發布時間:2023-04-24 17:04:13
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的機電一體論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較,光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小,重量輕,適應性強,操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預設的程序一步一步控制實現,甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加,精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化,智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序,指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能,使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高,使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命提高,故障率降低,從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術,衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來,衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強,各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術,多種技術的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來,科技領域急起直追,我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效,數控產品有了很大的提高,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,是我國特有的經濟實用產品,不但適用國內市場的需要,部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器(PC)和微電子技術控制設備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此,我國自行研制和生產的光機電設備,在質量上也有重大突破,為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域,成為一種新興的學科,并逐漸成為一種產業,而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。
從世界科學技術的發展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括:
(1)激光技術
1)高單色性,利用激光高單色性作精密測量時,可極大地提高測量精度和量程。
2)高方向性,因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性,應用范圍更廣。
(2)傳感檢測技術
1)激光準直,能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準測量。
2)激光測距,其探測距離遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受天然影響大。
3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環境中,最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
(3)激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結,由點、線構造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場,極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
(4)光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在形狀記憶合金上,反復地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段,如果能發現具有優異光作用特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術,產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
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關鍵詞:機電一體化,畢業設計,措施
Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisalsoankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability.Thecontentisnotonlyaessentialpracticetrainingindependently,butalsoanimportantsynthesisreorganizationaboutknowledgeintheschool.Thepaperintroduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromtheselectedtopic,decidedtopic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.
keyword:mechanicalandelectronicintegration,Graduationdesign,Measures
1引言
畢業設計是高校機電一體化專業教學中的一個必不可少的教學環節,是對學校應屆畢業生在畢業前接受的一次綜合性實踐訓練,是對學生所學知識進行整理和系統的必要環節。它是學生接受設計任務,在教師指導下獨立進行工程實踐,獲得基本訓練并取得成果的過程,它是評估畢業生學業成績的一個重要方式,也是提高學生綜合素質與創新能力的關鍵一環[1]。結合我校教學工作的實際情況,我主要從選題、開題環節、畢業設計指導,論文答辯等方面,提出了改進畢業設計工作的措施。
2立足實際,科學選題
選題是畢業設計工作的龍頭,選題質量是影響畢業設計質量的重要因素,精心挑選畢業設計題目,是搞好畢業設計的第一步。結合我校實際情況,我認為當前選題工作存在著一些問題:1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠;2、有的選題對學生顯得難度較高,工作量過大;3、有的選題雖然有較高的研究價值,但學生由于怕難或者因就業等原因而不愿選;4、有的選題雖然取自實際生產,但學生并不能完全弄明白生產實際的具體情況,設計就有脫離實際的情況出現;5、有的選題雖然很好,但是學生都選同一類型的題目,相互之間,互相借鑒的比重太大,使的設計變相的成了一種具體的形式,另外,不同指導教師之間和不同的學生之間設計題目在難度和份量上也存在一定差異。
針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。
(1)畢業設計選題要盡可能做到一人一題,相互之間的共性盡可能少一些,這樣就可以避免學生之間互相抄襲、引用,讓他們能夠真正從設計的角度去思考問題,達到鍛煉和學習解決實際問題的能力,達到這個教學環節實施的意義。
(2)畢業設計選題要盡可能聯系生產實際和工程應用的研究。這樣有利于調動學生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關企業生產的實際情況,積極主動的去分析實際問題,找到解決問題的方法和途徑,使學生的綜合能力得到提高。因此,我們在為2004級機電一體化專業的學生選題時,選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統的設計”,“擦黑板機械人的設計”,“簡易倪紅燈控制系統的設計”,“十層電梯的PLC控制系統設計”,“電子搶答器的設計”等新穎的又結合生產、生活實際的設計題目,這些題目不僅能夠反映當代科技發展水平,而且能夠讓學生能進一步了解、把握國內外在機電一體化領域的一些最新成果和發展動態,使學生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。
(3)要考慮完成課題的客觀條件。學校畢業設計經費、教學試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業設計,必須根據客觀條件來選擇設計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設施和足夠的經費等,因此我們在選題時,一般選用能為學生提供可用的儀器設備,試驗場地等條件的科研課題,這樣可以為學生做畢業設計時提供可以直接操作,鍛煉自己的動手能力的機會。
(4)要有適當的難度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設計”課題時,考慮到該課題涉及了機械原理、系統設計、數電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領域,涉及的知識面較廣,設計工作量較大,有一定的深度,學生可以通過綜合應用所學的基礎理論和專業知識,在規定的時間內得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學生在有限的畢業設計工作時間內,經過努力能完成任務或做出階段性結果,我們安排了兩個同學參加,在掌握總體設計思路的基礎上,分別進行硬件結構設計、軟件設計等不同部分的的設計工作,讓每一位同學都各有側重點地進行研究,經過兩位同學的分工合作,最終完成了整個畢業設計題目的設計任務,效果良好。
3加強教學督導,落實開題環節
為了提高畢業設計的教學質量,我們借鑒了研究生創新能力培養方法,在本科畢業設計教學中加入開題環節,其目的是:1、通過開題環節可以盡早發現畢業設計題目是否滿足專業要求,學生能夠完成的可能性有多大,能否涵概所學專業的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環節,還可以強化學生通過查閱文獻資料,廣泛獲取信息的能力,培養學生提出問題、擬定實驗研究方案和設計方案,進行科學實驗與測試,對數據進行整理與分析,撰寫實驗報告、畢業論文的能力,同時也是對學生的書面表達和口頭表述的能力的培養,是落實和加強對學生創新能力的培養的有效手段。具體的實施辦法是:
(1)明確落實開題環節的必要性。開題的意義在于完善論文設計方案,使論文設計方案更加系統化。學生通過收集設計資料的相關信息,聽取各方意見,可以明確自己的設計思路,堅定設計者的信心。一般說來,將思考的東西正式地講出來和寫出來,會比原來所思考的更有升華的意味,因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創造過程。因為在撰寫開題報告時,就要求學生能夠弄清楚設計題目的來龍去脈,從而使學生明確畢業設計課題的目的和要求,讓他們對題目有更深刻理解與認識,會使原來的設計思路更加完善和系統,令他們對自己的工作做到“胸有成竹”,減少盲目性,避免出現不知從何處入手的尷尬局面。(2)開題環節的組織和實施。我們要求學生在開題會之前,,要按規范書寫開題報告。在開題的時候,學生須持經指導老師簽字同意的開題報告書、任務書及其它相關資料上臺匯報。主要匯報選題的目標和意義、擬采取的技術路線和方法、工作基礎、預期成果和工作計劃等要求的內容,要求學生自述10分鐘,然后評審小組根據學生的自述和開題報告書及其它文本內容,對學生畢業設計題目是否達到專業培養目標要求和完成論文設計的可行性進行考核,并對畢業設計題目的設計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。
4采取有效措施,加強過程指導
為了提高我們機電一體化專業畢業設計的教學質量,我們探索出了一條適用于畢業設計的全環節教學質量監控的方法。具體的措施是:1、設定學生的設計出勤表,要求學生在規定的時間內簽到,這樣做的目的是可以很好的掌握學生的設計進度,督促和指導學生按時完成設計。2、成立設計指導小組,小組成員盡可能包含所有專業特長的教師。小組內的每一位老師都可以對小組內的學生進行自己專長方面的專業指導,這樣可以提高指導設計者的綜合能力,使畢業設計的內容準確專業。3、開展設計小組例會制度,即每個設計小組每周開一次例會,主要工作是:要求學生把一周設計的心得體會在例會上發言,匯報設計進度,并提出設計中發現的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學生的設計進度,及時發現問題,并能及時糾正;另一方面,可以促進教師之間相互交流學習,使教師教學水平共同提高。通過對我校畢業設計工作的綜合考核,這種工作方式完全實現了對整個設計過程的檢測,保證了教學質量。
5嚴格考評,保證答辯的質量
答辯是畢業設計工作的最后一個環節,是全面檢查和評估畢業設計質量的重要手段。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。我校的具體情況是:根據不同的專業成立若干答辯分委會,分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔任。為了加強教學督導作用,我校專門設立教學督導組,成員都是離退休的老教授,在答辯期間分別派到各個小組指導答辯工作。
畢業答辯前首先是對學生的畢業論文進行盲審,要求由除指導教師外的答辯小組2名以上教師認真審查評閱,寫出評閱意見與評分,盲審不通過的不準予參加畢業答辯,以此來審查學生的答辯資格。通過的同學要準備答辯的ppt,把畢業論文的結構、主要完成部分及設計的結果等內容準備出來。答辯時,要求每位同學的答辯自述時間應控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學生所提的問題進行記錄,對答辯情況進行匯總。答辯完成后,要求所有答辯小組的成員對各個學生的答辯情況進行決議,給出畢業答辯成績。畢業設計成績評定必須堅持標準,嚴格要求。“優秀”的比例應嚴格控制在本專業參加答辯總人數的15%以內,優良比例應嚴格控制在60%以內。
畢業設計的質量,除了本身的學術水平、應用價值另外,還應考察學生解決實際問題的能力、對知識的綜合應用能力、在工作中查閱處理信息和應用各種工具的能力、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協作能力等。對畢業設計擬評“優秀”的學生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業設計平時不認真、小組答辯成績較差的學生,由相關分委會組織復答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學嚴謹,嚴把質量關,對畢業設計達不到教學要求的,決不姑息。
6結論
要想搞好畢業設計工作,關鍵的是要做到“五個到位”,即認識到位、經費投入到位、指導教師到位、學生到位和管理工作到位。另外,,消除學生畢業前的各種干擾,專心做好畢業設計,是本階段學生思想政治工作的重點。嚴格的答辯將有利于學生樹立良好的學風,促進學生認真做好畢業設計。正確認識畢業設計的重要性將有利于保障和提高教學質量,實現為社會輸入合格人才的要求。
傳感器是一種檢測裝置,其測量對象是被檢測系統的信息,然后將其以不同的形式進行傳輸、處理和管理等工作,從而能夠實現對被檢測系統信息數據的自動測量和控制。簡單來說,傳感器的作用就是類似于人的感覺器官,幫助機電一體化系統探索和發現系統當中存在的問題。因此,將傳感器技術應用于檢測機電一體化系統的操作對象以及運行環境狀態,能夠精確、快速的獲取機電一體化系統的運作信息,有效地提高了機電一體化系統的運行水平。目前,傳感器技術已經被廣泛用于人們的生活和生產當中,引起了人們的高度重視。但是與此同時,由于傳感器技術在我國的起步較晚,在發展過程中仍然存在著一些局限性,因此為了提高傳感器技術的精確度,還需要對其進行進一步的改進與完善。
2傳感器技術在機電一體化中的應用價值
機電一體化技術包含機械制造技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術以及人工智能技術等多方面內容,在發展過程中直接導致了自動化技術的產生。而從某種程度上說,傳感器技術是機電一體化發展過程中不可缺少的關鍵技術,影響著機電一體化系統的自動化程度,具有非常重要的應用價值。
2.1傳感器技術在機械加工過程中的應用
眾所周知,在機械加工的過程中,需要檢測的地方有很多,下面將從兩個個方面進行簡要介紹:第一,將傳感器技術應用于機械的切削過程和機床運行過程。現階段,在切削方面,傳感器技術主要是對切削過程中的機械設備切削力的變化狀態進行控制,通過分析這個過程當中的相關數據,從而實現對設備運行狀態的了解,保證切削過程的順利進行,提高切削過程的生產效率,以及降低材料的消耗量。將傳感器技術應用到機床的運行當中,主要是為了對機床的驅動系統、溫度進行檢測,從而保證機床運行的安全性,通過分析得到的相應參數,從而不斷提高機床的運行效率和精度。第二,將傳感器技術應用到工件的生產過程。與切削和機床的運行過程相比,工件的生產過程監視是非常重要,而且研究和應用也是最早、最多的。首先,在加工之前需要對所用的加工設備和坯件進行自動檢查,從而保證加工過程的正常進行,比如說自動判斷和調整坯件的夾持方位等;其次,在加工過程中,也有嚴格的要求,對切削的剫、力度、扭矩等參數都需要進行自動檢測,以保證加工條件處于最佳狀態,除此之外,對于在這個過程中加入傳感技術的其他目的還在于提高切削過程的生產效率;最后,在加工完成之后還需要對工件的合格與否進行測量,例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等,由于檢查的過程比較繁瑣和復雜,所以這些檢測需要能夠自動的進行,并且可以將檢測結果直接輸入到下一道程序,從而選用合格的產品。
2.2傳感器技術在汽車行業中的應用
近年來,隨著傳感器技術在汽車行業中的廣泛應用,現代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發展,進入了全新時期。目前,在汽車的制造過程中,為了實現汽車的機電一體化,需要用自動控制系統來代替傳統的機械式控制裝置,將先進的監測和控制技術擴大到汽車的全身,從而全面改善汽車的功能,不斷增加汽車的人性化服務、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說,在實現汽車的一體化過程中,凡是和電子控制有關的系統或是裝置都離不開傳感器的應用,尤其是在安全報警裝置、信息裝置和自動變速器等裝置當中,所以這也要求傳感器能夠適應惡劣的環境,無論是塵土彌漫還是風雨交加的時候,都能夠保證具有很好的密封性,與此同時還應該具備一定的抗干擾能力,尤其是安裝在汽車發動機內的傳感器,需要能夠承受得住發動機在工作時的高溫和高壓環境。
3我國傳感器技術在機電一體化中的發展現狀和未來方向
在建筑機電一體化設備安裝工程中,組織管理發揮著至關重要的作用,并且組織管理的失敗與否在一定程度上與工程的施工進度有著密不可分的聯系。為了進一步加強組織管理,應該將工程項目的實際情況作為基本依據,組建一支執行力較好的管理團隊,認真做好組織管理責任分工和計劃,建立暢通、簡潔的組織溝通交流渠道,確保信息真實、全面、及時的反饋和傳輸,同時要處理好管理中存在的問題,進一步提高團隊的整體素質和水平,為組織管理義務和權利的落實提供保障。
2安裝主要設備
2.1安裝遠程處理機一般來說,各可重構處理單元RPU與樓宇自動控制系統之間的通信是完全透明的,可以利用不同的PRU對同一個系統進行控制。通常情況下,空調機組是建筑電氣設備自動化系統監控的主要目標,所以在機房中或附近布置好PRU,將空調機組控制系統運用后剩下的輸出輸入接口用來對照明控制、水位信號以及水流量計進行連接。
2.2建筑電氣設備自動化系統的布線在建筑電氣設備自動化系統的布線中,要搞清楚每條線路需要用到的導線,尤其是專門導線,比如水位浮子開關線路、通信線路、流量計線路以及濕度溫度傳感器線路等,這些線路通常需要屏蔽線。一般來說,控制電纜、信號與電源線都應該分管敷設,其中網絡控制器、數據顯示通道、網關以及計算機等電子設備的工作地應該連接在單獨接地干線上。由于智能建筑中需要安裝的電子設備有很多,這些設備所屬的系統也不同,并且這些設備的功能、抗干擾能力以及工作頻率都存在著一定的區別,所以在布線時,一定要充分考慮到個體差異性,并盡量做到因地制宜。
2.3安裝輸入設備在安裝輸入設備時,一定要選擇好合適的位置,尤其是方便維護和調試的地方。由于傳感器的類型有很多,每一種傳感器的產品要求、設計都存在著個體差異性,在安裝方面也具有一定的區別,所以一定要根據產品的實際情況選擇合適的安裝位置。比如水流開關、水管型溫度傳感器、水管流量計以及蒸汽壓力傳感器等就不能安裝在管道焊縫上,而風汽壓力傳感器、風管型濕度傳感器、空氣質量傳感器以及室內溫度傳感器等則不能安裝在出風口和蒸汽放空口處。
2.4安裝輸出設備在安裝輸出設備時,也應該結合實際情況,制定合適的安裝方案。比如電動閥門的箭頭、風閥箭頭就應該與水流方向、電動閥門、風門的開閉保持一致。當出現電動閥門的口徑沒有和管道口徑保持一致的問題時,應該及時采取管件漸縮的解決方案,但是閥門的口徑通常應該高于管道口徑2個檔次,并進行精確計算,盡量與設計要求相符。此外,通常在回水管上安裝電磁與電動調節閥。
3安裝主要機械設備的方法
3.1安裝冷水機組正式安裝前,應該將平面設計圖作為基本依據,對施工現場進行放樣畫線,將機組中心線的位置確定下來,然后對設備進行基礎處理,設備基礎處理符合施工要求后,再開始安裝設備。設備運行到達基礎位置后,運用地腳螺栓套穿,并將墊鐵放置在地腳螺栓兩邊,將設備放下,對墊鐵進行調整,使設備底盤保持水平狀態,并壓實墊鐵。
3.2安裝水泵安裝前,現依照設計圖紙確定水泵位置,通過人工的方法將水泵放置在基礎位置上,將地腳螺栓上好,使水泵中心線與基準線基本保持一致,運用墊鐵對設備底座進行調整,使其保持水平狀態,并運用水平尺檢驗;找平找正后,開始灌注混凝土;找正聯軸器,泵與兩連軸節端面、兩軸水平度以及電機軸的同心度之間的間隙滿足驗收要求;試運轉水泵,先對電機進行單獨運轉,轉動方向正常,轉動不存在任何異常情況后,再對聯軸器的連接螺栓進行安裝,安裝之前,先用手將水泵軸轉動,如果沒有出現雜音、卡阻等異常情況,可以進行下一步安裝。人工啟動泵之前,應該先將出口閥門關閉,然后將電機啟動,等泵運轉正常后,再將出口閥門逐步打開,使其保持工作壓力,并對水泵的軸承溫度進行檢查,確保運轉正常。
3.3安裝燃油鍋爐安裝然后鍋爐時,應該堅持便于維修、整齊排列以及流程合理的基本原則。正式安裝前,應該將平面設計圖作為基本依據,先進行放樣畫線,將機組和鍋爐的中心線位置確定下來,然后對設備進行基礎處理,設備基礎處理符合施工要求后,再開始安裝設備。設備運行到達基礎位置后,運用地腳螺栓套穿,并將墊鐵放置在地腳螺栓兩邊,將設備放下,對墊鐵進行調整,使設備底盤保持水平狀態,并壓實墊鐵。
4電動機的調試方法
在建筑設備安裝工程中,電動機的安裝調試作為其中的一個重要環節,在一定程度上與安裝質量的提高有著密不可分的聯系。電動機是電梯、水泵、風機等各種設備的核心動力部件,電動機調試包括諸多內容,其中有電動機故障檢查、運行以及啟動等,在完成機電設備的安裝后,通常需要調試各種系統,目的是對安裝調試、制造以及設計的質量進行檢驗,對設備持續工作的可靠性進行驗證,檢測設備性能,確保設備安裝質量。
4.1認真檢查電動機及控制系統在啟動電動機前,應該認真檢查電動機及控制系統,一般來說,檢查內容主要包括以下幾個方面:(1)檢查電動機的頻率與電壓與所接頻率和電壓是否一致,接法是否正確,電壓電源是否穩定;(2)運用兆歐表對電動機各相繞組之間的絕緣電阻進行測量,需要注意的是,測試前,應該先將電動機的外部接線拆除。如果測試結果顯示絕緣電阻值偏低,應該先烘干電動機,然后再對絕緣電阻進行測量,完全合格后,才能正式投入使用;(3)對保護電器的整定值進行檢查,是否符合標準,檢查靜、動觸頭是否接觸良好,對電氣控制裝置的型號規格進行檢查,確定是否滿足規定;(4)對電動機的和通風系統進行檢查,確定運行正常。檢查電動機的軸承是否缺油,轉子與定子之間的間隙是否符合要求,間隙處存不存在雜物;(5)對電動機機組周圍進行檢查,查看有沒有影響機組正常運行的雜物,確保電動機組的順利運行。
4.2重點檢查內容在電動機運行的過程中,還需要做好全面的檢查,其中包括以下幾方面內容:(1)檢查電壓是否滿足運行要求;(2)檢查電動機所帶動的設備是否正常運行,設備與電動機之間是否正常傳送;(3)在電動機運轉的過程中,檢查是否存在噪音或雜音,電動機旋轉的方向是否與設計要求保持一致;(4)電動機運行的過程中,對電動機的狀態進行全面觀察,有無燒焦味或冒煙。
5結束語
由于機電一體化設備具有安全報警以及自動檢測、修復的功能,所以,應用這項技術可以有效的提高設備運行的安全性以及高效性。機電一體化設備是對傳統設備的革新,其具有重要進步意義,這種技術自動修復的功能有效的提高設備的安全性,保證了機械設備的正常運行。1.4擴大了機械設備的應用范圍機電一體化設備是對傳統機械設備的改進與創新,其改變了傳統設備應用范圍窄,功能單一的問題,擴大了機械設備的使用范圍,有效的提高了機械工程的效率。所以,應用機電一體化技術,可以有效的促進機械工程行業的發展。
2.機電一體化在工程機械中的應用措施
2.1機電一體化技術在機床的應用我國數控機床一般使用Z80-CPU軟件實現機電一體化,這是因為Z80-CPU系統開發較為簡單,且配套的芯片具有普遍性和廉價性,因此在機電一體化技術上具有額可靠性和通用性。由于我國的數控機床是按照坐標軸進行工作臺運動的,因此一般需要采用插補功能實現連續控制的目的。其中滾珠絲杠具有摩擦損失小、傳動效率高的優勢可以有效消除低速爬行的現象,因此在數控機床的執行機構傳動方式可以使用該種傳動方式。它具有耐磨性好,摩擦系數小,可消除低速運動的爬行現象,同時它的抗撕傷能力強、以及成本低等優點。
2.2監控系統的應用機電一體化技術在工程機械加裝電子監控和故障診治以及自動報警系統可以對工程機械的各種裝置如傳動系統、液壓系統、發動機以及制動系統等進行綜合的全方位的監控。監控系統在工程機械運行過程中如果發現異常,能夠自動找出機械出現故障的部位,并發出警報,提醒工作人員注意。因此機電一體化技術的應用不僅提高了工程機械的工作效率,而且改善了操作人員的工作環境,降低了工程機械故障維修的費用,縮減了停機維修的時間,對延長機械使用壽命和提高機械經濟效益具有重要的作用。
2.3對柴機的控制借助機電一體化技術的電子油門控制系統,對柴油機安裝電子調速器和升溫控制自動系統可以提高對柴油機控制的便捷性。
2.4降低工程機械功耗,促進生產效率的提高一般的工程機械使用時功耗較高,但是生產效率確較低,例如傳統的液壓挖掘機不僅功耗較高,能量利用率不到30%,而且生產率較低。但是應用了機電一體化技術的工程機械利用先進的電子控制系統使機械的功耗大大降低,生產率明顯提高,例如采用了卡特電子系統的液壓挖掘機,功率利用率明顯提高,從而使機器的生產率大大增加。又如將機電一體化技術應用于柴油發動機,由于電子調速器等的應用,使柴油發動機可以根據不同的工況選擇不同的工作模式,降低了柴油發動機的功耗,增加了柴油發動機的工作效率。
2.5提高產品質量機電一體化技術應用于工程機械中,借助電子系統的精密控制系統,可以提高工程機械工作的精密程度,提高產品質量,促進良品率的提高。一般的機床在加工產品時是操作人員依據自身的操作經驗和技術進行操作的,這造成的機床生產的良品較低。實現機電一體化的機床在進行產品加工時依賴于電子系統的控制,因此精確度較高,同時監控系統可以及時對機床操作進行調整,確保良品率的提高。我國較為先進的數控金切機床已經可以進行精度為0.001毫米的作業加工,這是單純的依靠人工操作的機床難以做到的。
3.結語
1引言
在現代化生產過程控制中,執行機構起著十分重要的作用,它是自動控制系統中不可缺少的組成部分。現有的國產大流量電動執行機構存在著控制手段落后、機械傳動機構多、結構復雜、定位精度低、可靠性差等問題。而且執行機構的全程運行速度取決于其電機的輸出軸轉速和其內部減速齒輪的減速比,一旦出廠,這一速度固定不可調整,其通用性較弱。整個機構缺乏完善的保護和故障診斷措施以及必要的通信手段,系統的安全性較差,不便與計算機聯網。鑒于以上原因,采用傳統的大流量電動執行機構的控制系統,可靠性和穩定性較差。隨著計算機網絡、現場總線等技術在工業過程中的應用,這種執行機構已遠遠不能滿足工業生產的要求。筆者設計的大流量電動執行機構,采用機電一體化技術,將閥門、伺服電機、控制器合為一體,利用異步電動機直接驅動閥門的開與關。通過內置變頻器,采用模糊神經網絡,實現閥門的動作速度、精確定位、柔性開關以及電機轉矩等控制。該電動執行機構省去了用于控制電機正、反轉的接觸器和可控硅換向開關模件、機械傳動裝置和復雜、昂貴的控制柜和配電柜,具有動作快、保護較完善、便于和計算機聯網等優點。實際運行表明,該執行機構工作穩定,性能可靠。
2電動執行機構的硬件設計及工作原理
電動執行機構控制系統原理框圖如圖2-1所示。智能執行機構從結構上主要分為控制部分和執行驅動部分。
控制部分主要由單片機、PWM波發生器、IPM逆變器、A/D、D/A轉換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測和報警電路等組成。執行驅動部分主要包括三相伺報電機和位置傳感器。
系統工作原理:
霍爾電流、電壓傳感器及位置傳感器檢測到的逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號,經A/D轉換后送入單片機。單片機通過8255控制PWM波發生器,產生的PWM波經光電耦合作用于逆變模塊IPM,實現電機的變頻調速以及閥位控制。逆變模塊工作時所需要的直流電壓信號由整流電路對380V電源進行全橋整流得到。
控制系統各功能元件的選型與設計:
1)單片機選用INTEL公司生產的8031單片機,它主要通過并行8255口擔負控制系統的信號處理:接收系統對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定信號,并提供三相PWM波發生器所需要的控制信號;處理IPM發出的故障信號和報警信號;處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號;提供顯示電動執行機構的工作狀態信號;執行控制系統來的控制信號,向控制系統反饋信號;
2)三相PWM波發生器PWM波的產生通常有模擬和數字兩種方法。模擬法電路復雜,有溫漂現象,精度低,限制了系統的性能;數字法是按照不同的數字模型用計算機算出各切換點,并存入內存,然后通過查表及必要的計算產生PWM波,這種方法占用的內存較大,不能保證系統的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號,保證微處理器有足夠的時間進行整個系統的檢測、保護、控制等功能,文中選用MITEL公司生產的SA8282作為三相PWM發生器。SA8282是專用大規模集成電路,具有獨立的標準微處理器接口,芯片內部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。
3)智能逆變模塊IPM為了滿足執行機構體積小,可靠性高的要求,電機電源采用智能功率模塊IPM。該執行機構主要適用功率小于5.5kW的三相異步電機,其額定電壓為380V,功率因數為0.75。經計算可知,選用日本產的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統要求。該功率模塊集功率開關和驅動電路、制動電路于一體,并內置過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出,是一種高性能的功率開關器件。
4)位置檢測電路位置檢測電路是執行機構的重要組成部分,它的功能是提供準確的位置信號。關鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統的電動執行機構中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由于線性區太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑料電位器目前較為流行,但它是有觸點的,壽命也不可能很長,精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數字式傳感器,這種傳感器是無觸點的,且具有精度高、無線性區限制、穩定性高、無溫度限制等特點。
5)電壓、電流及檢測檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩,以及變頻器輸出回路短路、斷相保護和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0~50Hz,采用常規的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小,采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流,對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。如圖2-2所示。
6)通訊接口為了實現計算機聯網和遠程控制,選用MAX232作為系統的串行通訊接口,MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路,可以把8031串行口輸出的TTL電平轉換為RS-232標準電平,把其它微機送來的RS-232標準電平轉換成TTL電平給8031,實現單片機與其它微機間的通訊。
7)時鐘電路時鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計算時所需要的時間以及日歷。文中選用時鐘電路DS12887。DS12887內部有114字節的用戶非易失性RAM,可用來存入需長期保存的數據。
8)液晶顯示單元為了實現人機對話功能,選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態顯示方式。通過菜單選擇,可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和參數等信號進行設置或調試。并采用文字和圖形相結合的方式,顯示直觀、清晰。
9)程序出格自恢復電路為了保證在強干擾下程序出格時系統能夠自動地恢復正常,選用MAX705組成程序出格自恢復電路,監視程序運行。如圖2-3所示,該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。
工作原理為:一旦程序出格,WDO由高變低,由于微分電路的作用,由“與非”門輸入引腳2變為高電平,引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈沖,使單片機產生一次復位,復位結束后,又由程序通過P1.0口向MAX705的WDI引腳發正脈沖,使WDO引腳回到高電平,程序出格自恢復電路繼續監視程序運行。閥位及速度控制原理
閥位及速度控制原理框圖如圖3-1所示。
采用雙環控制方案,其中內環為速度環,外環為位置環。速度環主要將當前速度與速度給定發生器送來的設定速度相比較,通過速度調節器改變PWM波發生器載波頻率,實現電機的轉速調節。速度調節器采用模糊神經網絡控制算法(具體內容另文敘述)。
外環主要根據當前位置速度的設定,通過速度給定發生器向內環提供速度的設定值。由于大流量閥執行機構在運行過程中存在加速、勻速、減速等階段。各階段的時間長短、加速度的大小、在何位置開始勻速或減速均與給定位置、當前位置以及運行速度有關。速度給定發生器的工作原理為:通過比較實際閥位與給定閥位,當二者不相等時,以恒定加速度加速,減速點根據當前速度、閥位值、閥位給定值的大小計算得來。
執行機構各階段運行速度的計算原理
圖3-2為執行機構的典型運行速度圖,它由若干段變化速率不同的折線組成。將曲線上速率開始發生改變的那一點稱為起始段點,相應的時間稱為段起始時間,如圖3-2中的t(i)(i=0,1,2,……),相應的速度稱為段起始速度,如圖3-2所示v(i)(i=0,1,2,…)。
設第i段速度的變化速率為ki,則有:
式中:Δv為兩段點之間的速度變化值,Δv=vi+1-vi;
Δt為兩段之間的時間,Δt=ti+1-ti。
顯然,當ki=0時為恒速段,ki>0時為升速段,ki<0時為減速段。任意時刻的速度給定值為:
Ts為采樣周期。
變化速率ki的取值由給定位置、當前位置以及運行速度的大小確定。
4關鍵技術問題的解決
該電動執行機構采用了最新的變頻調速技術,電機驅動功率小于5.5kW。用戶可根據需要設定力矩特性,根據控制的閥設定速度,速度分多轉式、直行程、角行程3種方式。控制系統由閥位給定和閥位反饋信號構成的閉環系統,控制特性視運行方式、速度而定,并具有自動過流保護、過載保護、超壓、欠壓、過熱、缺相、堵轉等保護功能。
該執行機構解決的關鍵性技術問題主要有:
1)閥門柔性開關柔性開關主要是為了當閥關閉或全開時,保證閥門不卡死與損傷。執行機構內部的微處理器根據測得的變頻器輸出電壓和電流,通過精確計算,得出其輸出力矩。一旦輸出力矩達到或大于設定的力矩,自動降低速度,以避免閥門內部過度的撞擊,從而達到最優關閉,實現過力矩保護。
2)閥位的極限位置判斷閥位的極限位置是指全開和全關位置。在傳統執行機構中,該位置的檢測是通過機械式限位開關獲得的。機械式限位開關精度低,在運行中易松動,可靠性差。在文中,電動執行機構極限位置通過檢測位置信號的增量獲得。其原理是,單片機將本次檢測的位置信號與上次檢測的信號相比較,如果未發生變化或變化較小,即認為己達到極限位置,立即切斷異步電機的供電電源,保證閥門的安全關閉或全開。省去了機械式限位開關,無需在調試時對其進行復雜的調整。
3)電機保護的實現為了防止電機因過熱而燒毀,單片機通過溫度傳感器連續檢測電機的實際運行溫度,如果溫度傳感器檢測到電機溫度過高,自動切斷供電電源。溫度傳感器內置于電機內部。
4)準確定位傳統的電動執行機構在異步電機通電后會很快達到其額定動作速度,當接近停止位置時,電機斷電后,由于機械慣性,其閥門不可能立即停下來,會出現不同程度的超程,這一超程通常采用控制電機反向轉動來校正。機電一體化的大流量電動執行機構根據當前位置與給定位置的差值以及運行速度的大小超前確定減速點的位置及減速段變化速率ki,使閥門在較低的速度下實現精確的微調和定位,從而將超程降到最低。
5)模擬信號的隔離。
對于變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓,它們之間的地址不一致,存在著較高的共模電壓,為了保證系統的安全性,必須將它們彼此相互隔離。采用LM358和4N25組成了隔離線性放大電路。如圖4-1所示,采用±15V和±12V兩組獨立的正負電源。若運放A的反相端電位由于擾動而正向偏離虛地,則運放A輸出端的電位將降低,因而光電耦合器的發光強度將增強,則使其集射極電壓減小,最后使運放A反相端的電位降低,回到正常狀態。若A的反相端電位負向偏離虛地,也可以重回到正常狀態。從而增強了系統的抗干擾性。
5結束語
該執行機構集微機技術和執行器技術于一體,是一種新型的終端控制單元,其電機是通過內部集成的一體化變頻器來控制,因此,同一臺智能執行機構可以在一定范圍內具有不同的運行速度和關斷力矩。該智能執行機構采用了液晶顯示技術,它利用內置的液晶顯示板,不僅可以顯示閥門的開、關狀態和正常運行時閥門的開度,還可以通過菜單選擇運行參數設定,當系統出現故障時,能顯示出故障信息。總之,該執行機構集測量、決斷、執行3種功能于一體,順應了電動執行機構的發展趨勢,它的研制成功給電動執行機構的研究開發提供了新的思路。
參考文獻
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關鍵詞:機電一體化;接口技術;人機接口;機電接口
機電一體化系統可分為機械和微電子系統兩大部分,各部分連接須具備一定條件,這個聯系條件通常稱為接口。各分系統又由各要素(子系統)組成。本文以機電一體化控制系統(微電子系統)為例,將接口分為人機與機電接口兩大類。
一、機電接口
由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別,兩者間的聯系須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖,因此機電接口起著非常重要的作用:
(1)行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平,而控制設備則不一定,因此必須進行電平轉換;另外,在大負載時還需要進行功率放大;
(2)抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入,可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統和控制設備在電器上加以隔離;
(3)進行A/D或D/A轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時,必須在微機系統和被控對象之間設置A/D和D/A轉換電路,以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間的匹配。
1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中,反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號,通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號(如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉速檢測用的測速發電機等)計算機要對被控對象進行控制,必須獲得反映系統運行的狀態信號,而計算機只能接受數字信號,要達到獲取信息的目的,就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。
2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中,控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號,如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號,并通過運算產生控制信號,達到控制生產過程的目的,應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號,以便驅動相應的執行器,達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。
3、開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中,需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號,即數字量(開關量)信號包括:開關的閉合與斷開;指示燈的亮與滅;繼電器或接觸器的吸合與釋放;電動機的啟動與停止;閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中,對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態,此狀態作為控制依據。
(1)輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號,所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道(DI)。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“ON”和“OFF”或數字信號“1”和“0”,但是其電平一般與計算機的數字電平不相同,與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設計問題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。
(2)輸出通道接口。開關信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關信號傳遞給開關執行器(如繼電器或報警指示器)。它實質是邏輯數字的輸出通道,又稱為數字輸出通道(DO)。DO通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅動器和輸出口地址譯碼電路等組成。
二、人機接口
人機接口是操作者與機電系統(主要是控制微機)之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向,可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息;另一方面,操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令,干預系統的運行狀態,以實現所要求的功能。
1、輸入接口。
(1)撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備,若系統需要輸入少量的參數,如修正系數、控制目標等,采用撥盤較為方便,這種方式具有保持性。撥盤的種類很多,作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連,以BCD碼形式輸入信息。
(2)鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合,向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有:
1)編碼鍵盤,自動提供被按鍵的編碼(如ASCII碼或二進制碼);
2)非編碼鍵盤,僅僅簡單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識別,則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便,但結構復雜,成本高;后者電路簡單,便于設計。
2、輸出接口。在機電一體化系統中,發光二極管顯示器(LED)是典型的輸出設備,由于LED顯示器結構簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜,因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單,是同名管腳上所加電平高低來控制發光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。
結語:
接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題,使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,使系統各部分有機地結合在一起,形成完整的系統。接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要;同時接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展。從某種意義上講,機電一體化系統的設計,就是根據功能要求選擇了各部分后所進行的接口設計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統的控制性能,以及系統運行的穩定性和可靠性,因此接口技術是機電一體化系統的關鍵環節。
參考文獻:
國民經濟的發展,社會的進步,依靠科學技術生產力水平的提高,生產力水平提高很大程度取決于高職教育培養人才的質量和數量。隨著經濟與科學技術發展,社會對各類專門人才的需求也發生變化,這要求教師專業狀況也要不斷發展。所謂教師專業發展是指教師的專業成長或教師內在專業結構不斷更新、演進和豐富的過程。根據教師的專業結構,教師的專業發展可以有觀念、知識、能力、專業態度和動機、自我專業發展需要意識等不同側面。高職院校教師專業發展的內涵包括:(1)教學專業能力與知識;(2)研究專業能力與知識;(3)社會服務專業與知識。這里無論是教學能力,科研能力還是社會服務能力的提高都離不開教師實踐動手能力的提高,因此教師實踐動手能力的培養是教師專業發展的一項重要內容。這就需要我們注重培養雙師型教師隊伍。
二、雙師型教師培養對于機電一體化專業發展的重要性
1.雙師型教師培養是提高機電一體化專業教師教學能力的需要。該專業以廈門經濟特區發達的機械裝備及電氣設備工業為依托,不斷提升學生的理論素質,并且也十分重視培養學生的實踐技能,主要培養學生掌握機械電子設計、加工能力,是實踐性極強的專業。因此對本專業教師提出較高要求,既有一定專業理論水平,又有實踐經驗。而我們專業教師大部分是從高校畢業的碩士生招聘來的,從高校的研究生到高職院校的教師,大多數是理論型人才,缺乏企業實踐經驗,存在所教內容與實踐脫離現象,培養的學生動手實踐能力差。而教師教學能力是教學質量的關鍵,因此雙師型教師培養對于機電一體化專業發展的重要性可見一斑。實踐證明,具有企業經驗的教師在課堂教學和指導學生實踐方面能理論聯系實際,優勢明顯,教學效果良好。
2.雙師型教師培養是提高機電一體化專業教師研發能力的需要。機電一體化專業包含機械裝備、電氣設備、液壓設備等設計與制造,是一門與實踐息息相關的學科,該專業特點決定了機電一體化專業特別強調理論與實踐相結合,在實踐中發現問題,解決問題。而高質量的科研成果來源于高質量的專業實踐,機電一體化專業就是通過不斷解決實踐中的問題來發展自己,提升我國裝備制造業水平。這就需要我們高職院校的教師去企業做大量的應用性研究。所以提高教師實踐能力,培養雙師型教師是提高機電一體化專業教師研發能力的必然要求。
3.雙師型教師是加強教師社會服務能力的要求。高職教育受益于社會,社會也可受益于高職教育,促進社會發展是高職教育的應有之義和神圣職責。因此高職院校的發展離不開社會的需求,這要求高職教育必須與生產實踐相結合,與社會需求相結合。我們機電一體化專業人才培養目標是培養從事機電一體化設備設計、生產、安裝、生產管理,設備調試、操作與維修與保養方面的文化基礎知識、專業知識、專業技術和一定職業技能,成為適應機電行業設計、生產、安裝、現場管理、機電產品銷售與售后服務第一線需要的高素質高級技能型專門人才。而只會照本宣科的教師是無法培養出符合企業要求的高素質技能型人才的,教師必須深入企業實踐,了解崗位需求的知識、技能。及時調整課程體系、人才培養方案和課程教學內容,提升教師服務社會的能力,培養出符合制造業要求的合格人才。
三、機電一體化專業雙師型教師培養的對策
1.高職院校應重視對雙師型教師的培養。從學校來講,在教師的引進、培養和考核要注重雙師型師資的培養,可以根據自己學科和專業的不同情況,有針對性、有計劃地安排專業教師參加企業實踐,以增加教師的實踐技能和職業素養。同時學校建立教師實踐能力考核機制,增加對教師專業能力和實踐技能的考核,把教師到企業實踐的情況與個人晉升、晉職、津貼、獎金掛鉤,充分調動教師到企業實踐的積極性和主動性,這是培養雙師型教師最有效的途徑。
2.加強與企業的橫向交流與合作,推動“產學結合”。機電一體化專業雙師型教師的培養必須加強與企業的合作,才能培養出符合企業要求的技能型人才。高職院校要主動加強學校與企業的交流合作,構建校企合作平臺,加大經費投入,建立實訓基地,并創造條件,拓寬教師實踐、合作、技能培訓的渠道,鼓勵教師到企業中去,參與企業的生產制造、設計研發、銷售等,承擔企業的科研項目,主動為企業服務,更新教師的知識結構,增加實踐經驗,提高實踐能力、動手能力、科研能力。此外也可以外聘企業專家給我們上課,促進教師實踐能力的提高。
3.教師要不斷提升自己,做一名合格的雙師型教師。教師的崗位聘任、工資薪酬,福利待遇等都與職稱有關,而職稱評定又偏重于教學和科研等指標,導致教師忙于教學與科研,到企業實踐,心有余而力不足。如果能把實踐經驗與學歷學位和科研能力綜合考慮,可以很大程度促進教師提高自己實踐能力。教師可以結合自己專業,主動到企業調研,下基層實踐,增加與企業人員聯系,取長補短。另外,根據教育部辦公廳《關于下達職業院校教師素質提高計劃2014年度項目任務的通知》和《福建省高等職業學校教師素質與教學能力提高規劃(2011-2015年)》,要充分利用國家級培訓平臺,把師資隊伍建設與學校事業發展緊密結合起來,努力提高師資隊伍整體水平,特別是提高教師的技能水平大有幫助。廣大教師要抓住契機,不斷提升自己,使自己成為一名合格的雙師型教師,為高職教育發展貢獻自己力量。