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摘要:
机械电子的发展是极为重要的组成部分,需要各个方面的共同努力和长久的学习。本文在进行深入研究后,就相关过程做出详细论述,尤其是对机电类专业的现状和对机电类专业的管理上做出了讨论,希望能够通过不断的深入研究,推动高职机电一体化专业项目驱动课程体系的建设。
关键词:
机电;高职;一体化
1机电类专业的现状
1.1创新专业建设
近年来,全球一体化的进程不断发展,推动了人类社会的进步,社会对于机电人才的需求量也不断加大,很多机电类专业都已成为我国机电发展过程中的中流砥柱。与此同时,人才永远是促进发展最为重要的力量。当然,在进一步的研究后,我们发现,只有机电类专业学生拥有足够扎实的专业基础知识,能在不断发展过程中有创新、思考和突破,这些也是专业发展过程和机电行业能够实现良好发展的重要组成部分。而这些有创新、思考和突破的人才考察方式也是对学生和学校考察的重要组成部分。所以在后续发展过程中,一定要在人才培养、师资力量及师资队伍的发展上不断提升。尤其是在教学理念的改变上,要将教学的目标和眼光放长远才能在教师教学水平足够提升的同时,实现不断创新,从而最大程度地提升学生对课程学习的热情和兴趣,对机电一体化专业的长远发展也具有重要意义。
1.2明确专业方向
明确专业方向对专业的发展有着极为重要的作用,尤其是在高职机电一体化的发展过程中,因为这个专业项目还是一个较为突出、特殊的专业,其自身的发展历史也不够充分,这就要求我们在师资力量的建设上,一定要打造一支具有过硬专业知识与技能的师资队伍,这样才能在进行建设的时候,对专业方向有更加清晰的认识和判断。其实我们对于教学的原则是有很多要求的,尤其是一定要按照社会要求的标准来培养人才,首先是要按照一定的培养规格和层次去培养人才。其次就是要做到人才教学和实践的特点相结合,这样才能在最大程度上实现对学生的分层次教学,按照不同的层次和阶段实现教学过程的良好发展。另外要做到深入浅出,所有的部分都要按照规律进行教学,这对于整体的教学过程来说也是极为重要的[1]。
1.3高水平的师资队伍
师资队伍的发展是整体教学过程中最为重要的部分,师资队伍在整体的教学过程中有着非常关键的作用。作为教学的基础,教师一定要有专业扎实的知识才能在实际的课堂教学中,将理论和实践相结合,让学生能够最大程度、最大范围的做到对知识的掌握和学习,避免因为老师的问题导致教学出现意外情况。另外教师的年龄结构要做到合理、完善,很多老教师往往有足够的经验,但是在教学过程中他们缺少创新精神,或者对学生不够耐心,但很多的年轻老师不仅具有创新精神,也更加重视学生的心理,和学生的交流也会更多。所以在实际的教学过程中,应当二者相结合,让资历深的老师带资历浅的教师,这样才能实现更好的发展。更为重要的就是教师要不断调整自身状态,提升自身的学习,让整体的师资水平更上一层楼,这样才能不断的让学生接受更好的教学,实现更充分的发展。
1.4把专业课程建设和学生的就业相结合
学校在开设课程的时候,要有针对性的对学生进行培养,将学生的就业问题加以考虑,这样才能使人才满足社会的需求。我们在长期的研究中发现,在教学过程中过于重视知识的系统学习,但对后续进入社会之后的发展存在考虑不足的情况,往往会导致教学过程不加以重视,还会在学生进入社会后,对社会的要求和发展不够适应,影响学生在进入社会后的长久发展。所以在实际的过程中,一定要让学生多进行动手操作,多安排学生进入企业实习,多给学生寻找实践的机会,这样才能让学生在后续的发展过程中找到更好的工作,为以后的发展打下坚实的基础[2]。
2对机电类专业学生的生产实习进行教学和管理的措施
2.1充分发挥已有生产实习条件的潜力
机电类学生属于实习机会较多的专业,往往有多种多样的实习模式,虽然我们有较为充分的发展,但是实际过程中学生的实习条件是有限制的。其实学生的实习不一定要局限在学校内的,高职的学生动手能力较强,完全可以由学校联系各种工厂给学生用来实习。当然,在实际过程中,很多学校没有这么好的条件,所以就要求学校能够给学生提供一些实训的机会,比如我们在很多学校都有电气实习、仿真实习及机电机床实习等多种实习方式,这样不仅能够让相关课程的相关学习得到实践,更为重要的是可以为日后的就业和长远发展打下坚实的基础。其实就我们目前来说,机电的发展是极为迅速、良好的,所以很多的实习项目都是和社会的发展息息相关的,各个学校也不断让学生的实训条件实现进步和完善,不断做到设备的更新和进步,保持自身的先进性,这对于整体社会的发展都是极为重要的[3]。
2.2在传统生产实习的基础上进行仿真生产实习
由于一些方面的原因,很多学校都难以实现真正地建设其自身的工厂和实习工厂。在这种状态下,学校就可以通过购买一些仿真软件来让学生进行使用和实习。更为重要的就是可以通过虚拟车间和虚拟实验室等相关的工作过程,来提高学生的动手能力,实现学生的不断进步。当然我们在后续的发展过程中,采用虚拟的设备虽然存在一定程度的不足,但是往往可以提升教师的综合水平,也能在极大程度上弥补学校在生产问题上的缺陷。在实际的生产过程中,学生往往能够看到各种的电气设备,但是不能对他们做到一一使用。我们如果对这些过程加以改变,能够通过机电仿真模拟软件,就可以对各种机械的使用方式做到全面了解,还能对所有的设备进行逐个使用,不仅能使学生的相关知识能力有足够的锻炼,更重要的还是能有效补充学生在学习上的不足,使得在后续的发展过程中最大程度上节约实习和生产成本[4]。
3结束语
毋庸置疑,高职机电一体化专业的学习和培养在高职教育中十分重要。经过长期研究,我们发现,随着社会的不断发展,机电一体化已经成为社会发展的必然趋势,为了满足社会的需要,为社会输送更多更好的机电人才,高职机电一体化专业的教学就一定要进行改革,进而满足社会的巨大需求,从而助推我国的现代化建设事业。
参考文献:
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[4]赵云伟,彭丽英,路荣亮,等.中高职机电一体化技术专业职业能力分级标准模块库的构建与应用[J].教育教学论坛,2018(34):244-245.
摘要:随着我国科技的不断进步,我国机电领域逐渐向着自动化、一体化、智能化、集成化方向发展。机电一体化系统融合了机械、电子、信息等技术。机电一体化系统的应用显著的提升了机电设备的自动化控制,随着人们对机电运行要求的日益提升,机电一体化系统中智能控制的作用日益显著,因此,文章将从机电一体化系统中智能控制的基本概念以及机电一体化系统的特点入手,浅析机电一体化系统中智能控制在多个领域中的应用。
关键词:机电一体化系统;智能控制;机械制造;数控领域;交流伺服物器
当前我国工业正处于生产转型的重要时期,随着我国科学技术水平的不断提升,智能化技术的应用越来越广泛,智能化技术的应用使得机电一体化系统的智能控制水平得到了显著的提升。机电一体化系统中智能控制的应用极大的提升了我国工业生产的效率,降低了工业生产运营的过程中其运行和生产的成本。提升了企业的经济收益。本文将从机电一体化系统中智能控制的基本概念入手,浅析机电一体化系统中智能控制的实际应用。
1机电一体化系统中智能控制概述
1.1机电一体化系统。所谓的机电一体化系统,是指新兴的微电子技术,机电一体化系统将机械、信息、电工、微电子、传感器等技术进行有机的融合,以机械设备、电子元件、计算机设备为硬件构成,以电子技术、通信技术、微机技术为软件构成,对设备和系统进行控制和管理[1]。机电一体化系统主要应用于机电一体化产品以及一体化执行系统,机电一体化系统的主要构成,可以分成信息处理构件、控制构件、电力供应构件、执行构件、机械构件等五大部分组成。机电一体化系统隶属于综合性功能化技术,机电一体化系统的应用能够极大的降低能源消耗,提升生产精度。
1.2智能控制。智能控制,主要是指通过依赖计算机技术、通信技术等在非线性控制方面开展的智能化、自动化、无人化控制,智能控制是机电一体化系统的重要组成部分之一,由于智能控制性能的优异性使得智能控制越来越受到人们的青睐。机电一体化系统中智能化控制的应用日益广泛。机电一体化系统中智能化控制的应用极大的降低了企业的运营生产成本,提升了生产、管理、控制过程中的经济收益。
2机电一体化系统的特点概述
从大体上而言,机电一体化系统的特点可以概括性的分成以下三点:一是,综合性特点,机电一体化系统是以信息理论、控制理论、系统理论为核心的复合型技术,机电一体化系统包含了控制、管理、机械、检测等功能,具体来说机电一体化系统是微处理技术和机械技术的融合利用。二是,智能性特点,机电一体化系统的应用转变了机械处理的表象,通过微处理技术的应用转变了传统的控制方式,提升了控制的精度[2]。机电一体化系统中的机械结构主要由仪表、传感器构成,通过对机电一体化系统中系统参数的调整和设置能够让机电一体化系统发挥出不同的性能,使得机电一体化系统的应用更为广泛,通过机电一体化系统中的传感器以及信号发射装置,能够将自身收集的数据以及参数反馈给中央处理器进行智能化处理。三是,完整性特点,机电一体化系统中主要包含有微处理器、传感器、动力及、传动系统、执行构件等等,机电一体化系统属于完善的机械化系统,机电一体化系统通过对传统的机械设备的结构改进,以传统的机械设备为基础融入了微处理技术、智能测量技术、通信技术等等高端技术,使得机电一体化系统能够为设计行业、机械制造行业、控制领域等提供更有优质的服务。
3机电一体化系统中智能控制的应用概述
3.1机电一体化系统中智能控制在数控领域中的应用。机电一体化系统中智能控制在数控领域中的运用,能够弥补数控领域中的技术不足。在数控领域其追求的即是高效率、高精度、高安全性以及高可靠性,并且在数控领域还要求数控设备具有较高的智能化处理能力,如扩展性、延伸性、模拟智能等行为和特性。数控领域中的数控机床,会要求数控技机床以其编写的代码进行加工操作,要求数控机床对加工的构建进行规划、调整、预测加工方式,并且数控机床系统不能对加工程序进行不良干扰[3]。机电一体化系统中智能控制在数控机床中的应用,对数控机床的性能进行了进一步的提升,使其具备了智能化监控能力以及智能化编程能力,使得数控机床真正的实现了自动调整、自动适应、自动识别、自动规划等功能。对于数控领域需求来说,数控机床的控制需求主要是依赖于传统的经典控制来建立部分模型,但是传统的经典控制离乱并不能通过模糊信息进行建模,对信息的精准性要求归于严格,机电一体化系统中智能控制的应用可以构建模糊推理规则,实行模糊控制,降低了数据的精确度,进一步的优化了加工程序,使得数控机床对周边运行环境的要求进一步降低,基于机电一体化系统中智能控制的模糊理论,能够对数控机床中数控系统的参数进行微量调节,提升了数控机床的适应性。插补计算是数控加工的核心算法之一,在实际的计算过程中,需要对加工信息进行取点,常见的加工信息为起点、终点、线型等,老式的加工系统的位置软件增益调节控制功能的实用性较差,机电一体化系统中智能控制技术的应用,能够通过人工神经网络进行控制,可以实现逼近任意复杂程度的非线性函数。并且与此同时,机电一体化系统中智能控制技术中的专家系统,还能够对数控加工过程中不明确的推理问题进行简易推理,机电一体化系统中智能控制中的遗传进化系统,还能够提前预测、动态反馈以及优化加工路径。
3.2机电一体化系统中智能控制在机器人领域中的应用。机电一体化系统中,智能控制在机器人领域中的应用十分广泛,机器人技术的研究时间较晚,机器人研究领域是当前高端技术研究之一。动力学控制的实现,是控制机器人行为的核心,并且动力学理论大多是实时变化的、非线性的、高内聚的。以双足行走的机器人为例,双足行走的机器人可以看成动态二级倒立摆,动态二级倒立摆具有非线性特征。并且机器人研究领域中涉及到的传感器信息数据十分繁杂,机器人控制系统自身的复杂性较高,其控制系统隶属于多变量系统,要想保障机器人行动的平衡性就需要多个命令并行执行,例如,机器人自动躲避障碍命令、动作规划命令、平衡调整命令、视觉处理命令等。传统的控制算法,由于其自身的限制能难实现全方位的控制,因此,通过机电一体化系统中智能控制的应用,可以直接弥补传统控制系统的不足。以机电一体化系统中智能控制技术中的神经网络为例,神经网络是典型的放生智能控制技术,神经网络具有较强的非线性映射嫩里和较高的实效性,神经网络是当前机器人研究的主要方向之一,神经网络主要应用于机器人机械手臂的现场控制。机电一体化系统中,智能控制技术在机器人中的技术应用,还含有模糊控制技术等,多种不同智能化控制技术的综合性应用,也是机器人研究的一大发展方向,上文中所述的神经网络模拟控制技术,就弥补了控制思维神经元结构的相对任意性。
3.3机电一体化系统中智能控制在交流伺服物器中的应用。机电一体化系统中,智能控制在交流伺服系统中发挥着至关重要的作用,并且机电一体化系统中智能控制的过程中,也会涉及到交流伺服驱动装置的运用,交流伺服驱动装置主要是价格电子信号转变为机械动作信号,促使机械设备接受到电子信号之后,能够通过交流伺服驱动装置来转变为可读的机械信号,进而进行机械设备运作,交流伺服驱动装置的运行状态会直接影响到整体机械运行的动态性,交流伺服驱动装置的性能与机电一体化系统之间属于相互依存相互影响的关系,两者之间互为影响。矢量控制技术的应用,使得交流伺服驱动装置实现了系统内部之间数据的共享,交流伺服系统其自身的复杂性较高,其不仅仅会涉及到负载扰动还会涉及到参数的实时变化,因此,控制参数也属于非线性的、实时变化的参数,传统的通用的PID控制方式已经满足交流伺服系统的实际需求,因此,我国当前在使用交流伺服物器的过程中,主要采用机电一体化系统中智能控制,机电一体化系统中智能控制可以将非线性的控制方式直接运用到交流伺服物器之中,通过机电一体化系统中智能控制的应用,能够实现参数的实时调账,提升了交流伺服物器的实用性。
3.4机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的应用。机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的应用,提升了机械制造行业的智能性,机电一体化系统中智能控制的运用,主要是为了通过计算机技术来模拟人脑,进而带代替部分人脑工作,降低机械制造过程中相关工作人员的工作压力,使得其能够将工作精力放到其他工作环节中去。与此同时,通过电脑来代替人脑的工作方式还能够降低人工误差,提升机械生产的精度。在机械制造领域中运用机电一体化系统中智能控制技术中的神经网络系统,能够对机械制造的生产状况进行实时的监督和动态方针,通过加工生产过程中的传感器来收集相关信息数据,在经由信号传输装置将信息数据传输至中央处理器,对控制模式中的数据和参数进行实时的调整和修改,进而实现了机械制造和生产的智能化控制和实时控制。概括来说,机电一体化系统中智能控制在机械制造领域中的硬装,主要是机械制造系统的智能检测和监测、故障的实时监测。
4结语
随着我国工业化建设进程的不断推进,原有的传统的控制方法、控制理念已经不能满足人们的需求,引入和推行先进的技术理论成为必然。机电一体化系统中智能控制技术是在原有的非智能控制基础的基础上逐步的发展而言,机电一体化系统中智能控制相比传统的非智能控制基础而言,其融入了计算机技术、通信技术等,机电一体化系统中智能控制技术,弥补了传统控制技术的不足之处,机电一体化系统中智能控制的应用,直接有效地解决了高级线性和非线性问题。
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1机电一体化技术发展
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1.1数字化
微控制器及其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、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操作、诊断和修复。
1.2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。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔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。
1.3模块化
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。
1.4网络化
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。
1.5人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,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,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
1.6微型化
微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(MicroElectronicMechanicalSystems,简称MEMS)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或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。
1.7集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。
1.8带源化
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。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
1.9绿色化
科学技术的发展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,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,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。
2机电一体化技术在钢铁企业中应用
在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面:
2.1智能化控制技术(IC)
由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢―――连铸―――轧钢综合调度系统、冷连轧等。
2.2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。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。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。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。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。
2.3开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(OpenControlSystem)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“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。
2.4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。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。
2.5现场总线技术(FBT)
现场总线技术(FiedBusTechnology)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(如4~20mA,DC直流传输)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。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(ProgrammableLogicController)和现场就地控制站等的发展。
2.6交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。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。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。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。
参考文献
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7芮延年.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
摘要:近几十年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展,中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是在乡镇企业及家用电器中,更需要有大量的中、小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用,它的使用、保养和维护工作也越来越重要。
电动机机应用广泛,种类繁多、性能各异,分类方法也很多。
本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理和电动机的运行维护。
关键词:技术现状工作原理运行维护
引言:电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。常见的电动机可分为交流电动机和直流电动机。
电动机是随着生产力的发展而发展的,反过来,电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电动机的基本结构变化不大,但是电动机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机,控制电动机具有高可靠性p好精确度p快速响应的特点,已成为电动机学科的一个独立分支。
第一章电动机分类、发展现状及未来
1.1电动机分类
电动机机应用广泛,种类繁多、性能各异,分类方法也很多。
1.根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2.电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
3.电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容运转式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
按用途分类。电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具用电动机、家电用电动机及其它通用小型机械设备用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
4.电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。
5.电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
1.2电动机技术发展现状
电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的,反过来,电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起,电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机,一个多世纪以来,虽然电动机的基本结构变化不大,但是电动机的类型增加了许多,在运行性能,经济指标等方面也都有了很大的改进和提高,而且随着自动控制系统和计算机技术的发展,在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机,控制电动机具有高可靠性p好精确度p快速响应的特点,已成为电动机学科的一个独立分支。
电动机的功能是将电能转换成机械能,它可以作为拖动各种生产机械的动力,是国民经济各部门应用最多的动力机械。
在现代化工业生产过程中,为了实现各种生产工艺过程,需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转,可以采用气动,液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单p调节性能好p耗损小p经济,能实现远距离控制和自动控制等一系列优点,因此大多数生产机械都采用电力拖动。
按照电动机的种类不同,电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。
纵观电力拖动的发展过程,交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前,直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式,19世纪末期,由于研制出了经济实用的交流电动机,致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用,但随着生产技术的发展,特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步,对电力拖动在起动,制动,正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的,更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求,所以20世纪以来,在可逆,可调速与高精度的拖动技术领域中,相当时期内几乎都是采用直流电力拖动,而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。
虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点,但是由于它具有电刷与换向器(又称整流子),使得他的故障率较高,电动机的使用环境也受到了限制(如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用),其电压等级,额定转速,单机容量的发展也受到了限制。所以,在20世纪60年代以后,随着电力电子技术的发展,半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来,大规模集成电路和计算机控制技术的发展,为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速,各种类型的变频调速,无换向器电动机调速等,使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽,稳态精度高,动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能,在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外,由于交流电力拖动具有调速性能优良,维修费用低等优点,将广泛应用于各个工业电气自动化领域中,并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。
1.3电动机的未来
经历了100多年的技术发展,电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展,对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高,电工电子技术的广泛应用,为电动机的发展注入了新的活力。
未来电动机将会沿着体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。
第二章电动机的工作原理
2.1三相异步电动机的结构及工作原理
目前较常用的主要是交流电动机,它可分为三相异步电动机和单相交流电动机两种。第一种多用在工业上,而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍电动机的工作原理。
2.1.1三相异步电动机的结构
三相异步电动机的结构主要由两个部分组成,一是固定不动的部分(简称定子),二是可以自由旋转的部分(简称转子)。定子与转子之间有一个很小的气隙。此外,还有机座、端盖轴承、接线盒、风扇等其他部分。
异步电动机根据转子的绕组的结构不同,可分为鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式异步电动机的转子绕组本身自成闭合回路,整个转子形成一个坚实的整体,其结构简单牢固、运行可靠、价格便宜,应用最为广泛,小型异步电动机绝大部分属于这类。绕线式异步电动机的结构比鼠笼式复杂,但启动性能较好,需要时还可以调节电动机的转速。图2―1所示是三相鼠笼式异步电动机的结构。
1.定子
定子是用来产生旋转磁场的,主要由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。鼠笼式和绕线式异步电动机的定子结构是完全一样的。
2.转子
转子是异步电动机的转动部分,它在定子绕组旋转磁场的作用下获得一定的转矩而旋转,通过联轴器或皮带轮带动其他机械设备做功。转子由转子铁心、转子绕组和转轴等部分组成。
3.机座
机座是电动机的外壳和支架,它的作用是固定和保护定子铁心、定子绕组并支撑端盖,所以要求机座具有足够的机械强度和刚度,能承受运输和运行过程中的各种作用力。
中、小型异步电动机通常采用铸铁机座,定子铁心紧贴在机座的内壁,电动机运行时铁心和绕组产生的热量主要通过机座表面散发到空气中去,因此,为了增加散热面积,在机座表面装有散热片。
对大型异步电动机,一般采用钢板焊接机座,此时为了满足通风散热的要求,机座内表面与铁心隔开适当距离,以形成空腔,作为冷却空气的通道。
2.1.2三相异步电动机的工作原理
图2―2所示为用图解法分析旋转磁场的电机绕组结构图。图中交流电机的定子上嵌放着对称的三相绕组U1―U2、V1―V2、W1―W2,电流的流入端用符号表示,流出端用⊙表示。
三相对称电流波形如图2―3所示。假定电流从绕组首端流入为正,末端流出为负。
对称三相交流电流通入对称三相绕组时,便产生一个旋转磁场。下面选取各相电流出现最大值的几个瞬间进行分析。
在图2―2中,当=0°时,U相电流达到正最大值,电流从首端U1流入,用表示,从末端U2流出,用⊙表示;V相和W相电流均为负,因此电流均从绕组的末端流入,首端流出,故末端V2和W2应填上,首端V1和W1应填上⊙,如图2―2(a)所示。从图可见,合成磁场的轴线正好位于U相绕组的轴线上。
当=120°时,V相电流为正的最大值,因此V相电流从首端V1流入,用表示,从末端V2流出,用⊙表示。U相和W相电流均为负,则U1和W1端为流出电流,用⊙表示,而U2和W2为流入电流,用表示,如图2―2(b)所示。由图可见,此时合成磁场的轴线正好位于V相绕组的轴线上,磁场方向已从=0°时的位置沿逆时针方向旋转了120°。
当=240°和=360°时,合成磁场的位置分别如图2―2(c)、(d)所示。当=360°时,合成磁场的轴线正好位于U相绕组的轴线上,磁场方向从起始位置逆时针方向旋转了360°,即电流变化一个周期,合成磁场旋转一周。
由此可见,对称三相交流电流通入对称三相绕组所形成的磁场是一个旋转磁场。旋转的方向从U→V→W,正好和电流出现正的最大值顺序相同,即由电流超前相转向电流滞后相。
如果三相绕组通入负序电流,则电流出现正的最大值的顺序是U→W→V。通过图解法分析可知,旋转磁场的旋转方向也为U→W→V。
综上分析可知,三相异步电动机转动的基本工作原则是:
(1)三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场,其转速为异步转速( 1)且1=式中:为电源频率,单位为Hz;为电机极对数。
(2)转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电流。
(3)转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转矩,驱使电动机转子转动,其转速( )小于同步转速( 1)。异步电动机的转速不可能达到定子旋转磁场的转速,即同步转速,因为如果到达同步转速,则转子导体与旋转磁场之间没有相对运动,随之在转子导体中不能感应出电势和电流,也就不能产生推动转子的电磁力。因此,异步电动机的转速总是低于同步转速,即两种转速之间总是存在差异,异步电动机因此而得名。又因为异步电动机转子电流是通过电磁感应作用产生的,所以又称为感应电动机。
(4)异步电动机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致,而旋转磁场的方向又取决于异步电动机的三相电流相序,因此,三相异步电动机的转向与电流的相序一致。要改变转向,只要改变电流的相序即可,即任意对调电动机的两根电源线,便可使电动机反转。
第三章电动机的运行维护
3.1电动机启动前的准备
为了保证电动机正常安全地启动,一般启动前应作好下述准备:
(1)检查电源是否有电,电压是否正常,若电源电压过高或过低,都不宜启动。
(2)启动器是否正常,如零部件有无损坏,使用是否灵活,触头接触是否良好,接线是否正确、牢固等。
(3)熔丝规格大小是否合适,安装是否牢固,有无熔断或损伤。
(4)电动机接线板上接头有无松动或氧化。
(5)检查传动装置,如皮带轻紧是否合适,连接是否牢固,联轴器的螺丝、销子是否紧固等。
(6)传动电动机转子和负载机械的转轴,看其转动是否灵活。
(7)检查电动机及启动电器外壳是否接地,接地线有无断路,接地螺丝是否松动、脱落等。
(8)搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。
(9)检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。
(10)对正常运行中的绕线式电动机,应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象;观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。
3.2启动时应注意的问题
(1)接通电源后,如果电动机不转,应立即切断电源,绝不能迟疑等待,更不能带电检查电动机发故障,否则将会烧毁电动机和发生危险。
(2)启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况,以及线路上的电流表和电压表的指示,若有异常现象,应立即断电检查,待故障排除后,载行启动。
(3)利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时,特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置,待电动机转速稳定后再拉到运转位置,防止误操作造成设备和人身事故。
(4)同一线路上的电动机不应同时启动,一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动,线路上电流太大。电压降低过多,造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。
(5)启动时,若电动机的旋转方向反了,应立即切断电源,将三相电源线中的任意两相互换一下位置,即可改变电动机转向。
3.3电动机运行中的监视
电动机在运行时,值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况,以便及早发现问题,减少或避免故障的发生。
3.3.1监视电动机的温度
电动机正常运行时会发热,使电动机温度升高,但不应超出允许的限度。如果电动机负载过大,使用环境温度过高,通风不畅或运行中发生故障,就会使其温度超出允许限度,导致绕组过热烧毁,因此电动机温度的高低是反映电动机运行的主要标志,在运行中经常检查。判断电动机是否过热,可以用以下方法:
(1)凭手的感觉:如果以手接触外壳,没有烫手的感觉,说明电动机温度正常;如果手放上去烫得马上缩回来,说明电动机已经过热。
(2)在电动机外壳上滴2-3滴水,如果只冒热气没有声音,则说明电动机没有过热,如果水滴急剧汽化同时伴有"咝咝"声,说明电动机已经过热。
(3)判别电动机是否过热的准确方法还是用温度计测量。
发现电动机过热应该立即停车检查,等查明原因,排除故障后再行使用。
3.3.2监视电动机的电流
一般容量较大的电动机应装设电流表,随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表,但也经常用钳形表测量。
3.3.3监视电动机的电压
电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关,以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡,特别是三相电源缺相,都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车,待查明原因,排除故障后再使用。
3.3.4注意电动机的振动、响声和气味
电动机正常运行时,应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动,噪音和焦臭气味,应停车进行检查修理。
3.3.5注意传动装置的检查
电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动,传动皮带是否有过紧、过松的现象等,如果有,应停车上紧或进行调整。
3.3.6注意轴承的工作情况
电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热,应检查润滑情况是否良好和有无磨损。
3.3.7注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花
电动机运行中,电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度,尤其是出现放电性的红色电弧火花时,将产生破坏作用,必须及时加以纠正。
3.4电动机的定期检查和保养
为了保证电动机正常工作,除了按操作规程正确使用,运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。主要检查和保养项目如下[9][10]:
(1)及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥,如使用环境灰尘较多,最好每天清扫一次。
(2)经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。
(3)定期测量电动机的绝缘电阻,若使用环境比较潮湿更应经常测量。
(4)定期用煤油清洗轴承并更换新油(一般半年更换一次),换油时不应上满,一般占油腔的1/2~1/3,否则,容易发热或甩出,油要从一面加人,可以把没有清洗干净的杂质,从另一面挤出来。
(5)定期检查启动设备,看触头和接线有无烧伤,氧化,接触是否良好等。
(6)绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异,所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在,都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏,使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰,发生这种故障,不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中,应经常检查绝缘电阻,还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。
(7)除了按上述几项内容对电动机定期维护外,运行一年后要大修一次。大修的目的在于,对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护,增补电动机缺少、磨损的元件,彻底清除电动机内外的灰尘、污物,检查绝缘情况,清洗轴承并检查其磨损情况。
结论
电动机从发展至今,一代代的产品的问世,都是围绕着基本的工作原理而开发的,如何去运行和维护电动机是我们目前主要工作的重中之重。
电动机在我国的经济建设中担当着重要的角色,随着我国加入WTO后,我国电动机行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源,保护环境出发,高效率电动机是目前国际发展的趋势。这样看来,推广中国的高效率电动机是非常有必要的。
致谢
本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间,也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀,我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里,本论文能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,使我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料,才使我的毕业论文顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。
参考文献:
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摘要: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融合起来所构成的系统的总称。近年来,机电一体化技术得到迅猛发展,在各个行业都得到广泛地应用。微电子信息技术的引入,使古老的机械工业焕发了青春,使传统的机械电器产品在功能上、性能上以及制造技术上都提高到一个崭新水平,所带来的经济效益和社会效益是十分巨大的。
关键词:机电一体化;自动控制技术;发展趋势
机电一体化的外文名词是Mechantronics,起源于日本,是取英语Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的,表示机械学与电子学两种学科的综合。目前,国内外对机电一体化的涵义有各种各样的认识,其各自的出发点和着眼点不尽相同,再加上机电一体化本身的涵义还在随着生产和科学技术的发展不断被赋予新的内容。机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体,是现代科学技术发展的必然结果。随着现代科学技术日新月异的发展,不断地推动不同学科的交叉和渗透,从而导致整个工程领域的技术革命。
1.机电一体化概要
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。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、微电子技术以及其他新技术的简单组合、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。机电一体化系统由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体,具有满足人的使用要求的最佳功能。
2.我国机电一体化的现状
世界范围内机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段也称为初级阶段。20世纪60年代以前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。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。第三阶段,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。
计算机数控机床(CNC)是一种由计算机或专用电子计算装置控制的高效自动化机床。它综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面的最新成就,是典型的机电一体化产品,是机床发展的必然趋势。
汽车的机电一体化中心内容是以微机为中心通过自动控制来改善汽车的性能,增加汽车的功能,实现汽车降低油耗,减少排气污染,提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。近几十年,国际各大汽车公司都加大了对汽车机电一体化的研究,使其发展有了质的飞跃。
工业机器人(IR)一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测传感系统和人工智能系统等组成,是一种能模拟人的手、臂的部分动作,按照预定程序、轨迹及其要求,实现抓取、搬运工件或操作工具的自动化装置,是具有发展前途的机电一体化典型产品。
3.机电一体化的发展趋势
3.1自律分配系统化
未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.2系统化
系统化的表现特征之一是系统体系结构进一步采用开放和模块化的结构。系统可以灵活组套,进行任意裁减和组合,同时要求实现多坐标系列控制功能的NC系统。表现特征之二是通话功能的大大加强,即网络化趋势。
3.3人工智能化
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。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,则是完全可能而又必要的。
3.4全息系统化
机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。其系统的层次结构,也由简单的“从上到下”的形势而变为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
3.5绿色化
环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主题。
3.6微型机电化
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、信息等方面具有不可比拟的优势。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。
3.7面向21世纪的制造模式
一次制造成功,采用成组技术和分组作业方式,按质、按量、按时完成,做到零废品、零库存、零设备故障、零环境污染,从以“技术”为中心向以“人”为中心转变,从“金字塔式多层次管理”向“网络式管理”、由顺序工作方式向并行工作方式、由固定组织
加工向敏捷制造加工转变。
4.结语
机电一体化的出现并不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,传统的机械设计方法和设计概念正在发生着革命性的变化。21世纪,机电一体化技术将扮演机械工业的主角,与机电一体化相关的技术还有很多。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。我国可以利用后发的成本优势和广阔的市场潜力,用全新的方式和更短的时间研发更多具有知识产权的机电一体化产品。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,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献:
[1]李建勇.机电控制工程[M].北京:化学工业出版社,2002
摘要
以南宁职业技术学院为例,阐述机电一体化特色专业建设目标和思路,以及机电一体化特色专业建设实践及其成效,提出特色专业建设中存在的问题。
关键词
特色专业、机电一体化建设
特色专业建设是进一步优化高校专业设置,提升专业建设的整体水平,提高人才培养的质量、效益和人才竞争力的重要手段。南宁职业技术学院以进一步提高机电一体化技术专业的教学质量和办学水平为抓手,以点带面,促进相关专业的特色形成,完善人才培养方案,对培养目标、培养规格给予准确定位,同时开展课程建设,强化实践教学基地建设,优化师资队伍建设,促进了教学管理和社会服务水平的不断提高。2011年7月,该校这一专业获广西区特色专业及课程一体化立项,对提高机电人才培养质量产生了积极作用和重要影响。据此,本文拟对南宁职业技术学院特色专业建设实践进行探讨,以为同类高职机电专业建设和改革起到有益的参考作用。
一、机电一体化特色专业建设目标和思路
南宁职业技术学院机电一体化技术特色专业的建设目标和思路是:坚持以服务广西区域经济建设为宗旨,面向中国D东盟自由贸易区、广西北部湾经济区,依托富士康科技集团、桂林福达集团等龙头企业,校企合作,全面推行“校企互融”的工学结合人才培养模式;按职业岗位要求,合作开发适合工学结合特色的核心课程体系;打造一支基础理论扎实、实践能力强的专兼结合高水平的“双师型”专业教师团队;构建融“教学、培训、科研和学生创新活动”为一体的实习实训基地;提升专业的技术服务能力,将机电一体化技术专业建设成具有区域特色乃至在全国有较大影响的示范专业,培养一批高素质、具有较强实践能力和创新精神的应用型机电一体化技术人才。
二、机电一体化特色专业建设实践及其成效
(一)深化“校企互融”工学结合人才培养模式
机电一体化技术专业是在现代制造业高度发展背景下产生的。它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等在系统工程基础上的有机融合。机械技术是机电一体化技术的基础,而微电子技术、信息技术和控制技术则使机械结构简单化,从而使机械功能更强大,性能更优越。南宁职业技术学院机电一体化技术专业在人才培养方案的确定过程中,区别于传统的机械和自动控制的人才培养方案。在教学计划的制订上,强调机与电接口作用,在打好必需的机械、自动控制基础的前提下,力求使学生掌握企业现代化机电设备的操作,调试和技术应用,能够胜任企业机电产品的设计与开发。根据专业岗位能力要求,加强与桂林福达集团、富士康科技集团、柳工机械等10家大中型企业的联系,深化“校企互融”的工学结合人才培养模式,将企业的技术人员和设备优势更多融入各个教学环节中,并引进企业人才评价标准。完善了“机电技术+人文素质、实践为主+学做一体”的课程体系,制定的人才培养方案获2011年度全国机械高等职业教育教学成果奖。同时,完善了机械CAD、自动生产线调试与维护两门区级精品课程的教学资源网站,完成了PLC工程技术及应用、机床夹具应用技术两门校级精品课程的开发建设并通过学校验收,开发了自动线调试与维护、PLC工程技术应用、维修电工技术等5门课程与行业标准对接的课程标准,与企业共编《SMT实训实训指导书》等校本教材7本。与紧密合作企业南宁智控电气科技公司、广西桂网电力试验有限公司联合申报2013年广西科技厅科技攻关项目“参数智能监控湿法烟气脱硫设备研发”(课题申报编号2013BC28047),“配电智能设备e网系统”(课题申报编号2013BA-09007)。本次科技项目的合作,使教师主持的课题更贴近实际,更有针对性,有利于教师工程实践能力的提高,有利于职业教育培训质量的提高,有利于深化教育教学改革,为走产学研相互结合的发展道路打下良好基础。
(二)打造理论和技能过硬的“双师型”区级教学团队和区级名师
目前,南宁职业技术学院机电一体化技术专业机电团队共有专任教师10人,固定企业兼职教师8人。在“双师型”教师培养过程中,该校不只是满足于取得技能等级资格证书,而关键是着力对“双师型”教师进行专业能力结构性调整和优化,为教师参与生产实践,提高解决实际问题的专业能力创造条件。2011年4月,派出3名骨干教师到富士康科技集团参加SMT专业技术讲师培训班学习,参与企业设备的安装、调试与检验,教师的工程实践能力有很大提高,并获得富士康科技集团颁发的SMT专业培训讲师聘书。为了解本专业最新的知识