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【關(guān)鍵詞】機電一體化；技術(shù)；應(yīng)用
1.引言
目前，我國工程機械正處于機電一體化的特殊發(fā)展時期，工程機械領(lǐng)域隨著機電一體化技術(shù)的引入，電子技術(shù)，自動控制，液壓技術(shù)等與機械技術(shù)結(jié)合起來，因為與高新技術(shù)的融合，這樣子提高了生產(chǎn)效率和機械性能。例如，機電一體化提高了機械的操作舒適性、燃油經(jīng)濟性、作業(yè)效率、作業(yè)精度以及使用壽命等[1]。機電一體化是科技發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它是機械工業(yè)發(fā)生變革的動力，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和概念發(fā)生了革命性的變化。
特別是電子技術(shù)和自動控制技術(shù)，在工程機械中得到了廣泛的采用。由于經(jīng)濟水平的提高和科技的進步，對于工程機械的性能要求也越來越高，這促使以微處理器為核心的電子、控制裝置在工程機械中得到了越來越普遍的應(yīng)用，電子控制裝置的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。
2.機電一體化技術(shù)的研究
2.1 機電一體化的概念
機電一體化就是指在結(jié)構(gòu)的主要功能、信息處理功能、控制功能和動力功能上引入電子科學(xué)技術(shù)，將機械裝置與電子化設(shè)計、軟件相結(jié)合的系統(tǒng)的總稱。它是工程領(lǐng)域中不同種類的技術(shù)的綜合，是建立在微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)等一系列技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高新技術(shù)。它能代替和放大體力，并且機電一體化中的微電子裝置不僅僅可以取代某些機械部件，還能擁有很多自己的功能。
2.2 機電一體化的關(guān)鍵技術(shù)
機電一體化包含軟件技術(shù)和硬件技術(shù)。硬件部分包含機械本體、信息處理單元、驅(qū)動單元以及傳感器，因此，加快機電一體化發(fā)展進度，可以從下面各方面著手：
（1）機械本體：為了減少機械產(chǎn)品的重量，不僅僅可以再結(jié)構(gòu)上加以改進，還可以考慮使用非金屬復(fù)合材料來代替鋼鐵材料，這樣子減輕了機械本體的重量，增加了實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化的可能性，進而可以改善快速響應(yīng)等特性，做到提高效率，降低功耗。
（2）信息處理技術(shù)：提高信息處理設(shè)備的可靠性可以進一步發(fā)展機電一體化。提高信息處理的可靠性包括提高A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理中輸入/輸出的可靠性，提高處理速度。
（3）驅(qū)動：很多設(shè)備使用電機作為驅(qū)動裝置，但是它在快速響應(yīng)和效率方面還有很多弱點，因此，需要開發(fā)新的電機，如開發(fā)內(nèi)部裝有編碼器的電機或是開發(fā)控制專用組件-電機和傳感器三位一體的伺服驅(qū)動單元。
（4）傳感器：傳感器是獲取自然界中非電量元素的工具，它的可靠性、靈敏度和精確度都時刻影響著機械工程的效率，目前正在開發(fā)非接觸型檢測技術(shù)。
（5）軟件技術(shù)：硬件的發(fā)展促使需要配套的軟件一起發(fā)展，軟件的標(biāo)準(zhǔn)化可以減少軟件的研發(fā)成本，提高維修效率。軟件的標(biāo)準(zhǔn)化包括程序標(biāo)準(zhǔn)、軟件程序的固話以及程序的模塊化等。
2.3 機電一體化的優(yōu)勢和發(fā)展趨勢
機電一體化產(chǎn)品于傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，有很多優(yōu)勢：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因為自動控制技術(shù)的引入，使得機電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中具有自動監(jiān)視、自動診斷和報警功能。在生產(chǎn)過程中，遇到過壓、過載等電力故障時，會自動啟用保護措施，減少生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，設(shè)備的使用安全性得到了顯著的提高。（2）生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到了顯著提高。由于自動信息處理和自動控制技術(shù)的參與，機電一體化產(chǎn)品的靈敏度和精度都有了大幅度的提高，自動控制使得機械操作的執(zhí)行完全按照預(yù)計步驟進行，而不受工作人員主觀因素的影響，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時提高了產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率。（3）機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)了復(fù)合功能，可以在更多場合得到應(yīng)用。由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，機電一體化產(chǎn)品的功能水平大大提高，它們具備自動控制、自動補償以及智能化等多種功能，因此可以被應(yīng)用于各種不同的場合，甚至是不同的領(lǐng)域，滿足需求應(yīng)變力更強。（4）更易于維修。機電一體化產(chǎn)品可以通過軟件來實現(xiàn)工作方式的變換，以滿足不同用戶的需求，這些控制軟件的程序在不改變產(chǎn)品硬件的條件下，可以由多種方式植入機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)。
為實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率，開發(fā)新一代的機電一體化產(chǎn)品，研究新一代的機電一體化系統(tǒng)，研究和設(shè)計各種穩(wěn)定高效，性能優(yōu)良的機器人和機電一體化設(shè)備是發(fā)展趨勢。隨著人們對制造模式的認識的轉(zhuǎn)變，由質(zhì)量第一向響應(yīng)市場需求的轉(zhuǎn)變，使得機電一體化在制造模式領(lǐng)域又開辟了一塊新天地。
3.機電一體化在工程器械上的應(yīng)用
3.1 機電一體化和機械工程的關(guān)系
在機械工程中引進機電一體化技術(shù)，大大提高了機械的性能，而反過來，由于機械工程性能的改善，使得機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，兩者相輔相成，相互促進，共同發(fā)展，形成了一個良性發(fā)展的循環(huán)系統(tǒng)。
3.2 機電一體化對機械工程的積極作用
由于技術(shù)水平的發(fā)展，現(xiàn)代施工中對機械工程的性能要求也逐漸提高，為達到施工質(zhì)量要求，在施工過程中使用的器械要求功效高但是同時要求能耗小，要求具有很好的自動化程度以及精度，這些器械使用方法要求簡單，操作安全，并且具有很長的使用壽命。在使用過程中，要求能自動監(jiān)視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發(fā)生，保障生命和財產(chǎn)的安全。這時，機電一體化技術(shù)的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它對工程機械發(fā)揮了積極的作用。
（1）降低了勞動強度。機電一體化產(chǎn)品和技術(shù)在工程機械領(lǐng)域的使用，大大降低了工作人員的勞動強度，而且還減少了由于操作人員缺乏經(jīng)驗而造成對工程精度的影響。日本小松公司所生產(chǎn)的挖掘機配備運行軌跡控制系統(tǒng)能夠根據(jù)工作人員操作的鏟斗的運行軌跡，而自動感應(yīng)角度信號，然后控制斗桿的運動軌跡，自動進行坡面的精確挖掘等動作，大大提高了生產(chǎn)效率。
（2）提高設(shè)備使用壽命。由于機電一體化產(chǎn)品集合了自動報警，監(jiān)視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機械的相應(yīng)系統(tǒng)如傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)以及發(fā)動機的當(dāng)前工作狀態(tài)，進行監(jiān)視，若發(fā)現(xiàn)異常情況，馬上進行自動警報并實現(xiàn)故障定位，降低工作人員的維修難度，縮短維修時間，達到延長設(shè)備使用壽命的目的。同時降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生頻率，降低了生產(chǎn)成本。
（3）環(huán)保化。機電一體化工程機械的使用，大大提高了能源的利用率，符合國家的節(jié)能減排倡議。因此對傳統(tǒng)機械設(shè)備進行節(jié)能改造具有很重要的意義。日本日立公司的挖掘機由于安裝了自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對發(fā)動機的控制，因此使得對能源的利用率達到了八分之九十八，大大降低了能耗，傳統(tǒng)的挖掘機的能源利用率大約為30%。
4.結(jié)束語
我國要想全面實現(xiàn)機電一體化技術(shù)還任重而道遠，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的工作量很大，很有難度，而用機電一體化技術(shù)來加速產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的呼聲很高，但是它的實現(xiàn)仍很有壓力。雖然我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)等已經(jīng)經(jīng)過幾番調(diào)整，但那時由于諸多阻擾因素，效果并不明顯。但是由于機電一體化技術(shù)的有優(yōu)勢很明顯，它的出現(xiàn)并不是巧合，它是科技進步的產(chǎn)物，它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性改革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和理念受到了挑戰(zhàn)，并影響著傳統(tǒng)機械發(fā)生革命性的變化，它是推動產(chǎn)業(yè)革新的必經(jīng)之路。因此，加快培養(yǎng)機電一體化人才有非常重要的意義。企業(yè)只有注重優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，才能在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。
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【論文摘要摘要:先容了光機電一體化技術(shù)特征,探究了國內(nèi)外技術(shù)目前狀況和發(fā)展趨向,指出了未來發(fā)展遠景和一些重要技術(shù)熱門。
近些年來,光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展,在民用產(chǎn)業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此,光機電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機械產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨向。
1.光機電一體化技術(shù)特征
光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成,相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。和傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較,光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1 體積小,重量輕,適應(yīng)性強,操縱更方便
光機電一體化技術(shù)使得操縱職員擺脫了以往必須按規(guī)定操縱程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操縱的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操縱程序,任何一臺光機電一體化裝置的動作,可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn),甚至實現(xiàn)操縱全自動化和智能化。
1.2 功能增加,精度大幅進步
光機電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平進步,運算速度加快,通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作,其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差,達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時,由于機械傳動部件減少,機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3 部分硬件實現(xiàn)軟件化,智能化程度進步
傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序,指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能,使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨向向"軟件化"和"智能化"。
1.4 產(chǎn)品可靠性得到進步,使用壽命增長
傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分,一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差,導(dǎo)致可動摩擦、撞擊、振動等加重,嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用,使裝置的可動部件減少,磨損也大為減少,像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此,裝置的壽命進步,故障率降低,從而進步了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù),衍生出很多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品
光機電一體化產(chǎn)品的探究開發(fā)涉及到很多學(xué)科和專業(yè)知識,包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計算機科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機、彩色印像機等,就是一種由機、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和機械技術(shù)各自的上風(fēng)結(jié)合起來,衍生出很多功能更強、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強,各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求進步
光機電一體化是一門學(xué)科的邊沿科學(xué)技術(shù),多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合,使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術(shù)揚長避短,進步系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.探究目前狀況和發(fā)展趨向
2.1探究目前狀況
自從我國實行改革開放以來,科技領(lǐng)域急起直追,我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效,數(shù)控產(chǎn)品有了很大的進步,尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快,是我國特有的經(jīng)濟實用產(chǎn)品,不但適用國內(nèi)市場的需要,部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器(PC)和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多,覆蓋面也日益擴大,從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕產(chǎn)業(yè)機械都是如此,我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備,在質(zhì)量上也有重大突破,為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。 【
2.2 發(fā)展趨向
光機電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域,成為一種新興的學(xué)科,并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè),而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。
從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看,光機電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱門主要包括摘要:
(1)激光技術(shù)
1)高單色性,利用激光高單色性作精密丈量時,可極大地進步丈量精度和量程。
2)高方向性,因具有很遠間隔傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠間隔激光通訊、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遠控。
3)高亮度性,利用激光的高亮度特性,中等亮度激光束在焦點四周可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫,可使照射點物體熔化或汽化,對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。
4)相干性,由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通訊、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制,而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性,應(yīng)用范圍更廣。
(2)傳感檢測技術(shù)
1)激光準(zhǔn)直,能夠丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準(zhǔn)丈量。
2)激光測距,其探測間隔遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受自然影響大。
3)光纖探測器,在目標(biāo)很小,間隔受限或危險的環(huán)境中,最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
(3)激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層,將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié),由點、線構(gòu)造零件的面(層),然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場,極大地進步了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。
(4)光能驅(qū)動技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在外形記憶合金上,反復(fù)地通、斷使材料伸縮,再利用感溫磁性體的溫度特性,將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性,加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗驗證,該致動器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于低級階段,假如能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光功能特性的動態(tài)物質(zhì),則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和和之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾M電子技術(shù),產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實現(xiàn)光機電一體化,便具有很高的功能水平和附加價值,將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會經(jīng)濟效益。
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關(guān)鍵詞：機電一體化；電機控制與保護
在機電一體化的電機控制與保護教學(xué)過程中，教師不僅要傳授專業(yè)理論知識，還要了解本行業(yè)的發(fā)展情況，認識到當(dāng)前機電一體化技術(shù)在發(fā)展過程中存在的問題，并有效地對電機進行控制和保護。近幾年，隨著我國機電一體化設(shè)備的發(fā)展，電機的控制與保護問題越來越多地被人們所重視。在此背景下，我們主要針對其中存在的一些較為明顯的問題進行了探究，希望對業(yè)內(nèi)人士具有一定的參考價值。
一、機電一體化發(fā)展趨勢
隨著科技的發(fā)展，各行各業(yè)都在向數(shù)字化轉(zhuǎn)變。微控制器的產(chǎn)生為機電的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。機電在進一步發(fā)展過程中逐漸出現(xiàn)了數(shù)控機床、機器人等等。數(shù)字化設(shè)備已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。為了能夠?qū)崿F(xiàn)機電數(shù)字化設(shè)備這一目標(biāo)，促進機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展，我們需要對當(dāng)前的設(shè)備進行診斷，不斷發(fā)現(xiàn)問題和改進技術(shù)。機電一體化商品較多。因此，機電一體化產(chǎn)品在未來階段需要進行模塊化。這樣，相關(guān)人員可以有針對性地對各個模塊產(chǎn)品進行了解，在現(xiàn)有模塊的基礎(chǔ)上，對新產(chǎn)品進行開發(fā)。在互聯(lián)網(wǎng)時代，網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)控技術(shù)也會對機電一體化產(chǎn)品產(chǎn)生影響，當(dāng)前出現(xiàn)的智能插頭就可以直接受網(wǎng)絡(luò)控制。這也是機電一體化與網(wǎng)絡(luò)之間進行結(jié)合的產(chǎn)物，對相關(guān)行業(yè)的發(fā)展都有著較強的促進作用。機電一體化在發(fā)展中也必然會遇到各種各樣的問題。這些問題會嚴重影響電機的正常運行。因此，我們在分析機電一體化的發(fā)展趨勢過程中，也要注重其中存在的一些問題，盡可能地減少問題的產(chǎn)生，促進行業(yè)的發(fā)展。
二、機電一體化中電機控制與保護中存在的問題
(一)控制與保護裝置方面存在的問題
1.控制與保護裝置存在運行薄弱問題?？刂婆c保護裝置在運行過程中會受到外界的影響，從而導(dǎo)致在之后的運行中會出現(xiàn)一些問題。不僅如此，控制與保護裝置在具體運行時內(nèi)部還會出現(xiàn)一定的問題。這些問題會對實際控制以及保護裝置的正常操作造成較大的影響，從而導(dǎo)致整個電機裝置出現(xiàn)故障。
2.控制與保護裝置的相關(guān)零部件靈敏性低。任何零件都有屬于自己的使用壽命，長期使用會降低其原有的作用。大部分裝置出現(xiàn)問題的根本原因都與零部件的優(yōu)劣有關(guān)。通過實踐操作證明，引發(fā)機電一體化在實踐性應(yīng)用中發(fā)生故障的根本原因在于檢測工作不到位，使電機裝置存在安全隱患。這不僅會影響電機的控制與保護，嚴重時還會影響到企業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展。[1]
(二)具體機電設(shè)備應(yīng)用的相關(guān)實存問題
1.機電設(shè)備難以得到合理、規(guī)范的使用。機電設(shè)備的合理、規(guī)范使用，能夠保證機電一體化裝置的正常運行。這對企業(yè)的發(fā)展有著積極的促進作用。但是，從當(dāng)前的使用情況來看，很多企業(yè)的機電設(shè)備難以得到合理、規(guī)范的使用，從而難以實現(xiàn)電機的控制與保護。
2.作業(yè)人員的安全保護意識缺乏。想要對機電一體化的電機控制與保護，企業(yè)就要在生產(chǎn)運行中提升對機電設(shè)備的持續(xù)運用，還要提高相關(guān)工作人員的安全保護意識，注重對相關(guān)設(shè)備進行檢查，盡可能地避免突發(fā)狀況出現(xiàn)。但是，很多企業(yè)并沒有認識到提高作業(yè)人員安保意識的重要性，導(dǎo)致機器不能夠得到充分保護，從而影響生產(chǎn)。
三、機電一體化的電機控制與保護策略
(一)注重對電流的調(diào)節(jié)
實體電機在運行過程中所需的電流不同，不同規(guī)格的電機對應(yīng)的一些數(shù)據(jù)也有較大的差距。大部分情況下，電機自身所帶的規(guī)格數(shù)據(jù)都會對實體電機的電流、電壓造成一定的影響。因此，企業(yè)需要做好安全規(guī)范工作，保證電機能夠得到保護。在此基礎(chǔ)上，機電一體化設(shè)備在進行運行時，為了能夠更好地實現(xiàn)對機電的控制與保護，減少電流、電壓對其造成影響，相關(guān)工作人員就要把控一體化裝置中的額定電壓以及電流。這樣可以避免因為此類問題造成不必要的故障，保證機電一體化裝置的正常運行。[2]
(二)注重對零部件的調(diào)整
實際的機電一體化裝置中控制與保護裝置的相關(guān)零部件具有較低的靈敏性。因此，我們需要在實踐中注重對一些重要零件的靈敏性進行提升，以保證零部件能夠發(fā)揮其原有的效果，減少故障，實現(xiàn)對電機的控制與保護。企業(yè)要加強作業(yè)人員對相關(guān)零部件的保護，使設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)，還要減少故障發(fā)生的頻率，讓機電裝置能夠在節(jié)約成本的同時，創(chuàng)造更多的價值。
(三)強化對相關(guān)裝置的周期性檢查
我們對裝置進行控制與保護最有效的方式就是定期檢測。定期檢查能夠讓我們了解當(dāng)前設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)其中隱藏的一些問題。很多設(shè)備無法在第一時間發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，但當(dāng)問題顯現(xiàn)時會對其本身造成更大的損壞。因此，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)注重定期檢測，以此提高設(shè)備的使用壽命。比如，操作人員可以有針對性地進行相關(guān)檢測，以保證裝備能夠有效地運轉(zhuǎn)。在對設(shè)備進行檢測之前，作業(yè)人員要對機電一體化裝備進行整體把控，結(jié)合設(shè)備的實際狀況開展檢測工作。設(shè)備的構(gòu)建涉及多種多樣的零部件，種類繁多。因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)請相關(guān)的工程師或者維修人員對設(shè)備的零部件仔細地進行檢測，以減少故障的產(chǎn)生，實現(xiàn)對電機的控制與保護。
四、結(jié)束語
綜上所述，通過本研究，我們對機電一體化在實際運用中的相關(guān)問題有了一定的了解，并對相關(guān)問題進行了分析，從中獲取了一些有價值的知識。其目的是為了讓作業(yè)人員在今后的操作中減少設(shè)備的故障。我們希望通過本論文能夠為更多的職業(yè)院校提供參考，促進我國機電一體化專業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
【關(guān)鍵詞】光機電一體化；特征；發(fā)展趨勢
近些年來，光機電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個主要趨勢。
1. 光機電一體化技術(shù)特征
光機電一體化系統(tǒng)主要由動力、機構(gòu)、執(zhí)行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構(gòu)成一個功能完善的柔性自動化系統(tǒng)。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品比較，光機電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強，操作更方便，光機電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實現(xiàn)，甚至實現(xiàn)操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅度提高，光機電一體化系統(tǒng)包括激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動化、智能化機構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現(xiàn)的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現(xiàn)軟件化，智能化程度提高，傳統(tǒng)機械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向“軟件化”和“智能化”。
1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長，傳統(tǒng)的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導(dǎo)致可動摩檫、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，是裝置的可動部件減少，磨損也大大減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強、性能更好的新產(chǎn)品，光機電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高，光機電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術(shù)揚長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2. 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
2.1研究現(xiàn)狀，自從我國實行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟適用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機配套出口。國內(nèi)的機械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設(shè)備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業(yè)機械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。
2.2發(fā)展趨勢光電機一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個學(xué)科、領(lǐng)域、成為一種新興的的學(xué)科、并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟增長點越來越受到高度重視。
機電一體化專業(yè)論文從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱
主要包括：
2.2.1激光技術(shù)。
（1）高單色性，利用激光高單色性精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
（2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導(dǎo)航以及遙控。
（3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產(chǎn)生幾千大幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進行特種加工。
（4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照亮、激光印刷以及光學(xué)計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
2.2.2傳感檢測技術(shù)。
（1）激光準(zhǔn)值。
（2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
（3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險環(huán)境中，最常用的是光纖探測器。其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
2.2.3激光快速成型技術(shù)，激光快速成型是利用計算機將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，有點、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。
（1）激光快速成型技術(shù)可是新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。
（2）激光驅(qū)動技術(shù)，利用光致變性材料可制作光致動器和光機器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現(xiàn)所要求的動作。實驗證明，該制動器可能在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3. 結(jié)語
論文摘要：以就業(yè)為導(dǎo)向的高職教育“雙師型”師資隊伍建設(shè)，要求教師除了要有教育教學(xué)能力外，還必須具有實踐經(jīng)驗和應(yīng)用能力。高職院校要依據(jù)“雙師型”教師的內(nèi)涵、素質(zhì)以及特征，采取多種方法加強“雙師型”教師隊伍建設(shè)。
高等職業(yè)教育對師資的要求不同于普通高等教育，高職院校的教師除了有一定的教育教學(xué)能力外，更必須具有實踐經(jīng)驗和應(yīng)用能力。對于以就業(yè)為導(dǎo)向的高等職業(yè)教育來說，為了提高辦學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的職業(yè)技能，增強學(xué)生的就業(yè)競爭力，必須重視“雙師型”師資隊伍的建設(shè)。
一、“雙師型”教師的內(nèi)涵
應(yīng)從兩個方面來理解高職教育的“雙師型”教師:一是高職院校的“雙師型”教師首先應(yīng)該是一個合格的高校教師，應(yīng)取得《高等教育法》規(guī)定的教師資格，具有進行專業(yè)理論或文化知識傳授的教育教學(xué)能力。其次，高職院?！半p師型”教師還應(yīng)該具有本專業(yè)在基層生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理第一線的實際工作經(jīng)歷，具有指導(dǎo)本專業(yè)實驗、實訓(xùn)、實習(xí)等實踐教學(xué)能力。
具體地說，高職院校“雙師型”教師應(yīng)具有這樣幾方面的素質(zhì)川:(1)應(yīng)了解并掌握所授專業(yè)相對應(yīng)行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)動態(tài)，能夠通過專業(yè)授課、實驗、實訓(xùn)、實習(xí)，使學(xué)生掌握就業(yè)崗位所需的應(yīng)用技術(shù)和職業(yè)技能。(2)應(yīng)具備“三動手”—肯動手、勤動手、會動手的操作習(xí)慣和實踐修養(yǎng)，引領(lǐng)學(xué)生走“從書本到實踐，再從實踐到書本”的技能提升之路。(3)能夠教育學(xué)生形成相關(guān)行業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)，如操作人員的“認真、一絲不茍”的作風(fēng)，維修人員的“不怕苦、不怕臟”的品質(zhì)等。(4)能夠通過應(yīng)用項目的研究和應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新等活動，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)革新意識和能力。
二、“雙師型”教師的特征
高職教育“雙師型”教師的特征主要體現(xiàn)在“知識結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)”三個方面(1)知識結(jié)構(gòu)。高職教育的教師除了要熟練掌握本專業(yè)職業(yè)崗位的知識、技術(shù)、技能外，還要熟悉相關(guān)專業(yè)、行業(yè)的知識、技術(shù)、技能，并能相互滲透、融合和轉(zhuǎn)化。(2)素質(zhì)結(jié)構(gòu)。作為從事高等職業(yè)教育的教師，必須具有良好的道德素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)，必須具有較強的組織紀(jì)律性，必須具有與他人合作的精神，必須具有敬業(yè)精神。(3)能力結(jié)構(gòu)。高等職業(yè)教育的教師應(yīng)具備教學(xué)能力、操作能力、科技創(chuàng)新能力。
只有具備了“知識結(jié)構(gòu)、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)”，才能勝任高等職業(yè)教育“雙師型”教師的重任。
三、江蘇城市職業(yè)學(xué)院機電一體化專業(yè)“雙師型”師資隊伍建設(shè)
1“雙師型”師資隊伍現(xiàn)狀
目前，江蘇城市職業(yè)學(xué)院“機電一體化專業(yè)”的教師，原來主要從事開放本、?？坪推胀▽？啤皺C電一體化專業(yè)”的教學(xué)，都是畢業(yè)于普通高校的本科生或研究生，研究生占83%，都具備講師以上職稱，還有教授和副教授，具有較強的理論學(xué)術(shù)水平和科研能力。學(xué)院成立之初，已意識到教師必須具備“雙師型”的要求，及時選派教師赴國外進修學(xué)習(xí)，或到國內(nèi)示范性高職院校學(xué)習(xí)提高。經(jīng)過幾年的努力，部分教師基本具備了“雙師型”教師的素質(zhì)，但還有不少教師未達到要求，他們所缺乏的主要是實踐經(jīng)驗與動手操作能力，這成為制約高職教育教學(xué)水平進一步提高的瓶頸，也將影響“機電一體化專業(yè)”教育教學(xué)質(zhì)量的提高和高等職業(yè)教育特色的形成，對學(xué)生就業(yè)產(chǎn)生不利的影響。
2.“機電一體化專業(yè)”的“雙師型”師資隊伍建設(shè)
如何建立“機電一體化專業(yè)”的“雙師型”師資隊伍，盡快地幫助教師豐富實踐經(jīng)驗，提高相關(guān)的動手操作能力，成為一個迫切需要解決的重要問題。
“機電一體化專業(yè)”的教師，尤其是專業(yè)課的教師，除了要具有電子技術(shù)與計算機應(yīng)用基礎(chǔ)、機械設(shè)計與制造、信息技術(shù)與控制等三個方面的理論學(xué)術(shù)水平外，還應(yīng)具有較為豐富的機電設(shè)備、機電產(chǎn)品、機電一體化系統(tǒng)等動手操作能力。
針對目前“雙師型”師資隊伍的現(xiàn)狀，筆者提出建設(shè)江蘇城市職業(yè)學(xué)院“機電一體化專業(yè)”的“雙師型”師資隊伍建議。
(1)鼓勵更多在職教師提升學(xué)歷層次
雖然“雙師型”教師要注重實踐和動手操作能力，但教師的理論水平還需進一步提高，這對“機電一體化專業(yè)”的教師尤為重要。學(xué)院應(yīng)在政策上更加寬松，鼓勵并支持更多的在職教師提高學(xué)歷層次，在職攻讀碩士、博士學(xué)位，促進教師學(xué)歷水平和學(xué)術(shù)水平全面提高，使教師學(xué)歷結(jié)構(gòu)更加合理，提升“雙師型”的含金量。
(2)選派骨干教師到國內(nèi)外同類學(xué)校進修學(xué)習(xí)
針對“機電一體化專業(yè)”的培養(yǎng)方向，選派骨干教師去發(fā)達國家或國內(nèi)示范性同類學(xué)校對口專業(yè)進修學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)先進的辦學(xué)理念，學(xué)習(xí)如何進行實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，進而形成我們自己的特色。
(3)加強崗前培訓(xùn)，積極推行上崗職業(yè)資格證書制
作為高等職業(yè)院校的“雙師型”教師，理論素質(zhì)是必備的條件之一，非師范院校畢業(yè)的青年教師必須參加《高等教育學(xué)》《心理學(xué)》等作為高校教師必修的四門課程的崗前培訓(xùn)，以便具有一套較完整的教育理論與教學(xué)方法，更好地適應(yīng)教書育人的工作要求。同時，“機電一體化專業(yè)”的“雙師型”教師還應(yīng)具備與所從事的教學(xué)工作相適應(yīng)的實踐工作經(jīng)歷或相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)等級證書。建議新招聘來的應(yīng)屆畢業(yè)生，必須到有一定規(guī)模的機床廠、自動化生產(chǎn)企業(yè)等對口基層實習(xí)鍛煉一年以上，以積累實踐經(jīng)驗和專業(yè)技能，并在兩年內(nèi)取得相應(yīng)的上崗證或?qū)I(yè)技術(shù)等級證，把獲證與實際技能鍛煉有機結(jié)合起來。 (4)直接到企業(yè)鍛煉，提高實踐能力
對未經(jīng)過基層實踐鍛煉的在職青年教師，也要制定出切實可行的計劃與方案，安排他們到有一定規(guī)模的機床廠、自動化生產(chǎn)企業(yè)等對口基層單位進行鍛煉。要求他們和企業(yè)的技術(shù)人員一道，直接參與企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)研制和老產(chǎn)品的技術(shù)改造，在生產(chǎn)一線進行鍛煉與培訓(xùn)，提高實踐能力。同時，也必須取得相應(yīng)的上崗證或?qū)I(yè)技術(shù)等級證。
(5)利用實習(xí)、實訓(xùn)機會，進行傳、幫、帶
對于“機電一體化專業(yè)”而言，實踐性環(huán)節(jié)較多，教研室可以安排已達“雙師型”要求的教師幫助未達“雙師型”要求的教師，利用實習(xí)、實訓(xùn)等操作機會進行傳、幫、帶。
(6)加強校企合作，聘請工程技術(shù)、管理等一線兼職教師
隨著世界經(jīng)濟、科技與教育的發(fā)展，高等職業(yè)教育與社會的合作已成為共識。通過校企合作，使教師在合作中獲取企業(yè)先進的新知識、新技術(shù)、新工藝和新方法，為實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)打下良好的基礎(chǔ)?？梢灾苯悠刚埰髽I(yè)中的工程技術(shù)、管理等一線人員作為兼職教師指導(dǎo)學(xué)生，為用人單位培養(yǎng)所需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。江蘇城市職業(yè)學(xué)院“機電一體化專業(yè)”目前正在與德國西門子公司商談合作共建實驗實訓(xùn)室事宜，這為提高辦學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)“雙師型”教師作了積極的準(zhǔn)備。
(7)在分配制度上給予政策傾斜
對于具備“雙師型”要求的教師，在分配制度上給予政策傾斜，如增加校內(nèi)津貼等。
(8)盡快制定“雙師型”教師的職稱評審標(biāo)準(zhǔn)
目前，學(xué)院還沒有較為完善的高等職業(yè)教育“雙師型”系列的教師職稱評審標(biāo)準(zhǔn)，職稱仍用“普通本科標(biāo)準(zhǔn)”。其實，這僅僅適合于對教師學(xué)術(shù)水平的評價，對高職教師怎樣才算具有較高的應(yīng)用能力和實踐能力，卻沒有一個令大家滿意的標(biāo)準(zhǔn)。如不能妥善解決這個問題，勢必影響“雙師型”師資隊伍的建設(shè)。學(xué)院可以根據(jù)教育部高教司做出的許多相關(guān)指示和規(guī)定，從經(jīng)濟發(fā)展趨勢對高級應(yīng)用型人才的要求，組織制定適合自身情況的、可操作的“雙師型”教師職稱評審標(biāo)準(zhǔn)。
(9)樹立終身學(xué)習(xí)、終身培訓(xùn)的理念
科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的高級應(yīng)用型人才的要求也不斷變化。高等職業(yè)院校要培養(yǎng)出能適應(yīng)社會、經(jīng)濟、技術(shù)不斷發(fā)展要求的合格學(xué)生，教師必須及時更新專業(yè)知識，提升能力，掌握最新實踐技能，不斷拓寬知識面，保證知識的先進性、前瞻性。而要實現(xiàn)和達到這一目標(biāo)，教師必須樹立終身學(xué)習(xí)、終身培訓(xùn)的理念，當(dāng)專業(yè)課程發(fā)生變化時，才能勝任新任務(wù)的要求。
2016年6月2日，中國正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，這將對中國工程教育質(zhì)量的提高發(fā)揮極大的督促作用，促進中國按照國際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程師，提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。國際上廣泛應(yīng)用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)聯(lián)合研究提出的[2]。它主要由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)四部分組成，目的是通過產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行整個過程的鍛煉培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力[3]。按照CDIO的培養(yǎng)模式，工程畢業(yè)生的能力被分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層次，并通過12條標(biāo)準(zhǔn)來衡量學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，這與中國工程教育專業(yè)認證的12條標(biāo)準(zhǔn)有異曲同工之處。
我校機械電子工程專業(yè)目前雖然已經(jīng)制定了較合理的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍，形成了較好的理論和實踐教學(xué)模式，但是與CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求相比，在培養(yǎng)方案、教學(xué)體系、教師隊伍建設(shè)及教學(xué)效果評價機制等方面，仍然存在一定的差距?，F(xiàn)有機電專業(yè)課程體系存在專業(yè)特色不明顯、不同課程之間存在重復(fù)或相互沖突的地方等缺點，因此要依據(jù)CDIO工程教育理念，借助校企合作平臺，全面地進行機電專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討，建立符合CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的機械電子工程專業(yè)實踐教學(xué)體系。
1.我校機械電子工程專業(yè)課程體系情況
目前的專業(yè)培養(yǎng)方案里包括的核心課程為：機械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計、單片機原理及應(yīng)用、自動控制原理、機電傳動控制、傳感技術(shù)、機械原理、機械設(shè)計、機械工程測試技術(shù)、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、互換性、工程材料等;主要實踐環(huán)節(jié)為：社會實踐調(diào)查、金工實習(xí)、電子電路實訓(xùn)、工程制圖實踐、創(chuàng)新實踐、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)、PLC與組態(tài)技術(shù)綜合實驗、測試技術(shù)與傳感器綜合實驗、單片機綜合實驗、自動化生產(chǎn)線認知實踐、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計和機電專業(yè)綜合課程設(shè)計等。
2.CDIO模式下的機電專業(yè)教學(xué)體系
根據(jù)CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求和我校辦學(xué)特色，為適應(yīng)煤炭行業(yè)和地方經(jīng)濟對機電專業(yè)高級技術(shù)人才的需求，結(jié)合重實踐、重創(chuàng)新的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計新的課程體系。廣泛吸取企業(yè)專家建議，深入探討和修訂機電專業(yè)課程體系，強化實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建國際化的課程體系和教學(xué)模式，從而保證面向工程的課程體系能夠培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力與創(chuàng)新思維。依據(jù)CDIO工程教育理念，選擇典型的工程實踐項目，采取“做中學(xué)”的方式，通過在項目中反復(fù)訓(xùn)練鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，這樣不僅可以促進學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，還可以提高學(xué)生解決工程實踐問題的能力，從而使學(xué)生綜合素質(zhì)和能力能達到CDIO標(biāo)準(zhǔn)的要求，增強人才培養(yǎng)對企業(yè)的適應(yīng)性[4]。近年來，主要通過以下措施進行教學(xué)體系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，構(gòu)建了“一個核心、兩個方向、四個階段”的工程教學(xué)體系。
“一個核心”是以礦業(yè)領(lǐng)域的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、研發(fā)為主，覆蓋了多學(xué)科交叉領(lǐng)域，主要涉及機械設(shè)計、機械傳動、機械制造、機電傳動控制、PLC、單片機、控制工程、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計等多種技術(shù);“兩個方向”是指機械設(shè)計與制造、電氣控制系統(tǒng)，選修課中增添“煤礦機電設(shè)備”、“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)”等課程;“四個階段”是指根據(jù)CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運行四階段指導(dǎo)，學(xué)生要經(jīng)歷認知實習(xí)、基礎(chǔ)課程實驗、專業(yè)課程設(shè)計與綜合實驗及畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)新大賽等綜合實訓(xùn)，才能更好地掌握本專業(yè)的工程應(yīng)用技術(shù)。從第三學(xué)期開始，每學(xué)期均安排工程實踐環(huán)節(jié)，按照核心知識點和要求來設(shè)定每個工程實踐項目，在課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計過程中企業(yè)參與。
(2)依托產(chǎn)學(xué)研合作背景，通過專業(yè)綜合實訓(xùn)和企業(yè)頂崗實習(xí)等環(huán)節(jié)提高學(xué)生工程實踐能力。
我校機械工程學(xué)院已經(jīng)建立了電子創(chuàng)新設(shè)計實驗室、慧魚模型創(chuàng)新設(shè)計實驗室、機電控制技術(shù)實驗室、虛擬儀器綜合實驗室、動態(tài)測試技術(shù)實驗室等實踐創(chuàng)新平臺，與淮南礦業(yè)集團、皖北煤電集團、淮南萬泰電子股份有限公司、淮南潤成科技股份有限公司、平安開誠智能安全裝備有限責(zé)任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長期的產(chǎn)學(xué)研合作，從而可以保證給學(xué)生提供校內(nèi)、外實踐實習(xí)基地。通過單片機和PLC綜合實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、實訓(xùn)檢驗學(xué)生電工電路、單片機、PLC綜合開發(fā)的能力，往往借助典型機電案例(如斜井跑車防護裝置、皮帶機集控系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)過卷過放保護系統(tǒng)等)，讓學(xué)生經(jīng)歷“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行”四階段的完整實訓(xùn)。與此同時，讓學(xué)生積極深入到到校企合作的實習(xí)基地中，在相關(guān)機電系統(tǒng)中頂崗鍛煉，進一步提高學(xué)生的理論聯(lián)系實踐的能力，縮短學(xué)生個人能力與企業(yè)要求的差距。
(3)通過創(chuàng)新團隊建設(shè)、學(xué)科競賽和大學(xué)生科研項目培養(yǎng)學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力。
為進一步拓展學(xué)生科技創(chuàng)新能力，借助學(xué)院設(shè)置的創(chuàng)新團隊、學(xué)科競賽活動、大學(xué)生科研項目的平臺，在日常的教學(xué)管理中，融入緊密聯(lián)系工程實際的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，鼓勵學(xué)生積極參加“全國大學(xué)生機械創(chuàng)新大賽”、“全國大學(xué)生機器人大賽”、“全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽”、“全國大學(xué)生節(jié)能減排大賽”等各種賽事，鼓勵學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文和申請專利。
3.結(jié)語
CDIO工程教育模式與中國工程教育專業(yè)認證的標(biāo)準(zhǔn)是高度統(tǒng)一的，只有堅持以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)，依據(jù)校企合作背景，不斷創(chuàng)新改革機電專業(yè)的課程教學(xué)模式，才能進一步提高學(xué)生的工程實踐應(yīng)用能力，為國家和企業(yè)培養(yǎng)出能在機電行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域從事機電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計制造、研究開發(fā)、工程應(yīng)用和運行管理工作的復(fù)合型工程技術(shù)人才，達到國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【論文摘 要】機械電子工程是機械、電子、計算機和自動控制等技術(shù)有機結(jié)合的一門復(fù)合技術(shù)，常被稱為機電一體化技術(shù)，它代表著機械工程技術(shù)革命的前沿方向。其發(fā)展基礎(chǔ)是要有
1.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵和要求
所謂創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，是指在新的教育思想和新的教育理論指導(dǎo)下，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的全面發(fā)展復(fù)合型人才為基本取向的教育教學(xué)內(nèi)容和方法體系的總稱。按照人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式在培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置、課程體系、教學(xué)方法等方面有其特有的要求。
1.1培養(yǎng)目標(biāo)要求
培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、能力強、素質(zhì)高的高級專門人才，重點突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
1.2專業(yè)設(shè)置要求
按照“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的要求，厚實公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、人文社會科學(xué)基礎(chǔ)，設(shè)置大學(xué)科、寬口徑的專業(yè)，從根本上改變傳統(tǒng)的專業(yè)面過窄的局面。
1.3課程體系要求
按照“拓寬基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、增強實踐”的要求，辯證地處理好基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實踐教學(xué)的關(guān)系，重視學(xué)生實踐能力和研究能力的提高。與此同時，要增開跨學(xué)科、跨專業(yè)的課程，拓寬學(xué)生知識面，開闊學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力。
1.4教學(xué)方法要求
著力體現(xiàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新，確立學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性，發(fā)展學(xué)生的個性。
2.機械電子工程創(chuàng)新教育的現(xiàn)狀分析
首先，從學(xué)生的角度看，參加創(chuàng)新活動常常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，剛開始參與時一哄而上，人數(shù)眾多，且熱情高漲，但往往善始者繁，克終者寡，五分鐘熱血的情況屢見不鮮。也有很多機電類學(xué)生從事課外科技活動粗枝大葉的多，小打小鬧的多，起點較低。大多數(shù)學(xué)生參加課外科技活動僅是靠短時間的突擊來完成，追求短、平、快，缺少明確的學(xué)習(xí)目的和端正態(tài)度，達不到知識的積累和實踐 經(jīng)驗總結(jié)的目的。這顯示了我國創(chuàng)新教育的差距。創(chuàng)新理念遠未能得到有效的貫徹，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的目標(biāo)和動力，說明高校在創(chuàng)新理念的貫徹與培養(yǎng)上還是欠缺力度，做得還是不夠。
其次，從參與創(chuàng)新活動的學(xué)生所具備的基礎(chǔ)知識與實踐能力上看，當(dāng)前機械電子工程專業(yè)的學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)有下降的趨勢，主要體現(xiàn)在以下方面：一是設(shè)計與繪圖能力不足。學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)盲目，導(dǎo)致基本功底不扎實，同時對傳統(tǒng)機械方面的知識有排斥心理，一味地崇尚電子、控制、軟件等所謂的流行專業(yè)；二是新技術(shù)、新手段、新方法應(yīng)用不夠。學(xué)生往往只知道那些教科書或老師講授過經(jīng)典的設(shè)計方法與案例，相關(guān)領(lǐng)域新的思想與理念很淡?。蝗菍W(xué)生動手能力較弱，實驗?zāi)芰^差。
還有，教師和學(xué)生是創(chuàng)新教育的兩個主體，而教育體制是創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)。近些年老師壓力陡增，大都面臨著科研、教學(xué)雙重任務(wù)，面對教學(xué)評估、項目經(jīng)費任務(wù)等已經(jīng)焦頭爛額，而指導(dǎo)學(xué)生的工作量評價較低，這導(dǎo)致指導(dǎo)學(xué)生在一定程度上成為了老師的負擔(dān)；對學(xué)生而言，舊有的教學(xué)模式，重書本重理論，輕實踐輕動手，導(dǎo)致學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)上浮躁，基本功和實踐能力差；面臨越來越大的競爭和就業(yè)的壓力，也顯得無所適從。一個良好的體制環(huán)境是創(chuàng)新教育朝著健康方向發(fā)展的土壤。
3.機械電子工程人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新
近年來，通過廣泛調(diào)研就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域，分析人才知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，以社會人才市場現(xiàn)實與未來發(fā)展對人才的有效需求為導(dǎo)向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù)，從而確定畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)建了“相互平行、融合交叉的理論和實踐教學(xué)體系”，創(chuàng)建了“核心技術(shù)一體化”的教學(xué)模式。
（1）“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)機械電子學(xué)科是基于機械、電子、計算機技術(shù)發(fā)展起來的新學(xué)科，所以加強理論體系和教學(xué)體系的研究具有重大的現(xiàn)實意義。課程結(jié)構(gòu)體系分為基礎(chǔ)教學(xué)、專業(yè)教學(xué)、專長教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計與專業(yè)實習(xí)四個層面；基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和主體學(xué)習(xí)兩個階段。在整個三年教學(xué)時問內(nèi)，專業(yè)技能實踐培訓(xùn)模塊貫穿始終。以機電一體化專業(yè)為例，“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段為第一、二兩個學(xué)期，學(xué)生除進行公共課學(xué)習(xí)之外，主要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。專長學(xué)習(xí)是專業(yè)能力培養(yǎng)的深化，學(xué)生將學(xué)習(xí)到該專業(yè)中最新、最具特色的專業(yè)知識和技能。專業(yè)學(xué)習(xí)和專長學(xué)習(xí)中，學(xué)生將利用相關(guān)的實訓(xùn)設(shè)備進行專門化技能實訓(xùn)模塊的培訓(xùn)，這些模塊包含了機電一體化領(lǐng)域內(nèi)的最新應(yīng)用技術(shù)，大量采用“實例”和“真實環(huán)境”方式培訓(xùn)。學(xué)生動手、動腦相結(jié)合，專業(yè)能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合，獨立思考、獨立探索能力培養(yǎng)同集體協(xié)作、共同交流能力培養(yǎng)相結(jié)合。
（2）相互平行、融合交叉的理論和實踐教學(xué)體系開展課外制作活動是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的最佳實踐活動之一，特別是對機電專業(yè)學(xué)生來說，是開展專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練的最佳平臺。"。將課程進行有機整合，形成了上下貫通的理論和實踐教學(xué)體系，兩個教學(xué)體系相互平行，融合交叉，把技術(shù)的綜合應(yīng)用能力、實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為交叉點和教學(xué)重點。相互平行，是指兩套體系的教學(xué)計劃相互平行，課程流程相互平行；相互融合，是指課程知識內(nèi)容與技術(shù)、技能培養(yǎng)相互融合，理論和實踐教學(xué)場所相互融合；相互交叉，是指兩套體系的功能相互交叉，知識、技術(shù)和技能培養(yǎng)的落腳點相互交叉。
（3）“核心技術(shù)一體化”教學(xué)模式“是以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為中心，以核心技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為重點，將理論與實驗、實訓(xùn)相結(jié)合，以課堂與實驗(實訓(xùn))室、實習(xí)車間、工廠車間四點為交叉網(wǎng)絡(luò)的一體化教學(xué)模式。在本專業(yè)的課程體系中，嘗試構(gòu)建“可編程控制技術(shù)”、“驅(qū)動技術(shù)”、“傳感技術(shù)”等核心技術(shù)。為了突出對學(xué)生在這些反映工業(yè)自動化技術(shù)最具代表性和先進性的技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)，我們構(gòu)建了針對這些核心技術(shù)的一體化教學(xué)模式。理論教學(xué)與學(xué)生上機編程、調(diào)試相結(jié)合，動腦與動手相結(jié)合，使學(xué)生能夠較完整地掌握plc的基本原理、程序編制、程序操作和故障診斷技術(shù)。該課程設(shè)置使學(xué)生既掌握了plc基本知識和程序操作，同時在相關(guān)專業(yè)課中又涉及到plc在不同場合的應(yīng)用，而在相關(guān)實訓(xùn)模塊課中學(xué)生將plc技術(shù)綜合應(yīng)用到各種不同的生產(chǎn)環(huán)境中去。在每個實訓(xùn)室都有一種主要技術(shù)單元，同時，還有其它技術(shù)單元出現(xiàn)，賓主相擁，多次重復(fù)，但角度不同，強調(diào)的應(yīng)用領(lǐng)域和水平不同。
4.結(jié)語
機電一體化技術(shù)是國民經(jīng)濟發(fā)展所急需的優(yōu)勢學(xué)科方向。要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢，準(zhǔn)確定位，嚴謹制定人才培養(yǎng)計劃，使教學(xué)緊跟機電一體化技術(shù)發(fā)展變化的趨勢，為培養(yǎng)出符合機電一體化技術(shù)崗位實際需要的、高素質(zhì)、強能力的合格人才而不懈努力。
【參考文獻】
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