机械电子工程导论董

机械电子工程专业导论机械电子工程概览与个人规划院系: 机电工程学院专业: 机械电子工程姓名: 董鑫博学号: 16020517103 2017年7月10日摘要机械电子工程专业主要包括基础理论知识和机械设计制造方法，计算机软硬件应用能力，能承担各类机电产品以及系统的设计、制造、试验和开发工作。

机械电子工程也是机械工程与自动化的一种。

机械电子工程是科技高速发展以及学科相互链接的一种极其重要的产物，它将传统的生产技术与新时代产生的新技术融为一体，发展成了一套独有的技术。

它的出现代表着新技术、新思想、新研究方式和新研究目标的产生。

现如今各个国家的科研人员们一直致力于对这门新生领域的研究，估算机电产业对国家和社会所代来的价值，并对机械电子学科的未来发展做出研究。

关键词:专业的认识专业的内容相关知识结构关键技术知识体系应用领域个人学习计划目录摘要·（01）1 专业研究内容及个人认识1.1个人认识·（03）1.2概述··（03）2 知识结构体系及主干课程·（03）2.1．传感器与检测技术··（04）2.2．液压与气压传动··（04）2.3．金属切削机床与数控机床··（04）2.4．可编程序控制器原理及应用··（05）2.5．机械制造工艺学··（05）2.6．单片机原理及应用··（05）2.7．数控原理及编程··（05）3 关键技术3.1机械技术··(06)3.2电子技术··(06)3.3自动控制技术··(06)3.4检测传感技术··(06)3.5信息处理技术··(06)3.6伺服驱动技术··(06)3.7系统总体技术··(06)4 应用领域·（07）5 典型机电一体化产品5.1数控机床·(07)5.1.1主要特点··(07)5.1.2基本组成··(08)5.2工业机器··(08) 6个人规划6.1专业能力··(09)6.2各学年目标··(09)7结束语··（10）8感谢·（10）1专业研究内容及个人认识1.1个人认识机械电子工程就是将机械与电子系统完美的结合，发挥各项的长处去对生产生活进行优化，机械电子工程是时代发展的必然产物，有纯机械化转换为电子时代的中间产物，但它并不只是一种过渡，而是一种全新的领域，需要现如今的学者们去不断的开发探索，在学习相关知识后，了解到机械电子工程专业是机械工程下的一个二级学科。

机械电子工程专业俗称机电一体化，是机械工程与自动化的一种，在未来的发展中也十分有前景。

机械电子工程专业包括基础理论知识和机械设计制造方法，计算机软硬件应用能力，能承担各类机电产品和系统的设计、制造、试验和开发工作。

1.2概述1.2.1.机电系统测控技术本研究方向致力于机械工程领域各类参数的静态、动态测试方面的研究。

静态测试主要包括机械零件各类几何误差的测量方法研究、测量装置的研制、精度理论研究及误差补偿等;动态测试主要针对各种机械量(振动、位移、压力、流量、温度、应力等)展开研究，包括测试及测控系统的研发、数字信号分析与处理等。

研究过程中，主要涉及机械、电工电子学、光学、计算机、虚拟仪器、信号与系统等方面的专业知识。

1.2.2.设备在线监测与故障诊断本研究方向主要研究机械动态信号处理方法、设备故障机理及其特征提取、人工智能技术基础及智能诊断理论。

重点研究包括小波分析、希尔伯特-黄变换等非平稳信号分析方法以及人工神经网络等智能诊断技术，及其特征提取方法;旋转机械故障机理;基于网络的远程测控与诊断技术等。

1.2.3.机电系统计算机仿真本研究方向主要研究机电系统的建模及仿真技术、研究机电系统的仿真设计方法。

重点研究机电系统建模、动态特性分析、仿真与系统设计、计算机仿真等理论方法，对实际机电系统进行分析、评价和优化。

1.2.4.机器人技术本研究方向主要研究机器人机构学、机器人控制技术和工业机器人应用技术等。

重点研究机器人机构创新与理论，结合生产应用研发新型工业机器人;研究机器人智能控制理论和控制方法;研究工业机器人应用和加工技术.2知识结构体系及主干课程2.1．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。

2.2．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。

2.3．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。

2.4．可编程序控制器原理及应用目要求的：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。

2.5．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。

2.6．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，应实例，仿真开发系统的使用。

先修课程：电子技术等。

2.7．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。

3关键技术3.1机械技术作为机械电子工程的支撑学科与关键技术，机械制造技术是其最为重要的影响元素。

可以说，它是一个载体或“母体”。

机械电子工程可看做是多种技术向机械技术渗透的结果。

但是，机械电子产品及系统的设计思维、设计理念、设计方法与机械制造技术有很大区别。

所以，对于机电行业人员来说，从传统的机械思维模式向机电思维模式的转变是尤为重要的[1]。

3.2电子技术电子技术根据系统要求，应用电子学理论，运用电子器件与机械元件，采用某种控制策略，设计和制造出满足需求并实现特定功能的电路或电子系统，从而投入到机械电子系统或产品之中[1]。

3.3自动控制技术当代的自动控制技术应用于生产、生活、军事、管理、教育等各个领域。

自动控制技术就好比一颗粒子，附到某种物质上，它就具有某种物质特定的性质。

在机械电子工程中，自动控制技术是控制理论的实践应用，其通过系统已存在的硬件设备和软件系统，结合多种技术，选择控制方式来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标[1]。

3.4检测传感技术检测是指在各类生产、科研、实验等领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。

检测传感技术的日益发展提升了机械电子工程的智能化水平，它的精度将直接影响系统的响应特性[1]。

3.5信息处理技术为了更进一步地发展机械电子工程，必须提高信息处理设备的可靠性、加快处理速度，并解决抗干扰及标准化问题[1]。

3.6伺服驱动技术要实现机械电子工程全面、高速、准确地发展，毋庸置疑，伺服驱动技术具有很重要的地位。

近年来，随着工业自动化的飞速发展，伺服驱动技术也在朝着变频化和交流化迈进。

伺服驱动技术直接决定了机电系统的准确性、快速性以及灵活性[1]。

3.7系统总体技术系统总体技术是一种运用宏观方法和思路，从整体目标出发，对系统总体进行研究的综合应用技术。

系统总体技术加强了机械电子系统的宏观性，增加了机电产品的稳定性[1]。

4应用领域1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

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。

5典型机电一体化产品5.1数控机床数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。

经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。