導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機電一體化的缺點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、確立機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)的理念

職業(yè)教育的優(yōu)勢發(fā)展條件必須建立在學(xué)校務(wù)實的政策考慮、師資實務(wù)經(jīng)驗導(dǎo)向與創(chuàng)新理念并濟，結(jié)合產(chǎn)業(yè)，一是貫徹機電一體化專業(yè)職業(yè)教育持續(xù)國際發(fā)展，發(fā)展國際化職業(yè)特色產(chǎn)業(yè)合作；二是務(wù)求職業(yè)教育體系多元精致，提升職業(yè)體系教育師資優(yōu)質(zhì)化；三是強化機電一體化專業(yè)學(xué)生能力產(chǎn)業(yè)結(jié)合，培養(yǎng)符合國際技能之發(fā)展潮流；四是落實學(xué)生進(jìn)路寬廣暢通，職業(yè)體系與企業(yè)更進(jìn)一步整合。更新傳統(tǒng)職業(yè)教育專業(yè)內(nèi)涵，帶動各級職業(yè)校院課程改革，發(fā)展各校特色，提升職業(yè)教育品質(zhì)的目的，就是要加強職業(yè)學(xué)校學(xué)生機電一體化的基本學(xué)科能力、通識能力和職業(yè)道德，提升學(xué)生服務(wù)人群的品質(zhì)。發(fā)展職業(yè)教育規(guī)劃短期國際化方案刻不容緩，職業(yè)教育人力培育成效良好，則職業(yè)人力素質(zhì)可獲提升，勞動生產(chǎn)力也會增強，生產(chǎn)成本即可降低，企業(yè)營運績效自然提高。尤其外語能力培訓(xùn)及國際宏觀通識能力的加強，皆為職業(yè)學(xué)生必要的先備條件。換句話說，職業(yè)教育的人才培訓(xùn)，若能強調(diào)專精的產(chǎn)業(yè)工作知能，良好的人際關(guān)系，正確的工作態(tài)度和良好的職業(yè)道德與良知教育，則畢業(yè)學(xué)生加入生產(chǎn)工作，必會有高效能的生產(chǎn)力，可大幅提升國家的競爭力，形成良性循環(huán)。職業(yè)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(jìn)國家科技進(jìn)步快速，引導(dǎo)趨勢，若無法跟上，所有產(chǎn)業(yè)技能便會被摒除于競爭集團(tuán)之外；倘使開發(fā)中國家產(chǎn)業(yè)與職業(yè)教育急起直追，我國的職業(yè)體系又不能國際化，不但產(chǎn)業(yè)人力受影響，質(zhì)量生產(chǎn)也會降低，也就完全喪失競爭力了。所以，職業(yè)教育體系國際化之必然性是一個非常重要、也非常嚴(yán)肅的問題，職業(yè)教育體系的發(fā)展必須與產(chǎn)業(yè)同步，如果只談科學(xué)教育學(xué)術(shù)導(dǎo)向，缺乏職業(yè)教育實務(wù)制作，又沒有國際實務(wù)經(jīng)驗，那就是坐以待斃。要具體落實職業(yè)教育改革，最好的方法就是堅持好的理念，以行動成其大業(yè)。

二、高職機電一體化教學(xué)改革措施

1、構(gòu)建專業(yè)課程體系。目前，我國高職機電一體化專業(yè)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(yè)可以開設(shè)很多方向，如數(shù)控技術(shù)、機電設(shè)備、機器人應(yīng)用、智能制造等。不論什么方向都是針對機電行業(yè)中一個具體的機電產(chǎn)品或機電類崗位，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)完專業(yè)基本知識和理論后，可以針對其中的一個方向進(jìn)行更加深入的研究，這就解決了機電專業(yè)教學(xué)中廣和精的問題。

按照“知識、能力、素質(zhì)”協(xié)調(diào)發(fā)展的指導(dǎo)思想，加強機械電子、計算機、控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識，以就業(yè)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)職業(yè)能力為目標(biāo)，優(yōu)化課程體系，強化學(xué)生對機械、電子、信息、經(jīng)濟管理技術(shù)的綜合運用能力，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合動手能力，提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新意識。課程體系設(shè)計以技術(shù)應(yīng)用能力和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成為主線，學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用為宗旨，注重掌握成熟技術(shù)與管理規(guī)范的培養(yǎng)訓(xùn)練，加大實踐訓(xùn)練比重。具體實施中，突出應(yīng)用性、實踐性，使基礎(chǔ)理論必需、夠用，專業(yè)課教學(xué)強調(diào)針對性和實用性，加強素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)，構(gòu)建多個專業(yè)方向，使學(xué)生畢業(yè)能上崗，上崗能頂崗，頂崗能用，體現(xiàn)創(chuàng)新的高職教育特色。

2、實踐教學(xué)體系。實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)，也是我們培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型人才的落腳點，在合理整合、縮減理論學(xué)時的同時，大幅增加實踐性教學(xué)的學(xué)時是十分必要的。實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)可分以下幾個層次：實驗教學(xué)：現(xiàn)行實驗教學(xué)多數(shù)為驗證性實驗，今后應(yīng)逐步增加綜合性和設(shè)計性實驗的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。

課程設(shè)計及課程大作業(yè)：設(shè)計題目可逐步結(jié)合生產(chǎn)、科研的實際來確定，使課程設(shè)計更貼近于實際應(yīng)用。

計劃內(nèi)實習(xí)實訓(xùn)：主要包括，認(rèn)識實習(xí)（1周）、金工實習(xí)（8周）、電工實習(xí)（2周）、工藝實習(xí)（2周）、畢業(yè)實習(xí)（8周）、CAD技能培訓(xùn)（2周）、數(shù)控技術(shù)培訓(xùn)（2周）。結(jié)合金工實習(xí)、電工實習(xí)、CAD培訓(xùn)和數(shù)控技術(shù)培訓(xùn)等內(nèi)容，開展技能考評工作，使學(xué)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(xué)生在計算機繪圖和數(shù)控機床操作上取得相應(yīng)的合格證書。

計劃外實習(xí)實訓(xùn)：對部分實踐動手能力突出的學(xué)生，利用寒暑假或課余時間進(jìn)行強化訓(xùn)練。

3、教學(xué)方法的改革。教學(xué)方法應(yīng)力求體現(xiàn)直觀生動性，讓學(xué)生在盡可能多的實際動手操作中充分發(fā)揮主觀能動性。

（1）理論課和實踐動手能力培養(yǎng)必須有機結(jié)合。在實驗室、實訓(xùn)室、實際工作現(xiàn)場組織實施教學(xué)內(nèi)容，可不局限教材，結(jié)合專業(yè)知識和技能，多指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握一些實用的專業(yè)技術(shù)和技能，只有讓學(xué)生熟悉專業(yè)知識和技能的實際應(yīng)用，他們才能對此產(chǎn)生濃厚的求知渴望。教師“拿做來教”；學(xué)生“用做來學(xué)”，大大提高了學(xué)生的動手能力和就業(yè)能力。

（2）采用模擬現(xiàn)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(xué)方法，讓學(xué)生體會實際的控制工藝過程，便于學(xué)生理解和掌握專業(yè)技能和實際編程，真正做到理論聯(lián)系實際。

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關(guān)鍵詞：機電一體化；應(yīng)用分析；煤炭開采效率

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.171

0 引言

我國的經(jīng)濟快速發(fā)展，煤炭的需求量也是不斷的攀升，所以我國的煤礦機電一體化技術(shù)的發(fā)展也是不斷的創(chuàng)新，將機械裝置和電子裝備有機的結(jié)合起來，并將計算機技術(shù)還有信息技術(shù)應(yīng)用進(jìn)去，煤礦機電一體化技術(shù)是煤礦企業(yè)的重要技術(shù)，該技術(shù)的使用可以大大的提升我國煤礦開采的實力?？梢詾楦咝А踩?、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高科技含量生產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。

1 煤礦機電技術(shù)一體化應(yīng)用重要性

1.1 提高生產(chǎn)安全系數(shù)

煤礦的開采，需要很大的工作量，礦場中的工作環(huán)境很差，幽暗潮濕，按傳統(tǒng)的工作方式，井下所有的工作都需要員工進(jìn)行手工完成，這樣的話，工人的工作強度就異常的大，對礦下員工的健康會造成極其惡劣的影響。但是采用煤礦機電一體化技術(shù)之后呢，情況就會大大的改善，井下的大量工作會由機器完成，這樣的話，既可以提高安全系數(shù)，也會提高開采效率。

1.2 提高開采效率

采用機電一體化技術(shù)，改變了煤炭企業(yè)的生產(chǎn)方式，一開始的人工工作換成機器，開采效率會極大的提高，由于生產(chǎn)方式發(fā)生了根本性的改變，所以開采效率也發(fā)生根本性的變化，把人工從原來高強度作業(yè)中解放出來，從而是人力資源得到更加合理化的優(yōu)化配置，在開采安全性大大的提高的同時，效率也越來越高。工人的任務(wù)也發(fā)生了很大的改變，從一開始的直接開采，到現(xiàn)在的通過控制機器的運轉(zhuǎn)進(jìn)行開采，人從開采工作中解放出來了。但是在機器代替人工之后，要做好對機器的維護(hù)工作，使機器能夠保持長時間高強度的勞動，以提高煤炭生產(chǎn)效率。

1.3 提高經(jīng)濟效益

機電一體化技術(shù)是如何提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟收入的呢，主要是體現(xiàn)在一下幾個方面，第一可以減少人工量，在以往進(jìn)行煤礦生產(chǎn)中，總是需要大量的人工，才能提高開采效率，但是大量的勞動力背后也是很大的一部分開支，效率雖然提高了，但是對于公司的經(jīng)營來說并不是好事，采用了一體化技術(shù)，可以大大的減少人工費用的支出，對于經(jīng)營非常的有利，第二，員工的收入也得到了提高?？梢詭酉嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的提高，員工的積極性也是得到提高，企業(yè)的經(jīng)濟效益也間接得到提高。

2 煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用

上世紀(jì)60年代，我國就已經(jīng)有了機電一體化的理念，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的科技也有了質(zhì)的飛躍，科技不斷創(chuàng)新發(fā)展，機電一體化深入各個領(lǐng)域，切實有效的提高了生產(chǎn)效率，保障了采煤工人的人身安全，也為煤礦企業(yè)帶來了更好的經(jīng)濟效益。

2.1 帶式輸送機

帶式輸送機的作用就是將開采好的煤炭由井下輸送到地面，因為我國的煤炭機電一體化技術(shù)在一開始是引進(jìn)其他國家的，自行生產(chǎn)時需要很長一段時間的摸索階段，在一開始使用的是多帶式輸送機，但是這種機器有運輸容量小，運輸距離較短的缺點，在運行的過程中也容易出現(xiàn)故障，我國的科研人員根據(jù)礦下的實際環(huán)境對其進(jìn)行了針對性的改進(jìn)，改進(jìn)后，有效的克服使用中的缺點，現(xiàn)在經(jīng)過我國科研人員改進(jìn)的傳送機已經(jīng)被廣泛采用在各大型煤礦中，不僅僅使開采效率得到提高。

2.2 電牽引采煤機

機電一體化技術(shù)的一種典型的電牽引采煤機，具有良好的牽引特性，采煤機前進(jìn)時提供牽引力，下滑時進(jìn)行發(fā)電制動，可用于大傾角煤煤層，在牽引電動機的軸端裝有制動器，設(shè)計制動力矩為電動機額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2倍，用在傾角煤層，且不需要其他的一些防滑裝置，運行可靠，使用壽命長，電牽引采煤機在使用的過程中，除了電刷以及整流子會有一些磨損外，其他的原件均無磨損。因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小，而且反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好，電控系統(tǒng)能夠及時調(diào)整各種參數(shù)，以防止采煤機的超載運行的種種優(yōu)點。采煤機有傳統(tǒng)的液壓牽引方式，改為電牽引之后，首先大大提高了機器的使用期限，然后安全性能得到了極大的改善，有效提高了開采效率，提高了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.3 提升機

當(dāng)前，提升機全面實現(xiàn)了自動化及數(shù)字化控制，是煤礦開采中，機電一體化應(yīng)用最成功的案例。其中最完美，最典型的代表就是內(nèi)裝式提升機，利用機電一體化技術(shù)，將驅(qū)動裝置和滾筒裝置進(jìn)行有機的結(jié)合，在提高了運作效率的同時，也簡化了操作步驟。提升機在采用機電一體化技術(shù)后，其優(yōu)點就是，可以實現(xiàn)對自身的運行狀況自動檢測，還可以定期的對自身的運行情況進(jìn)行分析，從而保證提升機的工作可靠性，這種自檢的方式的主要優(yōu)點就是，及時發(fā)現(xiàn)機器的異常情況，在維修時提供故障來源，還可以節(jié)省維修成本。提升機實現(xiàn)自動化及數(shù)字化控制之后，操作設(shè)備得到簡化，兼容性能也得到提高，使得運行更加安全，可操作性得到有效的提高，計算機的優(yōu)勢也充分的發(fā)揮出來，大型煤炭企業(yè)大多都在使用這種提升機，來提高公司的經(jīng)濟效益。

2.4 電控液壓支架

我國電控液壓支架在我國使用時間不是很長，應(yīng)用的時候，局限性很強，因為不夠了解，在出現(xiàn)問題時，很麻煩，嚴(yán)重影響了開采的效率。液壓支架的研究方向，應(yīng)該將計算機技術(shù)和液壓控制有機的結(jié)合起來，將支架和頂板之間的距離控制在合理范圍內(nèi)，來減少零部件之間的相互摩擦。

3 結(jié)束語

機電一體化是諸多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，現(xiàn)在科學(xué)發(fā)展如此迅速，為了改善煤礦開采的環(huán)境，應(yīng)該積極的采用機電一體化技術(shù)，提高煤礦的開采效率，同時也提高開采安全性，進(jìn)一步實現(xiàn)人力資源的優(yōu)化配置，提高煤炭開采的經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張旭.煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用探究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2010（06）.

[2]宮傳強，董雙輝.淺談機電一體化技術(shù)[J].科技資訊，2009（11）.

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【關(guān)鍵詞】煤礦機電技術(shù)一體化；應(yīng)用分析；煤炭開采效率

目前，隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，對煤炭的需求量也隨著增加，在煤炭開采生產(chǎn)中，機電一體化技術(shù)是實現(xiàn)提速高效、安全機械化采煤的重要前提；應(yīng)采用機電一體化技術(shù)，以提高采煤效率，該技術(shù)應(yīng)用在煤礦開采中，可以有效保障人們的健康安全，同時能夠?qū)⒉擅杭夹g(shù)帶入到一個新階段。以此，本文就煤礦機電技術(shù)一體化的應(yīng)用進(jìn)行如下分析。

1 機電技術(shù)一體化在煤炭開采中的作用

1.1 提高生產(chǎn)安全系數(shù)

煤炭開采工作量大，如果不采用機電一體化，仍然采用傳統(tǒng)的開采技術(shù)，不僅開采風(fēng)險高，而且對工人的身體造成嚴(yán)重影響。如在機電一體化應(yīng)用之前，礦井以下的所有工作都需要員工手工完成，工作量大，員工需要完成大量工作，需要超負(fù)荷工作，嚴(yán)重影響了他們的健康安全。而采用機電一體化技術(shù)之后，井下的大量工作都能用機器完成，工人只需要正確操作好機器，就能實現(xiàn)高效率及安全開采。

1.2 提高煤炭開采效率

采用機電一體化開采技術(shù)，可以從根本上提高開采效率，因為開采方式改變了，原先的人工換成機器，人工從之前高負(fù)荷的開采中解放出來，使得人力資源得到優(yōu)化配置，開采安全性得到極大提高。之前，井下的開采工作基本上都是由人工來完成，由于井下工作環(huán)境較差，工作效率并不是很高；當(dāng)采用機電一體化技術(shù)之后，原先的開采工作被機器取代，工人的作用只是控制好機器運行狀態(tài)，使其在正常范圍之內(nèi)運作，便能保證開采效率。但需要補充的是，機器在使用之后必須做好保養(yǎng)工作，才能保持良好的工作性能，所以，在每次使用之后，需要及時檢查，將出現(xiàn)的問題及時解決，才能保證在之后使用時，不出現(xiàn)故障。

1.3 提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益

使用機電一體化技術(shù)能夠大幅度提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟收入，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面：減少人工量。傳統(tǒng)的煤礦開采中，需要雇傭大量的勞動力，才能提高開采效率；這雖然能夠提高企業(yè)煤炭開采量，但也增加了人工費用，對于企業(yè)高效經(jīng)營極其不利。而采用機電一體化，有效減少了人工數(shù)量，從而減少了人工方面的費用支出。其二，采用機電一體化技術(shù)之后，開采效率提高，員工的收入也相應(yīng)提高，福利也增加，這直接提高員工的干勁，激發(fā)了他們的工作積極性，為企業(yè)創(chuàng)造更多的財富。

2 煤礦機電技術(shù)一體化的應(yīng)用分析

2.1 帶式輸送機

帶式輸送機是機電一體化技術(shù)的重要組成部分，在采煤中發(fā)揮著重要作用，能夠?qū)⒉珊玫拿禾繌木螺斔偷降孛?，極大的提高了開采效率。我國在煤炭機電一體化應(yīng)用過程中，經(jīng)歷了一段摸索階段，開始采用多帶式輸送機，這種機器運輸容量小、輸送距離較短，在運行中容易出現(xiàn)故障，并且穩(wěn)定性也不高，所以，在使用過程中，并沒有發(fā)揮重大效用。之后，我國一些科研機構(gòu)專門分析了這種輸送機的缺點，并全面考察了礦井內(nèi)部的作業(yè)環(huán)境，對其做了全面改動，增加了一些軟啟動及制動裝置，有效克服了使用中不足，提高了運作效率。目前，經(jīng)過改造后的傳送機已經(jīng)被廣泛采用在各大型煤礦中，不僅提高了開采效率，而且提高了施工安全性。

2.2 采煤機

機電一體化技術(shù)也應(yīng)用在采煤機上，使其牽引方式得到優(yōu)化，不僅提高了機器的使用期限，而且提高了其安全性能。通過采用機電一體化技術(shù)，采煤機由傳統(tǒng)的液壓式牽引方式，轉(zhuǎn)化為電動式牽引方式，有效提高了開采效率，同時也提高了煤炭開采量。采煤機經(jīng)過機電一體化改造，有效降低了采煤過程中機器受到的阻力，并且能夠和其它裝置配合運作，不僅提高了資源利用效率，而且避免了資源浪費。此外，采用機電一體化技術(shù)之后，能夠使采煤機在坡度較大的情況下，通過采用防滑裝置，實現(xiàn)煤炭開采，從而擴展了其使用范圍，也提升了其荷載能力。在煤炭開采中，零件損耗一直是影響開采效率的主要因素，使用液壓牽引方式，會使采煤機在運作過程中受到嚴(yán)重磨損，并且運作速度越大，磨損越嚴(yán)重；當(dāng)零件磨損到機器無法運作時，便需要更換零件，才能保持機器正常運作。這不僅加大了開采成本，而且浪費了時間，不僅不利于開采效率，也不利于開采質(zhì)量。而采用了電動牽引方式之后，有效避免了上述情況，極大的提高了開采效率，節(jié)省了開采成本。

2.3 提升機

目前，在煤礦開采中，提升機是機電一體化技術(shù)應(yīng)用最成功的一個，已經(jīng)全面實現(xiàn)了自動化及數(shù)字化控制。內(nèi)裝式提升機便是眾最典型的代表，在機電一體化技術(shù)應(yīng)用方面，它將驅(qū)動裝置和滾筒裝置有機的結(jié)合自一起，不僅提高了運作效率，而且簡化了操作步驟。提升機采用了機電一體化技術(shù)之后，能夠?qū)ψ陨磉\行狀況自動檢測，并定期對運行情況進(jìn)行分析，以發(fā)現(xiàn)一些異常現(xiàn)象；這種自動檢測方式，不僅為維修提供故障來源，而且提高了機器運行穩(wěn)定性及安全性，同時還節(jié)省了維修成本，對于煤炭生產(chǎn)具有重要意義。此外，提升機采用機電一體化技術(shù)之后，有效簡化了操作設(shè)備，提高了兼容性能，使得運行更加安全，提升速度更加穩(wěn)定，也更加安全，從而有效提高了可操作性。另外，提升機采用全數(shù)字型操作之后，將計算機優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，使得檢測系統(tǒng)更加完善，已經(jīng)被許多大型煤炭開采企業(yè)所采用

2.4 電控液壓支架

我國電控液壓支架在煤炭開采中使用時間不是很長，所以在使用時，常出現(xiàn)一些問題，嚴(yán)重影響了開采效率。如許多煤礦中使用的電控液壓支架，結(jié)構(gòu)簡單，功能有限，并沒有較廣的使用范圍。因此，應(yīng)將支架技術(shù)和計算機有效結(jié)合在一起，使得支架和頂板之間的距離控制在合理范圍之內(nèi)，以減少零部件之間相互摩擦，進(jìn)而提高支架使用壽命。

結(jié)語

我國煤礦開采規(guī)模不斷擴大，對開采效率也提出新的要求。應(yīng)積極引進(jìn)機電一體化技術(shù)，將其在煤礦開采中廣泛應(yīng)用，以提高開采效率，同時也提高開采安全性。以此，本文就煤礦機電技術(shù)一體化的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望具有參考價值。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：工程機械 機電一體化 應(yīng)用與發(fā)展

中圖分類號：TD60 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0064-01

機電一體化是一門新興的綜合性科學(xué)技術(shù)，亦稱為機械電子學(xué)，它主要是將電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等與機械技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際運作中。近年來，信息技術(shù)的不斷發(fā)展為機電一體化提供了強有力的核心技術(shù)支持，機電一體化技術(shù)的發(fā)展提高了工程機械的運作效率，降低了工程成本，滿足了我國工程機械領(lǐng)域節(jié)能化、智能化和自動化的要求，它的正確使用是工程機械完美運作的重中之重。

機電一體化的運用主要是通過電子控制系統(tǒng)加以實現(xiàn)的，電子控制系統(tǒng)應(yīng)用的好壞直接影響到工程機械的安全性、經(jīng)濟性、施工質(zhì)量、使用壽命等。引入機電一體化技術(shù)，能夠大大提高工程機械的動力性、燃油經(jīng)濟性、操作舒適性及工作精準(zhǔn)度、工作效率等，所以現(xiàn)代工程施工中，機電一體化技術(shù)業(yè)已在工程機械眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)過程對工程機械的性能要求也日益增高，而且工程機械中機電一體化技術(shù)的管理與應(yīng)用也將是今后的發(fā)展趨勢。因此，如何管理并有效應(yīng)用機電一體化技術(shù)成為很多工程施工企業(yè)不得不面臨的必要課題。

1 工程機械領(lǐng)域機電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 自我監(jiān)測與診斷，延長機械使用壽命

與傳統(tǒng)的只能由相關(guān)工作人員定期排檢故障的模式不同的是，機電一體化工程機械中的自我監(jiān)測與診斷功能，能夠?qū)C械的發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、工作裝置等的運行狀態(tài)實施全面監(jiān)控，如果出現(xiàn)異常，可以自動報警，避免故障損傷的擴大化，并能夠自我診斷找到故障部位，以便維修人員可以盡快的對故障部位進(jìn)行檢修，減少故障排檢時間和停機維修時間，提高了工程機械的利用效率，降低了生產(chǎn)成本。同時自我監(jiān)測可以避免重大故障發(fā)生，延長機械使用壽命。

1.2 節(jié)能減耗，提高生產(chǎn)效率

工程機械機電一體化中電子節(jié)能控制器的使用改變了以往的工程機械能源損耗大、利用率低、工程經(jīng)濟效益低等缺點，取而代之的是低能耗高效率高效益，符合國家倡導(dǎo)的節(jié)能減排這一政策。而且我國企業(yè)間的競爭日趨激烈，科學(xué)技術(shù)的融入可以大大提高企業(yè)的市場競爭力，其中電子節(jié)能控制器的使用極大的降低了大型工程機械設(shè)備的能耗，改善了施工環(huán)境，同時它的操作相對較為簡單，設(shè)備磨損較少，也在一定程度上提高了生產(chǎn)效率。

1.3 保證操作作業(yè)的精準(zhǔn)度

機電一體化技術(shù)保證了工程機械穩(wěn)步向高精準(zhǔn)度的層次發(fā)展，從而最大限度的提高機械性能和工作效率。比如在道路鋪設(shè)工程中通過微機控制的電子稱量系統(tǒng)的應(yīng)用、自動找平系統(tǒng)的應(yīng)用、采用超聲波技術(shù)的自動供料系統(tǒng)等的應(yīng)用，這些使得稱量實現(xiàn)自動化，提高了精準(zhǔn)度，減少了人工誤差，提高了作業(yè)質(zhì)量和效率，同時減少了人力資源的投入，降低了工作人員的勞動強度，節(jié)省了許多的施工工序，使其更加符合現(xiàn)代工程機械的施工要求。

1.4 實現(xiàn)機械作業(yè)的自動化或半自動化

機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域中的應(yīng)用實現(xiàn)了機械作業(yè)的自動化或半自動化，很大程度上降低了施工過程中人力物力的投入，減少了施工人員的勞動量和勞動強度，提高了設(shè)備的勞動產(chǎn)出比，而且還可以有效防止操作人員因缺乏經(jīng)驗、技術(shù)不足或疲勞而產(chǎn)生的操作誤差，進(jìn)而保障了機械作業(yè)的高質(zhì)量。機械作業(yè)的自動化或半自動化降低了企業(yè)的人力資源成本，提高了工程的質(zhì)量，保障了工程的整體經(jīng)濟效益。

1.5 機電一體化技術(shù)的其他應(yīng)用

機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，例如為了提升發(fā)動機功率、簡化工序、降低能耗、減少工作量而在裝載機、推土機、鏟運機等中采用的自動變速器；為了提高作業(yè)的安全性而在起重設(shè)備中采用的力矩限制器；為實現(xiàn)危險地帶、惡劣工作環(huán)境或人員無法到達(dá)地點的無人駕駛而采用的無線遙控裝置等等。總之，機電一體化在工程機械領(lǐng)域的諸多應(yīng)用，都是為了工程機械的良好運作，是機械工作發(fā)展的必然趨勢。

2 工程機械領(lǐng)域機電一體化的發(fā)展趨勢

2.1 智能化

智能化是機電一體化技術(shù)的必然發(fā)展趨勢，其應(yīng)用需求也越來越高。所謂智能化，即立足于相關(guān)控制理論，將心理學(xué)、生理學(xué)、計算機網(wǎng)絡(luò)、運籌學(xué)、人工智能等多學(xué)科知識運用到工程機械領(lǐng)域，使工程機械的操作可以逐漸取代人為操作，進(jìn)一步降低工程預(yù)算成本，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制，滿足工程施工的更高要求，因此工程機械的智能化仍是大勢所趨。

2.2 微型化

微型化這一概念源于上世紀(jì)80年代末期，是指機電一體化向微電子機械系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微型機電一體化產(chǎn)品是電子技術(shù)與機械技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物，它的特點主要是體積小、耗能低、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等領(lǐng)域有著不可超越的優(yōu)越性?，F(xiàn)階段微型機電一體化產(chǎn)品都朝著小于1立方厘米的體積發(fā)展，甚至是朝著微米、納米級別發(fā)展，其瓶頸為微機械技術(shù)。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制設(shè)備可以達(dá)到讓人們足不出戶即可控制多種設(shè)備的目標(biāo)，使工程機械的操作更加便捷，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。工程機械領(lǐng)域中遠(yuǎn)程控制盒監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展使得機電一體化產(chǎn)品向著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢。

2.4 節(jié)能環(huán)保化

隨著工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，人類社會的經(jīng)濟化水平不斷提高，但與此同時人們賴以生存的環(huán)境也遭到了巨大的破壞。進(jìn)入新世紀(jì)以來，社會公眾對環(huán)保的關(guān)注和呼聲越來越高，國家也出臺了一系列的相關(guān)政策來號召節(jié)能減排，為適應(yīng)節(jié)約型社會的發(fā)展，機電一體化產(chǎn)品在使用時不造成資源浪費和環(huán)境污染，報廢后可以回收利用，實現(xiàn)綠色化產(chǎn)品概念和綠色化設(shè)計制造更能適應(yīng)今后的市場需求。

3 結(jié)語

總之，工程機械領(lǐng)域中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，發(fā)展前景可觀，工程機械為適應(yīng)機電一體化這一趨勢，盡可能的提高機械運作效率，需要其操作者或使用者順應(yīng)科學(xué)發(fā)展潮流，加大研究力度，全面掌握機電一體化技術(shù)，振興機械工業(yè)，更好的為我國建設(shè)事業(yè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃宋義.工程機械中機電一體化的應(yīng)用[J].科技資訊，2009（18）：33-33.

[2] 張大慶，劉均益，郭勇，等.從CONEXPO

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關(guān)鍵詞：機電一體化；故障；可靠性；維修

中圖分類號：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000－8136（2012）03－0049－02

機電一體化是指在機構(gòu)的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)總稱。機電一體化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展至今已成為一門有著自身體系的新型交叉學(xué)科，它涉及到機械制造技術(shù)、電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、測試與傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、接口技術(shù)、計算機技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)等多種技術(shù)。隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，機電一體化設(shè)備產(chǎn)品不斷進(jìn)入生產(chǎn)與生活領(lǐng)域，人們對產(chǎn)品的輸出柔性、工作性能及可靠性方面提出了更高的要求，但由于機電一體化設(shè)備不同于一般的機械設(shè)備和電子設(shè)備，具有獨特的故障特點和可靠性特點，所以我們不能用傳統(tǒng)的故障排除診斷方法進(jìn)行維修。

1 機械與電子之間的相互關(guān)系

機電一體化系統(tǒng)技術(shù)是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)（包含氣動、液壓和光學(xué)技術(shù)）、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)和群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組合目標(biāo)，合理配置、布局各功能單元。在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)成為最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。機電一體化系統(tǒng)技術(shù)是基于這些技術(shù)的有機綜合應(yīng)用技術(shù)，而不是機械技術(shù)、電子技術(shù)及其他技術(shù)的簡單組合拼湊，這是機電一體化與機械電氣所形成的機械電氣化在概念上的區(qū)別。機電一體化設(shè)備主要由機械本體、動力單元控制系統(tǒng)和執(zhí)行單元組成，構(gòu)成系統(tǒng)的要素一般包括機、電、液、氣、光和磁等，而機械與電子是機器的重要組成部分。大多數(shù)設(shè)備主要由這兩部分組成。機械是動作的執(zhí)行者，電子計算機是動作的控制者，只有兩者協(xié)調(diào)運行，設(shè)備才能正常運轉(zhuǎn)。兩者的關(guān)系就像四肢和大腦的關(guān)系，機電一體化技術(shù)是充分利用電子計算機信息處理和控制功能、可驅(qū)動元件特性的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。

2 機電一體化設(shè)備的故障特點

機電一體化設(shè)備（數(shù)控類機床、振動試驗設(shè)備、測量設(shè)備和微電子技術(shù)制造設(shè)備等）是企事業(yè)機械加工中的關(guān)鍵設(shè)備，這類設(shè)備的價格昂貴，機床的壽命對企事業(yè)來說是非常重要的。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，影響和損失往往很大，但是使用單位和使用者往往更多看其效能，而不重視對它的合理使用，甚至超負(fù)荷加工等，出現(xiàn)故障而導(dǎo)致停工是很普遍的現(xiàn)象，因此，為了發(fā)揮機電一體化設(shè)備的效益，充分合理使用設(shè)備，對其進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測管理，做到故障預(yù)前處理，我們一定要重視日常保養(yǎng)和維修工作。

3 機電一體化設(shè)備的故障診斷方法

由于機電一體化設(shè)備所具有的獨特特點，所以我們對設(shè)備故障的分析應(yīng)該機、電有機結(jié)合，轉(zhuǎn)變思維方式。首先，要對機電一體化設(shè)備作深入的分析了解，熟悉各功能模塊框圖，根據(jù)各組成部分的功能、組合形式和工作環(huán)境，分析故障可能的形式和影響程度，必要時可作故障樹分析，根據(jù)故障發(fā)生的現(xiàn)象，層層分解，找出故障形式的邏輯關(guān)系與可靠性有關(guān)的因素，弄清產(chǎn)生故障的實質(zhì)和根源。機電一體化設(shè)備的故障分析診斷法有故障樹分析法、白診斷法（故障代碼、故障指示燈、報警等）、溫度檢測診斷法、壓力檢測診斷法、振動檢測診斷法、噪聲檢測診斷法、金相檢測診斷法和時域模型分析法等。

在具體診斷時，可注意以下幾點：①先機后電，由于機械結(jié)構(gòu)的直觀性，可以用肉眼看到明顯故障現(xiàn)象，如斷裂、變形、打滑、卡死等，所以先從機械部分入手，檢查機械部分故障。一般地說，由于機械的工作特點，它是執(zhí)行元件及驅(qū)動元件，更容易產(chǎn)生磨損引起變形而發(fā)生失效；②先外后內(nèi)，由執(zhí)行元件到控制元件再到驅(qū)動元件逐個檢查，找到故障源頭；③先主干后枝葉，先分析主要部件，后分析次要部件，尤其重點分析結(jié)合部零件和接口部件。

4 常見故障分類

常見的設(shè)備故障判斷方法：

（1）按故障有無指示和報警，可分為有診斷指示故障和無指示故障。高級機電一體化設(shè)備控制系統(tǒng)都有自診斷程序，實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障則會立即報警或者還有指示說明在屏幕上顯示，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊不僅可以找出故障發(fā)生的原因部位，而且提示排除方法。無診斷指示通常由于上述診斷不完整所致。這類故障產(chǎn)生的前因后果只有依靠維修人員的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析和排除。

（2）按故障出現(xiàn)對工件或?qū)C床有無破壞，可分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，損壞工件或損壞機床的故障在維修時不允許重演。對于非破壞性故障，找出原因并解決。

（3）按系統(tǒng)的偶然性，分為系統(tǒng)性故障和偶然性故障。系統(tǒng)性故障是指滿足一定的條件則一定出現(xiàn)的確定的故障：而偶然性故障是指在相同條件下偶爾發(fā)生的故障。后者的分析較為困難，通常多與機床機械結(jié)構(gòu)的局部松動有關(guān)，與部分電氣元件工作特性漂移有關(guān)。該類故障分析需反復(fù)試驗綜合判斷才能排除。常見的設(shè)備故障可分為電氣故障和機械故障。

5 機電一體化設(shè)備可靠性分析及提高

可靠性設(shè)計是近年來得到發(fā)展的和廣泛應(yīng)用的一種現(xiàn)代設(shè)計方法，它把概率論和數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用于工程設(shè)計。不僅解決了傳統(tǒng)設(shè)計不能處理的一些問題，而且能有效的提高產(chǎn)品設(shè)計水平和質(zhì)量并降低了成本。

影響機電一體化設(shè)備可靠性的因素：一臺設(shè)備，從數(shù)控柜到伺服電機，電子和電力元器件五花八門，要對影響整機可靠性的因素作全面評價是十分困難的，只能從一些具體問題入手來提高整機的可靠性，影響可靠性的因素有：

5.1 元器件失效

元器件是構(gòu)成整個數(shù)控設(shè)備的基本單元，單個元器件的可靠性是整機可靠性的基礎(chǔ)。按照概率運算法則，整機的失效率等于各組成部分的失效率之和。因此，應(yīng)該嚴(yán)格挑選失效率低的產(chǎn)品用于實際系統(tǒng)。

5.2 元器件的聯(lián)接與組裝

機電一體化設(shè)各控制系統(tǒng)復(fù)雜，電氣元器件之間縱橫交錯，要保證整機的可靠性，就必須解決好聯(lián)接與組裝的可靠性，而插接件的接觸不良會造成信號傳送失靈，是產(chǎn)生系統(tǒng)故障的原因之一。此外，由于溫度濕度變化較大，油污粉塵對元器件的污染以及機械振動的影響都會影響系統(tǒng)的可靠性。

5.3 電磁干擾

機電一體化設(shè)備是利用電能進(jìn)行加工的電氣控制設(shè)備，在運行中必然伴隨著電磁能量的轉(zhuǎn)換，往往一方面對周圍環(huán)境發(fā)生影響，同時，另一方面本身也會受到所處環(huán)境電磁干擾的影響。作為機電一體化的產(chǎn)物，數(shù)控機床和加工中心是機械、電子、電力、強電、弱電、硬件、軟件等緊密結(jié)合的自動化系統(tǒng)，電磁環(huán)境和電磁干擾問題是一個極為復(fù)雜的問題，一般，電磁干擾源引入數(shù)控系統(tǒng)的主要途徑有：①交流供電系統(tǒng)受鄰近大功率用電設(shè)備啟動（如使用電焊機）、制動影響（有大功率用于制動的電機），造成電源電壓波動，以及電器開關(guān)接通斷電時由電火花產(chǎn)生的高頻電磁干擾；②直流電源負(fù)載能力不足，缺乏足夠穩(wěn)定的功率儲備，造成直流電源電壓隨負(fù)載變化而波動；③電源與地線的線徑太細(xì)或布局不合理，電子元器件相互之間通過公共的導(dǎo)線阻抗，發(fā)生信號畸變或交叉干擾；④控制信號引線過長又沒有采取必要的屏蔽隔離措施，或與強電電線一起走線，而沒有分開走線，信號線易受電磁噪聲的干擾產(chǎn)生錯誤信號，尤其對于高頻脈沖信號，若處理不當(dāng)極易發(fā)生信號畸變。

6 結(jié)束語

綜上所述，機電設(shè)備的維修方式各有自己的優(yōu)缺點和適用性，盲目地生搬硬套某種維修方式是不合理的。在實際生產(chǎn)中，要根據(jù)設(shè)備的不同特點和對生產(chǎn)的影響程度，選用適合自己企業(yè)情況的維修方式。企業(yè)要積極地做好設(shè)備預(yù)防性檢修工作，同時，要盡可能地推廣狀態(tài)維修方式，提高故障診斷的效率和經(jīng)濟上的合理性，使設(shè)備停機損失小、壽命周期費用低、效能得到充分的發(fā)揮。

Analysis of Fault Diagnosis Methods for Mechanical and Electrical Integration Equipment

Zhong Guoliang

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【關(guān)鍵詞】檢測技術(shù)課程 工業(yè)4.0 智能制造 教學(xué)改革

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）06C-0157-02

面對《中國制造2025》提出的智能制造的要求，高職院校據(jù)此進(jìn)行了課程教學(xué)改革，包括不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，啟發(fā)他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維，錘煉其分析問題解決問題的能力。課堂以學(xué)生為主，以育人、以學(xué)生掌握核心技能的培養(yǎng)體系等課程實踐推動了新一輪的高職院校教學(xué)改革。本文以智能檢測技術(shù)為基礎(chǔ)，將工業(yè)機器人、機電一體化、電氣自動化、通信專業(yè)作為平臺搭建出一套完整的工業(yè)4.0智能生產(chǎn)系統(tǒng)，通過這四個專業(yè)平臺的融合，使學(xué)生學(xué)習(xí)到更多的前沿科技，掌握到更多的專業(yè)技能和知識，提高其就業(yè)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

一、檢測技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題

（一）課程設(shè)置追求學(xué)科的系統(tǒng)化。目前基于機電一體化設(shè)備的自動檢測技術(shù)課程仍然沒有跳出學(xué)科體系的制約，嚴(yán)格追求學(xué)科知R的系統(tǒng)化，造成學(xué)生“機不太懂、電也不太通”的尷尬局面，更重要的是，并不能認(rèn)清自動檢測技術(shù)在機電一體化教學(xué)體系中的關(guān)鍵作用，進(jìn)而整個學(xué)科系統(tǒng)化方面沒有與自動化學(xué)科體系區(qū)別開來，失去了專業(yè)應(yīng)有的特色，達(dá)不到培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）課程知識以自動化學(xué)科為主。自動檢測技術(shù)課程的設(shè)置主要還是以自動化專業(yè)的自動化檢測技術(shù)為基礎(chǔ)，比如其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)資源都是在自動化專業(yè)的基礎(chǔ)上來開展，這就偏離了機電一體化學(xué)科對自動檢測技術(shù)的要求，也忽視了自動檢測技術(shù)在機電一體化中的基礎(chǔ)性和貫穿性，其與自動化學(xué)科的自動化檢測技術(shù)區(qū)別不大，而且自動化學(xué)科的自動檢測技術(shù)其本身的教學(xué)內(nèi)容、課程知識跟不上社會生產(chǎn)發(fā)展的需要的話，將會加劇目前機電一體化學(xué)科中自動檢測技術(shù) 的教學(xué)內(nèi)容偏離實際需要和促使知識的老化，這必然導(dǎo)致培養(yǎng)目標(biāo)很難適應(yīng)當(dāng)今機電行業(yè)發(fā)展要求。

二、工業(yè)4.0發(fā)展對教學(xué)形態(tài)的要求

工業(yè)4.0要求物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和工業(yè)自動化結(jié)合起來，實體經(jīng)濟在互聯(lián)網(wǎng)下才能生存。在這種大背景下，高等教育特別是高等職業(yè)教育在未來幾年將面臨教育方法、教育內(nèi)容、教育方式的改變，面臨如下幾個問題。

第一，在進(jìn)行教學(xué)的時候，涉及多個專業(yè)的聯(lián)動，包括通信、計算機、網(wǎng)絡(luò)及自動化類專業(yè)。尤其是物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)研發(fā)現(xiàn)在遇到瓶頸，目前市場需要的工業(yè)機器人設(shè)備需求量很大，涉及教師教育理念的更新和專業(yè)技術(shù)的提升，都是我們要面對的。目前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的市場比較混亂，沒有形成一個良好的產(chǎn)業(yè)鏈，但是教育卻要先于市場，故對教學(xué)的要求更高。

第二，教學(xué)設(shè)備缺失，工業(yè)4.0+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要工業(yè)示教機器人、智能傳感器、模擬生產(chǎn)線等，而且各種通信協(xié)議、平臺系統(tǒng)都需要建構(gòu)，不僅設(shè)備投入需要大量資金，而且也需要優(yōu)秀的師資隊伍，同時制定教學(xué)大綱、教學(xué)計劃，進(jìn)行課程改革。

第三，就目前工業(yè)智能化發(fā)展的情況，高等教育必須先于市場的發(fā)展，但是沒有市場的指向，教育須更加緊密圍繞在市場周邊，緊盯市場的變化、動向來調(diào)節(jié)教學(xué)內(nèi)容。中國的工業(yè)4.0是一個漫長而又艱辛的路程，一套真正的工業(yè)4.0系統(tǒng)涵蓋了云計算、通信系統(tǒng)、機器協(xié)同控制、傳感技術(shù)等多種平臺的無縫銜接，這樣一套系統(tǒng)目前國內(nèi)還沒有，對于教育來說，面對的未知和不確定性更多，教學(xué)難度更大。

第四，工業(yè)4.0在中國才剛剛開始，發(fā)展的道路必定是長期而曲折的，建立智能制造的工業(yè)體系不會一路坦途，涉及云計算、系統(tǒng)、工業(yè)機器人與智能生產(chǎn)線的協(xié)同及智能傳感器的應(yīng)用。對此，高等職業(yè)教育必須抓住工業(yè)4.0發(fā)展的契機，不斷改革教育方式，教學(xué)理念和教育思路，探索出符合市場發(fā)展的高等職業(yè)教育之路。

三、課程改革措施

本文根據(jù)“基于機電一體化設(shè)備的自動檢測技術(shù)課程教學(xué)改革研究”項目進(jìn)行探討，該項目完成情況如下：其一，以FESTO傳感器設(shè)備及自動化生產(chǎn)線為平臺，開發(fā)出教學(xué)做一體化實驗實訓(xùn)項目8項。其二，根據(jù)機電一體化專業(yè)2013級學(xué)生（160個學(xué)生為對象）的情況，展開該項目的課程實踐，并論證設(shè)計方案的可行性和效果。其三，完成自動化檢測技術(shù)課程的課程標(biāo)準(zhǔn)、課程實施方案、考核實施方案、資源建設(shè)方案的編寫。

針對以上的完成情況，本文繼續(xù)探討該項目的改革措施。

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一、引導(dǎo)學(xué)生了解我國紡織設(shè)備機電一體化發(fā)展的特點

1 、普及了交流變頻調(diào)速技術(shù)近年來各企業(yè)推出的紡織設(shè)備新產(chǎn)品積極地推廣應(yīng)用交流異步電機變頻調(diào)速技術(shù)，某些特殊要求的還應(yīng)用了交流伺服電機控制技術(shù)。用于紡織機械設(shè)備的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的調(diào)速方案主要有以下三種。

1)通用變頻器開環(huán)控制異步電機變頻調(diào)速。此方案適用于對調(diào)速精度要求不是很高(2％ 一5％)、調(diào)速范圍不大(10：1以內(nèi))的各種紡機設(shè)備，如針織機械和部分染整機械等。

2)無速度傳感器的矢量變頻器控制異步電機變頻調(diào)速。此方案工作可靠性好，適用于要求調(diào)速精度為0．5％一1．0％ 、調(diào)速范圍在20：l以內(nèi)的大部分紡織設(shè)備。

3)帶速度反饋的矢量變頻控制異步電機閉環(huán)變頻調(diào)速。此方案電路調(diào)速性能好，可從零轉(zhuǎn)速起進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩速度控制，具有良好的動特性，適用于對調(diào)速性能要求高的紡機設(shè)備，如整經(jīng)、漿紗、熱定形和化纖機械等。

2 、推廣了智能化控制技術(shù)各種紡織機械設(shè)備普遍采用了PLC可編程控制器或IPC工控機等具有智能控制功能的控制器，這樣可方便地實現(xiàn)：(1)各電機速度的準(zhǔn)確控制、同步協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)或位置的準(zhǔn)確跟蹤，如漿紗機、分條整經(jīng)機、滌綸后處理機等；(2)按設(shè)定或生產(chǎn)要求的工藝曲線控制各機件的運動，如粗鈔機等；(3)按設(shè)定或生產(chǎn)要求的操作程序完成加工全過程的控制，如清梳聯(lián)臺機卷軋染機等；(4)網(wǎng)絡(luò)通訊?！±肞LC不僅能實現(xiàn)一般的邏輯控制，還具備包括模擬量在內(nèi)的數(shù)值處理和網(wǎng)絡(luò)通信等功能，并可通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，完成各種復(fù)雜的控制要求。

3、 數(shù)顯應(yīng)用普遍各種紡機設(shè)備普遍采用了數(shù)顯，如各種數(shù)顯儀表、人機界面和觸摸屏等。前者一般是顯示單一參數(shù)或少數(shù)幾個參數(shù)。而后者，一般則顯示多參數(shù)或圖形并帶有智能功能，實現(xiàn)人機對話，可以曲線或圖表形式顯示工藝參數(shù)的歷史值和當(dāng)今值或狀態(tài)顯示。人機界面可設(shè)文本操作面板、圖形操作員面板和觸摸屏等，可與PLC配套使用，有的還支持現(xiàn)場總線協(xié)議。

4、 傳感檢測技術(shù)應(yīng)用加速了自動化程度隨著紡織設(shè)備自動化程度的不斷提高，傳感器的使用量越來越大。通用常規(guī)參數(shù)例如溫度、速度、長度、張力等的檢測技術(shù)較成熟。如FL100型粗紗機，為了精確控制粗紗的最佳卷繞張力，該機使用CCD攝像傳感器，能夠以0．1mm的精度檢測粗紗的懸垂度，大大提高了粗紗張力調(diào)節(jié)精度。速度的精確檢測或者位移的精密測量應(yīng)用光電編碼器可得到滿意的解決。

二、 指導(dǎo)學(xué)生掌握機電一體化技術(shù)在紡織設(shè)備中的應(yīng)用

1、 在租紗機的應(yīng)用新型粗紗機采用機電一體化技術(shù)，使復(fù)雜的機械傳動系統(tǒng)大大簡化，多電動機分部傳動使防細(xì)節(jié)功能更可靠，控制器和執(zhí)行期的功能更加先進(jìn)，控制精度更高。采用觸摸屏人機界面使系統(tǒng)控制更易于實時修改和設(shè)定。

如國產(chǎn)的FA491型粗紗機由工控機控制四臺電機，分別傳動粗紗機的四個執(zhí)行部件，即羅拉、錠翼、筒管和龍筋來代替。根據(jù)粗紗工藝的要求，建立了四電機速度輸出；紡紗張力，紡紗成型等多個數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)了四電機同步控制、粗紗機恒張力紡紗。它采用液晶顯示屏和觸摸式操作鍵盤進(jìn)行人機對話，具有貯存成熟工藝功能，使得工藝調(diào)整和更換品種方便、快捷。工藝錠速可達(dá)1500 rpm，機械轉(zhuǎn)速可達(dá)1800rpm，率先實現(xiàn)了高速高產(chǎn)，具有大小紗變速功能。

2、在整經(jīng)上的應(yīng)用目前整經(jīng)技術(shù)發(fā)展迅速，集機、電、液、氣及計算機技術(shù)于一體，充分體現(xiàn)設(shè)備的高速化、整經(jīng)質(zhì)量的高質(zhì)化、控制技術(shù)的自動化和生產(chǎn)品種的高適應(yīng)化。

如國產(chǎn)的ASGA221型高速整經(jīng)機適用于直接(分批)整經(jīng)工藝，15kW 三相交流電機經(jīng)變頻器變頻調(diào)速，確保線速度恒定。實行機電一體化，邏輯動作由PLC控制，并設(shè)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。經(jīng)軸直接計長，通過旋轉(zhuǎn)編碼器由PLC控制，經(jīng)軸計長誤差小于0．05。氣液轉(zhuǎn)換裝置驅(qū)動鉗式制動器，制動靈敏可靠。經(jīng)軸、加壓輥、測長輥均由電氣保證其同步制動。筒子架前反彈式紅外線自停裝置，動作靈敏，并由指示燈顯示斷頭位置。整機性能得到大大提高，實現(xiàn)等距離卷繞、自動條對準(zhǔn)，精度高。觸摸顯示屏可全方位故障診斷顯示。操作站內(nèi)容豐富，操作簡單，提高了設(shè)備使用效率。

3、 在清梳聯(lián)的應(yīng)用清梳聯(lián)單機和全流程采用的光電檢測、壓力傳感、位移傳感、信號轉(zhuǎn)換、伺服系統(tǒng)控制、計算機處理、變頻調(diào)速、自調(diào)勻整、計算機綜合監(jiān)控等技術(shù)提高了全流程運行的穩(wěn)定性、可靠性，保證了全流程連續(xù)、同步、平穩(wěn)運行，使輸出棉條長片段、超長片段，甚至短片段的均勻度都能穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，從而保證了成紗質(zhì)量和穩(wěn)定性。近年發(fā)展起來的異性纖維在線自動檢測清除裝置，采用彩色數(shù)碼攝像技術(shù)，通過面掃描，修正照度差異，光譜分析能精確判定異纖大小及位置，并由高速氣流將異性纖維排出。

4、 在無梭織機上的應(yīng)用隨著噴氣引緯系統(tǒng)電子化和計算機控制技術(shù)的不斷提高，噴氣織機已經(jīng)可以用計算機自動設(shè)定、自我診斷、自我修正、監(jiān)控引緯過程。因緯紗特性引起緯紗飛越梭口時間發(fā)生變化時，能自動調(diào)節(jié)空氣噴射時間，校正緯紗飛越梭口的時問，并能自動調(diào)節(jié)噴嘴的噴射壓力、校正緯紗飛行速度，還能優(yōu)化噴氣時間和壓力，減少動力消耗。織機引緯失誤時，緯紗自動處理機構(gòu)能自動清除廢紗并重新開車。織機停機后重新開車時，能根據(jù)停機時間和上機張力使后梁后退或織軸倒轉(zhuǎn)，保證織口位置不變，并自動調(diào)節(jié)送經(jīng)量，防止開車橫檔。工藝參數(shù)自動設(shè)定系統(tǒng)只要輸入織物組織和織機速度，便能自動完成復(fù)雜的引緯工藝參數(shù)條件和經(jīng)紗張力設(shè)定。

5、筒管紗卷繞機機電一體化系統(tǒng)總體設(shè)計

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Abstract The students' innovation consciousness and innovation ability in mechatronics system design were improved by introducing the case teaching method into the course of "mechatronics system design" for solving the question in cultivating students' innovation consciousness and innovation ability in the traditional teaching mode. It is proved that case teaching method was introduced into the curriculum was effective to stimulate students' learning interest and improve students' in the design of mechatronic system innovation consciousness and innovation ability by the result of teaching practice case of the development of branch pipe welding system.

Key words Case teaching method； mechatronics； system design； innovation consciousness

0 前言

“?C電一體化系統(tǒng)設(shè)計”是機械制造專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，其任務(wù)是通過機械本體結(jié)構(gòu)、控制原理、伺服系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)等諸方面基本知識的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的主要步驟、過程和方法，它是機械專業(yè)中總結(jié)性較強的課程，對提高機電專業(yè)類畢業(yè)生的綜合專業(yè)素養(yǎng)及專業(yè)創(chuàng)新能力十分重要。在教學(xué)過程中，傳統(tǒng)教學(xué)存在難以對學(xué)生機電系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)新能力進(jìn)行有針對性的培養(yǎng)的問題。

1 將案例式教學(xué)法引入“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)的可行性

高等學(xué)校應(yīng)面向國家經(jīng)濟發(fā)展要求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才。在機電一體化設(shè)備地位愈來愈重要的今天，培養(yǎng)具有設(shè)計創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力高校畢業(yè)生是高等學(xué)校教育任務(wù)的必然要求。

案例教學(xué)，是一種開放性、互動性較強的教學(xué)方式。在課堂教學(xué)前要進(jìn)行周密的策劃和準(zhǔn)備，選擇特定的案例并指導(dǎo)學(xué)生提前閱讀；課堂上要組織學(xué)生開展討論或爭論，形成反復(fù)的互動、交流、辯論，通過各種信息、知識、經(jīng)驗、觀點的碰撞來達(dá)到啟示理論和啟迪思維的目的。案例教學(xué)法的主要優(yōu)勢在于給予學(xué)生較大程度的自主發(fā)揮、自由創(chuàng)造的空間，能夠有效實現(xiàn)學(xué)生由注重知識向注重能力方向的轉(zhuǎn)變，適用于有一定的專業(yè)基礎(chǔ)背景知識學(xué)生。案例教學(xué)的不足主要是相關(guān)課程知識不易有效地、系統(tǒng)地進(jìn)行傳授，如何保證學(xué)生學(xué)習(xí)效果考核的客觀性存在一定程度的困難等。

而傳統(tǒng)教學(xué)模式中注重知識系統(tǒng)傳授、考核明確客觀是其突出的優(yōu)點，但在培養(yǎng)學(xué)生的當(dāng)前所必備的創(chuàng)新能力方面有一定程度的欠缺。兩種教學(xué)模式存在一定程度的互補性。如何在有限的課時內(nèi)既實現(xiàn)知識的系統(tǒng)傳授，又實現(xiàn)案例教學(xué)的各個過程，有著相當(dāng)?shù)睦щy。但在機電一體系統(tǒng)設(shè)計課程中，將此兩種方式進(jìn)行有機融合有一定的有利條件：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程通常是安排在機械、機電專業(yè)類學(xué)生在大學(xué)生四年級上半期進(jìn)行，學(xué)生的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課均已修完，具有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識。當(dāng)然，有些學(xué)生課程欠帳較多，基礎(chǔ)知識較弱，需要教師運用相當(dāng)?shù)姆椒ㄈス膭睢⒓钏麄冄a上欠賬并完成新任務(wù)，在大四學(xué)生心思相對較散的情況下，這是有較大難度的。

2 案例式教學(xué)法在“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計”課程教學(xué)的具體實施

2.1 教學(xué)案例的選取

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計強調(diào)的是機電專業(yè)知識在系統(tǒng)設(shè)計中的綜合運用，強調(diào)設(shè)計者站在機電一體化的全局角度去設(shè)計和優(yōu)化機電一體化的系統(tǒng)。同時，也要考慮教學(xué)主體學(xué)生的理解和接受能力。因而所選擇的案例要兼顧知識的綜合性、實用性、創(chuàng)新性與系統(tǒng)的復(fù)雜程度適中相結(jié)合。經(jīng)考慮，選用便攜式插管焊接設(shè)備開發(fā)作為案例教學(xué)的基本案例。

確定此案例作為機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的主講案例是基于以下幾點考慮：插接管道焊接系統(tǒng)的便攜化、工作現(xiàn)場化、價格低廉化、操作便利化是插管焊接相關(guān)各行業(yè)的迫切要求，因而此案例為較強的工程實踐背景；此案例在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，包括控制電機選擇、傳動機構(gòu)選擇與設(shè)計等內(nèi)容；在電氣方面包括基本電路設(shè)計、電氣元器件選擇與搭配，傳感器的選擇等；在系統(tǒng)設(shè)計方面，包括硬件平臺的搭建，也包括軟件系統(tǒng)的設(shè)計，其內(nèi)容涵蓋了機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的絕大部分內(nèi)容；難度適中且有一定的基礎(chǔ)，先期已通過大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項目“便攜式插接管道焊接系統(tǒng)開發(fā)”對此案例內(nèi)容進(jìn)行研究，從項目完成過程看，學(xué)生通過努力可以較好地完成此案例的全部工作。

2.2 教學(xué)案例與傳統(tǒng)教學(xué)具體內(nèi)容融合步驟

在課堂教學(xué)前，要進(jìn)行如下準(zhǔn)備工作：由于機電產(chǎn)品設(shè)計方案的提出有其自身的特點，它總是在一定的基礎(chǔ)上提出然后不斷改進(jìn)形成的，所以針對每個子案例，教師都要準(zhǔn)備一至兩套簡要技術(shù)方案路線來為學(xué)生作為參考，使得學(xué)生能夠按時提出較為合理的技術(shù)方案；根據(jù)五個子案例內(nèi)容做好學(xué)生的分組工作，共十組，每兩組負(fù)責(zé)一個子案例，對每個子案例給出幾種技術(shù)可能實現(xiàn)方案，由各組學(xué)生在課下完成相關(guān)方案選擇與細(xì)化，并完成相應(yīng)的辯論預(yù)案。

在課堂進(jìn)行中，一次課堂教學(xué)完成一個子案例的教學(xué)任務(wù)。教師只是負(fù)責(zé)情景導(dǎo)入及必要的啟發(fā)工作，由負(fù)責(zé)此子案例的兩組學(xué)生自主完成案例完成方案設(shè)計、討論與辯論任務(wù)。經(jīng)試驗，課堂上比較合適的安排如下：

（1）設(shè)計方案講述：每次由負(fù)責(zé)同一個子案例兩個小組根據(jù)各自預(yù)先完成的PPT闡述各自的設(shè)計方案，每個小組講5-10分鐘，共需要10-20分鐘。

（2）兩小組成員相互辯論環(huán)節(jié)，先就A組方案進(jìn)行討論， 由B組同學(xué)主要指出其方案的不足，A組同學(xué)就本組方案進(jìn)行辯論，此過程安排15～20分鐘。然后按同樣方法就B組方案進(jìn)行討論，兩種方案的討論共需30～40分鐘。

（3）班內(nèi)其他同學(xué)對兩種方案評論環(huán)節(jié)：由班內(nèi)同學(xué)自由發(fā)言對兩種方案進(jìn)行評論，最后選擇出最優(yōu)方案或提出其他設(shè)計思路，對于各小組方案的不足可提出補救或改進(jìn)意見。此過程安排20分鐘左右。

（4）教師評論啟發(fā)環(huán)節(jié)：教師應(yīng)從以下幾個方面對本節(jié)案例課程進(jìn)行總結(jié)，首先對兩組學(xué)生準(zhǔn)備方案的態(tài)度、由所設(shè)計方案和答辯過程中所體現(xiàn)的專業(yè)素質(zhì)進(jìn)行評價；然后對學(xué)生所提出方案的本身優(yōu)、缺點進(jìn)行評價，并根據(jù)情況對已經(jīng)提出設(shè)計方案改進(jìn)或補救意見進(jìn)行?結(jié)；最后根據(jù)具體情況對學(xué)生設(shè)計思路進(jìn)行啟發(fā)，如可以提出其他設(shè)計思路等。

3 兩種教學(xué)模式下學(xué)生的教學(xué)效果對比

在兩屆學(xué)生中進(jìn)行實驗，通過學(xué)生問卷和試卷成績測評來比較不同教學(xué)模式下的教學(xué)效果。分別對兩屆學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計結(jié)果對比如見表1，其中2015屆是按傳統(tǒng)教學(xué)法講授課程，2016屆學(xué)生引入案例教學(xué)法講授本課程，同時將課程成績統(tǒng)計結(jié)果也列入表1中。

在表1中：

F1：機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論掌握程度（%）

F2：機械結(jié)構(gòu)選擇掌握程度（%）

F3：電氣元件選擇掌握程度（%）

F4：硬件平臺選擇掌握程度（%）

F5：對軟件編程的掌握程度（%）

F6：對于案例與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的滿意度（%）

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【關(guān)鍵詞】機電工程；問題；發(fā)展趨勢

1前言

在我國的工業(yè)發(fā)展初期，機電工程是一個不成熟、不專業(yè)的技術(shù)領(lǐng)域。經(jīng)過一段漫長時間的發(fā)展，機電工程已經(jīng)成為一項重要的科學(xué)項目，在現(xiàn)代化科學(xué)領(lǐng)域中具有十分重要的地位。機電工程的原理已經(jīng)被科研人員徹底掌握，并且可以運用到計算機信息技術(shù)、電子科技技術(shù)、機床自動化控制、電子信息技術(shù)等多個專業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。機電工程的發(fā)展應(yīng)用，是老一輩的科研人員辛勤工作的結(jié)晶。我們要在前輩們的基礎(chǔ)上，繼承刻苦鉆研的精神，對機電工程作出深入的研究，彌補機電工程在應(yīng)用中的一些缺陷，推動機電工程的進(jìn)一步發(fā)展。

2我國機電工程的現(xiàn)狀

在當(dāng)前的社會背景下，計算機技術(shù)是最為熱門的科學(xué)研究領(lǐng)域。機電工程經(jīng)過幾十年的發(fā)展歷程，已經(jīng)逐步滲透到計算機技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用當(dāng)中，并占據(jù)了一個主要的地位。反過來，計算機技術(shù)的發(fā)展，又讓機電工程的工作變得更加智能化、邏輯化，提高了機電工程的工作效率和科技水平。機械設(shè)備與電子技術(shù)的結(jié)合，讓國內(nèi)產(chǎn)生了各種高端技術(shù)產(chǎn)品，比如集成電路和微型計算機。計算機技術(shù)的發(fā)展和機電工程的發(fā)展兩者相互促進(jìn)，形成了一個良性循環(huán)[1]。

3我國機電工程存在的問題

3.1不能滿足各行業(yè)的需求

在幾十年的發(fā)展過程中，機電工程取得了巨大的進(jìn)步。機電工程的發(fā)展，改善了很多行業(yè)陳舊的技術(shù)，提高了工作的效率和技術(shù)水平。但是，對于某些特殊的行業(yè)，機電工程不夠智能、不夠微小的缺點就暴露了出來。比如醫(yī)療器械的制作，要求結(jié)構(gòu)要精密、體積要微小。這是我國目前的大型機電工程系統(tǒng)根本不能做到的。隨著社會的進(jìn)步，我國各個行業(yè)呈現(xiàn)出一種分工越來越細(xì)致、分支行業(yè)越來越繁多的趨勢。社會的各個分支行業(yè)職責(zé)劃分越細(xì)，工作職責(zé)分配得越明確，工作效率就會越高。各個分支行業(yè)的工作效率提高了，社會整體的運作效率也就得到了間接的提高。這種趨勢給機電工程提出了新的要求。在行業(yè)沒有劃分得這么細(xì)致的時候，大型機電工程系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、機械制造業(yè)、建筑業(yè)等各個領(lǐng)域中。但是現(xiàn)在情況發(fā)生了改變，大型的機電工程系統(tǒng)已經(jīng)不再適用。為了滿足各個行業(yè)不同的要求，機電工程必須根據(jù)每個行業(yè)不同的特點，針對性地開發(fā)機電工程系統(tǒng)，這樣才能順應(yīng)社會的潮流，繼續(xù)發(fā)展下去。

3.2缺少專業(yè)人才

機電工程在最初出現(xiàn)的時候，各種理論都不健全，也沒有一個明確的學(xué)科體系。經(jīng)過這么長的發(fā)展歷程之后，現(xiàn)在的機電工程已經(jīng)成了一門成熟嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)技術(shù)學(xué)科?，F(xiàn)在的機電工程學(xué)科已經(jīng)形成了一套完整的理論系統(tǒng)，各種原理的闡述和各種研究的材料、數(shù)據(jù)都特別齊備。但是，機電工程的人才培養(yǎng)卻跟不上整個學(xué)科理論體系發(fā)展的腳步。我國對這一問題已經(jīng)產(chǎn)生了極大的重視。從上個世紀(jì)八十年代開始，我國已經(jīng)開始加大對機電工程領(lǐng)域的人才培養(yǎng)的力度。雖然在一定程度上緩解了機電工程人才的稀缺，但是仍然不能完全滿足國內(nèi)的各個行業(yè)對于人才的渴求。機電工程是一門應(yīng)用十分廣泛的學(xué)科，與很多其他學(xué)科都有著知識上的關(guān)聯(lián)，包括計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子科學(xué)技術(shù)、電子信息技術(shù)等[2]。這種關(guān)聯(lián)性要求機電工程人才不僅要熟悉本學(xué)科的知識，對相關(guān)領(lǐng)域的知識也要有一定的了解和掌握。這就是造成機電工程的人才缺乏的原因之一。另一方面，機電工程的發(fā)展速度太快，而機電工程培養(yǎng)合格人才所需要的時間又太長。這就造成了機電工程培養(yǎng)人才的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上機電工程發(fā)展的速度。機電工程雖然得到了極大的發(fā)展，但是由于缺少合格的技術(shù)人才，空有高端的技術(shù)卻沒有實際人員進(jìn)行操作和應(yīng)用。這就妨礙了機電工程在實際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，限制了機電工程自身的發(fā)展。

4機電工程未來的發(fā)展方向

4.1微型化

在以往的實際應(yīng)用中，機電工程系統(tǒng)通常都是大型的，占據(jù)極大空間的。而依照社會的發(fā)展方向，各個行業(yè)的分工越來越細(xì)致，機電工程系統(tǒng)要變得微型化、小空間化。要順應(yīng)這樣的發(fā)展趨勢，就要注重對機電工程微型技術(shù)的研究。目前，我國的微型技術(shù)在這一方面取得了初步的成效。將CPU、執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)和傳感器等構(gòu)件進(jìn)行縮小，然后集中形成一個部件，這樣就減小了機電一體化設(shè)備所占據(jù)的空間。納米技術(shù)正是我國在這一方向上發(fā)展的成果。機電工程技術(shù)的微型化，能夠讓機電工程在軍事科技、信息產(chǎn)品、通訊技術(shù)和醫(yī)療技術(shù)等領(lǐng)域得到更廣泛的利用。

4.2一體化

機電工程的一體化，已經(jīng)在我國進(jìn)入了初步的發(fā)展階段。目前我國已經(jīng)出現(xiàn)了種類繁多的機電一體化的產(chǎn)品。但是機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)和研制都非常復(fù)雜，產(chǎn)品的質(zhì)量也沒有一個明確的標(biāo)準(zhǔn)，這對機電工程的一體化十分不利。為了促進(jìn)機電工程一體化的進(jìn)程，就要樹立一個明確的標(biāo)準(zhǔn)，對于機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、產(chǎn)品質(zhì)量作出嚴(yán)格的等級劃分和評價標(biāo)準(zhǔn)。對整個機電一體化的進(jìn)程作出規(guī)范，才能讓機電一體化的規(guī)模得到擴大，生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。

4.3智能化

機電工程在發(fā)展的過程中要融合多種科學(xué)技術(shù)，而電子系統(tǒng)正是其中重要的一種。這就要求了未來的機電工程系統(tǒng)要更加的智能。機電工程進(jìn)行智能化，可以縮短機電工程系統(tǒng)的反應(yīng)時間，大大增加了工作的效率，產(chǎn)出更多的效益。同時機電工程系統(tǒng)的智能化，能夠省掉管理人員的一部分精力，降低了人工成本。目前機電工程的智能化研究主要包含兩方面內(nèi)容：一方面是運算過程的自動實施，另一方面是決策階段的自主執(zhí)行。

5結(jié)論

在機電工程發(fā)展的初期，機電工程只是簡單地應(yīng)用于建筑工程、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。經(jīng)過了幾十年的發(fā)展之后，如今機電工程已經(jīng)融入到各個行業(yè)當(dāng)中，在計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、電子信息技術(shù)等高科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全面應(yīng)用。機電工程有著廣泛的應(yīng)用前景。我國應(yīng)當(dāng)根據(jù)機電工程特點，順應(yīng)微型化、一體化、智能化的發(fā)展趨勢，對機電工程的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，在研發(fā)工作中注重創(chuàng)新，讓機電工程的發(fā)展水平更進(jìn)一步。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉峰.我國機電工程的現(xiàn)狀問題及發(fā)展趨勢[J].科技展望,2015,26:57.

篇10

關(guān)鍵詞 計算機技術(shù) 機械加工 數(shù)控技術(shù) 機電一體化

中圖分類號：O246 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

科學(xué)技術(shù)的更新直接帶動了機械行業(yè)的飛速發(fā)展，提高了生產(chǎn)力，使機械加工向更高端、精密的方向發(fā)展。同時，計算機技術(shù)的變革，使其在很多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，起到了重要的作用，以計算機技術(shù)、機械加工技術(shù)為核心的數(shù)控領(lǐng)域?qū)⒔o機械行業(yè)帶來顛覆性的革新和實際應(yīng)用。

1機械加工發(fā)展的歷史及現(xiàn)狀

機械加工是指通過各種機械對工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過程。廣義指能用機械手段制造產(chǎn)品的過程。18世紀(jì)從英國發(fā)起的工業(yè)革命是技術(shù)發(fā)展史上的一次巨大革命，它開創(chuàng)了以機器代替手工勞動的時代。隨著歷史的發(fā)展和科技的進(jìn)步，第二次第三次工業(yè)革命的產(chǎn)生，使機械加工應(yīng)用到了更多的領(lǐng)域，涉及到了國民生產(chǎn)的很多方面。

另外，計算機技術(shù)也從世界上第一臺計算機面世到現(xiàn)在的微型計算機，經(jīng)歷了無數(shù)次的更新和換代，計算機技術(shù)已經(jīng)從單純的計算機發(fā)展到幾乎涵蓋了所有的領(lǐng)域，科學(xué)計算、經(jīng)濟、航天、機械、醫(yī)藥、農(nóng)林等。而機械加工中對計算機的應(yīng)用是非常廣泛的。

2機電一體化技術(shù)的產(chǎn)生

計算機技術(shù)在機械加工中的應(yīng)用就是機電一體化的產(chǎn)生，機電一體化技術(shù)簡單地說就是結(jié)合機械技術(shù)和電子技術(shù)于一體，綜合計算機與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù)。

3計算機技術(shù)在機械加工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用

計算機技術(shù)在機械加工領(lǐng)域的應(yīng)用是十分廣泛的，主要應(yīng)用于數(shù)控機床、制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人。而其在機械加工領(lǐng)域的應(yīng)用主要是指在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工制造過程中運用了計算機技術(shù)，由人為控制改變?yōu)橛嬎銠C控制，也就是我們通常所說的數(shù)控技術(shù)。

數(shù)控技術(shù)即采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。機械加工主要指車床、銑床、刨床、磨床、鉆床，沖壓機，壓鑄機等專用機械設(shè)備制作的過程。數(shù)控機床就是運用了數(shù)控技術(shù)對這些制作過程進(jìn)行自動控制，數(shù)控技術(shù)的優(yōu)點是，使生產(chǎn)制造過程變得簡單，使加工質(zhì)量的穩(wěn)定和加工精度都有提高，提高了生產(chǎn)速度和生產(chǎn)效率，減少機床的調(diào)整時間，減少出錯率，提高加工質(zhì)量，特別是減少了勞動成本，在某些方面取代了人工操作，另外還可以加工某些復(fù)雜的不容易加工的零部件，但是它也有一定的缺點，設(shè)備昂貴，維修成本高，需要高水平的維護(hù)員。目前，數(shù)控加工中心是世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的的數(shù)控機床，其綜合能力強，特別適用于高難度小批量的加工，而且可以使車、銑、刨、磨、鉆等功能集中在一臺機器上，數(shù)控加工中心的應(yīng)用使企業(yè)有了更強的創(chuàng)造力和競爭力。

比如在航空和宇航業(yè)領(lǐng)域，其零部件的特點就是輕、薄，那么只有在高切削速度和小切削力的情況下才能加工，而高速切削必須用到數(shù)控技術(shù)，特別是運用“掏空”技術(shù)取代了組裝和焊接技術(shù)，才能使構(gòu)件的強度、剛度、韌性、柔性、可靠性得到很好的控制。比如在小零件的焊接方面，機器人手臂取代了人工焊接，可以精準(zhǔn)地確定焊接位置，高速地完成焊接任務(wù)，節(jié)省了物力人力財力。比如在鈑金行業(yè)，鋼板的加工及彎曲，在普通機床上加工，需要幾臺不同的機床，需要經(jīng)過幾道工序的加工，并且會有人為的因素產(chǎn)生誤差，而運用了數(shù)控加工中心，可以實現(xiàn)一機多樣化的加工，減少了零件的運轉(zhuǎn)，減少了加工工序，使生產(chǎn)的速度大大提高，并且降低了廢品率，使加工精度得到提高。比如在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是汽車裝備必須解決的重點問題之一。比如在鉆孔方面，普通的機械加工需要定位，有的甚至需要工裝來幫助定位，而采用數(shù)控機床，可以迅速精準(zhǔn)地找到位置，省去了繁瑣的定位，提高了生產(chǎn)精度和生產(chǎn)速度。比如在加工精度方面，普通的機械加工精度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上時代的需求，普通數(shù)控機床的加工機床已經(jīng)提高到5em，精密級加工中心提高到1～1.5em，超精密加工精度已進(jìn)入納米級。為了實現(xiàn)高速、高精、高可靠性的加工，與之配套的功能部件都得到了快速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴大。

4總結(jié)

在機械加工過程中，計算機的應(yīng)用還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多種技術(shù)之間的融合會越來越多，以機械技術(shù)、電子技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控生產(chǎn)是機械加工發(fā)展的必然趨勢。

5 計算機在機械加工產(chǎn)業(yè)的前景與展望

數(shù)控技術(shù)是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)，發(fā)達(dá)國家都在大力發(fā)展他們的數(shù)控技術(shù)，在我國同樣得到了高度重視，也有了很大進(jìn)步，但是我國在此方面還有很多問題，創(chuàng)新能力、持續(xù)化發(fā)展能力、推廣力等都需要提高，同時，數(shù)控技術(shù)給傳統(tǒng)的機械加工帶來巨大的挑戰(zhàn)和變化，其主要會向高速、高精、復(fù)合加工等方面發(fā)展，另外，智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、綠色化、系統(tǒng)化等方面也成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 張東寶.工程機械控制權(quán)與控制技術(shù)[J].筑路機械與施工機械化，2008（6）.

[2] 王立新.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].赤峰學(xué)院學(xué)報，2007.