结构要素是什么？我们中等职业学校机电一体化专业应涵盖那些学科领域，开设那些课程？这正是本文所要研究和阐述的内容。1、机电一体化的基本概念“机电一体化”这个名词出现于20世纪70年代，日本从1971年开始提出了“mechatronics”这个英语合成名词，其中词首mecha表示

4、mechanics（机械学），词尾tronics表示electronics（电子学）。我国通常译为机电一体化或机械电子学。关于这个名词，如果从现代机械产品或技术角度上看，日本机械振兴协会经济研究所于1981年3月在“日本机械工业的存在条件（Ⅱ）——机械工业和电子化”报告中提出的定义体现了机电一体化产品及其技术的基本内容和特征，即“机电一体化这个词乃是在机械主功能、动力动能、信息处理与控制功能上引进了电子技术，并将机械装置与电子设备以及软件等有机结合起来而构成系统的总称”。“机电一体化”包含有两个含义：“机电一

5、体化技术”和“机电一体化产品”。毫无疑问，机电一体化技术是微电技术、计算机技术、信息技术与机械技术相结合而产生的新的思想方法和技术手段，它不是简单的叠加，而是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的应用技术。例如机器中的精密定位，在机械技术中只能通过提高齿轮和丝杆螺母等传动机构的加工和安装精度来实现，其实际定位精度则利用传感器进行检测。定位精度的提高，受到机械传动机构精度的限制。采用机电一体化技术，就可利用传感器对定位过程和定位误差进行动态检测，把这个信息反馈到具有信息处理功能的控制器，再利用控制手段对定位误

6、差进行“修正”或“外偿”，从而达到提高定位精度的目的。机电一体化技术用于传统的机械产品上就变成了机电一体化的产品。机电一体化产品既不同于传统的机械产品，也不同于普通的电子产品，它是机械与微电子器件，特别是与微处理器或微机相结合而开发出来的新一代机电一体化产品。随着科学技术的发展，机电一体化的“机”目前正扩大到电机、电器、仪表、乐器……，如交流变频调速。“电”也扩大到了光，如红外、激光。而且机电一体化的概念并非局限于某一产品的狭窄范围，如数控机床，机器人等，现已扩大到柔性制造系统（FMS）、计算机辅助设计／制造

7、系统（CAD／CAM）及计算机集成制造系统（CIMS）。现将机电一体化技术与机电一体化产品进行展开，如图1。机电一体化微电子技术主体技术信息技术采信运数精电仪系数诊优样息算模密气器统学断化记交处控机传仪识建分决忆换理制械动表别模析策信息库常规控制知识库组合技术（控制论、信息论、系统论的理论与方法）产品化及商品化装置型人机工程系统型仿生工程加工中心工业机器人综合自动化数控专用设备大型成套设备生产过程控制与管理（信息流优化处理，物质流最佳控制）图1机电一体化技术与产品展开图所以，机电一体化是在大规模集成电路和微型

8、计算机为代表的微电子技术高度发展，向传统机械工业领域迅速渗透，机械电子技术深度结合的现代工业基础上，综合应用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织结构目标，合理配置布局机械本体、执行机构、动力驱动单元、传感测试元件、控制元件、微电子信息接收、分析、加工、处理、生产、传输单元和线路以及衔接接