機電一體化技術專業

歷史發展

隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，正向光機電一體化技術（Opto-mechatronics）、微機電一體化方向發展，應用范圍愈來愈廣。

學科來源

機電一體化在國外被稱為Mechatronics是日本人在20世紀70年代初提出來的，它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞，意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已經得到包括我國在內的世界各國的承認，我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術，機電一體化技術又稱為機械電子技術，是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。它包括產品和技術兩方面：光機電一體化產品是集光學、機械、微電子、自動控制和通信技術于一體的高科技產品，具有很高功能和附加值；光機電一體化技術是指其技術原理和使光機電一體化產品得以實現，使用和發展的技術。

光機電一體化技術是由光學，光電子學，電子信息和機械制造及其他相關技術交叉與融合構成的綜合性高新技術是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。它豐富和拓寬了光機電一體化技術的內涵和外延。

開設高校

開設機電一體化專業的相關知名高校：南京農業大學工學院，南京工業職業技術學院，宜賓職業技術學院，安徽水利水電職業技術學院，武漢商貿職業學院，東南大學，山東大學，北京工業大學，武漢理工大學，中南大學，北京郵電大學，浙江工業大學，合肥工業大學，南陽理工學院。

學術概念

機電一體化技術是在以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展向機械工業領域迅猛滲透并與機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統理論出發根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統有機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。

學科要素

五大組成要素：一個機電一體化系統中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機結合而成。

機械本體（結構組成要素）是系統的所有功能要素的機械支持結構，一般包括有機身、框架、支撐、聯接等。

動力驅動部分（動力組成要素）依據系統控制要求，為系統提供能量和動力以使系統正常運行。

測試傳感部分（感知組成要素）對系統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經過分析、處理后產生相應的控制信息。

控制及信息處理部分（職能組成要素）將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結果和規定的程序與節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的的運行。

執行機構（運動組成要素）根據控制及信息處理部分發出的指令，完成規定的動作和功能。

學科原則

機電一體化四大原則：構成機電一體化系統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。

兩個需要進行信息交換和傳遞的環節之間，由于信息模式不同（數字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現。而兩個信號強弱相差懸殊的環節之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環節之間可靠、快速、準確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規范才行，因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規定的模式進行交換與傳遞。

運動傳遞使構成機電一體化系統各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優化。

在系統中，所謂智能組成要素的系統控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。

兩個需要進行傳輸和交換的環節之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執行器，驅動器和他們的不同類型能量的最優轉換方法及原理。

發展階段

模型階段

模型階段，所有的系統組件都能夠被最優化

在仿真計算的幫助下，可以測試和分析這些組件的適用性；監測響應頻率

對模型進行分析。此外，還能夠生成一個物理/拓撲系統模型，包括機械、液壓和控制導向組件。有必要有一個模型工具，這個工具支持機電一體化系統的物理模型，即當有實物和節點時，這些模型能夠以1：1來測試，并且原型設計研究階段可以在嚴酷的實時條件下進行。

測試階段

在系統運行完模型階段之后，所產生的具體的性能數據可以通過試驗臺驗證。這樣就可以測試和檢驗該系統有關參數波動的魯棒性，功率儲備及連續運行的特征。這樣做的話，用戶可以進行測試或者使用CAMeL-ViewTestRig進行硬件在回路（的測試）。要進行硬件在回路測試，相關裝置的物理特性需要詳細確認，這些裝置必須是建立在測試平臺的基礎之上。識別經過測試平臺上測試過的組件，容許這些組件在模型中被識別，并確保整個以系統為基礎的仿真分析布局。

原型階段

成功的測試之后，就會建立一個原型。這里要特別關注的是模型特性，這些特性特指通過特別費力的仿真所決定的特性，比如組件損耗（性能）。這些數據結果，為模型基礎性分析提供服務，同時為進一步研發提供知識基礎。

學科內容

機械技術

機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。

計算機類

計算機與信息技術

其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

系統技術

系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連接的保證。

自動控制技術

其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

傳感檢測技術

傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保護。

伺服傳動技術

包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

專業設置

專業名稱：機電一體化技術

專業代碼：580201

修業年限：三年

學業層次：專科

學業性質：普通高等教育全日制專科

學科門類：制造類

招生對象：本專業招收應往屆高中畢業生、普通中專、職業高中、職業中專畢業生及社會青年，脫產學習，學制三年。

培養目標：培養從事機電一體化設備的使用和技術管理工作的高級技術應用性專門人才。

培養要求：本專業培養德、智、體、美全面發展，具有創業、創新精神和良好職業道德的高等專門人才，掌握機械技術和電氣技術的基礎理論和專業知識；具備相應實踐技能以及較強的實際工作能力，熟練進行機電一體化產品和設備的應用、維護、安裝、調試、銷售及管理的第一線高等技術應用型人才。

培養模式

社會職能

總的培養要求為：熱愛社會主義祖國，擁護黨的基本路線，領會馬克思列寧主義、毛澤東思想、鄧小平理論、“三個代表”重要思想和科學發展觀的基本原理，具有愛國主義、集體主義、社會主義思想和良好的思想品德，在具有必備的基礎理論知識和專門知識的基礎上，重點掌握從事本專業領域實際工作的基本能力和基本技能；具有較快適應生產、建設、管理、服務第一線崗位需要的實際工作能力；具有創新、創業精神、良好的道德和健康的體魄。

思想素質

熱愛社會主義祖國、擁護中國共產黨的領導和中國特色社會主義道路，堅持四項基本原則和改革開放的總方針，，具有科學的世界觀、方法論和正確的人生觀；具有遵紀守法的觀念，良好的思想品德、社會公德和職業道德；具有開拓創新、團結合作、艱苦奮斗的精神和聯系群眾、嚴謹務實的作風；具有為人民服務的高度責任感和為實現現代化而獻身的精神。

知識能力

掌握本專業所必需的制圖、機械、電工電子技術和計算機應用的基本知識和能力。掌握機械加工過程的基礎理論、生產工藝和操作技能。熟練使用AutoCAD等常用的計算機輔助設計軟件繪制各種產品裝配圖和零件圖；能熟練地編制數控機床加工程序，操作普通數控機床加工工件，具有安裝、調試、使用普通數控機床的基本技能；具有分析解決專業生產中的實際問題以及進行科學研究、開發新技術、新工藝、新材料的初步能力。具備現代企業管理的基本知識和初步組織管理和技術指導的能力。具備工科大學生所需的分析計算能力，信息收集與處理能力，以及較好的外語能力。通過國家計算機等級考試和全國英語等級考試（三級水平）。了解本專業和相關學科的發展動態。具有較強的自學能力和創新意識。達到勞動部門頒布的本專業中、高級以上技工的技能水平，并通過考核取得相應的等級證書。通過各門理論和技能課的考試（考核），獲取畢業證書。

身心素質

具有一定的體育運動和衛生、軍事基本知識，掌握體育運動和科學鍛煉身體的方法和基本技能，養成良好的體育鍛煉習慣和生活習慣，達到國家規定的大學生體育合格標準，具有良好的心理素質和健康的體魄。

核心能力

機電一體化設備的安裝、調試、操作、維修和管理。

主干課程

畢業生產實踐、畢業實習報告、大學物理(專科)、電機與電力拖動(專科)、電路分析基礎(專科)、電氣控制工程(專科)、機械設計基礎(專科)、機械制圖(專科)、計算機應用基礎(專科)、計算機自動控制技術(專科)、科技文獻檢索(專科)、模擬電子技術(專科)、農業生產機械化(專科)、汽車構造(專科)、汽車及拖拉機維修(專科)、數字電子技術(專科)、現代機械測試技術(專科)、現代遠程學習概論、液壓與氣壓傳動技術(專科)、英語Ⅰ、英語Ⅱ、應用寫作(專科)、中國近現代史綱要(專科)、自控理論(專科)。

課程體系

專業核心課程與主要實踐環節：電工與電子技術、機械制造技術、液壓與氣動技術、機電設備控制技術、數控加工工藝與編程、微機原理及應用、可編程控制器、測試技術、數控機床故障診斷與維護、CAD實訓、數控機床的編程和操作實訓、機床電器控制實訓、數控加工實訓、液壓與氣動實訓、金工實習、電工電子實習、畢業實習（設計）等，以及各校的主要特色課程和實踐環節。

課程內容

公共課

1．思想道德修養與法律基礎

本課程是以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論為指導，理論聯系實際地研究大學生成長過程中思想道德修養的客觀規律的一門思想、政治和品德教育的課程。它根據我國社會主義現代化建設對大學生的政治、思想、品德方面的要求，以及大學生在政治觀、人生觀、道德觀方面形成發展的規律和特色，教育大學生加強自身的思想道德修養，努力成為社會主義的建設者和接班人。講授內容：大學生的歷史使命，基本國情和基本路線教育，人生觀教育，道德教育，社會主義民主法制教育。

2．毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想

本課程通過簡明扼要地講授馬克思主義的基本觀點，進行馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論、“三個代表”重要思想和科學發展觀教育，使學生明確改革是在新形式下，馬克思主義的基本原理與我國客觀實際的緊密結合，充分發揮馬克思主義教育主陣地主渠道作用，幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，達到培養“四有”人才的目的。

3．大學英語

培養學生英語聽、說、讀、寫能力，并能在實踐中以英語為工具獲取本專業所需的信息，為進一步提高英語水平打下較為堅實的基礎。

主要內容：語音、語法、筆譯。著重矯正語音、語調，擴大詞匯量，加深基本語法，借助詞典翻譯一般短文，加強閱讀和筆譯技能的訓練。

4．計算機文化基礎

通過本課程的學習，讓學生掌握計算機基礎知識，Windows2000、Office軟件、數據庫以及Internet網絡基礎，其中Office主要介紹Word2000、Excel2000、Powerpoint2000的使用。

5．高等數學

通過學習培養學生用數學分析的方法解決工程問題的能力，為以后學習專業基礎課和專業課以及將來從事工程設計打下良好的基礎。

主要內容：函數、極限與連續、導數和微分、積分及其應用、多元函數的微分、二重積分、三重積分、級數等。

6．普通物理學

通過本課程的教學，使學生掌握物理學的基礎知識，了解物理學的研究方法，初步獲得物理實驗能力，為運用物理知識和數學工具分析和解決實際問題打下基礎。

主要內容：質點力學，剛體轉動，機械振動和機械波，氣體分子運動論，熱力學基礎，真空中靜電場，直流電路，電流的磁場，電磁感應，光學，原子物理學基礎。

7．體育

目的要求：進行體育基本知識的教學和基本技能訓練。使學生掌握正確的運動技能和科學的鍛煉方法，養成體育鍛煉習慣，提高身體素質，達到《國家體育鍛煉標準》，具有從事本專業或其他行業所需要的良好身體素質。

8．形勢教育

本課程是在馬克思主義指導下，分析特定時期社會政治、經濟、思想文化發展趨勢，揭示黨和國家在不同時期的方針政策的基本內容和基本精神的思想政治教育課程。主要目的是幫助學生全面正確地認識國際國內形勢；認識黨和國家面臨的形勢和任務；擁護黨的路線、方針和政策，增強實現改革開放和社會主義現代化建設宏偉目標的信心和社會責任感。

專業基礎課

1．機械制圖

本課程是本專業一門重要的專業基礎課。

目的要求：通過課程的學習，使學生在機械電子工程制圖的投影理論、作圖技巧、方法以及讀圖能力方面得到提高。要求學生掌握基本的投影原理和基本方法，能正確熟練地使用繪圖工具和儀器，能閱讀與繪制一般機器設備的零件圖和中等復雜程度的裝配圖，進一步培養學生的空間想象力和制圖表達能力。

主要內容：包括點、線、面的投影特性與作用；立體及其交線投影分析；組合體的畫法、讀圖、尺寸標注；各種機件的表達方法；零件圖、裝配圖的讀圖與繪制。

2．工程力學

目的要求：讓學生掌握物體的機械運動基本規律及研究方法，解決實際工程中的力學問題，并具有一定的計算能力、分析問題和解決問題能力。

主要內容：各種平面力系的簡化和平衡；空間力系的平衡及重心；桿件在四種基本變形下的應力及強度；變形及剛度問題；組合變形的強度問題；平面壓桿穩定問題；點的運動及剛體平面運動問題；動力學基本規律；定軸轉動微分方程及動靜法。

3．金屬工藝學

目的要求：通過本課程的學習，學生應該掌握常用金屬材料的種類牌號、化學成分、組成性能，掌握鑄、鍛、壓、焊等加工工藝基本原理和應用范圍，能夠合理選用金屬材料并合理擬定熱處理工序和零件熱加工工序。

主要內容：金屬學基礎；熱處理方法；常用金屬材料及其性能、鑄造、鍛壓、焊接等加工知識。

4．C語言程序設計

目的要求：用計算機高級語言進行工業控制程序設計及編程，為CAD、CAM的二次開發打下良好基礎。

主要內容：計算機語言的基本概念，流程圖，語法規則，計算機高級語言程序設計的步驟和方法，其他常用工業控制應用軟件的編制及使用方法。

先修課程：高等數學、計算機文化基礎等。

5．電工技術

目的要求：使學生掌握電工基礎理論，基本知識及在工程實踐中的基本方法和技能，同時為學生學習后繼課程和今后從事技術工作打下必要的基礎。

主要內容：電路的基本概念及基本規律，電路的分析方法；直流電路、正弦交流電路；三相電路；磁路與變壓器；交流電動機；直流電動機；繼電接觸控制線路；工廠供電；電工測量與安全用電。

先修課程：高等數學、普通物理學。

6．電子技術

目的要求：使學生獲得掌握電子技術方面的基本理論、基本知識的基本技能，培養學生具備分析、解決電子技術問題的能力，為學生學習后繼課程奠定基礎。

主要內容：半導體二極管和三極管；基本放大電路；集成運算放大器；正弦波振蕩電路；直流穩壓電源；晶閘管及其應用；門電路和組合邏輯電路；觸發器和時序邏輯電路；存儲器和可編程器件；A/D及D/A轉換。

先修課程：高等數學、普通物理、電工技術。

7．機械設計基礎

目的要求：使學生掌握常用機械的工作原理及通用零件的工作特點、設計方法，初步掌握機械零部件設計能力理論知識，再通過機械零件設計綜合訓練及課程設計訓練，達到零部件設計的要求。

主要內容：常用機械的工作原理，連接件的選擇與計算，軸系的工作特點，載荷分析，失效形式及選擇設計。

先修課程：機械制圖、金屬工藝學、工程力學等。

8．公差配合與技術測量

目的要求：通過本課程的學習，學生要掌握公差配合的基本概念及規范，會查用各種國家標準，對零件進行誤差分析，掌握基本測量技能并會檢測常用零部件。

主要內容：機械零件的幾何精度，相互配合以及幾何量的測量技術。

先修課程：工程制圖、高等數學等。

9．計算機輔助繪圖

目的要求：使學生掌握CAD軟件使用方法，能夠運用繪圖軟件進行機械零件圖的設計。

主要內容：AutoCAD軟件繪圖，尺寸標注，符號庫，圖形合成，圖形輸出。

先修課程：機械制圖、計算機文化基礎等。

專業課

1．傳感器與檢測技術

目的要求：使學生掌握各類傳感器的基本結構，掌握測量中常用的各種傳感器的工作原理、主要性能及其特點，使學生合理地選擇和使用傳感器，使學生掌握常用傳感器的工程設計方法和實驗研究方法。

主要內容：各類傳感器的結構，工作原理，選擇及其應用等。

先修課程：電工技術、電子技術、普通物理等。

2．液壓與氣壓傳動

目的要求：通過本課程的學習，使學生掌握液壓與氣壓傳動的基礎知識。掌握各種液壓、氣壓元件的工作原理、特點、應用和選用方法，熟悉各類液壓與氣動基本回路的功能、組成和應用場合，了解國內外先進技術成果在機械設備中的應用。

主要內容：液壓流體力學基礎，液壓系統常用元件、基本回路，液壓系統的設計計算，氣壓傳動基本回路，氣動邏輯系統設計等。

先修課程：工程制圖、工程力學、機械設計基礎等。

3．金屬切削機床與數控機床

目的要求：通過課程的學習，讓學生了解切削機床的基本結構，熟知各類切削機床的用途，掌握數控機床的工作原理、典型結構的故障排除，從而為培養學生的工藝技能和對機床的調試維修奠定一定的基礎。

主要內容：機床傳動的基礎知識，各類機床的性能、用途及主要部件，機床的安裝、使用和調試。數控機床的工作原理、結構特點及使用、調試方法等。

先修課程：機械制圖、機械設計基礎。

4．可編程序控制器原理及應用

目的要求：通過本課程的學習，使學生掌握可編程控制器原理在自動控制系統中的應用，培養學生使用可編程控制器改造繼電控制系統，維護與管理自動化生產線的基本能力，并對今后從事現代軟生產線控制技術的應用與開發打下良好的基礎。

主要內容：PLC基本原理、PLC的指令系統、梯形圖、功能圖、PLC的應用等。

先修課程：電工技術、電子技術等。

5．機械制造工藝學

目的要求：使學生掌握機械零件加工工藝編制理論和專用夾具的設計方法。

主要內容：機械加工工藝規程制定的基本知識，常見零件的工藝規程的分析和制定，零件加工的質量分析，專用夾具設計理論、定位和夾緊；專用夾具的設計方法和步驟，常用切削機床的夾具設計等。

先修課程：工程制圖、金屬工藝學、機械設計技術、公差配合與測量技術、金屬切削機床與數控機床。

6．單片機原理及應用?

目的要求：通過本課程的學習，使學生掌握單片機的結構、原理，指令系統，掌握單片機的匯編語言程序設計等。能夠獨立設計單片機的硬件線路和編制軟件。

主要內容：單片機相關芯片的結構特點和引腳功能，尋址方式及指令系統，應用實例，仿真開發系統的使用。

先修課程：電子技術等。

7．數控原理及編程

目的要求：通過課程的學習，使學生掌握數控系統硬件控制，軟件控制的基本理論和實踐能力及數控機床的編程方法。

主要內容：數控系統的分類及特點，輸入裝置，點位/直線控制，連續切削控制，數控指令及編程。

先修課程：金屬切削機床及數控機床等。

選修課

1．演講與寫作

本課程使學生通過學習，加深對語言的社會本質和交際功能的認識，提高運用祖國語言文字的實際能力，特別是言語交際的實際能力，同時，通過對寫作的強化練習，使學生系統地掌握常用應用文體的寫作理論知識和方法，提高學生在學習、工作和日常生活中實際應用各種文體的寫作能力。

2．音樂與繪畫

通過本課程的學習陶冶學生的藝術修養，培養學生的藝術素質，并且在系統的訓練過程中，培養學生正確的觀察方法和造型能力，為今后的全面發展奠定良好的基礎。

3．大學生就業與創業指導

目的要求：通過本課程的學習，使畢業生樹立正確的擇業觀并調適在擇業過程中可能出現的矛盾心理；掌握一定的求職技巧并轉換角色、適應社會發展對人才的需求；了解就業政策，更好地利用就業指導機構指導自身就業。

主要內容：我國當前的就業形勢、大學生就業政策、就業觀念、就業準備、職業選擇、擇業技巧、創業環境與創業機會、擇業過程中各主要環節的把握、創業者應具備的素質與能力等。

實踐教學

（一）實驗

實驗是使學生進一步理解與鞏固理論知識，開發學生智能，培養學生的動手能力，分析問題、解決問題能力的重要環節。在本專業課程中，計算機文化基礎、普通物理、工程力學、金屬工藝學、C語言程序設計、計算機輔助設計、電工技術、電子技術、公差配合與技術測量，微機原理，液壓與氣壓傳動，可編程控制器，單片機原理及應用，數控原理及編程，數控機床的使用與維修，傳感器等課程都要開設實驗課，成績要記入學生成績冊。

（二）教學實習

教學實習是為了使學生更好地學好專業課，在專業基礎課和專業課學習期間開設的實習。主要包括：金工實習、電工實習、到工廠參觀實習各種機電設備的運行等。每次實習完畢，學生要寫出完整、合理的實習報告，成績記入學生成績冊。

（三）生產實習

生產實習是專業課教學過程中在專業課結束后進行的實習，是學生學好專業課的必要手段。本專業的生產實習是讓學生親自參加機電設備的安裝、調試、操作、參與管理組織，并在實習過程中，培養學生的組織紀律觀念、集體主義觀念、艱苦創業觀念、職業道德觀念等。

生產實習成績單獨列入成績冊，其成績評定如下：

實習效果分 實習態度分。

實習效果分——實習結束后，有實習單位出題考核得分。

實習態度分——由實習單位和帶隊老師給學生打分。

（四）課程設計

課程設計是某門專業課結束后，在老師指導下，學生運用所學基礎理論和基本技能，進行某課題設計的綜合性訓練環節。課題由教師根據課程情況和生產需要制定。在設計過程中，要注意使學生進一步理解運用基礎理論，尤其要注意啟發、培養學生分析問題、解決問題的能力及創造力。

職業領域

可設置的專業方向：機械電子技術、機械制造與計算機控制、機器人應用、機電設備及自動化、數控機床使用和維修、數控設備管理和維護。

從業方向

就業面向：機械制造工藝設計與實施、工裝設計與實施、機電一體化設備的管理和維護、數控機床的編程和操作等工作。

深造領域

機電一體化專業是一個寬口徑專業，適應范圍很廣，學生在校期間除學習各種機械、電工電子、計算機技術、控制技術、檢測傳感等理論知識外，還將參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試，充分體現重視技能培養的特點。學生畢業后主要面向珠江三角洲各企業、公司，從事加工制造業，家電生產和售后服務，數控加工機床設備使用維護，物業自動化管理系統，機電產品設計、生產、改造、技術支持，以及機電設備的安裝、調試、維護、銷售、經營管理等等。

應用領域

數控機床

1、總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。

2、開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、智能化設計。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

5、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

制造系統

計算機集成制造系統。計算機集成制造系統打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

智能制造系統

柔性制造系統。柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

工業機器人

被廣泛應用的為第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。

發展方向

20世紀90年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有：1.智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而必要的。

模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

網絡化。20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system，CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。事實上，許多

發展前景

機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

中國是從20世紀80年代初開始進行機電一體化技術方面的研究和應用的。雖然經過20多年的努力取得了一定成果，但與發達國家相比仍有相當差距。為了加快發展、縮小與發達國家的差距，需要我們在產業政策、金融政策和市場導向上，對機電一體化技術和產業予以積極支持，主要包括：國家在政策上對機電一體化技術給予大力支持，特別是涉及基礎技術、綜合技術等方面，要給予強有力的財政和各種扶助。由于機電一體化技術是各種高新技術的綜合和升華，需要多學科、多技術、多種機構協調研發，這也對技術研發機構和產業界的協調能力提出了挑戰，因而需要繼續發揮主管部門的作用。

要明確機電一體化技術開發和產業化推廣的主力軍是企業，在這方面，技術和綜合實力雄厚的大型企業將發揮舉足輕重的作用。有關部門應該在稅收、金融和其他方面給予一定的優惠傾斜。

要把發展機電一體化技術作為增強自主創新能力的重要內容，鼓勵和促進企業在這個領域有所作為。同時，為縮小與發達國家的差距，可以通過引進、消化、升級來逐步達到提高自主創新能力的目的。有關部門可以通過政府采購、項目設立等措施，達到支持和鼓勵自主創新的目標。

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。實操性人才缺乏，各企業高薪聘請機電一體化專業人才，在深圳地區例如：富士康、三星、華為、等一線企業擁有大量高薪職位就業前景十分廣闊.以下由工控行業網為您進行的機電一體專業就業前景的方向分析。