机电一体化的知识范文

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中图分类号：TH-39文献标志码：A文章编号：1672-3872（2016）02-0075-01

作者简介：邰伟（1981－），男，安徽阜阳人，助理工程师，研究方向：工厂（机械）设备管理

随着我国科技水平的提高，工程机械设备在现代化建设中得到了较大利用，特别在计算机信息技术领域中，为我国工程机械制造行业创造较大空间，也实现了社会经济的快速发展。机电一体化知识的应用为设备在维修、养护中创造了有利条件，改变了设备运行与设计，从而保障设备在运行中的良好质量。

1竖式预热器结构与原理

1.1结构

在钢厂冶炼过程中，一般是利用竖式预热器对活性石进行加工的。主要利用预热器中的石灰石，在预热器具有一定温度时加入相关材料。这样不仅能够保障石灰石原料的预热情况，还能提升物质的分解程度。后来，在生产过程中利用液压推杆来实现，主要将材料运送到回转窖中。竖式预热器在生产中的使用与传统的制作方式相比较，它不仅能在自身利用中提供较大方便，提升实际利用率，还能对生产成本进行控制。

1.2原理

竖式预热器系统在实际生产期间，要经过多个液压推杆来实施循环操作。但为了保证该系统在运行中生产质量以及生产效率的提高，还要控制好PLC控制柜。PLC控制柜在运行中是一个开关选择问题，在现场中能够进行有效操作[1]。如果在现场进行控制，竖式预热器中的控制箱就能对液压推杆的实际状态进行调整、控制。如果PLC控制柜被打开，就要对液压推杆进行调节、控制。如果竖式预热器中的控制箱在现场出现异常，要对PLC控制开关进行选择、调整，保证液压站以及液压杆实现正常运转。该设备在运行中延长了时间，也降低了故障发生率。推杆液压站的工作原理，主要是利用柱塞泵对油液进行抽取、过滤，然后在通电情况下回流到油箱中，该系统并处在卸荷状态。该油液是经过电磁流阀实现的，它控制着液压推油推杆油缸，在电液换向阀中进行调节，能够调节油缸速度，由于电磁换向阀具有双电磁铁，所以在磁铁通电与断电期间，能够对油缸中的运动状态进行控制[2]。

2预热器功能设计与故障判断

机械生产期间，要根据回转窖的实际情况，才能对预热板的材料数量以及当日的生产总量进行调整，这样才能保证合理的投入产出以及能源使用。因为推杆量能够利用它的运动方式进行计算，所以在生产期间，就要对推杆时间、推杆次数在部件运行中进行清零，并保证设备在运行期间的安全性和稳定性。

2.1监控画面分析

在上机位以及DCS监控画面中，要根据推杆间隔时间、挡板生产中的推杆总次数等因素进行设计，并保证PLC程序在格式转化过程中能够具有充足时间[3]。实际的设计过程要根据生产的实际情况对预热器系统进行设计，也要根据生产现场的实际情况对设备功能进行设计。在上机位以及DCS监控画面中，可以对各个推杆的实际动作情况进行观察，可以观察运动的前进过程、后退过程以及指示灯变化等。如果在监控画面中指示灯变绿，说明该过程比较到位；如果该指示灯为红色，说明没有做到位。操作人员要据指示灯的变化进行分析，并找出故障点的实际位置。如果液压推杆发生故障，就要将推杆箱实现手动操作。手动开关一般由前进开关与后退开关组成的，液压推杆在运动过程中能够在指示灯上显示。如果对已经发生的故障检修后，还要将开关实施自动状态，并保证推杆实现循环运作。

2.2监控画面应用

推杆液压站中油的温度、气压，冷却水温度，及出口压力、出口温度等因素都能在上机位以及DCS监控画面中进行动态观测以及显示。根据监控中出现的参数变化能够掌握系统各个环节的运行状况[4]。因为监控中的实际参数以及液压系统中的原理图都能对系统故障进行分析、排除。如果利用非冷却塔对冷却水实施强制性循环，油箱温度升高期间，就要对冷却水的流量以及温度变化进行观察，并及时对进水压力以及温度进行排除。如果推杆动作在变化中比较慢，推杆与硬件机械进行摩擦后，就要根据液压系统的原理图进行分析，并调整流量变化，从而实现推杆在运行期间的稳定性和流畅性。如果系统中的油压突然出现降低现象，就要对系统管路进行检查。机电一体化知识能够对生产中的系统功能实施调整与改进行为，能够根据设备中发生的故障位置进行判断，并对设备进行维修以及养护等。这样设备在运行与管理期间的质量不仅能大幅度提高，还能降低故障的维修时间和维修成本，从而实现经济水平的提升。

3结束语

机电一体化知识对设备管理以及故障诊断具有重要作用，不仅能提高设备的运行质量与运行效率，还能对设备实施养护以及维修。在工业建设与发展中，机电一体化知识尤为重要。

参考文献：

[1]王云江.故障诊断技术在机电设备运行管理中的实践应用[J].黑龙江科技信息，2014，（5）：43.

[2]李文博.机电液一体化知识在设备管理和故障诊断中的应用[J].科技与企业，2014，（19）：145.

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一、机电一体化与智能控制技术相关理论概述

（1）智能控制技术含义。智能控制技术作为一种具备很强针对性的智能化控制技术理念，是把运筹学理论、自动控制技术、信息论以及人工智能等诸多学科相关的研究成果相结合而成。（2）机电一体化体系内智能控制技术。在机电一体化的范畴里面，智能控制技术的核心特点就是在符合识别与环境识别方面，就传统方面控制技术而言，其集中在函数和运动学方程相关的数学物理模型上，而传统的智能控制在这一方面就有了很大的改善，同时，智能化控制技术可以优化成为混合式的控制形式，那么其具备了传统的控制技术相关特点的同时，还可以完成定量控制和开闭环控制等相关操作，这就能够很大程度的加强系统的效率。

二、机电一体化和智能控制技术融合的必然趋势

首先，将高新的光学技术和通信技术充分运用于机电一体化体系之中，这就能大幅提高其加工技术水平，强化其精细化程度；其次，这也可以加深对于有关机电一体化方面的研究；再次，现代机电一体化各方面的应用也会更具广泛性与适用性，尤其是在光纤技术、人工智能控制、神经网络技术等诸多创新科学领域均得到了长足的进步与广泛的运用。

三、智能控制技术对机电一体化体系的影响

（1）对机电一体化程序有效控制。在机电一体化的体系中，其操作程序作为整个系统运行最主要的指令发出媒介，而再对相关产品的精度与尺寸进行全面加工以编制出更完善的操作程序，这样才能够使其产品在加工之后实现智能化的效果，因此，对机电一体化体系中程序进行全面、有效的控制是其开展智能生产环节的关键及核心。（2）调整和完善生产方式。对于机电一体化里面生产实践而言，其智能控制技术得到最全面运用的即是优化相关操作流程、缩短实际加工期限等，这样才能够进行后期的复合型生产方式。（3）有效强化加工准确性。相比与传统的机电操作系统，全新的系统中融合了智能控制系统之后，加入了许多交流数字信息系统和全新高速芯片等，这样就能够让机电系统中机床的实践准确度最大程度的强化，而数控机床里面核心技术指标即为操作过程的加工精度，其中精度也是影响机床产品质量与合格性的直接因素。（4）使控制效能大幅优化。借助智能控制技术可以实现十分全面与强大的功能，尤其是在剪裁相关应用与模块化的设计方面，那么机电一体化在融入了智能控制技术之后，就可以在机电一体化体系里面实现只有智能控制技术才能够完成的相关功能，所以就可以有效确保机电一体化体系顺利而高效的实现其设计目标。

四、机电一体化与智能控制技术融合的应用

（1）智能控制在工业生产过程的应用。在工业生产方面大力使用智能控制技术可以最大程度的提高各方面的生产效率，而在工业的生产工艺相关过程内，能够在诸如神经元方面网络控制器以及专家控制器有关设计上融入智能控制技术。（2）智能控制在机电机械制造方面应用。就目前的机电相关机械制造方面而言，人力操作是占主导作用的，不过在高新科技和信息时代的引领下，以人力操作为主已经不能够适应时代的节奏，放眼于未来，机械制造是以智能化控制技术作为主要发展方向的，因此，有必要基于实际发展情况来将智能控制及其相关科学技术与传统的机械理论进行有效的融合，这不仅可以大幅节省人力操作，还可以让机械制造的准确性、高效性、耐久性均显著加强。（3）智能控制和数控相关领域逐渐融合。在机电一体化中的机械加工、模具制造等领域均离不开数控技术，由于这种新兴技术主要适用在模具制造和机械加工相关方面，因此其对于智能控制技术的标准和要求也十分高，一方面需要通过扩展知识有关处理功能来强化网络通信中的制造能力；另一方面需要加强运动决策与推理的模拟性及延伸性。正是由于智能控制技术可以最大限度的弥补与完善传统控制理论中信息模糊等方面的诸多不足性，所以智能控制技术才可以让数控技术实现既定目标并使最终效果不断优化。

机电一体和智能控制同是将来很长一段时间内的发展趋势。机电一体化的相关发展与智能控制相关发展虽然存在着一定的区别，但更为重要的是它们内在的紧密联系，因此，不断强化机电一体化与智能控制融合水平也会变为未来发展主导性的方向。在信息技术与科学水平不断发展的今天，我国科学技术水平发展中的关键因素之一就是运用合适的方式来让机电一体化与智能控制技术进行全面有效的融合。

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1引言

机电一体化是一门综合叉学科，它是由微电子技术转向机械工业领域发展过程中所衍生出来的。对于机械系统，它是机电一体化的主要内容之一，它的存在才能使机电一体化产品的功能得以实现，机电一体化在机械系统的不断推动下，其发展速度越来越快。相应的，随着机电一体化的不断发展，机械系统也其连带作用下，发展得越来越好，机械系统各方面的性能变得越来越成熟。因此，机械科学在机电一体化的作用下，在很多方面均发生了变化，制造设计、维护技术、人员培训等，总而言之，在机械工业的升级换代过程中，机电一体化是必然趋势。随着社会的不断发展，社会中出现越来越多的高新技术产业，由于机电一体化的纵多优点均比较突出，如广泛运用性、融合性、技术带动性等，其主导地位越来越明显，它大大推动了我国社会经济的不断发展。不断培养出机电技术专业的高级技术人才，是中职学校机电一体化专业的主旨和目标。在当今社会，机电一体化专业的高级技术型人才的社会需求量是非常大的，所以机电一体化专业的发展前景是非常好的。我国众多中职学校都开设了机电一体化专业，但在机电一体化专业课程体系的构件中还存在一定的问题，目前我校开设的机电技术应用专业课程一体化教学内容主要有：照明系统安装、电子元器件安装与调试、电机与变压器安装与维护、电力拖动与可编程控制、低压配电系统安装、低压电气设备调试等六科专业课程，而机械方面的教学内容却比较少，譬如液压、气压、机械传动等， 导致人才培养方面的不足。因此，本文对中职学校机电技术应用专业一体化课程机械教学进行探讨，是具有一定意义的。

2机电技术应用专业一体化课程机械教学的必要性分析

2.1机电技术应用专业人才需求及专业素质需求

2.1.1机电技术应用专业人才需求

随着科学技术的不断发展，各大企业的生产模式均产生非常大的改变。随着各个领域对计算机技术的运用越来越广泛，我国传统的产业结构均发生了较大的变化，其中就包括机电技术的应用。相应地，机电产品的种类越来越多，科技含量越来越高，这些产品的速度非常快、精度非常高，同时也充分体现出智能化、自动化、信息化等，因此，机电产品是一种科技融合的产物，所以，我国对机电技术专业的需求量将会越来越高。通过分析相关统计资料可知，在今后较长时间内，我国的专用设备制造业和电器机械业的发展将会越来越快，因此，机电技术应用专业人才一定要具备一定的机械方面的知识。

为了培养出更多的机电技术应用专业人才，进一步提高服务社会的质量，通过对一些相关的科研单位、大中型企业进行调查研究，可以发现这些单位均以智能仪器仪表、数控机床、模具制造和设计为重点产业、将高新技术作为主要增长点，综合应用各种机械，因此，这些企业均需机电技术专业人才来管理、检测、维修各种机电设备。综上所述，不管是新兴产业，还是传统产业，二者均需要大量的中职机电技术应用专业毕业生，其中，应届毕业生必须要具备一定的机械操作能力。所以，中职学校只有合理调整机电技术应用专业课程结构，将产业结构变化对机电技术专业人才需求作为作为关键点，不断提高学生的实践操作能力，不断完善机电技术应用专业一体化课程体系。建立的机电技术应用专业一体化课程体系一定要能够将职业教育的特征强调出来，要遵循综合型、应用型、实践型结合的原则，为使企业对机电技术应用专业人才的需求得到满足，机电技术应用专业毕业生不仅要熟知相关的专业理论知识，如管理、制造、检测、维修等，还必须要掌握一定的实践操作技能，如对机械产品的操作、编程、维修等。

2.1.2机电技术应用专业人才的专业素质需求

（1）对典型机电设备中频繁出现的故障具备维修的能力；

（2）对典型电器设备及机械具备调试、组装的能力；

（3）能够熟知机械基础知识，对机械装配图及零件图具备读识的能力；

（4）对一些常用的机床具备一定的检测能力，或者对一些简单零件具备一定的加工能力；

（5）对典型机械及电器设备的工作原理及基本结构具备一定的理解能力。

2.2机电一体化的核心技术

机电一体化的核心技术主要包括：

（1）械制造技术。因为该技术为机电一体化技术的基础，所以在机电一体化技术中，机械技术是非常重要的，它在机械制造、机械工艺、机械设计等方面，均存在较大的潜力。

（2）传动技术。传动技术，主要内容有磁力传动、机械传动、液压传动、气压传动、电力传动等。在微电子技术的支撑下，这些传统技术互相进行良性竞争、发挥自己的特长，充分发挥出各自的机械功能。

（3）自动控制技术。在最近几年中，该技术是非常活跃的，尤其是人工智能控制技术。机电一体化技术在自动控制技术的作用下，受到较大的影响。

（4）信息处理技术。该技术主要指计算机技术，尤其是单片机技术。在机电一体化技术中，所谓“电”，就是指通信技术、单片机技术、PLC技术。

（5）传感器技术。该技术包括不同物理量的传感器，尤其是一器多感技术。在最近几年，光纤传感器的发展越来越迅速，使机电一体化技术受到非常深远的影响。

2.3机电技术的发展前景

对于机电技术，这是一门边缘学科，它是在近几年才兴起的，机械制造产业技术革命的主要发展方向，可以从机电技术这门学科的发展速度中反映出来。机电技术是于1960年出现的，社会、经济、军事、生活等方面对机械制造技术的运用越来越广泛，各个领域在各种新技术的不断运用下，其产业均发生较大的变革。随着不断出现的高薪技术产业，大大推动了机械产业的发展，大大提高；额人类的生产能力。在机械工程方面，随着计算机和微电子技术应用的不断成熟，以及在机械制造业中的不断深入，进而出现了机电技术，使得机械产业在很多方面均产生很大的变化，如管理方面、技术结构、产品机构等，使工业化生产的模式进入以机电技术为主的发展阶段。

不难看出，在机电一体化中，涉及到很多机械方面的知识，如液压、气压、机械传动等，然而，目前的中职学校机电技术应用专业的教学内容并未涉及到很多机械方面的知识，因此，这不符合实际的职业工作任务，实际的工作岗位和毕业生的技能水平及知识结构出现严重的脱节现象，要想使中职学校的职业教育的人才培养目标成为现实，其难度是非常大的。所以，在中职学校机电技术应用专业一体化课程体系中，开展机械教学是非常有必要的。

3 结语

随着我国机电产业的不断发展，工业生产水平的不断提高，不同学科之间的相互渗透，机电技术在目前的工业科技中作用越来越大。不难发现，在现代企业设备中，机械设备的比重最大，大大拓展；额机电技术的应用领域，因此，中职学校机电技术应用专业一体化课程体系只有增设机械教学，才能提高机电技术应用专业人才的综合专业素质，才能更能满足当今市场对机电技术应用专业人才的需求。

参考文献：

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随着社会发展、科技进步，劳动力的成本不断增加，企业对工业机器人技术及柔性生产线技术的需求越来越强烈，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度也越来越高，并向着成套技术和装备的方向发展，机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。机器人作为一种高技术含量的设备，在使用过程中，其设计、制造、安装、调试、操作、维护等工作需要大量专业技术人员，随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升，对这类技术人员的需求变得越来越迫切。

机器人作为高科技的产物，涉及工业设计、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等多门学科。为此根据辽宁地域特点并结合本院的实际资源情况，确立机电一体化技术专业以常用机电设备为基础，以工业机器人及柔性生产线涉及的机械技术、自动化技术为主线的课程体系。

一、专业建设思路

作为高职院校，我院机电一体化技术专业实行“七三四”的办学模式。七即“七对接”，即机电专业与装配制造业对接，专业设置与职业岗位对接、课程标准与职业标准对接、专业课程体系载体与工业整体设备对接、具体课程载体与设备部件对接、课程内容与岗位任务对接、教学过程和生产过程对接；三即“三围绕”，即学校围绕市场转、专业围绕产业转、人才培养围绕企业转；四即“四岗定位”，设置“岗位基础知识+岗前技能训练+选岗实习+顶岗实习”的“四岗定位”职业岗位导向课程培训包。

二、课程模式

（一）将工业机器人技术与机电一体化技术专业有机结合，首先确立以机器人和柔性生产为载体的课程体系。

1.以机器人技术涉及的操作机和柔性生产线中的机械本体为载体，将各部分分解，确立机械技术学习链。

2.以机器人技术及涉及的控制器、伺服驱动系统和检测传感装置为载体，以柔性生产线技术中涉及的可编程技术、变频器、传感器及触摸屏为载体，将各部分分解，确立自动化技术学习链。

3.以机器人及柔性生产线为载体，对机械技术及自动化技术涉及的知识、能力、技术应用进行综合的训练和强化。

4.以机器人及柔性生产线为载体，完成整个机电一体化技术岗位所需职业能力的培训，实现对机电设备的维护、维修、设备改造、升级、开发等各个岗位的技术应用能力的掌握。

（二）依据上述四岗定位原则配备课程训练包。

技能训练包1：岗位基础知识训练课程。

该培训包课程主要进行机电一体化技术岗位基础知识训练；加强英语能力训练及工业机器人应用技术所需的数学知识的积累及普及计算机操作的训练。

技能训练包2：岗前基础型技能训练。

该培训包课程主要进行机电一体化技术岗前基本能力训练；包括机械、电子、电气基础技能的学习和训练。

技能训练包3：定岗加强技能型训练。

该培训包课程主要针对机电一体化技术固定岗位的典型工作任务进行技能加强训练。

技能训练包4：校企合作课程――选岗实习及顶岗实习。

选岗实习课程安排：依托本地企业，围绕市场，追踪技术的更新发展，不断调整、构建选岗实习课程体系，确立了以下四个选岗实习方向：工业机器人+机床维修技术综合应用方向；气动技术+机床维修技术综合应用方向；可编程技术+机床维修技术综合应用方向；单片机技术+机床维修技术综合应用。

具体安排：每个工厂设置一名教学工程师，学院每个方向配备一名指导教师，在企业内部的厂中校内完成训练任务；每周四天上午在企业学习工作，每周五布置任务在校内自主学习，指导教师每周五汇报总结。

参考文献：

[1]张洪涛.机电一体化专业与课程体系的构建 [J].黑龙江科技信息，2011（25）.