略谈机电一体化系统的应用
在我国经济不断发展的大背景之下，我国的工业也得到了很好地发展，特别是机械工程领域。目前，机械工程领域所面对的整体环境较为复杂，行业内部的竞争也变得更加激烈。因此，机械工程行业要想进行全面发展与有效提升，就需要应用机电一体化系统。机电一体化系统不仅可以将机械工程与新型科技进行紧密结合，还能促进机械工程领域的合理革新。
一.機电一体化系统所需技术及优势
（一）机电一体化系统所需关键技术
第一，信息技术。要想应用机电一体化系统，就需要应用信息处理技术。机电一体化系统的合理应用，与信息处理设备及微电子技术有一定关系，这二者在应用机电一体化系统的过程中可以提高机电一体化系统的安全性、稳定性与可靠性，具有一定的现实意义和使用价值。
第二，软件技术。在应用机电一体化系统的过程中，除了要注重硬件设备的相应使用，还要注重软件技术的具体应用。在应用软件技术的过程中，要确保软件技术与硬件设备之间有紧密联系，且符合硬件设备的使用情况。软件技术的应用，可以加强机电一体化系统的标准化操作和程序化应用。
第三，传感技术。传感技术在机电一体化系统中的具体应用，可以保证机电一体化系统的灵敏度及精确度，还能避免在应用机电一体化系统的过程中出现相应的干扰情况。
（二）机电一体化系统的优势
第一，应用范围广。机电一体化系统的具体应用，具有一定的复合性特征，将很多相关技术进行了紧密融合。可以应用在多种不同领域，具有比较广泛的应用范围。与传统的技术设备系统相比，机电一体化系统改变了传统系统的单一功能与单一技术，使自身的功能变得更为丰富和多元，可以满足不同行业的具体需求。
第二，安全性能好。工程机械应用机电一体化系统，会使整个生产的过程具有很高的安全性能。机电一体化系统在应用的过程中可以进行监督和预警，还有很强的自我保护功能，这样不仅可以保证生产过程的安全性，还能保证操作人员的人身安全。
第三，科技含量高。机电一体化系统的具体应用，还具有很高的科技含量。由于机电一体化系统内部会应用多种不同的新型技术，这就使系统整体具备较高的科技含量。
1 第二章：机电一体化系统中常用执行机构
一、教学建议
通过文字教材了解机电一体化系统中常用的执行机构。
流媒体课件讲解了机电一体化系统中常用执行机构的基本原理与选择方法
在学习的过程中，如果有学习的心得和体会，请在课程论坛上和大家分享；如果有什么疑惑，也可以再课程论坛寻找帮助。
学习完本知识点，可以结合本课程网上辅导栏目的形成性考核作业1检验对所学知识的掌握情况。
二、教学要求：了解机电一体化系统中常用执行机构的基本原理与选择方法
机械执行机构向执行末端件提供动力并带动它实现运动，即把传动机构传递过来的运动和动力进行必要的交换，以满足执行末端件的要求。
1.执行机构的基本要求
机电一体化产品的执行机构实现其主功能的重要环节，应能快速完成预期的动作，并具有响应速度快、动态性能好、动静态精度高和动作灵敏度高的特点，另外为便于计算机集中控制，还应满足惯量小、动力大、体积小、重量轻、便于维修和安装、易于计算机控制要求。
2.微动执行机构
微动执行机构是一种能在一定的范围内精确、微量地移动到给定的位置或实现特定的进给运动的机构。
（1）热变形式
热变形式执行机构属于微动机构，该类机构利用电热元件作为动力源，电热元件通电后产生的热变形实现微小位移。其工作原理如图1所示。
传动杆1的一端固定在机座上，另一端固定在沿导轨移动的运动件3上。电阻丝2通电加热时，传动杆1受热伸长，其伸长量ΔL/mm为
ΔL＝αL（t1-t0）＝αLΔt
式中：α为传动杆1材料的线性膨胀系数，mm/oC；L为传动杆长度（mm）；t1为加热后的温度（oC）；t0为加热前的温度（oC）；Δt为加热前后的温度差（oC）。
热变形微动机构具有高刚度和无间隙的优点，并可通过控制加热电流来得到所需微量位移；但由于热惯性以及冷却速度难以精确控制等原因，这种微动系统只适用于行程较短、频率不高的场合。
（2）磁致伸缩式 图1 热变形式微动机构原理 1 2 3 ΔL 2 磁致伸缩式机构利用某些材料在磁场作用下具有改变尺寸的磁致伸缩效应，来实现微量位移。其原理如图2所示。
机电一体化执行系统的设计探讨
[摘要]执行系统设计是机电系统一体化设计的关键环节，对机电系统的运转有着直接的影响。为了保证机电系统的正常运转，就必须要保证执行系统的科学合理，能够在机电运转中正确的执行相关的指令。
[关键词]机电系统；执行系统；设计要点
执行系统的主要作用是直接用来完成各种工艺动作或者生产过程。其在整个机电体系中的角色就是要根据控制指令，通过传动系统的传动，把动力系统提供的能量和动力，直接完成系统预定的工作任务。可以说，执行系统的方案设计是机电一体化系统总体方案设计中极其重要，同时又极富有创造性的环节，其将会直接影响到机电系统，包括性能、结构、尺寸、重量及使用效果等方面。
一、执行系统的功能及基本要求
实现机电一体化系统的目的就是执行系统的主要任务，对机电产品来说，其主要功能有以下两个方面：
1.作用于外界、完成预定的操作过程。具体来说，包括很多方面的操作，比如说操持焊枪进行焊接、缝纫机的机头穿针引线、车床的主轴和刀架完成切削加工、机器人的手部完成夹放工件、打印机的打印机构完成打印操作等。
2.作用于机器内部，完成某种控制动作。主要包括自动机中的离合器移动机构、自动秤的秤锤移动机构、照相机的自动对焦机构等。
我们可以把执行系统的功能归纳为：夹持、输送、搬运、转位、分度、检测与施力等。
一般来说，所有的工作机的执行机构都要对外界做功，所以，需要实现一定的运动和传递必要的动力。尽管信息机的执行机构所传递的动力很小，但是其对要实现运动的要求却相当高。
通常对执行机构提出如下基本要求：
（1）实现一定的运动。执行机构的运动通常是要具备速度大小、行程长短、轨迹形状、起止点位置和运动方向等相关要素的。而且，系统会对这些运动的起点与终点、轨迹有相关高的精度要求，同时对运动的启动、停止和轨迹跟踪，也是有关于灵敏度上的要求。
（2）传递必要的动力。执行机构必须要具备一定的强度和刚度，能够顺利
的传递一定的力或力矩。
本专业旨在培养从事机电设备的使用、维护、维修、设备的管理与设计等工作的高素质、高技能、应用型高级职业技术人才。[1]
课程开设
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本专业的核心课程有：液压与气动技术、机械制造工艺与工装、数控原理与系统、数控加工工艺与编程模块、数控机床机械结构、数控机床电气控制、数控机床故障诊断与维修模块、CAD/CAM应用技术、Solidworks以及电力拖动，电动机原理结构
