發(fā)布時(shí)間:2023-09-25 11:23:27
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇機(jī)電一體化的過(guò)程,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化;設(shè)計(jì)方法;步驟
機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是多個(gè)學(xué)科的交叉和綜合,涉及的學(xué)科和技術(shù)非常廣泛,其技術(shù)發(fā)展迅速,水平越來(lái)越高。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品覆蓋面很廣,在系統(tǒng)的構(gòu)成上,有著不同的層次,但在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面有著相同的規(guī)律。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)論的觀點(diǎn),運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方法構(gòu)造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、賦予產(chǎn)品性能并進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程。
整個(gè)開發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程按步驟可劃分為四個(gè)階段:
1 設(shè)計(jì)籌劃階段
1)在籌劃階段中要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行機(jī)理分析,對(duì)客戶的要求進(jìn)行理論性抽象,以確定產(chǎn)品的性能、規(guī)格、參數(shù)。在這個(gè)階段,因?yàn)橛脩粜枨笸敲嫦虍a(chǎn)品的使用目的,并不全是設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù),所以需要對(duì)用戶的需求進(jìn)行抽象,要在分析對(duì)象工作原理的基礎(chǔ)上,澄清用戶需求的目地、原因和具體內(nèi)容,經(jīng)過(guò)理論分析和邏輯推理,提煉出問(wèn)題的本質(zhì)和解決問(wèn)題的途徑,并用工程語(yǔ)言描述設(shè)計(jì)要求,最終形成產(chǎn)品的規(guī)格和參數(shù)。對(duì)于加工機(jī)械而言,它包括如下幾個(gè)方面:
① 運(yùn)動(dòng)參數(shù):表征機(jī)器工作部件的運(yùn)動(dòng)軌跡和行程、速度和加速度。
② 動(dòng)力參數(shù):表征機(jī)器為完成加工動(dòng)作應(yīng)輸出的力(或力矩)和功率。
③ 品質(zhì)參數(shù):表征機(jī)器工作的運(yùn)動(dòng)精度、動(dòng)力精度、穩(wěn)定性、靈敏度和可靠性。
④ 環(huán)境參數(shù):表征機(jī)器工作的環(huán)境,如溫度、濕度、輸入電源。
⑤ 結(jié)構(gòu)參數(shù):表征機(jī)器空間幾何尺寸、結(jié)構(gòu)、外觀造型。
⑥ 界面參數(shù):表征機(jī)器的人機(jī)對(duì)話方式和功能。
2)在這個(gè)階段中要根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的需求,開展技術(shù)性分析,制定系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案,劃分出構(gòu)成系統(tǒng)的各功能要素和功能模塊,然后對(duì)各類方案進(jìn)行可行性研究對(duì)比,核定最佳總體設(shè)計(jì)方案、各個(gè)模塊設(shè)計(jì)的目標(biāo)與相關(guān)人員的配備。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案文件的內(nèi)容包括:
① 系統(tǒng)的主要功能、技術(shù)指標(biāo)、原理圖及文字說(shuō)明。
② 控制策略及方案。
③ 各功能模塊的性能要求,模塊實(shí)現(xiàn)的初步方案及輸出輸入邏輯關(guān)系的參數(shù)指標(biāo)。
④ 方案比較和選擇的初步確定。
⑤ 為保證系統(tǒng)性能指標(biāo)所采取的技術(shù)措施。
⑥ 抗干擾及可靠性設(shè)計(jì)策略。
⑦ 外觀造型方案及機(jī)械主體方案。
⑧ 經(jīng)費(fèi)和進(jìn)度計(jì)劃的安排。
2 理論設(shè)計(jì)階段
首先,根據(jù)系統(tǒng)的主功能要求和構(gòu)成系統(tǒng)的功能要素進(jìn)行系統(tǒng)要素進(jìn)行主功能分解,劃分出功能模塊,畫出機(jī)器工作時(shí)序圖和機(jī)器傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖;對(duì)于有過(guò)程控制要求的系統(tǒng)應(yīng)建立各要素的數(shù)學(xué)模型,確定控制算法;計(jì)算出各功能模塊之間接口的輸入、輸出參數(shù),確定接口設(shè)計(jì)的任務(wù)分配。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是,系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的接口設(shè)計(jì)是對(duì)接口輸入輸出參數(shù)或機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì),而功能模塊設(shè)計(jì)中的接口設(shè)計(jì)則是遵照系統(tǒng)設(shè)計(jì)制定的接口參數(shù)進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)接口的技術(shù)物理效應(yīng),兩者在設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)分工上是不同的。不同類型的接口,其設(shè)計(jì)要求有所不同。傳感器是機(jī)電一體化系統(tǒng)的感覺(jué)器官,它從待測(cè)對(duì)象那里獲得反映待測(cè)對(duì)象特征與狀態(tài)的信息,監(jiān)視監(jiān)測(cè)整個(gè)設(shè)備的工作過(guò)程,傳感器接口要求傳感器與被測(cè)對(duì)象機(jī)械量信號(hào)源應(yīng)有直接關(guān)系,保證標(biāo)度轉(zhuǎn)換及數(shù)學(xué)建模快速、準(zhǔn)確、可靠,傳感器與機(jī)械本體之間聯(lián)接簡(jiǎn)潔、牢固,靈敏度高、動(dòng)態(tài)性能好,抗機(jī)械諧波干擾性強(qiáng),正確反映待測(cè)對(duì)象的被測(cè)參數(shù)。變送接口要滿足傳感器模塊的輸出信號(hào)與微機(jī)前向通道電氣參數(shù)的匹配及遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸?shù)囊?接口信號(hào)的傳輸要精確,可靠性強(qiáng),抗干擾能力強(qiáng),噪音容限較低;傳感器的輸出阻抗要與接口的輸入阻抗相配合;接口輸出的電平要與微機(jī)的電平一致;為方便微機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理,接口輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的關(guān)系須是線性關(guān)系。驅(qū)動(dòng)接口要能滿足接口的輸入端與微機(jī)系統(tǒng)的后向通道在電平上保持一致,接口的輸出端與功率驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端之間電平匹配的同時(shí),阻抗也要匹配。其次,為防止功率設(shè)備的強(qiáng)電回路反竄入微機(jī)系統(tǒng),接口必須采取有效的抵抗干擾措施。傳動(dòng)接口是一個(gè)機(jī)械接口,要求它的聯(lián)接結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧,具有較高的傳動(dòng)精度和定位精度,安裝、維修、調(diào)整簡(jiǎn)單方便,傳動(dòng)效率高,剛度好,相應(yīng)快。
其次,以功能模塊為單元,依據(jù)以上接口設(shè)計(jì)參數(shù)的要求對(duì)信號(hào)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換、機(jī)械傳動(dòng)與工作機(jī)構(gòu)、控制微機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)及執(zhí)行元件等進(jìn)行各個(gè)功能模塊的選型、組配、設(shè)計(jì)。在此階段的設(shè)計(jì)工作量較大,既包括機(jī)械、電氣、電子、控制與計(jì)算機(jī)軟件等系統(tǒng)的設(shè)計(jì),又包括總裝圖、零件圖的具體模塊選型、組配。一方面不僅要求在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選擇的機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)要與控制系統(tǒng)的電氣參數(shù)相匹配,同時(shí)也要求在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),要根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的固有結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)選擇及確定相關(guān)電氣參數(shù),綜合應(yīng)用微電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù),讓兩項(xiàng)技術(shù)互相結(jié)合、互相協(xié)調(diào)、互相補(bǔ)充,把機(jī)電一體化的優(yōu)越性充分體現(xiàn)出來(lái)。為提高工效,應(yīng)該盡量應(yīng)用各種cad、PRO/E等輔助工具;整個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用通用的模塊和接口,以利于整體匹配,利于后期進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
最后,以技術(shù)文件的方式對(duì)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析,設(shè)計(jì)目標(biāo)考核與系統(tǒng)優(yōu)化,擇優(yōu)選擇出綜合性能指標(biāo)最優(yōu)的方案。
其中,系統(tǒng)功能分解應(yīng)綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì),努力使系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單化、模塊化。經(jīng)常用到的設(shè)計(jì)策略有如下幾種:
① 用電子裝置替代機(jī)械傳動(dòng),縮減機(jī)械傳動(dòng)裝置,簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu),減小尺寸,減輕重量,增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精度和控制靈活性。
② 在選擇功能模塊時(shí)要選用標(biāo)準(zhǔn)模塊,通用模塊,防止重復(fù)設(shè)計(jì)低水平的功能模塊,采用可靠的高水平模塊,以利于減少設(shè)計(jì)與開發(fā)的周期。
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化 發(fā)展過(guò)程 前景展望
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得單純的單一學(xué)科應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足人類社會(huì)的生產(chǎn)生活需要。各學(xué)科相互滲透,相互促進(jìn),為新的技術(shù)改革,知識(shí)創(chuàng)新提供契機(jī)。機(jī)電一體化技術(shù)就是在這樣的背景下發(fā)展而成的。
一、機(jī)電一體化技術(shù)簡(jiǎn)介
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué),英語(yǔ)稱為Mechatronics,它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》一書的副刊。時(shí)至今日,機(jī)電一體化這一概念已經(jīng)廣泛的被接受和應(yīng)用。
機(jī)電一體化技術(shù)并不是單純的機(jī)械學(xué)與電氣或電子學(xué)的結(jié)合,而是在上述兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上融合了信息技術(shù),傳感器技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),接口技術(shù),信號(hào)變換技術(shù)以及軟件工程技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù),并不斷發(fā)展,廣泛應(yīng)用的一門新興科學(xué)技術(shù)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
(一)、世界范圍內(nèi)的發(fā)展
20世紀(jì)60年代以前為初級(jí)階段。這一時(shí)期,人們?cè)谏a(chǎn)生活中并沒(méi)有刻意的將機(jī)械學(xué)與電子學(xué)技術(shù)結(jié)合起來(lái),而是不知不覺(jué)的利用電子技術(shù)的成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能,這便出現(xiàn)了最早期的機(jī)電一體化技術(shù)。期間發(fā)生的第二次世界大戰(zhàn),促使了機(jī)械技術(shù)與其他技術(shù)的融合。戰(zhàn)后,這些技術(shù)由軍用逐漸應(yīng)用至民用范圍,但并沒(méi)有提出機(jī)電一體化這一概念,沒(méi)有將多技術(shù)的結(jié)合推廣。
20世紀(jì)70到80年代是這一技術(shù)蓬勃發(fā)展的時(shí)期。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展,大規(guī)模的集成電路和微型計(jì)算機(jī)開始出現(xiàn),這位機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。正是在這一階段,Mechatronics一詞被提出并逐漸被認(rèn)可,機(jī)電產(chǎn)品大量涌現(xiàn),世界各國(guó)逐漸對(duì)這項(xiàng)技術(shù)給予大力支持。
20世紀(jì)90年代開始,機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入新的階段。這一時(shí)期,通信技術(shù)、光學(xué)技術(shù)以及微細(xì)加工技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)逐漸結(jié)合,出現(xiàn)了微機(jī)電一體化和光機(jī)電一體化的分支。同時(shí),機(jī)電一體化技術(shù)本身的研究日益成熟,對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的建模研究、分析和集成方法以及機(jī)電一體化的整個(gè)科學(xué)體系的研究,使機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)更加完整,理論體系更加完善。
(二)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展
[1]我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開始這方面技術(shù)的研究。國(guó)務(wù)院成立了由杰出科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組,并將這項(xiàng)技術(shù)列入“863”計(jì)劃中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的諸多影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作,雖然都取得了一定成果,但與日本、歐美等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)大的差距。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
在半個(gè)世紀(jì)左右的發(fā)展中,人類生產(chǎn)生活對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)不斷提出更高的要求,推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、綠色化和微型化程度快速發(fā)展。其中智能化和自動(dòng)化更是機(jī)電一體化技術(shù)的重中之重。
智能化是目前形勢(shì)下大部分技術(shù)所共有的發(fā)展方向,也是機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的重要區(qū)別之一。隨著智能控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和人工智能技術(shù)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)活動(dòng)中被越來(lái)越重視,機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展迅速。在更高速的微處理器出現(xiàn)以及運(yùn)籌學(xué)、仿生學(xué)等技術(shù)的輔助下,機(jī)電一體化產(chǎn)品更好的擁有人類的部分智能。
機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展必須標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標(biāo)準(zhǔn),將各個(gè)單元、接口統(tǒng)一化,以便擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)。但由于這項(xiàng)技術(shù)剛剛興起,做到標(biāo)準(zhǔn)化系列化還很難。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展,為機(jī)電一體化技術(shù)帶來(lái)了新的影響。網(wǎng)絡(luò)的普及使得基于網(wǎng)絡(luò)的各種機(jī)電產(chǎn)品遠(yuǎn)程控制得到很大發(fā)展。而總線技術(shù)和局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,帶動(dòng)了家用機(jī)電產(chǎn)品系統(tǒng)化,集成化的發(fā)展。
[2]系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進(jìn)行任意剪裁和組合,同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。另一個(gè)表現(xiàn)是通信功能的增強(qiáng)。機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是更加注重人格化,機(jī)電一體化的人格化有兩層定義,首先,就是模仿生物生理機(jī)能,設(shè)計(jì)各種機(jī)電產(chǎn)品。另外,機(jī)電一體化產(chǎn)品歸根到底是人在使用,賦予機(jī)電產(chǎn)品人的智能、情感、個(gè)性愈發(fā)重要,其總重目的便是人機(jī)一體。
在生態(tài)環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)重要的今天,機(jī)電一體化技術(shù)的綠色化成為一個(gè)新的重要課題。綠色機(jī)電產(chǎn)品是指產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)以及回收銷毀等方面對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率高。設(shè)計(jì)、使用綠色機(jī)電產(chǎn)品,是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
機(jī)電一體化技術(shù)的微型化指的是機(jī)電產(chǎn)品向微型機(jī)械及微觀領(lǐng)域發(fā)展。這一概念興起于20世紀(jì)80年代末,國(guó)外稱其為微電子技術(shù)。微電子產(chǎn)品體積小、耗能低、靈活性高,可廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)療、軍事等方面。而機(jī)電一體化技術(shù)微型化的一個(gè)挑戰(zhàn)就是必須采用超精加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)制造,如果在這一方面有了較大的發(fā)展,那么機(jī)電一體化技術(shù)的微型化將有質(zhì)的飛躍。
綜上所述,機(jī)電一體化技術(shù)是社會(huì)勞動(dòng)力發(fā)展的產(chǎn)物,也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。機(jī)電一體化技術(shù)融合多學(xué)科種類,使傳統(tǒng)的機(jī)械預(yù)設(shè)方法和預(yù)設(shè)概念發(fā)生著革命性的變化。伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也將愈發(fā)光明。大力發(fā)展這一先進(jìn)技術(shù),不僅是人類文明發(fā)展的要求,也是創(chuàng)新理念,振興工業(yè)的必經(jīng)之路。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞: 工作過(guò)程系統(tǒng)化 機(jī)電一體化專業(yè) 開發(fā)實(shí)踐
在學(xué)習(xí)了世界各國(guó)職業(yè)教育課程模式的基礎(chǔ)上,中國(guó)職業(yè)教育的前輩進(jìn)行了多種改革與嘗試,并在模塊化課程、項(xiàng)目化課程等領(lǐng)域取得了很多令人矚目的成果,但這些成果都還在摸索與嘗試階段,不成熟、不系統(tǒng)。姜大源教授提出來(lái)的工作過(guò)程系統(tǒng)化課程無(wú)疑促使中國(guó)職業(yè)教育課程改革向前進(jìn)了一大步。
一、工作過(guò)程系統(tǒng)化課程概述
所謂工作過(guò)程,指的是個(gè)體“為完成一件工作任務(wù)并獲得工作成果而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作程序”。工作過(guò)程系統(tǒng)化課程類似于德國(guó)的工作過(guò)程導(dǎo)向課程,但又有所區(qū)別,它是植根于中國(guó)職業(yè)教育的土壤成長(zhǎng)起來(lái)的一棵極具生命力的小樹,它選擇工作過(guò)程作為參照系重新構(gòu)建課程體系,課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)追求的不是學(xué)科架構(gòu)的系統(tǒng)化,而是工作過(guò)程的系統(tǒng)化,旨在培養(yǎng)人的綜合能力(專業(yè)能力、方法能力、社會(huì)能力)。
二、機(jī)電一體化專業(yè)(高級(jí)工)課程開發(fā)過(guò)程
(一)工作任務(wù)分析―典型工作任務(wù)篩選。淮海技師學(xué)院位于宿遷市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),對(duì)本市及本市周邊地區(qū)跟機(jī)電一體化專業(yè)相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行調(diào)研,主要采取問(wèn)卷調(diào)查、專家訪談、頭腦風(fēng)暴等方式,采用多種統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)相關(guān)崗位工作任務(wù)進(jìn)行分析、篩選出典型工作任務(wù)。經(jīng)過(guò)充分的市場(chǎng)調(diào)研,機(jī)電一體化專業(yè)(高級(jí)工)的典型工作任務(wù)有:機(jī)電一體化設(shè)備與系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化設(shè)備制造、機(jī)電一體化設(shè)備安裝與調(diào)試、機(jī)電一體化設(shè)備使用、機(jī)電一體化設(shè)備管理、機(jī)電一體化設(shè)備維護(hù)與修理,機(jī)電設(shè)備與產(chǎn)品制圖,工廠供配電,數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù),建筑機(jī)電使用與管理,ISO質(zhì)量管理,機(jī)電設(shè)備營(yíng)銷等。
(二)行動(dòng)領(lǐng)域歸納―――典型工作任務(wù)整合。即根據(jù)能力復(fù)雜程度整合典型工作任務(wù)形成綜合能力領(lǐng)域。由于典型工作任務(wù)是篩選的結(jié)果,還是零散的,這就需要對(duì)典型工作任務(wù)實(shí)施進(jìn)一步歸納,以形成源于典型工作任務(wù)又高于典型工作任務(wù)的,符合企業(yè)需求的工作領(lǐng)域,稱為行動(dòng)領(lǐng)域,這是課程體系開發(fā)的平臺(tái)。機(jī)電一體化專業(yè)行動(dòng)領(lǐng)域:普通機(jī)電一體化設(shè)備行動(dòng)領(lǐng)域,自動(dòng)化機(jī)電一體化設(shè)備行動(dòng)領(lǐng)域,特殊設(shè)備行動(dòng)領(lǐng)域。
(三)學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換―――課程體系構(gòu)建。即根據(jù)職業(yè)成長(zhǎng)及認(rèn)知規(guī)律遞進(jìn)重構(gòu)行動(dòng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換為課程。作為一種教育,課程設(shè)計(jì)不能只考慮企業(yè)的需求,因?yàn)槠髽I(yè)的目標(biāo)是功利性的,功利本身并沒(méi)有錯(cuò),這是企業(yè)發(fā)展必需的。但是,教育還必須關(guān)注人的一生發(fā)展,所以,課程必須融入教育因素。這意味著課程既要遵循職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律,又要遵循認(rèn)知學(xué)習(xí)規(guī)律。職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律指的是從入門到熟練,從單一到綜合,從新手到專家。使行動(dòng)領(lǐng)域?qū)嵤敖逃龑W(xué)”的轉(zhuǎn)換,形成所謂的學(xué)習(xí)領(lǐng)域體系。在與機(jī)電一體化專業(yè)相關(guān)的行動(dòng)領(lǐng)域?qū)嵤敖逃龑W(xué)”的轉(zhuǎn)換,形成10個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域:
一是文化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,二是職業(yè)素養(yǎng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,三是機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)功能分析學(xué)習(xí)領(lǐng)域,四是電子部件制作與檢修學(xué)習(xí)領(lǐng)域,五是機(jī)械部件加工作與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,六是電機(jī)控制部件制作與檢修學(xué)習(xí)領(lǐng)域,七是機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與檢修學(xué)習(xí)領(lǐng)域,八是自動(dòng)控制系統(tǒng)功能關(guān)系分析學(xué)習(xí)領(lǐng)域,九是常用控制系統(tǒng)制作與檢修學(xué)習(xí)領(lǐng)域,十是自動(dòng)生產(chǎn)線運(yùn)行與維護(hù)學(xué)習(xí)領(lǐng)域載。
(四)學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)―――學(xué)習(xí)單元設(shè)計(jì)。即根據(jù)職業(yè)特征及完整思維細(xì)化學(xué)習(xí)領(lǐng)域?yàn)橹黝}學(xué)習(xí)情境。學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè),一要關(guān)注職業(yè)工作過(guò)程的特征,工作過(guò)程的6要素:工作對(duì)象、內(nèi)容、手段、組織、產(chǎn)品和環(huán)境,它們是變化的;二要關(guān)注相對(duì)固定的思維過(guò)程,即個(gè)體思維過(guò)程的完整性:資訊、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查和評(píng)價(jià)。機(jī)電一體化專業(yè)的每個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域都由若干個(gè)學(xué)習(xí)情境組成。具體如下:
1.文化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)領(lǐng)域由6個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)思想政治。(2)職業(yè)實(shí)務(wù)寫作。(3)數(shù)學(xué)。(4)英語(yǔ)。(5)計(jì)算機(jī)。(6)體育。
2.職業(yè)素養(yǎng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域由10個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)職業(yè)生涯規(guī)劃訓(xùn)練。(2)書寫能力訓(xùn)練。(3)心理訓(xùn)練。(4)禮儀訓(xùn)練。(5)團(tuán)隊(duì)合作訓(xùn)練。(6)理財(cái)能力訓(xùn)練。(7)口才訓(xùn)練。(8)“6S”管理訓(xùn)練。(9)就業(yè)指導(dǎo)訓(xùn)練。(10)模擬員工訓(xùn)練。
3.機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)功能分析學(xué)習(xí)領(lǐng)域由3個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)解構(gòu)典型機(jī)電一體化系統(tǒng)。(2)解構(gòu)機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能部件。(3)機(jī)電一體化系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用與管理。
4.電子部件制作與檢修學(xué)習(xí)領(lǐng)域由10個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)萬(wàn)用表的制作、調(diào)試與檢修。(2)穩(wěn)壓電源的制作、調(diào)試與檢修。(3)穩(wěn)壓電源的制作、調(diào)試與檢修。(4)智力競(jìng)賽搶答器的制作、調(diào)試與檢修。(5)脈寬調(diào)制器的制作、調(diào)試與檢修。(6)通用控制器的制作、調(diào)試與檢修。(7)數(shù)字鐘的制作、調(diào)試與檢修。(8)電燈亮度調(diào)節(jié)器的制作、調(diào)試與檢修。(9)聲光控制延時(shí)電路的制作、調(diào)試與檢修。(10)數(shù)顯可調(diào)恒溫控制器的制作、調(diào)試。
5.機(jī)械部件加工作與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)領(lǐng)域由7個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)識(shí)讀組合三視圖。(2)繪制組合軸測(cè)圖。(3)識(shí)讀零件圖。(4)識(shí)讀部件裝配圖。(5)測(cè)繪零部件圖。(6)用普通機(jī)床加工部件。(7)用數(shù)控機(jī)床加工零部件。
6.電機(jī)控制部件制作與檢修學(xué)習(xí)領(lǐng)域由12個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)交流電機(jī)應(yīng)用與檢修。(2)制作交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制器。(3)制作交流電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)控制器。(4)制作交流電機(jī)制動(dòng)控制器。(5)制作交流電機(jī)調(diào)速控制器。(6)制作交流電機(jī)順序控制器。(7)制作交流電機(jī)位置控制器。(8)制作直流電機(jī)啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)控制器。(9)制作直流電機(jī)的調(diào)速控制器。10.制作直流電機(jī)的制動(dòng)控制器。(11)自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)試。(12)交流變頻調(diào)速器的操作與調(diào)試。
7.機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與檢修學(xué)習(xí)領(lǐng)域由10個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)M1432外圓磨床安裝與運(yùn)行。(2)X62萬(wàn)能工作臺(tái)臥式銑床安裝與運(yùn)行。(3)T68臥式鏜床安裝與運(yùn)行。(4)M1432外圓磨床調(diào)試與檢修。(5)X62萬(wàn)能工作臺(tái)臥式銑床調(diào)試與檢修。(6)T68臥式鏜床調(diào)試與檢修。(7)氣壓、液壓系統(tǒng)電氣控制安裝與運(yùn)行。(8)氣壓、液壓系統(tǒng)電氣控制故障檢修。(9)復(fù)雜機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)。(10)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與一般檢修。
8.自動(dòng)控制系統(tǒng)功能關(guān)系分析學(xué)習(xí)領(lǐng)域由6個(gè)學(xué)習(xí)情境組成:(1)自動(dòng)控制及自動(dòng)化技術(shù)概論。(2)直流調(diào)速實(shí)訓(xùn)裝置功能分析。(3)電力電子變流裝置功能分析。(4)使用計(jì)算機(jī)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。(5)自動(dòng)化生產(chǎn)線液壓氣動(dòng)裝置功能分析。(6)自動(dòng)化生產(chǎn)線機(jī)械傳動(dòng)裝置功能分析。
【摘 要】中國(guó)的高等職業(yè)教育在經(jīng)歷了20多年的發(fā)展,并且在本世紀(jì)初得到適度的規(guī)模擴(kuò)張以后,已經(jīng)成為我國(guó)高等教育的重要組成部分。高等職業(yè)教育作為高等教育發(fā)展中的一個(gè)類型,肩負(fù)著培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要的高技能人才的使命,在我國(guó)加快推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中具有不可替代的作用。
【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化課程體系建設(shè)實(shí)踐研究
隨著我國(guó)構(gòu)建創(chuàng)新型國(guó)家對(duì)高技能人才要求的不斷提高,高等職業(yè)教育正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而這其中,高等職業(yè)教育課程體系的建設(shè)與改革則是提高高職教學(xué)質(zhì)量的核心,也是教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
一、引言
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,機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。與此同時(shí),企業(yè)對(duì)各類機(jī)電一體化技術(shù)人才的需求也日益增長(zhǎng)起來(lái),但是,我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)教育的發(fā)展相對(duì)落后,機(jī)電一體化技術(shù)人才缺口大。
河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所歷史悠久的職業(yè)技術(shù)院校,有著豐富的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)。如何將我院的機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)辦好,適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,充分結(jié)合當(dāng)前高職教育的研究成果,以就業(yè)為導(dǎo)向,培養(yǎng)出符合社會(huì)需求的高職機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才,機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系的建設(shè)與改革至關(guān)重要。
二、基于工作過(guò)程的課程體系建設(shè)模式
基于工作過(guò)程的課程體系建設(shè)模式的邏輯起點(diǎn)是滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人才需求,根本途徑是與企業(yè)進(jìn)行校企合作,操作方法是通過(guò)工作過(guò)程系統(tǒng)化實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合。基于工作過(guò)程的課程體系建設(shè)模式如圖1所示。
三、機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)
1.機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)人才需求分析經(jīng)過(guò)對(duì)河北省主要企業(yè)的市場(chǎng)調(diào)查,河北省機(jī)電一體化技術(shù)人才的需求及崗位分布如圖2所示。
(1)主要就業(yè)崗位:機(jī)電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修、銷售及管理;普通機(jī)床的數(shù)控化改裝等。
(2)次要就業(yè)崗位:機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、改造、技術(shù)服務(wù)等
2.機(jī)電一體化專業(yè)課程體系
高職教育機(jī)電一體化專業(yè)課程體系的構(gòu)建以培養(yǎng)機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用能力為主線,設(shè)計(jì)出知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)方案。“知識(shí)的總量未變,知識(shí)排序的方式發(fā)生變化”,在構(gòu)建課程體系時(shí)不受學(xué)科內(nèi)容的性質(zhì)約束劃分課程,從學(xué)生應(yīng)具備的能力入手,根據(jù)學(xué)生應(yīng)具備的素質(zhì)、技能、知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)置專業(yè)課程體系。課程體系以職業(yè)能力為導(dǎo)向,設(shè)置基本素質(zhì)課程、技術(shù)應(yīng)用能力素質(zhì)課程兩大模塊,并由此組成課程體系的主體(見圖3) 。
基本素質(zhì)課程可由思想品德素質(zhì)課程、文化素質(zhì)課程、身心素質(zhì)課程組成,對(duì)學(xué)生進(jìn)行文化教育、職業(yè)道德教育、心理健康教育與身心素質(zhì)教育。這類課程既與專業(yè)知識(shí)技能有一定的聯(lián)系,又與道德人格相關(guān)。文化教育可以開闊學(xué)生的視野,拓展學(xué)生的思維空間,擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,對(duì)學(xué)生今后繼續(xù)學(xué)習(xí),適應(yīng)新形勢(shì)、新情況有所幫助。道德身心教育是對(duì)學(xué)生人格素質(zhì)的培養(yǎng),可以為學(xué)生將來(lái)的發(fā)展做鋪墊和準(zhǔn)備,是一種潛移默化的過(guò)程。基本素質(zhì)課程的實(shí)施雖然不會(huì)立竿見影,但可能在將來(lái)的某個(gè)時(shí)期成為學(xué)生創(chuàng)新思路的觸發(fā)點(diǎn)。
培養(yǎng)職業(yè)型人才的一條主要途徑,即以盡可能小的代價(jià)獲取盡可能大的效益的知識(shí),主要解決“怎么做”(經(jīng)驗(yàn))和“怎么做更好”(策略)的問(wèn)題。為此,技術(shù)應(yīng)用能力素質(zhì)課程分為具有一定梯度的職業(yè)基礎(chǔ)能力課程、職業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力課程、職業(yè)技術(shù)綜合應(yīng)用能力課程。使學(xué)生的職業(yè)能力(經(jīng)驗(yàn))得到逐步豐富和提高的同時(shí),控制系統(tǒng)觀念(策略)的形成和樹立是其中的關(guān)鍵。
職業(yè)基礎(chǔ)能力課程涵蓋的大多是某一專業(yè)最基礎(chǔ)的知識(shí)和能力,要求學(xué)生牢牢掌握,技能能力訓(xùn)練一定要求學(xué)生遵守規(guī)范,養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。
職業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力課程是指那些必須落實(shí)在實(shí)際專業(yè)崗位能力應(yīng)用方面的課程。高職院校要培養(yǎng)應(yīng)用型人才,使學(xué)生熟練掌握職業(yè)崗位(群)所必需的能力與技能,就必須根據(jù)崗位與崗位群必需的能力為主線設(shè)置課程。這類課程大多是技術(shù)相對(duì)獨(dú)立的課程,在教學(xué)過(guò)程中注重從控制系統(tǒng)觀念角度把握這些課程之間橫向縱向聯(lián)系,將知識(shí)點(diǎn)和能力點(diǎn)統(tǒng)一到系統(tǒng)這一層面上,可以由若干能力訓(xùn)練模塊組成,應(yīng)用型人才的能力培養(yǎng)主要靠這一層面課程的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)加以落實(shí)。此類課程突出應(yīng)用,務(wù)求熟練,造就較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力。
職業(yè)技術(shù)綜合應(yīng)用能力課程是借助于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程或系統(tǒng),將相對(duì)獨(dú)立的職業(yè)技術(shù)加以綜合應(yīng)用,控制系統(tǒng)觀念在此教學(xué)過(guò)程中得以充分展現(xiàn),可以設(shè)計(jì)多個(gè)不同類別的典型系統(tǒng)作為教學(xué)對(duì)象。例如,典型機(jī)電設(shè)備的安裝調(diào)試、故障診斷與維護(hù)、柔性加工生產(chǎn)線(MPS)的安裝調(diào)試、故障診斷與維護(hù)等,通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合大大提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。強(qiáng)化學(xué)生從控制系統(tǒng)的角度發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。
3.機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)基于工作過(guò)程的課程開發(fā)
機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)應(yīng)用能力課程體系以基于工作過(guò)程的“3343”模式為主導(dǎo),廣泛吸取多種課程論之長(zhǎng),考慮社會(huì)、企業(yè)、職業(yè)、學(xué)生等因素的動(dòng)態(tài)影響,以最大限度地滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)電工業(yè)技能型人才綜合能力的要求為價(jià)值取向,主要表現(xiàn)在:(1)以實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和策略的習(xí)得為主、以適度夠用的概念和原理的理解為輔。努力擺脫“學(xué)科本位”思想的束縛。(2)課程體系以職業(yè)能力為主線,以能力訓(xùn)練為軸心,按照職業(yè)能力為導(dǎo)向的要求整合課程。(3)按照職業(yè)基礎(chǔ)能力、職業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力、職業(yè)技術(shù)綜合應(yīng)用能力的梯度及理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)模式設(shè)計(jì)課程。
基于工作過(guò)程的以職業(yè)能力為導(dǎo)向的機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系開發(fā)打破了學(xué)科系統(tǒng)性與“老三段”的束縛,以職業(yè)素質(zhì)與實(shí)際工作能力培養(yǎng)為主線,具有以下特點(diǎn):(1)提前介入專業(yè)課,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;(2)強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),突出了技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng);(3)突出了成熟新技術(shù)、新工藝、新知識(shí)的跟蹤與應(yīng)用;(4)依靠產(chǎn)學(xué)研結(jié)合培養(yǎng)人才,可實(shí)施“實(shí)習(xí)、科研、培訓(xùn)、就業(yè)”一條龍的“訂單式”人才培養(yǎng)。
4.課程考核原則
課程考核是檢驗(yàn)學(xué)生能力進(jìn)步的重要手段,適當(dāng)?shù)目己朔绞讲坏梢源龠M(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的決心,還可以從考核中找出學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題,更有利于學(xué)生能力的提高。
(1)注重基本理論的理解、知識(shí)的運(yùn)用、能力的開發(fā)與培養(yǎng)。
(2)實(shí)行開放式考核,即考核范圍開放;考核方式開放;考試標(biāo)準(zhǔn)開放;考核知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)開放。
(3)鼓勵(lì)多元性與開放性答案。
(4)實(shí)行基于過(guò)程的全程化跟蹤考核,即根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行綜合評(píng)定,體現(xiàn)學(xué)習(xí)的進(jìn)步。
(5)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)考核要嚴(yán)格,發(fā)揮學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)和創(chuàng)新思維的要鼓勵(lì),體現(xiàn)學(xué)生能力提高的要肯定。
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關(guān)鍵詞:電工 機(jī)電一體化 應(yīng)用案例
0 引言
電工制造業(yè)與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān),無(wú)論是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等國(guó)際基礎(chǔ)建設(shè)行業(yè),還是在人民生活中,都起著重大的作用,是推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力性因素,肩負(fù)著為各個(gè)行業(yè)提供電工設(shè)備的重任,尤其是在能源與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,更是不可缺少的。改革開放以來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電工制造業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但是與世界先進(jìn)水平相比,仍存在較大的差距。
當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電工設(shè)備的要求不再局限于提高質(zhì)量和降低成本,更好的滿足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需求,而是更加看重更新?lián)Q代,提高科技含量,盡早達(dá)到世界先進(jìn)水平。在積極發(fā)展電工制造業(yè)的過(guò)程中,需要采用新材料、新方法、新技術(shù)革新傳統(tǒng)電工產(chǎn)業(yè),在這個(gè)探索過(guò)程中,大力推動(dòng)電工一體化發(fā)展就是機(jī)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容之一,是發(fā)展電子工業(yè)的關(guān)鍵所在,大力推動(dòng)電工過(guò)程中機(jī)電一體化的應(yīng)用將是未來(lái)電工制造業(yè)發(fā)展的重中之重。
1 電工過(guò)程中的機(jī)電一體化技術(shù)概述
1.1 機(jī)電一體化的概念 機(jī)電一體化技術(shù)是電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)的一項(xiàng)新興技術(shù),它是電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的完美結(jié)合,是機(jī)械工業(yè)、電子計(jì)算機(jī)工業(yè)、微電子技術(shù)與數(shù)字化控制工程之間形成的交叉學(xué)科,其彼此交叉融合、相互滲透。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展一方面依賴于已有工業(yè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,一方面有推動(dòng)已有工業(yè)技術(shù)的發(fā)展革新。機(jī)電一體化技術(shù)主要是在技術(shù)和裝備兩個(gè)方面。機(jī)電一體化技術(shù)主要是電子技術(shù)和機(jī)械制造的結(jié)合過(guò)程中積累的各種知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和操作技術(shù);技術(shù)裝備則主要是指應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)制造的各種應(yīng)用型產(chǎn)品。二者相輔相成,前者指導(dǎo)后者的制造,后者體現(xiàn)前者的技術(shù)特點(diǎn)。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中,機(jī)械的部分是設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ),信息處理器是設(shè)備的核心(包括微處理器和微電子器)。二者相輔相成,不可分割。
1.2 機(jī)電一體化的發(fā)展歷程 五六十年代是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的準(zhǔn)備時(shí)期,1952年第一臺(tái)數(shù)控銑床的問(wèn)世和1959年第一個(gè)可編程機(jī)器人的問(wèn)世都標(biāo)志著機(jī)電一體化技術(shù)快速發(fā)展的來(lái)臨。到七、八十年代,隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,機(jī)電一體進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期,逐漸被大眾所接受和認(rèn)可。1989年,第一屆國(guó)際先進(jìn)機(jī)電一體化會(huì)議在日本東京召開,標(biāo)志著機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期,并促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)形成了完整的學(xué)科體系。此后,長(zhǎng)期以來(lái),機(jī)電一體化技術(shù)主要向著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化、模塊集成化、人工智能化、綠色環(huán)保化的方向發(fā)展。
1.3 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展存在的主要問(wèn)題及改進(jìn)措施 目前,機(jī)電一體化技術(shù)的推廣中仍存在一些問(wèn)題,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,重視整機(jī)設(shè)備引進(jìn),輕視國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施及基礎(chǔ)元件的研究,以至于某些生產(chǎn)過(guò)程長(zhǎng)期被國(guó)外企業(yè)控制。對(duì)此,國(guó)家應(yīng)該積極鼓勵(lì)基礎(chǔ)技術(shù)和元件的開發(fā)工作,重視自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),早日擺脫國(guó)外企業(yè)的技術(shù)壟斷。第二,數(shù)控設(shè)備人才大量缺乏,尤其是在生產(chǎn)第一線的擁有維護(hù)、管理技術(shù)的工人大量欠缺,導(dǎo)致我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)和實(shí)際生產(chǎn)使用相脫離。對(duì)此,在培養(yǎng)高技術(shù)高學(xué)歷相關(guān)專業(yè)人才的同時(shí),應(yīng)該重視現(xiàn)有技術(shù)工人的繼續(xù)教育和崗位培訓(xùn),充分發(fā)揮機(jī)電一體化設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。第三,國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的機(jī)電一體化設(shè)備可靠性差、安全性低、工作效率與國(guó)際先進(jìn)水平差距大。這就要求我國(guó)在開發(fā)自主品牌的同時(shí),重視生產(chǎn)制造工藝,提高設(shè)備質(zhì)量,降低維修率和返廠率,這也將有利于自主品牌的推廣。
2 電工過(guò)程中機(jī)電一體化的應(yīng)用案例
2.1 微機(jī)械技術(shù) 微機(jī)械技術(shù),也稱為電子機(jī)械系統(tǒng),出現(xiàn)于80年代后期,是機(jī)電一體化技術(shù)中高科技含量的一個(gè)重要的發(fā)展方向。這一應(yīng)用是從微型化的傳感器開始發(fā)展的。60年代中期,腦電極陣列探針在美國(guó)斯坦福大學(xué)誕生,這標(biāo)志著機(jī)電一體化微機(jī)械技術(shù)的開始。隨后,斯坦福大學(xué)有成功的開發(fā)出新一代的微型硅片壓力傳感器,美國(guó)加利福尼亞大學(xué)柏克萊分校也制作出直徑僅60mm的硅馬達(dá)。這種新型硅馬達(dá)是利用硅片上刻蝕成的定子與轉(zhuǎn)子之間的靜電力來(lái)驅(qū)動(dòng),利用了半導(dǎo)體可以進(jìn)行微細(xì)加工的特質(zhì),引起了電器制造業(yè)的廣泛關(guān)注,并作為高新技術(shù)被推廣開來(lái)。此后,微機(jī)械技術(shù)的研究席卷全球,美、日、德等國(guó)家還為此定期舉行學(xué)術(shù)研討會(huì)議,極大地推動(dòng)了微機(jī)械技術(shù)的發(fā)展。
通常,微型機(jī)械的制造一般有三種方法:一是采用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)在硅片上進(jìn)行光刻腐蝕制作;二是利用激光束或電子束加工制作;三是利用化學(xué)方法做成分子尺寸低聚物的結(jié)構(gòu)塊體,再裝配成微型機(jī)械。