近年来,全球一体化的进程不断发展,推动了人类社会的进步,社会对于机电人才的需求量也不断加大,很多机电类专业都已成为我国机电发展过程中的中流砥柱。与此同时,人才永远是促进发展最为重要的力量。当然,在进一步的研究后,我们发现,只有机电类专业学生拥有足够扎实的专业基础知识,能在不断发展过程中有创新、思考和突破,这些也是专业发展过程和机电行业能够实现良好发展的重要组成部分。而这些有创新、思考和突破的人才考察方式也是对学生和学校考察的重要组成部分。所以在后续发展过程中,一定要在人才培养、师资力量及师资队伍的发展上不断提升。尤其是在教学理念的改变上,要将教学的目标和眼光放长远才能在教师教学水平足够提升的同时,实现不断创新,从而最大程度地提升学生对课程学习的热情和兴趣,对机电一体化专业的长远发展也具有重要意义。
1.2明确专业方向
明确专业方向对专业的发展有着极为重要的作用,尤其是在高职机电一体化的发展过程中,因为这个专业项目还是一个较为突出、特殊的专业,其自身的发展历史也不够充分,这就要求我们在师资力量的建设上,一定要打造一支具有过硬专业知识与技能的师资队伍,这样才能在进行建设的时候,对专业方向有更加清晰的认识和判断。其实我们对于教学的原则是有很多要求的,尤其是一定要按照社会要求的标准来培养人才,首先是要按照一定的培养规格和层次去培养人才。其次就是要做到人才教学和实践的特点相结合,这样才能在最大程度上实现对学生的分层次教学,按照不同的层次和阶段实现教学过程的良好发展。另外要做到深入浅出,所有的部分都要按照规律进行教学,这对于整体的教学过程来说也是极为重要的[1]。
1.3高水平的师资队伍
师资队伍的发展是整体教学过程中最为重要的部分,师资队伍在整体的教学过程中有着非常关键的作用。作为教学的基础,教师一定要有专业扎实的知识才能在实际的课堂教学中,将理论和实践相结合,让学生能够最大程度、最大范围的做到对知识的掌握和学习,避免因为老师的问题导致教学出现意外情况。另外教师的年龄结构要做到合理、完善,很多老教师往往有足够的经验,但是在教学过程中他们缺少创新精神,或者对学生不够耐心,但很多的年轻老师不仅具有创新精神,也更加重视学生的心理,和学生的交流也会更多。所以在实际的教学过程中,应当二者相结合,让资历深的老师带资历浅的教师,这样才能实现更好的发展。更为重要的就是教师要不断调整自身状态,提升自身的学习,让整体的师资水平更上一层楼,这样才能不断的让学生接受更好的教学,实现更充分的发展。
1.4把专业课程建设和学生的就业相结合
学校在开设课程的时候,要有针对性的对学生进行培养,将学生的就业问题加以考虑,这样才能使人才满足社会的需求。我们在长期的研究中发现,在教学过程中过于重视知识的系统学习,但对后续进入社会之后的发展存在考虑不足的情况,往往会导致教学过程不加以重视,还会在学生进入社会后,对社会的要求和发展不够适应,影响学生在进入社会后的长久发展。所以在实际的过程中,一定要让学生多进行动手操作,多安排学生进入企业实习,多给学生寻找实践的机会,这样才能让学生在后续的发展过程中找到更好的工作,为以后的发展打下坚实的基础[2]。
2.1充分发挥已有生产实习条件的潜力
2.2在传统生产实习的基础上进行仿真生产实习
毋庸置疑,高职机电一体化专业的学习和培养在高职教育中十分重要。经过长期研究,我们发现,随着社会的不断发展,机电一体化已经成为社会发展的必然趋势,为了满足社会的需要,为社会输送更多更好的机电人才,高职机电一体化专业的教学就一定要进行改革,进而满足社会的巨大需求,从而助推我国的现代化建设事业。
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客观分析传统汽修教学模式存在的弊端,阐述理实一体化教学模式的要领及特点,探索理实一体化在汽修专业课中的应用实践,进一步表明了理实一体化在汽修教学中所占的优势。
理实一体化教学方法汽修应用实践
随着我国汽车业的飞速发展,近年来,不仅实现了汽车的产量剧增,汽车的档次也有很大的提高,对汽车专业人才的需求特别是汽车使用、保养维修等专业人才的需求与日俱增,在实践中我们发现那些进入角色快,学习能力强,动手能力强,创新能力出色的人才倍受企业亲赖。针对这种情况,我校提出“面向市场,以就业为导向;面向学生,以技能为中心,把学生培养成满足生产、服务、管理等一线实际需要的技能型、应用性的复合人才”的培养目标。基于这个目标,在汽修专业课教学中,我们改进传统教学的单一模式,尝试“理实一体化的教学方法”教学。
一、传统汽车专业教学模式存在的问题
二、理实一体化教学模式的要领及特点
理实一体化教学是一种理论知识讲解和实践并重的教学模式,它是以一定项目(任务或问题)为载体,创设一种教师主导,学生主体的教学情境,教师在教学过程中起组织、协调、引导作用。理实一体化教学法打破理论课、实验课和实训课的界限,将某门课程的理论教学、实践教学、生产融于一体,教学环节相对集中,一个教学任务由同一教师讲解,教学场所直接安排在实验室或实训室,师生双边交流,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,充分调动和激发学生学习兴趣。
理实一体化教学法是现代职业教育的一种新型的教学方法,是现在职教课改所提倡和鼓励的,与传统教学模式相比,理实一体化教学法有如下特点:
1、理实一体化教学模式引入现代培训理论,强调以学生为认知主体,学生在动手操作的过程中发现问题并在教师的指导下完成学习任务,加强了学生认知过程和能力的培养,克服了课堂教学的抽象枯燥的缺点,提高了学生的动手能力和创造能力。
2、理实一体化教学的过程是讲解示范、实践操作、发现问题、提升技能的过程。中职学生大多文化基础差,分析和解决问题的能力较差,而定性的理解能力和模仿能力较强,对于看得见摸得着的知识很容易接受。采用理实一体化教学模式可以在理论与实践之间架起一座桥梁,使学生由被动接受变为主动认知。
三、理实一体化在汽修专业教学中的应用
1、分组
将全班学生分成若干小组,每6人一组,拆装曲柄连杆机构,小组成员由教师按能力和水平搭配,并选出一位学习能力强并善于组织的学生为组长。同时告诉学生曲柄连杆机构拆装是一项相对复杂的工作,拆时容易装时难,老师进行规范的符合工艺的示范操作,然后强调拆装的顺序及注意事项,并要求学生记下拆装的顺序,强调零件摆放有序,装和拆的顺序是相反的。
2、拆卸曲柄连杆机构
首先以组为单位,通过讨论列出注意事项,老师总结并作补充,在老师的指导下学生开始规范操作,完成对曲柄连杆机构的拆卸,使学生对于曲柄连杆机构各部件有了一个完整的认识,同时强调拆下的零部件要摆放有序,针对各实物部件详细讲解其结构及工作原理,使学生对其结构、原理不再停留在原本处于割裂状态的原理和实验上,而是在这个环节得以结合,显示出理实一体化教学法的突出特点和优势,效果非常好。
3、组装曲柄连杆机构
要领:先拆后装,力矩相同,记号对正,方向正确。老师就在学生中间,从学生操作中老师能及时发现学生理论知识的缺陷,及时纠正学生在组装操作中的不规范行为,同时学生在组装时遇到问题要及时解答,以避免因问题的堆积而造成学生厌学、弃学现象。
4、分组竞赛
组内成员先单独思考,再讨论交流,为充分调动各小组的积极性,增强荣誉感,让各小组之间产生竞争,评出优胜小组,同时拆装的过程也是考核学生的过程,教师组织拆装的计时赛,检查经过拆装后的曲柄连杆机构是否漏装、错装及倒装,检验学生知识和技能的掌握程度。
5、总结提高
学生要写一篇曲柄连杆机构拆装详细过程的实习报告,特别是要写好实习体会。
四、理实一体化教学模式在汽修专业课教学中的优势
1、推动校本教材的改革
目前职校中,汽修教材的教学内容与市场严重脱节或滞后,且实用性不强,理实一体化教学法强调动手教学,促使老师编写校本教材,将汽车专业的理论知识和实践知识融合在一起;或选用理论与实践配套教材,以满足理论和实践相融合的要求。这个问题本市已在技师学院7月份召开的全市职教系统各专业负责人会议上提出,并研究制定出关于汽修专业实施性教学计划,确定核心课程,推荐了全市通用的汽修教材,以便于在以后的教学中使用。
2、促进学校实训基地的建设
实训基地的建设是顺利实施实训教学,培养合格人才的保障,更是理实一体化教学所必备的。汽修是一门实践性非常高的学科,无实训设备就是纸上谈兵,由于经费投入不足,各个学校的汽修实训设备相对较差,实验室的建设迫在眉捷。
目前,很多学校都是只有几台老式发动机底盘,汽车模型室,汽车仿真电路实习台,设备普遍较落后。为了适应理实一体化教学和现代化科技的发展还需配备汽车构造实训室、汽车构造拆装实训室、汽车电器电控实训室、汽车检测实训室、汽车驾驶训练场等等,通过“汽车教学实训室”项目的建设,逐步形成以“手脑并用,理论联系实际”为标志的教育技术基地,从而可以推进理实一体化教学法的实施。
3、加强了建立校外实习基地的进程
有条件的学校可以与汽车企业签约,让汽车生产和维修企业成为学校汽车专业的校外实训基地,让学生能及时了解汽车行业中的最新动态和前沿技术,将书本中抽象的理论知识与生产中具体的对象和过程相联系,达到理论联系实际。
4、加快理论与实践能力相融合的“双师型”师资队伍的建设步伐
“双师型”老师是同时具备深厚的理论知识和较强的实践能力,具备良好的师德修养和良好的行业职业道德的专业老师。目前汽修老师专业理论水平较高,但实践技能较弱,需要各个学校领导的高度重视,积极创造条件,让教师参加“四新”培训、顶岗培训、出国培训与专业资格的考证,在重视传统“机械、电子”两大专业的同时更要关心汽修这个高度机电一体化的专业,必要时可以聘请来自汽修第一线的实践经验丰富、理论知识扎实的高级技术人员和工程技术人员到校兼职,这样不仅充实汽修教师的队伍,而且还能使得汽修专业的老师有机会学习他们实践中的宝贵经验,这将大大提高这一专业的教学水平和实践技能,极大地深化理实一体化教学改革。
理实一体化是一种有效的教学方法,它使学生在实践中“学会”与“会学”,锻炼学生的动手能力、分析能力和解决问题的能力,在汽修教学发挥了重要的作用,丰富了课堂教学和实践教学环节的内容,大大提高了教学质量。
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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、
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、
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、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。
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。
2.1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。
机电一体化系统;智能控制;机械制造;数控领域;交流伺服物器
当前我国工业正处于生产转型的重要时期,随着我国科学技术水平的不断提升,智能化技术的应用越来越广泛,智能化技术的应用使得机电一体化系统的智能控制水平得到了显著的提升。机电一体化系统中智能控制的应用极大的提升了我国工业生产的效率,降低了工业生产运营的过程中其运行和生产的成本。提升了企业的经济收益。本文将从机电一体化系统中智能控制的基本概念入手,浅析机电一体化系统中智能控制的实际应用。
1.1机电一体化系统。所谓的机电一体化系统,是指新兴的微电子技术,机电一体化系统将机械、信息、电工、微电子、传感器等技术进行有机的融合,以机械设备、电子元件、计算机设备为硬件构成,以电子技术、通信技术、微机技术为软件构成,对设备和系统进行控制和管理[1]。机电一体化系统主要应用于机电一体化产品以及一体化执行系统,机电一体化系统的主要构成,可以分成信息处理构件、控制构件、电力供应构件、执行构件、机械构件等五大部分组成。机电一体化系统隶属于综合性功能化技术,机电一体化系统的应用能够极大的降低能源消耗,提升生产精度。
1.2智能控制。智能控制,主要是指通过依赖计算机技术、通信技术等在非线性控制方面开展的智能化、自动化、无人化控制,智能控制是机电一体化系统的重要组成部分之一,由于智能控制性能的优异性使得智能控制越来越受到人们的青睐。机电一体化系统中智能化控制的应用日益广泛。机电一体化系统中智能化控制的应用极大的降低了企业的运营生产成本,提升了生产、管理、控制过程中的经济收益。
从大体上而言,机电一体化系统的特点可以概括性的分成以下三点:一是,综合性特点,机电一体化系统是以信息理论、控制理论、系统理论为核心的复合型技术,机电一体化系统包含了控制、管理、机械、检测等功能,具体来说机电一体化系统是微处理技术和机械技术的融合利用。二是,智能性特点,机电一体化系统的应用转变了机械处理的表象,通过微处理技术的应用转变了传统的控制方式,提升了控制的精度[2]。机电一体化系统中的机械结构主要由仪表、传感器构成,通过对机电一体化系统中系统参数的调整和设置能够让机电一体化系统发挥出不同的性能,使得机电一体化系统的应用更为广泛,通过机电一体化系统中的传感器以及信号发射装置,能够将自身收集的数据以及参数反馈给中央处理器进行智能化处理。三是,完整性特点,机电一体化系统中主要包含有微处理器、传感器、动力及、传动系统、执行构件等等,机电一体化系统属于完善的机械化系统,机电一体化系统通过对传统的机械设备的结构改进,以传统的机械设备为基础融入了微处理技术、智能测量技术、通信技术等等高端技术,使得机电一体化系统能够为设计行业、机械制造行业、控制领域等提供更有优质的服务。
3.3机电一体化系统中智能控制在交流伺服物器中的应用。机电一体化系统中,智能控制在交流伺服系统中发挥着至关重要的作用,并且机电一体化系统中智能控制的过程中,也会涉及到交流伺服驱动装置的运用,交流伺服驱动装置主要是价格电子信号转变为机械动作信号,促使机械设备接受到电子信号之后,能够通过交流伺服驱动装置来转变为可读的机械信号,进而进行机械设备运作,交流伺服驱动装置的运行状态会直接影响到整体机械运行的动态性,交流伺服驱动装置的性能与机电一体化系统之间属于相互依存相互影响的关系,两者之间互为影响。矢量控制技术的应用,使得交流伺服驱动装置实现了系统内部之间数据的共享,交流伺服系统其自身的复杂性较高,其不仅仅会涉及到负载扰动还会涉及到参数的实时变化,因此,控制参数也属于非线性的、实时变化的参数,传统的通用的pid控制方式已经满足交流伺服系统的实际需求,因此,我国当前在使用交流伺服物器的过程中,主要采用机电一体化系统中智能控制,机电一体化系统中智能控制可以将非线性的控制方式直接运用到交流伺服物器之中,通过机电一体化系统中智能控制的应用,能够实现参数的实时调账,提升了交流伺服物器的实用性。
随着我国工业化建设进程的不断推进,原有的传统的控制方法、控制理念已经不能满足人们的需求,引入和推行先进的技术理论成为必然。机电一体化系统中智能控制技术是在原有的非智能控制基础的基础上逐步的发展而言,机电一体化系统中智能控制相比传统的非智能控制基础而言,其融入了计算机技术、通信技术等,机电一体化系统中智能控制技术,弥补了传统控制技术的不足之处,机电一体化系统中智能控制的应用,直接有效地解决了高级线性和非线性问题。
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应用煤矿机电一体化技术
我国的煤矿机械行业不断追求技术革新,在此背景下机电一体化技术进入了人们的视野。机电一体化技术是一门结合了机械、计算机、信息等技术的新兴技术领域。煤矿开采领域的机电一体化技术旨在降低煤矿工人们的劳动强度,在大幅减低煤矿生产成本的同时提高企业的生产效率,并保障矿山开采的安全性。与此同时,机电一体化技术在企业的安全监控生产以及重型设备的维护工作中也起到了重要的作用,从而在一定程度上促进了企业的发展。
机电一体化技术在主功能、动力功能以及控制功能的整合工作上有着突出的成绩,同时其引入了另外的先进技术如智能软件与微电子技术。机电一体化技术可以促使计算机、机械、微电子等技术的融合,从而形成最佳的匹配系统。30多年来,我国的机电一体化技术保持着稳定发展的态势,获得了一定的成绩。机电一体化技术产品的重要发展方向是智能化、微型化与系统化。煤矿行业的机电一体化技术的运用,将有利于企业开展节能减排的生产活动,同时也能促使企业提高生产安全性,从而增加企业的生产效益。
1.2机电一体化技术的发展历程
机电一体化的发展史大致可以分为3个阶段
(1)20世纪60年代之前的时期是机电一体化技术的第一发展阶段,然而彼时的军事原因在很大程度上阻碍了机电一体化技术的发展,在这个阶段中,机电一体化技术发展缓慢,其产品的开发研究能力处于较低的水平
(2)机电一体化技术的研究工作中的第二阶段是从20世纪70年代开始的,这一阶段可以称作机电一体化技术发展的黄金时期,彼时通信、控制技术以及计算机的高速发展为机电一体化产品提供了强大的技术支持,而在此过程中,大规模集成电路与微型计算机领域的长足进步也促进了机电一体化技术的发展。
(3)在20世纪90年代起,机电一体化技术进入了第三发展阶段。在这一阶段中,机电一体化技术向智能化的方向迈进。微细加工技术以及光学技术进入到机电一体化技术之中,从而产生了一些崭新的机电一体化技术的分支。我国的机电一体化技术经过几十年的发展取得了令人瞩目的成绩,但总体水平仍与国际先进水平有着较大的差距。
1.3在煤矿行业的机电一体化产品
煤矿是我国重要的战略能源,因此,国家给予了煤矿行业足够的重视,机电一体化产品进入到煤矿行业并应用于矿产机械对于我国的煤矿生产有着重要的意义。由于机电一体化产品的应用,供电设备、提升机以及电牵引采煤机等设备已经具备安全报警、图像监控以及自动监控等先进功能。因此,机电一体化技术在煤矿机械中的应用有利于提高矿山开采工作的安全性与效益性。
2.1机电一体化技术在采煤机上的应用
在煤矿开采工作中,采煤机具有极其重要的作用,而电牵引采煤机的成功研制对于煤炭开采而言有着重要的意义。电牵引采煤机是机电一体化技术在煤矿机械上的典型应用,与传统的人力采煤机相比,电牵引采煤机拥有更大的牵引力,并且电牵引采煤机还具有整机效率高、维修量较少以及可靠性高等优点。
2.2带式输送机上的机电一体化技术
2.3机电一体化技术在煤矿企业安全生产监控系统上的应用
煤炭生产企业要始终坚持“安全第一,以人为本”的原则,因此,煤矿企业必须要具备功能完善,可靠性高的安全生产监控系统,而先进的机电一体化技术的出现为煤矿企业带来了福音。我国依据自身国情,自主研发了新一代的煤矿安全生产监控系统,其中有kj90和kj95系统,这两大系统在促进监控系统智能化与提高煤矿生产可靠性方面有着重要的作用。
2.4机电一体化技术在煤矿提升机上的应用
机电一体化技术在提升机上的应用的最大成果便是交直流全数字化提升机的研发使用。先进的机电一体化技术使得内装式提升机的驱动与滚筒的结构融合在一起,从而达到整合机械、自动控制与通信等技术的目的。目前我国自主研发的全数字化提升机,拥有先进的系统,且可靠性高、性能出色。
3.1大幅提高煤矿开采的经济效益
经济效益对于煤矿开采工作而言十分重要,如何提高煤矿开采的经济效益是煤矿企业所需重点考虑的问题。而机电一体化技术在煤矿机械中的应用,大幅地增强了煤矿机械的性能,提高了煤矿开采的效率,从而使得煤矿企业获得更加丰厚的经济效益,促进了当地经济的发展。
3.2为煤矿开采创造了更加安全的环境
传统技术条件下的煤矿开采工作主要依靠人工下井进行工作,这使得矿工们的生命财产无法得到有力的保障。而先进的机电一体化技术在煤矿开采行业应用后,大大地提高了煤矿机械的性能,使其在煤矿的提升、采掘以及运输的工作上发挥更加巨大的作用,从而将矿工们从危险的工作环境中解放出来,最大程度上降低矿工们患上职业病如尘肺病的几率,保障了矿工的身体健康[2]。
3.3促使煤矿开采效率的大幅提高
高效率是煤矿开采的追求,高效率的开采工作不仅可以节约资源、降低能耗,还能为煤矿企业带来巨大的经济效益。机电一体化技术在煤矿行业的应用,有效地提高了煤矿机械的性能与工作效率,由于其摒弃了落后的生产模式,因此,降低了煤矿工人们的工作强度,从而促使矿山开采工作的总体效率得到大幅的提高[3]。
3.4加速煤矿企业的改革
传统煤矿企业的生产方式与煤矿开采机械都相对落后,在我国煤矿需求日益增大与煤矿资源短缺的今天,煤矿企业应当积极改革生产方式与提高生产机械的性能。而先进的机电一体化技术在煤矿行业的应用,能给企业带来丰厚的回报,煤矿企业在激烈的市场竞争中必须不断提高创新能力,提高煤炭的利用效率,才能在市场竞争中获得有利地位。机电一体化技术拥有巨大的前景,可以促使煤矿企业积极引进人才,推进改革创新,不断深化机电一体化技术的应用,从而提升自身的竞争力,创造良好的经济效益[4]。总之,当前我国的煤矿机械设备在朝着程序化、信息化以及智能化等方向发展,机电一体化设备因其功率小,可靠性高等特点而被人们广泛应用于矿山开采工作中。机电一体化煤矿机械在降低生产人员的危险与提升煤矿企业的生产效率等方面作出了卓越的贡献。我国的机电一体化设备发展趋势是:增加机械的通信功能;研制多功能煤矿机器人;自主研发煤矿机械的核心配套设施。
先进的机电一体化技术在煤矿机械上的应用,是我国科技创新的杰出成果,也是中国建设现代化煤矿企业的需要。机电一体化技术有利于完善我国煤矿企业的生产功能,提高其生产效率,保障生产人员的生命财产安全,从而提高企业的经济效益。
摘要:煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。
2.1矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,那么随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为核心。在英国和意大利等国家,高性能、高可靠性的磁阻电机在煤矿提升系统中也得以应用。还有德国自主研发的内装式交——交变频调速提升机,它采用机电一体化技术把电机和滚筒做成一体,这样的融合技术不论在机械结构设计方面还是在电气控制系统方面在世界上都处于领先地位。
2.2综合机械化采煤1970年,我国自主设计制造装配了第一套综合机械化采煤工作面,并在大同矿务局进行试验使用,一直试验使用到80年代后期,这项技术的使用标志着我国的煤矿综合机械化采煤有了重大的突破性发展,推动了煤矿自动化的发展进程,同样,采煤机也由液压牵引开始转向电牵引;液压支架的控制系统也逐渐向计算机化发展,以计算机为核心,采用电液控制,移架自动化得以实现。另外,对工作面刮板运输机也进行了微机监控装置的配置,实现计算机自动化控制。机电一体化技术在综合机械化采煤中的应用,使设备动作趋于协调,且安全性、可靠性大为提高,操作性能更加完善,为煤炭企业带来了更高的经济效益。
2.3矿井安全生产监控系统从多数煤矿使用监控系统的效果来看,还存在一些问题,但是主要问题是传感器的不足,并且使用过程中,其稳定性相对较差,使用寿命不足,一些研究所和使用单位在这方面进行了大量的研究,对一些关键技术也实施多次再设计改进措施,但仍然没有得到预期的效果,因此这些在实际现场应用率不是很高。在国外,由于计算机网络软硬件技术发展很快,运行速度和质量也在不断提高,传输介质由同轴电缆发展到光缆,信息媒体由字符发展到声像,煤矿的安全监控系统有了很大的发展,他们的机电一体化技术在监控系统上的应用已有了非常高的水平。我国煤矿安全生产监控系统是煤炭行业内部机电一体化技术推广应用最快的产品,一些高校、科研所和企业正在研究和生产煤矿安全生产监控系统。
煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。
[1]李建勇。机电一体化技术[m]。北京:科学出版社。2004.
[2]高钟毓。机电控制工程[m]。北京:清华大学出版社。2002.
[3]顾京。现代机床设备[m]。北京:化学工业出版社。2001.
随着信息技术的发展,机电一体化技术发展迅速,“机电一体化”就是将机械、电子与信息技术进行有机结合,以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。机电一体化是指在设备机构的主功能、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特点,分析了机电一体化技术的发展趋势。
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。
机电一体化的核心技术主要在于硬件和软件。
2.1机械技术
机电一体化是以机械技术为基础,机械技术侧重点是怎样与机电一体化相适应,机电一体化是取其精华去其糟粕,利用各科学发展的高、新技术来更新自身概念。机械本体应该从改善自身性能、减轻质量和提高工作精度等几个重要方面方面考虑,以此减少工作时能量消耗,提高工作效率。为了提高机械系统的传动精度和工作稳定性,机电一体化要具有高精度、快速响应性、良好的稳定性。
2.2信息处理技术
由于微电子学的迅速发展、信息处理技术的普及极大的促进了机电一体化的发展。信息处理技术包括信息交换、信息存取、信息运算和最终决策等,实现信息处理的工具是现在已经普及的计算机,所以计算机技术的发展与信息处理技术紧密相联。要更好的发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性从而提高信息处理的速度同时解决信息处理的抗干扰问题。
2.3检测技术
2.4自动控制技术
在无人直接参与下,自动控制技术能通过控制装置让被控对象或过程的被控量能按照人们事先预定的规律变化的技术。自动控制技术应用非常广泛,主要由自动控制理论、机械控制系统的设计、仿生学中的系统仿真、工作时现场的调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。制动控制技术的难点在于自动控制理论的工程化与实用化,这是因为被控对象与理论的控制量存在较大的差距,从而需要反复调试和修改,才能达到最佳效果。现在微型机的应用非常广泛,自动控制系统已经成为机电一体化中十分重要的一部分。
2.5驱动技术
驱动技术的主要研究对象是执行元件及驱动装置。驱动技术是执行操作的技术,对机电一体化产品的动态特性、稳态精度、控制质量等都有决定性的作用。电机作为驱动机构已被广泛应用但其快速响应和效率等方面还有一部分问题,驱动技术极大地促进了机电一体化技术的发展。
2.6软件技术
机电一体化的发展过程中仅仅发展硬件是不够的,必须在发展硬件的同时发展软件,但是软件的更新速度太快,这样就导致研制成本提高了,为了降低成本,应该推行软件标准化等措施。
3.1数控机床
经过多年的发展数控机床已经得到了广泛的应用,数控机床又称数字控制机床,它是一种装有程序控制系统,通过数字化信息对机床的运动及加工过程进行控制的机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床主要由动力源、操作机构、传感器、电子控制单元、执行器等组成。数控机床具有很高的柔性,能实现编程自动化,具有更高的可靠性以及强大的通信功能,还可以实现多种控制的功能。数控机床的发展给机械领域的提高起到了促进作用。
3.2机器人
机器人是众所周知的。一种高新技术产品,是典型的机电一体化产品。其最早是人们幻想出来可以听从人们的命令,任劳任怨的从事各种劳动。经过几十年的发展,机器人技术已经形成了综合性的科学。机器人主要由:机器手、操作机构、传感器、移动机构、控制装置、驱动器等部分组成,通过各部分之间相互协调,相互配合,机器人已经能灵活的代替人类很多活动,在焊接、装配、军事、空间、水下、农业、建筑、服务、娱乐等领域都有应用。机器人应经成为人类良好的助手和亲密的伙伴。
3.3现代温室设施
现代温室设施是实现作物优质、高效生产的重要设施,也是机电一体化设备应用较密集的地方。主要由:温室框架结构、覆盖材料、通风系统、灌溉施肥系统、二氧化碳施肥系统、室内喷雾/屋顶喷淋降温系统、遮阳/保温系统、加热系统、防虫系统、计算机控制系统及一些必要的生产工具等。可以通过这些设施和计算机系统有效的提供一个适宜的环境条件,为作为优产提供保障。
与其他科学一样,机电一体化技术也经历一个漫长的过程。现在机电一体化已经渗透到各个学科、领域。成为一门新兴的科学,为了适应各领域的需求机电一体化的主要发展趋势体现在智能化、模块化、网络化、微型化、绿色化、人性化。机电一体化对机械工业也影响很大包括提高性能、扩展功能、简化结构、提高可靠性、节约能源、操作简单,可以说机电一体化的发展前景在未来的几十年里一片光芒。
综上所述,机电一体化并不是独立的,而是各个学科相互渗透,相互融合的产物,也是科技发展的必然产物。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。
机电一体技术是一种创新性以及综合性质的技术,融合了机械技术、微电子、传感器技术、信息技术以及接口技术,一体化技术不但是机械系的学生需要高度重视以及加强学习的内容,与此同时,机电一体化技术也是机械生产的重要核心。机械生产需要大量的人力以及物力,因此,促使电子技术以及机械技术相互融合,对于节约生产成本以及提升生产效率都有着十分重要的意义,通过电脑控制促使管理更加科学合理,有助于控制机械生产,以及有效降低机械事故。
机电一体化;技术;智能制造;运用
由于目前我国的综合国力正在日益增强,与此同时,我国的科技水平得到较大的提升,在智能制造当中需要加强机电一体化技术的研究。在工业生产当中,加强对机电一体化技术的应用,对于提升工业水平具有十分重要的意义。机电一体技术属于一种创新性的技术,也是将多种技术相互融合之后产生的一种结果。在我国的工业生产方面,机电一体化技术处于核心以及主导的地位,机电一体化技术在自动化机械以及计算机集成,与此同时,机电一体化技术在生产线和建筑上也得到了极其广泛的应用,机电一体化技术促使电子、机械等相互融合。对于智能制造行业而言,机电一体化技术的作用比较强大,机电一体化技术不但能够有效提升产品质量,而且可以有效提升生产的效率。所以,机电一体技术逐渐向着智能化、人性化和微型化的方向发展,对于企业以及社会都有着十分重要的作用。
综上所述,在智能制造当中需要加强对机电一体化技术的研究,促使机电一体技术和智能技术相互结合,对于促进工业的发展具有十分重要的意义。与此同时,数控生产当中也可以加强对智能制造技术的研究。这样对于促进生产质量以及效率的提升都有重要的作用。
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