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机电一体化技术的重要性范文1
关键词 机电一体化;创新发展;发展趋势
中图分类号TM 92 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)93-0063-02
机电一体化从出现之始就极大地推动了社会的进一步发展,并且有了很快的发展速度和良好的发展趋势。在机电一体化有其自身的发展历史,并且在发展过程中不断的进行创新,为自身创造了一个良好的发展趋势,有广阔的发展空间。在其发展过程中,不断对新技术和新知识进行利用,使其符合现代实际应用的需要,促进其发展。
1 机电一体化技术创新发展的趋势
首先,在未来的发展趋势中,机电一体化的应用将会有更加广泛。无论是在一些小的方面还是比较大的方面,在自动化产业上都要通过机电一体化技术来进行开发。机电一体化的重要性也是因为其为自动化工业和航太工业以及国防工业的基础技术。机电一体化技术作为一门新兴技术在一些工业比较发达的国家有着快速的发展,同时,它对PC工业控制的发展也有一定的带动作用。在其发展过程中,程序控制器技术也就是机电一体化的核心也在不断的发生变化。程序控制器在工业自动控制领域被广泛的应用,在工厂自动化控制中,PLC也成为了核心技术。但是由于PLC程序的撰写一般的情况下是先进行阶梯图的绘制再将其转化成PLC的指令,所以说PLC质量在不同的品牌中也会不同,这样所造成的结果就是每一个程序之间的转换很不容易。另外,PLC指令比较接近低阶语音,开发程序很不容易,并且比较耗费时间。为了使PLC机电一体化的缺点得到改善,目前情况下利用PC电脑或者是IPC将PLC取代,把它当作是机电一体化中的控制器,对于控制程序的撰写使用的是Visual Basic,将PLC形式的机电一体化取代。
其次,发展了机电光一体化。在社会进入21世纪之后,半导体微电子技术和微机电技术以及镭射技术发展速度非常快,另外影响显示产业以及新兴的生物科技也在快速的发展,使得一些传统技术有了新的生机与活力,使机电一体化开始向机电光方向发展。一个比较典型的机电光技术应该包含的范围有:机构设计、精密制动器、人机界面、微处理器,程序或反馈控制、诊断信号的处理与错误、辨别图形、制程工程以及仿生人工智能。另外,根据光学或者是光学元件和机电元件有不同的互动程度和组合特性,可以将机电光系统分为三种类型,即光机整合的类型;内嵌光电或者光学装置的类型;在光学系统中嵌入机电装置。
2 机电一体化技术发展的保障
在机电一体化技术的发展中,虽然有比较快的发展速度以及比较强的竞争力,但是仍有问题存在,要保证机电一体化技术能够有一个较好的发展,必须要采取一定的措施,可以从以下的几个方面来进行:要让政府的决策高层认识到机电一体化技术的重要性;加强对机电一体化技术人才的培养;发展电力电子关键技术,加强对机电一体化技术的研究;注重理论与实际并行;积极推动“产学研合作”;机电产业要走进校园内部去寻找人才与合作;建立未来的研究对象。
此外,机电一体化中的机电光技术还属于一种新兴技术,从目前的情况来看,这一方面的人才比较稀缺。因此,在一些国内高校中,有必要开设相关的课程,培养有关这一方面的人才,推动机电光机电一体化的发展。
3 机电一体化创新的具体内容
3.1技术设计向单元化发展
在机电一体化的实验平台中实行单元化技术来进行设计。将系统分为几个单元模块,主要包括工控机、运动控制卡、伺服电机及步进电机、CAN总线、电动机驱动器,还有直线、工作台以及回转单元。只要是能使接口保持一致,就可以将每一个单元分开设计,这样就使得系统具有高度的可扩展性以及互换性。它的总体结构可以用下图来进行表示:
3.2控制系统向网络化发展
在系统中将电子计算机作为节点,将运动控制卡以及CAN卡作为子节点,然后利用这两种控制卡进行向下分支而形成树状网络。利用计算机对电机运行情况以及传感器信息进行统一处理,把整个系统都整合到一起。利用网络将每一个控制节点联系起来,这样一来,在实际操作中就能够将步进电机作为控制对象,使控制更加简易,控制对象的选择也可以是伺服电机来满足高精度要求,也可以将两者组合在一起构成一个系统。利用计算机对不同节点信息进行处理,再将其反馈到每一个控制对象上,利用这种方法来完成协同控制。
3.3系统应用向长久化发展
在实际操作过程中。操作人员可以利用控制卡数目的增加来将控制对象数目扩展,并且它的实现只需要在电气上略微改动。
与此同时,也可以利用其他设备的增加来进行系统功能的扩充,比如增加工业摄像头就能够使图像定位以及图像智能控制等任务完成。
4结论
机电一体化是现在社会中的一项重要技术,在机电产业中的应用十分广泛,所以对其有一个科学全面的认识是十分必要的。机电一体化在以后的发展中,其功能必然会不断完善,控制系统也将会更加强大。相信在未来它将会有更加广阔的发展前景,在各个领域的领域在将会更加广泛,作为机电行业有关人员,对其现在实际中的应用以及其今后的发展趋势有一个科学合理的认识,跟得上机电一体化今后的发展步伐,从而适应其发展,对社会发展也起到一定促进作用。
参考文献
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[2]崔乐芙.PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].机电信息,2013(3).
[3]陈相华.机电一体化技术在煤矿生产中的应用[J].机电信息,2013(6).
机电一体化技术的重要性范文2
关键词 机电一体化;技术;产品
中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)91-0060-02
1 机电一体化技术的概念及其应用
定义机电一体化技术需要从两方面进行分析,硬件和软件。硬件主要包括机器主机、相关工作和控制系统、接口和执行结构等;软件是按着人的意愿编写的计算机程序,用于控制硬件实现某种特定的功能。研究和总结相关软硬件设施的技术统称为机电一体化技术。
1.1 机电一体化的硬件技术
1.1.1驱动技术
驱动技术的主要表现形式是在执行结构上。现有的驱动方式主要有气动,液压和电动三种,区别在于动力源的不同。其中应用最广泛的是电动驱动结构,因为气动和液压的结构和系统相对来说复杂一点,比较繁琐。
1.1.2控制技术
控制技术主要指信息处理技术,机电一体化的技术水平的提高主要就是建立在信息处理技术提高的基础上。信息处理技术的提高主要体现在处理输入输出的可靠性和抗干扰性,模型之间转换的可靠性,处理设备的可靠性等。信息处理技术主要通过处理设备来实现。这些硬件设备统称为计算机硬件。衡量设备的好坏主要指标就是体积的大小,容量的大小和功能的多少。高端的设备主要包括高级音频处理机,高级视频处理机,高级磁盘机,高级运算处理机等。同时,实现多信息联机处理,开发小功率多功能部件。同时实现信息处理装置的智能化,提升信息处理设备的可靠性。
1.1.3接口
接口是传输控制指令的硬件连接设备,主要包括数据传输线和相关逻辑门电路。接口技术是机电一体化技术的重要组成部分之一。同时也是较为突出的问题之一。接口设备的好坏直接关系着被连接设备的发挥作用的程度。
1.1.4主机技术
主机技术也就是最主要的机械技术。这方面要想提高需从两方面进行考虑,一方面是自身的设计上,比如说改进设计方案,采用新材料,改良构造结构,提高自身的硬度,耐磨度,减轻一下重量等等使模块更加合理,可靠。另一方面是制造的工艺问题。比如说制定先进的工艺流程,选定适当的加工设备,制订科学合理的生产计划等等。
1.1.5传感器技术
传感器技术根据用途分为两类,内部信息传感技术和外部信息传感技术。传感技术主要体现在可靠性,灵敏度和精度上。信息的传感方式主要是电,光,机械和流体等。外部传感器经常与检测对象接触,容易产生磨损影响检测结果和精度。所以发展非接触型检测技术对外部系统传感器来说至关重要。传感器的发展方向是功能的智能化和元件化。
1.2机电一体化软件技术
软件技术相对比较复杂,它主要是通过编写一定的程序,实现对硬件的控制和操作。软件又被叫做“程序系统”,它是自动控制计算机,提高效率,扩大功能的程序的总称。一般将软件根据功能的不同分为系统程序系统和应用程序系统两大部分。系统程序一般指的是中央主处理程序的编写,应用程序系统是指在系统程序的基础上添加的一些应用程序。软件技术方面一项重要的工作就是推行软件的标准化,使之实现互换和通用的特性。
1.3软件和硬件的关系
硬件就好像人类的肢体,软件就是人类的大脑,大脑指挥肢体,肢体配合大脑,只有这样才能实现双方的价值。因此,软件和硬件缺一不可,必须协调发展。
1.4机电一体化技术涉及的学科领域
机电一体化技术紧紧依附与科学技术之下,随着科学的发展而发展,所涉及的领域十分广泛。包括机械技术,电子技术,共性技术,传感技术等等。不同的技术所涉及的领域也是非常广泛的。所以说机电一体化技术是各类学科技术相互渗透,相互融合的产物。
2 机电一体化产品
机电一体化产品顾名思义,就是所有利用机电一体化技术制造出来的产品。产品种类多种多样,发展势头迅猛。现今的机电一体化设备逐渐发展到了机群和系统,并在逐步向智能化,自动化,高效化改进。机电一体化产品的生产也已向自动化车间或工厂发展,机电一体化产品也成为了人们工作,学习,生活所必不可少的产品。
2.1机电一体化产品的分类
根据结构和作用的不同,大致分为以下四类:1)完全以电子装置替代了原有机械结构中的信息处理机构,如智能电话,平板电脑,上网本等;2)内置微机的大小型家用电器,这类装置一面简化其自身的机械结构,一面又采用了电子装置,比如家庭常用的全自动洗衣机、影碟机、数码照相机等;3)机械机构与电子装置共存的设备产品。如计算机控制的一些机器,单反相机等等;4)高性能或多功能的机械产品。这类产品就是在本来就是高级机构的机械上,利用电子技术进行高级控制。比如智能机器人、数控机床、数控模具、防滑制动器等等。
2.2机电一体化产品的特色和优点
1)通过改进电子元器件,增加了机器的使用时间和使用寿命。同时也提高了机器的可靠性;
2)通过元器件的改进,简化了机器的结构,缩小了体积,使产品更加便于携带;
3)通过技术的改良,产品种类更加丰富,功能也更加齐全。
4)智能化操作,通过自动监视和诊断,能够对一些突发事件进行应急处理,提高了产品的安全性;
5)采用机电一体化设备,提高了生产效率,产品本身的精度也得到了提高,生产作业更加高效,操作更加合理,减少了人工成本,扩大了生产规模,全面降低了产品成本;
6)机电一体化产品由原来的低档变为高档,首先增强了企业的市场竞争力,同时也为我国的现代化建设贡献出了属于自己的一份力量;
7)机械本身只按照计算机程序指令进行工作,这样可以实现产品动作的自动化。
8)增加了产品的功能,扩大了产品的使用范围。
3结论
随着电子技术和计算机技术的发展,机电一体化技术也逐渐走向成熟。机电一体化技术的发展使机电一体化产品的市场前景更加广阔。国家也慢慢地制定了很多发展规划用于支持机电一体化技术和产品的发展。机电一体化的发展前景是相当可观的。让我们共同期待机电一体化所创造的美好的明天。
参考文献
[1]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.
机电一体化技术的重要性范文3
Abstract: Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background, as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology, and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.
关键词: 机电一体化;应用现状;发展趋势
Key words: mechanical and electrical integration;application situation;development trend
中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)08-0110-02
0 引言
众所周知,现代科学技术极大地推动机械工业领域的技术改造和革命。迄今为止,世界各国都在大力推广机电一体化技术。近些年来,我国的计算机技术和微电子技术得到了长足的发展。在此基础上,这些技术被广泛应用到了机械工业领域,形成了机电一体化,不仅对机械工业的产品功能、构成和技术结构产生了重要影响,而且也给机械工业的生产方式及管理体系带来了巨大变化,使工业生产从“机械电气化”时代迈入了“机电一体化”阶段。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用,不仅深刻影响着机电一体化的发展趋势,而且深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展,并以蓬勃的生机向前发展[1,2]。
1 机电一体化概述
机电一体化的概念最早是1960年代末由日本安川电气公司提出,是将机械和电子技术集成结合起来所构成的系统的总称。作为一门新型学科,机电一体化已经建立起了一套自身的体系,并且随着科技的进步不断得到充实和更新。机电一体化的基本特征表现在:它从系统的视角出发,成功将微电子技术、机械技术、自动控制技术、信息技术、计算机技术、传感测控技术及电力电子技术的应用有机结合起来。作为一种系统工程技术,机电一体化通过对各功能单元进行合理布局与配置,使这些功能的高质量、高可靠性、低能耗价值得到了充分的体现,实现了优化系统的目的。一个所谓的机电一体化产品或机电一体化系统就由此产生。所以,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面[3]。需要特别指出的是,机电一体化技术并不是微电子技术、机械技术等新技术的简单拼凑,而是将以上技术群进行有机融合的综合技术。正是这一点,使机电一体化在概念上与机械电气化相区别。从发展历程看,尽管从纯技术发展到机械电气化,但这样的机械工程技术仍属传统机械。进入到机电一体化阶段后,其中的微电子装置不仅具有了和某些机械部件一样的功能,而且还具备了诸如自动处理信息、自动检测、自动调节与控制等许多新的功能。形象地说,机电一体化产品不仅可以替代人力去完成许多机械劳动,实现人手和肢体的延伸,而且还拥有了智能化特征,实现了感官与头脑的延伸。这一点也在功能上将机电一体化与机械电气化区别开。这个定义强调它将扮演越来越重要的角色机电整合。它在复杂的非线性上下文包括电脑和数字信号处理器(dsp),它存储和处理信息、通讯和互联网,这发送信息,以及各种计算机辅助设计(CAD)软件[4]。
2 国内机电一体化技术应用现状
当前我国正处于市场经济的发展阶段,尽管较之以往我们的机电产品出口取得了显著的成绩,但是仍然不能忽视存在的问题。正确对待机遇和挑战,思考并解决当前存在的问题无疑会有助于提高我国机电技术产品的水平和性能,对于完善我们的市场经济制度也大有裨益。从促进产业结构调整,推动完整的机电一体产业形成的角度看,我们的机电一体化面临以下两点任务:其一,要进一步推动传统工业技术升级,实现节能高效,这就需要对传统产业进行微电子技术改造。其二,大张旗鼓地开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代[5,6]。
首先,在技术政策上,要对能耗高、效率低下、不符合环保标准的传统产业进行限制,加快对落后产品的淘汰。同时,要鼓励对传统产业实施机电一体化技术改造。
其次,我国机电一体化产业覆盖面广,发展迅速,而我们的财力、人力和物力是有限的,产业的规划和发展不可能面面俱到,所以我们应建立机电一体化行业“协会”性质的统管合作机构,并赋予其职能,既有利于深入的行业调查,指导行业布点布局的调整,发展重点项目,又有助于制定出纵览全局的“机电一体化”发展计划和战略规划,以避免开发上重复、生产上撞车。
再次,通过“协会”的有效组织和广泛宣传,一来可以建立行业信息平台,及时分享更多的行业内部信息,二来可以增加产业在社会上的认知,使行业内外都重视和支持“机电一体化”的发展,既可以吸引外商到我国投资发展“机电一体化”的眼球,又可以更加方便合理调配资源。同时,尽管人民币升值短期内会减缓我国机电产品出口,但对技术贸易来讲,却可以利用此时的时机,大量引进相关产业的先进技术,反哺自身加工业,提高企业的利润空间。作为世界上最大的发展中国家,大力发展机电一体化技术,用微电子技术改造传统产业,开发数字化、智能化机电产品,既是振兴我国传统机电工业的新鲜血液和源动力,也是一条促使机电行业产业、产品结构调整日益完善的捷径[7,8]。
3 机电一体化技术发展趋势
Microelectro-mechanical系统(MEMS)一直是一个近年来热门研究领域。它也是一个快速增长的行业,它们的大小已经超过100亿美元,数以百万计的MEMS一直在等产品汽车安全气囊和喷墨打印机。MEMS技术已经应用到开发微型光学开关来处理高卷数据和话音通信的通信。MEMS本身是一个机电一体化极好的例子。作为另一个措施,表示的重要性小型化、美国政府投资270美元在2000年在国家纳米技术倡议关于人口统计学的改变,ASME报告中,“人口统计学是第二强大的力量改变世界的经济和社会。在未来40年,世界人口预计将将增长50%左右。婴儿潮一代将进入高级成熟度然后年老。“然后,报告触动了几个具体的方面包括欧洲和日本人口迅速老龄化趋势。虽然报告中没有讨论ASME,这种趋势将激励机电朝着人性化方向发展,如护理机器人的研发被称为人类友好的机电一体化。美国机械工程师协会(ASME)最近发表了一份报告,题为《机械工程在21世纪的发展趋势》,其内容主要介绍了从20世纪到21世纪机电一体化的进展和今后发展的趋势。它从以下四个类别描述了工程学的变革趋势:技术变革、人口变革、经济变革和社会变革。随着科技的进步,以下八个领域将会是机电一体化发展的主要途径:信息技术、微型化、材料科学、生物工程和医药、能源、运输、环境工程和制造业等[9,10]。
4 结论
在经济全球化趋势逐渐增强,市场竞争日趋激烈的当今社会,机电一体化的发展对优化本国的产业结构和发展本国经济具有至关重要的作用。机电制造思维是基于现代工程教育而逐步兴起和发展起来的。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。总而言之,机电一体化技术作为机械技术,信息技术,电子技术和计算机技术的融合、发展与延伸,在经济社会不断建设发展的过程中占据着极为关键的地位。我们需要明确机电一体化技术未来发展方向,妥善处理机电一体化技术在发展过程中面临的问题与障碍,推动机电一体化时代的全面发展。
参考文献:
[1]安红杰.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科技信息,2012,(1):37.
[2]刘莎,周泉.机电一体化的发展趋势分析[J].产业与科技论坛,2012,(3):108-109.
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[4]刘波.机电一体化的现状和未来发展.科技传播,2012,(10): 39-40.
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[6]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势.中小企业管理与科技(上旬刊),2012,(1):195-196.
[7]刘耀海.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势.信息系统工程,2012,(10):89-95.
[8]闫金鹏.浅析机电一体化的应用及前景.价值工程,2012,(14):52-53.
机电一体化技术的重要性范文4
[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
机电一体化技术的重要性范文5
关键词:机电一体化;煤矿;发展;应用
近年来,大量的机械设备被广泛的应用到煤矿开采工程中,在很大程度上提高了采矿的生产效率,同时也直接影响着采矿的生产安全。但是我们要清醒的认识到,我国机电一体化起步较晚,与发达国家相比,还存在着不小的差距,这导致了我国机械技术与电子技术融合不协调,其融合的优势还没有充分地体现出来,具有一定的局限性,阻碍煤矿生产效益的提升。基于此,我国必须要加强完善机电一体化技术,并且将之广泛应用于采煤设备中,以满足煤矿生产经济性与安全性的发展要求。
一、提升采煤设备机电一体化水平的重要性
我国机械化程度在不断提高,机械设备在工程发展中起着越来越重要的作用。提升采煤设备的机电一体化技术水平,能够提高采煤的生产效率,保证煤矿的生产质量,还可以大大提高机械设备工作的可靠性,保证机械设备平稳运转,同时机电一体化设备能够降低人为操作失误带来的不良影响,实现自动化生产,提高安全生产水平。采煤设备机电一体化的应用可以大幅提升设备的工作性能,将PLC控制技术应用于采煤设备,实现采煤设备的精细化控制,从而使煤矿机械设备自动化水平与控制水平有了较大的提高。
二、煤矿机械中机电一体化的特点
(一)基本实现自动化。机电一体化的应用,减少了人工操作环节,工人可以在保持设备运转的情况下,完成一些其它的工作,提高了工作效率,降低了员工的工作强度,在一定程度上提高了员工的工作积极性,同时也减少了员工操作失误对设备造成的损害。近年来,煤矿生产企业应用了一种机电一体化系统,这种系统只需要在电脑终端输入一定的数据信息,就能完成对机械设备的远程操控,同时还可以对设备进行实时监控,及时发现设备存在的故障,以便工作人员维修,促进生产智能化发展。
(二)实现网络控制和自动报警。在机电一体化的状态下,煤矿中的运作机械能够与电动机、传动带等设备相连,并且使用自动监控设备,自我检测机械运作过程中出现的故障,并及时警报。这样能够极大地减轻操作人员的工作负担,提高设备运行的稳定性和安全性,并简化工作流程。
(三)节约资源,经济实用。通过机电一体化控制,可以对各环节的机械设备进行精细化控制,减少传送带以及风机的使用频率,需要时保证其工作状态平稳,不需要时减少使用,以减少维持设备运转所消耗的资源。同时还可以提高设备工作效率,避免出现资源浪费,为企业创造更多的经济利益,因此在煤矿生产过程中受到广泛关注。
(四)在线监控和故障诊断。通过应用机电一体化技术,可以对关键采煤设备或者设备的关键部分进行在线监测,一旦发现设备存在故障隐患,就可以及时采取措施进行处理,这对避免设备故障的扩大化和降低设备安全事故发生几率具有重要意义。此外,通过对设备工况的实时监测和分析,可以使设备的故障隐患得以及时发现和处理。
三、机电一体化技术在煤矿机械中的具体应用
(一)在采煤机中的应用。由于采煤机生产效率的高低直接决定着煤矿的产量多少,给企业的经济效益带来了直接的影响,因此采煤机在煤矿生产过程中极其重要。目前,在采煤机中应用机电一体化技术的实例,主要是电牵引采煤机。相对于传统的液压牵引采煤机,电牵引采煤机有着更大的牵引力,采煤机移动时产生的阻力可以被有效克服,同时还可以发电制动,有效避免采煤机运行时发生的下滑现象。
(二)在安全生产中的应用。在煤矿生产过程中,安全问题不可忽视,机电一体化技术能够有效地控制煤矿生产中的安全问题,能够及时发现施工过程中的安全隐患,发出警报,提醒工作人员对设备以及施工现场进行检查,降低危害。我国开发出了新一代的安全生产控制系统,这表明我国在机电一体化应用上迈上新的台阶,同时将机电一体化技术与安全生产的有效结合,在一定程度上提高了煤矿生产的安全性,间接的影响煤矿生产的经济利益。
(三)在支护设备中的应用。在机电一体化的背景下,机械控制技术逐渐从机械控制、液压控制转变为电液控制,因为传统的机械控制在结构、控制精度上有一定的局限性,单纯的液压控制对自动化生产造成一定影响。在支护设备支架应用机电一体化技术主要体现在液压支架的的改造,将机电一体化技术与液压控制技术有机融合在一起,有效的降低一部分冲击载荷,对支护设备起到一定的保护作用。
(四)在带式输送机中的应用。带式输送机作为我国矿井下原煤输送的主要运输设备,凭借远距连续传输煤炭、高效、运行稳定和易于实现自动化的优势,始终在煤炭运输方面发挥着巨大的作用。由于井下h境恶劣,输送机械容易受到潮气、粉尘等多方面影响,因此,我国始终致力于自主研发更具有稳定性的输送机。目前主要推广使用的机、电、液一体化的CST可控软启动装置,这一装置满足了远距输送煤炭的需求,启动时平滑稳定,还可以荷载大质量物体,适宜井下运作。
四、结语
机电一体化技术在煤矿生产中的作用越来越重要,提升采煤设备的机电一体化水平不仅利于实现煤矿的安全生产,而且还能大幅度提升煤矿企业的综合效益,应该引起我们充分的重视。
参考文献:
机电一体化技术的重要性范文6
关键词:高职院校;机电一体化专业;现状;改革方向
自上个90年代以来,计算机技术以及电子信息技术的飞跃推动了我国机电一体化技术的发展与进步,同时各种机电一体化产品也层出不穷,至今也处于快速发展的阶段。随着国内外机电一体化技术的快速发展,很多企业在生产方面更加规范化,各个岗位的技能要求也逐步提高,机电一体化行业对相应的人才的需求也发生了根本性的改变。传统的机电一体化课程体系显然已经不能适应当前行业发展的客观需要了,这就促使高职院校结合当前实际,重新制定或优化机电一体化的人才培养方案,加紧实施课程改革。
一、当前高职机电一体化专业课程的现状分析
1、课程的设置过于追求学科的系统化
机电一体化专业的课程建设虽然几经改革依然没有跳出学科体系的潘篱,这是导致高职机电人才与企业所需要之间不一致的结症所在。机电一体化专业是一种复合型高技术专业,专业知识涉及机械与电子两大学科领域,让学生在短短的在校时间内去系统的掌握两大宽广而精深的学科领域知识是不可能的。严格追求学科知识的系统化造成了,机不太懂,电业不太通的尴尬局面,或者严重失去了专业的特色,达不到培养的目标。
2、课程知识老化、落后
目前,机电产业已逐步成为高新技术产业中的主导产业,机电产品逐渐智能化、柔性化、高速高精度化、微型化邓方向发展。支撑机电一体化产品的许多技术、伺服传动技术、伺服电机技术、传感检测技术及信息处理技术等在日益涌现和不断更新。许多的新知识、新技术、新工艺、新材料、新设备、新标准需要在课程中体现出来,而绝大部分院校的机电一体化专业课程的教学内容相对社会领域的科学化已显得非常落后,有些甚至依然是以传统的机械技术占主导地位,这必然导致培养目标很难适应当今机电行业的发展趋势。
3、专业课程设置与就业岗位存在偏差
由于现阶段我们缺乏对区域经济发展的系统性、针对性调查研究,导致很多高职院校在专业课程设置方面未能很好地突出就业为导向以及社会需求,使得机电一体化的专业方向十分单一,且市场适应能力较弱,进而不能满足地区经济和行业发展、就业岗位的需要。
4、专业教材内容与实际脱节甚至滞后
当前,很多高职院校所采用的某些机电一体化专业教材内容十分陈旧,版本过老,缺少一些能反映机电一体化先进技术的内容,而且该专业的各门课程之间缺乏紧密的联系,不利于学生将相关知识有机地渗透或结合在一起进行掌握。除此之外,还存在知识重复严重、理论性过强等问题,同时也极大地忽视了对学生实践能力与创新能力的培养。
5、忽视了对学生实践动手能力的培养
由于深受“重理论,轻实践”这一错误思想的影响,导致很多高职院校在进行专业设置时把理论课看得过于重要,导致理论与实践学习的比例严重失调。加之不注重教学实训,导致学生的实践场所或实习基地条件较差,使学生的实践训练严重不足,这对机电一体化这样实践性较强的专业来说显然是不相适宜的。
6、专业“双师型”教师存在严重不足
当前,很多高职院校在师资力量建设上还存在一些不足,尤其是机电一体化专业“双师型”教师存在严重不足的问题,有的专业理论教师不能指导实训教学,而有的实训教师在基础理论方面又过于薄弱,这不利于学生全面地提升和发展自我。
二、高职机电一体化专业课程改革的重要性与必要性分析
一方面,对当前的高职机电一体化专业实行课程改革是改变我国机电一体化教学现状的根本途径,具有重要的现实意义。随着我国科学技术的进步与飞速发展,我国的机电一体化产业逐渐发展成为高新产业的主导产业,甚至成为我国经济发展的重要支柱,所以机电一体化行业对人才的需求变得更高,具体来说,这些人才必须要具备扎实的专业技术技能,要能够灵活地运用各种现代化机器设备开展日常工作;其次,这些人才必须具备一定的经营管理能力、环境适应能力以及较强的应变能力,这样才能够快速地适应企业的管理经营模式,为企业的未来发展建言献策;第三,必须具备足够丰富的实践经验、良好的职业操守和团队协作精神,这是作为工程技术人才必不可少的基础条件。另一方面,由于我国的机电一体化专业起步较晚,发展时间不长,所以还没有形成一种合理高效的专业课程体系,当前不得不加快对该课程体系的总结、研究,以尽快发现自身的不足并加以改进,这样才能推动该专业又好又快地发展,因此,笔者认为进行机电一体化专业课程改革是一种必然趋势。
三、高职机电一体化专业课程改革的方向和建议
1、加快调研,进一步分析岗位需求,明确专业培养目标
对于高职院校而言,现阶段最重要的是根据行业和社会需求制定人才培养战略。具体来说,应当在机电一体化技术专业建设指导委员会的领导下,通过问卷、访谈、研讨等多种方式对机电企业进行广泛的调查研究,进一步明确我国机电一体化技术专业毕业生的主要工作和岗位群。同时,要结合国家对高职学生培养目标的总体定位,以岗位需求和职业标准为依据,以职业生涯发展为目标,明确机电一体化专业的培养目标,应当是全面发展,具有良好的职业素质、实践能力以及创新能力的高素质技术应用型人才。
2、与时俱进,加快机电一体化专业课程体系的模块构建
笔者认为,现阶段构建以模块化课程为基础的理论课程体系和实践课程体系很有必要。
要合理地构建理论课程体系,就需要我们对职业岗位群进行系统的分析,以知识应用为主线,不讲求理论知识的系统性和完整性,以“必需与够用”为度,更加注重专业的应用性和实践性,这样,我们就可以把机电一体化专业的理论知识组成一些模块化课程,进而形成理论课程体系。另外,构建合理的实践课程体系十分关键,这是由于实践课程是促使学生获得知识的重要途径,它对培养学生的作风、素质和能力具有十分重要的作用。高职院校应当结合实训条件,形成一种与理论课程体系紧密结合的实践课程体系,可分为基本技能训练、技术应用能力训练和综合技能训练三个模块。这样既能够有效地促进学生对专业知识的学习和技能的掌握,又能够为学生未来就业提供经验、创造条件。
3、着重强化校外实习环节教学,增强学生的工程应用能力
针对高职院校对机电一体化专业实践教学环节不够重视的情况,笔者认为有必要对此采取进一步的强化措施。首先,高职院校应当注重对实践教学环节的安排与实施。日常除了开展各种传统的电机实验项目外,还应当有序地组织学生到不同电机企业或变压器厂进行实习训练,以不断增强学生对电机结构、生产流程的感性认识;其次,高职院校也要加快校企合作,注意搞好与较大较强企业之间的关系,以借助校外实习基地锻炼学生的动手能力,培养更多优质人才;第三,高职院校也要适当地改进实验、实训的投资方式,可以把学校实践性很强的实验实训投资与企业的技术改造结合起来,着力抓好实验室、实训基地的建设工作,甚至可以把部分实验室或者实训基地直接建立在企业当中,这样一方面给学生创建了一个真实的实践环境,另一方面又极大地促进了地方经济的发展,盘活了学校的投资,为机电一体化专业的学生带来更多福音。
四、结束语
总而言之,我国的高职院校机电一体化专业课程现状不容乐观,可以说是已经面临着严峻的改革形势,当前我们的高职院校必须在国家教育部门相关政策的指引下,紧跟机电行业发展的需求与步伐,结合高等职业教育的实际特征,逐步有序地采取课程改革措施,并且在改革的过程中不断进行总结、更新、调整和完善,这样才能探索出一条真正适合自身发展的道路,才能为我国的机电行业培养出更多适应社会发展需要的高素质人才。
参考文献:
[1] 洪小丽,孙涛.高职机电一体化专业课程现状及改革思考[J].长沙航空职业技术学院学报,2009,03:14-16.