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关键词:抗干扰 机电一体化 机电接口
中图分类号: TH-39文献标识码:A 文章编号:
随着时代的发展,科技的进步,各种机械设备也逐渐进入一个相互融合以完成有着更大难度的任务的历史时期。在这样的背景下,机电一体化逐渐的被人们所掌握,并应用在了我们的日常生活中。但是机电一体化毕竟是人工做成的一种使人们的生活更舒适的工具,这就决定了其本身就带有一定的弊端。我们在进一步探索机电一体化的过程中,必须努力去了解这些弊端之所在,然后再去克服这些弊端,使其能够更好地为我们的日常生活服务。
一、机电接口技术的内涵及其系统组成
随着科学技术的不断发展机电一体化已经成为一个必然,从而使得多个学科之间开始了不断的融合与渗透,形成了一个新的研究方向。一般讲来,机电一体化就是集合机械、计算机、监测传感、网络通讯、自动控制、系统整合等技术的一门学科,在对机电一体化进行研究设计的时候,就是对各个学科的特征,以及对这些特征参量之间的物理联系的研究。正确的处理好各学科参量之间的关系、要求以及耦合条件,并通过研究这些学科之间的耦合关系和内在联系,从而去分析和解决机电一体化产品系统设计中出现的一些具体的问题。
在研究机电一体化系统的设计中,我们往往将这一系统归结为一个统一的整体,在这个整体的基础上对其进行研究整合,综合的考虑各种因素,最终做出最优的方案,达到最完美的效果。这也是机电一体化产品系统研发的一个重要的目的。
由于机电一体化系统的重要性,国外的专家学者在对其进行研究的时候主要提出了这样的几个观点:五块论、三环论、两个系统以及三个子系统等四个观点。综合考虑这几个观点之间的不同,我们可以得出这样的结论:由于机电一体化系统具有多样性、复杂性、模糊性的特点,这就造成了机电一体化系统在设计上的难度。所以我们对于机电一体化系统的认识还需要不断的加深,彻底的掌握组成技术之间的有效关联方式,实现各组成技术之间的最优连接。
在一般的机电一体化系统中主要是由五部分子系统所组成的,这五个子系统分别是:控制系统、驱动系统、动力系统、传感系统和执行系统。在机电一体化系统中,这五个部分是相互关联的,他们通过一定的接口进行相互的连接,在彼此的配合下完成相应的任务,而他们之间的配合就是通过相应的接口将其连接在一起而实现的。这些接口将原本相互独立的子系统联系在一起,在这其中这些接口所起到的并不只是连接作用,还包括沟通各个子系统的优势和功能使之能够充分的发挥出来,同时规避各子系统的弊病,充分发挥出原子系统在其本身根本就不可能发挥出来的新的独特的功能。
而机电接口技术是一门新兴的技术,它研究的是各机电单元之间相互连接的接口问题。研究这一门技术就是为了实现机电一体化系统各组成单元之间能够进行更为有效的连接,实现各组成单元之间的最优设计。
二、机电接口的功能及其分类
在机电一体化系统中,就是为了实现各组成单元之间的有效连接,使之成为一个拥有新的特性的有机整体。在机电接口中,包括硬件和软件两部分,硬件接口主要是指人与机电之间或者各子系统之间的连接,是信息进行转化、传递、分析的物理连接;软件接口主要是指提供给个子系统之间的转换、调整的方法和过程,使各个子系统彻底的融合为一个有机的整体,从而使其在新的任务群中展现出新的功能。
从简单的人机关系到机电一体化这是一个科技发展映射在日常生活中的关于社会发展的缩略图。不管多么高深的理论在对其进行支撑,它的最终目的还是在于方便人们的生活,为人们提供给更为简洁的生活方式。
在机电一体化中,其机电接口主要分为四大类:人—机接口、机—电接口、智能接口以及动力接口。在这四类接口中,他们的功能是相互独立,但是在一定程度上他们又是紧密的结合在一起的,正是通过这四类接口之间的相互协调运作,才能保证各个子系统的功能得到最大的发挥,这样在这个新的有机整体中才有可能表现出新的之前并没有表现出来的功能。
三、机电接口中的抗干扰措施
在机电一体化的结构系统中,会产生大量的电磁信号。这些电磁信号一般是来自于电网、强电设备、高压设备以及开关的电磁辐射。当这些电磁信号碰撞在一起的时候,就会在系统之中产生电磁感应,这样一来就会扰乱机电系统的正常运行,从轻的方面来说,就是扰乱系统的精确度,而从重的方面来说,则会造成机毁人亡的惨剧。
面对这样的问题我们就不得不采取一定的措施来防止在机电一体化系统中由于电磁信号的扰动,影响整个系统的正常运转。其实不管是在机电一体化系统中,还是在其他的系统里,最好的抗干扰方式就是治理干扰源,从源头上彻底的切断干扰信号,从而保证系统的正常、安全运行。但是这只是理想化的状态,俗话讲“理想很丰满,现实很骨感”,当在机电接口抗干扰措施中我们无法实现从源头是对其进行控制时,我们只能想一些其他的补救措施,使我们的损失尽可能的降到最低。
一般我们经常用到的控制干扰的措施包括:隔离、屏蔽、接地、滤波以及软件的处理等。其实从字面上我们就完全可以理解这些抗干扰方法以及这些方法的具体操作方法,但是我们也必须注意其中的一些细小的环节。
在图中所显示的就是屏蔽原理在同轴电缆中的应用。一般说来,屏蔽就是将干扰源或者干扰对象用导电或者导磁的材料包围起来,阻断其与外界的交流的通道,从而阻断电磁能量的传输。如图所示,在电缆线的最中轴是芯线,在其外层由一层绝缘体包裹着,在绝缘体的外面又有一层导电的导体。这样在绝缘体的作用下,就会防止内层芯线和外层导体之间的电磁交流,从而防止信号的干扰。在最外层又有一层厚厚的绝缘外皮包裹着,这样一来就彻底的将电缆线和外界分离开来,保证了电缆线传输信号的纯洁性。
所谓的隔离就是通过一定的措施将干扰源和执行系统隔离开来,在保证有用的信号正常传输的前提下,彻底的阻断无用的信号,从而达到控制干扰的目的。在隔离控制干扰中,又有一些不同的办法以达到隔离的目的,比如转换接口的隔离、变压器隔离、光电隔离以及继电器式隔离。不管怎样的隔离方法,他们的工作原理都是一样的,其目的也仅仅是为了阻断干扰源,从而保证机电系统的正常运转。
滤波就是在执行系统的周围安装一个特定的装置,该装置能够散射一些对执行系统无碍的电磁波,而这些电磁波恰恰能够很好的将干扰信号进行过滤,完全的吸收有用的电磁信号,而将无用的对执行系统阻有干扰的电磁信号彻底的阻断在执行系统之外。
软件处理就是在机电一体化系统完成以后,为了特定的目的设计的一些应用软件,以帮助机电系统更好的发挥其功能作用。用软件来处理电磁信号的干扰,就是指一些与机电接口相关联的一些软件技巧。软件抗干扰是对其他几类抗干扰方式的补充,在其他几类方式的基础上再进一步的进行抗干扰,以求达到万无一失。
结语:
在机电一体化系统中,各种干扰因素会影响着整个系统体系的正常运转,而会产生一些不必要的麻烦。为了将这些麻烦规避在襁褓之中,我们采取一些有效的措施对其进行合理的控制,保证我们的系统能够正常的运转。
参考文献:
[1]王晓丽,周天源.机电接口中的抗干扰技术[J].机电技术,2010(5)
Abstract: Starting from means of modern remote education, this article discusses the function and application strategy of informationalized remote education in the teaching reform of mechanical and electrical integration. At the same time it also shows that the application of modern remote education is the effective complementation of the construction of the vocational education practical teaching system.
关键词: 信息化远程教育;机电一体化;实践教学
Key words: informationalized remote education;mechanical and electrical integration;practice teaching
中图分类号:G643.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)02-0250-02
0 引言
信息化远程教育作为一种全新的教学模式,一直延续到到多媒体、计算机网络、卫星通信、电视直播、电子黑板等现代教学媒体及设备,用新的教育理念将教学信息资源共享、共建、共开发。一般而言,围绕教学活动为中心开展的信息化远程教育平台,学习任务可以不局限于教室内进行,随时随地都可以进行学习活动,对于教师而言还可以在平台上教学课件,实时更新学习内容,补充学生的知识容量,同时还可对学生的学习进行实时跟踪、检查、考核评估。对于学生而言,可以不局限于示教空间的学习,还能及时与老师在平台上沟通解惑。以下是一个远程培训课程的过程:
信息化教育远程平台是描述了一个完整的教育信息化系统。该平台以“纵横交错”的逻辑关系支撑整个教育信息化系统的平稳运行。所谓“横”指的是基础设施系统、应用集成,信息交换平台、教育信息化应用系统、电子校园信息门户,模块间相互关联,形成平衡的整体业务能力;而“纵”则指开发工具、安全管理,运营维护,提供了系统安全,管理和开发的能力。
1 信息化远程教育对“机电一体化技术”课程的教学构建
1.1 教学方法的改变 机电一体化技术是一门综合理论性、实践性很强的课程,涉及知识面广、容量大。传统的教学方法都是按照机电一体化系统的组成功能,将机电一体化系统分为若干个功能模块,逐一进行讲解,例如分别讲解机械本体功能模块,传感检测功能模块,自动控制技术、单片机技术、电气控制与PLC、传感器技术、液压与气压传动技术中央控制功能模块等等,传统的教学方法是将这些模块分割教学,割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的有机联系,从而造成了学生学不能用,用不知所用等弊端。就教师而言,由于课程综合性强,对教师的整体知识贯通面要求较高,而模块分割的实践教学模式化,不能有机地衔接与贯穿,教学内容缺乏对学生的吸引力;就学生而言,学生认为本课程的学习是对前面所学课程知识的复习,缺乏机电一体化技术综合运用的能力。信息化远程教育采用远程实时多点双向交互式多媒体仿真系统,实现跨越时间和空间的信息传递过程,有效地结合各种教育资源的优势,让平台教学服务,更生动、更大质量的传递教师所要讲授的内容。因此,特别适合于在机电一体化教学中的应用。例如,在进行自动化流水线的教学中,可结合信息化远程教育中的共享课件资源展示企业自动化流水线生产的全过程,从自动上料、传输、加工、检测和入库等各环节了解机电一体化运用环境、机电一体化的分类、工作状态和系统组成,从情景上让学生认知机电一体化技术的学习领域,使学习过程具体化,克服传统教学中抽象化的描述,促进学生对机电一体化专业的学习热情。
1.2 构建新的教学模式 “机电一体化技术”知识面宽泛,在内容的选取上应紧紧围绕工作任务完成的需要展开,以技术应用能力的培养为核心,体现“做中学,学中做”的教学理念,将所有知识贯穿于子任务中。以工作任务为中心,以网络模拟仿真与实际操作为载体,让理论知识穿针引线,帮助学生掌握知识、技能、方法。融“教、学、做”于一体,提高学生的实践能力和动手能力,与社会接轨成为实用的职业技术人才。例如,在工业机器人子任务中,先从资源库中调取工业机器人在自动化流水线上的工作过程,从不同的行业了解机器人的种类;从机械手的运动轨迹分析机械手的自由度,熟悉机械手的结构;了解机械手的机械传动和电气驱动;传感器的类型及人机交互系统等,在此基础上用三维动态图像展示机器人的整个组装环节,这个时候教师使用一个称为“黑板”(Blackboard)的网络辅助教学工具平台提出子任务,分析说明任务中的技能要求目标,让学生在远程资源平台上找资料,小组间用BBS互相讨论,并且及时与教师在线交流,探讨方案,做出工作计划,教师审核通过。具体设施时学生用信息化远程平台上共享的仿真系统,通过仿真模拟再现完成整个任务的全过程,教师还可以通过仿真系统中的故障设置排除模块对学生进行考核,然后提交电子档的实验报告,自测,评估。实践证明这种教学模式激发了学生动手组装机器人的欲望,提高了到手能力。
2 拓展视野体会乐趣
机电一体化技术传统教学模式中为了加深学生对专业知识的理解,常在结束课之前布置作业,或者老师在最后做小结。而远程教育资源可以利用“声像并茂”的模拟仿真视频更能使学生加深对机电一体化技术课程的理解。如在机器人课题完成之后,让学生实时在线观看校企合作共同构建的网络传输视频,现场再现师兄师姐们进入企业的工作情况,便于学生理解自己所完成的课题在实际运用工作中的重要性,也加深了对课题中出现问题的掌握和理解。同时,在这个网络平台上,开放教学大纲、教学日历、讲义教案、习题、多媒体课件和图片视频等课程资料,学生可以随时上网查阅和下载。积极开展课程试题库和项目库建设,不断丰富和完善课程习题、试题、项目文档、项目图片和最新发展动态等学习素材,通过多种模式使学生深入了解课程具体内容,并通过网络实现师生互动,在BBS论坛上与同学老师共同探讨,用模拟仿真系统软件验证设想,提交电子版作业,老师对学生提交的作业进行检查和答疑,提高了效率和针对性。网络资源的丰富资料使学生可以充分利用课余时间自主学习,提高学生的自学能力,同时使学生了解机电一体化的最新发展情况,扩大学生的知识面,使学生真正吸收课程内容,掌握机电一体化领域知识和技能。
3 结束语
建设好信息化远程教学,且与传统知识讲授有机结合并融为一体,能有效地节约教学资源,提高教师的工作效率,充分调动学生的学习自主性和创新精神,提高学习效率和效果,实现工学一体化的培养目标。
参考文献:
[1]何龙,祁传琦.项目教学法在机电一体化专业综合实训中的应用[J].成都航空职业技术学院学报,2005(4):40-41.
[2]蒋庆刚.浅谈高职教育“工学结合”模式下考试评价体系[J].河南教育(中旬),2009(4):21.
【关键词】核心能力;机电一体化;课程体系
1.引言
机电一体化技术是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,应用领域广泛,与此同时,企业对各类机电一体化技术人才的需求也日益增长起来,目前,我国机电一体化技术教育的发展相对落后,机电一体化技术人才缺口大。如何将机电一体化技术专业办好,如何才能培养出符合社会需求的高职机电一体化技术专业人才,基于核心能力培养的机电一体化技术专业课程体系的建设就显得尤为重要。
2.机电一体化技术专业的专业核心能力
专业核心能力就是学生掌握的具有独特的和不易模仿的专业能力,此能力可为学生今后的事业发展提供主要能量,是学生可持续竞争优势与新事业发展的源泉,机电一体化技术学生专业核心能力是满足社会需要的根本,也是该专业课程体系建设与改革的重点。高职教育的生命力在于培养企业需要的高技能型人才,因此,必须突出专业核心能力的培养,根据企业对人才培养的综合要求,按企业岗位要求的知识、能力素质来分,机电一体化专业的专业核心能力体现在以下三个方面:
(1)机电设备拆装、机电零件加工能力:表现为机械识图与制图能力、机电产品零部件设计开发的能力、制订加工工艺能力、CAD/CAM软件应用能力和查阅使用技术资料的能力。
(2)电气控制技术应用能力:表现为能够利用电工电子的基本知识和电气控制的基本知识,熟练地对电机设备进行控制的能力。
(3)机电一体化设备调试与维护能力:表现为对机电设备性能检测能力、机电设备拆装调试维护能力等。
结合上述能力体现,机电一体化技术专业的专业核心能力培养过程中还必须注意下面几点:
(1)专业核心能力的内在性:比如机电一体化技术专业的识图和制图能力,对于机械原理、机械结构、机械制造技术等课程知识的掌握起着重要的作用,因此在人才培养过程中不能因为求特色而放弃最根本的东西,如不能做到这一点,必将造成培养的学生华而不实,后劲发展不足。
(2)专业核心能力的延展性:研究如何使专业核心能力的获取依靠专业基础平台,而非专业方向平台;有了扎实的专业基础能力才能保证学生具有更宽的择业就业面、更强的社会适应能力,才能保持其专业竞争优势。
(3)专业核心能力的独特性:独特性体现在专业的培养目标定位上。高职的人才培养目标就是为地方经济发展服务,面向周边辐射培养高技能人才,培养掌握现代设计制造先进技术的创新人才。
3.以专业核心能力构建专业课程体系
机电一体化技术专业课程体系的构建是培养学生专业核心能力的灵魂和核心,所有的课程不必求得自身学科的完整性,伹都必须提高促进学生的动手能力。因此,更新教学内容和建立完善的课程教学体系对机电一体化技术专业发展十分必要。
(一) 重新构建专业课程体系
机电一体化技术专业课程体系建设应从职业教育的特点着手,按职业岗位群应掌握的知识和能力来进行。要以知识应用为主线,以能力培养为核心,打破原有的学科课程体系,按学生知识、技能、职业态度的形成过程以及学习领域之间工作过程的内在联系为重点,达到对课程进行优化和整合,由生产性实习、顶岗实习和专业选修课共同构成课程体系。文化基础知识以“必需、够用”为度,专业知识则根据职业岗位群有针对性地设置专门化学习领域课程,建立一个宽广、针对性和实用性都很强的知识平台。在课程体系设置中,主体框架思路如下:
第一,根据职业岗位的性质,将典型工作任务整合归纳,形成综合能力的职业行动领域,将行动领域转换成学习领域。明确学习领域中应培养的知识和能力,相应的配套实践实训环节,每一学习领域的教学情境,每一教学情境要传授的知识、能力以及考核学生的方式方法。
第二,对各个学习领域之间相互重复与交叉的知识,应进行优化组合,加以综合化改造,强调知识间的相互联系和衔接,坚决取消重复的教学内容。综合化课程要突出综合应用能力的培养。
第三,理论教学与实践教学相互渗透,理论知识与实践技能考核相互结合,可采用“讲练式”现场教学和项目化教学方法及行动导向教学方法。
第四,学习领域课程设置不讲求理论知识的系统性和完整性,而强调针对性和应用性。
根据上述框架思路,专业课程体系由综合化学习领域和专门化学习领域两部分构成:
(1) 综合化学习领域
机械制图:包含原机械制图内容,增加计算机辅助绘图(AutoCAD)内容,融入公差与配合部分,使学生将制图、尺寸标注和公差标注融为一体。
机械设计基础:包含工程力学、机械原理和机械零件、金属材料与热处理等内容。本学习领域主要是为了培养机械工程方面的初步知识和能力。
控制工程基础:包含电工与电子技术、电器控制PLC、液压传动与气压传动等内容,使机械中常用的电、液、气控制有机地组合在一起。本学习领域完成机械控制方面初步知识和能力的培养。
机械制造基础:包含金属切削机床、切削原理与刀具、机械制造工艺和机床夹具等内容,将加工工艺和工艺装备知识有机地组合在一起。本学习领域完成机械制造工艺与设备初步知识和基本能力培养。
传感器技术:主要包含检测各种物理量的传感器的种类、原理和应用。
计算机应用技术:主要包含计算机原理、信息处理、编程三大部分内容,以完成计算机应用方面的初步知识和能力培养。
机电一体化系统设计:主要包含机电一体化产品设计的基本方法、控制方法和策略、机电一体化系统设计实例等。本学习领域要做到综合性、实用性、实践性强,完成综合运用知识能力、综合实践能力培养。
(2) 专门化学习领域
主要根据设立的几个专门化方向,同时结合本专业的发展状况、趋势以及当地对人才的需求情况,一般在毕业实习时完成。专门化学习领域的主要任务是有针对性地完成就业上岗前的培训,为就业上岗做好充分准备,必须突出实践性与综合性。
(二) 实践教学课时设置原则
实践实习课时安排要把握以下两个原则:一是“保量”原则。在课时数量上应占整个教学计划总课时的50%及以上,以充分体现职业教育特色。二是“适时”原则。根据各个学习领域的知识和能力要求,及时跟上教学实践环节,强调知识与能力的结合,增强实践教学的时效性和教学效果。
4.机电一体化技术专业核心能力的培养
专业核心能力是学生走向社会、适应社会和服务社会的根本条件,也是学生的生存之本。因此,加强专业核心能力的培养也就是提高学生核心竞争力,可通过以下培养措施来实现:
(1)优化师资队伍结构。机电一体化技术是多学科的交叉,因此在机电一体化技术专业,教师队伍强调机械类专业教师和电子控制类专业教师的互动。教师的业务素质和自身的专业水平也需要通过多渠道的学习和培训得到提升。
(2)改变传统教育思维和模式。传统教育思维的束缚是制约学生核心竞争力提高的直接原因。传统教育思维最大的弊端就是理论与实践脱节,课堂与社会错位,因此,在机电一体化技术教学中要改变传统教育思维和模式。机电一体化技术教学应当重在实践,机电一体化技术专业的最佳教学模式是课堂教学与实践交替进行,采取“实践——理论——实践”的形式。理论方法和基本技能是必备的两个素质,两者都不可缺,培养学生两方面素质都要硬,就更好地发挥学校教学和社会实践两方面的共同作用,如果学生能够经历“实践——理论——实践”反复的磨练与积累,在实践中总结心得,在课堂上再充实自己,学生的专业能力必然能得到大幅度的提升。
(3) 完善课程体系和教学内容。加强机电一体化专业课程建设,不断完善教学课程体系和教学内容,并加强教学资源库建设、教学实训实习基地建设等。由于机电一体化技术专业是一个综合性较强的专业,涵盖了机械和电气控制两大学科门类,机电一体化专业能力的培养需要注重多学科知识的了解,把一些相关知识能够融入到课程设置中,在加强学生专业知识掌握的基础上,加强学生知识面的拓展,通过开放灵活的选修或辅修制来实现学生知识面的柘展。
参考文献:
[1] 李海金. “以职业能力培养为核心”课程体系的构建与实施.职教通讯,2011(10).
[2] 耿惊涛,赵占雄,杨辉静等. 基于工作过程的以职业能力为导向的机电一体化技术专业课程体系建设实践与研究.商情, 2009(1).
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[4] 李五坡. 高职高专机电一体化专业课程体系的构建. 漯河职业技术学院学报. 2010,09(2).
关键词:现代学徒制;机电一体化学科
一、现代学徒制的现实含义以及存在的弊端
现代学徒制是以顺应国家教育改革背景为基础,联合企业和学校,以培养具有高深专业理论基础和具有实践职业意义技能的创新技术为目的一种职业教育制度。其中学做交替、理论与实践结合是现代学徒制最大的优点。因此探究现代学徒制现实意义与理论体系,具有重要的实践意义,同样也是研究在机电一体化学科中运用此方案的重要战略方法。我国教育对现代学徒的理论进行与实践研究仍处于初级阶段,学校和校企工作的开展也不如人意,实行起来的效果也不佳。此外传统的专业技能实践教学中通常采用师父传授,学生学习的方式,传统学徒制教育已经不再适应当今教育界发展的趋势,具有非常大的局限性,不仅严重阻碍了学生对职业技术的学习与掌握,还大大减少了学生的学习效率,造成职业技术教学上的困难。因此改革现代学徒制,成为当前学校、企业和社会各位等多方面、多元化的培养的重要任务。此外职业教育的规划仍处于起步阶段,条件设施基础不够完善,具体实践措施又需要进一步探索也是阻碍国家学校实施现代学徒制战略的一座大山。
二、机电一体化学科教育的现状分析
我国的机电一体化学科开展早有历史,如今几乎遍布全国,凭借其较高的就业前景,较缓的就业压力,成为最为热门的专业。因此开展现代学徒制的创新与改革成了当下教学必须的任务与形式。经过多年的实际研究,取得了显著的成效,但随着教育国际化以及新课标的开展以来,其长期存在的缺点也逐渐要显露出来,例如教材与实际教学的脱轨,学生学与习的分离等等都日益严重等等,因此在实际问题中,这就更加迫切的要求我们对机电一体化学科的教学方案革新。
三、现代学徒制的机电一体化学科的创新应用
1.构建校企合作的现代学徒制教学体系。高职学校机电一体化学科的开展现代学徒制应与企业合作,开展具有特色的创新式校企合作式教育。同时结合现代学徒制的学做交替,实践与理论结合的重要特征,再培养具有高素质的机电一体化素质人才,育人与学知识并用,创新构建现代学徒制新型教育模式。这就需要教师做好充分的准备工作,例如,第一年开设的基础课程,以及具体的实施内容;第2年的实习内容与相关安全注意事项,让学生在具体实践中掌握学习的理论内容;第3年的深入学习课程内容,其中在开设相关类型的奖项。此外是否深入贯彻现代学徒制人才培养的战略,是体现校企合作教育办学是否好坏的重要衡量标准之一,需要学校教育与企业实际教学体系互相合作,以及学生积极学习的配合。2.创新现代学徒制教学方式。现代职业教育的开展是结合社会属性与学校属性的重要途径,实现大学生毕业后与其从事相应的工作的接轨,传统的学徒制显然具有局限性,现代学徒制的出现巧妙地补充了学习内容,实现了学校和企业的现实结合。其中教师成立了领导小组,充分利用学校以及企业教学资源、对课题和方向进行相关指导,使学校和企业互相关照、相互协作,对人才培养进行负责。另外开设具有实践意义的电子信息开设课程,设立奖学基金,是激励学生不断进步的有效方式,教师更应该严格把握进程习为职业技术人才的培养做出奉献。3.培养学生自主学习和发展能力。为了充分发展学生学习的积极性,培养学生自主学习的能力,适应机电一体化学科所需要的理论能力和实践技巧,我们在必须重视现代学徒制对人才培养起到的重大作用,从一个理论基础理论开始,创新并改革原有的教育模式,走向全新的现代学徒制教育理念,并从实际出发,不断利用所拥有的资源发展学生自主创新能力。现代学徒制要求学校与企业结合,学生的理论学习与实际操作能力相切合,应用电子信息技术专业知识、技能进行学习。现代学徒制的有效进行更是保障了职业教育的发展。因此教育界应该在寻求机电一体化学科创新应用与校企合作工作开展上,构建具有特色现代学徒制,培养学生的专业学习能力和自主能力,为培养高职机电一体化学科做出大量工作,探索出实践与实际相结合的道路发展。
作者:吴贤伟 单位:江苏省宜兴丁蜀中等专业学校
参考文献:
[1]田勇.现代学徒制在机电一体化学科中的应用研究.[J].质量探索2016.1.
关键词:机电一体化;系统;智能控制;应用
中图分类号:TH-39 文献标识码:A
1 对智能控制系统进行分类
所谓智能控制系统主要是一种多项控制技术,智能控制的正常运行需要仰仗于各类智能控制的子系统,进而构建出集成、混合的控制系统,只有这样,众多的智能技术才能够在智能系统中发挥其应有的作用。当下,各个行业所采取的控制系统主要有以下几个类别:(1)学习控制系统,类似于人类大脑的功能,人类的学习能力是智慧的主要表现形式,而学习控制系统主要通过对结构进行认知、辨别以及调整以后,利用对数据的处理及对信号的循环输入以保障其良好的运行效果,该系统还能结合一些基本信息自动地进行控制。(2)分级控制系统,该系统采取分级递进的智能模式,主要利用自组织控制、自适应控制等条件。再改控制系统中主要表现了三个级别,即:协调级别、组织级别以及执行级别,而对于每个级别来说,他们都具备该级别独有的作用。(3)专家控制系统,这种智能系统主要是将技能、知识、经验等因素进行有机的融合,并将这些因素整合到计算机系统当中,系统会根据相应的程序指令进行相应的操作。在该系统中,包括了众多的理论内容,这些理论内容都为智能系统在对实际问题进行处理时提供了一定的帮助,让处理后得出的结果具备较高的性能。(4)神经网络系统。当前,人工神经网络控制系统仍旧是运用最多的系统,该种智能系统的网络结构主要借鉴了人工神经元、人工细胞的相关技术,智能控制和模仿真人是该系统的主要功能。
2 将智能控制运用到有关机床
机电一体化是当今工业中的一项重要技术,智能化则是当今科技的主要发展趋势,在机电一体化当中发挥着巨大的作用,智能控制的主要表现形式之一就是数控机床与机器人的智能化。
对于数控机床来说,衡量机电一体化技术的重要指标便是精度。在陈旧的数控机床设备中,由于没有对智能技术进行过多的融合,进而导致产品加工不理想以及机床的精度不达标,智能数控系统中运用了许多RISC芯片以及多CPU控制系统,这些芯片以及系统将大幅度提高机床的精度。
在数控系统最初设计的过程中,大多数运用到的设计方法是模块化设计,其具有较为良好的裁剪性能,而且功能所设计的方面非常之广,针对各类不同的机电一体化生产基本上都能够达到要求,而在群孔系统的效果控制中,对于相同或者类似的群孔系统可以对各种操作流程进行参照,进而保证系统调整符合相关要求。
系统的操作程序是正常运行的重要指令,根据所需要加工产品的精度和尺寸对操作程序进行编程,才能够让产品加工以后达到预期的智能效果,从前,产品加工都是在普通车场进行,操作流程则需要依靠人工进行控制,所以要求操作工人具有较高的技术水平,而在当今的数控车床中,我们只需要依据相关的程序,对机器进行调试之后就可以进行加工工作,这恰恰是智能化的重要表现。
3 在设备装置中的智能元件
将智能控制运用到机电一体化系统中,不仅可以促进系统控制形式的调整以及转变,更加可以保障系统实现自动控制,机电一体化的典型设备就是数控机床,数控机床在元件的控制上更加能够反映出其发挥的具体作用。
数控机床中最基本的装置就是平面显示器,它的主要作用是显示相关的程序指令,进而让机床的操作人员对机床的运行状态更加深入的了解,在机床改造技术更新换代的同时,智能元件的种类也在不断翻新变化,近些年来出现的FPD平板显示技术具有能耗低、重量轻、显示大等诸多优势,完全可以应对最基本的智能操作。
而硬件模块则是保障数控机床达到指标的主要装置,生产商采用相关的智能技术,加之融合相关的智能元件创造出了良好的模块结构,譬如存储器、CPU、PLC、位置私服等,在具体的操作过程中进行了对模块形式的删减,建立了不同性能的模块。
在数控机床进行加工时,利用动态监控系统,完全可以将各种不同的现代化技术进行融合,这其中包括网络技术、计算机技术、多媒体技术、模拟技术等。有的时候甚至可以将一些经常用的控制装置改造成具有严密制造过程的控制体系,进而推进智能化进程。而网络技术是当今智能控制中应用最广的一项技术,它可以通过机床联网的形式利用计算机进行编制、输入、调节程序、执行命令等工作,进而实现无人操作的智能化控制。而网络装置主要包括的是数据线以及计算机,只要具备这两样装置,就可以完全将数据准确地显示在机床面板上。
4 智能控制的主要特点
智能控制是多领域的交叉学科,从最初的“二元论”到后来的“三元论”发展至今,已经成为“四元论”,智能控制已经得到了长足的发展,我们有理由认为,智能控制理论的根基是自动控制理论、信息论、运筹学以及人工智能的交叉。其具有相对完善的理论基础。
相比于传统理论,我们可以认为智能控制对对于传统理论的延伸和发展,也可以说传统理论是智能控制所包括的一部分,是智能控制的最初形式。智能控制具有分级、开放、分布的结构特点,具备很强的信息处理能力。智能控制追求的是对系统的全面优化。而智能控制的主要任务和所针对的对象具有不确定性,传统的控制方法在通常情况下仅仅适用于单一任务和精确的数学模型。而只能控制系统的重点在于对数学模型符号、环境以及描述的识别,在数据库的设计上,它与传统控制常用到的运动学方程、函数等数学描述方法有着本质上的差别。只能控制具有混合控制的基本特点,该系统能以数学广义模型来表述混合的控制过程,采用定性决策以及定量控制结合的控制方式。
智能控制系统对于传统控制理论并不加以排斥,智能控制当中往往包含常规控制,而智能控制同样经常利用常规控制的基本方法来对低端的控制问题加以解决,并对常规的控制方法力图扩充,而且智能控制系统具备非常强的学习功能、组织功能以及适应功能,能够克服环境所具有的不确定性以及复杂性,最终实现有效控制。
结语
现如今,智能控制已经成为机电一体化系统中被应用最多的控制方法,智能控制以其独有的高水平、高效率、高性能的控制优势对传统的控制方法造成了猛烈的冲击,并大有取代之势,文章中提到的数控机床仅仅是机电一体化技术中的一个典型代表,在现代工业生产生活中,智能控制在机电一体化系统当中的运用还有诸多方面,人们发现,智能控制的控制效能具有非常明显的优势,其优越性也越来越多地得到了人们的认可。
参考文献
职业核心能力综合实训模块是学生在校学习的最后环节,是前道各实训模块的整合与提升,也是学生进入社会时必备职业核心技能的保障,因此职业核心能力综合实训模块教学质量事关学生就业竞争力和职业发展潜力,事关社会对学校办学质量的认同度。目前高职院校在实践实训课程的考评模式建设方面还存在着诸多困难和问题,亟待进一步研究与解决。以职业核心能力综合实训模块为切入点,探索及构建实践与实训教学质量评价体系已十分迫切。
1高职院校在实践实训课程评价存在的问题
(1)实训环节教师教学质量质量评估的规范性、公平性有待提高。理论课程质量评估环节,很多高职院采用统一出卷等规范、公平的方式,老师教学质量的评估取得较好效果,但在实训教学方面的规范、公平的教师实训教学质量评估体系还不健全。
(2)实训环节学生学习效果质量评估的多元性、科学性不足。学生实训成绩的质量评估许多高职院由任课老师评定,容易造成老师评定的随意性,课程团队制定科学的子项目质量评估任务以及引进第三方参与质量评估强调不够。
(3)实训教学项目的针对性不强。高职院生源质量整体下降是每个高职院面临难题,同一班级生源质量参差不齐,而职业核心能力综合实训模块是前道各实训模块的整合与提升,对学生的学习能力要求高。根据学生现状,分层设计实训内容,让职业核心能力综合实训模块惠及更多学生是各高职院校需解决的难题。
(4)职业核心能力综合实训模块的评估与前道实训模块的连贯性需加强。由于学生职业核心能力综合实训模块开设往往是建立在一系列前道实训模块基础上的,因此该实训课程教学效果与前道实训模块有必然的因果关系,目前高职院校对实训模块教学质量往往采用按模块独立考核,没有向前纵向追溯,无法保证老师在实训环节的教学效果评价的延续性和一个专业各实训课程的连贯性和知识的系统性。
2高职院校实践实训课程评价构建对策研究
对本校机电学院新能源专业“风光互补综合实训”、机电一体化专业“自动生产线的安装与调试”、汽车检测与维修专业“汽车检测与维修综合实训”等职业核心能力综合实训模块实训教学进行深入研究基础上,针对目前实训模块质量评估存在的弊端,笔者认为可从以下几点突破。
2.1以职业核心能力综合实训质量评估模式为载体,创建一种“二元三层”实训教学评价模式
二元——老师与学生,即纵向评老师,横向评学生。所谓纵向评老师是指:在评价职业核心能力综合实训模块教学效果时,应该由专业团队(非任课老师)以较综合项目考核学生,给出本实训模块的教学效果分。由于学生职业核心能力综合实训模块开设往往是建立在一系列前道实训模块基础上的,因此该教学效果有必要向前纵向追溯,使老师在实训环节的教学效果评价具有延续性,保证一个专业各实训课程的连贯性和知识的系统性。以机电一体化专业的实训教学模块组成情况为例,该专业职业核心能力综合实训模块(自动生产线安装与调试实训)是建立在实训模块基础上的。
所谓横向评学生是指:学生职业核心能力综合实训模块的成绩获取应由组成该课程各子项目实训评价与专业指导委员会指定的第三方(学校外部企业、社会)以综合项目评价组成。例如:机电一体化专业职业核心能力综合实训模块学生学习效果评价。三层——实训达标层、技能拓展层、技能竞赛层,即将实训效果分为达标、拓展和竞赛三个逐步提升的标准,实现差异化和个性化培养。生源质量参差不齐,用同一标准去组织教学与评价学生必然存在弊端,因此将学生分成三个层次,每个子项目制定时设定三个梯度的难度,由任课老师分组、分层实施,保证每位学生核心技能都能得到不同程度的提高,从而提高整体实训教学质量,实现“水涨”——学生整体技能水平提升,达到“船高”——可以培养更多优秀的学生从事控制系统设计工作。
2.2以职业核心能力综合实训质量评估模式为载体,建设高水平实训师资队伍
以职业核心能力综合实训质量评估模式为载体,激励专业教师全员参与,夯实理论基础,提升专业技能,培养一批具备硬实力(解决实际问题能力)的高技能专业老师,建设高质量的实训教学团队,学院专任教师与企业技术骨干、能工巧匠作为团队成员,建成一支集实训教学、技术研发与服务功能于一体的混编团队,结合具体实训项目,开展实训教学活动。
2.3以职业核心能力综合实训质量评估模式为载体,完善实训项目动态更新制度
完善实训项目动态更新制度,保持专业知识和技能的创新性和先进性。新加坡南洋理工学院有句名言“我们讲授的是科技而非历史”,高职院校如何选择、设置和完善实训项目时,在围绕提高专业基础能力、专业职业能力、学生综合职业能力同时,要紧跟企业技术升级与科技的发展不断动态调整实训项目。
3“二元三层”实训教学评价模式实践效果
【关键词】煤矿;矿井机电;应用价值;分析
在当前形势下,整个社会对于煤矿的安全、高效、绿色、环保生产提出了新的、更高的要求。煤矿企业为了积极适应客观形势,必须加强对矿井机电设备的改造、管理与应用,加强对各种新型矿井机电新设备的研究,力争创造出更多的、功能更加健全、作用更加强大的矿井机电设备,充分发挥其应用价值。
一、煤矿矿井机电在煤矿开采中的价值和作用
在整个的煤矿开采中可以看出,无论在煤矿的开采量还是出煤量方面,煤矿机电发挥着关键而重要的作用,矿井机电在煤矿生产中充当一个系统平台,支持着整个煤矿企业的运转。当前形势下,煤炭企业的发展逐渐朝着依靠高端技术、高水平管理、绿色生态的方向发展,建立了可持续的发展理念,这些发展目标的实现无疑需要矿井机电的大力支持,矿井机电设备及其技术的不断发展创新,极大地支持了煤矿业的发展,增强了煤矿企业的竞争力,极大地提高了生产效率和经济效益,可以说矿井机电的地位和作用是巨大的。
二、煤矿矿井机电应用价值的具体分析
1、矿井机电的经济效益与环保功效
矿井煤矿的采掘、输送与生产必然会造成一定的环境污染与生态破坏。这些问题与弊端亟待解决,随着矿井机电设备的发展,一些先进技术被应用其中,机电设备朝着一体化方向发展,各项设备的工作效率被大大提高,减少了人力成本,有效控制了能源损耗以及各种有害物质的产生,节约了能源,实现了煤矿的绿色生产,打造了生态环保的绿色能源生产,确保了煤矿企业的长久、可持续发展。
这种应用价值的优势具体体现在:管状带式输送机的表面有两个转角点,其整体生产成本同以往的胶带输送机不相上下,这样就控制了造价成本,然而管带机的特殊优势体现为,无需在维修方面过多投入,而且当其表面有多个转角点时,其生产成本优势则更加突出,它可以节省转载站与工程投资等方面的花销,总之,基建条件越繁杂,管带机的经济效益则越明显,而且这项设备的实验也为创新技术的探究提供了借鉴经验,极大地促进了新技术的研制。
同时,这种设备体现出一定的环保功效,能够确保物料的无尘输送,减少了粉尘量,控制了物料的洒落,在某种程度上维护了绿色、环保生产,是一个极具环保价值的机电设备。
2、矿井掘进机械设备的应用价值分析
经过多年的研究,我国矿井掘进机械设备也实现了创新性发展,其应用价值也日益丰富、强大。
(1)掘锚联合机组。这一设备能够发挥多方面的功能,例如:煤块切割、装载、祛灰、运输等等。这一设备中安装了高端的遥控装置,能够进行遥控操作,也配备了先进的除尘设备,能够有效清除机械内部灰尘,确保矿井内掘进的平衡作业,大大提高掘进设备的开机速度,而且,这一掘进设备也能够用来进行地下余煤回采,同时将矿井内边角区域煤的采集,提高了采集量,实现了煤炭资源的最大程度开发,同时,也加快了巷道的掘进速度,极大地提高了生产率。
(2)截割方法的创新性探究。全断面掘进机是最新设计创造的掘进设备,是把盘状滚刀配置在掘进机械设备中,来确保更加高效地切断岩石,对于质地较为坚硬的岩石也游刃有余,而且还具有传统掘进机不具备的优势功能,例如:掘进速率更高、巷道截断大小更精准、其表面更光滑、挖掘量少等等。
3、矿井提升设备恒减速制动系统的应用价值分析
提升设备是矿井生产中必不可少的机电设备,其承担着物料、设备、工人的上下方向输送的任务,如果这一设备发生意外事故,就会带来非常严重的后果,其中最为关键部分当属制动系统。通过对其制动系统的优化改造,才能在意外情况下,凭借其安全的制动控制功能,降低危险率,维护矿井的安全作业。
将恒减速制动技术应用于提升系统,能够完善对提升关键环节的控制,确保提升机安全、稳定地运行,实现停车的精准。恒减速制动系统的优势特征体现在多方面,能够很好地控制减速时对提升设备的破坏,有效控制了因为安全制动所导致的机械设备钢绳索滑落的危险,同时也克服了缠绕式提升设备由于载荷不均匀而引发的一些制动异常问题。
4、基于技术改造的矿井照明设备节能价值分析
对于矿井节能照明设备的研究从未间断过,却都未曾达到电能高效利用的效果,最新研制的一种新技术,能够确保灯源照明同人体同步随行,达到了良好的节能、安全效果。
具体的工作流程如下图所示:
实践证明,这种照明设备在矿井作业中发挥良好作用,体现了照明设备的节能价值。
在以上设备中,处理控制电路设备处于关键地位,当中央处理器开启后,对信号接收电路的信号接收情况做出判断,再由通讯控制命令、电子标签信号达到对照明设备的调控,并能够对其中的电流大小加以监督。
再由通讯程序通过查询的方式来判断命令的接收情况,一旦确认收到命令,则对应进行操作,并对命令做出回应。
这一照明设备能够最大程度地控制电能的使用,与其他照明系统相比,能够节约电能在40%以上,特别适合安装在井内泵房等地方,从整体上达到了对技能、环保、安全的效果。
总结
煤矿矿井机电的发展是现代化科学技术进步的结果,矿井机电设备由当初的机械与电力系统相分离到现今的机电一体化发展,期间经历了复杂的历程,矿井机电的持续改造与创新性发展必将极大地支持煤矿开采业的进步,各大煤矿企业必须意识到矿井机电在煤矿采掘中的重要作用,不断加强对矿井机电的改造与创新,确保其优势功能与作用的发挥,实现煤矿生产的安全、高效、生态发展。
参考文献
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