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机电一体化技术论文

时间:2022-03-13 23:36:26

机电一体化技术论文

第1篇

[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有下述优越性。

(一)使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。

(二)生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高。例如,数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。

(三)使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作。

(四)具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。例如,电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能,使其应用范围大为扩大。

(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛,涉及到工业生产过程的所有领域,因此,机电一体化产品的种类很多,而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成下述几类。

①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。

②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。

③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置,如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。

⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外,机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。

二、机电一体化产品的构成及特点

机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。

(一)机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。

(二)动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。

(三)传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。

第2篇

1.1在现代机械制造业中的应用传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

1.2在饮料行业中的应用机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量,提高其国内、国际竞争能力。

1.3在钢铁企业中的应用

1.3.1计算机集成制造系统(CIMS)钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

1.3.2现场总线技术(FBT)现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

1.3.3交流传动技术随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。

1.3.4开放式控制系统“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。

1.3.5分布式控制系统(DCS)分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2机电一体化技术的发展趋势

2.1智能化智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.2数字化微控制器和接口技术的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、通用性、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控制操作、诊断和修复。

2.3模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化。

2.4网络化网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.5自源化自源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。

2.6人性化人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说更自然,更接近生活习惯。

2.7微型化微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。

2.8绿色化工业发达给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果,所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。

3结束语

随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

摘要:随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速发展,机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文对机电一体化技术的应用进行阐述,并对其发展进行探究。

关键词:机电一体化应用发展

参考文献:

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社.2006.

第3篇

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:

(1)行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大;

(2)抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;

(3)进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。

(1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

(2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

二、人机接口

人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。

1、输入接口。

(1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以BCD码形式输入信息。

(2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:

1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);

2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。

2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

结语:

接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。

参考文献:

[1]费仁元,张慧慧,郑刚。机电接口技术的内涵和发展。北京工业大学学报。2003.(4)

[2]佘明辉。基于机电一体化系统接口技术的研究。江西电力职业技术学院学报。2006.(4)

第4篇

1.1有效提高煤矿生产的安全系数

在没有引进机电一体化生产时媒矿工人需要深入幽暗潮湿的矿井进行日常作业并下所有的工作都需要人工完成,人工作强度大几乎是超负荷运转。长此以往不仅会对矿工的健康造成影响复杂多变的井下环境与突如其来的透水事故、瓦斯爆炸事故还会威胁到广大矿工的人身安全。

1.2有效提高煤炭生产的效率

在煤炭开采过程中应用一体化的机电技术从根本上改变了煤炭企业的生产方式用机械取代人工将人力从繁重的机械劳动中解放出来实现人力资源的合理优化配置。不仅如此人力不同于机器人会有疲累感超时的高负荷工作会降低工人的生产效率不利于煤炭产量的提升。用机械取代人工后,只要定期对其进行养护维修机械就能长时间保持高强度劳动降低了不确定因素对生产造成的影响肩效提高了煤炭生产效率。

1.3有效提高煤矿企业的经济效益

在煤矿生产中运用机电一体化技术,能够有效节省人力开支8降低了生产成本还提高了煤炭产量,为企业创造了更多的经济价值使煤炭开采企业的经济效益得到大幅提升。企业盈利增长员工的福利待遇自然水涨船高这在一定程度上改善了煤矿井下作业人员的生活质量起到了“双赢”的效果。

2煤矿机电技术一体化应用的具体体现

2.1带式输送机

带式输送机是煤炭企业机电一体化的重要组成部分,能帮助井下作业人员将已开采的煤炭运往地面,是煤炭生产不可或缺的帮手。在煤矿机电一体化的摸索过程中我国自行生产了多代带式输送机但大多都存在运输容量小、运程距离短、运行效率低、易出现机械故障、稳定性得不到保障等问题对进一步提升采煤效率造成了阻碍。为了解决这一系列的问题我国科研机构充分考虑到矿井井下复杂多变的环境运用机电一体化技术将我国多年研究带式运输机的丰富经验与煤矿运输的实际需求结合起来研发了多种软启动、制动装置肩效克服了传统带式运输机的不足之处迎合了时展的需求。新型运输机加大了运输容量、增加了运程距离、提高了运行效率、降低了机械故障的发生几率为确保煤矿开采工作顺利进行打下了坚实的基础。

2.2采煤机

将机电一体化技术运用于采煤机中庄要是通过改变采煤机牵引方式的方法达到延长设备使用寿命、增加安全性的目的。机电一体化技术能促使采煤机由老旧的液压牵引方式向新型的电牵引式方向发展充分发挥其实际优势提升采煤效率提高煤炭开采量。使用电牵引的新型采煤机能将运输过程产生的阻力降到最低涅合制动发电装置共同运作河以提高资源的合理利用效率尽量避免不必要的资源浪费。不仅如此机电一体化技术还能克服煤层坡度大且陡的不便通过在采煤机电动机加装防滑装置的方法崖面提升采煤机传动轴的荷载能力。零件损耗是制约煤炭开采效率的重要原因液压牵引方式会加快采煤机内各组成零件的损耗速度施工人员要通过不断更换零部件或直接更换采煤机的方式确保煤炭开采效率无形中增加了开采成本不利于企业获得经济效益最大化。在采用机电一体化技术后,电动牵引方式完美解决了零件磨损的问题通过调节电控系统实现灵活简便的操作不仅有效延长了采煤机的实际使用寿命节省了成本开支还提升了采煤安全系数保障了采矿人员的人身安全。除此之外,电动牵引式的采煤机还具有适用领域广、小巧轻便、结构简单等优势能够最大程度上将电能转化为实际生产力为煤炭企业提高产量打下了坚实的基础。

2.3提升机

矿井提升机是当前煤炭生产过程中涉及到的所有机械设备中自动化水平最高的一个,已经实现了全数字化,内装式提升机是机电一体化技术的典型代表,将驱动装置与滚筒装置整合在一起后,机械结构得到了极大简化。在提升机中运用机电一体化技术后提升机能自主查询机体故障来源定期进行“体检”并自动记录检测结果为机械的维修、养护工作提供了必要的依据,同时也节省了人力成本。在其检测到系统出现故障时会通过声音提示的方式通知相关工作人员对其进行及时修护,以此确保提升机的正常运行。不仅如此全数字化的矿井提升机相对于传统型号的提升机而言具有更简单的硬件配置兼容性强皮全系数高所需的易损零部件较少,能瞬间提升加速度更灵活易控实际操作性更强。全数字化提升机具备良好的使用性能充分发挥出了计算机技术的优势,能进一步完善系统检测、自保工作,已经成为多地煤矿施工提升机的首选类型。

2.4电控液压支架

由于我国电控液压支架发展历史较短肖前推行的国产电控液压支架所用的控制系统较简单应用范围局限性过强远不如其他国家研发的电控液压支架性能优越。将液压控制与计算机技术有机结合在一起,能将支架与顶板之间的距离控制在一个合理的范围内肩效避免因反复摩擦造成的零部件磨损,以此达到延长电控液压支架使用寿命的目的。

3结束语

第5篇

关键词: 电工技师论文 工艺性 标准化

一、专业项目论文的工作观

技师技能考核或鉴定首先应注重的是工作者专业素质――岗位工作能力水平的评价。写作和提交论文是申报鉴定者应对技能考核鉴定的准备过程,同时是个人技能水平的展示过程。

技术工人的专业工作目的一般要求是:保证生产质量、提高生产率、降低物质消耗――有效益价值核算或向好性预期。凭借论文关于专业工作项目立论确定、技术路线解析、工艺方法选择、调试过程记录等的描述,充分显示工作者的能力水平――专业规范把握、主流技术运用、工艺方法适当、工序工步明晰。

技师论文应该强调较高级工艺性内容,应该是工作技艺和业绩展示、以专业文献范式表述的文章,并不一定要用某效益指标来显示工作价值。如工艺改进型课题论文,突出的是专业技巧水平;又如新技术应用型课题论文,突出的是对工程新技术或复杂工艺的理解和驾驭能力。

1.强调论文项目的工艺性价值。技能,应理解为专业工作的技能工艺能力。也许是简称,总易误认为技能偏指技术能力,而忽视工艺能力。技术一般是指工业过程的方法论,即一般是可行性确定后在标准化设计前提下选材、加工手段、加工流程以尽可能的高效率获得目标产品的方法。而工艺,可以理解为加工的“艺术”,强调工作过程中获得目标产品的技巧性、保障性和完美性。技术工艺能力,可以理解为技术与工艺互渗而形成的知识型、技巧型、成熟型的生产力。

较高级的专业技能型人员的工作,应能体现技术工艺引人入胜的技巧性,工作项目论文也理所当然要求显示出工艺性价值――论文应显示出写作者关于工作项目的基本技术理解能力和工艺质量层次。基本技术能力包括专业理论的引用或引证,工艺质量则涵括改进能力、工作技巧、专业理论与实际的连接和补足能力、安全防护构思能力、提高工作对象商品化的能力。工艺质量直接决定了目标产品的实用性、适用性和市场性。

2.注重专业性表述的标准化概念。技师的基本技术理论理解力是其工作的重要基础之一,但其工作的方式、目标往往约束了专业理论的扩充速度和应用空间。许多长期在特殊电气工程岗位工作、工艺经验丰富的技艺型人员理论水平并不高,但他们的本职工作很出色,工作质量的工艺价值突现。一般认为长期的专职工作经验中积累着较高的专业工艺悟性。应该看到,高专业工艺性主要表现为相对行业标准、生产规范有很强的理解力,对生产流程有很强的连接、补足、改进的能力。正是高的专业悟性使得技艺型人员与技术设计人员的工作配合相得益彰。

3.把握过程分析的理论深度。一些技师工作项目论文中,用大量篇幅阐述理论的依据――数理公式推导过程或教科书式论说,然后绘出基本原理图,最后给出相当肯定的可行性结论。必须注意,这种论文往往是有缺陷的――项目的实施有效性没有表达―作者的操作工艺技能水平得不到显示。缺少相关工程经验公式或者经验系数(理论公式受客观实际过程条件的约束),易使得项目实施性这一关键工艺环节受到鉴定评价者质疑。这类论文的缺陷在论文大辩的有限时间里难以弥补。

4.妥当运用“技术进步手段”、“技术创新理念”、“精湛工艺过程”。机电工程岗位特征――专业智能成分较多,技巧思维保持,非连续性非周期性的操作。视下述工作能力为工艺能力;把握专业标准和规范的运用方法、流畅的专业语言(术语,编程,工程图,解析图表等)表述、撰适用的工程文档、规划工作技巧和效率。

技术进步:在产业规范约束下,采用现代的、主流的专业技术成果。

技术工艺创新:在产业规范约束下的工作能够在去除隐患、操作便捷、安全可靠、形式优化、节能提效、减污去噪、降低维护成本、智能化诊断运行等某些方面有显明的特色成果。

基本完备和适配的资料:是指可以作为施工提纲或设备的档案基本资料。

二、电学原理在工程运用中的本征性理解

机电技术中的电工技术是关于电能量分配和智能控制的技术,应用电工技术的基础原理是欧姆定律和麦克斯韦电磁方程组。

1.本征性理解。客观导电材料上的电量分析应划分为以电压(电动势能信息)为主量的“信息变换及传递系统”和以电流为主量的“能量传输电路”。控制信息传递系统的第一要素是“保证信息的准确”,控制系统传递信息不一定依赖固形材料(例如可通过空间电磁场感应传递)。

使用电动机为电能耗用终端的设备继电器线路形式控制电路主要形成运动控制“逻辑、时间、顺序”机制,自保、互锁、延时、中继等都是形成控制信息的电路。

采用集成运放器为核心的信号电压调节器主要解决比例(信号放大)、微分(信号即时变化率)、积分(信号的时间积累效应),而整流、检波、限幅、隔离、跟随、调零、保护等都是附加电路。

电能量传输的第一要素是电路成为回路,依赖有形的导电材料,再者就是能量规模(大小)和传输时间可控。因此,控制电路的关键功能是信息“变换(如电压放大器)”和“调节”。

主电路的关键功能是能量的“被控”和“驱动”,而反馈电路则是对于完成基本运转功能的、由基本控制器和驱动器(主电路)组成的开环系统输出量检测并形成修正信号的“智能化”部件。

现时的机电“主流技术”指由集成PID运算器件、逻辑运算器件(CPU)及大容量数据存储器件为核心的控制器运用技术、由可高频全控大功率无触点开关元件为核心的驱动器运用技术及由新型传感器为核心的传感信号接收变换电路技术。

2.机电能量转换技术离不开磁材料技术,也离不开磁路分析技术;传统的磁路材料由于磁传导敏感于温度和介质成分,其电气特性检定比较困难。但是近些年来,新型合成磁性材料技术迅猛发展,其运用空间(特别是在机电技术领域)急速扩展。

再者,材料科学技术和信息技术是工业技术发展的双引擎,感知设备运动状态和形成系统信息的传感器技术是智能系统的前端。

从对于控制方式本质的理解判断机电控制技术的发展方向:以一个四端电路(网络)为例,若以改变激励能够实现相应响应,则控制方式可分为:a.电流控制电流(控制机制参数体现为电流放大系数),b.电压控制电流(控制机制参数体现为转移电导(跨导)),c.电压控制电压(控制机制参数体现为电压放大倍数),d.电流控制电压(控制机制参数体现为转移电阻(跨阻)),实现电能利用的机电设备的电路多以电流为被控量,所以上述a,b两种控制方式是驱动器电路,c是信息处理电路,d不是机电设备电路优选形式(能量控制信号)。

上述a、b方式分别代表着两个时代的电能传输电路(主电路、驱动器)形式。

a方式中,电流控制电流的中心技术是:实现小电流控制大电流、一路电流控制多路电流。代表器件有三极管和继电器。

三极管,响应速度高,无动作触点,但控制电路与被控电路有公共支路,控制量与被控量的高次谐波相互影响或制约,而且可承受功率在瓦特级,一般不符合机电设备功率规模要求。

继电器(接触器),以电-磁-力形式驱动开关触点动作,实现电流的小控大和一控多。但触点动作时间不准、电弧现象、线圈断电反电动势高并形成高频干扰源、体积大等固有弱点,长期以来被视为“非理想器件”。

b方式是经典控制技术体系中理想的控制方式――信息控制能量。

上世纪后半期,业界使用大功率半控型电子器件晶闸管加之PWM技术的移相触发器实现有缺陷的“信息控制能量”方式于机电设备能量控制――主要是直流电动机的荷载调速。

上世纪末期大功率全控型电子器件IGBT(一种增强型绝缘栅场效应管器件)的商品化普及,机电设备用全控型的信息控制能量方式成为现实,例如在结构简单价格低廉的交流电动机实现宽范围荷载的变频调速。

3.电气主流技术发展的瞻望。机电设备机械构件的技术进步程度受制于材料技术发展及其成果的商品化程度。通用机电电工技术范畴的技术开发重点有:

电力电子技术:利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术,是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科成果。器件以半导体为基本材料,根据器件的特点和电能转换的要求,开发电能转换电路,包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。

电动机技术:强磁材料与低温环境技术。

虚拟现实技术:软件型传感系统分析与仪表。

机电液智能控制技术:机械、液压、电子融合控制技术使得机器的效率、性能、品质、可靠性等大大提升,如大型工程机械设备、深海或隧道的巨力液压控制系统。

微机电系统技术:常规电气系统元器件微型化组件化甚至实现“叠层组件―集成化”,即把微型化的敏感元器件、微处理器、执行器、各种机械构件、电动机、能源、光学系统等都集成于一个极小的几何空间内,并且能像集成电路一样大批量、廉价地生产。

电致流体相变技术:电场作用下电流变液(ERF,electrorheological fluid)可在“固”―“液”两相之间转换,转换过程可控而且可逆,转换时间为ms级,利用其电控力学行为,可以预期得到较之传统力学元件更为理想的(机―电能量转换控制的)响应指标。

磁致流体相变技术:磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。在零磁场条件下呈现出低黏度的牛顿流体特性;而在强磁场作用下,则呈现出高黏度、低流动性。磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的,而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。

硅胶导电与绝缘的智能化控制技术;作为可以在电磁场发挥“柔性”功能的新型器件必将影响机电设备电路构造技术。导电硅胶是具备导电性能的硅胶制品,用于一些电子硅胶产品上发挥开关接通的作用,现时应用于一些电子设备、家用设备、办公设备中,比如导电硅胶按键、电线连接管、影印机滚轴、电缆插头、连接器衬垫等。

三、要强调通用电学知识与电工新技术运用衔接的工艺能力

机电设备技术标准(国家标准、国际电工委员会文件、超级公司企业标准)的意志和执行能力。标准化是机电设备可靠性的保障。国家标准中对机床的控制方式、接地方式、抗干扰、容错、机械连锁、危险部件防护等,作了较完善规定,有效保障了机床的安全可靠运转。经验证明,符合标准的机床,故障率较低,反之故障率则高,可靠的保护措施是防止器件和装置损坏的重要方面。

当前的国家职业技能鉴定技师和高级技师考评体系强调了标准化水平是素质和技术能力的体现。如技术资料规范化编整能力、微机控制应用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在确定材料条件下设计制造的路径对产品拆解―解析技术工艺特征,提交改进或改性方案,以期获得结构或功能更优化的产品)、工程数学与物理运动现实的映射解释能力。

四、提高论文的精致程度和新技术含量的着眼点

维修电工岗位工作的技术工艺核心领域(空间范围,对象)。

第6篇

关键词:机电一体化技术;理论教学改革;实践

作者简介:熊小琴(1983-),女,湖北黄冈人,武汉生物工程学院机电工程系,讲师;谢丹(1983-),女,湖北荆州人,武汉生物工程学院机电工程系,讲师。(湖北 武汉 430415)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)08-0033-02

众所周知,制造业是我国的支柱性产业,也是自动化程度较高的行业。如今为提高产品质量与生产效率,制造企业越来越多地采用自动化生产设备和制造技术,而自动化生产制造的核心技术是机电一体化技术。所谓机电一体化技术即机械技术与电子技术的融合,是一项集控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和计算机信息技术等于一体的综合性技术。

通过为期三年的机电一体化专业教学实践及对走上工作岗位的机电一体化专业毕业生的访谈,笔者了解到目前机电一体化专业毕业生的瓶颈所在,即学校学习的理论知识较多用不上,能用得上的理论知识又不知如何应用于实践,普遍动手能力较差。针对这一现象,结合目前机电一体化人才市场对毕业生的具体需求情况,笔者对其主讲课程“机电一体化技术”的教学改革进行了研究与探索。对该课程的教学改革提出了自己的思路,目的在于提高学生的动手能力,以尽可能地减少理论与实践脱节的现象。

一、课程理论教学改革

1.教学内容的取舍应以够用为原则

相对于重点院校,三本院校的机电一体化专业学生在知识接受能力及学习积极性方面稍差一些,有关基础课程学得不够扎实,给本课程的学习带来较大的困难。

首先,作为教师要认清这种形势,在给学生讲授“机电一体化技术”课程之前应先给学生定位,定位包括依据学生原有的知识结构及目前市场上对该专业岗位能力的具体要求针对性地选择教学内容,并以够用为原则。如在讲授机械传动技术时,由于学生缺乏系统建模所需的积分变换方面的数学知识,而且已上岗学生基本上主要从事操作性工作,所以就可将机械传动系统的数学建模忽略,重点讲授机械传动系统的特性及常见机械传动系统的故障分析及处理方法;又如在讲授机电一体化技术时,考虑到从事机电一体化相关工作的毕业生主要从事电机驱动控制,尤其是步进电机驱动控制,因此将伺服传动技术,尤其是步进电机伺服传动技术作为教学重点。

其次,作为教师要认清每个学生知识结构存在个体差异,这种个体性必然会导致参差不齐现象的出现,因此选择课程内容时应遵循在够用的基础上尽可能地使大部分同学能够接受。如每堂课开始时,首先给学生讲授该堂课所必须掌握的基本知识,然后再进行扩展,这样既可照顾到起点较低的学生又可给基础较好的学生有进一步学习的空间。

2.充分运用现代化教学手段,不断提高教学效果

相比于原来单一的粉笔教学,多媒体能把现场图片、声音、动画等展现给学生,使学生接受到更多信息,教学效果会好很多。尤其是对于“机电一体化技术”课程,由于机电一体化技术普遍应用于自动化设备(如数控机床、加工中心、机器人等)和自动化生产线(如柔性制造系统等),而学生基本未见过上述自动化设备和生产线,即使有些学生见过,也应未见过其内部核心结构,然而它正是涉及到机电一体化技术的关键部位,那学生就无法了解自动化设备和生产线是如何利用机电一体化技术进行工作的。

另外机电一体化技术是集控制技术、伺服传动技术、传感检测技术、计算机信息技术等于一体的新兴综合性学科,具有涉及面广、综合性强的特点。因此,要想学生掌握好该课程并懂得应用该课程的知识点,就必须在教学过程中将自动化设备中的内部结构及其工作过程展示给学生,在没有多媒体之前这种展示是难以实现的,但有了多媒体之后这种展示是很容易实现的,并且是很直观的。借助于多媒体不仅可以将现实中的自动化设备搬至课堂上,而且还可以让学生清晰地看到其内部结构及其工作过程。这样在课堂教学中既有理论讲解又配有图片及动画,图文并茂,学生的学习兴趣大增,教学效果便可以得到极大提高。同时,教师在教学的过程中再结合实体教学,教学效果便可以达到事半功倍的效果。

3.注重知识向能力转化,培养学生的实践能力

“机电一体化技术”课程至少由五种知识体系构成,而学生在学习“机电一体化技术”课程之前已分散地学习了该课程所包含的部分知识体系,但是在学生的脑海中只是将这些知识体系当中的部分知识进行了简单的堆积,并没有形成一个完整的知识系统。因此,教师在上课时除了讲解基本知识之外,应更多地注重讲解各部分知识体系的内在联系以及如何使用所学的知识体系构建和分析机电一体化系统,进而使知识转化为分析和解决问题的能力。如在讲授机电一体化技术时结合学生比较熟悉的数控机床进行讲授,并利用实践教学时间带领学生进入机电实训室,提出与实践相关的问题,让学生结合课堂所学的理论知识进行思考并作答;又如在讲授机电一体化技术应用时结合历年高职院校参加的机电一体化技能竞赛作品进行讲授,这激发了学生对机电一体化技术的学习兴趣,从而为学生将知识转化为分析和解决问题的能力打下坚实基础,也使学生积累了一定的实践经验。

另外,掌握知识与提高能力是相互依存、相互促进的。能力是在学习知识的过程中逐渐形成的,而能力的提高又促进知识的学习和积累。所以,在教学过程中教师要注重传授学生知识的同时注意开发学生的智力,培养其学习的能力,并着力使学生学习的各种知识转化为学生相应的实践能力。

4.理论教学和实践教学紧密结合,防止理论和实践脱节

理论联系实际是教学应该遵循的重要原则,对于“机电一体化技术”课程教学尤其如此,对此应做好以下三点:

第一,教学过程中采用“启发式”教学,引导学生学好理论,以理论为主导,同时注意联系实际讲授基本原理、基本知识,且要讲透彻,整个课程内容强调理论知识的针对性和应用性。如在讲授传感检测技术时结合典型的机电一体化系统——数控机床和工业机器人。一般情况下,这两种系统不会用到教材编写的所有传感器, 因此对于教材中的传感器均详细讲解并无必要, 于是这一板块的教学设置偏重于光栅、光电编码器、测速发电机三种传感器,压缩理论推导,强调三种传感器的应用及其在检测系统中的连接问题。

第二,教学过程中积极推动“行动导向教学法”,重视培养学生运用知识的能力,通过教学实践(如实验、参观和实训等)引导学生如何做到理论联系实际。如在学生一周的实训期内,由教师将学生分组并布置实训任务,通过实训指导书和实训任务书让学生了解实训要求和规范,随后监控整个实训过程,尽量发挥学生的主观积极性。学生在规定的时间内对整个实训任务进行思考、研究、分析和实施,完成实训项目。规定的实训时间到,每组学生停止工作,由教师对每组实训结果进行现场公开演示、点评,根据综合表现评定成绩。通过这种公开点评的方式让各组认识到不足,形成组间竞争,促使各组不断改进技能,从而促进运用知识能力的提高。

第三,教学过程中组织各类有效的教学实践,如引入集传感器技术、电子电气技术、P L C技术、装配技术、传动技术和机械技术等于一体的机电一体化综合教学培训系统。学生通过机电一体化综合教学培训系统不仅可以进行各单科知识的学习和实践,而且还可以进行机电一体化系统的综合训练。培养和树立学生的实践精神,使学生乐于实践,勇于实践,勤于实践,具有较强的创新精神和创新意识,在实践中不断发现问题并解决问题。

二、课程实践教学改革

实践教学是技术应用能力形成的重要环节,也是包括机电一体化在内的相关专业教学的重点。在实际操作中应结合本校实践教学的基本条件,紧紧围绕机电一体化专业的教学大纲开设与本专业培养目标一致的综合性实验课,以达到预期的目的。如建立以机电一体化设备维修能力培养为主线的实践教学体系,即基本技能训练—专项技能训练—综合技术应用能力训练。基本技能训练、专项技能训练主要在学院内完成,且侧重单项技能训练,主要包括金工实习、数控实训等,同时学生还要进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、铣、线切割的编程和操作)的训练;综合技术应用能力训练由学院和企业共同完成。

三、结语

随着我国制造业自动化程度的提高,企业对机电一体化专业毕业生提出了更高的要求。面对这种要求,三本院校或高职院校只有培养出适应机电一体化人才市场需求的毕业生才能在市场竞争中占有一席之地。本文针对培养适应市场需要的机电一体化专业的学生,对“机电一体化技术”课程的教学改革进行了探索与思考,在教学中实行理论实践一体化教学,不断优化教学内容,在教学实践中取得了较好的效果。在今后的教学工作中,根据企业对学生知识结构和操作技能的要求设计出更多与机电一体化技术实际应用相关的教学项目,并且这些项目具有一定的前瞻性,能够提高学生的综合技术应用能力,使学生更快更好地掌握机电一体化技术,更好地应用这门技术,从而更好地适应制造业自动化的需要。

参考文献:

[1]冯建平.机电一体化教学改革初探[J].大众科技,2009,(2):58-59.

[2]张平亮,辛望旦,等.高职机电一体化复合型人才课程体系的构建[J].宁波职业技术学院学报,2009,(3):5-8.

[3]梁景凯,盖玉先.机电一体化技术与系统[M].北京:北京工业出版社,2011.

第7篇

关键词:职校;机电应用专业;教学改革;新形势

机电应用技术作为职业学校中的一门专业学科,是一种电气一体化的综合应用型学科。在现阶段,大多数职业学校的机电技术应用专业教学过程中存在一种理论和实践不平衡的问题,违背了机电技术应用专业培养社会实践型人才的初衷,对社会的发展有一定程度的阻碍作用。所以,现阶段对职业学校机电技术应用专业教学的改革很有必要,本文结合本人的实践经验,提出了一些教学改革的看法,希望起到抛砖引玉的作用。

1.现阶段职业学校机电技术应用专业人才培养目标

现今社会经济的发展导致国家对技术型人才的需求越来越大,根据这种新形势,职业学校的机电技术应用专业必须对所培养人才有一个明确的定位,就是培养一种可以从事机电技术岗位工作,具有一定的理论知识,并且能够设计维修机电、自动化设备以及生产线的电气一体化的综合技能型人才。针对这种情况,职业学校机电技术应用专业应该对现有的人才培养方案进行改革,要确立一种对基础进行强化,对专业进行拓展,对能力进行重视的人才培养方案。这种培养方案通过改变机电技术应用专业的教学方式,在现有模式下对电类基础课的教学进行加强,使学生能够拥有扎实的理论基础;在专业选择方面,职校应该放宽选择方向,对学生的知识面进行拓宽;另外,机电技术应用专业教学应该注重理论和实践相结合,在实践中查漏补缺,从而提高学生的实际操作能力。

2.现阶段职业学校机电技术应用理论教学方面改革的方法

(1)对机电技术应用专业的课程结构进行优化。在教育改革的新形势下,应当根据如今社会的实际状况,对机电技术应用专业进行一个与之适应的改革,在对理论知识进行稳固学习的情况下,发展学生在实际中应用知识的能力。职业学校应该科学合理地对学生的现有专业课程进行调整,在职业能力发展的前提下,对课程结构进行优化,最大程度地对教学资源进行合理分配,对课程内容和实践工作进行一定的调配,从而使理论和实践进行结合,提高学生的学习效率。

(2)对机电技术应用专业的理论教学内容进行及时更新。目前,很大部分职业学校的专业教学内容跟不上时代社会的发展。针对这种现象,职业学校要紧跟时代的步伐,切实考虑现代社会的需求,从而对其专业教学内容进行更新。职业学校可以通过邀请一些大型机械企业的工程师来给相关专业学生讲课,给学生带来与社会发展相适应的专业知识,学校也可通过与一些机电技术应用专业相适应的企业单位签订协议,让专业老师进行实践学习,从而把一些学生没接触过的信息加入到理论教学中。

(3)在机电技术应用专业的教学中构建一种理论和实践一体化的教学模式。在机电技术应用专业中,很多的职校都存在学生在学习理论知识后往往没有实践的机会,导致职业学校的教育初衷逐渐背离技术应用型人才的发展方向。所以,在机电技术应用专业教学过程中,教师要根据所教内容,结合实践给学生进行讲解,在学生基本掌握理论知识的前提下,引导学生完成实践,加深学生对专业知识的理解能力。

(4)在专业教学中加入多媒体的运用。机电技术应用专业的特殊性质加大了专业课程的教学难度,在日常教学过程中,教师可以运用多媒体来完成教学任务,通过视觉和听觉的结合,把枯燥无味的理论知识变得有趣化,从而做到教学资源的最大化使用。

(5)提高职校机电技术应用专业教学教师的职业素养。目前,由于职校学生的特殊性质,导致在大部分的职业学校中都存在教师与学生发生矛盾的个例。对于这种现象,职业学校要请专家对学生进行科学合理的培训,使得学生能够树立正确的人生观和价值观。职校也应该与当地一些大型的机械企业签订协议,实现一种“走出去,引进来”的策略,走出去就是定期选送教师到企业进行学习,从而把一些新型的技术引入到课堂教学过程中,提高教师的职业素养,让学生能够学到与时代接轨的知识。

我国社会经济的特殊性质决定了综合技能型人才的发展方向,在这种情况下,对职业学校机电技术应用专业的教学模式进行改革非常重要。本文通过对职校机电技术应用专业的教学进行研究,提出了自己的一些看法,然而由于个人所学知识以及阅历的局限性,并未做到面面俱到,希望能够凭借本文引起广大学者的关注。

参考文献:

[1]夏晓冬.机电技术应用专业培养目标的修订及课程建设[J].交通职业教育,2009(02).

第8篇

关键词:电工新技术;机电一体化;应用

电工新技术目前已在机电一体化中得到了广泛应用,依靠电工新技术研发制作的机电一体化产品种类众多,为机电一体化事业的发展起到了巨大的推动作用。分析电工新技术的基本功能,当该技术应用到机电一体化以后,不但能有效改善机电一体化产品的生产环境,提高机电产品工作效率,还能减少能源浪费,实现生产节能。下面笔者结合电工新技术的发展概述,对机电一体化中应用到的电工新技术作详细分析。

1 电工新技术分析

1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素

电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长,它借助自身技术优势,一方面解放了国民生产力,有效促进了生产效率的提高,另一方面降低了生产能耗,为社会主义建设做出了贡献。总的来说,电工新技术促进了国民经济的发展,为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。

1.2 电工新技术的定义与发展趋势

所谓电工新技术,实际就是指在当前并未实现规模化应用,但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步,电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大,成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因,它实际是在传统电工技术基础上发展起来的,是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展,当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等,新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天,电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶,除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外,电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展,成为了国民经济发展中的中坚力量。

2 电工新技术在机电一体化中的应用

电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用,比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等,都属于电工新技术的范畴。详细分析如下:

2.1 自动控制技术

自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象,该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中,系统能对机电设备的运行状态进行连续测量,并结合测量数据推断出设备偏差,及时采取相应措施对偏差进行处理,尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中,为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分,往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后,市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高,而为了满足市场要求,机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好,全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高,既能满足系统自动控制技术要求,又能提高系统控制与调节精度,为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此,现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。

2.2 pc的应用

pc,实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置,技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上,既具有计算机控制功能,又能实现通信,所以该控制器在出现以后,便被广泛应用于机械生产自动化控制中。pc技术产生初期,常用的pc大多只具备逻辑控制、定时和记数功能,通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用,plc的功能日趋完善,性能不断提高。plc已经发展为集计算机技术,自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前plc正朝智能化、网络化方向发展。plc作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线,既发挥计算机优点,又考虑电器操作人员习惯,始终保持大众化特点。plc具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。plc控制系统与继

电顺序控制系统的比较:plc控制系统大部分为软件控制,系统结构紧凑、体积小;plc控制器内部全部为“软接点”,动作快,系统的控制功能改变一般需要修改程序;plc控制系统的设计、施工、调试周期短plc控制系统具有较强的自检、监控功能,可靠性高,适用范围广。特别是可编程计算机控制器pcc与传统的plc相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计,不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。

2.3 运动控制卡的应用

运动控制卡是一种基于pc机及工业pc机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、d/a输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源,来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速,从而缩短电机方向和转速的时间,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,用于控制步进(直线)电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点,使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用,因此,变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项核心技术。

3 结束语

综上所述,我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛,成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点,为机电一体化发展创造了众多有利条件,促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说,电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献,它不仅省去了多余的社会劳动力,实现了机电一体化产品的自动化控制运行,还减少了能源消耗,对社会进步起到了巨大作用。

参考文献

[1]陈中,肖立业,王海风.超导电力技术在未来智能电网应用研究[j].电工电能新技术,2010年01期.

第9篇

关键词:电气自动化技术 应用电力系统 发展前景

中图分类号: TM712 文献标识码: A 文章编号:

一.引言

我国对电气自动化技术的研究与发展始于上世纪50年代,它是一门综合性较强的技术学科,也是生产现代化的一种标志,近些年,计算机技术、通信技术、电子技术及嵌入式技术迅猛发展,也促进了电气自动化技术在各行各业的应用取得了很大的进展。也引发了工程领域的一场技术革命。电气自动化让各个行业都走进了现代的、先进的生产方式与管理领域,走入了自动化发展阶段。电力系统的发展使对电力的生产、传输及计量等提出了更高的要求,因此,将自动化技术应用于电力系统是行业发展的必要,自动化技术也是电力行业的发展中发挥出越来越重要的作用。

二.自动化发展趋势。

自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用,保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

自动化的发展则趋向于:

(1). 由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制);

(2). 由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统);

(3). 由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展;

(4). 由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展;

(5). 装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变;

(6). 追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制;

(7). 由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如管理信息系统在电力系统中的应用。

三.机电自动化中电气自动化技术应用方向。

1. 电力系统自动化实时仿真系统的应用。

该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下,还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行,还能用以协助科研人员测试新装置,且多种控制装置都能与其构成闭环系统,从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进,方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究,从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。

2. 综合自动化技术与智能保护的应用。

目前,国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平,智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平,研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中,对电力系统自动化保护的新原理进行了研究,可以大大提高电力系统的安全水平,使得新型保护装置具有智能控制的特点。

3. 电力系统中人工智能的应用。

电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究,并且结合电力工业发展的需要,开展了电力系统智能控制理论与应用的研究,同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。

4. 电力系统配电网自动化技术。

该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型,输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合,负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行,最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破,主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面,最终,解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题,正是因为采用数字信号处理技术,才得以提高了载波接收灵敏度。

四.电气自动化在办公自动化中的应用。

1. 办公系统需要实现自动化。

办公系统主要应用于企事业单位的管理系统等方面,构建企业自动化管理系统需要很多技术的支持,例如计算机技术,通信技术及自动化技术。自动化办公系统是提高工作效率与管理效率的有效方法,因此,实施办公自动化信息战略是企事业实现现代化办公的需求与趋势。企业的办公系统实现自动化可以基于软件来实现,也可基于硬件与软件相结合的方法来实现,但是要注意到系统的开放性,可扩充性及升级的简易性。现行的办公系统还要具有良好的兼容性,这样可以有效的节约系统的资源,还可以节约成本,在实际的办公自动系统中已经有了很多成功的案例。

2. 办公自动化的技术平台。

当前,有代表性的三种主流的办公自动化技术主要有三种,既LotusDomino/Notes平台上办公自动化系统,它也是最早的办公自动化应用系统;基于Microsoft平台的办公自动化系统模式,主要采用WinNT/2000操作系统,以ASP为开发语言提供内容存储;还有就是基于基于Jsp/Java平台的办公系统,其实现原理与上一种技术基本是一样的,只在是使用的开发语言上略有不同,且其在系统的维护上费用较高。这三种技术平台在设计与实施办公自动化系统上有不同的应用领域,也是推动办公系统自动化进程的主要技术。现在已经演变出更多的技术来实现办公自动化。

3. 办公自动化系统的核心功能的实现。

办公自动化系统的核心功能主要是公文的收文、批阅、流转与存档等。但在对公文处理一岙会涉及到公文的流转,其过程实现是较为复杂的,在开发的过程中也会受到很多方面的制约。其中有公文的查阅权限调协,公文的、修改、删除等操作,都要在办公自动化系统中实现,其中的关键技术主要有数字签名技术、传输加密技术以及审批身份验证技术等。办公自动化系统核心功能的划分与实现要与客户的需求分析为依据,其主要原则则是要达到理念优先、技术先进、功能齐全、性能优良、价格合理。这些也是办公自动化系统发前的前景与方向。

五.电气自动化在汽车性能设计上的应用。

近些年,我国的经济取得了很大的发展,但是伴随着汽车数量的增加与路况复杂程度的不断提高,驾驶的难度也越来越高,并且开始逐渐融入人类的能力范畴。当前,汽车驾驶自动化的实现主要借助于计算机技术及控制技术来实现。现在,汽车的竞争已经进入了白热化的状态,汽车生产厂家都下大力气在汽车性能的提升上,其中自动化就是它发展的一个重要方向。驾驶者可以在计算机的协助下将驾驶工作逐渐转移到用自动化技术来实现,通过厂商的大力发展,自动化技术在提升道路利用率,降低车辆的制造成本及燃油消耗方面都取得了进展与突破,收获了可观的经济效益。

六.发展前景。

1. 电气自动化工程系统的统一化。统一电气自动化工程系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。能够把开发系统从运行系统中独立出来,这对电气自动化工程控制系统来说,是跨越性的一步,能够将系统通用化。系统的网络应该保证现场的设施、监管体系、企业工程的管理数据保持共通。

2. 电气自动化工程控制系统的市场化。产品想长久的发展,就要深化制造部门的体制改革,还要关注市场化的影响,以便保证产品能够满足市场的需要。同时,企业不仅要在技术的开发上投入,还要使零件的配套生产市场化、专业化。产业市场化是产业发展的必然趋势,这对提升资源配置效率有着显著的促进作用。

3. 电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后,工程的成本大大降低了,成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要,当企业进行系统连接时,必须采用微软操作系统,那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统,管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过 PC 系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证,解决了通讯产生的难题。

4. 电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向,重点就是保证系统的安全。在非安全状态下,用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后,我们应该从最高安全级别开始,逐渐延伸到安全级别低的领域,硬件设备与软件设备,公共设施层与网络层,实现对此系统的安全设计的全面研究。

5. 电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下,随着市场化的环境,不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力,而科研的投入,为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间,加强政策上的扶持,健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品,产品主要服务于中小型的项目,企业应该打开自主创新的新局面,转换经济增长模式,逐渐提升创新能力。

电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验,可以把大量的相关数据整体为坐标,最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中,与网络结合,不管人们在什么地方,根据地球地理坐标,便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间,进行技术生产等,建立学习形生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外,还要与现代网络联系起来,积极利用已有的科学技术。加强专业培训,提供研究人员水平等。

七.结束语

电气自动化技术我国有几十年的发展历程,其中经过了多次变革与专业的调整,但是由于其应用范围广泛,在社会的各种生产层面都会有所应用,与其他科学技术相结合,也对推动了社会生产力的发展,促进了各个行业的发展。电气自动化技术与其他科学技术的结合与渗透革新了传统的方法与理念,必将为我国经济发展起到了重要的作用。

参考文献:

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[3] 姜新星 姜浩. 电气自动化技术在煤炭工业中的应用 [期刊论文] 《机电信息》 -2012年21期.

[4] 房付玉. 电气自动化技术在煤矿生产中的应用 [期刊论文] 《产业与科技论坛》 -2011年23期.

[5] 范翔. 试论机电自动化技术及其发展 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年10期.

[6] 董玉泉. 试论机电自动化技术及其发展. [期刊论文] 《科技创业家》 -2013年3期

第10篇

【论文摘 要】机械电子工程是机械、电子、计算机和自动控制等技术有机结合的一门复合技术,常被称为机电一体化技术,它代表着机械工程技术革命的前沿方向。其发展基础是要有

1.创新人才培养模式的内涵和要求

所谓创新人才培养模式,是指在新的教育思想和新的教育理论指导下,以培养具有创新能力的全面发展复合型人才为基本取向的教育教学内容和方法体系的总称。按照人才培养模式的内涵,创新人才培养模式在培养目标、专业设置、课程体系、教学方法等方面有其特有的要求。

1.1培养目标要求

培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高的高级专门人才,重点突出培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。

1.2专业设置要求

按照“厚基础、宽专业”的要求,厚实公共基础、专业基础、人文社会科学基础,设置大学科、宽口径的专业,从根本上改变传统的专业面过窄的局面。

1.3课程体系要求

按照“拓宽基础、淡化专业、增强实践”的要求,辩证地处理好基础课、专业课、实践教学的关系,重视学生实践能力和研究能力的提高。与此同时,要增开跨学科、跨专业的课程,拓宽学生知识面,开阔学生视野,培养学生的创新思维,提高创新能力。

1.4教学方法要求

着力体现教学方法的创新,确立学生在教学活动中的主体地位,充分调动学生的学习积极性和创造性,发展学生的个性。

2.机械电子工程创新教育的现状分析

首先,从学生的角度看,参加创新活动常常出现这样的现象,刚开始参与时一哄而上,人数众多,且热情高涨,但往往善始者繁,克终者寡,五分钟热血的情况屡见不鲜。也有很多机电类学生从事课外科技活动粗枝大叶的多,小打小闹的多,起点较低。大多数学生参加课外科技活动仅是靠短时间的突击来完成,追求短、平、快,缺少明确的学习目的和端正态度,达不到知识的积累和实践 经验总结的目的。这显示了我国创新教育的差距。创新理念远未能得到有效的贯彻,学生缺乏学习的目标和动力,说明高校在创新理念的贯彻与培养上还是欠缺力度,做得还是不够。

其次,从参与创新活动的学生所具备的基础知识与实践能力上看,当前机械电子工程专业的学生的专业素养有下降的趋势,主要体现在以下方面:一是设计与绘图能力不足。学生基础理论学习盲目,导致基本功底不扎实,同时对传统机械方面的知识有排斥心理,一味地崇尚电子、控制、软件等所谓的流行专业;二是新技术、新手段、新方法应用不够。学生往往只知道那些教科书或老师讲授过经典的设计方法与案例,相关领域新的思想与理念很淡薄;三是学生动手能力较弱,实验能力较差。

还有,教师和学生是创新教育的两个主体,而教育体制是创新教育的基础。近些年老师压力陡增,大都面临着科研、教学双重任务,面对教学评估、项目经费任务等已经焦头烂额,而指导学生的工作量评价较低,这导致指导学生在一定程度上成为了老师的负担;对学生而言,旧有的教学模式,重书本重理论,轻实践轻动手,导致学生在专业学习上浮躁,基本功和实践能力差;面临越来越大的竞争和就业的压力,也显得无所适从。一个良好的体制环境是创新教育朝着健康方向发展的土壤。

3.机械电子工程人才培养模式的改革与创新

近年来,通过广泛调研就业岗位群工作范围和技术领域,分析人才知识、能力和素质结构,以社会人才市场现实与未来发展对人才的有效需求为导向、以职业岗位(群)能力需求为依据,从而确定毕业生综合技术应用能力结构和应有的知识、能力、素质结构,形成了“四层两段一贯穿”的课程结构体系,构建了“相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系”,创建了“核心技术一体化”的教学模式。

(1)“四层两段一贯穿”的课程结构机械电子学科是基于机械、电子、计算机技术发展起来的新学科,所以加强理论体系和教学体系的研究具有重大的现实意义。课程结构体系分为基础教学、专业教学、专长教学、毕业设计与专业实习四个层面;基础学习和主体学习两个阶段。在整个三年教学时问内,专业技能实践培训模块贯穿始终。以机电一体化专业为例,“四层两段一贯穿”的课程结构的基础学习阶段为第一、二两个学期,学生除进行公共课学习之外,主要学习专业基础理论课程。专长学习是专业能力培养的深化,学生将学习到该专业中最新、最具特色的专业知识和技能。专业学习和专长学习中,学生将利用相关的实训设备进行专门化技能实训模块的培训,这些模块包含了机电一体化领域内的最新应用技术,大量采用“实例”和“真实环境”方式培训。学生动手、动脑相结合,专业能力培养和素质培养相结合,独立思考、独立探索能力培养同集体协作、共同交流能力培养相结合。

(2)相互平行、融合交叉的理论和实践教学体系开展课外制作活动是培养大学生创新精神和实践能力的最佳实践活动之一,特别是对机电专业学生来说,是开展专业知识综合应用 能力训练的最佳平台。"。将课程进行有机整合,形成了上下贯通的理论和实践教学体系,两个教学体系相互平行,融合交叉,把技术的综合应用能力、实践能力和创新能力培养作为交叉点和教学重点。相互平行,是指两套体系的教学计划相互平行,课程流程相互平行;相互融合,是指课程知识内容与技术、技能培养相互融合,理论和实践教学场所相互融合;相互交叉,是指两套体系的功能相互交叉,知识、技术和技能培养的落脚点相互交叉。

(3)“核心技术一体化”教学模式“是以技术应用能力培养为中心,以核心技术综合应用能力培养为重点,将理论与实验、实训相结合,以课堂与实验(实训)室、实习车间、工厂车间四点为交叉网络的一体化教学模式。在本专业的课程体系中,尝试构建“可编程控制技术”、“驱动技术”、“传感技术”等核心技术。为了突出对学生在这些反映工业自动化技术最具代表性和先进性的技术综合应用能力培养,我们构建了针对这些核心技术的一体化教学模式。理论教学与学生上机编程、调试相结合,动脑与动手相结合,使学生能够较完整地掌握PLC的基本原理、程序编制、程序操作和故障诊断技术。该课程设置使学生既掌握了PLC基本知识和程序操作,同时在相关专业课中又涉及到PLC在不同场合的应用,而在相关实训模块课中学生将PLC技术综合应用到各种不同的生产环境中去。在每个实训室都有一种主要技术单元,同时,还有其它技术单元出现,宾主相拥,多次重复,但角度不同,强调的应用领域和水平不同。

4.结语

机电一体化技术是国民经济发展所急需的优势学科方向。要紧紧抓住人才需求变化的大趋势,准确定位,严谨制定人才培养计划,使教学紧跟机电一体化技术发展变化的趋势,为培养出符合机电一体化技术岗位实际需要的、高素质、强能力的合格人才而不懈努力。

【参考文献】

[1]周刚毅,李国平.加强校企合作探索机电模具人才的创新培养模式[J].理工高教研究,2007,26(3):105.

[2]邱自学,姚兴田,王君泽.机械电子工程专业人才培养模式及其课程群建设[J].机电工程,2005,22(12):60.

第11篇

关键词:机电;一体化;教学;探索

中图分类号:G718 文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)13-0284-02

现代职业教育新的教学模式:专业基础理论与技能实践一体化,这种新的教学模式正在实践与探索中。这种教学模式,是将理论学习和技能训练紧密结合在一起,以技能训练为主线,以突出培养学生的操作技能为重点,能较好地解决理论教学与实习教学的脱节问题,减少理论课之间及理论课与实习课之间知识的重复,增强教学的直观性,充分体现学生的主体参与作用,有助于教学质量的提高和高素质人才的培养,更适合机电专业领域科学技术的发展和社会用人单位的需要。

1.机电专业一体化教学的意义

1.1 学生的素质适合一体化教学。目前技工学校学生基础差,用传统的教学方式讲授抽象的专业理论课,导致学习兴趣不高,容易产生厌学情绪。理论课上真正系统理解掌握的学生不多,而实训课,由于受到理论学习程度的限制,无法深入,其教学效果可想而知。机电一体化教学,可克服单门专业课教学弊端。由于在一体化的教学实习场地以一体化的师资对学生进行一体化的教学安排,因此能使每一课题都能讲授、示范、训练同步进行,突出了现场示范,增强了直观性,使学生能够用理论指导实践、在实践中消化理论,让他们对知识产生亲切感,对机电设备产生熟悉感,从而提高了学生的学习兴趣,调动了学生学习的主动性和积极性,增强了学生学习的灵活性和创造性,使教学收到事半功倍的良好效果。

1.2 能提高机电教师的业务能力和教学水平。机电一体化教学对教师提出了新的更高的要求,要求机电教师不仅有丰富的专业知识讲授专业理论课,而且有熟练的操作技能指导生产实习,成为能"文"能"武"的"双师型"教师。既要了解机电专业的发展趋势,又要具有运用机电新知识、新技术、新工艺、新方法开展有效教学及教研能力。教师根据各自的具体情况,取长补短,找到"相结合"的最佳结合点、结合方法,使自身的业务能力、教学水平和教学质量都得到提高。

1.3 实现"教学做合一"的教育理念。 "教学做合一"的思想适合于机电专业课的教学。使机电专业的学生对本专业能产生兴趣,只有理论联系实际,教育联系生活实践,学以致用,才能激发学生的学习兴趣,才能真正培养出社会需要的既懂理论又会技能的技术工人。

1.4 促进机电专业教育模式的改革和发展。传统的机电课程教学模式是理论教学和实习分别进行,理论教学的内容与实习课题往往不符,出现了理论是这样讲的,而实习又练的是其它的,不利于充分发挥理论指导实践的作用。机电一体化教学可促进理论知识与实践教学融合,让学生在学中干、干中学,在学练中理解理论知识、掌握技能,增强学生学习兴趣,学生边学边练,收到良好的教学效果,可明显改善教学质量,提高学生素质,最终得到的是社会和企业的认可,提高毕业生就业率,为学校赢得了良好的社会声誉和办学效益。

2.机电专业一体化教学的方法

机电专业一体化教学是复合型的教学型式,教师引导学生掌握专业知识和操作技能,教学中除了运用讲授法外,还应结合运用其他教学方法,例如:演示法,参观法,练习法(巡回指导),提问法及多媒体电化教学法,以加强学生对讲授内容的掌握和理解。机电专业一体化教学的方案,一般包括教学计划与大纲,教学组织与机构、教学设施与设备、教学评价等。

3.机电专业一体化教学的途径

机电专业一体化教学要有过硬的师资队伍。要实施机电专业一体化教学,不仅要求机电教师具有较扎实的专业理论功底,也要具有较熟练的实训技能,更要具有理实结合的教材分析及过程组合的能力,教师不仅是传统意义上的双师型人才,更要具有创新综合能力。

3.1 传、帮、带。传、帮、带是快速培养年轻教师的一条最有效的方法。学校应根据实际情况,认真选择好专业理论和实践经验都较丰富的机电教师担任一体化教学工作,让年轻教师或只有单方面教学经验的教师以学徒的形式跟着学习,拜师学艺,时间(一般为1-2学期),掌握一体化教学的方法、要求和步骤,为以后的独立教学工作打下基础,积累教学经验。在经过老教师的传、帮、带和培训学习后,年青教师对专业的理论与实训的结合有了一定的掌握,对一体化教学也有了一定的认识。学校要大胆地磨练、任用年青教师,让这些教师担任机电专业课程的一体化教学工作。当然,在具体的教学安排过程中,为了确保教学的顺利开展,在教学过程中可安排一名有丰富教学经验的老师作为指导教师,协助、辅导第一次担任机电一体化教学工作的教师上好这一门课程,这样既确保了教学的效果,也锻炼了任课老师,使任课老师能真正地将理论与实践有机地结合起来,使任课老师逐步趋向成熟。

3.2 加强校外培训。首先,组织机电教师到师资培训机构进行学习,强化实践性学习,使他们能更好更系统地将理论与实践相结合起来。要让机电专业教师多到职业培训机构、企业,多接触生产实际,培养他们的动手能力,培养他们的专业实践能力,他们才能有效指导学生的实训。其次,机电教师在实际教育教学过程中遇到的实际问题,通过教师的自我探究与反思,寻求解决方案的方法,唤醒机电教师专业发展的自觉意识,缩短理论与实践的距离,强化研究结果对教育教学实践的指导,提高机电专业发展的能力。

3.3 组织年青教师进入工厂。年青的机电教师利用课余时间,节假日进入工厂的生产一线单位,进行机电专业实践的锻炼学习,使理论与实践能够有机结合深入到机电行业生产第一线,参加具体岗位技能培训,以弥补其操作技能的不足,到企业去向有丰富实践经验的工程技术人员请教,在他们的实践角度来提升教师对机电专业理论的认识。重点了解机电新技术应用以及进行产学研实践探索。

3.4 从企业中引进相关师资。大力引进"能工巧匠"和各类机电专家,建立专兼职相结合的"双师型"机电教师队伍。一是引进具有"双师"素质的机电专业技术人员;二是聘请企业和社会上的机电行业专家,积极引进从企业退休的机电专业技术人员、特殊技能人才到学校做实习指导教师,并协助机电教师开展技能辅导。他们到学校任教,把自己多年的实践经验、操作技能和机电新技术带入学校,传授给学生,也与本校教师相互促进,形成互补。

机电专业一体化教学有助于改善目前单调的教学方法,能激发学生的学习兴趣、提高机电专业课程的教学质量,从而大大提高学生的专业技能,拓宽学生的就业面,促进学校的建设和发展。

参考文献:

第12篇

关键词: 《机电装调技术》精品课程 教材建设 课程内容

为切实推进教育创新,深化教学改革,促进现代信息技术在教学中的应用,共享优质教学资源,进一步促进教授上讲台,全面提高教育教学质量,造就数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人才,提升我国高等教育的综合实力和国际竞争能力,精品课程建设工作刻不容缓。精品课程建设是一项综合系统工程,主要包括六方面内容:教学队伍建设、教学内容建设、教材建设、实验建设、机制建设,以及教学方法和手段建设,实现优质教学资源共享等。精品课程建设的核心是解决好课程内容建设问题。因此,开发具有职业教育特色的校本教材,选择既能满足就业导向的岗位需求,又有助于学生职业生涯的发展的课程内容,成了精品课程建设的重中之重。

《机电装调技术》课程是机电一体化技术专业的一门专业核心课程。根据机电一体化专业人才培养目标、岗位需求和本课程在专业课程中的作用,本课程定位为:是集传感器技术、液压与气压传动技术、可编程控制技术、典型自动化设备安装和调试为一体的理论实践一体化综合课程。作为机电一体化技术人才培养方案中的专业核心课程,它继《电工技术》、《电子技术》、《工厂电气控制》等课程的基本理论及专门方法,围绕机电一体化技术专业人才培养目标来展开教学,重在培养学生机械、电子、气、液压等技术在机电一体化设备中应用的能力,同时掌握自动化控制方面的知识及机电一体化设备的安装、调试、运行、检测和维修等专业技能,养成爱岗敬业、刻苦学习、开拓创新、团结协作的职业素养;要求学生在已有的电气、电子等课程的基础上学习本课程。因此,对五年制高职机电一体化专业教育而言,《机电装调技术》课程建设的状况,对整个专业建设及专业人才培养起着决定性作用,是任何其他专业课程都无法替代的。为达成培养目标,课程内容的选择尤其值得研究。

首先,课程内容的确定,必须满足就业导向的岗位技术或技术领域需要,要有助于学生在整个职业生涯中谋求个性发展所需的态度、能力和知识,要符合人的认识规律和教学规律的课程教学内容的衔接与配合。现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。由气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络,以及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的机电一体化技术,已成为当今工业科技的重要组成部分。科技的发展对机电一体化专业的学生有了更高的要求。即要求学生不仅掌握基本技术知识,而且具备相应的实践技能和较强的实际工作能力,拥有维护与管理自动化生产线的基本能力,真正具有较高的综合技能及素质。

本课程教学内容以PLC控制为主线,根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求,主要选取实现机电一体化控制的主体内容,将传感器技术、液压与气压传动结合具体的控制对象,完成机械手、机器人、电动机、自动流水线的装配与调试。这些内容一方面具有较强的岗位针对性和适用性,另一方面为学生能力的可持续发展奠定基础。在遵循学生职业能力培养基本规律的基础上,以机电一体化控制工作任务及工作过程为依据,来整合教学内容。其中传感器与检测技术是自动监测控制系统信息获取、信息转换、信号处理的主要途径;液压与气压传动技术是一种基本的传动形式,无论是机械制造、模具、数控,还是自动化都有广泛的实际应用价值;可编程序逻辑控制器(简称PLC)广泛用于机械系统、生产流水线及过程工业的自动控制领域。而在自动控制系统中,传感器是信息获取的源头,液压气压结合机械传动知识作为传动的手段,以PLC为控制方法进行机电一体化电气控制综合学习及训练,通过对控制系统的实际安装、调试、运行,使学生能够独立解决简单的工程实际问题,培养综合控制技能,提高综合职业能力及素质,培养创新型高技能机电人才。所以,本课程以七大项目为载体来组织教学实施。

其次,课程内容的选择必须有科学性和适应性。以项目三机械手的控制中的模块二“PLC控制的机械手功能的实现”为例来进一步研究。

每次课都应把提高学生的专业技术应用能力和综合素质作为重点,每一门专业课程的教学都应是为学生打开一扇门,让他们看到门里有着各种精彩的、有趣的、有用的东西,让他们将来在工作中一旦用到就会愿意去学、主动去学,不会害怕去学。所以每个项目不能只以教得多、教得深为目标,而应以学生学得多为目标。选择这个模块能达成的目标为以下几点。

知识目标:理解顺序功能图的绘制方法;理解根据顺序功能图编写控制程序的原理。

能力目标:基本掌握顺序功能图的绘制方法;能够根据顺序功能图进行控制程序的编写;能进行气动机械手的拆装和调试。

情感目标:通过完成机械手动作控制提高自信心,培养对本课程的学习兴趣;通过小组合作完成控制要求提高协作和交流能力。

在必要的理论知识和专业技能准备的基础上,我们应采用理实一体化教学方法,通过工作任务布置、知识讲授(教师讲解和学生共同讨论相结合)、操作练习、巩固与拓展(针对理解较快的学生)等教学实施过程,再加以多元化的考核评价方法,使终结性评价与过程性评价相结合,个体评价与小组评价相结合,理论学习评价与技能评价相结合,突出考试的诊断性和发展,就能顺利地完成本课程的教学实施,很好地达成教学目标。

精品课程建设的目的,是要倡导教学方法的改革和现代化教育技术手段的运用,鼓励使用优秀教材,提高实践教学质量,发挥学生的主动性和积极性,培养学生的科学探索精神和创新能力。《机电装调技术》作为机电一体化技术专业的主干课程,经过几年的建设,在教学内容、教学手段、教学方法、学生综合实践能力和综合素质培养等方面取得了一定的成果。教学改革是永无止境的,在反复实践的基础上,课程的内容将会根据需要得以进一步完善,课程组的老师应继续努力,巩固已取得的成果,不断进行新的探索,为培养适应时代、适应区域经济发展且具有本专业特色的高技能应用型人才作出贡献。

参考文献:

[1]应智国.论专业群建设与高职院校的核心竞争力[J].教育与职业,2006,(10).