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機電一體化專業畢業論文篇一
在建筑施工中,機電工程的施工會應用到很多技術,施工所涉及的具體內容也較多,需要相關的施工人員給予高度重視。
在當前的建筑工程施工中,受各種因素的制約和影響,建筑機電施工經常會出現一些問題,給相應的施工環節造成不良影響,還會危及到建筑施工的整體質量。
因此,對建筑機電施工的技術與質量嚴格把控,具有重要的現實意義。
1建筑機電工程施工的主要問題
第一,不重視設備質量。
很多施工企業在建筑機電施工中,不注重設備的自身質量,從購買環節到施工環節都沒有對設備進行相應的性能檢驗。
建筑機電施工如果設備質量不過關,就很容易出現相應問題,如電源短路、電線漏電、水管堵塞不暢等。
這些問題的出現,對建筑機電工程的施工質量有嚴重的阻礙。
第二,監督工作不到位。
在建筑機電工程施工中,很多施工企業沒有安排專門的監督人員對施工中的技術環節與工程質量進行監督。
這樣做的后果就是,施工中出現了相應的問題,無法得到及時、有效的解決,造成施工整體質量不過關。
第三,施工人員操作不規范。
很多施工人員自身不具備較好的專業素質,在施工中無法進行科學、合理的操作。
這樣會造成施工環節質量出現問題,從而無法保證建筑機電工程的整體質量。
2如何加強建筑機電工程相關技術與質量的控制
2.1對施工技術的控制
(1)安裝定位。
想要加強建筑機電工程的技術控制,首先就需要做好安裝定位工作,機電設備的安裝主要可以分為解體安裝與整體安裝。
安裝人員要根據設計人員預先規劃的圖紙找準位置,只有將位置確定準確,進行規范化施工,才能保證機電設備的安裝質量。
可以說,施工中的安裝定位環節,是機電施工的基礎性環節,只有保證這一環節的質量,才能使后續工程得以順利進行。
(2)配電箱施工安裝。
配電箱的安裝,需要安裝人員在施工之前掌握好配電箱自身的具體性能、標高及相應的位置坐標。
安裝人員在了解配電箱的基本信息之后,要將鋼筋與配電箱進行整體焊接,將兩者連接在一起,這樣可以使配電箱在使用過程中保持自身的穩定性。
在配電箱的安裝過程中,安裝人員需要在配電箱的內部放置一定的支撐物體,以防配電箱在使用過程中發生變形等情況,影響使用效果。
在安裝好配電箱之后,施工人員要對其進行相應的電路檢測及電阻檢測,保證其具備良好的運行性能。
還要注意的是,在配電箱的安裝施工環節,安裝人員需要在配電箱內部埋設相應的pvc管。
在埋設pvc管的過程中,應該采用管口封塞的技術,最后將pvc管用膠帶進行捆扎,以保證其自身的使用性能。
(3)電線鋪設安裝技術。
在建筑機電工程的具體施工中,電線鋪設安裝技術也是一項重要的施工技術,這項技術的質量關系到整個機電工程施工的整體質量,需要施工人員進行嚴格控制。
在具體的電線安裝中,施工人員應當盡量采用重疊架設的形式,這樣可以很好地將電線進行隱蔽歸置,不會占用過多空間。
如果需要將電線安裝進墻體內部,施工人員要保證電線與墻體表面之間留有合適的距離,一般要保持在15毫米左右。
2.2對施工質量的控制
(1)做好施工規劃。
要想做好建筑機電工程建設的質量控制工作,首先就要做好相應的施工規劃。
只有做好了施工規劃,才能保證接下來的施工工序合理進行,可以說,做好施工規劃,建筑機電工程的質量控制就完成了一半。
某施工企業在進行建筑機電施工的過程中,為了加強施工質量的整體控制,管理者要求規劃人員在進行施工之前做好詳細的規劃工作。
規劃人員在施工之前,親自到施工地點進行現場勘測,根據施工地點的實際情況以及可能受到的影響,進行綜合分析。
施工人員根據規劃人員的詳細的分析報告以及給出的具體施工參數,選擇相應的施工技術和方案。
由于施工規劃報告很好地結合了施工地點的實際情況,因此給施工人員的具體操作帶來針對性較強的指導,促進了施工方案的合理實施,保證了施工的整體質量。
由此可見,做好施工規劃,是保證施工質量得到合理控制的重要方法。
(2)保證設備質量。
由于建筑機電工程在具體施工中會應用到大量的設備,因此,想要保證施工的整體質量,做好質量控制工作,就需要對相應設備進行合理控制。
采購人員在購買設備的時候,一定要把好質量關,不能只考慮設備的價錢,而忽視具體的使用性能和安全性能。
采購人員要對設備進行質量檢驗,看其在運行中是否出現問題,運行情況良好的設備才能進行購買。
在購買之前,采購人員還要檢查賣家的資質,看其是否具有售賣資格。
某施工企業為了控制建筑機電工程的施工質量,對設備的質量進行了嚴格控制。
該企業的管理者除了加強采購人員的素質之外,還很注重對設備進行維護和管理。
采購人員買回設備之后,管理者安排專人進行設備管理,為每一臺設備建立相應的管理檔案,將設備的各項性能進行詳細登記。
管理人員定期對設備進行檢修,發現問題后就及時進行解決,使用性能無法達到要求的設備要進行及時淘汰。
由于該企業對設備進行嚴格的質量控制,有效保證了設備的使用性能和安全性能,促進了建筑機電工程的施工質量,保證了施工的合理運行。
(3)加強監督工作。
建筑機電工程施工,需要相應的監督人員進行監督工作,保證施工過程中出現的問題得到合理控制。
施工企業應當在施工過程中安排專業的監督人員進行工作,主要是監督施工人員的操作是否規范、合理以及施工中所出現的主要問題。
監督人員在工作中如果發現了相應的問題,就要及時進行上報,讓企業管理者及時了解問題所在。
這樣,管理者與有關部門就會針對問題采取合理的方法措施,將施工中的問題進行及時解決,消除施工中的安全隱患。
需要注意的是,施工企業在選擇監督人員的時候,也要注意其自身素質與能力。
只有工作態度較好、能力和責任心都很強的監督人員才能上崗工作,這樣可以保證監督工作的最終效果。
企業只有加強施工中的監督力度,才能真正做好機電工程施工的質量控制工作。
3結語
建筑機電工程施工不僅關系到建筑工程施工的整體質量,還對整個建筑行業的未來發展有重要影響。
施工人員在操作中要針對施工中的具體問題,應用科學、合理的施工技術,保證每個環節的施工質量。
施工企業也要在具體施工中對技術環節和質量環節進行嚴格把控,有效加強建筑機電工程施工的整體質量。
機電一體化專業畢業論文篇二
學院:四川農業大學
專業:機電一體化
作者:
目
錄
【摘 要】
機電一體化是一項將系統技術、計算機信息處理技術、伺服傳動技術、自動控制技術、檢測傳感技術和機械技術等多項技術相互結合的系統工程,是現代科學技術發展的必然結果。本文簡述了機電一體化技術的基本情況和發展背景發展歷程,明確了機電一體化技術對于機械制造業的整體行業發展所擁有的重要影響,并闡明了機電一體化技術在未來社會朝著智能化、系統化以及輕量、微型化的方向發展。希望為機電制造業未來的發展方向起到了一定的指向作用。
【關鍵詞】:機電一體化 一體化 技術 現狀 發展 發展趨勢 前景 任務 形勢
緒 論
1.1.機電一體化
1.1.1機電一體化的來源
“機電一體化”在國外被稱為mechatronics是日本人在20世紀70年代初提出來的,它是用英文mechanics的前半部分和electron-ics的后半部分結合在一起構成的一個新詞,意思是機械技術和電子技術的有機結合。
1.1.2機電一體化的簡介
機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展,向機械工業領域迅猛滲透,機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上,綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術,從系統理論出發,根據系統功能目標和優化組織結構目標,以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎,對各組成要素及其間的信息處理,接口耦合,運動傳遞,物質運動,能量變換進行研究,使得整個系統有機結合與綜合集成,并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質的和能量的有規則運動,在高功能、高質量、高精度、高 可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。
1.3機電一體化技術五大組成要素與四大原則
1.3.1、五大組成要素
一個機電一體化系統中一般由結構組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機結合而成。(請參考機電之家機電一體化頻道)
機械本體(結構組成要素)
是系統的所有功能要素的機械支持結構,一般包括有機身、框架、支撐、聯接等。
動力驅動部分(動力組成要素)
依據系統控制要求,為系統提供能量和動力以使系統正常運行。測試傳感部分(感知組成要素)
對系統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測,并變成可識別的信號,傳輸給信息處理單元,經過分析、處理后產生相應的控制信息。控制及信息處理部分(職能組成要素)
將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后,按照信息處理結果和規定的程序與節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的的運行。
執行機構(運動組成要素)
根據控制及信息處理部分發出的指令,完成規定的動作和功能
1.3.2、機電一體化四大原則
構成機電一體化系統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循結構耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉換四大原則。接口耦合:
兩個需要進行信息交換和傳遞的環節之間,由于信息模式不同(數字量與模擬量,串行碼與并行碼,連續脈沖與序列脈沖等)無法直接傳遞和交換,必須通過接口耦合來實現。而兩個信號強弱相差懸殊的環節之間,也必須通過接口耦合后,才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環節之間可靠、快速、準確的交換、傳遞,必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規范才行,因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能,使信息按規定的模式進行交換與傳遞。能量轉換:
兩個需要進行傳輸和交換的環節之間,由于模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流,必須進行能量的轉換,能量的轉換包括執行器,驅動器和他們的不同類型能量的最優轉換方法及原理。信息控制:
在系統中,所謂智能組成要素的系統控制單元,在軟、硬件的保證下,完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策,以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。運動傳遞:
運動傳遞使構成機電一體化系統各組成要素之間,不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優化。
1.4 機電一體化技術具體內容
1、機械技術機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其它高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中,經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術,同時采用人工智能與專家系統等,形成新一代的機械制造技術。
2、計算機與信息技術
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3、系統技術
系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,它是實現系統各部分有機連接的保證。
4、自動控制技術
其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5、傳感檢測技術
傳感檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高?,F代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗,它是機電一體化系統達到高水平的保證。
6、伺服傳動技術包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
第二章 一體化發展歷程 2.1一體化技術發展歷程及其趨勢
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,“機電一體化”技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。
2.1.1一體化”的發展歷程
1、數控機床的問世,寫下了“機電一體化”歷史的第一頁;
2、微電子技術為“機電一體化''帶來勃勃生機;
3、可編程序控制器、“電力電子”等的發展為“機電一體化”提供了堅強基礎;
4、激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使“機電一體化”躍上新臺階。
2.2.2”發展趨勢
1、光機電一體化。一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。
2、配系統化——柔性化。未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成 “自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3、全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4、“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割??磥恚瑱C電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5、微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、cpu等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
2.1.3機電一體化產品
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有:數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷 系統、cad/cam系統等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
2.1.4發展“機電一體化”面臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
2.2 機電一體化技術
隨和經濟的發展和科技的進步,越來越多的產品智能化、自動化、網絡化,這些產品除了要用到機械驅殼,還需要用電路來控制,電的部分已經不再是簡單的開關電路,而是用大規模的集成電路,單片機、傳感器、可編程控制器等智能元件被用來和設備的機械部分想結合。單純的機械活著單純的電子已經不能適應行業發展的需要,漸漸地就出現了機電一體化這個學科。機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上,到目前這個學科已經逐漸成熟了。
機電一體化技術包含六個部分,它們分別是:第一,機械技術。機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,利用其它高、新技術來更新概念,實現結構上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中,經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術,同時采用人工智能與專家系統等,形成新一代的機械制造技術。第二,計算機與信息技術。其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
第三,系統技術。系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,它是實現系統各部分有機連接的保證。第四,自動控制技術。其范圍很廣,在控制理論指導下,進行系統設計,設計后的系統仿真,現場調試,控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
第五,傳感檢測技術。傳感檢測技術是系統的感受器官,是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強,系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗,它是機電一體化系統達到高水平的保證。
第六,伺服傳動技術。包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
機電一體化系統主要由五個部分組成:機械本體、檢測傳感部分、電子控制單元、執行器和動力源。機械本體包括機架、機械連接、機械傳動等,它是機電一體化的基礎,起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹 的機械產品相比,機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強,這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應,具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點;檢測傳感部分包括各種傳感器及其信號檢測電路,其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化,并將信息傳遞給電子控制單元,電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制;電子控制單元又稱ecu(electrical control unit),是機電一體化系統的核心,負責將來自各傳感器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析,根據信息處理結果,按照一定的程度和節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的地進行;執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。執行器是運動部件,通常采用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式;動力源是機電一體化產品能量供應部分,其作用是按照系統控制要求向機械系統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能,以電能為主。
第三章 21世紀機電一體化 3.1機電一體化技術近期發展
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合,其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展,其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1、數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
2、智能化
即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在cnc數控機床上增加人機對話功能,設置智能i/o接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
3、模塊化
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣,在產品開發設計時,可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。
4、網絡化
由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品,現場總線和局域網技術使家用電器網絡 化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
5、人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人,如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,機電一體化產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來說還是一種藝術享受,如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
6、微型化
微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。微機電系統(micro electronic mechanical systems,簡稱mems)是指可批量制作的,集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針,1988年美國加州大學berkeley分校研制出第一個微電機以來,國內外在mems工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展,開發出各種mems器件和系統,如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器),各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等)。
7、集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合,又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率,應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次,使系統功能分散,并使各部分協調而又安全地運轉,然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來,使其性能最優、功能最強。
8、帶源化
是指機電一體化產品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能,因而對于運動的機電一體化產品,自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
9、綠色化
科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以,人們呼喚保護環境,回歸自然,實現可持續發展,綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求,機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境,產品壽命結束時,產品可分解和再生利用。
3.2我國“機電一體化”
3.2.1國內機電一體化技術的發展狀況
20世紀80年代開始,國內機電一體化技術開始興起,隨著現代科學技術,尤其是計算機科學技術的迅速發展和市場競爭的日益激烈,使產品的科技含量更高,更新換代速度日益加快,人們對商品需求更加多樣和高品質化,所以傳統的 機械制造業正在發生十分深刻的轉變,對產品的品質、成本要求逐漸提高,而且對于企業來說,對其自身的交貨期、成本控制等方面都提出了更好的要求。我國為了適應市場需要,對制造業的這場巨大而深刻的革命十分關注,認為其既是機遇,也是挑戰,近年來,我國在發達國家大量引進機電一體化技術,并且研發了一系列擁有我國獨立知識產權的機電一體化產品和技術,所以,雖然我國的機電一體化技術與發達國家相比,仍有很大差距,但較之以前,具有更加系統化、智能化等方面的特點。
3.2.2我國機電一體化技術發展趨勢
機電一體化已經成為從產品設計開發、加工制造到產品銷售及使用維修等全過程的技術系統,其技術體系各學科間不斷融合,其學科的界限性逐漸變淡甚至消失。生產規模的擴大及最佳經濟效果的追求,使先進制造技術產生一系列技術與管理相結合的新的生產方式。計算機技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術、管理技術等的引入并與傳統制造技術相結合,使制造技術成為一個能駕馭生產過程的系統工程。發展先進制造技術的目的在于實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,并取得理想的技術經濟效果。
對于國外發達國家來說,由于其資金、技術和設備等方面的優勢十分明顯,所產處的機電一體化產品不僅質量較高,并能更好的適應市場多樣化需求,使獲得最大的經濟利益。但是,我國由于科技技術發展水平相對較低,需經過一定時間后,其科技水平才能達到國際先進水平。所以,在科技實力方面,需要在引進國外先進科技的前提下根據我國情況對其進行改進和創新,并創造出具有我國自主知識產權的技術手段,而在市場經營和商業營銷方面,要促進商品品質的提升和發展,并且要獨立研發適合中國國情的、具有中國特色的機電一體化產品,并對于是市場歡迎的高技術的機電一體化技術和產品,需要投入大量的資金和技術力量進行開發,爭取利用這些商品擴展市場,并在技術方面有巨大突破,為我國機電一體化技術的綜合持續發展提供更大的技術支持和儲備。
3.2.3工作面臨的形勢
我國用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度
我國用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。
我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。在我國工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的“故土難離”“死守故業”問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來 新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長,差距較大,許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發展。
3.3 我國“機電一體化”工作的任務
我國在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為我國產業結構和產品結構調整作貢獻。
總之,機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
3.4我國發展“機電一體化”的對策
3.4.1加強統籌安排,協調發展計劃
目前,我國從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發上重復,生產上撞車!
3.4.2強化行業管理,發揮“協會”作用
優化發展環境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍,如盡快為外商到我國投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展,對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
3.4.4突出發展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作,即在新產品設計之初,就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
第四章 機電一體化系統
機電一體化系統可分為機械和微電子系統兩大部分,各部分連接須具備一定條件,這個聯系條件通常稱為接口。各分系統又由各要素(子系統)組成。本文以機電一體化控制系統(微電子系統)為例,將接口分為人機與機電接口兩大類。
4.1機電接口
由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別,兩者間的聯系須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖,因此機電接口起著非常重要的作用:
(3)進行a/d或d/a轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時,必須在微機系統和被控對象之間設置a/d和d/a轉換電路,以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間的匹配。
1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中,反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號,通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號(如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉速檢測用的測速發電機等)計算機要對被控對象進行控制,必須獲得反映系統運行的狀態信號,而計算機只能接受數字信號,要達到獲取信息的目的,就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。
2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中,控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號,如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號,并通過運算產生控制信號,達到控制生產過程的目的,應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號,以便驅動相應的執行器,達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。
3、開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中,需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號,即數字量(開關量)信號包括:開關的閉合與斷開;指示燈的亮與滅;繼電器或接觸器的吸合與釋放;電動機的啟動與停止;閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中,對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態,此狀態作為控制依據。
(1)輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號,所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道(di)。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“on”和“off”或數字信號“1”和“0”,但是其電平一般與計算機的數字電平不相同,與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設計問題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。
(2)輸出通道接口。開關信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關信號傳遞給開關執行器(如繼電器或報警指示器)。它實質是邏輯數字的輸出通道,又稱為數字輸出通道(do)。do通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅動器和輸出口地址譯碼電路等組成。
4.2人機接口
人機接口是操作者與機電系統(主要是控制微機)之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向,可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息;另一方面,操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令,干預系統的運行狀態,以實現所要求的功能。
1、輸入接口。
(1)撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備,若系統需要輸入少量的參數,如修正系數、控制目標等,采用撥盤較為方便,這種方式具有保持性。撥盤的種類很多,作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、bcd碼輸出的bcd碼撥盤。bcd碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連,以 bcd碼形式輸入信息。
(2)鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合,向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有:
1)編碼鍵盤,自動提供被按鍵的編碼(如ascii碼或二進制碼);
2)非編碼鍵盤,僅僅簡單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識別,則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便,但結構復雜,成本高;后者電路簡單,便于設計。
2、輸出接口。在機電一體化系統中,發光二極管顯示器(led)是典型的輸出設備,由于led顯示器結構簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜,因此使用廣泛。常用的led顯示器有7段發光二極管和點陣式led顯示器。7段led顯示器原理很簡單,是同名管腳上所加電平高低來控制發光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式led顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。
第五章 一體化常見問題及解決
機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成的系統。機電一體化系統投入工業應用環境運行時,系統總會受到電網、空間與周圍環境干擾。若系統抵御不住干擾的沖擊,各電氣功能模塊將不能進行正常的工作,微機系統往往會因干擾產生程序“跑飛”,傳感器模塊將會輸出偽信號,功率驅動模塊將會輸出畸變的驅動信號,使執行機構動作失常,最終導致系統產生故障,甚至癱瘓。
5.1 干擾源
從干擾竄入系統的渠道來看,系統所受到的干擾源分為供電干擾、過程通道干擾、場干擾等。
1、供電干擾
大功率設備會造成電網的嚴重污染,使得電網電壓大幅度地漲落、浪涌,大功率開關的通斷,電動機的啟停等原因,電網上常常出現很高的尖峰脈沖干擾。據統計,電源的投入、瞬時短路、欠壓、過壓、電網竄入的噪聲引起cpu誤動作及數據丟失占各種干擾的90%以上。
2、過程通道干擾
過程通道干擾主要來源于長線傳輸。當系統中有電氣設備漏電,接地系統不完善,或者傳感器測量部件絕緣不好等;及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起,尤其是將信號線與交流電源線處于同一根管道時,產生的共模或差模電壓都會影響系統,使系統無法工作。
3、場干擾
系統周圍的空間總存在著磁場、電磁場、靜電場,如太陽及天體輻射;廣播、電話、通訊發射臺的電磁波;周圍中頻設備發出的電磁輻射等。這些場干擾會通過電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作,使其中的電平發生變化或產生脈沖干擾信號。
5.2 抗供電干擾的措施
1、配電系統的抗干擾
抑制供電干擾首先從配電系統上采取措施,其次可采用分立式供電方案,就是將組成系統各模塊分別用獨立的變壓、整流、濾波、穩壓電路構成的直流電源供電,這樣就減少了集中供電的危險性,而且也減少了公共阻抗以及公共電源的相互耦合,提高了供電的可靠性,也有利于電源散熱。
2、利用電源監視電路
在配電系統中實施抗干擾措施是必不可少的,但這些仍難抵御微秒級的干擾脈沖及瞬態掉電,特別是后者屬于惡性干擾,可能產生嚴重的事故。因此應采取進一步的保護性措施,即使用電源監視電路。電源監視電路需具有監視電源電壓瞬時短路、瞬間降壓和微秒級干擾及掉電的功能;及時輸出供cpu接受的復位信號及中斷信號等功能。
5.3 場干擾的抑制
防止場干擾的主要方法是良好的屏蔽和正確的接地。須注意以下問題:
(1)消除靜電干擾最簡單的方法是把感應體接地,接地時要防止形成接地環路。
(2)為了防止電磁場干擾,可采用帶屏蔽層的信號線,并將屏蔽層單端接地。
(3)不要把導線的屏蔽層當作信號線或公用線來使用。
(4)在布線方面,不要在電源電路和檢測、控制電路之間使用公用線,也不要在模擬電路和數字脈沖電路之間使用公用線,以免互相串擾。
5、軟件抗干擾技術
各種形式的干擾最終會反映在系統的微機模塊中,導致數據采集誤差、控制狀態失靈、存儲數據竄改以及程序運行失常等后果,雖然在系統硬件上采取了上述多種抗干擾措施,但仍然不能保證微機系統正常工作。因為軟件抗干擾是屬于微機系統的自身防御行為,實施軟件抗干擾的必要條件是:
(1)在干擾的作用下,微機硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會受到任何損毀,或易損壞的單元設置有監測狀態可查詢。
(2)系統的程序及固化常數不會因干擾的侵入而變化。
1)設置watchdog功能,由硬件配合,監視軟件的運行情況,遇到故障進行相應的處理。
2)設置軟件陷阱,當程序指針失控而使程序進入非程序空間時,在該空間中設置攔截指令,使程序進入陷阱,然后強迫其轉入初始狀地結合在一起,形成完整的系統。
第六章 探述機電一體化 6.1機電一體化技術發展方式的探討
6.1.1機電一體化的核心技術
機電一體化的核心技術主要包括信息處理技術、機械制造技術、傳感器技術、傳動技術和自動控制技術。
6.1.2信息處理技術
信息處理技術主要指的是計算機技術,尤其是單片機技術。在機電一體化技術中“電”可以說是單片機技術、plc 技術和通信技術的綜合體。
6.1.3機械制造技術
機械制造技術是機電一體化技術的基礎技術。機械制造技術包含了很多方面,如機械設計技術、機械制造,還是機械工藝,并且其在機電一體化方面都有很大的發展,并存在巨大的發展空間。
6.1.4傳感器技術
傳感器技術是一種包括各種物理量的傳感器,尤其是具有“一器多感”功能的技術。近些年來“光纖傳感器”隨著科技的發展,取得了長足的進步,這在很大程度上對近對機電一體化技術有巨大的作用。
6.1.5傳動技術
傳動技術和傳動控制技術是在微電子技術的支持下機電業的關鍵技術,它包含電力傳動、液壓傳動、機械傳動、氣壓傳動和磁力傳動等方面。隨著技術手段的發展,這些傳統的技術能夠在更大程度上滿足人們需要的各種動作和功能。
6.1.6自動控制技術
這是近年來最常用且發展最迅速的技術范疇。自動控制技術的代表技術手段是人工智能控制技術,這項技術對機電一體化技術產生了巨大的作用。
結論
機電一體化的發展歷程見證了人類走向了高科技的時代,機電一體化化的發展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。
機電一體化不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。在走向高智能化的時代步伐下,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
本篇介紹了機電一體化技術的由來,發展,應用。接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要;同時接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展。從某種意義上講,機電一體化系統的設計,就是根據功能要求選擇了各部分后所進行的接口設計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統的控制性能,以及系統運行的穩定性和可靠性,因此接口技術是機電一體化系統的關鍵環節。機電一體化技術在以后會迅速發展。
參考文獻
[6] 梁俊彥,李玉翔.機電一體化技術的發展及應用[j].科技資訊,2007。
此致
敬禮
機電一體化專業畢業論文篇三
摘 要
電動舵機是一種復雜的機電一體化系統,是飛機、導彈等飛行器飛行控制系統的關鍵組成部分,其性能的好壞直接決定了整個飛行器性能的優劣。隨著電力電子技術和永磁電機的發展,新型永磁無刷直流電機以其體積小、功率密度高、結構簡單、控制靈活等諸多優點,已廣泛應用于電動舵機系統。本文采用盤式無刷直流電機作為電動舵機系統的動力源,對其結構特點、工作原理、驅動方式分別展開分析,并對其數學模型和傳遞函數進行了推導。研制了一套體積小、結構緊湊、可靠性高的硬件電路,設計了位置、轉速、電流三閉環控制算法,以得到較好的控制精度。為了驗證所設計硬件系統的可靠性和控制策略的可行性,搭建了實驗平臺,并對原理樣機進行了測試實驗。結果表明,所研制的舵機系統滿足控制性能要求,具有靈巧的一體化特點,具有很高的應用價值。論文研究的內容主要包括以下幾個方面:
1.提出了電動舵機伺服系統關鍵技術指標。分析了舵機用無刷直流電機的結構與基本原理,得到了等效電路圖,建立了無刷直流電機的動力學模型,并推導出了電動舵機的傳遞函數。
2.針對整個驅動系統,研制了一套以dsp+cpld為核心控制架構的智能功率驅動電路,包括主電源濾波及轉換電路、電流檢測與過流保護電路、位置檢測與旋變激勵信號調理電路、串口通信及其外圍電路。
3.根據無刷直流電機的運行特點及數學模型,設計了位置、轉速、電流三閉環控制算法,其中位置環采用比例積分控制,速度環、電流環均采用比例控制。在dsp主控制器中設計了控制模塊、定時器模塊、采樣模塊和串口通信等模塊。在cpld輔助控制器中設計了hall換相邏輯、舵機轉動方向解算邏輯、位置超限和過流保護等邏輯。
4.搭建了完整的實驗驅動平臺,對原理樣機進行了控制性能測試實驗,并對結果進行了詳細地描述和分析。
關鍵詞:舵機;無刷直流電機;dsp;cpld;pid控制
機電一體化專業畢業論文篇四
院、系:機電工程系
專業名稱:機電一體化技術
姓名:cnrencai
學號:1037
班級:機電***
1、選題依據(選題意義、準備和基礎等)
機電一體化產品廣泛應用各種加工業,切割技術也有了飛速的發展,手工切割已經適應不了現代工業發展的要求。如今已進入以通用機械時代。幾十年來,切割技術的研究和發展一直比較活躍,設計在不斷的修改,品種也在不斷的增加,應用領域也在不斷的擴大。而目前市面上有很多型號的棒料切割機結構復雜,調節,維修不方便,生產效率低,智能化低等不足。
2、內容綜述(目標、主要內容、擬解決的重點問題等)
1.對于板材切割機切割過程,如:上料-壓緊-切割-調整-再切割-切割完畢-松開板材這一系列工作流程的plc半自動控制。讓對于操作人員人數的要求變得最小,并且可以使操作人員不用一直守在機器旁邊。這里主要研究的就是plc的控制過程,以及程序的書寫。2.實現在板材切割過程中,根據不同的材質,不同厚度的材料實現主電動機以及平臺拖動電機的變頻調速。一方面延長機器的使用壽命:另一方面提高切割質量。這里涉及到的研究項目包括厚度傳感器的使用和變頻調速器的應用研究。3.對于板材切割機使用過程中的安全控制。在操作人員不能完全顧及的情況下,保證機器的安全穩定的半自動運行。
3、方法和思路(研究方法或工作方案)
1.與指導老師溝通,確定課題的研究方向和主要內容;
2.根據研究內容及方向開始對原始材料進行收集;收集對象包括圖書,期刊,論文,網絡文獻等;收集范圍包括圖書館,網絡,書店等。
3.對于所收集材料進行分析,并根據材料的不同做好分類,留下好的有用的材料;
4.根據已有材料,完成基于plc控制板材切割機的設計初步構思;
5.結合研究方向和材料的收集情況,在初步構思的基礎上完成對于方案的初步設計。
6.對初步設計進行實際應用討論,根據設計的可實施性以及可能出現的特殊情況,完成對于初步設計的修改和加工。
7.最后,對已修改的設計進行再一次的實際應用論證,結合生產實際,完成對于設計的定型處理。其中對于材料的收集要以對板材切割機的實際運行為主,結合實際生產,查找相關的實體內容和參考文獻。
4、畢業項目提綱
當今時代正是中國發展的黃金時代,中國又是一個發展中國家,要想謀求更大的發展,行業的轉型是一定的,所以輕工業的轉型,重工業與機械制造的行業的重視是必然的。就這一點來看,讓我們清晰看到機械行業的發展前景有著如此大的潛力。它與其他行業有著千絲萬縷的聯系,隨著經濟的發展和科技的進步,越來越多的產品智能化、自動化、網絡化,單純的機械已經不能適應行業發展的需要,漸漸地就出現了機電一體化,現代機械的機電一體化的目標是綜合利用機、電、信息、控制等各方面的相關技術的優勢,揚長避短以達到系統優化的效果,取得顯著地社會效益和技術經濟效益。
5、參考文獻
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[4]劉鴻文。材料力學[m].4版。北京:高等教育出版社,.5.
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[6]陳建明。電氣控制與plc應用練習與實踐[m].4版。北京:電子工業出版社,.2.
6、指導教師意見
指導教師簽名:中國人才網
**年**月**日
機電一體化專業畢業論文篇五
特色專業建設是進一步優化高校專業設置,提升專業建設的整體水平,提高人才培養的質量、效益和人才競爭力的重要手段。南寧職業技術學院以進一步提高機電一體化技術專業的教學質量和辦學水平為抓手,以點帶面,促進相關專業的特色形成,完善人才培養方案,對培養目標、培養規格給予準確定位,同時開展課程建設,強化實踐教學基地建設,優化師資隊伍建設,促進了教學管理和社會服務水平的不斷提高。2011年7月,該校這一專業獲廣西區特色專業及課程一體化立項,對提高機電人才培養質量產生了積極作用和重要影響。據此,本文擬對南寧職業技術學院特色專業建設實踐進行探討,以為同類高職機電專業建設和改革起到有益的參考作用。
南寧職業技術學院機電一體化技術特色專業的建設目標和思路是:堅持以服務廣西區域經濟建設為宗旨,面向中國―東盟自由貿易區、廣西北部灣經濟區,依托富士康科技集團、桂林福達集團等龍頭企業,校企合作,全面推行“校企互融”的工學結合人才培養模式;按職業崗位要求,合作開發適合工學結合特色的核心課程體系;打造一支基礎理論扎實、實踐能力強的專兼結合高水平的“雙師型”專業教師團隊;構建融“教學、培訓、科研和學生創新活動”為一體的實習實訓基地;提升專業的技術服務能力,將機電一體化技術專業建設成具有區域特色乃至在全國有較大影響的示范專業,培養一批高素質、具有較強實踐能力和創新精神的應用型機電一體化技術人才。
(一)深化“校企互融”工學結合人才培養模式
機電一體化技術專業是在現代制造業高度發展背景下產生的。它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等在系統工程基礎上的有機融合。機械技術是機電一體化技術的基礎,而微電子技術、信息技術和控制技術則使機械結構簡單化,從而使機械功能更強大,性能更優越。南寧職業技術學院機電一體化技術專業在人才培養方案的確定過程中,區別于傳統的機械和自動控制的人才培養方案。
在教學計劃的制訂上,強調機與電接口作用,在打好必需的機械、自動控制基礎的前提下,力求使學生掌握企業現代化機電設備的操作,調試和技術應用,能夠勝任企業機電產品的設計與開發。
根據專業崗位能力要求,加強與桂林福達集團、富士康科技集團、柳工機械等10家大中型企業的聯系,深化“校企互融”的工學結合人才培養模式,將企業的技術人員和設備優勢更多融入各個教學環節中,并引進企業人才評價標準。完善了“機電技術+人文素質、實踐為主+學做一體”的課程體系,制定的人才培養方案獲2011年度全國機械高等職業教育教學成果獎。同時,完善了機械cad、自動生產線調試與維護兩門區級精品課程的教學資源網站,完成了plc工程技術及應用、機床夾具應用技術兩門校級精品課程的開發建設并通過學校驗收,開發了自動線調試與維護、plc工程技術應用、維修電工技術等5門課程與行業標準對接的課程標準,與企業共編《smt實訓實訓指導書》等校本教材7本。與緊密合作企業南寧智控電氣科技公司、廣西桂網電力試驗有限公司聯合申報2013年廣西科技廳科技攻關項目“參數智能監控濕法煙氣脫硫設備研發”(課題申報編號2013bc28047),“配電智能設備e網系統”(課題申報編號2013ba-09007)。
本次科技項目的合作,使教師主持的課題更貼近實際,更有針對性,有利于教師工程實踐能力的提高,有利于職業教育培訓質量的提高,有利于深化教育教學改革,為走產學研相互結合的發展道路打下良好基礎。
(二)打造理論和技能過硬的“雙師型”區級教學團隊和區級名師
目前,南寧職業技術學院機電一體化技術專業機電團隊共有專任教師10人,固定企業兼職教師8人。
在“雙師型”教師培養過程中,該校不只是滿足于取得技能等級資格證書,而關鍵是著力對“雙師型”教師進行專業能力結構性調整和優化,為教師參與生產實踐,提高解決實際問題的專業能力創造條件。2011年4月,派出3名骨干教師到富士康科技集團參加smt專業技術講師培訓班學習,參與企業設備的安裝、調試與檢驗,教師的工程實踐能力有很大提高,并獲得富士康科技集團頒發的smt專業培訓講師聘書。
為了解本專業最新的知識結構和行業新技術,先后選派專業帶頭人諸小麗教授等參加中國液壓氣動密封件工業協會舉辦的電液伺服與電液比例控制技術中高級培訓班和全國職業院校信息技術應用能力師資培訓班學習,聆聽行業頂級專家、博士生導師們對行業最新技術的介紹,開闊了眼界。同時選派2名骨干教師到通用電氣公司學習企業課程,掌握自動化的前沿技術,有效提升教師的綜合技能水平。
經過近2年的建設,團隊多名教師獲“技能大賽優秀指導教師”稱號,諸小麗教授榮獲“廣西第五屆教學名師”稱號。
(三)形成校外實踐基地+校內實訓中心的實踐基地體系
一方面,為了達到學生職業技能訓練的要求,南寧職業技術學院積極拓展渠道,發揮自身優勢,以服務求支持,在建立互惠互利、雙參雙贏的校企合作機制上,大力吸收社會力量共建校外實訓基地。2011~2012年,該校機電一體化技術專業分別與廣西桂網電力試驗公司、南寧智能電控科技有限公司等企業簽訂了共建校外實訓基地校企合作協議,在校外實訓基地的實踐教學中,合作企業承擔人才培養任務,為學生的操作技能提高、實踐動手能力和專業技術應用能力的培養提供頂崗實習場所,使學生感受企業氛圍,了解企業生產組織,參與企業的生產活動,接受企業文化的熏陶,樹立實踐觀念,增強職業意識,提高專業能力,養成良好的職業素質。
另一方面,為強化學生實踐技能訓練,打造品牌特色專業,2011年,南寧職業技術學院與通用電氣ge智能平臺合作建成了自動化系統集成實訓中心,可將plc技術、總線技術、嵌入式系統技術、組態技術、步進伺服技術等融合為一體,真實展現工廠自動化現場實際加工過程,具有現場化、網絡化、開放性、綜合性等特點,不僅能滿足機電一體化、電氣自動化、機械設備及其自動化等專業學生進行專項技能實訓的需要,而且能滿足師生進行科研、創新等活動的需要。
(四)以課程建設為載體,深化教學改革
一方面,將“教、學、做”無縫結合,校企合作建構特色教學。以自動生產線調試與維護、cad特色課程建設帶動機電專業課程體系改革,按照以學生為主體的教學模式,注重學生在做中學,在學中做,“教學合一”,學練并重。將課堂搬到實訓室,教師邊講課,邊演示,邊指導;學生邊學習,邊動手,邊提問,實現課堂理論教學與實踐技能培養融合。結合本專業的特點,利用學校實訓中心,合作企業進行現場教學,學生的技術應用能力和職業綜合能力有了較大提高,2011~2012年,南寧職業技術學院機電一體化技術專業學生參加全國自動線大賽、全國機器人大賽、“西門子杯”全國工業自動化挑戰賽都獲得了優異的成績,參加廣西創新設計大賽、電子大賽均獲一等獎。
另一方面,實現課證融合,即操作技能與職業標準相融合。將cad繪圖員考證、維修電工、plc設計師等職業資格標準與專業教學大綱相銜接,及時調整教學內容和課程體系,改革教學方法和實訓手段,融教、學、做為一體,使校內生產性實訓接近50%,畢業生的雙證率在95%以上,使學生知識能力與職業技能要求“零距離”,增強學生的就業競爭力。目前南寧職業技術學院機電一體化技術專業在校生約800人,每年學生的就業率均超過95%。
(五)初步建成機電特色專業網站
建立以機電一體化技術為核心的教學資源庫。包括核心課程如自動生產線的調試與維護、cad應用技術、plc工程及技術應用、機床與夾具的電子教案、習題庫、教學視頻、課程標準等教學資源。
特色專業建設是促進我國高等教育規模、結構、質量和效益全面協調可持續發展的重大舉措,需要學校、學院、教研室各級管理部門的統一協調和全力配合,需要領導、教師、學生的全力投入。但由于目前的高校教學任務、科研任務繁重,再加上評價體系的不完善、教學工作質量的認定標準不規范等一系列的原因,不少項目參與人員袖手旁觀,導致負責人任務負擔沉重,使得特色專業建設效果不理想。同時,特色專業建設不僅涉及教學場地、實訓基地、圖書資料等硬件基礎,還包括師資隊伍、培養計劃、實踐教學、科研活動、教學方法和手段、技術進步、社會需求、區域經濟發展等多方面軟件建設,它是一個長期積累的過程,需要不斷研究和實踐,并不斷修正和完善,才能產生較好的建設效果。
綜上所述,特色專業體現了一所高校的辦學特色和社會服務能力,是關系到一所高校是否受到社會認可和歡迎的重要因素,因此特色專業建設是高校質量工程建設的重要內涵。對照特色專業建設目標,機電一體化特色專業建設中還有很多工作要做,在今后,應繼續加強高技能“雙師型”教師隊伍建設,實行在職專業教師輪訓制度,實行到企業和行業選聘兼職專業教師制度,鼓勵教師多參加科研實踐活動,以豐富自己的實踐性知識;以此提高教師的創新意識和創新能力,等等。只有經過深入的改革實踐,才能取得豐碩成果,為同類高職機電專業建設和改革起到有益參考作用。
宋毅。加強特色專業建設培養適應社會需求人才[j].中國高等教育,2008(13)
[2]趙婉瑩。高校“質量工程”建設的問題與對策[j].教育發展研究,2009(17)
[3]于仲安,梁建偉。地方高等學校特色專業建設研究[j].中國電力教育,2010(22)
機電一體化專業畢業論文篇六
長春工業大學機電一體化2009級
阿拉騰那木日
內容摘要;現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透,引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
迄今為止,世界各國都在大力推廣機電一體化技術。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用,并以蓬勃的生機向前發展,不僅深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展,而且也深刻影響著機電一體化的發展趨勢。
關鍵詞:歷史、應用、發展趨勢
一、機電一體化技術發展歷程
自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,“機電一體化”技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。
“機電一體化”這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業注冊時最先創用的。當時及70年代,人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。國內早期將“機電一體化技術”與“機械電子學”并用,近年來“機電一體化”更流行使用。
80年代,信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高,為更高級的機電一體化產品所采用,典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統后,使機械-電子系統在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。
從系統科學的觀點來看,機電一體化產品又可稱之為機電一體化系統,它是集機械元件和電子元件于一體的復合系統。
信息技術驅使機械系統在不同程度上利用數據庫,連洗衣機和其他消費品也用上了數據
庫驅動系統。這樣,對機電一體化的系統設計方法的探索、成型和系統集成以及并行工程設
計和控制的實施日顯重要。此外,光學也進入了機電一體化,產生了“光機電一體化”的新
體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩
用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執行器技術的發展,和半導體技術以光
刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合,開創了以精密工程和系統集成為
了21世紀
1、光機電一體化。一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機
要趨勢。
2、自律分配系統化——柔性化。未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗
余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律
分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律
性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給
信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力
(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3、全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水
平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4、“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并
物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物——系統”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割。看來,機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5、微型機電化——微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、cpu等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
二、機電一體化技術的主要應用領域
1、數控機床
數控機床及相應的數控技術經過40年的發展,在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現在:
總線式、模塊化、緊湊型的結構,即采用多cpu、多主總線的體系結構。
開放性設計,即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準,能最大限度地提高用戶的使用效益。
能實現多過程、多通道控制,即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。
以單板、單片機作為控制機,加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。
2、計算機集成制造系統(cims)
cims的實現不是現有各分散系統的簡單組合,而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化,各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。
3、柔性制造系統(fms)
柔性制造系統是計算機化的制造系統,主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產其能力范圍內的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。
4、工業機器人
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
1、智能化
智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
2、系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強,一般除rs232等常用通信方式外,實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
3、微型化
微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
4、模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事,它需要制訂一系列標準,以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。
5、網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響,使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多,面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
6、綠色化
工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少,生態環境受到嚴重污染,于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
五、我國發展“機電一體化”面臨的形勢和任務
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術改造傳統產業,其目的是節能、節材,提高工效,提高產品質量,把傳統工業的技術進步提高一步;二是開發自動化、數字化、智能化機電產品,促進產品的更新換代。
四、我國“機電一體化”面臨的形勢及任務與其相應對策
一、形勢:我國用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣,有難度
我國用機電一體化技術加速產品更新換代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。
我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產品的責任重,有意義。在我www.國工業系統中,能耗、耗水大戶,對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重。近年來我國的工業結構、產品結構雖然幾經調整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題,有企業的“故土難離”“死守故業”問題,但不可否認也有優化不出理想的產業,優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前,這就是發展機電一體化,開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低,且具有柔性,可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革,而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時,可為傳統的機械工業注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來,實現文明生產。
我國在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業;另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品,促進機電產品的更新換代??偟哪康氖谴龠M機電一體產業的形成、為我國產業結構和產品結構調整作貢獻。
總之,機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
三,對策
1、加強統籌安排,協調發展計劃
目前,我國從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套自己的發展策略。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,各主管部門的有關計劃和規劃,也有統一考慮不足,統籌安排不夠的問題,同時缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此,建議各主管部門責成有關單位在進行深入調查研究、科學分析的基礎上,制定出統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃,避免開發上重復,生產上撞車!
2、強化行業管理,發揮“協會”作用
3、優化發展環境、增大支持力度
資源要素等。
增大支持力度,在技術政策上,要嚴格限制耗材高的傳統產品的發展,對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造,對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造,對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持,對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。
4、突出發展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產業復蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術對傳統產業進行改造,在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作,即在新產品設計之初,就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結合,生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。
參考文獻
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2、機電控制,李運華,北京:北京航空航天大學出版社,2003
機電一體化專業畢業論文篇七
摘要
在化工、制藥、輕紡等行業中溫度的測量和控制是進行安全、高效生產的重要依據。目前市場上經常采用的測溫儀表是壓力式溫度儀表、雙金屬溫度計、熱電阻傳感器、熱電偶傳感器等幾種類型,其中壓力式溫度儀表、雙金屬溫度計僅能進行現場指示不能遠距離監控,且其精度容易受到環境溫度的變化和儀表內部結構的影響,經常需要通過手動去校零,使用不方便;而熱電阻和熱電偶傳感器適用于遠距離測量,現場指示需配置二次儀表和電源不方便,且其指示值會跳動不利于現場讀數。針對這些問題,本文設計了一種自適應環境溫度變化的機電一體化溫度儀表。
本文所設計的溫度儀表由自適應環境溫度變化的壓力式測溫系統和熱電阻(電子)測溫系統組成,一個用于現場指示一個遠傳。其中壓力測溫系統采用壓力式溫度儀表,通過采用最小二乘支持向量機(ls-svm)的方法建立誤差模型研究和分析對壓力式溫度儀表精度影響最大的兩個因素,從而設計出自適應補償機構來解決壓力測溫系統的精度問題。通過在壓力測溫系統中置入熱電阻傳感器來實現遠距離傳送與監控,實現了單點測溫雙重指示的機電一體化高精度測溫功能。論文的主要內容如下:
(1)分析了儀表的兩個測溫系統的結構性能,初步選用了壓力測溫系統和電子測溫系統的測溫儀表,并提出了機電一體化溫度儀表的總體設計方案,并確定了相應的系統功能與技術指標。
(2)采用最小二乘支持向量機(ls-svm)的方法建立誤差預測模型。分析了液體壓力式溫度儀表的測溫結構和誤差影響因素,將環境溫度及毛細管長度等特征參數作為模型輸入,將誤差值及誤差隨毛細管長度的變化率作為輸出。根據回歸預測的原理,利用網格搜索和交叉驗證的方法尋找最優參數組合,建立液體壓力式溫度儀表的誤差模型。采用lssvmlab進行實驗結果研究,在matlab上運行,通過實驗結果分析得出對壓力式溫度儀表精度影響最大的兩個因素。
(3)對比分析了傳統的雙金屬補償方法的不足之處,在壓力式溫度儀表的誤差模型分析的基礎上,提出了一種導管補償的方法并設計出補償機構來實現自適應補償,解決對儀表精度影響最大的兩個因素。通過理論分析及實驗驗證自適應補償機構的有效性與優越性。
(4)依據熱電阻測溫儀表的原理、結構等方面理論,選定機電一體化溫度儀表熱電阻測溫系統的熱電阻和航空插頭,并對整個熱電阻測溫系統的結構原理進行了分析。最后制造出本文所設計的機電一體化溫度儀表,并通過分析和實驗驗證本課題所設計的機電一體化溫度儀表的各項技術指標。
本文對壓力式溫度儀表進行了自適應補償機制的研究與設計,并將其與熱電阻測溫系統組成機電一體化溫度儀表來滿足溫度測量的現場指示與遠程監控的功能,且這兩個測溫系統能互相監視,提高了溫度測量的可靠性和準確性,同時本文所設計的機電一體化溫度儀表和研究方法對儀表技術的發展具有重要的意義。
機電一體化專業畢業論文篇八
在政府大力開展教育事業的影響下,很多高校都將教學改革作為完善教學水平的主要手段,逐漸成為高校開展教育事業中的重要組成部分。隨著我國工業化進程的飛速發展,機電一體化專業在各個領域中的應用越來越多,社會對于高級的機電一體化人才的需求也有所提升,為了滿足社會和企業的需求,高校必須要對傳統的機電一體化教學模式進行調整,充分發揮出matlab軟件在機電一體化專業教改實踐中的應用效果。
要想充分發揮出機電一體化專業教學改革的效果,首先要明確機電一體化專業的人才培養目標,只有這樣才能做到“知己知彼百戰百勝”的效果。機電一體化專業主要表現出了“機”與“電”的結合,但是這種結合并不是簡單的講“機”、“電”相加在一起,而是通過特殊的教學模式在二者之間建立一種聯系,從而更好地發揮出機電一體化的效果。
由此可見,機電一體化專業的人才培養目標是為社會培養出一批具有優秀機械加工和機械設計相關理論知識與實踐能力的人才,并且還要能夠熟練的掌握計算機技術、電氣控制的相關技巧,通過各種手段對機電產品進行更好的控制。既包括了傳統的機械專業的相關知識,還加入了計算機專業、電氣專業、自動控制專業,充分體現出了機電一體化專業的“機”與“電”相結合。
隨著教學改革計劃的逐漸完善,很多高校都進行教學模式的調整,采取更加成熟的教學手段去促進學生發展。然而,通過對現階段機電一體化教學模式的分析來看,教學計劃的設計還是比較傳統,無外乎基礎教學模塊、機械基礎模塊、電氣基礎模塊、控制基礎模塊等,從理論上來講是比較符合現代社會對機電一體化專業人才需求的,但是,從實踐操作的角度看,學生的實際能力與理論知識的掌握不一致,很難適應變幻莫測的市場經濟形式。而造成這種現象的原因既不是教師的教學水平問題,也不是學生學習態度問題,而是教學計劃的制定脫離了現代社會需求,學生雖然能夠從課堂中學到豐富的知識,但是并不能將這些知識聯系起來,更不用說將這些知識利用起來[2]。
機電一體化專業的實踐性比較強,因此在進行機電一體化教學的時候,不能只重視理論知識教學,還要充分發揮出實踐教學的重要性。目前,我國機電一體化專業對實踐教學的關注度并不是非常的高,盡管在理論教學上已經趨于成熟,但是,機電一體化的學生在社會上的發展總是差強人意,對于社會的適應性和理論的操作性都比較差。造成這種現象的主要原因就是由于我國高校在開展機電一體化教學的時候,并沒有采取理論教學與實踐教學相結合的方式,很多學生都掌握了豐富的機電一體化理論知識,可是卻不能將掌握的知識充分的利用起來,很多知識點的使用方式并沒有被理解,只是死記硬背下來應對考試。
由此可見,要想充分發揮出教學改革的效果,還需要一種能夠將教學知識連接起來的模塊,而這種方式就是matlab軟件[3]。
matlab軟件是一套商業數學軟件,在數學領域中的應用非常廣泛,像是算法開發、數據可視化、數據分析等都可以使用matlab軟件進行計算,并且還結合了先進的計算機科學技術,在計算結果的準確性與計算速度上都有所提升。
matlab軟件是三大數學軟件之一,在數學類科技應用軟件中在數值計算方面首屈一指,不管是矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法,還是創建用戶界面、連接其他編程語言的程序[4],只要與數學相關,就都可以使用matlab軟件進行分析。將matlab軟件應用在機電一體化專業中,為機電一體化專業的教學改革帶來了新的曙光。
5.1在基礎教學模塊中加入matlab的基礎入門高等數學是工科生的必修課,傳統的高等數學教學過程是通過教師講、學生聽的方式,這種方式不僅無法提升學生對機電一體化專業的興趣,還會影響學生的操作能力與應變能力,不利于學生綜合素質的培養。將matlab引入到基礎教學中就能夠妥善的解決這一問題,利用matlab軟件強大的計算功能,將復雜的數值簡單化,不僅減輕了學生的負擔,還能夠讓學生在學習的過程中感受到快樂,改善對機電一體化專業的看法。
5.2使用matlab軟件進行實際操作在學生充分了解機電一體化的理論知識以后,就應該培養學生將理論知識應用到實踐中的能力,在學習控制理論的時候,要結合matlab軟件共同學習,利用matlab軟件來進行運算、建模、分析等環節的控制系統仿真,將教學過程中比較繁瑣的數據變換、復雜領域交給計算機進行分析,通過matlab將所學到的機電一體化理論知識整合起來,使學生能夠更好的理解機電一體化的實際應用效果[5]。
綜上分析可知,matlab能夠將機電一體化專業的教學模塊連接在一起,是原本分散的模塊有機的結合起來,幫助學生進行理論知識的整合,是學生能夠更加完整的理解理論知識的含義,對于學生的理論知識和實踐能力都是一種提升。另外,matlab不僅在機電一體化專業中有著廣泛的應用,在各個行業中都受到了一定的關注,也就是說,學生在步入社會之后,依然可以使用matlab軟件去解決實際問題。
[2]葉慧群。項目教學法在高職機電一體化專業實踐教學中的應用[j].科技創新導報,2013,34:145+147.
[3]鄭永鋒。高職機電一體化專業項目驅動課程體系研究[d].浙江師范大學,2014.
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機電一體化專業畢業論文篇九
淺談機械電子工程人才培養創新模式研究【1】
【論文關鍵詞】人才培養機械電子工程三維課程體系創新模式
【論文摘要】機械電子工程是機械、電子、計算機和自動控制等技術有機結合的一門復合技術,常被稱為機電一體化技術,它代表著機械工程技術革命的前沿方向。
其發展基礎是要有
1.創新人才培養模式的內涵和要求
所謂創新人才培養模式,是指在新的教育思想和新的教育理論指導下,以培養具有創新能力的全面發展復合型人才為基本取向的教育教學內容和方法體系的總稱。
按照人才培養模式的內涵,創新人才培養模式在培養目標、專業設置、課程體系、教學方法等方面有其特有的要求。
1.1培養目標要求
培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的高級專門人才,重點突出培養學生的創新意識、創新精神和創新能力。
1.2專業設置要求
按照“厚基礎、寬專業”的要求,厚實公共基礎、專業基礎、人文社會科學基礎,設置大學科、寬口徑的專業,從根本上改變傳統的專業面過窄的局面。
1.3課程體系要求
按照“拓寬基礎、淡化專業、增強實踐”的要求,辯證地處理好基礎課、專業課、實踐教學的關系,重視學生實踐能力和研究能力的提高。
與此同時,要增開跨學科、跨專業的課程,拓寬學生知識面,開闊學生視野,培養學生的創新思維,提高創新能力。
1.4教學方法要求
著力體現教學方法的創新,確立學生在教學活動中的主體地位,充分調動學生的學習積極性和創造性,發展學生的個性。
2.機械電子工程創新教育的現狀分析
首先,從學生的角度看,參加創新活動常常出現這樣的現象,剛開始參與時一哄而上,人數眾多,且熱情高漲,但往往善始者繁,克終者寡,五分鐘熱血的情況屢見不鮮。
也有很多機電類學生從事課外科技活動粗枝大葉的多,小打小鬧的多,起點較低。
大多數學生參加課外科技活動僅是靠短時間的突擊來完成,追求短、平、快,缺少明確的學習目的和端正態度,達不到知識的積累和實踐經驗總結的目的。
這顯示了我國創新教育的差距。
創新理念遠未能得到有效的貫徹,學生缺乏學習的目標和動力,說明高校在創新理念的貫徹與培養上還是欠缺力度,做得還是不夠。
其次,從參與創新活動的學生所具備的基礎知識與實踐能力上看,當前機械電子工程專業的學生的專業素養有下降的趨勢,主要體現在以下方面:一是設計與繪圖能力不足。
學生基礎理論學習盲目,導致基本功底不扎實,同時對傳統機械方面的知識有排斥心理,一味地崇尚電子、控制、軟件等所謂的流行專業;二是新技術、新手段、新方法應用不夠。
學生往往只知道那些教科書或老師講授過經典的設計方法與案例,相關領域新的思想與理念很淡薄;三是學生動手能力較弱,實驗能力較差。
還有,教師和學生是創新教育的兩個主體,而教育體制是創新教育的基礎。
近些年老師壓力陡增,大都面臨著科研、教學雙重任務,面對教學評估、項目經費任務等已經焦頭爛額,而指導學生的工作量評價較低,這導致指導學生在一定程度上成為了老師的負擔;對學生而言,舊有的教學模式,重書本重理論,輕實踐輕動手,導致學生在專業學習上浮躁,基本功和實踐能力差;面臨越來越大的競爭和就業的壓力,也顯得無所適從。
一個良好的體制環境是創新教育朝著健康方向發展的土壤。
3.機械電子工程人才培養模式的改革與創新
近年來,通過廣泛調研就業崗位群工作范圍和技術領域,分析人才知識、能力和素質結構,以社會人才市場現實與未來發展對人才的有效需求為導向、以職業崗位(群)能力需求為依據,從而確定畢業生綜合技術應用能力結構和應有的知識、能力、素質結構,形成了“四層兩段一貫穿”的課程結構體系,構建了“相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系”,創建了“核心技術一體化”的教學模式。
(1)“四層兩段一貫穿”的課程結構機械電子學科是基于機械、電子、計算機技術發展起來的新學科,所以加強理論體系和教學體系的研究具有重大的現實意義。
課程結構體系分為基礎教學、專業教學、專長教學、畢業設計與專業實習四個層面;基礎學習和主體學習兩個階段。
在整個三年教學時問內,專業技能實踐培訓模塊貫穿始終。
以機電一體化專業為例,“四層兩段一貫穿”的課程結構的基礎學習階段為第一、二兩個學期,學生除進行公共課學習之外,主要學習專業基礎理論課程。
專長學習是專業能力培養的深化,學生將學習到該專業中最新、最具特色的專業知識和技能。
專業學習和專長學習中,學生將利用相關的實訓設備進行專門化技能實訓模塊的培訓,這些模塊包含了機電一體化領域內的最新應用技術,大量采用“實例”和“真實環境”方式培訓。
學生動手、動腦相結合,專業能力培養和素質培養相結合,獨立思考、獨立探索能力培養同集體協作、共同交流能力培養相結合。
(2)相互平行、融合交叉的理論和實踐教學體系開展課外制作活動是培養大學生創新精神和實踐能力的'最佳實踐活動之一,特別是對機電專業學生來說,是開展專業知識綜合應用能力訓練的最佳平臺。
將課程進行有機整合,形成了上下貫通的理論和實踐教學體系,兩個教學體系相互平行,融合交叉,把技術的綜合應用能力、實踐能力和創新能力培養作為交叉點和教學重點。
相互平行,是指兩套體系的教學計劃相互平行,課程流程相互平行;相互融合,是指課程知識內容與技術、技能培養相互融合,理論和實踐教學場所相互融合;相互交叉,是指兩套體系的功能相互交叉,知識、技術和技能培養的落腳點相互交叉。
(3)“核心技術一體化”教學模式“是以技術應用能力培養為中心,以核心技術綜合應用能力培養為重點,將理論與實驗、實訓相結合,以課堂與實驗(實訓)室、實習車間、工廠車間四點為交叉網絡的一體化教學模式。
在本專業的課程體系中,嘗試構建“可編程控制技術”、“驅動技術”、“傳感技術”等核心技術。
為了突出對學生在這些反映工業自動化技術最具代表性和先進性的技術綜合應用能力培養,我們構建了針對這些核心技術的一體化教學模式。
理論教學與學生上機編程、調試相結合,動腦與動手相結合,使學生能夠較完整地掌握plc的基本原理、程序編制、程序操作和故障診斷技術。
該課程設置使學生既掌握了plc基本知識和程序操作,同時在相關專業課中又涉及到plc在不同場合的應用,而在相關實訓模塊課中學生將plc技術綜合應用到各種不同的生產環境中去。
在每個實訓室都有一種主要技術單元,同時,還有其它技術單元出現,賓主相擁,多次重復,但角度不同,強調的應用領域和水平不同。
機電一體化專業畢業論文篇十
機電一體化技術對現代科技的影響至關重要,它是現代科技發展的必然結果,其逐步的成為了目前一切經濟產業不可或缺的一部分,本文對其未來的發展趨勢以及在各個領域當中的應用作了簡要討論,證明了,幾點一體化技術在目前經濟發展中的重要作用。
機電一體化;發展;應用
機電一體化技術帶動了我國經濟的發展,為我國經濟技術實現自動化提供了可能,其發展和使用大大的降低了生產經營過程中的人力耗費,同時降低了在工作中的危險系數,為我國的煤礦、建筑等許多產業帶來了很好地效益,因此對機電一體化的研究至關重要,加強其發展及推廣力度,加大在企業當中的應用從而促進經濟的發展。
從總體上看,機電一體化技術的發展可以分成三個階段:二十世紀六十年代以前可以視為第一階段,運用機電一體化技術開發出來的產品不能夠被廣泛的推廣。但是,人們在有意無意的情況卜己經開始運用簡單的電r技術來完善產品的機械性能了尤其是在戰爭時期,電子技術和機械產品的完美結合,使得這項軍用技術發揮出了重要的作用戰爭結束后,這項技術由以前的軍用轉變為民用,促進了戰后經濟的快速發展第二階段的發展是在二十世紀七八十年代,在這一發展時期,幾電一體化技術不僅得到了來自通信技術、計算機技術和控制技術等提供的技術基礎,而且由于微型計算機和大規模集成電路的飛速發展,機電一體化還得到了充分的物質基礎由此可見,蓬勃發展的機電一體化技術必將運用于國內外的各行各業中。
二十世紀九十年代以來,機電一體化技術己經開始向智能化的新階段邁進在這個深入發展的階段里,一些人上智能技術、光纖技術以及神經網絡技術如雨后春筍般的迅速發展,給機電一體化技術打開了一片新的發展天地除此之外,機電一體化技術還涵蓋了光學、通信技術以及微細加上技術等。
(一)綠色化
在如今高科技技術飛速發展的時代背景下,人們對生活水平的要求越來越高,在我們享受著美好環境帶來的快樂的同時,也要主要對其環境的保護,避免生態環境的破壞以及物質資源的減少。所以,工業生產發展的綠色化標準越來越受我們共同追求的目標。一切綠色機電一體化的技術產品在當今時代一定會非常受歡迎,并且也將很好地發揮出其作用。
(二)智能化
如今是一個智能化水平相對比較高的社會,要想跟隨上社會的步伐,就要在機電一體化技術當中加入人工智能,實現機電一體化的智能化。其實現智能化的方法包括加設一些控制理論基礎以及引進源自于多方面的思維和方法。比如說:計算機科學技術、心理學等,雖然說機電一體化的產品是無法達到與人同等智能水平的,不過其中高性能的微處理器具是絕對可以生產出低級智能產品的。
(三)網絡化
網絡技術的產生和發展給我們的日常生活帶來了很多的方便,而且由于網絡技術的高科技性能其在工業生產以及科學技術等方面都有所涉及。伴隨著網絡技術的發展普及,在網絡技術的基礎上產生的高科技技術也在影響著我們的生活。比如說機電一體化體系中產品的遠程監控終端設備在很多的領域當中都有所體現,隨著計算機技術的使用和不斷推廣,使得人們足不出戶就可以很好地享受到其機電一體化技術帶來的優越特性,所以機電一體化技術逐步的走向網絡化是必然的發展趨勢。
(四)模塊化
機電一體化向模塊化方向的發展是一項非常重要而且很艱巨的工作。機電一體化中的各項內容種類繁多,要想對其進行任何研究或者進行開發其難度都很大,因此將機電一體化產品進行模塊分割,劃分單元是非常重要的,這不僅是一項非常困難而又復雜的工作,而且也是一項非常具有發展前景的工作。
(一)在建筑材料中的應用
當前在我國對一切施工建設的要求規格不斷地提高,而且對建筑材料的生產的要求更是嚴格,所以這就意味著,對施工單位的選擇首先就是要考慮機電一體化的技術標準,因為,機電一體化的技術是一項綜合性很強的技術,它的高質量、多功能等特點都對建筑材料的生產有著非常重要的作用,除此之外,材料的級配控制對目前建筑質量影響非常重要,如果級配控制出現錯誤則必然會使得建筑工程的使用壽命降低,并且還會存在嚴重的安全隱患,機電一體化技術可以幫助完成級配的完美控制,使得其誤差能夠降到最小。
(二)在現代制造業方面的應用
現代制造業的發展主要強調盡量減小人力,通過機器來完成一切工作,機電一體化的應用對現代制造業的發展起到了很好地促進作用。就比如說li/mno2的扣式電池在生產時就需要plc控制技術對其進行控制,如果在生產過程中出現故障,則plc控制系統將會自動的進行報警,而且如果生產出不合格的產品系統也會自動的將其剔除,這不僅提高了加工精度的同時也減小了人力,對現代制造業的發展起到了很好地促進作用。
(三)在鋼鐵企業中的應用
在鋼鐵的企業中的應用又包括分布式、開放式和計算機集成幾部分。分布式的控制系統將分布在鋼廠中的各操作系統通過電腦對其控制、管理、檢測,這一技術具有安全性相當高的特點,起引領了機電一體化的發展潮流。開放式的控制系統實現了有效資源的共享以及高科技技術的交流,從而促進了企業的共同發展。計算機的集成應用以及未來的推廣對企業在國際市場中的發展有著良好的作用,有助于企業國際地位的提高。
(四)在煤礦企業中的應用
大家都知道,煤礦是一項地下工作,其具有非常高的危險系數,惡劣的自然環境以及隨時可能發生的自然災害對任何一位煤礦工作者來說都是嚴重的威脅,因此,在世界各國都在盡力的建設一套可以完全代替人力高科技技術,機電一體化技術就可以完成這一項任務,它可以自動的完成地下任務,實現完全的自動化。
機電一體化技術對現代技術的發展起著關鍵的影響作用,其高科技技術在各大行業都有所發展和使用,帶動了我國的經濟的發展,其使用不僅實現了低勞動力、提高了產品質量和生產效率,尤其是在煤礦方面的應用對意義重大。因此要加大對機電一體化在各行業的發展,真正的實現推廣,為我國帶來更好的社會以及經濟效益。
[1]孟慶春。機電一體化技術的應用與發展[j].科技情報開發與科技,2012(01).
[2]王曉勇。解析機電一體化技術及其發展應用展望[j].科技傳播,2013(06).
[3]孫素閃。機電一體化技術的應用和未來發展[j].科技向導,2011(30).
機電一體化專業畢業論文篇十一
摘要:機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件融合起來所構成的系統的總稱。近年來,機電一體化技術得到迅猛發展,在各個行業都得到廣泛地應用。微電子信息技術的引入,使古老的機械工業煥發了青春,使傳統的機械電器產品在功能上、性能上以及制造技術上都提高到一個嶄新水平,所帶來的經濟效益和社會效益是十分巨大的。
關鍵詞:機電一體化;自動控制技術;發展趨勢
機電一體化的外文名詞是mechantronics,起源于日本,是取英語mechanics的前半部和electronics的后半部拼合而成的,表示機械學與電子學兩種學科的綜合。目前,國內外對機電一體化的涵義有各種各樣的認識,其各自的出發點和著眼點不盡相同,再加上機電一體化本身的涵義還在隨著生產和科學技術的發展不斷被賦予新的內容。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體,是現代科學技術發展的必然結果。隨著現代科學技術日新月異的發展,不斷地推動不同學科的交叉和滲透,從而導致整個工程領域的技術革命。
1.機電一體化概要
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不但發展,還將被賦予新的內容。機電一體化涵蓋技術和產品兩個方面,只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械。機電一體化系統由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體,具有滿足人的使用要求的最佳功能。
2.我國機電一體化的現狀
世界范圍內機電一體化的發展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。第二階段可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。第三階段,20世紀90年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。
計算機數控機床(cnc)是一種由計算機或專用電子計算裝置控制的高效自動化機床。它綜合應用了計算機技術、自動控制、精密測量和機械設計等方面的最新成就,是典型的機電一體化產品,是機床發展的必然趨勢。
汽車的機電一體化中心內容是以微機為中心通過自動控制來改善汽車的性能,增加汽車的功能,實現汽車降低油耗,減少排氣污染,提高汽車行駛的安全性、可靠性、操作方便和舒適性。近幾十年,國際各大汽車公司都加大了對汽車機電一體化的研究,使其發展有了質的飛躍。
工業機器人(ir)一般應由機械系統、驅動系統、控制系統、檢測傳感系統和人工智能系統等組成,是一種能模擬人的手、臂的部分動作,按照預定程序、軌跡及其要求,實現抓取、搬運工件或操作工具的自動化裝置,是具有發展前途的機電一體化典型產品。
3.機電一體化的發展趨勢
3.1自律分配系統化
未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.2系統化
系統化的'表現特征之一是系統體系結構進一步采用開放和模塊化的結構。系統可以靈活組套,進行任意裁減和組合,同時要求實現多坐標系列控制功能的nc系統。表現特征之二是通話功能的大大加強,即網絡化趨勢。
3.3人工智能化
這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
3.4全息系統化
機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。其系統的層次結構,也由簡單的“從上到下”的形勢而變為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
3.5綠色化
環境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主題。
3.6微型機電化
微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.7面向21世紀的制造模式
加工向敏捷制造加工轉變。
4.結語
機電一體化的出現并不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,傳統的機械設計方法和設計概念正在發生著革命性的變化。21世紀,機電一體化技術將扮演機械工業的主角,與機電一體化相關的技術還有很多。隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯。我國可以利用后發的成本優勢和廣闊的市場潛力,用全新的方式和更短的時間研發更多具有知識產權的機電一體化產品。隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻:
[1]李建勇.機電控制工程[m].北京:化學工業出版社,
機電一體化專業畢業論文篇十二
機電一體化技術的現狀和發展趨勢
摘要
簡述了機電一體化技術的基本概要和發展背景。
了機電一體化技術的發展趨勢。
關鍵詞機電一體化技術現
一體化轉化為特征的發展階段。
是發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予更多新的功能,如自動檢測、自動信息處理、自動記錄顯示、自動調節與控制、自動診斷與保護等諸多方面。
機電一體化概要機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子技術結合起來所構成的系統的總稱。
區別。
機械工程技術由純技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械,其主要功能依然是代替和放大的體現。但一一機電一體化的發展狀況機電一體化的發展大體可以分為個階段。
世紀年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段,在這一時期,人們不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能,特別是在第二次世界大戰期間,戰爭極大地刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電相結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。
從當時研制和開發的總體上看還處于自發狀態。
由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣使用。世紀一年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段,這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了堅實的技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。
漸形成完整的科學體系。
人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的智能化是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
企業帶來美好的前程。
網絡化世紀年代,計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
兩類。
綠色化工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。
系統化系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強,一般除外,還有、人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,機電一體化的人格化有兩層含義。一層是,機電一體化產品的最終使用對象是人,如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理,研制各種機電一體花產品。事實上,許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。
結語綜上所述,機電一體化的出現不是孤立的,它是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然,與機電一體化相關的技術還有很多,并且隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的一闊發展前景也將越來越光明。
機電一體化專業畢業論文篇十三
機電一體化是現代科學技術發展的必然結果,本文綜述了國內外機電一體化技術的現狀,分析了機電一體化技術的發展趨勢。
機電一體化;現狀;發展趨勢
2世紀6年代以來,人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能后,刺激了機械產品與電子技術的結合。計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎。2世紀8年代末期,機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持,2世紀9年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入了深入發展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從2世紀8年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。2世紀6年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。
2世紀7年代~8年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。
2世紀9年代后期,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法、機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,更為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。我國是從2世紀8年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和21年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用也做了大量的工作,雖然取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
(一)智能化趨勢
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。機電一體化產品不可能具有與人完全相同的智能。但是,高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能。
(二)模塊化趨勢
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的??刂茊卧约案鞣N能完成典型操作的機械裝置。這樣可利用標準單元迅速開發出新產品,也可以擴大生產規模,制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規?;瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。
(三)網絡化趨勢
計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產等領域都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂,因此機電一體化產品朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。
(四)微型化趨勢
微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢,國外稱其為微電子機械系統(mems),泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術。
(五)綠色化趨勢
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。
機電一體化專業畢業論文篇十四
1、數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2、微電子技術為"機電一體化帶來勃勃生機;
3、可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;
4、激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階、
2、自律分配系統化――柔性化、未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力(柔性),又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3、全息系統化――智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外,其系統的層次結構,也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
4、“生物一軟件”化―仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物――軟件”或“生物系統”,而生物的特點是硬件(肌體)――軟件(大腦)一體,不可分割??磥?,機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨,但有一段漫長的道路要走。
5、微型機電化――微型化。目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、cpu等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
二
機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有:數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、cad/cam系統等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
機電一體化專業畢業論文篇十五
隨著科學技術以及新興科技突飛猛進的發展,極大地促進了學科之間的相互滲透、融合,同時也促進了工程建設領域的革新與創新。目前,機電一體化已經漸漸成為一種獨立的技術,在各行各業都有不同程度的應用。尤其是科學技術的發展,在很大程度上促進了機電一體化的進步與創新,并且在工程機械中得到了很好的應用。積極地采用機電一體化,將機械、電子技術和液壓技術進行了有效的結合,大大地提高了機械的多種功能,比如說,動力性能提升,燃油的經濟效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精準度和舒適度都大幅度提高,機械的使用壽命也隨之延長。所以,研究工程機械機電一體化的應用與發展有著重大意義。
機電一體化就是綜合地運用機械、計算機、微電子、電力電子、光學、接口等技術,對各個功能進行合理的配置,從而實現了高質量、多功能、低能耗的價值和功能。機電一體化也稱之為機械電子學,屬于一門新興的邊緣綜合科學,機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、控制技術和精密機械技術有機結合,并綜合應用到實際中去的綜合技術。主要是通過微電子技術的應用,把微電子技術引進到相關的動力功能、機械主功能、控制功能等方面,在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進行有機結合而形成有效的系統。而隨著科學技術的發展,機電一體化技術也得到了快速發展,并且處于不斷創新與進步之中。機電一體化技術逐漸走向了高智能化、微型化、網絡化、個性化和綠色化的趨勢。而機電一體化技術在工程機械中的應用,能夠使得各種性能方面都得以明顯改善,比如操作舒適性能夠得以有效提高;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效??煽啃圆粩嗵岣撸徊粩嗵岣呦鄳淖鳂I精度和作業效率。
機電一體化技術具有廣闊的發展前景和極高的應用價值,尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性,機電一體化技術在工程機械中的應用主要表現在以下幾個方面:
1、機電一體化技術的在工程機械提高生產效率、節能降耗方面的應用
在傳統的工程機械中,能量的充分利用率和使用率比較低。比如說,液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪費了。在能源資源高度緊張的今天,迫使機械工程的發展必須向著“節能降耗”的方向發展。比如說,小松公司生產的挖掘機能夠很好地達到節能降耗的目的,大約可以節省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制節能器的采用。日立公司生產的挖掘機,采用了“卡特電子效率”節能控制體系,通過對泵以及發動機的綜合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能夠達到98%左右,生產率也相應地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節能控制器的運用,大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率,一定程度上發揮到了節能的作用。電子節能控制器操作比較簡單,對機械的磨損也相對減少,從而提高了工作的效率。
2、在自動化以及半自動化的作業全過程中的應用
工程機械全面地實現作業自動化以及半自動化水平,可以有效地降低操作人員的勞動強度,有效地提高生產效率,大大減少了因為操作人員的經驗不足或技術不到位對于操作精度的影響。比如說,三菱公司設計生產的挖掘機,有控制挖掘機軌跡系統的功能,相關的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設定好之后,相應的微機操作系統就會根據不同角度的傳感器發出的信號,對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制,從而實現多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準挖掘,有效地實現了挖掘操作的自動化水平。
3、在控制柴油機上的應用
要想進一步深入發展柴油機技術,應該要解決發動機排放質量與最低油耗間的矛盾。在電子技術發展十分迅速的今天,采用電子節能液壓泵系統能夠有效減小能耗,還能自動控制冷風扇的轉速隨溫度的變化,這樣的條件下,電子控制自動變速,還包括根據負荷條件自動調節柴油機油門等內容都能得以實現,能夠使得在各種變工況下的柴油機,在滿足經濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時,能夠實現凈化排氣、節約能源、提高效率。
4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度
在工程機械施工操作中引入機電一體化實現操作的自動化或者半自動化,這樣大大降低了勞動強度,提高了工作效率,并且大大減少了因為操作者工作經驗不足而造成的作業精度的影響。
5、在工程作業精確度方面的應用
在工程機械設備中使用電子控制系統可以將稱量的過程自動化,對稱量系統實現微機控制,使得稱量更加精確。自動找平裝置的應用,大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質量。自動供料系統(超聲波技術)的應用,完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調節,全面提升了攤鋪的效果和質量。與此同時,鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制,減少了誤差,提高了工作效率,同時還節約了人力,降低了施工人員的工作強度,高效、快捷,符合現代工程施工的要求。
6、電子監控、故障自診以及自動報警
電子監控、故障自診以及自動報警,也就是說對于工程機械的工作裝置,傳動系統、發動機、液壓系統以及制動系統進行全面的監控,一旦在運行的過程中發生異常情況,就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。機電一體化的發展和應用,大大地改善了操作人員的現實工作條件,全面提高了機械設備的工作效率。與此同時,簡化了機械設備檢查和維護的工作,相應地減少了維修費用,大大降低了維修停機的時間,對于提高機械設備的使用壽命有很大的作用和意義。
1、傳感技術的融合
目前,傳感器技術在現代工程機械上應用較為廣泛,比如,發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動機的運轉狀態的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實現攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術的迅猛發展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發展,所以,未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。
2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術的應用
計算機是實現信息處理的主體,信息處理技術包括范圍應用比較廣,主要包括信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術范圍涉及到網絡與通信技術、硬件和軟件技術、數據庫技術等等方面。要想工程機械機電一體化技術發展不斷進步, 應該大力發展計算機應用及信息處理技術。
3、電子控制理論的指導性增強
工程機械現代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術,通過其應用和推廣,在相關控制理論指導下,能夠滿足系統智能化設計的要求,完成相關的設計后的系統仿真等等。
綜上所述,機電一體化在工程機械中的應用發展是當前機械工業發展必然的趨勢,也是振興和發展機械工業的必經之路。隨著科學技術的不斷發展,工程機械機電一體化還會有著更多的創新與發展,未來工程機械機電一體化技術的應用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能,更好地促進工程機械的發展。
機電一體化專業畢業論文篇十六
隨著經濟的發展,機電一體化技術也得到了快速發展,而機電一體化在工程機械中的應用與發展也促進了工程機械的不斷進步。本文主要對機電一體化技術以及其在工程機械中的應用與發展進行了分析研究。
工程機械機電一體化技術應用發展
引言
隨著科學技術以及新興科技突飛猛進的發展,極大地促進了學科之間的相互滲透、融合,同時也促進了工程建設領域的革新與創新。目前,機電一體化已經漸漸成為一種獨立的技術,在各行各業都有不同程度的應用。尤其是科學技術的發展,在很大程度上促進了機電一體化的進步與創新,并且在工程機械中得到了很好的應用。積極地采用機電一體化,將機械、電子技術和液壓技術進行了有效的結合,大大地提高了機械的多種功能,比如說,動力性能提升,燃油的經濟效益提高,安全性和可靠性大增,操作的精準度和舒適度都大幅度提高,機械的使用壽命也隨之延長。所以,研究工程機械機電一體化的應用與發展有著重大意義。
精密機械技術有機結合,并綜合應用到實際中去的綜合技術。主要是通過微電子技術的應用,把微電子技術引進到相關的動力功能、機械主功能、控制功能等方面,在軟件方面能夠使得機械裝置與電子裝置相互進行有機結合而形成有效的系統。而隨著科學技術的發展,機電一體化技術也得到了快速發展,并且處于不斷創新與進步之中。機電一體化技術逐漸走向了高智能化、微型化、網絡化、個性化和綠色化的趨勢。而機電一體化技術在工程機械中的應用,能夠使得各種性能方面都得以明顯改善,比如操作舒適性能夠得以有效提高;機械能耗能有效大幅度降低,明顯提高機械功效??煽啃圆粩嗵岣?不斷提高相應的作業精度和作業效率。
二
機電一體化技術具有廣闊的發展前景和極高的應用價值,尤其是在工程機械中的應用更具廣泛性和有效性,機電一體化技術在工程機械中的應用主要表現在以下幾個方面:
1、機電一體化技術的在工程機械提高生產效率、節能降耗方面的應用
在傳統的工程機械中,能量的充分利用率和使用率比較低。比如說,液壓挖掘機其燃料的充分利用率僅僅占了30%,剩下的70%左右的能量都被浪費了。在能源資源高度緊張的今天,迫使機械工程的發展必須向著“節能降耗”的方向發展。比如說,小松公司生產的挖掘機能夠很好地達到節能降耗的目的,大約可以節省23%的燃料,最主要的原因就是新型的控制節能器的采用。日立公司生產的挖掘機,采用了“卡特電子效率”節能控制體系,通過對泵以及發動機的綜合、全面控制,大大提高了利用率,其能量利用率能夠達到98%左右,生產率也相應地得到了大幅度的提升。所以說工程機械中電子節能控制器的運用,大幅度提高挖掘機等大型工程機械設備的能量利用率,一定程度上發揮到了節能的作用。電子節能控制器操作比較簡單,對機械的磨損也相對減少,從而提高了工作的效率。
2、在自動化以及半自動化的作業全過程中的應用
工程機械全面地實現作業自動化以及半自動化水平,可以有效地降低操作人員的勞動強度,有效地提高生產效率,大大減少了因為操作人員的經驗不足或技術不到位對于操作精度的影響。比如說,三菱公司設計生產的挖掘機,有控制挖掘機軌跡系統的功能,相關的操作人員在控制板上將鏟斗的運動形狀和運動軌跡設定好之后,相應的微機操作系統就會根據不同角度的傳感器發出的信號,對動臂、鏟刀和斗桿的運動進行自動的控制,從而實現多種特定斷面溝槽、開口和斜坡的精準挖掘,有效地實現了挖掘操作的自動化水平。
3、在控制柴油機上的應用
要想進一步深入發展柴油機技術,應該要解決發動機排放質量與最低油耗間的矛盾。在電子技術發展十分迅速的今天,采用電子節能液壓泵系統能夠有效減小能耗,還能自動控制冷風扇的轉速隨溫度的變化,這樣的條件下,電子控制自動變速,還包括根據負荷條件自動調節柴油機油門等內容都能得以實現,能夠使得在各種變工況下的柴油機,在滿足經濟指標和排放指標的最佳噴油時間的同時,能夠實現凈化排氣、節約能源、提高效率。
4、機械操作的自動化能夠降低勞動強度
在工程機械施工操作中引入機電一體化實現操作的自動化或者半自動化,這樣大大降低了勞動強度,提高了工作效率,并且大大減少了因為操作者工作經驗不足而造成的作業精度的影響。
5、在工程作業精確度方面的應用
在工程機械設備中使用電子控制系統可以將稱量的過程自動化,對稱量系統實現微機控制,使得稱量更加精確。自動找平裝置的應用,大大提高了混凝土瀝青攤鋪機的工作效率和施工質量。自動供料系統(超聲波技術)的應用,完美地完成了混凝土瀝青攤鋪機對于供料的自動調節,全面提升了攤鋪的效果和質量。與此同時,鏟運機鏟斗刀、平地機刮刀以及推土機鏟刀的電子化操作控制,減少了誤差,提高了工作效率,同時還節約了人力,降低了施工人員的工作強度,高效、快捷,符合現代工程施工的要求。
6、電子監控、故障自診以及自動報警
電子監控、故障自診以及自動報警,也就是說對于工程機械的工作裝置,傳動系統、發動機、液壓系統以及制動系統進行全面的監控,一旦在運行的過程中發生異常情況,就會自動地找出故障的位置并自動進行報警提示。機電一體化的發展和應用,大大地改善了操作人員的現實工作條件,全面提高了機械設備的工作效率。與此同時,簡化了機械設備檢查和維護的工作,相應地減少了維修費用,大大降低了維修停機的時間,對于提高機械設備的使用壽命有很大的作用和意義。
1、傳感技術的融合
目前,傳感器技術在現代工程機械上應用較為廣泛,比如,發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動機的運轉狀態的檢測和控制;瀝青攤鋪機上的傳感器能夠實現攤鋪機在工作時實現自動找平且行走速度不變的特點,還能滿足攤鋪出來預定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技術的迅猛發展的今天,精度要求越來越高,可靠性和穩定性也能不斷提高,越來越廣的采集信息范圍也超著集成、多功能化和智能化方向發展,所以,未來在工程機械上將應用越來越多種類的傳感器。
2、工程機械機電一體化趨于計算機與信息處理技術的應用
計算機是實現信息處理的主體,信息處理技術包括范圍應用比較廣,主要包括
信息的輸入、識別、運算、變換、存儲及輸出等等方面。計算機技術范圍涉及到網絡與通信技術、硬件和軟件技術、數據庫技術等等方面。要想工程機械機電一體化技術發展不斷進步,應該大力發展計算機應用及信息處理技術。
3、電子控制理論的指導性增強
工程機械現代化的重要標志就是以微電子為核心的高新技術,通過其應用和推廣,在相關控制理論指導下,能夠滿足系統智能化設計的要求,完成相關的設計后的系統仿真等等。
綜上所述,機電一體化在工程機械中的應用發展是當前機械工業發展必然的趨勢,也是振興和發展機械工業的必經之路。隨著科學技術的不斷發展,工程機械機電一體化還會有著更多的創新與發展,未來工程機械機電一體化技術的應用將會融合機、電、光以及磁的綜合性能,更好地促進工程機械的發展。
張彬.論機電一體化技術在現代工程機械中的應用與發展[j].現代商貿工業,2012.05:180.
[4]冷俊.機電一體化在工程機械中的應用[j].科技資訊,2009(07).
機電一體化專業畢業論文篇十七
通過分析當前高職機電一體化發展狀況,提出如何進行機電一體化教學改革,使學生更適應社會與就業,培養能夠直接參加生產一線的高技術人才。
教學改革;發展;機電一體化
機電一體化涉及的學科內容廣泛,主要課程有機械設計基礎、自動控制原理、傳感器與測試技術、可編程控制器、計算機原理、計算機輔助設計與制造(cad/cam)、數控原理及系統、數控機床、數控機床編程、機械與模具、cad/cam、機械制圖、計算機應用基礎、數據庫技術及應用、電工電子技術、機械制造基礎、自動機與生產線、自動檢測與控制、計算機幾何圖形學、計算機輔助電路設計等。
可見,機電一體化專業不但要精通理論知識,更要求很強的動手能力。
當今世界,科學技術突飛猛進,知識經濟已見端倪,國力競爭日趨激烈。
為迎接挑戰,高職院校擔負著深入教育改革,全面推進高等職業教育,努力培養具有創新精神和實踐能力的高等技能型應用性人才的任務。
隨著國民經濟的增長,社會對人才的需求也開始增長,一些大中型企業,甚至一些小型企業和私營企業都在開展技術改造,設備更新,以數控技術為代表的現代加工手段已經不是大中型企業的“專利”社會對人才特別是機電一體化專業人才的知識結構提出了新的要求。
職業教育的優勢發展條件必須建立在學校務實的政策考慮、師資實務經驗導向與創新理念并濟,結合產業,一是貫徹機電一體化專業職業教育持續國際發展,發展國際化職業特色產業合作;二是務求職業教育體系多元精致,提升職業體系教育師資優質化;三是強化機電一體化專業學生能力產業結合,培養符合國際技能之發展潮流;四是落實學生進路寬廣暢通,職業體系與企業更進一步整合。
更新傳統職業教育專業內涵,帶動各級職業校院課程改革,發展各校特色,提升職業教育品質的目的,就是要加強職業學校學生機電一體化的基本學科能力、通識能力和職業道德,提升學生服務人群的品質。
發展職業教育規劃短期國際化方案刻不容緩,職業教育人力培育成效良好,則職業人力素質可獲提升,勞動生產力也會增強,生產成本即可降低,企業營運績效自然提高。
尤其外語能力培訓及國際宏觀通識能力的加強,皆為職業學生必要的先備條件。
換句話說,職業教育的人才培訓,若能強調專精的產業工作知能,良好的人際關系,正確的工作態度和良好的職業道德與良知教育,則畢業學生加入生產工作,必會有高效能的生產力,可大幅提升國家的競爭力,形成良性循環。
職業教育若無法國際化,其最顯而易見的問題是國家失去競爭力,因為全世界先進國家科技進步快速,引導趨勢,若無法跟上,所有產業技能便會被摒除于競爭集團之外;倘使開發中國家產業與職業教育急起直追,我國的職業體系又不能國際化,不但產業人力受影響,質量生產也會降低,也就完全喪失競爭力了。
所以,職業教育體系國際化之必然性是一個非常重要、也非常嚴肅的問題,職業教育體系的發展必須與產業同步,如果只談科學教育學術導向,缺乏職業教育實務制作,又沒有國際實務經驗,那就是坐以待斃。
要具體落實職業教育改革,最好的方法就是堅持好的理念,以行動成其大業。
1、構建專業課程體系。
目前,我國高職機電一體化專業是劃分于制造類下的自動化類中,作為自動化類中的機電一體化專業可以開設很多方向,如數控技術、機電設備、機器人應用、智能制造等。
不論什么方向都是針對機電行業中一個具體的機電產品或機電類崗位,因此學生在學習完專業基本知識和理論后,可以針對其中的一個方向進行更加深入的研究,這就解決了機電專業教學中廣和精的問題。
按照“知識、能力、素質”協調發展的指導思想,加強機械電子、計算機、控制技術的基礎理論知識,以就業為導向,以培養職業能力為目標,優化課程體系,強化學生對機械、電子、信息、經濟管理技術的綜合運用能力,著重培養學生綜合動手能力,提高學生的職業素質和創新意識。
課程體系設計以技術應用能力和職業素質養成為主線,學生的知識、能力、素質結構應用為宗旨,注重掌握成熟技術與管理規范的培養訓練,加大實踐訓練比重。
具體實施中,突出應用性、實踐性,使基礎理論必需、夠用,專業課教學強調針對性和實用性,加強素質教育和能力培養,構建多個專業方向,使學生畢業能上崗,上崗能頂崗,頂崗能用,體現創新的高職教育特色。
2、實踐教學體系。
實踐教學是培養學生實際動手能力、創新能力和工程實踐能力的重要環節,也是我們培養技術應用型人才的落腳點,在合理整合、縮減理論學時的同時,大幅增加實踐性教學的學時是十分必要的。
實踐性教學環節可分以下幾個層次:
實驗教學:現行實驗教學多數為驗證性實驗,今后應逐步增加綜合性和設計性實驗的內容,培養學生的綜合能力和創新能力。
課程設計及課程大作業:設計題目可逐步結合生產、科研的實際來確定,使課程設計更貼近于實際應用。
計劃內實習實訓:主要包括,認識實習(1周)、金工實習(8周)、電工實習(2周)、工藝實習(2周)、畢業實習(8周)、cad技能培訓(2周)、數控技術培訓(2周)。
結合金工實習、電工實習、cad培訓和數控技術培訓等內容,開展技能考評工作,使學生掌握2門以上的基本技能。
車工、鉗工或電工(其中之一)普遍取得中級工技能證書。
部分學生在計算機繪圖和數控機床操作上取得相應的合格證書。
計劃外實習實訓:對部分實踐動手能力突出的學生,利用寒暑假或課余時間進行強化訓練。
3、教學方法的改革。
教學方法應力求體現直觀生動性,讓學生在盡可能多的實際動手操作中充分發揮主觀能動性。
(1)理論課和實踐動手能力培養必須有機結合。
在實驗室、實訓室、實際工作現場組織實施教學內容,可不局限教材,結合專業知識和技能,多指導學生學習掌握一些實用的專業技術和技能,只有讓學生熟悉專業知識和技能的實際應用,他們才能對此產生濃厚的求知渴望。
教師“拿做來教”;學生“用做來學”,大大提高了學生的動手能力和就業能力。
(2)采用模擬現場的動畫課件。
例如,如用fiash軟件制成的動畫課件模擬演示變頻器控制電機等的生動的教學方法,讓學生體會實際的控制工藝過程,便于學生理解和掌握專業技能和實際編程,真正做到理論聯系實際。
(3)利用教具教學激發興趣性。
在授課過程中徹底改變以往課堂教學的傳授模式,將課堂教學的理論知識結合實際教學的內容,同時放在實驗室和實訓室去,通過理想的且聯系實際的教具教學如plc控制的數控車庫實際的控制模型,通過現場演示、講解以及具體指令的使用,讓學生產生了很濃的學習興趣和探索專業知識新領域欲望,具有很好的教學效果。
主要參考文獻:
[1]馬子余。論高職機電一體化專業的教學改革。浙江紡織服裝職業技術學院學報,2009.3.