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Abstract: the development of modern science and technology, a strong impetus to the different disciplines of cross-cutting and infiltration, resulting in the mining area and the transformation of the technological revolution. This article through to our country mechanical and electrical integration of the historical development and current situation, electromechanical integration of the partial forecast
Keywords: mechanical and electrical integration of technology status prospect
中圖分類號: TH-39文獻標識碼:A 文章編號:
現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了礦業領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”發展階段。
一、機電一體化概要
機電一體化是指在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。但其基本特征可概括為綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。
世界范圍內機電一體化的發展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣;第二階段可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎;第三階段,20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。。
二、機電一體化的發展狀況
我國從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化的發展趨勢
(一)智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。智能化使機電一體化產品具有與人完全相同的智能是不可能的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能則是完全可能的。機電一體化技術在發達國家經過幾十年的研究和運用,現在機電一體化技術正向智能化方向發展。最新的技術方向是:光學、通信技術等進入了機電一體化,使得微細加工技術也在機電一體化中出現,從而出現光機電一體化和微機電一體化等新分支;通過進一步對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,使機電一體化的學科體系和發展趨勢都得到了深入研究。要充分發揮大專院校、研究機構的科研作用,讓大專院校、研究機構與一些大中型企業在機電一體化技術領域進行合作研究,推進技術的發展并把最新的研究成果快速的轉化和應用于實際的產品和相關的領域,為各方面帶來顯著的經濟效益和社會效益從而達到相互促進的積極作用。
(二)網絡化
20世紀90年代,計算機技術的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給工業生產、政治、軍事、教育和日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,可使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
(三)微型化
微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統,泛指幾何尺寸不超過1 cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
(四)綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。
近幾年來,我們機電一體化產品的研究和生產得到長足的進步。機電一體化技術在發達國家經過幾十年的研究和運用,現在機
電一體化技術正向智能化方向發展。最新的技術方向是:光學、通信技術等進入了機電一體化,使得微細加工技術也在機電一體化中出現,從而出現光機電一體化和微機電一體化等新分支;通過進一步對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,使機電一體化的學科體系和發展趨勢都得到了深入研究。例如,國產電牽引采煤機已經占領國內市場,核心部分是由安裝在采煤機上的計算機和傳感器組成,具有多種保護、遙控功能。國產全數字化直流提升機也已占領國內市場。此外,我國在液壓支架電液控制、膠帶運輸機、礦井供電設備以及風機、水泵、壓風機、局扇等設備上也都有成熟的機電一體化產品。但是,,筆者認為在發展我國機電一體化產品的技術上應該注意以下幾點:①研究具有自主知識產權的核心裝置,增加產品國產化的比例;②增加產品的通訊功能,以適應綜合自動化的需要;③進一步提高尤其是大型設備的故障診斷功能和智能化程度。
機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。我國可以利用廣闊的市場潛力,用全新的方式和更短的時間研發更多具有知識產權的機電一體化產品。隨著我國科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,在國內外發展的同時,行業內肯定會有競爭的時候,它既是挑戰,更是機遇。筆者相信,在新的社會主義建設思想的指引下,我國機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻:
【關鍵詞】機電一體化;發展過程;應用;發展趨勢
1 機電一體化的發展過程
目前,人們普遍將機電一體化的發展概括為三個階段:一是二十世紀六十年代之前;在這之前人們開始將電子技術應用到機械產品上,尤其是隨著二戰的爆發,加快了電子技術和機械產品的結合速度。隨后這些技術逐漸在人們的生活中得到應用,也極大的促進了經濟的發展。但是,由于電子技術并不成熟,在很大程度上限制了機電結合技術的應用和發展。二是二十世紀七十年代至八十年代之間;在該時期內是機電一體化技術發展的一個鼎盛時期,尤其是伴隨著計算機技術、通信技術等技術的快速發展以及應用,以及集成電路的規模化、微型計算機的發展,這些技術的產生都為機電一體化技術的發展打下了堅實的基礎。而且,機電一體化也受到了很多國家的關注,發展十分迅速。三是九十年代后期;隨著計算機技術等相關技術的成熟和在機電控制中的應用,機電一體化技術已經開始向著智能化的方向發展。在這一時期,伴隨著機電一體化技術體系的不斷研究和完善,在很多領域都已經實現了機電一體化,而且光機電一體化技術的出現和應用也豐富了機電一體化系統。
我國研究機電一體化技術的時間相對較晚,是從二十世紀八十年代開始的,在經過了幾代人的共同努力,取得了較為滿意的成果,而且在促進我國經濟發展方面也做出了巨大貢獻。但是,我國現階段機電一體化技術發展仍然存在以下幾點問題:首先,機電一體化的基礎理論研究方面,科研力量不足,自主研發能力較差。尤其是在一些重要的機電技術領域的研發,和發達國家相比存在很大的差距。其次,沒有充分體現出一些科技含高的技術產品,對我國經濟發展的推動作用并不明顯。最后,機電一體化產品的質量和設計水平還需要不斷的提高。針對這三點問題,需要在今后的工作上有針對性的進行改進,促進機電一體化技術的健康穩步發展。
2 國內機電一體化技術應用現狀
當前我國正處于市場經濟的發展階段,盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績,但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰,思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能,對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整,推動完整的機電一體產業形成的角度看,我們的機電一體化面臨以下兩點任務:其一,要進一步推動傳統工業技術升級,實現節能高效,這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二,大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代[5, 6]。
首先,在技術政策上,要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制,加快對落后產品的淘汰。同時,要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。其次,我國機電一體化產業覆蓋面廣,發展迅速,而我們的財力、人力和物力是有限的,產業的規劃和發展不可能面面俱到,所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構,并賦予其職能,既有利于深入的行業調查,指導行業布點布局的調整,發展重點項目,又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃,以避免開發上重復、生產上撞車。再次,通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳,一來可以建立行業信息平臺,及時分享更多的行業內部信息,二來可以增加產業在社會上的認知,使行業內外都重視和支持 “機電一體化”的發展,既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球,又可以更加方便合理調配資源。同時,盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口,但對技術貿易來講,卻可以利用此時的時機,大量引進相關產業的先進技術,反哺自身加工業,提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家,大力發展機電一體化技術,用微電子技術改造傳統產業,開發數字化、智能化機電產品,既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力,也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑。
2 機電一體化的核心技術
2.1 機械本體技術
機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是采用鋼鐵材料為主創造的,為了減輕質量,除了在結構上加以改進外,主要應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了質量,才有可能實現驅動系統的小型化,在控制方面才能夠改善快速響應特性,減少消耗能量,提高效率。
2.2 信息處理技術
機電一體化是與微電子學的顯著進步、信息處理設備(特別是微型計算機)的普及應用分不開的。為進一步發展機電一體化,必須提高信息處理設備的可靠性,包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性,進而提高處理速度,并解決抗干擾及標準化問題。
2.3 驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用,但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前,正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件―傳感器―電機三位一體的伺服驅動單元。
2.4 接口技術
為了與計算機進行通信,必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅給信息傳遞和維修帶來方便,而且可以簡化設計。目前,正致力于發展低成本、高速串行的接口,來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
2.5 傳感技術
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說,目前主要發展非接觸型檢測技術。
3 機電一體化的發展趨勢
3.1 智能化
智能化是21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
3.2 數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路。如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
3.3 微型化
微型化興起于20 世紀80 年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3 的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活, 在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.4 綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源, 回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品, 具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。
參考文獻:
[1]郭偉民.機電一體化技術的應用和發展[J].中外企業家,2014(8).
[2]周瑋.機電一體化技術的發展與應用[J].新材料新裝飾,2014(3).
[3]康存麗,楊保群.機電一體化技術發展及應用簡介[J].微電機,2009 (8).
Abstract: Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background, as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology, and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.
關鍵詞: 機電一體化;應用現狀;發展趨勢
Key words: mechanical and electrical integration;application situation;development trend
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)08-0110-02
0 引言
眾所周知,現代科學技術極大地推動機械工業領域的技術改造和革命。迄今為止,世界各國都在大力推廣機電一體化技術。近些年來,我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發展。在此基礎上,這些技術被廣泛應用到了機械工業領域,形成了機電一體化,不僅對機械工業的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響,而且也給機械工業的生產方式及管理體系帶來了巨大變化,使工業生產從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用,不僅深刻影響著機電一體化的發展趨勢,而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展,并以蓬勃的生機向前發展[1,2]。
1 機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出,是將機械和電子技術集成結合起來所構成的系統的總稱。作為一門新型學科,機電一體化已經建立起了一套自身的體系,并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現在:它從系統的視角出發,成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統工程技術,機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置,使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現,實現了優化系統的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統就由此產生。所以,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面[3]。需要特別指出的是,機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊,而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點,使機電一體化在概念上與機械電氣化相區別。從發展歷程看,盡管從純技術發展到機械電氣化,但這樣的機械工程技術仍屬傳統機械。進入到機電一體化階段后,其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能,而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調節與控制等許多新的功能。形象地說,機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動,實現人手和肢體的延伸,而且還擁有了智能化特征,實現了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區別開。這個定義強調它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數字信號處理器(dsp),它存儲和處理信息、通訊和互聯網,這發送信息,以及各種計算機輔助設計(CAD)軟件[4]。
2 國內機電一體化技術應用現狀
當前我國正處于市場經濟的發展階段,盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績,但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰,思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能,對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整,推動完整的機電一體產業形成的角度看,我們的機電一體化面臨以下兩點任務:其一,要進一步推動傳統工業技術升級,實現節能高效,這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二,大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代[5,6]。
首先,在技術政策上,要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制,加快對落后產品的淘汰。同時,要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。
其次,我國機電一體化產業覆蓋面廣,發展迅速,而我們的財力、人力和物力是有限的,產業的規劃和發展不可能面面俱到,所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構,并賦予其職能,既有利于深入的行業調查,指導行業布點布局的調整,發展重點項目,又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃,以避免開發上重復、生產上撞車。
再次,通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳,一來可以建立行業信息平臺,及時分享更多的行業內部信息,二來可以增加產業在社會上的認知,使行業內外都重視和支持“機電一體化”的發展,既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球,又可以更加方便合理調配資源。同時,盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口,但對技術貿易來講,卻可以利用此時的時機,大量引進相關產業的先進技術,反哺自身加工業,提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家,大力發展機電一體化技術,用微電子技術改造傳統產業,開發數字化、智能化機電產品,既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力,也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑[7,8]。
3 機電一體化技術發展趨勢
Microelectro-mechanical系統(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業,它們的大小已經超過100億美元,數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施,表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統計學的改變,ASME報告中,“人口統計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。在未來40年,世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后,報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME,這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發展,如護理機器人的研發被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協會(ASME)最近發表了一份報告,題為《機械工程在21世紀的發展趨勢》,其內容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢:技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步,以下八個領域將會是機電一體化發展的主要途徑:信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫藥、能源、運輸、環境工程和制造業等[9,10]。
4 結論
在經濟全球化趨勢逐漸增強,市場競爭日趨激烈的當今社會,機電一體化的發展對優化本國的產業結構和發展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發展起來的。機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然,與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。總而言之,機電一體化技術作為機械技術,信息技術,電子技術和計算機技術的融合、發展與延伸,在經濟社會不斷建設發展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發展方向,妥善處理機電一體化技術在發展過程中面臨的問題與障礙,推動機電一體化時代的全面發展。
參考文獻:
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[8]閆金鵬.淺析機電一體化的應用及前景.價值工程,2012,(14):52-53.
關鍵詞:機電一體化技術;現狀;發展趨勢
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.178
0 前言
隨著社會的不斷進步,各個領域科學技術之間的聯系也越來越密切,有步入統一化的趨勢,能在很大程度上促進不同領域的技術的協調和滲透,這讓我國的工業技術革新加快了步伐,促進了機電一體化技術的發展壯大。機電一體化技術的發展可以讓工業發展由機械化模式穩定的向智能化及網絡化模式發展,對于我國的產業變革具有重大的歷史意義。
1 機電一體化技術的概述
機電一體化是機械設備和電子技術融合后的統稱,機電一體化深入應用于機械設備可以使機械設備在性能控制和信息處理等各方面更加智能化、自動化。機電一體化作為一項機械系統技術,其基礎就是機械電子技術、計算機技術以及自動化技術等現代化技術的綜合。目前,機電一體化已經有很強的系統性和相對獨立性,很大一部分的職業院校把機電一體化技術作為一門新興學科進行教學,培養出許多的高素質的機電一體化方面的技術性、應用型人才,為我國工業技術的發展做出了很大的貢獻。
2 機電一體化技術的發展現狀
隨著我國在應用技術方面的快速發展,機電一體化技術已經漸漸的從初步的應用階段發展到對智能技術的應用階段,機電一體化技術的技術革新及深入應用,在很大程度上促進了人們生活水平的提高。近年來,我國加強了對集成電路和計算機技術的發展力度,機電一體化技術也隨之步入快速發展時期,讓機電一體化技術更深入的在人們生活中融合與實踐。例如,人們日常生活中的智能云電視、方便烹飪的微波爐、及可以清潔房間的吸塵器機器人等,此技術還應用于工廠之中,比如,數控機床的生產功能控制等。另外,部分的研究人員越來越重視電子智能技術與機電一體化技術的結合,也使生活起到了這樣或那樣的改變,例如,智能機器人可以進行超越人類體能極限的工作,娛樂人們的生活等。所以,加大機電一體化技術對機器人的深入應用研究,對很多的特殊行業有很重要的意義。
3 機電一體化發展趨勢深化思考
機電一體化技術現階段已經融入多種新興一體設備,通常使用多媒體等技術實現全智能,而且已融入到各行各業,為社會便捷的目標更好的跟進,現今得到許多人的認同和贊揚。國內外的專家學者不斷投入智慧與物資,力求將最先級的科學成果與技術和機電一體化技術結合,使機電一體化技術向著先進的方向發展。下面段落向各位闡述了機電一體化技術發展模式在日后的不斷升級。
3.1 智能型模式
我國計算機技術在近幾年有了很大的進步,讓智能化技術也能得以更加深入的研究。機電一體化逐漸走向智能化,將極為顯著地提升工作效率,并能夠打破固有模式的生產局限,進行大規模的、高質量的產出,有效的降低了對人力物力的投入,對于優化資源結構配置有很大的作用。智能化除了能夠應用于機械生產設備中,還能應用于時下最火爆、最先進的機器人研究領域,讓機器人研究能夠更加人性化、更加貼近于人類智慧,為人類生活更好服務。現而今,國內在機器人領域的開發與應用還不夠普遍,所能應用的領域僅僅是少數的服務行業,使用機器人的營銷效應遠遠超出機器人所能提供的智能服務。但是相信隨著我國機電一體化技術智能化的發展,機器人領域定會有長足的進步,賦予機器人更多、更好、更新、更人性的功能與科技,已達到造福于人類的目的。
3.2 環保型模式
機電一體化技術在環保化方面的發展中,會讓自然界中的資源能被更加合理的開發,能有效促進人類社會的發展的進程。但隨著資源減少速度的迅速提升,自然環境的變化速度也會隨之加快。近幾年,構建人與自然的和諧關系成為國內外專家學者的一致呼聲,在不遠的未來,低碳環保、可再生資源會成為各領域共同追求的目標。此種改變將會影響到人們生活的許多方面,例如環保低耗的生產過程,可回收可分解可再利用的環保產品等,從根本上讓資源的利用率得到提升,最大限度的減少對環境以及不可再生資源的消耗與影響,并努力保證對既有資源的高利用率與高轉化率。日后,產品從整體上會逐漸做到以下幾個要求:第一資源利用率先比提升;第二,杜絕對環境的污染;第三,對資源進行二次使用。機電一體化技術環保化發展將促進我國經濟發展模式的有一次升華重組,對未來環保經濟的持續發展鋪墊了厚厚的基石。
3.3 網絡型模式
現階段,全球經濟一體化形勢發展迅速且不可逆轉,人們通過網絡,可以第一時間了解想要的市場信息,最新的技術發展方向,最新的國家政策與相關規定。因為網絡技術是當今科學技術發展中速度最快的,為人們的生活和工作提供了效率保障,減少了很大的勞動量。由此,機電一體化技術也將投身于網絡化發展的浪潮中,通過網絡了解國內外在技術領域的最新動向與研究成果,通過網絡,專家學者們可以實現無國界、跨時空的交流和討論,打破技術壟斷,實現資源最有配比,共同推進人類文明向前發展。
4 結語
機電一體化技術讓各個領域的技術科學的結合在一起,是科研人員歷經千辛萬苦奮戰無數個日日夜夜的成果,也是在新時代社會生產力的發展到一定地步必然的產物,機電一體化對人們的生產生活水平的提高有非常重大的意義。隨著對機電一體化技術更加深入的研究,相信將來會有更加先進、智能的技術應用于人類的生產生活,機電一體化技術的未來是不可限量的。
參考文獻:
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【關鍵詞】機電一體化;發展現狀;發展趨勢
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、前言
隨著我國科技的不斷進步與發展,機電一體化技術越來越受到企業及科研人員的重視,本文就該部分內容進行了探討。
二、機電一體化的內容
1.機電一體化技術是從系統工程觀點出發,應用機械、電子等有關技術,使機械、電子有機結合,實現系統或產品整體最優的綜合性技術。機電一體化技術,主要包括技術原理和使用機電一體化產品(或系統)得以實現、使用和發展的技術。機電一體化技術是一個技術群(族)的總稱。
2.機電一體化系統(產品)由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體,具有滿足人的使用要求的最佳功能,機電一體化系統(產品)。主要是指機械系統(或部件)與微電子系統(或部件)相互置換和有機結合,從而賦予新的功能和性能的新一代產品,有良好的人機協作關系。一個機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構成。
3.機電一體化工程(機械電子工程)是機械工程與電子工程的綜合集成,即給定機電一體化系統(或產品)“目的功能”與“規格”后,機電一體化技術人員利用機電一體化技術進行設計、制造的整個過程體系。機電一體化工程是系統工程在機電一體化系統(產品)中的具體應用。
4.機電一體化思想體現了“系統設計原理”和“綜合集成技巧”。系統工程、控制論和信息論是機電一體化技術的方法論。從某種意義上講、機電一體化思想相當于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機一體化、機電液一體化、科工貿一體化、人機一體化等技術及其產品。
20世紀80年代中期以來,計算機特別是微型計算機已日益廣泛應用于機械產品和生產過程的控制,使機、電有機地結合,發展成機電一體化技術。機電一體化技術的應用,給機械行業帶來了顯著的效益,提高了生產率,提高了產品的性能和質量,降低了原材料消耗,節約了能源,減輕了操作工人的勞動強度,增強了企業在市場中的競爭力。“機電一體化”是微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術相結合的綜合性高新技術,是機械技術與微電子技術的有機結合。
三、機電一體化技術設計原理
從方法學的觀點出發,機電一體化技術應遵循以下設計原理:
1.整體最優化原理
機電一體化技術要求從系統的觀點出發,綜合機械技術和信息技術,實現整體最優化。其實,“最優化原理”是人類進行科學技術活動的基本思想動力。“精益求精”是這一思想的生動描述。人們為達到一定的目標,采用直接或間接的方法求得達到該目標的最佳途徑。這里強調“整體最優化”,正是運籌學思想在機電一體化技術中的體現。
2.智能化原理
這是機電一體化技術與傳統機械自動化技術的主要區別之一,也是21世紀機電一體化技術發展的主要方向。關于“智能”的定義。目前尚無確切和統一的說法。但是,它首先是對人類行為的描述。“智能”主要概括出人類有以下能力:感知能力;記憶能力;思維能力―包括形成概念的能力、判斷能力、推理能力。
我們這里所說的“智能化”。是對機器行為的描述,是“仿人智能”,或者稱之為“人工智能”(artificialintelligence)。具體地說,智能化就是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,以求得到更高的控制目標。
3.仿生原理
如果說智能化是“仿人智能”,那么“仿生”便是對所有生物行為的模仿。生物世界是億萬年生物進化的結果,是“適者生存”這條自然規律“精雕細刻”的結果,是人類的學習寶庫。現代信息技術和機械技術使這一“模仿”比較容易,成為可能。
4.柔性化原理
也可稱之為“軟化原理”。由于使用了微電子技術,可以而且應當盡量用軟件功能代替硬件功能。因為“軟化”可以使機械系統近乎完全“貼近”實際工況的需要,極大地提高產品的性能。例如,加工中心機床、電梯的“加減速無感控制”、汽車發動機的電噴技術、汽車的防抱死裝置… ,都廣泛地采用了軟件控制原理。
四、機電一體化技術的應用
在人們的日常生活當中,自動機械、信息處理設備、辦公室設備、車輛電子設備、醫療器械、光學裝置、智能家電、樓宇安全系統等機電一體化系統都離不開執行元件為其提供動力。而執行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的,因此需要一個驅動部件。該驅動部件在電子控制裝置的控制下,接收指令,進行能量轉換,從而得到目標輸出。對于精密傳動來說,需要在執行元件輸出終端進行傳動測量,如測量其位置、速度、加速度,同時將所測得的數據反饋給電子控制裝置,讓其進行比較,進行誤差修正控制,最終實現精密傳動。
當有多個執行元件,其輸出動作規律各不相同時,一方面要根據各執行元件工作情況來考慮其控制的形式,另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯系。如果它們之間沒有聯系,可以讓它們單獨來工作,也可以通過構建PC機上位控制來統一管理。若工作聯動內容經常變化,就應該構建一個可以直接識別聯動輸出的軟件,將聯動輸出寫入軟件當中,讓其直接轉化為控制程序,這樣就能靈活地應對動作輸出的需求。
五、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合, 它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。進入 21 世紀,在機電一體化技術的發展方向中,最主要的是:智能化、數字化、網絡化、微型化、綠色化,下文對此略加探討:
1.智能化
智能化是 21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
2.數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路. 如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
3.網絡化
20 世紀 90 年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片, 企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及, 基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliancesystem, CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此, 機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
六、結束語
只有加強對機電一體化技術發展的研究,才能使機電一體化技術的應用越來越廣泛,是非常具有現實意義的研究。
參考文獻:
[1] 彭海輝.機電一體化技術的發展及應用[J].工程技術.2013(3):166-168.
關鍵詞:機電一體化;煤礦;發展現狀
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
知識經濟時代的到來,使得科學技術日新月異,新材料、新工藝、新技術以及新設備不斷推出,為促進現代煤礦企業生產與發展創造了良好的條件。當前,計算機技術和電子信息技術不斷發展,在煤礦生產領域的應用水平越來越高,并且呈現出良好的發展前景,在這種情況下,機電一體化技術應運而生。機電一體化技術涉及多種技術領域,其具有多功能、高效率、高質量、高可靠性以及節能降耗的優點,是一項綜合性、標準性以及優化效果最佳的系統工程技術。正因為機電一體化技術的優點突出,所以這項技術在世界各國都得到應用與發展,并且在煤礦生產領域中發揮著不可替代的作用。
一、機電一體化在煤礦生產中的重要性
(一)可以有效提高煤礦生產的生產效率
傳統的煤礦生產設備是由人工進行控制,設備體積大、自動化程度較低,并且能源消耗量大,生產效率低。使用機電一體化設備進行煤礦的生產,能夠有效提高生產效率,降低工人的工作強度。機電一體化煤礦生產設備,使用計算機進行自動化控制,并且減小了設備的體積,有效地改變了粗放型生產方式,節約了生產成本。
(二)有效改善工人的工作環境,提高煤礦身生產的安全性
我國傳統煤礦生產環境非常惡劣。施工人員長時間在高溫、高污染環境中進行高強度作業,使得施工人員的身心健康受到嚴重威脅。另外,我國傳統煤礦生產技術、設備十分落后,這就導致安全問題頻發。使用機電一體化設備進行生產,可以有效實現設備的自動化。不僅僅能夠有效節約生產資源,改善工人的作業環境,使工人由傳統體力勞動轉化為機械操作,有效降低安全事故的發展,保障煤礦生產的順利進行。
二、機電一體化技術在煤礦生產中的應用
(一)在采礦機械中的運用
煤礦采掘工作是煤礦生產過程中最為重要的一個部分。煤礦采掘的速度還有效率直接影響著煤礦企業最終的生產效率。使用機機電一體化設備能夠有效提高煤礦企業的生產效率,使用機機電一體化生產設備是煤礦企業發展的必然趨勢。煤礦企業中使用最為頻繁的掘進機械是采掘機,為了能夠有效保障煤礦生產的安全,工人在進行施工的時候一般采用由礦用隔爆安全型開關、操作箱,照明燈、GJC4地濃度CH4傳感器、三相異步電動機等等組成煤礦掘進電系統,在實際生活中,普遍采用電牽引形式的采煤機,該機器具有良好的牽引特性,可用于傾斜角度較大的煤層開采。并且該機器使用壽命較長、反應十分敏捷生產效率十分優秀。
(二)安全生產和監控系統中的應用
煤礦機電一體化技術的重要體現是礦井生產的安全監控系統。該系統能夠有效保障煤礦生產的安全,為煤礦生產發展起到了十分重要促進作用。該系統的主要特點有:具有網絡連接的功能,使監控點的智能化水平得到進一步發展,該系統使用Windows操作系統,具有十分優秀的操作可行性。隨著信息技術的成熟,特別是信息傳輸技術的飛速發展,現階段3G、4G網絡時代的來臨,使信息在傳播速度以及質量上都獲得較大提升,這都為煤礦安全生產監控系統的發展提供了一些基礎。
(三)在礦井運輸過程中的應用
現階段我國機電一體化帶式傳送設備的應用十分廣泛。帶式傳輸設備能夠有效實現遠距離連續傳輸工作,并且傳輸量巨大、工作效率高、經濟效益好,能夠有效實現自動化運輸的目標。帶式傳送已經成為我國煤礦輸送系統中最主要的運輸設備。另外一種礦井運輸工具是礦井提升機,該設備能夠有效實現全數字化的工作,特別是在提升機的內部,可以有效使滾筒與驅動合營,將其稱為一個整體能夠有效簡化機械的內部結構,礦井提升設備是較為典型的機電一體化設備。其他一些機電一體化設備主要說的是煤礦供電設備。煤礦供電設備必須要滿足煤礦生產的大功率要求,并且要保障供電系統的質量以及可靠度。所以,為了能夠有效提升功率因數,就必須采取集中補償的辦法或者是就地補償的辦法進行解決,減少一些無用功率的損耗問題。現階段,煤礦高低開關主要采用“微機保護”形式,這種保護形式具備聯網的功能,可以有效實現遠程控制、遠程監測、遠程通信與遠程調控。
三、我國煤礦機電一體化技術的發展和趨勢
未來,我國機電一體化煤礦設備技術一定會實現產業經營的標準、規范化。并且在原有的傳統煤礦機械設備基礎功能上,實現以計算機技術為核心,將信息進行有效融合,充分發揮這些技術更新快、運算儲存能力強、體積小、不受空間控制的一些特點,開發出一些功能十分強大、性能可靠的煤礦機電一體化設備,更好的為我國煤礦企業進行服務。簡而言之,我國相關企業必須要盡快開發與掌握符合我國煤礦生產的核心的控制機構以及相關技術,實現我國煤礦機電一體化設備的有效運營,而不是照搬照抄國外先進生產技術。另外,隨著信息技術不斷發展,無線電傳輸技術的發展將會越來越先進,并被有效運用在煤礦一體化產品之中。所以,相應的開發人員在進行開發過程中,必須要充分考慮機電一體化設備的無線通信功能,例如遠程控制、遠程監測等等,最終實現無人化作業。
四、結束語
總之,機電一體化技術在當今社會經濟活動中已經得到廣泛應用,而且取得十分顯著的成績,并在原有的應用基礎上不斷完善和提高,因此,筆者認為,隨著科學技術的進步與發展,機電一體化技術在煤礦生產中應用一定會越來越廣泛,其作用也會越來越大,它并定會繼續推動煤礦生產企業的技術的不斷革新,也將會繼續在推動人類社會進步與發展的道路上發揮不可替代的作用。
參考文獻:
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1機電一體化的優勢
機電一體化技術是從系統工程的理論入手,將當前先進的機械電子技術融合起來形成更加高效的技術系統。一般來講,機電一體化技術主要涉及到機電一體化產品和機電一體化技術兩個方面的內容,由此形成機電一體化系統。從理論上來講,機電一體化系統主要涉及到機械裝置,執行裝置,動力源,傳感器,計算機這五個基本要素。將機電一體化的理念運用到機電一體化產品設計中去,由此是的機電一體化產品展現出以下的優勢:其一,功能多樣化和智能化,實現了記憶,運算,控制和信息處理等功能的拓展;其二,機電一體化產品的結構更加簡單,并且朝著標準化和規范化的方向發展,設計制造的專業化程度也不斷提升,使得機電一體化產品具備輕薄細巧的特點;其三,依據不同負荷和運行情況,制定更加高效的運行方案,實現對于機械運行模式的調整和控制,能夠促進成本的縮減;其四,在智能技術納入之后,不僅僅可以實現全程的自動化監控,還可以自動診斷故障,由此使得系統的穩定性和可靠性大大提升。
2機電一體化的發展現狀
我國機電一體化技術發展始于上世紀六十年代,從一片空白到當前人工智能技術的廣泛應用,這充分證明了我國機電一體化發展飛快,并且很快的成為影響人們生活和生產不可或缺的重要技術基礎。當前隨著集成電路和計算機系統技術的快速發展,我國機電技術發展也朝著更高層次方面去前進,無論是我們經常使用的電視機,還是工業生產中使用的流水線生產設備,或者是電子數碼產品,都可以看到機電一體化技術的應用。但是相對于國外其他國家機電一體化發展水平來講,當前我國機電一體化發展還存在很多缺陷和不足,具體來講其主要體現在以下幾個方面的內容:其一,機電一體化產品質量難以保證,很多機電產品還處于較低的層次中,難以在激烈的市場中占據有利地位,屬于機電一體化產品體系中的最低層次;其二,機電一體化的技術基礎比較薄弱,自主研發能力欠缺,專業化機電一體化設計人才缺乏,難以保證機電一體化技術創新發展;其三,機電一體化技術進步趨勢不明顯,高水平的機電一體化產品在整個工業體系中的比重不大,其對于經濟增長造成的影響也不是很明顯。當然隨著人們對于機電一體化產品的認知不斷提升,需求不斷增加,國家政策環境不斷完善,科研創新能力不斷提升,上述的各種問題都將一一解決,由此引領我國機電一體化技術朝著更加理想的方向發展和進步。
3機電一體化的發展趨勢
立足當前機電一體化的發展現狀,依照當前機電一體化發展規律和特點,對于機電一體化的發展趨勢進行預測,并且依照這樣的預測結果去引導機電一體化的技術創新和理論研究工作,是很有必要的。具體來講,當前機電一體化的發展趨勢主要呈現在以下幾個方面:
3.1光學化
原始機電一體化系統主要是有傳感系統,能源系統,信息處理系統,機械結構等部件構成,相信隨著光學技術的融入,不僅僅使得傳感系統,能源系統和信息處理系統的性能得以提升,還打開了機電產品設計的新格局,即光機電一體化。其特點主要體現在以下幾個方面:其一,層次多,覆蓋面積比較廣泛;其二,結構不斷簡化,方便操作;其三,精度得以不斷提高,功能朝著多樣化發展;其四,可靠性不斷提升,保證了穩定運行,并且有著較高的使用壽命。
3.2智能化
機電一體化技術的智能化,主要是指將計算機技術運用到機械設備中去,只要輸出簡單的程序命令,就使得機械設備按照理想的方式去運行。其技術優勢主要體現在:技術應用范圍比較廣泛,需求的技術人員不多,實現了勞動力的縮減,可以達到資源優化配置的作用;其二,依靠智能技術,使得機械設備能夠做好簡單重復操作的工作,但是在人工智能技術體系不斷健全的背景下,機電一體化系統下的機械設備活動能力將越來越靈活,甚至可以具備基本的邏輯判斷思維,能夠自發的根據情況進行自我決策,以達到預期的運行效益。以數控機床的誕生為例,其就是利用數控技術,采用計算機對于機械加工過程進行控制和管理,發揮驅動單元和機械執行的效能。
3.3環保化
為了機電一體化的發展同樣需要秉持可持續發展觀,處理好機械設備運行與資源消耗,經濟發展質量之間的關系。因此,新時代的機電一體化也需要向著環保化的方向發展和進步。具體來講,其主要體現在:其一,在進行機電一體化產品設計的時候,融入環保理念,將生產,包裝,使用和銷毀等多個階段考慮進去,本著提高資源利用率,減少環境污染的目的,去進行優化設計;其二,從機電一體化能耗消耗的方向入手,保證機電一體化系統效益發揮的同時,實現機電一體化能耗量的降低,引導其朝著集約化的方向發展和進步。
4結束語
關鍵字:機電一體化;實踐教學;教學改革;
中圖分類號:G4 文獻標識:A 文章編號:1674-3520(2014)-04-00137-01
一、我國當前機電一體化類課程教學現狀及其原因分析
結合我國目前職業教育的現狀,造成當前機電一體化類課程理論講不透、實驗做不好、技術學得不扎實的原因主要有以下幾個方面:
(一)師生思想上都不夠重視
從目前的職業學校的教學現狀來看,重視理論教學輕視實踐教學一直是我國課程教學的傳統方法,在這樣的教學模式下,不利于師生在課堂中對于知識的學習和掌握。機電一體化這樣的課程,理論課本來就比較晦澀難懂,如實踐訓練課程不足的話,學生學到最后完全沒有系統的概念和知識體系,對于機電一體化的理解只是停留在表面層次,因此必須要逐步加強實踐實訓。從體制上來說,師生本身對于課程的重視程度不夠也是導致課程學習問題的原因。教師認為對于機電一體化課程教學任務重,往往在授課過程中疲于應對;而學生對于機電一體化課程知識的理解比較吃力,往往缺少興趣,加之實踐實驗時間較少,課程最后流于形式。因此,師生在思想上不夠重視是目前機電一體化課程教學的一個基本現狀。
(二)機電專業實踐教學課程的設計不合理
機電類專業實踐教學的課程內容包括很多技術內容,目前,絕大多數職業院校的機電專業課程體系受傳統教育思想的影響,課程的內容過多、過于深奧,理論課時數太大,實踐技能教學課時不足,而且內容陳舊。還有些學校脫離實際情況過高地制定了課程標準,導致教學與實踐相背離。現在學校里學習的知識和社會上用到的知識相差很遠,很多學生學習了很多知識,可到了社會上卻無從下手。相關機電行業和企業很少參與機電類專業實踐課程的制定,這也是導致職業學校機電專業的實踐課程體系設置不合理的原因。
二、機電一體化類課程的教學改革策略探討
(一)充實機電一體化類課程的專業實踐教學內容和完善教學手段
課程體系建設要根據學校的專業學生的定位和專業建設目標,合理確定基礎課和專業課,理論教學和實踐教學的比例分配,結構合理,形成具有鮮明特色的課程體系。打亂原有的按知識學習組織授課的章節順序,邊學邊做,邊做邊學,將所學理論與實踐完全融合起來。現有的大部分教材無法實現教學要求,學校要組織專業課教師編寫與此教學過程相適應的校本教材,對教學目標進行分解,以專業技能為主線,將多個項目的學習知識的重點和目標有效的串聯起來。這種為用而學、學以致用的教學方式讓教與學有了更強的針對性,讓學生在操作過程中學會如何用專業知識去分析問題、解決問題。教師將學生實踐中出現的問題或困惑,用專業理論知識來加以解釋,使學生“知其所以然”,從而實現理論與實踐的有機結合,調動學生的各種感官參與學習過程
(二)重視機電一體化類課程的專業實踐教學環節的考核
任何課程都需設置考核環節,同樣的,機電一體化課程實踐教學也需要考核,考核環節也是學生最為敏感的環節之一。結合機電一體化課程實踐教學的特點,對于機電一體化實踐課程的考核不應該有一個統一的模式和標準,應該是動態的,是隨著科技的發展而不斷充實和進步的,應該結合實踐教學的方式和手段靈活的設定考核方式,采取定量結合定性的方法進行實踐教學考核。簡單的演示性或者驗證性實驗,應當減小考核的比重,而對于綜合實驗及動手考查較為全面的實驗,考核比重就應當加大;另一方面,還可以靈活的采取口試筆試、現場提問、課程設計、綜合課程實驗等多種形式進行考核,重點不是考查學生的知識理解程度,而是應當重點考核學生對于實踐技能的掌握和應用能力。
(三)加強師資隊伍建設
優秀的教師團隊是保障一體化教學順利進行的重要因素。我們要圍繞專業建設需要,優化師資結構,建設一支教學、科研、實踐水平高,具有較強責任感和團結協作精神的,具有較高學術造詣、豐富的教學經驗、鮮明的教學特色的教師團隊。學校要積極推動校企合作,聯合培養教師,聘請企業專家、技能操作能手對學校教師進行實踐與實訓方面的指導和培養,提高學校雙師型教師的數量和質量。
三、結語
"一體化教學"作為一種教學模式,對教學質量、教學效果的提高起到了很大的作用。本論文所探討的機電一體化類課程實驗教學方法及其教學改革策略的應用研究,是結合當前國內中等職業學校機電一體化類課程教學內容設置及其實驗實踐教學現狀而提出來的,能夠有效地提高機電一體化類課程的教學效果,對于這一類的理論知識多且深、動手實踐能力要求高的課程而言,必須要不斷加強實驗實踐教學的份量,對于進一步提高機電一體化類課程的實驗實踐教學效果,無論是在理論方面還是在實踐方面都具有較好的借鑒和指導意義。
參考文獻
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關鍵詞:機電一體化;發展形式;發展方向
隨著我國科學技術的不斷發展,機電一體化技術成為工業科技發展的重要因素,在實踐過程中需要對應用系統進行分析,滿足技術形式的發展要求。機電一體化包含了產品和技術兩方面,基于控制結構的特殊性,需要從市政道路、給排水形式和結構形式等方面入手,確定最佳控制形式。基于一體化技術形式的重要性,工作人員要對各個項目進行嚴格的審核,確定技術類別,發揮技術體系的最大化作用。
一、機電一體化技術的發展現狀
基于機電一體化控制形式的特殊性,在整個發展過程中,要及時對技術類型進行分析,掌握信息技術的運行標準,確定最佳發展形式。以下將對機電一體化技術的發展現狀進行分析。
1.應用范圍廣
根據一體化控制形式的特殊性,為了對干擾形式和控制結構進行分析,必須從具體發展現狀入手,對控制結構進行解析,不斷擴大應用范圍。由于信息技術控制機械設備的運用范圍比較廣,而微電子技術是信息技術控制設備運行的一種方法,在后續設計和干預過程中,期應用范圍比較廣,要求工作人員及時對技術類別進行分析,確定系統有效的防范機制[1]。
2.發展前景廣闊
近些年來隨著我國智能化技術的不斷發展,對機電一體化發展形式有了更高的要求。此外在計算機技術的前提下,其發展前景比較廣闊,在整體控制過程中,其發展前景比較廣。基于控制形式和結構體系的特殊性,要求機電一體化工作人員了解應用技術的特點和類別,掌握技術體系的干預形式,進而擴展機電一體化技術的應用范圍。
二、機電一體化技術的發展歷程
基于現有控制技術的特殊性,在整個管理過程中,必須對應用類別進行分析,掌握技術的發展形式。以下將對機電一體化的發展歷程進行分析。
1.初期階段
在初期發展過程中,電氣技術的應用范圍比較小,在戰爭期間,對電子技術有了更高的要求,機械產品在戰爭起到巨大的刺激作用,此外由于機電結合形式比較特殊,為了將其應用到其他領域,必須對技術類型和控制結構進行分析。但是初期階段受到技術形式的限制,在其發展現狀不容樂觀[2]。
2.發展階段
在機電一體化發展過程中,受到技術形式、計算機你技術及其他因素的影響,其發展速度比較快,為了使其適應不同領域的發展要求,需要對技術形式進行詳細的分析,掌握具體控制標準和結構形式,對控制機制和思考形式進行分析。同時大規模以及超大規模的集成電路以及微型的計算機都飛速發展起來,這些發展給機電一體化技術也提供了十分充分的物質基礎。
3.后期成熟階段
在后期成熟階段,由于一體化控制形式本身比較復雜,為了滿足控制形式的本質性要求,需要對控制結構和體系進行解析,明確具體劃分標準。同時通信技術和光學技術取得了突出的發展成就,在此過程中,需要對設計形式進行更新,不斷擴展發展空間。
三、機電一體化的未來發展趨勢分析
機電工程在市政工程,給排水系統中有重要的作用,基于發展形式的特殊性,需要及時對控制結構進行分析,掌握一體化發展形式的具體要求。以下將對機電一體化的未來發展趨勢進行分析。
1.智能化
智能化發展形式是未來科技必然的發展趨勢,在智能化控制結構的要求下,所有的管理形式都將采用自動化控制形式,自動化控制形式能減少工作效率,彌補人工操作的失誤,其準確率比較高。此外在后續控制理論應用階段,涉及到生理學、智能學和計算機科學等形式,為了減少干預性因素的影響,必須明確智能化體系的要求,使其具有判斷推理、邏輯思維等能力,進而不斷擴展其應用范圍,實現更高的控制目標[3]。
2.系統化
系統化控制形式在后續發展過程中有重要的作用,由于控制結構本身比較特殊,因此可以采用系統化的組織形式,對協調機制和綜合管理形式進行分析,不斷擴展技術的應用區間。系統有效的協調機制對綜合管理對重要的作用,在干預過程中,要注重一體化技術的發展形式,使其適應技術體系的控制結構。同時工作人員要不斷對技術進行升級處理,滿足一體化發展形式的整體需求[4]。
3.簡單化
繁雜的操作形式對機電控制結構有一定的阻礙性作用,在后期控制過程中必須對應用結構進行簡單化處理,適應技術體系的控制類別,并在一定程度上對技術形式進行簡化處理,保證操作形式的合理化和有序性。隨著計算機技術的不斷發展,數字化操作技術的應用范圍逐漸擴大,因此可以實現遠程操作,在具體操作過程中需要對程序進行調整,簡化處理形式,達到理想的應用效果。
4.微型化
微型處理系統在當前技術體系應用中有重要的作用,在后續處理過程中要及時對信息和信號進行處理,滿足信息技術發展的要求。微機控制系統的干預形式比較特殊,需要對電路、微型傳感器及執行器進行分析,滿足系統結構和微型控制體系的要求,進而不斷擴展應用區間,發揮已有技術的最大化作用。同時由于機電技術的應用范圍比較廣,在微型處理過程中需要對不同的區域進行分析,掌握技術類別及實用條件,為了避免出現技術結構單一的情況,必須對操作內容進行簡化處理,使其適應具體應用形式的要求,進而達到理想的控制效果。
結束語
隨著機電工程發展形式的特殊性,在后續控制和干預過程中需要及時對影響因素進行分析,滿足現有控制機制的最大化作用。由于一體化發展技術的應用類別比較復雜,如果存在技術操作不當或者失誤的情況,會增加后續管理難度。因此在一體化發展過程中要從具體工程的應用現狀入手,發揮科技形式的最大化作用,不斷擴展其應用領域,進而提升技術的應用效果。
參考文獻
[1]柴武軍.關于煤礦機電一體化技術應用及發展研究思考[J].工業設計2015,10(01):78-80.
[2]雷耀軍.機電一體化技術的發展與思考探析[J].科技創業家,2012,02(10):91-92.