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中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0063-02
電控滑臺是自動化工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的直線驅(qū)動機構(gòu)。工業(yè)應(yīng)用中電動滑臺不僅需要良好的剛性和重復(fù)精度，其耐用性能，省力特性，負載能力都是在設(shè)計應(yīng)用中著重注意的參數(shù)。電控滑臺屬精密機械系統(tǒng)，它的良好設(shè)計與有效應(yīng)用可提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等方面都具備顯著的應(yīng)用價值。
1 精密機械系統(tǒng)設(shè)計的基本要求
1.1 技術(shù)性能要求
①功能特性；②精度；③靈敏性與平穩(wěn)性；④可靠性；⑤工作穩(wěn)定性。
1.2 經(jīng)濟性要求
①從設(shè)計階段就要進行價值分析，從價值工程的基本公式V（價值0=F（功能0/C（成本0來界定這三者的關(guān)系，以獲取高價值的方案為取向。②由精密機械系統(tǒng)各個組成部分的機構(gòu)工藝性來體現(xiàn)。具體來說，精密機械系統(tǒng)中所有的零、部件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工、裝配、維修；應(yīng)充分貫徹標準化、系統(tǒng)化、通用化等原則，以實現(xiàn)經(jīng)濟地生產(chǎn)。
2 電控滑臺應(yīng)用案例
2.1 案例工作條件
4.2 與維護
保養(yǎng)因運行條件與使用環(huán)境而異。當滾珠螺桿、直線導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動面的油已失去光澤或油量不多時，需更換油。
4.3 滑動平行度
為了符合滑動平行度的規(guī)格，必須安裝在規(guī)定平面度的金屬板上。
4.4 防振系數(shù)
主要通過與電控滑臺配套的驅(qū)動器設(shè)置，使得電控滑臺可平滑流暢地進行起動或減速。避免負載在受到?jīng)_擊的環(huán)境下使用，提高整體使用壽命。
5 結(jié) 語
中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0116-01
煤礦資源是人們賴以生存的基礎(chǔ)，對我國的物質(zhì)文明建設(shè)起著重要作用。目前，煤炭開采已走向自動化發(fā)展道路，而礦山機電設(shè)備的合理利用將直接決定煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，因此探討煤礦機電設(shè)備安裝注意事項具有重要意義。
1 煤礦機電安裝工程的基本特征
現(xiàn)代化煤礦企業(yè)嚴重依賴于礦山機械，機電安裝工程基本覆蓋所有機械化采煤工序，因此研究礦山機電安裝工程具有現(xiàn)實意義。機電安裝工程表現(xiàn)為復(fù)雜性和系統(tǒng)性。一方面，它是對機電一體化技術(shù)和數(shù)字自動化技術(shù)等先進技術(shù)、機械工程及儀器儀表等學(xué)科的交叉運用，涉及的知識較多；另一方面，由于機械制造水平與日俱增，礦山機電設(shè)備的精密程度也愈來愈高，更新?lián)Q代速度也非常迅速，安裝工作流程也要隨時代變化而變化，因此增加了機電安裝的難度，這需要機電安裝人員適應(yīng)時代的發(fā)展，努力提高綜合素質(zhì)能力。
電氣特性作為礦山機電設(shè)備的基本特征之一，是機電安裝過程中不可忽視的因素。礦山安裝作業(yè)中常用電氣標準來指導(dǎo)安裝過程，倘若與電氣標準背道而馳，則可能會引發(fā)電氣安全事故，造成機電損傷，耽誤礦山正常生產(chǎn)。
2 煤礦機電設(shè)備安裝過程應(yīng)注意的事項
礦山機電設(shè)備大多數(shù)為重型設(shè)備，與其他行業(yè)的機電安裝工程相比，安裝工藝更顯復(fù)雜。由于礦井洞口和巷道空間受到限制，礦山機電設(shè)備難以以整體的形式直接運輸?shù)桨惭b位置進行安裝調(diào)試，一般需要經(jīng)過拆分運輸、安裝、調(diào)試三個階段。針對礦井的生產(chǎn)條件不同和所選設(shè)備的種類差異，安裝工序也需要做出相應(yīng)調(diào)整，本文以棗莊大興礦業(yè)有限責(zé)任公司2東303工作面和2北203工作面的采煤機下行安裝為范例，來說明礦井機電設(shè)備安裝過程應(yīng)注意的事項。
2.1 機械系統(tǒng)的運輸、安裝與調(diào)試過程中應(yīng)注意的事項
購置的采煤機經(jīng)過出廠調(diào)試和空載實驗檢驗后，機電作業(yè)人員著手采煤機的拆卸準備，根據(jù)作業(yè)拆解規(guī)程，按照一定的順序?qū)⒉擅簷C整體分解成若干部件，然后再以一定順序運輸至井下（如以從左至右的順序，依次將左滾筒、左搖臂、左滾筒、左牽引部、電控箱、右牽引部、右搖臂、右滾筒運輸至井巷內(nèi)），運輸方式的選擇應(yīng)符合礦井的實際生產(chǎn)條件和運輸通過能力。
（1）運輸過程注意事項。裝車前工作人員應(yīng)當詳細檢查起吊設(shè)備的鉤環(huán)和鋼索是否完好無損，起吊時應(yīng)當把握好采煤機部件的重心所在，采取措施將運輸部件捆綁牢固，避免其在空中搖晃，處于起吊區(qū)域的工作人員應(yīng)當戴好安全帽。下井時絞車應(yīng)當具備較好的制動裝置，速度應(yīng)當控制在0.5 m/s以內(nèi)，保證空中運輸安全。井下運輸時注意不得以連桿、活塞、軟管等脆性部位作為牽引著力點，同時也要避免這些部位與其他部件碰撞。
（2）安裝過程注意事項。當采煤機拆分部件運輸至指定位置后，便要開始準備整機對接工作?？偟膩碚f，整機對接時應(yīng)遵循“管路組裝在前、機身組裝其后”的原則，即在機身組裝之前先將連接機身的電纜與水管對接好。機身組裝時首先考慮搖臂上、下拉桿的聯(lián)接，采用配套手壓泵以交替的方式分別對連桿間的液壓螺母兩側(cè)進行打壓，其最終目標是使得對接面完全貼合，不留一絲縫隙。將搖臂對接完畢后，著手滾筒安裝事項。若采煤機左右滾筒因地形條件限制不能實現(xiàn)順利安裝時，在完成液壓和電氣系統(tǒng)組裝后可以考慮將與滾筒安裝相關(guān)的采煤機部件牽引至地域較為寬闊的井巷內(nèi)，再進行滾筒安裝調(diào)試，調(diào)試時應(yīng)注意滾筒的轉(zhuǎn)向是否符合圖紙設(shè)計要求（左滾筒按逆時針旋轉(zhuǎn)、右滾筒按順時針旋轉(zhuǎn)），此外還要特別注意刮板輸送機、采煤機和液壓支架間的幾何配套尺寸檢查，確保它們之間尺寸配套良好，尤其是采煤機機頭和機尾部位。
2.2 電氣、液壓、水系統(tǒng)安裝調(diào)試時應(yīng)注意的事項
（1）電氣系統(tǒng)安裝時應(yīng)注意的事項。電氣安裝過程中將連接采煤機電路的電纜接至主電纜后，需要用蓋板將各線纜蓋嚴以防止線路破壞。如果蓋盒內(nèi)各種管線數(shù)量較多，造成穿線空間擁擠，首先應(yīng)盡量將水管、電纜等管路扯直，必要時可先剝離一段電纜的防護外套再穿。待采煤機和各配套系統(tǒng)組裝完畢后可以進行設(shè)備調(diào)試，上電時應(yīng)檢查各操作設(shè)備和遙控裝置是否運行可靠，如果發(fā)現(xiàn)遙控效果不理想時，可從兩方面進行排查：一是檢查遙控裝置本身是否存在問題；二是判斷天線連接是否通暢，如果操作設(shè)備（如紅外操作鍵盤）存在故障時，也可從設(shè)備自身和信號連接兩方面進行排查，對于信號干擾現(xiàn)象，應(yīng)排查干擾源并采取措施進行抑制。
（2）液壓系統(tǒng)安裝時應(yīng)注意的事項。液壓管路內(nèi)液壓油添至適中，并確保無漏液現(xiàn)象，保證制動器的啟動壓力。
（3）冷卻水系統(tǒng)安裝時應(yīng)注意的事項。在沒有安裝冷卻水系統(tǒng)前禁止啟動采煤機。水路管道的管徑應(yīng)盡量保持一致，以保證水流量穩(wěn)定。如果冷卻水含雜質(zhì)較多，可在采煤機進水口處增加一級過濾器，過濾等級要求不必要很高，只要能保證過濾明顯顆粒物且易于更換即可。
3 結(jié)語
礦山機電是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，加強機電安裝管理對于煤礦企業(yè)運營具有非常重要的意義，其安裝成果直接影響企業(yè)的生產(chǎn)能力與效率。各礦井具體生產(chǎn)條件不同，因而選擇的礦山機械類型也會不一樣，因此安裝過程和安裝注意事項存在差異，本文是從采煤機安裝角度來說明問題，如果在安裝調(diào)試中采取了有效措施，大部分機電安裝問題都能迎刃而解，當然，加強機電安裝技術(shù)培訓(xùn)和提高施工隊伍的整體素質(zhì)也是十分必要的，通過綜合完善的管理辦法來確保礦山機電安全，進而為我國煤炭行業(yè)發(fā)展注入強勁動力。
參考文獻
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：
機電一體化也稱作電子學(xué)，它是由英文機械學(xué)Mechanics與電子學(xué)Electronics的結(jié)合為一的。由于機電一體化技術(shù)的日益完善，其在電力排灌站中得到了更全面的應(yīng)用，在節(jié)能減排和容易操作控制方面有著重要的意義。本文主要從機電一體化技術(shù)的發(fā)展過程、發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面著手進行闡述，并對機電一體化技術(shù)在電力排灌站方面的應(yīng)用做出了一些淺論。
一、機電一體化技術(shù)概述
1.1機電一體化技術(shù)概況與主要使用領(lǐng)域
由于電子計算機技術(shù)的發(fā)展與廣泛使用，使得機電一體化技術(shù)有了良好的載體。這促進了機電一體化技術(shù)的迅速進步提升，所以人們對于機電一體化技術(shù)也有了更全面的理解和運用。它能將各種技術(shù)運用結(jié)合起來，同時應(yīng)用到實際的各種產(chǎn)品生產(chǎn)或是控制過程中去?，F(xiàn)今機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為一些行業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵組成部分。
它的快速展使得它已經(jīng)融入到各類產(chǎn)品的各個行業(yè)和部門。尤其是在數(shù)控機床和PLC的高級應(yīng)用等方面。并且其在機械領(lǐng)域中的電子化的機床和電子計算機集成系統(tǒng)等方面的應(yīng)用尤為普遍。由于其的使用，機電一體化的數(shù)控機床相較于普通機床，使用起來也更為方便和簡易，也使其生產(chǎn)的產(chǎn)品精確和廢品率降低。這些都是機電一體化的發(fā)展應(yīng)用在機床方面的影響。在計算機集成制造系統(tǒng)中，它將各個部門結(jié)合起來，完成相互之間的合理溝通與傳遞，形成以制造為主干，完成“物流”和“信息流”的溝通。
1.2機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程
機電一體化技術(shù)的發(fā)展大致可以分為三個階段：
開始階段為上世紀六十年代以前。在這個階段中，利用電子技術(shù)來使得各種產(chǎn)品的使用更簡單和好用是主要目標。其中在二戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭中為了得到性能更加優(yōu)異的軍用技術(shù)，也客觀的地促進了機械與電工與電子的相互結(jié)合。由于當時的機械技術(shù)與電子技術(shù)并不完善，并且存在著一定的缺陷，因此由它們結(jié)合所產(chǎn)生的機電一體化，并不能夠廣泛應(yīng)用，但是也顯示出了其還具有很大的發(fā)展空間。過渡階段為上世紀七十至八十年代。在這個階段中，機電一體化技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。各種科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，給機電一體化的發(fā)展帶來了新的機遇，也為其發(fā)展奠定了良好的基石。最終階段為上世紀九十年代至今。在此階段中，機電一體化逐步轉(zhuǎn)向智能化發(fā)展。這是一個深入研究、開發(fā)和完善的階段。在機電一體化的基礎(chǔ)上進行其他相關(guān)的建模設(shè)計等，并進行研究和探討，建立起了完整的科學(xué)體系，使其進入了系統(tǒng)化的時代。
1.3機電一體化技術(shù)的發(fā)展展望
在21世紀初期，我國機械工業(yè)增長方式發(fā)生著重大改變，為其能夠健康的發(fā)展，機電一體化技術(shù)迫切需要進行改變和進步，從而有效的促進了以數(shù)字化、智能化為特征的機電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展及進步。機電一體化技術(shù)是在多種技術(shù)進步后才有所前進的，它的發(fā)展依據(jù)于其他技術(shù)的進步，機電一體化技術(shù)的進步也刺激著其他技術(shù)的延伸?？v觀機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程，機電一體化的未來主要從以下幾個項目進行改進：
微型化，微機電系統(tǒng)就是MEMS器件和系統(tǒng)的進展。如微型構(gòu)件和微型傳感器等的開發(fā)，使得MEMS器件得到了廣泛應(yīng)用，同時使得機電一體化技術(shù)的微型化得到重視。網(wǎng)絡(luò)化，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及，使得基于因特網(wǎng)的遠距離監(jiān)視和控制技術(shù)在機電一體化的總體布局中可以使用。智能化，基于模糊技術(shù)與信息技術(shù)，特別是軟件技術(shù)和芯片技術(shù)的發(fā)展，在機電一體化的未來發(fā)展中能夠使得應(yīng)用更加方便。數(shù)字化，數(shù)字化主要體現(xiàn)在CPU的發(fā)展和電子計算機技術(shù)的大幅度提高。創(chuàng)造了數(shù)字化設(shè)計與創(chuàng)作生產(chǎn)的基礎(chǔ)，例如虛擬設(shè)計和計算機集成制造等。綠色化，機電一體化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品的綠色主要是指不對環(huán)境造成損害，并且能夠回收利用，創(chuàng)造財富。工業(yè)的發(fā)展給人們帶來了方便和舒適，但同時使得環(huán)境收到嚴重的污染，人們呼喚保護環(huán)境，綠色產(chǎn)品成為人們推崇的目標。
二、機電一體化技術(shù)在電力排灌站中的應(yīng)用研究
2.1機電一體化技術(shù)在電力排灌站應(yīng)用中的問題
機電一體化技術(shù)在電力排灌站中的使用也是非常關(guān)鍵的,所以因為其有效與實用的特點，機電一體化技術(shù)在電力排灌站中的應(yīng)用也逐漸深入與全面。但是與此同時，其在電力排灌站中的應(yīng)用也仍同樣存在著很大的發(fā)展空間?？v觀現(xiàn)在的各種大小的電力排灌站，多數(shù)電力排灌站在管路的布置方面仍存在這一定的問題。例如機電一體化技術(shù)未能在其中合理的使用與布置，那么解決這種問題，就要在未來的機電一體化化技術(shù)在使用時，要對原來的電力排灌站不適當?shù)牡胤竭M行科學(xué)改進，讓機電一體化技術(shù)在電力排灌站了利用中充分發(fā)揮其優(yōu)勢，使其能夠在電力排灌站中“物盡其用”。2.2機電一體化技術(shù)在電力排灌站應(yīng)用中的注意事項
機電一體化技術(shù)在電力排灌站工程設(shè)計方面也要尤其注意，在目前運行中的一些電力排灌站中，普遍存在著一些如：電機容量較小、機組臺數(shù)少和單擊容量小等一些問題。同時也應(yīng)注意到，在電力排灌站的運行使用過程中，在水泵選擇、管路設(shè)置與電機匹配三個方面進行發(fā)展擴展與改進也是非常關(guān)鍵的問題。針對這些不好的狀況，應(yīng)該在以下幾個方面對其進行改進，增強對機電一體化技術(shù)的使用能力、提高運行的效能和達到節(jié)約能源的原則目的。具體方法如下：
首先，水泵的選擇極其重要。在電力排灌站的水泵選擇時，一定要注意，不能選擇過量容量的水泵，不能把水泵容量和設(shè)計揚程將其適當?shù)脑龃?，只需有適當?shù)拇嬖谝欢ǖ母辉Ａ考纯?。并且不能滿足應(yīng)用量的小容量水工泵也同樣不能選擇。水泵與電力排灌站的合理的匹配才是最重要的。因此，要想在利用機電一體化技術(shù)的同時，提高電力排灌站的工作能力，這是一個不容忽視的環(huán)節(jié)。
其次，管路的布置與電動機的合理匹配也很重要。最有利和最合理的管路布置才能夠使得資源不被浪費。同樣也能節(jié)約電機使用中能量的損失。另外，電動機的合理匹配在電力排灌站中也非常重要，因為電動機的負載率嚴重影響著其合理使用。如果過高的話會使得整個系統(tǒng)存在一定的使用難度，而過低話又會浪費其固有能源，因此在使用之前要對其各項指標進行相關(guān)調(diào)配是至關(guān)重要的。所以使其達到一個合理的利用狀態(tài)，對電力排灌站的運行發(fā)展也有著非常重要的意義和作用。
最后，節(jié)能問題也要加強重視。在裝機臺數(shù)較多的電力排灌站中，可以通過多臺變壓器一起工作并做相關(guān)調(diào)節(jié)的方式來提高供電可靠性。眾所周知，變壓器的效率與損耗和負載存在一定的比例關(guān)系。因此，工作人員要提前做好損耗曲線分析，在實際運行中要根據(jù)負載的變化，增加或減少變壓器的臺數(shù)來達到節(jié)能的目的。
三、總結(jié)
機電一體化技術(shù)在電力排灌站中得到了充分的應(yīng)用，但也存在許多相關(guān)的問題。隨著科學(xué)的發(fā)展，這些狀一定會逐漸的改進，以達到節(jié)能和便利的作用目的。機電一體化技術(shù)是多個學(xué)科共同發(fā)展的產(chǎn)物，它不單獨依靠于任一學(xué)科，但同樣脫離不開任一學(xué)科，是社會科學(xué)發(fā)展的成果。機電一體化技術(shù)廣泛應(yīng)用到了各種領(lǐng)域中，使得機械產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大的變革，傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法正發(fā)生著戰(zhàn)略性的變革，新的技術(shù)和新的方法等著我們?nèi)グl(fā)掘和創(chuàng)造。
參考文獻：
[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004
中圖分類號：G718 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2017）06-0255-01
《機電一體化組裝與調(diào)試》這門課是機電專業(yè)的主修課程，它主要是在亞龍YL-235A型光機電一體化實訓(xùn)裝置上，完成具有一定生產(chǎn)功能的機電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試任務(wù)，并在完成這些任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)專業(yè)知識和技能。從2007年起，教育部每年都舉辦了全國機電設(shè)備組裝與調(diào)試競賽，來促進老師和學(xué)生技能水平的提高。在平時的技能大賽訓(xùn)練中，學(xué)生選手經(jīng)過了大量訓(xùn)練，在組裝機電一體化設(shè)備、連接電路與氣路時動作規(guī)范、操作熟練，編寫程序時思維嚴謹敏捷。但是在技能大賽中學(xué)生是有分工的，其中一個學(xué)生負責(zé)機械裝配，另外一個學(xué)生負責(zé)編程和調(diào)試，老師也可以就一些具體問題進行一對一指導(dǎo)，總體訓(xùn)練效果較好。而對于整個一個班大概有40人，而我們的實訓(xùn)臺只有9臺，如果按正常的分工，那實訓(xùn)設(shè)備遠遠不夠。而且每兩個人在配合的過程出現(xiàn)問題會相互推托，如何在實訓(xùn)設(shè)備不足的情況下又能使學(xué)生很好的掌握組裝與調(diào)試這兩項技能就成了機電一體化組裝與調(diào)試教學(xué)的主要問題。為了解決以下問題，我做了以下嘗試，取得了較好的效果。
1.明確學(xué)生現(xiàn)狀，找準學(xué)生的需求
要根據(jù)班上不同的學(xué)生群體，進行問卷調(diào)查，找出學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的困難所在，提出解決的方法。而且根據(jù)不同的學(xué)生群體制定不同的教學(xué)計劃，給予不同的任務(wù)，從而使每個同學(xué)都能在實訓(xùn)過程中有事干，并且能按時完成自己的任務(wù)。
2.以理論知識為基礎(chǔ)，加強實訓(xùn)教學(xué)
這門課程主要采取項目式教學(xué)，每個項目按施工任務(wù)，施工前準備，實施任務(wù)進行。施工前的準備主要是學(xué)生們對項目描述的理解和設(shè)備圖樣的識讀，我們主要采用了PPT和微課教學(xué)，例如在項目一送料機構(gòu)的組裝與調(diào)試這一項目中，如果直接讓老師或?qū)W生直接閱讀項目描述的這一部分內(nèi)容并讓學(xué)生總結(jié)，大部分學(xué)生可能會覺得很枯燥，而沒有興趣，所以老師可以提前錄好送料機構(gòu)工作過程的小視頻和采集相應(yīng)的圖片來制作PPT，這樣既能能直觀、生動、地展示教學(xué)內(nèi)容，又節(jié)省出了許多時間，極大的調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并且在每一個工作任務(wù)中，要整合專業(yè)知識和工作過程知識的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明確“做什么、學(xué)什么”，進而讓學(xué)生們學(xué)習(xí)有用、夠用的專業(yè)知識與技能。
3.培養(yǎng)“小老師”帶動其他學(xué)生
在《機電一體化組裝與調(diào)試》實訓(xùn)課教學(xué)中，實訓(xùn)設(shè)備遠不能滿足兩個人一臺實訓(xùn)設(shè)備的要求，而且在每次實訓(xùn)課只有一個指導(dǎo)老師，每個項目的組裝與調(diào)試系統(tǒng)性強，每出現(xiàn)一個小問題就可能涉及到機械裝配、電路連接、氣路連接、程序以及變頻器的參數(shù)設(shè)置等，需要要一級一級來查找，這樣一個小的故障可能就要耗費很多時間，導(dǎo)致其他組在出現(xiàn)問題而不能得到及時解決而白白的浪費了時間。所以培養(yǎng)了一小部分資質(zhì)較好并且愿意先學(xué)的學(xué)生，能夠具備獨立的解決問題能力，這樣就能在每次實訓(xùn)課上充當每組的小組長和老師"小幫手"。在每節(jié)實訓(xùn)課前，指導(dǎo)教師總體分配教學(xué)任務(wù)，強調(diào)實訓(xùn)過程中的注意事項，然后由小組長對自各的組員進行分工，組內(nèi)每個成員任務(wù)必須要分工明確并均等，并把每個同學(xué)的分工在一張紙上，最后老師依據(jù)學(xué)生具體完成情況，進行考核評分。每次所得成績計入期末考試總評成績，占成績的20%。因為最后指導(dǎo)成績會計入期末成績中，并且學(xué)生們分工明確，每個人都有各自的任務(wù)，學(xué)生實訓(xùn)時的積極性和平時相比大大提高，為了完成自己的任務(wù)并能有一個好的成績，盡自己最大的努力來完成分配給自己的任務(wù)，實訓(xùn)過程中偷看手機，胡亂跑無所事事的現(xiàn)象明顯減少幾乎消失。
4.規(guī)范有序的組織學(xué)生進行訓(xùn)練
有規(guī)范、有序地組織學(xué)生進行職業(yè)訓(xùn)練，是我們職業(yè)學(xué)校實訓(xùn)的根本目的。為了讓我們的學(xué)生規(guī)范、有序地學(xué)習(xí)和掌握機電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試，按照由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合，由一般功能到特殊功能的循序漸進的原則，組織教學(xué)項目和規(guī)劃工作任務(wù)，這樣更符合中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生的認知心理和認知特點。因此，按簡單裝的皮帶輸送機拆裝到由圓盤、機械手和皮帶輸送機的組裝，單一部件的單一功能到組合部件的多種功能的順序，將一個個工作任務(wù)呈現(xiàn)在教材中，讓學(xué)生一步一步地向全面掌握機電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試。提升學(xué)生的職業(yè)能力。
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）46-0266-01
引言：目前，機電一體化系統(tǒng)主要包括機械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)，而不同系統(tǒng)之間的通信以及指令的交流是通過接口實現(xiàn)的。接口是機電系統(tǒng)的有機組成部分，科學(xué)合理利用接口，可以合理簡化系統(tǒng)信息傳遞的復(fù)雜度，使機電系統(tǒng)各個部分有機地連接起來。所以，科學(xué)合理利用接口可以直接提高機電一體化產(chǎn)品的使用功能，這就需要科研工作人員積極創(chuàng)新接口技術(shù)，從而滿足現(xiàn)代市場對機電一體化接口技術(shù)的需求，進一步提高機電一體化產(chǎn)品的品質(zhì)。
一、 機電一體化系統(tǒng)中接口技術(shù)概述
1.1機電一體化系統(tǒng)中接口技術(shù)的作用
機電一體化產(chǎn)品就是將機械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)有機地結(jié)合在一起，這樣就可以同時利用機械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)各自的優(yōu)勢部分，從而擴展其應(yīng)用的范圍。而機械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)是利用接口來進行信息交流的，同時其可以起到調(diào)節(jié)、匹配、緩沖等功能，進行電平的轉(zhuǎn)換，提高輸出負載能力，這樣就可以顯著改善機電一體化系統(tǒng)的性能。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，很多科研研究工作人員利用抗干擾材料優(yōu)化接口，從而防止各個模塊之間的相互影響；利用光電隔離器可以有效地將控制部分與電子部分相互隔離，從而防止系統(tǒng)之間的相互干擾，提高機電產(chǎn)品使用的可靠性；另外很多接口可以實現(xiàn)電路電平的轉(zhuǎn)換，這樣就實現(xiàn)了不同部分之間的電平匹配，從而保證后續(xù)電路能夠正常工作，提高機電產(chǎn)品的工作效率。
1.2 機電一體化系統(tǒng)接口技術(shù)的原理分析
現(xiàn)在市場上機電一體化產(chǎn)品很多，不同的產(chǎn)品具有不同的工作原理，同時滿足不同的需求，因此其利用的接口技術(shù)也就存在很大的差異。因此若要利用不同廠家生產(chǎn)的模塊組成新產(chǎn)品時，就要了解到這些差異，再進行不同接口之間的匹配。目前科研工作人員將接口大致分為機電接口和人機接口。機電接口就是機械驅(qū)動機構(gòu)與不同傳感器之間的接口，其可以有效采集模擬信號的輸入與輸出，然后根據(jù)具體需求，為機電產(chǎn)品提供相應(yīng)的工作電壓與電流，這樣就保證機電產(chǎn)品工作在規(guī)定的狀態(tài)；人機接口就是機電產(chǎn)品操作工作人員與計算機之間的接口，其可以將操作工作人員的指令傳輸給計算機，在利用計算機信息傳輸網(wǎng)絡(luò)進行編碼，之后將數(shù)據(jù)信息傳遞到規(guī)定的部分，這樣就實現(xiàn)了操作工作人員控制機電產(chǎn)品的目的。
二、 接口技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中應(yīng)用分析
在機電一體化產(chǎn)品中，接口技術(shù)大大簡化了各個子系統(tǒng)之間的聯(lián)系方式，提高了產(chǎn)品的運行穩(wěn)定性與可靠性，同時降低了機電產(chǎn)品的開發(fā)成本，這促使了更多人使用機電一體化產(chǎn)品。下面就接口技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用進行詳細的分析與探討。
2.1 機電接口技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
2.1.1 機電接口用來采集模擬輸入信號
機電接口可以作為機電一體化系統(tǒng)的模擬輸入接口，一方面將傳感器采集的外界信號輸入到機電系統(tǒng)，該信號可以反映機械運動的狀態(tài)，從而反饋給控制中心，進而使機械運行在規(guī)定的狀態(tài)；另一方面接口采集的電壓或者電流等信號很微弱，需要進行一定程度的放大，這樣機電系統(tǒng)才能進行識別，所以接口又可以起到放大的功能。因此只有利用接口技術(shù)，機電系統(tǒng)才能對外界信號進行有效地分辨，才能將機械部分與電子部分有機結(jié)合在一起。
2.1.2 機電接口用來輸出信號
機電接口可以作為機電一體化系統(tǒng)的模擬信號輸出接口，保持機電產(chǎn)品的正常運行。機電接口就作為機械部分與電子部分的通信橋梁，那么電子部分才能有效識別機械輸出信號，從而控制機械的運行狀態(tài)。這主要是通過機電接口將微控制器輸出的控制信號轉(zhuǎn)換成機械部分能夠識別的模擬電壓信號或者模擬電流信號，從而實現(xiàn)機電一體化產(chǎn)品的智能化與信息化控制，提高控制效率。
2.1.3 機電接口用作開關(guān)信號
機電接口同樣可以作為機電一體化系統(tǒng)中的開關(guān)信號。在機電一體化系統(tǒng)中，存在很多開關(guān)，那么為了保證其能夠正常運行，要對機械部分與電子部分進行接口設(shè)置，使其能夠正常通信。復(fù)雜的機電一體化系統(tǒng)存在很多指示燈、繼電器、以及接觸器等，通常這些器件的通斷都設(shè)置有指示燈，那么就要利用機電接口來處理信號的模擬與輸入狀態(tài)。
2.2 人機接口技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多機電產(chǎn)品都采用圖形用戶界面GUI來實現(xiàn)其操作控制，這就需要利用人機接口技術(shù)。人機接口技術(shù)主要作用就是將機電產(chǎn)品操作工作人員的指令轉(zhuǎn)換為微控制器能識別的信號，從而實現(xiàn)操作人員與微控制器的信息交流，從而使機電產(chǎn)品工作在指定的狀態(tài)下。目前大型機電產(chǎn)品，如工控機等，其人機接口主要是利用鍵盤輸入接口與界面顯示等進行。在這個過程中，操作人員可以利用鍵盤輸入規(guī)定的機械運行參數(shù)信息，同時利用計算機界面進行顯示，并可以進行實時控制，靈活改變參數(shù)，從而實現(xiàn)智能化管理，這樣就把操作人員與計算機控制系統(tǒng)、鍵盤與計算機系統(tǒng)有機聯(lián)系起來。
三、 接口技術(shù)在機電一體化系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項
由于機電系統(tǒng)通常比較復(fù)雜，因此各個子系統(tǒng)之間都是通過接口聯(lián)系起來的，所以機電產(chǎn)品操作工作人員將各個子系統(tǒng)有機組合在一起時，要注意接口之間的匹配問題，要滿足機電產(chǎn)品的性能需求。要提高機電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量，必須要科學(xué)合理選擇與運用接口技術(shù)；同時只有結(jié)合實際情況，認真調(diào)試機電一體化產(chǎn)品的接口，不斷嘗試，才能找到最佳接口通信策略，提高機電產(chǎn)品的穩(wěn)定性與可靠性。通常來講，雖然各個子系統(tǒng)處于最佳的工作狀態(tài)，并不能保證組合的系統(tǒng)就處于最佳的工作模式，這需要工作人員進行子系統(tǒng)組合之后，進行系統(tǒng)測試與子系統(tǒng)接口的智能調(diào)試，才能及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高機電產(chǎn)品的質(zhì)量；人機接口還要滿足客戶的需求，符合工作人員的操作習(xí)慣，這樣就需要根據(jù)具體需求進行適當調(diào)整。
四、總結(jié)
隨著機電一體化系統(tǒng)的快速發(fā)展，機電產(chǎn)品變得日益復(fù)雜，因此需要解決各個模塊之間的通信等問題，這樣接口技術(shù)就應(yīng)運而生，快速地發(fā)展起來，而且變得更加重要，同時新接口技術(shù)的發(fā)展進一步促進機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展與進步。根據(jù)具體情況，不同的機電一體化系統(tǒng)需要不同的接口設(shè)計，而其接口性能的好壞與機電一體化系統(tǒng)的質(zhì)量有直接的關(guān)系，影響機電產(chǎn)品的運行穩(wěn)定性與可靠性，所以要認真研究機電一體化系統(tǒng)相關(guān)接口新技術(shù)。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 ：技工學(xué)校 機電一體化 教學(xué) 改革
機電一體化是將機械和電子技術(shù)集成起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱，其發(fā)展直接推動了產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)的智能化，深刻影響著人們生活的方方面面。
我國機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，成績顯著，但問題也是顯而易見的。如何實現(xiàn)機電一體產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，是國家、企業(yè)關(guān)心的問題，必須解決以下兩個問題：其一，要實現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的高效性，持續(xù)發(fā)展；其二，研制人性化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進生產(chǎn)升級，產(chǎn)品換代，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。
機電行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化組合，機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，使得行業(yè)的人才需求格局發(fā)生了很大變化。用人企業(yè)不但急需一線技能型操作人才，更渴求綜合素質(zhì)高，具備機、電技術(shù)綜合應(yīng)用知識的技能型人才。為了適應(yīng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，滿足企業(yè)的用人需求，技工學(xué)校有必要對機電一體化技術(shù)專業(yè)進行改革調(diào)整，建立一個科學(xué)而完善的、具有高級技工教育特色的教學(xué)體系。
針對上述狀況，本文分析了目前大部分技工學(xué)校在機電一體化教學(xué)中存在的部分問題，闡明了以崗位工作技能為知識目標、職業(yè)道德素養(yǎng)為導(dǎo)向的機電一體化教學(xué)改革的方向。
一、部分技工學(xué)校機電一體化教學(xué)體系中存在的問題
1.專業(yè)課程體系設(shè)置不科學(xué)
目前，技工學(xué)校機電一體化專業(yè)課程課時主要分配于“電”與“機”，在僅有兩年的課時時間內(nèi)，還以機械類課程設(shè)置為重點，導(dǎo)致電類方面的課程時間安排不夠，也就達不到應(yīng)有的教學(xué)培養(yǎng)標準。這與目前“機電一體”的教學(xué)目標不相符，很容易導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與實際操作脫節(jié)，不能有效地配合機電一體化專業(yè)教學(xué)與設(shè)備操作的教學(xué)需求。
其次，機電一體化教學(xué)是以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的，要求理論知識的傳授與操作能力、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)相結(jié)合，且貫穿教學(xué)全過程。但部分技工學(xué)校卻因設(shè)備或師資等方面不足而以理論知識教學(xué)為主，實踐教學(xué)為輔，沒能理論聯(lián)系實際。這就造成了很多學(xué)生“睜眼瞎”，學(xué)過卻不知其用途。大多數(shù)技校生畢業(yè)后將要從事的工作是安裝、調(diào)試機床設(shè)備、電氣線路等，對其進行日常維護和一般故障的檢修等工作。學(xué)習(xí)期間如果沒有得到良好的培訓(xùn)，走上工作崗位后，實踐能力不足的問題將非常明顯。
2.專業(yè)教學(xué)內(nèi)容不夠完善
第一，教學(xué)課程的整體設(shè)置遠遠滯后于當前機電技術(shù)的發(fā)展：教材內(nèi)容更新慢，教學(xué)內(nèi)容落后，教學(xué)設(shè)備陳舊等。部分技工學(xué)校仍然在用陳舊教材進行教學(xué)，學(xué)生學(xué)不到前沿知識。而與目前技術(shù)脫節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生不了解它的用途和學(xué)習(xí)的好處，感覺枯燥無味，難以引起他們學(xué)習(xí)的興趣，因此會導(dǎo)致課程教學(xué)陷入教師為教而教，學(xué)生為學(xué)而學(xué)的怪圈。
其次，教師講授時僅停留于課本，教學(xué)方法單一，缺乏項目教學(xué)的涉入，學(xué)生不知如何將基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識貫穿運用到實際工作過程中。如實踐教學(xué)電力拖動中多以電路工作原理、快速準確接線為主，忽視了按圖施工前元件的選擇、檢修及故障排除的學(xué)習(xí)，未強化學(xué)生對專業(yè)知識的綜合運用能力，未按崗位群必需的能力為主線來合理設(shè)置理論教學(xué)與實踐教學(xué)，直接導(dǎo)致學(xué)生知識面過窄，畢業(yè)后達不到用工企業(yè)對技能人才的需求。
3.機電一體化教學(xué)設(shè)備落后、匱乏
部分技工學(xué)校的教學(xué)、實習(xí)設(shè)備落后，尤其缺乏具有專業(yè)特點的綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性的實驗設(shè)備，僅有少數(shù)條件相對好的學(xué)校配備有車、銑、加工中心等數(shù)控機床，種類齊全的電力拖動與控制柜，PLC實訓(xùn)一體化等。
設(shè)備不足會影響機電專業(yè)學(xué)生的技能和實踐能力的提高。機電一體化教學(xué)水平要想得到提升與進步，就必須擁有優(yōu)良先進的教學(xué)設(shè)施。
4.教師隊伍素質(zhì)有待提升
技工學(xué)校機電專業(yè)的發(fā)展離不開高質(zhì)量的教師隊伍，“雙師型”的教師隊伍會進一步推動機電專業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的技能人才。但是在當前的大多數(shù)技校里，教師隊伍的專業(yè)素質(zhì)并沒有達到既定的標準。很多年輕的教師都是“高?！夹！蹦Ｊ?，沒有在用工企業(yè)工作過，沒有深入市場了解過，不清楚機電一體化在實操過程中的規(guī)范、標準，專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗相當缺乏。
二、技工學(xué)校機電一體化教學(xué)改革的思路與方法
1.構(gòu)建合理的課程體系
技工學(xué)校應(yīng)構(gòu)建中國式“校企雙制”，從崗位的實際工作過程和崗位標準出發(fā)，與企業(yè)進行溝通交流，對企業(yè)的用人需求和近幾年畢業(yè)生就業(yè)情況進行深入分析，以工作過程為導(dǎo)向，以工作任務(wù)或產(chǎn)品作為載體，重新構(gòu)建出合理的機電一體化課程體系。課程的設(shè)置必須要考慮學(xué)生的知識基礎(chǔ)，也要兼顧其可持續(xù)學(xué)習(xí)，因而課程內(nèi)容從知識層面來說要以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為目標，基礎(chǔ)理論以必需、夠用為度，專業(yè)教學(xué)要突出針對性和實用性。
技工學(xué)校是用人企業(yè)技能操作崗位的大型人才儲備單位，技工學(xué)校的發(fā)展離不開用人企業(yè)的認可和好評，因此，技工學(xué)校的教學(xué)目標和考核標準理應(yīng)與企業(yè)要求一致，以企業(yè)的崗位職業(yè)能力需求為中心，以技術(shù)應(yīng)用能力和崗位工作技能為支撐，明確專業(yè)領(lǐng)域核心能力，并圍繞核心能力的培養(yǎng)形成專業(yè)領(lǐng)域課程體系，從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)準備、教學(xué)組織、教學(xué)評價到教學(xué)改革等方方面面堅持使教學(xué)內(nèi)容符合職業(yè)能力需求，同時培養(yǎng)方案要體現(xiàn)相關(guān)職業(yè)資格證書的要求，以使學(xué)生畢業(yè)時確實具備相應(yīng)的上崗能力。
2.完善教學(xué)場地、設(shè)施設(shè)備
教學(xué)場所、設(shè)備與設(shè)施在一定程度上決定了教學(xué)的效果。學(xué)校要保證教學(xué)的質(zhì)量，就要加強教學(xué)場地一體化設(shè)施的建設(shè)。技工學(xué)校應(yīng)努力建設(shè)模擬真實職業(yè)環(huán)境的“教、學(xué)、做”一體化實訓(xùn)室，逐漸完善集教學(xué)、培訓(xùn)、鑒定、生產(chǎn)“四位一體”的實訓(xùn)基地，實現(xiàn)理論與實踐教學(xué)相結(jié)合。
另外，有些學(xué)校受場地、資金等影響，無法構(gòu)建完善的一體化實訓(xùn)室，則可以本著資源共享、互惠互利的原則，加強與工廠企業(yè)的聯(lián)系，廣泛建立校外實習(xí)基地，加強校企合作，以滿足學(xué)生畢業(yè)前頂崗實習(xí)的需要。第一，聘請有實際企業(yè)工作經(jīng)驗的人才擔(dān)任實習(xí)教師；第二，安排學(xué)生寒暑假到企業(yè)參觀、實習(xí)，了解企業(yè)不同崗位的職業(yè)能力需求，最大限度地縮短技校生畢業(yè)后的試用期，提高競爭力。
3.通過多元的教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量
（1）多種教學(xué)方法和手段。機電一體化技術(shù)的相關(guān)課程具有信息量大、抽象、理論性強等特點，內(nèi)容比較枯燥。因此，在教學(xué)手段方面，課程教學(xué)很有必要實現(xiàn)從板書、掛圖、模型教學(xué)向?qū)嵱?xùn)室、現(xiàn)場教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。
以電力拖動其中一個課題“按鈕和接觸器雙重連鎖正反轉(zhuǎn)”為例，傳統(tǒng)教學(xué)中，教師用直尺在黑板畫出該電路原理圖需要3～5分鐘，這段時間學(xué)生很容易出現(xiàn)走神、聊天等違紀問題。但若將該原理圖采用動畫演示，結(jié)合教師對該電路圖設(shè)計思路的講解，并將電動機正反轉(zhuǎn)的實際工作情況進行視頻播放，對教師而言，不僅能節(jié)省畫圖的時間，而且能在短時間內(nèi)直觀地將電路中各元件的作用（各知識點）講解清楚，還能更好地掌控課堂的情況；對學(xué)生而言，其接受能力會更強，更能加強對相關(guān)知識點的理解，加強重點理論知識的內(nèi)在聯(lián)系。
教師要從觀念上進行轉(zhuǎn)變，必須學(xué)會了解學(xué)生的心理特點，以學(xué)生為中心，將多媒體教學(xué)、項目教學(xué)等各種教學(xué)方法相結(jié)合，充分調(diào)動學(xué)生的各個感官，讓學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)是一件快樂的事情，從而由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。
（2）增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實際。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括實驗、課程設(shè)計等。根據(jù)機電一體化課程實踐性較強的特點，在教學(xué)中充分采用理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，設(shè)計和組織綜合性實踐項目。比如根據(jù)西門子公司機電一體化課程特點和實際崗位的工作環(huán)境，創(chuàng)建西門子機電一體化實訓(xùn)基地，設(shè)計開發(fā)機器自動化實訓(xùn)室、典型工作區(qū)實訓(xùn)室、機電一體化實訓(xùn)室等項目教學(xué)方案，學(xué)習(xí)常用的PLC S7-200、S7-300、S7-1200等系列的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)與維護、軟件編程、網(wǎng)絡(luò)通訊與診斷等內(nèi)容，并根據(jù)實際生產(chǎn)線的工作要求進行程序編寫和組態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)崗位的應(yīng)用能力。
（3）教師要做好示范操作。在實踐教學(xué)過程中，實際操作技能訓(xùn)練中主要有兩個問題：一是帶電操作的安全注意事項；二是實際技能的規(guī)范要求。教師在教學(xué)過程中要做好引導(dǎo)和講解，強調(diào)安全性問題。教師通過行為引導(dǎo)，輔助于教學(xué)講解，督促學(xué)生通過互相之間的合作完成實踐操作。這種教學(xué)方式可以加強學(xué)生間的探討交流，讓學(xué)生互相分享自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，促使學(xué)生間相互學(xué)習(xí)，取長補短，共同進步。
4.加強師資隊伍建設(shè)
為培養(yǎng)高水平的“雙師型”教師隊伍，為培養(yǎng)骨干教師，技工學(xué)?？梢詮囊韵挛鍌€方面加強師資隊伍的建設(shè)：高薪聘用擁有專業(yè)工作經(jīng)驗的教師；定期對任教教師進行職業(yè)技能、教學(xué)能力的考核；設(shè)立獎勵機制鼓勵教師進行教學(xué)改革，鼓勵教師進行技術(shù)鉆研；定期對教師進行針對性的培訓(xùn)，如教學(xué)方式、專業(yè)技能等；要求教師下廠實習(xí)，了解市場的需求、技術(shù)的更新。
總的來說，技工學(xué)校機電一體化專業(yè)的教學(xué)改革需要根據(jù)現(xiàn)代社會的發(fā)展趨勢，堅持理論與實際相結(jié)合，堅持學(xué)習(xí)新技術(shù)，堅持教師隊伍建設(shè)，堅持深入探究課程體系及教學(xué)方式的改革，如此，才能培養(yǎng)與時代步伐相一致的專業(yè)技術(shù)型人才。
參考文獻：
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隨著科技的發(fā)展，社會對機電一體化技術(shù)人員的要求也越來越高。目前，機電一體化實驗教學(xué)的形式主要有驗證、現(xiàn)場參觀實習(xí)等。這樣的教學(xué)方法存在明顯的不足，學(xué)生的參與性不夠強，無法深入了解教學(xué)內(nèi)容和應(yīng)用技巧。傳統(tǒng)的演示、驗證教學(xué)方法已經(jīng)無法適應(yīng)社會、經(jīng)濟對人才需求的發(fā)展和變化[1,2]。針對這樣的實際情況，本文提出了一種新型機電一體化實驗教學(xué)平臺，該平臺采用模塊化設(shè)計，開放性強，可以模擬自動化生產(chǎn)線的簡單工藝流程，具有上料、裝配、檢測和分揀等功能。并基于該平臺進行了機電一體化實驗課程的設(shè)計與研究，通過各種典型的機電一體化實驗項目，加深學(xué)生對機電一體化基本知識和理論的理解，擴展知識面，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新精神、實踐能力。
1新型機電一體化實驗平臺的設(shè)計與研究
1.1技術(shù)方案
本文設(shè)計的機電一體化綜合實驗平臺總體結(jié)構(gòu)，主要由電控系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、自動化工位及各種傳感器組成。各子系統(tǒng)有機的配合在一起，模擬自動化生產(chǎn)線的簡單工藝流程，實現(xiàn)上料、裝配、檢測、分揀等多種功能[3]。學(xué)生通過相關(guān)實驗項目的操作，可以加深對機電一體化理論知識的理解，同時提高分析問題和動手實踐的能力。
(1)電控系統(tǒng)。是整個實驗平臺的核心，是各實驗項目功能和指標的重要保障。其主要由基于PLC設(shè)計的電控箱、操作面板、變頻調(diào)速控制器及數(shù)碼管、指示燈等組成。
(2)機械傳動系統(tǒng)。實現(xiàn)工件在輸送帶上流水傳輸，主要由三相異步電動機、減速器、輸送帶組成。
(3)自動化工位。由上料、機械手、檢測和分揀等多個自動化工位組成，每個工位都是通過氣缸活塞伸出或縮回實現(xiàn)自動操作。
(4)傳感器系統(tǒng)。主要用于工件定位和質(zhì)量檢測等，采用光電式傳感器或接近開關(guān)設(shè)計。實驗臺工作原理：按下開始按鈕，控制系統(tǒng)通過變頻器控制電動機的轉(zhuǎn)速和方向，從而實現(xiàn)輸送帶的自動運行；延時5秒后，控制系統(tǒng)控制上料工位氣缸，實現(xiàn)自動上料；控制器通過接近開關(guān)自動感應(yīng)工件是否來到裝配工位，并自動控制機械手裝置實現(xiàn)自動裝配；檢測工位自動檢測裝配是否合格，并實現(xiàn)分揀與計數(shù)、顯示。
1.2設(shè)計目標
通過上面的分析，實驗平臺應(yīng)設(shè)計實現(xiàn)如下功能。
(1)實驗平臺能夠直觀地體現(xiàn)自動化生產(chǎn)線的工藝流程。
(2)平臺輸送帶的電動機具有啟動和停止控制功能，且為了安全起見，設(shè)計有急停按鈕。
(3)采用變頻器實現(xiàn)電動機及輸送皮帶的速度及轉(zhuǎn)向控制，具有調(diào)速和正反轉(zhuǎn)控制功能[4-5]。
(4)上料、裝配、檢測和分揀等功能采用氣壓傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)。
(5)能用機械手實現(xiàn)工件的自動裝配。
(6)具有良好的人機接口，自動顯示系統(tǒng)狀態(tài)及工件統(tǒng)計狀態(tài)。
(7)電控系統(tǒng)采用PLC控制器設(shè)計，方便同學(xué)從底層理解典型的機電控制原理。系統(tǒng)用變頻器控制三相異步電動機啟動、停止、正反轉(zhuǎn)及各種轉(zhuǎn)速的改變，經(jīng)過減速器、三角帶帶動傳輸帶運輸，從而達到輸送工件的目的。在傳輸帶邊上設(shè)置上料工位、機械手工位、檢測工位、分揀工位，各個工位的運動都采用氣壓傳動。另外采用指示燈來顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)和采用LED數(shù)碼管顯示毛壞數(shù)和成品數(shù)。
2實驗課程總體設(shè)計
我們基于新設(shè)計的綜合實驗平臺，對原有的實驗教學(xué)大綱進行了修訂，增加了新的實驗項目，實驗內(nèi)容的安排更加注重學(xué)生知識面的擴展與分析、實踐能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)新形勢對機電一體化技術(shù)人才需求的發(fā)展和變化[6]。編寫了適合本實驗平臺的實驗指導(dǎo)書、實驗報告、相關(guān)測試程序等。實驗項目的設(shè)計遵循“由淺入深、循序漸進”的原則。不同的實驗項目，考核的內(nèi)容和培養(yǎng)的目標各不相同，具有明確的針對性。通過全部實驗項目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到4個層次的目標：一是理解和掌握機電一體化系統(tǒng)的基本理論和概念；二是培養(yǎng)學(xué)生對PLC控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計與調(diào)試能力；三是分析和解決系統(tǒng)調(diào)試運行過程中出現(xiàn)的各種實際問題；四是掌握機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)技術(shù)、設(shè)計方法。
3實驗項目詳細設(shè)計
前面已經(jīng)介紹了，基于本實驗平臺可以開展4個層次的實驗項目。下面以一個與實踐結(jié)合較緊密的綜合實驗項目——工件裝配實驗為例，介紹實驗項目的詳細設(shè)計。
3.1實驗?zāi)康?/p>
理解、掌握工件裝配的原理及工藝過程；培養(yǎng)學(xué)生對PLC控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計與調(diào)試能力；分析和解決系統(tǒng)調(diào)試運行過程中出現(xiàn)的各種實際問題。
3.2實驗內(nèi)容
工件裝配由一臺氣動機械手裝置完成。裝配前，裝置應(yīng)處于原點位置，即夾爪氣缸應(yīng)伸出，處于松開狀態(tài)，水平氣缸應(yīng)縮回，垂直氣缸應(yīng)伸出；當定位傳感器檢測到有工件就位后，控制垂直氣缸向下運行，到底后，夾爪氣缸夾緊工件；然后垂直氣缸向上運行，運行到頂后，水平氣缸向前推出，推到行程后，垂直氣缸向下運行，到底后松開工件，完成工件的裝配；最后垂直氣缸向上到頂，水平氣缸向后縮回，裝置重新回到原點。
3.3實驗設(shè)備及技術(shù)參數(shù)
(1)電源：AC220V±10V(帶保護地三芯插座)。
(2)空氣壓縮機：0.6Mpa～0.8Mpa。
(3)氣動機械手裝置：手動控制功能由操作面板按鈕完成，自動控制功能由PLC完成。
(4)KJ223A型綜合實驗臺。
3.4實驗電路
3.5PLCIO分配表
3.6實驗程序流程
3.7安全注意事項
(1)氣動系統(tǒng)使用壓力不得超過800KPA。
(2)在氣動系統(tǒng)管路接好之前不得接通氣源。
(3)接通氣源和長時間停機后開始工作，個別汽缸可能會動作過快，所以要特別當心。
(4)機械手在運動過程中不能受到障礙物阻礙，否則會造成損害。
(5)機械手運行過程中不要用手去觸摸它，也不要人為地阻止它運動。
(6)一段時間不用機械手或檢修氣動系統(tǒng)，應(yīng)放掉壓縮空氣。
3.8編寫實驗報告
(1)根據(jù)運動控制要求，畫出機械手運行梯形圖。
(2)試編制機械手程序，實現(xiàn)工件的裝配。
(3)思考工件在傳送帶上是如何實現(xiàn)定位的。
4結(jié)束語
針對目前機電一體化課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題，本文提出了一種新型機電一體化綜合實驗平臺。并基于該平臺進行了機電一體化實驗課程的設(shè)計與研究，通過各種典型的機電一體化實驗項目，開拓了學(xué)生的視野，提高了學(xué)生的理論素養(yǎng)和實踐能力。更為重要的是，本實驗臺采用模塊化設(shè)計理念，具有極強的開放性，學(xué)生可以依據(jù)平臺提供的軟硬件資源自行設(shè)計實驗項目，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性和分析解決問題的能力。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：
機電一體化；解決方案；教學(xué)效果；教學(xué)反思
一、問題的提出
掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)對于機電類專業(yè)的中職學(xué)生而言至關(guān)重要，但大部分學(xué)生即使努力學(xué)習(xí)了兩年，也無法很好地掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)，原因如下。
1.機電一體化技術(shù)多且涉及面廣
機電一體化涉及的相關(guān)設(shè)備有PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、工業(yè)機器人系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)等，每種設(shè)備對應(yīng)相應(yīng)的使用技術(shù)。傳統(tǒng)教學(xué)是由淺入深順次學(xué)習(xí)，但學(xué)生學(xué)習(xí)兩年后技術(shù)仍沒學(xué)全，更談不上組合在一起使用。
2.傳統(tǒng)教學(xué)模式不適合學(xué)習(xí)機電一體化技術(shù)
傳統(tǒng)教學(xué)先理論后實操，理論講的太深，實用性不強，而大部分實操以驗證為核心，不是以使用為核心。這就導(dǎo)致了理論學(xué)習(xí)學(xué)生根本學(xué)不懂，信心受挫，學(xué)習(xí)興趣全無，而實操與生產(chǎn)實踐相差太遠，學(xué)生走上工作崗位即使學(xué)過相關(guān)技術(shù)，也不會使用，且沒掌握自學(xué)的方法，無法勝任相應(yīng)的工作崗位。
3.機電一體化技術(shù)比較復(fù)雜且難度較大
機電一體化所涉及的每一種技術(shù)都比較復(fù)雜，都可以單獨稱為一門學(xué)科。以傳感器技術(shù)這本中職教材為例，書中介紹了傳感器的定義、分類、測量誤差及各種傳感器的結(jié)構(gòu)和原理，可謂面面俱到，但傳感器在生產(chǎn)實踐中如何使用介紹的并不多。傳感器技術(shù)只是機電一體化相關(guān)技術(shù)中的一種，所占比例不足十分之一，可想而知要想面面俱到學(xué)全所有技術(shù)難度有多大。
4.機電一體化技術(shù)綜合應(yīng)用難上加難
機電一體化只有把相關(guān)技術(shù)組合在一起使用才有實際意義，只掌握單獨某一種或少數(shù)幾種技術(shù)，無法滿足工作崗位的要求，還需根據(jù)實際補全所欠缺的部分，這就要求學(xué)生有一定的自學(xué)能力，而這恰恰是中職學(xué)生的弱點。以PLC教學(xué)為例，學(xué)生通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，掌握了PLC基本使用方法，對PLC的接線、編程有一定了解，但在生產(chǎn)實踐中，PLC需要和編碼器、傳感器、步進驅(qū)動器、伺服放大器等配合使用，無論是接線還是編程，難度都提高了。這種技術(shù)崗位，學(xué)生無所適從，最后只能放棄。
二、解決方案
針對上述問題，筆者經(jīng)過多年探索與研究，提出如下解決方案。
1.改變教學(xué)理念和教學(xué)模式
采用理實一體化教學(xué)模式，突破以往理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象，教學(xué)環(huán)節(jié)相對集中。它強調(diào)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，通過設(shè)定教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標，讓師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做，全程構(gòu)建素質(zhì)和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學(xué)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量。在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現(xiàn)，沒有固定的先實后理或先理后實，而是理中有實，實中有理。突出學(xué)生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
2.依托模擬自動生產(chǎn)線教學(xué)
筆者采用的是廣東三向教學(xué)儀器制造有限公司生產(chǎn)的SX-815L自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核設(shè)備。該設(shè)備把PLC、PLC外接模塊、變頻器、觸摸屏、傳感器、交直流電機、特種電機、步進系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)有機結(jié)合在一起。只需要掌握該設(shè)備一個生產(chǎn)流程，就可以初步學(xué)會機電一體化相關(guān)技術(shù)，既降低了學(xué)習(xí)難度，又側(cè)重實用性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標更加明確，大大提高了學(xué)習(xí)效率。該設(shè)備采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，可按照生產(chǎn)線運行過程，分階段學(xué)習(xí)各個模塊，只需要兩個學(xué)期，基礎(chǔ)中等的學(xué)生就可熟練運行這個模擬生產(chǎn)線，進而掌握機電一體化相關(guān)技術(shù)。
3.采用從興趣入手、循序漸進的教學(xué)方法
以SX-815L環(huán)形傳輸分揀單元中的分揀過程為例，把整個上料分揀過程的教學(xué)分為若干個環(huán)節(jié)。
（1）指導(dǎo)學(xué)生觀察設(shè)備上料分揀的運行過程。通過觀察設(shè)備分揀運行過程，激發(fā)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生有學(xué)習(xí)興趣，教師講解過程通俗易懂，化繁為簡，并融入互動環(huán)節(jié)，學(xué)生可自由提問，教師回答學(xué)生的疑問。
（2）講解相關(guān)設(shè)備及元件。從基礎(chǔ)學(xué)起，為后續(xù)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。講解過程中學(xué)生可自由提問，教師回答學(xué)生的疑問。講解結(jié)束后，學(xué)生可在教師的指導(dǎo)下自主探究相關(guān)設(shè)備及元件，也可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，起到事半功倍的效果。
（3）舉例講解接線。接線是教學(xué)中的重點，由教師舉例詳細講解，學(xué)生理解后自行在紙上畫出，再由教師逐個檢查，幫學(xué)生改正錯誤，直至學(xué)生完全掌握為止。
（4）學(xué)生驗證接線。學(xué)生扒開線槽，查看電路和氣路的連接方式，并使用萬用表驗證紙上的接線圖，加深印象，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。
（5）詳細介紹上料過程。循序漸進，為講解程序打下基礎(chǔ)。在此過程中，學(xué)生可自由提問，師生互動解決問題。
（6）講解上料程序。教師講解程序中的要點及注意事項，學(xué)生理解后按照控制要求獨立編程，遇到問題可在學(xué)習(xí)小組中互相學(xué)習(xí)，共同研究，在此過程中，教師應(yīng)鼓勵創(chuàng)新。
（7）驗證傳感器與汽缸如何配合使用。此過程由教師引導(dǎo)，學(xué)生自主探究，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力。
（8）詳細介紹分揀過程。
（9）講解分揀程序。
（10）學(xué)生分組練習(xí)。每套設(shè)備為一組，分配3～4人，每組都有一個基礎(chǔ)比較好的學(xué)生當組長，由這名學(xué)生帶領(lǐng)其他組員練習(xí)，教師負責(zé)答疑。此教學(xué)設(shè)計環(huán)環(huán)相扣，循序漸進，體現(xiàn)做中學(xué)、學(xué)中做的特色。需要注意的是，各個環(huán)節(jié)所需時間因人而異，整個上料分揀教學(xué)過程約為40學(xué)時。
三、教學(xué)效果
從表1和表2可以看出，采用理實一體化的教學(xué)模式﹢依托模擬自動生產(chǎn)線教學(xué)﹢從興趣入手，循序漸進的教學(xué)手段所產(chǎn)生的教學(xué)效果遠遠好于傳統(tǒng)的教學(xué)模式。值得一提的是學(xué)生在編程過程中能夠做到獨立思考，所編寫的程序既能夠按照控制要求運行又與教師講解的程序不一致，甚至優(yōu)于教師講解的程序，充分體現(xiàn)出了創(chuàng)新性。
四、教學(xué)反思
1.優(yōu)勢
（1）從興趣入手，學(xué)生學(xué)習(xí)變被動為主動。傳統(tǒng)教學(xué)沒有切實考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生不會主動學(xué)習(xí)，教師通過考核逼迫學(xué)生學(xué)習(xí)，可是學(xué)習(xí)機電一體化相關(guān)技術(shù)難度較大，完全靠考核的方式并不理想。從興趣出發(fā)，學(xué)生主動學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)習(xí)效率，又可使教師的教學(xué)工作變得輕松，可謂一舉兩得。
（2）有效激發(fā)學(xué)生的潛能。筆者觀察學(xué)生在練習(xí)過程中，如果遇到問題會積極思考，盡可能獨立解決問題。學(xué)生編寫的程序起初很不完善，經(jīng)過一段時間的改進，有的程序甚至要優(yōu)于教師講解的程序，學(xué)生看到設(shè)備按照控制要求流暢地運行，很有成就感。
（3）教會學(xué)生學(xué)習(xí)機電一體化技術(shù)的方法?！笆谥贼~，不如授之以漁”，機電一體化相關(guān)設(shè)備品牌繁多，學(xué)生走上工作崗位以后難免要自學(xué)學(xué)校沒有學(xué)過的設(shè)備，這就要求學(xué)生要掌握學(xué)習(xí)機電一體化相關(guān)技術(shù)方法。每個品牌的設(shè)備使用方法雖不一致，但工作原理是相同的，學(xué)生掌握SX-815L自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核設(shè)備后就能做到“一理通，百理明”，再加上正確的學(xué)習(xí)方法，就可以自學(xué)其他品牌的設(shè)備，大大提高了工作崗位的適應(yīng)能力。
2.不足之處
受成套教學(xué)設(shè)備的制約，電路及氣路的布線工藝講授和練習(xí)不夠充分，以后筆者會繼續(xù)探索彌補不足。
1網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實驗的必要性
在機械工程學(xué)科，機械結(jié)構(gòu)、信號測量與自動控制技術(shù)密切關(guān)聯(lián)，使現(xiàn)代機械設(shè)備成為機電一體化系統(tǒng)，機電一體化也成為我國機械行業(yè)發(fā)展的趨勢。為適應(yīng)這種發(fā)展趨勢，機械工程專業(yè)課程，尤其是機械電子方向?qū)I(yè)課程必須包括機電一體化設(shè)計、機電控制、測試技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測與診斷等內(nèi)容。這類課程往往強調(diào)在學(xué)習(xí)中結(jié)合實踐去掌握基礎(chǔ)知識和設(shè)計方法，突出基礎(chǔ)知識的綜合運用、實踐動手能力、研究與協(xié)作能力的培養(yǎng)。
目前，機械電子相關(guān)專業(yè)課程以傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式為主，其特點是立足課堂，以課本為中心，以教師講授為主，形成單向的知識傳遞或灌輸方式，學(xué)生的主觀能動性未得到重視。機械電子專業(yè)相關(guān)課程的實驗教學(xué)是課堂教學(xué)的重要補充，通過分組實驗使得學(xué)生運用所學(xué)知識去解決實際的問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，有利于加深學(xué)生對知識的理解，提高學(xué)生動手能力和團隊協(xié)作能力，鍛煉學(xué)生綜合素質(zhì)。一般實驗教學(xué)時可供每個學(xué)生使用的設(shè)備資源有限，實驗教學(xué)所需要的實驗設(shè)備、實驗器材和實驗場地往往不能滿足要求，限制了機械電子專業(yè)實驗教學(xué)的有效開展。實驗保障條件也在一定程度上影響了實驗教學(xué)的開展和學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機技術(shù)的新型學(xué)習(xí)方式，區(qū)別于單純的課堂教學(xué)，教師與學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)空間里以虛擬的方式進行有效的交流，并利用先進的多媒體技術(shù)豐富學(xué)習(xí)手段，同時提高學(xué)習(xí)效果。與課堂教學(xué)以教師為主不同，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是以學(xué)生為主體，學(xué)生發(fā)揮自己的主觀能動性，在網(wǎng)絡(luò)上根據(jù)自己的時間和條件，自由地選擇學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時可以控制自己的學(xué)習(xí)進度。目前的網(wǎng)絡(luò)教育主要著重于教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)與講解，用仿真的方式模擬實驗儀器和電子類實驗內(nèi)容，不適用于復(fù)雜機電系統(tǒng)的實驗教學(xué)，缺乏研究性學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，尤其是涉及互動式的網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)。
本文主要探討網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)實驗在機械電子專業(yè)相關(guān)課程的開展方式。
2網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實驗的作用
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)該將傳統(tǒng)課堂教學(xué)的要素，如課程內(nèi)容、教學(xué)大綱、教學(xué)目標等，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)進行展現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上進行提升，使學(xué)生在快速掌握課程關(guān)鍵知識點的同時，通過網(wǎng)絡(luò)實驗靈活運用所學(xué)的知識點解決實際動手問題，鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)和主動思維的能力。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)實驗應(yīng)能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源的共享性，不受地域和時間影響的特點，為學(xué)生提供便利的學(xué)習(xí)條件和實驗條件。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實驗所應(yīng)起到的作用主要有：
(1)課堂教學(xué)的有益補充。課堂時間有限，學(xué)生對于相關(guān)知識點有可能沒有完全掌握，可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中提供的多媒體課件、實驗錄像、補充材料等，反復(fù)學(xué)習(xí)，不受時間和地點的限制。
(2)實驗教學(xué)的有益補充。對于實驗比重較大的課程，可以通過將實驗放在網(wǎng)絡(luò)上，以網(wǎng)絡(luò)實驗的方式進行，擴大實驗的地域范圍和時間范圍，如控制工程基礎(chǔ)課可通過網(wǎng)絡(luò)交互的方式進行實驗，可以提高實驗設(shè)備的利用率，尤其是一些數(shù)量少、價值高的實驗設(shè)備，同樣不受時間和地點的限制，開闊學(xué)生的視野，鍛煉學(xué)生的思維。
(3)教師與學(xué)生之間有益的即時交流。課堂教學(xué)之后，學(xué)生有問題可通過網(wǎng)絡(luò)及時與教師溝通，提高學(xué)習(xí)效率。特別是機電一體化設(shè)計、控制工程基礎(chǔ)、測試技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測與診斷等課程、內(nèi)容多，相對學(xué)時少，知識點抽象，往往需要學(xué)生課后復(fù)習(xí)來理解和消化。在這個過程中存在的疑問可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)提出，教師看到問題后及時給予答復(fù)。這種交流可以是文字形式，也可以是語音形式。也可以通過現(xiàn)在使用范圍極廣的即時通訊系統(tǒng)，如微信等，實現(xiàn)課程信息的，加強教師與學(xué)生的高效交流。
3網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與實驗系統(tǒng)框架
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)實驗均采用WEB技術(shù)實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)主要包括課程簡介、課程大綱、教學(xué)日歷、課程導(dǎo)學(xué)、作業(yè)庫、留言板等功能部分;網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)主要包括實驗簡介、實驗大綱、實驗操作說明、實驗圖像、實驗結(jié)果分析與顯示、實驗報告等。
4網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)總體部分包括：課程簡介、課程大綱、教學(xué)日歷、練習(xí)題數(shù)據(jù)庫、交流板塊等，具體如下：(1)課程簡介、教學(xué)大綱和教學(xué)日歷。課程簡介包括課程特點、先修課程、教學(xué)目標、應(yīng)用前景、授課對象、教材與參考資料等;教學(xué)大綱包括教學(xué)目的、教學(xué)任務(wù)、教學(xué)內(nèi)容、課時分配、考試方式等;教學(xué)日歷包括每學(xué)期的課時和教學(xué)內(nèi)容、作業(yè)等。(2)練習(xí)題數(shù)據(jù)庫。編制針對教材各章節(jié)內(nèi)容的全部練習(xí)題，教師可以從中選擇題目作為作業(yè)，學(xué)生也可自選練習(xí)題作為補充作業(yè)，并檢查作業(yè)和修正作業(yè)，提高學(xué)習(xí)效果。(3)交流板塊。提供教師與學(xué)生的交流平臺，并與微信等即時通訊平臺連接，提高師生的交流效率，同時提供有關(guān)課程的最新信息。
網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)主要包括實驗簡介、實驗大綱、實驗操作說明、實驗圖像、實驗結(jié)果分析與顯示、實驗報告、安全守則等，具體如下：(1)實驗簡介和實驗大綱。實驗簡介包括課程各個實驗的特點、實驗的目的和意義、實驗過程的概述等;實驗大綱包括課程各個實驗的學(xué)時分配、要求等。(2)實驗操作說明。主要包括實驗具體的步驟、操作流程和注意事項等，學(xué)生需要按照操作說明完成實驗。(3)實驗圖像。主要包括實驗現(xiàn)場的照片和視頻，采用流媒體技術(shù)，使學(xué)生更加直觀地在網(wǎng)絡(luò)上了解實驗過程，并對實驗過程進行監(jiān)控。(4)實驗結(jié)果分析與顯示。采用圖表技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)實驗平臺直接實現(xiàn)對實驗結(jié)果的實時顯示，引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進行分析，并顯示分析結(jié)果。(5)實驗報告。采用網(wǎng)上提交方式，完成學(xué)生實驗報告的收取。(6)安全守則和緊急報警。部分實驗可能具有一定的危險性或破壞性，網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)中應(yīng)詳細描述實驗的注意事項和要避免的錯誤操作等;同時應(yīng)具備緊急停機和報警功能，能夠在緊急情況下對實驗停機，采取相應(yīng)的保護措施。
5網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)開發(fā)
機械電子專業(yè)方向課程中機電一體化設(shè)計、控制工程基礎(chǔ)、測試技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測與診斷等的實驗主要集中于機電系統(tǒng)的自動化，因此網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)開發(fā)主要以機電系統(tǒng)的測量與控制為主體，主要包括機械參量測量與分析、控制算法或控制器設(shè)計、機電一體化系統(tǒng)虛擬設(shè)計等。
(1)機械參量測量與分析。針對典型的機電系統(tǒng)測量并分析其中主要的運行參量，可以采用真實的系統(tǒng)作為實驗對象，操作指令與傳感信號通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，并在WEB頁面進行顯示。以狀態(tài)監(jiān)測與診斷課程為例，常用的多功能轉(zhuǎn)子實驗臺是一個綜合性實驗臺架，安裝振動、轉(zhuǎn)速、噪聲、位移、轉(zhuǎn)矩、扭矩和力等機械參量測量的傳感器，進行綜合性的工程測試。采用.NET等技術(shù)，建立遠程訪問頁面，頁面具有對實驗臺進行起停的控制按鈕，具有設(shè)置實驗臺運行特性的功能，同時能夠同步顯示各傳感器的輸出，并進行簡單的分析，比如頻譜分析、軸心軌跡等。
(2)控制算法或控制器設(shè)計。針對典型的機電系統(tǒng)控制可采用真實的系統(tǒng)或者虛擬的系統(tǒng)作為實驗對象，控制器可在本地，也可在遠程。通過網(wǎng)絡(luò)進行控制指令和傳感系統(tǒng)的傳輸，并在WEB頁面進行顯示。以控制工程基礎(chǔ)為例，常用的倒立擺實驗臺，可對課程涉及的多種控制器設(shè)計方法進行驗證實驗。同樣采用.NET等技術(shù)，建立實驗系統(tǒng)遠程訪問與控制頁面，頁面具有對實驗臺進行起停的控制按鈕，能夠選擇實驗臺的運行方式、控制器類型，能夠設(shè)置控制器參數(shù)，并能夠?qū)崟r顯示反饋量、控制量、系統(tǒng)輸入和輸出等關(guān)鍵信息。
(3)機電一體化系統(tǒng)虛擬設(shè)計。針對典型的機電系統(tǒng)設(shè)計，完全采用虛擬技術(shù)，機械部分動力學(xué)與運動學(xué)模型可在WEB頁面提供，由學(xué)生完成傳感器、控制器的選型或設(shè)計。系統(tǒng)模型可以采用MATLAB等實現(xiàn)，或采用已有的MATLAB模型，設(shè)計對象可以采用較為熱門的機電系統(tǒng)，比如風(fēng)力發(fā)電機、混合動力汽車、機器人平臺等。綜合采用.NET技術(shù)、MATLAB等，將運行于服務(wù)器的各種模型通過WEB頁面顯示出來，同時WEB頁面能夠設(shè)置模型運行參數(shù)和運行方式，并具備仿真結(jié)果的傳輸和顯示功能。
以上三種遠程實驗系統(tǒng)均需具有安全保障措施和使用規(guī)范。如在實驗室內(nèi)應(yīng)有人值守，應(yīng)配備實時監(jiān)控攝像頭，圖像信息可以遠程訪問;對于控制遠程實驗，應(yīng)具備錯誤診斷能力，避免有問題的控制算法造成實驗臺的損壞。
6結(jié)束語
2教學(xué)方法與教學(xué)手段改革
2.1教學(xué)方法改革①教學(xué)方法靈活多樣。采用傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)方法相結(jié)合的形式，從單一的課堂授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂講授輔以圖片、錄像、投影、課件、實驗等靈活多樣的多位一體的新型教學(xué)模式，加強理論知識與實踐相結(jié)合，使學(xué)生能更直觀、更形象地掌握知識，加深對機電一體化原理書本理論知識的理解與運用。②現(xiàn)代教育技術(shù)的運用。合理利用多媒體給學(xué)生上課，為了形象化的讓學(xué)生更易接受所學(xué)理論知識，課堂上還要穿插些圖片、幻燈片等。根據(jù)專業(yè)實驗課的特點，理論部分略講，主要講操作中的注意事項，這樣留出充分的時間讓學(xué)生動手操作；除此外，還要安排自組裝實驗，培養(yǎng)同學(xué)們的動手興趣及能力。③創(chuàng)新性教學(xué)。將課堂教學(xué)與實踐鍛煉相結(jié)合，在教學(xué)過程中涉及到實際工程應(yīng)用的課程內(nèi)容，布置學(xué)生在課外時間進行實訓(xùn)，并對實訓(xùn)成果進行評比，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。④師生互動教學(xué)。教師授課中，善于提出問題，學(xué)生可進行討論或爭論，提出解決方案，教師適時引導(dǎo)，使學(xué)生從中領(lǐng)會教師思路，學(xué)會分析解決問題的能力。這種方法體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教育理念。
2.2教學(xué)手段改革①組織老師進行本課程網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，將本課程的教學(xué)課程和習(xí)題集等資源逐步公開在校園網(wǎng)上，學(xué)生在課外可自主下載學(xué)習(xí)。②在教學(xué)內(nèi)容上側(cè)重應(yīng)用，對于基本理論部分要少而精，多結(jié)合實例進行教學(xué)，并在教學(xué)過程中補充學(xué)科前沿內(nèi)容，拓展學(xué)生的知識面，加強學(xué)生的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。③進一步充實多媒體課件的內(nèi)容，并進一步制作網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程，網(wǎng)上系統(tǒng)庫，網(wǎng)上答疑輔導(dǎo)信息平臺等多種手段，彌補課件教學(xué)的不足之處。④加強實踐性教學(xué)環(huán)境的建設(shè)，完善課程設(shè)計的內(nèi)容，開設(shè)設(shè)計性實驗、開放性實驗，讓學(xué)生自主構(gòu)建簡單的機電一體化系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力。
3優(yōu)化教學(xué)資源，建設(shè)高水平教材
3.1教學(xué)資源優(yōu)化。①理論教學(xué)資源的優(yōu)化。a協(xié)調(diào)整合校內(nèi)外資源，加強機電一體化原理課程的習(xí)題、試題庫及網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)；b邀請國內(nèi)外一流的專家學(xué)者，開設(shè)基于多學(xué)科交叉產(chǎn)生創(chuàng)新意識的機電系統(tǒng)設(shè)計方面的系列講座。②重新整合實踐教學(xué)資源。a設(shè)計采用MATLAB、LabView等軟件組成綜合實驗平臺，在其上做相關(guān)機電一體化系統(tǒng)的仿真、驗證實驗；設(shè)計綜合性、設(shè)計性及開放性實驗并編寫相應(yīng)的程序和調(diào)試。b將科學(xué)研究積累的資源進一步轉(zhuǎn)化為提升以本科教育為核心的人才培養(yǎng)質(zhì)量的平臺，構(gòu)建不同層次的開發(fā)、測試、控制平臺；c把握學(xué)科發(fā)展動態(tài)，分層次、有重點、創(chuàng)特色地開展普及性和專題性工程實踐與科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和技巧，提升學(xué)生綜合性、創(chuàng)新性思維能力。
3.2教材建設(shè)。①設(shè)立專項配套資金，鼓勵教師從教學(xué)、科研成果中提煉素材；②提高認識，加強領(lǐng)導(dǎo)，定期研究教材建設(shè)工作；③組織高學(xué)術(shù)水平一線教師與相關(guān)企業(yè)高水平專家一起，編寫以傳授機電控制原理、知識為主，輔以培養(yǎng)思維、啟迪智慧模塊的，能培養(yǎng)創(chuàng)新思維人才的優(yōu)秀教材輔助學(xué)習(xí)材料。
4成績評價方式和課程評價體系改革
采用考試、實驗、大作業(yè)并重的方式改進成績評價方式，建成并完善以提高學(xué)生工程實踐能力為指標的課程評價體系，設(shè)計綜合成績評價體系，并進行模擬考核加以改進?？刹捎每荚嚒嶒?、大作業(yè)并重的考核方式，結(jié)合教師的科研項目，提出一個關(guān)于機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的大作業(yè)。對授課教師授課效果的評價，既注重知識的獲取更注重學(xué)生工程能力的提高。
0前言
在當前的時代背景下，自動化成為社會發(fā)展的重要標志。隨著技術(shù)水平不斷更新，機電工程的未來發(fā)展方向，也有了全新的調(diào)整。相關(guān)部門開始側(cè)重于機械自動化的開發(fā)與系統(tǒng)建設(shè)。希望通過技術(shù)的改進，進一步完善機電工程系統(tǒng)功能，并且將其有效的應(yīng)用到各個工程建設(shè)當中，促進國家的經(jīng)濟建設(shè)水平，獲得顯著性的提高。
1機電工程自動化技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀
在全新的機電行業(yè)領(lǐng)域，自動化技術(shù)占據(jù)著主導(dǎo)地位，并且因為其所具有的優(yōu)勢和功能十分顯著，所以被廣泛的應(yīng)用到各個工程項目開發(fā)當中。尤其是在建筑領(lǐng)域，以自動化技術(shù)為支撐，就建筑工程內(nèi)部機電系統(tǒng)進行完善和優(yōu)化，能夠全面提高建筑工程質(zhì)量，對于促進建筑工程在未來實現(xiàn)長遠發(fā)展，具有重要的意義?？梢姡詣踊夹g(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀比較良好，國家在該技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新方面，重視度較高。因此，相關(guān)單位需要加強該技術(shù)體系創(chuàng)新工作的思想重視，根據(jù)機電行業(yè)未來發(fā)展方向，明確技術(shù)創(chuàng)新目標，從而構(gòu)建自動化、智能化的機電系統(tǒng)。
2機電工程自動化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方向
2.1機電一體化發(fā)展
在今后機電領(lǐng)域，機電一體化，是自動化發(fā)展的代表[1]。所謂機電一體化，便是將機械與機電相結(jié)合，構(gòu)建有機整體，從而保證機電系統(tǒng)更加完整，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制。通常情況下，該系統(tǒng)所包含的元件具體有傳動系統(tǒng)、動力源以及傳感器等。將上述元件有機整合，便可以實現(xiàn)一體化作業(yè)體系的構(gòu)建。相較于傳統(tǒng)的機電模式，該體系所具有的優(yōu)勢十分突出，不僅能夠協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部工作環(huán)境，也能夠保證系統(tǒng)作業(yè)更加高效，運行環(huán)境更加安全、穩(wěn)定。
2.2網(wǎng)絡(luò)化與控制智能化發(fā)展
機電工程未來發(fā)展方向主要以自動化為主，而在該發(fā)展方向下，網(wǎng)絡(luò)化、智能化是主要的技術(shù)特征。在今后的建設(shè)和發(fā)展過程中，相關(guān)單位可以側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，以信息技術(shù)為載體，對機電工程進行自動化控制。將計算機與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，構(gòu)建成有機的技術(shù)體系，從而為機電工程內(nèi)部控制系統(tǒng)建設(shè)，奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。通過以網(wǎng)絡(luò)為支撐的自動化控制體系建立，能夠有效改善機電工程運行環(huán)境。在提高系統(tǒng)整體作業(yè)效率的同時，也能夠有效降低工程成本。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化，模塊化發(fā)展
在機電工程未來發(fā)展領(lǐng)域，標準化、模塊化是實現(xiàn)自動化發(fā)展的關(guān)鍵[2]。在針對機電工程展開內(nèi)部結(jié)構(gòu)作業(yè)設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要圍繞上述兩個關(guān)鍵詞，就內(nèi)部結(jié)構(gòu)元件和布局進行優(yōu)化，從而保證機電工程體系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能更加全面，也能夠延長工程體系整體的使用壽命，促進我國的機電行業(yè)，進入高速發(fā)展的全新時期。
3機電工程自動化技術(shù)的應(yīng)用
3.1位置誘導(dǎo)技術(shù)
該技術(shù)是原有定位技術(shù)基礎(chǔ)上的改良和創(chuàng)新技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的技術(shù)手段，該技術(shù)所呈現(xiàn)的功能優(yōu)勢更為突出。在機電工程領(lǐng)域，該技術(shù)占據(jù)十分關(guān)鍵的地位。能夠幫助機械設(shè)備明確具體定位，然后科學(xué)、合理的按照一定的路徑進行工作。相關(guān)單位在使用該技術(shù)進行施工作業(yè)的過程中，需要掌握一定的注意事項。首先，合理規(guī)劃工作線路，為機械設(shè)備正確運轉(zhuǎn)提供路線導(dǎo)向。同時，考慮到偏差問題，不斷的調(diào)整線路，從而保證機械設(shè)備的作用位置更加精準。不僅如此，通過位置誘導(dǎo)技術(shù)，能夠自動調(diào)整機械設(shè)備的參數(shù)誤差，提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)精度。
3.2建筑機械的機身位置識別技術(shù)
在建筑機電領(lǐng)域，確定機身位置至關(guān)重要[3]。通常情況下，相關(guān)單位所采用的確定方式，通常包括兩種類型，分別從內(nèi)部和外部進行識別。該識別技術(shù)也是自動化領(lǐng)域比較有代表性的技術(shù)手段，具有著顯著的功能和作用。在借助內(nèi)部識別技術(shù)進行操作的過程中，通常需要借助于設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)和元件進行自主識別。經(jīng)過識別技術(shù)操作完成之后，會得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。工作人員需要將所得到的數(shù)據(jù)整理到計算機系統(tǒng)當中，并進行統(tǒng)計和分析，以此作為依據(jù)的，確定機身的位置。而外部識別則主要依靠超聲波，進行識別與操作。因此，相關(guān)單位需要根據(jù)實際情況，合理選擇識別技術(shù)手段。
3.3安全保障技術(shù)
