本小节主要从机电一体化的相关基本概念、机电一体化技术的基本特征、机电一体化的最新发展趋势等三个方面对机电一体化技术做较为全面的介绍,接下来详细介绍。
1.1机电一体化的基本概念
机电一体化技术从大的领域来说属于机械领域,其定义版本较多,其中一种较为权威的定义表述如下:机电一体化一般是指在机械的设计与功能扩展中,应用机械特有的主要功能、信息处理、功能控制等,把机械系统的控制中心进行集成化,并且与安装在计算上的上位机软件实现双向通信,一般来说,机电一体化技术也是一门交叉学科技术,涉及到的主要技术有通信技术,机械技术,微电子技术,电力电子技术等,机电一体化技术的核心功能就是把以上技术结合起来,形成一个整体并内嵌入机械系统中。
1.2机电一体化技术的基本特征
机电一体化技术作为一门应用广泛的技术,有其自身的特点,通过实际调查总结和查阅相关资料,本文总结出了机电一体化技术的3个主要特点,接下来详细说明如下。(1)应用的广泛性:机电一体化技术由于涉及的技术较多,是一门涉及多学科的交叉技术,正是由于这一特点,使得机电一体化技术应用十分广泛,已经远远超出了机械工程的应用范畴,当然,本文的研究重点还是放在机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势。(2)具有很强的逻辑性:由于机电一体化的核心任务就是把各种技术合理融合,应用到机械领域中,把系统的机械机构和上位机软件控制合为一体,也就是形成一个统一的整体,从这个层面来说,机电一体化技术具有很强的逻辑性,或者说拥有很强的系统性。(3)机电一体化具有很强的最优化建模理论:机电一体化技术经过多年的发展,已经形成完整的最优化理论体系,相关算法可以参阅相关文献,限于论文篇幅,在这里不再累述。
1.3机电一体化技术的最新发展趋势
经过多年的发展,机电一体化技术已经形成了自己的理论体系,随着我国高新技术不断发展,越来越多的新技术被应用到机电一体化技术上,机电一体化的最新的发展趋势是控制智能化、精确化、零延迟化、结合计算机处理技术和信号传输技术,机电一体化技术也朝着无线控制、高速控制、精确控制的方向发展。
2机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势分析
本小节在上文介绍机电一体化技术相关知识的基础上探讨机电一体化技术在机械工程领域的当前应用以及未来的发展趋势,结合实际,本文从机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析、机电一体化在现代机床控制上的应用、机电一体化技术在全自动包装机领域的应用等三方面简单论述机电一体化技术在机械工程上的应用以及发展趋势,下面详细讨论。
2.1机电一体化技术应用于机械工程领域的历程分析
在国外,机电一体化技术应用到机械工程领域较早,通过查阅资料得知,美国在上世纪90年代就把自动控制设备应用与机械制造领域,我国相对起步晚,但是起点较高,20世纪60年代,我国通过引进苏联控制设备,逐渐把机电一体化技术应用到机械领域,并在20世纪80年代,实现机电控制设备国产化,随着科技不断进步,以计算机处理技术和无线通信技术为代表的新技术不断应用与机电一体化技术,这使得机电一体化技术焕发出勃勃生机,应用领域进一步扩大。
2.2机电一体化在现代机床控制上的应用
机电一体化在机械工程领域很重要的一个应用领域就是应用在现代机床控制上,现代机床控制要求精度高、速度快、智能化高,这就要求现代机床的控制系统具有很强的抗干扰性,机电一体化技术由于采用计算机处理技术,处理速度快,精度高、内置多块DSP芯片,抗干扰能力强。
2.3机电一体化技术在全自动包装机领域的应用
机电一体化技术除了应用与纯机械工程领域,还大量应用于相关机械与电子相结合的控制领域,通过实际调查得知,我国全自动包装机已经全部采用机电一体化技术,由于包装机械不但设计机械工程知识,还涉及机电控制技术,微机处理技术等,所以一般的控制系统很难胜任,机电一体化技术由于是一门交叉学科,所以具有很强的灵活性,所以机电一体化技术较好的解决了这个问题,机电一体化把软件控制和机械控制结合起来,融为一体,通过上位机软件来控制包装机的运行状态。
3机电一体化技术在机械领域的发展前景
通过对机电一体化当前发展趋势的调查研究,本文认为,机电一体化技术在机械领域的发展前景包括以下几点:(1)专用化趋势不断加强:随着机电一体化应用到机械领域的不断深化,机电一体化技术表现出明显的专用化趋势。(2)智能化不断加强:近年来,随着人工智能等新技术不断应用到机电一体化领域,机电一体化技术也呈现了智能化趋势。(3)能耗低:节约资源,保护环境成为全社会的共识,在这种背景下,机电一体化技术积极加强自身改革,不断研发新技术,把能耗进一步降低。
4结论
[关键词]计算机技术;机械电子技术;融合发展
中图分类号:V586文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)11-0029-01
计算机技术的发展,推动了我国很多领域的进步,对我国多方面的科学研究起到了促进的作用,同时也给人们的生产和生活带来了很大的便利。随着信息技术的改革,很多技术已经趋于智能化和自动化,这些先进的技术提升了生产的效率,实现了技术的优化,促进了我国国民经济的发展。而当前技术的发展趋势是多种科学技术的融合,其中计算机技术和机械电子技术的融合,就是很多研究者关注的一个重点项目。这两种技术的融合,会扩大其应用的范围,并促进经济的发展。
1计算机技术发展历程研究
计算机的技术的发展首先经历了计算机的控制理论阶段,在该阶段,计算机控制理论是在采样理论、差分理论变换理论等理论的基础上逐渐形成的,在控制理形成的基础上,又产生了计算机控制系统,这是计算机的核心系统。在形成计算机控制系统之后,又将预测控制理论、模糊控制理论、鲁棒控制理论等融入了计算机控制系统中,使计算机技术逐渐应用到工程生产的过程控制中,并取得了很好的效果。
20世纪60年代,计算机技术应用到化工生产中,对生产中的过程数据的参数进行处理,并逐渐由过程控制发展成为数字控制。之后经过多年的发展,计算机系统变成以CPU为核心的分层控制系统,逐渐实现了对生产过程的监控、管理、调节等,大大的提高了生产的效率,同时应用的范围也更加广阔。
2机械电子技术发展历程研究
传统生产中主要采用手工制造的方式,这种生产方式效率比较低,在对过程参数控制时也不智能,只能借助老式的仪表工作,操作误差较大。另外,在实际的生产过程中,还需要做好对生产压力以及速度等机械操作的控制,传统的生产方式无法满足。因此,机械电子技术应运而生。机械电子技术是在机械原理的基础上发展起来的,机械原理的产生,以及计算机控制系统的引入,就能够实现对生产过程中各项参数的控制,也就产生了机械电子技术。当前,机械电子技术在制造业的应用范围非常广泛,也叫做机电一体化技术,该技术的应用,使得机械生产更加智能化和自动化,大大的提高了生产的效率。机械电子技术包含的内容比较多,如PID控制技术、模糊控制理论、变结构控制理论等,这些理论的融入,使机械电子技术在进行过程控制时,更加的精密、合理,满足了当代大量生产的需求,同时也促进了经济的进步。
3机械电子技术与计算机技术融合发展研究
3.1机械电子技术和计算机技术融合的概述
机械电子技术和计算机技术的融合就是采用一定的技术原理,将两种技术结合在一起,形成一个有机的整体,也就是机电一体化。机电一体化的系统能够充分的利用和发挥机械电子技术和计算机技术的优势,不仅能够增加电子技术的动力功能,同时也能实现过程的智能化控制,过程控制的数据可以通过计算机技术进行信息处理,更将处理的结果反馈到操控中心。另外,还可以利用相关的软件,对机械装置进行配置,形成机电一体化的系统,处理生产过程中的复杂内容,实现过程控制的自动化处理。机电一体化的系统可以实现过程控制的自动化和智能化,同时还能够对过程控制进行优化,寻求最佳的控制方式。该技术的应用范围也越来越广,给人们的生产活动带来了很大的便利。
3.2机电一体化系统的应用
机电一体化系统的产生,给人们的生产、生活带来了很大的便利。它应用的范围十分广阔,主要应用在柔性制造系统中。举例来说,橡塑机械的生产就属于柔性制造,它是最早使用机电一体化技术进行生产的通用机械行业,在大连首先研发成功,之后又在上海、四川等地不断的完善。该制造系统中主要包括了计算机系统、传输系统、数控机床、自动化仓库等,该系统能够满足不同的生产需求,根据具体情况,可以进行分批大量生产。计算机技术和机械电子技术的融合,并逐渐实现了技术的优化,通过编程操作实现柔性制造,大大的提高了生产的效率,同时也改善了原有生产系统中存在的很多问题。另外,机电一体化还在轧钢生产中应用比较广泛,生产过程中,采用交流传动的系统,能够实现平滑可逆调速,这样生产过程就不会受到电动机容量大小的影响,大大的提高了生产的效率。除此以外,机电一体化系统的产生,还实现了可编程控制器的操作,该控制器改善了原有继电接触器的各种缺陷,能够对不同的需求进行不同的编程操作,实现个性化的生产。可编程控制器还具有数据的采集、存储、监控等功能,在实际的生产中应用范围非常广。
3.3机械电子技术与计算机技术融合的未来发展趋势
随着技术的不断改革和发展,机械电子技术和计算机技术之间的融合与联系会更加紧密,充分的发挥两种技术的优势,并能够应用到更广阔的空间中。两种技术的融合在未来的发展中,会实现更多的功能,同时引入原有的动力系统,使功能更加的智能化和自动化,提高生产的效率以及机电一体化的技术质量。在未来的发展中,会产生智能机器人,来帮助人们完成一些高难度的生产任务以及危险性极高的工作,有效的提高生产的效率,同时也降低人力成本,促进我国国民经济的不断发展。
4总结
综上所述,计算机技术和机械电子技术的融合已经趋于成熟,并在很多应用领域取得了很好的效果,对我国的工业生产起到了很大的促进作用。在未来的发展中,两种技术的联系会更加紧密,提高智能化和自动化生产的程度,从而提高生产的效率,以促进我国工业生产的健康发展。
参考文献
[1]丁志建.当前机械电子技术与计算机的融合探讨[J].河北农机,2016,(12):62.
文/陈农娣
摘?要:机械制图作为技工教育机械专业的主要课程之一,主要教学目的是培养学生发挥想象力,形成一定的绘图和制图能力。本文作者针对机械制图课程的特点,指出机械制图课堂上应用一体化教学模式的重要意义,并通过一体化教学模式在机械制图课堂教学中的实际应用,探索一体化教学模式在机械制图课中的改革,从而提高课堂教学效率,更有效地培养学生的读图、绘图能力和空间想象力以及创新能力。
关键词:一体化?教学模式?机械制图?应用
随着我国工业生产的不断发展,机械制造业逐渐成为我国国民经济的基础产业,因此需要大量的机械制造人才投入到机械制造业的发展中。职业技校是培养机械制造人才的主要场所,因此职业技校的责任更为重大,需要不断培养出合格的对工业制造业有用的人才。其中机械制图是职业技校中最为普通的基础科目之一,旨在培养对于机械制图的绘制和阅读能力,能在以后的实践工作中发挥出应有的职业能力和素养。考虑到机械制图的教学内容比较复杂,需要学生能充分发挥想象力与实际的工程实践相结合。但是传统的机械制图课教学中缺少对于立体几何的学习,学生会由于缺乏足够的空间思维能力而致使对机械制图的实践性把握不够。另外,传统的机械制图教学模式主要是教师通过机械模型进行板书教学,教学课堂气氛单调导致学生对于机械制图的兴趣不高,也就很难有主动学习的兴趣。因此一体化教学模式的引进会打破传统的机械制图理念的桎梏,真正调动起学生对于学习机械制图课的积极性。笔者通过分析机械制图中一体化的重要性,进而对一体化在机械制图课教学中的应用进行探索。
一、一体化教学模式在机械制图课应用的必要性
我国工业生产的发展,使得对于机械制图专业知识的要求越来越高,职业院校作为培养机械制图人才的地方就显得尤其重要。机械制图作为职业学校的基础必修课,既有自身的知识框架结构,又关系到其他很多课程的学习进展,在学生的学习生涯中具有很重要的承上启下作用。但是在实际的机械制图的教学中仍然沿用传统的重理论轻实践的理念,因此在机械制图的实践教学中未建立起完善的导向型的教学体系,学生对于实践的掌握远远不够。加之机械制图是对实践要求较高的学习科目,其知识的抽象性与复杂性导致学生很难短时间内有学习的热情和积极性,因而也会导致机械制图教学目标难以完成。但是一体化教学模式的引进真正可以将社会实践同理论知识紧密联系起来,让学生形成对于机械制图的整体情感体验,不断完善好职业能力整体培养体系。通过制定不同特色的课程教学规划可以帮助整体把握机械制图的教学,在分阶段实现教学目标的过程中促进整体目标的不断实现。
二、一体化教学模式在机械制图中应用的具体措施
一体化教学模式的原则立足于社会实践,主要的目标是通过现代教学的各种手段来培养学生形成应有的机械制图方面的实践能力与工作能力。实现这一目标的教学措施如下:
1.教学内容创新化
在机械制图的一体化应用过程中一定要提高教师的专业知识和技能,全面提高教师个人的综合素质。顺应时代的潮流,这时候“双师型教师”的概念应运而生。在课堂的理论讲解过程中,双师型教师会根据实践需要进行重点理论知识的讲解以及特别强调好注意事项,引导学生对整体的机械制图知识有整体把握。同时在具体社会实践操作过中,教师还会结合课堂教授的知识进行操作示范,让学生密切理论联系实际。可见师资力量是否强大决定了学生是否可以掌握好机械制图方面的能力。
2.教学方法多样化
在传统的机械制图教学过程中,主要是教师通过传统的挂图、黑板等工具进行乏味的课堂讲解,但是由于机械制图本身的抽象性特点决定了普通的二维平面授课法不能满足学生对于机械制图理念的学习需求。相对于传统的机械制图教学模式,一体化教学更多地融合了现代的多媒体技术、三视图(如下页图所示)相关内容,并且加入了让CAD中的三维立体技术实现了二维图形与三维图形之间的相互转换。现代技术的结合使得图形的设计更为立体和直观,有利于学生形成更为具象的空间想象力。在日常学习的过程中,教师可将学生分成几个小组进行小组的独立学习探究,可以在多媒体教室内通过绘制各种不同的机械制图进行分组的比较,最终实现各小组间的讨论交流。与此同时,教师要发挥好引导作用,注意在具体学习的过程中要及时指导具体绘图细节,把握好课堂的整体教学气氛。最后通过几个小组间的讨论由教师进行归纳总结,得出课堂教学的主要目标结论,让学生形成自己独有的实践体验。
3.教学资源特色化
一体化理念被引用到机械制图课程当中,应该使其应用更加符合机械制图的特色,教师要发挥好主导作用,明确企业对于学生在机械制图方面的要求是什么,以便在教学环节中有针对性教学。另外,学校可以定期组织历届优秀毕业生回校与学生交流在工作岗位上的工作经验,具体分析在实践过程中可能会遇到的机械制图问题及所要注意的事项。学校要深入不同的企业进行教学方案的探究改编,结合以不同岗位、不同需求为出发点,最终使机械制图能够适用行业的生产需求,最终编写出带有学校特色的教学计划方案教材。
4.教学场地实践化
要想让学生真正掌握好机械制图的本领,就一定要给学生提供合适的机械制图加工实习的场地,让学生可以有真正动手实践的机会。学生通过实践会形成自己的心得体会,及时发现自己在实践中存在的问题,然后教师会针对操作中的问题给予针对性的指导。学校还应该利用好众多的企业资源,积极与各个企业建立良好的合作关系,组织学生到企业进行参观学习,企业也会为学生提供更多的亲身实践的机会。
三、在机械制图课堂上应用一体化教学模式的重要意义
1.提高学生的学习热情
随着素质教育的推进,一体化教学模式便是实现了教学方式由被动为主动的转变,颠覆了原有的灌注法教学模式。值得注意的是,在教学的具体情况下应该采用分组讨论的方式进行,这有利于增进师生之间的感情,让教师可以及时发现学生在学习当中存在的问题并得到必要的指导,最终让学生可以从自己的实践中得到相应的成就感。
2.提升学生的实践水平
传统的教学模式多采用灌注法,一般多以教师的讲授为主导,让学生处于被忽视的地位难以发挥好在课堂学习当中的主体性作用。但是在如今的新课改形势下,传统的“填鸭式”的教学已然不能很好地体现学生的主体地位。而一体化模式在机械制图中的应用则很好地弥补了不足,让学生在“学中做,做中学”,充分调动起学生参与机械制图学习的热情和积极性。一体化教学模式一方面可以拉近教师与学生之间的距离,方便师生之间在课堂教学中密切交流合作,使得机械制图的课堂教学效率大为提高。另一方面,一体化教学模式可以很好地实现理论知识与实践之间的紧密结合,因为课堂理论知识来源于实践教学,通过结合机械制图的实践案例,为课堂理论教学提供必要的素材。
3.加强学生机械制图的意识
在机械制图课堂教学中,一体化模式的推广引进可以帮助学生加强对机械制图的概念和意识。通过将学生分成不同的小组,利用分组讨论图样的尺寸并且认真完成工作表的填写。学生通过自主地探索机械制图的基本理念,可以获得成功的体验。小组之间通过团队的相互协作以及交流可以实现小组的预期目标。学生在具体的实践学习中会无形地锻炼自己的观察力、动手操作能力、想象力以及语言表达能力,在不断地发现问题与解决问题的过程中养成较为清晰的机械制图思维。在相互合作探究的活动中,学生既可以实现自身的价值,还会共同为了实现一个目标而不断探索发现,最终得到满意的结果。这样团队意识和理念很好地得以体现,进而会更加促进学生对机械制图一体化模式的认识和了解。
四、小结
综上所述,一体化教学模式可以弥补传统的机械制图教学模式的不足,进而实现社会实践与理论知识的紧密结合,使得机械制图的教学工作更具有导向性和实践性。在职业院校中,机械制图是机械类专业的一门重要的专业基础课程,一体化模式的运用可以利用现代化的教学手段和方式促进理论知识与实践教学相结合,鼓励学生充分发挥想象力来加深对于机械制图学习的动力和兴趣。同时,一体化教学模式还可以帮助学生提高动手能力,教师应该发挥好领导作用引导学生全程积极参与,获得深刻的教学实践体验和感受。
总而言之,在机械制图课上引进一体化的教学模式,学生可以积极主动加深对于社会实践的探究学习,在发挥想象力的前提下在自己的职业生涯中发挥好自己的优势,促进我国的机械制造业进入全新的阶段。
参考文献:
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