机电一体化技术

历史发展

随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，正向光机电一体化技术（Opto-mechatronics）、微机电一体化方向发展，应用范围愈来愈广。

学科来源

机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是将英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已经得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术，机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化产品是集光学、机械、微电子、自动控制和通信技术于一体的高科技产品，具有很高功能和附加值；光机电一体化技术是指其技术原理和使光机电一体化产品得以实现，使用和发展的技术。

光机电一体化技术是由光学，光电子学，电子信息和机械制造及其他相关技术交叉与融合构成的综合性高新技术是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它丰富和拓宽了光机电一体化技术的内涵和外延。

开设高校

开设机电一体化专业的相关知名高校：南京农业大学工学院，南京工业职业技术学院，宜宾职业技术学院，安徽水利水电职业技术学院，武汉商贸职业学院，东南大学，山东大学，北京工业大学，武汉理工大学，中南大学，北京邮电大学，浙江工业大学，合肥工业大学，南阳理工学院。

学术概念

机电一体化技术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，从系统理论出发根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

学科要素

五大组成要素：一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。

机械本体（结构组成要素）是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。

动力驱动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

测试传感部分（感知组成要素）对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

控制及信息处理部分（职能组成要素）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。

执行机构（运动组成要素）根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。

学科原则

机电一体化四大原则：构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。

两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。

运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。

发展阶段

模型阶段

模型阶段，所有的系统组件都能够被最优化

在仿真计算的帮助下，可以测试和分析这些组件的适用性；监测响应频率

对模型进行分析。此外，还能够生成一个物理/拓扑系统模型，包括机械、液压和控制导向组件。有必要有一个模型工具，这个工具支持机电一体化系统的物理模型，即当有实物和节点时，这些模型能够以1：1来测试，并且原型设计研究阶段可以在严酷的实时条件下进行。

测试阶段

在系统运行完模型阶段之后，所产生的具体的性能数据可以通过试验台验证。这样就可以测试和检验该系统有关参数波动的鲁棒性，功率储备及连续运行的特征。这样做的话，用户可以进行测试或者使用CAMeL-ViewTestRig进行硬件在回路（的测试）。要进行硬件在回路测试，相关装置的物理特性需要详细确认，这些装置必须是建立在测试平台的基础之上。识别经过测试平台上测试过的组件，容许这些组件在模型中被识别，并确保整个以系统为基础的仿真分析布局。

原型阶段

成功的测试之后，就会建立一个原型。这里要特别关注的是模型特性，这些特性特指通过特别费力的仿真所决定的特性，比如组件损耗（性能）。这些数据结果，为模型基础性分析提供服务，同时为进一步研发提供知识基础。

学科内容

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。

计算机类

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。

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。

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。

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，系统的自动化程序就越高。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护。

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。

专业设置

专业名称：机电一体化技术

专业代码：580201

修业年限：三年

学业层次：专科

学业性质：普通高等教育全日制专科

学科门类：制造类

招生对象：本专业招收应往届高中毕业生、普通中专、职业高中、职业中专毕业生及社会青年，脱产学习，学制三年。

培养目标：培养从事机电一体化设备的使用和技术管理工作的高级技术应用性专门人才。

培养要求：本专业培养德、智、体、美全面发展，具有创业、创新精神和良好职业道德的高等专门人才，掌握机械技术和电气技术的基础理论和专业知识；具备相应实践技能以及较强的实际工作能力，熟练进行机电一体化产品和设备的应用、维护、安装、调试、销售及管理的第一线高等技术应用型人才。

培养模式

社会职能

总的培养要求为：热爱社会主义祖国，拥护党的基本路线，领会马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理，具有爱国主义、集体主义、社会主义思想和良好的思想品德，在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上，重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能；具有较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力；具有创新、创业精神、良好的道德和健康的体魄。

思想素质

热爱社会主义祖国、拥护中国共产党的领导和中国特色社会主义道路，坚持四项基本原则和改革开放的总方针，，具有科学的世界观、方法论和正确的人生观；具有遵纪守法的观念，良好的思想品德、社会公德和职业道德；具有开拓创新、团结合作、艰苦奋斗的精神和联系群众、严谨务实的作风；具有为人民服务的高度责任感和为实现现代化而献身的精神。

知识能力

掌握本专业所必需的制图、机械、电工电子技术和计算机应用的基本知识和能力。掌握机械加工过程的基础理论、生产工艺和操作技能。熟练使用AutoCAD等常用的计算机辅助设计软件绘制各种产品装配图和零件图；能熟练地编制数控机床加工程序，操作普通数控机床加工工件，具有安装、调试、使用普通数控机床的基本技能；具有分析解决专业生产中的实际问题以及进行科学研究、开发新技术、新工艺、新材料的初步能力。具备现代企业管理的基本知识和初步组织管理和技术指导的能力。具备工科大学生所需的分析计算能力，信息收集与处理能力，以及较好的外语能力。通过国家计算机等级考试和全国英语等级考试（三级水平）。了解本专业和相关学科的发展动态。具有较强的自学能力和创新意识。达到劳动部门颁布的本专业中、高级以上技工的技能水平，并通过考核取得相应的等级证书。通过各门理论和技能课的考试（考核），获取毕业证书。

身心素质

具有一定的体育运动和卫生、军事基本知识，掌握体育运动和科学锻炼身体的方法和基本技能，养成良好的体育锻炼习惯和生活习惯，达到国家规定的大学生体育合格标准，具有良好的心理素质和健康的体魄。

核心能力

机电一体化设备的安装、调试、操作、维修和管理。

主干课程

毕业生产实践、毕业实习报告、大学物理(专科)、电机与电力拖动(专科)、电路分析基础(专科)、电气控制工程(专科)、机械设计基础(专科)、机械制图(专科)、计算机应用基础(专科)、计算机自动控制技术(专科)、科技文献检索(专科)、模拟电子技术(专科)、农业生产机械化(专科)、汽车构造(专科)、汽车及拖拉机维修(专科)、数字电子技术(专科)、现代机械测试技术(专科)、现代远程学习概论、液压与气压传动技术(专科)、英语Ⅰ、英语Ⅱ、应用写作(专科)、中国近现代史纲要(专科)、自控理论(专科)。

课程体系

专业核心课程与主要实践环节：电工与电子技术、机械制造技术、液压与气动技术、机电设备控制技术、数控加工工艺与编程、微机原理及应用、可编程控制器、测试技术、数控机床故障诊断与维护、CAD实训、数控机床的编程和操作实训、机床电器控制实训、数控加工实训、液压与气动实训、金工实习、电工电子实习、毕业实习（设计）等，以及各校的主要特色课程和实践环节。

课程内容

公共课

1．思想道德修养与法律基础

本课程是以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论为指导，理论联系实际地研究大学生成长过程中思想道德修养的客观规律的一门思想、政治和品德教育的课程。它根据我国社会主义现代化建设对大学生的政治、思想、品德方面的要求，以及大学生在政治观、人生观、道德观方面形成发展的规律和特色，教育大学生加强自身的思想道德修养，努力成为社会主义的建设者和接班人。讲授内容：大学生的历史使命，基本国情和基本路线教育，人生观教育，道德教育，社会主义民主法制教育。

2．毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想

本课程通过简明扼要地讲授马克思主义的基本观点，进行马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观教育，使学生明确改革是在新形式下，马克思主义的基本原理与我国客观实际的紧密结合，充分发挥马克思主义教育主阵地主渠道作用，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，达到培养“四有”人才的目的。

3．大学英语

培养学生英语听、说、读、写能力，并能在实践中以英语为工具获取本专业所需的信息，为进一步提高英语水平打下较为坚实的基础。

主要内容：语音、语法、笔译。着重矫正语音、语调，扩大词汇量，加深基本语法，借助词典翻译一般短文，加强阅读和笔译技能的训练。

4．计算机文化基础

通过本课程的学习，让学生掌握计算机基础知识，Windows2000、Office软件、数据库以及Internet网络基础，其中Office主要介绍Word2000、Excel2000、Powerpoint2000的使用。

5．高等数学

通过学习培养学生用数学分析的方法解决工程问题的能力，为以后学习专业基础课和专业课以及将来从事工程设计打下良好的基础。

主要内容：函数、极限与连续、导数和微分、积分及其应用、多元函数的微分、二重积分、三重积分、级数等。

6．普通物理学

通过本课程的教学，使学生掌握物理学的基础知识，了解物理学的研究方法，初步获得物理实验能力，为运用物理知识和数学工具分析和解决实际问题打下基础。

主要内容：质点力学，刚体转动，机械振动和机械波，气体分子运动论，热力学基础，真空中静电场，直流电路，电流的磁场，电磁感应，光学，原子物理学基础。

7．体育

目的要求：进行体育基本知识的教学和基本技能训练。使学生掌握正确的运动技能和科学的锻炼方法，养成体育锻炼习惯，提高身体素质，达到《国家体育锻炼标准》，具有从事本专业或其他行业所需要的良好身体素质。

8．形势教育

本课程是在马克思主义指导下，分析特定时期社会政治、经济、思想文化发展趋势，揭示党和国家在不同时期的方针政策的基本内容和基本精神的思想政治教育课程。主要目的是帮助学生全面正确地认识国际国内形势；认识党和国家面临的形势和任务；拥护党的路线、方针和政策，增强实现改革开放和社会主义现代化建设宏伟目标的信心和社会责任感。

专业基础课

1．机械制图

本课程是本专业一门重要的专业基础课。

目的要求：通过课程的学习，使学生在机械电子工程制图的投影理论、作图技巧、方法以及读图能力方面得到提高。要求学生掌握基本的投影原理和基本方法，能正确熟练地使用绘图工具和仪器，能阅读与绘制一般机器设备的零件图和中等复杂程度的装配图，进一步培养学生的空间想象力和制图表达能力。

主要内容：包括点、线、面的投影特性与作用；立体及其交线投影分析；组合体的画法、读图、尺寸标注；各种机件的表达方法；零件图、装配图的读图与绘制。

2．工程力学

目的要求：让学生掌握物体的机械运动基本规律及研究方法，解决实际工程中的力学问题，并具有一定的计算能力、分析问题和解决问题能力。

主要内容：各种平面力系的简化和平衡；空间力系的平衡及重心；杆件在四种基本变形下的应力及强度；变形及刚度问题；组合变形的强度问题；平面压杆稳定问题；点的运动及刚体平面运动问题；动力学基本规律；定轴转动微分方程及动静法。

3．金属工艺学

目的要求：通过本课程的学习，学生应该掌握常用金属材料的种类牌号、化学成分、组成性能，掌握铸、锻、压、焊等加工工艺基本原理和应用范围，能够合理选用金属材料并合理拟定热处理工序和零件热加工工序。

主要内容：金属学基础；热处理方法；常用金属材料及其性能、铸造、锻压、焊接等加工知识。

4．C语言程序设计

目的要求：用计算机高级语言进行工业控制程序设计及编程，为CAD、CAM的二次开发打下良好基础。

主要内容：计算机语言的基本概念，流程图，语法规则，计算机高级语言程序设计的步骤和方法，其他常用工业控制应用软件的编制及使用方法。

先修课程：高等数学、计算机文化基础等。

5．电工技术

目的要求：使学生掌握电工基础理论，基本知识及在工程实践中的基本方法和技能，同时为学生学习后继课程和今后从事技术工作打下必要的基础。

主要内容：电路的基本概念及基本规律，电路的分析方法；直流电路、正弦交流电路；三相电路；磁路与变压器；交流电动机；直流电动机；继电接触控制线路；工厂供电；电工测量与安全用电。

先修课程：高等数学、普通物理学。

6．电子技术

目的要求：使学生获得掌握电子技术方面的基本理论、基本知识的基本技能，培养学生具备分析、解决电子技术问题的能力，为学生学习后继课程奠定基础。

主要内容：半导体二极管和三极管；基本放大电路；集成运算放大器；正弦波振荡电路；直流稳压电源；晶闸管及其应用；门电路和组合逻辑电路；触发器和时序逻辑电路；存储器和可编程器件；A/D及D/A转换。

先修课程：高等数学、普通物理、电工技术。

7．机械设计基础

目的要求：使学生掌握常用机械的工作原理及通用零件的工作特点、设计方法，初步掌握机械零部件设计能力理论知识，再通过机械零件设计综合训练及课程设计训练，达到零部件设计的要求。

主要内容：常用机械的工作原理，连接件的选择与计算，轴系的工作特点，载荷分析，失效形式及选择设计。

先修课程：机械制图、金属工艺学、工程力学等。

8．公差配合与技术测量

目的要求：通过本课程的学习，学生要掌握公差配合的基本概念及规范，会查用各种国家标准，对零件进行误差分析，掌握基本测量技能并会检测常用零部件。

主要内容：机械零件的几何精度，相互配合以及几何量的测量技术。

先修课程：工程制图、高等数学等。

9．计算机辅助绘图

目的要求：使学生掌握CAD软件使用方法，能够运用绘图软件进行机械零件图的设计。

主要内容：AutoCAD软件绘图，尺寸标注，符号库，图形合成，图形输出。

先修课程：机械制图、计算机文化基础等。

专业课

1．传感器与检测技术

目的要求：使学生掌握各类传感器的基本结构，掌握测量中常用的各种传感器的工作原理、主要性能及其特点，使学生合理地选择和使用传感器，使学生掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法。

主要内容：各类传感器的结构，工作原理，选择及其应用等。

先修课程：电工技术、电子技术、普通物理等。

2．液压与气压传动

目的要求：通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识。掌握各种液压、气压元件的工作原理、特点、应用和选用方法，熟悉各类液压与气动基本回路的功能、组成和应用场合，了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用。

主要内容：液压流体力学基础，液压系统常用元件、基本回路，液压系统的设计计算，气压传动基本回路，气动逻辑系统设计等。

先修课程：工程制图、工程力学、机械设计基础等。

3．金属切削机床与数控机床

目的要求：通过课程的学习，让学生了解切削机床的基本结构，熟知各类切削机床的用途，掌握数控机床的工作原理、典型结构的故障排除，从而为培养学生的工艺技能和对机床的调试维修奠定一定的基础。

主要内容：机床传动的基础知识，各类机床的性能、用途及主要部件，机床的安装、使用和调试。数控机床的工作原理、结构特点及使用、调试方法等。

先修课程：机械制图、机械设计基础。

4．可编程序控制器原理及应用

目的要求：通过本课程的学习，使学生掌握可编程控制器原理在自动控制系统中的应用，培养学生使用可编程控制器改造继电控制系统，维护与管理自动化生产线的基本能力，并对今后从事现代软生产线控制技术的应用与开发打下良好的基础。

主要内容：PLC基本原理、PLC的指令系统、梯形图、功能图、PLC的应用等。

先修课程：电工技术、电子技术等。

5．机械制造工艺学

目的要求：使学生掌握机械零件加工工艺编制理论和专用夹具的设计方法。

主要内容：机械加工工艺规程制定的基本知识，常见零件的工艺规程的分析和制定，零件加工的质量分析，专用夹具设计理论、定位和夹紧；专用夹具的设计方法和步骤，常用切削机床的夹具设计等。

先修课程：工程制图、金属工艺学、机械设计技术、公差配合与测量技术、金属切削机床与数控机床。

6．单片机原理及应用?

目的要求：通过本课程的学习，使学生掌握单片机的结构、原理，指令系统，掌握单片机的汇编语言程序设计等。能够独立设计单片机的硬件线路和编制软件。

主要内容：单片机相关芯片的结构特点和引脚功能，寻址方式及指令系统，应用实例，仿真开发系统的使用。

先修课程：电子技术等。

7．数控原理及编程

目的要求：通过课程的学习，使学生掌握数控系统硬件控制，软件控制的基本理论和实践能力及数控机床的编程方法。

主要内容：数控系统的分类及特点，输入装置，点位/直线控制，连续切削控制，数控指令及编程。

先修课程：金属切削机床及数控机床等。

选修课

1．演讲与写作

本课程使学生通过学习，加深对语言的社会本质和交际功能的认识，提高运用祖国语言文字的实际能力，特别是言语交际的实际能力，同时，通过对写作的强化练习，使学生系统地掌握常用应用文体的写作理论知识和方法，提高学生在学习、工作和日常生活中实际应用各种文体的写作能力。

2．音乐与绘画

通过本课程的学习陶冶学生的艺术修养，培养学生的艺术素质，并且在系统的训练过程中，培养学生正确的观察方法和造型能力，为今后的全面发展奠定良好的基础。

3．大学生就业与创业指导

目的要求：通过本课程的学习，使毕业生树立正确的择业观并调适在择业过程中可能出现的矛盾心理；掌握一定的求职技巧并转换角色、适应社会发展对人才的需求；了解就业政策，更好地利用就业指导机构指导自身就业。

主要内容：我国当前的就业形势、大学生就业政策、就业观念、就业准备、职业选择、择业技巧、创业环境与创业机会、择业过程中各主要环节的把握、创业者应具备的素质与能力等。

实践教学

（一）实验

实验是使学生进一步理解与巩固理论知识，开发学生智能，培养学生的动手能力，分析问题、解决问题能力的重要环节。在本专业课程中，计算机文化基础、普通物理、工程力学、金属工艺学、C语言程序设计、计算机辅助设计、电工技术、电子技术、公差配合与技术测量，微机原理，液压与气压传动，可编程控制器，单片机原理及应用，数控原理及编程，数控机床的使用与维修，传感器等课程都要开设实验课，成绩要记入学生成绩册。

（二）教学实习

教学实习是为了使学生更好地学好专业课，在专业基础课和专业课学习期间开设的实习。主要包括：金工实习、电工实习、到工厂参观实习各种机电设备的运行等。每次实习完毕，学生要写出完整、合理的实习报告，成绩记入学生成绩册。

（三）生产实习

生产实习是专业课教学过程中在专业课结束后进行的实习，是学生学好专业课的必要手段。本专业的生产实习是让学生亲自参加机电设备的安装、调试、操作、参与管理组织，并在实习过程中，培养学生的组织纪律观念、集体主义观念、艰苦创业观念、职业道德观念等。

生产实习成绩单独列入成绩册，其成绩评定如下：

实习效果分+实习态度分。

实习效果分——实习结束后，有实习单位出题考核得分。

实习态度分——由实习单位和带队老师给学生打分。

（四）课程设计

课程设计是某门专业课结束后，在老师指导下，学生运用所学基础理论和基本技能，进行某课题设计的综合性训练环节。课题由教师根据课程情况和生产需要制定。在设计过程中，要注意使学生进一步理解运用基础理论，尤其要注意启发、培养学生分析问题、解决问题的能力及创造力。

职业领域

可设置的专业方向：机械电子技术、机械制造与计算机控制、机器人应用、机电设备及自动化、数控机床使用和维修、数控设备管理和维护。

从业方向

就业面向：机械制造工艺设计与实施、工装设计与实施、机电一体化设备的管理和维护、数控机床的编程和操作等工作。

深造领域

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。

应用领域

数控机床

1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3、智能化设计。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

5、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

制造系统

计算机集成制造系统。计算机集成制造系统打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

智能制造系统

柔性制造系统。柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

工业机器人

被广泛应用的为第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

发展方向

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。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和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：1.智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。

模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

网络化。20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system，CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，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。

绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。事实上，许多

发展前景

机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

中国是从20世纪80年代初开始进行机电一体化技术方面的研究和应用的。虽然经过20多年的努力取得了一定成果，但与发达国家相比仍有相当差距。为了加快发展、缩小与发达国家的差距，需要我们在产业政策、金融政策和市场导向上，对机电一体化技术和产业予以积极支持，主要包括：国家在政策上对机电一体化技术给予大力支持，特别是涉及基础技术、综合技术等方面，要给予强有力的财政和各种扶助。由于机电一体化技术是各种高新技术的综合和升华，需要多学科、多技术、多种机构协调研发，这也对技术研发机构和产业界的协调能力提出了挑战，因而需要继续发挥主管部门的作用。

要明确机电一体化技术开发和产业化推广的主力军是企业，在这方面，技术和综合实力雄厚的大型企业将发挥举足轻重的作用。有关部门应该在税收、金融和其他方面给予一定的优惠倾斜。

要把发展机电一体化技术作为增强自主创新能力的重要内容，鼓励和促进企业在这个领域有所作为。同时，为缩小与发达国家的差距，可以通过引进、消化、升级来逐步达到提高自主创新能力的目的。有关部门可以通过政府采购、项目设立等措施，达到支持和鼓励自主创新的目标。

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。实操性人才缺乏，各企业高薪聘请机电一体化专业人才，在深圳地区例如：富士康、三星、华为、等一线企业拥有大量高薪职位就业前景十分广阔.以下由工控行业网为您进行的机电一体专业就业前景的方向分析。