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高职机电专业人才培养如何适应机电一体化的发展

机电一体化技术是综合应用机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、接口、软件编程等群体技术，而产生的一种系统工程技术。改革开放以来，机电一体化技术在我国得到了较快的发展，这对高职机电一体化人才培养规格和课程体系的改革与建设提出了新的挑战。1机电一体化技术的发展历程及趋势1。1机电一体化技术的发展概况20世纪70年代，日本人率先将英语词汇Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼在一起，构成了Mechatronics，创造了这个日式英语词。它着重强调了机械技术与电子技术的结合，国内将机电一体化与机械电子学并用。机电一体化是一门面向应用的跨学科的边缘科学。它使系统更优化，从而产生功能更强、结构更简单、体积更小、重量更轻的新一代智能化产品。（1）数控机床的问世，写下了机电一体化历史的第一页。20世纪人类最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，它在机械制造装备中的应用是20世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第l台数控铣床问世至今已经历了50多个年头。数控装备形成庞大的数控制造装备家族，每年全世界的产量有10万~20万台，产值数百亿美元。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，经过几十年的奋斗，使数控装备制造市场一派繁荣。（2）微电子技术为机电一体化带来了勃勃生机。微电子技术是现代电子信息技术的直接基础，是传统产业这棵老树换新芽的动力和源泉。中科院院士王xx指出：几乎所有的传统产业只要与微电子技术结合，用集成电路芯片进行智能改造，就会使传统产业重新焕发青春。（3）可编程序控制器PLC、电力电子等技术的发展为机电一体化的发展提供了坚实的基础。目前我国的PLC市场形成了大型PLC以欧美为主、中型PLC欧美和日本平分秋色、小型PLC则以日本为主的格局。（4）激光等新技术把机电一体化推上新台阶。以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了物理学、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的进步。1。2机电一体化技术的发展趋势以微电子技术、软件技术、计算机技术、通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命，不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展，而且也影响着机电一体化的发展趋势。机电一体化技术将向以下几个方向发展。（1）光机电一体化方向。一般机电一体化系统是由传感系统、能源（动力）系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。利用光学技术的先天优点，就能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。（2）柔性化方向。未来机电一体化产品，控制和执行系统有足够的冗余度，有较强的柔性，能较好地应付突发事件，被设计成自律分配系统。在这种系统中，各子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的自律性，可根据不同环境条件做出不同反应。（3）智能化方向。今后的机电一体化产品全息特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要得益于模糊技术与信息技术的发展。（4）仿生物系统化方向。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于静态时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便死亡，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。（5）微型化方向。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。机械和电子完全可以融合，机体、执行结构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型化是机电一体化的重要发展方向。2典型机电一体化产品及其发展情况2。1典型机电一体化产品典型机电一体化产品分系统（整机）与基础元、部件两大类。典型机电一体化系统有数控机床，机器人、自动机、自动生产线、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、智能电梯、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。2。2典型机电一体化产品发展趋势本文仅以数控机床为例，目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近300万台），近10年数控机床，在以下几个技术领域都有巨大进步。（1）高速化。由于高速加工技术普及，机床普遍提高了各方面的速度。车床主轴转速由3000~4000r/min提高到10000~15000r/min。（2）高精度化。数控机床的定位精度已由一般的0。01~0。02mm提高到0。008mm左右；纳米级机床达到0。005~0。01m；最小分辨率为1nm的数控系统和机床已问世。（3）复合加工、新结构机床大量出现。如5轴5面体复合加工机床，5轴5联动加工