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時(shí)間：2023-08-23 09:18:18
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中圖分類(lèi)號(hào)：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）5-0063-02
電控滑臺(tái)是自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。工業(yè)應(yīng)用中電動(dòng)滑臺(tái)不僅需要良好的剛性和重復(fù)精度，其耐用性能，省力特性，負(fù)載能力都是在設(shè)計(jì)應(yīng)用中著重注意的參數(shù)。電控滑臺(tái)屬精密機(jī)械系統(tǒng)，它的良好設(shè)計(jì)與有效應(yīng)用可提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等方面都具備顯著的應(yīng)用價(jià)值。
1 精密機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求
1.1 技術(shù)性能要求
①功能特性；②精度；③靈敏性與平穩(wěn)性；④可靠性；⑤工作穩(wěn)定性。
1.2 經(jīng)濟(jì)性要求
①?gòu)脑O(shè)計(jì)階段就要進(jìn)行價(jià)值分析，從價(jià)值工程的基本公式V（價(jià)值0=F（功能0/C（成本0來(lái)界定這三者的關(guān)系，以獲取高價(jià)值的方案為取向。②由精密機(jī)械系統(tǒng)各個(gè)組成部分的機(jī)構(gòu)工藝性來(lái)體現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，精密機(jī)械系統(tǒng)中所有的零、部件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工、裝配、維修；應(yīng)充分貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、通用化等原則，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。
2 電控滑臺(tái)應(yīng)用案例
2.1 案例工作條件
4.2 與維護(hù)
保養(yǎng)因運(yùn)行條件與使用環(huán)境而異。當(dāng)滾珠螺桿、直線導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)面的油已失去光澤或油量不多時(shí)，需更換油。
4.3 滑動(dòng)平行度
為了符合滑動(dòng)平行度的規(guī)格，必須安裝在規(guī)定平面度的金屬板上。
4.4 防振系數(shù)
主要通過(guò)與電控滑臺(tái)配套的驅(qū)動(dòng)器設(shè)置，使得電控滑臺(tái)可平滑流暢地進(jìn)行起動(dòng)或減速。避免負(fù)載在受到?jīng)_擊的環(huán)境下使用，提高整體使用壽命。
5 結(jié) 語(yǔ)
中圖分類(lèi)號(hào)：X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）08（a）-0116-01
煤礦資源是人們賴以生存的基礎(chǔ)，對(duì)我國(guó)的物質(zhì)文明建設(shè)起著重要作用。目前，煤炭開(kāi)采已走向自動(dòng)化發(fā)展道路，而礦山機(jī)電設(shè)備的合理利用將直接決定煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，因此探討煤礦機(jī)電設(shè)備安裝注意事項(xiàng)具有重要意義。
1 煤礦機(jī)電安裝工程的基本特征
現(xiàn)代化煤礦企業(yè)嚴(yán)重依賴于礦山機(jī)械，機(jī)電安裝工程基本覆蓋所有機(jī)械化采煤工序，因此研究礦山機(jī)電安裝工程具有現(xiàn)實(shí)意義。機(jī)電安裝工程表現(xiàn)為復(fù)雜性和系統(tǒng)性。一方面，它是對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和數(shù)字自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)、機(jī)械工程及儀器儀表等學(xué)科的交叉運(yùn)用，涉及的知識(shí)較多；另一方面，由于機(jī)械制造水平與日俱增，礦山機(jī)電設(shè)備的精密程度也愈來(lái)愈高，更新?lián)Q代速度也非常迅速，安裝工作流程也要隨時(shí)代變化而變化，因此增加了機(jī)電安裝的難度，這需要機(jī)電安裝人員適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，努力提高綜合素質(zhì)能力。
電氣特性作為礦山機(jī)電設(shè)備的基本特征之一，是機(jī)電安裝過(guò)程中不可忽視的因素。礦山安裝作業(yè)中常用電氣標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)安裝過(guò)程，倘若與電氣標(biāo)準(zhǔn)背道而馳，則可能會(huì)引發(fā)電氣安全事故，造成機(jī)電損傷，耽誤礦山正常生產(chǎn)。
2 煤礦機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程應(yīng)注意的事項(xiàng)
礦山機(jī)電設(shè)備大多數(shù)為重型設(shè)備，與其他行業(yè)的機(jī)電安裝工程相比，安裝工藝更顯復(fù)雜。由于礦井洞口和巷道空間受到限制，礦山機(jī)電設(shè)備難以以整體的形式直接運(yùn)輸?shù)桨惭b位置進(jìn)行安裝調(diào)試，一般需要經(jīng)過(guò)拆分運(yùn)輸、安裝、調(diào)試三個(gè)階段。針對(duì)礦井的生產(chǎn)條件不同和所選設(shè)備的種類(lèi)差異，安裝工序也需要做出相應(yīng)調(diào)整，本文以棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司2東303工作面和2北203工作面的采煤機(jī)下行安裝為范例，來(lái)說(shuō)明礦井機(jī)電設(shè)備安裝過(guò)程應(yīng)注意的事項(xiàng)。
2.1 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)輸、安裝與調(diào)試過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)
購(gòu)置的采煤機(jī)經(jīng)過(guò)出廠調(diào)試和空載實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后，機(jī)電作業(yè)人員著手采煤機(jī)的拆卸準(zhǔn)備，根據(jù)作業(yè)拆解規(guī)程，按照一定的順序?qū)⒉擅簷C(jī)整體分解成若干部件，然后再以一定順序運(yùn)輸至井下（如以從左至右的順序，依次將左滾筒、左搖臂、左滾筒、左牽引部、電控箱、右牽引部、右搖臂、右滾筒運(yùn)輸至井巷內(nèi)），運(yùn)輸方式的選擇應(yīng)符合礦井的實(shí)際生產(chǎn)條件和運(yùn)輸通過(guò)能力。
（1）運(yùn)輸過(guò)程注意事項(xiàng)。裝車(chē)前工作人員應(yīng)當(dāng)詳細(xì)檢查起吊設(shè)備的鉤環(huán)和鋼索是否完好無(wú)損，起吊時(shí)應(yīng)當(dāng)把握好采煤機(jī)部件的重心所在，采取措施將運(yùn)輸部件捆綁牢固，避免其在空中搖晃，處于起吊區(qū)域的工作人員應(yīng)當(dāng)戴好安全帽。下井時(shí)絞車(chē)應(yīng)當(dāng)具備較好的制動(dòng)裝置，速度應(yīng)當(dāng)控制在0.5 m/s以內(nèi)，保證空中運(yùn)輸安全。井下運(yùn)輸時(shí)注意不得以連桿、活塞、軟管等脆性部位作為牽引著力點(diǎn)，同時(shí)也要避免這些部位與其他部件碰撞。
（2）安裝過(guò)程注意事項(xiàng)。當(dāng)采煤機(jī)拆分部件運(yùn)輸至指定位置后，便要開(kāi)始準(zhǔn)備整機(jī)對(duì)接工作?？偟膩?lái)說(shuō)，整機(jī)對(duì)接時(shí)應(yīng)遵循“管路組裝在前、機(jī)身組裝其后”的原則，即在機(jī)身組裝之前先將連接機(jī)身的電纜與水管對(duì)接好。機(jī)身組裝時(shí)首先考慮搖臂上、下拉桿的聯(lián)接，采用配套手壓泵以交替的方式分別對(duì)連桿間的液壓螺母兩側(cè)進(jìn)行打壓，其最終目標(biāo)是使得對(duì)接面完全貼合，不留一絲縫隙。將搖臂對(duì)接完畢后，著手滾筒安裝事項(xiàng)。若采煤機(jī)左右滾筒因地形條件限制不能實(shí)現(xiàn)順利安裝時(shí)，在完成液壓和電氣系統(tǒng)組裝后可以考慮將與滾筒安裝相關(guān)的采煤機(jī)部件牽引至地域較為寬闊的井巷內(nèi)，再進(jìn)行滾筒安裝調(diào)試，調(diào)試時(shí)應(yīng)注意滾筒的轉(zhuǎn)向是否符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求（左滾筒按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、右滾筒按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)），此外還要特別注意刮板輸送機(jī)、采煤機(jī)和液壓支架間的幾何配套尺寸檢查，確保它們之間尺寸配套良好，尤其是采煤機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾部位。
2.2 電氣、液壓、水系統(tǒng)安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
（1）電氣系統(tǒng)安裝時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。電氣安裝過(guò)程中將連接采煤機(jī)電路的電纜接至主電纜后，需要用蓋板將各線纜蓋嚴(yán)以防止線路破壞。如果蓋盒內(nèi)各種管線數(shù)量較多，造成穿線空間擁擠，首先應(yīng)盡量將水管、電纜等管路扯直，必要時(shí)可先剝離一段電纜的防護(hù)外套再穿。待采煤機(jī)和各配套系統(tǒng)組裝完畢后可以進(jìn)行設(shè)備調(diào)試，上電時(shí)應(yīng)檢查各操作設(shè)備和遙控裝置是否運(yùn)行可靠，如果發(fā)現(xiàn)遙控效果不理想時(shí)，可從兩方面進(jìn)行排查：一是檢查遙控裝置本身是否存在問(wèn)題；二是判斷天線連接是否通暢，如果操作設(shè)備（如紅外操作鍵盤(pán)）存在故障時(shí)，也可從設(shè)備自身和信號(hào)連接兩方面進(jìn)行排查，對(duì)于信號(hào)干擾現(xiàn)象，應(yīng)排查干擾源并采取措施進(jìn)行抑制。
（2）液壓系統(tǒng)安裝時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。液壓管路內(nèi)液壓油添至適中，并確保無(wú)漏液現(xiàn)象，保證制動(dòng)器的啟動(dòng)壓力。
（3）冷卻水系統(tǒng)安裝時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。在沒(méi)有安裝冷卻水系統(tǒng)前禁止啟動(dòng)采煤機(jī)。水路管道的管徑應(yīng)盡量保持一致，以保證水流量穩(wěn)定。如果冷卻水含雜質(zhì)較多，可在采煤機(jī)進(jìn)水口處增加一級(jí)過(guò)濾器，過(guò)濾等級(jí)要求不必要很高，只要能保證過(guò)濾明顯顆粒物且易于更換即可。
3 結(jié)語(yǔ)
礦山機(jī)電是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，加強(qiáng)機(jī)電安裝管理對(duì)于煤礦企業(yè)運(yùn)營(yíng)具有非常重要的意義，其安裝成果直接影響企業(yè)的生產(chǎn)能力與效率。各礦井具體生產(chǎn)條件不同，因而選擇的礦山機(jī)械類(lèi)型也會(huì)不一樣，因此安裝過(guò)程和安裝注意事項(xiàng)存在差異，本文是從采煤機(jī)安裝角度來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，如果在安裝調(diào)試中采取了有效措施，大部分機(jī)電安裝問(wèn)題都能迎刃而解，當(dāng)然，加強(qiáng)機(jī)電安裝技術(shù)培訓(xùn)和提高施工隊(duì)伍的整體素質(zhì)也是十分必要的，通過(guò)綜合完善的管理辦法來(lái)確保礦山機(jī)電安全，進(jìn)而為我國(guó)煤炭行業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
參考文獻(xiàn)
中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
機(jī)電一體化也稱作電子學(xué)，它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics與電子學(xué)Electronics的結(jié)合為一的。由于機(jī)電一體化技術(shù)的日益完善，其在電力排灌站中得到了更全面的應(yīng)用，在節(jié)能減排和容易操作控制方面有著重要的意義。本文主要從機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程、發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面著手進(jìn)行闡述，并對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站方面的應(yīng)用做出了一些淺論。
一、機(jī)電一體化技術(shù)概述
1.1機(jī)電一體化技術(shù)概況與主要使用領(lǐng)域
由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與廣泛使用，使得機(jī)電一體化技術(shù)有了良好的載體。這促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的迅速進(jìn)步提升，所以人們對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)也有了更全面的理解和運(yùn)用。它能將各種技術(shù)運(yùn)用結(jié)合起來(lái)，同時(shí)應(yīng)用到實(shí)際的各種產(chǎn)品生產(chǎn)或是控制過(guò)程中去?，F(xiàn)今機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為一些行業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵組成部分。
它的快速展使得它已經(jīng)融入到各類(lèi)產(chǎn)品的各個(gè)行業(yè)和部門(mén)。尤其是在數(shù)控機(jī)床和PLC的高級(jí)應(yīng)用等方面。并且其在機(jī)械領(lǐng)域中的電子化的機(jī)床和電子計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)等方面的應(yīng)用尤為普遍。由于其的使用，機(jī)電一體化的數(shù)控機(jī)床相較于普通機(jī)床，使用起來(lái)也更為方便和簡(jiǎn)易，也使其生產(chǎn)的產(chǎn)品精確和廢品率降低。這些都是機(jī)電一體化的發(fā)展應(yīng)用在機(jī)床方面的影響。在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)中，它將各個(gè)部門(mén)結(jié)合起來(lái)，完成相互之間的合理溝通與傳遞，形成以制造為主干，完成“物流”和“信息流”的溝通。
1.2機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程
機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段：
開(kāi)始階段為上世紀(jì)六十年代以前。在這個(gè)階段中，利用電子技術(shù)來(lái)使得各種產(chǎn)品的使用更簡(jiǎn)單和好用是主要目標(biāo)。其中在二戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)中為了得到性能更加優(yōu)異的軍用技術(shù)，也客觀的地促進(jìn)了機(jī)械與電工與電子的相互結(jié)合。由于當(dāng)時(shí)的機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)并不完善，并且存在著一定的缺陷，因此由它們結(jié)合所產(chǎn)生的機(jī)電一體化，并不能夠廣泛應(yīng)用，但是也顯示出了其還具有很大的發(fā)展空間。過(guò)渡階段為上世紀(jì)七十至八十年代。在這個(gè)階段中，機(jī)電一體化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。各種科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，給機(jī)電一體化的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，也為其發(fā)展奠定了良好的基石。最終階段為上世紀(jì)九十年代至今。在此階段中，機(jī)電一體化逐步轉(zhuǎn)向智能化發(fā)展。這是一個(gè)深入研究、開(kāi)發(fā)和完善的階段。在機(jī)電一體化的基礎(chǔ)上進(jìn)行其他相關(guān)的建模設(shè)計(jì)等，并進(jìn)行研究和探討，建立起了完整的科學(xué)體系，使其進(jìn)入了系統(tǒng)化的時(shí)代。
1.3機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展展望
在21世紀(jì)初期，我國(guó)機(jī)械工業(yè)增長(zhǎng)方式發(fā)生著重大改變，為其能夠健康的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)迫切需要進(jìn)行改變和進(jìn)步，從而有效的促進(jìn)了以數(shù)字化、智能化為特征的機(jī)電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展及進(jìn)步。機(jī)電一體化技術(shù)是在多種技術(shù)進(jìn)步后才有所前進(jìn)的，它的發(fā)展依據(jù)于其他技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步也刺激著其他技術(shù)的延伸。縱觀機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程，機(jī)電一體化的未來(lái)主要從以下幾個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)：
微型化，微機(jī)電系統(tǒng)就是MEMS器件和系統(tǒng)的進(jìn)展。如微型構(gòu)件和微型傳感器等的開(kāi)發(fā)，使得MEMS器件得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)使得機(jī)電一體化技術(shù)的微型化得到重視。網(wǎng)絡(luò)化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及，使得基于因特網(wǎng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)視和控制技術(shù)在機(jī)電一體化的總體布局中可以使用。智能化，基于模糊技術(shù)與信息技術(shù)，特別是軟件技術(shù)和芯片技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展中能夠使得應(yīng)用更加方便。數(shù)字化，數(shù)字化主要體現(xiàn)在CPU的發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的大幅度提高。創(chuàng)造了數(shù)字化設(shè)計(jì)與創(chuàng)作生產(chǎn)的基礎(chǔ)，例如虛擬設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)集成制造等。綠色化，機(jī)電一體化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品的綠色主要是指不對(duì)環(huán)境造成損害，并且能夠回收利用，創(chuàng)造財(cái)富。工業(yè)的發(fā)展給人們帶來(lái)了方便和舒適，但同時(shí)使得環(huán)境收到嚴(yán)重的污染，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，綠色產(chǎn)品成為人們推崇的目標(biāo)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站中的應(yīng)用研究
2.1機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站應(yīng)用中的問(wèn)題
機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站中的使用也是非常關(guān)鍵的,所以因?yàn)槠溆行c實(shí)用的特點(diǎn)，機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站中的應(yīng)用也逐漸深入與全面。但是與此同時(shí)，其在電力排灌站中的應(yīng)用也仍同樣存在著很大的發(fā)展空間?？v觀現(xiàn)在的各種大小的電力排灌站，多數(shù)電力排灌站在管路的布置方面仍存在這一定的問(wèn)題。例如機(jī)電一體化技術(shù)未能在其中合理的使用與布置，那么解決這種問(wèn)題，就要在未來(lái)的機(jī)電一體化化技術(shù)在使用時(shí)，要對(duì)原來(lái)的電力排灌站不適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行科學(xué)改進(jìn)，讓機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站了利用中充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，使其能夠在電力排灌站中“物盡其用”。2.2機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站工程設(shè)計(jì)方面也要尤其注意，在目前運(yùn)行中的一些電力排灌站中，普遍存在著一些如：電機(jī)容量較小、機(jī)組臺(tái)數(shù)少和單擊容量小等一些問(wèn)題。同時(shí)也應(yīng)注意到，在電力排灌站的運(yùn)行使用過(guò)程中，在水泵選擇、管路設(shè)置與電機(jī)匹配三個(gè)方面進(jìn)行發(fā)展擴(kuò)展與改進(jìn)也是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。針對(duì)這些不好的狀況，應(yīng)該在以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的使用能力、提高運(yùn)行的效能和達(dá)到節(jié)約能源的原則目的。具體方法如下：
首先，水泵的選擇極其重要。在電力排灌站的水泵選擇時(shí)，一定要注意，不能選擇過(guò)量容量的水泵，不能把水泵容量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程將其適當(dāng)?shù)脑龃?，只需有適當(dāng)?shù)拇嬖谝欢ǖ母辉Ａ考纯?。并且不能滿足應(yīng)用量的小容量水工泵也同樣不能選擇。水泵與電力排灌站的合理的匹配才是最重要的。因此，要想在利用機(jī)電一體化技術(shù)的同時(shí)，提高電力排灌站的工作能力，這是一個(gè)不容忽視的環(huán)節(jié)。
其次，管路的布置與電動(dòng)機(jī)的合理匹配也很重要。最有利和最合理的管路布置才能夠使得資源不被浪費(fèi)。同樣也能節(jié)約電機(jī)使用中能量的損失。另外，電動(dòng)機(jī)的合理匹配在電力排灌站中也非常重要，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的負(fù)載率嚴(yán)重影響著其合理使用。如果過(guò)高的話會(huì)使得整個(gè)系統(tǒng)存在一定的使用難度，而過(guò)低話又會(huì)浪費(fèi)其固有能源，因此在使用之前要對(duì)其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)調(diào)配是至關(guān)重要的。所以使其達(dá)到一個(gè)合理的利用狀態(tài)，對(duì)電力排灌站的運(yùn)行發(fā)展也有著非常重要的意義和作用。
最后，節(jié)能問(wèn)題也要加強(qiáng)重視。在裝機(jī)臺(tái)數(shù)較多的電力排灌站中，可以通過(guò)多臺(tái)變壓器一起工作并做相關(guān)調(diào)節(jié)的方式來(lái)提高供電可靠性。眾所周知，變壓器的效率與損耗和負(fù)載存在一定的比例關(guān)系。因此，工作人員要提前做好損耗曲線分析，在實(shí)際運(yùn)行中要根據(jù)負(fù)載的變化，增加或減少變壓器的臺(tái)數(shù)來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。
三、總結(jié)
機(jī)電一體化技術(shù)在電力排灌站中得到了充分的應(yīng)用，但也存在許多相關(guān)的問(wèn)題。隨著科學(xué)的發(fā)展，這些狀一定會(huì)逐漸的改進(jìn)，以達(dá)到節(jié)能和便利的作用目的。機(jī)電一體化技術(shù)是多個(gè)學(xué)科共同發(fā)展的產(chǎn)物，它不單獨(dú)依靠于任一學(xué)科，但同樣脫離不開(kāi)任一學(xué)科，是社會(huì)科學(xué)發(fā)展的成果。機(jī)電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用到了各種領(lǐng)域中，使得機(jī)械產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大的變革，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法正發(fā)生著戰(zhàn)略性的變革，新的技術(shù)和新的方法等著我們?nèi)グl(fā)掘和創(chuàng)造。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類(lèi)號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2017）06-0255-01
《機(jī)電一體化組裝與調(diào)試》這門(mén)課是機(jī)電專業(yè)的主修課程，它主要是在亞龍YL-235A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置上，完成具有一定生產(chǎn)功能的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試任務(wù)，并在完成這些任務(wù)的過(guò)程中學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和技能。從2007年起，教育部每年都舉辦了全國(guó)機(jī)電設(shè)備組裝與調(diào)試競(jìng)賽，來(lái)促進(jìn)老師和學(xué)生技能水平的提高。在平時(shí)的技能大賽訓(xùn)練中，學(xué)生選手經(jīng)過(guò)了大量訓(xùn)練，在組裝機(jī)電一體化設(shè)備、連接電路與氣路時(shí)動(dòng)作規(guī)范、操作熟練，編寫(xiě)程序時(shí)思維嚴(yán)謹(jǐn)敏捷。但是在技能大賽中學(xué)生是有分工的，其中一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)機(jī)械裝配，另外一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)編程和調(diào)試，老師也可以就一些具體問(wèn)題進(jìn)行一對(duì)一指導(dǎo)，總體訓(xùn)練效果較好。而對(duì)于整個(gè)一個(gè)班大概有40人，而我們的實(shí)訓(xùn)臺(tái)只有9臺(tái)，如果按正常的分工，那實(shí)訓(xùn)設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而且每?jī)蓚€(gè)人在配合的過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)相互推托，如何在實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足的情況下又能使學(xué)生很好的掌握組裝與調(diào)試這兩項(xiàng)技能就成了機(jī)電一體化組裝與調(diào)試教學(xué)的主要問(wèn)題。為了解決以下問(wèn)題，我做了以下嘗試，取得了較好的效果。
1.明確學(xué)生現(xiàn)狀，找準(zhǔn)學(xué)生的需求
要根據(jù)班上不同的學(xué)生群體，進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，找出學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程的困難所在，提出解決的方法。而且根據(jù)不同的學(xué)生群體制定不同的教學(xué)計(jì)劃，給予不同的任務(wù)，從而使每個(gè)同學(xué)都能在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中有事干，并且能按時(shí)完成自己的任務(wù)。
2.以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)
這門(mén)課程主要采取項(xiàng)目式教學(xué)，每個(gè)項(xiàng)目按施工任務(wù)，施工前準(zhǔn)備，實(shí)施任務(wù)進(jìn)行。施工前的準(zhǔn)備主要是學(xué)生們對(duì)項(xiàng)目描述的理解和設(shè)備圖樣的識(shí)讀，我們主要采用了PPT和微課教學(xué)，例如在項(xiàng)目一送料機(jī)構(gòu)的組裝與調(diào)試這一項(xiàng)目中，如果直接讓老師或?qū)W生直接閱讀項(xiàng)目描述的這一部分內(nèi)容并讓學(xué)生總結(jié)，大部分學(xué)生可能會(huì)覺(jué)得很枯燥，而沒(méi)有興趣，所以老師可以提前錄好送料機(jī)構(gòu)工作過(guò)程的小視頻和采集相應(yīng)的圖片來(lái)制作PPT，這樣既能能直觀、生動(dòng)、地展示教學(xué)內(nèi)容，又節(jié)省出了許多時(shí)間，極大的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并且在每一個(gè)工作任務(wù)中，要整合專業(yè)知識(shí)和工作過(guò)程知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明確“做什么、學(xué)什么”，進(jìn)而讓學(xué)生們學(xué)習(xí)有用、夠用的專業(yè)知識(shí)與技能。
3.培養(yǎng)“小老師”帶動(dòng)其他學(xué)生
在《機(jī)電一體化組裝與調(diào)試》實(shí)訓(xùn)課教學(xué)中，實(shí)訓(xùn)設(shè)備遠(yuǎn)不能滿足兩個(gè)人一臺(tái)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的要求，而且在每次實(shí)訓(xùn)課只有一個(gè)指導(dǎo)老師，每個(gè)項(xiàng)目的組裝與調(diào)試系統(tǒng)性強(qiáng)，每出現(xiàn)一個(gè)小問(wèn)題就可能涉及到機(jī)械裝配、電路連接、氣路連接、程序以及變頻器的參數(shù)設(shè)置等，需要要一級(jí)一級(jí)來(lái)查找，這樣一個(gè)小的故障可能就要耗費(fèi)很多時(shí)間，導(dǎo)致其他組在出現(xiàn)問(wèn)題而不能得到及時(shí)解決而白白的浪費(fèi)了時(shí)間。所以培養(yǎng)了一小部分資質(zhì)較好并且愿意先學(xué)的學(xué)生，能夠具備獨(dú)立的解決問(wèn)題能力，這樣就能在每次實(shí)訓(xùn)課上充當(dāng)每組的小組長(zhǎng)和老師"小幫手"。在每節(jié)實(shí)訓(xùn)課前，指導(dǎo)教師總體分配教學(xué)任務(wù)，強(qiáng)調(diào)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)，然后由小組長(zhǎng)對(duì)自各的組員進(jìn)行分工，組內(nèi)每個(gè)成員任務(wù)必須要分工明確并均等，并把每個(gè)同學(xué)的分工在一張紙上，最后老師依據(jù)學(xué)生具體完成情況，進(jìn)行考核評(píng)分。每次所得成績(jī)計(jì)入期末考試總評(píng)成績(jī)，占成績(jī)的20%。因?yàn)樽詈笾笇?dǎo)成績(jī)會(huì)計(jì)入期末成績(jī)中，并且學(xué)生們分工明確，每個(gè)人都有各自的任務(wù)，學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)的積極性和平時(shí)相比大大提高，為了完成自己的任務(wù)并能有一個(gè)好的成績(jī)，盡自己最大的努力來(lái)完成分配給自己的任務(wù)，實(shí)訓(xùn)過(guò)程中偷看手機(jī)，胡亂跑無(wú)所事事的現(xiàn)象明顯減少幾乎消失。
4.規(guī)范有序的組織學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練
有規(guī)范、有序地組織學(xué)生進(jìn)行職業(yè)訓(xùn)練，是我們職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)的根本目的。為了讓我們的學(xué)生規(guī)范、有序地學(xué)習(xí)和掌握機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試，按照由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由單一到綜合，由一般功能到特殊功能的循序漸進(jìn)的原則，組織教學(xué)項(xiàng)目和規(guī)劃工作任務(wù)，這樣更符合中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生的認(rèn)知心理和認(rèn)知特點(diǎn)。因此，按簡(jiǎn)單裝的皮帶輸送機(jī)拆裝到由圓盤(pán)、機(jī)械手和皮帶輸送機(jī)的組裝，單一部件的單一功能到組合部件的多種功能的順序，將一個(gè)個(gè)工作任務(wù)呈現(xiàn)在教材中，讓學(xué)生一步一步地向全面掌握機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試。提升學(xué)生的職業(yè)能力。
中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）46-0266-01
引言：目前，機(jī)電一體化系統(tǒng)主要包括機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)，而不同系統(tǒng)之間的通信以及指令的交流是通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)的。接口是機(jī)電系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，科學(xué)合理利用接口，可以合理簡(jiǎn)化系統(tǒng)信息傳遞的復(fù)雜度，使機(jī)電系統(tǒng)各個(gè)部分有機(jī)地連接起來(lái)。所以，科學(xué)合理利用接口可以直接提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的使用功能，這就需要科研工作人員積極創(chuàng)新接口技術(shù)，從而滿足現(xiàn)代市場(chǎng)對(duì)機(jī)電一體化接口技術(shù)的需求，進(jìn)一步提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的品質(zhì)。
一、 機(jī)電一體化系統(tǒng)中接口技術(shù)概述
1.1機(jī)電一體化系統(tǒng)中接口技術(shù)的作用
機(jī)電一體化產(chǎn)品就是將機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，這樣就可以同時(shí)利用機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)部分，從而擴(kuò)展其應(yīng)用的范圍。而機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)是利用接口來(lái)進(jìn)行信息交流的，同時(shí)其可以起到調(diào)節(jié)、匹配、緩沖等功能，進(jìn)行電平的轉(zhuǎn)換，提高輸出負(fù)載能力，這樣就可以顯著改善機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，很多科研研究工作人員利用抗干擾材料優(yōu)化接口，從而防止各個(gè)模塊之間的相互影響；利用光電隔離器可以有效地將控制部分與電子部分相互隔離，從而防止系統(tǒng)之間的相互干擾，提高機(jī)電產(chǎn)品使用的可靠性；另外很多接口可以實(shí)現(xiàn)電路電平的轉(zhuǎn)換，這樣就實(shí)現(xiàn)了不同部分之間的電平匹配，從而保證后續(xù)電路能夠正常工作，提高機(jī)電產(chǎn)品的工作效率。
1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)接口技術(shù)的原理分析
現(xiàn)在市場(chǎng)上機(jī)電一體化產(chǎn)品很多，不同的產(chǎn)品具有不同的工作原理，同時(shí)滿足不同的需求，因此其利用的接口技術(shù)也就存在很大的差異。因此若要利用不同廠家生產(chǎn)的模塊組成新產(chǎn)品時(shí)，就要了解到這些差異，再進(jìn)行不同接口之間的匹配。目前科研工作人員將接口大致分為機(jī)電接口和人機(jī)接口。機(jī)電接口就是機(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與不同傳感器之間的接口，其可以有效采集模擬信號(hào)的輸入與輸出，然后根據(jù)具體需求，為機(jī)電產(chǎn)品提供相應(yīng)的工作電壓與電流，這樣就保證機(jī)電產(chǎn)品工作在規(guī)定的狀態(tài)；人機(jī)接口就是機(jī)電產(chǎn)品操作工作人員與計(jì)算機(jī)之間的接口，其可以將操作工作人員的指令傳輸給計(jì)算機(jī)，在利用計(jì)算機(jī)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編碼，之后將數(shù)據(jù)信息傳遞到規(guī)定的部分，這樣就實(shí)現(xiàn)了操作工作人員控制機(jī)電產(chǎn)品的目的。
二、 接口技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用分析
在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，接口技術(shù)大大簡(jiǎn)化了各個(gè)子系統(tǒng)之間的聯(lián)系方式，提高了產(chǎn)品的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，同時(shí)降低了機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本，這促使了更多人使用機(jī)電一體化產(chǎn)品。下面就接口技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析與探討。
2.1 機(jī)電接口技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
2.1.1 機(jī)電接口用來(lái)采集模擬輸入信號(hào)
機(jī)電接口可以作為機(jī)電一體化系統(tǒng)的模擬輸入接口，一方面將傳感器采集的外界信號(hào)輸入到機(jī)電系統(tǒng)，該信號(hào)可以反映機(jī)械運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，從而反饋給控制中心，進(jìn)而使機(jī)械運(yùn)行在規(guī)定的狀態(tài)；另一方面接口采集的電壓或者電流等信號(hào)很微弱，需要進(jìn)行一定程度的放大，這樣機(jī)電系統(tǒng)才能進(jìn)行識(shí)別，所以接口又可以起到放大的功能。因此只有利用接口技術(shù)，機(jī)電系統(tǒng)才能對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行有效地分辨，才能將機(jī)械部分與電子部分有機(jī)結(jié)合在一起。
2.1.2 機(jī)電接口用來(lái)輸出信號(hào)
機(jī)電接口可以作為機(jī)電一體化系統(tǒng)的模擬信號(hào)輸出接口，保持機(jī)電產(chǎn)品的正常運(yùn)行。機(jī)電接口就作為機(jī)械部分與電子部分的通信橋梁，那么電子部分才能有效識(shí)別機(jī)械輸出信號(hào)，從而控制機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)。這主要是通過(guò)機(jī)電接口將微控制器輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械部分能夠識(shí)別的模擬電壓信號(hào)或者模擬電流信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化與信息化控制，提高控制效率。
2.1.3 機(jī)電接口用作開(kāi)關(guān)信號(hào)
機(jī)電接口同樣可以作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)信號(hào)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，存在很多開(kāi)關(guān)，那么為了保證其能夠正常運(yùn)行，要對(duì)機(jī)械部分與電子部分進(jìn)行接口設(shè)置，使其能夠正常通信。復(fù)雜的機(jī)電一體化系統(tǒng)存在很多指示燈、繼電器、以及接觸器等，通常這些器件的通斷都設(shè)置有指示燈，那么就要利用機(jī)電接口來(lái)處理信號(hào)的模擬與輸入狀態(tài)。
2.2 人機(jī)接口技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多機(jī)電產(chǎn)品都采用圖形用戶界面GUI來(lái)實(shí)現(xiàn)其操作控制，這就需要利用人機(jī)接口技術(shù)。人機(jī)接口技術(shù)主要作用就是將機(jī)電產(chǎn)品操作工作人員的指令轉(zhuǎn)換為微控制器能識(shí)別的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)操作人員與微控制器的信息交流，從而使機(jī)電產(chǎn)品工作在指定的狀態(tài)下。目前大型機(jī)電產(chǎn)品，如工控機(jī)等，其人機(jī)接口主要是利用鍵盤(pán)輸入接口與界面顯示等進(jìn)行。在這個(gè)過(guò)程中，操作人員可以利用鍵盤(pán)輸入規(guī)定的機(jī)械運(yùn)行參數(shù)信息，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)界面進(jìn)行顯示，并可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，靈活改變參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)智能化管理，這樣就把操作人員與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤(pán)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。
三、 接口技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
由于機(jī)電系統(tǒng)通常比較復(fù)雜，因此各個(gè)子系統(tǒng)之間都是通過(guò)接口聯(lián)系起來(lái)的，所以機(jī)電產(chǎn)品操作工作人員將各個(gè)子系統(tǒng)有機(jī)組合在一起時(shí)，要注意接口之間的匹配問(wèn)題，要滿足機(jī)電產(chǎn)品的性能需求。要提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量，必須要科學(xué)合理選擇與運(yùn)用接口技術(shù)；同時(shí)只有結(jié)合實(shí)際情況，認(rèn)真調(diào)試機(jī)電一體化產(chǎn)品的接口，不斷嘗試，才能找到最佳接口通信策略，提高機(jī)電產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性。通常來(lái)講，雖然各個(gè)子系統(tǒng)處于最佳的工作狀態(tài)，并不能保證組合的系統(tǒng)就處于最佳的工作模式，這需要工作人員進(jìn)行子系統(tǒng)組合之后，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試與子系統(tǒng)接口的智能調(diào)試，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量；人機(jī)接口還要滿足客戶的需求，符合工作人員的操作習(xí)慣，這樣就需要根據(jù)具體需求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
四、總結(jié)
隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的快速發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品變得日益復(fù)雜，因此需要解決各個(gè)模塊之間的通信等問(wèn)題，這樣接口技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生，快速地發(fā)展起來(lái)，而且變得更加重要，同時(shí)新接口技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展與進(jìn)步。根據(jù)具體情況，不同的機(jī)電一體化系統(tǒng)需要不同的接口設(shè)計(jì)，而其接口性能的好壞與機(jī)電一體化系統(tǒng)的質(zhì)量有直接的關(guān)系，影響機(jī)電產(chǎn)品的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性，所以要認(rèn)真研究機(jī)電一體化系統(tǒng)相關(guān)接口新技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 ：技工學(xué)校 機(jī)電一體化 教學(xué) 改革
機(jī)電一體化是將機(jī)械和電子技術(shù)集成起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，其發(fā)展直接推動(dòng)了產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)的智能化，深刻影響著人們生活的方方面面。
我國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，成績(jī)顯著，但問(wèn)題也是顯而易見(jiàn)的。如何實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，是國(guó)家、企業(yè)關(guān)心的問(wèn)題，必須解決以下兩個(gè)問(wèn)題：其一，要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的高效性，持續(xù)發(fā)展；其二，研制人性化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)生產(chǎn)升級(jí)，產(chǎn)品換代，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
機(jī)電行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化組合，機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，使得行業(yè)的人才需求格局發(fā)生了很大變化。用人企業(yè)不但急需一線技能型操作人才，更渴求綜合素質(zhì)高，具備機(jī)、電技術(shù)綜合應(yīng)用知識(shí)的技能型人才。為了適應(yīng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，滿足企業(yè)的用人需求，技工學(xué)校有必要對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)進(jìn)行改革調(diào)整，建立一個(gè)科學(xué)而完善的、具有高級(jí)技工教育特色的教學(xué)體系。
針對(duì)上述狀況，本文分析了目前大部分技工學(xué)校在機(jī)電一體化教學(xué)中存在的部分問(wèn)題，闡明了以崗位工作技能為知識(shí)目標(biāo)、職業(yè)道德素養(yǎng)為導(dǎo)向的機(jī)電一體化教學(xué)改革的方向。
一、部分技工學(xué)校機(jī)電一體化教學(xué)體系中存在的問(wèn)題
1.專業(yè)課程體系設(shè)置不科學(xué)
目前，技工學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)課程課時(shí)主要分配于“電”與“機(jī)”，在僅有兩年的課時(shí)時(shí)間內(nèi)，還以機(jī)械類(lèi)課程設(shè)置為重點(diǎn)，導(dǎo)致電類(lèi)方面的課程時(shí)間安排不夠，也就達(dá)不到應(yīng)有的教學(xué)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。這與目前“機(jī)電一體”的教學(xué)目標(biāo)不相符，很容易導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際操作脫節(jié)，不能有效地配合機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)與設(shè)備操作的教學(xué)需求。
其次，機(jī)電一體化教學(xué)是以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的，要求理論知識(shí)的傳授與操作能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)相結(jié)合，且貫穿教學(xué)全過(guò)程。但部分技工學(xué)校卻因設(shè)備或師資等方面不足而以理論知識(shí)教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)為輔，沒(méi)能理論聯(lián)系實(shí)際。這就造成了很多學(xué)生“睜眼瞎”，學(xué)過(guò)卻不知其用途。大多數(shù)技校生畢業(yè)后將要從事的工作是安裝、調(diào)試機(jī)床設(shè)備、電氣線路等，對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)和一般故障的檢修等工作。學(xué)習(xí)期間如果沒(méi)有得到良好的培訓(xùn)，走上工作崗位后，實(shí)踐能力不足的問(wèn)題將非常明顯。
2.專業(yè)教學(xué)內(nèi)容不夠完善
第一，教學(xué)課程的整體設(shè)置遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于當(dāng)前機(jī)電技術(shù)的發(fā)展：教材內(nèi)容更新慢，教學(xué)內(nèi)容落后，教學(xué)設(shè)備陳舊等。部分技工學(xué)校仍然在用陳舊教材進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生學(xué)不到前沿知識(shí)。而與目前技術(shù)脫節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生不了解它的用途和學(xué)習(xí)的好處，感覺(jué)枯燥無(wú)味，難以引起他們學(xué)習(xí)的興趣，因此會(huì)導(dǎo)致課程教學(xué)陷入教師為教而教，學(xué)生為學(xué)而學(xué)的怪圈。
其次，教師講授時(shí)僅停留于課本，教學(xué)方法單一，缺乏項(xiàng)目教學(xué)的涉入，學(xué)生不知如何將基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)貫穿運(yùn)用到實(shí)際工作過(guò)程中。如實(shí)踐教學(xué)電力拖動(dòng)中多以電路工作原理、快速準(zhǔn)確接線為主，忽視了按圖施工前元件的選擇、檢修及故障排除的學(xué)習(xí)，未強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，未按崗位群必需的能力為主線來(lái)合理設(shè)置理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，直接導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)面過(guò)窄，畢業(yè)后達(dá)不到用工企業(yè)對(duì)技能人才的需求。
3.機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)備落后、匱乏
部分技工學(xué)校的教學(xué)、實(shí)習(xí)設(shè)備落后，尤其缺乏具有專業(yè)特點(diǎn)的綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，僅有少數(shù)條件相對(duì)好的學(xué)校配備有車(chē)、銑、加工中心等數(shù)控機(jī)床，種類(lèi)齊全的電力拖動(dòng)與控制柜，PLC實(shí)訓(xùn)一體化等。
設(shè)備不足會(huì)影響機(jī)電專業(yè)學(xué)生的技能和實(shí)踐能力的提高。機(jī)電一體化教學(xué)水平要想得到提升與進(jìn)步，就必須擁有優(yōu)良先進(jìn)的教學(xué)設(shè)施。
4.教師隊(duì)伍素質(zhì)有待提升
技工學(xué)校機(jī)電專業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)高質(zhì)量的教師隊(duì)伍，“雙師型”的教師隊(duì)伍會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)電專業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的技能人才。但是在當(dāng)前的大多數(shù)技校里，教師隊(duì)伍的專業(yè)素質(zhì)并沒(méi)有達(dá)到既定的標(biāo)準(zhǔn)。很多年輕的教師都是“高校—技?！蹦Ｊ剑瑳](méi)有在用工企業(yè)工作過(guò)，沒(méi)有深入市場(chǎng)了解過(guò)，不清楚機(jī)電一體化在實(shí)操過(guò)程中的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)缺乏。
二、技工學(xué)校機(jī)電一體化教學(xué)改革的思路與方法
1.構(gòu)建合理的課程體系
技工學(xué)校應(yīng)構(gòu)建中國(guó)式“校企雙制”，從崗位的實(shí)際工作過(guò)程和崗位標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，與企業(yè)進(jìn)行溝通交流，對(duì)企業(yè)的用人需求和近幾年畢業(yè)生就業(yè)情況進(jìn)行深入分析，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，以工作任務(wù)或產(chǎn)品作為載體，重新構(gòu)建出合理的機(jī)電一體化課程體系。課程的設(shè)置必須要考慮學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，也要兼顧其可持續(xù)學(xué)習(xí)，因而課程內(nèi)容從知識(shí)層面來(lái)說(shuō)要以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為目標(biāo)，基礎(chǔ)理論以必需、夠用為度，專業(yè)教學(xué)要突出針對(duì)性和實(shí)用性。
技工學(xué)校是用人企業(yè)技能操作崗位的大型人才儲(chǔ)備單位，技工學(xué)校的發(fā)展離不開(kāi)用人企業(yè)的認(rèn)可和好評(píng)，因此，技工學(xué)校的教學(xué)目標(biāo)和考核標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)與企業(yè)要求一致，以企業(yè)的崗位職業(yè)能力需求為中心，以技術(shù)應(yīng)用能力和崗位工作技能為支撐，明確專業(yè)領(lǐng)域核心能力，并圍繞核心能力的培養(yǎng)形成專業(yè)領(lǐng)域課程體系，從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)組織、教學(xué)評(píng)價(jià)到教學(xué)改革等方方面面堅(jiān)持使教學(xué)內(nèi)容符合職業(yè)能力需求，同時(shí)培養(yǎng)方案要體現(xiàn)相關(guān)職業(yè)資格證書(shū)的要求，以使學(xué)生畢業(yè)時(shí)確實(shí)具備相應(yīng)的上崗能力。
2.完善教學(xué)場(chǎng)地、設(shè)施設(shè)備
教學(xué)場(chǎng)所、設(shè)備與設(shè)施在一定程度上決定了教學(xué)的效果。學(xué)校要保證教學(xué)的質(zhì)量，就要加強(qiáng)教學(xué)場(chǎng)地一體化設(shè)施的建設(shè)。技工學(xué)校應(yīng)努力建設(shè)模擬真實(shí)職業(yè)環(huán)境的“教、學(xué)、做”一體化實(shí)訓(xùn)室，逐漸完善集教學(xué)、培訓(xùn)、鑒定、生產(chǎn)“四位一體”的實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合。
另外，有些學(xué)校受場(chǎng)地、資金等影響，無(wú)法構(gòu)建完善的一體化實(shí)訓(xùn)室，則可以本著資源共享、互惠互利的原則，加強(qiáng)與工廠企業(yè)的聯(lián)系，廣泛建立校外實(shí)習(xí)基地，加強(qiáng)校企合作，以滿足學(xué)生畢業(yè)前頂崗實(shí)習(xí)的需要。第一，聘請(qǐng)有實(shí)際企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的人才擔(dān)任實(shí)習(xí)教師；第二，安排學(xué)生寒暑假到企業(yè)參觀、實(shí)習(xí)，了解企業(yè)不同崗位的職業(yè)能力需求，最大限度地縮短技校生畢業(yè)后的試用期，提高競(jìng)爭(zhēng)力。
3.通過(guò)多元的教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量
（1）多種教學(xué)方法和手段。機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)課程具有信息量大、抽象、理論性強(qiáng)等特點(diǎn)，內(nèi)容比較枯燥。因此，在教學(xué)手段方面，課程教學(xué)很有必要實(shí)現(xiàn)從板書(shū)、掛圖、模型教學(xué)向?qū)嵱?xùn)室、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。
以電力拖動(dòng)其中一個(gè)課題“按鈕和接觸器雙重連鎖正反轉(zhuǎn)”為例，傳統(tǒng)教學(xué)中，教師用直尺在黑板畫(huà)出該電路原理圖需要3～5分鐘，這段時(shí)間學(xué)生很容易出現(xiàn)走神、聊天等違紀(jì)問(wèn)題。但若將該原理圖采用動(dòng)畫(huà)演示，結(jié)合教師對(duì)該電路圖設(shè)計(jì)思路的講解，并將電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的實(shí)際工作情況進(jìn)行視頻播放，對(duì)教師而言，不僅能節(jié)省畫(huà)圖的時(shí)間，而且能在短時(shí)間內(nèi)直觀地將電路中各元件的作用（各知識(shí)點(diǎn)）講解清楚，還能更好地掌控課堂的情況；對(duì)學(xué)生而言，其接受能力會(huì)更強(qiáng)，更能加強(qiáng)對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解，加強(qiáng)重點(diǎn)理論知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。
教師要從觀念上進(jìn)行轉(zhuǎn)變，必須學(xué)會(huì)了解學(xué)生的心理特點(diǎn)，以學(xué)生為中心，將多媒體教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)等各種教學(xué)方法相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的各個(gè)感官，讓學(xué)生感覺(jué)到學(xué)習(xí)是一件快樂(lè)的事情，從而由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。
（2）增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實(shí)際。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等。根據(jù)機(jī)電一體化課程實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，在教學(xué)中充分采用理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)和組織綜合性實(shí)踐項(xiàng)目。比如根據(jù)西門(mén)子公司機(jī)電一體化課程特點(diǎn)和實(shí)際崗位的工作環(huán)境，創(chuàng)建西門(mén)子機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)基地，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)機(jī)器自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)室、典型工作區(qū)實(shí)訓(xùn)室、機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)室等項(xiàng)目教學(xué)方案，學(xué)習(xí)常用的PLC S7-200、S7-300、S7-1200等系列的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)與維護(hù)、軟件編程、網(wǎng)絡(luò)通訊與診斷等內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)線的工作要求進(jìn)行程序編寫(xiě)和組態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)崗位的應(yīng)用能力。
（3）教師要做好示范操作。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，實(shí)際操作技能訓(xùn)練中主要有兩個(gè)問(wèn)題：一是帶電操作的安全注意事項(xiàng)；二是實(shí)際技能的規(guī)范要求。教師在教學(xué)過(guò)程中要做好引導(dǎo)和講解，強(qiáng)調(diào)安全性問(wèn)題。教師通過(guò)行為引導(dǎo)，輔助于教學(xué)講解，督促學(xué)生通過(guò)互相之間的合作完成實(shí)踐操作。這種教學(xué)方式可以加強(qiáng)學(xué)生間的探討交流，讓學(xué)生互相分享自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，促使學(xué)生間相互學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步。
4.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
為培養(yǎng)高水平的“雙師型”教師隊(duì)伍，為培養(yǎng)骨干教師，技工學(xué)校可以從以下五個(gè)方面加強(qiáng)師資隊(duì)伍的建設(shè)：高薪聘用擁有專業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)的教師；定期對(duì)任教教師進(jìn)行職業(yè)技能、教學(xué)能力的考核；設(shè)立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制鼓勵(lì)教師進(jìn)行教學(xué)改革，鼓勵(lì)教師進(jìn)行技術(shù)鉆研；定期對(duì)教師進(jìn)行針對(duì)性的培訓(xùn)，如教學(xué)方式、專業(yè)技能等；要求教師下廠實(shí)習(xí)，了解市場(chǎng)的需求、技術(shù)的更新。
總的來(lái)說(shuō)，技工學(xué)校機(jī)電一體化專業(yè)的教學(xué)改革需要根據(jù)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，堅(jiān)持理論與實(shí)際相結(jié)合，堅(jiān)持學(xué)習(xí)新技術(shù)，堅(jiān)持教師隊(duì)伍建設(shè)，堅(jiān)持深入探究課程體系及教學(xué)方式的改革，如此，才能培養(yǎng)與時(shí)代步伐相一致的專業(yè)技術(shù)型人才。
參考文獻(xiàn)：
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隨著科技的發(fā)展，社會(huì)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)人員的要求也越來(lái)越高。目前，機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式主要有驗(yàn)證、現(xiàn)場(chǎng)參觀實(shí)習(xí)等。這樣的教學(xué)方法存在明顯的不足，學(xué)生的參與性不夠強(qiáng)，無(wú)法深入了解教學(xué)內(nèi)容和應(yīng)用技巧。傳統(tǒng)的演示、驗(yàn)證教學(xué)方法已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)對(duì)人才需求的發(fā)展和變化[1,2]。針對(duì)這樣的實(shí)際情況，本文提出了一種新型機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)，開(kāi)放性強(qiáng)，可以模擬自動(dòng)化生產(chǎn)線的簡(jiǎn)單工藝流程，具有上料、裝配、檢測(cè)和分揀等功能。并基于該平臺(tái)進(jìn)行了機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)與研究，通過(guò)各種典型的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加深學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化基本知識(shí)和理論的理解，擴(kuò)展知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力。
1新型機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究
1.1技術(shù)方案
本文設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)，主要由電控系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)化工位及各種傳感器組成。各子系統(tǒng)有機(jī)的配合在一起，模擬自動(dòng)化生產(chǎn)線的簡(jiǎn)單工藝流程，實(shí)現(xiàn)上料、裝配、檢測(cè)、分揀等多種功能[3]。學(xué)生通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的操作，可以加深對(duì)機(jī)電一體化理論知識(shí)的理解，同時(shí)提高分析問(wèn)題和動(dòng)手實(shí)踐的能力。
(1)電控系統(tǒng)。是整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的核心，是各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目功能和指標(biāo)的重要保障。其主要由基于PLC設(shè)計(jì)的電控箱、操作面板、變頻調(diào)速控制器及數(shù)碼管、指示燈等組成。
(2)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)工件在輸送帶上流水傳輸，主要由三相異步電動(dòng)機(jī)、減速器、輸送帶組成。
(3)自動(dòng)化工位。由上料、機(jī)械手、檢測(cè)和分揀等多個(gè)自動(dòng)化工位組成，每個(gè)工位都是通過(guò)氣缸活塞伸出或縮回實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作。
(4)傳感器系統(tǒng)。主要用于工件定位和質(zhì)量檢測(cè)等，采用光電式傳感器或接近開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作原理：按下開(kāi)始按鈕，控制系統(tǒng)通過(guò)變頻器控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向，從而實(shí)現(xiàn)輸送帶的自動(dòng)運(yùn)行；延時(shí)5秒后，控制系統(tǒng)控制上料工位氣缸，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料；控制器通過(guò)接近開(kāi)關(guān)自動(dòng)感應(yīng)工件是否來(lái)到裝配工位，并自動(dòng)控制機(jī)械手裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配；檢測(cè)工位自動(dòng)檢測(cè)裝配是否合格，并實(shí)現(xiàn)分揀與計(jì)數(shù)、顯示。
1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)
通過(guò)上面的分析，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)如下功能。
(1)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠直觀地體現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線的工藝流程。
(2)平臺(tái)輸送帶的電動(dòng)機(jī)具有啟動(dòng)和停止控制功能，且為了安全起見(jiàn)，設(shè)計(jì)有急停按鈕。
(3)采用變頻器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)及輸送皮帶的速度及轉(zhuǎn)向控制，具有調(diào)速和正反轉(zhuǎn)控制功能[4-5]。
(4)上料、裝配、檢測(cè)和分揀等功能采用氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(5)能用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝配。
(6)具有良好的人機(jī)接口，自動(dòng)顯示系統(tǒng)狀態(tài)及工件統(tǒng)計(jì)狀態(tài)。
(7)電控系統(tǒng)采用PLC控制器設(shè)計(jì)，方便同學(xué)從底層理解典型的機(jī)電控制原理。系統(tǒng)用變頻器控制三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)及各種轉(zhuǎn)速的改變，經(jīng)過(guò)減速器、三角帶帶動(dòng)傳輸帶運(yùn)輸，從而達(dá)到輸送工件的目的。在傳輸帶邊上設(shè)置上料工位、機(jī)械手工位、檢測(cè)工位、分揀工位，各個(gè)工位的運(yùn)動(dòng)都采用氣壓傳動(dòng)。另外采用指示燈來(lái)顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)和采用LED數(shù)碼管顯示毛壞數(shù)和成品數(shù)。
2實(shí)驗(yàn)課程總體設(shè)計(jì)
我們基于新設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂，增加了新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排更加注重學(xué)生知識(shí)面的擴(kuò)展與分析、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)新形勢(shì)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)人才需求的發(fā)展和變化[6]。編寫(xiě)了適合本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、相關(guān)測(cè)試程序等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)遵循“由淺入深、循序漸進(jìn)”的原則。不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，考核的內(nèi)容和培養(yǎng)的目標(biāo)各不相同，具有明確的針對(duì)性。通過(guò)全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到4個(gè)層次的目標(biāo)：一是理解和掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本理論和概念；二是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)PLC控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試能力；三是分析和解決系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題；四是掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)、設(shè)計(jì)方法。
3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)
前面已經(jīng)介紹了，基于本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以開(kāi)展4個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。下面以一個(gè)與實(shí)踐結(jié)合較緊密的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——工件裝配實(shí)驗(yàn)為例，介紹實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的詳細(xì)設(shè)計(jì)。
3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
理解、掌握工件裝配的原理及工藝過(guò)程；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)PLC控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試能力；分析和解決系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種實(shí)際問(wèn)題。
3.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
工件裝配由一臺(tái)氣動(dòng)機(jī)械手裝置完成。裝配前，裝置應(yīng)處于原點(diǎn)位置，即夾爪氣缸應(yīng)伸出，處于松開(kāi)狀態(tài)，水平氣缸應(yīng)縮回，垂直氣缸應(yīng)伸出；當(dāng)定位傳感器檢測(cè)到有工件就位后，控制垂直氣缸向下運(yùn)行，到底后，夾爪氣缸夾緊工件；然后垂直氣缸向上運(yùn)行，運(yùn)行到頂后，水平氣缸向前推出，推到行程后，垂直氣缸向下運(yùn)行，到底后松開(kāi)工件，完成工件的裝配；最后垂直氣缸向上到頂，水平氣缸向后縮回，裝置重新回到原點(diǎn)。
3.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及技術(shù)參數(shù)
(1)電源：AC220V±10V(帶保護(hù)地三芯插座)。
(2)空氣壓縮機(jī)：0.6Mpa～0.8Mpa。
(3)氣動(dòng)機(jī)械手裝置：手動(dòng)控制功能由操作面板按鈕完成，自動(dòng)控制功能由PLC完成。
(4)KJ223A型綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
3.4實(shí)驗(yàn)電路
3.5PLCIO分配表
3.6實(shí)驗(yàn)程序流程
3.7安全注意事項(xiàng)
(1)氣動(dòng)系統(tǒng)使用壓力不得超過(guò)800KPA。
(2)在氣動(dòng)系統(tǒng)管路接好之前不得接通氣源。
(3)接通氣源和長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后開(kāi)始工作，個(gè)別汽缸可能會(huì)動(dòng)作過(guò)快，所以要特別當(dāng)心。
(4)機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不能受到障礙物阻礙，否則會(huì)造成損害。
(5)機(jī)械手運(yùn)行過(guò)程中不要用手去觸摸它，也不要人為地阻止它運(yùn)動(dòng)。
(6)一段時(shí)間不用機(jī)械手或檢修氣動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)放掉壓縮空氣。
3.8編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制要求，畫(huà)出機(jī)械手運(yùn)行梯形圖。
(2)試編制機(jī)械手程序，實(shí)現(xiàn)工件的裝配。
(3)思考工件在傳送帶上是如何實(shí)現(xiàn)定位的。
4結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)目前機(jī)電一體化課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，本文提出了一種新型機(jī)電一體化綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。并基于該平臺(tái)進(jìn)行了機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)與研究，通過(guò)各種典型的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開(kāi)拓了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生的理論素養(yǎng)和實(shí)踐能力。更為重要的是，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)理念，具有極強(qiáng)的開(kāi)放性，學(xué)生可以依據(jù)平臺(tái)提供的軟硬件資源自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性和分析解決問(wèn)題的能力。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：
機(jī)電一體化；解決方案；教學(xué)效果；教學(xué)反思
一、問(wèn)題的提出
掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)對(duì)于機(jī)電類(lèi)專業(yè)的中職學(xué)生而言至關(guān)重要，但大部分學(xué)生即使努力學(xué)習(xí)了兩年，也無(wú)法很好地掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)，原因如下。
1.機(jī)電一體化技術(shù)多且涉及面廣
機(jī)電一體化涉及的相關(guān)設(shè)備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機(jī)、特種電機(jī)、步進(jìn)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等，每種設(shè)備對(duì)應(yīng)相應(yīng)的使用技術(shù)。傳統(tǒng)教學(xué)是由淺入深順次學(xué)習(xí)，但學(xué)生學(xué)習(xí)兩年后技術(shù)仍沒(méi)學(xué)全，更談不上組合在一起使用。
2.傳統(tǒng)教學(xué)模式不適合學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù)
傳統(tǒng)教學(xué)先理論后實(shí)操，理論講的太深，實(shí)用性不強(qiáng)，而大部分實(shí)操以驗(yàn)證為核心，不是以使用為核心。這就導(dǎo)致了理論學(xué)習(xí)學(xué)生根本學(xué)不懂，信心受挫，學(xué)習(xí)興趣全無(wú)，而實(shí)操與生產(chǎn)實(shí)踐相差太遠(yuǎn)，學(xué)生走上工作崗位即使學(xué)過(guò)相關(guān)技術(shù)，也不會(huì)使用，且沒(méi)掌握自學(xué)的方法，無(wú)法勝任相應(yīng)的工作崗位。
3.機(jī)電一體化技術(shù)比較復(fù)雜且難度較大
機(jī)電一體化所涉及的每一種技術(shù)都比較復(fù)雜，都可以單獨(dú)稱為一門(mén)學(xué)科。以傳感器技術(shù)這本中職教材為例，書(shū)中介紹了傳感器的定義、分類(lèi)、測(cè)量誤差及各種傳感器的結(jié)構(gòu)和原理，可謂面面俱到，但傳感器在生產(chǎn)實(shí)踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術(shù)只是機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)中的一種，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到學(xué)全所有技術(shù)難度有多大。
4.機(jī)電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用難上加難
機(jī)電一體化只有把相關(guān)技術(shù)組合在一起使用才有實(shí)際意義，只掌握單獨(dú)某一種或少數(shù)幾種技術(shù)，無(wú)法滿足工作崗位的要求，還需根據(jù)實(shí)際補(bǔ)全所欠缺的部分，這就要求學(xué)生有一定的自學(xué)能力，而這恰恰是中職學(xué)生的弱點(diǎn)。以PLC教學(xué)為例，學(xué)生通過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，掌握了PLC基本使用方法，對(duì)PLC的接線、編程有一定了解，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、伺服放大器等配合使用，無(wú)論是接線還是編程，難度都提高了。這種技術(shù)崗位，學(xué)生無(wú)所適從，最后只能放棄。
二、解決方案
針對(duì)上述問(wèn)題，筆者經(jīng)過(guò)多年探索與研究，提出如下解決方案。
1.改變教學(xué)理念和教學(xué)模式
采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，突破以往理論與實(shí)踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)集中。它強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，通過(guò)設(shè)定教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，讓師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn)，沒(méi)有固定的先實(shí)后理或先理后實(shí)，而是理中有實(shí)，實(shí)中有理。突出學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2.依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線教學(xué)
筆者采用的是廣東三向教學(xué)儀器制造有限公司生產(chǎn)的SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備。該設(shè)備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機(jī)、特種電機(jī)、步進(jìn)系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起。只需要掌握該設(shè)備一個(gè)生產(chǎn)流程，就可以初步學(xué)會(huì)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)，既降低了學(xué)習(xí)難度，又側(cè)重實(shí)用性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，大大提高了學(xué)習(xí)效率。該設(shè)備采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，可按照生產(chǎn)線運(yùn)行過(guò)程，分階段學(xué)習(xí)各個(gè)模塊，只需要兩個(gè)學(xué)期，基礎(chǔ)中等的學(xué)生就可熟練運(yùn)行這個(gè)模擬生產(chǎn)線，進(jìn)而掌握機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)。
3.采用從興趣入手、循序漸進(jìn)的教學(xué)方法
以SX-815L環(huán)形傳輸分揀單元中的分揀過(guò)程為例，把整個(gè)上料分揀過(guò)程的教學(xué)分為若干個(gè)環(huán)節(jié)。
（1）指導(dǎo)學(xué)生觀察設(shè)備上料分揀的運(yùn)行過(guò)程。通過(guò)觀察設(shè)備分揀運(yùn)行過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生有學(xué)習(xí)興趣，教師講解過(guò)程通俗易懂，化繁為簡(jiǎn)，并融入互動(dòng)環(huán)節(jié)，學(xué)生可自由提問(wèn)，教師回答學(xué)生的疑問(wèn)。
（2）講解相關(guān)設(shè)備及元件。從基礎(chǔ)學(xué)起，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。講解過(guò)程中學(xué)生可自由提問(wèn)，教師回答學(xué)生的疑問(wèn)。講解結(jié)束后，學(xué)生可在教師的指導(dǎo)下自主探究相關(guān)設(shè)備及元件，也可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，起到事半功倍的效果。
（3）舉例講解接線。接線是教學(xué)中的重點(diǎn)，由教師舉例詳細(xì)講解，學(xué)生理解后自行在紙上畫(huà)出，再由教師逐個(gè)檢查，幫學(xué)生改正錯(cuò)誤，直至學(xué)生完全掌握為止。
（4）學(xué)生驗(yàn)證接線。學(xué)生扒開(kāi)線槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬(wàn)用表驗(yàn)證紙上的接線圖，加深印象，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。
（5）詳細(xì)介紹上料過(guò)程。循序漸進(jìn)，為講解程序打下基礎(chǔ)。在此過(guò)程中，學(xué)生可自由提問(wèn)，師生互動(dòng)解決問(wèn)題。
（6）講解上料程序。教師講解程序中的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生理解后按照控制要求獨(dú)立編程，遇到問(wèn)題可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，在此過(guò)程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)創(chuàng)新。
（7）驗(yàn)證傳感器與汽缸如何配合使用。此過(guò)程由教師引導(dǎo)，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力。
（8）詳細(xì)介紹分揀過(guò)程。
（9）講解分揀程序。
（10）學(xué)生分組練習(xí)。每套設(shè)備為一組，分配3～4人，每組都有一個(gè)基礎(chǔ)比較好的學(xué)生當(dāng)組長(zhǎng)，由這名學(xué)生帶領(lǐng)其他組員練習(xí)，教師負(fù)責(zé)答疑。此教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)，體現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中做的特色。需要注意的是，各個(gè)環(huán)節(jié)所需時(shí)間因人而異，整個(gè)上料分揀教學(xué)過(guò)程約為40學(xué)時(shí)。
三、教學(xué)效果
從表1和表2可以看出，采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式﹢依托模擬自動(dòng)生產(chǎn)線教學(xué)﹢從興趣入手，循序漸進(jìn)的教學(xué)手段所產(chǎn)生的教學(xué)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。值得一提的是學(xué)生在編程過(guò)程中能夠做到獨(dú)立思考，所編寫(xiě)的程序既能夠按照控制要求運(yùn)行又與教師講解的程序不一致，甚至優(yōu)于教師講解的程序，充分體現(xiàn)出了創(chuàng)新性。
四、教學(xué)反思
1.優(yōu)勢(shì)
（1）從興趣入手，學(xué)生學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)。傳統(tǒng)教學(xué)沒(méi)有切實(shí)考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生不會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師通過(guò)考核逼迫學(xué)生學(xué)習(xí)，可是學(xué)習(xí)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發(fā)，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)習(xí)效率，又可使教師的教學(xué)工作變得輕松，可謂一舉兩得。
（2）有效激發(fā)學(xué)生的潛能。筆者觀察學(xué)生在練習(xí)過(guò)程中，如果遇到問(wèn)題會(huì)積極思考，盡可能獨(dú)立解決問(wèn)題。學(xué)生編寫(xiě)的程序起初很不完善，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的改進(jìn)，有的程序甚至要優(yōu)于教師講解的程序，學(xué)生看到設(shè)備按照控制要求流暢地運(yùn)行，很有成就感。
（3）教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù)的方法?！笆谥贼~(yú)，不如授之以漁”，機(jī)電一體化相關(guān)設(shè)備品牌繁多，學(xué)生走上工作崗位以后難免要自學(xué)學(xué)校沒(méi)有學(xué)過(guò)的設(shè)備，這就要求學(xué)生要掌握學(xué)習(xí)機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)方法。每個(gè)品牌的設(shè)備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學(xué)生掌握SX-815L自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學(xué)習(xí)方法，就可以自學(xué)其他品牌的設(shè)備，大大提高了工作崗位的適應(yīng)能力。
2.不足之處
受成套教學(xué)設(shè)備的制約，電路及氣路的布線工藝講授和練習(xí)不夠充分，以后筆者會(huì)繼續(xù)探索彌補(bǔ)不足。
1網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的必要性
在機(jī)械工程學(xué)科，機(jī)械結(jié)構(gòu)、信號(hào)測(cè)量與自動(dòng)控制技術(shù)密切關(guān)聯(lián)，使現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備成為機(jī)電一體化系統(tǒng)，機(jī)電一體化也成為我國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。為適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)械工程專業(yè)課程，尤其是機(jī)械電子方向?qū)I(yè)課程必須包括機(jī)電一體化設(shè)計(jì)、機(jī)電控制、測(cè)試技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷等內(nèi)容。這類(lèi)課程往往強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)中結(jié)合實(shí)踐去掌握基礎(chǔ)知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，突出基礎(chǔ)知識(shí)的綜合運(yùn)用、實(shí)踐動(dòng)手能力、研究與協(xié)作能力的培養(yǎng)。
目前，機(jī)械電子相關(guān)專業(yè)課程以傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式為主，其特點(diǎn)是立足課堂，以課本為中心，以教師講授為主，形成單向的知識(shí)傳遞或灌輸方式，學(xué)生的主觀能動(dòng)性未得到重視。機(jī)械電子專業(yè)相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)使得學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，有利于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高學(xué)生動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)。一般實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)可供每個(gè)學(xué)生使用的設(shè)備資源有限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地往往不能滿足要求，限制了機(jī)械電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開(kāi)展。實(shí)驗(yàn)保障條件也在一定程度上影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展和學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型學(xué)習(xí)方式，區(qū)別于單純的課堂教學(xué)，教師與學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)空間里以虛擬的方式進(jìn)行有效的交流，并利用先進(jìn)的多媒體技術(shù)豐富學(xué)習(xí)手段，同時(shí)提高學(xué)習(xí)效果。與課堂教學(xué)以教師為主不同，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是以學(xué)生為主體，學(xué)生發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，在網(wǎng)絡(luò)上根據(jù)自己的時(shí)間和條件，自由地選擇學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)可以控制自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度。目前的網(wǎng)絡(luò)教育主要著重于教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)與講解，用仿真的方式模擬實(shí)驗(yàn)儀器和電子類(lèi)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不適用于復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，缺乏研究性學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，尤其是涉及互動(dòng)式的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
本文主要探討網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)在機(jī)械電子專業(yè)相關(guān)課程的開(kāi)展方式。
2網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的作用
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)該將傳統(tǒng)課堂教學(xué)的要素，如課程內(nèi)容、教學(xué)大綱、教學(xué)目標(biāo)等，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)進(jìn)行展現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行提升，使學(xué)生在快速掌握課程關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)解決實(shí)際動(dòng)手問(wèn)題，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)思維的能力。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)應(yīng)能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源的共享性，不受地域和時(shí)間影響的特點(diǎn)，為學(xué)生提供便利的學(xué)習(xí)條件和實(shí)驗(yàn)條件。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)所應(yīng)起到的作用主要有：
(1)課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。課堂時(shí)間有限，學(xué)生對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有可能沒(méi)有完全掌握，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中提供的多媒體課件、實(shí)驗(yàn)錄像、補(bǔ)充材料等，反復(fù)學(xué)習(xí)，不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。
(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充。對(duì)于實(shí)驗(yàn)比重較大的課程，可以通過(guò)將實(shí)驗(yàn)放在網(wǎng)絡(luò)上，以網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)的地域范圍和時(shí)間范圍，如控制工程基礎(chǔ)課可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交互的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，尤其是一些數(shù)量少、價(jià)值高的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同樣不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，開(kāi)闊學(xué)生的視野，鍛煉學(xué)生的思維。
(3)教師與學(xué)生之間有益的即時(shí)交流。課堂教學(xué)之后，學(xué)生有問(wèn)題可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)與教師溝通，提高學(xué)習(xí)效率。特別是機(jī)電一體化設(shè)計(jì)、控制工程基礎(chǔ)、測(cè)試技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷等課程、內(nèi)容多，相對(duì)學(xué)時(shí)少，知識(shí)點(diǎn)抽象，往往需要學(xué)生課后復(fù)習(xí)來(lái)理解和消化。在這個(gè)過(guò)程中存在的疑問(wèn)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)提出，教師看到問(wèn)題后及時(shí)給予答復(fù)。這種交流可以是文字形式，也可以是語(yǔ)音形式。也可以通過(guò)現(xiàn)在使用范圍極廣的即時(shí)通訊系統(tǒng)，如微信等，實(shí)現(xiàn)課程信息的，加強(qiáng)教師與學(xué)生的高效交流。
3網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框架
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)均采用WEB技術(shù)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)主要包括課程簡(jiǎn)介、課程大綱、教學(xué)日歷、課程導(dǎo)學(xué)、作業(yè)庫(kù)、留言板等功能部分;網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)操作說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)圖像、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與顯示、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。
4網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)總體部分包括：課程簡(jiǎn)介、課程大綱、教學(xué)日歷、練習(xí)題數(shù)據(jù)庫(kù)、交流板塊等，具體如下：(1)課程簡(jiǎn)介、教學(xué)大綱和教學(xué)日歷。課程簡(jiǎn)介包括課程特點(diǎn)、先修課程、教學(xué)目標(biāo)、應(yīng)用前景、授課對(duì)象、教材與參考資料等;教學(xué)大綱包括教學(xué)目的、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容、課時(shí)分配、考試方式等;教學(xué)日歷包括每學(xué)期的課時(shí)和教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)等。(2)練習(xí)題數(shù)據(jù)庫(kù)。編制針對(duì)教材各章節(jié)內(nèi)容的全部練習(xí)題，教師可以從中選擇題目作為作業(yè)，學(xué)生也可自選練習(xí)題作為補(bǔ)充作業(yè)，并檢查作業(yè)和修正作業(yè)，提高學(xué)習(xí)效果。(3)交流板塊。提供教師與學(xué)生的交流平臺(tái)，并與微信等即時(shí)通訊平臺(tái)連接，提高師生的交流效率，同時(shí)提供有關(guān)課程的最新信息。
網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)操作說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)圖像、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與顯示、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、安全守則等，具體如下：(1)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介和實(shí)驗(yàn)大綱。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介包括課程各個(gè)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)的目的和意義、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的概述等;實(shí)驗(yàn)大綱包括課程各個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)分配、要求等。(2)實(shí)驗(yàn)操作說(shuō)明。主要包括實(shí)驗(yàn)具體的步驟、操作流程和注意事項(xiàng)等，學(xué)生需要按照操作說(shuō)明完成實(shí)驗(yàn)。(3)實(shí)驗(yàn)圖像。主要包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的照片和視頻，采用流媒體技術(shù)，使學(xué)生更加直觀地在網(wǎng)絡(luò)上了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與顯示。采用圖表技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)直接實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并顯示分析結(jié)果。(5)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。采用網(wǎng)上提交方式，完成學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的收取。(6)安全守則和緊急報(bào)警。部分實(shí)驗(yàn)可能具有一定的危險(xiǎn)性或破壞性，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中應(yīng)詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和要避免的錯(cuò)誤操作等;同時(shí)應(yīng)具備緊急停機(jī)和報(bào)警功能，能夠在緊急情況下對(duì)實(shí)驗(yàn)停機(jī)，采取相應(yīng)的保護(hù)措施。
5網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
機(jī)械電子專業(yè)方向課程中機(jī)電一體化設(shè)計(jì)、控制工程基礎(chǔ)、測(cè)試技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷等的實(shí)驗(yàn)主要集中于機(jī)電系統(tǒng)的自動(dòng)化，因此網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主要以機(jī)電系統(tǒng)的測(cè)量與控制為主體，主要包括機(jī)械參量測(cè)量與分析、控制算法或控制器設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化系統(tǒng)虛擬設(shè)計(jì)等。
(1)機(jī)械參量測(cè)量與分析。針對(duì)典型的機(jī)電系統(tǒng)測(cè)量并分析其中主要的運(yùn)行參量，可以采用真實(shí)的系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，操作指令與傳感信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，并在WEB頁(yè)面進(jìn)行顯示。以狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷課程為例，常用的多功能轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，安裝振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、噪聲、位移、轉(zhuǎn)矩、扭矩和力等機(jī)械參量測(cè)量的傳感器，進(jìn)行綜合性的工程測(cè)試。采用.NET等技術(shù)，建立遠(yuǎn)程訪問(wèn)頁(yè)面，頁(yè)面具有對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行起停的控制按鈕，具有設(shè)置實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行特性的功能，同時(shí)能夠同步顯示各傳感器的輸出，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，比如頻譜分析、軸心軌跡等。
(2)控制算法或控制器設(shè)計(jì)。針對(duì)典型的機(jī)電系統(tǒng)控制可采用真實(shí)的系統(tǒng)或者虛擬的系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，控制器可在本地，也可在遠(yuǎn)程。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制指令和傳感系統(tǒng)的傳輸，并在WEB頁(yè)面進(jìn)行顯示。以控制工程基礎(chǔ)為例，常用的倒立擺實(shí)驗(yàn)臺(tái)，可對(duì)課程涉及的多種控制器設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。同樣采用.NET等技術(shù)，建立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)與控制頁(yè)面，頁(yè)面具有對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行起停的控制按鈕，能夠選擇實(shí)驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)行方式、控制器類(lèi)型，能夠設(shè)置控制器參數(shù)，并能夠?qū)崟r(shí)顯示反饋量、控制量、系統(tǒng)輸入和輸出等關(guān)鍵信息。
(3)機(jī)電一體化系統(tǒng)虛擬設(shè)計(jì)。針對(duì)典型的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完全采用虛擬技術(shù)，機(jī)械部分動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)模型可在WEB頁(yè)面提供，由學(xué)生完成傳感器、控制器的選型或設(shè)計(jì)。系統(tǒng)模型可以采用MATLAB等實(shí)現(xiàn)，或采用已有的MATLAB模型，設(shè)計(jì)對(duì)象可以采用較為熱門(mén)的機(jī)電系統(tǒng)，比如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、混合動(dòng)力汽車(chē)、機(jī)器人平臺(tái)等。綜合采用.NET技術(shù)、MATLAB等，將運(yùn)行于服務(wù)器的各種模型通過(guò)WEB頁(yè)面顯示出來(lái)，同時(shí)WEB頁(yè)面能夠設(shè)置模型運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行方式，并具備仿真結(jié)果的傳輸和顯示功能。
以上三種遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)均需具有安全保障措施和使用規(guī)范。如在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)有人值守，應(yīng)配備實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像頭，圖像信息可以遠(yuǎn)程訪問(wèn);對(duì)于控制遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，應(yīng)具備錯(cuò)誤診斷能力，避免有問(wèn)題的控制算法造成實(shí)驗(yàn)臺(tái)的損壞。
6結(jié)束語(yǔ)
2教學(xué)方法與教學(xué)手段改革
2.1教學(xué)方法改革①教學(xué)方法靈活多樣。采用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)方法相結(jié)合的形式，從單一的課堂授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂講授輔以圖片、錄像、投影、課件、實(shí)驗(yàn)等靈活多樣的多位一體的新型教學(xué)模式，加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生能更直觀、更形象地掌握知識(shí)，加深對(duì)機(jī)電一體化原理書(shū)本理論知識(shí)的理解與運(yùn)用。②現(xiàn)代教育技術(shù)的運(yùn)用。合理利用多媒體給學(xué)生上課，為了形象化的讓學(xué)生更易接受所學(xué)理論知識(shí)，課堂上還要穿插些圖片、幻燈片等。根據(jù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的特點(diǎn)，理論部分略講，主要講操作中的注意事項(xiàng)，這樣留出充分的時(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手操作；除此外，還要安排自組裝實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)同學(xué)們的動(dòng)手興趣及能力。③創(chuàng)新性教學(xué)。將課堂教學(xué)與實(shí)踐鍛煉相結(jié)合，在教學(xué)過(guò)程中涉及到實(shí)際工程應(yīng)用的課程內(nèi)容，布置學(xué)生在課外時(shí)間進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，并對(duì)實(shí)訓(xùn)成果進(jìn)行評(píng)比，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。④師生互動(dòng)教學(xué)。教師授課中，善于提出問(wèn)題，學(xué)生可進(jìn)行討論或爭(zhēng)論，提出解決方案，教師適時(shí)引導(dǎo)，使學(xué)生從中領(lǐng)會(huì)教師思路，學(xué)會(huì)分析解決問(wèn)題的能力。這種方法體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教育理念。
2.2教學(xué)手段改革①組織老師進(jìn)行本課程網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，將本課程的教學(xué)課程和習(xí)題集等資源逐步公開(kāi)在校園網(wǎng)上，學(xué)生在課外可自主下載學(xué)習(xí)。②在教學(xué)內(nèi)容上側(cè)重應(yīng)用，對(duì)于基本理論部分要少而精，多結(jié)合實(shí)例進(jìn)行教學(xué)，并在教學(xué)過(guò)程中補(bǔ)充學(xué)科前沿內(nèi)容，拓展學(xué)生的知識(shí)面，加強(qiáng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。③進(jìn)一步充實(shí)多媒體課件的內(nèi)容，并進(jìn)一步制作網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，網(wǎng)上系統(tǒng)庫(kù)，網(wǎng)上答疑輔導(dǎo)信息平臺(tái)等多種手段，彌補(bǔ)課件教學(xué)的不足之處。④加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)境的建設(shè)，完善課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主構(gòu)建簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
3優(yōu)化教學(xué)資源，建設(shè)高水平教材
3.1教學(xué)資源優(yōu)化。①理論教學(xué)資源的優(yōu)化。a協(xié)調(diào)整合校內(nèi)外資源，加強(qiáng)機(jī)電一體化原理課程的習(xí)題、試題庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)；b邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外一流的專家學(xué)者，開(kāi)設(shè)基于多學(xué)科交叉產(chǎn)生創(chuàng)新意識(shí)的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的系列講座。②重新整合實(shí)踐教學(xué)資源。a設(shè)計(jì)采用MATLAB、LabView等軟件組成綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在其上做相關(guān)機(jī)電一體化系統(tǒng)的仿真、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)綜合性、設(shè)計(jì)性及開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)并編寫(xiě)相應(yīng)的程序和調(diào)試。b將科學(xué)研究積累的資源進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為提升以本科教育為核心的人才培養(yǎng)質(zhì)量的平臺(tái)，構(gòu)建不同層次的開(kāi)發(fā)、測(cè)試、控制平臺(tái)；c把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，分層次、有重點(diǎn)、創(chuàng)特色地開(kāi)展普及性和專題性工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力和技巧，提升學(xué)生綜合性、創(chuàng)新性思維能力。
3.2教材建設(shè)。①設(shè)立專項(xiàng)配套資金，鼓勵(lì)教師從教學(xué)、科研成果中提煉素材；②提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，定期研究教材建設(shè)工作；③組織高學(xué)術(shù)水平一線教師與相關(guān)企業(yè)高水平專家一起，編寫(xiě)以傳授機(jī)電控制原理、知識(shí)為主，輔以培養(yǎng)思維、啟迪智慧模塊的，能培養(yǎng)創(chuàng)新思維人才的優(yōu)秀教材輔助學(xué)習(xí)材料。
4成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式和課程評(píng)價(jià)體系改革
采用考試、實(shí)驗(yàn)、大作業(yè)并重的方式改進(jìn)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，建成并完善以提高學(xué)生工程實(shí)踐能力為指標(biāo)的課程評(píng)價(jià)體系，設(shè)計(jì)綜合成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，并進(jìn)行模擬考核加以改進(jìn)?？刹捎每荚嚒?shí)驗(yàn)、大作業(yè)并重的考核方式，結(jié)合教師的科研項(xiàng)目，提出一個(gè)關(guān)于機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大作業(yè)。對(duì)授課教師授課效果的評(píng)價(jià)，既注重知識(shí)的獲取更注重學(xué)生工程能力的提高。
0前言
在當(dāng)前的時(shí)代背景下，自動(dòng)化成為社會(huì)發(fā)展的重要標(biāo)志。隨著技術(shù)水平不斷更新，機(jī)電工程的未來(lái)發(fā)展方向，也有了全新的調(diào)整。相關(guān)部門(mén)開(kāi)始側(cè)重于機(jī)械自動(dòng)化的開(kāi)發(fā)與系統(tǒng)建設(shè)。希望通過(guò)技術(shù)的改進(jìn)，進(jìn)一步完善機(jī)電工程系統(tǒng)功能，并且將其有效的應(yīng)用到各個(gè)工程建設(shè)當(dāng)中，促進(jìn)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平，獲得顯著性的提高。
1機(jī)電工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀
在全新的機(jī)電行業(yè)領(lǐng)域，自動(dòng)化技術(shù)占據(jù)著主導(dǎo)地位，并且因?yàn)槠渌哂械膬?yōu)勢(shì)和功能十分顯著，所以被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)當(dāng)中。尤其是在建筑領(lǐng)域，以自動(dòng)化技術(shù)為支撐，就建筑工程內(nèi)部機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化，能夠全面提高建筑工程質(zhì)量，對(duì)于促進(jìn)建筑工程在未來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，具有重要的意義。可見(jiàn)，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀比較良好，國(guó)家在該技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新方面，重視度較高。因此，相關(guān)單位需要加強(qiáng)該技術(shù)體系創(chuàng)新工作的思想重視，根據(jù)機(jī)電行業(yè)未來(lái)發(fā)展方向，明確技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)，從而構(gòu)建自動(dòng)化、智能化的機(jī)電系統(tǒng)。
2機(jī)電工程自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方向
2.1機(jī)電一體化發(fā)展
在今后機(jī)電領(lǐng)域，機(jī)電一體化，是自動(dòng)化發(fā)展的代表[1]。所謂機(jī)電一體化，便是將機(jī)械與機(jī)電相結(jié)合，構(gòu)建有機(jī)整體，從而保證機(jī)電系統(tǒng)更加完整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。通常情況下，該系統(tǒng)所包含的元件具體有傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力源以及傳感器等。將上述元件有機(jī)整合，便可以實(shí)現(xiàn)一體化作業(yè)體系的構(gòu)建。相較于傳統(tǒng)的機(jī)電模式，該體系所具有的優(yōu)勢(shì)十分突出，不僅能夠協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部工作環(huán)境，也能夠保證系統(tǒng)作業(yè)更加高效，運(yùn)行環(huán)境更加安全、穩(wěn)定。
2.2網(wǎng)絡(luò)化與控制智能化發(fā)展
機(jī)電工程未來(lái)發(fā)展方向主要以自動(dòng)化為主，而在該發(fā)展方向下，網(wǎng)絡(luò)化、智能化是主要的技術(shù)特征。在今后的建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中，相關(guān)單位可以側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，以信息技術(shù)為載體，對(duì)機(jī)電工程進(jìn)行自動(dòng)化控制。將計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，構(gòu)建成有機(jī)的技術(shù)體系，從而為機(jī)電工程內(nèi)部控制系統(tǒng)建設(shè)，奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)以網(wǎng)絡(luò)為支撐的自動(dòng)化控制體系建立，能夠有效改善機(jī)電工程運(yùn)行環(huán)境。在提高系統(tǒng)整體作業(yè)效率的同時(shí)，也能夠有效降低工程成本。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化發(fā)展
在機(jī)電工程未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵[2]。在針對(duì)機(jī)電工程展開(kāi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)作業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要圍繞上述兩個(gè)關(guān)鍵詞，就內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件和布局進(jìn)行優(yōu)化，從而保證機(jī)電工程體系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能更加全面，也能夠延長(zhǎng)工程體系整體的使用壽命，促進(jìn)我國(guó)的機(jī)電行業(yè)，進(jìn)入高速發(fā)展的全新時(shí)期。
3機(jī)電工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
3.1位置誘導(dǎo)技術(shù)
該技術(shù)是原有定位技術(shù)基礎(chǔ)上的改良和創(chuàng)新技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的技術(shù)手段，該技術(shù)所呈現(xiàn)的功能優(yōu)勢(shì)更為突出。在機(jī)電工程領(lǐng)域，該技術(shù)占據(jù)十分關(guān)鍵的地位。能夠幫助機(jī)械設(shè)備明確具體定位，然后科學(xué)、合理的按照一定的路徑進(jìn)行工作。相關(guān)單位在使用該技術(shù)進(jìn)行施工作業(yè)的過(guò)程中，需要掌握一定的注意事項(xiàng)。首先，合理規(guī)劃工作線路，為機(jī)械設(shè)備正確運(yùn)轉(zhuǎn)提供路線導(dǎo)向。同時(shí)，考慮到偏差問(wèn)題，不斷的調(diào)整線路，從而保證機(jī)械設(shè)備的作用位置更加精準(zhǔn)。不僅如此，通過(guò)位置誘導(dǎo)技術(shù)，能夠自動(dòng)調(diào)整機(jī)械設(shè)備的參數(shù)誤差，提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)精度。
3.2建筑機(jī)械的機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)
在建筑機(jī)電領(lǐng)域，確定機(jī)身位置至關(guān)重要[3]。通常情況下，相關(guān)單位所采用的確定方式，通常包括兩種類(lèi)型，分別從內(nèi)部和外部進(jìn)行識(shí)別。該識(shí)別技術(shù)也是自動(dòng)化領(lǐng)域比較有代表性的技術(shù)手段，具有著顯著的功能和作用。在借助內(nèi)部識(shí)別技術(shù)進(jìn)行操作的過(guò)程中，通常需要借助于設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)和元件進(jìn)行自主識(shí)別。經(jīng)過(guò)識(shí)別技術(shù)操作完成之后，會(huì)得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。工作人員需要將所得到的數(shù)據(jù)整理到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，以此作為依據(jù)的，確定機(jī)身的位置。而外部識(shí)別則主要依靠超聲波，進(jìn)行識(shí)別與操作。因此，相關(guān)單位需要根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇識(shí)別技術(shù)手段。
3.3安全保障技術(shù)
