機(jī)電一體化技術(shù)概論模板(10篇)

導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機(jī)電一體化技術(shù)概論，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

二、電子技術(shù)專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端

1.傳統(tǒng)教學(xué)資料

電子技術(shù)是一門理論復(fù)雜、抽象、學(xué)習(xí)難度較大、應(yīng)用范圍較廣的學(xué)科。由于電子技術(shù)在實際工作中應(yīng)用極為普遍，且實際現(xiàn)場情況靈活多變，這就要求電子技術(shù)專業(yè)的人才不僅有扎實的理論基礎(chǔ)，更要有很強(qiáng)的實際動手和操作能力，能將晦澀難懂的知識靈活運(yùn)用到具體情況中去。但是以往傳統(tǒng)的教學(xué)資料都是以介紹電子技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識為主，輔以簡單少量的實驗，與現(xiàn)實工作情況相脫離，這樣對學(xué)生的基礎(chǔ)知識水平和學(xué)習(xí)能力提出了很高的要求。此外，現(xiàn)在職業(yè)技術(shù)學(xué)校的學(xué)生普遍基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)能力差，所以教學(xué)效果不僅較差，而且與實際專業(yè)要求背離。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式

與傳統(tǒng)的教材相對應(yīng)，以往的教學(xué)模式是以理論教學(xué)為主，實驗教學(xué)為輔，老師通過在黑板上寫下大量的文字來給學(xué)生灌輸知識。一般情況下，老師講的多，學(xué)生思考的時間少，教學(xué)缺乏創(chuàng)意，這種教學(xué)方式只重視結(jié)果，而不關(guān)注過程。結(jié)論與過程的有機(jī)結(jié)合是深入透徹地驗證電子技術(shù)基本原理的必要前提，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式忽視了這一點。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，通常是大部分時間用于傳授基礎(chǔ)性知識，使課堂教學(xué)喪失了原來的基本功能，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極易導(dǎo)致學(xué)生被灌輸了大量理論知識，所學(xué)的理論并沒有和實踐活動相結(jié)合，學(xué)生沒有時間也沒有意識去把學(xué)校里學(xué)到的東西應(yīng)用到工廠里面，造成課堂教學(xué)和實際工作相互脫節(jié)，學(xué)生步入社會之后，專業(yè)知識根本不能得到很好的發(fā)揮。

3.傳統(tǒng)教學(xué)檢測模式

由于傳統(tǒng)教學(xué)是以理論教學(xué)為主，因此教學(xué)檢測手段基本上是理論知識的考試，考試內(nèi)容一般為專業(yè)名詞、概念、理論性的知識，用理論考試成績來判斷學(xué)生學(xué)習(xí)的好壞，忽略了對學(xué)生的實際操作技能水平的考察。為了得到高分，多數(shù)學(xué)生花費(fèi)大量的精力去死記硬背基礎(chǔ)知識，形成一種考前沖刺的不良習(xí)慣，潛移默化地使學(xué)生認(rèn)為學(xué)好這門課就是考試過關(guān)，這種教學(xué)檢測方法不甚合理，顯示不出學(xué)生的真實水平，極大地限制了學(xué)生的創(chuàng)新和思維開拓。另外，傳統(tǒng)教學(xué)模式以學(xué)歷教育為主，并不注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，在工作崗位上也形成了一種注重高學(xué)歷的現(xiàn)象。學(xué)生的思想觀念還停留在以學(xué)歷為主，實踐操作為輔的過程中，致使許多學(xué)生不重視個人能力的培養(yǎng)，只是為提高學(xué)歷而學(xué)習(xí)深造。因此，全面改革傳統(tǒng)教學(xué)檢測模式、摒棄陳舊的思想觀念是教育教學(xué)改革的重要課題。

三、電子技術(shù)專業(yè)施行一體化教學(xué)改革的意義

職業(yè)技術(shù)教育作為教育的一個重要部分，它的指導(dǎo)思想是以知識夠用為原則，以就業(yè)為導(dǎo)向，旨在培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力。電子技術(shù)專業(yè)是一門理論復(fù)雜、實踐性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的專業(yè)。隨著我國科技事業(yè)的迅猛發(fā)展，職業(yè)技術(shù)變化速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了職業(yè)技術(shù)教育的發(fā)展速度，電子技術(shù)已由傳統(tǒng)的電力電子學(xué)向現(xiàn)代電力電子學(xué)方向發(fā)展，新的理論、新的應(yīng)用領(lǐng)域、新的科技設(shè)備不斷涌現(xiàn)。但目前技術(shù)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)的教材仍然以經(jīng)典的電子專業(yè)知識為主，教育模式重理論輕實踐，培養(yǎng)的技術(shù)人才無法適應(yīng)當(dāng)前社會和企業(yè)的需求，出現(xiàn)了教育供應(yīng)與社會需要相脫離的情況。由于傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法滿足社會的需要，所以迫切需要建立一種新的教學(xué)模式，以增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生更好地符合技能型人才的要求。對電子技術(shù)專業(yè)施行一體化教學(xué)改革，對于提高教學(xué)質(zhì)量、快速培養(yǎng)實用的技能型人才，滿足當(dāng)前科技發(fā)展和社會需求具有十分重要的意義。

四、電子技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)改革的措施

1.編寫符合一體化教學(xué)理念的教材

職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)的基本原則要求是基本理論教學(xué)要以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度。新的一體化教學(xué)教材必須以從“廣而博”的專業(yè)理論中選擇“少而精”的實用知識為原則，根據(jù)本行業(yè)發(fā)展動態(tài)積極推進(jìn)課程和教材改革，開發(fā)和編寫反映新知識、新技術(shù)、新工藝和新方法，具有職業(yè)教育特色的課程和教材，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用，加強(qiáng)實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和專業(yè)技能，提高實用性課程的教學(xué)比例，強(qiáng)調(diào)知識與實際應(yīng)用的聯(lián)系性。

2.改革教學(xué)方式

與一體化教學(xué)教材相同步，新的教學(xué)模式必須摒棄理論教學(xué)為主導(dǎo)的傳統(tǒng)教育模式，而要采取理論教學(xué)、實驗指導(dǎo)和社會實踐三方面相結(jié)合的教學(xué)方式，實現(xiàn)教、學(xué)、做的一體化教學(xué)。首先，由教師系統(tǒng)教授電子技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識。在教授過程中，教師必須將理論與實際工作應(yīng)用相結(jié)合，以加深學(xué)生對枯燥難懂的原理的理解。例如，在教學(xué)時，教師可以首先提出實際現(xiàn)場問題，然后以解決問題為目的，介紹問題涉及知識點、知識點的作用，應(yīng)用知識點解決問題的方法步驟。通過這種方式，教師將知識點由淺入深，循序漸進(jìn)地教授給學(xué)生，同時又注重聯(lián)系實際，對于學(xué)生整體掌握知識很有幫助。其次，教師要結(jié)合所傳授理論知識，進(jìn)行相對應(yīng)的實驗教學(xué)部分，力求讓學(xué)生通過實驗環(huán)節(jié)，鞏固基礎(chǔ)知識，加深對原理的認(rèn)識，鍛煉動手能力。再次，老師可以通過社會實踐環(huán)節(jié)，給學(xué)生分配合理的實踐任務(wù)，讓學(xué)生在課余時間進(jìn)入企業(yè)實習(xí)，通過實習(xí)環(huán)節(jié)，熟悉專業(yè)現(xiàn)場知識，強(qiáng)化知識與實踐相結(jié)合能力，提高學(xué)生的綜合能力，十分有利于培養(yǎng)學(xué)生的實用性技能。

3.改革教師教學(xué)職能

為了能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，教師首先要改變自己作為知識解說員的觀念，改變過去“以教師為中心、以教材為中心、以課堂為中心”的思想，要“以學(xué)生為中心、以社會需要為中心、以實踐為中心”，努力把自己轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、幫助者、促進(jìn)者和學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)者。教師應(yīng)該同時具備理論教授、實驗指導(dǎo)和實習(xí)輔導(dǎo)的教學(xué)職能，要能夠做到知識講解的連貫性和引申性。因為每位教師講課思路不同，如果理論教授、實驗指導(dǎo)和實習(xí)輔導(dǎo)這三個部分分別由不同的老師傳授，極易造成講解知識點的重復(fù)和脫節(jié)，缺乏教學(xué)的系統(tǒng)性和連貫性，又易浪費(fèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，所以在一體化教學(xué)改革中應(yīng)該同時要求教師一體化，即要求一個教師能同時完成上述三個教師的教學(xué)任務(wù)，這樣不僅使教師的理論知識和技能水平得到很大的提高和發(fā)展，更有利于學(xué)生系統(tǒng)連貫地學(xué)習(xí)知識。

4.更新教學(xué)設(shè)備

電子技術(shù)專業(yè)的知識抽象復(fù)雜，傳統(tǒng)的板書教學(xué)方法教學(xué)效率低下，學(xué)生接受水平不高。教師利用多媒體技術(shù)手段輔助進(jìn)行教學(xué)，可以通過將圖片、文本、聲音和錄像多種手段相結(jié)合，生動形象地向?qū)W生講解抽象知識，將枯燥的理論知識動態(tài)地展現(xiàn)在學(xué)生面前，這種方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生接受和理解知識的能力，開發(fā)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率。

五、小結(jié)

隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步，現(xiàn)代社會和企業(yè)對電子技術(shù)專業(yè)人才提出了更高的要求，不僅要求技術(shù)人員具備扎實過硬的理論知識，更要求技術(shù)人才必須有很強(qiáng)的實際操作能力，并能夠妥善處理好生產(chǎn)中的實際問題，同時還要有技術(shù)創(chuàng)新的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方法無法培養(yǎng)出符合現(xiàn)代社會要求的高新技術(shù)人才，因此為了適應(yīng)現(xiàn)代社會和企業(yè)的發(fā)展需要，培養(yǎng)順應(yīng)時代潮流的電子技術(shù)專業(yè)人才，職業(yè)技術(shù)學(xué)校必須盡快采取合理的方式和手段對電子技術(shù)專業(yè)進(jìn)行一體化教學(xué)改革，這是職業(yè)學(xué)校義不容辭的職責(zé)。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵詞：

機(jī)電一體化；故障；診斷

機(jī)電一體化設(shè)備的診斷技術(shù)在國內(nèi)外企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中得到了快速發(fā)展，掌握這門技術(shù)需要非常了解并且清楚的知道機(jī)電一體化設(shè)備在實際使用中的工作狀態(tài)是什么樣子的，可以快速的判斷機(jī)電設(shè)備的故障隱患在哪里，能夠從整體到局部做出細(xì)致的檢查，評估出故障的發(fā)展趨勢是什么樣子的。使用機(jī)電一體化診斷技術(shù)最大的目的就是可以及時排除機(jī)電設(shè)備的故障，避免對企業(yè)員工造成傷害，減少對自然環(huán)境的污染，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本確保機(jī)電設(shè)備可以在工業(yè)生產(chǎn)之中正常的運(yùn)行。從機(jī)電設(shè)備診斷技術(shù)可以劃分為三個階段，第一步驟是感官極階段，以專業(yè)的理論知識為職稱通過自己的經(jīng)驗和知識對機(jī)電設(shè)備做出初步的診斷;第二步是通過計算機(jī)技術(shù)、傳感器和動態(tài)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行一個相對綜合的診斷，第三步是進(jìn)入智能化模式。機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電子電工、微電子、信息、傳感等技術(shù)結(jié)合而形成的一種技術(shù)。機(jī)電一體化設(shè)備已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠帧ＲＷC機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行就需要使用診斷技術(shù)對機(jī)電設(shè)備做出即時的診斷清除故障。機(jī)電一體化設(shè)備在具體的使用之中會存在一定的磨損，或者出現(xiàn)功率降低的情況。通過我們的診斷技術(shù)確定故障發(fā)生的位置并且提出解決方案。需要合理利用各種檢測設(shè)備、專業(yè)的測試方法對機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行檢查。

1機(jī)電一體化設(shè)備的斬斷技術(shù)探討

1．1機(jī)電一體化設(shè)備的常見故障分類

現(xiàn)在企業(yè)中所使用的機(jī)電一體化設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所使用的零部件比較多，并且設(shè)備的技術(shù)含量也很高，所以對于機(jī)電一體化設(shè)備的故障排查相對困難。機(jī)電一體化設(shè)備相對機(jī)械設(shè)備又比較容易出現(xiàn)故障。依據(jù)常見故障問題我們可以做出以下幾種分類:損壞型的故障，這類的故障一般是指機(jī)電設(shè)備的零部件出現(xiàn)斷裂、點蝕、拉傷等等問題;退化型的故障是指由于長時間使用機(jī)電一體化設(shè)備，機(jī)器出現(xiàn)老化、變質(zhì)、磨損等問題;松脫型的故障是指設(shè)備的一些螺絲、螺栓等部件出現(xiàn)松動的問題;失調(diào)型故障是指機(jī)電設(shè)備使用的壓力比較高，或者零件之間的間隙很大沒有調(diào)整到合適的比例等等問題;堵塞或者滲漏型故障是指機(jī)電設(shè)備發(fā)生漏氣或者漏水，零件出現(xiàn)堵塞等問題;性能衰退或者設(shè)備功能失效的故障是指設(shè)備不再具備特定的功能或者性能有所下降等等。

1．2機(jī)電一體化診斷技術(shù)概論

我們可以將機(jī)電一體化診斷技術(shù)看做是一種對機(jī)器設(shè)備的檢測技術(shù)，具體說來就是對使用中出現(xiàn)故障的機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行檢測，然后預(yù)估出發(fā)生故障的位置以及提出解決方案。對機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行診斷主要是為了保證機(jī)電一體化設(shè)備可以正常高效的進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，將機(jī)電一體化設(shè)備可以創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，對機(jī)電一體化設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)的故障做出正確的評估預(yù)防可能發(fā)生的故障。診斷技術(shù)主要包括四個方面的內(nèi)容:故障檢測，對于正在使用中的機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行故障檢測判斷設(shè)備是否發(fā)生故障，目前使用的額是故障測試和診斷測試兩種測試方法;對故障類型進(jìn)行判斷，對于已經(jīng)發(fā)展故障的設(shè)備進(jìn)行故障類型判斷;故障定位，判斷發(fā)生故障的位置;故障恢復(fù)，前面的三項工作其實都是為了最后一步做準(zhǔn)備的，對于已經(jīng)定位好的故障位置要即時的處理故障從而回復(fù)機(jī)電設(shè)備的工作。

2機(jī)電一體化設(shè)備故障診斷的具體方法研究

機(jī)電設(shè)備在實際運(yùn)行的時候發(fā)生的一些變化造成機(jī)電設(shè)備的性能改變。一般來說機(jī)電的檢測人員是依據(jù)一定的物理參數(shù)來了解機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。故障診斷技術(shù)主要是依據(jù)這些參數(shù)的變化來進(jìn)行判斷。技術(shù)人員會認(rèn)真分析已經(jīng)出現(xiàn)的故障的特征進(jìn)行診斷，依據(jù)一手的故障發(fā)生情況進(jìn)行判斷，然后制定出解決策略，采取有效的措施來解決和排除故障。具體的診斷方法有溫度測試法、壓力測試法和故障樹分析發(fā)等等。我們需要看一下已經(jīng)出現(xiàn)的故障是否有報警的提示，現(xiàn)在有的機(jī)電一體化設(shè)備具備自我診斷的報警提示信號，如果信號燈亮起來了我們可以直接依據(jù)故障發(fā)生的具體情況進(jìn)行原因分析及時的排除故障。對于沒有報警提示的設(shè)備我們需要依據(jù)已有的經(jīng)驗進(jìn)行診斷。我們需要看一下機(jī)床的情況，看一下已經(jīng)出現(xiàn)的故障是否破壞了機(jī)床的正常工作。如果已經(jīng)出現(xiàn)的故障并沒有損害到機(jī)床的工作只需要將其排除就可以了，已經(jīng)嚴(yán)重影響到機(jī)床的正常運(yùn)作就需要永久性的排除這種故障避免對機(jī)床造成更大程度的傷害。對于機(jī)電設(shè)備的故障排除我們需要做以下幾個方面的工作，首先需要了解的是大部分的機(jī)電設(shè)備故障是由于摩擦損耗所造成的，其次是要保證機(jī)械有一個合理的，再者是要求工作人員可以合理的操作機(jī)電設(shè)備，最后是要積極的做出現(xiàn)場維修。

3結(jié)語

機(jī)電一體化設(shè)備的診斷技術(shù)是一件很重要的工作，目前能夠?qū)ζ湓\斷技術(shù)做專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)相對較少。雖然現(xiàn)階段機(jī)電一體化設(shè)備的操作程序已經(jīng)得到簡化，但實際上機(jī)電設(shè)備的診斷和維修難度是有所提高的。機(jī)電設(shè)備一旦發(fā)生故障就會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。我國需要加大人力、物力、財力資源來進(jìn)行診斷技術(shù)的研究，保障機(jī)電一體化設(shè)備的長長運(yùn)行從而保障企業(yè)人員的生產(chǎn)安全避免安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn):

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［3］鐘國樑．機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷方法分析［J］．科學(xué)之友，2012(01):25．

篇3

從20世紀(jì)80年代以來，由于計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是在大規(guī)模集成電路技術(shù)和微電子技術(shù)取得重大突破后，計算機(jī)逐漸向價格低、體積小、性能高、功能強(qiáng)方向發(fā)展。因此，計算機(jī)也就具備了與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合、向其它學(xué)科滲透的基本條件。這對其它領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)的革命與改革將起到極大地推進(jìn)作用。比如在機(jī)械工程方面，計算機(jī)已經(jīng)被廣泛用于產(chǎn)品和工藝流程的控制，它將計算機(jī)、電器、機(jī)械變成一個有機(jī)的整體，進(jìn)而形成一門新的技術(shù)—機(jī)電一體化。機(jī)電一體化的出現(xiàn)，極大地改變了整個機(jī)械工業(yè)的面貌；它引導(dǎo)了機(jī)械工業(yè)在技術(shù)、產(chǎn)品、管理、生產(chǎn)方式等方面發(fā)生巨變；使得生產(chǎn)力提高、原料損耗降低、勞動強(qiáng)度下降、市場競爭力提高、效益顯著提升。從此，工業(yè)化生產(chǎn)就告別了以往的“機(jī)械電氣化”，邁進(jìn)“機(jī)電一體化”的方向發(fā)展。

1、機(jī)電一體化概論

所謂的機(jī)電一體化是一門綜合技術(shù)群（族）的總稱，它主要目的是運(yùn)用一些技術(shù)原理來使用、發(fā)展機(jī)電一體化產(chǎn)品。從系統(tǒng)工程的觀點上來看，就是將有關(guān)電子技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械的主體、動力、控制以及信息處理等功能上去；將機(jī)械裝置、電子化設(shè)計、軟件有機(jī)結(jié)合起來形成一個系統(tǒng)；進(jìn)而促使系統(tǒng)和產(chǎn)品展現(xiàn)最優(yōu)的整體。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化正在被賦予許多新的內(nèi)容和功能。比如能夠自動檢測和處理信息；能夠先通過自動診斷來發(fā)現(xiàn)問題，然后進(jìn)行自動調(diào)節(jié)與控制，達(dá)到自動保護(hù)的目的；這表明機(jī)電一體化已經(jīng)具備智能化的特征。而傳統(tǒng)的機(jī)械電氣化只是將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)等其它幾種新技術(shù)進(jìn)行簡單組合和拼湊，這樣效果只是將體系代替和放大。所以，兩者在功能上有著本質(zhì)的區(qū)別。

目前市面上機(jī)電一體化產(chǎn)品主要有三類。一是將機(jī)與電結(jié)合在一起的典型產(chǎn)品，比如彩色復(fù)印機(jī)、自動繪圖機(jī)；二是用電子裝置來代替一部分控制功能和機(jī)構(gòu)的機(jī)械產(chǎn)品，如機(jī)電一體化照相機(jī)、帶數(shù)字顯示的機(jī)械設(shè)備；三是通過微電子裝置代替原設(shè)備的信息處理機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品，如全電子式電話交換機(jī)、指針式石英電子表。這些機(jī)電一體化產(chǎn)品都具有輕巧化、多功能化和智能化的特點。

2、機(jī)電一體化的發(fā)展歷程

機(jī)電一體化主要經(jīng)過了三個階段的發(fā)展：第一階段為20世紀(jì)60年代以前，在這一初級的階段，由于人們對機(jī)電研究和開發(fā)從總體上還處在一種自發(fā)的狀態(tài)，電子技術(shù)的水平也尚未發(fā)展到一定程度，所以當(dāng)時的機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)還不能夠廣泛和深入的結(jié)合；正是由于這些原因，盡管第二次世界大戰(zhàn)刺激了當(dāng)時的機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，而且在戰(zhàn)后這項機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)也轉(zhuǎn)化為民用，人們還是只有自覺地利用這些初步的電子技術(shù)成果來改善機(jī)械產(chǎn)品的性能，因而那些過去開發(fā)的產(chǎn)品也就無法推廣和普及。第二階段為20世紀(jì)70-80年代，在這一時期，計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)都得到蓬勃發(fā)展，同時大規(guī)模的集成電路和微型計算機(jī)也出現(xiàn)了，這些就為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了大量的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)；至此，機(jī)電一體化開始受到世界的廣泛關(guān)注和支持，極大加速了它的發(fā)展。進(jìn)入到20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化的發(fā)展邁入到深入發(fā)展的第三階段，機(jī)電一體化技術(shù)正逐漸邁向智能化；由于光纖技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)等都取得了重大突破，再加上微細(xì)加工技術(shù)的新技術(shù)的引入和系統(tǒng)完整的學(xué)科體系的形成，都極大促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。

3、機(jī)電一體化發(fā)展趨勢

3.1微型化和智能化

智能化和微型化是未來機(jī)電一體化技術(shù)的兩個重要發(fā)展方向。所謂智能化，就是具有模擬人類智能，能夠進(jìn)行獨(dú)立的判斷、推理、決策等邏輯思維能力。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是模糊技術(shù)、軟件技術(shù)、芯片技術(shù)的取得長足的進(jìn)步，機(jī)電一體化的智能性越來越強(qiáng)、產(chǎn)品的信息越來越凸顯；再加上生理和心理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌學(xué)的引入，機(jī)電一體化的目標(biāo)也越來越高；因此，人們越來越重視機(jī)電一體化中的智能化研究。另一方面，機(jī)電一體化的產(chǎn)品正在向微米，甚至納米的微觀領(lǐng)域發(fā)展，對機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化研究起源于20世紀(jì)80年代，由于該產(chǎn)品具有靈巧、輕便、低耗能等優(yōu)勢，因此被廣泛地用于通信、醫(yī)療、軍事等多個領(lǐng)域；雖然目前微機(jī)械技術(shù)的不成熟，阻礙了其發(fā)展步伐，但在未來必將取得重大突破。

3.2系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化

所謂系統(tǒng)化，就是以靈活的方式來進(jìn)行多種組合，力求對多子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、控制、管理的一種具備模式化而又開放式的總線結(jié)構(gòu)；它不僅能夠增強(qiáng)機(jī)電的通信能力，甚至可以根據(jù)仿生學(xué)來賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的感情，從而不斷地開發(fā)出新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。另外，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和發(fā)展，對各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測的終端設(shè)備的需求量不斷增大，而這些設(shè)備本身就屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品的范疇。由此可見，機(jī)電一體化絕對會向著系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

3.3柔性化和環(huán)保化

篇4

關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化；虛擬樣機(jī)；CDIO

Key words: mechatronics；virtual prototype；CDIO

中圖分類號：G42文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2011）02-0216-02

0引言

2001年，由美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院等4所大學(xué)合作開發(fā)了一個新的工程教育模式，稱為CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）模式。CDIO大綱以構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運(yùn)作為主線，綜合地考慮了專業(yè)基礎(chǔ)知識、個人和職業(yè)的技能及團(tuán)隊協(xié)作與溝通的人際技能，及在整個企業(yè)、社會環(huán)境下進(jìn)行CDIO的過程。近年來，東北石油大學(xué)機(jī)電工程系將CDIO模式引入到實踐與工程應(yīng)用性較強(qiáng)的“機(jī)電一體化”課程建設(shè)中，以提高課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，本文就其實踐教學(xué)過程中的一些認(rèn)識作以探討。

1現(xiàn)狀分析

“機(jī)電一體化”是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)課程，它在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計能力和創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中，占有十分重要的地位。課程的任務(wù)是使學(xué)生以系統(tǒng)的角度理解和掌握機(jī)電一體化技術(shù)，包括機(jī)械、檢測、控制、計算機(jī)軟硬件等方面的基本理論、基本知識和基本技能，學(xué)會典型機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析和綜合方法，具備進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。隨著機(jī)械和電子工業(yè)發(fā)展到新的階段，現(xiàn)代機(jī)械必然是由計算機(jī)控制的系統(tǒng)，理論性與實踐性聯(lián)系密切、工程實用性強(qiáng)是該課程最大的特點。近年來的教學(xué)實踐表明：原有的課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)實踐等，已不能適應(yīng)“寬口徑、重實踐、應(yīng)用型”的現(xiàn)代工程教育發(fā)展潮流。究其原因，主要有以下幾個方面。

1.1 課程內(nèi)容繁雜。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、信息處理技術(shù)、系統(tǒng)總體技術(shù)等多種技術(shù)的融合。以系統(tǒng)的角度理解和掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作原理及其應(yīng)用是教學(xué)的中心內(nèi)容，這對教師和學(xué)生都提出了非常高的要求。但是針對具體系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究時，常會出現(xiàn)“一葉障目”，以偏概全之感，并無總體把握的能力和認(rèn)識。

1.2 概念抽象，理論繁瑣，并且插圖多、公式多、敘述內(nèi)容多，教師不易抓住教學(xué)重點，學(xué)生學(xué)起來也常感到力不從心，對某些理論問題似是而非、模糊不清、嚴(yán)重時會導(dǎo)致學(xué)不下去。

1.3 教材存在局限性。目前現(xiàn)有的教材雖然版本繁多，但各有局限，在多達(dá)幾十種版本的有關(guān)教材中，內(nèi)容的編排大致相似，框架相同。在選材上為了照顧到內(nèi)容的完整性，主次不分明，重點不突出，尤其是典型機(jī)電一體化系統(tǒng)章節(jié)，往往虎頭蛇尾，沒有受到足夠的重視，不能起到綜合和系統(tǒng)總結(jié)的作用。

1.4 理論與實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)情況嚴(yán)重，實驗內(nèi)容少且針對性不強(qiáng)，學(xué)生不能感受到實踐的趣味性、知識性和實驗成功后的成就感，更不要說培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

針對上述這些情況，如何幫助學(xué)生以系統(tǒng)的觀點深入理解知識、掌握知識，如何培養(yǎng)與增強(qiáng)學(xué)生動手操作能力，如何讓學(xué)生學(xué)以致用，始終保持較高的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識，是課程教學(xué)的難點所在。

2基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的CDIO教學(xué)理念

目前全國有近百所高校開展了CDIO項目的實踐和探索工作，汕頭大學(xué)、成都信息工程學(xué)院等院校已經(jīng)取得了顯著的成績。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，實施CDIO戰(zhàn)略是一項龐大的系統(tǒng)工程，需要很大資金投入和人員投入。根據(jù)自身實際情況，我們確立首先以虛擬樣機(jī)技術(shù)為載體，按照CDIO戰(zhàn)略對“機(jī)電一體化”課程的教學(xué)進(jìn)行了探索和實踐。

虛擬樣機(jī)技術(shù)是近年來普遍應(yīng)用的一種全新的機(jī)械設(shè)計方法,它作為一項計算機(jī)輔助工程技術(shù)于上個世紀(jì)80年代隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)，在90年代特別是進(jìn)入21世紀(jì)以后得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。CDIO標(biāo)準(zhǔn)明確指出采用產(chǎn)品和系統(tǒng)生命周期的開發(fā)及使用這一工程教育方法論，它強(qiáng)調(diào)它作為知識和能力培養(yǎng)的載體及環(huán)境，即知識和能力之間的關(guān)聯(lián)，而不是具體內(nèi)容。從這一角度出發(fā)，虛擬樣機(jī)技術(shù)可以為開展CDIO戰(zhàn)略提供適合的載體及環(huán)境。具體表現(xiàn)在如下幾個方面：

2.1 面向產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計、仿真、分析是虛擬樣機(jī)技術(shù)的核心，這在某種程度上與CDIO戰(zhàn)略產(chǎn)品和系統(tǒng)生命周期的開發(fā)及使用標(biāo)準(zhǔn)不謀而合。

2.2 CDIO強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”教學(xué)模式，“做”具有廣泛的含義，既可以是在實驗室親自制作模型、樣機(jī)，也可以通過數(shù)字化工具在設(shè)計和仿真層面全面展開。

2.3 在市場競爭日益激烈的今天,為了達(dá)到時間、質(zhì)量、成本、服務(wù)、環(huán)境等多方面要求,必須以最短的時間、最好的質(zhì)量和最低的價格推出產(chǎn)品。采用虛擬樣機(jī)技術(shù)既可以減少模型樣機(jī)的試制,降低投入成本，又可以幫助學(xué)生在短時間內(nèi)掌握產(chǎn)品開發(fā)的全部過程。

2.4 虛擬樣機(jī)技術(shù)支持并行設(shè)計,便于設(shè)計團(tuán)隊之間的溝通和交流，這也正是CDIO戰(zhàn)略重點強(qiáng)調(diào)的一種基本能力。

3機(jī)電一體化課程的CDIO架構(gòu)

CDIO強(qiáng)調(diào)學(xué)生的工程能力不是單純的理論知識或直觀的技能，而是兩者的有機(jī)融合，這對學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力、對新技術(shù)的敏感能力都提出了更高要求。機(jī)電一體化技術(shù)的先修課程除了力學(xué)、模電數(shù)電等基礎(chǔ)課程外，還包括機(jī)械設(shè)計、微機(jī)與接口技術(shù)、控制工程等專業(yè)基礎(chǔ)課程，同期學(xué)習(xí)課程有單片機(jī)、可編程控制、機(jī)電傳動系統(tǒng)等。該課程有著鮮明的技術(shù)基礎(chǔ)和工程背景，因?qū)W時有限，包含的內(nèi)容較多，所以在教學(xué)中把握一個基本原則：了解機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，掌握其核心思想和技術(shù)，運(yùn)用現(xiàn)代工程設(shè)計方法中的虛擬樣機(jī)技術(shù)，完成機(jī)電一體系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計與仿真分析。基于CDIO的思想，我們對“機(jī)電一體化技術(shù)”課程教學(xué)分成三個部分：課堂講授、小組項目、自選實驗。

課堂講授。以教師主講形式進(jìn)行，以傳授基礎(chǔ)知識。授課時采用模塊化方式對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新編排，側(cè)重于通過實例分析加深對重要知識點的理解。主要內(nèi)容包括：①概論模塊：主要講解機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵、體系結(jié)構(gòu)、特點、發(fā)展趨勢、典型系統(tǒng)（本田機(jī)器人、大狗、數(shù)控加工中心）分析，學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。②系統(tǒng)部件模塊：主要講解執(zhí)行裝置的工作原理、驅(qū)動方法、對比分析與選用原則；機(jī)械傳動部件的種類、特點、對比分析與選用原則；檢測裝置工作原理、特點、對比分析與選用原則，學(xué)時數(shù)為6學(xué)時。③系統(tǒng)集成模塊：主要講解單片機(jī)、PLC、接口電路結(jié)構(gòu)及特點，通過典型實例分析理解系統(tǒng)集成的內(nèi)涵與相關(guān)技術(shù)，學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。④系統(tǒng)控制模塊：主要講解機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計方法與步驟、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、現(xiàn)代控制方法簡介、典型反饋控制和狀態(tài)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計，學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。⑤虛擬樣機(jī)技術(shù)概論模塊：主要講解虛擬樣機(jī)的概念、原理、方法。通過典型實例領(lǐng)會基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計思想和方法，學(xué)時數(shù)為4學(xué)時。小組項目以3-5人為單位自發(fā)形成設(shè)計小組。該階段需要完成下述內(nèi)容。①項目調(diào)研：查閱資料，擬定項目范疇和設(shè)計內(nèi)容。②項目申報：功能、原理、創(chuàng)新性、可行性論證。③項目開展：制定研究計劃，分配設(shè)計任務(wù)，選擇設(shè)計工具和仿真工具，開展項目設(shè)計。④項目匯報：提交項目日志、設(shè)計報告。在此期間，教師采取跟蹤方式對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)，每個階段項目小組都要作公開匯報，并且需要回答指導(dǎo)老師和其它項目小組提出的問題，及時改進(jìn)，完善設(shè)計。小組項目部分不占用教學(xué)學(xué)時，教師和學(xué)生利用課余時間開展該項內(nèi)容。自選實驗階段，項目小組根據(jù)設(shè)計需要，可以提出自選實驗項目，用以加強(qiáng)對機(jī)電一體化系統(tǒng)典型部件和單元的理解與認(rèn)識。該部分工作由實驗教師配合完成，學(xué)時數(shù)為10學(xué)時。

4課程考核與評價

學(xué)生的工程能力等素質(zhì)很難通過傳統(tǒng)的教學(xué)測試方法進(jìn)行考核與評價。在CDIO模式下，課程的考核與評價不再是一個孤立的行為。在“機(jī)電一體化技術(shù)”課程中，我們根據(jù)課程教學(xué)的三個部分―課堂講授、小組項目、自選實驗分別進(jìn)行測試，然后與學(xué)生討論考核與評價體系，綜合學(xué)生的意見，再適當(dāng)修正，盡可能做到靈活多樣。課程教授的理論部分采用傳統(tǒng)的試卷測試形式，小組項目部分根據(jù)學(xué)生的自我評價、公開匯報、虛擬樣機(jī)完成的質(zhì)量等情況進(jìn)行綜合評價，自選實驗部分根據(jù)學(xué)生完成實驗過程中體現(xiàn)出的創(chuàng)新性、實驗內(nèi)容的連續(xù)性和執(zhí)行完成情況等做出判斷。

按照上述規(guī)劃，近幾年在我校機(jī)自專業(yè)進(jìn)行了CDIO實踐教學(xué)活動。學(xué)生表現(xiàn)出極高的熱情,圍繞機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等設(shè)計主題共提交了眾多項目報告和虛擬樣機(jī)產(chǎn)品，許多項目小組還額外提供了自己開發(fā)的仿真控制程序。在參與同學(xué)中展開了問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)同學(xué)認(rèn)為課程項目對于幫助理解機(jī)電一體化系統(tǒng)非常有用。在問到課程項目是否有必要繼續(xù)在下一年級開展時,絕大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)開展。總體來看學(xué)生對該項活動抱有足夠的信心，提出了很多具體意見，如提前在低年級開展設(shè)計工具類項目，這樣可以在后續(xù)項目中有更多時間完成系統(tǒng)的仿真、分析、實驗驗證等深層次的設(shè)計內(nèi)容，提高設(shè)計質(zhì)量。

5結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)課程博大精深，具有內(nèi)容多、原理深奧的特點。根據(jù)國際工程教育CDIO理念進(jìn)行教學(xué)實踐，既能使學(xué)生鞏固所學(xué)基本知識，抓住主次，又能鍛煉學(xué)生的觀察能力、設(shè)計能力、分析問題的能力、書面表達(dá)能力和交流能力，使學(xué)生的積極主動性得到最大程度的發(fā)揮。本文將CDIO模式引入到“機(jī)電一體化”的課程建設(shè)中，從教學(xué)理念、課程架構(gòu)、課程考核與評價等方面展開探討，為“機(jī)電一體化”課程的教學(xué)提供了新的思路，這些對于提高教學(xué)質(zhì)量和效果，培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力具有積極意義。

參考文獻(xiàn)：

篇5

中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2012)02(c)-0000-00

進(jìn)入20世紀(jì)60年代以來，微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，以信息技術(shù)為中心，極大地提高勞動生產(chǎn)率和工作效率為重要目標(biāo)。測量與控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，三者結(jié)合在一起，構(gòu)成完整的信息系統(tǒng)。在這種新技術(shù)革命的影響和沖擊下，機(jī)電業(yè)發(fā)生了深刻的變化。機(jī)電一體化的共性關(guān)鍵技術(shù)是；精密機(jī)械技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、白動控制技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)。但是區(qū)分機(jī)電一體化或非機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)，其核心是計算機(jī)控制的伺服控制系統(tǒng)，其他的都是與此匹配的重要部分現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的電子化必須采用系統(tǒng)科學(xué)的觀點和綜合集成的技巧，使機(jī)械、電子設(shè)備和軟件之間相互適應(yīng)和匹配，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，才能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)產(chǎn)品向自動化方向發(fā)展。

1 機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)的形式多種多樣，其功能也各不相同。一個較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個基本要素：機(jī)械本體、動力單元、傳感檢測單元、執(zhí)行單元、驅(qū)動單元、控制及信息處理單元。隨著機(jī)電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能、水平和功能的提高，機(jī)械本體需在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝以及幾何尺寸等方面都應(yīng)適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。動力單元動力單元的功能是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。機(jī)電一體化的顯著特征之一是用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出。與一般的同類型機(jī)械裝置相比，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械部分精度要求更高，結(jié)構(gòu)更簡單，功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)越，同時還要有更好的可靠性、維護(hù)性和更新穎的結(jié)構(gòu)。零部件要求模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化，還有許多新的課題要加以研究和運(yùn)用，如對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，采用新型復(fù)合材料以使機(jī)械系統(tǒng)既減輕重量、縮小體積，同時又不降低機(jī)械的靜、動剛度，采用高精度導(dǎo)軌、精密滾珠絲杠、高精度主軸軸承和高精度齒輪等，以提高關(guān)鍵零部件的精度和可靠性；開發(fā)新型復(fù)合材料以提高刀具、磨具的質(zhì)量；通過零部件的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，提高其互換性和維護(hù)性等。因此機(jī)械技術(shù)的出發(fā)點在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其他高新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上以及功能上的變革。

2 信息處理與自動控制技術(shù)及其應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要采用丁業(yè)控制機(jī)(包括可編程控制器，單、多回路調(diào)節(jié)器，單片微控制器，總線式丁業(yè)控制機(jī)，分布式計算機(jī)測控系統(tǒng))進(jìn)行信息處理。計算機(jī)應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展和變革的最重要因素。隨著社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對信息交流的需求越來越大，這就需要信息傳輸，即通信技術(shù)，圍繞如何提高傳輸速度、減少誤碼率等進(jìn)行的。為了共享資源、提供分布式功能和集中管理，可通過通信設(shè)備和線路，將不同地理位置具有獨(dú)立處理功能的多個計算機(jī)連接起來，運(yùn)用功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，組成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為信息處理技術(shù)提供了技術(shù)保障。

控制與信息處理單元像是對其他要素和它們之間的連接進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一控制一樣，其功能是將來自傳感器的信息和各種命令進(jìn)行集中處理，根據(jù)處理結(jié)果，按照一定的規(guī)則發(fā)出相應(yīng)的控制信號，控制各要素或子系統(tǒng)連接成為一個有機(jī)整體，使各個功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運(yùn)動，并達(dá)到預(yù)期的性能，從而形成機(jī)電一體化的系統(tǒng)工程。各子系統(tǒng)之間必須通過控制信息進(jìn)行聯(lián)系才能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的運(yùn)動，進(jìn)行有規(guī)則地物質(zhì)和能量的交換和轉(zhuǎn)移。因此，控制與信息處理單元是機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心單元，一般由計算機(jī)、可編程控制器、數(shù)控裝置以及各種邏輯電路等組成。信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策。自動控制技術(shù)包括高精度位置控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自校正等技術(shù)。自動控制就是依據(jù)自動控制原理對具體控制裝置或系統(tǒng)在設(shè)計之后進(jìn)行系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，最后使研制的系統(tǒng)可靠地投入運(yùn)行，尤其是計算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，使得自動控制技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合越趨密切，因此自動控制技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。

3 伺服驅(qū)動技術(shù)及其發(fā)展

電動機(jī)伺服驅(qū)動方式在數(shù)控系統(tǒng)中的運(yùn)用非常廣泛，交直流伺服電動機(jī)驅(qū)動主要用在閉環(huán)伺服數(shù)控系統(tǒng)中。由于變頻技術(shù)的進(jìn)步，交流伺服電動機(jī)驅(qū)動技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動單元，極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動主要用在開環(huán)伺服數(shù)控系統(tǒng)中。對機(jī)電一體化系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能來說，伺服驅(qū)動技術(shù)具有決定性的作用。液壓伺服系統(tǒng)(如液壓馬達(dá)、脈沖液壓缸等)具有工作穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、輸出力矩大等特點，特別是在低速運(yùn)行時其性能更突出，但液壓系統(tǒng)需要增加液壓泵等動力源，設(shè)備復(fù)雜、體積大、維修難及污染環(huán)境；而電氣伺服系統(tǒng)(如步進(jìn)電動機(jī)、直流伺服電動機(jī)等)具有控制靈活、費(fèi)用較小、可靠性高等優(yōu)點，但低速時輸出力矩不夠大。由于近年來變頻技術(shù)的進(jìn)步，交流伺服驅(qū)動技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動單元，極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)論與展望

機(jī)電一體化技術(shù)需要很多部門、產(chǎn)業(yè)的配合和支持，才能取得滿意的結(jié)果。我們不僅要對機(jī)電一體化的各項相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面深入的了解，還要能從系統(tǒng)工程的概念人手，通過系統(tǒng)總體設(shè)計來使各個相關(guān)技術(shù)形成有機(jī)的結(jié)合，并且要注意研究和解決技術(shù)融合過程中所產(chǎn)生的新問題，只有這樣才能滿足機(jī)電一體化高速發(fā)展的需要。機(jī)電一體化概論都很好，如果整個系統(tǒng)不能很好地協(xié)調(diào)，則它仍然不可能可靠地正常運(yùn)行。隨著科技的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)正在不斷地深人到各個領(lǐng)域，并且迅猛地向前推進(jìn)，特別是制造工業(yè)對機(jī)電一體化技術(shù)提出了許多新的更高的要求。機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢應(yīng)為：在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向發(fā)展；在功能上向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展；在層次上向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2] 李晶. 機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用之我見[J]. 價值工程, 2011,(03) .

篇6

中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

引言：

機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱。它不是機(jī)械與電子的簡單的疊加，而是在信息論（利用傳感技術(shù)）、控制論（利用控制理論）和系統(tǒng)論（“系統(tǒng)”整體籌劃，機(jī)械和電子分別只是“環(huán)節(jié)”）的基礎(chǔ)上建立起來的應(yīng)用技術(shù)。目前，隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制過程日趨復(fù)雜，對控制系統(tǒng)的要求越來越高。微機(jī)控制系統(tǒng)的引用，在多方面能滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)要求。從系統(tǒng)工程觀點出發(fā)，才能將機(jī)械、電子、信息等有關(guān)技術(shù)，對它們進(jìn)行有機(jī)的組織和綜合，實現(xiàn)了整體的最佳化。

1.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計的目的

1.1提高機(jī)械設(shè)備的精度

在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計中大量使用計算機(jī)和微電子技術(shù)，不但有效提高了機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)的精度，而且實現(xiàn)了其在運(yùn)行過程中的自動控制與檢測，降低了因各類干擾因素的出現(xiàn)而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無法正常運(yùn)行的幾率。

1.2增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的功能性

目前，工程領(lǐng)域?qū)τ跈C(jī)械設(shè)備的功能性提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，即一臺機(jī)械設(shè)備一般需要具有多種復(fù)合功能，這也是機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計過程中必須關(guān)注的目標(biāo)之一。

1.3提升系統(tǒng)的安全性與可靠性

目前，國內(nèi)在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計中普遍設(shè)置了專業(yè)的自動檢測和監(jiān)控子系統(tǒng)，其主要作用是在機(jī)電產(chǎn)品發(fā)生各類運(yùn)行故障時，可以自動進(jìn)行檢測并調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而有效保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體安全性與可靠性。

1.4縮短產(chǎn)品研發(fā)周期

在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)的制定中，一定要注意對于研發(fā)周期的科學(xué)控制，并且組織具有較高專業(yè)技術(shù)水平和豐富工作經(jīng)驗的人員參與研發(fā)，在有效縮短機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)周期的同時，也有效降低了生產(chǎn)的成本。

1.5進(jìn)一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計中，技術(shù)人員則要將進(jìn)一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為重要目標(biāo)之一，盡量在機(jī)電產(chǎn)品中安裝或使用現(xiàn)代化的電子元件和傳動技術(shù)，并且充分利用先進(jìn)的集成電路、微處理器和程序軟件實現(xiàn)機(jī)械傳動鏈的關(guān)聯(lián)運(yùn)動，進(jìn)而展現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計科學(xué)化、智能化的目標(biāo)。

2.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計

2.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成

機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成由5 部分組成：機(jī)械系統(tǒng)（機(jī)構(gòu)）、電子信息處理系統(tǒng)（電子計算機(jī)）、動力系統(tǒng)（動力源）、傳感檢測系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（電動機(jī)等）。5 個部分組成的機(jī)電一體化系統(tǒng)可分為：閉環(huán)、半閉環(huán) 2 種控制方式，其中，閉環(huán)指對最終執(zhí)行元件進(jìn)行直接控制，而半閉環(huán)指對中間元件進(jìn)行控制，從而推算出最終元件的狀態(tài)。

2.2機(jī)電一體化中的集成設(shè)計

由于機(jī)電一體化方法內(nèi)在的并行性，或同時性工程，所以樣機(jī)試制階段的建模與仿真很重要。 因為模型來自于各學(xué)科的綜合應(yīng)用。 所以應(yīng)用一種可視化的編程軟件是很重要的。 這樣就涉及到了框圖，流程圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和波特圖。 機(jī)電一體化是一種設(shè)計哲學(xué)，其產(chǎn)品或設(shè)備有一個重要的特點就是它們內(nèi)部的智能，這是將執(zhí)行器，傳感器，控制系統(tǒng)和計算機(jī)組合設(shè)計實現(xiàn)的。 系統(tǒng)的集成是通過硬件（部件）和軟件（信息處理）的聯(lián)合實現(xiàn)的。 硬件集成是將機(jī)電一體化系統(tǒng)看成一個整體系統(tǒng)來設(shè)計的，將傳感器、執(zhí)行器和微處理器融入到機(jī)械系統(tǒng)中，軟件集成主要基于高級控制功能在設(shè)計時應(yīng)首先分析客戶要求以及系統(tǒng)集成的技術(shù)環(huán)境。在制作時應(yīng)考慮了解客戶、 市場分析、優(yōu)化性能、生命周期性能、質(zhì)量、可靠性和銷售等因素。

2.3系統(tǒng)中的從屬功能設(shè)計

機(jī)電一體化系統(tǒng)的所有主功能的實現(xiàn)或期望目的的達(dá)成，都需要一些從屬功能的協(xié)同配合。這些從屬功能包括: 結(jié)構(gòu)功能、通訊功能、保護(hù)功能、接口功能、控制功能、動力功能。結(jié)構(gòu)功能確保滿足主要部件的正常工作所需空間條件。通訊功能保證環(huán)境狀態(tài)與系統(tǒng)部件的信息得以交換。保護(hù)功能將系統(tǒng)重要部件各功能參數(shù)限制在可允許的工作范圍內(nèi)并防止系統(tǒng)中各部件產(chǎn)生對環(huán)境的不利影響。接口功能使得系統(tǒng)的輸入輸出在與環(huán)境不匹配時也得以實現(xiàn)。控制功能整體管理系統(tǒng)部件狀態(tài)，并依據(jù)外部輸入狀態(tài)控制系統(tǒng)的內(nèi)在功能特性。動力功能提供系統(tǒng)實現(xiàn)各功能所需能量。

2.4變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

伺服電機(jī)作為驅(qū)動部分，目的在于執(zhí)行控制系統(tǒng)的指令，將電能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動。直流電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，購置和維修成本過高等問題，難以得到廣泛的應(yīng)用。而隨著電機(jī)制造工藝和電機(jī)控制理論發(fā)展，交流電機(jī)控制精度得到了大幅度地提高，再加上自身結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，能滿足在惡劣環(huán)境和大負(fù)載下運(yùn)行，受到越來越多關(guān)注。隨著矢量控制理論（VC）, 直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM）的應(yīng)用,交流電機(jī)往往能達(dá)到極高的控制性能。SVPWM 是當(dāng)今廣泛采用的脈寬調(diào)制技術(shù)，與傳統(tǒng)的SPWM相比，具有轉(zhuǎn)矩與電流畸變小，易于數(shù)字化實現(xiàn)等優(yōu)點，且其對電壓利用率相對提高 16.7%。VC通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化，將定子電流分解勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流兩部分，從而模擬交流電機(jī)的控制策略控制交流電機(jī)。DTC 控制技術(shù)則以電磁轉(zhuǎn)矩為直接控制目標(biāo)，達(dá)到高性能的調(diào)速能力。

2.5伺服驅(qū)動子系統(tǒng)控制器設(shè)計

PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID 控制器參數(shù)整定方法主要有兩大種：一是理論計算整定法。依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)，但還必須通過工程實際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，主要依賴工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID 控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。隨著只能控制理論的發(fā)展，許多智能PID 控制算法開發(fā)和應(yīng)用，如變結(jié)構(gòu)滑模 PID 控制、模糊 PID、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID 控制和神經(jīng)模糊控制等。值得指出，智能 PID 算法大多數(shù)見諸于理論研究，還不能廣泛應(yīng)用到實際中。

2.6傳感器和變換器設(shè)計

儀器儀表在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中起著關(guān)鍵的作用。 傳感器是與儀器儀表緊密相關(guān)的機(jī)電一體化系統(tǒng)中一個非常重要的組件，其作用是為特定工業(yè)過程提供收集不同信息的機(jī)制。 傳感器廣泛應(yīng)用于過程檢測以及工況評價方面，為用計算機(jī)系統(tǒng)對制造作業(yè)作較高級的監(jiān)控提供便利，可應(yīng)用于過程前，過程中及過程后。 有時，傳感器可以將一種物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為決策分析的可用信號。智能系統(tǒng)用傳感器來監(jiān)測由環(huán)境變化影響的特定場合，然后通過校正動作對其控制。

3.機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計

機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計是指產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品的可靠性是一個綜合性評價指標(biāo)體系，常用 MTBF 指標(biāo)來衡量。

3.1 保證產(chǎn)品（系統(tǒng)）可靠性的主要方法

3.1.1提高產(chǎn)品的設(shè)計和制造質(zhì)量———裕度法、自動控制；

3.1.2采用冗余技術(shù)———工作冗余、后備冗余；

3.1.3故障診斷技術(shù)———測試、癥兆、診斷。

3.2 系統(tǒng)干擾和提高抗干擾能力的措施

系統(tǒng)干擾是指產(chǎn)生系統(tǒng)元部件失效或數(shù)據(jù)傳輸、處理失誤，進(jìn)而影響系統(tǒng)可靠工作的內(nèi)部因素和外部因素：

3.2.1系統(tǒng)干擾源的類型：傳導(dǎo)型———由線路傳入信號影響控制系統(tǒng)工作；輻射型———由空間感應(yīng)輸入信號影響控制系統(tǒng)工作。

3.2.2提高系統(tǒng)抗干擾能力的措施：針對不同類型的干擾信號，采取的抗干擾措施也有所不同；供電系統(tǒng)的抗干擾措施：穩(wěn)壓、濾波、隔離；接口電路的抗干擾措施：吸收抑制、阻斷隔離；轉(zhuǎn)換接口抵消隔離措施：差動式運(yùn)算放大器或橋式電路、高頻濾波整形電路；接地系統(tǒng)干擾措施：單點接地、并聯(lián)接地、光電隔離接地。

3.3 軟件的可靠性技術(shù)

控制系統(tǒng)由硬件和軟件組成，軟件的可靠性設(shè)計也至關(guān)重要。主要包括利用軟件提高控制系統(tǒng)的可靠性和提高軟件自身可靠性。

4.結(jié)語

機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計是一種復(fù)合技術(shù)，它需要很多部門產(chǎn)業(yè)的支持和配合，才能取得滿意的結(jié)果，我們不僅要對機(jī)電一體化的各相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面深入的了解，還要從系統(tǒng)工程的概念入手，通過系統(tǒng)總體設(shè)計來使各相關(guān)技術(shù)形成有機(jī)的結(jié)合，并且要注意分析和解決技術(shù)融合過程中出現(xiàn)的新問題，只有這樣，才能滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的飛速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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二、專業(yè)定位、課程體系與教學(xué)改革

(一)專業(yè)定位

機(jī)電一體化技術(shù)涉及的知識面寬廣，是集機(jī)械、電子、信息和管理等諸多學(xué)科于一體的新興交叉學(xué)科，因此機(jī)電一體化專業(yè)是一個很寬泛的專業(yè)，也可以說是一個專業(yè)平臺。［3］我們對接廣東省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，通過對機(jī)電專業(yè)相關(guān)的企業(yè)、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)盟調(diào)研，分析與預(yù)測專業(yè)對應(yīng)的區(qū)域產(chǎn)業(yè)人才需求，提煉出軌道交通行業(yè)特定工作崗位(崗位群)對機(jī)電一體化人才的職業(yè)技能與素質(zhì)要求，其畢業(yè)生主要面向機(jī)電行業(yè)，以及軌道交通行業(yè)的機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)制造企業(yè)、設(shè)備運(yùn)行等就業(yè)單位，面向的主要職業(yè)崗位有:自動化設(shè)備檢修、電氣設(shè)備安裝調(diào)試、機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計等。據(jù)此，我們依據(jù)高技能人才培養(yǎng)要求，將專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)定為:以市場為導(dǎo)向，主動適應(yīng)珠江三角洲傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和新型特色制造業(yè)發(fā)展需要，面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線，以“產(chǎn)教一體，寓學(xué)于工”的模式培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和良好職業(yè)道德，具備機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能，適應(yīng)機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計制造、軌道交通機(jī)電一體化設(shè)備的安裝調(diào)試、維護(hù)與保養(yǎng)、管理等工作崗位，具有工匠精神、創(chuàng)新精神的技術(shù)技能型人才。

(二)課程體系的構(gòu)建

堅持一條主線、強(qiáng)化能力的原則。即從專業(yè)技術(shù)應(yīng)用出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為主線，運(yùn)用倒推法，從職業(yè)能力結(jié)構(gòu)，演繹出知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，直至人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)。其“公共基礎(chǔ)課”按照國家和省教育主管部門的有關(guān)精神設(shè)置基礎(chǔ)性人文課程以外，根據(jù)專業(yè)特點和就業(yè)市場需求，精心設(shè)置了“機(jī)械+電氣”雙支撐的“專業(yè)基礎(chǔ)課程(專業(yè)群平臺課程)”，設(shè)置了“機(jī)械制圖與CAD”“機(jī)械基礎(chǔ)”“電工電子技術(shù)應(yīng)用”“機(jī)電傳動與控制”“液壓與氣動技術(shù)”“可編程控制器”六門課程。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)就業(yè)市場需求和學(xué)生的職業(yè)發(fā)展需要，設(shè)置“專業(yè)核心課”和“綜合能力課”，專業(yè)核心課開設(shè)了“單片機(jī)原理及應(yīng)用”“數(shù)控機(jī)床電氣控制”“生產(chǎn)線組裝與調(diào)試”“機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”;綜合能力課開設(shè)了機(jī)加工實訓(xùn)、鉗工實訓(xùn)、機(jī)電設(shè)備拆裝實訓(xùn)、電氣控制綜合實訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床操作與編程、畢業(yè)頂崗實習(xí)。專業(yè)核心課中還開設(shè)了城市軌道交通車站機(jī)電設(shè)備、車站電梯維護(hù)課程;專業(yè)選修模塊中還設(shè)置了鐵道概論、軌道交通車輛構(gòu)造與維修、車站空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)維護(hù)課程，以對接軌道交通行業(yè)發(fā)展對車站設(shè)備管理和維護(hù)人員的需求。為了激發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，還開設(shè)了就業(yè)指導(dǎo)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)，以及專業(yè)選修課中設(shè)置了機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計課程，鼓勵學(xué)生參加市級及以上大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽或各類科技創(chuàng)新、創(chuàng)意設(shè)計、創(chuàng)業(yè)計劃等專題競賽，獲得三等獎及以上獎項的學(xué)生可以免修該課程。

(三)教學(xué)方法改革

深入開展課程建設(shè)與改革，創(chuàng)新課堂教學(xué)。推行項目教學(xué)、案例教學(xué)、工作過程導(dǎo)向教學(xué)等融“教、學(xué)、做”為一體的教學(xué)模式。改革教學(xué)方法和手段，強(qiáng)化“以學(xué)生為中心”的理念，廣泛運(yùn)用啟發(fā)式、討論式、探究式等教學(xué)，以激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的動力。通過建設(shè)專業(yè)核心課程的精品在線開放課程，使教師利用課程平臺，自主搭建課程、輔助教學(xué)實施，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo);使學(xué)生利用該開放的平臺，通過動畫變換視角、直觀形象地學(xué)習(xí)抽象的概念，使教學(xué)活動更加符合學(xué)習(xí)者的自然思維習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和積極性，用虛擬仿真替代危險性高或難以安排的現(xiàn)場實習(xí)，或展示現(xiàn)實教學(xué)中難以理解的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、復(fù)雜運(yùn)動等，提高實際教學(xué)效果，在課堂教學(xué)以外鞏固所學(xué)和拓展學(xué)習(xí)。構(gòu)建選課平臺，借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，真正實現(xiàn)彈性教學(xué)模式［4］。

三、專業(yè)的主要特色和成就

(一)進(jìn)行訂單班培養(yǎng)模式探索

緊密對接廣東省軌道交通行業(yè)的發(fā)展需求，依托學(xué)院的傳統(tǒng)和專業(yè)集群優(yōu)勢，牽手軌道交通行業(yè)企業(yè)，聯(lián)合培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)特殊需求的高端技能型人才。目前與廣州地鐵、廣州鐵路(集團(tuán))公司、東莞地鐵、深圳地鐵、香港地鐵等軌道行業(yè)企業(yè)開展“訂單式”培養(yǎng)，逐漸形成“人才共育、過程共管”的緊密型校企合作機(jī)制，開設(shè)“2+1”模式訂單班。校企雙方形成共同制定人才培養(yǎng)方案、共同培養(yǎng)學(xué)生、師傅教師互派共培、資源共享的機(jī)制。同時建立企業(yè)兼職教師庫，聘請企業(yè)的能工巧匠與校內(nèi)教師共同講授課程，針對學(xué)生未來的工作崗位技能進(jìn)行授課。在跟崗、頂崗過程中采用企業(yè)教師一對多、一對一的教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立操作。通過半年的企業(yè)頂崗實習(xí)，切實提高學(xué)生職業(yè)素質(zhì)，實現(xiàn)頂崗實習(xí)與工作崗位對接。

(二)建成中高職銜接培養(yǎng)體系

近年來先后實施了3+證書、三二分段、中職自主招生等中高職銜接的人才培養(yǎng)模式改革，在人才培養(yǎng)規(guī)格定位、人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、實訓(xùn)實習(xí)、培養(yǎng)模式、實訓(xùn)條件建設(shè)及師資隊伍培養(yǎng)等方面做好銜接和溝通，探索構(gòu)建中高職模塊化課程體系，形成中高職一體化的人才培養(yǎng)方案以及相應(yīng)的人才培養(yǎng)機(jī)制，促進(jìn)中等職業(yè)教育與高等職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展。在項目建設(shè)中從實踐上升到理論，并制訂了中高職銜接的專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和課程標(biāo)準(zhǔn)。

(三)利用工學(xué)結(jié)合園中的“校中廠”和校內(nèi)實習(xí)基地，提高學(xué)生的實踐動手能力

專業(yè)以培養(yǎng)學(xué)生的崗位職業(yè)能力為核心，構(gòu)建以校內(nèi)專業(yè)崗位實踐和校外頂崗實習(xí)組成的實踐教學(xué)體系。校內(nèi)生產(chǎn)性實訓(xùn)教學(xué)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)生就業(yè)崗位能力要求，按照由淺入深，從簡到繁，從單一到綜合的邏輯進(jìn)行安排。校內(nèi)生產(chǎn)性實訓(xùn)注重單項能力的強(qiáng)化訓(xùn)練及簡單功能系統(tǒng)的設(shè)計、裝調(diào)、維修等。為此我們通過“引企入園”的方式，引進(jìn)了廣州市鴻輝電工機(jī)械有限公司、廣州冠通機(jī)械設(shè)備實業(yè)有限公司、東莞景騰自動化科技有限公司等以機(jī)電一體化產(chǎn)品為主業(yè)的實體企業(yè)，校企共建“校中廠”。在“校中廠”內(nèi)安排對應(yīng)的崗位進(jìn)行頂崗實習(xí)，達(dá)到綜合鍛煉畢業(yè)生解決問題、適應(yīng)工作崗位要求的培養(yǎng)目標(biāo)。如在“校中廠”進(jìn)行可編程控制設(shè)計、機(jī)電設(shè)備拆裝實訓(xùn)、單片機(jī)產(chǎn)品控制系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)線的安裝與運(yùn)行調(diào)試、數(shù)控機(jī)床的電氣線路連接及系統(tǒng)調(diào)試等。

(四)畢業(yè)生得到社會認(rèn)可

根據(jù)廣東省教育廳委托第三方專業(yè)評估機(jī)構(gòu)麥可斯MICOS對畢業(yè)生評估報告數(shù)據(jù)顯示，我校機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)2014屆畢業(yè)生畢業(yè)半年后就業(yè)率高達(dá)100%，高于全國94%的水平。畢業(yè)半年后平均月收入為3746元，高于其他國家骨干校相第2期鄒偉全，張曉東，張楊:具有軌道交通特色的機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)建設(shè)探索與實踐關(guān)專業(yè)3478元的水平。近三年用人單位對畢業(yè)生綜合評價的稱職率達(dá)100%，優(yōu)良率大于70%。畢業(yè)生就業(yè)后，在較短的時間內(nèi)得到了企業(yè)的高度認(rèn)可，其工作態(tài)度端正，具有較強(qiáng)的吃苦耐勞、勤奮務(wù)實的精神;知識面寬，上手快，并具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神，贏得了良好的社會聲譽(yù)。

(五)報考、報到率處于較高的水平

從廣東省自主招生分專業(yè)報名情況來看，機(jī)電一體化專業(yè)報考率2015年達(dá)604.44%，2016年達(dá)513.24%;在普通高校招生考試中2015年報考率達(dá)147.37%，2016年達(dá)153.22%。從報到率來看，2015年為92.39%，2016年為93.12%，以上數(shù)據(jù)說明廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)得到社會的認(rèn)可。

四、結(jié)語

經(jīng)過多年的建設(shè)，機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)依托廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院在軌道交通行業(yè)的傳統(tǒng)和集群優(yōu)勢，定位于軌道交通特色的機(jī)電一體化人才培養(yǎng)，從人才培養(yǎng)模式改革、教學(xué)方法創(chuàng)新、師資隊伍建設(shè)、實踐教學(xué)條件改善等方面開展一系列特色專業(yè)實踐活動，各項工作卓有成效，特色更加鮮明，現(xiàn)已成為面向軌道交通車站培養(yǎng)特色專門人才的基地。

作者:鄒偉全 張曉東 張楊 單位:廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn):

［1］教育部．關(guān)于印發(fā)《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2015—2018年)》的通知［Z］．教職成［2015］9號．

篇8

2．專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段紡織機(jī)械門類繁多、性能各異，有紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、化纖機(jī)械、針織機(jī)械、非織造機(jī)械、染整機(jī)械、服裝機(jī)械、紡織器材與儀器8大類，分別對應(yīng)8個紡織機(jī)械子行業(yè)，僅紡織機(jī)械的主流機(jī)型就超過200種。這些門類繁多的紡織機(jī)械幾乎涵蓋了所有的機(jī)械結(jié)構(gòu)、光機(jī)電控制系統(tǒng)及工程材料。因此，在通用機(jī)械類課程教學(xué)中，以紡織機(jī)械為載體，將紡織機(jī)械的案例融入到如“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計”“機(jī)械工程材料”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“微機(jī)原理及應(yīng)用”“測試技術(shù)”“液壓氣動技術(shù)”等相關(guān)課程中，盡可能以紡織機(jī)械為案例進(jìn)行授課。

3．專業(yè)課學(xué)習(xí)階段對于實行學(xué)分制的高校來說，學(xué)生有一定的選課自由，但由于專業(yè)課的學(xué)時有限，因此，紡織機(jī)械類選修課不宜開設(shè)太多，以免因選課人數(shù)太少而導(dǎo)致課程設(shè)置流產(chǎn)。我校(東華大學(xué))機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程及自動化專業(yè)設(shè)有4個專業(yè)方向:機(jī)械設(shè)計及理論、機(jī)械制造及其自動化、機(jī)械電子工程、幕墻工程與機(jī)械。在機(jī)械設(shè)計及理論專業(yè)方向開設(shè)3門紡織機(jī)械類課程:(1)“紡織機(jī)械概論”，64學(xué)時，基于大紡織范疇，涉及紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械等內(nèi)容，使學(xué)生了解紡織機(jī)械的工作原理、基本構(gòu)成。(2)“紡織機(jī)械設(shè)計(1)”，48學(xué)時，使學(xué)生掌握紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械的共性關(guān)鍵機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法。(3)“紡織機(jī)械設(shè)計(2)”，48學(xué)時，使學(xué)生掌握化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械的共性關(guān)鍵機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法。機(jī)械設(shè)計及理論專業(yè)方向的選修課設(shè)置如表1所示。要求學(xué)生至少選修12學(xué)分。選課組合方案如下:(1)偏“通用機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械噪聲控制。(2)偏“紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、紡織機(jī)械設(shè)計(1)、紡織機(jī)械設(shè)計(2)。(3)“通用機(jī)械+經(jīng)典紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、紡織機(jī)械設(shè)計(1)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)(或機(jī)械噪聲控制)。(4)“通用機(jī)械+新型紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、紡織機(jī)械設(shè)計(2)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)(或機(jī)械噪聲控制)。

4．實踐教學(xué)在機(jī)械類實驗教學(xué)、工程實踐教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計中，以紡織機(jī)械為載體，設(shè)計相關(guān)題目或課題;在專業(yè)實習(xí)(實驗)階段，確保有4個學(xué)時的參觀實習(xí)，要求撰寫參觀實習(xí)報告。

二、編寫適應(yīng)新形勢的紡織機(jī)械類教材

(1)首次出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《紡織機(jī)械概論》(陳革、楊建成主編，中國紡織出版社，2011年5月出版)。該教材基于“大紡織”的概念，介紹紡織機(jī)械的分類，分析紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械的基本工藝原理、核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、產(chǎn)品分類等;還簡要介紹了國內(nèi)外紡織機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)狀、光機(jī)電一體化技術(shù)在各類紡織機(jī)械上的應(yīng)用情況及現(xiàn)代紡織機(jī)械設(shè)計的發(fā)展趨勢。

(2)出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《織造機(jī)械》(陳革主編，中國紡織出版社)，獲2011年中國紡織服裝教育學(xué)會優(yōu)秀教材獎、2012年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎。

(3)出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《紡紗機(jī)械》(毛立民、裴澤光主編，中國紡織出版社)。教材介紹了紡紗機(jī)械的分類、機(jī)構(gòu)組成、工藝過程和工作原理，以及近年來紡紗機(jī)械的新裝備和新技術(shù)，特別是機(jī)電一體化技術(shù)在紡紗機(jī)械上的應(yīng)用。

(4)正在編寫“十二五”部委級規(guī)劃教材《機(jī)械專業(yè)導(dǎo)論》。該書為面向紡織特色高校機(jī)械工程及自動化專業(yè)的概論性教材，其中包含紡織機(jī)械概論的相關(guān)內(nèi)容。主要內(nèi)容有:機(jī)械工程概述、機(jī)械工程中的力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)電一體化技術(shù)、新材料及其工程應(yīng)用、紡織機(jī)械導(dǎo)論。

(5)正在編寫“十二五”部委級規(guī)劃教材《紡織機(jī)械設(shè)計》。教材從各類紡織機(jī)械中提煉出關(guān)鍵共性機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))，強(qiáng)調(diào)對機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))的綜合設(shè)計。主要內(nèi)容有:梳理機(jī)構(gòu)的設(shè)計、牽伸機(jī)構(gòu)的設(shè)計、卷繞機(jī)構(gòu)的設(shè)計、往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計、同步傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計、烘干裝置的設(shè)計、紡絲成型裝置的設(shè)計、自調(diào)勻整系統(tǒng)的設(shè)計、針織成圈機(jī)構(gòu)的設(shè)計、立體織物編織機(jī)構(gòu)的設(shè)計。

三、編寫《機(jī)械類課程的紡織機(jī)械案例集》

《機(jī)械類課程的紡織機(jī)械案例集》擬收集各類紡織機(jī)械的典型機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))案例，可用于“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“液壓與氣動技術(shù)”“測試技術(shù)”“機(jī)電控制系統(tǒng)”“機(jī)械工程材料”等機(jī)械類課程的教材編寫、課件制作、授課舉例等，從而將紡織機(jī)械的案例融入到相關(guān)課程中。表2為機(jī)械類課程的知識點與紡織機(jī)械典型機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))的對照表。

四、編寫《紡織機(jī)械課程設(shè)計(畢業(yè)設(shè)計)選題集》

從以往的畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計題目中，精選出包括各類紡織機(jī)械典型機(jī)構(gòu)、典型系統(tǒng)的題目，在此基礎(chǔ)上修改、擴(kuò)展，設(shè)計新的課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計題目;從所承擔(dān)的紡織機(jī)械類科研項目中，提煉出一些典型機(jī)構(gòu)或共性技術(shù)，設(shè)計出適合本科生畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計的選題，同時編寫《紡織機(jī)械課程設(shè)計(畢業(yè)設(shè)計)選題集》。

篇9

在第一學(xué)年第一學(xué)期開設(shè)的“機(jī)械專業(yè)導(dǎo)論”為所有機(jī)械專業(yè)本科生的必修課(32學(xué)時)。該課程保證有8學(xué)時的關(guān)于紡織機(jī)械的授課內(nèi)容，重點介紹紡織機(jī)械行業(yè)的情況、紡織機(jī)械的分類、紡織機(jī)械的主要設(shè)備，使學(xué)生對紡織機(jī)械有初步的感性認(rèn)識。

2．專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段

紡織機(jī)械門類繁多、性能各異，有紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、化纖機(jī)械、針織機(jī)械、非織造機(jī)械、染整機(jī)械、服裝機(jī)械、紡織器材與儀器8大類，分別對應(yīng)8個紡織機(jī)械子行業(yè)，僅紡織機(jī)械的主流機(jī)型就超過200種。這些門類繁多的紡織機(jī)械幾乎涵蓋了所有的機(jī)械結(jié)構(gòu)、光機(jī)電控制系統(tǒng)及工程材料。因此，在通用機(jī)械類課程教學(xué)中，以紡織機(jī)械為載體，將紡織機(jī)械的案例融入到如“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計”“機(jī)械工程材料”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“微機(jī)原理及應(yīng)用”“測試技術(shù)”“液壓氣動技術(shù)”等相關(guān)課程中，盡可能以紡織機(jī)械為案例進(jìn)行授課。

3．專業(yè)課學(xué)習(xí)階段

對于實行學(xué)分制的高校來說，學(xué)生有一定的選課自由，但由于專業(yè)課的學(xué)時有限，因此，紡織機(jī)械類選修課不宜開設(shè)太多，以免因選課人數(shù)太少而導(dǎo)致課程設(shè)置流產(chǎn)。我校(東華大學(xué))機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程及自動化專業(yè)設(shè)有4個專業(yè)方向:機(jī)械設(shè)計及理論、機(jī)械制造及其自動化、機(jī)械電子工程、幕墻工程與機(jī)械。在機(jī)械設(shè)計及理論專業(yè)方向開設(shè)3門紡織機(jī)械類課程:(1)“紡織機(jī)械概論”，64學(xué)時，基于大紡織范疇，涉及紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械等內(nèi)容，使學(xué)生了解紡織機(jī)械的工作原理、基本構(gòu)成。(2)“紡織機(jī)械設(shè)計(1)”，48學(xué)時，使學(xué)生掌握紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械的共性關(guān)鍵機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法。(3)“紡織機(jī)械設(shè)計(2)”，48學(xué)時，使學(xué)生掌握化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械的共性關(guān)鍵機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法。機(jī)械設(shè)計及理論專業(yè)方向的選修課設(shè)置如表1所示。要求學(xué)生至少選修12學(xué)分。選課組合方案如下:(1)偏“通用機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械噪聲控制。(2)偏“紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、紡織機(jī)械設(shè)計(1)、紡織機(jī)械設(shè)計(2)。(3)“通用機(jī)械+經(jīng)典紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、紡織機(jī)械設(shè)計(1)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)(或機(jī)械噪聲控制)。(4)“通用機(jī)械+新型紡織機(jī)械”的選課方案:紡織機(jī)械概論、現(xiàn)代設(shè)計方法、紡織機(jī)械設(shè)計(2)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計、機(jī)械動力學(xué)基礎(chǔ)(或機(jī)械噪聲控制)。

4．實踐教學(xué)

在機(jī)械類實驗教學(xué)、工程實踐教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計中，以紡織機(jī)械為載體，設(shè)計相關(guān)題目或課題;在專業(yè)實習(xí)(實驗)階段，確保有4個學(xué)時的參觀實習(xí)，要求撰寫參觀實習(xí)報告。

二、編寫適應(yīng)新形勢的紡織機(jī)械類教材

(1)首次出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《紡織機(jī)械概論》(陳革、楊建成主編，中國紡織出版社，2011年5月出版)。該教材基于“大紡織”的概念，介紹紡織機(jī)械的分類，分析紡紗機(jī)械、織造機(jī)械、針織機(jī)械、化纖機(jī)械、染整機(jī)械、非織造機(jī)械的基本工藝原理、核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、產(chǎn)品分類等;還簡要介紹了國內(nèi)外紡織機(jī)械制造業(yè)的現(xiàn)狀、光機(jī)電一體化技術(shù)在各類紡織機(jī)械上的應(yīng)用情況及現(xiàn)代紡織機(jī)械設(shè)計的發(fā)展趨勢。

(2)出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《織造機(jī)械》(陳革主編，中國紡織出版社)，獲2011年中國紡織服裝教育學(xué)會優(yōu)秀教材獎、2012年中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎。

(3)出版“十二五”省部級規(guī)劃教材《紡紗機(jī)械》(毛立民、裴澤光主編，中國紡織出版社)。教材介紹了紡紗機(jī)械的分類、機(jī)構(gòu)組成、工藝過程和工作原理，以及近年來紡紗機(jī)械的新裝備和新技術(shù)，特別是機(jī)電一體化技術(shù)在紡紗機(jī)械上的應(yīng)用。

(4)正在編寫“十二五”部委級規(guī)劃教材《機(jī)械專業(yè)導(dǎo)論》。該書為面向紡織特色高校機(jī)械工程及自動化專業(yè)的概論性教材，其中包含紡織機(jī)械概論的相關(guān)內(nèi)容。主要內(nèi)容有:機(jī)械工程概述、機(jī)械工程中的力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)電一體化技術(shù)、新材料及其工程應(yīng)用、紡織機(jī)械導(dǎo)論。

(5)正在編寫“十二五”部委級規(guī)劃教材《紡織機(jī)械設(shè)計》。教材從各類紡織機(jī)械中提煉出關(guān)鍵共性機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))，強(qiáng)調(diào)對機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))的綜合設(shè)計。主要內(nèi)容有:梳理機(jī)構(gòu)的設(shè)計、牽伸機(jī)構(gòu)的設(shè)計、卷繞機(jī)構(gòu)的設(shè)計、往復(fù)運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計、同步傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計、烘干裝置的設(shè)計、紡絲成型裝置的設(shè)計、自調(diào)勻整系統(tǒng)的設(shè)計、針織成圈機(jī)構(gòu)的設(shè)計、立體織物編織機(jī)構(gòu)的設(shè)計。

三、編寫《機(jī)械類課程的紡織機(jī)械案例集》

《機(jī)械類課程的紡織機(jī)械案例集》擬收集各類紡織機(jī)械的典型機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))案例，可用于“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計”“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”“液壓與氣動技術(shù)”“測試技術(shù)”“機(jī)電控制系統(tǒng)”“機(jī)械工程材料”等機(jī)械類課程的教材編寫、課件制作、授課舉例等，從而將紡織機(jī)械的案例融入到相關(guān)課程中。表2為機(jī)械類課程的知識點與紡織機(jī)械典型機(jī)構(gòu)(裝置或系統(tǒng))的對照表。

四、編寫《紡織機(jī)械課程設(shè)計(畢業(yè)設(shè)計)選題集》

從以往的畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計題目中，精選出包括各類紡織機(jī)械典型機(jī)構(gòu)、典型系統(tǒng)的題目，在此基礎(chǔ)上修改、擴(kuò)展，設(shè)計新的課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計題目;從所承擔(dān)的紡織機(jī)械類科研項目中，提煉出一些典型機(jī)構(gòu)或共性技術(shù)，設(shè)計出適合本科生畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計的選題，同時編寫《紡織機(jī)械課程設(shè)計(畢業(yè)設(shè)計)選題集》。

篇10

中圖分類號：U671.91+5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 機(jī)電一體化集成裝配裝置概述

原有機(jī)電一體化集成裝配裝置主要由機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、工控機(jī)測量系統(tǒng)、力傳感器系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)及工裝等組成。由于工控機(jī)測量系統(tǒng)與控制系統(tǒng)是相對獨(dú)立的一套系統(tǒng)，本論文將不論述。控制系統(tǒng)采用西門子840D和FM-NC數(shù)控系統(tǒng)來控制7個數(shù)字軸和2個模擬軸，其中840D系統(tǒng)控制7個數(shù)字軸（X、Y、Z、C1、C2、C3、W軸）的運(yùn)動和處理力傳感器的快速響應(yīng)及相關(guān)實時控制，以及和工控機(jī)測量系統(tǒng)間的通訊和協(xié)調(diào)控制。FM-NC系統(tǒng)控制2個模擬軸(W1、W2軸)的運(yùn)動，實現(xiàn)調(diào)姿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動控制，從而達(dá)到對待裝配工件的姿態(tài)調(diào)整。在上述的9個軸中，X、Y、Z、W、W1和W2軸是直線軸，C1、C2、C3軸是旋轉(zhuǎn)軸，其中C1軸的旋轉(zhuǎn)角度范圍為0°～380°。W1、W2軸組成調(diào)姿機(jī)構(gòu)，在調(diào)姿機(jī)構(gòu)的下端裝有拾取工件的真空吸盤和在移動過程中對工件起保護(hù)作用的氣動手爪。W軸作為加載機(jī)構(gòu)的加載軸在所有工件裝配完成后對整個產(chǎn)品進(jìn)行下壓加載。C2軸作為裝配工位，C3軸作為待裝配工件放置工位裝置的系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，其中控制系統(tǒng)為SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。

2 電氣系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)設(shè)計

2.1 冗余設(shè)計

工作冗余應(yīng)用在抓取所用的抓具以及吸納裝置，這使得裝置更加穩(wěn)定，對于裝置以及器具的安全更具效果，如圖2，若想要杜絕抓具產(chǎn)生錯誤操作，例如應(yīng)當(dāng)閉合的時候顯示敞開，而本應(yīng)敞開的時候發(fā)生了閉合，而應(yīng)當(dāng)將目標(biāo)吸上的時候不產(chǎn)生效果，以上為誤操作的表現(xiàn)，另外還有精度的掌握，抓合的力度以及方位，時間的準(zhǔn)確，為了達(dá)到最佳操作效果，采用兩個模塊一個信號的對應(yīng)模式加入設(shè)計。而對氣動抓合也有更好的設(shè)計，被作為并聯(lián)冗余的，除此，織襪器對于信號輸出系統(tǒng)進(jìn)行的控制也采用這一方法，不過在繼電器控制電路不適用這一方式，而選用串聯(lián)和并聯(lián)配合的設(shè)計。

在圖2中Gn和Gn+1是兩塊完全一樣的SIEMENSDO模塊，模塊以及信號相互對應(yīng)，模塊的工作時間同步，因為繼電器是并聯(lián)的，都通過同一個輸出點來控制，所以通常兩個繼電器同時有效，但是如果其中一個發(fā)生狀況，可利用的輸出信號就會產(chǎn)生，特別針對氣動手抓。根據(jù)經(jīng)驗，只要并聯(lián)的兩個模塊當(dāng)中有一個不在狀態(tài)，或者兩個都出了問題，即可收到輸出信號。

2.2 抗干擾設(shè)計

機(jī)電一體化內(nèi)容很多，電流充足和電壓很高的裝置以及電壓需求小，電流較低的裝置，也就是通常所說的弱電設(shè)備，這二者都是存在的，而通常強(qiáng)電裝置本身的磁力以及聲音會將弱電裝置干擾，弱電裝置不但受到強(qiáng)電裝置的干擾，其也會受到相似信號的干擾。此外，對弱電裝置造成干擾的還有磁力聲音以及供電系統(tǒng)，并且可以將供電干擾當(dāng)做是元件受到干擾并且運(yùn)行不穩(wěn)定的主要方面，可以導(dǎo)致內(nèi)容處理偏差，影響整個系統(tǒng)的最終效果，因此，在設(shè)計中一定要注意抗干擾能力。下面幾種方法的抗干擾能力十分有效，被廣泛使用。

2.2.1 屏蔽技術(shù)

屏蔽技術(shù)可抑制電磁噪聲沿著空間的傳播，及切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑。在裝置中，除了380V和220V電源電纜之外，其余電纜均使用了帶屏蔽層的電纜，這將本信號的干擾源禁錮起來不會對外形成干擾，并且也阻止了外界的向內(nèi)干擾。

2.2.2 接地技術(shù)

接地技術(shù)的應(yīng)用是電路設(shè)計中一個不能缺少的角色。系統(tǒng)以及電路將“地”作為一個重要的參考方面，而其中的各個部分，例如電路和電流等都要經(jīng)過地面，才能形成可以循環(huán)的回路。這一裝置中包含了工地，屏蔽以及保護(hù)等連地接線，其中，保護(hù)地線是將電氣控制柜柜體、操作臺機(jī)殼和裝置本體都可靠接地；地線使用的方法都是并聯(lián)和單點的形式，對于干擾的抵抗能力很強(qiáng)，屏蔽接地是將所有的屏蔽電纜的屏蔽層通過接地線可靠地接到同一個接地銅排上，電源變壓器和隔離變壓器的屏蔽層接到保護(hù)地線。

2.2.3 濾波技術(shù)

濾波器是由電感、電容、電阻或鐵氧體器件構(gòu)成的頻率選擇性二端口網(wǎng)絡(luò)，可以插入傳輸線中，抑制不需要的頻率進(jìn)行傳播，能較小衰減地通過濾波器的頻率段稱為濾波器的通帶。通過時受到很大衰減的頻率段稱為濾波器的阻帶。為了抑制供電電網(wǎng)系統(tǒng)和裝置周邊環(huán)境用電設(shè)備所產(chǎn)生的電磁噪聲對控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)的影響，可以達(dá)到排除干擾的電氣系統(tǒng)的方式，例如浪涌吸收器等也是其中一項。

2.3 熱設(shè)計

元件生產(chǎn)的原料用一定的溫度適應(yīng)，如果溫度不適宜可能造成原料的性能出現(xiàn)改變，而制造出的元件的效果也會發(fā)生差異，但是只強(qiáng)調(diào)溫度還不夠，如果溫度適宜，而太長時間也會引起故障，根據(jù)發(fā)生故障類型和次數(shù)的統(tǒng)計，溫度和使用時間的適當(dāng)和工作效果聯(lián)系十分緊密。

通常，溫度如果不正常，太低溫和過高溫都將引起故障，而高溫尤其是引起故障的原因，數(shù)據(jù)表明高溫度和故障指數(shù)之間有直接關(guān)系，其各種性能參數(shù)，如耐壓值、漏電流、放大倍數(shù)、允許功率等都是溫度的函數(shù)。在本裝置中，SINUMERIK840D數(shù)控系統(tǒng)、SIMODRIVE611D數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)、松下模擬伺服驅(qū)動系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（PLC）以及它們的電源都是模塊化結(jié)構(gòu)。每個模塊內(nèi)都有大量的電子元器件。

結(jié)語

本文總結(jié)說明了機(jī)電裝置中的連接方式和抵抗干擾之間的關(guān)系，通過系統(tǒng)的介紹這些方法的運(yùn)行過程以及缺陷等，提出合理的優(yōu)化手段，有助于使用者和設(shè)計者參考自身所具有的條件對各個線路裝置進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計，找到元件與效果之間的最好關(guān)系，促進(jìn)使用的合理性。

參考文獻(xiàn)