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根据机电一体化人才培养方案和本专业的课程设置,研究改革课程设计大纲基本要求。根据应用型和创新型人才培养要求,课题的方向主要分为两大方向进行选择:一类题目主要针对应用能力培养,把本专业的知识进行有机的综合,提高学生的综合实践能力;另一类题目主要针对创新能力培养,结合创新设计大赛相关题目,把本专业的知识进行创新性应用,提高学生的创新设计能力。普通型课程设计题目1)向学生征集。在课程中学生拥有与课程设计相关的好想法,可以展开讨论,要求对其方案进行分析,符合课程设计要求的,教师根据其内容下达课程设计的任务。实践证明,对自己提供方向的题目,学生的积极性会很强。2)选择典型机电一体化产品让学生进行设计,结合学生的实力进行选取,同时与本专业的专业方向尽可能的相关,开发学生的潜能。比如数控方向的学生,可以选择数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计、数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计等,为未来职业发展打下好的基础。3)学习借鉴其他学校机电一体化设计的内容,在现有设计内容的基础上,根据本校本专业课程设置的特点,对设计的内容做以适当增减,以适合本专业的学生。创新型课程设计题目可以借鉴全国机械创新设计大赛的课题[3],其中每届成功参与全国总决赛的作品都收录在决赛作品选集中,由高等教育出版社出版。这里面有比较好的案例,同时作品中也存在可以改进的地方,有兴趣的学生可以从中选择与机电一体化相关的课题,提升自己的能力。在条件允许的情况下,可以做出产品的模型,提高学生的机电一体化能力,同时也可以为学生参加今后的机械创新设计大赛做准备,做到“以学促赛,以赛促学”。在专业教学中,学生经常会困惑本专业毕业后到底有什么前途?能做什么?机电一体化课程设计教学贴近实际,能把多门专业课有机地结合起来,把枯燥的课本知识灵活地运用,极大地鼓舞了学生的兴趣,激发学生对实际问题的思考,对工程实践产生浓厚的兴趣。坚持理论教学与实践教学并重,可大幅提高教学效率和教学质量,同时为选拔优秀学生参加机械类学科竞赛提供条件。
2课程设计的实施方式
课程设计实施方案:设计报告书是对整个设计过程的总结和提升,也是进行工程交流的重要文献资料,通过指导学生撰写课程设计报告书,培养学生撰写工程技术文档的能力。对设计说明书的撰写,提出如下要求:1)严禁课程设计报告抄袭,基本工作独立完成;2)根据任务书能提出合理的设计方案和机构的工作原理;3)设计要符合国家标准,学会使用设计手册、专业术语、专业名词规范;4)设计图图纸规范,符合设计说明书的要求,不照抄手册和案例,设计参数与图纸相一致;5)学会使用专业相关软件,对设计的机械机构和控制部分进行分析和仿真,是验证设计正确的有效手段之一;6)课程设计配备了一些实际的零部件可供学生设计使用,以及基本的控制电路,学生要具备一定的实践操作能力,掌握器件的选择与焊接,会进行程序的编写,掌握系统故障的检测与维修能力。课程设计采用分组式进行,每个小组3~5人,视工作量而定。课题难度较大可以分五人,原则上一般三人为一组。每个小组在规定的时间完成基本要求,每个学生都要参与该组课程设计答辩,通过问题了解学生在课程设计中所做的主要工作,检查有无抄袭情况、有无坐享其成的学生,结合设计报告书的撰写质量和实际所做的产品质量进行综合评定。
3实施效果
通过在重庆大学机械电子工程专业的实践,在机械电子工程专业中开设机电一体化课程设计,已基本摸索出培养机电复合型技术人才的规律。普通型题目实现机电融合、知识整合理论教学与工程实践并重。由于在教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练,学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、计算机技术和传感器技术等基础课程后,不能很好地将机、电的知识融会贯通,大多数学生也只是了解基本的机电设备的基本功能,在系统运用中存在问题,在机电一体化系统的综合设计方面存在不少困难。通过开设机电一体化课程设计实践教学环节,通过理论设计与实际操作,比如数控工作台进给系统的设计,从电机、联轴器、丝杠、导轨的设计到型号的选择、控制单片机的设计与仿真,最终实现数控工作台进给系统的装配与调试。机电一体化课程设计对学生的理论知识与实践紧密地连接起来,提高了学生的综合应用能力。创新型题目为学生参加机械创新竞赛做了铺垫通过课程设计,为机械学科学生参加如全国大学生机械创新设计大赛做了铺垫。在第六届全国大学生机械创新设计大赛(重庆赛区)中,学生荣获重庆赛区一等奖一项、二等奖一项。其中,“幻显黑板”作品获得国家专利。该作品包括了框架的设计、传动系统布置,控制系统采用单片机控制,执行元件有步进电机、直流电机、电磁离合器、电磁制动器、光电编码器等器件。本次参赛作品充分运用机电一体化技术,机电一体化课程设计改革效果显著。
4结语
1.专业人才培养目标。本专业培养掌握机电一体化技术的基本知识与技能,能适应自动机械及成套生产线设备的制造、安装、调试、运行维护与管理、技术改造等一线岗位需要的工作能力,具备良好的职业道德,具有可持续发展能力的高技能型人才。(1)掌握一定的基本理论知识。在培养过程中,要求学生必须具备以下知识:计算机应用基础和处理文字、图形的方法;机械制图、电气控制的技术标准及零件几何精度、检验检测标准;机电设备维修工艺的基本理论与知识;机电设备气液控制回路的原理、安装、调试与维护;电气工程基本知识及传感器、仪表的应用、元件安装、调试与维护;失效机械零部件测绘设计的基本知识和方法,以及零部件修复常见工艺和修理方法;自动机的结构组成、自动生产线的布局与选型知识。(2)培养一定的专业技能。要求学生必须掌握以下专业技能:使用计算机处理文字、图形,利用互联网获取信息和知识的能力;能操作一般的加工机床加工机械零部件,能利用手动工具加工、修复易损机械零部件;能解决电气工程基本问题,会分析、安装、调试常用生产设备的电气控制系统;能读懂常见的气压、液压回路图,并会绘制、分析回路,能按照回路图进行元件的安装和调试,会分析故障;能根据自动生产线设备的结构图进行装配、调试机器,并能对其他同类设备进行分析和使用;获得对自动机与生产线生产、装配车间的管理能力。同时,培养学生具有良好的思想政治素质、身体素质和文化基础。毕业生就业岗位主要是自动机械及成套生产线制造岗位,如机电设备零部件设计、整机设计、制造检验、安装与调试、外协与销售。自动机械及成套生产线使用岗位,如在液态饮料、调味品、奶制品、日化品、及食品等生产企业,从事设备安装、调试、维修、运行与管理。其他机电一体化产品及成套制造企业,如地铁安装调试、汽车装配,游乐设备装配及使用,烟草包装设备安装与维护,塑料加工设备安装调试,印刷包装设备安装调试,工业机器人安装调试及应用等。
2.专业人才培养方案的实施。专业核心课程实施项目化教学,采取学习任务与工作任务一致、课堂与实习地点一体、仿真与生产结合、专职与兼职教师合作的工学结合教学模式。[2]对自动生产设备安装与维修、典型自动机控制技术、工业机器人操作维护与编程等课程,采取分阶段教学,第一阶段由专任教师进行多媒体分析讲授,设备工作原理、结构等理论知识,及对工艺原理、结构的仿真分析,第二阶段集中实践教学,专任教师与兼职教师合作完成,将学生分组,围绕设备观察、分析,答疑,按照行动导向教学法,进行设备零部件拆装、维修等项目实训,并根据项目情况,定期轮换。
3.实施人才共育的形式、途径与方法。积极学习和借鉴新加坡、德国的职业教育先进理念,探索并实施教学做一体化、边做边学的教学方法,采用现代化教学手段,给学生传授更多的信息量,注重培养学生的自主学习能力、专业动手能力和职业综合能力。每届学生在第五学期进行有专业特色的《生产线安装与调试》实习,这是专业工学结合教学中一个重要的实践性环节。采取的形式是:实习前由专业教师和企业,就学生的实习岗位、实习项目、管理和安全等方面进行协商,签订校、企和实习生三方实习协议,明确各方的责权利。学生深入企业生产现场,成为企业准员工,按照企业的规章制度做事,在校内外指导教师的指导下,参加专业相关自动机械设备的制造、安装、调试、运行、维护,达到理论联系实际、训练专业基本技能和职业素养,同时学会如何正确认识和融入社会。另外,还将“挑战杯”等项目与毕业设计结合起来,以赛促学,提升学生综合运用所学知识解决问题的能力,提高毕业设计的质量。
二、专业教学改革特色与创新
1.创新工学结合的人才培养模式。按照校企协同育人的理念,与行业企业共同研讨,对机电专业人才培养模式进行创新,学生在“厂中校、校中厂”的教学情境中,进行课堂仿真学习、实训室里实践学习、实习基地车间生产训练,即车间做课堂,上班即上课;同时还有在企业里的课堂分析与思考。这样,学生在做中学、学中做,教师在做学中施教,学生的知识、技能、素质得到综合训练。
2.构建专业基础宽厚、特色鲜明的课程体系。基于机电专业岗位职业能力,构建了“以自动生产线工作过程为导向,以培养设备制造、安装、调试、运行等岗位技术能力为主线”的课程体系,设置了专业根基宽厚的专业技术课程,培养学生掌握机械工程、电气电子工程、信息控制技术的基本知识与技能,具备自主学习能力,获得可持续发展和再就业适应能力。[3]设置特色鲜明的核心课程,培养专业核心与综合能力,能适应工作岗位、快速与社会接轨。专业课程教学内容更丰富,由原来的灌装生产线设备扩展到诸如包装印刷机械、加工成型机械、工业机器人与机械手等自动生产线领域,涉及范围更宽广。
3.做学一体,教学手段与方法灵活多样。积极开展课堂与现场一体化教学,实施项目驱动“分步”实践教学法,车间做课堂,工作中上课,不同内容、不同手段,灵活运用,教学做一体化。对机电设备的原理性、陈述性知识,采取多媒体课室、车间现场集中教学,以动作模拟,原理仿真、视频教材等进行分析;对于测绘、拆卸、安装、调试、检测类技能培养,采取在实训室、企业车间现场,教师或师傅示范指导、培训录像观看、学生动手实践的手段与方法,力求实现最佳教学效果。
4.实践教学条件有很大改善。按照企业模式和专业教学要求规划实训室,校内生产性实训条件不断改善,满足课程改革和专业发展需要,建设自动生产线技术实训基地,改建、扩建、新建专业实训室,现有150个工位,满足实训需要。通过多种方式巩固和新建校外实习基地,近年来新建了30家校外实习基地,满足学生校外教学实习和顶岗实习的需要。
三、专业建设的进一步提升
1.重点培养,均衡发展,提升教师水平与能力。用两三年时间,培养具有广泛影响力和国际视野的双师型、教授级专业带头人。重点培养中青年骨干教师,分批次送往国内外一流院校进修、知名企业培训,着重培养其机电设备的制造、装配调试专业技能,提高专业执教水平。采取企业推荐与学校考核相结合,聘请既有理论水平又有丰富机电产品设计制造、安装、调试实践经验的企业技术人员作为兼职教师。建设兼职教师资源库,由兼职教师担任专业性、技术性强的实践类课程教学。涉及食品、轻化工自动生产线设备的制造及应用、地铁安装调试、汽车装配、游乐设备装配及使用、烟草机械使用维护、工业机器人安装调试等领域。
2.拓宽视野,加强专业内涵建设。围绕广东轻工行业技能型人才的需求,利用本专业的校企合作基础,创新校企合作平台,加深校企合作的力度和深度,并以专业内涵建设为核心,加强专业的国际合作。课程按照分级开发、全面提升的思路,设置“机电一体化认知课—机电技术基础课—机电职业能力综合课—可持续发展的拓展类”。依托实习基地,以新材料、新工艺、新方法、新标准为原则,编撰与科技发展相适应、适合机电专业人才培养的专业教材。
3.创造条件,提高实践育人效果。结合学校的“重点平台建设跃升”计划,以“广东省自动生产线装备研发技术平台”项目为依托,完善现有校内实践教学条件,购置一批机电产品单元装置,包括机电传动单元、工业机器人、机械手单元、游乐设备单元、地铁控制单元、烟草机械单元、塑料机械单元等,满足分组教学,现场进行结构分解、维修装配、仿真分析,着重培养学生的动手能力、分析决策和创新思维能力。维护好原有轻工包装生产线设备制造与使用企业实习基地,加强与大型企业的合作,开拓新校外基地,涉及烟草设备、地铁设备、汽车装配、游乐设备、塑料加工设备等机电产品制造与使用诸多领域,拓宽本专业就业面。
4.对接产业,增强社会服务能力。作为面向轻工业服务的轻工机械行业产品门类众多、标准化程度不高、企业规模不大,中小型民营轻工机械企业占相当比例。在目前生产一线用工紧张的形势下,很多中小型企业希望学校能灵活实施专业人才培养方案,尽快解决设备工程现场安装调试、技术服务方面用人难的问题。我们提出“就地培养”措施,教师紧密联系企业,主动面向本行业企业开展企业员工和从业人员的培训和学历提升,积极开展对口支援与交流。第四学期后期,企业来校进行宣传介绍,鼓励学生报名,初步预订学生为准员工,第五学期以实习组形式整个学期到企业实习,教师送课到企业现场教学、就地培养,解决企业问题。同时,充分利用现代信息技术,改造传统教学模式,开发应用仿真流程、虚拟生产等数字化教学资源,搭建校企数字传输课程,实现校企联合教学,做到共享优质教学资源。
(一)不完善的教学条件
在我国,大部分中职院校中,虽然拥有基本的专业课程以及相关的实训条件。但是,大多数的中职院校的教学模式倾向于:验证性。缺少大型综合性的机电一体化实验课程,即:缺少机电一体化专业的综合性以及针对性。从而严重影响到了机电一体化专业的实践能力的培养。所以,针对不完善的教学条件现状,中职院校可以采用与小型企业合作的方式,进而实现本专业学生的实践能力的提高。
(二)师资力量薄弱
在中职院校中,很少有“双师型”教师,即使是有,存在的比例也相对较小。而对于专业的理论教师来说,他们并没有足够的能力进行实训教学。所以,中职院校可以采用聘用企业的高资历的员工对学生进行相关的实践培训内容。
(三)没有进行系统的专业定位
在我国部分中职院校中,并没有制定系统的专业定位。严格意义上来说,电子与机械不能作为一个学科来学习的。而对于中职学生来说,在三年之内,准确掌握两个学科的所有知识,是不科学的。从理论的基础上而言,应该制定一个侧重面,或以机为主,或以电为主。
二、专业改革与专业课程课程体系构建
(一)重新构建专业课程体系
大学的课程体系的建设要在专业教育的特征开始,要根据职位必须具备的知识与能力进行。应该把知识的运用作为重点,针对课程进行升级和调整,全面思考和中职的联系,防止重复。课程体系在建设的过程中,应该遵循以下几点:首先,把要培育的对象分解到各个教学模块单元。并且要明确各个教学模块单元能够承受的职能以及需要培育的知识与能力。其次,应该调整好教学模块间互相重复和交叉的知识。综合化的课程应该重点培育综合运用知识的能力。再次,理论教学和实践教学应该有机的结合在一起。应该运用“讲练式”的现场教学或者“启发式”的教学方式。最后,课程的整体设置比较注重针对性与实用性,而不是理论知识的完善性与系统性。综上所述,专业的课程体系分为两方面,即综合化系列的课程与专门化模块课程。1.综合化系列课程(1)机械制图,具体包括原来机械制图的内容,以及添加了计算机协助绘图的内容。让学生把制图、尺寸标注以及公差标注结合在一起。(2)机械设计基础,包括三部分,即工程力学、金属材料和热处理以及机械原理。这个课程重点是培育学生与机械工程有关的基础知识与能力。(3)传感器技术,具体包括三部分,即传感器的类型、运用以及原理。(4)计算机应用技术,包括三个方面,即计算机的原理、编程以及资料的处理。(5)机电一体化系统设计,包括三部分,即商品设计的方式、系统的设计实例以及掌控的形式与策略。2.专门化模块课程专门化模块通常是依照设置的方向,融合本专业的发展情况和对人才需要的状况,在毕业实习期间完成。此模块完成的核心是,在就业之前进行相关培训,为之后的工作打下较好的基础,并且要明确实践性和全面性。师资、设备符合条件的学校,在学校期间就应该完成这个模块。在完成的过程中,应该把学生分为几个专业的合作小组,学生可以随意进入各个小组。各个合作组需要完成一个子课题。而子课题根据本质的不同能够分为生产加工型、开发设计型以及生产综合型这三方面。师资、设备不符合条件的学校,应该和企业合作,将专业化的模块放入企业中来实行。使得老师和企业员工依照企业的状况,共同完成模块课程的开发和教学。
(二)实践教学课时设置原则
论文摘要 针对传统的机电一体化类课程在教学过程中重理论轻实践的现状,本论文对高等院校机电一体化类课程实践教学进行了探讨与研究,分析了我国高等院校当前机电一体化类课程教学现状,并指出了其原因,在此基础上重点探讨了高等院校机电一体化类课程实践教学的改革策略与教学方法,从充实实践教学内容和教学手段、改革实践教学考核方式及加强实践设备及基地建设三个方面详细论述了机电一体化类课程的专业实践教学方法的改革,对于进一步提高我国高等院校机电一体化类课程的专业实践教学水平和教学效果具有较好的指导和借鉴意义。
0 引言
“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”,它是取Mechanics(机械学)的前半部分和Electronics(电子学)的后半部分拼合而成的。由于机电一体化技术是其他高新技术发展的基础,其发展依赖于其他相关技术的发展,因此很多高校都开展了机电一体化这门课程的课堂教学。机电一体化是一门综合性实践性很强的课程,涉及知识面广、容量大,这门课的教与学都不容易。
传统的教学方法都是按照机电一体化系统的功能结构构成,将机电一体化系统分为若干个功能结构模块,逐一进行讲解,例如分别讲解机械本体功能模块,传感检测功能模块,中央控制功能模块等等,这样的教学方法易于学生理解,但是在无形中割裂了机电一体化系统各个功能模块之间的有机联系,为此必须结合机电一体化这门学科本身的特点,对其教学方法和教学策略进行改革与尝试,以期从中能够找到有效的复合机电一体化课程特点的教学方法与教学策略。
1 我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析
结合我国目前高等教育的现状,造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面:
1.1 师生思想上都不够重视
从目前的高等院校的教学现状来看,重视理论教学轻视实践教学一直是我国高等院校理工科教学的传统方法,在这样的教学模式下,尤其是像机电一体化这样的课程,理论课本来就比较晦涩难懂,加之实践实训比较少,学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系,对于机电一体化的理解只是停留在表面层次,因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说,师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因,教师认为对于机电一体化课程教学任务重,往往疲于应付授课;而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力,往往兴趣不大,加之实践实验时间较少,最后将实践实训流于形式,因此,师生在思想上不够重视是目前高等院校机电一体化课程教学的一个基本现状。
1.2 机电专业实践教学课程的设计不合理
机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容,目前,绝大多数高等院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程的内容过多过深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准,导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远,很多学生学习了很多知识,可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定,这也是导致高等院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。
1.3 实践教学条件不完善
由于机电一体化类课程所开设的实验,往往实验设备体积比较庞大,集成度较高,价格昂贵,因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的,目前很多高等院校也在进行教学改革,增大实验实践课程量,但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子,主要表现在以下几个方面:
(1)实验实践条件差,硬件实验设备陈旧,很多实验台或者实验设备都是演示性实验,整个实验过程都是老师在做实验,学生只负责看,即使动手也是按照老师调试好的实验按照老师实验的顺序重复一遍,实验教学效果比较差,这使得整个实验就流于形式化。
(2)缺乏综合性的创新性的实验台供学生动手实践,目前机电一体化类的课程实验都只是简单的重复性的实验,缺乏激励学生创新动手能力的综合性实验,这使得机电一体化类的实验无法激发学生创新能力,无法提高学生动手实践能力。
(3)实验实践评价机制不够健全,很多实验实践流于形式,这导致学生对实验重视程度不够,多数学生的实验报告依靠抄袭完成,老师对学生没有印象,学生的实验成绩仅仅凭实验报告打分,实验实践评价机制的缺失使得机电一体化类的实验实践失去了价值。
2 机电一体化类课程的教学改革策略探讨
2.1 充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段
在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候,我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革,添加符合专业特色的实践教学内容,不断完善实践教学条件和教学手段,尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验,加大动手实践实验及综合性实验内容,并和理论课程对应起来,使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验,这样更容易掌握机电专业知识和技能。
2.2 重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核
任何课程都需设置考核环节,同样的,机电一体化课程实践教学也需要考核,考核环节也是学生最为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式,这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力,只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分,因此传统的考核方式并不合理,就需要对传统的考核方式进行改革。
结合机电一体化课程实践教学的特点,对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准,而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式,采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验,应当减小考核的比重,而对于综合实验及动手考查较为全面的实验,考核比重就应当加大;另一方面,还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核,重点不是考查学生的知识理解程度,而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。
2.3 加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度
对于机电一体化这样的实践要求较高的课程,实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果,而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设,以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果,就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面,机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地,而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备,因此对于机电一体化类课程的专业实习实践,必须要加强具有机电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度,为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会,以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。
3 结语
随着科学技术的飞速发展,教育的方法和手段应适应这一发展的需要,传统的纯理论教学已不能适应新的教育目标,加强实践能力和创新能力的教育已势在必行。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究,是结合当前国内高等院校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的,能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果,对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言,必须要不断加强实验实践教学的份量,而本论文也是重点探讨如何开展实践动手能力的训练,对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。
参考文献
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[2]钟波,陈容,冯云.高职机电一体化专业实践教学模式的改革与探索[J].职教论坛,2006(6):79-80.
[3]韩培庆.高职教育实践教学模式改革的思考[J].职教论坛,2006(6):23-24.
[4]何龙,祁传琦.项目教学法在机电一体化专业综合实训中的应用[J].成都航空职业技术学院学报,2005(4):40-41.
一、我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析
结合我国目前职业教育的现状,造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、学得不扎实的原因主要有以下几个方面:
1、师生思想上都不够重视
从目前的职业院校的教学现状来看,重视理论教学轻视实践教学一直是我国职业院校理工科教学的传统方法,在这样的教学模式下,尤其是像机电一体化这样的课程,理论课本来就比较晦涩难懂,加之实践实训比较少,学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系,对于机电一体化的理解只是停留在表面层次,因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说,师生自身对该课程的重视程度不够也是十分重要的原因,教师认为对于机电一体化课程教学任务重,往往疲于应付授课;而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力,往往兴趣不大,加之实践实验时间较少,最后将实践实训流于形式,因此,师生在思想上不够重视是目前职业院校机电一体化课程教学的一个基本现状。
2、机电专业实践教学课程的设计不合理
机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容,目前,绝大多数职业院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程的内容过多过深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准,导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远,很多学生学习了很多知识,可到了社会上去无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定,这也是导致职业院校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。
3、实践教学条件不完善
由于机电一体化类课程所开设的实验,往往实验设备体积比较庞大,集成度较高,价格昂贵,因此很多院校对于机电一体化课程实验所配置的实验设备都是很简单的,目前很多职业院校也在进行教学改革,增大实验实践课程量,但是相应的实践教学课程内容仍然或多或少的存留着传统教学模式的影子。
二、机电一体化类课程的教学改革策略探讨
1、充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段
在对机电一体化课程专业实践课程进行教学改革的时候,我们提倡应当根据各个院校各个专业自身的专业特色进行相应的教学改革,添加符合专业特色的实践教学内容,不断完善实践教学条件和教学手段,尽量弱化传统实践模式中的演示性的或验证性实验,加大动手实践实验及综合性实验内容,并和理论课程对应起来,使得学生在掌握理论知识的基础上进行相关实践实验,这样更容易掌握机电专业知识和技能。
2、重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核
任何课程都需设置考核环节,同样的,机电一体化课程实践教学也需要考核,考核环节也是学生最为敏感的环节之一。传统的机电专业实践课程考核的方式是出勤考查、实验报考考查以及最后实验考查成绩相结合的方式,这种考查考核方式不能够考查出学生的完全实践能力,只能够从实验报告的完成情况给学生考核打分,因此传统的考核方式并不合理,就需要对传统的考核方式进行改革。
结合机电一体化课程实践教学的特点,对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准,而是应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式,采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验,应当减小考核的比重,而对于综合实验及动手考查较为全面的实验,考核比重就应当加大;另一方面,还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核,重点不是考查学生的知识理解程度,而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。
3、加大机电专业校内外实习实训基地建设的力度
对于机电一体化这样的实践要求较高的课程,实践实训基地的建设就显得十分有必要了。实践实训基地的建设力度直接关系到机电一体化课程实践教学的效果与成果,而学生实践能力的掌握也取决于实践实训基地的建设,以及实践实训基地实践教学内容的设置和安排。各院校要想真正提高机电一体化专业实践课程教学的效果,就必须加大对实践实训基地的建设力度。另一方面,机电专业校内外实习实践项目的开设依赖于实习实训基地,而目前多数机电专业课程依赖于金工实习的相关设备,因此对于机电一体化类课程的专业实习实践,必须要加强具有机电一体化特色的专业实习实践基地及其相关设备的投资建设力度,为机电一体化类课程及其专业的学生提供足够丰富的实习实践动手机会,以真正提高机电一体化类课程的专业实习实践能力水平。
关键字:机电一体化;实践教学;教学改革;
中图分类号:G4 文献标识:A 文章编号:1674-3520(2014)-04-00137-01
一、我国当前机电一体化类课程教学现状及其原因分析
结合我国目前职业教育的现状,造成当前机电一体化类课程理论讲不透、实验做不好、技术学得不扎实的原因主要有以下几个方面:
(一)师生思想上都不够重视
从目前的职业学校的教学现状来看,重视理论教学轻视实践教学一直是我国课程教学的传统方法,在这样的教学模式下,不利于师生在课堂中对于知识的学习和掌握。机电一体化这样的课程,理论课本来就比较晦涩难懂,如实践训练课程不足的话,学生学到最后完全没有系统的概念和知识体系,对于机电一体化的理解只是停留在表面层次,因此必须要逐步加强实践实训。从体制上来说,师生本身对于课程的重视程度不够也是导致课程学习问题的原因。教师认为对于机电一体化课程教学任务重,往往在授课过程中疲于应对;而学生对于机电一体化课程知识的理解比较吃力,往往缺少兴趣,加之实践实验时间较少,课程最后流于形式。因此,师生在思想上不够重视是目前机电一体化课程教学的一个基本现状。
(二)机电专业实践教学课程的设计不合理
机电类专业实践教学的课程内容包括很多技术内容,目前,绝大多数职业院校的机电专业课程体系受传统教育思想的影响,课程的内容过多、过于深奥,理论课时数太大,实践技能教学课时不足,而且内容陈旧。还有些学校脱离实际情况过高地制定了课程标准,导致教学与实践相背离。现在学校里学习的知识和社会上用到的知识相差很远,很多学生学习了很多知识,可到了社会上却无从下手。相关机电行业和企业很少参与机电类专业实践课程的制定,这也是导致职业学校机电专业的实践课程体系设置不合理的原因。
二、机电一体化类课程的教学改革策略探讨
(一)充实机电一体化类课程的专业实践教学内容和完善教学手段
课程体系建设要根据学校的专业学生的定位和专业建设目标,合理确定基础课和专业课,理论教学和实践教学的比例分配,结构合理,形成具有鲜明特色的课程体系。打乱原有的按知识学习组织授课的章节顺序,边学边做,边做边学,将所学理论与实践完全融合起来。现有的大部分教材无法实现教学要求,学校要组织专业课教师编写与此教学过程相适应的校本教材,对教学目标进行分解,以专业技能为主线,将多个项目的学习知识的重点和目标有效的串联起来。这种为用而学、学以致用的教学方式让教与学有了更强的针对性,让学生在操作过程中学会如何用专业知识去分析问题、解决问题。教师将学生实践中出现的问题或困惑,用专业理论知识来加以解释,使学生“知其所以然”,从而实现理论与实践的有机结合,调动学生的各种感官参与学习过程
(二)重视机电一体化类课程的专业实践教学环节的考核
任何课程都需设置考核环节,同样的,机电一体化课程实践教学也需要考核,考核环节也是学生最为敏感的环节之一。结合机电一体化课程实践教学的特点,对于机电一体化实践课程的考核不应该有一个统一的模式和标准,应该是动态的,是随着科技的发展而不断充实和进步的,应该结合实践教学的方式和手段灵活的设定考核方式,采取定量结合定性的方法进行实践教学考核。简单的演示性或者验证性实验,应当减小考核的比重,而对于综合实验及动手考查较为全面的实验,考核比重就应当加大;另一方面,还可以灵活的采取口试笔试、现场提问、课程设计、综合课程实验等多种形式进行考核,重点不是考查学生的知识理解程度,而是应当重点考核学生对于实践技能的掌握和应用能力。
(三)加强师资队伍建设
优秀的教师团队是保障一体化教学顺利进行的重要因素。我们要围绕专业建设需要,优化师资结构,建设一支教学、科研、实践水平高,具有较强责任感和团结协作精神的,具有较高学术造诣、丰富的教学经验、鲜明的教学特色的教师团队。学校要积极推动校企合作,联合培养教师,聘请企业专家、技能操作能手对学校教师进行实践与实训方面的指导和培养,提高学校双师型教师的数量和质量。
三、结语
"一体化教学"作为一种教学模式,对教学质量、教学效果的提高起到了很大的作用。本论文所探讨的机电一体化类课程实验教学方法及其教学改革策略的应用研究,是结合当前国内中等职业学校机电一体化类课程教学内容设置及其实验实践教学现状而提出来的,能够有效地提高机电一体化类课程的教学效果,对于这一类的理论知识多且深、动手实践能力要求高的课程而言,必须要不断加强实验实践教学的份量,对于进一步提高机电一体化类课程的实验实践教学效果,无论是在理论方面还是在实践方面都具有较好的借鉴和指导意义。
参考文献
【1】赵松年,李恩光,裴仁清.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
【2】韩培庆.高职教育实践教学模式改革的思考[J].职教论坛,2006(6)
【3】芮延年.机电一体化系统设计[M]. 北京:机械工业出版社,2004
【4】连香姣.“机电一体化系统设计与综合实验”的改革与实践[J].机电工程技术,2006(9)
【关键词】机电一体化;教学改革;策略
长期以来,机电专业基本上是按照传统的理论体系以学科为核心来组织教学,把传授系统的理论知识作为组织教学的出发点,作为教学过程的主线和质量考核的主要标准,对学生系统地掌握理论知识开发设计产品是有利的。本文针对机电一体化专业教学不能满足经济快速发展的需求这一现状,提出了以实践为导向的机电一体化教学改革。
一、指导思想
机电一体化技术专业人才培养的指导思想是:根据社会的需求,以调查结果为基本依据,以提高学生的职业能力和专业素养为目标,建立学以致用的教育培养理念,建立多样性、灵活性与选择性相统一的教学机制,通过具体的职业技术实践活动,帮助学生积累大量实际工作经验,使其能够成为企业优秀的机电一体化领域技术人才。
二、教学策略
1.课程内容综合化
随着现代科学技术的迅猛发展,科学知识综合化、一体化显著加强,使得社会职业呈现综合化发展趋势,一些传统、单一的专业逐渐萎缩甚至消失。与此同时,出现了许多新兴交叉的专业。在市场竞争日趋激烈,产品更新换代和生产结构调整愈加频繁的今天,职业活动中的人与人、人与环境的交往更加复杂和广泛,职业岗位的转换也日渐增多,对劳动者的交流能力、应变能力、心理承受能力等诸多方面提出了更多、更新、更高的要求。学生经常转换学习内容、训练方法和思维方式,对培养综合职业适应能力是非常有利的。另外,课程内容综合化、一体化,可以有机、合理地安排教学内容,避免重复讲授,能拓宽学科或专业的知识面,增强各部分内容之间的衔接,从而使学生更快地形成熟练的专业技能,可以有效地提高教学效率。
2.注意选择合适的教学场所
在教学过程中教学场所是十分重要的,决定了教学的效果,要加强一体化的建设。建立理论与实践“一体化”教学的专业教室,是融教室、实训、考工于一体,这需购置和自制大量的教学设备,在各个专业教室都能够进行多媒体教学,使专业教室具有多媒体教学、实物展示、演练实训、考工强化训练和考工等多种功能,营造出良好的职业氛围和环境。教师在专业教室上课可以边讲边练,使学生在模拟工厂的环境下学习,在学习过程中,既可以对照实物学习构造原理,又可以进行实际动手训练。教学方法直观、灵活,教学形式生动、活泼,激发了学生的学习热情,调动了学生的参与性与主动性,有利于拓展学生的能力,发展学生的潜能,从而培养了大量综合性人才,大大提高了教学质量。同时,也节约了教学时间,提高了教学效果。
3.加强实习基地建设
实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。要提高机电一体化专业毕业生的职业技能水平,必须切实建设好校内外实习基地。
(1)建好校内实习基地。按照职业学校机电一体化专业现代化建设的要求,职业学校应建设相对完备的、具有一定先进性的,与培养目标、教学计划相适应的校内实习基地。添置的设备既要具有一定的先进性,还要具备足够的数量。机电一体化专业有了校内实习基地,就可以按照实纲和企业用人要求适时调整实习计划,根据学生的学习实际合理设计实习课题,实习教学质量的提高就有了保证。当然,专业现代化建设不可能一蹴而就,要根据学校的实际情况,通过分步实施、逐步完善的方法达到建设要求。
(2)广泛建立校外实习基地。广泛建立校外实习基地,与现代企业保持较为密切的联系,以满足学生毕业前顶岗实习的需要。学生在企业中实习,能够接触到先进的生产设备,学到先进的生产工艺和加工方法,拓宽视野,并且能学以致用,将所掌握的专业知识和操作技能应用于生产实践中。同时学校在与企业的交往过程中,还可以了解现代企业对员工综合素质的要求并征求企业对学校办学的建议,以便对教育教学的方方面面进行改革与调整。
一体化教学模式特别适合于实践性强的课程教学,在课程教学过程中,对于充分发挥学生的主观能动性,提高教学质量,培养知识型、应用型的技术人才发挥了前所未有的作用。今后,随着对高等职业教育的进一步深化,职业学校应不断总结出适合自身发展需求的教学方法,努力提高职业教育的水平和质量,为国家培养高素质的应用型人才。
【论文摘要】:介绍了光机电一体化技术特征,研究了国内外技术现状和发展趋势,指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小,重量轻,适应性强,操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化,智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高,使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命提高,故障率降低,从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术,衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来,衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强,各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的提高,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热点主要包括:
(1)激光技术
1)高单色性,利用激光高单色性作精密测量时,可极大地提高测量精度和量程。
2)高方向性,因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)传感检测技术
1)激光准直,能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准测量。
2)激光测距,其探测距离远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受天然影响大。
3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
(3)激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(4)光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在形状记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段,如果能发现具有优异光作用特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志,朱文坚.光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12)
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息,2000(8)
[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息,2003(12)
【论文摘要】:介绍了光机电一体化技术特征,研究了国内外技术现状和发展趋势,指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小,重量轻,适应性强,操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化,智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高,使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命提高,故障率降低,从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术,衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来,衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强,各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的提高,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热点主要包括:
(1)激光技术
1)高单色性,利用激光高单色性作精密测量时,可极大地提高测量精度和量程。
2)高方向性,因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)传感检测技术
1)激光准直,能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准测量。
2)激光测距,其探测距离远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受天然影响大。
3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
(3)激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(4)光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在形状记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段,如果能发现具有优异光作用特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志,朱文坚.光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12)
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息,2000(8)
[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息,2003(12)
【论文摘要摘要:先容了光机电一体化技术特征,探究了国内外技术目前状况和发展趋向,指出了未来发展远景和一些重要技术热门。
近些年来,光机电一体化技术得到迅猛发展,在民用产业和军事领域得到广泛地应用。因此,光机电一体化技术成为当今机械产业技术发展的一个主要趋向。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成,相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。和传统的机械产品比较,光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1 体积小,重量轻,适应性强,操纵更方便
光机电一体化技术使得操纵职员摆脱了以往必须按规定操纵程序或节后频繁紧张地进行单调重复操纵的工作方式,可以灵活方便地按需控制和改变生产操纵程序,任何一台光机电一体化装置的动作,可由预设的程序一步一步控制实现,甚至实现操纵全自动化和智能化。
1.2 功能增加,精度大幅进步
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制 水平进步,运算速度加快,通过电子自动控制系统可精确按预设动作,其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差,达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时,由于机械传动部件减少,机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3 部分硬件实现软件化,智能化程度进步
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序,指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能,使机械控制功能内容的确定和变化趋向向"软件化"和"智能化"。
1.4 产品可靠性得到进步,使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,导致可动摩擦、撞击、振动等加重,严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少,像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此,装置的寿命进步,故障率降低,从而进步了产品的可靠性和稳定性。
1.5 融合了多种学科新技术,衍生出很多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的探究开发涉及到很多学科和专业知识,包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等,就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术和机械技术各自的上风结合起来,衍生出很多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6 产品系统性增强,各部分系统间协调性要求进步
光机电一体化是一门学科的边沿科学技术,多种技术的综合及多个部分的组合,使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求,这就要求各种技术扬长避短,进步系统协调性。
2.探究目前状况和发展趋向
2.1探究目前状况
自从我国实行改革开放以来,科技领域急起直追,我国的光机电一体化技术已取得明显的成效,数控产品有了很大的进步,尤其是经济型灵敏数控装置发展很快,是我国特有的经济实用产品,不但适用国内市场的需要,部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器(PC)和微电子技术控制设备也越来越多,覆盖面也日益扩大,从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻产业机械都是如此,我国自行研制和生产的光机电设备,在质量上也有重大突破,为今后的推广应用打下了良好的基础。 【
2.2 发展趋向
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
从世界科学技术的发展情况来看,光机电一体化技术的未来技术热门主要包括摘要:
(1)激光技术
1)高单色性,利用激光高单色性作精密丈量时,可极大地进步丈量精度和量程。
2)高方向性,因具有很远间隔传输光能和传输控制指令的能力,从而可以进行远间隔激光通讯、激光测距、激光雷达、激光导航以及远控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦点四周可产生几千到几万度的高温,可使照射点物体熔化或汽化,对各种各样材料和产品进行特种加工。
4)相干性,由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通讯、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制,而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性,应用范围更广。
(2)传感检测技术
1)激光准直,能够丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准丈量。
2)激光测距,其探测间隔远,测距精度高,抗干扰性强,体积小,重量轻,但受自然影响大。
3)光纤探测器,在目标很小,间隔受限或危险的环境中,最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
(3)激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层,将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场,极大地进步了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
(4)光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器,其工作原理是将光照在外形记忆合金上,反复地通、断使材料伸缩,再利用感温磁性体的温度特性,将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性,加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证,该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于低级阶段,假如能发现具有优异光功能特性的动态物质,则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和和之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引进电子技术,产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化,便具有很高的功能水平和附加价值,将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1 刘志,朱文坚. 光机电一体化技术,现代制造工程,2001(12)
[2 梁进秋. 微光机电系统国内外探究进展. 光机电信息,2000(8)
[3 宋云夺编译. 光机电一体化业的未来. 光机电信息,2003(12)
[4 左铁钏、施定源、陈铠. 激光加工技术的上风及在产业生产中的应用. 激光杂志,1999(4)
关键词:工学结合 实践教学模式 产学合作紧密
一.提出问题
现代化工业生产不断发展,集机械技术、气动技术、液压技术、计算机控制技术、传感检测技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科相互渗透于一体的机电一体化技术,已成为当今工业科技的重要组成部分。机电一体化技术成为利用电子技术、信息技术使机械装备实现柔性化和智能化。考虑社会对机电类人才要求机应用型与高技能型,企业希望所招聘的人员能直接上岗。娄底职院机电技术教学团队顺应时代需要,已对机电一体化技术专业进行了根本性改革,构建了创新提升的工学结合的教学体系与人才培养模式。本文只探讨实践教学模式。
高职实践教学模式是高等职业教育的核心内涵,它决定了高等职业教育是以社会和企业需要为原则的特征,决定了高等职业教育人才培养目标的切实现。本研究是目前高职教育亟待解决的问题。
二.研究方向
本课题的研究对象是高职机电一体化技术专业人才实践模式的研究。以企业需求的实际机电工程项目带动机电一体化技术专业“工学结合”的实践教学,可以把学生的专业职业技能培养与企业的运作有机结合起来;能使学生在企业人员的指导下参与企业的运作和机电工程项目;能使学生成为劳作的主体,又为学习的主体,在做中学,在学中做,有利于他们的协调发展;能高度利用以我院为龙头的娄底职业教育集团在校企合作中发挥校企人才共育、过程共管、成果共享、责任共担的紧密型合作办学,合作企业深度参与人才培养的重要作用;能为高职院校的机电专业探索一条更切合企业和社会需求的人才培养模式。
三.研究价值
娄底职业技术学院机电一体化技术专业技术团队确立了以企业需求的实际机电工程项目带动机电一体化技术专业“工学结合”的实践教学模式,其意义在于以下几个方面:1.它把学生的专业职业技能培养与企业的运作有机结合起来。能使学生在企业人员的指导下参与企业的运作和机电工程项目;能使学生成为学习的主体,在做中学,在学中做;2.它能促使合作企业深度介入职业教育,做好人才培养的接力棒,同时又能满足企业对人才的需求,满足企业真实的机电工程发展的需要;3.它能使工学结合交替环节高效有序地完成,创新了高职专业教育管理方式;4.它要求专业教师轮流下驻企业带队实习,参与企业管理与技术支持,使教师及时获得企业管理的前沿信息,为更新专业教学内容,提炼并开展课题、教学项目研究提供保障;5.它有利于机电企业开拓市场,有利于传统企业开拓现代化技术市场,从而有利于加快地方机电建设的步伐,使人们充分享受现代手段带来的便利。
四.研究内容
1.完善机电一体化技术专业人才培养计划。建立专业指导委员会,指导专业制定适应企业需要与提高学生应用技能的机电一体化专业人才培养计划,使教师授课与学生实践能同步进行,随时解决学生遇到的各种难题。
2.优化课程结构并开发项目化课程。建立以专业培养目标相一致的课程体系,确立8门左右的专业核心能力课程。与企业、学院网站和国内互联网站合作,开发项目化实训教材,实现课程教学与工程项目的完全融合。
3.改革专业教学环节。重新设计专业教学环节,使更趋于工学结合。采用了在第三学期开始上午学校教学、下午上岗操作或今天学校教学、明天上岗操作的“工学交替”方式,真正做到了理论与实践的高度融通,学生在实际企业上岗操作中学到技能、学会处事、提高素养,也能学会思考、分析和解决问题。
五.研究创新
1.实践内容体现了项目驱动性。根据我院国家骨干院校建设方案要求及机电一体化技术专业的培养目标,对相关主干课程进行改造,对机电一体化技术专业实践教学模式进行全面的改革,采用以实际机电工程项目带动机电一体化技术专业“工学结合”实践教学模式。
2.实践项目实现了实际工程性
机电一体化教学团队与机电企业深度合作,基于企业对市场的需求、企业机电运作的现状与机电一体化技术专业学生能力培养的要求,开发建立企业参与下的实际工程实训项目。
3.实践教学突出了灵活实用性
基于机电一体化技术专业的特点,依据与企业实际机电工程项目的要求,学生在学完第一学年基础和专业基础课程及基本技能的基础上,从第二学年开始推行实际工程项目带动下的“半天学习、半天上岗”和“第二学年暑假去企业实训”的实践教学,实现理论学习与技能训练、学生角色与员工角色的紧密结合。
机电一体化毕业论文开题报告范文(一)
建筑电气工程的原材料质量采购过程不透明俗话说,巧妇难为无米之炊。再好的工程人员,如果没有合格的原材料,他也无法造出安全可靠的房子。同理,原材料对于建筑电气工程安装来说,其意义深远,影响重大。这不仅因为原材料的优劣决定了成果的合格与否,而且关系着使用人的生命财产安全。在当前,原材料问题表现在采购过程、以次充好、质量不过关等问题上。原材料的采购中存在的普遍的回扣现象,采购人员受高回扣利益的驱使,欺骗企业与一些不正规的厂商签订购买合同这就使大量的不合格产品用在工程上,影响了工程质量。另一方面,现在市场上假冒伪劣产品很多,如果企业没有很好的区别,很有可能购买到不合格的产品。这些都有可能对电气工程产生巨大的影响。
建筑电气施工过程粗制滥造,管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成,最终为使用者验收。毋庸置疑,施工过程的管理秩序,人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的建筑电气施工过程则存在着诸多的问题,具体来说,主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象机电一体化毕业论文开题报告范文机电一体化毕业论文开题报告范文。施工过程中经常会遇到此问题,厚壁钢管对焊连接,会产生内部结瘤,使穿线缆时损坏绝缘层,薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿,埋入混凝土中会渗入浆水,导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的,然而很多时候工程师却没有重视这些问题。
从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析
电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员,首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责,还要充分运用自己的专业水平,深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题,因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够,而是过分相信自己的能力,或者是根本不重视手头上的工作,最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时,专业的电气施工人员还要不断学习,落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟,但电气设备、材料及元件种类繁多,要全面掌握各种电气产品的性能,只有不断地努力、才能积累经验,这样才能跟上时代的脚步。
强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程,保证最终结果的重要手段,也是改进程序,提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手,把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先,在施工准备阶段,要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉设计图纸,努力并善于发现图纸中的不足,及时提出处理意见,对业主而言是维护其利益,对自己也是技术能力的提高。其次,对于工程要求比较高,对人员要求也比较高的项目,要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估,并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。
加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的,对于建筑电气工程来说,安全尤为重要。这里的安全,不仅仅是指在施工过程中的安全,而且还指使用安全机电一体化毕业论文开题报告范文工作报告。要确保施工过程中的安全,首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施,还要对其进行必要的安全训练和培训,同时要强调施工的程序性,杜绝赶快超快的现象发生
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摘要:机电一体化是一项交叉密集型技术,该技术的应用能够促进机械工程领域的发展,本文对机械一体化在该领域的应用进行探究。本文立足于机电一体化内涵等理论,分析机电一体化的多元具体化应用,并对应用趋势进行展望。
关键词:工程机械;机电一体化;应用
引言
伴随着现代社会不断发展,各种科学技术不断进步,完善。各类的学科融合也愈加密切。通过多种学科技术融合发展,极大的促进了工作效率,精化了发展途径。举个例子,就目前来看,机电一体化技术在多种领域的实际技术操作中都应用到。通过其技术的精确性和操作便捷性性等来大力的推进,改良了当前的工业生产,技术,管理层面的模式操作。需要注意的是,目前针对于此的技术操作仍属于初级发展阶段,还需后续不断的研究深化。本文通过对其技术应用的分析为后续的研究发展做先行探索。
一、机电一体化内涵及作用
(一)机电一体化内涵
“机械电子学”,也就是机电一体化的学科表达,机电一体化技术是基于计算机技术进一步发展的新型技术。通过将计算机,机械制造,机械控制技术等技术融合贯通,互相联系。来达成更为高效的操作需求。从上个世纪中期,就有开始将电子技术运用到机械操作中的实例,并取得一定的实践成果。在后来的发展中,电子技术与机械技术不断的融合发展。伴随着机电一体化进程的不断深入,更智能,更高效成为了后续发展的主旋律。以机电一体化为大纲发展,囊括机械制造,电子信息技术,机械控制,系统传感服务等等,逐渐运用到了更多的领域。
(二)机电一体化作用
通过运用机电一体化技术,在机械制造领域来说能够更好的去设计,匹配符合人们需求的机械产品。从而进一步推动当前的机械智能发展。结合实际的运用所需,当前运用机电一体化技术制造的产品多符合轻便,易于操作,携带等特点,能够更好的为人们提供信息服务。伴随着人工智能的不断发展,工业生产自动化,控制自动化,电子产品自动化,以及智能机器人等等不断问世,推动了行业发展。从大环境来看推动了当前的国体经济发展,优化了当前的生产模式。
二、机电一体化技术的应用特点
(一)自动检测
机电一体化技术与计算机操作技术密切相关。通过运用计算机技术来对机电一体化技术进行技术指导,操作指示,同时,计算机技术也运用在机电一体化技术的检测,修正环节。通过对机械制造,机械设计环节的信息采集,数据分析。来对其进行技术检测,针对操作过程中出现的程序错误和异常情况检索,并通过计算机技术演算制定相应的应对方案。以警报预警的形势对外传送,便与操作人员发现处理。在通过计算机技术管理下进行机械制造,机械设计更具有安全性,稳定性与操作便易性。
(二)高精度
作为新型的机电融合技术,机电一体化具有高精度,高效率的特点,在进行机械制造,机械设计之前对其所需数据进行调控配比,保证操作步骤的准确性,极大的提升了操作效率。现代的设计,制造业不断的完善发展自身生产的流程稳定性,准确性。保障了生产准确度,提升整体的操作规范性。举个例子,在进行建筑施工时需要进行混凝土搅拌,其中投入的物料比是一个需要精确度较高的操作。而通过电子计算机技术对其实际的物料比调控,再结合机械按配比投入,保障了混凝土质量。整体而言,此种高精度的操作环节极大的提升了工程建设效率。
(三)低耗能
除此之外,机电一体化技术还有着损耗低的优势,旧式的工程建设过程中,由于缺少计算机的精确管控,不能及时更进管理建设信息,在实际建设中出现问题时需要专业的技术人员进行每个操作环节的技术检测。此种工作模式不仅浪费人工成本,还不能完全保障其检测质量,操作效率低下。而计算机技术下通过即时使用的最低损耗量来进行工程建设,最大限度的降低了物料,建设成本损耗。
三、机电一体化具体应用领域分析
(一)监控领域应用
不仅仅是提升整体的工程建设效率,机电一体化技术还能维护建设过程中的设备运行,通过一体化技术来对工作环境中的建设仪器,设备进行技术,故障检测,一般情况下,当出现检测故障时情况时,检测仪器通过警示,声音,调节亮度等对外播报,便与技术维修人员更快的针对故障部位进行维修,在保障建设效率的同时降低建设损耗。而监控管理过程也能更为直观的了解到建设进程从而依此制定后续的建设方案。
(二)调整施工精度领域应用
在过去传统的工程建设中,在面临建设精确数据时需要进行更多的人工演算,在出现设计误差和偏差情况下,都有可能差之毫厘失之千里。从而影响到整体的工程建设质量。而引入机电一体化技术后,能够更好的对建设施工过程进行精确调控。
(三)节能领域应用
在减少能源损耗,最大限度的运用已有材料方面,机电一体化技术可以很好的通过精确的电子计算来对现有物料配比,分配其建设任务。保持当前的各项建设数值维持在临界工作值,在保证建设效率的同时最大限度的节省了建设生产所需材料。与旧式的工程建设相比,不仅是建设效率的提高,建设材料的节省,还能将当前的建设材料最大限度的使用,将各级建设环节紧密结合。
四、机电一体化应用领域趋势与发展方向
(一)机电一体化的应用趋势
就目前来看,机电一体化技术在今后的网络信息安全维护,微电子技术,传感器方面的应用将会有较好的发展前景。
伴随着当前社会的不断发展,计算机网络,互联网系统受众越来越广。所以,结合时展大环境,将机电一体化技术同网络安全技术捆绑发展。实现一加一大于二的发展建设。在保障机电一体化技术的市场竞争力的同时,更为便易的为网络用户服务,保障其活跃用户黏性。而机电一体化技术与微电子领域相结合,将其使用模式优化,更加灵巧,轻便。除此之外,机电一体化技术与传感器的联合应用,提高了操作精确性。
(二)机电一体化的发展方向
长久来看,机电一体化的今后发展延生方向有微型化,系统化和智能化三类。伴随着当今社会科学技术的不断发展,成熟,人们更倾向于使用便捷,操作简单,轻巧灵便的工具。通过运用机电一体化技术将其与微型设计结合,必将受到人们喜爱,推广。从工程建设方面来看,整体的操作流程繁琐复杂,为了达成对各个操作建设环节的进度了解,从而更好的制定后续的建设方案,采用机电一体化技术对其调控,管理,整合建设施工的各项建设任务。此外,当前网络的不断发展,各项行业,建设设计都讲求人工智能。在人工智能领域,结合机电一体化技术发展,提高生产效率,降低能源损耗。
结语
结合上述,本文文章旨在探讨在工程建设,机电制造,设计中机电一体化技术的合理应用。在了解机电一体化运用技术后将其合理科学的结合到工程建设环节,提高建设效率降低物料损耗,提高建设精确性。在今后的发展过程中可与微型电子,人工智能领域相结合。彰显其良好的发展前景。同时,通过本篇文章的表诉,为后续的研发人员做前行调查。望后续能有更多的专家学者投身于新型机电一体化技术运用不同的建设领域中。促进机械,机电建设行业发展。
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关键词:机械加工;机床;机电一体化
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.132
0 前言
机电一体化又称机械电子学,其主要是指利用计算机技术,信息技术,机械技术,电子技术,控制技术和光学技术实现智能化、模块化、网络化、微型化和系统化加工。机电一体化实现了加工技术、加工质量和加工精度的优化,对制造行业具有重大的贡献,也是我国经济飞速发展的主要技术支持之一。近几年随着机电一体化的逐渐发展,对传统机械加工机床的改造工作正在逐渐推广和普及。为进一步提升传统机械加工机床机电一体化改造效率和质量,对其实施改造分析具有重要的意义和价值。
1 机电一体化改造优势
随着机电一体化的逐渐推广和普及,人们对传统机械加工机床机电一体化的改造出现了不同的声音,其中有支持也有反对的[1]。就该种现象及机电一体化改造进行优势分析发现其具有以下几种优势。
第一,智能化优势。对传统机械加工机床实施机电一体化改造的过程中会利用计算机控制软件,实现软件更新,在保障机电系统的基础上实现智能化操作。在改造的过程中利用智能化软件实现人操作和组合,具有自行判断、自行筛选等基本逻辑功能,从而实现人类自动控制危险因素的实际操作。因此,对传统机械加工机床实施机电一体化具有优化其智能化的作用。
第二,个性化优势。机电一体化智能化优势是传统机械加工基础改造的必然趋势[2]。近几年随着社会经济体制和经济结构的逐渐转变,企业和人们对事物个性化的需求逐渐增加,进一步提升了对机械加工的个性化需求。而机电一体化改造能够实现结合实际发展需求,满足消费者个性化加工。在产品生产的过程中其微控系统根据市场调研需求自主的对产品实施升级方案制定,以满足智能个性化产品优势。
第三,高速化优势。机电一体化改造的过程中对机床的运转速度改造是其中关键的一环。利用微控系统实现机床主轴转速的提升,可以在传统机械加工机床转速的基础上提高2倍左右,明前的加快了加工的速度,为整个机床加工生产效益的优化奠定了基础[3]。此外,随着纳米技术的逐渐应用,纳米机床机电一体化改造更是实现了高效率、高精度的机械加工。因此,机电一体化改造具有其高速化发展优势。
第四,绿色环保优势。机电一体化改造不仅能够在技术、效率、性能等上现传统机械加工机床优化,在其绿色环保上能够降低材料和燃料的使用,从而利用高新技术手段降低对环境的污染。随着绿色能源的创新和发展,以绿色能源为基础的机电一体化机械加工机床必将成为机械加工机床改造优化的主流趋势。
2 传统机械加工机床机电一体化改造注意点
针对实践工作中对传统机械加工机床机电一体化改造的工作经验,结合理论知识和内容,提出未来在传统机械机电一体化改造的过程中需要从以下几方面注意处理。
第一,在改造稳定性上。对传统机械加工机床实施改造的过程中需要在现有机械设备的基础上进行改造。由于传统的机械加工机床的加工一般采用的是焊接的方式,且材料的使用上一般是坚固的铸造件。经过改造之后需要将其改变为高性能和高精确度的结构。因此,在改造的过程中需要从其铸造件的性能出发,注重改造的整体性,在不破坏设备本身结构的基础上,保障机械加工机床的整体稳定性。
第二,在设备为维修操作山。对传统机械加工机床实施改造的过程中在其设备维修改造上为了进一步实现机电一体化操作,也会对其维修性能实施改造,为改造后机电一体化机械加工机床的日常使用和维护提供保障。因此,在其维修改造的过程中必须对其维修周期和故障诊断性能实施计算机信息处理和逻辑程序编制,以保障设备维修操作的安全性和高效性[4]。
第三,在技术运行改造上。在实施技术运行改造的过程中必须按照技术该噶发展方向速度对其进行改造,采用循序渐进的技术改造方案,从而保障实时提高设备自动化的效率和水平。在不断提升传统机械加工机床设备档次的基础上完成技术运行改造。尤其注意的是不能采用激进的方式进行技术运行改造,这样容易形成技术壁垒和技术脱档。
第四,在工作效率和质量改造上。针对传统机械加工机床的工作效率和工作质量改造是在设备技术改造的基础上实现的。因此,在其改造的过程中需要从精度、专业、生产三方面完成整体工作效率和工作质量改进,这样才能够保障传统机械加工机床在实现机电一体化的基础上,充分的发挥机电一体化工作效率和工作质量的提升。
第五,在改造成本上。针对改造成本实施成本控制也是传统机械加工机床机电一体化改造中需要注意的一点,可以采用分环节成本控制和材料成本控制的方式实现改造成本控制,在保障改造效率的前提下节约改造经费,降低企业成本,从未有效的提高机电一体化机械加工机床的市场竞争力。
3 总结
通过本文中对传统机械加工机床机电一体化改造的优势分析们能够看出,机械加工机电一体化是未来我国机械加工技术的发展的必然趋势。未来我国在传统机械加工机床机电一体化改造的过程中需要对其改造稳定性、设备维修操作、技术运行、工作效率和质量、改造成本等方面对其进行优化,从而实现智能化、高效率、高质量、高性能的改造,以促进我国机械加工行业的整体发展,为我国经济建设奠定基础。
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论文摘要:根据国家整体规划,胶东半岛蓝色经济圈已经进入快速建设期,机电一体化专业人才需求在本地区也将迎来一个高峰期。本文对其专业人才需求背景进行了详细的分析,并根据本校及本专业现有的师资力量,提出了建设“高职机电一体化专业技术人才”方案。在本文中,确定了三个专业培养方向,总结了“1.5+0.5+1”的人才培养新模式,“教学做一体化”教学模式,以及“双证融通”式课程教学模式。
机电一体化技术是集机械、微电子和计算机技术于一体的综合应用技术,也是现代制造业的核心技术。随着山东省大力推进半岛制造业基地暨北部沿海经济产业带建设,机械制造、电子信息、食品加工和黄金工业四大支柱产业以及汽车、手机、电脑三大产业集群均进入了快速膨胀期。制造业的现代化水平得到了提升,最显著的标志是采用大量的自动化生产制造系统取代了传统的、自动化程度较低的生产方式。
现代机电一体化技术是机械、电子、信息和管理等学科有机结合的高新技术,广泛应用于机械、电子、汽车、食品、医药等行业。可以说,任何产品只要投入工业生产,就必须采用自动化生产制造技术以提高产品质量和生产效率,否则将没有市场竞争力,而自动化生产制造的核心技术就是机电一体化技术。因此加速培养机电一体化技术高素质技能型人才已经成为高职高专院校的当务之急。在此背景下,山东省大部分高职院校都开设了机电一体化技术专业以满足社会对该专业人才的需求。但一方面,企业难于招聘到合格人才,另一方面相应毕业生感叹就业困难,工作难找。分析原因是供非所需,高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置,实习实训内容及条件等方面存在问题。因此,应依据社会需求确定人才培养目标,以就业为导向构建人才培养新模式,增强人才培养的针对性,适用性,实现人才培养与社会职业岗位的接轨,服务地方经济,并促进毕业生充分就业。
1 根据半岛区域经济发展需要,确定高职机电一体化技术专业人才的培养目标
在对山东省机电设备制造企业和胶东半岛大中型机电企业调研、毕业生跟踪调查和专业建设委员会论证的基础上,归纳出半岛经济发展急需的三种职业特色鲜明的机电类就业岗位群,分别是食品灌装生产线的运行与维护,新能源装备制造的生产与维护,电子组装工艺操作。
山东省是我国重要的粮食及食品生产加工基地,随着人民生活水平的提高,人们对食品的质量、包装和精细化程度要求越来越高,这就带动了食品灌装、包装设备的飞速发展。自从我省做出重点发展食品产业群的重大决策以来。产业集群蓬勃发展对灌装生产线人才的大量需求早已初见端倪。
根据国家中长期发展规划,我国的核电和风电已经进入高速发展期。山东在半岛沿海地区规划了海阳、荣成、乳山三座核电站,并计划在“十二五”末全部投产发电。同时山东地处东部沿海,具有丰富的风能资源,各大发电集团竞相在山东沿海地区修建风力发电厂。这使得山东省核电、风电等新能源装备制造业快速发展,可以预见随着山东核电、风电产业发展的推进将需要大量掌握核电、风电相关知识的装备制造业专业技术人才。
随着现代信息产业的不断发展,电子应用技术发展的不断需求,电子组装技术在真个电子整机装配加工中所占的地位越来越重要。胶东半岛在发展电子信息与家电产业集群的同时,电子组装技术备受关注,据调查分析,电子组装技术产业的人才存在着巨大的缺口,在未来需要众多电子组装技术人才满足企业生产需求。
我们通过以上市场调研,制定了适应区域经济发展的机电一体化技术专业的人才培养方案,确定了在机电一体化技术公共知识平台的基础上分三个专业培养方向:食品灌装生产线的运行与维护、新能源装备制造的生产与维护、电子组装工艺操作。
2 构建科学合理的新型人才培养模式,为胶东半岛培养高素质技能型人才
2.1 构建“1.5+0.5+1”的人才培养新模式
机电一体化技术专业的传统教学模式是实施“2.5+0.5”人才培养模式,即三年中两年半在学校完成教学计划规定的所有课程,最后半年赴企业进行顶岗实习。这种传统人才培养模式难以培养出我们所需要的为地方企业量身打造而熟练掌握专业知识和技能的专门化人才。因而进行人才培养模式改革,构建科学合理的人才培养新模式势在必行。“1.5+0.5+1”正是贯彻分方向教学并实施产学研合作办学的一种教学新模式。1.5是指在新生入学后在第一到第三学期,学习基础类模块、专业基础模块、专业核心模块和技能核心模块,在这样一个公共知识平台的基础上主要培养学生从事机电类岗位的基本能力。0.5是指在第四学期进行专业拓展能力模块的学习,即学生根据自己的兴趣和就业意向自行选择三个就业方向的一个,进行该方向一系列知识和技能领域的学习。1是指在最后一年,学生根据各自选择的专业方向到对口的企业进行更有针对性地进行技能培训,并顺利完成顶岗实习。
2.2 推行“教学做一体化”教学模式
在分方向教学的课程学习中,部分课程专业性强,如没有合适的实训载体,学生难以实际掌握该专业技能,因而在合作企业的帮助下建设了两个校企合作共建实验室,在这里实现了部分课程理论教学和实践教学一体化的教学模式,通过以具体的工作任务为中心,实际操作为载体。使学生在实际训练中得到了知识和技能的培养,提升了学生的职业素质。并有企业技术人员担任课程的部分授课任务,使学生所学知识与企业的实际需要实现了“零距离”接轨。
2.3 实行“双证融通”式课程教学
高职教育的特点是突出学生职业技能的训练,培养学生的职业实践能力。而国家在长期对各行业生产一线和生产过程职业技能的总结过程中,形成了一套完备的各行业职业资格标准。所以参照行业职业资格标准,进行课程体系的改革和课程内容的重组,有助于提升学生的核心竞争力。这种以“双证书”为目标,构建以职业能力为主线的教学内容和教学环节,将“双证书”教育融入教学全过程,使学生在学习相关课程后可直接参加职业资格证书考试,我校机电一体化技术专业学生在学校期间可考取维修电工(中级)证书和机电一体化技能认证。
3 结语
以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研结合的发展道路,是国家对高职院校办学方向的科学定位。通过对胶东半岛人才市场需求的深入调查研究,培养特色鲜明的机电一体化技术专业人才适应区域经济发展的人才需求,不仅契合高职院校的服务定位,而且提高了毕业生就业对口率,真正实现了学校与企业的“零距离”接轨。
参考文献:
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