时间:2023-10-11 16:14:18
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇机电一体化行业发展范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
论文关键词:机电一体化,电力行业,应用
机电一体化主要是指将机构的主要功能以及动力、信息处理、控制等功能与电子科技相结合,实现机械装置与电子化控制软件、设计有机结合,形成全新的系统。它具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗等特定功能价值,涵盖了“技术”和“产品”两个方面,是一个功能强大的系统。
当前,机电一体化已经发展成为了一门具有专门系统的学科领域,当今科学发展日新月异,机电一体化也将逐渐被赋予新的内容。
2 机电一体化技术发展现状
2.1 机电一体化技术在电力行业的发展现状
近年来,“机电一体化”这个名词越发流行,它最初只被认作为机械与电子的简单结合,但随着微机性能不断提高,以及信息技术、数据库、光学,尤其是通信技术逐渐进入机电一体化,机器可以通过遥控和网络化实现机电一体化,生产范围也日益普及。
机电一体化目前多应用于汽车制造、装备制造、机械加工等行业,其优越的性能在电力行业的应用还处于初级阶段。电力行业发展需要集成化、智能化,也需要人性化、绿色化,这些都是机电一体化技术能够做到的,因此,机电一体化技术在电力行业的应用还远远不能满足行业发展的需求,还有待进一步地研究并投入应用。
2.2 机电一体化技术的发展趋势
当今数字化、综合化、网络化以及个性化的技术革命是以微电子、软件、计算机和通信技术为核心引发的,对全球经济、社会、科技和军事等方面发展影响深刻,也影响了机电一体化学科的发展趋势。据有关预测表明,机电一体化技术的发展方向如下所述。
(1)朝着光电一体化发展:一般由传感、动力、信息处理、机械结构等部件即可组成机电一体化系统,加入光学技术,并利用其特点,能有效完善机电一体化系统中的传感、动力和信息处理部件。(2)朝着柔韧化发展:今后的机电一体化系列产品,会有足够的冗余度来运转执行和控制系统,对突发事件应对能力加强,柔韧化改善。该系统的子系统之间相互独立,均服务于总系统,而本身也具有“自律性”,能就不同环境而做出差异反应,同时,单个子系统的故障不会影响总系统性能发挥,使得总系统柔韧性加强。(3)朝着智能化发展:未来的机电一体化系列产品的“全息”特点将会更突出,表现为极强的智能化,这是由于信息技术、模糊技术都在快速发展,识别能力增强。
3 机电一体化技术在电力行业中的应用探究
3.1 交流电机的正反转控制设计
在生产实践过程中,常要求用一台电动机的正反转控制方向相反的两个运动,如小车的左行、右行,机械手的上升和下降等。
交流电机的正反转控制电气设计如图1所示。
要实现三项鼠笼型异步电动机的正反转控制,只要把三相线当中的任意两相调换位置即可。如图1,加入接触器KM1闭合时电动机正转,当接触器KM1断开,论文接触器KM2闭合时,电动机就会反转。
3.2 机电一体化技术在水电站厂设备中的应用
随着光电式互感器、智能化开关等机电一体化设备的出现,水电厂的自动化技术逐渐进入到数字化阶段。
(1)水电厂设备机电一体化结构分析。
水电厂设备机电一体化结构主要分3层。其中过程层,随着信息技术发展,采用了新一代光电电压互感器、光电电流互感器,能够直接采集数字量,提高了抗干扰和抗饱和性能,开关装置也实现了紧凑化和小型化。
(2)水电厂自动化的发展趋势。
目前,水电厂机电一体化不断更新技术,其发展趋势主要有智能化、人性化及用户二次开发等。
智能化指系统可根据人为存储的命令对事件进行推理、判断及归纳。在一定条件下能代替人工操纵,经过归纳和判断,自动操作、提示信息,使机组安全地运行。智能化越高,对人员要求越低,对自身及控制设备的状态能给出准确判断、统计及报警提示。
3.3 机电一体化技术在电站辅机产品研制中的应用
(1)微机励磁调节器:该装置典型的有UNITROP系列,响应快、精度高、稳定可靠、结构紧凑、抗干扰、运行和维护方便、可靠性高,在市场上应用非常广泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自动调节器分别适用于≤50 MW等级的无刷励磁汽轮发电机、≤600 MW和≥135 MW等级的汽轮发电机组的自动励磁电压调节器。(2)励磁绕组绝缘电阻监测装置:该装置典型的有GFDS-9001E型,采用80C196单片机技术。用来测量励磁绕组与地之间的绝缘电阻,一般采用在线检测的方式,监测发电机与励磁机励磁绕组之间绝缘情况。(3)发电机气体纯度监测装置:该装置典型的有GHS-1型,由纯度风机、纯度仪和变送器等部件构成。优点为:性能稳、无污染、不漂移、维护便捷,独有的微处理器结构容易使压力、环境和温度相互补偿,精度高。(4)励磁电流电压测算仪:该装置典型的有GES-9001型,用于测量励磁电流和电压,并可显示发电机的电流、电压、功率因数、频率、有功和无功功率以及转子氢温、绕组温度等。适用范围较广,可供3~600 MW的发电机组使用,性能好,质量可靠。
4 结语
机电一体化技术伴随着当前科技的进步快速发展,所发挥的作用日益明显,但是其在电力行业的应用远不能满足当前的需求,还需要进一步地研究并应用。
参考文献
[1] 章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7):46-47.
[2] 袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社,2006.
机电一体化又被普遍的称之为机械电子学,是把机械技术、电子技术、微电子技术、信息技术、传感技术有机结合,并综合运用到现实的项目机械当中。随着快速发展的机械一体化技术,一体化概念被普遍的接受与广泛的运用,是现代化机械区域中最受欢迎的技术问题之一。随着计算机技术的快速发展与普遍的运用,机电一体化技术得到了空前的发展,渐渐产生了以机械与微电子技术为一体的综合技术。现在的机电一体化的关键内容我们能够划分为3个阶段,它们分别是机械运行阶段、电子处理阶段与计算机辅助阶段。这3个阶段在机电一体化体系运作经过中,有着不一样的作用,并且在不一样的施工环境中,有着不一样的运用。尽管,这3个阶段存在着很多不一样的点,但是这3个阶段有着非常严密的连续,假如机电一体化体系中有一个步骤发生了问题,那么将会对别的阶段带来严重的影响,这就足够的表现出了机电一体化的延展性。所以,“机电一体化”涵盖“技术”与“产品”2个方面。只是,机电一体化技术是根据上述群体技术有机融合的一种综合技术。而不是机械技术、微电子技术和别的新技术的单一组合、拼凑。这是机电一体化和机械加电气所产生的机械电气化在概念上的基本不同。机械项目技术有纯技术发展到机械电气化,依然属陈旧机械,其关键作用仍然是取代与放大的体力。但是发展到机电一体化后,当中的微电子装置除能替代某些机械部件的原有作用外,还可以赋予很多新的作用,像自动检验、自动解决信息、自动显示记录、自动调节和控制自动诊断和保护等。就是机电一体化产品不但是人的手和肢体的延伸,还是人的感官和头脑的眼神,具备智能化的特点是机电一体化和机械电气化在作用上的本质不同。
2机电一体化和工程机械的不同
机电一体化与工程机械有很多不一样的地方。机电一体化:机电控制是侧重点,详细到行业关键指:数控机床、PLC技术、接口技术、ECU控制单元、单片机运用等,在这个专业里需求对电的控制高于机械本身。其优点在于机电控制将是将来机械行业发展的趋势之一,但它只是为机械行业服务,重点工作装置还一定要由机械完成,就业面比较来说相对宽泛。工程机械:侧重于内燃机、液压和液力传动、底盘与关键工程机械构造和设计,像装载机、推土机、平地机、铲运机等。详细到行业关键包含柴油机、变矩器、油泵、液压件等的设计和制造。它是机械行业的详细运用。其优点在于工程机械行业是国家核心发展的行业,行业内大型企业很多。
3工程机械中机电一体化的运用
3.1节能功能
机电一体化节能功能在项目机械中的运用,也在必然程度上优化了机械现实运行状态。就是在陈旧的项目机械现实运行中因为其机械运转需要耗费很多的能源,从而造成在工程机械迅速发展的背景下,渐渐凸显出来社会能源短缺的问题,而且能源浪费的情况也变得愈发严重。而导致这情况的因素关键归咎于陈旧工程机械现实运行中经常处于功率不能达到相应规范的运行状态,最后在这运行状态下,能源浪费情况一定会常常出现。在这背景下,如果将机电一体化节能功能运用于工程机械运行中,就能有效改善陈旧机械运行中存在的能源浪费情况,而且也能完成对功率的适当调节,达到最好的节能结果,同时也能有效处理现代社会发展中存在的能源短缺问题。
3.2提升精度
机电一体化技术在工程机械中的运用,经过精密的电子控制体系,让工程机械作业的精度大大增加了,大大提升了整个生产经过的良品率。陈旧的机床加工的产品的精度许多时候是凭借操作人员的经验与操作的熟练程度,产品相对低的良品。而运用的机电一体化技术的数控加工机床或者加工中心的加工精度明显提升,其能够依据控制体系的命令自动实施作业,并依据反馈体系的信号及时调整作业,大大提升了产品良品率。例如最优秀的数控金切机床的加工精度已经能够达到0.001mm左右,超精密数控机床的微细切削与磨削加工精度能达到0.05μm左右。
3.3自动报警、电子监控和故障自检作用
在项目机械中,电子监控就是对其传动体系、工作配件、制动体系、发动机和液压体系等的工作状态实施监控,一旦在监控经过中发觉了异常情况,自动报警体系就会对产生故障的位置实施正确地定位,之后就可以有效改善工作人员的工作条件,快速提升机械设备的效率,还能够让设备的维护检修工作变得更加容易,减少停机维修的时间,让维修应用的费用降低,机械设备的应用寿命尽量延长。
3.4实现作业过程的自动化或半自动化
项目机械完成自动化或半自动化控制,能够让操作者的劳动强度减轻,提升生产率,并减少由于操作者不足的经验对作业精度的影响,比如,某公司的挖掘机设有挖掘轨迹控制体系,铲斗运动轨迹的形状操作者在控制板上设定好后,微机控制体系可以依据各类的角度传感器的信号,自动控制动臂、斗杆与铲刀的运动,完成各类特定开口与断面沟槽、斜面的精确挖掘,让挖掘作业完成了自动化。
4结语
关键词:机电一体化;计算机集成制作系统;技术发展
人类社会是一部科技发展史,尤其是近代史,随着工业革命的进行,机械工业和机器制造业一直处于高速发展的状况,并且随着现代科学技术的迅速发展,在很大程度上极大地推动了学科之间的交叉和渗透,这在很大程度上促进了工程技术方面的改造和创新。尤其是在机械工程方面,随着微电子技术和计算机技术的交互发展,并逐渐应用到机械工业当中,形成了机电一体化的技术发展方向, 机械制造技术的发展是从开始的完全人工到半自动化直到自动化,是这部技术发展史的一部分。这在很大程度上使机械工业的技术和产品机构、功能构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,促进工业生产由“机械电气化”时代进入“机电一体化”时代,机电一体化技术是机械、电子、信息三个学科合理结合的复合技术,是在工业产品和过程设计与制造中,机械行业和高科技计算及行业的有机结合,在技术发展阶段,人类总是试图实行实现各个行业智能化和绿色化,所以,机电一体化技术促进了机械制造技术的发展计入一个新的阶段,在很大程度上推动了两个行业的迅速发展,
一、机电一体化的核心技术
机电一体化的核心技术主要包括:一是信息处理技术。主要指的是计算机技术,尤其是单片机技术。在机电一体化技术中“电”可以说是单片机技术、PLC 技术和通信技术的综合体;二是机械制造技术。是指机电一体化技术的基础技术。机械制造技术包含了很多方面,如机械设计技术、机械制造,还是机械工艺,并且其在机电一体化方面都有很大的发展,并存在巨大的发展空间;三是传感器技术。是指一种包括各种物理量的传感器,尤其是具有“一器多感”功能的技术。近些年来“光纤传感器”随着科技的发展,取得了长足的进步,这在很大程度上对近对机电一体化技术有巨大的作用;四是传动技术和自动控制技术。是指在微电子技术的支持下机电业的关键技术,它包含电力传动、液压传动、机械传动、气压传动和磁力传动等方面。随着技术手段的发展,这些传统的技术能够在更大程度上满足人们需要的各种动作和功能。这是近年来最常用且发展最迅速的技术范畴。自动控制技术的代表技术手段是人工智能控制技术,这项技术对机电一体化技术产生了巨大的作用。
二、机电一体化技术的国外发展历史
机电一体化技术从20世纪40年代兴起,到20世纪60年代后,“3C”技术(即计算机技术、控制技术、通讯技术)得到迅速发展,这为机电一体化技术的发展奠定了技术基础。所以,我们大致上可以将机电一体化技术的发展分为3个阶段:第1阶段:20世纪40年代――60年代以前。在这个阶段当中,“3C技术”初步形成,人们初步开始利用“3C”技术来充分完善机械产品的性能。第2阶段20世纪60年代――20世纪80年代。在此阶段当中,由于“3C”技术的高速房子,机电一体化技术呈现称蓬勃发展的态势。在此时期,人们更好地利用“3C”技术的技术成果开发出多样的机电一体化产品。喜多发达国家在此阶段处于领跑地位。第3阶段:20世纪80年代末至今。随着美国等发达国家制定了相应的机电一体化策略和人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,20世纪80年代末期开始,机电一体化技术向智能化方向大踏步迈进,大量的智能化机械产品不断出现,我们可以说,机电一体化技术将以智能化为中心跨入21世纪。
三、国内机电一体化技术的发展现状及发展趋势
20世纪80年代开始,国内机电一体化技术开始兴起,随着现代科学技术,尤其是计算机科学技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈,使产品的科技含量更高,更新换代速度日益加快,人们对商品需求更加多样和高品质化,所以传统的机械制造业正在发生十分深刻的转变,对产品的品质、成本要求逐渐提高,而且对于企业来说,对其自身的交货期、成本控制等方面都提出了更好的要求。我国为了适应市场需要,对制造业的这场巨大而深刻的革命十分关注,认为其既是机遇,也是挑战,近年来,我国在发达国家大量引进机电一体化技术,并且研发了一系列拥有我国独立知识产权的机电一体化产品和技术,所以,虽然我国的机电一体化技术与发达国家相比,仍有很大差距,但较之以前,具有更加系统化、智能化等方面的特点。
机电一体化已经成为从产品设计开发、加工制造到产品销售及使用维修等全过程的技术系统,其技术体系各学科间不断融合,其学科的界限性逐渐变淡甚至消失。生产规模的扩大及最佳经济效果的追求,使先进制造技术产生一系列技术与管理相结合的新的生产方式。计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等的引入并与传统制造技术相结合,使制造技术成为一个能驾驭生产过程的系统工程。发展先进制造技术的目的在于实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,并取得理想的技术经济效果。对于国外发达国家来说,由于其资金、技术和设备等方面的优势十分明显,所产处的机电一体化产品不仅质量较高,并能更好的适应市场多样化需求,使获得最大的经济利益。但是,我国由于科技技术发展水平相对较低,需经过一定时间后,其科技水平才能达到国际先进水平。所以,在科技实力方面,需要在引进国外先进科技的前提下根据我国情况对其进行改进和创新,并创造出具有我国自主知识产权的技术手段,而在市场经营和商业营销方面,要促进商品品质的提升和发展,并且要独立研发适合中国国情的、具有中国特色的机电一体化产品,并对于是市场欢迎的高技术的机电一体化技术和产品,需要投入大量的资金和技术力量进行开发,争取利用这些商品扩展市场,并在技术方面有巨大突破,为我国机电一体化技术的综合持续发展提供更大的技术支持和储备。
总之,环境保护和生态平衡已经成为21世纪的主体。在机电一体化技术方面,要求机电一体化的产品和技术能够做到高性能、高质量、低能耗和微型化、集成化等特征,也可以将这类产品和技术称为“绿色产品”或者“绿色技术”。但是机电一体化技术的发展应注意以下问题:(1)机电一体化是学科的综合,是机械设计理论发展到一定阶段的产物,它不会取代机械设计理论。(2) 机电一体化技术工作者要具有十分综合的技术能力,只有掌握大量技术知识,才能再次行业中获得发展。(3)机电一体化技术是渗透到所有的机械产品中的普遍技术,是一项综合技术,几乎不受行业的限制(4)机电一体化作为机械工业变革的产物,有着巨大的发展潜力,对我国的经济发展能够起到更大的作用
参考文献:
[1] 张建民.机电一体化原理与应用[M].北京:国防工业出版社,1992.
[2] 曹金榜.现代设计技术与机械产品[M].北京:机械工业出版社,1987.
[3] 李启麟,刘红霞等.我国机电一体化发展途径的探讨[J].郑州航空工业管理学院学报,2002,20(2):62-64
[4] 张春良,陈子辰.机械制造业与新技术革命[J].机床与液压,2001,(5):10-16
[5] 白文薪,孙伟等.论机电一体化的发展方向[J].电气时代,2002,(8):10-16
关键词:机电一体化 化工项目 应用
如今,在众多生产技术中首推的是在高科技高效率的现代工业流水线自动化生产技术中机电一体化技术。机电的一体化技术又名为机械电子学( Mechatro nics) , 此项技术的发明和拓展刺激了制造业技术进一步的朝高精准、高难度、高速度三方面发展,从而提高了工业产品在更新换代的速度水平,进而同时也刺激推动了多个领域生产力效率的提高。以上归功于该项技术是结合两大应用技术于一体,即电子技术与机械技术的结合,同时还糅和了电子科技技术及高精密机械技术以及计算机技术等多门技术科学的产物。此项技术诞生后,其应用范围不断的高速拓展,致使在全球社会化大生产的今天挣显出重要的地位。由于该项技术比集中控制化系统所拥有的安全系数更高,功能性更强,因此现今大型机电系统一体化的主要趋势是使用分布式控制系统。
一、化工作业中机电一体化的主要功能
现今,化工工程为满足高效的生产速率,能源的低耗,高标准的自动化程度,工艺水平的高精确度,产品性能的高稳定度的性能要求,同时为实现产品的安全,可靠,好的工艺及经济性,化工工程生产必须实现全面应用电子控制技术来取代传统的机械设备控制技术,电子控制技术的应用为化学工程技术的进一步的发展提供了强有力的动力。当前,机电一体化技术在化工工程中主要实现如下功能。
1.降耗节能,实现工业连续化自动生产,提高劳动生产率
2.电子实时监控, 自动预警和故障推断自诊
3.生产精度的提高
比方说,在现代公路建设中,从原料供应上来说,供应商为了实现沥青及水泥混凝搅拌设备在成品料的配比比例精度上的控制,广泛运用了微机控制的电子称量系统, 目的是使计量过程实现自动化。
4.生产设备控制
如电子调速器、化工仪表和自动化控制, 电子油门控制装置、自动升温控制装置、自动停机装置等。
5.自动化或半自动化
化工过程实现自动化或半自动化控制, 可以提高生产率,减轻操作者的劳动强度, 同时减少因工作人员操作经验不足对作业精度的影响程度。
二、机电一体化在化工中的应用
1.煤矿、氮肥厂机电一体化技术的应用效果
机电一体化在煤矿开采,运输,挖掘等环节的应用和推广,大大提高了我国煤矿生产业的整体综合实力,让许多无科学秩序的生产变得秩序井然,为整个生产流程实现高效,洁净,安全,结构合理的工业生产夯实了坚固的基础。同时该项技术对煤矿的生产方式及设备规格有巨大的影响。实现机电一体化很好的矿山大型设备是矿井提升机,完全数字化,同时还有交流直流提升机。尤其是内装式提升机, 其结构是将滚筒设备和驱动动力合为一个整体, 机械结构得到了进一步简化, 是机电一体化技术应用的典型设备。除此之外还有精确可靠的全数字化提升机, 它拥有重复性故障排查寻址、成套的诊断设施和自我诊断功能, 同时还有简便快捷的通信功能;该设备还应用了总线技术, 电气设备安装得到进一步简化;装备时硬件配置简单, 零部件少,安装快捷; 同时可以便捷实现设备的软启动、运行软件控制和改变瞬间加速度的功能。另外,机电一体化在氮肥厂的自动加煤技术应用上也有良好的发展前景。主要技术特点是: ( 1) 在原有的下灰仓上增加能自动调节电子下灰配置; ( 2) 依旧采用原有造气工段的油压技术动力能量源; ( 3) 造气工段路程实现控微机不停炉下灰控制。相信我国广大氮肥生产厂家,都会应用这一自动化控制技术。造气控制技术优越性在于能解决生产过程中的一些问题,污染指数得到进一步降低,企业的经济效益和社会效益也得到进一步的提高。
2.环保绿色化趋势
现代工业的飞速发展不仅丰富了人们选择商品种类,而且惬意了人们生活方式;但是除此之外,工业化大生产也使自然资源进一步减少,尤其是不可再生的矿产资源,加之开采过程中对生态环境的破坏,某些国家的自然环境也遭遇到了前所未有的危机。随着人们环保观念的增强,人类逐渐意识到保护环境的重要性,许多环境保护组织相继成立,呼吁着保护环境,保护唯一的地球家园。于是绿色化成了当今许多人青睐的经济发展趋势,绿色可持续发展下绿色工业产品逐渐成为当今工业产品的主流趋势。绿色产品的好处在于其设计、制造、使用和销毁整个周期中符合保护环境的标准,达到保护环境同时不危害人体健康。机电一体化能实现绿色化生产,对人类环境经济具有远大的发展意义。机电一体化技术绿色化必定会给现今的化工业带来全新的动力。
三、结语
近些年来化工行业发展迅速,竞争日趋激烈,对生产技术要求也随之越来越高,尤其对生产自动化,规模化,绿色化方面的要求愈发显得重要起来,由此也推动着机电一体化向更高的科技标准前进。现如今,高科技的迅猛发展,让科技水平日新月异,如网络通信,生命科学,人工智能等多个先进领域科学技术的发展,都会使机电一体化技术向高性能化,高智能化,高人性化发展。所以,在化工行业应用上新的机电一体化技术, 能够使企业获得更好的经济,社会,环境三方面的效益,同时是实现化工企业可持续发展的重要途径。科学技术的快速发展必然也带动着不同领域的先进科技逐渐走向融合,机电一体化也会趁着这种发展趋势,融合更多的科技,将机电一体化技术带向更广阔的天地。
参考文献
【摘要】随着社会的进步,新技术在各行各业中快速发展,机电领域中更是发展迅速,极大的促进了机电水平的提高,并且实现了机电一体化。机电控制技术作为机电一体化的核心技术,在实现机电一体化的过程过程中发挥着至关重要的作用。由此,机电控制技术的运用是实现机电一体化的必要条件。本文作者结合多年工作经验,主要从机电一体化技术入手,分析机电一体化的内容,并且进一步分析了机电一体化的发展趋势和应用。
【关键词】机电;自动化技术;机电控制
引言
随着我国科学技术的不断发展,科学技术不断渗透到各个领域,从而出现了一些新的技术。机电一体化技术就是融合了多种科学发展而来的,包含了机电控制技术、机电自动化技术、网络技术、计算机技术等[1]。由此,在机电一体化进行设计的过程中,需要我们熟悉各个学科之间关系,只有这样才能更好的实现机电一体化技术。为了不断的提高机电一体化水平,应该对其进行不断的深入研究。使其在更多的领域与行业中发挥更大的作用。
1机电一体化的技术
1.1机械技术
机械技术是机电一体化的基础技术,主要是为适应一体化技术的新技术、新概念,实现了结构、材料、性能上的变更,有效地减轻重量、缩小体积,并且提高了有效刚度和精度,最终实现改善机械设备性能的目的。
1.2计算机技术
计算机技术在机电一体化中发挥着着重要的作用,尤其在信息的处理方面。计算机技术可以有效收集、保存、交换信息,并且还可以进行有效地运算、判断以及人工智能管理。
1.3系统技术
应用整体概念组织形式,应用各种相关技术,从全局系统性目标出发,有效地将总体进行分解,然后对若干个功能单元进行连接。机电接口技术是系统技术中的一个重要内容,可以通过机电接口技术将其系统的各部分统一的连接起来。
1.4自动控制技术
自动控制技术涉及的范围较为广阔,通常我们是在控制理论的指导下,进行系统设计,然后再进行仿真模拟实验,现场调试[2]。自动控制技术具有高度定位控制、速度控制、自适应控制、自我诊断、校正、补偿、检索等功能,可以实现对整个系统的自动化控制。例如在完成某个特定的控制任务时,控制过程会按照设定的或者预想的目标完成。
1.5传感检测技术
传感检测技术是整个系统的感受器官,可以实现自动控制、自动调节的目的。同时系统的功能程序化强度可以随着传感检测技术性能的变化而变化,
1.5伺服传动技术
伺服系统主要是实现电信号和机械动作之间的转换装置和部件,通常有电动、气动、液压等类型。伺服传动系统对机电一体化整个系统的动态性能、质量以及功能具有决定性的影响作用。
2机电一体化的内容
2.1机电一体化技术是从系统工程观点出发,应用机械、电子等有关技术,使机械、电子有机结合,实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术,主要包括技术原理和使用机电一体化产品(或系统)得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群(族)的总称[3]。
2.2机电一体化系统(产品)由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体,具有满足人的使用要求的最佳功能,机电一体化系统(产品)。主要是指机械系统(或部件)与微电子系统(或部件)相互置换和有机结合,从而赋予新的功能和性能的新一代产品,有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。
2.3机电一体化工程是机械工程与电子工程的综合集成,即给定机电一体化系统(或产品)“目的功能”与“规格”后,机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统(产品)中的具体应用。
2.4机电一体化思想体现了“系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电机一体化、机电液一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。
3机电一体化技术发展趋势与应用
3.1智能化
随着科学技术的快速发展,智能化已经成为各行各业所追求的目标。而机电一体化技术的发展也不例外。机电一体化智能化的体现,主要是要求机电产品具有一定的智能作用,可以具有人类的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。尤其是当前制造自动化水平的不断提高,会出现越来越多的智能制造系统,进一步来实现人类的制造活动。例如在数控机床上增装人际对讲功能,以I/O接口智能数据库,实现操作、使用、维护带来的方便[4]。
3.2模块化
目前,机电一体化产品和技术主要可以分为机械、电子和软件三大类型。模块化的技术是融合了这三种技术地产物。模块化技术不仅可以有效降低产品开发和生产成本,而且可以提高产品的通用化程度,提升产品的可装配性、可维修性以及可扩展性。从目前我们应用的电器产品标准化效果来看,机电一体化技术的已经成为机械工业发展的必然趋势。
3.3网络化
随着电子技术的快速发展,各行各业都受到了巨大的影响,尤其是当前机电一体化技术已经向着网络化方向发展。
3.4微型化
微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。3.5绿色化
机电一体化产品的绿色化主要是指,不污染生态环境并能回收利用。工业的发展使得物质丰富,生活舒适的同时也导致资源减少,生态环境受到严重污染。绿色产品概念在这种矛盾环境下应运而生,绿色化是时代的要求与趋势。绿色产品在其设计、生产、使用和销毁的过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率和回收率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途[5]。
3.6数字化
控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
3.7光机电一体化
在机电一体化的基础上应用光学技术,实现光机电一体化的发展。光学技术具有其独特的先天优势,可以改进机电一体化系统的传感、能源和信息处理系统,这将成为未来机电行业发展的主要方向。
4结语
机电一体化技术的实现,是时展的必然产物,尤其是电子技术的不断成熟,极大的推进了机电一体化的发展和形成。机电一体化技术的应用,促进机电产品功能和质量的不断提高,并且在各个方面均表现出显著的经济效益和社会效益。由此,未来机电一体化产品具有更好的发展前景。
参考文献
[1]张广生.机电控制技术应用问题研究[J].科技致富向导,2011.09
[2]董海.机电控制技术应用中相关问题的研究[J].科技传播,2012.13
[3]李劲平.机电安装工程的施工技术及控制研究[J].城市建设理论研究:电子版,2012.24
一、高职机电一体化的实践教学现状与成因分析
在高职机电一体化专业的教学中通常都会设置有一定比例的实践教学内容,但是因为受到多方面因素的影响使得相应的实验、实训教学的实效性较差,造成学生在顶岗实习阶段的动手能力不足,情况严重的学生会在毕业工作很长时间之后仍然不能独立的开展工作,在实践操作能力上存在严重的不足,自身技能也不符合市场的要求,也在很大程度上阻碍了高职教育的进步。当前的高职机电一体化实践教学现状的成因是多方面的,从专业课角度来看,机电一体化专业知识教学具有技术融合、学科交叉的特点,实际教学过程较为枯燥,学生理解起来也比较困难,这使得学生容易出现畏惧心理,不能调动起充分的学习兴趣,也阻碍了其创新思维的养成,尤其是那些学习能力差及基础知识掌握不牢固的学生,专业课更是非常有难度。
从教学层面分析,理论教学与实践教学存在相互脱节的情况,师资力量以及硬件设施的构成等也都是造成实践教学发展不完善的因素,学校不能为每个学生提供足够的独立实践锻炼的机会,教学就很难达到预期的目标。从高职实践教学的发展现状来看,因为多种因素使其比理论教学的发展要滞后,不适应新时期人才培养的要求。
二、高职机电一体化的实践教学改进策略
(一)结合产业发展要求进行专业实践能力的分析。传统的机械工业已获得了新的发展内涵,产品的加工制造方式也逐渐地被新技术代替,机、电技术的融合交叉越来越普遍。通过调研及综合分析,可以发现现代企业在机电一体化人才需求方面,主要需要其掌握机电产品的设计与绘图,机电设备装配与维修,自动生产线运行与调试等知识技能。现阶段相关机电行业的发展中有三类人才是比较缺乏的,其一是复合型的管理人才,要求这些人才具备技术与管理两方面的能力,可以根据市场经济发展规律去进行产品生产工作,还能够对企业的发展方向进行把握;其二是具备创新精神的技术型人才,兼备技术与管理才能,可以按照市场动态趋势去提出相应的生产改进方案;其三是智能型技工人才,理论知识与实践经验都比较丰富,可以熟练的操作生产设备,并且积极地开展技术创新及设备、技术的维护工作。对于高职院校来说,其培养目标主要是让毕业生在经过学校与企业中学习与实训之后,可以在实际的工作岗位中发挥作用。
(二)工学结合,形成能力本位的实践教学体系。从传统的以课堂理论教学到现在的实验室、实训基地教学,在实际教学中以典型工作任务为主,教师引导为辅,各高职院校在近几年教学改革中不断改进教学内容与方法。在高职实训基地建设以及实践教学体系的构建上学校都进行了不断的探索,但实践教学和社会需求仍然存在脱节的问题,对机电一体化的实践教学定位不准确,在教学中只是单纯的以增加实践教学时间的方式去改善教学模式。理论与实践的不相符,也使得学生掌握的只是技能不能在实际的行业发展中进行有效的利用。在高职机电一体化的实践教学体系的建设中需要结合企业与行业的实际发展需求,并且应该充分的符合专业岗位的特定要求,在遵循这些方面的原则基础上形成层次分明、分工具体的实践教学体系。根据其中的教学规律去进行由浅入深的知识与技能的教学。在高职机电一体化的实践教学中,应该重视专业技能训练与核心技能训练、扩展能力训练的相互融合。
(三)校企联动,建设产学研有机结合的实践教学基地。校企合作的教学模式符合高职院校教育改革的具体需求,可以充分的发挥校企双方的优势,达到工学交替的人才培养模式,为学生实习、实践、就业,教师的再教育、科研提供优质服务。通过校企合作的教学模式,可以让学生真正的体会到职业人的角色特性,将自身的专业知识应用到实际的生产环境之中,也是对生产一线需要的高技能人才重要培养方式。积极地去建设教学与培训、生产与科研融合的教学实训基地,可以推动人才培养与经济效益两方面的进步。校外实践教学基地的设立可以采用国家专项、省部共建等方面的资金投入方式,做到建设的互惠互利,实现校外训练基地的稳定发展。采取技术改造、设备更新、资源整合等方法去进行校内实训基地的建造,其建设需要遵循适度够用的原则,在充分的调研基础上再开展实际的建设活动。校内实践基地在建设与管理上需要确立以学生为本的理念,提升自身的综合性与开放性特点,以提高学生的创新力为主要任务,增强学生的机电一体化实践能力,还让校内实训基地发挥了应有的功效。在此基础上还应该去积极的吸收社会资源,通过参股等形式参与校外实践基地的建设,并且对实训基地进行科学化管理,体现出高职院校具备的社会服务作用。
【关键词】机电一体化;课堂教学;提高效率;探讨
机电一体化教学具有理论性强、知识面广、实践性强的特点。因此,我们在机电一体化教学中必须坚持从实际出发,确定教学改革思路、培养目标,深入改革课程体系、教学方法和教学内容,使专业人才培养与未来社会发展需要相适应。那么,如何提高职高机电一体化教学的效率呢?笔者认为可从以下几个方面进行探讨。
一、改革课程教学内容
1.根据人才培养目标改革教学内容,制定有效性、全面性和操作性强的专业教学计划。实践教学的考核应突出职业技能和能力考核,生产线安装与调试实习和生产线运行与管理实践教学的考核要有工程技术人员参与。组织学生参加国家有关部门颁发的技术水平等级资格证书考试。
2.根据人才培养目标所设置的课程、编写课程教学大纲,大纲的内容包括:课程定位和目标、课程内容和基本要求、课程的教学进程和学时分配、课程的实践环节和学时安排、教材与主要参考书、课程质量标准与成绩考核、教学方法(教师的教和学生的学)与教学手段(技术)指南等。
3.机电一体化教学计划中,各门理论课要整体推进教学内容、教学方法、教学手段(技术)、考试制度的改革,形成协同效应,各主干课程要首先做到。⑴教学内容要紧跟现代科学技术发展水平,部分刚应用的新技术要请应用企业专家来讲;⑵教学方法要变单向灌输为师生协同互动,既改革老师的教授方法,又指导学生改进学习方法和思考方法,重视学生发现问题、分析问题、解决问题的能力;⑶要改革考试制度,采用多种形式,促进学生改变死记硬背的学习方法,让善于动脑动手解决实际问题的学生脱颖而出。
二、规范课堂教学管理
1.重视教风和学风建设。教风是学风的老师。机电一体化专业的教风应体现在全体教师积极投身改革,开拓创新,敬业爱岗,教书育人,教风端正,工作效率高,效果好。要尽早把学生引导到专业和行业中去,使学生始终关注专业和行业发展变化,激发学生自觉学习的兴趣。
2.加强单招教学研究工作。随着我校单招班级人数的增加及国家大力支持对口单招工作力度,机电一体化办也逐步将教学工作重心转移到单招教学研究与管理之中,通过走出去,引进来,虚心学习别人之长处。
3.加强实训教学管理。紧密联系高职教育教学改革实际,积极开展职高教育教学研究,特别要在实训教学上下功夫。本学期在车间以理实一体化教学的班级共有五个,实训教学的班级共有7个,涉及钳工、焊工、车工、数控、机械拆装等工种。对实训教学计划、教案及教师教学进度及教学形式进行全程跟踪,保证实训教学有效性。
三、改革优化实践环节
1.实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验,使学生掌握基本实验仪器的使用,基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。
2.单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等,学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能,参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。
3.综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等,学在实训中,采用边教、边学、边做的教学方法,通过典型零件数控加工案例引导教学设计,针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案,并在加工现场实施,形成不同零件加工效果的直观比较和认识,以合作完成实训教学过程。融“理论、示范、练习、反馈”于一体,将“教、学、做”合而为一。
四、实施课程教学评价
1.“教法”与“学法’合一。机电一体化专业课的教学方法是由其自身的专业特点决定的。教师在教学过程中非常注重教学方法的运用,如“讲授法”、“谈话法”、“程序法”、“实践法”、“总结归纳法”等等。却忽视了学生的学法指导,教师作为教学的主要引导者,既要“授之以鱼”,更要“授之以渔”,即教师作用不在于传授知识,而重要是教会学生如何获取知识,提高他们学习和掌握知识的能力。比如《机械制造基础》中碳钢的分类繁多,不易记忆,我们指导学生用表格的形式来“比较学习”,增强记忆力。现代教育强调能力和素质培养,因此,“教”与“学”之间是否协调是否有利于对学生创造性、思维能力的培养教法改革是否有创新等就显得尤为重要。
2.“理论”与“实践”合一。机电专业课不仅理论性强,而且实践性更强。因此作为机电专业教师必须是“双师型教师”,即教书是“一把好手”,技能更是“一把能手”。比如,讲解《机械制图》中圆锥部分时,我自制了一个教具——圆锥,把在车床上的制作过程拍成DV,通过PPT的形式让学生看到在车床上车圆锥的全过程。因此“理论”与“实践”合一是评价机电一体化专业课教学最基本的条件。
3.“教书”与“育人”合一。职业教育的培养目标是为社会培养“第一线”的“应用型”人才。这就要求我们,在教学的过程中不仅要教好书,还要育好人。机电一体化专业的学生,将来要从事机电行业的生产制造。具有安全隐患多,工作环境脏,工作任务重的特点。所以在专业课教学过程中要注意培养学生职业道德和修养,培养他们适应本专业的能力。比如,《机械制图》教学过程中,从画每一个点、每一根线开始,就注意培养学生认真、严谨、细致的工作作风,培养良好的职业道德和修养。因此“教书”与“育人”合一是为社会输送合格人才的重要举措。