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机电一体化工作环境范文1
关键词：高职；机电一体化专业；一体化课程体系；技术路径
近年来，随着国外先进职业教育课程建设理念与技术的逐步引进与推广，工学结合作为职业教育的重要特征也逐渐得到认同。广州市工贸技师学院顺应国内外市场对技能型人才的需求，即技能人才需具备综合职业能力和奠定持久的职业生涯发展，在机电一体化专业建设中，提出构建工学结合的一体化课程体系的工作目标，并在具体的教学中实施。
机电一体化专业课程体系改革的必要性
长期以来，我国职业教育所采用的课程体系多为学科课程体系，其基本特征是以学科内容为中心设计课程，依据不同学科之间的相关性，按照先后顺序开设教学科目。虽然学科课程体系具有逻辑性和系统性较强的优点，但是，随着科学技术和产业组织结构的发展，其缺点也日益凸显，如学科课程忽略世界的整体性，将原本内在统一的科学、艺术、道德割裂开来；学科课程强化“精英文化”，强化少数人利益，与“大众文化”割裂开来；学科课程以灌输学科知识为宗旨，过多倚重接受学习，忽视发现学习、探究学习、行动学习在人的发展中的价值，忽视社会经验的获得和实践能力的形成；学科课程的系统性不能等同于职业活动的系统性，学科课程所强调的抽象概念和理论与职业教育的应用性、实践性要求不相符。
进入新时期，现代企业和社会管理步入了以过程为导向的综合化运作时代，强调劳动者专业能力、社会能力及方法能力的综合运用，孤立的学科课程体系与此需求相去甚远。因此，改革长期徘徊在职业教育领域的学科课程体系，构建适应社会经济发展和企业用人需求的新课程体系势在必行。
在机电一体化专业的学科课程体系中，课程主要分为专业基础课程和专业实训课程，专业基础课程强调《工厂电气控制技术》、《电工电子技术》、《机械制造技术》、《单片机与接口技术》、《液压与气动技术》、《自动检测技术》、《机电一体化技术与系统》等专业理论知识的学习，专业实训课程强调《金工基本技能实训》、《机电设备拆装》、《电子电工专项技能实训》、《机电一体化技术实训》基本操作技能的训练，不管是理论知识的学习，还是单项技能的训练，学科课程体系均从片面的片段的角度看待本专业的整体性职业活动，没有与完整的工作过程建立一种直接的联系，对专业人才完成一项综合性工作任务所需的综合职业能力培养非常有限。因此，改革机电一体化专业的学科课程体系，构建工作过程导向的课程体系势在必行。
机电一体化专业课程体系改革的技术路径
职业教育是为人们胜任职业活动和通过职业活动实现人的发展而提供的教育，具有完整的工作过程是职业教育的基本要求，因此，职业教育过程中的媒介和手段都应是工作化的，必须将具体的工作情境置于教学过程之中，并以工作性思维来构建教学过程，根据职业教育的特征和规律，课程设计开发要体现“在工作中学习，在学习中工作”的理念。
基于工学结合的一体化课程体系改革理念，在机电一体化专业课程体系构建中，课程的设计和开发必须以工作为基础，并保证以工作为基础的教学过程必须产生胜任现实工作的能力。校企合作的核心是认识企业的工作形态和工作内容，并将其充分而有效地呈现于教学过程之中，聘请企业专家参与课程建设、签订校企合作合同、组织师生企业实习，其目的都是为了保证“工作呈现”的有效性。
因此，在机电一体化专业课程体系构建中，本专业一体化课程体系的开发设计技术路径如下：行业、企业情况分析和岗位工作分析召开实践专家访谈会提取典型工作任务一体化课程转化确定学习任务设计教学计划编制学习材料（工作页等）开发投入实施。
行业、企业情况分析和岗位工作分析通过企业调研，与企业实践专家访谈，与企业工程技术人员探讨，观摩企业实际生产运作等途径，分析行业、企业实际工作情况和对技能人才的用人要求，确定本专业技能人才的就业领域有：电气设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维修；电气、机电产品生产现场的工艺实施；仪器仪表的配置、检测、调试与维修；机电一体化工程项目的施工、维护及技术服务；机电类产品的营销与售后服务；机电设备的技术改造、技术管理、产品辅助开发等。
召开实践专家访谈会，提取典型工作任务向若干机电一体化行业的企业一线人员发放“实践专家工作职责调查表”，分析企业一线技能型人才的个人工作经历和现从事岗位工作职责、工作内容，从而遴选符合参加实践专家访谈会条件的企业实践专家。学校确定课程开发主持人、专业骨干教师及聘请的实践专家之后，召开实践专家访谈会。会上，在课程开发主持人主持，专业骨干教师配合下，引导企业实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”，“实践专家职业发展阶段分析表”要求每位企业实践专家列举从进入机电一体化行业开始到成为实践专家的发展过程的若干阶段及其每一阶段所从事过的、有挑战性的、完成工作的过程能够提高工作能力的有代表性的工作任务实例。待所有实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”后，课程开发主持人引导实践专家配合，从所有填写后的“实践专家职业发展阶段分析表”中提取代表性工作任务，最后根据人才培养目标要求分析确定典型工作任务并按从入行到实践专家的职业发展阶段进行排序。机电一体化专业提取的典型工作任务，按照初级——中级——高级——技师的职业发展排序，通过企业实践专家分析，共提取了“机电设备装配、调试与维护”、“电气控制柜的安装调试”、“机电一体化系统疑难故障诊断与检修”等16个典型工作任务。
转化确定学习领域课程根据职业教育规律和目标，按照一个典型工作任务转化为一门学习领域课程的原则，在企业实践专业和学校专业骨干教师的共同讨论分析下，将职业行动领域中的典型工作任务转化为职业教育领域中的学习领域课程。机电一体化专业最终确定的学习领域课程有：“电气安装”、“机电设备疑难故障检修”、“机电一体化系统设计”等16门课程，每门课程均体现一项完整的工作任务。
设计学习任务，编制教学计划根据地区区域经济发展水平和学校教育教学基本条件，对应每一门课程，开发设计若干学习任务。学习任务可以直接来源于企业，也可以由学校根据工作任务要求设计开发，但它原则上是一个完整的工作任务，能体现完整的工作过程。机电一体化专业开发设计的学习任务有：“工具和仪表检修”、“齿轮传动机构拆装与测绘”、“常见机床动力电路安装与检测”、“自动生产线总装与调试”等58个。在学习任务的排序上遵循由易到难的排列原则，低年级设计数量较多的引导性较强的学习任务，高年级设计数量较少的综合性和开放性较强的学习任务，完成所有学习任务的，其目标实现之和应该大于或等于所属一体化课程的目标。学习任务设计完成后，根据学校实际师资情况和设施设备情况，以及教育教学秩序要求，确定每个学习任务的学习与工作时间，编排可执行的教学计划。
转贴于
学习材料（工作页等）开发，投入实施根据学习任务的目标要求，学校专业骨干教师到相关企业收集企业实际生产任务的工作素材、行业标准、企业标准、工作规范要求等，运用编写学习材料的规范要求和技术方法，聘请企业专家与专业骨干教师共同编制教学材料，例如工作页。学习材料开发完毕后，学校组织行业企业专家和课程开发专家评审课程体系成果材料，评审通过后投入实验。
机电一体化课程体系的实施
目前，广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学，其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点：（1）新课程不仅让学生掌握知识和技能，而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力，有利于学生持久的职业生涯发展；（2）新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯，使学生转变成为探究知识的主体，可以提高学习主动性，增加学习兴趣；（3）学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼，对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助；（4）学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境，能够满足学习需求。
通过一个周期的实施，总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑，才能保证课程构建和实施均能取得成功。
教学组织模式课程实施应该以学生为中心，即学习的主体是学生，学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展，因此必须将学习作为工作过程（即教学过程）的中心，以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段，并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源，包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础，都应服务于学生的学习过程（即工作过程）。按照完成一项工作的基本思路，课程实施应具有完整的工作过程：获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。
师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务，学习任务由工作任务转化而来，在课程实施过程中，教师仅仅起到引导和服务的作用，因此，对教师的工作实践经验，对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前，职业教育界的教师多来自大专院校，缺乏企业实际工作经验的占大多数，势必对工学结合的一体化课程实施带来影响，所以，学校在考虑推一体化课程实施的同时，要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道，让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。
学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备，创设尽量真实的学习工作环境，让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务，因此，学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备，要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发，从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发，规划设计学习工作环境，也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中，每一学习工作站均划分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域，方便学生自主检索学习工作过程所需的资源，养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯，并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流，互相学习。
总之，构建实施机电一体化专业的工学结合一体化课程体系是一项系统工程，不仅仅是一种课程组织方式的改革，而是一种更深刻的课程价值观的变革。课程是为学生提供教育服务的直接载体，建设符合企业用人要求、能够保证学生持久职业生涯发展的课程是我们义不容辞的责任和义务。
参考文献
[1]赵志群.职业教育与培训学习新概念[M].北京：科学出版社，2003.
[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京：清华大学出版社，2009.
[3]陈宇，陈李翔，赵志群.技能振兴：战略与技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.
机电一体化工作环境范文2
关键词: 机电一体化; 生产企业; 智能化；
机电一体化概述：
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也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，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。只是，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、微电子技术以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力。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，还能赋予许多新的功能，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。即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眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
一、机电一体化技术发展历程
随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
由于信息技术的飞速发展, 网络化、信息化概念向自动化领域的渗透, 使得自动化系统的体系结构面临一场深刻的变革, 这种变革也必将对机电一体化发展产生重大影响。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，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。同时，由于人工智能技术、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，也为产业化发展提供了坚实的基础。
二、机电一体化的发展方向:
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和进步。
(1).光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的, 因此, 引进光学技术, 实现光学技术的先天优点能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源( 动力) 系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
(2).智能化机电一体。化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者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。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，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、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、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而必要的。
( 3).微型化。微型机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
目前, 利用半导体器件制造过程中的控制技术, 在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时, 就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“ 融合”, 机体、执行机构、传感器、CPU 等可集成在一起, 体积很小, 并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
（4）.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，特别是“人格化”发展引人注目，即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。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。
三、机电一体化在煤化工生产企业的现实意义
1、 提高劳动效率，机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤化工企业的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。
2、 提高了劳动安全保障，传统的焦化工作环境非常恶劣,高负荷地工作会严重影响到操作工的身体健康和生产安全。采用机电一体化设备进行、运输、阀门的开启等,不仅可以使操作工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且减少去有毒有害场所 的次数故能降低发生事故和危险的几率,提高安全生产效率。
3、 增加了经济效益和工人的劳动收入，焦化机电一体化技术的运用使得焦炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使工人的劳动收入有所提高,改善工人的生活质量。煤化工企业的快速发展带动了我市其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。
四、选用机电一体化产品时的建议：
1、企业在引进机电一体化产品时, 要考虑工艺是否成熟, 是否是主流技术, 产品的稳定性, 维护方面的投入等。还需要培养自己的技术人才, 尽快转化为自己的技术, 解放生产力。加大职工培训的投入, 培养一批高水平的操作人员, 减少维护成本。
2、选择机电一体化产品时，要注重功能强、性能好、质量高、成本低, 且具有柔性,这样可为传统的机械工业注入新鲜血液, 带来新的活力,实现文明生产。
3、劳动强度大的场所选择机电一体化可以通过机电一体化来降低生产现场的劳动强度, 并能保证设备和人员的安全, 所以焦化企业, 更适合开展这项工作。
机电一体化工作环境范文3
关键词：机电一体化；智能控制；机械制造
前言
随着信息技术以及微电子技术的进步，大规模集成电路已经不能满足人们的需求，超大规模集成电路自然应运而生。随着超大规模集成电路的广泛应用，机电一体化技术也实现了质的飞跃，在工业生产中表现出更加卓越的性能。在电气工程高速发展的当今社会，机电一体化技术能够从多方面满足工程的效率需求和可靠性需求，首先机电一体化技术能够减少工人操作的失误，实现高精度生产，同时通过既定的设计能够保证系统运行的安全性[1]。故进一步提高机电一体化中智能控制系统的应用范围和应用水平，对促进智能化生产具有极其重要的意义。
1 机电一体化概述
1.1 机电一体化系统
机电一体化系统是指通过有机结合信息技术、机械技术、微电子技术和传感器技术等，并将其在实际的工业生产中进行应用，故以往将机电一体化技术又称为机械电子技术[2]。简单的说机电一体化技术就是通过大规模和超大规模集成电路进行既定程序的设计，从而实现机械设施的自动控制。
1.2 智能控制系统
所谓智能控制是指通过计算机模拟人类的思想，通过计算机程序实现对复杂多样的操作进行模拟，从而实现在无人控制的情况下完成机械控制并实现机械的自动化生产。通过智能控制能够帮助人类解决很多复杂的问题和实现很多复杂的操作，同时极大的提高操作的精度，使得机械制造业能够制造出更加精密的设备[3]。智能控制系统与传统控制系统相比较具有更加方便快捷、更加精确、更加安全的优势，通过智能控制系统能够最大限度地精简参与生产的人员，在人类肉眼不可能达到的精密层级进行操作，使机械设备在一些人类不能到达的空间进行工作。随着科学技术的快速发展，智能控制系统已经在工业中大放异彩，随着其与其他技术的完美结合，已经为人类做出了极大的贡献。
2 智能控制系统与机电一体化系统
智能控制系统与机电一体化系统是一对相辅相成的技术，通过二者的结合能够更多地发挥机电一体化系统的功能，同时也能够促进智能控制技术的发展。
2.1 智能控制系统能够完善机电一体化系统
目前机械工业的发展方向就是与智能控制相结合，与传统的自动化控制相比较，通过微电子技术实现机械工业的自动化控制能够更加完善机电一体化系统。通过智能控制系统在机电一体化系统中的应用能够使机电一体化系统无需分析中间模型，从而根据变化直接形成命令信号，最终在运算器和控制器的作用下实现机电一体化系统快速、高效的完成工作[4]。
2.2 提高机电一体化的工作效率
由操作员对机械设备进行控制，如遇到外部环境的变化，则需要操作员对环境变化进行分析与计算，从而确定命令的改变，同时由于人类自身条件限制，使得操作精度具有一定的局限性，故在操作中还需要多次调整才能将机器调节至最佳工作状态。而通过智能控制系统进行操作的话则仅需一瞬间就能够将机器调节至最佳工作状态，首先在感受外界环境变化上通过传感器和控制芯片的作用即可在瞬间完成，同时由于超大规模集成电路具有超强的计算性能，使得极短时间即可确定操作指令，并不需要调整过程即能使机械设备直接符合控制命令的要求，故能够大幅度提高工作效率[5]。
2.3 增加其安全性
通过智能控制系统控制机电一体化系统仅需要操作员输入指定命令即可，其余的一切操作则可通过智能控制系统根据环境的变化进行自行调整，实现系统的正常运行，最大限度地保证机电一体化系统的安全性。通过智能控制系统能够保证机械设备在人类无法到达的空间正常工作，比如月球探测器的控制。
3 智能控制系统与机电一体化的结合
3.1 数控机床中智能控制系统的应用
随着现代科技的实质性进展，机电一体化技术对数控技术的要求愈加提高，在原有的控制系统基础之上，通过扩展智能控制功能，从而实现数控领域中的智能编程和智能控制，以实现对数控领域中智能监控、智能编程以及建立智能数据库等目标，最终实现对于一些不明确的问题进行综合处理，以达到一些数控故障信息进行推理的最终目的。
3.2 机械制造中智能控制系统的应用
智能控制系统在机械制造中具有十分重要的意义，通过结合现代计算机技术，利用计算机软件模拟人类的制造工作，能够大幅度节省人类的脑力劳动时间，通过信息采集系统录入机械制造图纸，再以计算机软件分析图纸的结构，对制造参数进行修改，从而实现智能控制系统对机械制造业的控制。能够有效地提高机械制造的效率和精度。
3.3 建筑工程中智能控制系统的应用
一般建筑物中应用智能控制系统均为通过该系统控制照明系统，通过计算机网络和通信对照明系统的开启和关闭时间进行控制，同时对照明系统的逻辑进行控制，实现自动化开启和关闭以节省能源；在建筑工程的内部运用智能控制系统，能够对建筑物内部的空调进行控制，从而智能调节空调系统以保证建筑物内部的空气质量，同时保证建筑物节能。
3.4 机器人领域中智能控制系统的应用
机器人领域是现阶段全球高新技术集中的热门领域，越来越多的先进技术均涌向机器人领域，从而实现机器人的高度智能化。通过智能控制系统在机器人领域的应用，能够使机器人在行走和工作中进行更加复杂的操作，通过专家对机器人工作环境的研究，设定适当的计算机程序能够使机器人的工作能够更加适应环境，通过合理有效的规划机器人的控制，保证机器人的智能化工作[6]。
4 结束语
综上所述，随着现代化、国际化和全球化的科学技术发展，机电一体化系统中智能控制已经得到了十分广泛的应用，机电一体化系统中智能控制的应用与传统的机械自动化的技术有着十分巨大的差异和进步，这种智能控制的应用一方面可以改善人们的生活环境，同时还可以有效地提高了社会经济的发展水平，因此，需要从实际情况出发，拓展人类的思路，同时积极创新的对机电一体化系统中智能控制的应用与运行规律进行探索和经验积累，使得智能控制在机电一体化系统中能实现高效地运行以适应社会发展的需要。
参考文献
[1]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2012，08（05）：1280-1282.
[2]赵祥坤，李帅三，苏奎.基于智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J].中国新通信，2014，03（04）：1060-1061.
[3]刘彬，李文悦.探讨机电一体化系统中智能控制的应用[J].黑龙江科技信息，2013，25（05）：1131-1132.
[4]孟丽萍，高丽华.浅析传感器在机电一体化系统中的应用和发展[J].华章，2012，11（01）：1316-1317.
机电一体化工作环境范文4
【关键词】机电一体化技术；煤矿应用；发展趋势
0.概述
机电一体化是机械、电子、计算机和信息技术有机结合的一门复合技术。机电一体化是以机械的主功能，动力功能上引进计算机和电子技术，将机械装置和电子设备以及软件等有机结合所构成系统的总称。它标志着机械和电子两个系统的相互渗透，相互融合。机械与电子结合的本质，不仅单纯地利用电子技术来简化或替代机械，更重要的是从系统工程学的观点出发，由机械系统、微电子和计算机技术、信息技术组成了最佳系统。其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性、微型化、集成化、带源化和绿色化。
煤矿机电一体化技术是矿山综合自动化的基础，是煤矿企业信息化的重要支撑技术，在煤矿采掘、运装备的应用和推广，大力地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了坚实的基础。
1.我国煤矿机电一体化技术的发展现状
从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。
2.煤炭机电一体化技术研究的意义
2.1提高了劳动效率
机电一体化改变了过去手工作业落后的生产方式，大量新型机电设备的产生彻底转变了煤矿的作业模式，工人的劳动强度明显降低，劳动生产率大幅提升，极大地提高了劳动生产率。
2.2提高了劳动安全保障
煤矿传统的工作环境使得矿工在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作，这严重影响到矿工的身体健康和生活质量，在异常清况下，会危及到他们的生命。机电一体化采用机电设备进行煤炭的采掘、运输、提升等，能够使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来，并把在危险有害和困难条件下工作的工人解放出来，防止工伤和职业病的危害，确保了矿工的生产安全。
2.3增加了劳动收入
煤电一体化技术的运用极大地提高煤矿的劳动效率，大幅度地提高了煤炭的产量，提升了企业的经济效益，矿工的经济收入有所提高，生活水平有所改善。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展，对促进地方经济的快速发展起到积极的作用。
3.机电一体化在煤矿生产中的应用
3.1矿井综合采煤方面的应用
电牵引采煤矿机是机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有良好的牵引特性，可用于大倾角煤层、运行可靠、使用寿命长，反映灵敏、动态特性好，结构简单、效率高等特点。
3.2矿井运输提升设备
（1）带式输送机：带式输送机具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤矿输送系统的主要运输设备。
（2）矿井提升机：矿井提升机实现全数字化交直流提升，特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合营企业一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备。
3.3其它煤矿机电一体化装置
其它机电一体化设备主要指煤矿矿供电设备。煤矿供电的特点是要可靠、质量高，能满足大功率设备的要求，因此采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数，减少供电系统无功电流，减少无功功率损耗。目前高低开关普遍采用“微机保护”，具备网络功能，可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。
3.4在煤矿安全生产方面的应用
矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一，也是保证煤矿安全生产的有效措施，为煤矿安全生产和管理起到了积极的作用。其主要特点是：测控分站的智能化水平进一步提高，具有网络连接功能，系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。
4.煤矿机电一体化技术应用的发展趋势
我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。但是，我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比，还有一定的差距，因此还有很多的工作需要继续研究，其未来的发展趋势是：①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；②增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等；④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。
5.结语
先进的煤矿机电一体化设备的高智能化、程序化、信息化的特点及体积小、操作维护方便、保护齐全、性能可靠等，使得这些机电设备在煤矿生产中得到广泛应用。它不但可以提高工作效率、减轻了操作人员的劳动负担，提高了劳动安全保障，同时也增加了矿山企业的市场竟争力，增加了矿工的经济收入，带动了相关企业的经济发展。总之，随着科学技术的快速发展，以及煤矿机电一体化的产品大量使用，其所创造的价值及效益将是以往不可想象的。同时各种新型机电一体化产品的大量使用也促进了机电一体化产品的技术、性能的不断提高及完善。 [科]
【参考文献】
［1］机电一体化实用手册[M].北京：科学出版社，2007.
［2］谭得健，徐希康.自动化技术、信息技术在我国煤矿企业的应用[J].工况自动化，2003.
机电一体化工作环境范文5
1 工业机器人概述
工业机器人是最典型的机电一体化、数字化装备，是现代制造业的基础设备。工业机器人技术综合了工业技术、计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，技术附加值很高，应用范围广。工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。其最显著的特点如下。
可编程：工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用。
拟人化：工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分;在控制上有计算机系统。智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。
通用性：一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器便可执行不同的作业任务。
2 工业机器人在国内外的应用概况
工业机器人作为现代制造业主要的自动化装备，已广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、电子信息、家电、化工等行业(图表1);进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛、铸造等复杂作业(图表2)。其中焊接领域工业机器人占工业机器人应用总量的40%以上(图表2)。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。
中国是制造业大国，随着人力成本的增加，以机器人为主导的自动化设备越来越受欢迎;随着我国制造业转型升级，工业机器人是实现转型升级强有力的技术手段。据专家预测，中国到2014年将将成为全球最大的工业机器人消费国。预计到2015年，中国机器人市场需求量将达3.5万台，占全球总量的16.9%，成为规模最大的机器人市场。未来3年中国工业机器人市场复合增速可达30%。
3 国内工业机器人应用型人才的情况
随着工业机器人在我国的快速推进和广泛使用，制约其推广使用的瓶颈突显出来，即国内在这方面的人才储备却几乎为零，许多企业因为找不到这方面相关人才，只能选择推迟或者放弃工业机器人的使用。目前，处于生产一线的各种工业机器人应用技术的人才据调研主要有二个来源：一是大学、高职和技工院校的机电一体化或数控技术应用等专业的毕业生，他们具有不同程度的英语、计算机、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力，但缺少学校难以提供的工艺经验，同时，由于学校教育的专业课程分工过窄，这些人仍然难以满足企业对机器人具体应用技术等复合型人才的要求。另一来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的工业机器人技术应用中、短期培训，以适应企业对该类应用型人才的急需，这些人员一般具有企业所需的工艺背景，有比较丰富的实践经验，但是他们大部分也是传统的机、电类专业的毕业生，对计算机、自动控制类的知识知之较少，特别是对机器人系统和应用集成系统不太了解。
工业机器人技术应用型高技能人才的严重缺乏，制约着工业机器人在我国快速和有效的推广应用，培养这方面的高技能人才迫在眉睫。为探索这方面人才的培养和培训，笔者所在学校几年来做了大量的努力和尝试，积累了一些经验，也取得了较为显著的成效。
4 工业机器人应用型高技能人才的培养
4.1 做好专业建设开发
专业建设开发水平决定着人才培养的格局与办学水平，必须主动适应职业教育发展的新形势和我国经济社会发展与产业结构调整对专业发展的实际需求，更好的服务于区域经济建设和社会发展。
(1)立足学校自身专业优势。由于工业机器人技术是现代工业中尖端自动化技术高度集成体现。因此，一个学校工业机器人技术应用专业的开设必须有机电一体化和自动控制方面专业作为支撑，专业的具体应用也必须有相应的专业与之相对应。电气自动化专业和焊接专业是我校的传统优势专业，开设时间久，具备良好的师资和设备设施基础，因此，开设工业机器人焊接专业对我校来说优势明显，既可以实现设备设施和师资资源的共享和快速转化，节省人力和物力的投入，又可加快专业的开发建设步伐，缩短开发建设时间。(2)进行充分的市场调研。随着工业机器人技术的进步和发展，工业机器人的应用范围相当广泛，从国内工业机器人的应用来看，汽车、电子工业仍是主要的应用领域;搬运、装配等机器人的应用也呈逐年增长的趋势;近年，在机床业的应用也出现突飞猛进之势;军事、精细外科和危险作业等领域的应用也将逐步展开。不同地区由于工业发展的侧重点不同，对工业机器人具体的应用也不一样。因此，专业开发必须进行充分的市场调研，了解当地工业机器人应用的主要领域及应用趋势，了解各应用岗位所需要的职业要求和技能特点，才能找到专业的切入点，突破点。
笔者所在学校地处广州，开办本专业前，对本地区工业机器人的应用进行了充分的调研，了解到：①广州地区汽车工业发达(北有东风日产、南有广汽丰田，东有广汽本田、西有一汽大众)，物流业也十分发达，焊接机器人和搬运码垛机器人被广泛应用;②汽车总装厂的焊接主要以点焊为主，汽车零部件厂则以弧焊为主;③合资或独资企业对工业机器人的品牌有一定的选择性：本国品牌工业机器人是首选。④被调研企业对这方面的人才需求情况;⑤企业的规模和自动化水平高低与岗位技能的关系：规模较小、自动化程度较低的企业，对这方面人才的要求较高—“全加专”;自动化程度高、规模较大的企业，由于分工精细明确，对这方面人才的要求是“专且精”……。这些调研结果对专业方向的确定、课程的设置提供了现实、科学的依据。
(3)做好校企合作这篇大文章。学校与企业的紧密合作符合技工教育发展的内在规律，有利于促进技工教育健康发展，通过开展紧密的校企合作，实现校企双方信息、资源的共享和互补，达到校企“双赢”。为做好工业机器人焊接专业的开发建设，笔者所在学校先后与上海ABB工程有限公司，东风日产乘用车有限公司、广汽本田汽车有限公司、珠海固得自动化焊接设备有限公司等企业进行了合作，合作企业贯穿整个机器人产业链：生产商、集成商、用户。合作企业在市场调研、师资培训、课程设置、实训室的建设等方面给予了我们很大的支持和帮助，企业的一些工程技术人员被聘请为学校的兼职教师。通过校企合作使我们的专业开发、实训中心的建设能顺利有效的进行，避免了走弯路。目前，学校工业机器人技术应用实训中心已成为上海ABB公司华南地区的产品推广和客户培训中心，东风日产公司企业员工工业机器人的培训中心，珠海固得自动化焊接设备有限公司用户技术培训中心，真正实现了校企“双赢”局面。
4.2 创新人才的培养模式
(1)加强一体化师资的培训。工业机器人技术的前沿性、高端性、操作性特点，决定了必须有一支掌握本技术的一体化师资来充实教师队伍。学校在专业建设开发中“兵马未动、粮草先行”，先后多次派遣机电、焊接类教师到上海ABB公司、珠海固得公司、东风日产公司参加培训学习，也邀请这些公司的工程技术人员来学校进行培训、讲座。通过鼓励教师自己解决教学过程中遇到的各种技术问题、参与企业员工的培训工作、兼任ABB公司用户培训师等方法与手段，促进了我们教师的技术业务水平的快速提高，为后期开展教学和培训奠定了良好的基础。
(2)开发一体化课程。工业机器人技术应用作为一项高新技术专业，其技术性和应用性的特点决定培养模式必须创新，必须以促进学生就业为导向，以培养学生的职业岗位能力为目标，打破传统的学科课程模式。
为做好工业机器人焊接专业的一体化课程开发，学校邀请合作企业的人力资源专家和工程技术人员共同参与，成立课程开发团队，开发基于工作过程的一体化课程。
①确定课程目标。通过分析工业机器人技术应用职业岗位(群)中操作技术工人、维修技术人员及程序开发工程师的工作任务和任职所需的专业能力、方法能力和社会能力，并以此确定课程目标。本专业课程的特定工作情境为焊接机器人一线操作工和维修工，其工作岗位(群)的岗位要求是根据生产要求选择焊接材料，设定焊接参数，编写机器人工作程序，并能根据样品调整焊接参数，修改焊接程序，能对工业机器人和外围设备进行日常的维护保养工作;能对普通的电气故障进行检测和维修。
②确定课程内容。通过广泛的网络调研、企业实地调研，与合作企业专家研讨，对专业课程分为钳工与钣金、手工焊作业、自动化控制和机器人焊接四大部分，确定具体的课程内容。先后与ABB公司合作编制了《工业机器人基础编程与实训》，以具体的企业案例和项目为载体编制了《工业机器人焊接典型案例实训》等校本教材，知识全面适度、技术先进;设计开发《电气部分一体化工作页》，《钳工钣金部分一体化工作页》《手工焊部分一体化工作页》、《机器人焊接部分一体化工作页》，开发了工业机器人基础操作示教视频以及基础操作与焊接操作教学多媒体课件。
③实现“教、学、做”一体化。在教学的实施过程中，将教学过程与工作过程融为一体，教师与工程师融为一体，学生与员工融为一体，理论教材与实训教材融为一体，教学环境与工作环境融为一体。由此形成融知识传授、能力培养和生产服务于一体的“教、学、做”一体化教学模式。
4.3 以开放性和共享性的思维做好一体化实训中心的建设
在建设校内实训室的过程中，按照“一次规划、分步实施”的原则。从工业机器人应用最广泛的领域——机器人焊接技术为切入点、突破口，构建培养培训工业机器人焊接技术的高技能公共实训、职业研发平台。夯实平台，以点带面，逐步开发机器人其他的应用领域，逐步形成一个以工业机器人技术应用为核心的专业群。(图3)
第一期已经建设了四个实训室：“焊接基础实训室”“工业机器人基础操作与应用开发实训室”，“工业机器人模拟仿真实训室”、“工业机器人焊接实训室”;配置了一批处于世界领先水平的ABB、FUNAC工业机器人和ABB模拟仿真软件(50套)以及福尼斯焊接设备;同时，按照一体化教学的要求进行实训室的设计和布局：安排有教学区、实训区、讨论区;按照企业的6S工作要求和氛围对实训室进行了美化布置。按照学校规划，我们第二期工业机器人搬运码垛、分拣包装实训室建设也在积极的筹备之中。
4.4 积极开展企业员工培训
企业和社会对工业机器人技术应用型人才的迫切需求，为开展企业员工培训提供了巨大的市场空间。利用学校工业机器人技术应用实训中心这个先进平台，通过与ABB公司合作，按照企业培训需要和要求，我们设置了短期、中期的工业机器人应用技术培训课程。
两年来学校先后为东风日产、安利纽崔莱等十多家企业的工程技术人员进行了培训，培训人数将近200人，对培训合格者颁发由学校和ABB公司共同认证的课程证书，获得了企业社会的一致好评。通过这些培训，不仅解决企业的燃眉之急，促进学校教师队伍业务和技术水平的提高、推进工学结合的人才培养模式的创新，同时也促进校企的深度融合，构建校企合作的“立交桥”。
5 结语
几年来，学校对于工业机器人技术应用专业开发和高技能人才的培养做了不懈的努力，该专业正不断成长壮大，且日趋成熟。工业机器人技术应用属高新技术领域专业，随着技术的发展，需要在实践中不断的创新：根据社会经济的发展，按照企业所需人才的要求，及时更新该专业高技能人才的培养模式和教学内容，同时，教师的业务和技术水平也要紧跟先进技术发展的步伐，与时俱进，不断提高，只有这样，才能为企业、为社会培养出更多的工业机器人应用技术的高技能人才。
机电一体化工作环境范文6
论文摘要：伴随时展，进入21世纪崭新工业控制领域，PLC仍然能够引导自动化行业的发展，主要是由于在最初其采用计算机的设计思想和适应各种现场应用，随着电子事业的飞速发展，PLC已经可以在各个领域去适应不同的客户要求。这就是PLC的生命力，具有一个非常灵活的大脑和可以随时变化和更新的身体部件。
现代化工生产中，传统的手动操作已远远不能获得好的控制品质。目前，在电气控制领域，国内外普遍采用PLC。特别是在高温高压、易燃易爆高危生产领域，PLC以其在工业恶劣环境下仍能高可靠性工作，及抗干扰能力强的特点而获得更为广泛的使用。PLC将电气、仪表、控制这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。由于PLC是专为工业控制而设计的，其结构紧密、坚固、体积小巧，是实现机电一体化的理想控制设备。随着微电子技术的快速发展，PLC的制造成本不断下降，而其功能却大大增强。在先进工业国家中PLC已成为工业控制的标准设备，应用几乎覆盖了所有工业企业，日益跃居现代工业自动化三大支柱(PLC，ROBOT，CAD/CAM)的主导地位。
一、PLC具有以下显着特点
1.极高的可靠性
由于工业生产的环境条件远比通用计算机所处的环境差，因此要求PLC具有很强的抗干扰能力，并且应能在比较恶劣的运行环境中(如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等)长期可靠地运行。
2.使用方便
（1）操作方便：对PLC的操作包括程序输入的操作和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行程序输入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号继电器编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。
（2）编程方便：PLC有梯形图、布尔助记符、功能表图多种程序控制设计语言可供使用。
（3）维修方便：当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可根据有关故障信号灯的指示和故障代码的显示，或通过编程器和CRT屏幕的显示，很快地找到故障所在的部位，为迅速排除故障和修复节省了时间。
3.灵活性高
PLC的灵活性表现在下列三方面。
（1）编程的灵活性：PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图等，只要掌握其中一种语言就可进行编程。
（2）扩展的灵活性：PLC根据应用的规模的不断扩展，它不仅可以通过增加输入、输出卡件增加点数，通过扩展单元来扩大容量和功能，也可通过多台PLC的通信来扩大容量和功能。
（3）操作的灵活性：操作的灵活性指设计的工作量大大减少，编程的工作量和安装施工的工作量大大减少，操作十分灵活方便，监视和控制变得容易。
4.机电一体化
PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，它的体积大大减小，功能不断完善，抗干扰性能增强，机械和电气部件被有机地结合在一个设备内，把仪表电子和计算机的功能综合在一起。
二、PLC应用中需要注意的问题
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：
1.工作环境
（1）温度
PLC要求环境温度在0~55oC，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。
（2）湿度
为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。
（3）震动
应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶等。
（4）空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。
（5）电源
PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。
2.控制系统中干扰及其来源
（1）干扰源及一般分类
影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏，这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。
（2）PLC系统中干扰的主要来源及途径
强电干扰
PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。
柜内干扰
控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。
来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。
来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。
来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
三、结束语
PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
参考文献
宫淑贞、王冬青、徐世许 ，可编程控制器原理及应用，北京：人民邮电出版社，2002
