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机电一体化论文范文(16篇)

时间:2024-01-08 06:06:09 作者:文轩

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大学机电一体化毕业论文

电动舵机是一种复杂的机电一体化系统,是飞机、导弹等飞行器飞行控制系统的关键组成部分,其性能的好坏直接决定了整个飞行器性能的优劣。随着电力电子技术和永磁电机的发展,新型永磁无刷直流电机以其体积小、功率密度高、结构简单、控制灵活等诸多优点,已广泛应用于电动舵机系统。本文采用盘式无刷直流电机作为电动舵机系统的动力源,对其结构特点、工作原理、驱动方式分别展开分析,并对其数学模型和传递函数进行了推导。研制了一套体积小、结构紧凑、可靠性高的硬件电路,设计了位置、转速、电流三闭环控制算法,以得到较好的控制精度。为了验证所设计硬件系统的可靠性和控制策略的可行性,搭建了实验平台,并对原理样机进行了测试实验。结果表明,所研制的舵机系统满足控制性能要求,具有灵巧的一体化特点,具有很高的应用价值。论文研究的内容主要包括以下几个方面:

1.提出了电动舵机伺服系统关键技术指标。分析了舵机用无刷直流电机的结构与基本原理,得到了等效电路图,建立了无刷直流电机的动力学模型,并推导出了电动舵机的传递函数。

2.针对整个驱动系统,研制了一套以dsp+cpld为核心控制架构的智能功率驱动电路,包括主电源滤波及转换电路、电流检测与过流保护电路、位置检测与旋变激励信号调理电路、串口通信及其外围电路。

3.根据无刷直流电机的运行特点及数学模型,设计了位置、转速、电流三闭环控制算法,其中位置环采用比例积分控制,速度环、电流环均采用比例控制。在dsp主控制器中设计了控制模块、定时器模块、采样模块和串口通信等模块。在cpld辅助控制器中设计了hall换相逻辑、舵机转动方向解算逻辑、位置超限和过流保护等逻辑。

4.搭建了完整的实验驱动平台,对原理样机进行了控制性能测试实验,并对结果进行了详细地描述和分析。

关键词:舵机;无刷直流电机;dsp;cpld;pid控制。

大学机电一体化毕业论文

摘要:在工程施工中,诸多测量事故的发生给国家和企业造成了不同程度的损失,归根结底是由于施工测量质量管理紊乱、落后造成的。本文阐述了如何通过加强施工测量质量管理来对整个施工测量过程进行有效的监控,确保测量成果正确无误,防止测量事故的发生。

关键词:施工测量;质量管理;监控。

引言。

施工测量成果的正确与否直接影响到能否按设计精度的要求对工程构筑物的位置进行定位,测量事故的发生往往是因测量质量管理不严造成的,如果对测量成果的质量没有进行有效的监控,就无法保证施工测量的成果达到预期的质量目标,因此,加强施工测量的质量管理,对整个测量过程进行有效的监控,确保测量成果正确无误,防止测量事故的发生是很重要的。

一、施工测量质量管理的内容。

测量成果是通过一组测量人员按照一定的作业方法,采用特定的仪器设备经过外业数据采集和内业计算整理形成的,以之作为建筑物放样和定位的依据。因此,按照施工测量的作业流程,施工测量质量管理的内容包括以下三个方面:(1)人员管理(2)测量仪器管理(3)测量过程控制在工程项目施工中,施工测量质量管理作为工程质量管理的一个重要分支,应建立完善的质量保证体系。

二、施工测量质量管理。

2.1人员管理。

2.1.1项目总工程师。

项目总工程师应针对工程项目制定施工测量质量目标,制定测量内、外业工作标准,测量仪器管理制度,测绘资料管理制度,制定测量技术人员工作职责,并监督实施,确保测量人员各尽其责,使得测量工作能按规定按要求有条理的实施。项目总工程师应充分重视测量技术人员的培训工作,组织测量技术人员进行测量技能的培训和学习施工测量《规范》、施工技术《规范》,对拟实施的测量方案进行审核。

2.1.2测量主管工程师。

项目总工程师应任命一名责任心强,测量技术水平较高的技术人员担任测量主管工程师,测量主管工程师应负责施工测量方案的具体实施,测量仪器的年检、日常检校与维护,及时向项目总工程师汇报工作中出现的问题。

2.1.3测量员。

测量员必须要能胜任自己的测量工作,具备良好的职业道德和能够吃苦奉献的精神,应重视和加强自身专业技能的提高,积极认真地学习专业理论,在测量过程中能够按照《规范》的要求进行作业,同时还要加强测量仪器的操作训练,以提高测量的精度和作业效率,测量主管工程师应对测量员的专业技能进行定期和不定期考核,考核结果和工作表现与个人工资效益挂钩,以提高测量员的工作积极性和责任心。

2.2测量仪器管理。

2.2.1测量仪器的保管和维护测量仪器应由测量主管工程师指定专人负责保管和维护,在潮湿和烟尘环境中作业过后,要把仪器擦拭干净,并置于通风干燥处将水汽晾干。实践证明,日常维护对仪器的使用寿命和精度的稳定性有很大的影响。

由于施工现场施工机械多,稍有不慎,测量仪器就会受到碰撞,使测量仪器的精度指标和稳定性下降,或损坏仪器。施工现场遭到损坏的仪器设备在大多数情况下是因为操作者远离仪器造成的,因此,在测量过程中仪器操作者不得远离仪器,使仪器设备的安全处于失控状态。

2.2.2测量仪器的检校。

用于测量生产的仪器设备必须按计量法规的要求进行定期送检,检定合格后方可使用,未经检定合格的仪器不得用于测量生产,用于工程项目的测量设备应建立台帐,仪器的型号、精度指标、使用状态、检校情况应作好记录,确保测量仪器处于受控状态。测量仪器不仅每年要通过国家授权的计量检定部门进行年检,更重要的是要作好日常检校,通过对测量仪器的日常检校了解使用仪器的精度状况,才能避免因测量仪器的精度指标下降而影响测量成果的质量。

2.3测量过程控制。

2.3.1测量方法(测前控制)应选择合理可行的测量方法,以保证测量成果的质量达到预期的精度要求。例如,当交会方向的夹角太小时就不能采用交会法进行放样,应采用极坐标法放样;当后视边长较短时就不宜连续向前穿设中线,应采用导线法进行放样来控制误差的积累。在测量过程中应尽量采用闭合测量以增加检核条件,如支导线边长应采用往返观测,角度观测采用“两个半测回”或多测回进行检核。

2.3.2测量外业(中间控制)。

2.3.2.1桩点的复测。

进行导线测量或放样时,必须对作为已知点的导线点进行复核测量,平面控制点应进行角度和距离的检测,水准点应检测相邻两点间的高差,当检测结果表明桩点正确可靠时方可进行后续的测量工作。

2.3.2.2仪器对中整平。

仪器对中整平的正确与否直接关系到测量成果的正确性,在一个测站的测量中间至少应检查一次镜站、后点与前点仪器的对中和整平,以保证镜站、后点与前点仪器的对中整平正确,防止对点错误的发生。

2.3.2.3野外数据的记录。

(1)记录应采用双记录复核制。记录员应按照记录表格逐项计算,严禁采用只计算第一测回度分角值而其他测回度分角值照抄第一测回角值的记录方法,以防止角度的度、分计算错误不能通过多测回测角进行复核,在支导线测量中,其后果尤为严重。采用电子手簿进行记录的,应遵循电子手簿记录的相关规定。(2)记录员必须在记录薄中记录清楚测量人员和测量时间,以便对测量事故责任进行分析和认定。(3)观测员与记录员之间应密切配合,观测速度与记录速度协调一致,以防止记录员忙乱中听错记错观测数据。

2.3.2.4仪器高的丈量。

由于三角高程测量往返高差之差受大气折光影响很大,仪器高丈量错误不能通过往返高差之差来判别,因此,前后点、镜站仪器高的丈量必须遵循规范规定的“测前、测后丈量两次”的要求,以防止三角高程测量错误的产生。

2.3.3内业整理和测量成果的交接(测后控制)。

2.3.3.1原始记录的复核。

(1)复核原始记录时,应对记录薄上的所有记录数据进行复核,包括点名,点之记,观测数据、日期、人员等。(2)采用双记录复核时,原始记录由两个记录员互相复核,确保记录成果正确无误。在因测量人数受限而采用单人记录时必须遵循单记录双复核,当发现记录错误时,复核人必须让记录员重新计算进行确认。

2.3.3.2图纸复核。

测量成果计算前,必须对与施工测量相关施工图纸进行全面复核,确认测量计算所采用的设计数据正确无误,当发现图纸数据与复核结果不符合时应及时与设计单位联系解决,以防止设计图纸中设计施工数据错误导致计算成果发生错误。严禁使用未经设计部门认可的非正式图纸中的数据作为测量成果计算的依据。

2.3.3.3成果计算和复核。

测量成果的计算应由具备测量专业技术资格的人员来完成,计算人员必须认真抄录原始记录及起算数据。成果书编制完以后,首先应由编制者自检,然后与计算复核者完成最终成果书的复核校对工作并签字确认。

2.3.3.4成果审核与归档。

测量成果编制完成后须经项目总工程师审核,对不符合质量管理要求的测量成果应重新编制,必要时连同外业一起返工,经项目总工程师审核,符合施工测量质量管理要求的测量成果方可用于施工放样,测量成果由测量主管工程师按照“测绘资料管理制度”负责归档保存。

2.3.3.5资料和桩点的交接。

测量成果交付使用前应进行必要的交接,将该测量资料使用中应注意的问题给资料使用部门(人)讲解清楚,测量桩点应现场逐个交接,交接清楚后应签署交接记录。当工程项目有与其他单位相邻的施工交界段时,为确保施工交界段的正确衔接,应由项目总工程师负责与相邻施工单位签认交界施工段的测量公用桩,交界处平面公用桩至少应为两个,水准点公用桩一个。

三、结束语。

在工程建设中,施工测量的质量是工程质量创优的保障,因此,必须重视工程项目中的施工测量质量管理,在工程项目施工中建立健全的施工测量质量管理制度,按照施工测量的流程进行过程控制,层层把关,通过管理手段消灭测量事故的隐患,进一步提高测量成果的质量。

大学机电一体化毕业论文

随着社会发展和工程应用要求的不断提高,现代机械产品越来越朝着机电一体化的方向发展,同时,对机械产品的运动精度、控制稳定性和零件结构的优化设计等方面也提出了更高的要求。一方面,由于机电一体化产品是一个机械系统和控制系统强耦合的综合系统,其所包含的机械系统和控制系统之间相互影响,两者之间模型参数是否能够有效匹配,直接影响到系统的整体性能表现。另一方面,系统动力学参数和控制系统参数的改变会对机构性能产生影响,当具体到机构中某个关键零件时,这种影响成为不可忽略的因素,进而影响到零件的受载情况和优化设计结果。

传统的设计方法不能很好的兼顾机械系统和控制系统之间的耦合关系,不能全面考虑机械系统动力学模型、控制系统参数和零件结构拓扑之间的相互影响,很难满足实际的设计要求。因此,在机电产品的设计开发过程中,综合考虑机械系统动力学模型、控制系统参数与零件结构拓扑之间的关系十分必要,这对于机电一体化产品的设计开发和零件优化设计有着重要的意义。针对上述问题,本文以受控四杆机构为研究对象,基于机电联合仿真,给出了在一个优化环节中同时考虑机械系统动力学模型、控制系统参数和零件结构拓扑的协同优化流程。

首先,在adams软件中建立四杆机构的刚柔耦合动力学模型,分析了动力学模型参数改变对机构性能的影响,并在此基础上对动力学模型进行了优化,得到新的动力学模型。然后,在matlab/simulink中建立四杆机构的控制系统模型,输入阶跃信号,利用工程常用的试凑法,以系统快速响应为目标对控制器参数进行优化,得到与机械系统相匹配的控制系统模型。最后,搭建adams与matlab/simulink的联合仿真平台,根据机械系统动力学模型是否优化和控制系统参数是否优化组合成四种不同情况,分别进行联合仿真分析,得到柔性连杆臂的应变能和时间载荷历程,并通过optistruct对连杆臂进行拓扑优化。

对比机构动力学性能、控制系统响应曲线、连杆臂拓扑优化结果以及应变能曲线,验证优化后的效果。本文通过对受控四杆机构的分析研究,实现了对机构动力学模型、控制系统参数和连杆臂结构拓扑的.协同优化设计,达到了提高系统综合性能的优化目标,为机电一体化产品设计开发和对机构关键零件的优化设计提供了有益参考。

关键词:机电联合仿真;pid控制;拓扑优化;四杆机构。

大学机电一体化毕业论文

近几十年来,中国机电工程类行业已经有了突飞猛进的发展,同时这也是中国一直比较重视的工程项目。

而在这项工程实施过程中,相关机械设备的管理工作又是重中之重,如果不有效落实机械设备管理工作,整个工程的施工过程以及整体施工质量都会受到严重的影响。

因此,分析研究机电工程机械设备管理工作当中存在的问题,采取有效措施解决这些问题,完善机电工程机械设备管理工作,才能够提升机电工程整体质量水平。

1机电工程机械设备管理存在的主要问题。

1.1未建立健全完善的管理制度。

很多情况下,为了赶工期,在许多机电工程施工过程中,相关的管理工作并没有得到重视,特别是机械设备管理工作。

通常情况下,众多施工单位机械设备相关管理人员都缺乏对本职工作的认识和管理意识,对工作抱以一种无所谓的态度。

另外,很多管理人员没有较高的思想政治觉悟,想的都是贪图安逸,敷衍工作,造成管理工作总是不能得到落实。

无论什么企业单位,想要做好管理工作,都需要构建一个较为完善合理的相关管理机制,特别对于机电工程机械设备管理工作而言更是如此。

没有建立准确健全的相关管理规章制度,不能明确每一个相关管理工作人员能够明确自身的工作内容以及职责,管理人员就没有肩负法律责任,这样管理工作人员就不会重视对管理工作就,导致机电工程机械设备管理工作质量水平无法得到提升。

1.2对机械设备的新旧处理不到位。

目前,科技技术不断发展,各种机械设备在快速更替,眼下许多机电工程施工单位的相关机械设备已经显得老旧不堪重负了。

更有甚者,一些施工单位的机械设备过于老化破旧,严重落后于目前的工程需求,以至于这些单位无承担那些较先进大型的机电工程,在一定程度上影响了单位的发展,制约了单位经济的长远增长。

针对这种情况,有些施工单位已经在购置替换相关工程机械设备,有的从国外引进了大量的先进机械设备,使自身具备一定的市场竞争力。

可是,这些单位没有结合自身的实际发展需求,更没有制定好相关的机械设备改良替换计划,致使许多购置工作都是盲目实施,花大量资金买来的机械设备实际上不能起到作用。

对于机械设备新旧处理不到位也是机械设备管理工作中十分严重的一个问题。

1.3相关管理工作人员缺少专业能力及素质。

很多的机电工程施工单位为了减少成本,在相关设备材料不能再削减的情况下,只有减少工作人员以最大化降低工程成本。

这就使得很多施工单位在管理工作方面大量减少工作人员,其中就包括机械设备管理相关人员。

这种情况致使施工过程中机械设备的管理人员严重缺失,实际工作没有得到有效开展。

另一方面,很多施工单位在管理工作上实施随便安排工作人员,所以在机械设备管理工作中出现了大量没有相关工作经验和专业技术能力的人,这种情况已经屡见不鲜了,其最终必定造成机械设备管理工作不能落到实处。

2加强机电工程机械设备管理的策略。

2.1建立健全完善的管理制度。

任何一个企业单位想要搞好管理工作,无论是哪方面的管理工作,都必须要先构建一个较为完善健全的管理机制体系,尤其在机电工程机械设备管理工作上更是如此。

相关工程施工单位必须根据自身企业文化以及施工相关实际需求,建设一个合理有效且具有针对性的管理机制,以约束工作人员,使相关管理人员能够认清自己的工作本质和肩负的责任。

另一点,配合着管理制度,大力开展思想政治教育培训,强化管理人员的思想觉悟,提升管理工作人员自身的职业修养,从而诚心投入到管理工作当中。

例如,施工单位根据自身企业的文化历史以及企业实际大小,建立一个符合自身实际需求的工程机械设备管理机制。

这个机制必须有严格的管理条款和考核制度,以强化要求相关管理工作人员认真对待自己的工作。

与此同时,单位还需要定期组织相关管理工作人员进行思想教育培训,以提高员工的工作热情。

通常这种培训可以以半年为一个期限落实开展,并且可以根据实际需求在每次工程施工之前开展一次。

2.2合理配置工程机械设备资源。

在机电工程机械设备的相关资源配置工作上也要注意合理实施管理,这个方面关系着单位的实际利益和长期发展的需求。

在相关配置管理工作中,需要清楚自身单位已有设备的实际情况,哪些设备需要更换,哪些只是需要维护修理。

在之后购置新设备的过程中,根据整合已有工程机械设备相关信息进行针对性添置更替,严格把关购置过程,不仅要重视设备的质量是否合格,还要注意购置的设备是否都是真正需要的。

在工程机械设备的购置工作上,必需先制定一个合理的购置计划,并按照计划落实执行,要最大化利用已有资源,然后补充必需资源,这样才能有效提升单位效益。

例如,某机电工程施工单位,经过改革之后,在工程机械设备管理工作质量上有了明显提升。

特别是在机械设备的配置工作上,深入了解分析了单位已有设备资源的情况,一改以往胡乱购置的现象,将购置管理工作严格把控起来,使得已有设备得到最大化利用的同时,购置的新设备也是当前最合适单位施工所需的。

通过这样有计划性的管理,使该企业在购置工作中省下一大笔不需要的开支,进而使得单位的无意义消耗减少了7.6%,由于机械设备合理购置管理而增加的企业效益上升了4.1%,真正实现了利益最大化。

2.3强化相关管理人员的专业技能水平。

想要有好的管理效果,就必须选用合适的管理人才,故此,机电工程机械设备管理工作得以顺利开展的一大重要元素就是管理人才的正确使用。

机电一体化论文【】

:随着社会的发展,科技的进步,机电一体化技术在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,并被应用在人们生活的方方面面,在现代工程机械的运用中发挥着越来越重要的价值。本文将对机电一体化技术在现代机械工程机械中的应用进行分析,指出其应用方式并对机电一体化技术进行应用展望,期望推动我国机械工程事业的发展与进步。

:机电一体化技术;现代工程机械;应用分析。

当前,机电一体化技术虽然已经取得了很大的成果,但仍然有很大的应用空间,我们应该对其进行积极的探索与应用,从而让现代工程机械事业更加发达。

1.1保障工程制造过程中的监控功能的使用。

在现代机械工程制造的过程中,合理的应用机电一体化技术,可以保障工程制造过程中的监控功能的使用。在现代机械工程制造的过程中,如果遇到什么问题,机电一体化技术可以及时做出警报,并且精确的确定好故障的位置,从而最大限度的降低损失。在现代机械工程制造业的运行过程中,机电一体化技术可以实行监控功能,并提高工程制造的工作效率,降低现代机械工程制造的应用和保护的成本,减轻人们维护工作的压力。所以说,机电一体化技术保障了工程制造中的监控作用,保障了工作的运作效率和生产效率[1]。

1.2减少工程制造能源的浪费。

由于工业流水线的缘故,现代机械工程制造业总会造成很大的能源浪费。在传统的加工行业运作中,如果加工和制作的成本太昂贵,就不能够得到合理的利润,这对于制造行业的正常运行有很大的影响。如液压挖掘机在工作时,其对于能源的利用率仅仅有百分之二十二,这极不利于我国能源事业的发展与进步,因此,节约能源是我们义不容辞的责任。日本在对小松挖掘机的应用过程中,应用了机电一体化技术,那么它在挖掘时,工作效率提高了将近百分之二十。如此看来,机电一体化技术在现代机械工程的运用过程中,可以减少我国能源资源的浪费,同时,机电一体化技术还可以有效利用能源,从而提高各个产业的利润效益。

1.3帮助工程制造实现半自动化和自动化作业。

机电一体化技术在现代机械工程制造业的应用过程中,有两方面的资金投入。一方面是机械和设备本身的制造和购买,另一方面是人工服务的资金。随着机电一体化技术逐渐深入制造行业,很多机械和设备能够实现自动化或者是半自动化,从而降低机械设备购买的成本,人工服务成本,减轻人们的工作压力、并大大提高了工作的效率。比如说,在理清水泥混凝土搅拌的工程中,需要很精准的加工,我们就应用了机电一体化技术———电子机械称量。如此一来,通过自动化的电子称量,路面的平整度达到了最精准的标准,也提高了工作效率,减轻了人工的劳累程度和压力。因此,机电一体化技术在现代工程制造行业的运行中,提高了工作的精准度和工作效率,促进了我国经济科技事业的飞速发展与进步,有效造福了人们的生活[2]。

机电一体化技术在机床中的应用中,最寻常的软件是z80-cpu,研发该软件系统并没有很大的难度,该软件在数控机床领域中也得到了广泛应用。纵观我国数控机床的发展特点,其由很多先进技术所组成,然而在所有系统中,z80-cpu的制作成本最低,并且也能促进工作的正常运行,所以顺应了我国能源事业的发展需求。和其它相似的技术比较起来,利用这一技术可以有效的减少能源的浪费,并且降低能源污染,最最重要的,该系统非常的可靠稳定,可以让后续的工作更加顺利的进行[3]。数据机床的现实应用中,对工作台和道具要有很精准的要求,因此,我们在应用机电一体化技术的过程中,首先要确保坐标轴一定要是工作台和刀具的运行方向,也一定要确保插补功能的连续控制存在。机电一体化技术在数控机床的应用过程中,一定要有效的发挥氟塑贴面导轨功能,导轨一定要是比较小的摩擦系数被很强的耐磨性,如此一来,数据机床在运行的过程中才能高效的运作。如果没有低速的状态,数据机床运行中的成本不高,如果反向运行,数据机床运行中不仅有很强的稳定性,而且有较高的准确性。现在,有关我国数据机床的主要传动方式主要是滚珠丝杠复传动。

2.2机电一体化技术在在自动化和半自动化作业中的应用。

自动化和半自动化作业在运用于现代工程机械的过程中,不仅有效提升了工作效率,还降低了制作设备的成本,减轻了人们的工作量。与此同时,我们在现代机械工程制造业中,人为因素的误差在逐渐减少,现实的生产也不再主要依靠人们的经验。比如说,自动化和半自动化作业的功能,就应用于三菱企业的挖掘机中,在应用这一功能后,挖掘机实现了自动化或半自动化,工作者仅仅需要根据挖掘机的实际情况进行设计,而不用再动手操作,挖掘机会自动进行发送信号等进行工作。如此一来,自动化作业和半自动化作业可以让很多领域的工作效率提高,有利于我国经济和人才事业的发展与进步。

机电一体化技术在现代机械工程制造业的发展运用中,是工程机械制造业发展中的一项创新,与此同时,在创新的同时也让我国的工程机械事业得到了发展与进步。和传统的工程机械制造业相比,现代机械工程制造业运用了机电一体化技术,该技术不仅从外观体积上对生产产品进行了改观,同时也提升了生产的产品质量,提高了制造产品过程中的工作效率、大大减轻了工人的劳动强度,是传统工程机械事业的一个重大突破。为了我国社会经济、科技、医疗、人才等事业的发展与进步,机电一体化技术需要进行不断的革新和改造,从而最大程度上满足人们的需求[4]。

3.1微型化。

机电一体化技术在现代工程机械的发展运用过程中,有一种微型机电一体化技术,该技术是我们研究的新兴技术,是纳米电子技术和机械技术的共同产物。运用微型机电一体化技术的。产品,它们的体积都少于1立方厘米,这种新型技术如今运用于许多领域,并且其发展的产品大多体积小,耗能低,并且高效运转,可以为人们的生活带来很大的便利。微型机电技术是非常重要的一种技术。当今社会,一些发达国家已经开始致力于研究微型化的机电一体化技术,并在不断的进行创新与进步,他们结合纳米基础的电子技术和机械技术,从而创建了一系列微型化的机电一体化系统。利用微型化机电一体化技术,我们所生产的产品将会越来越小,这也会应用于我国的医疗事业和军事事业等各个事业领域,同时这些体积颇小的产品也会革新并取代从前的产品在最大程度上减少能源的消耗,促进我国各个领域的发展与进步,从而造福全人类。

3.2智能化。

随着科技的发展与进步,现阶段全球很多产品都实现了智能化。机电一体化技术在现代机械工程的发展运用过程中,我们的主要目标是让该技术在理论方面得到实现,也就是说,相比较传统技术,该技术更偏重智能化。在现如今的机电一体化技术的发展过程中,正在朝着探索人类智能模拟的方向发展,由此可见,机电一体化技术有十分美好的发展前景。当今社会,我们的日常生活发展都已经离不开智能自动化,比如说智能手机、自动取款机等等,智能化是机电一体化技术更好发展所必备的技能。当然,我们要想实现机电一体化技术的智能化,依然离不开理论基础知识的支持,只有这样,智能化才能更好的应用于机电一体化技术。在日常生活中,我们使用手机指纹解锁,还有虹膜识别都是智能化运用在生产中的结晶。它可以通过真实的模拟人类的体观和思想,从而提供人们所需要的。再比如说,我们居住楼的声控灯、传感器等,它们都是最真实、准确的智能化模拟人类,从而达到最终的有效目的。由此可见,在机电一体化技术应用于现代机械工程制造业的过程中,智能化的发展方向是造福人类的必经之路,其对于科学事业的发展也有着很大的意义。

在我国当今社会的工业发展过程中,如果能合理的应用机电一体化技术,那么我国的现代机械工程制造业一定能够蓬勃发展,与此同时,也会带动我国多个事业和领域的发展与进步。机电一体化技术有精准性、高效性、灵敏性等特点,可以保障工作质量,提高工作效率,减轻人们的劳动强度,机电一体化技术可以说是我国发展事业过程中的一项很大的创新。对于全体公民来说,都有责任和义务去努力学习科学文化知识,掌握有关机电一体化的基础理论知识,开拓创新,从而增强我国的经济实力,带动我国经济的快速发展和进步。

[3]安阳民。机电一体化技术在工程机械中的应用分析[j].南方农机,20xx,49(12):60.

机电一体化论文【】

:作为机电一体化系统工作中关键性技术,传感器与检测技术在机电系统化运行中具有至关重要的作用。如果没有传感器核心检测系统,那么机电一体化无法实现自动检测以及自动控制。本文分别从汽车、机器人、机械等角度着手,分析传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用,为提升机电一体化检测有效性以及控制有效性打下良好的基础。

传感器与检测技术在机电一体化系统中具有不可替代的作用。利用传感器与检测技术能够及时检测系统特征和系统状态,同时也能够为待测系统提供必要性信息。所谓机电一体化系统,实际上就是有效结合机械与电子,利用多学科的集成技术来设计出制造系统以及制造产品,提升产品更新换代有效性,实现机电一体化系统智能化以及有效性,利用传感器与检测技术能够有效转化温度、速度以及流量等物理量,转换成为对应电信号,做好点信号标度变化等工作,进而能够有效满足机电一体化系统对于信息快速化以及可靠性的需求,加大资金投入,提升传感器与检测技术控制效率。

2.1传感器与检测技术在汽车行业机电一体化中的应用。

新型技术以及传感技术日渐发展促使现代汽车工业进入到新型时代,汽车机电一体化发展取代了传统机械化控制部件,实现了自动化控制。实际上,不仅汽车发动机中应用了自动化控制技术,汽车其他部件也应用了大量检测技术以及控制技术。将传感器应用于汽车发动机中,能够应用多类别传感器装置,传感器与检测技术利用电子控制单元来有效掌握发动机实际工作状况,进而精确控制发动机实际工作状态,有效提升发动机实际工作性能。在汽车重点控制部分,主要应用了温度传感器、曲轴位置传感器以及压力传感器等等,对改善汽车性能具有非常重要的作用,为人们提供个性化服务,有效增强汽车行驶安全性。例如,目前汽车都配备了专业的导航系统,利用汽车导航系统能够促使驾驶员掌握前方建筑物、车辆状态,实际上,不仅应用了gprs的定位系统,还应用了传感器与检测技术,利用传感器能够有效感知一定距离物质运动的状态,这样能够给予驾驶员更加准确的提示,促使驾驶员了解车辆行驶轨迹以及车辆行驶中的阻碍物,这样能够为汽车行驶安全提供有效保障。

2.2传感器与检测技术在机器人机电一体化系统中的应用。

在实际工作过程中,工业机器人之所以能够准确运行,主要是由于机器人身上具备传感器,这样能够有效感受自身状态,同时还能够有效掌握操作对象状态、工作环境状态等等,利用内部传感器来有效获取位置信息、速度信息以及位移信息等等,利用外部传感器能够有效感知外部环境、操作对象,通过内部传感器与外部传感器有效结合为机器人提供有效反馈信息,进而协助机器人能够更加顺利完成工作。由于机器人关节中安装了大量光电开关、微动开关等多形式传感器,利用传感器与检测技术能够有效检测机器人极限位置以及零位,进而有效保护机器人安全动作,为机器人轨迹精度、重复定位精度等提供保障。由于机器人关节安装了位移性质传感器,对机器人位置移动、位置工作具有非常重要的作用。在机器人抓手位置、手腕位置等都安装了触觉传感器,利用触觉传感器能够促使机器人准确定位对象位置,进而利用抓手传感器来抓取对象物体。

机械加工机电一体化系统中,传感器与检测技术具有非常重要的作用。在开展机械加工工作之前,需要自动检查加工设备以及配件,这样能够保证机械加工运行有效性,诸如,自动调整以及判断配件夹持位置,同时确定上床之后装夹夹紧力大小以及变形情况。在完成机械加工之后,还需要检测工件是否合格,测量工件尺寸、工件粗糙度、工作形状、工件位置公差等等。例如,完成螺纹、齿轮等工件加工,需要及时检测工件齿距、工件节距半径、工件螺距、工件导程等等,这样能够自动进行检测工作,还能够将检测结果有效输入到下一道工序。在机械加工过程中,为了能够保证精密产品合格率,在实际加工过程中需要不断收紧加工条件,有效工作工件加工切削速度、切削扭矩、工件压力等等,有效调整和检测各项数据,保证机械加工能够达到最佳状态。在机械切削工作过程中,传感器与检测技术在其中具有非常重要的`作用,有利于优化切削生产力以及材料切除率,进而优化实际制造成本。此外,利用传感器与检测技术能够有效确定切削力变化、颤振以及切削过程等等,保证加工精度,为机械加工设计以及切削工作提供精确切削数据,为刀架结构以及刀架材料提供重要依据。

工业自动化日渐发展促使其不断提升自动检测系统要求,这就需要重视传感器与检测技术分析工作,实现瞬时检测传感器与连续检测传感器相兼容,实现传感器与检测技术智能化发展。在工业发展过程中,需要结合实际需求来重视新型传感器开发工作,不断扩大传感器性能以及传感器使用范围,促进传感器集成化、小型化发展,提升机电一体化系统工作效率,为机电一体化系统顺利运行提供保障。为了促使机电一体化系统能够获取更加准确信息,需要积极引进先进传感器与检测技术,提升信息获取与信息传播的有效性。

机电一体化论文【】

机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,随着机电一体化技术的快速发展,现在的机电一体化技术,是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术。

它不是上述技术的简单拼凑,而是从系统的观点出发,合理配置各功能单元,使得整个系统具有高质量,高可靠性的特点。

机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋扑许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。

即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延仲,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。

机电一体化经历了长期的产生于发展过程,大致分为三个阶段:

萌芽阶段:20世纪60年代以前为萌芽阶段。

由于电子技术发展迅速,人们逐步使用电子技术的初步成果完善机械产品的性能。

特别是第二次世界大战后,机械产品与电子技术的结合使得许多性能优良的产品出现,对战后经济的恢复和技术的进步起到了积极的作用。

蓬勃发展阶段:20世纪70年代至20世纪80年代是蓬勃发展阶段。

在这一阶段,人们主动地利用新技术的巨大成果创造新的机电一体化产品。

应该特别指出的是,日本在推动机电一体化技术的发展方面起了主导作用。

日本政府于1971年3月颁布了《特定电子工业与特定机械工业振兴临时措施法》,要求企业界“应特别注意促进为机械配备电子计算机和其他电子设备,从而实现控制的自动化和机械产品的其他功能”。

这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为基点一体化的发展奠定了技术基础。

智能化阶段:从20世纪90年代开始至今称为智能化阶段。

人工智能技术及网络技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的新天地。

大量的智能化机械产品不断涌现。

出现了“模糊控制”和“混沌控制”等新概念。

机电一体化的目的是使系统高附加值化,即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化,并使产品结构向轻薄短小巧化方向发展,不断满足人们的生活多样化需求和生产的省力化、自动化需求。

因此,机电一体化的研究方法并不是拼拼凑凑的“混合”设计法,应该从系统的角度出发,采用现代设计分析方法,充分发挥边缘学科技术的优势。

机电一体化发展所采用微电子技术必须解决一些共性关键技术。

这些技术包括检测传感技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动控制技术、精密机械技术及系统总体技术等。

各部分所包括的内容如下:

检测传感技术:检测传感器的检测对象有位移、压力、温度、速度、加速度、流量等物理量,其检测精度的高低直接影响机电一体化产品的性能好坏。

检测传感技术的主要难点在于提高可靠性、精度和灵敏度。

信息处理技术:信息处理技术包括信息的输入、变换、运算、次数和输出技术。

信息处理是否及时正确,直接影响机电一体化产品的质量和效率,因而成为机电一体化产品的关键技术。

在信息处理技术方面存在的问题有减轻重量、提高处理速度、提高可靠性和抗干扰能力以及标准化、提高操作性及便于维修保养等。

自动控制技术:自动控制技术包括高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等技术。

其技术难点是现代控制理论的工程化与实用化,以及优化控制模型的建立等。

伺服驱动技术:伺服驱动技术主要是指执行元件中的一些技术问题。

伺服驱动包括电动、气动、液动等各种类型。

希望之星元件满足小型、重量轻和输出功率大等三个方面的要求,以及提高对环境的适应性和可靠性。

精密机械技术:机电一体化产品对精密机械提出的新要求有:减轻重量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善动态性能等。

系统总体技术:系统总体技术是以中国从整体目标出发,用系统的观点和方法,将总体分解成若干功能单元,找出能完成各个功能的技术方案,再把功能和技术方案组合成方案组进行分析、评价和优选的综合应用技术。

机电一体化产品要求系统的协调性很好,否则即使各个部分的性能、可靠性都很好,性能和产品也很难保证正常运行。

随着科技的发展和经济的进步,对机电一体化技术提出了许多新的和更高的要求,出现了新的概念。

如数控技术、cnc、fms、cims及机器人等都被一致认为是典型的机电一体化技术、产品及系统。

高性能化:高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。

新一代cnc系统就是以此“四高”为满足生产急需和人诞生的。

可实现告诉数据传递,在相当高的分辨率情况下,系统仍有高速度,此外其效率也非常高。

智能化:人工智能的研究日益得到重视,其中机器人与数控机床的智能化就是重要应用。

智能机器人通过视觉,触觉和听觉等各类传感器检测工作状态,根据实际变化过程反馈信息并作出判断与决定。

数控机床智能化,使用各类传感器对切削加工前后和加工过程中的各种参数进行监测,并通过计算机系统做出判断,自动对异常现象进行调整和补偿。

此外,机电一体化发展趋势还有系统化,轻量化及微型化等。

参考文献:

[2]机电一体化系统设计张建民北京理工大学出版社2006.2。

[3]机电一体化技术与系统梁景凯机械工业出版社2006.11。

[4]机电一体化原理及应用吕强国防工业出版社2010.11。

机电一体化专业毕业论文

机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

1.1数字化。

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

1.2智能化。

即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

1.3模块化。

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

1.4网络化。

由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

1.5人性化。

机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6微型化。

微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(microelectronicmechanicalsystems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。

1.7集成化。

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。

1.8带源化。

是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

1.9绿色化。

技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。

机电一体化系统设计论文

摘要: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概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。作为机电系的一名学生,将来工作学习都会以机电为主,所以必须掌握好各种机电的专业知识。我会本着认真的态度对待专业课的学习,提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对电动机的认识。

引言。

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。

机电一体化专业毕业论文

作者:

机电一体化是一项将系统技术、计算机信息处理技术、伺服传动技术、自动控制技术、检测传感技术和机械技术等多项技术相互结合的系统工程,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情况和发展背景发展历程,明确了机电一体化技术对于机械制造业的整体行业发展所拥有的重要影响,并阐明了机电一体化技术在未来社会朝着智能化、系统化以及轻量、微型化的方向发展。希望为机电制造业未来的发展方向起到了一定的指向作用。

绪论。

“机电一体化”在国外被称为mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的,它是用英文mechanics的前半部分和electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词,意思是机械技术和电子技术的有机结合。

机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展,向机械工业领域迅猛渗透,机械电子技术深度结合的现代工业的基础上,综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术,从系统理论出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础,对各组成要素及其间的信息处理,接口耦合,运动传递,物质运动,能量变换进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质的和能量的有规则运动,在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

1.3机电一体化技术五大组成要素与四大原则。

1.3.1、五大组成要素。

一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。(请参考机电之家机电一体化频道)。

机械本体(结构组成要素)。

是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接等。

动力驱动部分(动力组成要素)。

依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素)。

对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分(职能组成要素)。

将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。

执行机构(运动组成要素)。

根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能。

构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合:

两个需要进行信息交换和传递的环节之间,由于信息模式不同(数字量与模拟量,串行码与并行码,连续脉冲与序列脉冲等)无法直接传递和交换,必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间,也必须通过接口耦合后,才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递,必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行,因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能,使信息按规定的模式进行交换与传递。能量转换:

两个需要进行传输和交换的环节之间,由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流,必须进行能量的转换,能量的转换包括执行器,驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。信息控制:

在系统中,所谓智能组成要素的系统控制单元,在软、硬件的保证下,完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策,以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。运动传递:

运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间,不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

1、机械技术机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。

2、计算机与信息技术。

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3、系统技术。

系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。

4、自动控制技术。

其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5、传感检测技术。

传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。

6、伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

第二章一体化发展历程2.1一体化技术发展历程及其趋势。

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。

2.1.1一体化”的发展历程。

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。

2.2.2”发展趋势。

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、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。

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。

机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。

前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作。

随和经济的发展和科技的进步,越来越多的产品智能化、自动化、网络化,这些产品除了要用到机械驱壳,还需要用电路来控制,电的部分已经不再是简单的开关电路,而是用大规模的集成电路,单片机、传感器、可编程控制器等智能元件被用来和设备的机械部分想结合。单纯的机械活着单纯的电子已经不能适应行业发展的需要,渐渐地就出现了机电一体化这个学科。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上,到目前这个学科已经逐渐成熟了。

机电一体化技术包含六个部分,它们分别是:第一,机械技术。机械技术是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其它高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上的变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中,经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术,同时采用人工智能与专家系统等,形成新一代的机械制造技术。第二,计算机与信息技术。其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

第三,系统技术。系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,它是实现系统各部分有机连接的保证。第四,自动控制技术。其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

第五,传感检测技术。传感检测技术是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验,它是机电一体化系统达到高水平的保证。

第六,伺服传动技术。包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

机电一体化系统主要由五个部分组成:机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源。机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比,机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强,这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应,具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点;检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路,其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化,并将信息传递给电子控制单元,电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制;电子控制单元又称ecu(electricalcontrolunit),是机电一体化系统的核心,负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析,根据信息处理结果,按照一定的程度和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地进行;执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件,通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式;动力源是机电一体化产品能量供应部分,其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能,以电能为主。

第三章21世纪机电一体化3.1机电一体化技术近期发展。

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

1、数字化。

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2、智能化。

即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

3、模块化。

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

4、网络化。

由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

5、人性化。

机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

6、微型化。

微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(microelectronicmechanicalsystems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。

7、集成化。

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。

8、带源化。

是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

9、绿色化。

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。

20世纪80年代开始,国内机电一体化技术开始兴起,随着现代科学技术,尤其是计算机科学技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈,使产品的科技含量更高,更新换代速度日益加快,人们对商品需求更加多样和高品质化,所以传统的机械制造业正在发生十分深刻的转变,对产品的品质、成本要求逐渐提高,而且对于企业来说,对其自身的交货期、成本控制等方面都提出了更好的要求。我国为了适应市场需要,对制造业的这场巨大而深刻的革命十分关注,认为其既是机遇,也是挑战,近年来,我国在发达国家大量引进机电一体化技术,并且研发了一系列拥有我国独立知识产权的机电一体化产品和技术,所以,虽然我国的机电一体化技术与发达国家相比,仍有很大差距,但较之以前,具有更加系统化、智能化等方面的特点。

机电一体化已经成为从产品设计开发、加工制造到产品销售及使用维修等全过程的技术系统,其技术体系各学科间不断融合,其学科的界限性逐渐变淡甚至消失。生产规模的扩大及最佳经济效果的追求,使先进制造技术产生一系列技术与管理相结合的新的生产方式。计算机技术、传感技术、自动化技术、新材料技术、管理技术等的引入并与传统制造技术相结合,使制造技术成为一个能驾驭生产过程的系统工程。发展先进制造技术的目的在于实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,并取得理想的技术经济效果。

对于国外发达国家来说,由于其资金、技术和设备等方面的优势十分明显,所产处的机电一体化产品不仅质量较高,并能更好的适应市场多样化需求,使获得最大的经济利益。但是,我国由于科技技术发展水平相对较低,需经过一定时间后,其科技水平才能达到国际先进水平。所以,在科技实力方面,需要在引进国外先进科技的前提下根据我国情况对其进行改进和创新,并创造出具有我国自主知识产权的技术手段,而在市场经营和商业营销方面,要促进商品品质的提升和发展,并且要独立研发适合中国国情的、具有中国特色的机电一体化产品,并对于是市场欢迎的高技术的机电一体化技术和产品,需要投入大量的资金和技术力量进行开发,争取利用这些商品扩展市场,并在技术方面有巨大突破,为我国机电一体化技术的综合持续发展提供更大的技术支持和储备。

3.2.3工作面临的形势。

我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度。

我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。

我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。

另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。

我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。

总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。

3.4.1加强统筹安排,协调发展计划。

目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车!

3.4.2强化行业管理,发挥“协会”作用。

优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

3.4.4突出发展重点,兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。

4.1机电接口。

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:。

(3)进行a/d或d/a转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置a/d和d/a转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。

(1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(di)。由于开关信号只有两种逻辑状态“on”和“off”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

(2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(do)。do通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

4.2人机接口。

人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。

1、输入接口。

(1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、bcd码输出的bcd码拨盘。bcd码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以bcd码形式输入信息。

(2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:。

1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ascii码或二进制码);。

2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。

2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(led)是典型的输出设备,由于led显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的led显示器有7段发光二极管和点阵式led显示器。7段led显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式led显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统。机电一体化系统投入工业应用环境运行时,系统总会受到电网、空间与周围环境干扰。若系统抵御不住干扰的冲击,各电气功能模块将不能进行正常的工作,微机系统往往会因干扰产生程序“跑飞”,传感器模块将会输出伪信号,功率驱动模块将会输出畸变的驱动信号,使执行机构动作失常,最终导致系统产生故障,甚至瘫痪。

5.1干扰源。

从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。

1、供电干扰。

大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起cpu误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。

2、过程通道干扰。

过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电,接地系统不完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。

3、场干扰。

系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。

5.2抗供电干扰的措施。

1、配电系统的抗干扰。

抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施,其次可采用分立式供电方案,就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电,这样就减少了集中供电的危险性,而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合,提高了供电的可靠性,也有利于电源散热。

2、利用电源监视电路。

在配电系统中实施抗干扰措施是必不可少的,但这些仍难抵御微秒级的干扰脉冲及瞬态掉电,特别是后者属于恶性干扰,可能产生严重的事故。因此应采取进一步的保护性措施,即使用电源监视电路。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能;及时输出供cpu接受的复位信号及中断信号等功能。

5.3场干扰的抑制。

防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题:

(1)消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地,接地时要防止形成接地环路。

(2)为了防止电磁场干扰,可采用带屏蔽层的信号线,并将屏蔽层单端接地。

(3)不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。

(4)在布线方面,不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线,也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线,以免互相串扰。

5、软件抗干扰技术。

各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中,导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果,虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施,但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为,实施软件抗干扰的必要条件是:

(1)在干扰的作用下,微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁,或易损坏的单元设置有监测状态可查询。

(2)系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。

1)设置watchdog功能,由硬件配合,监视软件的运行情况,遇到故障进行相应的处理。

2)设置软件陷阱,当程序指针失控而使程序进入非程序空间时,在该空间中设置拦截指令,使程序进入陷阱,然后强迫其转入初始状地结合在一起,形成完整的系统。

机电一体化的核心技术主要包括信息处理技术、机械制造技术、传感器技术、传动技术和自动控制技术。

6.1.2信息处理技术。

信息处理技术主要指的是计算机技术,尤其是单片机技术。在机电一体化技术中“电”可以说是单片机技术、plc技术和通信技术的综合体。

6.1.3机械制造技术。

机械制造技术是机电一体化技术的基础技术。机械制造技术包含了很多方面,如机械设计技术、机械制造,还是机械工艺,并且其在机电一体化方面都有很大的发展,并存在巨大的发展空间。

6.1.4传感器技术。

传感器技术是一种包括各种物理量的传感器,尤其是具有“一器多感”功能的技术。近些年来“光纤传感器”随着科技的发展,取得了长足的进步,这在很大程度上对近对机电一体化技术有巨大的作用。

6.1.5传动技术。

传动技术和传动控制技术是在微电子技术的支持下机电业的关键技术,它包含电力传动、液压传动、机械传动、气压传动和磁力传动等方面。随着技术手段的发展,这些传统的技术能够在更大程度上满足人们需要的各种动作和功能。

6.1.6自动控制技术。

这是近年来最常用且发展最迅速的技术范畴。自动控制技术的代表技术手段是人工智能控制技术,这项技术对机电一体化技术产生了巨大的作用。

结论。

机电一体化的发展历程见证了人类走向了高科技的时代,机电一体化化的发展趋势见证了人类对于高智能化的向往。

机电一体化不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。在走向高智能化的时代步伐下,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

本篇介绍了机电一体化技术的由来,发展,应用。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。机电一体化技术在以后会迅速发展。

参考文献。

[6]梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[j].科技资讯,2007。

此致

敬礼

机电一体化的大专论文

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。

煤矿机电一体化产品是把各项高新技术融于一体的高科技产品,其主要技术包括:微电子、计算机、自动控制、人工智能、传感产品可靠性等等,这些都是科技高速发展的热门技术。在煤矿企业中,开始利用机电一体化技术对煤炭系统进行改造旧设备和开发新产品,并取得了巨大的成功,这让人们清楚地意识到,机电一体化技术和产品的发展是实现高效、安全、机械化采煤和煤矿机电产品更新换代的重要途径。

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。

在我国,大多数煤矿井下生产已经实现了皮带化,采用大巷强力带式运输机运输的方式也非常普遍。另外,计算机控制系统发展也非常迅速,它们具有很多种及时故障诊断和自我保护等功能,如应用过程中的轴承温度、倒转、跑偏及断带等故障,可能在某些方面没有面面俱到,在使用上还不能满足一些功能,但是从发展的角度看问题,这的确是一个很好的开始。目前,我国直径在两米以上的提升机有1700多台,其中90%为交流提升机,并且均是采用转差功率消耗型的转子串电阻调速,电控系统部分绝大多数仍采用继电器——接触器系统,只有一小部分采用可控制编程器。直流提升机多数为发电机拖动,虽有部分可控硅供电系统,也均为模拟量控制。而plc可编程控制器使用比较简单,程序设计起来也比较容易,不需要一些复杂的输入输出接口装置,抵抗外界的干扰能力也很强,因此,它能在环境比较恶劣的情况下进行长时间工作。

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。

在20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。:。

应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的核心装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。

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.

机电一体化技术论文

机电一体化技术,是机械、电子、计算机和自动控制技术的有机结合,在未来的工业产品设计中,这种形式的机电一体化已经逐渐成为最主要的生产技术之一,逐渐走向人们的工业设计中;本文根据机电一体化技术的应用及发展趋势进行深入论述,在此基础上进行分析了我国机电一体化技术在未来工业设计中的深远发展和具有的深刻意义。

1.1安全性高。众所周知,在进行工业生产的时候,对于工人来说很多工作都是具有一定的危险性的,所以这对工作机械的安全保障就是至关重要的;相对其他技术而言,机电一体化技术在安全性能方面具有明显优势,在产品自动监视报警、自动诊断、自动保护方面都比一般的技术功能更加强大[1]。例如:在进行工业制作的时候,遇到不可避免的电力故障问题时,可以自动启动保护措施,利用保护措施可以最大限度避免和减少人身和设备事故,使工人的生命的身体得到一定的安全保障,减少事故的发生,让工人在进行工作的时候可以更快更好的投入到生产中,在拥有安全保障的前提下可以大幅度的提升生产效率,使工业设备的安全性可以大幅度的提高。

1.2使用性能高。在进行工作的时候,在工作步骤繁琐的基础上可以提高产品的使用性能;使用性能的提高可以为工作提高生产效率,在一定的时间内可以将生产效率达到最大化,减少工人的工作压力,利用最简单的生产步骤开始高性能的生产,在工人进行使用的时候可以更加方便的利用有限资源进行工业制造[1]。由于人类社会渐渐步入电子时代,很多操作业务都会被电子控制系统进行取代,机电一体化在此基础上实行了对全部动作的大量重复。而且在进行工作的时候,机电一体化的使用可以为工作程序找到最适合工作的工作程序,从而实现了最优化的工业技术。

1.3生产能力高。对于一个企业而言,生产效率一直都是最为关注的问题;只有将企业的。工作效率提升到最高,这个企业才能在竞争激烈的生意场上占据一席之地;在企业中引进机电一体化技术,有效的实现了这一点;由于机电一体化本身已经具备了较强的信息自动处理和自动控制功能,所以在进行工业制造的时候,机电一体化在很多方面都存在着优势,在产品的制造中、控制中、监测中都拥有很大程度的提高,对未来的工业技术进行了有力的改革;通过引进机电一体化技术,在工作中可以确保工作的完成效率,每个设计者都拥有自己独特的设计,这种高科技技术可以将每个设计者的真实想法进行创新并很好地展现在工作者的面前;在提高生产率的基础上工业的制造质量也得到了应有的保障,从而实现公司在市场经济中的稳步发展。

2.1数控机床。经过多年的不断进步,数控机床在创造方面的工作技术也渐渐提高;在发展中,数控机床在功能、结构、产品制造、控制力度上都有了一定的提高和改变;在高质量生产的技术引进机电一体化的技术,将产品技术更上升一个层次;而且在数控机床的应用上可以进行高质量的生产,一台机床已经具备了同时控制多台机床的性能并在此基础上同时完成多种任务加工的能力,在这样的工作基础上可以大大的减少工作时间,提高工作生产力,对于一些有问题的产品,机电一体化还可以对破损、物料搬运做出准确的判断,并通知工人进行修复。2.2工业机器人。由于过去的科技技术不足,创造出来的小机器人只能做简单的重复动作,没有办法将其应用到实际的工作中,机器人的操作能力往往存在一定的局限性,不能全面的为生产做出贡献,面对不同种类的工作,将会有不同类型的工作方法,对于这些工作方式的改变,小机器人不能很灵活的适应多种不同方式的工作,功能性和灵活性明显存在不足;但是随着近些年来技术的不断改进,机器人的制作也一定程度上发生了改变,许多小机器人已经具备了多各种先进的传感软件,可以最大程度的帮助人类进行工作,也可以一定程度上通过不同的变换形式灵活的适应不同种类的工作,为工人分担不少的工作,机器人可以通过对作业环境和操作对象进行简单的信息获取、计算机处理与分析,根据不同的指令实现不同的工作制造,从而提高工作生产率,也为公司带来不可估量的效益[2]。

3.1高性能化。社会发展的进步,许多公司对生产力的要求越来越高,为了快速的适应社会的发展,企业也要做出一定的改变;应用先进的机电一体化中的要求进行生产技术的革新,将公司的生产率提升到最高,以最新的生产方式进行高质量高速度的发展;新型的机电一体化技术在产品的创新、能力方面都有一定程度的发展,为实现高效率的高性能生产提供了保障。

3.2网络化。人类社会已经慢慢的步入信息时代,无论是在生活中还是工作中,都离不开网络;所以在为未来的工业制造中也要与网络相互融合,在工作引进机电一体化的同时也要将机电一体化融入到网络中,实现可给予工业共同发展的新型理念;随着网络的不断普及,应用网络进行工业改革也渐渐地深入到各大企业中[3]。而且很多工业生产都离不开网络的远程操控,很多制作流程、销售渠道都需要网络进行实现;另外,由于科技的发展,大量的生成工作和技术管理都会慢慢走向网络化,实现程序化和远程化控制,也为生产生活提供了便利。3.3绿色环保化。当今时代很多地方的环境开始恶化,对人类的生存环境也造成了一定的影响;所以倡导绿色环保便成为了当今时代的主题,在提高生活质量的同时也要将保护环境放在首位,呼吁人们绿色环保,所以这种与环保相关的产品必须要符合当今时代人们的要求,才会和人们产生共鸣。

随着人类发展的进步,在工业生产中引进先进的机电一体化技术是非常有必要的;在提高工业生产率的基础上也会为公司带来更高的生产效率,为未来的市场经济的进步做出了应有贡献。

[3]张童,王明军。浅谈机电一体化技术的现状和发展趋势[j].承钢技术,20xx,(5):18.

机电一体化技术论文

交通机电工程是高速公路建设不可缺少的组成,其施工效果和公路工程照明、监控、通信、消防等多个方面有着紧密联系。我国交通机电工程施工和发达国家相比还较为落后,但仍然取得较好的成绩并保持稳定发展速度。

从交通机电工程施工现状得知还存在制度、人员质量不强等问题,因而需要交通机电施工企业提出相应的质量控制措施,由此提高交通机电工程施工质量。本文则从加强基础工程施工、施工现场管理以及监督管理机制等分析其具体质量控制措施,望给予机电工程施工人员提供参考。

交通机电工程;施工;质量控制。

近年来,随着我国经济水平的大幅度提升,城市建设和以往相比也发生较大变化,其中最显著的变化莫过于高速公路数量增多,其施工质量和道路正常使用有着直接影响。

交通机电工程涉及较多领域,工程量大且施工技术难度复杂,存在较大的施工风险,因此需要施工人员在具体施工过程中合理分析影响施工质量因素在此基础上提出相应的改进措施,促使机电工程顺利完工,发挥其良好的经济作用。

交通机电工程施工不同于其他工程,此类工程集成如照明系统、供配电系统、通信系统、收费系统、监控系统等分部工程,属于高速公路管理配套工程之一。但随着公路建设历程的大幅度增加以及具备具备强大渗透和管理功能的交通机电工程,越来越凸显交通机电工程重要性。无论在城市交通管理还是道路管理方面都有广泛应用,现如今该工程作为一种高科技技术是实现现代化公路交通管理的重要途径,也是传统公路交通向智能交通转变的主要措施。交通机电工程主要有以下方面优势:

(1)专业领域涉及广泛;交通机电工程涉及电视监控、电子信息技术、电子收费、自动监控技术等,上述均体现交通机电工程专业性和复杂性特点。

(2)技术发展速度较快;交通机电工程中有很多施工技术都有较快的更新速度,其中以电子计算机自动收费技术为例,以往电子收费机经历过人工计费和半自动化收费等,现如今已扩展到全自动收费模式,展现技术发展速度较快的优势。

(3)较高技术水平含量;交通机电工程发展至今已经应用很多高科技产品,例如当前很多领域广泛应用的联网技术和传输技术,存在多样化传输和不同类别传输组合。

可以说上述优势基本包含了当前交通机电工程技术特点,正是因为这些特点的存在提升工程难度,因而交通机电工程施工单位应严格控制施工质量,从而进一步提升公路整体运行效率和质量。

1、加强基础工程施工避免安全事故。

机电施工基础工程在我国交通交通工程中主要以土石方爆破、土石方人工开挖工程、混凝土基础浇筑施工等方面着手。

(1)交通机电基础工程不同于其他工程,此类工程实现实现施工的前提在于施工企业单位根据《电力建设安全健康与环境管理工作规定》、《电力建设安全工作规程》等要求选择具备较高安全意识和高素质的施工人员开展各项环节施工。除此各个施工单位也应根据输电线路施工现场实际情况制定科学合理且符合安全施工技术措施,进一步督促高压输电线路人员能规范化施工,从而更好地保证施工质量。

(2)土石方人工开挖工程安全施工;在土石方开挖工程施工中安全施工要求施工人员注意选择休息场所,避开开挖的坑内或陡坡处休息。施工单位在组织人员进行开挖时应选择专业工作人员监视坑壁是否有变形、脱落、裂缝等情况。与此同时施工方应聘请专业地质人员检测开挖过程中的地质以及地下水位,避免因土石塌陷造成人员伤亡。

(3)基础混凝土浇筑则根据施工地区情况选择材料,浇筑现场各司其职,保证浇筑质量。

2、加强施工现场管理提高控制效果。

保证机电工程安全施工的前提在于根据实际情况制定科学合理规章制度,由此对施工人员各项行为进行约束。对于交通机电工程而言,施工技术人员和管理负责人应改变以往重视施工质量而忽视安全管理等理念,充分保证项目施工现场安全。交通工程建设的主要责任方需要根据公路工程管理相关标准和法律法规制定相对完善的管理制度,包括以下几个方面:

(1)创新评估机制:

机电工程施工需要准确落实项目承包评估机制,由此建设出可行性和可量化的责任考核指标体系并将安全管理、进度管理、人员管理、材料管理等多项内容添加到考核事项中,增强施工人员安全意识。

(2)创新责任机制:

此方面需要对项目管理层次进行精简,促使管理模式成为扁平化模式,进一步增强管理协调效果。同时还需要不断落实管理人员责任制,使相关管理人员成为交通机电工程第一责任人,目的在于增强工程管理人员管理意识,也便于在施工过程中出现问题能够及时追究到负责人主体,而快速处理问题。

(3)风险抵押制度:

所谓风险抵押制度,即贯彻安全第一和预防为主方针,强化施工安全管理,通过运用经济手段充分调动广大职工的安全生产积极性,减少设备、人员、重大交通事故,创造安全稳定生产局面。企业在管理中需要让工程承包商执行资金自筹、盈亏自负、经营自主等三自原则,进一步激励工程承包商提高交通机电工程管理水平。

3、加强监督管理机制增强人员素质。

交通机电工程施工监督管理机制主要分为设计、前期准备以及施工过程三个主要阶段。

(1)联合设计阶段:

该工程涉及自动化控制、通信、电子、交通、计算机应用等多个高科技领域,借助联合设计可以有效对工程设计性能指标、工程设备性能以及系统功能具体使用价值的合理性和先进性进行控制。与此同时监督管理机制在设计中还能起到审查工程作用,因为不同运用单位对于施工具体要求和管理模式也存在差异,因而在施工前期阶段应由监督管理部门组织设计、业主、施工承包单位根据建设施工单位管理模式适当调整机电过程中涉及到各个专项工作中存在的不合理部分,例如常见的收费系统应具备较强的兼容性、可实现升级和扩充性等。

(2)施工前期准备阶段:

机电监理在根据土建实际进度和在具备施工条件的前提下进驻施工现场后开展前期监理工作,其中涵盖施工设备选型和联合设计等环节。同时还要熟悉机电施工现场环境和招标文件、合同文件、技术规范、施工设计图并核对施工技术指标,充分了解工程运用新工艺技术特点、工程重点和难点并制定科学合理监理实施计划,详细审核施工进度计划和承包机电工程单位施工资质等,要求承包单位提供设备机具、原材料、器材出厂报告合格证明。

(3)施工阶段监理:

机电工程涉及的系统都涵盖大量标准和非标准电子产品,几乎所有原材料和施工设备进场都需要严格规范报验程序,工厂应及时测试相关施工设备和软件性能和技术指标,主要观察其是否能满足技术规范要求和标书并要求。由施工承包单位提供设备进场报验单,监理工程师和承包人、业主现场共同开箱检查设备名称、外观、规格型号、产地、备品、数量并做好相应的记录,通过检测施工设备出厂合格证、说明书和验收单中主要性能指标对设备性能和配置进行检测,看其是否和设计要求相符。

此外还要不断提高施工人员素质。相关调查研究指出,目前机电工程施工人员素质价偏低,缺乏专业管理人才,只有少数人员接受过专业教育和培训,大部分员工普遍缺乏安全质量意识。对此需要施工单位定期组织施工人员接受专业技术和安全意识培训,必要时可实施奖惩措施,调动施工人员参与积极性,从而保证机电工程现场施工质量。

总之,质量控制是交通机电工程施工不可缺少的组成,需要施工企业和工作人员给予高度重视。尤其近年来随着我国经济大幅度增长,公路作为城市化建设的主要措施,其工程关系到道路运输效率,甚至一定程度影响经济发展。

因而需要机电工程施工人员充分结合实际情况编制科学合理施工方案,合理控制和管理施工过程,增强施工人员质量意识,由此一来才能真正提高交通机电工程效率和质量,推动交通行业快速稳定发展。

参考文献:

[1]刘洁刚。交通机电工程施工过程中的质量控制[j].交通世界:工程技术,2015(5):90~91.

[2]唐伍。交通机电工程施工过程质量控制分析[j].建筑工程技术与设计,2017(27).

[3]姜嘉杰。交通机电工程施工过程中的质量控制解析[j].通讯世界,2016(7):276.

机电一体化

培养目标:培养学生具有计算机办公软件操作能力、机械装配图和电气原理图识图能力,会用计算机进行autocad绘图,能正确使用仪器、仪表对机电设备进行机械与电气检查、故障排除,能读懂可编程控制器(plc)的指令,并根据工作任务编写一般程序,会操作机床对常用机械零件进行简单加工,能对机电设备进行装配、调试与维护的专业技能型人才。

主要课程:电工上岗技术、电子技术、机械知识与制图、autocad绘图、电动机与变压器、电力拖动与控制、可编程控制器(plc)技术、变频器应用技术等、数控机床操作与维修、电梯技术。就业岗位:机电产品的组装、调试、维护技术员、销售及管理人员等。

技能证书:计算机办公软件应用(中级)、电工操作证(上岗证)、维修电工(中级)。

开学时间:2012年8月25日学。

制:三年。

招生对象:全国高中、职中、中专、中技应(往)届毕业生。

毕业发证:高级技工学生入校取得成人大专录取资格后方交纳成人大专学3000元/年,毕业颁发高级技工毕业证书和成人大专毕业证书及相关工种国家高级职业资格证。未获得成人大专录取资格毕业颁发高级技工毕业证书和相关工种国家高级职业资格证。

特别说明:旅游与酒店管理、中国名菜制作与营养保健、西餐技术与经营管理等专业不招收haa阳性者。

报名办法:我校面向全国招生,学生可通过以下途径办理报名和缴交学费手续:

方法二:登陆我校招生网(http://)进行网上报名,确认报名成功后可直接到学校缴交学费,或通过银行汇款的方式办理缴费手续,汇款后将汇款凭证传真至我校招生办(020-36095908)。

机电一体化技术论文

高等职业教育可分为研究生、本科、专科教育,其中最多的是专科教育。机电一体化技术专业培养德、智、体、美全面发展,具有创业、创新精神和良好职业道德的高等专门人才,掌握机械技术和电气技术的基础理论和专业知识;具备相应实践技能以及较强的实际工作能力,熟练进行机电一体化产品和设备的应用、维护、安装、调试、销售及管理的第一线高等技术应用型人才。

高等职业教育以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案。强调理论教学和实践训练并重,毕业生具有直接上岗工作的能力。同时,许多学校按劳动和社会保障部门有关职业技能考核标准,对学生实施职业技能考核鉴定,使学生毕业时能同时获得相应的学历证书和职业资格证书。因此此类专业学生有很好的就业前景。为了机电专业学生能更好的吸取专业知识,提高学生们的动手能力,更好适应与满足市场需要,对在校时的课程设置应该逐步改革。

一、教学计划的改革。

以往的教学计划没有针对性,千篇一律都是运用本科生教育的教学计划。使高职专科的课程偏向于普通高校,理论偏多一些,操作性偏少一些。高职专科的培养目标应该更多是动手能力,所以教学计划应该与普通高校区分开,要设定毕业时要达到的学生目标、三年的总计划、学年的总计划、学期的计划,使学生毕业时能独立完成关于机电产品和设备的一些操作。使教学计划更具体化、人性化,改掉以往的以课程为主的教学计划,改为以培养目标为主的教学计划。

二、培养目标的`设定。

1、按机电产品的分类确定培养目标。

机电一体化产品种类繁多,目前还在不断扩展,但仍可以按产品的功能划分为以下几类。数控机械类——数控机械类主要产品为数控机床、工业机器人、发动机控制系统和自动洗衣机等。其特点为执行机构是机械装置。电子设备类——电子设备类主要产品为电火花加工机床、线切割加工机床、超声波缝纫机和激光测量仪等。其特点为执行机构是电子装置。机电结合类——机电结合类主要产品为自动探伤机、形状识别装置和扫描仪、自动售货机等。其特点为执行机构是机械和电子装置的有机结合。电液伺服类——电液伺服类主要产品为机电一体化的伺服装置。其特点为执行机构是液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。信息控制类——信息控制类主要产品为电报机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机以及复印机、传真机等办公自动化设备。在这些分类中,拿出几个市场需求大的方向,平均分配学生来学习自己的目标。这些培养目标的设定必须包含所用到的基础课程的知识,从而学生在完成目标的过程中学会基础知识,提高动手能力与完成任务的能力。

2、按就业岗位的定位培养目标。

高职院校学生的就业方向很明确,并且校企合作是必然趋势。在校期间直接定岗定位培养学生,会更鲜明化培养目标,既提高了设定培养目标的针对性,企业也减少了培养毕业生的时间与精力。企业定岗、学校设定培养目标必须合理化、人性化、专业化,使学生在学习过程中,学到各基础知识,不要片面化。

三、课程讲授的范围。

以往讲课不是针对于总教学计划,而是针对每个课程。每个课程的教学计划与总培养目标没有协调性与连贯性。导致学生学完之后无法运用到实际,缺乏动手能力与创新能力。所以确定总教学计划与培养目标之后,每个老师应该是负责培养毕业时所要达到的目标,而不是每一个片面的课程。所以学校应该改革授课的片面性,教学任务不是学时,应该是负责的学生质量,把自己负责的学生毕业时能达到我们的培养目标才是完成任务。

总而言之,课程设置应该适合高职专科培养人才的需要,把学生培养成应用性、技术性。德智体全面发展的社会所需要的人才。所以高职专科的课程设置的改革指日可待。

机电一体化的大专论文

通过分析当前高职机电一体化发展状况,提出如何进行机电一体化教学改革,使学生更适应社会与就业,培养能够直接参加生产一线的高技术人才。

教学改革;发展;机电一体化

机电一体化涉及的学科内容广泛,主要课程有机械设计基础、自动控制原理、传感器与测试技术、可编程控制器、计算机原理、计算机辅助设计与制造(cad/cam)、数控原理及系统、数控机床、数控机床编程、机械与模具、cad/cam、机械制图、计算机应用基础、数据库技术及应用、电工电子技术、机械制造基础、自动机与生产线、自动检测与控制、计算机几何图形学、计算机辅助电路设计等。

可见,机电一体化专业不但要精通理论知识,更要求很强的动手能力。

当今世界,科学技术突飞猛进,知识经济已见端倪,国力竞争日趋激烈。

为迎接挑战,高职院校担负着深入教育改革,全面推进高等职业教育,努力培养具有创新精神和实践能力的高等技能型应用性人才的任务。

随着国民经济的增长,社会对人才的需求也开始增长,一些大中型企业,甚至一些小型企业和私营企业都在开展技术改造,设备更新,以数控技术为代表的现代加工手段已经不是大中型企业的“专利”社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。

职业教育的优势发展条件必须建立在学校务实的政策考虑、师资实务经验导向与创新理念并济,结合产业,一是贯彻机电一体化专业职业教育持续国际发展,发展国际化职业特色产业合作;二是务求职业教育体系多元精致,提升职业体系教育师资优质化;三是强化机电一体化专业学生能力产业结合,培养符合国际技能之发展潮流;四是落实学生进路宽广畅通,职业体系与企业更进一步整合。

更新传统职业教育专业内涵,带动各级职业校院课程改革,发展各校特色,提升职业教育品质的目的,就是要加强职业学校学生机电一体化的基本学科能力、通识能力和职业道德,提升学生服务人群的品质。

发展职业教育规划短期国际化方案刻不容缓,职业教育人力培育成效良好,则职业人力素质可获提升,劳动生产力也会增强,生产成本即可降低,企业营运绩效自然提高。

尤其外语能力培训及国际宏观通识能力的加强,皆为职业学生必要的先备条件。

换句话说,职业教育的人才培训,若能强调专精的产业工作知能,良好的人际关系,正确的工作态度和良好的职业道德与良知教育,则毕业学生加入生产工作,必会有高效能的生产力,可大幅提升国家的竞争力,形成良性循环。

职业教育若无法国际化,其最显而易见的问题是国家失去竞争力,因为全世界先进国家科技进步快速,引导趋势,若无法跟上,所有产业技能便会被摒除于竞争集团之外;倘使开发中国家产业与职业教育急起直追,我国的职业体系又不能国际化,不但产业人力受影响,质量生产也会降低,也就完全丧失竞争力了。

所以,职业教育体系国际化之必然性是一个非常重要、也非常严肃的问题,职业教育体系的发展必须与产业同步,如果只谈科学教育学术导向,缺乏职业教育实务制作,又没有国际实务经验,那就是坐以待毙。

要具体落实职业教育改革,最好的方法就是坚持好的理念,以行动成其大业。

1、构建专业课程体系。

目前,我国高职机电一体化专业是划分于制造类下的自动化类中,作为自动化类中的机电一体化专业可以开设很多方向,如数控技术、机电设备、机器人应用、智能制造等。

不论什么方向都是针对机电行业中一个具体的机电产品或机电类岗位,因此学生在学习完专业基本知识和理论后,可以针对其中的一个方向进行更加深入的研究,这就解决了机电专业教学中广和精的问题。

按照“知识、能力、素质”协调发展的指导思想,加强机械电子、计算机、控制技术的基础理论知识,以就业为导向,以培养职业能力为目标,优化课程体系,强化学生对机械、电子、信息、经济管理技术的综合运用能力,着重培养学生综合动手能力,提高学生的职业素质和创新意识。

课程体系设计以技术应用能力和职业素质养成为主线,学生的知识、能力、素质结构应用为宗旨,注重掌握成熟技术与管理规范的培养训练,加大实践训练比重。

具体实施中,突出应用性、实践性,使基础理论必需、够用,专业课教学强调针对性和实用性,加强素质教育和能力培养,构建多个专业方向,使学生毕业能上岗,上岗能顶岗,顶岗能用,体现创新的高职教育特色。

2、实践教学体系。

实践教学是培养学生实际动手能力、创新能力和工程实践能力的重要环节,也是我们培养技术应用型人才的落脚点,在合理整合、缩减理论学时的同时,大幅增加实践性教学的学时是十分必要的。

实践性教学环节可分以下几个层次:

实验教学:现行实验教学多数为验证性实验,今后应逐步增加综合性和设计性实验的内容,培养学生的综合能力和创新能力。

课程设计及课程大作业:设计题目可逐步结合生产、科研的实际来确定,使课程设计更贴近于实际应用。

计划内实习实训:主要包括,认识实习(1周)、金工实习(8周)、电工实习(2周)、工艺实习(2周)、毕业实习(8周)、cad技能培训(2周)、数控技术培训(2周)。

结合金工实习、电工实习、cad培训和数控技术培训等内容,开展技能考评工作,使学生掌握2门以上的基本技能。

车工、钳工或电工(其中之一)普遍取得中级工技能证书。

部分学生在计算机绘图和数控机床操作上取得相应的合格证书。

计划外实习实训:对部分实践动手能力突出的学生,利用寒暑假或课余时间进行强化训练。

3、教学方法的改革。

教学方法应力求体现直观生动性,让学生在尽可能多的实际动手操作中充分发挥主观能动性。

(1)理论课和实践动手能力培养必须有机结合。

在实验室、实训室、实际工作现场组织实施教学内容,可不局限教材,结合专业知识和技能,多指导学生学习掌握一些实用的专业技术和技能,只有让学生熟悉专业知识和技能的实际应用,他们才能对此产生浓厚的求知渴望。

教师“拿做来教”;学生“用做来学”,大大提高了学生的动手能力和就业能力。

(2)采用模拟现场的动画课件。

例如,如用fiash软件制成的动画课件模拟演示变频器控制电机等的生动的教学方法,让学生体会实际的控制工艺过程,便于学生理解和掌握专业技能和实际编程,真正做到理论联系实际。

(3)利用教具教学激发兴趣性。

在授课过程中彻底改变以往课堂教学的传授模式,将课堂教学的理论知识结合实际教学的内容,同时放在实验室和实训室去,通过理想的且联系实际的教具教学如plc控制的数控车库实际的控制模型,通过现场演示、讲解以及具体指令的使用,让学生产生了很浓的学习兴趣和探索专业知识新领域欲望,具有很好的教学效果。

主要参考文献:

[1]马子余.论高职机电一体化专业的教学改革.浙江纺织服装职业技术学院学报,2009.3.

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