最新机电一体化专业毕业论文 大学机电一体化毕业论文(模板17篇)
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机电一体化专业毕业论文篇一
在建筑施工中,机电工程的施工会应用到很多技术,施工所涉及的具体内容也较多,需要相关的施工人员给予高度重视。
在当前的建筑工程施工中,受各种因素的制约和影响,建筑机电施工经常会出现一些问题,给相应的施工环节造成不良影响,还会危及到建筑施工的整体质量。
因此,对建筑机电施工的技术与质量严格把控,具有重要的现实意义。
1建筑机电工程施工的主要问题
第一,不重视设备质量。
很多施工企业在建筑机电施工中,不注重设备的自身质量,从购买环节到施工环节都没有对设备进行相应的性能检验。
建筑机电施工如果设备质量不过关,就很容易出现相应问题,如电源短路、电线漏电、水管堵塞不畅等。
这些问题的出现,对建筑机电工程的施工质量有严重的阻碍。
第二,监督工作不到位。
在建筑机电工程施工中,很多施工企业没有安排专门的监督人员对施工中的技术环节与工程质量进行监督。
这样做的后果就是,施工中出现了相应的问题,无法得到及时、有效的解决,造成施工整体质量不过关。
第三,施工人员操作不规范。
很多施工人员自身不具备较好的专业素质,在施工中无法进行科学、合理的操作。
这样会造成施工环节质量出现问题,从而无法保证建筑机电工程的整体质量。
2如何加强建筑机电工程相关技术与质量的控制
2.1对施工技术的控制
(1)安装定位。
想要加强建筑机电工程的技术控制,首先就需要做好安装定位工作,机电设备的安装主要可以分为解体安装与整体安装。
安装人员要根据设计人员预先规划的图纸找准位置,只有将位置确定准确,进行规范化施工,才能保证机电设备的安装质量。
可以说,施工中的安装定位环节,是机电施工的基础性环节,只有保证这一环节的质量,才能使后续工程得以顺利进行。
(2)配电箱施工安装。
配电箱的安装,需要安装人员在施工之前掌握好配电箱自身的具体性能、标高及相应的位置坐标。
安装人员在了解配电箱的基本信息之后,要将钢筋与配电箱进行整体焊接,将两者连接在一起,这样可以使配电箱在使用过程中保持自身的稳定性。
在配电箱的安装过程中,安装人员需要在配电箱的内部放置一定的支撑物体,以防配电箱在使用过程中发生变形等情况,影响使用效果。
在安装好配电箱之后,施工人员要对其进行相应的电路检测及电阻检测,保证其具备良好的运行性能。
还要注意的是,在配电箱的安装施工环节,安装人员需要在配电箱内部埋设相应的pvc管。
在埋设pvc管的过程中,应该采用管口封塞的技术,最后将pvc管用胶带进行捆扎,以保证其自身的使用性能。
(3)电线铺设安装技术。
在建筑机电工程的具体施工中,电线铺设安装技术也是一项重要的施工技术,这项技术的质量关系到整个机电工程施工的整体质量,需要施工人员进行严格控制。
在具体的电线安装中,施工人员应当尽量采用重叠架设的形式,这样可以很好地将电线进行隐蔽归置,不会占用过多空间。
如果需要将电线安装进墙体内部,施工人员要保证电线与墙体表面之间留有合适的距离,一般要保持在15毫米左右。
2.2对施工质量的控制
(1)做好施工规划。
要想做好建筑机电工程建设的质量控制工作,首先就要做好相应的施工规划。
只有做好了施工规划,才能保证接下来的施工工序合理进行,可以说,做好施工规划,建筑机电工程的质量控制就完成了一半。
某施工企业在进行建筑机电施工的过程中,为了加强施工质量的整体控制,管理者要求规划人员在进行施工之前做好详细的规划工作。
规划人员在施工之前,亲自到施工地点进行现场勘测,根据施工地点的实际情况以及可能受到的影响,进行综合分析。
施工人员根据规划人员的详细的分析报告以及给出的具体施工参数,选择相应的施工技术和方案。
由于施工规划报告很好地结合了施工地点的实际情况,因此给施工人员的具体操作带来针对性较强的指导,促进了施工方案的合理实施,保证了施工的整体质量。
由此可见,做好施工规划,是保证施工质量得到合理控制的重要方法。
(2)保证设备质量。
由于建筑机电工程在具体施工中会应用到大量的设备,因此,想要保证施工的整体质量,做好质量控制工作,就需要对相应设备进行合理控制。
采购人员在购买设备的时候,一定要把好质量关,不能只考虑设备的价钱,而忽视具体的使用性能和安全性能。
采购人员要对设备进行质量检验,看其在运行中是否出现问题,运行情况良好的设备才能进行购买。
在购买之前,采购人员还要检查卖家的资质,看其是否具有售卖资格。
某施工企业为了控制建筑机电工程的施工质量,对设备的质量进行了严格控制。
该企业的管理者除了加强采购人员的素质之外,还很注重对设备进行维护和管理。
采购人员买回设备之后,管理者安排专人进行设备管理,为每一台设备建立相应的管理档案,将设备的各项性能进行详细登记。
管理人员定期对设备进行检修,发现问题后就及时进行解决,使用性能无法达到要求的设备要进行及时淘汰。
由于该企业对设备进行严格的质量控制,有效保证了设备的使用性能和安全性能,促进了建筑机电工程的施工质量,保证了施工的合理运行。
(3)加强监督工作。
建筑机电工程施工,需要相应的监督人员进行监督工作,保证施工过程中出现的问题得到合理控制。
施工企业应当在施工过程中安排专业的监督人员进行工作,主要是监督施工人员的操作是否规范、合理以及施工中所出现的主要问题。
监督人员在工作中如果发现了相应的问题,就要及时进行上报,让企业管理者及时了解问题所在。
这样,管理者与有关部门就会针对问题采取合理的方法措施,将施工中的问题进行及时解决,消除施工中的安全隐患。
需要注意的是,施工企业在选择监督人员的时候,也要注意其自身素质与能力。
只有工作态度较好、能力和责任心都很强的监督人员才能上岗工作,这样可以保证监督工作的最终效果。
企业只有加强施工中的监督力度,才能真正做好机电工程施工的质量控制工作。
3结语
建筑机电工程施工不仅关系到建筑工程施工的整体质量,还对整个建筑行业的未来发展有重要影响。
施工人员在操作中要针对施工中的具体问题,应用科学、合理的施工技术,保证每个环节的施工质量。
施工企业也要在具体施工中对技术环节和质量环节进行严格把控,有效加强建筑机电工程施工的整体质量。
机电一体化专业毕业论文篇二
学院:四川农业大学
专业:机电一体化
作者:
目
录
【摘 要】
机电一体化是一项将系统技术、计算机信息处理技术、伺服传动技术、自动控制技术、检测传感技术和机械技术等多项技术相互结合的系统工程,是现代科学技术发展的必然结果。本文简述了机电一体化技术的基本情况和发展背景发展历程,明确了机电一体化技术对于机械制造业的整体行业发展所拥有的重要影响,并阐明了机电一体化技术在未来社会朝着智能化、系统化以及轻量、微型化的方向发展。希望为机电制造业未来的发展方向起到了一定的指向作用。
【关键词】:机电一体化 一体化 技术 现状 发展 发展趋势 前景 任务 形势
绪 论
1.1.机电一体化
1.1.1机电一体化的来源
“机电一体化”在国外被称为mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的,它是用英文mechanics的前半部分和electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合。
1.1.2机电一体化的简介
机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展,向机械工业领域迅猛渗透,机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术,从系统理论出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础,对各组成要素及其间的信息处理,接口耦合,运动传递,物质运动,能量变换进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质的和能量的有规则运动,在高功能、高质量、高精度、高 可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
1.3机电一体化技术五大组成要素与四大原则
1.3.1、五大组成要素
一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。(请参考机电之家机电一体化频道)
机械本体(结构组成要素)
是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接等。
动力驱动部分(动力组成要素)
依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素)
对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分(职能组成要素)
将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。
执行机构(运动组成要素)
根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能
1.3.2、机电一体化四大原则
构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合:
两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合后,才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定的模式进行交换与传递。能量转换:
两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。信息控制:
在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。运动传递:
运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间,不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。
1.4 机电一体化技术具体内容
1、机械技术机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。
2、计算机与信息技术
其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
3、系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。
4、自动控制技术
其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
5、传感检测技术
传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。
6、伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
第二章 一体化发展历程 2.1一体化技术发展历程及其趋势
自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化”技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意。
2.1.1一体化”的发展历程
1、数控机床的问世,写下了“机电一体化”历史的第一页;
2、微电子技术为“机电一体化''带来勃勃生机;
3、可编程序控制器、“电力电子”等的发展为“机电一体化”提供了坚强基础;
4、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使“机电一体化”跃上新台阶。
2.2.2”发展趋势
1、光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
2、配系统化——柔性化。未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成 “自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3、全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4、“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。
5、微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
2.1.3机电一体化产品
机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷 系统、cad/cam系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
2.1.4发展“机电一体化”面临的形势和任务
机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。
2.2 机电一体化技术
随和经济的发展和科技的进步,越来越多的产品智能化、自动化、网络化,这些产品除了要用到机械驱壳,还需要用电路来控制,电的部分已经不再是简单的开关电路,而是用大规模的集成电路,单片机、传感器、可编程控制器等智能元件被用来和设备的机械部分想结合。单纯的机械活着单纯的电子已经不能适应行业发展的需要,渐渐地就出现了机电一体化这个学科。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,到目前这个学科已经逐渐成熟了。
机电一体化技术包含六个部分,它们分别是:第一,机械技术。机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。第二,计算机与信息技术。其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
第三,系统技术。系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。第四,自动控制技术。其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
第五,传感检测技术。传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。
第六,伺服传动技术。包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
机电一体化系统主要由五个部分组成:机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源。机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹 的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点;检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制;电子控制单元又称ecu(electrical control unit),是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果,按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行;执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式;动力源是机电一体化产品能量供应部分,其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。
第三章 21世纪机电一体化 3.1机电一体化技术近期发展
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1、数字化
微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。
2、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。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔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。
3、模块化
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。
4、网络化
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。
5、人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,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,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
6、微型化
微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems,简称mems)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或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。
7、集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。
8、带源化
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。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
9、绿色化
科学技术的发展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,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,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。
3.2我国“机电一体化”
3.2.1国内机电一体化技术的发展状况
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。
3.2.2我国机电一体化技术发展趋势
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。
3.2.3工作面临的形势
我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度
我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。
我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来 新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。
另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。
3.3 我国“机电一体化”工作的任务
我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。
总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。
3.4我国发展“机电一体化”的对策
3.4.1加强统筹安排,协调发展计划
目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!
3.4.2强化行业管理,发挥“协会”作用
优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
3.4.4突出发展重点,兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
第四章 机电一体化系统
机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。
4.1机电接口
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:
(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。
4.2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。
第五章 一体化常见问题及解决
机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统。机电一体化系统投入工业应用环境运行时,系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。若系统抵御不住干扰的冲击,各电气功能模块将不能进行正常的工作,微机系统往往会因干扰产生程序“跑飞”,传感器模块将会输出伪信号,功率驱动模块将会输出畸变的驱动信号,使执行机构动作失常,最终导致系统产生故障,甚至瘫痪。
5.1 干扰源
从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。
1、供电干扰
大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起cpu误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。
2、过程通道干扰
过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。
3、场干扰
系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。
5.2 抗供电干扰的措施
1、配电系统的抗干扰
抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施,其次可采用分立式供电方案,就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电,这样就减少了集中供电的危险性,而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合,提高了供电的可靠性,也有利于电源散热。
2、利用电源监视电路
在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的,但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电,特别是后者属于恶性干扰,可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施,即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能;及时输出供cpu接受的复位信号及中断信号等功能。
5.3 场干扰的抑制
防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题:
(1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。
(2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。
(3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。
(4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线,以免互相串扰。
5、软件抗干扰技术
各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是:
(1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。
(2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。
1)设置watchdog功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。
2)设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状地结合在一起,形成完整的系统。
第六章 探述机电一体化 6.1机电一体化技术发展方式的探讨
6.1.1机电一体化的核心技术
机电一体化的核心技术主要包括信息处理技术、机械制造技术、传感器技术、传动技术和自动控制技术。
6.1.2信息处理技术
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。
6.1.3机械制造技术
机械制造技术是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。
6.1.4传感器技术
传感器技术是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。
6.1.5传动技术
传动技术和传动控制技术是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。
6.1.6自动控制技术
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。
结论
机电一体化的发展历程见证了人类走向了高科技的时代,机电一体化化的发展趋势见证了人类对于高智能化的向往。
机电一体化不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。在走向高智能化的时代步伐下,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
本篇介绍了机电一体化技术的由来,发展,应用。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。机电一体化技术在以后会迅速发展。
参考文献
[6] 梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[j].科技资讯,2007。
此致
敬礼
机电一体化专业毕业论文篇三
摘 要
电动舵机是一种复杂的机电一体化系统,是飞机、导弹等飞行器飞行控制系统的关键组成部分,其性能的好坏直接决定了整个飞行器性能的优劣。随着电力电子技术和永磁电机的发展,新型永磁无刷直流电机以其体积小、功率密度高、结构简单、控制灵活等诸多优点,已广泛应用于电动舵机系统。本文采用盘式无刷直流电机作为电动舵机系统的动力源,对其结构特点、工作原理、驱动方式分别展开分析,并对其数学模型和传递函数进行了推导。研制了一套体积小、结构紧凑、可靠性高的硬件电路,设计了位置、转速、电流三闭环控制算法,以得到较好的控制精度。为了验证所设计硬件系统的可靠性和控制策略的可行性,搭建了实验平台,并对原理样机进行了测试实验。结果表明,所研制的舵机系统满足控制性能要求,具有灵巧的一体化特点,具有很高的应用价值。论文研究的内容主要包括以下几个方面:
1.提出了电动舵机伺服系统关键技术指标。分析了舵机用无刷直流电机的结构与基本原理,得到了等效电路图,建立了无刷直流电机的动力学模型,并推导出了电动舵机的传递函数。
2.针对整个驱动系统,研制了一套以dsp+cpld为核心控制架构的智能功率驱动电路,包括主电源滤波及转换电路、电流检测与过流保护电路、位置检测与旋变激励信号调理电路、串口通信及其外围电路。
3.根据无刷直流电机的运行特点及数学模型,设计了位置、转速、电流三闭环控制算法,其中位置环采用比例积分控制,速度环、电流环均采用比例控制。在dsp主控制器中设计了控制模块、定时器模块、采样模块和串口通信等模块。在cpld辅助控制器中设计了hall换相逻辑、舵机转动方向解算逻辑、位置超限和过流保护等逻辑。
4.搭建了完整的实验驱动平台,对原理样机进行了控制性能测试实验,并对结果进行了详细地描述和分析。
关键词:舵机;无刷直流电机;dsp;cpld;pid控制
机电一体化专业毕业论文篇四
院、系:机电工程系
专业名称:机电一体化技术
姓名:cnrencai
学号:1037
班级:机电***
1、选题依据(选题意义、准备和基础等)
机电一体化产品广泛应用各种加工业,切割技术也有了飞速的发展,手工切割已经适应不了现代工业发展的要求。如今已进入以通用机械时代。几十年来,切割技术的研究和发展一直比较活跃,设计在不断的修改,品种也在不断的增加,应用领域也在不断的扩大。而目前市面上有很多型号的棒料切割机结构复杂,调节,维修不方便,生产效率低,智能化低等不足。
2、内容综述(目标、主要内容、拟解决的重点问题等)
1.对于板材切割机切割过程,如:上料-压紧-切割-调整-再切割-切割完毕-松开板材这一系列工作流程的plc半自动控制。让对于操作人员人数的要求变得最小,并且可以使操作人员不用一直守在机器旁边。这里主要研究的就是plc的控制过程,以及程序的书写。2.实现在板材切割过程中,根据不同的材质,不同厚度的材料实现主电动机以及平台拖动电机的变频调速。一方面延长机器的使用寿命:另一方面提高切割质量。这里涉及到的研究项目包括厚度传感器的使用和变频调速器的应用研究。3.对于板材切割机使用过程中的安全控制。在操作人员不能完全顾及的情况下,保证机器的安全稳定的半自动运行。
3、方法和思路(研究方法或工作方案)
1.与指导老师沟通,确定课题的研究方向和主要内容;
2.根据研究内容及方向开始对原始材料进行收集;收集对象包括图书,期刊,论文,网络文献等;收集范围包括图书馆,网络,书店等。
3.对于所收集材料进行分析,并根据材料的不同做好分类,留下好的有用的材料;
4.根据已有材料,完成基于plc控制板材切割机的设计初步构思;
5.结合研究方向和材料的收集情况,在初步构思的基础上完成对于方案的初步设计。
6.对初步设计进行实际应用讨论,根据设计的可实施性以及可能出现的特殊情况,完成对于初步设计的修改和加工。
7.最后,对已修改的设计进行再一次的实际应用论证,结合生产实际,完成对于设计的定型处理。其中对于材料的收集要以对板材切割机的实际运行为主,结合实际生产,查找相关的实体内容和参考文献。
4、毕业项目提纲
当今时代正是中国发展的黄金时代,中国又是一个发展中国家,要想谋求更大的发展,行业的转型是一定的,所以轻工业的转型,重工业与机械制造的行业的重视是必然的。就这一点来看,让我们清晰看到机械行业的发展前景有着如此大的潜力。它与其他行业有着千丝万缕的联系,随着经济的发展和科技的进步,越来越多的产品智能化、自动化、网络化,单纯的机械已经不能适应行业发展的需要,渐渐地就出现了机电一体化,现代机械的机电一体化的目标是综合利用机、电、信息、控制等各方面的相关技术的优势,扬长避短以达到系统优化的效果,取得显著地社会效益和技术经济效益。
5、参考文献
[1]梁景凯,盖玉先。机电一体化技术与系统[m].北京:机械工业出版社,.1.
[2]徐灏。机械设计手册[m].北京:机械工业出版社,1991.
[3]陆鑫盛,周洪。气动自动化系统的优化设计[m].上海:上海科学技术文献出版社,1995.
[4]刘鸿文。材料力学[m].4版。北京:高等教育出版社,.5.
[5]孙恒。机械原理[m].8版。北京:高等教育出版社,.5.
[6]陈建明。电气控制与plc应用练习与实践[m].4版。北京:电子工业出版社,.2.
6、指导教师意见
指导教师签名:中国人才网
**年**月**日
机电一体化专业毕业论文篇五
特色专业建设是进一步优化高校专业设置,提升专业建设的整体水平,提高人才培养的质量、效益和人才竞争力的重要手段。南宁职业技术学院以进一步提高机电一体化技术专业的教学质量和办学水平为抓手,以点带面,促进相关专业的特色形成,完善人才培养方案,对培养目标、培养规格给予准确定位,同时开展课程建设,强化实践教学基地建设,优化师资队伍建设,促进了教学管理和社会服务水平的不断提高。2011年7月,该校这一专业获广西区特色专业及课程一体化立项,对提高机电人才培养质量产生了积极作用和重要影响。据此,本文拟对南宁职业技术学院特色专业建设实践进行探讨,以为同类高职机电专业建设和改革起到有益的参考作用。
南宁职业技术学院机电一体化技术特色专业的建设目标和思路是:坚持以服务广西区域经济建设为宗旨,面向中国―东盟自由贸易区、广西北部湾经济区,依托富士康科技集团、桂林福达集团等龙头企业,校企合作,全面推行“校企互融”的工学结合人才培养模式;按职业岗位要求,合作开发适合工学结合特色的核心课程体系;打造一支基础理论扎实、实践能力强的专兼结合高水平的“双师型”专业教师团队;构建融“教学、培训、科研和学生创新活动”为一体的实习实训基地;提升专业的技术服务能力,将机电一体化技术专业建设成具有区域特色乃至在全国有较大影响的示范专业,培养一批高素质、具有较强实践能力和创新精神的应用型机电一体化技术人才。
(一)深化“校企互融”工学结合人才培养模式
机电一体化技术专业是在现代制造业高度发展背景下产生的。它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等在系统工程基础上的有机融合。机械技术是机电一体化技术的基础,而微电子技术、信息技术和控制技术则使机械结构简单化,从而使机械功能更强大,性能更优越。南宁职业技术学院机电一体化技术专业在人才培养方案的确定过程中,区别于传统的机械和自动控制的人才培养方案。
在教学计划的制订上,强调机与电接口作用,在打好必需的机械、自动控制基础的前提下,力求使学生掌握企业现代化机电设备的操作,调试和技术应用,能够胜任企业机电产品的设计与开发。
根据专业岗位能力要求,加强与桂林福达集团、富士康科技集团、柳工机械等10家大中型企业的联系,深化“校企互融”的工学结合人才培养模式,将企业的技术人员和设备优势更多融入各个教学环节中,并引进企业人才评价标准。完善了“机电技术+人文素质、实践为主+学做一体”的课程体系,制定的人才培养方案获2011年度全国机械高等职业教育教学成果奖。同时,完善了机械cad、自动生产线调试与维护两门区级精品课程的教学资源网站,完成了plc工程技术及应用、机床夹具应用技术两门校级精品课程的开发建设并通过学校验收,开发了自动线调试与维护、plc工程技术应用、维修电工技术等5门课程与行业标准对接的课程标准,与企业共编《smt实训实训指导书》等校本教材7本。与紧密合作企业南宁智控电气科技公司、广西桂网电力试验有限公司联合申报2013年广西科技厅科技攻关项目“参数智能监控湿法烟气脱硫设备研发”(课题申报编号2013bc28047),“配电智能设备e网系统”(课题申报编号2013ba-09007)。
本次科技项目的合作,使教师主持的课题更贴近实际,更有针对性,有利于教师工程实践能力的提高,有利于职业教育培训质量的提高,有利于深化教育教学改革,为走产学研相互结合的发展道路打下良好基础。
(二)打造理论和技能过硬的“双师型”区级教学团队和区级名师
目前,南宁职业技术学院机电一体化技术专业机电团队共有专任教师10人,固定企业兼职教师8人。
在“双师型”教师培养过程中,该校不只是满足于取得技能等级资格证书,而关键是着力对“双师型”教师进行专业能力结构性调整和优化,为教师参与生产实践,提高解决实际问题的专业能力创造条件。2011年4月,派出3名骨干教师到富士康科技集团参加smt专业技术讲师培训班学习,参与企业设备的安装、调试与检验,教师的工程实践能力有很大提高,并获得富士康科技集团颁发的smt专业培训讲师聘书。
为了解本专业最新的知识结构和行业新技术,先后选派专业带头人诸小丽教授等参加中国液压气动密封件工业协会举办的电液伺服与电液比例控制技术中高级培训班和全国职业院校信息技术应用能力师资培训班学习,聆听行业顶级专家、博士生导师们对行业最新技术的介绍,开阔了眼界。同时选派2名骨干教师到通用电气公司学习企业课程,掌握自动化的前沿技术,有效提升教师的综合技能水平。
经过近2年的建设,团队多名教师获“技能大赛优秀指导教师”称号,诸小丽教授荣获“广西第五届教学名师”称号。
(三)形成校外实践基地+校内实训中心的实践基地体系
一方面,为了达到学生职业技能训练的要求,南宁职业技术学院积极拓展渠道,发挥自身优势,以服务求支持,在建立互惠互利、双参双赢的校企合作机制上,大力吸收社会力量共建校外实训基地。2011~2012年,该校机电一体化技术专业分别与广西桂网电力试验公司、南宁智能电控科技有限公司等企业签订了共建校外实训基地校企合作协议,在校外实训基地的实践教学中,合作企业承担人才培养任务,为学生的操作技能提高、实践动手能力和专业技术应用能力的培养提供顶岗实习场所,使学生感受企业氛围,了解企业生产组织,参与企业的生产活动,接受企业文化的熏陶,树立实践观念,增强职业意识,提高专业能力,养成良好的职业素质。
另一方面,为强化学生实践技能训练,打造品牌特色专业,2011年,南宁职业技术学院与通用电气ge智能平台合作建成了自动化系统集成实训中心,可将plc技术、总线技术、嵌入式系统技术、组态技术、步进伺服技术等融合为一体,真实展现工厂自动化现场实际加工过程,具有现场化、网络化、开放性、综合性等特点,不仅能满足机电一体化、电气自动化、机械设备及其自动化等专业学生进行专项技能实训的需要,而且能满足师生进行科研、创新等活动的需要。
(四)以课程建设为载体,深化教学改革
一方面,将“教、学、做”无缝结合,校企合作建构特色教学。以自动生产线调试与维护、cad特色课程建设带动机电专业课程体系改革,按照以学生为主体的教学模式,注重学生在做中学,在学中做,“教学合一”,学练并重。将课堂搬到实训室,教师边讲课,边演示,边指导;学生边学习,边动手,边提问,实现课堂理论教学与实践技能培养融合。结合本专业的特点,利用学校实训中心,合作企业进行现场教学,学生的技术应用能力和职业综合能力有了较大提高,2011~2012年,南宁职业技术学院机电一体化技术专业学生参加全国自动线大赛、全国机器人大赛、“西门子杯”全国工业自动化挑战赛都获得了优异的成绩,参加广西创新设计大赛、电子大赛均获一等奖。
另一方面,实现课证融合,即操作技能与职业标准相融合。将cad绘图员考证、维修电工、plc设计师等职业资格标准与专业教学大纲相衔接,及时调整教学内容和课程体系,改革教学方法和实训手段,融教、学、做为一体,使校内生产性实训接近50%,毕业生的双证率在95%以上,使学生知识能力与职业技能要求“零距离”,增强学生的就业竞争力。目前南宁职业技术学院机电一体化技术专业在校生约800人,每年学生的就业率均超过95%。
(五)初步建成机电特色专业网站
建立以机电一体化技术为核心的教学资源库。包括核心课程如自动生产线的调试与维护、cad应用技术、plc工程及技术应用、机床与夹具的电子教案、习题库、教学视频、课程标准等教学资源。
特色专业建设是促进我国高等教育规模、结构、质量和效益全面协调可持续发展的重大举措,需要学校、学院、教研室各级管理部门的统一协调和全力配合,需要领导、教师、学生的全力投入。但由于目前的高校教学任务、科研任务繁重,再加上评价体系的不完善、教学工作质量的认定标准不规范等一系列的原因,不少项目参与人员袖手旁观,导致负责人任务负担沉重,使得特色专业建设效果不理想。同时,特色专业建设不仅涉及教学场地、实训基地、图书资料等硬件基础,还包括师资队伍、培养计划、实践教学、科研活动、教学方法和手段、技术进步、社会需求、区域经济发展等多方面软件建设,它是一个长期积累的过程,需要不断研究和实践,并不断修正和完善,才能产生较好的建设效果。
综上所述,特色专业体现了一所高校的办学特色和社会服务能力,是关系到一所高校是否受到社会认可和欢迎的重要因素,因此特色专业建设是高校质量工程建设的重要内涵。对照特色专业建设目标,机电一体化特色专业建设中还有很多工作要做,在今后,应继续加强高技能“双师型”教师队伍建设,实行在职专业教师轮训制度,实行到企业和行业选聘兼职专业教师制度,鼓励教师多参加科研实践活动,以丰富自己的实践性知识;以此提高教师的创新意识和创新能力,等等。只有经过深入的改革实践,才能取得丰硕成果,为同类高职机电专业建设和改革起到有益参考作用。
宋毅。加强特色专业建设培养适应社会需求人才[j].中国高等教育,2008(13)
[2]赵婉莹。高校“质量工程”建设的问题与对策[j].教育发展研究,2009(17)
[3]于仲安,梁建伟。地方高等学校特色专业建设研究[j].中国电力教育,2010(22)
机电一体化专业毕业论文篇六
长春工业大学机电一体化2009级
阿拉腾那木日
内容摘要;现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
迄今为止,世界各国都在大力推广机电一体化技术。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用,并以蓬勃的生机向前发展,不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展,而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。
关键词:历史、应用、发展趋势
一、机电一体化技术发展历程
自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,“机电一体化”技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意。
“机电一体化”这个词是日本安川电机公司在上世纪60年代末作商业注册时最先创用的。当时及70年代,人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。国内早期将“机电一体化技术”与“机械电子学”并用,近年来“机电一体化”更流行使用。
80年代,信息技术崭露头角。微处理机的性能提高,为更高级的机电一体化产品所采用,典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。微机作为关键技术引入了飞行器系统后,使机械-电子系统在高度控制、排气控制、振动控制和保险气袋等方面获得广泛应用。
从系统科学的观点来看,机电一体化产品又可称之为机电一体化系统,它是集机械元件和电子元件于一体的复合系统。
信息技术驱使机械系统在不同程度上利用数据库,连洗衣机和其他消费品也用上了数据
库驱动系统。这样,对机电一体化的系统设计方法的探索、成型和系统集成以及并行工程设
计和控制的实施日显重要。此外,光学也进入了机电一体化,产生了“光机电一体化”的新
体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两
用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微传感器和执行器技术的发展,和半导体技术以光
刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合,开创了以精密工程和系统集成为
了21世纪
1、光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机
要趋势。
2、自律分配系统化——柔性化。未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗
余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律
分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律
性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给
信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力
(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3、全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水
平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4、“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并
物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”,而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。
5、微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
二、机电一体化技术的主要应用领域
1、数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:
总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。
开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。
能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
2、计算机集成制造系统(cims)
cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
3、柔性制造系统(fms)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
4、工业机器人
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。
1、智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
2、系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。
3、微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
4、模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,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、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。
5、网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。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。
6、绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务
机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。
四、我国“机电一体化”面临的形势及任务与其相应对策
一、形势:我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度
我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。
我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我www.国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。
我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。
总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。
三,对策
1、加强统筹安排,协调发展计划
目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!
2、强化行业管理,发挥“协会”作用
3、优化发展环境、增大支持力度
资源要素等。
增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
4、突出发展重点,兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
参考文献
1、机电一体化技术,李建永,北京:科学出版社,2004
2、机电控制,李运华,北京:北京航空航天大学出版社,2003
机电一体化专业毕业论文篇七
摘要
在化工、制药、轻纺等行业中温度的测量和控制是进行安全、高效生产的重要依据。目前市场上经常采用的测温仪表是压力式温度仪表、双金属温度计、热电阻传感器、热电偶传感器等几种类型,其中压力式温度仪表、双金属温度计仅能进行现场指示不能远距离监控,且其精度容易受到环境温度的变化和仪表内部结构的影响,经常需要通过手动去校零,使用不方便;而热电阻和热电偶传感器适用于远距离测量,现场指示需配置二次仪表和电源不方便,且其指示值会跳动不利于现场读数。针对这些问题,本文设计了一种自适应环境温度变化的机电一体化温度仪表。
本文所设计的温度仪表由自适应环境温度变化的压力式测温系统和热电阻(电子)测温系统组成,一个用于现场指示一个远传。其中压力测温系统采用压力式温度仪表,通过采用最小二乘支持向量机(ls-svm)的方法建立误差模型研究和分析对压力式温度仪表精度影响最大的两个因素,从而设计出自适应补偿机构来解决压力测温系统的精度问题。通过在压力测温系统中置入热电阻传感器来实现远距离传送与监控,实现了单点测温双重指示的机电一体化高精度测温功能。论文的主要内容如下:
(1)分析了仪表的两个测温系统的结构性能,初步选用了压力测温系统和电子测温系统的测温仪表,并提出了机电一体化温度仪表的总体设计方案,并确定了相应的系统功能与技术指标。
(2)采用最小二乘支持向量机(ls-svm)的方法建立误差预测模型。分析了液体压力式温度仪表的测温结构和误差影响因素,将环境温度及毛细管长度等特征参数作为模型输入,将误差值及误差随毛细管长度的变化率作为输出。根据回归预测的原理,利用网格搜索和交叉验证的方法寻找最优参数组合,建立液体压力式温度仪表的误差模型。采用lssvmlab进行实验结果研究,在matlab上运行,通过实验结果分析得出对压力式温度仪表精度影响最大的两个因素。
(3)对比分析了传统的双金属补偿方法的不足之处,在压力式温度仪表的误差模型分析的基础上,提出了一种导管补偿的方法并设计出补偿机构来实现自适应补偿,解决对仪表精度影响最大的两个因素。通过理论分析及实验验证自适应补偿机构的有效性与优越性。
(4)依据热电阻测温仪表的原理、结构等方面理论,选定机电一体化温度仪表热电阻测温系统的热电阻和航空插头,并对整个热电阻测温系统的结构原理进行了分析。最后制造出本文所设计的机电一体化温度仪表,并通过分析和实验验证本课题所设计的机电一体化温度仪表的各项技术指标。
本文对压力式温度仪表进行了自适应补偿机制的研究与设计,并将其与热电阻测温系统组成机电一体化温度仪表来满足温度测量的现场指示与远程监控的功能,且这两个测温系统能互相监视,提高了温度测量的可靠性和准确性,同时本文所设计的机电一体化温度仪表和研究方法对仪表技术的发展具有重要的意义。
机电一体化专业毕业论文篇八
在政府大力开展教育事业的影响下,很多高校都将教学改革作为完善教学水平的主要手段,逐渐成为高校开展教育事业中的重要组成部分。随着我国工业化进程的飞速发展,机电一体化专业在各个领域中的应用越来越多,社会对于高级的机电一体化人才的需求也有所提升,为了满足社会和企业的需求,高校必须要对传统的机电一体化教学模式进行调整,充分发挥出matlab软件在机电一体化专业教改实践中的应用效果。
要想充分发挥出机电一体化专业教学改革的效果,首先要明确机电一体化专业的人才培养目标,只有这样才能做到“知己知彼百战百胜”的效果。机电一体化专业主要表现出了“机”与“电”的结合,但是这种结合并不是简单的讲“机”、“电”相加在一起,而是通过特殊的教学模式在二者之间建立一种联系,从而更好地发挥出机电一体化的效果。
由此可见,机电一体化专业的人才培养目标是为社会培养出一批具有优秀机械加工和机械设计相关理论知识与实践能力的人才,并且还要能够熟练的掌握计算机技术、电气控制的相关技巧,通过各种手段对机电产品进行更好的控制。既包括了传统的机械专业的相关知识,还加入了计算机专业、电气专业、自动控制专业,充分体现出了机电一体化专业的“机”与“电”相结合。
随着教学改革计划的逐渐完善,很多高校都进行教学模式的调整,采取更加成熟的教学手段去促进学生发展。然而,通过对现阶段机电一体化教学模式的分析来看,教学计划的设计还是比较传统,无外乎基础教学模块、机械基础模块、电气基础模块、控制基础模块等,从理论上来讲是比较符合现代社会对机电一体化专业人才需求的,但是,从实践操作的角度看,学生的实际能力与理论知识的掌握不一致,很难适应变幻莫测的市场经济形式。而造成这种现象的原因既不是教师的教学水平问题,也不是学生学习态度问题,而是教学计划的制定脱离了现代社会需求,学生虽然能够从课堂中学到丰富的知识,但是并不能将这些知识联系起来,更不用说将这些知识利用起来[2]。
机电一体化专业的实践性比较强,因此在进行机电一体化教学的时候,不能只重视理论知识教学,还要充分发挥出实践教学的重要性。目前,我国机电一体化专业对实践教学的关注度并不是非常的高,尽管在理论教学上已经趋于成熟,但是,机电一体化的学生在社会上的发展总是差强人意,对于社会的适应性和理论的操作性都比较差。造成这种现象的主要原因就是由于我国高校在开展机电一体化教学的时候,并没有采取理论教学与实践教学相结合的方式,很多学生都掌握了丰富的机电一体化理论知识,可是却不能将掌握的知识充分的利用起来,很多知识点的使用方式并没有被理解,只是死记硬背下来应对考试。
由此可见,要想充分发挥出教学改革的效果,还需要一种能够将教学知识连接起来的模块,而这种方式就是matlab软件[3]。
matlab软件是一套商业数学软件,在数学领域中的应用非常广泛,像是算法开发、数据可视化、数据分析等都可以使用matlab软件进行计算,并且还结合了先进的计算机科学技术,在计算结果的准确性与计算速度上都有所提升。
matlab软件是三大数学软件之一,在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指,不管是矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法,还是创建用户界面、连接其他编程语言的程序[4],只要与数学相关,就都可以使用matlab软件进行分析。将matlab软件应用在机电一体化专业中,为机电一体化专业的教学改革带来了新的曙光。
5.1在基础教学模块中加入matlab的基础入门高等数学是工科生的必修课,传统的高等数学教学过程是通过教师讲、学生听的方式,这种方式不仅无法提升学生对机电一体化专业的兴趣,还会影响学生的操作能力与应变能力,不利于学生综合素质的培养。将matlab引入到基础教学中就能够妥善的解决这一问题,利用matlab软件强大的计算功能,将复杂的数值简单化,不仅减轻了学生的负担,还能够让学生在学习的过程中感受到快乐,改善对机电一体化专业的看法。
5.2使用matlab软件进行实际操作在学生充分了解机电一体化的理论知识以后,就应该培养学生将理论知识应用到实践中的能力,在学习控制理论的时候,要结合matlab软件共同学习,利用matlab软件来进行运算、建模、分析等环节的控制系统仿真,将教学过程中比较繁琐的数据变换、复杂领域交给计算机进行分析,通过matlab将所学到的机电一体化理论知识整合起来,使学生能够更好的理解机电一体化的实际应用效果[5]。
综上分析可知,matlab能够将机电一体化专业的教学模块连接在一起,是原本分散的模块有机的结合起来,帮助学生进行理论知识的整合,是学生能够更加完整的理解理论知识的含义,对于学生的理论知识和实践能力都是一种提升。另外,matlab不仅在机电一体化专业中有着广泛的应用,在各个行业中都受到了一定的关注,也就是说,学生在步入社会之后,依然可以使用matlab软件去解决实际问题。
[2]叶慧群。项目教学法在高职机电一体化专业实践教学中的应用[j].科技创新导报,2013,34:145+147.
[3]郑永锋。高职机电一体化专业项目驱动课程体系研究[d].浙江师范大学,2014.
[5]文超珍。数控专业公差测量课程一体化教学的研究与实践——以广西机电工业学校数控专业公差测量课程教改为例[j].广西教育,2015,02:41-43.
机电一体化专业毕业论文篇九
浅谈机械电子工程人才培养创新模式研究【1】
【论文关键词】人才培养机械电子工程三维课程体系创新模式
【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。
机电一体化专业毕业论文篇十
机电一体化技术对现代科技的影响至关重要,它是现代科技发展的必然结果,其逐步的成为了目前一切经济产业不可或缺的一部分,本文对其未来的发展趋势以及在各个领域当中的应用作了简要讨论,证明了,几点一体化技术在目前经济发展中的重要作用。
机电一体化;发展;应用
机电一体化技术带动了我国经济的发展,为我国经济技术实现自动化提供了可能,其发展和使用大大的降低了生产经营过程中的人力耗费,同时降低了在工作中的危险系数,为我国的煤矿、建筑等许多产业带来了很好地效益,因此对机电一体化的研究至关重要,加强其发展及推广力度,加大在企业当中的应用从而促进经济的发展。
从总体上看,机电一体化技术的发展可以分成三个阶段:二十世纪六十年代以前可以视为第一阶段,运用机电一体化技术开发出来的产品不能够被广泛的推广。但是,人们在有意无意的情况卜己经开始运用简单的电r技术来完善产品的机械性能了尤其是在战争时期,电子技术和机械产品的完美结合,使得这项军用技术发挥出了重要的作用战争结束后,这项技术由以前的军用转变为民用,促进了战后经济的快速发展第二阶段的发展是在二十世纪七八十年代,在这一发展时期,几电一体化技术不仅得到了来自通信技术、计算机技术和控制技术等提供的技术基础,而且由于微型计算机和大规模集成电路的飞速发展,机电一体化还得到了充分的物质基础由此可见,蓬勃发展的机电一体化技术必将运用于国内外的各行各业中。
二十世纪九十年代以来,机电一体化技术己经开始向智能化的新阶段迈进在这个深入发展的阶段里,一些人上智能技术、光纤技术以及神经网络技术如雨后春笋般的迅速发展,给机电一体化技术打开了一片新的发展天地除此之外,机电一体化技术还涵盖了光学、通信技术以及微细加上技术等。
(一)绿色化
在如今高科技技术飞速发展的时代背景下,人们对生活水平的要求越来越高,在我们享受着美好环境带来的快乐的同时,也要主要对其环境的保护,避免生态环境的破坏以及物质资源的减少。所以,工业生产发展的绿色化标准越来越受我们共同追求的目标。一切绿色机电一体化的技术产品在当今时代一定会非常受欢迎,并且也将很好地发挥出其作用。
(二)智能化
如今是一个智能化水平相对比较高的社会,要想跟随上社会的步伐,就要在机电一体化技术当中加入人工智能,实现机电一体化的智能化。其实现智能化的方法包括加设一些控制理论基础以及引进源自于多方面的思维和方法。比如说:计算机科学技术、心理学等,虽然说机电一体化的产品是无法达到与人同等智能水平的,不过其中高性能的微处理器具是绝对可以生产出低级智能产品的。
(三)网络化
网络技术的产生和发展给我们的日常生活带来了很多的方便,而且由于网络技术的高科技性能其在工业生产以及科学技术等方面都有所涉及。伴随着网络技术的发展普及,在网络技术的基础上产生的高科技技术也在影响着我们的生活。比如说机电一体化体系中产品的远程监控终端设备在很多的领域当中都有所体现,随着计算机技术的使用和不断推广,使得人们足不出户就可以很好地享受到其机电一体化技术带来的优越特性,所以机电一体化技术逐步的走向网络化是必然的发展趋势。
(四)模块化
机电一体化向模块化方向的发展是一项非常重要而且很艰巨的工作。机电一体化中的各项内容种类繁多,要想对其进行任何研究或者进行开发其难度都很大,因此将机电一体化产品进行模块分割,划分单元是非常重要的,这不仅是一项非常困难而又复杂的工作,而且也是一项非常具有发展前景的工作。
(一)在建筑材料中的应用
当前在我国对一切施工建设的要求规格不断地提高,而且对建筑材料的生产的要求更是严格,所以这就意味着,对施工单位的选择首先就是要考虑机电一体化的技术标准,因为,机电一体化的技术是一项综合性很强的技术,它的高质量、多功能等特点都对建筑材料的生产有着非常重要的作用,除此之外,材料的级配控制对目前建筑质量影响非常重要,如果级配控制出现错误则必然会使得建筑工程的使用寿命降低,并且还会存在严重的安全隐患,机电一体化技术可以帮助完成级配的完美控制,使得其误差能够降到最小。
(二)在现代制造业方面的应用
现代制造业的发展主要强调尽量减小人力,通过机器来完成一切工作,机电一体化的应用对现代制造业的发展起到了很好地促进作用。就比如说li/mno2的扣式电池在生产时就需要plc控制技术对其进行控制,如果在生产过程中出现故障,则plc控制系统将会自动的进行报警,而且如果生产出不合格的产品系统也会自动的将其剔除,这不仅提高了加工精度的同时也减小了人力,对现代制造业的发展起到了很好地促进作用。
(三)在钢铁企业中的应用
在钢铁的企业中的应用又包括分布式、开放式和计算机集成几部分。分布式的控制系统将分布在钢厂中的各操作系统通过电脑对其控制、管理、检测,这一技术具有安全性相当高的特点,起引领了机电一体化的发展潮流。开放式的控制系统实现了有效资源的共享以及高科技技术的交流,从而促进了企业的共同发展。计算机的集成应用以及未来的推广对企业在国际市场中的发展有着良好的作用,有助于企业国际地位的提高。
(四)在煤矿企业中的应用
大家都知道,煤矿是一项地下工作,其具有非常高的危险系数,恶劣的自然环境以及随时可能发生的自然灾害对任何一位煤矿工作者来说都是严重的威胁,因此,在世界各国都在尽力的建设一套可以完全代替人力高科技技术,机电一体化技术就可以完成这一项任务,它可以自动的完成地下任务,实现完全的自动化。
机电一体化技术对现代技术的发展起着关键的影响作用,其高科技技术在各大行业都有所发展和使用,带动了我国的经济的发展,其使用不仅实现了低劳动力、提高了产品质量和生产效率,尤其是在煤矿方面的应用对意义重大。因此要加大对机电一体化在各行业的发展,真正的实现推广,为我国带来更好的社会以及经济效益。
[1]孟庆春。机电一体化技术的应用与发展[j].科技情报开发与科技,2012(01).
[2]王晓勇。解析机电一体化技术及其发展应用展望[j].科技传播,2013(06).
[3]孙素闪。机电一体化技术的应用和未来发展[j].科技向导,2011(30).
机电一体化专业毕业论文篇十一
摘要:机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件融合起来所构成的系统的总称。近年来,机电一体化技术得到迅猛发展,在各个行业都得到广泛地应用。微电子信息技术的引入,使古老的机械工业焕发了青春,使传统的机械电器产品在功能上、性能上以及制造技术上都提高到一个崭新水平,所带来的经济效益和社会效益是十分巨大的。
关键词:机电一体化;自动控制技术;发展趋势
机电一体化的外文名词是mechantronics,起源于日本,是取英语mechanics的前半部和electronics的后半部拼合而成的,表示机械学与电子学两种学科的综合。目前,国内外对机电一体化的涵义有各种各样的认识,其各自的出发点和着眼点不尽相同,再加上机电一体化本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展不断被赋予新的内容。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体,是现代科学技术发展的必然结果。随着现代科学技术日新月异的发展,不断地推动不同学科的交叉和渗透,从而导致整个工程领域的技术革命。
1.机电一体化概要
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。机电一体化涵盖技术和产品两个方面,只是机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其他新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械。机电一体化系统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。
2.我国机电一体化的现状
世界范围内机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段也称为初级阶段。20世纪60年代以前由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。第二阶段可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。第三阶段,20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。
计算机数控机床(cnc)是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就,是典型的机电一体化产品,是机床发展的必然趋势。
汽车的机电一体化中心内容是以微机为中心通过自动控制来改善汽车的性能,增加汽车的功能,实现汽车降低油耗,减少排气污染,提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。近几十年,国际各大汽车公司都加大了对汽车机电一体化的研究,使其发展有了质的飞跃。
工业机器人(ir)一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成,是一种能模拟人的手、臂的部分动作,按照预定程序、轨迹及其要求,实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置,是具有发展前途的机电一体化典型产品。
3.机电一体化的发展趋势
3.1自律分配系统化
未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.2系统化
系统化的'表现特征之一是系统体系结构进一步采用开放和模块化的结构。系统可以灵活组套,进行任意裁减和组合,同时要求实现多坐标系列控制功能的nc系统。表现特征之二是通话功能的大大加强,即网络化趋势。
3.3人工智能化
这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。
3.4全息系统化
机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。其系统的层次结构,也由简单的“从上到下”的形势而变为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
3.5绿色化
环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主题。
3.6微型机电化
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。
3.7面向21世纪的制造模式
加工向敏捷制造加工转变。
4.结语
机电一体化的出现并不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,传统的机械设计方法和设计概念正在发生着革命性的变化。21世纪,机电一体化技术将扮演机械工业的主角,与机电一体化相关的技术还有很多。随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显。我国可以利用后发的成本优势和广阔的市场潜力,用全新的方式和更短的时间研发更多具有知识产权的机电一体化产品。随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献:
[1]李建勇.机电控制工程[m].北京:化学工业出版社,
机电一体化专业毕业论文篇十二
机电一体化技术的现状和发展趋势
摘要
简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。
了机电一体化技术的发展趋势。
关键词机电一体化技术现
一体化转化为特征的发展阶段。
是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予更多新的功能,如自动检测、自动信息处理、自动记录显示、自动调节与控制、自动诊断与保护等诸多方面。
机电一体化概要机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子技术结合起来所构成的系统的总称。
区别。
机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体现。但一一机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为个阶段。
世纪年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段,在这一时期,人们不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能,特别是在第二次世界大战期间,战争极大地刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电相结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。
从当时研制和开发的总体上看还处于自发状态。
由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广使用。世纪一年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段,这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
渐形成完整的科学体系。
人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。
企业带来美好的前程。
网络化世纪年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
两类。
绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,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,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除外,还有、人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
结语综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的一阔发展前景也将越来越光明。
机电一体化专业毕业论文篇十三
机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。
机电一体化;现状;发展趋势
2世纪6年代以来,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后,刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。2世纪8年代末期,机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持,2世纪9年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从2世纪8年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。2世纪6年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。
2世纪7年代~8年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
2世纪9年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中展露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从2世纪8年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和21年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作,虽然取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
(一)智能化趋势
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。
(二)模块化趋势
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、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的。控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品,也可以扩大生产规模,制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
(三)网络化趋势
计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐,因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
(四)微型化趋势
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,国外称其为微电子机械系统(mems),泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,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。
(五)绿色化趋势
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,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,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
机电一体化专业毕业论文篇十四
1、数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;
2、微电子技术为"机电一体化带来勃勃生机;
3、可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;
4、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶、
2、自律分配系统化――柔性化、未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3、全息系统化――智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4、“生物一软件”化―仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”,而生物的特点是硬件(肌体)――软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。
5、微型机电化――微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
二
机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、cad/cam系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
机电一体化专业毕业论文篇十五
随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展,极大地促进了学科之间的相互渗透、融合,同时也促进了工程建设领域的革新与创新。目前,机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术,在各行各业都有不同程度的应用。尤其是科学技术的发展,在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新,并且在工程机械中得到了很好的应用。积极地采用机电一体化,将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合,大大地提高了机械的多种功能,比如说,动力性能提升,燃油的经济效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精准度和舒适度都大幅度提高,机械的使用寿命也随之延长。所以,研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。
机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术,对各个功能进行合理的配置,从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。机电一体化也称之为机械电子学,属于一门新兴的边缘综合科学,机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、控制技术和精密机械技术有机结合,并综合应用到实际中去的综合技术。主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。而随着科学技术的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,并且处于不断创新与进步之中。机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值,尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性,机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面:
1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用
在传统的工程机械中,能量的充分利用率和使用率比较低。比如说,液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪费了。在能源资源高度紧张的今天,迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。比如说,小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的,大约可以节省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。日立公司生产的挖掘机,采用了“卡特电子效率”节能控制体系,通过对泵以及发动机的综合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能够达到98%左右,生产率也相应地得到了大幅度的提升。所以说工程机械中电子节能控制器的运用,大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率,一定程度上发挥到了节能的作用。电子节能控制器操作比较简单,对机械的磨损也相对减少,从而提高了工作的效率。
2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平,可以有效地降低操作人员的劳动强度,有效地提高生产效率,大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。比如说,三菱公司设计生产的挖掘机,有控制挖掘机轨迹系统的功能,相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后,相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号,对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制,从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘,有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3、在控制柴油机上的应用
要想进一步深入发展柴油机技术,应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗,还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化,这样的条件下,电子控制自动变速,还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现,能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时,能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
4、机械操作的自动化能够降低劳动强度
在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化,这样大大降低了劳动强度,提高了工作效率,并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。
5、在工程作业精确度方面的应用
在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化,对称量系统实现微机控制,使得称量更加精确。自动找平装置的应用,大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。自动供料系统(超声波技术)的应用,完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节,全面提升了摊铺的效果和质量。与此同时,铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制,减少了误差,提高了工作效率,同时还节约了人力,降低了施工人员的工作强度,高效、快捷,符合现代工程施工的要求。
6、电子监控、故障自诊以及自动报警
电子监控、故障自诊以及自动报警,也就是说对于工程机械的工作装置,传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控,一旦在运行的过程中发生异常情况,就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。机电一体化的发展和应用,大大地改善了操作人员的现实工作条件,全面提高了机械设备的工作效率。与此同时,简化了机械设备检查和维护的工作,相应地减少了维修费用,大大降低了维修停机的时间,对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。
1、传感技术的融合
目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
2、工程机械机电一体化趋于计算机与信息处理技术的应用
计算机是实现信息处理的主体,信息处理技术包括范围应用比较广,主要包括信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。要想工程机械机电一体化技术发展不断进步, 应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3、电子控制理论的指导性增强
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术,通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。
综上所述,机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势,也是振兴和发展机械工业的必经之路。随着科学技术的不断发展,工程机械机电一体化还会有着更多的创新与发展,未来工程机械机电一体化技术的应用将会融合机、电、光以及磁的综合性能,更好地促进工程机械的发展。
机电一体化专业毕业论文篇十六
随着经济的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究。
工程机械机电一体化技术应用发展
引言
随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展,极大地促进了学科之间的相互渗透、融合,同时也促进了工程建设领域的革新与创新。目前,机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术,在各行各业都有不同程度的应用。尤其是科学技术的发展,在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新,并且在工程机械中得到了很好的应用。积极地采用机电一体化,将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合,大大地提高了机械的多种功能,比如说,动力性能提升,燃油的经济效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精准度和舒适度都大幅度提高,机械的使用寿命也随之延长。所以,研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。
精密机械技术有机结合,并综合应用到实际中去的综合技术。主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。而随着科学技术的发展,机电一体化技术也得到了快速发展,并且处于不断创新与进步之中。机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
二
机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值,尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性,机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面:
1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用
在传统的工程机械中,能量的充分利用率和使用率比较低。比如说,液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪费了。在能源资源高度紧张的今天,迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。比如说,小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的,大约可以节省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。日立公司生产的挖掘机,采用了“卡特电子效率”节能控制体系,通过对泵以及发动机的综合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能够达到98%左右,生产率也相应地得到了大幅度的提升。所以说工程机械中电子节能控制器的运用,大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率,一定程度上发挥到了节能的作用。电子节能控制器操作比较简单,对机械的磨损也相对减少,从而提高了工作的效率。
2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平,可以有效地降低操作人员的劳动强度,有效地提高生产效率,大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。比如说,三菱公司设计生产的挖掘机,有控制挖掘机轨迹系统的功能,相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后,相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号,对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制,从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘,有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3、在控制柴油机上的应用
要想进一步深入发展柴油机技术,应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗,还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化,这样的条件下,电子控制自动变速,还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现,能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时,能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
4、机械操作的自动化能够降低劳动强度
在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化,这样大大降低了劳动强度,提高了工作效率,并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。
5、在工程作业精确度方面的应用
在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化,对称量系统实现微机控制,使得称量更加精确。自动找平装置的应用,大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。自动供料系统(超声波技术)的应用,完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节,全面提升了摊铺的效果和质量。与此同时,铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制,减少了误差,提高了工作效率,同时还节约了人力,降低了施工人员的工作强度,高效、快捷,符合现代工程施工的要求。
6、电子监控、故障自诊以及自动报警
电子监控、故障自诊以及自动报警,也就是说对于工程机械的工作装置,传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控,一旦在运行的过程中发生异常情况,就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。机电一体化的发展和应用,大大地改善了操作人员的现实工作条件,全面提高了机械设备的工作效率。与此同时,简化了机械设备检查和维护的工作,相应地减少了维修费用,大大降低了维修停机的时间,对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。
1、传感技术的融合
目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压
力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
2、工程机械机电一体化趋于计算机与信息处理技术的应用
计算机是实现信息处理的主体,信息处理技术包括范围应用比较广,主要包括
信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。要想工程机械机电一体化技术发展不断进步,应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3、电子控制理论的指导性增强
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术,通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。
综上所述,机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势,也是振兴和发展机械工业的必经之路。随着科学技术的不断发展,工程机械机电一体化还会有着更多的创新与发展,未来工程机械机电一体化技术的应用将会融合机、电、光以及磁的综合性能,更好地促进工程机械的发展。
张彬.论机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展[j].现代商贸工业,2012.05:180.
[4]冷俊.机电一体化在工程机械中的应用[j].科技资讯,2009(07).
机电一体化专业毕业论文篇十七
通过分析当前高职机电一体化发展状况,提出如何进行机电一体化教学改革,使学生更适应社会与就业,培养能够直接参加生产一线的高技术人才。
教学改革;发展;机电一体化
机电一体化涉及的学科内容广泛,主要课程有机械设计基础、自动控制原理、传感器与测试技术、可编程控制器、计算机原理、计算机辅助设计与制造(cad/cam)、数控原理及系统、数控机床、数控机床编程、机械与模具、cad/cam、机械制图、计算机应用基础、数据库技术及应用、电工电子技术、机械制造基础、自动机与生产线、自动检测与控制、计算机几何图形学、计算机辅助电路设计等。
可见,机电一体化专业不但要精通理论知识,更要求很强的动手能力。
当今世界,科学技术突飞猛进,知识经济已见端倪,国力竞争日趋激烈。
为迎接挑战,高职院校担负着深入教育改革,全面推进高等职业教育,努力培养具有创新精神和实践能力的高等技能型应用性人才的任务。
随着国民经济的增长,社会对人才的需求也开始增长,一些大中型企业,甚至一些小型企业和私营企业都在开展技术改造,设备更新,以数控技术为代表的现代加工手段已经不是大中型企业的“专利”社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。
职业教育的优势发展条件必须建立在学校务实的政策考虑、师资实务经验导向与创新理念并济,结合产业,一是贯彻机电一体化专业职业教育持续国际发展,发展国际化职业特色产业合作;二是务求职业教育体系多元精致,提升职业体系教育师资优质化;三是强化机电一体化专业学生能力产业结合,培养符合国际技能之发展潮流;四是落实学生进路宽广畅通,职业体系与企业更进一步整合。
更新传统职业教育专业内涵,带动各级职业校院课程改革,发展各校特色,提升职业教育品质的目的,就是要加强职业学校学生机电一体化的基本学科能力、通识能力和职业道德,提升学生服务人群的品质。
发展职业教育规划短期国际化方案刻不容缓,职业教育人力培育成效良好,则职业人力素质可获提升,劳动生产力也会增强,生产成本即可降低,企业营运绩效自然提高。
尤其外语能力培训及国际宏观通识能力的加强,皆为职业学生必要的先备条件。
换句话说,职业教育的人才培训,若能强调专精的产业工作知能,良好的人际关系,正确的工作态度和良好的职业道德与良知教育,则毕业学生加入生产工作,必会有高效能的生产力,可大幅提升国家的竞争力,形成良性循环。
职业教育若无法国际化,其最显而易见的问题是国家失去竞争力,因为全世界先进国家科技进步快速,引导趋势,若无法跟上,所有产业技能便会被摒除于竞争集团之外;倘使开发中国家产业与职业教育急起直追,我国的职业体系又不能国际化,不但产业人力受影响,质量生产也会降低,也就完全丧失竞争力了。
所以,职业教育体系国际化之必然性是一个非常重要、也非常严肃的问题,职业教育体系的发展必须与产业同步,如果只谈科学教育学术导向,缺乏职业教育实务制作,又没有国际实务经验,那就是坐以待毙。
要具体落实职业教育改革,最好的方法就是坚持好的理念,以行动成其大业。
1、构建专业课程体系。
目前,我国高职机电一体化专业是划分于制造类下的自动化类中,作为自动化类中的机电一体化专业可以开设很多方向,如数控技术、机电设备、机器人应用、智能制造等。
不论什么方向都是针对机电行业中一个具体的机电产品或机电类岗位,因此学生在学习完专业基本知识和理论后,可以针对其中的一个方向进行更加深入的研究,这就解决了机电专业教学中广和精的问题。
按照“知识、能力、素质”协调发展的指导思想,加强机械电子、计算机、控制技术的基础理论知识,以就业为导向,以培养职业能力为目标,优化课程体系,强化学生对机械、电子、信息、经济管理技术的综合运用能力,着重培养学生综合动手能力,提高学生的职业素质和创新意识。
课程体系设计以技术应用能力和职业素质养成为主线,学生的知识、能力、素质结构应用为宗旨,注重掌握成熟技术与管理规范的培养训练,加大实践训练比重。
具体实施中,突出应用性、实践性,使基础理论必需、够用,专业课教学强调针对性和实用性,加强素质教育和能力培养,构建多个专业方向,使学生毕业能上岗,上岗能顶岗,顶岗能用,体现创新的高职教育特色。
2、实践教学体系。
实践教学是培养学生实际动手能力、创新能力和工程实践能力的重要环节,也是我们培养技术应用型人才的落脚点,在合理整合、缩减理论学时的同时,大幅增加实践性教学的学时是十分必要的。
实践性教学环节可分以下几个层次:
实验教学:现行实验教学多数为验证性实验,今后应逐步增加综合性和设计性实验的内容,培养学生的综合能力和创新能力。
课程设计及课程大作业:设计题目可逐步结合生产、科研的实际来确定,使课程设计更贴近于实际应用。
计划内实习实训:主要包括,认识实习(1周)、金工实习(8周)、电工实习(2周)、工艺实习(2周)、毕业实习(8周)、cad技能培训(2周)、数控技术培训(2周)。
结合金工实习、电工实习、cad培训和数控技术培训等内容,开展技能考评工作,使学生掌握2门以上的基本技能。
车工、钳工或电工(其中之一)普遍取得中级工技能证书。
部分学生在计算机绘图和数控机床操作上取得相应的合格证书。
计划外实习实训:对部分实践动手能力突出的学生,利用寒暑假或课余时间进行强化训练。
3、教学方法的改革。
教学方法应力求体现直观生动性,让学生在尽可能多的实际动手操作中充分发挥主观能动性。
(1)理论课和实践动手能力培养必须有机结合。
在实验室、实训室、实际工作现场组织实施教学内容,可不局限教材,结合专业知识和技能,多指导学生学习掌握一些实用的专业技术和技能,只有让学生熟悉专业知识和技能的实际应用,他们才能对此产生浓厚的求知渴望。
教师“拿做来教”;学生“用做来学”,大大提高了学生的动手能力和就业能力。
(2)采用模拟现场的动画课件。
例如,如用fiash软件制成的动画课件模拟演示变频器控制电机等的生动的教学方法,让学生体会实际的控制工艺过程,便于学生理解和掌握专业技能和实际编程,真正做到理论联系实际。
(3)利用教具教学激发兴趣性。
在授课过程中彻底改变以往课堂教学的传授模式,将课堂教学的理论知识结合实际教学的内容,同时放在实验室和实训室去,通过理想的且联系实际的教具教学如plc控制的数控车库实际的控制模型,通过现场演示、讲解以及具体指令的使用,让学生产生了很浓的学习兴趣和探索专业知识新领域欲望,具有很好的教学效果。
主要参考文献:
[1]马子余。论高职机电一体化专业的教学改革。浙江纺织服装职业技术学院学报,2009.3.