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在我国,大部分中职院校中,虽然拥有基本的专业课程以及相关的实训条件。但是,大多数的中职院校的教学模式倾向于:验证性。缺少大型综合性的机电一体化实验课程,即:缺少机电一体化专业的综合性以及针对性。从而严重影响到了机电一体化专业的实践能力的培养。所以,针对不完善的教学条件现状,中职院校可以采用与小型企业合作的方式,进而实现本专业学生的实践能力的提高。
(二)师资力量薄弱
在中职院校中,很少有“双师型”教师,即使是有,存在的比例也相对较小。而对于专业的理论教师来说,他们并没有足够的能力进行实训教学。所以,中职院校可以采用聘用企业的高资历的员工对学生进行相关的实践培训内容。
(三)没有进行系统的专业定位
在我国部分中职院校中,并没有制定系统的专业定位。严格意义上来说,电子与机械不能作为一个学科来学习的。而对于中职学生来说,在三年之内,准确掌握两个学科的所有知识,是不科学的。从理论的基础上而言,应该制定一个侧重面,或以机为主,或以电为主。
二、专业改革与专业课程课程体系构建
(一)重新构建专业课程体系
大学的课程体系的建设要在专业教育的特征开始,要根据职位必须具备的知识与能力进行。应该把知识的运用作为重点,针对课程进行升级和调整,全面思考和中职的联系,防止重复。课程体系在建设的过程中,应该遵循以下几点:首先,把要培育的对象分解到各个教学模块单元。并且要明确各个教学模块单元能够承受的职能以及需要培育的知识与能力。其次,应该调整好教学模块间互相重复和交叉的知识。综合化的课程应该重点培育综合运用知识的能力。再次,理论教学和实践教学应该有机的结合在一起。应该运用“讲练式”的现场教学或者“启发式”的教学方式。最后,课程的整体设置比较注重针对性与实用性,而不是理论知识的完善性与系统性。综上所述,专业的课程体系分为两方面,即综合化系列的课程与专门化模块课程。1.综合化系列课程(1)机械制图,具体包括原来机械制图的内容,以及添加了计算机协助绘图的内容。让学生把制图、尺寸标注以及公差标注结合在一起。(2)机械设计基础,包括三部分,即工程力学、金属材料和热处理以及机械原理。这个课程重点是培育学生与机械工程有关的基础知识与能力。(3)传感器技术,具体包括三部分,即传感器的类型、运用以及原理。(4)计算机应用技术,包括三个方面,即计算机的原理、编程以及资料的处理。(5)机电一体化系统设计,包括三部分,即商品设计的方式、系统的设计实例以及掌控的形式与策略。2.专门化模块课程专门化模块通常是依照设置的方向,融合本专业的发展情况和对人才需要的状况,在毕业实习期间完成。此模块完成的核心是,在就业之前进行相关培训,为之后的工作打下较好的基础,并且要明确实践性和全面性。师资、设备符合条件的学校,在学校期间就应该完成这个模块。在完成的过程中,应该把学生分为几个专业的合作小组,学生可以随意进入各个小组。各个合作组需要完成一个子课题。而子课题根据本质的不同能够分为生产加工型、开发设计型以及生产综合型这三方面。师资、设备不符合条件的学校,应该和企业合作,将专业化的模块放入企业中来实行。使得老师和企业员工依照企业的状况,共同完成模块课程的开发和教学。
1.2课程体系设置机电一体化技术专业是一门跨学科的综合性专业,因此专业课程设置必须是综合的,课程设置应与专业培养目标一致,以就业为主导,设置六门左右的的专业核心课程,使学生通过学习专业核心课程,能熟悉本专业的培养方向,形成有特点的机电专业课程体系,如表2所示。其中,一般专业课为学习专业核心课提供必须、够用的理论基础。专业核心课培养学生的职业能力,实践技能课强化学生的基本技能和综合运用知识的能力,比如通过《焊接与万用表组装实训》课程学习,既可以提高学生的焊接技能,又可以让学生熟悉电子产品制作与调试的过程。通过顶岗实习,帮助学生将知识、技能融会贯通,形成职业岗位能力。素质拓展课主要是拓宽学生的专业视野、为职业能力迁移和可持续发展奠定基础。
2专业课程改革
2.1教学内容的改革教学内容主要抓机电专业的特点,理论以够用为标准,少讲原理等枯燥的内容,加大实践教学环节课时,注重分析问题和解决问题能力的培养,并且使学生的实践操作更接近企业的实际操作标准。例如将《电气控制技术》、《电力拖动基础》与《传感器与检测技术》等课程整合为《单元电气控制电路分析与制作》。精讲常用的理论知识,以实践操作为主,让学生在操作过程中获得更多知识和能力。将《机械制图》和《AutoCAD》课程进行整合为《机械制图及CAD》,让学生在手工绘图的同时,学会计算机辅助绘图,学生可以通过计算机绘图更好地验证所学理论知识的正确性。将《电工电子技术》拆分为《电工基础》和《单元电子电路分析与调试》,不但加大课程实践操作课时,而且增加了学生电子产品制作的内容,使理论和实践更加紧密的结合起来。
2.2教学方法的改革
2.2.1教、学、做一体化教学方法《单元电气控制电路分析与制作》课程主要是培养学生基础的电气控制电路设计能力、电气接线能力与电气线路故障查找能力,此课程采用教、学、做一体化方法来教学。例如:对三相异步电动机正反转控制电路,老师先对三相异步电动机正反转工作原理进行简单介绍,然后学生根据基本的“三相异步电动机全压起动单相运转控制电路”来设出“三相异步电动机正反转控制电路”,老师然后完善电路,学生根据设计出的电路现场实际接线,最后通过同组互检,没问题可以通电,检查三相异步电动机的转动方向变化情况。
2.2.2项目式教学方法[3]《械制图及CAD》课程主要培养学生的机械样图的绘制和识图能力,也是企业技术人员必备的一项技能。可以按照企业的工作过程,把课程内容拆分为几个项目,每个项目下可以有几个子项目———任务,主要项目见表3,项目由简单到复杂,知识点循序渐进、由浅入深、由易到难,项目的合理性决定了学生能力的培养和教学效果。
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中图分类号:G4 文献标识:A 文章编号:1674-3520(2014)-04-00137-01
一、我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析
结合我国目前职业教育的现状,造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、技术学得不扎实的原因主要有以下几个方面:
(一)师生思想上都不够重视
从目前的职业学校的教学现状来看,重视理论教学轻视实践教学一直是我国课程教学的传统方法,在这样的教学模式下,不利于师生在课堂中对于知识的学习和掌握。机电一体化这样的课程,理论课本来就比较晦涩难懂,如实践训练课程不足的话,学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系,对于机电一体化的理解只是停留在表面层次,因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说,师生本身对于课程的重视程度不够也是导致课程学习问题的原因。教师认为对于机电一体化课程教学任务重,往往在授课过程中疲于应对;而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力,往往缺少兴趣,加之实践实验时间较少,课程最后流于形式。因此,师生在思想上不够重视是目前机电一体化课程教学的一个基本现状。
(二)机电专业实践教学课程的设计不合理
机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容,目前,绝大多数职业院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程的内容过多、过于深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准,导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远,很多学生学习了很多知识,可到了社会上却无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定,这也是导致职业学校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。
二、机电一体化类课程的教学改革策略探讨
(一)充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段
课程体系建设要根据学校的专业学生的定位和专业建设目标,合理确定基础课和专业课,理论教学和实践教学的比例分配,结构合理,形成具有鲜明特色的课程体系。打乱原有的按知识学习组织授课的章节顺序,边学边做,边做边学,将所学理论与实践完全融合起来。现有的大部分教材无法实现教学要求,学校要组织专业课教师编写与此教学过程相适应的校本教材,对教学目标进行分解,以专业技能为主线,将多个项目的学习知识的重点和目标有效的串联起来。这种为用而学、学以致用的教学方式让教与学有了更强的针对性,让学生在操作过程中学会如何用专业知识去分析问题、解决问题。教师将学生实践中出现的问题或困惑,用专业理论知识来加以解释,使学生“知其所以然”,从而实现理论与实践的有机结合,调动学生的各种感官参与学习过程
(二)重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核
任何课程都需设置考核环节,同样的,机电一体化课程实践教学也需要考核,考核环节也是学生最为敏感的环节之一。结合机电一体化课程实践教学的特点,对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准,应该是动态的,是随着科技的发展而不断充实和进步的,应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式,采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验,应当减小考核的比重,而对于综合实验及动手考查较为全面的实验,考核比重就应当加大;另一方面,还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核,重点不是考查学生的知识理解程度,而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。
(三)加强师资队伍建设
优秀的教师团队是保障一体化教学顺利进行的重要因素。我们要围绕专业建设需要,优化师资结构,建设一支教学、科研、实践水平高,具有较强责任感和团结协作精神的,具有较高学术造诣、丰富的教学经验、鲜明的教学特色的教师团队。学校要积极推动校企合作,联合培养教师,聘请企业专家、技能操作能手对学校教师进行实践与实训方面的指导和培养,提高学校双师型教师的数量和质量。
三、结语
"一体化教学"作为一种教学模式,对教学质量、教学效果的提高起到了很大的作用。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究,是结合当前国内中等职业学校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的,能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果,对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言,必须要不断加强实验实践教学的份量,对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果,无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。
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(二)应用本科机电专业实践教学不足高等职业教育强调学生职业应用能力的培养。高职专科机电一体化专业,通过工学结合、校企合作、顶岗实习等方式,培养学生具备从事机电一体化设备的操作、组装、调试、维护维修等能力。应用本科机电相关专业以学科为导向,主要通过课堂讲授为主,教学效果考核往往以笔试为主,培养学生的能力通过灌输理论知识来实现。由于应用本科院校的定位以及培养目标与高等职业教育的要求存在一定的差距,以及应用本科院校在教学过程中长期以来形成的惯性,使得应用本科机电相关专业在教学过程中出现“重理论、轻实践”的现象。应用本科机电相关专业在教学过程中,强调理论教学,轻视实践。应用本科机电相关专业在实践教学方面不重视,实践条件不足,造成培养出来的学生应用能力不强。这是应用本科机电相关专业教学过程中存在的问题之一,也是妨碍高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业有效衔接的重要因素之一。
(三)课程体系衔接存在问题课程体系是高职专科、应用本科各自的定位和人才培养目标的具体表现。高职专科机电一体化专业定位为机电行业职业技能型人才的培养,以实用为主,必需、够用为度,主要培养机电行业的技能型人才,即高级机电维修维护技工和高素质机电设备操作者。应用本科机电相应专业应该在高职专科机电一体化专业基础上,培养具有较强的理论基础、实践技能和应用能力的更高层次的机电行业的技术技能型人才。机电一体化专业高职专科与应用本科相应专业进行有效衔接时,应该对相应的课程体系进行设计,使其满足机电一体化专业高职专科生进入应用本科相应专业后,能够继续有效地进行学习。目前,专接本模式,课程基本与高职专科相同,不同的是教材不一样,一个是高职高专的教材,一个是本科教材而已,基本上没有相应的实践教学。专转本模式,应用本科相应专业的课程设置上,前两年基本上是机械方面课程,后面两年是电方面的课程,高职专科机电一体化专业学生进入本科后,主要就是进行电方面课程的学习。无论是专接本,还是专转本模式,高职专科机电一体化专业学生在完成三年专科学业后,进入本科阶段学习,课程衔接得不是很好,这是进行高职专科机电一体化专业与应用本科相应专业进行有效衔接需要解决的问题。
(四)教师素质由于许多应用本科院校定位于教学科研型大学,许多教师科研能力强,理论基础扎实,许多教师都是直接引进博士毕业生,这些教师是在研究型或教学研究型环境下培养出来的,缺乏在生产服务第一线工作的经验,没有在企业经历过职业锻炼,因此造成部分教师职业应用能力不强的缺点。高职教育对教师素质的要求与一般学术型本科教育对教师素质的要求不同,高职教育强调教师的双师素质,既要求教师具有扎实的理论水平,同时也要求教师具有职业背景,具有职业应用能力,否则怎么来教育、培养学生的应用能力?许多应用本科院校由于定位教学科研型,在人才引进和教师素质培养方面,注重教师人才的学术能力、科研能力。许多应用本科院校在人才引进方面明确要求引进博士,强调引进人才的学术能力,同时,应用本科院校对教师的考核以及职称的评定都是强调学术能力,要求发表一定数量的高质量的学术论文以及一定的科研项目,而几乎没有对教师的职业应用能力等方面进行考核和评定。这些原因都造成了应用本科院校的教师们更愿意从事学术科研工作,形成了“重学术轻应用”的风气。这些因素都是造成应用本科教师科研能力、学术能力强,而职业应用能力欠缺的原因。这是应用本科院校作为高等职业教育的组成部分存在的不足。机电一体化作为一名综合了机械技术、微电子技术、电力电子技术、自动控制技术、传感测试技术、软件编程技术等多门技术的专业,更加强调学生的动手应用能力,包括机械图纸绘制;机械设备的安装、维护维修;电气线路的设计、检修;程序的设计、编写等能力。因此从事机电一体化高职教育的教师更需要具备一定的应用能力。目前应用本科从事机电相关专业教学的教师应用能力的缺乏,是机电一体化专业高职专科与应用本科衔接的障碍之一。
二、解决问题的建议
将高职专科机电一体化专业与应用本科相应的机电专业进行衔接是社会发展、经济转型对机电应用型人才需求的必然要求,也是完善我国机电行业高等职业教育的需要。针对高职专科机电一体化专业与应用本科相应专业进行衔接存在的问题,提出一些建议和意见。
(一)应用本科应定位职业教育要想高职专科机电一体化专业与应用本科机电相应专业进行有效衔接,关键就是要将应用本科定位为高等职业教育。许多应用本科定位于教学研究型大学,甚至希望向一流本科学术型大学转型,这同现在社会普遍对高等职业教育存在认识上的偏差有关,同时也与当前对高等教育的评价机制有关。由于历史等一些原因,在社会上普遍存在“轻实践、重理论”的思想,特别是本科院校,认为重视实践,进行职业教育是低人一等的事情。这种思想不清除,应用本科就不可能真正向高等职业教育靠拢。应用本科的定位也与目前大学的评价机制有关。目前对大学的评价考核以及排名,主要关注的是学术成果,例如论文数量与质量,科研经费量,博士点、硕士点数量等。这就造成了许多应用型本科将学术研究放在重要的位置,将学术论文、科研课题数量作为考核教师标准。要想应用本科定位为高等职业教育,除了扭转社会对高等职业教育的观念,还必须对应用本科建立合理的评价和考核机制,国家加大对职业教育,特别是高层次职业教育的投入,可以对国民经济发展起重大作用的一些应用本科在资金、教学资源等方面进行倾斜。对应用本科教师,建立合理的评价考核机制与职称评定标准,加大对教师应用能力培养的考核,减少学术研究方面的考核,让学校和教师的重心向应用能力培养,向技术技能教育转移,使应用本科真正地定位于高等职业教育,使应用本科机电相关行业真正向职业应用型人才培养方向挺进。
(二)加大实践教学量、改善实践条件由于高职教育的关键是培养学生的职业应用能力,而培养学生的应用能力,不能只靠理论传授,应该将理论与实践结合,通过实验、实训、企业实习、校企合作等多种实践方式,达到培养学生职业应用能力的目的。高职专科机电一体化专业基本上都是根据培养目标,设置了相应的实践手段和方式来培养学生的应用能力。应用本科机电相关专业在培养学生应用能力方面还有所不足,主要也是受“重理论、轻实践”的影响。应用本科院校机电相关专业作为机电行业高等职业教育的一部分,必须转变思想,将定位转移到学生应用能力培养方面上来,加强实践实验条件的建设,同时,通过实验、实训、企业实习、校企合作,建立校外实践区。在实践教学过程中,建立起一套完善的实践教学评价体系,强调突出过程考核的重要性,激发学生学习的主动性。应用本科机电相关专业应加大实践教学量,对机电设备的设计、操作、维护维修增加学生实践机会,同时也应改善实践条件,以便更好地培养学生的应用能力。
关键词:高职院校;机电一体化专业;毕业设计;教学改革
作者:曾思通
1前言
《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》(教高厅〔2004〕14号)指出,毕业设计实践环节是实现培养目标的重要教学环节,在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。高职院校的毕业实践教学环节有别于一般专业课程中的实验实训实践教学,在实践内容、实践教学方式、考核方式、评价体系等各方面都没有统一的规范和标准,因而如何实施这一实践教学环节,历来是各高职院校研究和探索的重点和难点。
台湾技职教育在毕业设计特别是实务专题制作上颇有建树。2017年,笔者赴台进行为期33天的教学改革学习,深入了解了台北城市科技大学毕业设计(实务专题)的设计及制作过程,观摩了台湾科技大学、正修科技大学等电机工程系的专题成果展;再通过对大陆相关院校的调研,以及根据自身多年从事机电一体化专业毕业设计指导的经验,总结目前高职院校毕业教学环节存在的不足,并提出相应的教学改革和实践方法。
2高职院校毕业设计存在的不足
以毕业论文取代毕业设计实践环节毕业论文是为获得学位资格而撰写的学术性较强的研究论文,是衡量可否毕业及申请和授予相应学位的基本依据,要求在一定的研究方向内选择论题或课题,对相应的学术问题进行研究论证[1]。针对本科教育的毕业设计(论文)并不适合于培养高素质技术技能型人才为目标的高职教育。高职院校毕业设计环节要求体现以“职业能力培养”为主线,沿用本科院校的毕业设计(论文)模式,势必不能达到高职院校毕业设计环节的培养目标和要求。
以综合性实验报告或说明书作为毕业设计终结材料有些院校考虑到学生综合能力特别是理论水平不够,无法完成较高质量的毕业设计,于是索性放弃毕业设计环节,直接让学生提交一份综合性实验报告或说明书作为毕业设计材料。这些综合性实验报告或说明书往往又有教材、网络资料可查阅、参考,于是一部分学生有恃无恐,很少把精力放在毕业设计上,最终提交的材料质量往往让人大失所望。
以下企业实习的实习报告作为毕业设计以毕业顶岗实习报告代替毕业设计的高职院校也不在少数。通过调研和下企业检查,毕业顶岗实习也存在一定的不足,很难达到期望的效果和目标。企业鉴于自身经济效益、管理模式以及实习学生能力的考虑,往往让学生从事相对简单,重复性、专业性不高的工作。在毕业顶岗实习还不尽如人意之际,简单地让毕业生全部以实习报告顶替毕业设计,往往导致学生为完成任务而虚构实习内容或网络抄袭相关实习报告。
以实务专题形式开展毕业设计以实务专题的形式开展毕业设计是近年来一些高职院校采取的方式。实务专题是借鉴台湾技职院校各学科专业普遍推行的专题制作课程,通过专题制作过程培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力,整合应用专业知识及综合技能,还能提升团队合作、独立思考、逻辑思维、论文撰写与口头报告等诸多能力[2]。实务专题环节主要包括:根据学生的生活、工作实际情况,收集信息、查阅资料,确定具有一定实际意义的选题;提交方案的可行性报告、实施计划、耗材清单预算、采购方案、预期成效;按计划开展实务专题制作;提交设计说明书、答辩PPT、视频;展示产品的功能等。
实务专题制作相比于传统的毕业设计(论文)具有一定的优势,取得较好的效果,但在实施过程中也逐渐暴露一些问题。目前实务专题面临的主要瓶颈有选题难度逐年增大、专题工作量差异大、考核标准不统一、教师指导工作量大、资金有限等。
毕业答辩流于形式通过广泛调研,不少高职院校存在毕业答辩不规范、流于形式,毕业设计通过率百分百甚至没有毕业答辩环节的现象。于是不少学生心存侥幸心理,简单随意应付毕业设计,在学生中产生不良影响。教师对于这样的现象难以遏制,对学生越来越没信心,最终使毕业答辩越来越流于形式,失去应有的作用。
3高职院校毕业设计理念
《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》(教高厅〔2004〕14号)提出,高职高专学生的毕业设计要与所学专业及岗位需求紧密结合,可以采取岗前实践和毕业综合训练等形式,由学校教师与企业的专业技术人员共同指导,结合企业的生产实际选题,确定训练内容和任务要求;时间应不少于半年;对高职高专学生要加强毕业设计环节的规范管理,加强过程监控,严格考核,采取评阅、答辩、实际操作等形式,检查和验收毕业设计成果。基于高职院校人才培养目标、高职学生的特点以及毕业设计实践教学环节的特殊性,毕业设计实践教学环节的基本理念有:以“职业能力培养”为主线,坚持以高职教育培养目标为依据,遵循“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则,以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点,力图做到“降低理论要求、精选设计内容、加强基础技能训练、突出应用实践”,注重学生应用能力、创新意识、创新素质的培养。
4高职院校机电一体化专业毕业设计实践教学改革
强化毕业设计教学环节的各级管理毕业设计工作涉及学校培养目标、科研水平、教学管理、教师教学以及学生能力提升等多方面因素,在所有教学工作中占有极其重要的地位。学校应建立职责清晰的毕业设计管理体系,明确相关管理机构、系部、教研室及相关人员职责;各系部、教研室应根据自身专业特点建立毕业设计管理和实施方案,并上报相关管理机构审批。相关规章制度应包括:选题审批制度;开题报告环节,建立过程考核特别是中期检查制度;答辩资格审查制度;答辩制度等。
将技能大赛与毕业设计结合高职院校职业技能竞赛旨在培养和检验学生的动手实践能力、团队协作能力、发现问题及解决问题的能力、创新能力、安全意识等职业素养[3]。相关高职院校都在机电一体化竞赛仪器设备上做了大量投入,而很多机电一体化竞赛平台在培养学生综合职业技能、素质上可以发挥非常好的作用。
近年来,高职院校机电一体化专业省级、国家级相关的技能竞赛主要有自动化生产线的安装与调试、数控机床装调与技术改造、机械设备的安装与调试、工业机器人技术应用等。各院校的硬件设备都较为丰富,通过充分利用这些综合性硬件平台,可以为机电一体化专业学生的毕业设计提供很好的平台。通过多年的摸索,福建船政交通职业学院通过竞赛平台开展毕业设计取得较好的效果,积累了一些经验。下面以学院机电一体化专业利用自动化生产线的安装与调试技能竞赛平台开展毕业设计为例,进行说明。
福建船政交通职业学院作为福建省自动化生产线实训基地,拥有多套不同系列自动化生产线平台。为了使学生在毕业设计过程中较为系统地应用所学机电一体化专业知识,培养和提升学生的综合职业素养,在机电一体化专业毕业设计过程中,选择基于自动化生产线平台设计与实现的、学生需要完成的基本任务有:通过调研和查阅相关资料,了解自动化生产线相关背景、发展现状、发展趋势等;学习和掌握亚龙三菱335B自动化生产线平台,涉及PLC技术、传感器技术、气液动技术、变频器技术、组态技术和电机驱动等;根据生产实践案例,设计基于亚龙335B平台的仿真实践系统,自行设计自动化生产线的工作目标和控制要求;完成工作任务细节,并展示系统功能;查阅相关技术手册,整理归纳亚龙335B自动化生产线平台西门子和三菱系列的区别,最后将完成的自动化生产线控制系统相关的控制器、变频器等由三菱系统改造为西门子系列;完成毕业设计过程的设计说明书、相关视频、答辩PPT等。
将创新融入毕业设计近年来,国家高度重视科技创新,并将创新摆在国家发展全局的核心位置[4]。在国家实施知识产权强国战略的背景下,高职院校应越来越重视创新创意的教学与实践。毕业设计作为高职院校完成培养目标的重要实践教学环节,应大力提倡创新设计、创新意识,逐渐提升学校整体科技创新能力。首先应积极鼓励和引导学生在毕业设计选题时始终贯穿创新性原则;其次是允许老题新做,追求在某些环节、机构、功能上突出变化,不断提升专业专题设计的专业水平、创新意识和创新思维;最后要积极鼓励学生就毕业设计中设计并完成的机电一体化产品参加相关成果展、创新创业比赛以及申请相关专利等。
以福建船政交通职业学院经济型激光雕刻机毕业设计专题为例,该作品是机电一体化技术专业学生“机电创新专题”DIY作品。学生利用数控知识,借鉴3D打印机的相关原理,设计了激光雕刻机的机构、控制电路并编写了控制程序。激光雕刻机设计并实现后,学生利用该作品免费给广大师生在U盘、手机、纪念品等物品上雕刻姓名、图案等,取得很好的影响。该作品参加了2016年海峡两岸大学生创新创业暨两岸教育成果展并荣获一等奖,在学院首届黄炎培杯创新创业大赛中获得金奖,申请并获授权实用新型专利。
调整毕业设计时间多数院校将毕业设计安排在第六学期,难免造成毕业设计与顶岗实习、就业的冲突。根据机电一体化专业的学期教学安排以及毕业设计的特点,对毕业设计的时间安排做了调整,主要有:
1)实行导师制,在第四学期初为学生安排毕业设计导师,并于第四学期末完成选题,汇总教研室;
2)第五学期前两周完成开题报告;
3)第五学期期末完成实务制作,并开展中期检查,要求学生在中期检查前完成实物制作并展示作品功能,中期检查成绩占最终成绩的60%;
4)第六学期期末完成实务专题设计说明书、答辩PPT,参加毕业答辩。
5毕业设计改革实践成效
首先,毕业设计教学环节的改革完善了学校、系部的教学管理体系,强化了师生的质量意识。
其次,通过技能竞赛与毕业设计相结合,不仅有效利用了技能竞赛设备平台,也缓解了毕业设计选题难的局面,同时活跃了学生参加技能竞赛的氛围和热情,提升了学校技能竞赛的成绩。教育部公布的2017年全国职业院校技能大赛高职组的获奖名单,福建船政交通职业学院获奖数量达57个,位居全国第二名。
再次,学生创新能力得到培养,教师科研能力显著提高,学校的科研创新水平得到提升。在毕业设计环节大力提倡科研、创新,培养了学生的创新能力和实践能力,学生在相关竞赛中均取得优异成绩。同时,毕业设计实践教学环节丰富了教师的实践知识和实际工作经验,科研能力和学术水平都得到提高。
最后,毕业设计改革提升了学生毕业设计的水平,锻炼、培养了学生的职业素养和职业能力,也提高了企业、社会对学生和学校的认可度。
参考文献
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近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小,重量轻,适应性强,操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化,智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高,使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命提高,故障率降低,从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术,衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来,衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强,各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的提高,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热点主要包括:
(1)激光技术
1)高单色性,利用激光高单色性作精密测量时,可极大地提高测量精度和量程。
2)高方向性,因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)传感检测技术
1)激光准直,能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准测量。
2)激光测距,其探测距离远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受天然影响大。
3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
(3)激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(4)光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在形状记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段,如果能发现具有优异光作用特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志,朱文坚.光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12)
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息,2000(8)
0 引言
作为全国发展较为落后的省份,到贵州主政不到一年的省委书记、省长赵克志指出,工业强省战略是贵州更好更快发展的必然选择,因此,“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略和城镇化带动战略。在这样的时代背景下,作为职业院校的一名教师,深感机电一体化专业又迎来了发展的春天。随着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。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。但机电一体化专业就业前景如何,机电一体化专业就业方向有哪些?这些问题成了很多家长和同学们想要了解的问题。
1 机电一体化技术的基本应用
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。其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
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
在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。
2 机电一体化专业就业前景
有关研究报告显示“机电一体化”一词最早是日本提出的,在上世纪80年代初,日本名古屋大学最早设置了“机电一体化”专业。我国是从20世纪80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入“863计划”中。机电一体化专业是精密机械——电子技术(含电力电子)——计算机技术等多门学科交叉融合的产物,属高新技术,也是当前发展最快的技术之一,它是先进制造技术的主要组成部分。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代,是产品向高、精、快迅速迈进,使劳动生产率迅速提高。由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新,国内急需大量先进制造技术专业人才。而“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略,因此我校机电一体化专业的毕业生可以立足贵州,放眼全国,就业前景很好,而且往届毕业生普遍反应待遇较好。毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作。具体就业方向有:
2.1 机电一体化专业
从事机电一体化液体灌装生产线及商品包装自动化机械运行、维护、管理、技术改造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。可在大型啤酒、饮料、食品及商品包装生产企业从事现代化自动机与生产线的维护和管理工作,也可在相关的自动机与生产线的生产厂家或设计部门、营销单位从事技术工作。
2.2 机电一体化专业(计算机辅助设计与制造方向)
从事机电产品的计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM),并熟练使用和维修数控加工设备的机电一体化高等技术应用性专门人才。
可在模具设计及制造、机械加工、塑料、五金、电子产品、计算机生产等企业从事数控机床的加工工艺设计编程,数控机床的调试、维护及加工操作,从事生产和技术管理工作,也可以从事国内外数控设备的营销工作。
2.3 机电一体化专业(模具CAD/CAM方向)
从事利用计算机技术和数控加工技术对模具进行设计和制造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。
可在模具、机械、五金、塑料、家电等生产企业从事模具计算机辅助设计与制造等方面的技术工作,也可在企事业单位从事与本专业有关的经营、管理工作。
2.4 机电一体化专业(机电CAD技术方向)
在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才。
可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业,轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作。
市场调研发现机电一体化专业是一个宽口径专业,适应范围很广。我校该专业学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外,还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试,如维修电工,PLC程序设计师,CAD制图员等国家级职业技能鉴定考试,学生必须考取相应的技能证书后才能取得毕业证,充分体现重视技能培养的特点。历届学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司,从事加工制造业,家电生产和售后服务,数控加工机床设备使用维护,物业自动化管理系统,机电产品设计、生产、改造、技术支持,以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。
参考文献:
[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京.科学出版社.2004.
3.改革优化实践环节。实践教学是技术应用能力形成的重要环节,也是高职专业教育教学的重点。为了培养学生专业技术能力,改革传统的实践教学模式,将实践教学分为三个阶段进行:(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。有效培养学生的技术应用能力。生根据实际生产任务,在不同的岗位上完成实践任务,毕业后实现“零距离上岗”。
(四)建设特色课程
在课程设置上根据对企业人才需求情况和对近几年毕业生就业情况的调查,以工作过程为导向,以工作任务或产品为载体,根据学生就业岗位群的任职要求,参照相关的职业资格标准,通过与企业有关人员共同论证,进行课程设置。课程内容的确立与工作过程各阶段的任务密切相关,在与企业的深度耦合中,通过对职业岗位群从业人员和与职业岗位群有关的人员及专家进行调查,通过对在职业岗位上工作的学生的描述,经过分析、归纳、整理、综合,确立职业岗位工作过程中不同阶段的工作任务,将工作任务和内容转化为学习领域的课程内容,通过对工作过程各阶段的各级工作任务的使用频率和难易程度进行分析,确定适用于不同层次的专业核心课程内容和学时安排。
(五)总结
机电专业教学中必须坚持“面向现代,面向世界,面向未来”的发展方针,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。在对学生的培养方面要做到:1.培养学生的综合应用能力、实际动手能力、工程设计和创新能力,学生能根据一般的设计要求和动作流程完成整个控制系统的设计。2.提高教学质量,培养了学生的学习兴趣。3.在实验和设计中增强了他们的团队合作精神。从一个目的、两个原则的教改思想出发,抓好课程理论、实践、考核的每一个教学环节,不仅充分发挥了学生的开拓创新精神,而且充分调动教师教学和教改的积极性,在教与学两个积极性的推动下,教学质量得以大幅度提高,使高校为社会主义现代化建设培养出更多优秀的人才。
【论文关键词】机电一体化教学改革专业特色
【论文摘要】针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状,提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。阐述了机电教学改革的必要性、思路和方法,提出在实践环节深化改革,在专业培养方案上努力突出专业特色的重要性,淡化了原专业课和专业基础课的界限,对课程实践教学进行了改革,体现了机电教学的特色。
【参考文献】
[1]张超,刘爱云,王娜,叶婷.高职机电一体化专业教学计划改革初探[J].中国科技信息,2007(22):202-204.
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建筑电气工程的原材料质量采购过程不透明俗话说,巧妇难为无米之炊。再好的工程人员,如果没有合格的原材料,他也无法造出安全可靠的房子。同理,原材料对于建筑电气工程安装来说,其意义深远,影响重大。这不仅因为原材料的优劣决定了成果的合格与否,而且关系着使用人的生命财产安全。在当前,原材料问题表现在采购过程、以次充好、质量不过关等问题上。原材料的采购中存在的普遍的回扣现象,采购人员受高回扣利益的驱使,欺骗企业与一些不正规的厂商签订购买合同这就使大量的不合格产品用在工程上,影响了工程质量。另一方面,现在市场上假冒伪劣产品很多,如果企业没有很好的区别,很有可能购买到不合格的产品。这些都有可能对电气工程产生巨大的影响。
建筑电气施工过程粗制滥造,管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成,最终为使用者验收。毋庸置疑,施工过程的管理秩序,人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的建筑电气施工过程则存在着诸多的问题,具体来说,主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象机电一体化毕业论文开题报告范文机电一体化毕业论文开题报告范文。施工过程中经常会遇到此问题,厚壁钢管对焊连接,会产生内部结瘤,使穿线缆时损坏绝缘层,薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿,埋入混凝土中会渗入浆水,导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的,然而很多时候工程师却没有重视这些问题。
从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析
电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员,首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责,还要充分运用自己的专业水平,深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题,因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够,而是过分相信自己的能力,或者是根本不重视手头上的工作,最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时,专业的电气施工人员还要不断学习,落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟,但电气设备、材料及元件种类繁多,要全面掌握各种电气产品的性能,只有不断地努力、才能积累经验,这样才能跟上时代的脚步。
强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程,保证最终结果的重要手段,也是改进程序,提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手,把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先,在施工准备阶段,要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉设计图纸,努力并善于发现图纸中的不足,及时提出处理意见,对业主而言是维护其利益,对自己也是技术能力的提高。其次,对于工程要求比较高,对人员要求也比较高的项目,要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估,并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。
加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的,对于建筑电气工程来说,安全尤为重要。这里的安全,不仅仅是指在施工过程中的安全,而且还指使用安全机电一体化毕业论文开题报告范文工作报告。要确保施工过程中的安全,首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施,还要对其进行必要的安全训练和培训,同时要强调施工的程序性,杜绝赶快超快的现象发生
二、内容摘要及关键词..................................2
三、正文............................................3-9
四、参考文献..........................................10
论文提纲
1、机电产品的优越性
2、机电一体化技术的应用
3、机电一体化技术的发展趋势
4、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台
5、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善
内容摘要、关键词
摘要:随着科技日益直向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的飞速发展,机电一体化技术应用越来越广泛,机电一体化逐渐成为国民经济增长的重要推助力。现如今,我国的机电一体化已取得初步成效,其应用领域不断拓展,有效解决了人工劳动强度大、工作效率低、不可控质量影响因素多等问题。本文将对机电一体化技术的应用进行简要概述,并展望其未来发展趋势。
关键词:机电一体化技术;应用;发展趋势
探究机电一体化的发展及应用
一、机电产品的优越性
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
一般机电一体化产品都具有自动监视、提醒、报警等自动保护功能,可以减少和避免人身和设备事故,设备的使用安全性能明显提高。
(二)生产能力和工作质量提高
一体化的机电产品具有自动控制和自动处理信息的功能,其灵敏度、精确度等都有很大提高,可以确保机械按照设计要求完动工作,减少人为者主观因素的影响。
(三)人机交流和复合功能进一步得到提升
一体化机电普遍采用电子屏数字显示和程控技术,减少了许多外延性的操作,更加方便、简单,人机互动更容易。自动补偿、自动校验、自动调节保护等便多的智能化功能,能在不同工作场合领域适应更多的工作要求。
二、机电一体化技术的应用
(一)数控机床
数控机床又称数字控制机床,是配置程序控制系统的一种自动化机床。经大量试验数据表明,机电一体化技术是数控机床发展的可靠支撑,不仅提了升数控机床的加工精度、加工质量以及加工效率,同时还有助于加工性能多样化,以满足多元化的工业生产要求。数控机床的实际生产制造过程中,机电一体化技术为总线系统和CPU之间的多重连接提供便利,这对提高管理效率,丰富数控机床种类极为重要。首先,可以削弱多台数控机床的排斥效应,为机床使用周期的延长、生产效率的提高奠定了良好基础;其次,用户可以按照实际生产需求,对操作管理进行自定义设计,大幅度提高了数控机床的智能化水平。
(二)分布式控制系统
机电一体化技术应用于分布式控制系统,可以针对性解决集中控制系统的不足。首先,便于分布式控制系统进行控制流程简化,提高操作稳定性,进而实现对多台主机的有效管控。其次,可以强化系统运行的安全管理。具体来讲,分布式系统与机电一体化技术的结合,有助于控制级别多样化,以便针对不同生产情况,主机可以进行不同的操作管理。同时,还可以化繁为简,优化在线生产以及生产计划等功能,大幅度减少因控制系统故障导致的一系列后续问题。
(三)全自动照相机
全自动照相机是机电一体化技术应用的另一代表性产品。该类型照相机可以利用微电子技术,根据光线条件、拍摄距离等,自动对光圈、曝光速度以及焦距进行最优化选择。全自动照相机主要分为机械与电子两大组成部分,它们互相协作,是一个不可分割的整体。全自动照相机不仅包含精密机械以及复杂电路,同时还涉及光电检测、液晶显示等多种先进技术。
(四)工业机器人
在工业生产过程中,危险生产环节以及作业环境恶劣等情况在所难免,这导致人工操作存在诸多安全隐患。基于此,人们结合机电一体化技术,利用机器人代替人工进行高危操作,以降低工人劳动强度以及作业危险性,有效避免安全事故频发问题。纵观工业机器人发展史,有3个重要转折点:第一代机器人只能机械性重复简单工作,其自动化水平以及对于外界环境变化的敏感度偏低;第二代机器人可以部分感知外界工况,并可对部分信息进行判断与分析;第三代机器人的智能化水平较高,基本可以模拟人脑思维模式。这也是当下机电一体化技术的研发核心课题。
三、机电一体化技术的发展趋势
(一)人工智能
人工智能技术的迅猛发展,为机电一体化技术的智能化建设提供了可靠技术支撑。人工智能,就是指机械设备拥有人脑思维能力,可以自主思考问题,并及时对传感器收集信息进行有效分析与处理。与前两代机器人相比,第三代机器人的人工智能水平得到大跨步发展。与此同时,学习能力也是人工智能技术的重中之重,可以有效提升机电设备控制管理系统的精确性、高效性。
(二)网络化
当今社会是信息化时代,网络化是机电一体化技术发展的重要发展趋势。网络信息通讯技术的合理应用,可以强化机电一体化的远程管控质量,工作人员不需要对生产车间进行实时监控,就可以在任何时间、地点反馈生产信息,对生产规划进行动态管理,并根据实际情况,及时采取应对措施。
(三)模块化
实现模块化是机电一体化发展的迫切需求。然而,由于市场上的机电一体化产品五花八门,且不同配件往往产于不同的制造厂商,导致同一类型的机械设备多少会存在一定差异。同时,模块化对产品标准提出了更严格的要求,真正实现产品模块化,并不容易。因此,相关人员应加大研发力度,充分调动一切可利用资源,不断拓展资金渠道,为部件接口统一化奠定坚实基础。
四、缺乏全、系统的并且实地性的专业信息平台
为应对技术壁垒和反倾销,应由政府和行业协会、出口企业建立全面系统的专业信息平台。我国缺和一个综合性的信息平台,使政府的调控和监督作用难以有效发挥,行业协会的作用也很难到位,企业对国际标准或进口国标准等信息滞后,技术发展遇到壁垒。
五、应有的技术法规体系、市场管理体系不完善
我国有许多产品没有建立统一的技术标准,存在有标准不统一或低于标准的现象。这对于向其它国家作为主机出口发展方向的企业是一个无缺失。执法的不严不及明也使企业没有严格的质量标准意识,使我国机电产品在国际市场存在很大的质量疑问。
要使我国的机电产品在国际上有一足之地,要完善技术标准和相关法规的建设。
六、结束语
综上所述,机电一体化包含计算机技术、机械加工技术、电子信息技术等多方面内容,对社会生产力以及工业产业的发展具有直接性影响。只有机电一体化理念与时俱进,才能保障我国工业生产力在国际市场占有一席之地。因此,相关政府主管部门应健全制度体系,完善生产标准建设,积极拓展资金渠道,鼓励企业创新技术,促进机电一体化在人工智能、网络以及模块化、绿色化等方面实现大跨步的飞跃,为社会发展以及GDP增长提供可靠推助力。
参考文献
1、谢明扬,杜明鉴.机电一体化技术在汽车领域中的应用及发展研究[J].南方农机,2018,49(09):144+148.