一体化技术论文范文

时间:2023-03-18 09:06:51

一体化技术论文

一体化技术论文范文第1篇

[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有下述优越性。

(一)使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。

(二)生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高。例如,数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。

(三)使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作。

(四)具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。例如,电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能,使其应用范围大为扩大。

(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛,涉及到工业生产过程的所有领域,因此,机电一体化产品的种类很多,而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成下述几类。

①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。

②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。

③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置,如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。

⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外,机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。

二、机电一体化产品的构成及特点

机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。

(一)机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。

(二)动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。

(三)传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。

(四)信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求,信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息,并对其进行相应的处理、运算和决策,以对产品的运行施以按照要求的控制,实现控制功能。机电一体化产品中,信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。

一体化技术论文范文第2篇

【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。

现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

一、机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手:

(一)机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。

(二)传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。

(三)信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。

(四)驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

(五)接口技术

为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

(六)软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

二、机电一体化技术的主要应用领域

(一)数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:

1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。

3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。

5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

(二)计算机集成制造系统(CIMS)

CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

(三)柔性制造系统(FMS)

柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

(四)工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展:

(一)智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

(二)系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。

(三)微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

(四)模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。

(五)网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

(六)绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

【参考文献】:

1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6).

4、章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7).

一体化技术论文范文第3篇

[论文摘要]机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。与传统的机电产品相比,机电一体化产品具有下述优越性。

(一)使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。

(二)生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时,由于机电一体化产品实现了工作的自动化,使得生产能力大大提高。例如,数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。

(三)使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序,实现自动最优化操作。

(四)具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机电一体化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能,能应用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。例如,电子式空气断路器具有保护特性可调、选择性脱扣、正常通过电流与脱扣时电流的测量、显示和故障自动诊断等功能,使其应用范围大为扩大。

(五)调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中,而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品,可以事先存入若干套不同的执行程序,然后根据不同的工作对象,只需给定一个代码信号输入,即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。

机电一体化技术和产品的应用范围非常广泛,涉及到工业生产过程的所有领域,因此,机电一体化产品的种类很多,而且还在不断地增加。按照机电一体化产品的功能,可以将其分成下述几类。

①数控机械类。主要产品包括数控机床、机器人、发动机控制系统以及全自动洗衣机等。这类产品的特点是执行机构为机械装置。

②电子设备类。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。

③机电结合类。主要产品包括自动探伤机、形状自动识别装置、CT扫描诊断机以及自动售货机等。这类产品的特点是执行机构为电子装置和机械装置的有机结合。④电液伺服类。主要产品为机电液一体化的伺服装置,如电子伺服万能材料试验机。这类产品的特点是执行机构为液压驱动的机械装置,控制机构是接受电信号的液压伺服阀。

⑤信息控制类。主要产品包括传真机、磁盘存储器、磁带录像机、录音机、复印机等。这类产品的主要特点是执行机构的动作由所接收的信息类信号来控制。除此之外,机电一体化产品还可根据机电技术的结合程度分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。

二、机电一体化产品的构成及特点

机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。

(一)机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础,因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。

(二)动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。

(三)传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现,对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。

(四)信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求,信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息,并对其进行相应的处理、运算和决策,以对产品的运行施以按照要求的控制,实现控制功能。机电一体化产品中,信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。

一体化技术论文范文第4篇

理实一体化教学的关键在于理论与实际相互融合,在教学过程中需要对录像、投影、挂图、实物拆卸、板书、讲述等材料进行较为合理的计划与安排,进而达到一体化教学的要求。下面以电力系统自动化专业的电工技术课程为例谈谈理实一体化教学方法及过程的具体设计:

1.教学过程可遵循的思路

理实一体化教学过程中在完成项目的同时需要对理论知识进行讲解,并且适时要有示范性操作。这就需要对教学过程有严密合理的设计思路。应综合考虑以下几点:

(1)教学目的:必须掌握哪些基本知识和技能;

(2)该项目的重点、难点;

(3)所需设备和场地;

(4)教学过程编排;

(5)学生分组,设备配置;

(6)安全注意事项;

(7)考点。只有构思好课堂教学的全过程,才能有的放矢地组织好教

2.理实一体化教学教案应注重项目实施的方案设计

项目实施的方案设计主要包括讲授和操作示范、学生分组、操作训练、巡回指导、技术纠正及安全事项等。这一部分是教案的核心内容,要充分体现教师的主导作用和学生的主体作用。教案应重视项目实施的方案设计,避免在教案中罗列大量的教学内容。

3.项目实施

以电工技术中三相异步电动机降压启动一节为例。将理论教材中“三相异步电动机降压启动”一节与实习教材中“三相异步电动机星三角降压启动”合为一个课题。具体的教学步骤如下:

(1)拿出三相异步电动机实物,先向学生展示电动机外形,介绍电动机的作用,让学生直观地认识电动机。

(2)教师现场集中指导学生。一般2~3名学生共用一台电动机;教师进行讲解连接电路原理;由教师借助挂图、投影、示教等工具对照实物,讲解电动机的主要结构特点、作用及工作原理。讲解星三角换接启动的原理及过程,以此让学生认识电动机及其零部件的名称及其作用;放电视录像(电路安装的全过程);强调安装时的注意事项。

(3)在教师的指导下,学生随教师一起安装电路。

(4)学生以小组为单位练习安装,并对照项目方案,仔细研究涉及的相关理论知识。

(5)当堂进行课程测评。测评方法包括:口试,教师提问学生口答。如教师问三相异步电动机为什么要进行降压启动?主要有哪几种启动方式?笔试,教师发给学生提前打印好的实训报告。如测试之一:星三角降压启动的启动电流分别是多少?控制电路的各部件的作用是什么?学生答完试卷后,当堂交试卷,教师批阅后马上讲解。现场操作技能测试。教师指定每组由一位学生按教师讲述演示电路的安装顺序及其启动原理,完成后由当时在场观看的学生和教师共同打分。讲知识、教方法、练能力是理实一体化教学的实质。教师应该将理论知识贯穿到各个实际应用的项目和任务中,让学生在训练技能的同时,主动去学习理论知识,通过理论来合理地指导实践,这样在实际操作时不易走弯路。

二、培养学生的主观能动性

在教学过程中,必须充分调动学生的学习主动性、积极性,发挥其主观能动性。主观性愈强,其求知欲、自信心、刻苦性、探索性和创造性就愈强,学习效果也就越好。所以,在理实一体化教学过程中,由于直观的刺激作用,激发了学生的兴趣,他们能运用所学的知识自觉地、积极地参与教学活动。采用理实一体化教学后,大大提高了学生的积极性和能动性。分析学情可知,职业学校学生有一个共同的特点,就是形象思维比较好,实际动手能力比较强。基于这点,我校坚持从以人为本的思想出发,一方面尊重学生学习的主观能动性,加强对学生的正面引导;另一方面加大实践教学的力度,采用实物示范教学的方法,尽可能地把教学内容形象化,引导学生,激发其学习的兴趣。通过形象化教学,使他们由原来的知道是什么升级为知道为什么。理实一体化教学从学生的共同特点出发,使他们从根本上得到发展和完善。课堂上以学生为主体,让学生充分发展个性,提出自己的独到见解,并运用到实践中加以验证,在不断的实践过程中增强学生的主体意识,培养开拓精神和创新才能。

三、组建理实一体化教学团队

理实一体化教学团队是实施理实一体化教学的资源保障。理实一体化教学要求教师在具备丰富的专业知识的基础上,必须有熟练的操作技能。因此,在派教师到企业进行专业技能培训的同时,也可以将企业的师傅和能工巧匠聘请到课堂,成为教师团队的一员,进而方便团队内部的合作和交流。让教师积极参与到应用课程的开发和研究,组织教师编写和制作多媒体课件,编写教材和制订课程的项目实施方案。将理论教师和实习教师合理配置,使其在教学实践中相互帮助,取长补短,共同提高。结合实际,采取一些行之有效的、形式多样的方法,来提高教师的专业水平。理实一体化的教学模式使教师的知识结构有了新的变化。逐步把教师全部“逼”上“双师型”轨道,使每位老师都要去钻研业务,深入企业和实践一线了解企业文化、岗位需求和每个岗位所涉及的知识点,从而设计出与之相适应的教学方案,来提高课堂教学质量。因此,“双师型”师资的培养也从机制上得到了保证。

四、改变考核方法,构建有效的评价机制

考核在检验教师教学效果和学生对知识的掌握情况的同时,也能合理引导学生培养良好的学习习惯和学习方法。开展理实一体化教学的目的就是将理论和实践相结合,体现直观性教学原则。评价教学效果应从基本技能的获得和基本知识的掌握程度两方面考虑。在理实一体化教学过程中,加大了实践的力度,强调基本技能的培养,即通过学习,学生能否获得初步的、准确的操作技能,而不是以技能是否“纯熟”作为衡量的标准。基于上述观点,在电力系统自动化专业的电工技术课程教学中,我校采用的是项目化教学方法,在每个项目完成后给予合理的成绩评定。学生成绩是由课内项目完成情况(75%)和项目报告成绩(25%)两部分构成。其中根据项目的考查侧重点的不同,应有各自的评分标准。考核将项目完成的情况作为考核能力目标、知识目标、拓展目标的主要内容,具体包括:完成项目的态度、项目报告质量、查阅资料的情况、问题解答、团队合作、应变能力、表述能力等,最后加权计入该门课程的结业成绩。让学生认真完成每一个项目,否则会影响期末成绩。这样有助于调动学生的学习积极性,而不是靠期末突击来完成课程的结业考试。日积月累地将知识形成一个完整的系统,不易于忘记。采用这种考核方法,提高了学生的学习积极性,取得了很好的教学效果。理实一体化教学模式使教学效果和教学质量得到了很大的提高,但要使学生掌握和提高操作技能还必须通过教学后期的综合实习来实现,这样更容易让所学的知识和技能融为一体,使其系统化、结构化。对于有一定操作性的课程采用理实一体化教学模式是一种行之有效的方法。在教学实施过程中需要合理地设计教学过程,以学生为主体、教师为主导,通过理实一体化教学,使学生逐步掌握应该具备的知识和技能。

一体化技术论文范文第5篇

1.1在现代机械制造业中的应用传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

1.2在饮料行业中的应用机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量,提高其国内、国际竞争能力。

1.3在钢铁企业中的应用

1.3.1计算机集成制造系统(CIMS)钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。

1.3.2现场总线技术(FBT)现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

1.3.3交流传动技术随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。

1.3.4开放式控制系统“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。

1.3.5分布式控制系统(DCS)分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2机电一体化技术的发展趋势

2.1智能化智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊数学、神经网络、灰色理论、心理学、生理学和混沌动力学等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.2数字化微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

2.3模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突,并能使之标准化、系列化。

2.4网络化网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.5自源化自源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。

2.6人性化人性化是各类产品的必然发展方向。机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说更自然,更接近生活习惯。

2.7微型化微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电系统是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件和系统。微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。

2.8绿色化工业发达给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果,所以绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。

3结束语

随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,有利实现整体优化,提高产品质量和生产效率,缩短开发新产品的生产准备周期,加速科技成果向商品转化,有利推动传统产业发生深刻变革,同时,随着新产品的研发及高精密等设备的发展,要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展,从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

摘要:随着科学技术日益走向整体化、交叉化和数字化以及微电子技术信息技术的迅速发展,机电一体化技术的应用也越来越广泛。本文对机电一体化技术的应用进行阐述,并对其发展进行探究。

关键词:机电一体化应用发展

参考文献:

[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京:电子工业出版社.2006.

[2]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京:化学工业出版社.2003.

一体化技术论文范文第6篇

提升实际训练的兴趣和具体动手能力,全方位的知识与技能训练的积累为学生今后毕业分配工作、发展职业生涯奠定了基础。为今后走向自动化程度高、要求标准高的工作岗位增强了适应能力。例如,在教学过程中教师感到学生对于他们从来没有接触过的变频器毫无感性认识,很难接受这个新兴自动化设备的应用,感觉无从下手。这就要求教师通过具体的实物、形象的语言、视频、演示、多媒体等方式,详细介绍变频器的历史由来、在自动化设备上的作用、工作原理、如何应用等问题,启迪学生获得感性认识。例如:在讲解变频器的作用时,教师要通过实际操作完成变频器与电动机的实际接线后,进行实际演示让学生亲眼看到变频器对三相异步电动机的调速控制过程,并且打开变频器的外盖对各个部位进行详细说明,增强学生对变频器的兴趣。在变频技术一体化课程教学过程中不光是简单实际操作教学,还要开展学生对自动化专业相关设备的广泛了解,提高学生对企业自动化设备的认识,培养学生的认知能力。例如:在进行变频器的面板电动机调速控制学习任务时,首先让学生分析变频器面板的结构特点,熟知面板上各个按键的基本作用及基本操作,告诉学生变频器面板控制是变频器应用的基础训练,如果对面板上的按键不熟悉,后续操作是无法完成的。学生在领悟了它的重要性后,就会在任务执行前,首先对面板按键进行集中学习,从而引导学生按照正确的方法训练。这种方法可以应用于变频技术一体化课程的入门教学,后面一些更复杂的教学任务课题训练也可以依据这种方法进行,再加进去自己的一些创新教法,非常有利于学生更好更快地掌握变频器的应用。从教学结果分析,这种方法产生的效果很好,这样才能培养学生的分析能力、拓展能力,在学习的过程中专业教师就是学生未来职业的榜样,无形中带给他们很深的影响力。

2提高教学质量提高教学效果

理论教师注重理论知识讲解,实验教师注重实际训练,但在操作前还是要讲解相关的理论知识,理论教学与实践教学脱节,不但给学生的学习造成很大困难,也造成重复教学和资源浪费,更影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。为了使理论与实践更好地衔接,将理论教学和实践教学融为一体,开展一体化教学模式。即从以教师为中心如何“教给”学生,向以学生为中心如何“教会”学生转变,从以教材为中心向教学大纲的培养目标为中心转变,从以课堂为中心向以实训为中心转变。由此可见,变频技术一体化课程教学对教师的要求更高了,教师的压力、工作量大了,同时也锻炼、培养了教师,促使教师努力钻研业务,苦练操作技能,提高教学水平,能做到理论与实操互补。在教学过程中,加深学生的感性认识和理性认识,做到理论联系实际。作为职业教育自动化专业新兴学科,变频技术一体化课程教学也必须与时俱进,不断充实、不断完善,才能发挥其积极作用,培养出适应社会需要的高素质、高标准人才。

3变频技术一体化课程教学的实施过程

变频技术是以自动化专业为主的新课程,在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术交叉学科课程。对于学生而言,由于变频技术课程综合多门学科,因此,所涉及的概念、专业名词较多,并且内容抽象,学生很难在有限课时内完全掌握。而对于从事该门课程教学的教师,由于课程涉及知识面广、容量大、课前需要做相当充分的准备,一是要准备大量案例,二是要将深奥的道理通俗化,尤其是一些新的概念、思想和技术。因为过于抽象,学生理解具有一定难度。针对以上教学中存在的普遍问题,在变频技术一体化课程教学中从教材定位、教师要求、教学方法、教学手段、教学安排、考核方式等方面尝试进行改革。

3.1教材的定位

现有的变频技术课程教材重视理论知识,缺乏学生动手实操训练,而对于多数学生来说他们只希望动手,不喜欢理论。多数落后生学习差的主要原因在于基础差,变频器自动化程度高,理解相对困难。为此教师必须下大力气,给他们更多的辅导与帮助,在鼓足他们勇气的同时,为他们的进步创造条件。调动一切有效手段,针对本校学生的学习情况和进度,开发变频技术一体化课程教学校本教材、工作页等,变化教学方法、采用图文并茂的讲解方法,有效地促进学生整体素质的全面提高。

3.2教师要求

通过调查,一些学生反映,部分教师课上教授的变频技术只讲授原理、公式等,学习内容比较枯燥,学生不爱听,所以教学效果不好。而多数学生却只希望动手实践操作,不喜欢烦琐的公式理论,所以建设一支既能胜任理论教学又能指导实践操作的“双师型”教师队伍是实施变频技术一体化课程教学的关键。一体化教学要求教师不仅有丰富的专业知识讲授先进的专业理论课,而且有熟练的操作技能指导学生实践操作完成任务,成为能“文”能“武”的“双师型”教师。作为从事一体化教学的教师应该不断地进行“充电”,因为“学然后知不足,教然后知因”。

3.3教学方法

在变频技术一体化课程教学中,还要根据学生的特点,具体情况具体分析。我们在授课中,全面地考虑到各类学生,设计的问题随学生的层次的不同而有所区别。对于班级中基础较好、动手能力较强的优秀学生,我们在实施中设计的起点高一些,问题难度大一些,使他们的聪明才智得到充分的发挥,从而享受到挑战的快乐。对于班里中等学生,则按照教学大纲要求,以学生达到相应要求为目的,使学生掌握一些最基本的知识和技能,这种方法适用于班里大部分学生学习。对于班里较差的学生,我们在教学过程中,问题设计的起点低一些,问题的难度小一点,思维的步骤铺垫得细一些,使他们感受到成功的快乐,从而提高学习兴趣。除了在课堂上完成理论教学外,还要重视教学过程中实践环节的辅助教学,采用开放式的实践形式,引导学生充分利用课余时间完成一些生活中常见的变频机电产品的调研任务,这样既可以将课堂内容延伸到课堂外,强化学生观察能力和独立分析问题、解决问题的能力,同时又可以弥补课时的限制,保证后续课堂教学的正常进行。让学生将问题带进课堂,大家一起讨论,分析,带着问题学习。在教学中,为了检验学生对变频技术的认识程度,要求学生以常见变频产品设备为例,让学生参与讲课,然后一起进行小组讨论,学生在讨论过程中,列举了生活中常见的变频机电产品,例如:变频空调、变频洗衣机、变频冰箱等,通过讨论,发现学生对变频技术原理、接线、设计、产品可靠性、安全性都具有了一定认识并提出一些相应的改善意见。实践表明:在一体化课程教学中,让学生参与讲课,分组进行讨论这种体验型互动教学方法,提高了学生综合能力,达到了较好的教学效果。

3.4教学过程安排

授课时间上的安排分为3个阶段,第一阶段为知识了解阶段,学生主要学习理论知识,教师把变频技术理论知识讲解给学生,让学生掌握一定的理论基础。第二阶段为技能训练阶段,重点是学生的动手能力训练,学生把在理论课中学到的知识与课题任务进行实际操作,学生操作时,教师加以指导和深入的讲解纠正,并回答学生随时提出的问题。第三阶段为提高阶段,让学生将所学的理论与实践技能有机结合,检查学生课题任务的完成情况,并加以评价,以达到巩固知识的目的。

3.5考核方式

考试是对学生进行课程考核的手段,通常都采用闭卷或开卷的考试形式。但由于该课程涉及的概念、理论方法及系统设计需要查阅大量资料,如采用常规考试方法,一是受时间限制,学生在很短的时间内难以对系统的设计给出完善的解答。二难以体现出学生真正掌握知识的程度。针对变频技术一体化课程特点,采取闭卷和开卷的形式都不是很适合,因此,本课程的考核依据平时课后作业和最后综合典型课题任务报告完成情况进行考核。帮助学生树立课题概念、设计思维、流程导向及解决问题的能力,让学生明显感觉到平时学习的知识学有所用,也是为理论学习和实践操作有机结合进行一个探索。

4结束语

变频技术是一门不断发展的新兴学科,如何使学生尽快、更容易地掌握课程的内涵和学习方法,是该课程教学中需要不断探索和研究的问题。对该门课程一体化教学过程中多种教学方法的实施、课程考核方式进行了初步的改革尝试,通过这些手段和方法的改革,取得了较为满意的效果,学生对课程的学习兴趣和成绩都有了很大提高。

一体化技术论文范文第7篇

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体系。但是,发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还被赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说,机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段:(1)20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时,研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。(2)20世纪70—80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。(3)20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。

3机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

3.1智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。

3.2模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业,还是对生产机电一体化产品的企业,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。

3.3网络化

20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.4微型化

微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.5环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。

3.6系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外,还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

参考文献:

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社,2004.

[2]李运华.机电控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。此简述机电一体化技术的基本情况和发展背景,综述国内外机电一体化技术的现状,分析机电一体化技术的发展趋势。

一体化技术论文范文第8篇

传感器是一种检测装置,其测量对象是被检测系统的信息,然后将其以不同的形式进行传输、处理和管理等工作,从而能够实现对被检测系统信息数据的自动测量和控制。简单来说,传感器的作用就是类似于人的感觉器官,帮助机电一体化系统探索和发现系统当中存在的问题。因此,将传感器技术应用于检测机电一体化系统的操作对象以及运行环境状态,能够精确、快速的获取机电一体化系统的运作信息,有效地提高了机电一体化系统的运行水平。目前,传感器技术已经被广泛用于人们的生活和生产当中,引起了人们的高度重视。但是与此同时,由于传感器技术在我国的起步较晚,在发展过程中仍然存在着一些局限性,因此为了提高传感器技术的精确度,还需要对其进行进一步的改进与完善。

2传感器技术在机电一体化中的应用价值

机电一体化技术包含机械制造技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术以及人工智能技术等多方面内容,在发展过程中直接导致了自动化技术的产生。而从某种程度上说,传感器技术是机电一体化发展过程中不可缺少的关键技术,影响着机电一体化系统的自动化程度,具有非常重要的应用价值。

2.1传感器技术在机械加工过程中的应用

众所周知,在机械加工的过程中,需要检测的地方有很多,下面将从两个个方面进行简要介绍:第一,将传感器技术应用于机械的切削过程和机床运行过程。现阶段,在切削方面,传感器技术主要是对切削过程中的机械设备切削力的变化状态进行控制,通过分析这个过程当中的相关数据,从而实现对设备运行状态的了解,保证切削过程的顺利进行,提高切削过程的生产效率,以及降低材料的消耗量。将传感器技术应用到机床的运行当中,主要是为了对机床的驱动系统、温度进行检测,从而保证机床运行的安全性,通过分析得到的相应参数,从而不断提高机床的运行效率和精度。第二,将传感器技术应用到工件的生产过程。与切削和机床的运行过程相比,工件的生产过程监视是非常重要,而且研究和应用也是最早、最多的。首先,在加工之前需要对所用的加工设备和坯件进行自动检查,从而保证加工过程的正常进行,比如说自动判断和调整坯件的夹持方位等;其次,在加工过程中,也有严格的要求,对切削的剫、力度、扭矩等参数都需要进行自动检测,以保证加工条件处于最佳状态,除此之外,对于在这个过程中加入传感技术的其他目的还在于提高切削过程的生产效率;最后,在加工完成之后还需要对工件的合格与否进行测量,例如工件的尺寸、粗糙程度、形状等,由于检查的过程比较繁琐和复杂,所以这些检测需要能够自动的进行,并且可以将检测结果直接输入到下一道程序,从而选用合格的产品。

2.2传感器技术在汽车行业中的应用

近年来,随着传感器技术在汽车行业中的广泛应用,现代汽车不断朝着智能化、小型化和电子化发展,进入了全新时期。目前,在汽车的制造过程中,为了实现汽车的机电一体化,需要用自动控制系统来代替传统的机械式控制装置,将先进的监测和控制技术扩大到汽车的全身,从而全面改善汽车的功能,不断增加汽车的人性化服务、减少排气污染和汽油损耗、提高汽车的安全驾驶和舒适性。比如说,在实现汽车的一体化过程中,凡是和电子控制有关的系统或是装置都离不开传感器的应用,尤其是在安全报警装置、信息装置和自动变速器等装置当中,所以这也要求传感器能够适应恶劣的环境,无论是尘土弥漫还是风雨交加的时候,都能够保证具有很好的密封性,与此同时还应该具备一定的抗干扰能力,尤其是安装在汽车发动机内的传感器,需要能够承受得住发动机在工作时的高温和高压环境。

3我国传感器技术在机电一体化中的发展现状和未来方向

从我国现有的传感器技术发展现状来看,当前的传感器发展还不能够满足机电一体化系统的快速、精确和价格低廉的要求,仍然处于研究阶段,没有真正的实行于市场当中。这个问题的主要原因在于我国传感技术的起步较晚,科研技术水平比较低,所以为了提高传感器的整体水平,还需要对其进行不断的技术研究。除此之外,针对传感器技术在现实生活中的应用,其今后的发展方向还可以朝着加速开发新型敏感材料、向微型化发展、向高精度发展等方向发展。综上所述,目前将传感器技术的应用于机电一体化当中,不仅提高了机械设备的使用效率,而且促进了机械一体化的不断进步。但是与此同时,面对我国传感器技术发展较晚的现状,在实际应用过程中还存在着一些问题,需要对其进行有效的改进和完善,从而不断推动经济社会的发展。

一体化技术论文范文第9篇

1.1有效提高煤矿生产的安全系数

在没有引进机电一体化生产时媒矿工人需要深入幽暗潮湿的矿井进行日常作业并下所有的工作都需要人工完成,人工作强度大几乎是超负荷运转。长此以往不仅会对矿工的健康造成影响复杂多变的井下环境与突如其来的透水事故、瓦斯爆炸事故还会威胁到广大矿工的人身安全。

1.2有效提高煤炭生产的效率

在煤炭开采过程中应用一体化的机电技术从根本上改变了煤炭企业的生产方式用机械取代人工将人力从繁重的机械劳动中解放出来实现人力资源的合理优化配置。不仅如此人力不同于机器人会有疲累感超时的高负荷工作会降低工人的生产效率不利于煤炭产量的提升。用机械取代人工后,只要定期对其进行养护维修机械就能长时间保持高强度劳动降低了不确定因素对生产造成的影响肩效提高了煤炭生产效率。

1.3有效提高煤矿企业的经济效益

在煤矿生产中运用机电一体化技术,能够有效节省人力开支8降低了生产成本还提高了煤炭产量,为企业创造了更多的经济价值使煤炭开采企业的经济效益得到大幅提升。企业盈利增长员工的福利待遇自然水涨船高这在一定程度上改善了煤矿井下作业人员的生活质量起到了“双赢”的效果。

2煤矿机电技术一体化应用的具体体现

2.1带式输送机

带式输送机是煤炭企业机电一体化的重要组成部分,能帮助井下作业人员将已开采的煤炭运往地面,是煤炭生产不可或缺的帮手。在煤矿机电一体化的摸索过程中我国自行生产了多代带式输送机但大多都存在运输容量小、运程距离短、运行效率低、易出现机械故障、稳定性得不到保障等问题对进一步提升采煤效率造成了阻碍。为了解决这一系列的问题我国科研机构充分考虑到矿井井下复杂多变的环境运用机电一体化技术将我国多年研究带式运输机的丰富经验与煤矿运输的实际需求结合起来研发了多种软启动、制动装置肩效克服了传统带式运输机的不足之处迎合了时展的需求。新型运输机加大了运输容量、增加了运程距离、提高了运行效率、降低了机械故障的发生几率为确保煤矿开采工作顺利进行打下了坚实的基础。

2.2采煤机

将机电一体化技术运用于采煤机中庄要是通过改变采煤机牵引方式的方法达到延长设备使用寿命、增加安全性的目的。机电一体化技术能促使采煤机由老旧的液压牵引方式向新型的电牵引式方向发展充分发挥其实际优势提升采煤效率提高煤炭开采量。使用电牵引的新型采煤机能将运输过程产生的阻力降到最低涅合制动发电装置共同运作河以提高资源的合理利用效率尽量避免不必要的资源浪费。不仅如此机电一体化技术还能克服煤层坡度大且陡的不便通过在采煤机电动机加装防滑装置的方法崖面提升采煤机传动轴的荷载能力。零件损耗是制约煤炭开采效率的重要原因液压牵引方式会加快采煤机内各组成零件的损耗速度施工人员要通过不断更换零部件或直接更换采煤机的方式确保煤炭开采效率无形中增加了开采成本不利于企业获得经济效益最大化。在采用机电一体化技术后,电动牵引方式完美解决了零件磨损的问题通过调节电控系统实现灵活简便的操作不仅有效延长了采煤机的实际使用寿命节省了成本开支还提升了采煤安全系数保障了采矿人员的人身安全。除此之外,电动牵引式的采煤机还具有适用领域广、小巧轻便、结构简单等优势能够最大程度上将电能转化为实际生产力为煤炭企业提高产量打下了坚实的基础。

2.3提升机

矿井提升机是当前煤炭生产过程中涉及到的所有机械设备中自动化水平最高的一个,已经实现了全数字化,内装式提升机是机电一体化技术的典型代表,将驱动装置与滚筒装置整合在一起后,机械结构得到了极大简化。在提升机中运用机电一体化技术后提升机能自主查询机体故障来源定期进行“体检”并自动记录检测结果为机械的维修、养护工作提供了必要的依据,同时也节省了人力成本。在其检测到系统出现故障时会通过声音提示的方式通知相关工作人员对其进行及时修护,以此确保提升机的正常运行。不仅如此全数字化的矿井提升机相对于传统型号的提升机而言具有更简单的硬件配置兼容性强皮全系数高所需的易损零部件较少,能瞬间提升加速度更灵活易控实际操作性更强。全数字化提升机具备良好的使用性能充分发挥出了计算机技术的优势,能进一步完善系统检测、自保工作,已经成为多地煤矿施工提升机的首选类型。

2.4电控液压支架

由于我国电控液压支架发展历史较短肖前推行的国产电控液压支架所用的控制系统较简单应用范围局限性过强远不如其他国家研发的电控液压支架性能优越。将液压控制与计算机技术有机结合在一起,能将支架与顶板之间的距离控制在一个合理的范围内肩效避免因反复摩擦造成的零部件磨损,以此达到延长电控液压支架使用寿命的目的。

3结束语

综上所述随着科学技术的迅猛发展机电一体化技术已经逐渐渗透到煤炭开采的各个环节中。当前高度智能化、信息化的一体化采矿设备具有操作、维修、养护便利、体积小巧便于移动、安全系数高、兼容性强、灵活易控等特点将工人从高强度的机械劳动中解放出来为进一步实现人力资源的优化配置、有效提高煤矿生产的安全系数与实际效率、节约人力成本实现经济效益最大化打下坚实的基础。

一体化技术论文范文第10篇

大多习惯传统教学模式的理论课教师,一般缺乏动手操作经验,难以指导学生动手做实验。而专职实验教师往往仅局限于几个固定的实验,遇到新的问题无法解决。这就需要大力培养既有丰富的理论知识、又具备较强动手操作能力的专职教师,即“双师型”教师。

二、变频技术“理实一体化”教学模式

1.“理实一体化”教学模式的特点

“理实一体化”教学以“情境—陶冶教学模式”为基础,利用现代教育技术,将自学—指导、引导—探究、示范—模仿等多种教学模式相融合,是一种理论知识讲解和实践操作并重的教学模式,是现代化信息技术与建构主义教学理论相结合的产物。“理实一体化”教学,是目前职业院校大量探索和实践的教学模式,着重解决专业理论课与实践课脱节的问题。通过学生边学边做,加强学生的理解与记忆能力,提高学生学习的兴趣和积极性。具体指在同一时间、同一地点、同步进行的教学模式。即课堂和实训基地一体化,教、学、做融为一体;理论课教师和实践指导教师一体化,即“双师型”教师。这种教学模式直观,体现学生的参与度,有助于教学质量的提高和高技能人才的培养。

2.师资队伍一体化

师资队伍建设是学校建设和教学工作的重要环节,对于高职院校尤其重要。实施“理实一体化”教学模式,要求教师不但要有扎实的理论知识,还必须要有丰富的实践经验,具有解决生产实际问题的能力,即“双师型”教师队伍。“理实一体化”教学要求“双师型”教师比例占一半以上,特别是中、高级职称教师应占一定比例。通常主讲教师应具有高级职称,并从事多年教学、具有丰富的实践经验,能为课程建设提出系统规划和整改意见。对于青年教师应严格要求,要求他们积极参与课程建设、开展各种教学研讨活动,寒暑假下企业锻炼,努力提高实践教学水平。另外,聘请企业一线技术人员或能工巧匠作为学校兼职教师,通过产学结合、专职和兼职相结合,建设一支高素质、“双师型”结构教学团队。

3.教学场地一体化

“理实一体化”教学要有与专业规模相适应的硬件设备和环境。按照“做中教、做中学”的一体化设计原则,创设教室、实验、实训一体的学习情境,使专业教室具有多媒体教学、实物展示、实验、实训等多种功能,营造良好的职业氛围和环境。目前,武汉职业技术学院电信工程学院针对电子节能工程技术专业,专门筹建了变频技术实验室,具体包括电工基础实训平台、变频器、PLC一体化多媒体教学训练场地,既可以提供电气自动化专业学生实习,又能充分保证变频技术“理实一体化”教学模式的实施,为学生创造了良好的多媒体教学、实训、实习条件。

4.教学设计一体化

教学设计一体化是指学生主动地“学”、教师有目的地“教”以及为具体任务而设定的“学习情境”的教学方案设计,具体过程可分为以下步骤:第一,设计学习情境。利用一体化教学场地的优势,结合变频技术课程特点,创设情境,让学生联想、观察、交流,激发学生的学习兴趣和动手操作的主动性;然后导入新课,通过分析实例,再提出相关的任务。第二,提出实训要求。学生的学习兴趣被激发后,往往就有学生想尝试。在变频技术实训中,学生通过自己动手接线、操作运行,观察实际效果,适时给出任务。再根据实训内容,结合学生实际情况,通过实例演示,与学生一起分析、提出问题,使学生在任务完成过程中逐步了解变频器的结构、工作原理,掌握变频器外部接线步骤及运行调试技巧。第三,主动完成实训任务。根据实训项目的难易程度,教师进行重点、难点的分析,提出解决问题的思路,指导学生保质保量地完成实训任务。在变频器具体安装调试过程中,教师要巡回指导,总结学生在操作过程中普遍存在的问题并进行集中讲解,提醒学生并引起学生重视。实训中,可以采取灵活多样的方法,既可让学生独立完成,也可以分组合作完成。通过实训,使老师与学生、学生与学生之间相互促进、相互提高,实现教学相长、寓教于乐。

三、结束语

总之,在变频技术“理实一体化”的教学中,以优化教学内容为核心,培养学生综合素质为导向,采用“教、学、做”一体化的教学模式,使学生在获取知识、运用知识、开拓思维等方面得到良好训练,同时也全面提高了变频技术课程的教学质量。

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