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機電一體化是由計算機技術(shù)、信息技術(shù)、機械技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)、光學技術(shù)等相融合構(gòu)成的一門獨立的交叉學科。機電一體化主要發(fā)展方向為智能化,模塊化,網(wǎng)絡(luò)化,微型化,系統(tǒng)化等。
機電一體化技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,具有創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新精神和良好職業(yè)道德的高等專門人才,掌握機械技術(shù)和電氣技術(shù)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識;具備相應(yīng)實踐技能以及較強的實際工作能力,熟練進行機電一體化產(chǎn)品和設(shè)備的應(yīng)用、維護、安裝、調(diào)試、銷售及管理的第一線高等技術(shù)應(yīng)用型人才。
(來源:文章屋網(wǎng) )
中圖分類號: C35 文獻標識碼: A
目前我國機電一體化已經(jīng)形成了系統(tǒng)化的技術(shù),其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用也相對比較廣泛,因此,相關(guān)的建設(shè)單位要加強對于機電一體化技術(shù)的研究,將其發(fā)展成集網(wǎng)絡(luò)化,智能化,微型化以及綠色化等集一身的技術(shù),從而促進我國經(jīng)濟的發(fā)展。
一、機電一體化要點概念
機電一體化系統(tǒng)綜合的運用到微電子技能、計算機技能、機械技能、主動操控技能以及接口技能等,對系統(tǒng)內(nèi)部的信息進行改換;而且保證程序編制的完整性和高質(zhì)量,根據(jù)系統(tǒng)運用和操作的根本性需求,對內(nèi)部的規(guī)劃進行合理化的裝備;同時,在系統(tǒng)的功用、質(zhì)量以及能耗等多個重要環(huán)節(jié)進行優(yōu)化和改善,保證機電一體化運用的是最新的技能手段,終究構(gòu)成一個全體化的系統(tǒng)商品。因而,在機電一體化當中首要包含的是技能和商品等兩個重要環(huán)節(jié)。機電一體化并不是一個單純性的技能手段,而是將多種技能進行組合和交融,構(gòu)成一個全新的技能系統(tǒng)。機電一體化的功用性較強,且當機電一體化技能發(fā)展到一定的時期以后,一些微電子的設(shè)備還可以對內(nèi)部的許多零件和元件進行替代,具有愈加新穎的功用。多見的有:主動的信息數(shù)據(jù)處理、主動的操控調(diào)理、主動的記載顯現(xiàn)、主動的功用性監(jiān)測以及主動功用確診維護等,以保證機電一體化可以時間處于最好的運轉(zhuǎn)狀況,而且提高系統(tǒng)作業(yè)之時的效率。
二、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
1、 數(shù)控機床領(lǐng)域。數(shù)控機床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)有 40 年的發(fā)展歷程,技術(shù)難度有顯著提高,無論在結(jié)構(gòu)、功能、操作還是控制精度上。其中總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)最具有代表性,這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用多個CPU、多個主總線,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。此外還有開放性設(shè)計,這種設(shè)計使硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性,可以大大提高用戶的使用效益。
WOP技術(shù)和智能化。根據(jù)車間實際作業(yè)狀況,可以通過系統(tǒng)完成編程。同時可以仿真加工過程,并實現(xiàn)在線診斷控制、模糊診斷等智能系統(tǒng)。隨著一體化技術(shù)的成熟,如大容量存儲器的出現(xiàn)和軟件的模塊化設(shè)置,使數(shù)控功能極大豐富,同時使得 +0+ 系統(tǒng)的控制功能也加強了。
全方位滿足技術(shù)要求,比如只有一臺機床的情況下,也可以順利完成多個加工要求,并實現(xiàn)刀具使用檢測、物料流通、機械手等的集成,統(tǒng)一到系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中,分出多級網(wǎng)絡(luò),這樣實現(xiàn)了構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力。這種數(shù)控裝置以單板、單片機作為控制中心,并由專用芯片及模板組成。
2、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)領(lǐng)域。CIMS 的組成并非分散的子系統(tǒng)組合,而是由全局的經(jīng)過實踐積累的最優(yōu)系統(tǒng)綜合。加強了原有的各部門溝通,圍繞制造,控制“物流”和“信息流”,將經(jīng)營策劃、產(chǎn)品研發(fā)、制造準備、實驗測試、經(jīng)營管理進行更好的結(jié)合。當集成度越高,就越能夠使各個生產(chǎn)要素間的配置更加合理,使得生產(chǎn)要素的潛力得到更大程度地體現(xiàn)。
3、柔性制造系統(tǒng)(FMS)領(lǐng)域。計算機化的制造系統(tǒng)被稱作柔性制造系統(tǒng),包括計算機、數(shù)控機床、機械手、料盤、搬運車輛和自動化倉庫等。可以依照生產(chǎn)要求,及時、準確地進行生產(chǎn),這種靈活的生產(chǎn)方式可應(yīng)用于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
4、鋼鐵領(lǐng)域。在鋼鐵企業(yè)中,機電一體化體系是以微處理機為中間,把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、外表等技能有機的結(jié)合起來,選用拼裝合并方法,為完成工程大體系的歸納一體化創(chuàng)造有力條件,增強體系操控精度、質(zhì)量和可靠性。
因為鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和接連化的特色,傳統(tǒng)的操控技能遇到了難以克服的艱難,因而十分有必要選用比如機電一體化的智能操控技能。機電一體化的智能操控技能首要包括專家體系、含糊操控和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,其廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、操控、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量確診等各個方面。
三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展方向
根據(jù)國內(nèi)外高新技術(shù)分析,機電一體化技術(shù)的發(fā)展尤為迅速,一下幾個方面將作為其未來的發(fā)展方向。
1、智能化。機電一體化與傳統(tǒng)的機械自動化的主要區(qū)別就在于智能化方面,智能更加代表機電一體化的未來方向。隨著中央處理器運作速度的提高和計算機的高性能化,使得嵌入智能控制算法成為了可能,從此機電一體化技術(shù)產(chǎn)品向著智能化方向發(fā)展。這種智能機電一體化產(chǎn)品擁有模擬人類智能的功能,可以做出一些判斷推理以及功能決策,以取代制造作業(yè)中部分人的腦力勞動為目的。
2、系統(tǒng)化。系統(tǒng)具有任何組態(tài)的功能,隨時分解、組合是系統(tǒng)的特征,系統(tǒng)也正致力實現(xiàn)多子系統(tǒng)互相調(diào)和及整合管理。系統(tǒng)的具有較強的通信功能,除了通用的通信方式外,遠程通訊及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)正在興起,以及其需要的局部網(wǎng)絡(luò)正慢慢的被采用。未來,機電一體化產(chǎn)品會越來越考慮人的因素,令機電一體化產(chǎn)品模擬人的智能、甚至情感。或者也可以根據(jù)某種生物的良好結(jié)構(gòu),模擬出生物機體,生物系統(tǒng)化越來越成為其發(fā)展的方向之一。
3、微型化。微型系統(tǒng)是機電一體化發(fā)展的一個新方向。其高度融入微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)。有國外專家稱,微型電子機械的物理體積一般要小于 1 立方厘米,但這并非最終尺寸,正向微米、納米級方向進軍。微機電一體化系統(tǒng)集合占地小、耗能少、運用靈活等特點于一身,更容易進入狹小空間,同時便于精細操作。由此,其在生物、醫(yī)學、航空、工農(nóng)業(yè)及國防領(lǐng)域,有著廣闊的使用前景。據(jù)目前掌握的技術(shù),可根據(jù)半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過程中的蝕刻方法,在實驗室中完成亞微米級機械零件的制造。
4、模塊化。有人說機電一體化產(chǎn)品的模塊化是一項緊迫而艱難的任務(wù)。市場上,機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家很多,統(tǒng)一開發(fā)具有標準機械、電氣、動力、信息接口的機電一體化產(chǎn)品并非易事。制訂統(tǒng)一的標準是前提,這樣才能使各部件、單元匹配成功。機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)商可以依照標準化產(chǎn)品進行創(chuàng)新,更新?lián)Q代,為自己的不斷擴大再生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
5、網(wǎng)絡(luò)化。像所有產(chǎn)業(yè)一樣,網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)及發(fā)展對機電一體化技術(shù)有著十分重要的影響,使其越來越向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。市場上出現(xiàn)很多種類的機電一體化產(chǎn)品,其面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不一樣。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及,遠程控制和監(jiān)視技術(shù)發(fā)展前景廣闊,其實遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品的一種。
6、綠色化。隨著社會的發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,“綠色”產(chǎn)品已成為各產(chǎn)業(yè)所追求的至高目標。這是社會發(fā)展的趨勢,并要求產(chǎn)品的全生命周期,包括設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個過程都要綠色環(huán)保。機電一體化產(chǎn)品的綠色化要求產(chǎn)品的制造過程無污染、無浪費,結(jié)束產(chǎn)品生命時可回收利用。
結(jié)束語
機電一體化的核心工作有兩方面,其一是改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),應(yīng)用微電子技術(shù)使其達到節(jié)能、低耗,高質(zhì)、高效的目標,從而引領(lǐng)傳統(tǒng)工業(yè)進一步大發(fā)展;另一方面是促進機電一體化產(chǎn)品的及時更新?lián)Q代,未來的機電產(chǎn)品將集自動化、數(shù)字化、智能化為一身。
參考文獻:
二、專業(yè)定位、課程體系與教學改革
(一)專業(yè)定位
機電一體化技術(shù)涉及的知識面寬廣,是集機械、電子、信息和管理等諸多學科于一體的新興交叉學科,因此機電一體化專業(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)濟發(fā)展,通過對機電專業(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)生主要面向機電行業(yè),以及軌道交通行業(yè)的機電產(chǎn)品研發(fā)制造企業(yè)、設(shè)備運行等就業(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,具備機電一體化技術(shù)基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能,適應(yīng)機電一體化產(chǎn)品設(shè)計制造、軌道交通機電一體化設(shè)備的安裝調(diào)試、維護與保養(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)學生的職業(yè)能力為主線,運用倒推法,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、課程標準。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“機械制圖與CAD”“機械基礎(chǔ)”“電工電子技術(shù)應(yīng)用”“機電傳動與控制”“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“單片機原理及應(yīng)用”“數(shù)控機床電氣控制”“生產(chǎn)線組裝與調(diào)試”“機器人技術(shù)應(yīng)用”;綜合能力課開設(shè)了機加工實訓、鉗工實訓、機電設(shè)備拆裝實訓、電氣控制綜合實訓、數(shù)控機床操作與編程、畢業(yè)頂崗實習。專業(yè)核心課中還開設(shè)了城市軌道交通車站機電設(shè)備、車站電梯維護課程;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)與通風系統(tǒng)維護課程,以對接軌道交通行業(yè)發(fā)展對車站設(shè)備管理和維護人員的需求。為了激發(fā)并培養(yǎng)學生的創(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)置了機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計課程,鼓勵學生參加市級及以上大學生創(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生可以免修該課程。
(三)教學方法改革
深入開展課程建設(shè)與改革,創(chuàng)新課堂教學。推行項目教學、案例教學、工作過程導(dǎo)向教學等融“教、學、做”為一體的教學模式。改革教學方法和手段,強化“以學生為中心”的理念,廣泛運用啟發(fā)式、討論式、探究式等教學,以激發(fā)學生主動學習的動力。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、輔助教學實施,實現(xiàn)教學目標;使學生利用該開放的平臺,通過動畫變換視角、直觀形象地學習抽象的概念,使教學活動更加符合學習者的自然思維習慣,提高學習者的學習興趣和積極性,用虛擬仿真替代危險性高或難以安排的現(xiàn)場實習,或展示現(xiàn)實教學中難以理解的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、復(fù)雜運動等,提高實際教學效果,在課堂教學以外鞏固所學和拓展學習。構(gòu)建選課平臺,借助網(wǎng)絡(luò)學習,真正實現(xiàn)彈性教學模式[4]。
三、專業(yè)的主要特色和成就
(一)進行訂單班培養(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)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)學生、師傅教師互派共培、資源共享的機制。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,針對學生未來的工作崗位技能進行授課。在跟崗、頂崗過程中采用企業(yè)教師一對多、一對一的教學,指導(dǎo)學生獨立操作。通過半年的企業(yè)頂崗實習,切實提高學生職業(yè)素質(zhì),實現(xiàn)頂崗實習與工作崗位對接。
(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、實訓實習、培養(yǎng)模式、實訓條件建設(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)機制,促進中等職業(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)教學標準和課程標準。
(三)利用工學結(jié)合園中的“校中廠”和校內(nèi)實習基地,提高學生的實踐動手能力
專業(yè)以培養(yǎng)學生的崗位職業(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組成的實踐教學體系。校內(nèi)生產(chǎn)性實訓教學根據(jù)教學目標和畢業(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行安排。校內(nèi)生產(chǎn)性實訓注重單項能力的強化訓練及簡單功能系統(tǒng)的設(shè)計、裝調(diào)、維修等。為此我們通過“引企入園”的方式,引進了廣州市鴻輝電工機械有限公司、廣州冠通機械設(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)的崗位進行頂崗實習,達到綜合鍛煉畢業(yè)生解決問題、適應(yīng)工作崗位要求的培養(yǎng)目標。如在“校中廠”進行可編程控制設(shè)計、機電設(shè)備拆裝實訓、單片機產(chǎn)品控制系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)線的安裝與運行調(diào)試、數(shù)控機床的電氣線路連接及系統(tǒng)調(diào)試等。
(四)畢業(yè)生得到社會認可
根據(jù)廣東省教育廳委托第三方專業(yè)評估機構(gòu)麥可斯MICOS對畢業(yè)生評估報告數(shù)據(jù)顯示,我校機電一體化技術(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)的高度認可,其工作態(tài)度端正,具有較強的吃苦耐勞、勤奮務(wù)實的精神;知識面寬,上手快,并具有較強的創(chuàng)新精神,贏得了良好的社會聲譽。
(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,機電一體化專業(yè)報考率2015年達604.44%,2016年達513.24%;在普通高校招生考試中2015年報考率達147.37%,2016年達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)學院機電一體化專業(yè)得到社會的認可。
四、結(jié)語
經(jīng)過多年的建設(shè),機電一體化技術(shù)專業(yè)依托廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學院在軌道交通行業(yè)的傳統(tǒng)和集群優(yōu)勢,定位于軌道交通特色的機電一體化人才培養(yǎng),從人才培養(yǎng)模式改革、教學方法創(chuàng)新、師資隊伍建設(shè)、實踐教學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)學院
參考文獻:
[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.
機電一體化技術(shù)是將機械、電子、信息、自動控制等多重技術(shù)綜合在一起的復(fù)合技術(shù),它將微電子技術(shù)引入機械工程,使之相互滲透,形成了如今的容多項技術(shù)為一體的新型的綜合應(yīng)用。煤礦企業(yè)機械勞動強度大,采掘、運輸周期頻繁,對機械設(shè)備的自動化、智能化應(yīng)用要求很高,采用機電一體化技術(shù),能夠滿足煤礦企業(yè)規(guī)模化、技術(shù)化的發(fā)展要求,提高生產(chǎn)水平,減少人力消耗,實現(xiàn)目標生產(chǎn),順應(yīng)了科技發(fā)展的潮流,提升了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益,具有強大的生命力。
1我國煤炭行業(yè)機電一體化技術(shù)的發(fā)展
我國從20世紀70年代初開始自行研制第一套綜合機械化采煤工作面,將計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)與機械生產(chǎn)相融合,為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ);而大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的使用,為機電一體化的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ);隨著20世紀80年代后期,機械化采煤的空前發(fā)展,更進一步推動了煤礦機電一體化技術(shù)的應(yīng)用,采煤機開始由液壓牽引轉(zhuǎn)向電力傳動;20世紀90年代中后期,大功率電牽引采煤機開始出現(xiàn),微機監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用,使機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進,同時,光學、通信技術(shù)和微細加工技術(shù)也逐步開始應(yīng)用,出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化的分支;步入21世紀,我國煤礦企業(yè)機電一體化技術(shù)的應(yīng)用和研究有了更進一步的發(fā)展,取得了驚人的成績:實現(xiàn)了煤礦安全生產(chǎn)控制、大型固定設(shè)備實施后備保護等,我國自制的煤礦機電一體化設(shè)備都實現(xiàn)了職能化、信息化的功能,并且具有體積小、易操作、性能穩(wěn)定、維護方便的優(yōu)點。
2機電一體化技術(shù)在煤炭行業(yè)的應(yīng)用
2.1機電一體化技術(shù)在提升機中的應(yīng)用
當前,我國煤礦井下使用的全數(shù)字化交直流提升機是機電一體化、自動化技術(shù)水平最高的設(shè)備,特別是內(nèi)裝式提升機,它將滾筒和驅(qū)動裝置合為一體,機械結(jié)構(gòu)更加簡略,各項技術(shù)應(yīng)用更加順暢,充分實現(xiàn)了機械、電子、計算機、自動控制的綜合。全數(shù)字化提升機采用總線方式,電器安裝更簡化,更安全可靠,硬件配置合理,非常兼容,核心部分使用雙CPU計算機系統(tǒng),性能更先進,操作更簡便,是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機。我國還應(yīng)用新技術(shù)研制出第一臺交流變頻供電的交流提升機,其最大裝機容量達到5000kW,主、副井提升機完全實現(xiàn)自動化控制,不用再專門配置絞車司機。
2.2機電一體化技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用
1991年,我國與波蘭瑪克公司聯(lián)手,成功研制出第一臺采用交流變頻技術(shù)的調(diào)速型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機,在20多年的技術(shù)改進和開發(fā)中,我國電牽引采煤機有了很大的發(fā)展,技術(shù)更加成熟,對煤礦企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展起到了積極的推動作用。電牽引采煤機有效地采用機電一體化技術(shù),與傳統(tǒng)的液壓牽引相比,具有更多便利的優(yōu)點:①電牽引采煤機不僅可以提供采煤機前進時動力,使其能夠克服阻力前行,在采煤機下滑時還可以產(chǎn)生發(fā)電制動,反饋給電網(wǎng)電能;②電牽引采煤機即使在40~50°傾角上也無需安裝其它防滑設(shè)施,電動機軸端裝有防止下滑的安全制動器,可以隨時使電機停止,其制動力矩的設(shè)計可達電動機額定轉(zhuǎn)矩的1.6~2.0倍,非常有效地控制住采煤機;③具有運行可靠,使用壽命更長的優(yōu)勢。電牽引采煤機使用過程中除了會磨損電動機的電刷和整流子之外,其它元件并無損傷,工作更可靠,故障率大大減少,使維護、保養(yǎng)的成本進一步降低。④電牽引采煤機反應(yīng)靈敏,具有良好的動態(tài)特性,電控系統(tǒng)可以隨時調(diào)整控制參數(shù),避免采煤機超載運行;⑤電牽引采煤機設(shè)計傳動結(jié)構(gòu)簡單,尺寸小,重量輕,效率高;電能轉(zhuǎn)化為機械能只需一次,能量效率高達99%,傳統(tǒng)的液壓式采煤機功效只有65~70%。
3機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應(yīng)用
我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)一直采用帶式輸送機,它具有實現(xiàn)長距離連續(xù)穩(wěn)定輸送、輸送量大且安全可靠,效率高,易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,是煤炭企業(yè)的主要運輸設(shè)備,近年來成為機電一體化技術(shù)的重點研究對象。我國現(xiàn)在采用的機、電、液一體化的CST可控軟驅(qū)動技術(shù)裝置,是專門為平滑起動運輸設(shè)計的,適用于大慣性載荷,如:煤炭、礦石等,長距離皮帶運輸驅(qū)動裝置。一條皮帶運輸機由一臺或幾臺CST驅(qū)動控制,一般為3點驅(qū)動。我國帶式輸送機的動態(tài)分析技術(shù)、在線監(jiān)控技術(shù)和起動延遲技術(shù)在聯(lián)合應(yīng)用上還欠融合,技術(shù)還有欠缺,因此,限制了輸送機的單機長度和運量,目前還存在監(jiān)控功能少、可靠性低、靈敏度差等直接問題,需要在實踐中不斷研討、提高。
4其它應(yīng)用
4.1機電一體化技術(shù)在供電系統(tǒng)上的應(yīng)用
煤炭企業(yè)是用電大戶,用電需求上需要供電質(zhì)量穩(wěn)定、可靠,能滿足大功率設(shè)備的操作,節(jié)能型產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。如:高低壓開關(guān)柜普遍采用了微機保護,通過聯(lián)網(wǎng)操作,實現(xiàn)了遠程遙控、遙測、遙信等多項控制功能;高壓開關(guān)柜使用真空開關(guān),維護簡易;同時,使用集中補償和就地補償相結(jié)合的技術(shù),減少了系統(tǒng)內(nèi)的無功電流和功率損耗,大大提高了使用壽命。
4.2機電一體化技術(shù)在節(jié)能降耗上的應(yīng)用
機電一體化技術(shù)在煤礦開采上的應(yīng)用使煤礦企業(yè)進入了全新的電子控制時代。高頻電力電子傳動控制、大功率電力電子器件的使用,將井下的各種電力設(shè)備重量減輕、體積減少,具有劃時代的意義。在中小功率的機電設(shè)備中使用交流電機調(diào)速傳動技術(shù),設(shè)備的系統(tǒng)響應(yīng)和控制精度都明顯提高,增強了設(shè)備的可靠性和靈活性,起到了節(jié)能降耗的作用。
5結(jié)束語
隨著我國煤炭系統(tǒng)“十二五”攻關(guān)任務(wù)的實施,機電一體化技術(shù)應(yīng)進一步得到發(fā)展和提高,促進井下生產(chǎn)的可靠性和安全性,確保設(shè)備自動化控制技術(shù)的提高,逐步實現(xiàn)采礦的應(yīng)用和控制,將井下生產(chǎn)的采煤、掘進、運輸和支護等過程的設(shè)備機電一體化,通過對各項指標參數(shù)的控制、檢測和反饋,達到集中化管理和調(diào)配的最終目的。相信隨著科學技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,機電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)會有更廣泛的實施空間。
參考文獻
[1]吳永明.淺談機電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)的應(yīng)用[J].科技促進發(fā)展,2010,S1:134,103,131,141.
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:B 文章編號:1009-914X(2014)18-0396-01
1.概述
機電一體化是一項復(fù)合技術(shù),即機械、計算機、電子信息處理和自動控制技術(shù)相結(jié)合,同時也是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)進行滲透的過程中形成的電子工程、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新形勢下的綜合技術(shù)。機電一體化與現(xiàn)如今社會的發(fā)展規(guī)律相適應(yīng),具有強大的發(fā)展?jié)摿ΑR驗槊禾块_采時將大數(shù)量的煤在地下開采好然后運輸?shù)降孛嫔希孕枰迷S多大型的機電一體化設(shè)備才能完成這一過程,所以機電一體化設(shè)備是實現(xiàn)這種大規(guī)模生產(chǎn)的必然選擇。機電一體化是將機械設(shè)備與電子信息技術(shù)結(jié)合為一體,使物流、信息流等也結(jié)合為一體。
2.機電一體化技術(shù)在煤礦行業(yè)中的具體應(yīng)用
2.1 機電一體化技術(shù)在煤炭從地下往地面運輸過程中的應(yīng)用。目前煤炭機電一體化、具有很高的自動化水平的機電一體化設(shè)備就數(shù)礦井提升機,其也是一項全數(shù)字化交流的機械設(shè)備。最特別為內(nèi)裝式提升機,其在結(jié)構(gòu)上比較簡單,將滾筒與驅(qū)動結(jié)合為一體,其更加突出的體現(xiàn)了機械-電力電子-計算機-自動控制的一個綜合體。但高度可靠的一種為全數(shù)字化提升機,其簡化了電器的安裝并且采用總線的形式,另外,其硬件的配置也是相當簡單的,而且相互之間可以兼容。目前,我國最大的裝機容量可達到5000w,并且主、副井提升機不需要專門的絞車司機就可以做到自動化。
2.2 機電一體在煤炭采掘中的具體應(yīng)用。機電一體化技術(shù)在采煤炭機的一個典型應(yīng)用為電的牽引下采煤機的應(yīng)用。與液壓技術(shù)進行比較可以得出其具有下列特點:①較好的牽引性:可以在采煤機進行向前移動時給其提供一個牽引力,使其以最小的力克服阻力前進,也可以在采煤炭機下滑的過程中提供發(fā)電制動,從而向電網(wǎng)快速的反饋電能。②可在大傾角煤炭層中使用:提供給電動機軸端上裝有停機時一個牽引力預(yù)防機器下滑時的制動器,由于其設(shè)計的制動力矩是電動機額定轉(zhuǎn)矩在1.6倍和2.0倍之間,所以電牽引采掘機可用的煤層傾角范圍為40°~50°,而且不需要防滑裝置。③其運行具有可靠性,較長的使用壽命,電牽引和液壓牽引之間存在著許多不同之處,電牽引除電動機的電刷和整流子有磨a損外,其他器件均為完好無磨損的,因此其具有工作可靠,較少出故障,使用壽命長,很少進行維修的優(yōu)點。④其反應(yīng)敏捷,有較好的的動態(tài)特征:電控系統(tǒng)可以及時的對各項參數(shù)進行調(diào)整,預(yù)防采掘機進行運載過量的現(xiàn)象。⑤其具有簡單的結(jié)構(gòu)和較高的工作效率:電牽引的采掘機的運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)極為簡單,2設(shè)計尺寸小,材質(zhì)較輕,電能一次性可以轉(zhuǎn)換為機械能,效率高達98%,但液壓采掘機僅僅可以達到65%-70%左右。
1991年煤炭炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作,研制成功我國第一臺采用交流變頻調(diào)速MG344-PWD型薄煤炭層強力爬底板電牽引采煤炭機以來,我國的電牽引采煤炭機有了較快的發(fā)展。國內(nèi)上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤炭機廠、雞西煤炭機廠等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤炭機,而且得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過近20年的研制開發(fā),我國的電牽引采煤炭機一逐步走向成熟,為煤炭礦生產(chǎn)技術(shù)的進步起到了積極的推動作用。
2.3 在帶式輸送機中機電一體化的具體應(yīng)用。帶式輸送機由于具有輸送距離長,輸送間是連續(xù)的,數(shù)量大,高效率和很容易就實現(xiàn)自動化的特點,已被我國煤炭行業(yè)的井下煤炭傳輸系統(tǒng)作為主要的傳輸設(shè)備。所以,成為我過近年來機電一體化設(shè)備中重點的研究對象。現(xiàn)如今,重點運用的裝置為機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它主要是負責運送大慣性載荷為平滑啟動,例如,專門設(shè)計的長距離皮帶運輸?shù)能涷?qū)動裝置。可以通過一臺或幾臺CST驅(qū)動對一條皮帶進行運輸。因為動態(tài)分析和在線監(jiān)督的技術(shù)以及啟動技術(shù)至今尚未解決我國的帶式輸送機械的中間驅(qū)動點不可以設(shè)置的過多,通常情況下為3點驅(qū)動,然而這樣就對輸送的單項長度和數(shù)量有了限制,并且,輸送機就有較少的監(jiān)控設(shè)備功能,較差的可靠性,靈敏度和壽命,與發(fā)達國家之間存在著很大的差距。
2.4 其他煤炭礦機電一體化裝置 液壓支架則向電液控制方向發(fā)展,將計算機技術(shù)與液壓控制有機結(jié)合,實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架,移架速度為6~8s/架,最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。 煤炭礦供電的特點是供電要可靠,質(zhì)量要高,能滿足大功率設(shè)備的要求。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開關(guān)柜采用維護量小,使用壽命長的真空開關(guān)。采用集中補償和就地補償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù),減少供電系統(tǒng)無功電流,減少無功功率損耗。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機保護”,具備網(wǎng)絡(luò)功能,可以實現(xiàn)遠程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。
3.煤炭礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢
我國自主推出的煤炭采掘機電一體化的設(shè)備具有的特點為:智能化,程序化以及信息化,并且具有機械設(shè)備體積小、操作維修起來比較方便、性能可靠等優(yōu)點。這些設(shè)備在煤礦行業(yè)的廣泛應(yīng)用,不僅為采掘工人減輕工作難度同時也提高了煤礦行業(yè)的生產(chǎn)水平,從而為煤礦企業(yè)和社會創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。但是,將我國的煤炭機械一體化技術(shù)與發(fā)達國家進項相比之下,可以看出我們之間還有相當大的差距,所以還有許多的研究工作需要我們繼續(xù)進行,然而,其未來的發(fā)展趨勢是:①開發(fā)本國的核心技術(shù),是以煤炭礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置:②增加產(chǎn)品的通信功能,以適應(yīng)綜合自動化的需要;③開發(fā)以微處理器和微機為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等;④煤炭礦機器人仍然是煤炭礦機電一體化技術(shù)今后研究的重點之一。
4.總結(jié)
近年來,隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動化技術(shù)的飛快發(fā)展,信息流成為機電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、智能化,在性能和功能方面均實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。因此,機電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)在煤炭礦采、掘、運裝備的應(yīng)用禾客推廣,極大地提升了我國煤炭礦生產(chǎn)的綜合實力,為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實的基礎(chǔ)。
參考文獻
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機電一體化技術(shù)也就是機械電子學,它可以對計算機信息技術(shù)以及機械技術(shù)等技術(shù)均有所涉獵,是一種實踐性以及系統(tǒng)性極強的技術(shù)。該技術(shù)在20世紀70年代就已經(jīng)被人們所知曉,隨著現(xiàn)階段社會經(jīng)濟以及科學技術(shù)的不斷發(fā)展,微電子技術(shù)的產(chǎn)生使讓機電一體化技術(shù)發(fā)生了巨大的改變。它在工程機械領(lǐng)域的大范圍應(yīng)用,不僅可以提升生產(chǎn)質(zhì)量、產(chǎn)品的性能以及工程機械的施工效率,還能很大程度上改變現(xiàn)階段的機械面貌。
1工程機械機電一體化技術(shù)概述
1.1工程機械現(xiàn)狀要想更好地提升工程機械的應(yīng)用效率,并且將機電一體化技術(shù)引用至工程機械當中,只有了解工程機械的使用性能,才能對工程機械中的機電一體化進行系統(tǒng)的探究。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工程項目中的人力作用已經(jīng)在逐漸的消退,取而代之的是機械化施工,機械化在工程中的施工可以很大程度上減少施工中的人力成本,還可大大提高工程的運行效率。要想使施工進程的工作效率最大化,就要逐步對機械性能進行更新,電子信息系統(tǒng)的應(yīng)用與探索在不斷促進機電一體化的發(fā)展進程,所以現(xiàn)階段的工程機械所面臨的要求就是要把機電一體化應(yīng)用到工程機械當中。1.2機電一體化由于當前的工程機械依舊處于關(guān)鍵的發(fā)展時期,所以將機電一體化應(yīng)用到工程機械當中成為現(xiàn)階段發(fā)展階段的必然要求,機電一體化的應(yīng)用可以促進工程機械的發(fā)展,并且使得機械工程逐步地向綜合且系統(tǒng)的趨勢發(fā)展,這樣會大大提高工程機械的運行效率,而且也會對工程機械的投入使用效果進行改善,提升經(jīng)濟性以及可靠性。在現(xiàn)階段的工程機械的制造過程中對機電一體化的使用主要體現(xiàn)在微電子處理器方面,以此來實現(xiàn)綜合的處理以及優(yōu)化、總結(jié)項目中的系統(tǒng)設(shè)備。隨著當前經(jīng)濟水平的不斷提升,隨之而來的工程機械的發(fā)展在不斷為機電一體化引導(dǎo)發(fā)展方向。在現(xiàn)階段的工程項目發(fā)展過程中,電子設(shè)備的應(yīng)用依舊是運行的主體,并且相關(guān)的技術(shù)也在工程機械的運行過程中被大范圍的引用,比如工程中設(shè)備運行過程中的自主故障消除與檢測以及實時動態(tài)檢測等,而且電子控制設(shè)備也在安全、高效以及經(jīng)濟的應(yīng)用至大型的工程機械當中。根據(jù)可靠的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,我國對工程機械的進口數(shù)量在不斷提升,這也是當前機械工程在發(fā)展中面臨的重要問題。
2機電一體化在工程機械運行過程中的應(yīng)用
2.1機電一體化技術(shù)應(yīng)用特征2.1.1高精度特性。機電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機械當中可以大大提高機械的工作精度,從而提升工作效率,比如將電子稱量系統(tǒng)裝設(shè)至混凝土攪拌設(shè)備當中,不僅可以實現(xiàn)自動稱重,還可以使得混凝土攤鋪獲得良好的效果,從而加強施工的質(zhì)量,而且也能提高機械運行的工作效率,使得人工的投入成本大大的降低。2.1.2自行檢測特性。自動檢測指的是可以在機械運行過程中進行自動檢測其中的所有子系統(tǒng),并且能夠?qū)こ虣C械的實時運行情況進行良好的映射,如果突遇檢測異常的狀況,它會啟動自動報警系統(tǒng)找到工程機械故障的具置,機電一體化的這一良好特性可以大大提升工程機械設(shè)備的工作效率,從而直接地減少檢測成本,還可以在故障的第一時間精確故障位置,從而減少停機時間,提高機械的運行質(zhì)量。2.1.3自動化特性。工程機械對機電一體化的應(yīng)用可以使得工程機械很大程度上處于完全自動化以及半自動化的運行狀態(tài)當中,這就可以使得人力工作量大大降低,從而降低人力方面的資金投入。在通過人力去操控機械設(shè)備的過程中,常常會出現(xiàn)相關(guān)操作人員的自身原因所帶來的錯誤操作情形,在工程機械中應(yīng)用機電一體化就可以良好地解決這一問題的出現(xiàn)。2.2機電一體化在工程機械運行中的具體應(yīng)用2.2.1調(diào)整施工精確程度。在工程機械的施工過程中實現(xiàn)對機電一體化的技術(shù)應(yīng)用可以良好的調(diào)整施工精確度,它具體的作用在電子控制系統(tǒng)當中。將電子控制系統(tǒng)應(yīng)用在工程機械當中,可以使得稱量數(shù)據(jù)更加精確,良好地解決了舊式的人工操作時帶來的誤差,將自動化的稱量真正地應(yīng)用到實踐當中,從而為工程機械的施工過程提供保障的作用。對機電一體化的應(yīng)用還能很大程度上減少人力的工作量,從而大大降低人力的資金投入成本,為工程施工的現(xiàn)代化提供不斷的動力源。2.2.2進行實時監(jiān)控。將機電一體化應(yīng)用到工程機械當中,可以對機械工程的子系統(tǒng)進行動態(tài)的電子監(jiān)控,如果某一子系統(tǒng)出現(xiàn)了工作故障電子控制系統(tǒng)就會自行啟動報警系統(tǒng)來警示相關(guān)的施工工作人員,甚至有一些更加先進的機電一體化系統(tǒng)還可以對設(shè)備的故障進行自動的處理和清除,將實時的修復(fù)技術(shù)變?yōu)榭赡埽_保工程機械運行過程中設(shè)備的正常運轉(zhuǎn),從而達到最大程度減輕設(shè)備運行故障對工程進度的影響。2.2.3機械運行過程中保證節(jié)能。要想確保工程機械的正常運轉(zhuǎn)就需要在機械設(shè)備運行過程中進行大量的能源消耗,其中的關(guān)鍵原因就是由于工程機械在很大程度上都是超載運行甚至是根本達不到額定的功率,以至于做了諸多無用功,而在工程機械的運行過程中將機電一體化應(yīng)用在其中就會改善這一狀況。機電一體化可以運用其電子控制系統(tǒng)對施工功率進行調(diào)整,起到節(jié)能的作用,從而很大程度上在工程機械運行過程中節(jié)省了資源。
3機電一體化在工程機械領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢
3.1智能化趨勢機電一體化與舊式的機械生產(chǎn)模式比較,它最大的優(yōu)勢就是智能化,這也是舊式的產(chǎn)品不能與它相比之處,隨著科技的逐步的發(fā)展,機電一體化的性能以及智能化程度也在隨之不斷的提升,與此同時還會積極地將其他智能化、數(shù)字化以及信息化的技術(shù)應(yīng)用其中,從而最大程度地滿足機械工程不斷發(fā)展的需要。3.2個性化趨勢隨著現(xiàn)階段社會經(jīng)濟的不斷提高,消費者對于產(chǎn)品的需要也在不斷提升,那么生產(chǎn)的產(chǎn)品一定要根據(jù)經(jīng)濟的發(fā)展要求進行個性化的發(fā)展,尤其是在現(xiàn)階段高度的信息化時代,機電一體化的產(chǎn)品要想滿足現(xiàn)階段的人們的需求就要根據(jù)社會發(fā)展的要求向個性化的發(fā)展趨勢轉(zhuǎn)向,從而使得自身的產(chǎn)品更加符合社會的需要、符合機械工程的需要。3.3綠色化趨勢機電一體化要想在機電一體化技術(shù)中立足,就要符合時代的發(fā)展需求,而現(xiàn)階段的機電一體化就應(yīng)滿足可持續(xù)發(fā)展的目標以及宗旨,在滿足現(xiàn)階段工程機械的發(fā)展的同時還要積極的實現(xiàn)綠色和可持續(xù)的發(fā)展要求,使得在機械運行的過程中突出產(chǎn)品的綠色特性,并降低工程運行過程中對環(huán)境造成的污染,同時提升可回收的可能。綠色化也是現(xiàn)階段對機電一體化發(fā)展的必然要求。3.4高性能化趨勢要想滿足現(xiàn)階段的社會發(fā)展的需求,高性能也是機電一體化在工程機械運行過程中必備的性能,而高性能要求在運行過程中穩(wěn)定性強、速度快以及精準度高。由于這些性能的實現(xiàn)才能使得機電設(shè)備進行多數(shù)據(jù)以及多任務(wù)的操作,在產(chǎn)品出現(xiàn)故障時,相關(guān)的工作人員會通過數(shù)據(jù)顯示,找出故障位置并盡快的調(diào)整和解決問題,縱觀機電一體化的發(fā)展趨勢,它還會逐步優(yōu)化,從而達到更加符合工程機械發(fā)展的要求。3.5網(wǎng)絡(luò)化趨勢眾所周知,信息技術(shù)的發(fā)展可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的普及率,且網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的運用在各類行業(yè)當中,機電一體化的發(fā)展進程中它所涉及的檢測設(shè)備以及精密儀器已經(jīng)聯(lián)網(wǎng),并且也實現(xiàn)了設(shè)備的遠程監(jiān)控性能,降低了人力的投入力度,并且提升了工程質(zhì)量和工程效率。網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)階段的機電一體化在工程機械施工應(yīng)用的發(fā)展趨勢的關(guān)鍵因素之一。3.6集約化的發(fā)展趨勢現(xiàn)階段我國對于工程機械的施工過程中傳感器被廣泛的應(yīng)用其中,比如,將傳感器應(yīng)用在發(fā)電機中的裝設(shè)機油的裝置中,可以使得發(fā)動機獲得良好的工作狀態(tài),而且也能實現(xiàn)對裝置的工作狀態(tài)實時監(jiān)控的目的。將傳感器應(yīng)用在瀝青攤鋪機當中,不僅可以使得機器實現(xiàn)自動找平,還會具有勻速前進的性能,從而使得機器運作達到高效的平整度標準。在現(xiàn)階段社會經(jīng)濟以及科學技術(shù)不斷發(fā)展的大趨勢下,傳感器作為施工中的重要環(huán)節(jié),也隨著科技的發(fā)展呈蓬勃的發(fā)展趨勢,正因為其良好的發(fā)展態(tài)勢,使得施工過程中對其的利用率在不斷的提升,傳感器的使用也對工程機械施工過程的可靠性以及精密性提出更高的要求,并且施工過程中對于信息的采集也在逐漸地向集約化的大方向發(fā)展。由此可見,施工過程中對于傳感器的使用已經(jīng)越發(fā)地成為工程機械施工中的必要,并且在未來的工程機械中將會被大范圍使用。3.7微電子的發(fā)展趨向?qū)⑽㈦娮蛹夹g(shù)融入到機電一體化的使用當中,可以使得產(chǎn)品的尺寸變小,并且朝向納米科技的方向進行發(fā)展,一般這樣的微電子產(chǎn)品都具備重量輕以及技能高的特性,所以如果將其應(yīng)用到機電一體化的運用當中,定會使得作業(yè)效率大大提升。微機機械技術(shù)就是實現(xiàn)與微電子結(jié)合的重要表現(xiàn)之一,只有對微機機械技術(shù)進行不斷的更新和完善,才能在最大程度上實現(xiàn)機電一體化與電子技術(shù)相融合,而現(xiàn)階段對于微電子和機電的融合手段依舊是蝕刻和光刻這兩種。
4結(jié)語
隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工業(yè)化進程的腳步也在不斷加快,隨之而來的就是工程機械將會不斷的面臨著種種競爭壓力,要想實現(xiàn)對工程機械運行效率的提升,就要意識到機電一體化在工程機械運行過程中的重要作用,它不僅僅能優(yōu)化機械的運行效率,還能改善機械性能,從而從整體上改善機械的運行面貌,將機電一體化融入到工程機械當中是未來工程機械發(fā)展的趨勢所在,也是提升機械化的必然手段,要想真正的將提升工程機械效率的理念落實到實踐當中,就要不斷的實現(xiàn)機電一體化,并且在這個過程中,要不斷嘗試、改進以及積極的探究,從而不斷促進工程機械的機電一體化。
參考文獻
機電一體化的運用主要是通過電子控制系統(tǒng)加以實現(xiàn)的,電子控制系統(tǒng)應(yīng)用的好壞直接影響到工程機械的安全性、經(jīng)濟性、施工質(zhì)量、使用壽命等伴隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展以及微電子技術(shù)的出現(xiàn),使得機電一體化技術(shù)發(fā)生了根本性的改變,它也被大面積應(yīng)用在工程機械領(lǐng)域,這不僅改善了機械面貌,還顯著提高了生產(chǎn)質(zhì)量,并提升了產(chǎn)品性能。
1 工程機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用
機電一體化技術(shù)涵蓋了多方面的內(nèi)容,其中比較重要的有三方面,一是機械 ;二是電子技術(shù) ;三是計算機。機電一體化可以說是現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,其應(yīng)用推動了工程機械向著現(xiàn)代化的方向發(fā)展,其是以機械設(shè)備自身所帶有的功能為基礎(chǔ),融合現(xiàn)代高新科技技術(shù),能夠滿足不同類型的工程機械企業(yè)的需求。
1.1 機電一體化和工程機械的關(guān)系
現(xiàn)階段工程機械較傳統(tǒng)工程機械來說各種性能都得到了顯著改善,如操作舒適性提高;機械功率高且能耗小;可靠性提高;作業(yè)精度及作業(yè)效率提高等。工程機械各種性能的提高正是因為將機電一體化技術(shù)引入到工程機械中,使得機械、液壓技術(shù)和電子控制技術(shù)有機結(jié)合。目前現(xiàn)代工程機械的許多領(lǐng)域都應(yīng)用了電子技術(shù),表現(xiàn)為應(yīng)用電子控制裝置(系統(tǒng)),這種裝置(系統(tǒng))以微機或微處理器為核心,諸如工程機械的狀態(tài)監(jiān)控與故障自診,拌和設(shè)備稱重計量過程的自動控制等。
1.2 機電一體化對工程機械功能的改進
現(xiàn)代工程施工通常要求工程機械具有較高的性能:1)具備運行狀態(tài)的監(jiān)視功能、自動報警及故障自診功能 ;2)機械功效高且能耗小 ;3)技術(shù)性價比較高 ;4)自動化程度及精度越高越好;5)使用成本較低;6)操作安全、簡單,使用壽命長。下面對現(xiàn)代工程機械的電子(微機)控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能進行說明。
1.2.1 控制柴油機
發(fā)動機排放質(zhì)量與最低油耗間的矛盾,給柴油機技術(shù)的深入發(fā)展和研究帶來了很大的困難。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,冷風扇的轉(zhuǎn)速隨溫度的變化自動控制、電子節(jié)能液壓泵系統(tǒng)減小能耗、根據(jù)負荷條件自動調(diào)節(jié)柴油機油門、電子控制自動變速等裝置的應(yīng)用,使柴油機在各種變工況下自動選擇能同時滿足經(jīng)濟指標和排放指標的最佳噴油定時,充分實現(xiàn)節(jié)約能源、凈化排氣、提高效率的目的。
1.2.2 保證成品的作業(yè)精度
電子控制系統(tǒng)應(yīng)用到工程機械設(shè)備上,不光使稱量精確且過程自動化,同時避免了人工測量誤差較大的弱點,提高成品的作業(yè)精度。如混凝土攪拌站的計量過程大多都實現(xiàn)了自動化,這種電子計量系統(tǒng)廣泛采用微機控制。推土機上采用激光導(dǎo)向和電液伺服控制技術(shù),自動控制鏟刀的切土深度,減少了推土機往返作業(yè)的遍數(shù)和行程,提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率,降低了施工成本,同時也減輕了操作人員的勞動強度。
1.2.3 降低能耗,提高生產(chǎn)率
傳統(tǒng)工程機械的燃料能量利用率僅為20%左右,非常低,所以提高能量利用率在現(xiàn)代工程機械的發(fā)展中勢在必行。新型節(jié)能控制器(OLLS系統(tǒng))應(yīng)用于日本小松公司生產(chǎn)的新型挖掘機上后,燃料可節(jié)省23%,節(jié)能效果良好,因為該系統(tǒng)能使發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和泵吸收轉(zhuǎn)矩經(jīng)常保持在最佳配合狀態(tài),可有效地利用發(fā)動機功率,使作業(yè)機構(gòu)動作迅速,大大提高了生產(chǎn)率。
1.2.4 電子監(jiān)控、自動報警及故障自診
電子監(jiān)控和故障診斷專家系統(tǒng)設(shè)置各種類型的傳感器,監(jiān)控工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài),在故障發(fā)生之前預(yù)先發(fā)現(xiàn)問題,從而避免損壞機件事故的發(fā)生,保證作業(yè)人員安全。同時能動報警并準確地判斷故障發(fā)生的位置,提供處理方法,降低設(shè)備維修成本,降低設(shè)備故障率及停機臺次,保證設(shè)備安全、穩(wěn)定及長周期運行。如日本三菱Ms160O型礦用液壓挖掘機、美國卡特皮勒公司生產(chǎn)的936型裝載機等都備有電子監(jiān)控報警系統(tǒng)。
1.2.5 作業(yè)過程的自動化或半自動化
采用自動化或半自動化控制方式在提高生產(chǎn)率的同時降低了操作者的勞動強度,作業(yè)精度也不會受到操作人員的技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗的影響,達到提高工程機械的運作效率和質(zhì)量的目的。例如,日本和歐美各國研制的新型挖掘機可實現(xiàn)作業(yè)模式自動化,工作裝置―鏟斗的形狀與運動軌跡可由操作人員預(yù)先在在自動化的挖掘軌跡控制板上設(shè)定,完成后各種傳感器將信號將傳輸?shù)轿C控制系統(tǒng),動臂、斗桿和鏟刀受到微機系統(tǒng)的控制而按預(yù)設(shè)定動作,完成各種特定形狀和斷面溝槽和斜面等,從而減少操作人員因經(jīng)驗不足產(chǎn)生的誤差或事故的發(fā)生。
1.2.6 提高安全性
為了防止了翻車和斷臂事故,提高作業(yè)安全性,國外塔式起重機和輪式起重機大多裝有微機控制的力矩限制器,一旦超負荷立即發(fā)出警報。此外,國外的許多井下挖掘機采用無線電遙控裝置,實現(xiàn)無人駕駛,使工程機械在有放射性物質(zhì)污染地區(qū)和高溫或水下等危險地點上進行作業(yè)。
2 工程機械領(lǐng)域機電一體化的發(fā)展趨勢
2.1 智能化
智能化是機電一體化技術(shù)的必然發(fā)展趨勢,其應(yīng)用需求也越來越高。所謂智能化,即立足于相關(guān)控制理論,將心理學、生理學、計算機網(wǎng)絡(luò)、運籌學、人工智能等多學科知識運用到工程機械領(lǐng)域,使工程機械的操作可以逐漸取代人為操作,進一步降低工程預(yù)算成本,實現(xiàn)更精準的控制,滿足工程施工的更高要求,因此工程機械的智能化仍是大勢所趨。
2.2 微型化
微型化這一概念源于上世紀80年代末期,是指機電一體化向微電子機械系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微型機電一體化產(chǎn)品是電子技術(shù)與機械技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物,它的特點主要是體積小、耗能低、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等領(lǐng)域有著不可超越的優(yōu)越性。現(xiàn)階段微型機電一體化產(chǎn)品都朝著小于1立方厘米的體積發(fā)展,甚至是朝著微米、納米級別發(fā)展,其瓶頸為微機械技術(shù)。
2.3 網(wǎng)絡(luò)化
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制設(shè)備可以達到讓人們足不出戶即可控制多種設(shè)備的目標,使工程機械的操作更加便捷,而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。工程機械領(lǐng)域中遠程控制盒監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展使得機電一體化產(chǎn)品向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢。
2.4 節(jié)能環(huán)保化
隨著工業(yè)化進程的持續(xù)推進,人類社會的經(jīng)濟化水平不斷提高,但與此同時人們賴以生存的環(huán)境也遭到了巨大的破壞。進入新世紀以來,社會公眾對環(huán)保的關(guān)注和呼聲越來越高,國家也出臺了一系列的相關(guān)政策來號召節(jié)能減排,為適應(yīng)節(jié)約型社會的發(fā)展,機電一體化產(chǎn)品在使用時不造成資源浪費和環(huán)境污染,報廢后可以回收利用,實現(xiàn)綠色化產(chǎn)品概念和綠色化設(shè)計制造更能適應(yīng)今后的市場需求。
2.5 傳感器技術(shù)
傳感器技術(shù)在現(xiàn)代工程機械上應(yīng)用較為廣泛,比如,發(fā)動機可以通過機油壓力傳感器、冷卻水溫度傳感器等來進行發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的檢測和控制 ;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)攤鋪機在工作時實現(xiàn)自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預(yù)定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。
3 結(jié)語
按照“需求導(dǎo)向、高端定位、工學結(jié)合、資源共享、服務(wù)社會”的工作思路,機電一體化專業(yè)多年來面向現(xiàn)代機電裝備制造業(yè)的生產(chǎn)及服務(wù)型企業(yè),培養(yǎng)了具有良好的職業(yè)道德和創(chuàng)新精神,掌握職業(yè)崗位(群)所必需的專業(yè)知識及實踐技能,能擔任機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)、安裝與調(diào)試,機電一體化設(shè)備的使用與維護,機電一體化技術(shù)應(yīng)用服務(wù)等崗位工作的高端技能型專門人才。
隨著天津濱海新區(qū)迅速的發(fā)展和崛起,機電一體化技術(shù)專業(yè)緊密結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展,堅持高職學歷教育為主,同時開展面向企業(yè)的機電一體化技術(shù)服務(wù),在完成教學任務(wù)的同時為企業(yè)培訓機電一體化設(shè)備操作、可編程序控制器應(yīng)用、機電設(shè)備故障診斷與維修等技術(shù)人員,同時專業(yè)教師還為企業(yè)解決可編程序控制器編程、機電設(shè)備故障維修等難題,與多家企業(yè)建立起良好的合作關(guān)系。
一、立足提升專業(yè)服務(wù)社會能力,深化人才培養(yǎng)模式建設(shè)
針對機電一體化專業(yè)高端技能型人才的成長過程,在借鑒國內(nèi)外先進職業(yè)教育模式的基礎(chǔ)上,深化人才培養(yǎng)模式建設(shè),實施“專業(yè)核心技術(shù)+崗位職業(yè)技能”的模式,包括“核心技術(shù)課程建設(shè)”、“崗位職業(yè)技能培訓”、“職業(yè)資格培訓與鑒定”和“企業(yè)頂崗實習”四大要素。其特征是,既要充分體現(xiàn)高端技術(shù)對人才的要求,又要體現(xiàn)基礎(chǔ)知識、基本技能的培養(yǎng)以及達到高等職業(yè)能力的形成過程。以實現(xiàn)專業(yè)與產(chǎn)業(yè)對接、課程內(nèi)容與職業(yè)標準對接、教學過程與生產(chǎn)過程對接、學歷證書與職業(yè)資格證書對接、職業(yè)教育與終身學習對接。
專業(yè)核心技術(shù)包括:機械技術(shù)、計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)等。
崗位職業(yè)技能包括:從事機電一體化設(shè)備操作、工藝、編程、裝配、維修等崗位的能力。
核心技術(shù)課程建設(shè):根據(jù)機電一體化專業(yè)培養(yǎng)高端技能人才的特殊性,合理設(shè)置核心技術(shù)課程,既要考慮專業(yè)性,突出體現(xiàn)技術(shù)性,能夠達到一定水平的設(shè)計能力。又要考慮接受能力,體現(xiàn)技能,實用性,二者形成完美的統(tǒng)一。
崗位職業(yè)技能培訓:開展與行業(yè)企業(yè)的合作,開發(fā)以企業(yè)工作過程為基礎(chǔ)教學內(nèi)容的課程;具體分析、消化企業(yè)的典型工作任務(wù)和職業(yè)技能,共同制定相應(yīng)崗位(群)的職業(yè)技能培訓內(nèi)容,強化就業(yè)能力。
職業(yè)資格培訓與鑒定:根據(jù)機電一體化專業(yè)相關(guān)工種職業(yè)資格標準,剖析從初級、中級到高級的若干能力層次,針對不同的能力層次進行分解,確定能力要求,規(guī)劃課程,制定出相應(yīng)的教學模塊。通過有效鑒定,達到高級工水平。
企業(yè)頂崗實習:實施“校企合作”的專業(yè)建設(shè)方案,落實半年頂崗實習的組織、監(jiān)控與服務(wù),加強半年頂崗實習的管理,發(fā)揮“校友會”和“校企合作管理委員會”的真實作用,最終成為“短過渡期”或“無過渡期”的高端技能型人才,達到順利就業(yè)之目的。
二、改革專業(yè)課程體系建設(shè)
1.課程體系架構(gòu)思路
課程體系架構(gòu)首先圍繞機電行業(yè)企業(yè)對機電一體化技術(shù)人才的實際需求,依據(jù)崗位(群)工作任務(wù)進行職業(yè)能力分析,從而確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標。然后列出崗位(群)典型工作任務(wù)及工作過程,分解職業(yè)能力要素,并按照“符合人才成長規(guī)律”及“就業(yè)為導(dǎo)向”的思想,構(gòu)建理論與實踐相融合的教學體系,并確定教學改革特色課程,同時完成教學資源的科學、合理配置,如師資的安排、實踐設(shè)施的合理使用等。
為專業(yè)課程明確專業(yè)核心知技點,圍繞核心知技點展開職業(yè)資格培訓,明確專業(yè)核心技術(shù)技能,圍繞專業(yè)核心技術(shù)與崗位技能展開,強化為核心技術(shù)與崗位技能服務(wù)。
2.基于工作崗位能力的專業(yè)核心課程建設(shè)
在課程建設(shè)中,圍繞服務(wù)于企業(yè)生產(chǎn)實際需求,依據(jù)崗位(群)內(nèi)涵進行職業(yè)能力分析,列出崗位(群)典型工作任務(wù)及工作過程,制定崗位能力理念的課程規(guī)劃路線,形成有特色的基于工作崗位能力的“教、學、做”一體化專業(yè)核心課程,如圖1所示。
三、教學團隊建設(shè)規(guī)劃
1.提升專業(yè)帶頭人素質(zhì)
專業(yè)帶頭人要加強對職業(yè)教育理論與實踐的研究,組織好專業(yè)建設(shè)工作;要強化業(yè)務(wù)與技術(shù)能力,深入教學一線,了解學生的學習實情;要深入企業(yè),做好實訓基地建設(shè);對青年骨干教師定向培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)專業(yè)帶頭人后備力量;組織教研活動,創(chuàng)新教學方法,積極推行先進教學技術(shù),改革教學方法與手段,真正成為專業(yè)的領(lǐng)軍人物。
2.培養(yǎng)專業(yè)骨干教師
專業(yè)教師以機電一體化技術(shù)應(yīng)用為主攻方向,加強自身學習,立足本職,在教學、科研、管理、實踐能力方面均衡發(fā)展,提高年輕教師的學歷層次。安排骨干教師赴國內(nèi)外考察、專題學習,進修、深入企業(yè)學習,參加各級教學比賽、技能大賽等。
3.擴大兼職教師隊伍
本專業(yè)面向社會,聘請具有豐富實踐經(jīng)驗及操作能力的行業(yè)技術(shù)專家、技術(shù)能手為學校教育兼職專家教師,建立起一支理論水平高、實踐技能強、能在學校教育教學中發(fā)揮指導(dǎo)、帶動作用的兼職專家教師隊伍。在新技術(shù)推廣、技術(shù)服務(wù)、咨詢等方面產(chǎn)生了巨大的社會效益。積極將校外實訓企業(yè)高水平的技術(shù)人員和能工巧匠引入專業(yè)教研室。
四、專業(yè)建設(shè)目標效果
1.推進校企對接
繼續(xù)建立校企合作雙向發(fā)展模式,充分發(fā)揮企業(yè)和學院的人力資源、設(shè)備資源的作用,共同開發(fā)產(chǎn)學項目,將職業(yè)教育與經(jīng)濟社會發(fā)展緊密聯(lián)系在一起,把教學活動與技術(shù)開發(fā)、推廣、應(yīng)用和社會服務(wù)緊密結(jié)合起來,形成以學促產(chǎn)、以產(chǎn)養(yǎng)學的良性循環(huán),創(chuàng)造良好的產(chǎn)學結(jié)合氛圍,形成“互利雙贏”的局面。
2.探索系統(tǒng)培養(yǎng)
面向機電一體化企業(yè),貼近生產(chǎn)、貼近實踐,解構(gòu)課程體系和教學內(nèi)容,重構(gòu)突出職業(yè)能力和素質(zhì)培養(yǎng)的課程體系。建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)的專業(yè)標準,規(guī)范課程教學的基本要求,為高水平課程建設(shè)和課程資源共享服務(wù)。
3.強化實踐育人
進一步建好校內(nèi)實訓基地,強化實踐課程對于學生技能培養(yǎng)的作用,有的放矢、有針對性地激發(fā)學生的學習積極性,以期收到良好的實踐教育教學效果。
繼續(xù)深入企業(yè)開展校外實訓基地建設(shè)工作,要依托行業(yè)優(yōu)勢,安排工學結(jié)合方式現(xiàn)場教學,同時通過行業(yè)協(xié)會和有關(guān)企業(yè),以利于做實頂崗實習。
4.轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)方式
按照人才成長規(guī)律,主動與行業(yè)企業(yè)合作,開發(fā)以企業(yè)崗位工作為基礎(chǔ)的教學課程,根據(jù)機電一體化技術(shù)領(lǐng)域職業(yè)崗位(群)的要求,參照國家職業(yè)資格標準改革課程體系和教學內(nèi)容,建立突出職業(yè)能力和素質(zhì)培養(yǎng)的課程標準,實施以行為導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、項目、產(chǎn)品為載體的教學過程。
繼續(xù)實行“訂單式”培養(yǎng),根據(jù)市場需求確定培養(yǎng)目標、人才規(guī)格、知識技能結(jié)構(gòu)、課程設(shè)置、教學內(nèi)容和學習成果評估等。
組織學生的創(chuàng)新活動,以提高綜合素質(zhì)與技能,激發(fā)學生的創(chuàng)業(yè)潛能。
5.提升社會服務(wù)能力
繼續(xù)緊密結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展,開展面向企業(yè)的機電一體化技術(shù)服務(wù),為企業(yè)培訓機電一體化設(shè)備操作、可編程控制器應(yīng)用、數(shù)控設(shè)備維修等技術(shù)人員,保證每年提供企業(yè)技術(shù)培訓和滿足濱海新區(qū)企業(yè)需求的技能型人才培養(yǎng)。
中圖分類號:TU85 文獻標識碼:A 文章編號:
金融危機的爆發(fā),引發(fā)了世界經(jīng)濟的動蕩,中國也隨之受到很大影響。現(xiàn)代科學技術(shù)不斷推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展,作為現(xiàn)代科學技術(shù)的主要推動源的機電技術(shù)應(yīng)用更在此時發(fā)揮著及為重要的作用,要能在激烈的市場競爭環(huán)境中取得優(yōu)勢,就必須使我們自身的技術(shù)結(jié)構(gòu)等發(fā)生巨大變化,從傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)慢慢轉(zhuǎn)型為機電技術(shù)應(yīng)用生產(chǎn)。因此,機電技術(shù)應(yīng)用的前景給我們帶來了很多的深思。
1 機電技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容含義
1.1 機器的構(gòu)造及工作原料
生產(chǎn)機器的構(gòu)造一般都是由主體部位的發(fā)動機、曲柄連桿、配氣、起動、傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等構(gòu)成,要提高機器的工作效率,必須從其主體部位改善性能、減輕質(zhì)重和提高運轉(zhuǎn)精度等方面考慮。而傳統(tǒng)機器產(chǎn)品一般以鋼鐵材料為主,已經(jīng)不具備很強的市場競爭能力。要想改進機器的效率不但要從結(jié)構(gòu)上加以改進,還應(yīng)該多考慮利用非傳統(tǒng)鋼鐵材料為主的生產(chǎn)概念,如用非金屬復(fù)合材料,或者更高層次的金屬材料。當機器主體重量減輕了,方能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的功率的最大化,減少不必要的能量消耗,提高機器的工作效率。
1.2 提高弱電控制線路
提高弱電控制線路關(guān)鍵在于提高部件間的綜合性能,可從電機、傳感器、信息處理設(shè)備、軟件等方面進行提高。驅(qū)動機最為廣泛使用的是電機,但其工作效率及響應(yīng)速度還存在著諸多問題。我們面對此類問題要更為全面的發(fā)展新型的驅(qū)動單位,如驅(qū)動單元中裝了編碼器的電機以及控制專用組件、傳感器等多位一機的伺服驅(qū)動單元。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(guān)系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。目前,對外部信息傳感器來說主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。微型計算機作為信息處理設(shè)備的主要設(shè)備,大大推進了機電技術(shù)應(yīng)用與微電子學的進步。為進一步發(fā)展機電技術(shù)應(yīng)用,必須提高信息處理設(shè)備的可靠性、準確性、快速性等特點,最大程度的提高處理速度,并解決好抗干擾及其它可能出現(xiàn)的問題。除此之外,在與信息處理設(shè)備進去通信時,必須規(guī)范數(shù)據(jù)傳遞的格式,采用同一標準,這樣不僅有利于信息傳遞和后續(xù)維修,而且可以簡化設(shè)計流程。培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才,除低開發(fā)成本、開發(fā)高速傳遞方式,以便解決日后更為大容量化的機器運作能力。最后,僅有先進的硬件設(shè)施是不夠的,必須同時開發(fā)相關(guān)可利用的軟件配套使用。
2 機電技術(shù)應(yīng)用人才的現(xiàn)狀
2.1 機電技術(shù)專業(yè)人員稀缺
金融危機的爆發(fā),致使世界各國不斷由傳統(tǒng)勞動力競爭轉(zhuǎn)化為高科技競爭和創(chuàng)造新的生產(chǎn)方式來滲透在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中,引起了國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的深刻變革,機電技術(shù)正是這場變革中的新興領(lǐng)域,其功能不僅有動力、速度、精確度外,更需要自動化、信息化、智能化,并最終逐步實現(xiàn)機器人化。典型的機電產(chǎn)品,如數(shù)控機床、加工中心、機器人和機械手等,無一不是機械類、電子類、電腦類、電力電子類等集成融合成一體化,這必然需要機電設(shè)備操作、維修、檢測及管理的大量專業(yè)技術(shù)人員。
2.2 我國急需機電技術(shù)應(yīng)用性專門技術(shù)人才
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示在未來的幾年甚至十幾年內(nèi),對機電技術(shù)人員的市場需求將會是有增無減。因此,時機已經(jīng)成熟,我們不得不發(fā)揮我國職業(yè)教育的優(yōu)勢,加大對現(xiàn)有機電技術(shù)專業(yè)教學改革的力度,方能迅速擴大在機電技術(shù)人才市場的占有率,為國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革貢獻出自己的一分力量。
2.3 工業(yè)產(chǎn)值逐年攀升
各種成分的經(jīng)濟為了在日益激烈的市場競爭中占有一席之地,大量引進高新技術(shù)設(shè)備已成為必然,其中機電產(chǎn)品更是占主導(dǎo)地位。以數(shù)控機床加工中心為例,我省大中型企業(yè)中,近幾年引進許多國內(nèi)外先進設(shè)備,但真正能使其發(fā)揮潛能的機電技術(shù)人員還非常有限。目前,我省技術(shù)工人緊缺、且年齡偏大,制造業(yè)中具有高等技術(shù)資格的人員很少,為此各中等職業(yè)技術(shù)學校,為滿足企業(yè)對機電人才的需求,不斷培養(yǎng)和輸送了許多機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生,但隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,更加需要大量的機電技術(shù)應(yīng)用性人才。
3 機電技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展前景給我們的深思
科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力,經(jīng)濟要發(fā)展一定要有先進的生產(chǎn)力水平。生產(chǎn)力水平的提高離不開人才的培養(yǎng)。縱觀國內(nèi)外機電技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀來看,機電技術(shù)革新將朝更系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、微型化、環(huán)保化等方向發(fā)展。
3.1 系統(tǒng)化的發(fā)展機電技術(shù)應(yīng)用
未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
3.2 網(wǎng)絡(luò)化的機電技術(shù)應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,無疑對機電技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生重大的影響,使其朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用,使機電技術(shù)遠程控制成為一個很現(xiàn)實的操作手法。
3.3 智能化的機電技術(shù)應(yīng)用
智能化即模擬人類智能,具有某種程度的邏輯思維、判斷能力和自主決策能力,從而可以取代制造過程中某些人的部分。特別是隨著21 世紀的到來,信息處理器速度的快速提高、高性能化,為傳感器系統(tǒng)的集成創(chuàng)造了非常有利的條件,進而更有力的推動著機電技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品向智能化方向轉(zhuǎn)移。
3.4 微型化的機電技術(shù)應(yīng)用
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù),是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的先進技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
3.5 環(huán)保化的機電技術(shù)應(yīng)用
在發(fā)達工業(yè)的影響下使人們生活富裕,但同時資源也在不斷減少,生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞。我們在提高經(jīng)濟效率的同時,也不能忘了保護好生態(tài)環(huán)境,要做可持續(xù)發(fā)展,進最大努力提高我國的綜合國力。機電技術(shù)應(yīng)用的時代,我們不僅要重視機電技術(shù)為工業(yè)生產(chǎn)帶來的效率,同時也要保護好生態(tài)環(huán)境,減少環(huán)境污染。因此,要不斷革新技術(shù),報廢回收,發(fā)展更多可再生資源作為機電技術(shù)應(yīng)用的原材料。機電技術(shù)應(yīng)用不僅僅是科學技術(shù)水平發(fā)展到一定程度的結(jié)晶,更是社會生產(chǎn)力發(fā)展階段的必然產(chǎn)物,它使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生了質(zhì)的飛躍,使工業(yè)發(fā)生了戰(zhàn)略性的變革。因此,認清機電技術(shù)應(yīng)用的前景并對其進行探討符合社會發(fā)展的需求。
參考文獻
為滿足企業(yè)對機電一體化專業(yè)高技能型人才的需求,加大一體化教學改革力度,提高技能人才培養(yǎng)質(zhì)量,加快高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng),探索技工教育的改革與發(fā)展之路,筆者探索通過以下渠道建立“學習中工作、工作中學習”的工學一體化課程體系。
一、調(diào)整專業(yè)方向,明確培養(yǎng)目標
機電一體化專業(yè)是與機械技術(shù)、電氣電子技術(shù)、檢測控制和計算機技術(shù)結(jié)合十分緊密、應(yīng)用行業(yè)十分廣泛的專業(yè)。技工學校應(yīng)了解相關(guān)行業(yè)企業(yè)與機電一體化專業(yè)相關(guān)的工作崗位以及這些崗位對人才的現(xiàn)實和未來有效需求情況,根據(jù)這些調(diào)查結(jié)果,準確定位專業(yè)人才培養(yǎng)目標;努力使本專業(yè)學生做到:就業(yè)能頂崗、創(chuàng)業(yè)有能力、繼續(xù)學習有基礎(chǔ)。
二、調(diào)整課程設(shè)置,改革教學內(nèi)容
課程設(shè)置與改革教學內(nèi)容歷來都是專業(yè)教學改革的重點和難點,是專業(yè)教學改革容易流產(chǎn)的重災(zāi)區(qū),需要全體教師全身心投入才能取得成效。具體做法如下。
一是根據(jù)人才培養(yǎng)目標設(shè)置課程,制訂有效、全面和可操作的專業(yè)教學計劃。
二是根據(jù)所設(shè)置的課程,編寫課程教學大綱。大綱的內(nèi)容包括:課程定位和目標、課程內(nèi)容和基本要求、課程的教學進程和學時分配、課程的實踐環(huán)節(jié)和學時安排、教材與主要參考書、課程質(zhì)量標準與成績考核、教學方法(教師的教和學生的學)與教學手段(技術(shù))指南等。
三是在教學計劃中,各門理論課要整體推進。教學內(nèi)容、教學方法、教學手段(技術(shù))、考試制度的改革應(yīng)形成協(xié)同效應(yīng)。教學內(nèi)容要緊跟現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展水平,部分剛應(yīng)用的新技術(shù)要請應(yīng)用企業(yè)的專家來講;教學方法要變單向灌輸為師生協(xié)同互動,既改變老師的教授方法,又指導(dǎo)學生改進學習方法和思考方法;重視學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力;盡量應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段、使多媒體教學課時數(shù)占總課時數(shù)的比例大于等于30%。
三、鞏固校企合作成果,開拓產(chǎn)學研結(jié)合新路
校企合作、產(chǎn)學研結(jié)合是辦好機電一體化專業(yè)的必由之路。部分企業(yè)作為本專業(yè)的實習基地,不斷從技術(shù)資料、外聘教師、學生頂崗實訓等方面給予寶貴支持,為學生“上崗就能頂崗”做出了重要貢獻。最近,學校還與實習基地洽談合作開發(fā)項目,這對加強校企產(chǎn)學研結(jié)合、提高師生動手能力有很大好處。我們計劃以此為契機,逐步開展校企合作培訓,合作產(chǎn)學研等項目。
四、提高師資隊伍水平
師資隊伍建設(shè)是專業(yè)教學改革成敗的關(guān)鍵,沒有過硬的師資隊伍,就培養(yǎng)不出一流的學生。“一培養(yǎng),二引進,三外聘”是學校專業(yè)師資隊伍建設(shè)的主要措施。根據(jù)專業(yè)教學改革實際需要,本專業(yè)師資隊伍建設(shè)采取以下措施。
第一,主要基礎(chǔ)課(如機械制圖、機械基礎(chǔ)等課程)教學,要選定有豐富實踐教學經(jīng)驗、熱心教學改革、愿按評估標準承擔教學改革任務(wù)并具有中級以上職稱的教師擔任。為取得教改經(jīng)驗,要求教師要連續(xù)三年跟同一試點專業(yè)上課。這些教師與專業(yè)教師一樣,同屬專業(yè)教學改革試點的基本力量。
第二,從實習基地聘請兼職教師,主要負責學生頂崗實習的現(xiàn)場指導(dǎo)和專題講座。同時請他們來校講解書本上沒有,但企業(yè)已開始應(yīng)用的新知識、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備等,使學生的知識與當前應(yīng)用水平同步。
第三,引進一定數(shù)量的研究生、工程師“雙師型”教師,提高綜合師資水平。
五、加強實習基地建設(shè)
建設(shè)設(shè)施先進、現(xiàn)代技術(shù)含量高的機電一體化專業(yè)校內(nèi)實踐教學基地,具有真實的企業(yè)氛圍和產(chǎn)學研一體化的功能的PLC實訓室、電工電子實訓室、電工操作實訓室、電工高級考證實訓室、單片機實訓室、典型自動機械實訓室和CAD實訓室。
六、重視一體化課程教材開發(fā)