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机电一体化概论范文1
关键词:中国制造2025；机电一体化；现状；展望；863计划
1当前机电一体化产品概念设计国内外研究现状
1.1国内研究现状
我国机电一体化的研究主要伴随着“863项目计划”而开展，我国的智能机器人等项目也在该计划的支持下取得突飞猛进的发展，目前我国的工业化整体处于“工业3.0”左右的阶段。（1）数控技术方面：截止2016年，我国数控技术经历58年，目前国产数控机床可供品种达2000左右多种，船舶制造、航空航天等行业的发展拉动高端数控机床的发展，进而推动机电一体化进程。（2）工业机器人方面:目前，国内机器人销量以百分之四十五以上速度增长，并且我国计划有系统地攻关，在原有的良好基础上更上一层，后期能立于世界先进行列之中。（3）激光术方面：近年来，激光技术发展很快，我国自1985年以来，更以每年25%以上速度增长，最近又扩大了紧凑型的高功率激光器的应用的范围，例如，用于激光制造、汽车发动机的发展或用于空间探索的推进器系统改造。（4）互联网应用方面：推行互联网思维下的智能制造，苏州纽威阀门有限公司和三一集团有限公司分别运用CAX系统和SPC工具进行智能制造，提高了效率，建立了一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。通过这几方面可以看出机电一体化产品概念设计有着很大发展，但是离德国、美国等欧美国家还有一定的差距。
1.2国外研究现状
机电一体化的相关研究在国外最早在上个世纪60年代开始，在九十年代后期机电一体化进入深入发展阶段，并出现了“机电液”和“机电光”等一些新的分支，现阶段以德国和美国为代表的发达国家工业化发展已经达到了“工业4.0”，并在国际上处于领先地位。
2未来建立机电一体化的产品概念设计理论与方法的意义
未来建立机电一体化产品概念设计理论与方法意义深远，在新的技术不断冲击下，机电一体化会不断提高，能提高我国的机械工业化水平，也是社会生产力的必然要求，能在追求特定价值功能的基础上，实现系统的最优化，能很好地代表当今机械工业主要趋势。
3未来机电一体化的发展展望
未来，随着微电子技术和机械电子技术的迅猛发展，机电一体化必将注入更多新的内容，各个学科将继续相互交叉、相互支持和互相发展，并且机电一体将朝着更加智能化、微型化、系统化和环保化方向发展，总理在政府工作报告中指出，实施“中国制造2025”计划，坚持创新驱动，智能转型，强化基础，绿色发展，加快从制造大国转向制造强国，并且我国今年推出了“工业互联网”和“互联网+”概念，并且在一些高等院校举办“互联网+”创新比赛，并取得不错的效果，让机电一体概念设计理论与方法化不断升级，加强了工业化与信息化的紧密结合，下一阶段我们将运用信息—物理融合系统（CPS）,实现大型大型工程系统实时感知、动态控制和信息服务，更好利用机电一体化解决实际问题，不断促进中国工业化发展。
4结语
在“中国制造2025”计划的推动下，机电一体化的研究和相关领域必将出现突飞猛进的发展，当然，与机电一体化相结合的技术（机电液和机电光）很多，相信未来在机电一体化的促使下中国工业将迈向“工业4.0”。
作者:于志业 单位:太原科技大学
参考文献：
[1]孙彦广。工业智能控制技术与应用[M].北京:科学出版社，2007.
[2]李建勇。机电一体化技术[M].北京:科学出版社，2004.
机电一体化概论范文2
[关键词]机电一体化 概念设计 理论研究
中图分类号：T9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0047-01
机电一体化技术是以其产品为载体而体现出来，是机电一体化技术发展至今的技术水平体现。机电一体化产品设计人员，要使产品设计符合机电一体化技术要求，并富于时代感，就要对于产品设计技术以掌握，并具备多种技术融合的技术能力。面对机电一体化产品的技术先进性和复杂性，就要将符合当代机电一体化技术发展的产品设计理论建立起来。
一、机电一体化产品概念设计理论构建的意义
在机电一体化产品设计中，概念设计对于产品质量起到至关重要的作用。作为产品设计中的重要阶段，对于产品质量的决定程度可以达到70%以上。要获得性能优异的机电一体化产品，就要将机电一体化产品概念确定下来，制定出相应的设计方案和设计技术方法。概念设计理论首先是基于概念设计思想而建立起来的，在其基础上还先后出现了多种阶段性设计理论，如TRIZ设计、公理化设计QFD设计理论等等，对于机电一体化技术发展进程中所获得的创新设计成果发挥了重要的推动作用。
在机械工程研究领域中，这些理论被运用于其中，进行组合设计而形成了技术综合性较强的设计产品，由此而促进了机电一体化系统的多种学科交叉。系统的继承性决定了其设计的复杂性，多门科学技术的融合，使得原有的单一化设计理论不再适应目前的科技发展需求。那么，在机电一体化产品概念设计理论研究中，就要从机电一体化系统自身的性能出发，结合设计目标而建立起完整的概念设计理论，以对创新设计的机电一体化产品以指导。与此同时，还要在机电一体化产品设计概念理论建立起来之后，结合相关学科，以使理论研究逐渐扩展。
二、机电一体化产品概念设计理论研究现状
按照现代机构角度对机电一体化系统进行分类，可以划分为三个子系统，即广义执行机构、信息处理及控制系统和传感检测系统。将三个子系统相衔接，建立起框架体系，不仅有效实现机电一体化运动功能，而且还促进了产品创新设计。在机电一体化产品设计系统中，广义执行机构子系统是核心部分，其概念设计理论研究关乎到机构运动的总功能。特别是在基本工艺动作设计过程中，要基于广义执行机构的概念设计理论对基本的工艺动作进行构思，以使其具有动作的独立执行能力。当执行动作的创新技术确定下来之后，就可以结合机构系统建立框架模型，以使系统设计更具有可操作性，而且采用这种方式更能够结合计算机辅助进行产概念设计。
对于机电一体化产品的框架模型而言，仿真问题是最为重要的。作为设计结构复杂的动态系统，机电一体化产品实现动态性能的同时，更要注重系统仿真性嫩的验证。那么，在机电一体化产品概念设计阶段，就要确立功能实现的约束条件，将各种相关的仿真软件技术纳入到框架模型当中，运用各种通用建模技术，使用仿真软件将诸如原理图、键合图、信号流图以及方框图等等参数化。运用Simulink仿真软件将系统仿真平台建立起来，以为机电一体化产品概念设计的实现奠定基础。
三、机电一体化产品概念设计理论的发展展望
对于机电一体化产品设计人员而言，产品概念设计理论具有重要的指导作用。国外研究机电一体化产品概念设计理论所获得的成果，是建立在研究电子控制理论的基础上的。国内的研究学者则着重于机电一体化产品的运动结构研究。机电一体化系统是基于多种学科而建立起来的，这就需要产品设计者对于产品从多种学科角度进行研究，并趋向于产品概念理论的使用操作性。虽然国内外对于机电一体化产品设计理论的研究方向有所不同，但研究目标是相同的，且对于新技术、新产品的开发具有重要的指导意义。
关于机电一体化产品概念设计理论，从研究趋势上来看，还要面临诸多问题有待解决。比如，在进行机电一体化产品概念设计理论时，还要将推理方法建立起来；对于机电一体化产品的运动机构进行分类，为了对驱动元件以及传动机构等等进行选择，还要将驱动元件库以及机构执行库建立起来；对于传感器的选择，有赖于测物理量的参数定量化，以确定传感器类型。此外，还要将信息处理、控制方法库建立起来，以提高系统软件和硬件的可控性。机电一体化产品在不同的设计阶段，都会产生不同的概念设计理论，将产品概念设计评价体系建立起来，以利于产品不同阶段设计有效衔接。
总结
综上所述，对于机电一体化产品设计人员而言，概念理论设计所发挥的指导作用是不容忽视的。中国目前对于机电一体化产品设计的研究主要是基于运动功能为主产品结构设计。作为多种学科集合的机电一体化技术，其复杂性决定了机电一体化产品概念设计理论的重要性。
参考文献
机电一体化概论范文3
Abstract: By introducing virtual prototype technology into practice of mechatronics CDIO teaching, the paper investigates its idea, structure, and evaluating method, which is meaningful for modern engineering teaching methodology of mechatronics course.
关键词： 机电一体化；虚拟样机；CDIO
Key words: mechatronics；virtual prototype；CDIO
中图分类号：G42文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）02-0216-02
0引言
2001年，由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院等4所大学合作开发了一个新的工程教育模式，称为CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）模式。CDIO大纲以构思、设计、实现、运作为主线，综合地考虑了专业基础知识、个人和职业的技能及团队协作与沟通的人际技能，及在整个企业、社会环境下进行CDIO的过程。近年来，东北石油大学机电工程系将CDIO模式引入到实践与工程应用性较强的“机电一体化”课程建设中，以提高课程教学质量和教学效果，本文就其实践教学过程中的一些认识作以探讨。
1现状分析
“机电一体化”是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课程，它在培养学生的机电系统设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。课程的任务是使学生以系统的角度理解和掌握机电一体化技术，包括机械、检测、控制、计算机软硬件等方面的基本理论、基本知识和基本技能，学会典型机电一体化系统的分析和综合方法，具备进行现代机电系统设计的初步能力。随着机械和电子工业发展到新的阶段，现代机械必然是由计算机控制的系统，理论性与实践性联系密切、工程实用性强是该课程最大的特点。近年来的教学实践表明：原有的课程结构、教学内容、教学方法、教学手段、教学实践等，已不能适应“宽口径、重实践、应用型”的现代工程教育发展潮流。究其原因，主要有以下几个方面。
1.1 课程内容繁杂。机电一体化技术是机械技术、检测传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、信息处理技术、系统总体技术等多种技术的融合。以系统的角度理解和掌握机电一体化系统的工作原理及其应用是教学的中心内容，这对教师和学生都提出了非常高的要求。但是针对具体系统进行分析和研究时，常会出现“一叶障目”，以偏概全之感，并无总体把握的能力和认识。
1.2 概念抽象，理论繁琐，并且插图多、公式多、叙述内容多，教师不易抓住教学重点，学生学起来也常感到力不从心，对某些理论问题似是而非、模糊不清、严重时会导致学不下去。
1.3 教材存在局限性。目前现有的教材虽然版本繁多，但各有局限，在多达几十种版本的有关教材中，内容的编排大致相似，框架相同。在选材上为了照顾到内容的完整性，主次不分明，重点不突出，尤其是典型机电一体化系统章节，往往虎头蛇尾，没有受到足够的重视，不能起到综合和系统总结的作用。
1.4 理论与实践环节脱节情况严重，实验内容少且针对性不强，学生不能感受到实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感，更不要说培养学生的创新意识。
针对上述这些情况，如何帮助学生以系统的观点深入理解知识、掌握知识，如何培养与增强学生动手操作能力，如何让学生学以致用，始终保持较高的学习兴趣和创新意识，是课程教学的难点所在。
2基于虚拟样机技术的CDIO教学理念
目前全国有近百所高校开展了CDIO项目的实践和探索工作，汕头大学、成都信息工程学院等院校已经取得了显著的成绩。调研发现，实施CDIO战略是一项庞大的系统工程，需要很大资金投入和人员投入。根据自身实际情况，我们确立首先以虚拟样机技术为载体，按照CDIO战略对“机电一体化”课程的教学进行了探索和实践。
虚拟样机技术是近年来普遍应用的一种全新的机械设计方法,它作为一项计算机辅助工程技术于上个世纪80年代随着计算机技术的发展而出现，在90年代特别是进入21世纪以后得到了迅速发展和广泛应用。CDIO标准明确指出采用产品和系统生命周期的开发及使用这一工程教育方法论，它强调它作为知识和能力培养的载体及环境，即知识和能力之间的关联，而不是具体内容。从这一角度出发，虚拟样机技术可以为开展CDIO战略提供适合的载体及环境。具体表现在如下几个方面：
2.1 面向产品全生命周期的设计、仿真、分析是虚拟样机技术的核心，这在某种程度上与CDIO战略产品和系统生命周期的开发及使用标准不谋而合。
2.2 CDIO强调“做中学”教学模式，“做”具有广泛的含义，既可以是在实验室亲自制作模型、样机，也可以通过数字化工具在设计和仿真层面全面展开。
2.3 在市场竞争日益激烈的今天,为了达到时间、质量、成本、服务、环境等多方面要求,必须以最短的时间、最好的质量和最低的价格推出产品。采用虚拟样机技术既可以减少模型样机的试制,降低投入成本，又可以帮助学生在短时间内掌握产品开发的全部过程。
2.4 虚拟样机技术支持并行设计,便于设计团队之间的沟通和交流，这也正是CDIO战略重点强调的一种基本能力。
3机电一体化课程的CDIO架构
CDIO强调学生的工程能力不是单纯的理论知识或直观的技能，而是两者的有机融合，这对学生的创新能力、学习能力、对新技术的敏感能力都提出了更高要求。机电一体化技术的先修课程除了力学、模电数电等基础课程外，还包括机械设计、微机与接口技术、控制工程等专业基础课程，同期学习课程有单片机、可编程控制、机电传动系统等。该课程有着鲜明的技术基础和工程背景，因学时有限，包含的内容较多，所以在教学中把握一个基本原则：了解机电一体化技术的发展动态，掌握其核心思想和技术，运用现代工程设计方法中的虚拟样机技术，完成机电一体系统的创新设计与仿真分析。基于CDIO的思想，我们对“机电一体化技术”课程教学分成三个部分：课堂讲授、小组项目、自选实验。
课堂讲授。以教师主讲形式进行，以传授基础知识。授课时采用模块化方式对教学内容进行了重新编排，侧重于通过实例分析加深对重要知识点的理解。主要内容包括：①概论模块：主要讲解机电一体化技术的内涵、体系结构、特点、发展趋势、典型系统（本田机器人、大狗、数控加工中心）分析，学时数为4学时。②系统部件模块：主要讲解执行装置的工作原理、驱动方法、对比分析与选用原则；机械传动部件的种类、特点、对比分析与选用原则；检测装置工作原理、特点、对比分析与选用原则，学时数为6学时。③系统集成模块：主要讲解单片机、PLC、接口电路结构及特点，通过典型实例分析理解系统集成的内涵与相关技术，学时数为4学时。④系统控制模块：主要讲解机电一体化系统的设计方法与步骤、系统数学模型、现代控制方法简介、典型反馈控制和状态控制系统分析与设计，学时数为4学时。⑤虚拟样机技术概论模块：主要讲解虚拟样机的概念、原理、方法。通过典型实例领会基于虚拟样机技术的机电一体化系统的设计思想和方法，学时数为4学时。小组项目以3-5人为单位自发形成设计小组。该阶段需要完成下述内容。①项目调研：查阅资料，拟定项目范畴和设计内容。②项目申报：功能、原理、创新性、可行性论证。③项目开展：制定研究计划，分配设计任务，选择设计工具和仿真工具，开展项目设计。④项目汇报：提交项目日志、设计报告。在此期间，教师采取跟踪方式对学生进行辅导，每个阶段项目小组都要作公开汇报，并且需要回答指导老师和其它项目小组提出的问题，及时改进，完善设计。小组项目部分不占用教学学时，教师和学生利用课余时间开展该项内容。自选实验阶段，项目小组根据设计需要，可以提出自选实验项目，用以加强对机电一体化系统典型部件和单元的理解与认识。该部分工作由实验教师配合完成，学时数为10学时。
4课程考核与评价
学生的工程能力等素质很难通过传统的教学测试方法进行考核与评价。在CDIO模式下，课程的考核与评价不再是一个孤立的行为。在“机电一体化技术”课程中，我们根据课程教学的三个部分―课堂讲授、小组项目、自选实验分别进行测试，然后与学生讨论考核与评价体系，综合学生的意见，再适当修正，尽可能做到灵活多样。课程教授的理论部分采用传统的试卷测试形式，小组项目部分根据学生的自我评价、公开汇报、虚拟样机完成的质量等情况进行综合评价，自选实验部分根据学生完成实验过程中体现出的创新性、实验内容的连续性和执行完成情况等做出判断。
按照上述规划，近几年在我校机自专业进行了CDIO实践教学活动。学生表现出极高的热情,围绕机器人、数控机床等设计主题共提交了众多项目报告和虚拟样机产品，许多项目小组还额外提供了自己开发的仿真控制程序。在参与同学中展开了问卷调查发现，多数同学认为课程项目对于帮助理解机电一体化系统非常有用。在问到课程项目是否有必要继续在下一年级开展时,绝大多数同学认为应该继续开展。总体来看学生对该项活动抱有足够的信心，提出了很多具体意见，如提前在低年级开展设计工具类项目，这样可以在后续项目中有更多时间完成系统的仿真、分析、实验验证等深层次的设计内容，提高设计质量。
5结束语
机电一体化技术课程博大精深，具有内容多、原理深奥的特点。根据国际工程教育CDIO理念进行教学实践，既能使学生巩固所学基本知识，抓住主次，又能锻炼学生的观察能力、设计能力、分析问题的能力、书面表达能力和交流能力，使学生的积极主动性得到最大程度的发挥。本文将CDIO模式引入到“机电一体化”的课程建设中，从教学理念、课程架构、课程考核与评价等方面展开探讨，为“机电一体化”课程的教学提供了新的思路，这些对于提高教学质量和效果，培养学生的实践与创新能力具有积极意义。
参考文献：
[1]查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008，5.
机电一体化概论范文4
[关键词] 机电设备一体化故障维修研究探讨解决策略
一、机电一体化的发展前景
自从机电一体化（mechatronics）这个理念被提出来之后，在经过后来科技人才的专心研究探讨，最终得以高速发展，并且成了现代的高新热门行业，为人类科技发展做出了巨大贡献。机电一体化关系到电子制造技术、操控技术、焊接技术、信息管理技术、机械制造技术、测试与感应技术、电脑技术等各种技术。随着经济全球化的推进，机电一体化遍布我们的生活当中，成为了我们不可或缺的一部分。所以说，要想把未来的社会图景建设得更加美好，必须加强重视机电一体化的发展研究，并对其出现的缺陷加以改进，并研究出更为可行的策略去规划其未来的发展。
二、电子和机械的影响关系
由机械本体、动力设施、控制设施、检验设施、执行设施等整合成的单元成为机电一体化设备，其组成的元素主要为电、气、液、光、机、力、磁等，而最为关键的便是电子设备与大型电子机械设备的结合。绝大多数的机械设备都是那两部分组成，只是由于各种机器的使用功能不同而占有的比重不同。机电一体化设备不单单是电子与机械的相加，而是二者有分工的去操作控制，电子负责自动化操作，而机械负责运行。只有两个部分和谐的工作，才能真正实现机电一体化设备的运行[1]。
三、机电一体化机械设备的故障特征
机电一体化设备不同于其他普通的机械设备，很多的机动操作都比一般的设备复杂的多，当然，在这过程中如果出现故障也就相对复杂，也较难维修。其故障不同于一般机电产品的故障，不仅仅要处理操作上的故障，更多的是控制方面的维护，把机械与电子整合起来处理，二者不可或缺。于是对于机电一体化设备的故障维修就变得非常重要，以下是对机电一体化机械设备故障特征的探究。
（一）机器设备故障的特征
机器设备发生故障有非常多的原因，可能一个小小的疏忽就能造成很多的影响，有时候则是众多的原因才会形成故障，无法运行。所以说我们在判断机器是否故障时，一定要认真观察后再得出结论，最后再进行维修处理。机器一般是不停转动的。每个时间所产生的数据和功率也是大不相同的，所以产生的故障也比较特殊。于是在判断机器运作中出现的原因的时候，绝不可以但从一个方面去妄加推测，而是要从各个方面的不同角度去判断分析，再得出结论。再加上机器运作发生故障时没有规律可言，大多数随机发生的，不能预算，无法预言，要耐心的从多种状态去研究探讨[2]。
（二）电子设备故障的特征
机电一体化的最原始的理念便是机器与电子操作相结合，所以说在讨论其故障的时候必须要结合机械与电子，对其各个不同的特点去进行研究探讨。电子设备大多数是控制作用的，拥有着突然性、隐秘性的特征，且还会收到不同程度的外界干扰。机电一体化设备故障的发生不单单只是受到电子控制和机械操作的制约，还有其他更加复杂的元素，同时也使得本来就繁琐的程序变得更加复杂，又进一步加大了故障维修的难度。所以说今后在发现机电一体化设备出现故障时，不仅仅要考虑机械设备的问题，更多的要注重电子控制的是否正常，并结合二者的故障的原因后再进行维修[3]。
四、机电一体化设备故障的判断办法
对于机电一体化设备异于其他一般设备的特点，我们在对故障设备进行勘查时应当整合机器设备和电子设备的特征去具体探究，不过有些老办法也是可以运用到当中去的。在检测设备是否发生故障或者是否存在安全隐患的时候，不要太过冲动而重组设备零件，而要经过对设备充分分析后才能开始进行维修，并且要严格根据各个方面不同因素的考虑才是最为妥当的。
（一）故障树形图判断法
故障树形图判断法即是对故障的诊断分析，也就是采取不同的逻辑思维方式去更具体、直观的诊断故障发生的原因，能够更加直接、简单、清晰的观察出设备各个零件之间的联系及发生的数据，在判断故障的时候也能够更加快速的找到根本原因。用树形图这个办法去诊断故障发生的原因，简单、明白、快速，但是这个方法并不能用于全部的故障诊断，还需要根据设备的具体情况才能够去使用这个方法去判断故障原因[4]。
（二）自诊断法
自判断法便是在机器的机身上安装警示发生故障警笛的代码或者指示灯等等，能在机器发生故障时响起警报，让我们及时发现故障的地方，并作出及时的维修。这是最简单的、最基础的诊断方法，跟其他许多诊断方法比也较为快速、准确。比如所利用温差、空气环境、大气压强、重力感应等的变化去设置警报，都可以明显的看出故障的原因所在。所以说只有在这个方法无法实现之前，才会采用其他曲折的办法[5]。
（三）诊断前所要注意的事项
要想更好的去维护好机电一体化设备，必须做出正确的诊断后才能对症下药，治根治本，于是在诊断之前，我们必先要提高诊断前的注意事项，例如：1、大部分的机器故障都是在检测都会先观察机器设备，其次再观察电子控制设备的情况。因为机器上出现问题的话我们的眼睛一般可以看出来，也会观察出机器运作不正常，像在检测大型设备零件破裂的时候，就不要占用太多的时间去纠结；2、要检测外部的小零件时，最关键的是要注重检查全部零件的完整，然后才能开始下一步的检查，直到找出故障的根本原因为止；3、检查时开始先排查好主意的关键部位，再去排查分支部分。只有确保只有的大件零件没有问题的情况下，才能放手去检查小部分的零件，只有这样由内而外的依次检查才能发现故障问题所在，最后再进行维修[6]。
五、故障表面现象解析
机电一体化设备虽说是先进的自动化设备，但是很多的故障取消还是很容易看出来的。只有观察出了便面现象的故障情况，才会对其进行深度的检查，最后维修故障的设备零件。
（一）机械表面现象特点
机器运作是一个运动的过程，其运行原理是动态的，许多的表面现象我们的肉眼是可以观察出来的。像数据的变化，我们便可以根据平常的运转速度从而去判断设备是否正常运行，但是这但看数据也不能完全断定机械故障，还有要结合系统的的变化。系统故障的发生是随时性、间断性、离散性、缓慢性、突然性、间接性的，发生的因素可能是一种，也可能是多种，或者更为复杂。
（二）电子表面现象
电子主要负责设备的自动化控制，属于设备的控制部门，其故障的原因特征为隐秘性、突然性、灵敏性等等，对外界或者周边环境等有很强的感应，如气温、环境干湿程度、空气等都会影响其特点的改变。
（三）设备故障表面现象
设备的故障现象需集合机械和电子控制来分析，也变得更为繁琐、复杂。其具有故障移动性、表面繁琐性、整合性、融入性、交叉相互性等特征。一般机械负责执行工作，电子控制机械运转。一旦机械出现罢工现象，多数人都认为是机械零件故障，其实这不但是机械部分的问题，还要把电子结合进来一起检查才能找到关键原因。所以说设备的表面现象是复杂的不能但从一个方面去考虑故障，要结合运转与控诉系统才能得出最终的原因。
六、基于机电一体化设备的可靠性维修策略
基于机电一体化设备的可靠性策略主要是指产品能够在条件限定和时间限定下完成指定的工作量。机电设备的可靠性与机器在运转过程中使用的环境条件、工作效率、维修保养、运行功率等成正比，也与各个组成的部分密切相关才能构成设备的可靠运作。
（一）制约机电一体化设备可靠性的元素
机电设备，从数字操控到伺服电机，各种大大小小的零件都有很多，无法计算，要想单方面的去评测分析是非常困难的，要想提高其可靠性必须要先了解好制约其发展的因素：1、元器件是每个大型设备都会具有的基础单元，关系到每个基础单元的可靠性运行。用数学的概论法来计算来看，整个设备的元器件失效等于各个结合部分的是效率的总和，所以说在挑选设备零件时，一定要加大提高其实际使用效果；2、机电一体化设备的电子控制系统复杂繁琐，元器件的接连与组合便是一个关键的问题，要是组合得不好，很有可能会导致设备发生意外事件或者无法正常运转。还有，温度的湿度变化太频繁以及太多的粉尘也会影响元器件的连接与组装，进一步制约机电一体化设备的可靠性；3、机电一体化设备是用电能去发功的电子控制设施，在运转的过程中必然会有电磁波的能量感应及运用，所以说电磁波的干扰也会影响设备的工作进度。与此同时电磁波干扰了周边环境，也对生产的产品有了一些不良的影响，所以必须要尽量控制电磁波的干扰现象[7]。
（二）采用可靠的元器件
数字控制机床还有加工中心在现代社会一形成了全自动化的实时控制系统，运用可靠性较高的元器件去加速设备的运转工作，可以使控制系统在出现机械故障的时候快速的运用诊断方案去找到原因，并及时处理，减少机电一体化设备的损耗。但这个办法都是要中途停止正在运作的设备才能找出故障原因。但只要能及时的发现故障所在，并能够去及时维修处理，损伤还是可以降到一定程度的。
（三）提高机器工作效率
机器的工作效率的直接关系到设备生产产品的快慢的，而适当的提高机器的工作精密程度，便可以把机电一体化设备的可靠性提高一个层次的研究。如适当的提高运转精密度、加工精密度、系统控制精密度、机械工作功率等，都能更好的提升设备的可靠性。像能够运用精细的仪器去制造改进老旧的机械设备；利用现代先进的电路设计去改善原有的电路控制，加快机器的电路流通；运用先进的NC（数据化体统控制）、PC（电脑控制系统）等去替换老旧的控制系统，更新电子数字控制系统等等。以上这些方法，只要能够合理运用，都能或大或小的提高机电一体化设备的可靠性研究。
七、结语
机电一体化是现代社会不断发展的重要标志，更是现代企业的重要生产设备。而要想更好的合理使用机电一体化设备去创造更多的发展利益，必须高度重视对其设备故障维修的处理，并研究出可靠的策略去保证机电一体化设备故障的发生，这对未来更好的发展高新技术行业有着重要意义。这需要更多的科研人员去钻研，去学习并开拓创新，才能更好的控制机电一体化设备的维修技术。
[参考文献]
[1]施晓东，陈仁兴.机电一体化设备的故障维修特点及可靠性分析[J].现代经济信息.2013，23（04）：189+191.
[2]许秋香.机电一体化设备故障维修特点及可靠性分析[J].机电信息.2012，25（02）：59+61.
[3]唐建业.机电一体化设备的故障诊断技术研究[J].中华民居（下旬刊）.201，25（08）：187-188.
[4]钟国.机电一体化设备的故障诊断方法分析[J].科学之友.2012，25（01）：49-50.
[5]秦春霞，赵丽，殷生斗.机电一体化系统在矿业中应用的可行性分析[J].煤炭技术.2013，10（08）：88-89.
机电一体化概论范文5
关键词:PLC 理实一体化 课程 具体实施
近年来世界各国大力发展制造业,我国也不例外。因此对于机电一体化专业的学生需求量急剧增加,既懂理论又懂实践的毕业生供不应求。然而目前职高学生多数是中考落选的初中生,文化底子薄,理解能力差,而可编程序控制器又是一门实践性很强的学科,是机电专业学生很重要的一门专业课,所以打破传统的一支粉笔的教学,采用新型的教学模式:应用理实一体化教学已势在必行。该教学方法可以激发学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性,使学生的学习不再觉得单调乏味,因而可以达到理想的教学效果。
一、“理论与实践一体化”教学策略
1.“理实一体化”教学策略的理论基础
CBE教育是以能力为基础的教育体系,是一种以胜任岗位要求为出发点的教学体系,它强调的是个人能力的培养。以美国教育学家布卢姆提出的“有效地教学始于准确达到的目标”为理论基础,在系统论、行为科学和教育目标分类学理论与实践上逐步形成了CBE教学体系。
建构主义认为:人作为认识的主体不是原封不动地反映现实,个体在认识过程中总是以其特有的经验和方式对现实进行选择、修正,并赋予现实以特殊意义,所以认识不是来源于客体本身,而是来源于主客体的相互作用而实现的。其中,教师与同伴都是建构知识过程的合作者。学生同伴之间由原来的竞争关系变为更有建设性的合作伙伴关系。
2.“理实一体化”教学策略初探
(1)整合课程,使理论与实践在结构上一体化
可编程序控制器理实一体化的教学并不是简单地“理论+实验”,而是把理论和实践有机地结合起来。当然在此过程中,绝不能轻视理论对实践的指导作用,而应针对中职教育培养“应用型”人才的内在要求,在强调理论知识“必须够用”的前提下,减少理论课课时在整个教学中所占的比例。从而打破“以理论教学为主,实践教学为辅”的传统教学模式,强化了实践教学内容。
(2)整合课堂教学目标,使理论知识与能力水平一体化
通过整合课堂教学目标,使必须掌握的理论知识与应达到的能力水平融为一体。确立以职业岗位专项能力为导向,融知识、能力、态度三个层次目标为一体的课堂教学目标。对于能力强的还可以组织他们参加市级甚至更高级别的比赛,使他们的能力进一步提高。
二、PLC理实一体化教学的具体实施
1.理实一体化的教室
我校花巨资购进20套亚龙公司生产的YL-235A型光机电一体化实训装置,在该实训装置上能够完成具有一定生产功能的机电一体化设备的安装与调试任务,并能在完成这些任务过程中学习专业知识、技能和动手能力,能很好地做到“理实一体化”。
2.直观教学
本实训装置应用三菱公司FX-2N48可编程序控制器。可以讲解PLC的原理、结构、功能等。顺便复习一下气动、皮带传输、机械手组装等相关知识。
3.讲练结合
通过教师讲解梯形图编程方法,现场让同学们编写程序控制机械手,从易到难,循序渐进。对于复杂的控制要求,程序编写较难,可以作为课程设计的内容,让4~5个同学一组合作完成。通过设计,培养学生可编程控制器的综合应用能力,使学生对所学的知识进行一次综合的应用,为以后从事相关的专业打下良好的基础。
4.教师的要求
理实一体化教学对教师的要求较高。教师不再是原来那样上课:一支粉笔,滔滔不绝地讲下去,而是课堂教学的组织者、引导者。教师除了要有较高的理论水平外,还需较精的实践动手能力。要能较熟练地编写程序、安装和调试。能让机械手、传送带准确地动起来。对于学生在调试过程中出现的错误要能正确启发他们改正、排故。
5.去相关公司参观,激发学习热情
联系从事PLC软件开发的专业人士做讲座,并参观PLC控制的自动化流水线,增加学生的感性认识,对于学有余力的同学来说相当于给他们指明一条努力方向,激发他们的学习热情,不断探索,提高编程技巧,为将来就业奠定基础。
三、“理论与实践一体化”教学策略的优越性
采取“理论与实践一体化”教学策略,一是打破了传统的教学与评价模式,解决了分段教学模式中所存在的理论知识与实际操作技能在知识上不连贯、不衔接等问题;培养了学生分析解决问题的综合能力,活跃了课堂气氛;既充分地利用了教学场地和机器设备,又有效地利用有限的教学时间,保证了学生能在学中求乐,在乐中求学。二是能把抽象而枯燥的理论知识科学地、有效地转化到生动而有趣的实践活动中去,在实践中加以验证,使学生从实践中得到感性认识,并将感性认识自觉地上升为理性认识,开发学生的思维,锻炼学生的动手能力,使整个教学过程收到事半功倍的效果。
参考文献:
[1]黄克孝.《职业和技术教育课程概论》.华东师范大学出版社,2001年版.
机电一体化概论范文6
【关键词】电工电子技术；说课；课程；建设
电工电子技术基础的说课，主要包含课程标准、教学资源、学情与学习方法指导、教学方法和手段，教学程序设计五个方面。通过明确的课程定位，进行科学教学内容和课时分配，根据实际学生学情实施教学，在教学的过程中使用多种教学手段，并且通过教学程序设计为例，说明现阶段的课程建设。
1 课程标准
1.1 课程定位 ：
电工电子技术基础这门课的教学是职业技术基础课，授课对象为我系的数控专业、数控设备应用与维护专业以及机电一体专业。开课时间，均为大二上半学年。该课程的定位为：高职数控、机电一体化、数控设备应用与维护专业三个专业的一门专业基础课，通过该课程的学习，要使学生具备高等职业技术人员所必需的电工、电子的基础知识和基本技能 ，能够为学习后续课程的学习和从事实际工作准备一定的基础。
1.2 课程目标
该课程目标有三个，即：知识目标，能力目标和素质目标。
通过课程的学习，要让学生完成相应知识的学习，包括：电路的基本概念和定理；直流电路、正弦电路、三相电路的分析计算；基本放大电路、逻辑电路的运算等知识。
现代化教学让学生掌握知识的同时，注重培养学生的能力，特别强调的是理论实践的结合，要能够用理论知识分析电路，解决实际问题。最终能够养成良好的素养，对于学习和实验都能够细心，认真，遵守实验室制度，提高对专业课的兴趣，拥有较好的自学能力。
1.3 课程衔接
该课程作为职业技术必修基础课，起着重要的桥梁作用。先导课程：高数和专业课概论为电工电子技术，奠定了一定知识和专业的基础，电工与电子技术基础主要讲解了基本电路知识，让学生学会实际电路的分析计算，正确使用电工仪表完成电路的测量，简单排故。这就为后期电机与电气控制、数控机床故障诊断和维修等专业核心课程打下了坚实的基础。实现了课程之间经历衔接的配合。
1.4 教学内容分和课时安排
在教学内容和课时安排上，教学内容要和实验紧密结合。总课时为64课时：主要分为4个大块：电路基本定理、线性网络共24课时；正弦交流电路、三相电路共18课时；放大电路、逻辑电路 共22课时。
1.5 重难点
课程的重点和难点主要是：戴维南定理的灵活应用、正弦电路的分析计算、放大电路的分析计算、典型逻辑电路的分析应用。
解决方案：（1）注意知识点的衔接、由浅入深简明透彻、淡化难点，重在结论的理解和应用 ；（2）充分利用现代化教学手段，图文并茂激发学生学习兴趣。
2 教学资源
2.1 教学团队
我系授课教师团队高级职称占34%，初级和中级各占33%。
2.2.1 教材与教学参考：
本课程的教材依据：①时代性；②实践性；③适宜性。选择由周少平和李严主编的《电工与电子技术》。该书北京交通大学出版社出版，为全国高职高专教育精品规划教材。
实验指导书为校本自编教材：电路分析基础实验指导书。
学生的学习基于课本，又要高于课本，所以，适当的教材参考书是非常必要的，对此，我们简绍了相应参考书，供不同层次学生的选择。
2.2.2 网络参考资源
多层次化的教学不仅仅局限于课堂和书本，我们鼓励学生自主学习，利用网络资源，学习精品课程，及时对课上内容进行预习复习。
2.3 实验室硬件设施
我校拥有较好完善的电工实验室，实训室，以及相关的中级工实训室、自动化生产线实训室
3 学情与学生学习方法指导
3.1 教学对象
本课程作为职业技术基础课，教学对象为：数控技术、数控设备应用与维护专业、机电一体化技术专业
3.2 学生学情
现阶段学生的学情主要为：理论基础薄弱；自主学习能力不强；自我驱动力及学习兴趣不足；对课程的需求：能用、够用、实用。
3.3 学生学习方法的指导
对于学生学习
方法指导主要有以下方法：交流学习，产生兴趣，建立自信；勤学活用，理论实践并行，敢于动手；观察生活，学以致用，创新思考。
4 教学方法和手段
4.1 讲授启发法
抽象的理想电路元件及其组合，近似地代替实际的器件，从而构成了与实际电路相对应的电路模型。就难度来讲，学习理论性的知识抽象的概念比较多。所以，在教学方法上面就要更加用心设计。由于理论知识比较多，本课程采取讲授法，使用多媒体教学，讲授相关理论知识，启发学生的兴趣，引导学生的学习，如图在讲电路模型的时候，可以由学生所熟悉的实际电路，用代替实际元件的方法自然的引出电路模型，让学生容易接受的同时，印象深刻。
4.2 多媒体课件教学，提高课程的生动性
比如：pn节的讲授。使用多媒体教学，丰富教学手段，提高课堂的生动性，比如，关于pn结的形成，其内部的多子，少穴的游动，学生很不好理解，但是，通过动画，播放，学生能够通过动态效果图，加深理解，印象深刻。
4.3 实例教学法
教学特色：讲练结合。
学生预习，教师讲授，归纳总结，实际演练，结果对比，问题讨论。在教学过程中，还采用了实例教学方法，将枯燥的理论知识，变得生动，学生积极参与其中，在课堂通过学生预习，老师讲授，总结方法，让学生实际演练操作运算，最后把同学验算结果进行对比，最后对于疑问的地方进行讨论，在讨论中加深学习。
4.4 理实结合，培养能力
将理论和实际结合，理实一体化，培养学生动手能力。
4.5 学生成绩考核
考勤和课堂表现占10%，实验成绩和课堂作业占20%，期末成绩占50%。
5 教学程序设计
例如：电路的等效变换。如何将多个电源的等效电路等效为简单电路呢？
5.1 时间安排：2课时（90分钟）
5.3 重点定义原理讲解
1）支路：电路中的每一个分支。
2）节点：3条或者3条以上支路的交点。
3）回路：电路中任意一个闭合路径称为回路。
4）网孔：回路平面不含支路的回路。
5.4 核心定律，多媒体动画演示定律
5.5 学习成果
学生能够解出相关习题，并且做出相关实验。
5.6 课程不足
实验室的条件、设备有待进一步提高；课程理实一体化改革，有待进一步加强。
注释：
