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時(shí)間:2024-02-19 15:13:21
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中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-9795(2014)01(a)-0140-01
1 機(jī)電一體化教學(xué)的現(xiàn)狀
隨著現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展步伐地不斷加快,傳統(tǒng)的機(jī)電一體化教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)專業(yè)人才的需求,也在一定程度上影響了人才培養(yǎng)的綜合素質(zhì)發(fā)展。其主要的原因是:(1)教學(xué)模式較為單調(diào)。傳統(tǒng)的一體化教學(xué)大多注重于理論知識(shí)的灌輸,實(shí)踐課時(shí)相對(duì)較少,忽視了對(duì)實(shí)際操作動(dòng)手能力的培養(yǎng),致使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,在實(shí)際運(yùn)用專業(yè)技術(shù)時(shí)引發(fā)諸多問題。(2)理論知識(shí)與課程實(shí)踐無法很好契合,教材相對(duì)落后。在目前的中職學(xué)校中專業(yè)技術(shù)教材較多,一體化教材偏少,缺乏實(shí)用性,無法真正實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)。(3)師資建設(shè)較為薄弱。隨著我國工業(yè)的大力推進(jìn),機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,社會(huì)對(duì)一體化應(yīng)用型人才的需求越來越大,這對(duì)一體化師資提出了更高的要求。在大多數(shù)的中職學(xué)校中,具有豐富的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”嚴(yán)重缺乏,在一定程度上局限了現(xiàn)代機(jī)電一體化專業(yè)人才的培養(yǎng)水平。(4)教學(xué)條件不足,制約了一體化教學(xué)的質(zhì)量。雖說我國在近幾年對(duì)機(jī)電專業(yè)的課程設(shè)置有所改善,但總體上還是比較陳舊,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)技能無法很好的在企業(yè)實(shí)踐中得到發(fā)揮。
2 機(jī)電一體化教學(xué)的改革措施
2.1 從實(shí)際出發(fā),明確教學(xué)思路
中職學(xué)校是為中小企業(yè)提供相應(yīng)的崗位人才而進(jìn)行培養(yǎng),因此,中職學(xué)校的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)目的應(yīng)與企業(yè)要求相一致。從實(shí)際出發(fā),明確教學(xué)思路,堅(jiān)持以企業(yè)的崗位專業(yè)能力需求為核心,以學(xué)校和企業(yè)雙方融合、交流、資源共享為前提,使教學(xué)規(guī)劃、教學(xué)組織、教學(xué)評(píng)價(jià)到教學(xué)模式等方面都要能令教學(xué)的內(nèi)容符合專業(yè)能力的需求,從而培養(yǎng)出具有專業(yè)職業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)技能為一體的職業(yè)型人才。使學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間逐步完善企業(yè)員工所應(yīng)具備的先進(jìn)思想和行為規(guī)范,同時(shí)對(duì)職業(yè)技能以及專業(yè)能力做好鞏固落實(shí)。
2.2 提高“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè)
理論教學(xué)如果不能與實(shí)訓(xùn)教學(xué)很好的進(jìn)行結(jié)合,學(xué)生所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)技能將不能在企業(yè)中得到有效地發(fā)揮。學(xué)生的知識(shí)汲取渠道和專業(yè)操作實(shí)踐能力離不開教師的授教和學(xué)生的練習(xí)這一互動(dòng)過程來逐步掌握。中職學(xué)校教學(xué)的專業(yè)性、技術(shù)性、實(shí)用性等應(yīng)用特性決定了教師隊(duì)伍不僅需要豐富的專業(yè)理論知識(shí),還應(yīng)有熟練的專業(yè)技能和動(dòng)手能力。因此,作為教學(xué)過程中重要的質(zhì)量因素,師資隊(duì)伍地建設(shè)對(duì)于改善機(jī)電一體化的教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量具有關(guān)鍵的意義。學(xué)校應(yīng)有計(jì)劃地制訂“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè),從兩方面對(duì)師資隊(duì)伍進(jìn)行優(yōu)化。一方面中職學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)與合作企業(yè)的聯(lián)合,引進(jìn)具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員,聘用高級(jí)技師或企業(yè)的工程師定期到校演講授課;另一方面對(duì)現(xiàn)有的師資隊(duì)伍進(jìn)行綜合培訓(xùn),積極鼓勵(lì)教師參加各種專業(yè)的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),從而加強(qiáng)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的融合,落實(shí)“雙師型”的教師標(biāo)準(zhǔn),打造一支適應(yīng)時(shí)展的高素質(zhì)教師隊(duì)伍。
2.3 加強(qiáng)實(shí)用性能,改良教學(xué)材料
在現(xiàn)有的機(jī)電一體化理論教學(xué)材料中,涉及的內(nèi)容較為繁雜,單一指數(shù)控方向就有數(shù)控編程與操作、液壓傳動(dòng)、PLC編程技術(shù)、CAD\CAM編程技術(shù)、公差與配合、車工工藝、鉗工工藝、銑工工藝、機(jī)械制圖、機(jī)械制造等等近二十門學(xué)科。面對(duì)種類繁多的科目,要求學(xué)生全面掌握是不現(xiàn)實(shí)的,課時(shí)的安排也不能滿足學(xué)科的需求。而在實(shí)際專業(yè)教學(xué)中,每門課程針對(duì)數(shù)控方向所需機(jī)電一體化專業(yè)知識(shí)只有其中一小部分,因此可以按需編制校本教學(xué)材料,以學(xué)生學(xué)習(xí)能力與認(rèn)知能力進(jìn)行合理的安排授以必須掌握的知識(shí)要點(diǎn)。如果條件不足,不能編制校本教材,學(xué)校在針對(duì)專業(yè)教學(xué)的規(guī)劃過程中,教師應(yīng)有選擇地對(duì)學(xué)生進(jìn)行授教,重點(diǎn)講解能夠與實(shí)踐相結(jié)合的理論部分,對(duì)其他有關(guān)聯(lián)的拓展知識(shí)簡單介紹即可。此外,一體化教學(xué)的模式是以理論教學(xué)、仿真教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等依次教學(xué)順序?yàn)榛鶞?zhǔn),強(qiáng)調(diào)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)為主體,中職學(xué)校在制訂教學(xué)材料時(shí)應(yīng)以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
2.4 以學(xué)生原有基礎(chǔ)為準(zhǔn),更新教學(xué)手段
中職學(xué)校的一體化教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為本,在學(xué)生原有的知識(shí)能力、學(xué)習(xí)能力上作為基礎(chǔ),遵循行漸進(jìn)的教學(xué)原則,引導(dǎo)學(xué)生棄原有的學(xué)習(xí)習(xí)慣,適應(yīng)于職業(yè)學(xué)校的學(xué)習(xí)和教學(xué)過程。在對(duì)學(xué)生進(jìn)行一體化教學(xué)的過程中,教師應(yīng)適時(shí)更新教學(xué)手段,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)注重于實(shí)踐的融合,將能更有效地讓學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)技能。首先,在課程教學(xué)過程中,運(yùn)用多媒體教學(xué)方式,制作生動(dòng)教學(xué)課件,可以提高學(xué)生注意力和學(xué)習(xí)興趣,也能拓展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)。其次,通過實(shí)訓(xùn)與理論相結(jié)合,課時(shí)安排以實(shí)訓(xùn)和理論教學(xué)以6∶4的比例進(jìn)行,注重于學(xué)生的動(dòng)手操作能力,讓其在對(duì)機(jī)械操作的過程中同時(shí)鞏固理論知識(shí)。例如:在講解鉗工工藝時(shí),利用四課時(shí)的時(shí)間對(duì)鉗工基本的操作知識(shí)和安全操作進(jìn)行普及,然后讓學(xué)生參與實(shí)訓(xùn),在實(shí)際動(dòng)手過程中,令學(xué)生親身掌握使用方法及精準(zhǔn)要求,滿足于專業(yè)技能的培養(yǎng)。最后,適應(yīng)時(shí)展潮流,在課堂教學(xué)時(shí),融入現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例,結(jié)合課本理論知識(shí)對(duì)學(xué)生展開授教,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。例如,在講解PLC編程技術(shù)時(shí),教師可以插入交通指示燈的變換實(shí)例來讓學(xué)生進(jìn)行闡述,令學(xué)生更容易理解。
2.5 優(yōu)化教學(xué)環(huán)境,豐富辦學(xué)條件
中職學(xué)校作為一個(gè)培養(yǎng)專業(yè)能力的教育場(chǎng)所,它所在的教學(xué)環(huán)境決定了專業(yè)技能的水平質(zhì)量,因此,學(xué)校應(yīng)積極地與合作的企業(yè)展開雙向服務(wù)。學(xué)校為相關(guān)企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀職業(yè)人才,企業(yè)為學(xué)校提供教學(xué)條件和實(shí)訓(xùn)基地,雙方共同攻克專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)難關(guān),實(shí)現(xiàn)互惠互利、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的可持續(xù)發(fā)展科學(xué)發(fā)展觀。企業(yè)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐設(shè)備較為完善,能為學(xué)生提供優(yōu)良的教學(xué)環(huán)境和實(shí)訓(xùn)環(huán)境。在企業(yè)的實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)踐教學(xué),能更好的使學(xué)生實(shí)踐和理論知識(shí)進(jìn)行結(jié)合,從而提高學(xué)生的應(yīng)變能力和職業(yè)能力,為學(xué)生從學(xué)校到企業(yè)做出良好的過渡。
3 結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越加明顯,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展空間也將更加廣闊,只有在學(xué)校期間對(duì)學(xué)生一體化的授教做到盡善盡美,才能為未來的社會(huì)培養(yǎng)出更多的高素質(zhì)人才。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào):TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言:隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步,在工業(yè)生產(chǎn)中,人們對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的控制能力和效果提出了更高的要求,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的有效控制,人們運(yùn)用了智能控制。在微電子技術(shù)及超大規(guī)模的集成電路不斷發(fā)展的條件下,目前我國的機(jī)電一體化技術(shù)越來越成熟,這為機(jī)電一體化的長遠(yuǎn)發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境,呈現(xiàn)出更加強(qiáng)大的生命力和發(fā)展前景。所以,智能控制在機(jī)電一體化方面的研究是當(dāng)前人們熱衷的一大課題。
1、智能控制與機(jī)電一體化的關(guān)系論述
自 21 世紀(jì)的到來,智能化控制技術(shù)得到了有效的發(fā)展,并且廣泛的應(yīng)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程當(dāng)中。而將智能控制應(yīng)用得到機(jī)電一體化技術(shù)當(dāng)中,不僅為機(jī)電一體化提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間,還有效的促進(jìn)了工業(yè)化的生產(chǎn),為人類社會(huì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。目前,我們除了將智能控制技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化當(dāng)中,還將許多先進(jìn)的科學(xué)理論融入其中,從而形成了許多新思想、新理論,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展前景。
2 、智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
作為機(jī)械工業(yè)與微電子工業(yè)未來發(fā)展的主要方向,機(jī)電一體化必將會(huì)在以后的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)中占據(jù)主要技術(shù)地位,而智能控制系統(tǒng)技術(shù)也將會(huì)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。智能控制系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)來講,在機(jī)電一體化系統(tǒng)中是具有更大的應(yīng)用優(yōu)越性的。這主要體現(xiàn)在智能控制系統(tǒng)更加人性化和智能化,增強(qiáng)機(jī)電一體化的適應(yīng)能力。
2.1 完善機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能,由于智能控制系統(tǒng)主要是在外部環(huán)境和控制器的作用下實(shí)現(xiàn)控制作業(yè)的。因此其控制指令的形成是直接根按照外部環(huán)境的變化趨勢(shì)來確定調(diào)控方案,這就省去了中間模型分析的環(huán)節(jié),使機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能更加快捷高效,工作精度更高,設(shè)備性能得到很大完善。
2.2 提高機(jī)電一體化的工作效率,采用智能控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備依據(jù)操作人員所發(fā)出的命令編碼自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài),繼而按照流程順序完成系統(tǒng)運(yùn)行,這樣就僅僅只需要人力完成第一步指令輸入即可,極大的提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率,避免了因人為因素而引起的失誤影響到工作效率。
2.3 增大機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全可靠性,在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)有效的智能控制,從而合理地調(diào)控設(shè)備中的結(jié)構(gòu)或運(yùn)行程序,這樣就能夠在很大程度上確保機(jī)電一體化系統(tǒng)的安全可靠。
3、 智能控制在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用
3.1 機(jī)械制造中的智能控制
以經(jīng)典的機(jī)械理論和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)并結(jié)合智能控制方法,在機(jī)電一體化系統(tǒng)的制造過程中形成了新行的機(jī)械制造工藝,并不斷向智能制造系統(tǒng)方面發(fā)展。智能控制技術(shù)解決了現(xiàn)代較為先進(jìn)的制造系統(tǒng)必須依靠不夠精準(zhǔn)和完備的數(shù)據(jù)來處理無法預(yù)測(cè)狀況的問題,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)的方法,建立制造過程的動(dòng)態(tài)模型,并以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和并行處理信息的能力實(shí)行在線的模式識(shí)別操作,對(duì)殘缺不全的信息進(jìn)行及時(shí)有效處理。
把智能控制技術(shù)應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域能夠提高工程機(jī)械各種故障的自我診斷能力,提高了工作效率和工程質(zhì)量,解決了傳統(tǒng)控制力一直無法很好適應(yīng)多變復(fù)雜對(duì)象的難題。特別是在一些特殊的情況工況中可以實(shí)現(xiàn)無施工人員的智能化、高質(zhì)量的施工。向智能機(jī)械制造技術(shù)的方向發(fā)展是當(dāng)前最先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù),其發(fā)展的基本原理是模擬人類制造機(jī)械的活動(dòng),利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)及其它信息技術(shù)工具取代一部分人的腦力勞動(dòng)。而對(duì)于一些殘缺不全的信息而言,它利用模糊集合和模糊關(guān)系的特性,對(duì)于殘缺不全的信息進(jìn)行在線的模式識(shí)別。在高新科技和信息時(shí)代的引領(lǐng)下的背景下,人力操作為主的機(jī)電相關(guān)機(jī)械制造已經(jīng)不能夠適應(yīng)時(shí)代的節(jié)奏,未來其主要發(fā)展方向就是將智能控制及其相關(guān)科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械理論進(jìn)行有效的融合。目前,工程機(jī)械的智能化主要體現(xiàn):工程機(jī)械單機(jī)集成化操作與智能控制技術(shù);工程機(jī)械的智能監(jiān)控、檢測(cè)、預(yù)報(bào)、遠(yuǎn)程故障診斷與維護(hù)技術(shù);基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)群集成控制與智能化管理技術(shù),特別是智能型救災(zāi)工程機(jī)械已成為當(dāng)前研制熱點(diǎn)。
3.2 電力電子學(xué)研究領(lǐng)域中的智能控制
將智能控制技術(shù)引入電力系統(tǒng),在電機(jī)電器設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)、故障控制和診斷等方面,都相當(dāng)有成效。對(duì)電器設(shè)備的設(shè)計(jì)優(yōu)化,可用先進(jìn)的遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,能大幅度縮短計(jì)算時(shí)間,有效節(jié)約成本,并提高電機(jī)電器的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。
3.3交流伺服系統(tǒng)中的智能控制
伺服驅(qū)動(dòng)裝置在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的控制質(zhì)量和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能方面發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用,但交流伺服系統(tǒng)有著相當(dāng)復(fù)雜的非線性和時(shí)變性等不確定因素,而智能控制技術(shù)以非線性控制方式將人工智能引入智能控制器,能很好地適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的時(shí)變情況,其在交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用解決了建立精準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型的困難,提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3.4 數(shù)控領(lǐng)域中的智能控制
數(shù)控領(lǐng)域所應(yīng)用的智能控制有相當(dāng)高的性能要求,尤其是在延伸、擴(kuò)展和模擬的知識(shí)處理方面,如加工運(yùn)動(dòng)推理、網(wǎng)絡(luò)通信制造能力以及感知加工環(huán)境的能力等,必須能進(jìn)行自適應(yīng)控制、自組織控制等,智能控制可以解決信息模糊、不確定性等控制問題,取得良好的成效。
隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展,智能控制和數(shù)控相關(guān)領(lǐng)域逐漸。由于研究的對(duì)象和系統(tǒng)越來越復(fù)雜,我國的機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求,大量學(xué)者、工程技術(shù)人員開始嘗試應(yīng)用智能控制理論,在機(jī)械加工、模具制造等領(lǐng)域運(yùn)用數(shù)控技術(shù)。運(yùn)用智
能控制新興技術(shù)可以讓數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能編程、監(jiān)控、建立智能數(shù)據(jù)庫等重要目標(biāo)。當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向主要是開放式數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)建。建立統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái),增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的柔性,借助于數(shù)學(xué)模型描述和分析的傳統(tǒng)控制理論難以解決復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題,調(diào)解變化頻繁的需求與封閉控制系統(tǒng)之間的矛盾都是構(gòu)建開放式數(shù)控系統(tǒng)的一些主要目的。
結(jié)語:
由上述分析我們可以看出,智能控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化的發(fā)展過程中具有重要的核心地位。盡管智能控制技術(shù)是近年來方才被研發(fā)應(yīng)用的新技術(shù),但其發(fā)展速度卻是非常快的,目前智能控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域,并發(fā)揮出良好的功能作用。我們相信,在未來科技技術(shù)的推動(dòng)下,智能控制系統(tǒng)的功能必將更加強(qiáng)大,從而促使機(jī)電一體化的快速發(fā)展。為此我們?nèi)匀恢辽傩枰龅揭韵聝牲c(diǎn):(1加大研發(fā)力度,提高智能控制系統(tǒng)的理論研究水平。理論是技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力和依據(jù),只有深入研究智能控制系統(tǒng)的理論,才能促使其更加快速、穩(wěn)定的發(fā)展。(2不斷擴(kuò)大智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,進(jìn)一步增強(qiáng)其應(yīng)用功能。從當(dāng)前的智能控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀來看,盡管其已經(jīng)被應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域,但仍然具有很大的發(fā)展空問。主要能夠再進(jìn)一步的提高智能控制系統(tǒng)的性能,就可以促使其更好的為機(jī)電一體化的快速發(fā)展服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]楊鶴年.機(jī)電一體化系統(tǒng)中的智能控制技術(shù)[[J].煤炭技術(shù),2011(7) .
機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸趨于成熟化,人們應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)解決越來越多的問題,尤其是在技術(shù)人員將智能控制技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)有機(jī)地融合到一起后,機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能越來越強(qiáng),它可以針對(duì)不同的因素進(jìn)行智能的、多層次的、非線性的、可變的調(diào)控,使機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域愈加寬廣,應(yīng)用效果也在不斷提高。隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展,智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用效果也得到了不斷地提高。相信在不久的將來,智能化的機(jī)電一體化系統(tǒng)將發(fā)揮它越來越重要的作用,為工業(yè)生產(chǎn)與人們生活提供更多的便利。
一、簡述智能控制技術(shù)與系統(tǒng)
智能控制技術(shù)主要是將人工智能理論、自動(dòng)控制理論、信息理論等有關(guān)優(yōu)化調(diào)控方式的理論知識(shí)綜合起來,形成有別于傳統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)上的新型控制技術(shù)。這種智能控制技術(shù)是將復(fù)雜的、非線性的任務(wù)作為控制對(duì)象,運(yùn)用開放式、分布式的結(jié)構(gòu)解決控制問題,因此,智能控制是較為先進(jìn)的控制方法。
智能控制系統(tǒng)是多項(xiàng)控制技術(shù)的集合,它主要分為兩部分:外部環(huán)境與控制器。外部環(huán)境部分主要發(fā)揮傳感器與執(zhí)行器對(duì)影響控制效果的外界環(huán)境因素進(jìn)行感應(yīng)與判斷,然后將外界信息傳遞給智能控制器。智能控制器一方面對(duì)外部環(huán)境感知的信息進(jìn)行分析、處理、評(píng)價(jià)、規(guī)劃與控制決策,另一方面將感知的信息儲(chǔ)存入數(shù)據(jù)庫,已備以后認(rèn)知學(xué)習(xí)之用。因此,智能控制系統(tǒng)具有無模型參考、協(xié)調(diào)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),是值得技術(shù)人員加大研究力度,以提高其應(yīng)用性能的。
二、智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
(一)智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用類型
在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù),是將不同的控制系統(tǒng)聯(lián)合起來,形成混合集成型的控制系統(tǒng),通常這個(gè)系統(tǒng)是由以下幾部分組成的。學(xué)習(xí)控制系統(tǒng):它主要負(fù)責(zé)利用信號(hào)輸入等形式對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)知、分析,從而保證系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)控;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng):這是應(yīng)用最多的系統(tǒng)之一,它主要利用復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)狀的輸入、輸出層,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的智能控制;分級(jí)控制系統(tǒng):它主要利用自身的自適應(yīng)與自組織能力進(jìn)行協(xié)調(diào)、控制工作,這種控制系統(tǒng)可以簡化控制流程,提高控制效率;專家控制系統(tǒng):它主要是通過將技術(shù)人員的指令編入計(jì)算機(jī)中,使系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行控制工作,可以提高解決實(shí)際問題的能力與效率。
(二)智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
智能控制技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)研究的主流方向,也是未來科技發(fā)展的流行趨勢(shì),因此,在機(jī)電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用智能控制技術(shù)是有一定優(yōu)勢(shì)的。首先,智能控制技術(shù)根據(jù)外部環(huán)境變化,針對(duì)系統(tǒng)工作內(nèi)容進(jìn)行智能化的調(diào)控,可以有效提高機(jī)電一體化系統(tǒng)工作的精度與效能;其次,智能控制技術(shù)可以使機(jī)電一體化系統(tǒng)按照工作人員輸入的指令編碼進(jìn)行工作,這樣可以有效地優(yōu)化系統(tǒng)加工流程,縮短加工時(shí)間,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)加工工作的改革;最后,智能控制技術(shù)還可以有效地對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的部分結(jié)構(gòu)與程序進(jìn)行智能化控制與調(diào)試,以保證系統(tǒng)工作程序的安全性與可靠性,進(jìn)而提高系統(tǒng)的工作效率。
(三)智能控制技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
當(dāng)前,智能控制技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為改革機(jī)電一體化系統(tǒng)的一個(gè)方向,以此,相關(guān)技術(shù)人員積極從不同方面、不同角度、不同層次進(jìn)行智能化控制的研究,以期可以更好地應(yīng)用于機(jī)電一體化系統(tǒng)中,提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用效率,促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)向著現(xiàn)代化、智能化、信息化方向發(fā)展。
機(jī)電一體化系統(tǒng)中最重要的組成部分即是數(shù)控機(jī)床,所以在數(shù)控機(jī)床方面應(yīng)用智能控制技術(shù),充分發(fā)揮智能控制技術(shù)的高效率、高精度、高性能的優(yōu)勢(shì),使數(shù)控機(jī)床在遇到加工程序問題時(shí),系統(tǒng)可以按照預(yù)先設(shè)定的控制程序進(jìn)行調(diào)控,并能夠繼續(xù)按照加工運(yùn)行指令進(jìn)行工作。這種智能化調(diào)控可以有效控制加工信息模糊的狀況,以有效加工過程。
要想提高機(jī)械制造的效率,就必須創(chuàng)新機(jī)械制造技術(shù)、開發(fā)新型的制造控制模式。在此基礎(chǔ)上,技術(shù)人員將智能控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造機(jī)電一體化系統(tǒng)中,利用計(jì)算機(jī)為載體,使用專家控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、認(rèn)知功能,充分地對(duì)機(jī)械制造信息進(jìn)行學(xué)習(xí)與認(rèn)知,然后進(jìn)行信息的識(shí)別與處理,提高對(duì)殘缺信息的處理利用效率,進(jìn)而提高機(jī)械制造機(jī)電一體化系統(tǒng)的工作效率。
1前言
近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電一體化系統(tǒng)已經(jīng)逐步成為機(jī)械制造與發(fā)展的主要趨勢(shì),使更多的機(jī)械設(shè)備制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的主要方式,機(jī)電一體化系統(tǒng)在智能制造中的深入應(yīng)用,極大的滿足社會(huì)發(fā)展需求,它將在工業(yè)發(fā)展中表現(xiàn)出無法比擬的優(yōu)越性,滿足工程可靠性與效率需求的同時(shí),有效減少因人工操作造成的失誤,從而實(shí)現(xiàn)精度的生產(chǎn),對(duì)促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)自能化方面有著舉足輕重的作用。
2機(jī)電一體化概述及發(fā)展現(xiàn)狀
首先,機(jī)電一體化技術(shù)主要是為了滿足社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)的需求,于20世紀(jì)60年代出現(xiàn),主要是將電子與機(jī)械集于一體的先進(jìn)科學(xué)技術(shù),其中它涵蓋了計(jì)算機(jī)、機(jī)械、信息技術(shù)、傳感和自動(dòng)控制等多項(xiàng)技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。其中,詳細(xì)的說機(jī)電一體化的基本組成部分主要有機(jī)械體,實(shí)現(xiàn)各部件之間的連接構(gòu)造;驅(qū)動(dòng)動(dòng)力部分,提供動(dòng)力并幫助機(jī)械實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化,使實(shí)現(xiàn)動(dòng)力功能;遙感測(cè)試部分,檢測(cè)機(jī)械內(nèi)外部環(huán)境實(shí)現(xiàn)其預(yù)算計(jì)測(cè)功能;執(zhí)行部位,接受控制信息,對(duì)要求動(dòng)作完成;信息處理單元,運(yùn)算、處理、決策、實(shí)現(xiàn)控制功能。這一技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)以來,融入了微處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的精華,得到了快速發(fā)展,之后又融入信息電子技術(shù),模擬人腦對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析判斷,使企業(yè)的生產(chǎn)逐步實(shí)現(xiàn)智能化。其次,機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀介紹,機(jī)電一體化技術(shù)主要是應(yīng)用于一些大型的生產(chǎn)企業(yè)中,機(jī)電一體化依賴于眾多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)的融合,實(shí)現(xiàn)對(duì)人腦的模擬,使其對(duì)企業(yè)機(jī)器生產(chǎn)的全過程能夠進(jìn)行有效分析,判斷和處理,通過發(fā)出各項(xiàng)指令操作,通過機(jī)器實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的生產(chǎn)流程,通過機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能控制,運(yùn)用機(jī)械操作代替人力的操作,使整個(gè)生產(chǎn)過程簡單,便于管理,在極大減輕人工工作用負(fù)擔(dān)的同時(shí),也為企業(yè)的發(fā)展減少了很大的成本。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加深,世界工業(yè)的發(fā)展早已不再僅僅局限于某一領(lǐng)域內(nèi),或是某一區(qū)域內(nèi),而是考慮利用最小成本的同時(shí),實(shí)現(xiàn)世界各地的就地取材,面對(duì)這種發(fā)展現(xiàn)狀,機(jī)電一體化體系也有了新的發(fā)展要求,將遠(yuǎn)程控制技術(shù)也應(yīng)用于機(jī)電一體化體系中來,因此,不難看出機(jī)電一體化技術(shù)是伴隨著生產(chǎn)技術(shù)要求和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷向前發(fā)展的,機(jī)電一體化技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間,另外,機(jī)電一體化技術(shù)也逐步打破企業(yè)的自有生產(chǎn)方式,通過對(duì)機(jī)電生產(chǎn)產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)流程的規(guī)范,從而實(shí)現(xiàn)模塊化的集成機(jī)電生產(chǎn)。
3智能制造技術(shù)及其發(fā)展
智能制造是指通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序模擬人類的思維活動(dòng),實(shí)現(xiàn)機(jī)器對(duì)在無人控制操縱下的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)。智能制造技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段機(jī)械制造技術(shù)主流的趨勢(shì),通過智能化的制造可以有效幫助人解決很多復(fù)雜繁瑣的操作,極大的避免了因人工不小心失誤造成的生產(chǎn)損失,提高了生產(chǎn)設(shè)備的精確度,因此,智能制造的應(yīng)用要比往往傳統(tǒng)的制造具有無法比擬的優(yōu)越性。使機(jī)械設(shè)備的制造在人類不可能達(dá)到的空間展開。智能制造在機(jī)械生產(chǎn)制造方面已經(jīng)為人類創(chuàng)造了很大的價(jià)值。智能控制技術(shù)是發(fā)展人類智能中一個(gè)重要的領(lǐng)域,其主要目的是為了改善以往傳統(tǒng)制造中較為復(fù)雜多樣的控制任務(wù)。
4機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用
機(jī)電一體化體系中,智能控制的應(yīng)用途徑十分的廣泛,在我們社會(huì)生產(chǎn)生活的方方面都有體現(xiàn),隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)階段的機(jī)電一體化正在逐漸向人工智能化的方向發(fā)展,這是社會(huì)發(fā)展所需求的在必然趨勢(shì),是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與科技發(fā)展相結(jié)合的應(yīng)然產(chǎn)物,在我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展過程中,能夠有效快速實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是機(jī)械制造發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容,機(jī)電一體化能在提高生產(chǎn)產(chǎn)品效率的同時(shí),還能確保產(chǎn)品的質(zhì)量,目前的科學(xué)技術(shù)水平在機(jī)械制造的領(lǐng)域內(nèi)最大的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能制造控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)由人工管理操作到智能控制監(jiān)管的有效過度。同時(shí),智能監(jiān)管控制的部分,還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)作的檢測(cè)預(yù)測(cè)管理工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)可能發(fā)生的機(jī)械事故有預(yù)測(cè)的作用,以確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行,或是通過智能控制系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)工作的進(jìn)行。(1)機(jī)電一體化中應(yīng)用智能制造的優(yōu)勢(shì)。智能控制技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的程序或部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能化調(diào)試與控制以保證程序系統(tǒng)工作的可靠安全性;工作人員采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將編寫的程序或是代碼輸入到機(jī)電一體化系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的智能控制;智能控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)外部環(huán)境變化,對(duì)其工作內(nèi)容,進(jìn)行調(diào)控,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化工作的精確度。(2)以機(jī)電一體化體系中智能制造在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用做詳細(xì)解釋說明,智能控制在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩方面,分別是在保暖制冷系統(tǒng)和建筑照明系統(tǒng)中。其中的照明智能控制系統(tǒng),是通過應(yīng)用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者有效結(jié)合實(shí)現(xiàn)的,能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)照明區(qū)域,照明亮度,照明時(shí)間的合理控制與調(diào)節(jié)。從而有效節(jié)約能源,較大可能的提高資源利用率。(3)機(jī)電一體化技術(shù)中的智能制造在數(shù)控領(lǐng)域的有效應(yīng)用。社會(huì)生活的各行各業(yè)都在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù),而其中的數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的要求越來越高,數(shù)控技術(shù)由于其是進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn),數(shù)控技術(shù)在逐步實(shí)現(xiàn)智能化方面具有很大的發(fā)展空間,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在數(shù)控方面實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控,編程,建立自身的數(shù)據(jù)庫。智能控制技術(shù)在數(shù)控技術(shù)中的應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn),在一些較為大型復(fù)雜的工程問題或是機(jī)器設(shè)備有問題的情況下,人工無法實(shí)現(xiàn)的檢測(cè),借助數(shù)控技術(shù)可以進(jìn)行推理與演算,適時(shí)給出修改意見。
5結(jié)語
伴隨著科技的發(fā)展,機(jī)電一體化在智能制造中的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)滲透到了我們生產(chǎn)生活的多方面,這種通過多種高新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物極大的為我們生產(chǎn)生活帶來便捷,這種機(jī)電一體化的智能發(fā)展方式進(jìn)一步推動(dòng)生產(chǎn)方式的深化改革。仍將有廣闊的發(fā)展前景,需要我們相關(guān)從業(yè)人員根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)生活不斷的進(jìn)行改進(jìn),為我們社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做更大的貢獻(xiàn)。
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中圖分類號(hào):TP273.5;TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)42-0136-01
智能控制是在機(jī)電一體化與機(jī)械自動(dòng)化的基礎(chǔ)之上研發(fā)而成的新型控制技術(shù),完全突破了傳統(tǒng)的機(jī)電一體化工作原理,極大的提高了機(jī)電一體化運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。
一、機(jī)電一體化與智能控制的基本概念
機(jī)電一體化是指在有機(jī)結(jié)合多種技術(shù)的基礎(chǔ)上,如傳感器技術(shù)、信息技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)、接口技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)等等。將多種技術(shù)運(yùn)用到生產(chǎn)生活實(shí)踐中的一項(xiàng)綜合性的技術(shù)。通常情況下,我們也稱呼它為機(jī)械電子系統(tǒng)。它的工作原理就是將所有的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)耦合,并進(jìn)行信息控制和轉(zhuǎn)換,最終產(chǎn)生所需要的能量來完成工作。智能控制是利用計(jì)算機(jī),將一些非常復(fù)雜多樣的工作任務(wù),在無人干預(yù)的情況下,自動(dòng)地驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的控制技術(shù),它的工作原理是模擬人類智能。它的運(yùn)用能夠快速完成一些人腦人力無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜工作和任務(wù),具有非線性特性、高層控制核心特征和變結(jié)構(gòu)特征,與其他現(xiàn)代化技術(shù)相融合,滿足人類多方面復(fù)雜的要求。
二、智能控制在應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)分析
1、 機(jī)電一體化系統(tǒng)性能的完善
相對(duì)于傳統(tǒng)性質(zhì)的自動(dòng)化相關(guān)控制系統(tǒng)來說,智能控制已成為機(jī)械工業(yè)與微電子未來發(fā)展最為主要的方向,智能控制的系統(tǒng)在如今的機(jī)械電子一體化系統(tǒng)之中的應(yīng)用其優(yōu)勢(shì)主要在于它可以完善與幫助機(jī)械電子一體化總性能。智能控制的系統(tǒng)在整個(gè)機(jī)械電子一體化系統(tǒng)當(dāng)中,可以幫助系統(tǒng)省略當(dāng)中模型分析環(huán)節(jié),進(jìn)而更加準(zhǔn)確的根據(jù)外部環(huán)境的變化趨勢(shì)進(jìn)而準(zhǔn)確的確定調(diào)控方面。最后直接形成系統(tǒng)指令進(jìn)行系統(tǒng)指控。在控制器與外部環(huán)境雙重作用的情況下,幫助機(jī)械電子一體化系統(tǒng)得以更加高效、更加快捷、更加精準(zhǔn)的條件去做好每一項(xiàng)工作。
2、 機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)的工作效率有效的提高
因?yàn)椴捎昧酥悄芸刂频募夹g(shù),能夠根據(jù)相關(guān)工作人員所發(fā)出指令編碼將機(jī)械設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài),并通過智能控制對(duì)由于人為操作因素上的失誤而導(dǎo)致的不必要的損失進(jìn)行有效避免避,最終有可能會(huì)對(duì)工作效率以及企業(yè)的效益造成影響;在智能控制相關(guān)系統(tǒng)的作用下,只需通過人力進(jìn)行一步指令輸入,而余下全部均可以通過系統(tǒng)根據(jù)指令按工作的規(guī)范流程順序進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行。
3、機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)可靠特性增強(qiáng)
在智能控制相關(guān)系統(tǒng)的作用下,只需通過人力進(jìn)行一步指令輸入,而余下全部均可以通過系統(tǒng)根據(jù)指令按工作的規(guī)范流程順序進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行,使得智能控制的系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備中運(yùn)行程序及結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全合理的調(diào)控,從而對(duì)運(yùn)作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效控制的目標(biāo)。智能控制可以最大限度的保障機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)安全和可靠的性能。
三、智能控制系統(tǒng)在機(jī)電一體化中的實(shí)際應(yīng)用
1、 智能控制系統(tǒng)在機(jī)械制造中的實(shí)際應(yīng)用
在機(jī)電一體化的智能系統(tǒng)中,進(jìn)行機(jī)械的制造是其重要的組成部分,而將計(jì)算機(jī)的輔助功能與控制技術(shù)相互結(jié)合,是現(xiàn)如今最為領(lǐng)先的機(jī)械制造技術(shù),且著機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展,機(jī)械制造向著智能化的方向發(fā)展。其最終目的就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行一部分的腦力勞動(dòng),實(shí)現(xiàn)模擬人們制造機(jī)械的目的。同時(shí),智能控制系統(tǒng)在通過模糊系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算法,對(duì)機(jī)械制造的現(xiàn)狀進(jìn)行模擬,通過融合技術(shù)來徹底實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的處理,進(jìn)而修改控制系統(tǒng)中的參數(shù)。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的學(xué)習(xí)能力與處理問題的功能,對(duì)一些模糊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,利用模糊系統(tǒng)所特有的集合與關(guān)系,將模糊的信息統(tǒng)一集中到控制與決策機(jī)構(gòu)中,并選取相適應(yīng)的控制系統(tǒng)。在機(jī)械制造過程中,智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍主要包括:智能檢測(cè)與實(shí)際監(jiān)控、機(jī)械故障的智能診斷、智能傳感器等。
2、智能控制系統(tǒng)在交流系統(tǒng)中的應(yīng)用
驅(qū)動(dòng)裝置是機(jī)電一體化過程中重要的組成部分,對(duì)于控制系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)與質(zhì)量起著重要的作用。從實(shí)際情況來看,交流系統(tǒng)異常復(fù)雜,其數(shù)據(jù)可隨時(shí)變化,伴有一些負(fù)載的干擾。交流本身與被控對(duì)象之間存在非線性的不確定因素,所以從這方面來看,憑借現(xiàn)有的理論知識(shí)構(gòu)建起相關(guān)的模型是存在困難的。如果可以將智能控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用到交流系統(tǒng)中,便可使指標(biāo)的性能得到極大的提高。
3、 數(shù)控領(lǐng)域中控制技術(shù)的應(yīng)用
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用與發(fā)展過程中對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了許多要求,不再局限于具備模擬、延伸與擴(kuò)展等功能,還需要具備其他的智能功能,使數(shù)控技術(shù)可以達(dá)到智能監(jiān)控并自行建立數(shù)據(jù)庫、編程等目標(biāo),例如,在數(shù)控領(lǐng)域中一些不確定算法與結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的問題可以通過專門的系統(tǒng)進(jìn)行處理,利用處理規(guī)則對(duì)數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)的故障信息進(jìn)行處理,從而獲得維修機(jī)械的指導(dǎo)性的建議。此外,數(shù)控機(jī)械的加工過程中通過模糊系統(tǒng)進(jìn)行不斷優(yōu)化,調(diào)節(jié)模糊參數(shù),從而準(zhǔn)確的找出數(shù)控機(jī)械的故障點(diǎn),并給出相應(yīng)的解決方案。
4、 智能控制在機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用
在現(xiàn)階段的機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中,越來越多的科學(xué)技術(shù)被投入應(yīng)用,在此之中,智能的控制系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)也不能例外,機(jī)器人存在時(shí)變性,非線性和強(qiáng)耦合性幾個(gè)重要的特征,基本表現(xiàn)在動(dòng)力系統(tǒng)之中,進(jìn)而將智能控制合理地應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的參數(shù)系統(tǒng)之中的多邊變性和多任務(wù)特征的科學(xué)、有效、合理控制,從而在機(jī)器人的行走軌跡與行走路徑的跟蹤方面來實(shí)現(xiàn)智能的控制。在視覺的處理和多傳感器的信息融合等方面需實(shí)現(xiàn)智能控制;機(jī)器人的手臂姿態(tài)以及動(dòng)作上也需對(duì)智能控制進(jìn)行盡可能的實(shí)現(xiàn);且可以有助于相關(guān)專家進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)環(huán)境定位,監(jiān)測(cè),建模,規(guī)劃控制等各領(lǐng)域的研究。
5、智能控制在當(dāng)前工程當(dāng)中的應(yīng)用
第一,在工程中智能控制的應(yīng)用主要體現(xiàn)在相關(guān)照明系統(tǒng)當(dāng)中的各方面應(yīng)用。在充分利用通信以及計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,對(duì)照明時(shí)間、照明系統(tǒng)的節(jié)能、明邏輯等各方面實(shí)現(xiàn)智能控制。第二,在工程中智能控制的應(yīng)用的體現(xiàn)還包括實(shí)現(xiàn)內(nèi)部對(duì)空調(diào)的智能控制。對(duì)空調(diào)的風(fēng)閥實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié),進(jìn)而對(duì)空調(diào)夏季與冬季使用模式進(jìn)行合理的設(shè)置,最大程度上確保內(nèi)部的空氣質(zhì)量的同時(shí),也能夠?qū)崿F(xiàn)能量浪費(fèi)的有效降低。
6、智能控制在設(shè)備裝置中的應(yīng)用
(1)家庭家居中的智能設(shè)備裝置。家庭家居中的智能設(shè)備裝置主要包括有家居控制器、總線連接器與智能家電,而這三大類型的設(shè)備裝置之所以能起到智能的作用,與裝置中所應(yīng)用的智能元件有著極為密切的關(guān)系。通過家庭家居設(shè)備裝置中的智能元件,再經(jīng)由藍(lán)牙信號(hào)接收、傳輸接口等媒介,主動(dòng)將自身狀態(tài)息信傳送給相應(yīng)的控制器,同時(shí)在控制器發(fā)出指令之后,自動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作。例如,家庭家居較常用的洗衣機(jī)、空調(diào)、電動(dòng)窗簾、熱水器、洗碗機(jī)、智能照明系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)等,均是在智能控制技術(shù)的應(yīng)用下才得以實(shí)現(xiàn)的。
(2)企業(yè)中的智能設(shè)備裝置。隨著我國大中小型企業(yè)的不斷發(fā)展,企業(yè)在運(yùn)營中所使用的設(shè)備裝置朝著智能控制的方向發(fā)展也就成了必然的趨勢(shì)。例如在企業(yè)的數(shù)據(jù)管理方面,可根據(jù)企業(yè)的實(shí)際的運(yùn)行情況,配備智能化與自動(dòng)化元件、硬件及軟件設(shè)施,構(gòu)建出商務(wù)智能系統(tǒng),進(jìn)而利用聯(lián)機(jī)分析處理技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)以及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),大幅地提高企業(yè)數(shù)據(jù)管理的效率,減少人力、財(cái)務(wù)、物力的大量耗費(fèi)。
總之,智能控制具有十分明顯的優(yōu)越性,當(dāng)下,智能控制如今在機(jī)電一體化中得到了廣泛應(yīng)用,但仍有很大的發(fā)展空間。因此,為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的高度智能化,我們?nèi)匀恍枰粩嗯εc探索。
參考文獻(xiàn)
一、機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
(1)起步慢,與發(fā)達(dá)國家仍有一定差距
機(jī)電一體化的發(fā)展在國際上主要分為三個(gè)階段,二十世紀(jì)六十年代之前為第一個(gè)階段,為機(jī)電一體化的起步階段,人們開始將電子技術(shù)小范圍的在機(jī)械工程領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化帶來的便利,機(jī)電一體化取得了初步成果,二十世紀(jì)七十到八十年代為機(jī)電一體化發(fā)展的第二個(gè)階段,也就是其高速發(fā)展的階段,在這一過程中,計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)和控制技術(shù)的蓬勃發(fā)展為機(jī)電一體化帶來了很大的可能性,到了八十年代,機(jī)電一體化已經(jīng)普遍被各國所接受,其產(chǎn)品也被廣泛的應(yīng)用,例如細(xì)微加工技術(shù)在機(jī)電一體化中得到實(shí)現(xiàn),其產(chǎn)品的生產(chǎn)更加的迅速且細(xì)致,為提高生產(chǎn)效率帶來了機(jī)會(huì),而我國也正是從二十世紀(jì)八十年代開始才關(guān)注起這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,盡管很快認(rèn)識(shí)到了機(jī)電一體化的重要作用,并迅速成立的研究小組,但是相比日本歐洲等發(fā)達(dá)國家來說,我們的起步仍然較晚,在很多技術(shù)上十分的不成熟,且機(jī)電一體化在生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用不廣泛,與其他國家仍然保持著一定的差距,使得我國的機(jī)電一體化在發(fā)展中仍然面臨著較大的問題。
(2)機(jī)電一體化成本較高
由于技術(shù)發(fā)展不完全,很多地方還不太成熟,故我國的機(jī)電一體化帶來的生產(chǎn)成本十分巨大,其產(chǎn)品取代技術(shù)含量較低,對(duì)于水電的能耗十分的高,材料的消費(fèi)也很高,且容易造成環(huán)境污染和擾民,近年來,盡管我國不斷的對(duì)工業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,但是仍然存在著分工不合理且消耗成本高的現(xiàn)象,機(jī)電一體化工業(yè)尤為明顯,另外,隨著市場(chǎng)化的不斷發(fā)展,我國機(jī)電一體化的產(chǎn)品在國際上的競(jìng)爭力仍然不太理想,眾所周知,機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng),性能好,質(zhì)量高,可是中國唯有成本低這一目標(biāo)達(dá)不到,企業(yè)缺乏生產(chǎn)成本的節(jié)制,并且造成了大量的污染,死守就業(yè),在國際的激烈競(jìng)爭中必然無法占據(jù)有利地位,又由于我國的機(jī)電一體化研究時(shí)間較短,技術(shù)不成熟,在很多方面無法滿足世界市場(chǎng)的需求,每年還需要從國外大量的進(jìn)口,這在很大程度上都給了我國機(jī)電一體化行業(yè)巨大的壓力。
二、未來企業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展方向
(1)加強(qiáng)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一體化
縱觀現(xiàn)階段的各行各業(yè),一個(gè)突出的特征就是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn),這對(duì)于知識(shí)經(jīng)濟(jì)來說是一個(gè)十分有利的機(jī)會(huì),而現(xiàn)如今的企業(yè)很多通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了新的突破,這對(duì)于機(jī)電一體化來說也是一個(gè)新的靈感,機(jī)電一體化盡管將電子技術(shù)融入了機(jī)械工程領(lǐng)域,但是由于技術(shù)不全面而導(dǎo)致的產(chǎn)品不成熟或者競(jìng)爭力不夠的現(xiàn)象普遍存在,當(dāng)今的企業(yè)和單位應(yīng)當(dāng)不斷思考如何將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)有效的融入機(jī)電一體化的實(shí)踐中,綜合利用遠(yuǎn)程控制終端,將機(jī)電一體化帶上一個(gè)新的樓梯,使得機(jī)電一體化的產(chǎn)品不斷的進(jìn)入家庭,利用家庭網(wǎng)絡(luò)來將各種家用電器鏈接成一個(gè)計(jì)算機(jī)為中心的集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩抑芯涂梢韵硎軝C(jī)電一體化產(chǎn)品與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效結(jié)合,給生產(chǎn)和生活帶來更多的方便。
(2)提高技術(shù),降低能耗
當(dāng)前中國的企業(yè)一個(gè)普遍的特點(diǎn)就是生產(chǎn)成本較高,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的能耗,這為中國的企業(yè)在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭造成了很大的負(fù)擔(dān),無法實(shí)現(xiàn)有效的盈利,這與企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和發(fā)展策略有著直接的關(guān)系,由于機(jī)電一體化在能耗方面的特點(diǎn)尤為顯著,作為機(jī)電一體化的企業(yè)應(yīng)當(dāng)合理制定生產(chǎn)計(jì)劃,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制,各個(gè)車間廠區(qū)積極的組織能耗降低的競(jìng)賽,對(duì)于有效的降低能耗的廠區(qū)進(jìn)行有效的獎(jiǎng)勵(lì),同時(shí)在日常的生產(chǎn)過程中積極的進(jìn)行技術(shù)的學(xué)習(xí)和探討,使得優(yōu)良的技術(shù)不僅僅在個(gè)別的廠區(qū)實(shí)施,而是在整個(gè)工廠得到普及,使得技術(shù)變?yōu)槠髽I(yè)的利潤,讓企業(yè)能夠在技術(shù)的不斷革新中獲得有利的競(jìng)爭地位。
(3)響應(yīng)社會(huì),倡導(dǎo)環(huán)保
工業(yè)化的不段發(fā)展給社會(huì)帶來的巨大的改變,同時(shí)也給環(huán)境帶來了巨大的壓力,一方面,人們的物質(zhì)生活豐富了,生活日漸舒適,但是另一方面資源不斷的減少且生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染,現(xiàn)階段全社會(huì)都在呼吁保護(hù)環(huán)境,作為對(duì)資源造成巨大壓力的機(jī)電一體化行業(yè)來說,倡導(dǎo)環(huán)保是十分有必要的,在日常的生產(chǎn)中,企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷的進(jìn)行探索和技術(shù)創(chuàng)新,力求建立一套自己的節(jié)能減排機(jī)制,同時(shí)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上也要不斷將綠色概念應(yīng)用到其中,無論是在生產(chǎn)制造還是在使用過程中都應(yīng)當(dāng)遵循綠色的觀念,符合環(huán)境保護(hù)和人類健康的標(biāo)準(zhǔn),在產(chǎn)品的材料使用上也要不斷的進(jìn)行研究和開發(fā),同時(shí)綠色的的機(jī)電一體化,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途,也可以幫助企業(yè)在競(jìng)爭上獲得有利的地位。
(4)改革創(chuàng)新,加強(qiáng)智能
機(jī)電一體化在很多的方面還存在著創(chuàng)新的余地,例如隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,智能化在也成為21世紀(jì)的一個(gè)發(fā)展的方向,人工智能在不斷的發(fā)展過程中也在機(jī)電一體化上得到了廣泛的應(yīng)用,在機(jī)床的操作,數(shù)控方面人工智能的優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)的淋漓盡致,同時(shí)仿生物系統(tǒng)化也不斷的得到了應(yīng)用,將數(shù)控操作和人工智能進(jìn)行有效的結(jié)合,利用人的生理機(jī)能去帶給機(jī)電一體化新的靈感,讓機(jī)電一體化的操作更加便利,應(yīng)用更加廣泛。
結(jié)語
通過上述分析我們不難看出機(jī)電一體化的發(fā)展不是一個(gè)獨(dú)立的過程,是歷史的必然和社會(huì)發(fā)展的結(jié)晶,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)電一體化定會(huì)向一個(gè)更高的層次發(fā)展,而公司和企業(yè)若想在此領(lǐng)域取得一定的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)就必須從自身進(jìn)行改革和創(chuàng)新,不斷的探索新的技術(shù),力求將機(jī)電技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),生物智能等相結(jié)合,用技術(shù)革新代替能耗盈利,讓企業(yè)在創(chuàng)新的道路上取勝。
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隨著我國科學(xué)技術(shù)水平正在不斷的進(jìn)步,同時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)也得到了高速的發(fā)展。當(dāng)前電子技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中,尤其是超大規(guī)模的集成電路以及微電子相關(guān)技術(shù)正在飛速發(fā)展,使得機(jī)械電子一體化技術(shù)也呈現(xiàn)出不斷向前沖刺的趨勢(shì),并且在各種工業(yè)與生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。如今,電氣工程發(fā)展的腳步不斷加快的大背景下,機(jī)械電子一體化的相關(guān)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,能夠確保工作系統(tǒng)的安全,還可以對(duì)人工操作方式失誤率進(jìn)行有效降低,從而使得工程的高效性和可靠性得到很大程度上的提高,有效確保系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。所以,對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中智能控制應(yīng)用水平要如何提高的分析和研究將有效促進(jìn)智能化應(yīng)用,具有十分重要的關(guān)鍵意義。
1 機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)和智能控制的內(nèi)容概述
1.1 機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)
機(jī)電一體化是指能夠?qū)⑿畔?,接口,機(jī)械,電工電子,微電子,信號(hào)變換與傳感器等技術(shù)相結(jié)合,并在此基礎(chǔ)之上將其運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中的具有綜合性特征的一項(xiàng)技術(shù)。其工作原理即在將全部技術(shù)進(jìn)行合理結(jié)合情況之下,把信息的控制工作徹底完成,并最終實(shí)現(xiàn)所有需要能源的轉(zhuǎn)換。
1.2 智能控制
所謂智能控制指的是通過計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)人類進(jìn)行模擬的智能的系統(tǒng),其可以將任務(wù)與目的一起進(jìn)行分析,在無人干涉的情況下也能夠獨(dú)立地將智能機(jī)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),從而達(dá)到控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)在當(dāng)前正處于一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵的重要科學(xué)領(lǐng)域之中,其不但能夠有助于工程加快解決人工無法完成的較為復(fù)雜的技術(shù)控制,相較于傳統(tǒng)的控制方法而言更加快捷、方便。具備非線性,且核心受到高層控制,具備總體自尋優(yōu)特性,具備結(jié)構(gòu)可變性,還能夠達(dá)到多樣性目標(biāo),其具備非常高的性能。在目前的階段中,我國的科學(xué)技術(shù)處于不斷發(fā)展的進(jìn)程當(dāng)中。智能控制屬于新型技術(shù)的一種,已經(jīng)可以進(jìn)入實(shí)用化與工程化階段,且能夠與現(xiàn)代化各項(xiàng)技術(shù)相互促進(jìn)、相互依存。
2 智能控制在應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)分析
2.1 機(jī)電一體化系統(tǒng)性能的完善
相對(duì)于傳統(tǒng)性質(zhì)的自動(dòng)化相關(guān)控制系統(tǒng)來說,智能控制已成為機(jī)械工業(yè)與微電子未來發(fā)展最為主要的方向,智能控制的系統(tǒng)在如今的機(jī)械電子一體化系統(tǒng)之中的應(yīng)用其優(yōu)勢(shì)主要在于它可以完善與幫助機(jī)械電子一體化總性能。智能控制的系統(tǒng)在整個(gè)機(jī)械電子一體化系統(tǒng)當(dāng)中,可以幫助系統(tǒng)省略當(dāng)中模型分析環(huán)節(jié),進(jìn)而更加準(zhǔn)確的根據(jù)外部環(huán)境的變化趨勢(shì)進(jìn)而準(zhǔn)確的確定調(diào)控方面。最后直接形成系統(tǒng)指令進(jìn)行系統(tǒng)指控。在控制器與外部環(huán)境雙重作用的情況下,幫助機(jī)械電子一體化系統(tǒng)得以更加高效、更加快捷、更加精準(zhǔn)的條件去做好每一項(xiàng)工作。
2.2 機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)的工作效率有效的提高
因?yàn)椴捎昧酥悄芸刂频募夹g(shù),能夠根據(jù)相關(guān)工作人員所發(fā)出指令編碼將機(jī)械設(shè)備進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài),并通過智能控制對(duì)由于人為操作因素上的失誤而導(dǎo)致的不必要的損失進(jìn)行有效避免避,最終有可能會(huì)對(duì)工作效率以及企業(yè)的效益造成影響;在智能控制相關(guān)系統(tǒng)的作用下,只需通過人力進(jìn)行一步指令輸入,而余下全部均可以通過系統(tǒng)根據(jù)指令按工作的規(guī)范流程順序進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行。如此便能夠在最大程度上提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工作效率的有效提升。
2.3 機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)可靠特性增強(qiáng)
在智能控制相關(guān)系統(tǒng)的作用下,只需通過人力進(jìn)行一步指令輸入,而余下全部均可以通過系統(tǒng)根據(jù)指令按工作的規(guī)范流程順序進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行,使得智能控制的系統(tǒng)可以對(duì)設(shè)備中運(yùn)行程序及結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全合理的調(diào)控,從而對(duì)運(yùn)作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效控制的目標(biāo)。智能控制可以最大限度的保障機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)安全和可靠的性能。
3 系統(tǒng)之中的智能控制實(shí)施
3.1 智能控制在系統(tǒng)中的應(yīng)用
智能控制是機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)中重要的組成部分之一,其在機(jī)械的制造過程之中的運(yùn)用可充分的與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)的技術(shù)有機(jī)的結(jié)合。并利用先進(jìn)計(jì)算機(jī)的技術(shù)來模擬人類的制造機(jī)械活動(dòng)。最后達(dá)到取代部分腦力的勞動(dòng)目標(biāo),通過對(duì)智能控制的技術(shù)的應(yīng)用,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的計(jì)算方法能對(duì)機(jī)械的制造現(xiàn)狀動(dòng)態(tài)進(jìn)行模擬,還能對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理,進(jìn)而修改在控制模式之中的數(shù)據(jù)與參數(shù)。最終達(dá)到對(duì)機(jī)械的制造過程之中的機(jī)械制造的系統(tǒng)智能的監(jiān)控和檢測(cè),對(duì)機(jī)械故障的智能診斷,智能的傳感器和智能學(xué)習(xí)幾個(gè)方面有效的運(yùn)用。
3.2 智能控制系統(tǒng)在數(shù)控中的運(yùn)用
如今,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷地突飛猛進(jìn)。人們對(duì)機(jī)械電子技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展,對(duì)數(shù)控的技術(shù)有了更高要求和目標(biāo),在本就具備的智能技術(shù)的基礎(chǔ)上,將會(huì)有更多的試驗(yàn)人員把研究目標(biāo)全都集中在模擬,拓展,延伸。在新的智能功能上,以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控領(lǐng)域中的智能監(jiān)控目標(biāo)。還有實(shí)現(xiàn)智能編程與建立智能數(shù)據(jù)庫目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)關(guān)于目前存在的部分問題與不足來進(jìn)行合理的處理與評(píng)測(cè),以達(dá)到數(shù)控故障信息能夠進(jìn)行研究與推理的最終的目標(biāo)。
3.3 智能控制在機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用
在現(xiàn)階段的機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中,越來越多的科學(xué)技術(shù)被投入應(yīng)用,在此之中,智能的控制系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)也不能例外,機(jī)器人存在時(shí)變性,非線性和強(qiáng)耦合性幾個(gè)重要的特征,基本表現(xiàn)在動(dòng)力系統(tǒng)之中,進(jìn)而將智能控制合理地應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的參數(shù)系統(tǒng)之中的多邊變性和多任務(wù)特征的科學(xué)、有效、合理控制,從而在機(jī)器人的行走軌跡與行走路徑的跟蹤方面來實(shí)現(xiàn)智能的控制。在視覺的處理和多傳感器的信息融合等方面需實(shí)現(xiàn)智能控制;機(jī)器人的手臂姿態(tài)以及動(dòng)作上也需對(duì)智能控制進(jìn)行盡可能的實(shí)現(xiàn);且可以有助于相關(guān)專家進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)環(huán)境定位,監(jiān)測(cè),建模,規(guī)劃控制等各領(lǐng)域的研究。
3.4 智能控制在當(dāng)前工程建筑當(dāng)中的應(yīng)用
第一,在建筑工程中智能控制的應(yīng)用主要體現(xiàn)在相關(guān)照明系統(tǒng)當(dāng)中的各方面應(yīng)用。在充分利用通信以及計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,對(duì)照明時(shí)間、照明系統(tǒng)的節(jié)能、明邏輯等各方面實(shí)現(xiàn)智能控制。第二,在建筑工程中智能控制的應(yīng)用的體現(xiàn)還包括實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部對(duì)空調(diào)的智能控制。對(duì)空調(diào)的風(fēng)閥實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié),進(jìn)而對(duì)空調(diào)夏季與冬季使用模式進(jìn)行合理的設(shè)置,最大程度上確保建筑內(nèi)部的空氣質(zhì)量的同時(shí),也能夠?qū)崿F(xiàn)能量浪費(fèi)的有效降低。
4 結(jié)束語
隨著當(dāng)前現(xiàn)代化、國際化以及全球化科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,在機(jī)械領(lǐng)域中,智能控制的部分已經(jīng)獲得了相當(dāng)普遍的應(yīng)用,其與過去的傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)有著顯著的區(qū)別,不但能夠就人們生活環(huán)境進(jìn)行改善,還可以對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行有效提高。所以,應(yīng)結(jié)合目前具體實(shí)際的情況,來積極地創(chuàng)新,應(yīng)打開思路對(duì)系統(tǒng)中智能控制方面的應(yīng)用和運(yùn)行的規(guī)律做出科學(xué)的探討,同時(shí)積累有效經(jīng)驗(yàn),使得機(jī)械電子一體化的相關(guān)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)智能控制的高效運(yùn)行并適應(yīng)當(dāng)下社會(huì)發(fā)展需求,其最重要是為我國的自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)有效運(yùn)用和發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。
中圖分類號(hào):TH 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)36-0194-03
成人高等教育是我國教育體系中的重要組成部分,是對(duì)我國高等教育制度的發(fā)展和完善,也是發(fā)展終身教育制度的重要組成部分。目前,我國成人高等教育的主要形式有:函授教育、夜大學(xué)、自學(xué)考試、學(xué)歷文憑考試等學(xué)歷教育,以及大學(xué)后繼續(xù)教育[1]。當(dāng)今社會(huì),尊重知識(shí)、尊重人才的觀念已經(jīng)被社會(huì)認(rèn)可,但是現(xiàn)行教育體制重學(xué)歷教育、輕技能培訓(xùn),造成技術(shù)工人嚴(yán)重短缺[2]。而我國機(jī)械行業(yè)的高級(jí)技術(shù)工正面臨著嚴(yán)重的人才缺口。隨著我國工程技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)化程度不斷提高,在大型工程機(jī)械方面,更需要很多機(jī)電液的復(fù)合型人才,需要機(jī)械類學(xué)生具有一定的綜合應(yīng)用機(jī)電液一體化相關(guān)技術(shù)的能力。
為了順應(yīng)社會(huì)發(fā)展、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才需求的變化,《成人高等教育機(jī)械專業(yè)機(jī)電液復(fù)合人才培養(yǎng)教學(xué)研究與實(shí)踐》課題,針對(duì)機(jī)械專業(yè)機(jī)電液綜合能力培養(yǎng),對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了研究和整合,在機(jī)電液課程設(shè)計(jì)中采用探究式教學(xué)方法進(jìn)行探索和實(shí)踐。
一、現(xiàn)有成人高等教育模式存在的問題
當(dāng)前,我國成人高等教育主要存在的弊端是傳統(tǒng)的成人教育,教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法等長期摹仿普通高等教育用的一種設(shè)計(jì),甚至把成人高等教育變成“它縮型”的普通高等教育。目前,機(jī)械類成人高等教育存在的主要問題是輕視實(shí)踐、脫離實(shí)際,知識(shí)結(jié)構(gòu)體系不夠完善、實(shí)踐訓(xùn)練不足,實(shí)踐教育過窄、功利導(dǎo)向過重、共性制約過強(qiáng),從而導(dǎo)致成教畢業(yè)生的就業(yè)市場(chǎng)不樂觀。成人高等教育的出路在于明確定位、加強(qiáng)改革、提高水平[3]。
課題教改的思路是成人高等教育應(yīng)有別于普通高等教育,設(shè)計(jì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案時(shí),以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,以適應(yīng)社會(huì)需要為培養(yǎng)目標(biāo),以培養(yǎng)高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才為根本任務(wù),以技術(shù)應(yīng)用能力(機(jī)、電、液綜合能力)為培養(yǎng)主線。
二、教學(xué)內(nèi)容修訂、機(jī)電液課程群整合
機(jī)械類專業(yè)的學(xué)生,工作的對(duì)象是機(jī)械設(shè)備,現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備已不是一個(gè)單純的機(jī)械產(chǎn)品,而是機(jī)電液一體化的集成產(chǎn)品,機(jī)電液一體化技術(shù)的發(fā)展對(duì)機(jī)械制造模式及機(jī)械產(chǎn)品產(chǎn)生了深刻的影響[4,5]。因此,在機(jī)械類專業(yè)教學(xué)改革中,專業(yè)建設(shè)的核心內(nèi)容,是制定與優(yōu)化人才培養(yǎng)方案,探索培養(yǎng)滿足機(jī)械需求的高等機(jī)械工程類人才。
人才培養(yǎng)方案包括為實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)所必須的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)等基本內(nèi)容。第一步,廣泛調(diào)研,了解社會(huì)對(duì)機(jī)械工程人才綜合素質(zhì)與知識(shí)結(jié)構(gòu)能力的需求;第二步,確定機(jī)械類專業(yè)人才在機(jī)電液綜合能力方面的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式,架構(gòu)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生機(jī)電液綜合能力培養(yǎng)的理論教學(xué)體系。
(一)教學(xué)改革方法及創(chuàng)新點(diǎn)
專業(yè)建設(shè)包括課程整合、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容。教學(xué)改革解決問題的方法如圖1所示。
(二)課程教學(xué)內(nèi)容改革
我校機(jī)械專業(yè)成人高等教育,課程設(shè)置模式沿用傳統(tǒng)的學(xué)科課程的組織模式,其特點(diǎn)是:分學(xué)科設(shè)置課程,根據(jù)社會(huì)發(fā)展需要,一般五年一次修訂人才培養(yǎng)計(jì)劃和培養(yǎng)目標(biāo),重點(diǎn)是整合并建設(shè)課程群,使課程體系具有科學(xué)性、特色性、系統(tǒng)性和可操作性。①夯實(shí)基礎(chǔ),機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程包括機(jī)械制圖、機(jī)械零件、計(jì)算機(jī)繪圖、金屬材料與熱處理、公差配合、工程力學(xué)、機(jī)械制造工藝等;②反映專業(yè)特色,專業(yè)必修課程主要有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)、機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)、液壓與氣動(dòng)、微機(jī)原理、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)控制、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。③寬口徑,如機(jī)制方向選修課包括計(jì)算機(jī)輔助制造、數(shù)控編程與MasterCAM、精密制造和特種加工;機(jī)電方向、數(shù)控方向選修課有單片機(jī)原理及應(yīng)用、特種加工、數(shù)控編程與MasterCAM。這可以拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面,增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)性和創(chuàng)造性。④實(shí)踐性環(huán)節(jié),基本實(shí)驗(yàn)、基本操作技能訓(xùn)練課程有機(jī)械制圖測(cè)繪、C語言課程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)、電工電子認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)。⑤專業(yè)綜合能力培養(yǎng)有畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新大賽、科技小組、社會(huì)實(shí)踐等。這充分考慮了課程的實(shí)用性。
三、探究式教學(xué)法
采用科學(xué)合理的教學(xué)方法成為教學(xué)改革的必由之路。探究式教學(xué)法(Inquiry Teaching),又稱發(fā)現(xiàn)法、研究法,是指學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí),教師只是給他們一些事例和問題,讓學(xué)生自己通過閱讀、觀察、實(shí)驗(yàn)、思考、討論、聽講等途徑去獨(dú)立探究,自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應(yīng)的原理和結(jié)論的一種方法[6]。教師根據(jù)實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn),組織不同程度的探究活動(dòng)。
目前,我校成人教育機(jī)械專業(yè)有本科及專升本。為了加強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng),適應(yīng)大工程背景的工學(xué)結(jié)合的要求,學(xué)校在課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié),采用探究式教學(xué)方法。
四、機(jī)電液課程設(shè)計(jì)中探究式教學(xué)法的實(shí)施
我們把機(jī)械類專業(yè)的課程設(shè)計(jì),即機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)(兩周)、液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)(一周)整合成機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)(三周)。整合成機(jī)電液綜合課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是它是機(jī)電液課程的綜合復(fù)習(xí),三者有機(jī)結(jié)合、融會(huì)貫通。在具體設(shè)計(jì)探究活動(dòng)的過程時(shí),由于課程設(shè)計(jì)時(shí)間的限制,教師一定要把握好探究內(nèi)容與探究難度,要站在整體和全局的高度進(jìn)行設(shè)計(jì),逐級(jí)推進(jìn),系統(tǒng)安排,選擇合適的內(nèi)容讓學(xué)生能完整地經(jīng)歷科學(xué)探究的全過程,以提高學(xué)生動(dòng)手能力、解決實(shí)際問題能力和機(jī)電液的綜合應(yīng)用能力。
教師布置任務(wù):設(shè)計(jì)一小型混泥土輸送泵車或混泥土攪拌機(jī);具體要求:根據(jù)功率大小,設(shè)計(jì)機(jī)電液傳動(dòng)系統(tǒng);同學(xué)們確定設(shè)計(jì)方案。
課題小組一般4~5人為一組。教師提出問題,學(xué)生討論后決定學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容,老師起指導(dǎo)作用,直到完成課題,解決問題。重點(diǎn)是強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié),發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。第一步,學(xué)生接受任務(wù)后進(jìn)行討論,查資料,確定設(shè)計(jì)方案,涉及的內(nèi)容有機(jī)電傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、傳感器的應(yīng)用、電路設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與處理、計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。第二步,學(xué)生分析項(xiàng)目任務(wù)后,開始查閱資料并復(fù)印部分論文,涉及的內(nèi)容有機(jī)電傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)原理、傳感器、產(chǎn)品樣本等。引用別人的成果、學(xué)習(xí)別人所做的選擇,這個(gè)過程能使學(xué)生開闊眼界,啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維。第三步,確定方案。方案確定需要教師和全課題組同學(xué)的參與、討論、定奪。同學(xué)們先根據(jù)自己的設(shè)計(jì)任務(wù)談?wù)剬?duì)該任務(wù)的理解、已做的準(zhǔn)備工作和將要實(shí)施的設(shè)計(jì)方案,如采用機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)或液壓傳動(dòng)系統(tǒng),通過查閱相關(guān)資料后,確定設(shè)計(jì)方案并說明采用方案的理由,并將此方案展現(xiàn)給大家進(jìn)行評(píng)判。這是同學(xué)們廣泛聽取和采納別人意見的過程,這個(gè)過程確實(shí)使學(xué)生感到收獲很大。
五、結(jié)論
1.機(jī)械專業(yè)成人高等教育,課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐性環(huán)節(jié)的主干課程;課程設(shè)計(jì)中,始終以學(xué)生為主體,以工作過程為導(dǎo)向,按典型工作任務(wù)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),使學(xué)生在校內(nèi)外的學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)過程中都與工作知識(shí)緊密結(jié)合,提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。
2.教師通過探究式教學(xué)與其他教學(xué)方式的結(jié)合,使教學(xué)具有時(shí)效性。探究式教學(xué)的過程中,學(xué)生能夠全程主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中,充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用,學(xué)生的主體地位、自主能力都得到了加強(qiáng),也使教師與學(xué)生成為實(shí)施工學(xué)結(jié)合課程的共同體。
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五年制高職高專教育是培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才,應(yīng)具有較寬知識(shí)面,過硬的專業(yè)技能,能適應(yīng)生產(chǎn)第一線的工程技術(shù)人員。長期以來,高職專業(yè)培養(yǎng)大多套用普通高等教育的模式,重理論輕實(shí)踐,其結(jié)果培養(yǎng)的學(xué)生體現(xiàn)不出工程應(yīng)用型人才的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)是一個(gè)寬口徑專業(yè),適應(yīng)范圍很廣。本文以面向制造業(yè)培養(yǎng)高職機(jī)電專業(yè)(數(shù)控方向),對(duì)其職業(yè)能力及其培養(yǎng)模式進(jìn)行探討。
一、關(guān)于職業(yè)能力的定義
我們從最為本質(zhì)的職業(yè)能力開始分析,現(xiàn)將職業(yè)能力的各類定義列出。①性質(zhì)定義(本質(zhì)論)――心理學(xué)角度,體現(xiàn)個(gè)性心理特征,直接影響職業(yè)活動(dòng)效率和職業(yè)活動(dòng)順利進(jìn)行的個(gè)性心理特征。②條件定義(條件論)――源于CBE理論,有利于進(jìn)行職業(yè)分析,使職業(yè)能力描述具體化,是指完成一定職業(yè)任務(wù)所需的知識(shí)、技能、態(tài)度(有的定義還加上了“經(jīng)驗(yàn)”)。
二、職業(yè)能力分析方法
從職業(yè)能力的定義出發(fā)看問題,可以使我們對(duì)各類課程開發(fā)方法中的職業(yè)能力的分析具有更深刻的認(rèn)識(shí),職業(yè)能力分析方法有以下幾種。①功能分析法。職業(yè)功能是指一個(gè)職業(yè)要實(shí)現(xiàn)的工作目標(biāo),或是本職業(yè)活動(dòng)的主要方面(工作項(xiàng)目)。根據(jù)不同的職業(yè)性質(zhì)和特點(diǎn),可以按照工作領(lǐng)域、工作項(xiàng)目、工作程序、工作對(duì)象來描述職業(yè)功能。②崗位分析法。采用人力資源管理中常用的崗位分析方法,通過對(duì)該職業(yè)所轄崗位的活動(dòng)進(jìn)行分析,而推定該職業(yè)所需要的各種能力的一種分析方法。③項(xiàng)目分析法。項(xiàng)目指具有相對(duì)獨(dú)立性,可以獨(dú)立或合作完成的一個(gè)職業(yè)活動(dòng)。④技術(shù)分析法。通過描述該職業(yè)所需要的主要的職業(yè)專門技術(shù),來描述該職業(yè)能力的一種方法,適合于技術(shù)性較強(qiáng)的職業(yè)類型。
三、職業(yè)導(dǎo)向課程模式的主要觀點(diǎn)
職業(yè)教育課程設(shè)計(jì)的主要考慮因素是:生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的職業(yè)活動(dòng)順序、職業(yè)能力形成的心理順序,獲得職業(yè)資格基本要求,課程的主要系統(tǒng)化方式是職業(yè)系統(tǒng)化方式。①體現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的職業(yè)活動(dòng)過程。目前大力推行的“職業(yè)活動(dòng)導(dǎo)向”課程開發(fā)方法,都強(qiáng)調(diào)了這個(gè)問題。在職業(yè)學(xué)校的課程中,縮小課程情境與職業(yè)活動(dòng)情境之間的差距,讓學(xué)生掌握工作過程知識(shí)是十分必要的。②要體現(xiàn)職業(yè)能力形成的心理過程。這個(gè)問題是從教學(xué)論的角度提出的,知識(shí)、技能、態(tài)度的形成有其特定的心理過程,職業(yè)教育培訓(xùn)要按照知識(shí)、技能、態(tài)度的形成的心理規(guī)律來組織課程。A.知識(shí)的學(xué)習(xí)過程:了解轉(zhuǎn)化鞏固應(yīng)用。B.操作技能學(xué)習(xí)過程:定向模仿整合熟練。C.心智技能學(xué)習(xí)過程:原形定向原形操作原形內(nèi)化。D.態(tài)度形成過程:順從認(rèn)同內(nèi)化。③符合融入職業(yè)資格的要求。這是職業(yè)教育培訓(xùn)課程對(duì)職業(yè)能力的最低要求。其核心問題是把國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入職業(yè)教育的課程中去,實(shí)現(xiàn)“雙證”的問題。④指導(dǎo)學(xué)生自主職業(yè)生涯發(fā)展。現(xiàn)代對(duì)職業(yè)技能的要求日趨復(fù)合化,這就要求學(xué)生具有職業(yè)轉(zhuǎn)換能力、創(chuàng)業(yè)能力。因此,職業(yè)教育的課程必須重視全程化職業(yè)指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生做好職業(yè)準(zhǔn)備和職業(yè)規(guī)劃。
四、對(duì)機(jī)電類數(shù)控方向分析
(1)主要就業(yè)崗位。從事數(shù)控設(shè)備的運(yùn)行、安裝、調(diào)試、檢測(cè)和維護(hù), PLC應(yīng)用程序編制;自動(dòng)化設(shè)備的操作及維護(hù);自動(dòng)化設(shè)備的銷售及技術(shù)服務(wù)等相關(guān)崗位的技術(shù)應(yīng)用性人才。
(2)職業(yè)能力分析。我們將這些崗位所要求的職業(yè)能力分為初級(jí)專業(yè)技術(shù)能力層、中級(jí)專業(yè)技術(shù)能力層、高級(jí)專業(yè)技術(shù)能力層。按學(xué)科體系規(guī)律,我們把數(shù)控技術(shù)專業(yè)所需的能力分為職業(yè)基礎(chǔ)能力、機(jī)械能力、電氣能力三大部分。根據(jù)核心能力和一般能力要求,我們又將每種能力分解為幾個(gè)主要專項(xiàng)能力,每項(xiàng)主要能力需要的知識(shí)內(nèi)容一一列出。
①職業(yè)基礎(chǔ)能力,其主要能力包括英語能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和繪圖能力,專項(xiàng)能力包括一定的英語筆譯和口譯能力、看懂英文機(jī)床說明書能力、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及應(yīng)用能力與運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)收集信息能力、機(jī)械識(shí)圖能力與手工及計(jì)算機(jī)繪圖能力(二維及三維圖形)。相對(duì)應(yīng)的課程有:公共英語、數(shù)控專業(yè)英語、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、Auto CAD 繪圖。
②機(jī)械能力,其主要能力包括機(jī)械加工能力(傳統(tǒng)機(jī)械加工能力、數(shù)控加工能力)、數(shù)控設(shè)備能力(數(shù)控設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)能力、數(shù)控設(shè)備精度檢驗(yàn)),專項(xiàng)能力包括測(cè)量加工零件能力、選擇金屬材料能力、機(jī)械加工設(shè)備操作能力、普通機(jī)床加工工藝能力、選擇刀夾具能力、切削參數(shù)選擇能力、數(shù)控機(jī)床操作能力、手工編程能力、自動(dòng)編程能力、能CAD/CAM圖形轉(zhuǎn)化為加工程序能力、程序傳輸能力、機(jī)床常用機(jī)械元件及機(jī)構(gòu)應(yīng)用能力、讀懂機(jī)床中液(氣)壓回路能力、理解機(jī)床各部分結(jié)構(gòu)作用的能力、數(shù)控設(shè)備精度檢測(cè)及數(shù)控機(jī)床各項(xiàng)指標(biāo)驗(yàn)收能力。相對(duì)應(yīng)的課程有:切削原理及刀具、機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械制造工程實(shí)踐、金工實(shí)習(xí)、數(shù)控工藝及編程、數(shù)控加工中心、數(shù)控銑削加工技術(shù)、數(shù)控專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試及維護(hù)。
③電氣能力,其主要能力包括數(shù)控機(jī)床電氣應(yīng)用能力、數(shù)控機(jī)床電氣維護(hù)機(jī)故障診斷能力,專項(xiàng)能力包括電工儀表使用能力、機(jī)床電氣控制能力、通用PLC應(yīng)用能力、閱讀數(shù)控系統(tǒng)、主要參數(shù)設(shè)置修改能力、報(bào)警提示分辨能力、典型故障分析及診斷能力、數(shù)控機(jī)床維護(hù)能力。相對(duì)應(yīng)的課程有:數(shù)控機(jī)床電氣控制、數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)。
本專業(yè)以數(shù)控應(yīng)用能力和素質(zhì)培養(yǎng)為主線,構(gòu)建了實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)并重、理論與實(shí)踐相互交叉、相互滲透、相輔相成兩大教學(xué)體系。因此,將職業(yè)能力素質(zhì)培養(yǎng)的全過程分為三個(gè)階段,并保證專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、外語能力培養(yǎng)不斷線,實(shí)施“三個(gè)結(jié)合”,教學(xué)遵循“實(shí)踐――理論――實(shí)踐”雙循環(huán)、螺旋式推進(jìn)的模式。
總之,高職學(xué)生應(yīng)具備一定職業(yè)能力,而最重要的是他們的核心能力,還要具備超出某一具體職業(yè)技能和知識(shí)范疇的拓展能力。通過通用課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握技術(shù)思維的能力,學(xué)會(huì)把復(fù)雜的技術(shù)現(xiàn)象分析為簡單因素,然后進(jìn)行綜合,從中找出一般性的技術(shù)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,學(xué)會(huì)把技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際工作中去。
參考文獻(xiàn):
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作者簡介:張欣波(1970-),男,遼寧遼陽人,廈門理工學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院機(jī)電實(shí)驗(yàn)中心主任,高級(jí)工程師;常雪峰(1975-),男,湖北荊州人,廈門理工學(xué)院機(jī)械與汽車工程學(xué)院,副教授。(福建 廈門 351024)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)05-0156-02
數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才是我國目前“十”緊缺專業(yè)技術(shù)人才之一,然而通過對(duì)相關(guān)企業(yè)和對(duì)數(shù)控專業(yè)畢業(yè)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn),企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的滿意度不高,認(rèn)為技術(shù)、技能優(yōu)勢(shì)不明顯,實(shí)際工作能力不足,不太適應(yīng)企業(yè)的要求。目前,針對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)主要集中在職業(yè)技術(shù)學(xué)院,受訓(xùn)人員學(xué)歷普遍較低,經(jīng)過短期培訓(xùn)后即上崗,這樣只重操作,難以對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起到顯著的推動(dòng)作用;其次對(duì)CAD/CAM軟件、自主產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)等數(shù)控技術(shù)核心進(jìn)行研發(fā)的部門很少,目前國內(nèi)只有少數(shù)公司在從事此領(lǐng)域的研究。這都導(dǎo)致數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備成為制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此,要培養(yǎng)出集機(jī)械、電子、電氣控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等于一身的復(fù)合性數(shù)控技術(shù)人才,還需要從高校做起。
廈門理工學(xué)院(以下簡稱“我?!保┍帧懊骼砭?,與時(shí)偕行”的校訓(xùn),緊密結(jié)合時(shí)代要求和地方發(fā)展,在大陸第一個(gè)鮮明提出了“創(chuàng)建特色、精致、具有較強(qiáng)競(jìng)爭力的開放式、應(yīng)用型、地方性、國際化的海西一流親產(chǎn)業(yè)大學(xué)”的宏偉目標(biāo)。因此,整合數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,對(duì)于學(xué)生深入了解數(shù)控技術(shù),響應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”和“卓越工程師計(jì)劃”都具有重要的意義。以下是我校在“數(shù)控技術(shù)”課程改革的一些做法。
一、數(shù)控理論課程整合
學(xué)校原課程設(shè)置存在著一些問題,主要表現(xiàn)在:以學(xué)科為中心,“數(shù)控技術(shù)”課程與社會(huì)對(duì)數(shù)控人才的需要脫節(jié);原有體系中,過分強(qiáng)調(diào)數(shù)控機(jī)床的加工與工藝編程。而對(duì)數(shù)控控制原理的涉及內(nèi)容不多,尤其體現(xiàn)在實(shí)踐環(huán)節(jié)中。
我校根據(jù)學(xué)生原有的知識(shí)基礎(chǔ)結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況,針對(duì)“數(shù)控技術(shù)”課程的實(shí)用性特點(diǎn),以理論知識(shí)的應(yīng)用和實(shí)踐能力的培養(yǎng)為重點(diǎn),對(duì)相關(guān)課程進(jìn)行整合、更新、刪減了部分教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容。新的課程體系中既注重了傳統(tǒng)制造工種的學(xué)習(xí),又增加了數(shù)控控制原理的應(yīng)用、數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試及維修維護(hù)的內(nèi)容,形成從“傳統(tǒng)工藝工裝傳統(tǒng)制造(車、銑、鉆等)數(shù)控設(shè)備編程數(shù)控加工數(shù)控設(shè)備維修維護(hù)數(shù)控設(shè)備改造(再制造)”一條龍培養(yǎng)體系,課程體系見圖1。
二、建設(shè)數(shù)控技術(shù)試驗(yàn)室
本次教學(xué)改革的主要內(nèi)容之一就是在傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)課程體系中增加數(shù)控機(jī)床調(diào)試與維修維護(hù)的相關(guān)內(nèi)容。目前我校機(jī)械工程系也建有數(shù)控實(shí)驗(yàn)室,主要裝備只有VMC-2002B數(shù)控加工中心、TH-DNC-Ⅲ型多功能數(shù)控教學(xué)機(jī)床和模擬編程器等設(shè)備,可供學(xué)生進(jìn)行數(shù)控編程及上機(jī)操作時(shí)訓(xùn)。而在現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心的數(shù)控機(jī)床主要針對(duì)學(xué)生進(jìn)行“金工實(shí)習(xí)”也做一些“數(shù)控技術(shù)”實(shí)訓(xùn)而用,學(xué)生通過這些機(jī)床完成“加工程序”的編制,并在機(jī)床上進(jìn)行實(shí)訓(xùn),主要培養(yǎng)目的集中在機(jī)械制造方面。而對(duì)數(shù)控機(jī)床本身的控制在理論課、實(shí)踐課上幾乎沒有相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,這和市場(chǎng)上對(duì)“數(shù)控技術(shù)”人才的需求有較大差距。
利用我校目前現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教育課程存在以下一些問題:以加工中心為代表的成型的數(shù)控設(shè)備其數(shù)控系統(tǒng)的硬件及軟件相對(duì)固定,不能進(jìn)行隨機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)的改變,從而影響學(xué)生對(duì)于深入了解數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、伺服電機(jī)及測(cè)量反饋等模型的理解;另外由于數(shù)控實(shí)驗(yàn)室配備的數(shù)控教學(xué)機(jī)配置的數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)際大中型企業(yè)中所占份額極少,不是市場(chǎng)主流,也影響到學(xué)生在今后的實(shí)際工作中對(duì)數(shù)控技術(shù)的掌握?,F(xiàn)有的設(shè)備已經(jīng)逐漸難以滿足機(jī)制、機(jī)電等相關(guān)專業(yè)學(xué)生在數(shù)控方面課程的實(shí)驗(yàn)及培訓(xùn)需求。因此,建立一個(gè)以當(dāng)前市場(chǎng)占有率高的數(shù)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,對(duì)于學(xué)生深入了解數(shù)控技術(shù),全面掌握所需的技能,以及響應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”和“卓越工程師計(jì)劃”都具有重要的意義。
在進(jìn)行充分的市場(chǎng)調(diào)研后,我校建設(shè)了FANUC 0I數(shù)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、SINUMERIK 802d sl數(shù)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、SINUMERIK 840d數(shù)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、華中世紀(jì)星21M數(shù)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。這些數(shù)控系統(tǒng)多為當(dāng)今市場(chǎng)流行數(shù)控品牌,每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)均采用開放式、工業(yè)級(jí)配置。見圖2。
三、改革實(shí)訓(xùn)內(nèi)容體系,開發(fā)校本教材
根據(jù)企業(yè)對(duì)“數(shù)控技術(shù)”人才的需要,認(rèn)真處理教材,做到深入淺出,教為所用,學(xué)以致用。在課程內(nèi)容方面,一方面強(qiáng)化數(shù)控實(shí)訓(xùn)中的機(jī)械加工工藝與編程,另一方面增加數(shù)控維修維護(hù)內(nèi)容。在數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)體系中十分注重教材的開發(fā),努力加強(qiáng)教材建設(shè)。
1.在實(shí)驗(yàn)機(jī)房中增加了數(shù)控機(jī)床維修仿真的實(shí)際內(nèi)容
根據(jù)最前沿的專業(yè)原理,采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),對(duì)數(shù)控機(jī)床的裝配、調(diào)試、排故等過程進(jìn)行模擬,是一種經(jīng)濟(jì)、可靠、有效的工具。利用仿真軟件對(duì)各類故障現(xiàn)象進(jìn)行設(shè)置,使學(xué)生可以針對(duì)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象利用仿真軟件模塊查找故障原因,通過反復(fù)練習(xí),熟練掌握各種常見故障的維修方法,盡快地掌握和提高數(shù)控機(jī)床的維修技術(shù),鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí),鍛煉邏輯思維的能力。
2.編寫《數(shù)控機(jī)床常見故障診斷與維修技術(shù)》教材
由于廈門理工學(xué)院非常注重具有企業(yè)實(shí)踐背景人才的引進(jìn),所以在“數(shù)控技術(shù)”人才方面既有重點(diǎn)大學(xué)的博士也有從一線企業(yè)招聘來的具有多年實(shí)踐背景的人才。編著者在企業(yè)常年從事數(shù)控機(jī)床的維修工作,并多次負(fù)責(zé)或參與數(shù)控機(jī)床的改造工作,所以對(duì)數(shù)控機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)的故障以及排除辦法比較了解,總結(jié)了大量的維修實(shí)例并加以歸類。
3.編寫輔助教材
根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)結(jié)合數(shù)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),編寫了適合學(xué)校的的實(shí)際教材,例如編寫了《FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試》、《SINUMERIK 802d sl數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試》、《華中世紀(jì)星21M數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試》等多項(xiàng)實(shí)訓(xùn)教材。
四、充分利用校內(nèi)外資源,進(jìn)行數(shù)控項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
實(shí)踐性教學(xué)是培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才的重要途徑和保障,在專業(yè)培養(yǎng)方案中占重要地位。數(shù)控機(jī)床的再制造和維修維護(hù)需要大量的實(shí)踐來保證教學(xué)質(zhì)量的提高。廈門理工學(xué)院一方面廣泛和企業(yè)進(jìn)行深入交流,為企業(yè)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行維修維護(hù),帶動(dòng)興趣小組參與維修實(shí)際活動(dòng);另一方面在校內(nèi)針對(duì)過去的老式機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化再制造,將所學(xué)為所用。例如,我校XK713型數(shù)控銑床采用華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)。該數(shù)控系統(tǒng)是由華中理工大學(xué)、華中數(shù)控有限公司研制開發(fā)的,其結(jié)構(gòu)是在個(gè)人PC計(jì)算機(jī)(286以上)安裝控制軟件,通過并口與數(shù)控控制板相連接,并由控制板向步進(jìn)電機(jī)的脈沖電源方向及脈沖指令來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)鏈完成機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主軸采用普通交流異步電動(dòng)機(jī)控制,機(jī)械換擋,滿足不同加工需要。但由于此機(jī)床本身的機(jī)械傳動(dòng)鏈符合數(shù)控機(jī)床的基本要求,具有機(jī)床改造的先決條件,故可對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化升級(jí)改造。根據(jù)機(jī)床的具體情況和性價(jià)比選擇了采用武漢華中世紀(jì)星HNC-21MD數(shù)控單元進(jìn)行升級(jí)改造,更換原來的華中Ⅰ型數(shù)控系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)具有步進(jìn)電機(jī)控制接口,可直接與原有機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源相連接,即不更換驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及步進(jìn)電機(jī)。圖3分別為改造前后的數(shù)控機(jī)床對(duì)比。
通過對(duì)教學(xué)鏜銑床XK713型鏜銑床的數(shù)控化升級(jí)改造,帶領(lǐng)學(xué)生完全做到了從硬件連接到軟件調(diào)試過程,使學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的幾大部分的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上分析傳動(dòng)鏈的數(shù)學(xué)模型,鞏固必要的基礎(chǔ)知識(shí),例如電機(jī)拖動(dòng)原理、工廠電氣控制、自動(dòng)控制原理、直流控制系統(tǒng)和交流控制系統(tǒng)、PLC的編程技術(shù)及技巧、測(cè)量反饋的原理等,徹底達(dá)到高等學(xué)?!皵?shù)控技術(shù)”人才培養(yǎng)的目的。
五、總結(jié)與反思
數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)工學(xué)結(jié)合課程的實(shí)踐研究,課題組進(jìn)行了積極的探索。在專業(yè)核心課程中構(gòu)建了學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程模式,重點(diǎn)是針對(duì)高等學(xué)校的“數(shù)控技術(shù)”課程加入了大量的數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試和維修維護(hù)內(nèi)容,力爭在實(shí)踐體系內(nèi),加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并以此為突破口,強(qiáng)化機(jī)電一體化人才的課程培養(yǎng)體系。通過改革可以看出,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性明顯加強(qiáng),學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能被充分發(fā)揮出來,學(xué)習(xí)成績明顯提高。由于強(qiáng)化了技能訓(xùn)練,增加實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和時(shí)間,學(xué)生的動(dòng)手能力、職業(yè)技能得到了很大提高,特別是機(jī)電類數(shù)控技術(shù)方向的本科類學(xué)生以“數(shù)控機(jī)床”為核心,全面理清了課程體系。
但是,也應(yīng)該清晰地看到,在我國盡管“工學(xué)結(jié)合”在高等教育體系中取得了一定的進(jìn)展,可是在全局范圍內(nèi),由于制度、法律對(duì)企業(yè)的優(yōu)惠政策不明顯,影響了企業(yè)參與高等教育的積極性。如果只靠學(xué)校單方面加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng),終究會(huì)因?yàn)槟芰τ邢薅y以展開。為此,如何開展“校企合作”,實(shí)現(xiàn)“工學(xué)結(jié)合”從制度上得到保障是以后人才培養(yǎng)模式的研究方向。
參考文獻(xiàn):
[1]孫新國,劉宏偉.仿真軟件在數(shù)控機(jī)床維修中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓,2013,(13).
中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-2851(2011)05-0107-02
長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院的《數(shù)控編程與操作》課程作為機(jī)械工程系機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)精品課程建設(shè)。該門課程建設(shè)質(zhì)量的好壞,一方面體現(xiàn)其教學(xué)效果,另一方面也會(huì)對(duì)本系其它課程建設(shè)起到帶頭示范作用。
國家出臺(tái)《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》《教育部關(guān)于啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》文件指出:精品課程是具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材和一流教學(xué)管理的特點(diǎn)的示范性課程。因此精品課程的建設(shè)應(yīng)該從這“5個(gè)一流”來努力。在此,結(jié)合本系的實(shí)際情況對(duì)《數(shù)控編程與操作》精品課程建設(shè)作相關(guān)內(nèi)容的探討。
一、課程定位
《數(shù)控編程與操作》是作為機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程來建設(shè)的。在學(xué)生學(xué)習(xí)了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程材料及熱加工工藝、金屬工藝學(xué)等基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生會(huì)合理制定數(shù)控加工工藝文件;掌握手工編程的基本步驟和方法并能對(duì)一般復(fù)雜的零件進(jìn)行數(shù)控程序的編制;能熟練使用數(shù)控機(jī)床對(duì)零件進(jìn)行加工操作。掌握自動(dòng)編程的基礎(chǔ)知識(shí),能利用編程軟件對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行程序的編制。同時(shí),通過參加數(shù)控技能鑒定考試,學(xué)生可以取得數(shù)控車工、數(shù)控銑工職業(yè)資格證書。
隨著現(xiàn)代社會(huì)裝備制造業(yè)的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)被運(yùn)用到生產(chǎn)、制造各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。而數(shù)控機(jī)床的編程與操作技術(shù)是數(shù)控技術(shù)直接在生產(chǎn)中的應(yīng)用與體現(xiàn)。高職高專教育是以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為目標(biāo),以就業(yè)為導(dǎo)向的教育。針對(duì)我系機(jī)電一體化數(shù)控方向的學(xué)生而言,很大一部分學(xué)生畢業(yè)后將從事機(jī)床的操作、編程或與之相關(guān)的工作。而培養(yǎng)學(xué)生的編程與操作能力主要是通過本門課程教學(xué)完成的。因此,數(shù)控編程與操作課程的學(xué)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力起到舉足輕重的地位。
二、課程的設(shè)置
通過對(duì)人才市場(chǎng)的調(diào)研以及機(jī)電行業(yè)職業(yè)崗位的分析,我們確立了本課程所主要面向的職業(yè)崗位:數(shù)控車工和數(shù)控銑工。根據(jù)高職教育的特點(diǎn)并結(jié)合這兩個(gè)崗位工作要求,我們歸納確定出典型工作任務(wù),形成若干工作項(xiàng)目,同時(shí)引入職業(yè)技能鑒定的標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)課程設(shè)置以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點(diǎn),與行業(yè)企業(yè)合作進(jìn)行基于典型工作過程的課程開發(fā)與設(shè)計(jì),充分體現(xiàn)職業(yè)性、實(shí)踐性和開放性的要求。歸納起來即以下邊的流程展開課程的設(shè)置。
圖1:課程內(nèi)容設(shè)置流程圖
在課程內(nèi)容設(shè)置過程中,我們確定了本課程的教學(xué)目標(biāo),包括能力目標(biāo):①能夠合理制定數(shù)控加工工藝方案的能力;②能夠合理確定走刀路線并進(jìn)行編程中數(shù)學(xué)處理與計(jì)算,選擇數(shù)控加工刀具的能力;③具有數(shù)控加工程序的編制及調(diào)試、數(shù)控機(jī)床參數(shù)設(shè)置及操作的能力;④能夠運(yùn)用自動(dòng)編程軟件繪制圖形并生成數(shù)控代碼的能力;知識(shí)目標(biāo):①掌握機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識(shí);②掌握數(shù)控機(jī)床的基本原理和結(jié)構(gòu);③掌握數(shù)控機(jī)床的編程和基本操作;④掌握Mastercam自動(dòng)編程軟件的使用和操作;素質(zhì)目標(biāo):①具有一定的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí),能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問題;②具有良好的職業(yè)素養(yǎng)和吃苦耐勞及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。
三、教學(xué)內(nèi)容
本課程主要根據(jù)數(shù)控機(jī)床操作崗位和數(shù)控編程崗位的職業(yè)工作過程和職業(yè)能力要求,以及相關(guān)國家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn),來確定課程培養(yǎng)的技能點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)和職業(yè)素質(zhì)能力要點(diǎn)。根據(jù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要和完成職業(yè)崗位實(shí)際工作任務(wù)所需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求,選取教學(xué)內(nèi)容,并為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
結(jié)合專業(yè)現(xiàn)有條件,對(duì)本專業(yè)原有的《數(shù)控車銑編程與操作》、《數(shù)控加工工藝學(xué)》、《Mastercam應(yīng)用》三門課程進(jìn)行充分整合,形成目前的《數(shù)控編程與操作》,本課程劃分為五大項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目中設(shè)置若干典型工作任務(wù),分別為,
項(xiàng)目一:數(shù)控仿真軟件操作,其典型工作任務(wù)有:①華中世紀(jì)星/FANUC0I數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床面板的操作;②華中世紀(jì)星/FANUC 0I數(shù)控系統(tǒng)車床的對(duì)刀操作及自動(dòng)加工;③華中世紀(jì)星/FANUC 0I數(shù)控系統(tǒng)銑床及加工中心的對(duì)刀操作及自動(dòng)加工;
項(xiàng)目二:數(shù)控車床編程及操作,典型工作任務(wù)有:①外圓柱、外圓錐面的加工;②螺紋與槽的加工;③臺(tái)階軸的加工;④軸套的加工;⑤手柄的加工;⑥典型軸套類綜合件的加工;⑦復(fù)雜綜合類零件的加工;
項(xiàng)目三:數(shù)控銑床編程及操作,典型工作任務(wù)有:①加工平面;②加工外圓弧面零件;③加工矩形槽;④加工配合件;⑤加工孔類零件;⑥典型銑削類綜合零件的加工;
項(xiàng)目四:數(shù)控加工中心編程及操作,典型工作任務(wù)有:典型加工中心零件的加工;
項(xiàng)目五:自動(dòng)編程技術(shù),典型工作任務(wù)有:①M(fèi)astercam基礎(chǔ)知識(shí);②常見零件圖形的二維建模;③典型零件的三維實(shí)體建模;④自動(dòng)編程基礎(chǔ);⑤典型零件的二維銑削加工編程;⑥典型零件三維銑削加工編程;
將5個(gè)項(xiàng)目分別作為5種學(xué)習(xí)的領(lǐng)域,以項(xiàng)目為載體,以任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)。其中項(xiàng)目里每個(gè)典型工作任務(wù)作為一種平常的相關(guān)技能的訓(xùn)練,每個(gè)任務(wù)以2~4課時(shí)組織教學(xué)為好。項(xiàng)目由簡單到復(fù)雜,內(nèi)容由淺入深,任務(wù)由單一到綜合,技能訓(xùn)練循序漸進(jìn),這樣安排既符合人認(rèn)知的規(guī)律也符合職業(yè)教育特點(diǎn)。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施按以下流程進(jìn)行。
圖2:任務(wù)實(shí)施流程圖
四、教學(xué)方法與手段
(一)教學(xué)方法
(1)案例分析法
案例分析法是指把實(shí)際工作中出現(xiàn)的問題作為案例,交給學(xué)生研究分析,培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、判斷能力、解決問題及執(zhí)行業(yè)務(wù)能力的教學(xué)方法。由于我們教學(xué)內(nèi)容體系已經(jīng)形成了若干典型任務(wù),而每個(gè)任務(wù)來自于生產(chǎn)中典型的工作案例。我們的教學(xué)打破了常規(guī)灌輸式學(xué)知識(shí)的方式,而是以一種解決生產(chǎn)實(shí)際問題來學(xué)習(xí)的方式教學(xué)。這樣既可增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,又可實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)際零距離對(duì)接,達(dá)到學(xué)生一畢業(yè)就能上崗的要求。
(2)仿真教學(xué)法
在傳統(tǒng)的數(shù)控教學(xué)中,主要依靠一黑板、一粉筆、一張嘴來完成,老師講授相關(guān)知識(shí),更多只能停留在紙上談兵。尤其是講授機(jī)床操作問題時(shí),僅僅依靠語言來表達(dá),很難讓學(xué)生理解。我們引入上海宇龍數(shù)控仿真軟件,它可以在計(jì)算機(jī)上對(duì)機(jī)床相關(guān)操作作三維仿真模擬,教師在課堂上就可以進(jìn)行零件編程、加工以及操作方面的模擬演示。這種教學(xué)方式改變以往單調(diào)枯燥的教學(xué)模式,大大提高課堂學(xué)習(xí)的氣氛以及增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。學(xué)生通過數(shù)控仿真操作練習(xí),可以實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行真實(shí)機(jī)床操作前就掌握相關(guān)的基本操作技能和方法。這對(duì)教學(xué)而言,無疑是起到事半功倍的效果。
(3)實(shí)操演示法
本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,除了在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真操作外,我們應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生在真實(shí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,尤其在講解一些比較復(fù)雜的典型的案例時(shí),我們通過教師在實(shí)訓(xùn)車間真實(shí)機(jī)床上的操作演示,通過學(xué)生在機(jī)床上實(shí)際操作技能訓(xùn)練,使學(xué)生對(duì)零件的編程、裝夾、加工等過程有一個(gè)更加直觀、深刻的體驗(yàn),達(dá)到提高職業(yè)能力的目的。
(4)工廠參觀法
在整個(gè)教學(xué)過程中,我們可以利用周邊資源,抽一到兩次機(jī)會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生到一些大型機(jī)加工企業(yè)去學(xué)習(xí)與參觀,這樣一方面可以使學(xué)生零距離接觸現(xiàn)代企業(yè)文化、理念、工作氛圍;另一方面可以學(xué)習(xí)了解到最新的技術(shù)與信息。對(duì)學(xué)生而言,無疑可以增加其眼界,同時(shí)對(duì)我們的教學(xué)也會(huì)起到潛移默化的提高與升華作用。
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(5)技能競(jìng)賽法
我系自2005年成立以來,就一直很重視學(xué)生各種技能競(jìng)賽活動(dòng)的開展。目前,機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生主要參加湖北省“華中數(shù)控杯”數(shù)控技能大賽。在學(xué)校,也可推廣這種模式,讓更多的學(xué)生參與校一級(jí)的競(jìng)賽。通過競(jìng)賽,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控編程熱情,達(dá)到掌握機(jī)床操作與編程的目的,同時(shí)也可提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自我探索以及職業(yè)綜合能力??梢哉f,這種教學(xué)方式是對(duì)課堂教學(xué)的一個(gè)很好補(bǔ)充。
(二)教學(xué)手段
本課程在教學(xué)過程中,充分運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù),使得教學(xué)手段豐富多彩,優(yōu)化了教學(xué)過程,大大提高了教學(xué)質(zhì)量和效率。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。例如,上面提到的上海宇龍數(shù)控仿真軟件,就是一種基于計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的模擬數(shù)控機(jī)床操作的軟件。在軟件上我們就可以實(shí)現(xiàn)零件的編程與加工操作過程全真模擬。通過軟件模擬操作訓(xùn)練,既提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手能力,同時(shí)大大節(jié)約了學(xué)校資源和成本。一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,動(dòng)輒上十萬,而一套60個(gè)點(diǎn)(能滿足60名學(xué)生同時(shí)練習(xí))的數(shù)控仿真軟件,花費(fèi)才相當(dāng)2臺(tái)數(shù)控銑床價(jià)格。在學(xué)?,F(xiàn)有條件下,很難做到人手一臺(tái)真實(shí)機(jī)床進(jìn)行實(shí)操練習(xí),而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就很好解決了這個(gè)問題。
(2)利用多媒體技術(shù)。利用多媒體教學(xué)具有種種優(yōu)勢(shì),我們?cè)谡n堂上可以通過各種圖片,現(xiàn)場(chǎng)加工的錄像視頻,精美的課件等途徑全方位、立體化向?qū)W生傳授數(shù)控編程與操作知識(shí)。比起單一靠粉筆教學(xué)而言,這樣的手段更能引起學(xué)生的興趣,提高聽課的積極性。同時(shí)教學(xué)內(nèi)容更易讓學(xué)生理解、吸收和掌握。
(3)充分利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)。我們?cè)趯W(xué)校網(wǎng)站基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個(gè)“數(shù)控編程與加工”課程的學(xué)習(xí)專欄,將教學(xué)中的一些精彩動(dòng)畫、課件和視頻放在上面,供學(xué)生課余學(xué)習(xí)。同時(shí)提供相對(duì)應(yīng)的試題庫供學(xué)生練習(xí)。此外,我們對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行拓展,將一些開拓視野的資源和信息提供在網(wǎng)站上。授課教師也可通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑輔導(dǎo),這樣可以進(jìn)一步增強(qiáng)師生間交流的機(jī)會(huì)。
(4)通過職業(yè)資格考證強(qiáng)化學(xué)習(xí)意識(shí)。學(xué)生學(xué)習(xí)完課程之后,除了參加學(xué)校組織的期末考試外,鼓勵(lì)其參加數(shù)控車工、銑工及加工中心的技能鑒定考試。通過技能鑒定考試,一方面可以檢驗(yàn)出其學(xué)習(xí)效果,增強(qiáng)學(xué)生平日學(xué)習(xí)的目的和緊迫感;同時(shí)通過考試,學(xué)生可以取得數(shù)控從業(yè)資格證書,增加其就業(yè)的籌碼,這也體現(xiàn)高職教育的理念和特色。
五、結(jié)束語
課程的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程,同時(shí)也是一個(gè)長期的過程,需要全體教師的共同努力來完成。在本系《數(shù)控編程與操作》精品課程建設(shè)當(dāng)中,我有幸成為其中的一員。在本文的撰寫中,借鑒了同行和各兄弟院校關(guān)于精品課程建設(shè)的一些成果和經(jīng)驗(yàn),在此表示衷心的感謝。需要指出的是,精品課程建設(shè)除了課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法與手段等方面的內(nèi)容外,還有師資隊(duì)伍、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)、教學(xué)效果和特色等方方面面的建設(shè)內(nèi)容。只有將每一項(xiàng)內(nèi)容做好做強(qiáng)才能建設(shè)出高質(zhì)量的課程來。
參考文獻(xiàn)