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關鍵詞:機電一體化 電力排灌站 應用發展
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,它是由英文機械學Mechanics與電子學Electronics的結合為一的。由于機電一體化技術的日益完善,其在電力排灌站中得到了更全面的應用,在節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的發展過程、發展現狀以及應用領域等方面著手進行闡述,并對機電一體化技術在電力排灌站方面的應用做出了一些淺論。
一、機電一體化技術概述
1.1機電一體化技術概況與主要使用領域
由于電子計算機技術的發展與廣泛使用,使得機電一體化技術有了良好的載體。這促進了機電一體化技術的迅速進步提升,所以人們對于機電一體化技術也有了更全面的理解和運用。它能將各種技術運用結合起來,同時應用到實際的各種產品生產或是控制過程中去。現今機電一體化技術已經成為一些行業生產的關鍵組成部分。
它的快速展使得它已經融入到各類產品的各個行業和部門。尤其是在數控機床和PLC的高級應用等方面。并且其在機械領域中的電子化的機床和電子計算機集成系統等方面的應用尤為普遍。由于其的使用,機電一體化的數控機床相較于普通機床,使用起來也更為方便和簡易,也使其生產的產品精確和廢品率降低。這些都是機電一體化的發展應用在機床方面的影響。在計算機集成制造系統中,它將各個部門結合起來,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機電一體化技術的發展歷程
機電一體化技術的發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,利用電子技術來使得各種產品的使用更簡單和好用是主要目標。其中在二戰期間,戰爭中為了得到性能更加優異的軍用技術,也客觀的地促進了機械與電工與電子的相互結合。由于當時的機械技術與電子技術并不完善,并且存在著一定的缺陷,因此由它們結合所產生的機電一體化,并不能夠廣泛應用,但是也顯示出了其還具有很大的發展空間。過渡階段為上世紀七十至八十年代。在這個階段中,機電一體化技術得到了迅速的發展。各種科學和生產技術的發展,給機電一體化的發展帶來了新的機遇,也為其發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,機電一體化逐步轉向智能化發展。這是一個深入研究、開發和完善的階段。在機電一體化的基礎上進行其他相關的建模設計等,并進行研究和探討,建立起了完整的科學體系,使其進入了系統化的時代。
1.3機電一體化技術的發展展望
在21世紀初期,我國機械工業增長方式發生著重大改變,為其能夠健康的發展,機電一體化技術迫切需要進行改變和進步,從而有效的促進了以數字化、智能化為特征的機電一體化技術的迅猛發展及進步。機電一體化技術是在多種技術進步后才有所前進的,它的發展依據于其他技術的進步,機電一體化技術的進步也刺激著其他技術的延伸。縱觀機電一體化技術的發展歷程,機電一體化的未來主要從以下幾個項目進行改進:
微型化,微機電系統就是MEMS器件和系統的進展。如微型構件和微型傳感器等的開發,使得MEMS器件得到了廣泛應用,同時使得機電一體化技術的微型化得到重視。網絡化,隨著計算機技術的發展和網絡的普及,使得基于因特網的遠距離監視和控制技術在機電一體化的總體布局中可以使用。智能化,基于模糊技術與信息技術,特別是軟件技術和芯片技術的發展,在機電一體化的未來發展中能夠使得應用更加方便。數字化,數字化主要體現在CPU的發展和電子計算機技術的大幅度提高。創造了數字化設計與創作生產的基礎,例如虛擬設計和計算機集成制造等。綠色化,機電一體化技術生產的產品的綠色主要是指不對環境造成損害,并且能夠回收利用,創造財富。工業的發展給人們帶來了方便和舒適,但同時使得環境收到嚴重的污染,人們呼喚保護環境,綠色產品成為人們推崇的目標。
二、機電一體化技術在電力排灌站中的應用研究
2.1機電一體化技術在電力排灌站應用中的問題
機電一體化技術在電力排灌站中的使用也是非常關鍵的,所以因為其有效與實用的特點,機電一體化技術在電力排灌站中的應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用也仍同樣存在著很大的發展空間。縱觀現在的各種大小的電力排灌站,多數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在使用時,要對原來的電力排灌站不適當的地方進行科學改進,讓機電一體化技術在電力排灌站了利用中充分發揮其優勢,使其能夠在電力排灌站中“物盡其用”。2.2機電一體化技術在電力排灌站應用中的注意事項
機電一體化技術在電力排灌站工程設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、機組臺數少和單擊容量小等一些問題。同時也應注意到,在電力排灌站的運行使用過程中,在水泵選擇、管路設置與電機匹配三個方面進行發展擴展與改進也是非常關鍵的問題。針對這些不好的狀況,應該在以下幾個方面對其進行改進,增強對機電一體化技術的使用能力、提高運行的效能和達到節約能源的原則目的。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計揚程將其適當的增大,只需有適當的存在一定的富裕量即可。并且不能滿足應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節。
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調配是至關重要的。所以使其達到一個合理的利用狀態,對電力排灌站的運行發展也有著非常重要的意義和作用。
最后,節能問題也要加強重視。在裝機臺數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調節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負載的變化,增加或減少變壓器的臺數來達到節能的目的。
三、總結
機電一體化技術在電力排灌站中得到了充分的應用,但也存在許多相關的問題。隨著科學的發展,這些狀一定會逐漸的改進,以達到節能和便利的作用目的。機電一體化技術是多個學科共同發展的產物,它不單獨依靠于任一學科,但同樣脫離不開任一學科,是社會科學發展的成果。機電一體化技術廣泛應用到了各種領域中,使得機械產業產生了巨大的變革,傳統的機械設計方法正發生著戰略性的變革,新的技術和新的方法等著我們去發掘和創造。
參考文獻:
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摘要:為了適應社會的發展和市場的需求,推進技工學校機電專業教學的發展與進步,培養擁有過硬職業技能的全新技術人才,機電專業需要采用一體化的教學方法,將理論與實踐相結合。本文分析了目前技工學校機電一體化教學存在的問題,探索了課程教學改革的思路和方法,并提出相應的改進措施。
關鍵詞 :技工學校 機電一體化 教學 改革
機電一體化是將機械和電子技術集成起來所構成的系統的總稱,其發展直接推動了產品的工業生產的智能化,深刻影響著人們生活的方方面面。
我國機電一體化產業發展迅速,成績顯著,但問題也是顯而易見的。如何實現機電一體產業的轉型升級,是國家、企業關心的問題,必須解決以下兩個問題:其一,要實現傳統工業技術的高效性,持續發展;其二,研制人性化、數字化、智能化機電產品,促進生產升級,產品換代,為產業化發展提供了堅實的基礎。
機電行業結構的調整和優化組合,機電一體化技術的快速發展,使得行業的人才需求格局發生了很大變化。用人企業不但急需一線技能型操作人才,更渴求綜合素質高,具備機、電技術綜合應用知識的技能型人才。為了適應高新技術產業發展的需要,滿足企業的用人需求,技工學校有必要對機電一體化技術專業進行改革調整,建立一個科學而完善的、具有高級技工教育特色的教學體系。
針對上述狀況,本文分析了目前大部分技工學校在機電一體化教學中存在的部分問題,闡明了以崗位工作技能為知識目標、職業道德素養為導向的機電一體化教學改革的方向。
一、部分技工學校機電一體化教學體系中存在的問題
1.專業課程體系設置不科學
目前,技工學校機電一體化專業課程課時主要分配于“電”與“機”,在僅有兩年的課時時間內,還以機械類課程設置為重點,導致電類方面的課程時間安排不夠,也就達不到應有的教學培養標準。這與目前“機電一體”的教學目標不相符,很容易導致教學內容與實際操作脫節,不能有效地配合機電一體化專業教學與設備操作的教學需求。
其次,機電一體化教學是以職業能力培養為目的,要求理論知識的傳授與操作能力、綜合素質的培養相結合,且貫穿教學全過程。但部分技工學校卻因設備或師資等方面不足而以理論知識教學為主,實踐教學為輔,沒能理論聯系實際。這就造成了很多學生“睜眼瞎”,學過卻不知其用途。大多數技校生畢業后將要從事的工作是安裝、調試機床設備、電氣線路等,對其進行日常維護和一般故障的檢修等工作。學習期間如果沒有得到良好的培訓,走上工作崗位后,實踐能力不足的問題將非常明顯。
2.專業教學內容不夠完善
第一,教學課程的整體設置遠遠滯后于當前機電技術的發展:教材內容更新慢,教學內容落后,教學設備陳舊等。部分技工學校仍然在用陳舊教材進行教學,學生學不到前沿知識。而與目前技術脫節的教學內容,學生不了解它的用途和學習的好處,感覺枯燥無味,難以引起他們學習的興趣,因此會導致課程教學陷入教師為教而教,學生為學而學的怪圈。
其次,教師講授時僅停留于課本,教學方法單一,缺乏項目教學的涉入,學生不知如何將基礎知識與專業知識貫穿運用到實際工作過程中。如實踐教學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習,未強化學生對專業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置理論教學與實踐教學,直接導致學生知識面過窄,畢業后達不到用工企業對技能人才的需求。
3.機電一體化教學設備落后、匱乏
部分技工學校的教學、實習設備落后,尤其缺乏具有專業特點的綜合性、設計性和創新性的實驗設備,僅有少數條件相對好的學校配備有車、銑、加工中心等數控機床,種類齊全的電力拖動與控制柜,PLC實訓一體化等。
設備不足會影響機電專業學生的技能和實踐能力的提高。機電一體化教學水平要想得到提升與進步,就必須擁有優良先進的教學設施。
4.教師隊伍素質有待提升
技工學校機電專業的發展離不開高質量的教師隊伍,“雙師型”的教師隊伍會進一步推動機電專業的發展,培養出更多優秀的技能人才。但是在當前的大多數技校里,教師隊伍的專業素質并沒有達到既定的標準。很多年輕的教師都是“高校—技校”模式,沒有在用工企業工作過,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范、標準,專業教學經驗相當缺乏。
二、技工學校機電一體化教學改革的思路與方法
1.構建合理的課程體系
技工學校應構建中國式“校企雙制”,從崗位的實際工作過程和崗位標準出發,與企業進行溝通交流,對企業的用人需求和近幾年畢業生就業情況進行深入分析,以工作過程為導向,以工作任務或產品作為載體,重新構建出合理的機電一體化課程體系。課程的設置必須要考慮學生的知識基礎,也要兼顧其可持續學習,因而課程內容從知識層面來說要以培養技術應用能力為目標,基礎理論以必需、夠用為度,專業教學要突出針對性和實用性。
技工學校是用人企業技能操作崗位的大型人才儲備單位,技工學校的發展離不開用人企業的認可和好評,因此,技工學校的教學目標和考核標準理應與企業要求一致,以企業的崗位職業能力需求為中心,以技術應用能力和崗位工作技能為支撐,明確專業領域核心能力,并圍繞核心能力的培養形成專業領域課程體系,從教學設計、教學準備、教學組織、教學評價到教學改革等方方面面堅持使教學內容符合職業能力需求,同時培養方案要體現相關職業資格證書的要求,以使學生畢業時確實具備相應的上崗能力。
2.完善教學場地、設施設備
教學場所、設備與設施在一定程度上決定了教學的效果。學校要保證教學的質量,就要加強教學場地一體化設施的建設。技工學校應努力建設模擬真實職業環境的“教、學、做”一體化實訓室,逐漸完善集教學、培訓、鑒定、生產“四位一體”的實訓基地,實現理論與實踐教學相結合。
另外,有些學校受場地、資金等影響,無法構建完善的一體化實訓室,則可以本著資源共享、互惠互利的原則,加強與工廠企業的聯系,廣泛建立校外實習基地,加強校企合作,以滿足學生畢業前頂崗實習的需要。第一,聘請有實際企業工作經驗的人才擔任實習教師;第二,安排學生寒暑假到企業參觀、實習,了解企業不同崗位的職業能力需求,最大限度地縮短技校生畢業后的試用期,提高競爭力。
3.通過多元的教學方法提高教學質量
(1)多種教學方法和手段。機電一體化技術的相關課程具有信息量大、抽象、理論性強等特點,內容比較枯燥。因此,在教學手段方面,課程教學很有必要實現從板書、掛圖、模型教學向實訓室、現場教學與多媒體教學相結合教學模式的轉變。
以電力拖動其中一個課題“按鈕和接觸器雙重連鎖正反轉”為例,傳統教學中,教師用直尺在黑板畫出該電路原理圖需要3~5分鐘,這段時間學生很容易出現走神、聊天等違紀問題。但若將該原理圖采用動畫演示,結合教師對該電路圖設計思路的講解,并將電動機正反轉的實際工作情況進行視頻播放,對教師而言,不僅能節省畫圖的時間,而且能在短時間內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;對學生而言,其接受能力會更強,更能加強對相關知識點的理解,加強重點理論知識的內在聯系。
教師要從觀念上進行轉變,必須學會了解學生的心理特點,以學生為中心,將多媒體教學、項目教學等各種教學方法相結合,充分調動學生的各個感官,讓學生感覺到學習是一件快樂的事情,從而由被動學習轉為主動學習,提高教學效果。
(2)增加實踐教學環節,理論聯系實際。實踐教學環節包括實驗、課程設計等。根據機電一體化課程實踐性較強的特點,在教學中充分采用理論聯系實際的教學方法,設計和組織綜合性實踐項目。比如根據西門子公司機電一體化課程特點和實際崗位的工作環境,創建西門子機電一體化實訓基地,設計開發機器自動化實訓室、典型工作區實訓室、機電一體化實訓室等項目教學方案,學習常用的PLC S7-200、S7-300、S7-1200等系列的工作原理、硬件結構與維護、軟件編程、網絡通訊與診斷等內容,并根據實際生產線的工作要求進行程序編寫和組態,培養學生專業崗位的應用能力。
(3)教師要做好示范操作。在實踐教學過程中,實際操作技能訓練中主要有兩個問題:一是帶電操作的安全注意事項;二是實際技能的規范要求。教師在教學過程中要做好引導和講解,強調安全性問題。教師通過行為引導,輔助于教學講解,督促學生通過互相之間的合作完成實踐操作。這種教學方式可以加強學生間的探討交流,讓學生互相分享自己的學習經驗,促使學生間相互學習,取長補短,共同進步。
4.加強師資隊伍建設
為培養高水平的“雙師型”教師隊伍,為培養骨干教師,技工學校可以從以下五個方面加強師資隊伍的建設:高薪聘用擁有專業工作經驗的教師;定期對任教教師進行職業技能、教學能力的考核;設立獎勵機制鼓勵教師進行教學改革,鼓勵教師進行技術鉆研;定期對教師進行針對性的培訓,如教學方式、專業技能等;要求教師下廠實習,了解市場的需求、技術的更新。
總的來說,技工學校機電一體化專業的教學改革需要根據現代社會的發展趨勢,堅持理論與實際相結合,堅持學習新技術,堅持教師隊伍建設,堅持深入探究課程體系及教學方式的改革,如此,才能培養與時代步伐相一致的專業技術型人才。
參考文獻:
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1網絡教學與實驗的必要性
在機械工程學科,機械結構、信號測量與自動控制技術密切關聯,使現代機械設備成為機電一體化系統,機電一體化也成為我國機械行業發展的趨勢。為適應這種發展趨勢,機械工程專業課程,尤其是機械電子方向專業課程必須包括機電一體化設計、機電控制、測試技術、狀態監測與診斷等內容。這類課程往往強調在學習中結合實踐去掌握基礎知識和設計方法,突出基礎知識的綜合運用、實踐動手能力、研究與協作能力的培養。
目前,機械電子相關專業課程以傳統課堂教學方式為主,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,學生的主觀能動性未得到重視。機械電子專業相關課程的實驗教學是課堂教學的重要補充,通過分組實驗使得學生運用所學知識去解決實際的問題,激發學習興趣,有利于加深學生對知識的理解,提高學生動手能力和團隊協作能力,鍛煉學生綜合素質。一般實驗教學時可供每個學生使用的設備資源有限,實驗教學所需要的實驗設備、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實驗教學的有效開展。實驗保障條件也在一定程度上影響了實驗教學的開展和學生實踐創新能力的培養。
網絡教學是基于互聯網技術、計算機技術的新型學習方式,區別于單純的課堂教學,教師與學生可以在網絡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豐富學習手段,同時提高學習效果。與課堂教學以教師為主不同,網絡教學是以學生為主體,學生發揮自己的主觀能動性,在網絡上根據自己的時間和條件,自由地選擇學習時間、學習內容,同時可以控制自己的學習進度。目前的網絡教育主要著重于教學內容的呈現與講解,用仿真的方式模擬實驗儀器和電子類實驗內容,不適用于復雜機電系統的實驗教學,缺乏研究性學習的環節,尤其是涉及互動式的網絡實驗教學。
本文主要探討網絡教學與網絡實驗在機械電子專業相關課程的開展方式。
2網絡教學與實驗的作用
網絡教學應該將傳統課堂教學的要素,如課程內容、教學大綱、教學目標等,通過網絡技術、計算機技術、多媒體技術進行展現,并在此基礎上進行提升,使學生在快速掌握課程關鍵知識點的同時,通過網絡實驗靈活運用所學的知識點解決實際動手問題,鍛煉學生自主學習和主動思維的能力。網絡教學和網絡實驗應能夠利用網絡資源的共享性,不受地域和時間影響的特點,為學生提供便利的學習條件和實驗條件。網絡教學與實驗所應起到的作用主要有:
(1)課堂教學的有益補充。課堂時間有限,學生對于相關知識點有可能沒有完全掌握,可以通過網絡教學中提供的多媒體課件、實驗錄像、補充材料等,反復學習,不受時間和地點的限制。
(2)實驗教學的有益補充。對于實驗比重較大的課程,可以通過將實驗放在網絡上,以網絡實驗的方式進行,擴大實驗的地域范圍和時間范圍,如控制工程基礎課可通過網絡交互的方式進行實驗,可以提高實驗設備的利用率,尤其是一些數量少、價值高的實驗設備,同樣不受時間和地點的限制,開闊學生的視野,鍛煉學生的思維。
(3)教師與學生之間有益的即時交流。課堂教學之后,學生有問題可通過網絡及時與教師溝通,提高學習效率。特別是機電一體化設計、控制工程基礎、測試技術、狀態監測與診斷等課程、內容多,相對學時少,知識點抽象,往往需要學生課后復習來理解和消化。在這個過程中存在的疑問可以通過網絡教學系統提出,教師看到問題后及時給予答復。這種交流可以是文字形式,也可以是語音形式。也可以通過現在使用范圍極廣的即時通訊系統,如微信等,實現課程信息的,加強教師與學生的高效交流。
3網絡教學與實驗系統框架
網絡教學與網絡實驗均采用WEB技術實現。網絡教學系統主要包括課程簡介、課程大綱、教學日歷、課程導學、作業庫、留言板等功能部分;網絡實驗系統主要包括實驗簡介、實驗大綱、實驗操作說明、實驗圖像、實驗結果分析與顯示、實驗報告等。
4網絡教學系統開發
網絡教學系統總體部分包括:課程簡介、課程大綱、教學日歷、練習題數據庫、交流板塊等,具體如下:(1)課程簡介、教學大綱和教學日歷。課程簡介包括課程特點、先修課程、教學目標、應用前景、授課對象、教材與參考資料等;教學大綱包括教學目的、教學任務、教學內容、課時分配、考試方式等;教學日歷包括每學期的課時和教學內容、作業等。(2)練習題數據庫。編制針對教材各章節內容的全部練習題,教師可以從中選擇題目作為作業,學生也可自選練習題作為補充作業,并檢查作業和修正作業,提高學習效果。(3)交流板塊。提供教師與學生的交流平臺,并與微信等即時通訊平臺連接,提高師生的交流效率,同時提供有關課程的最新信息。
網絡實驗系統主要包括實驗簡介、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。主要包括實驗現場的照片和視頻,采用流媒體技術,使學生更加直觀地在網絡上了解實驗過程,并對實驗過程進行監控。(4)實驗結果分析與顯示。采用圖表技術,在網絡實驗平臺直接實現對實驗結果的實時顯示,引導學生對實驗結果進行分析,并顯示分析結果。(5)實驗報告。采用網上提交方式,完成學生實驗報告的收取。(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,網絡實驗系統中應詳細描述實驗的注意事項和要避免的錯誤操作等;同時應具備緊急停機和報警功能,能夠在緊急情況下對實驗停機,采取相應的保護措施。
5網絡實驗系統開發
機械電子專業方向課程中機電一體化設計、控制工程基礎、測試技術、狀態監測與診斷等的實驗主要集中于機電系統的自動化,因此網絡實驗系統開發主要以機電系統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計、機電一體化系統虛擬設計等。
(1)機械參量測量與分析。針對典型的機電系統測量并分析其中主要的運行參量,可以采用真實的系統作為實驗對象,操作指令與傳感信號通過網絡進行傳輸,并在WEB頁面進行顯示。以狀態監測與診斷課程為例,常用的多功能轉子實驗臺是一個綜合性實驗臺架,安裝振動、轉速、噪聲、位移、轉矩、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,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計。針對典型的機電系統控制可采用真實的系統或者虛擬的系統作為實驗對象,控制器可在本地,也可在遠程。通過網絡進行控制指令和傳感系統的傳輸,并在WEB頁面進行顯示。以控制工程基礎為例,常用的倒立擺實驗臺,可對課程涉及的多種控制器設計方法進行驗證實驗。同樣采用.NET等技術,建立實驗系統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,能夠設置控制器參數,并能夠實時顯示反饋量、控制量、系統輸入和輸出等關鍵信息。
(3)機電一體化系統虛擬設計。針對典型的機電系統設計,完全采用虛擬技術,機械部分動力學與運動學模型可在WEB頁面提供,由學生完成傳感器、控制器的選型或設計。系統模型可以采用MATLAB等實現,或采用已有的MATLAB模型,設計對象可以采用較為熱門的機電系統,比如風力發電機、混合動力汽車、機器人平臺等。綜合采用.NET技術、MATLAB等,將運行于服務器的各種模型通過WEB頁面顯示出來,同時WEB頁面能夠設置模型運行參數和運行方式,并具備仿真結果的傳輸和顯示功能。
以上三種遠程實驗系統均需具有安全保障措施和使用規范。如在實驗室內應有人值守,應配備實時監控攝像頭,圖像信息可以遠程訪問;對于控制遠程實驗,應具備錯誤診斷能力,避免有問題的控制算法造成實驗臺的損壞。
6結束語
隨著計算機及網絡技術的發展和應用,實現基于Internet的網絡教學將成為教育改革的一個方向。本文詳細介紹了機械電子專業課程網絡教學與實驗系統,具有網絡性、交互性和及時性等特點,可實現答疑、討論等教學環節,也可實現高效的網絡實驗教學,可以有效地提高網絡教學的優勢和教學資源的利用率。
關鍵詞:機電設備;電氣控制;問題
1.說明
機電設備是指應用了機械、電子技術的設備,通常所說的機械設備是機電設備最重要的組成部分。由于技術的不斷改進,傳統的機械設備向機、電結合的新階段不斷發展,并不斷擴大其應用范圍。自20 世紀60 年代開始,計算機在機械工業的科研、設計、生產及管理中逐漸普及,為機械制造業向更復雜、更精密的方向發展創造了條件。機電設備也隨之開始向數字化、自動化、智能化和柔性化發展,并進入現代設備的新階段。機電設備的電氣控制是一個重要標志。
電氣控制指的是通過控制電氣設備的電壓、電流、頻率、通斷、連鎖、速度等,完成工藝過程的動作要求。對于工藝過程程序及功能相對固定的機電設備,我們通常采用繼電接觸控制。
機電設備電氣控制基本原理是,通過電器控制線路,即由各種有觸電的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等按不同連接方式組合而成的控制系統,實現對機電設備的啟動、正反轉、制動、調速和保護,滿足生產工藝要求,實現生產過程自動化。常見的基本控制線路有:點動控制線路、正轉控制線路、正反轉控制線路、位置控制線路、順序控制線路、多地控制線路、降壓啟動控制線路、調速控制線路、制動控制線路。
電氣控制除了在滿足生產工藝,控制電壓的要求的同時,必須要考慮控到制電路工作的安全性、可靠性,便于操作、維修和電路簡明等一系列的問題。
2.機電設備電氣控制的注意事項
2.1 充分了解生產工藝要求和設備情況
電氣控制是為滿足生產工藝的要求服務的,所以了解生產工藝對機電設備的具體要求, 對機電設備的工作情況事先做好全面的了解,是電氣控制設計的基礎。應當提前深入現場調研,收集機電設備的運轉信息,結合技術人員和現場操作人員的實際工作經驗,進行電氣控制設計。
2.2 使線路簡明經濟
2.2.1 減少觸點,簡化線路
在滿足生產工藝要求的前提下,觸點數目越少,線路越簡單,工作可靠性越高,故障率越低,所以要盡量減少不必要的觸點。通常可以采取的方法有以下四點:
(1)合并同類觸點。
(2)轉換觸點方式。
(3)利用二極管的單向導電減少觸點數目。
(4)通過邏輯代數減少觸點。
2.2.2 減少連接導線數量和長度
電氣控制線路應該基于實際情況,合理安排電氣設備和原件的位置排布及實際連線,使連接導線數量最少,長度最短。所以當同一電器的不同觸點,應該盡可能設計成實用的公共連接線。
2.3 保證電控線路可靠性
2.3.1 正確連接電路線圈,防止短路
應該注意電器線圈與電氣觸頭分離分布,電源一側為線圈,電源另一側為觸頭,相鄰的觸頭盡量接在同電位端。這樣的話,當某一電器觸點發生故障,也不至于引起電源的短路。
交流線路中,即使外加電壓是兩個線圈額定的電壓之和,也不允許兩個電器原件的線圈形成串聯。兩電感量相差懸殊的直流電壓線圈不能直接并聯,可在ka 線圈電路中單獨串接km 的常開觸點。
2.3.2 避免出現寄生電路
寄生電路是指線路工作時,發生故障而接通的電路。寄生電路會破壞電器元件和控制線路的工作次序,或造成誤動作,所以應該盡量避免。可將指示燈與其相應的接觸器線圈并聯,避免寄生回路。
2.3.3 避免發生觸頭“競爭”,“冒險”現象
觸頭競爭是指當控制電路狀態發生變換時,電路中的電器元件的觸頭狀態也隨之發生變換。由于電器元件總有一定的固有動作時間,對于一個時序電路來說,往往會有不按時序動作的情況發生,觸頭爭先吸合,就會得到幾個不同的輸出狀態,可能引起通電的電器失電,從而電路無法正常工作。這種現象稱為電路的"競爭"。觸頭冒險是指對于開關電路,由于電器元件的釋放延時作用,也會出現開關元件不按要求的邏輯功能輸出,這種現象稱為“冒險”。
2.4 確保控制線路安全性
2.4.1 短路保護
短路時的強大電流容易導致各種電氣設備和元件的絕緣受損和機械損壞,所以,需要設置相應的短路保護機制以求迅速可靠地切斷電源。可以采取的措施有:利用熔斷器作為短路保護電路,利用自動開關作短路保護。
2.4.2 過電流保護
過電流常見的問題情況有:機電設備錯誤啟動或負載過大會引起電動機產生很大的過電流;過大的沖擊負載會引起電動機產生過大的沖擊電流,從而電動機換向器損壞;過大的電動機轉矩會使生產機械的機械傳動部分受到損壞。可采取的解決措施是利用過電流繼電器來保護電路。
2.4.3 過載保護
機電設備電動機長期過載運行時,繞組溫升將超過允許值,從而損壞電動機。要多采用具有反時限特性的熱繼電器加以保護,并同時裝備熔斷器或者過流繼電器配合輔助運用。
2.5 便于操作、維修
機電設備電氣控制的具體安裝與配線過程中,電器元件需留備用觸點,必要時留備用元件;為檢修方便,應設置電氣隔離,避免帶電檢修;為調試方便,控制要簡單,能快速實現從兩種方式間的轉換。為了便于在生產機械旁調試,應該設置多點控制;操作回路較多的情況下,如果要求正反轉及調速,就需要采用主命令控制器代替許
多按鈕。
3.總結
機電一體化是現代工業發展的總趨勢,目前國內的機電一體化工作已初具規模,但在很多方面還應加強重視和改進。機電設備的電氣控制對于設計出高效能、低造價的現代化設備,有效利用其特點和效能有重要意義。本文對機電設備電氣控制中需要注意的問題,予以研究說明,并給出相應的解決措施,對機電設備電氣控制的設計具有一定借鑒作用。
【參考文獻】
[1]劉利宏.電氣控制設計中應注意的幾個問題,湖南工業職業技術學院學報,2004(03).
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[3]郭斌,林枕秋.消除感應電壓影響繼電器返回的措施,電工技術雜志,2001,(09).
關鍵詞:管座;圓弧面;車削
前言
目前公司主要是用銑床進行銑削,且每次只是銑削一件,效率較低。公司常年大批量生產該類管座,為提高加工其圓弧面的效率,經過認真分析,總結了下述加工方法。
1.加工管座圓弧面的方法
該管座圓弧面可以在銑床上銑削,也可以在車床上車削。不論是采取哪種方法加工其圓弧面,必須盡量減少或杜絕加工其圓弧面過程中刀具空運行所涉及的軌跡。為此,將許多管座按照其被加工圓弧面所構成的圓為基準裝夾在一起同時車削或銑削能較好地提高加工其圓弧面的效率。這樣,就必須設制一個裝夾工裝才能實現上述條件。
2.加工管座圓弧面的裝夾工裝的設計思路
結合上述分析,設計加工管座圓弧面的裝夾工裝必須考慮以下幾個方面:首先,要考慮可以同時加工圓弧面的管座的最多數量(其圓弧面的圓弧所構成的圓的周長除以其圓弧長度所得到的整數);其次,要考慮管座的定位,其圓弧面的定位以其圓弧面對應面和側面為基準,同時加工過程中為防止其軸向滑移,還須將其在進刀方向上進行定位;再次,要考慮夾緊過程中管座的滑移,必須讓螺栓的夾緊力迫使管座向其定位面靠實,如圖2所示;然后,為減少測量次數,進一步提高工效,要考慮對刀基準,可以使夾緊工裝的內圓弧面的圓弧和被加工管座的圓弧面的圓弧尺寸一致,作為對刀基準面;最后,為使管座夾緊牢固,可以在支撐管座周向切削力的基準面加工一凹槽。
3.加工管座圓弧面的裝夾工裝的制做
首先,制做裝夾套,車削裝夾套的內孔、外圓和兩端面,用線切割以其內孔為基準加工安裝管座的各槽部分,鉆、攻安裝緊固螺栓的螺紋孔。
然后,加工定位端蓋,車削其用來定位的面,車削加工管座圓弧面時的讓刀孔。
最后,將定位端蓋點焊在裝夾套上,將緊固螺栓旋擰也在裝夾套上即可。
4.加工管座圓弧面的裝夾工裝的應用及注意事項
首先,將該工裝裝夾在車床上,校正、夾緊;其次,將管座安裝在工裝槽中,并夾緊;然后,對刀、車削管座圓弧面。該工裝也可在銑床上應用。
注意:緊固螺栓的端部要磨成圓弧頭,防止緊固過程中使管座發生偏移;使用前要檢查緊固螺栓旋擰的松緊程度,必須旋擰自如,防止夾不緊管座;使用過程中要經常往緊固螺栓孔中注油。
5.結尾
該工裝設計思路新穎,制做簡單,便于應用,能較好地提高管座圓弧面的加工效率。
參考文獻:
[1]陳宏鈞主編.實用機械加工工藝手冊(第3版).北京:機械工業出版社,2009.
關鍵詞:項目構建;企業考核;核心課程
在現代高職教育中,針對機電一體化技術等工科專業,應用最為廣泛的就是“工學結合”方法。工學結合作為職業教育的重要特征逐漸被認識,各學校正在積極探索建立適合本校特點的,符合職業教育發展的工學結合的課程模式。工學結合一體化課程的基本特點是:學習的內容是通過工作實現的。一是滿足技術、經濟和社會發展對技能型人才的綜合職業能力要求;二是適應學習者的個性發展和職業生涯發展的需要,實現有效的職業學習。工學結合一體化課程建設需要系統地解決課程領域的很多問題,本文針對工學結合中課程載體,也就是項目化教學的項目來源和教學過程,探討一種實時將企業項目轉化為教學項目,由學校師生承擔項目,在企業項目完成過程中同步進行教學,由企業最終檢驗項目結果同時對教學效果進行評價的課程設計模式。
1企業項目引入
高職教學過程引入企業項目是校企合作的必然形式,也體現高校對地方經濟發展促進作用,但是能夠引進項目對于學校本身條件是有一定要求的,各學校應根據自身情況以及區域內企業情況確定各自側重點。以雅安職業技術學院(以下簡稱雅職院)為例,目前區域內中小微企業對于機械技術的需求較為迫切,很多工廠沒有自己的技術團隊,在加工技術、加工工藝等方面有較大的革新意愿,依據目前硬件實訓設備條件和師資力量,將校企合作的切入點定位于機械設計服務、零部件代加工生產、工藝技改革新支持等方面,將校企合作的企業定位于區域內中小微企業。項目引入時還應考慮項目轉化為教學載體的可行性,這是項目能否成功轉化為教學項目,為教學服務的重點,主要從以下三個方面進行考慮:
1.1項目主導教師確定
項目的實施必須由一名或多名教師作為主導,由于企業項目直接關系到企業利益,有“價格、質量、交貨期”的要求,必須由合適的教師承擔,由系部統一監管,主導教師即為項目負責人,需要對項目進行合理分工和布置。針對不同項目,負責教師的能力選擇也有不同要求,如機械設計類項目應由有設計經驗的教師負責,機械加工類則由對加工技術比較精通的教師負責。
1.2項目輻射課程分析
針對不同的項目,完成項目所需專業技能要有準確的分析,并落實到各門專業課程的教學當中。這一步需要對企業項目持續時間有精確的預期,一種是短期項目,如小批次零件代加工類、工藝改進類、機械設計類項目,可作為《數控編程與操作》、《金工實訓》等課程的實訓載體,結合實訓班級完成,同時也可作為《機械制圖》、《機械制造工藝學》等課程的教學載體;另一種是相對長期項目,如長期需求的零件加工類,則完全可以作為整個專業教學專業課程的載體。當然,也有一些項目不適合作為教學載體的,則由教師獨立完成,不涉及教學。
1.3項目承擔班級確定
學生作為工作人員參與到企業項目,同時兼具學生和學徒雙重身份,契合現代學徒制教育精髓,項目的主要承擔班級應以畢業前一個學期的學生為主,應完成機電一體化專業的專業基礎課教學,具備專業基礎能力。由于學生自身作為工作人員,也促使學生對前期學習知識進行自主復習鞏固,對新的知識內容自主構建學習,這在雅職院試點本課程模式以來體現的比較明顯。
2轉化教學項目
企業生產項目引入后,需要一系列的后續處理才可應用于專業課程教學,由于企業項目往往對時間要求比較急迫,所以項目轉化成教學載體的過程盡可能的短,這往往需要一個教學團隊參與,因此,在整個工教一體化項目過程中,教學團隊的作用都是至關重要的。一般轉化過程包含以下幾個方面:
2.1企業項目分析
主要是項目側重點進行劃分,比如:零部件設計項目,側重點在《機械制圖》、《機械設計基礎》等課程;零件加工項目,側重點在《數控機床編程及操作》、《機械制造工藝學》等課程。該步驟其實在項目引進過程中就已經開始進行。劃分側重點之后,承擔項目的教師基本也可以確定,并由該教師主導,將相關課程所需知識點羅列,由教學團隊中各課程負責教師在教學過程中重點講述。
2.2提煉教學載體
不同的項目凝練的教學載體不同,設計類項目在充分理解企業需求的前提下,整個設計需求就可以作為一個教學項目,和以往工科類專業的課程設計較為類似;零件加工類項目由于大多數企業有保密需求,在制作教學載體的時候需要將企業圖紙進行轉化,制作教學圖紙;有的加工類項目只提供實物的,則需要添加測繪制圖步驟,這一步驟也可以作為《機械制圖》的教學載體;工藝改進類項目在課堂實施時則可作為討論課程的教學載體。
3生產教學實施方法
處于高職第二學年下期的學生,已經完成了基礎課和專業基礎課的學習,大部分專業課程都在第二學年上期開始接觸,在進入第二學年下期的時候,基本專業知識已經具備。在校最后一期的學習是直接產生工作能力的關鍵時期,本文論述的課程模式應主要應用于這一學期的課程安排。由于企業項目類型不同,轉化不同類型的教學載體,在教學實施過程中會有差異,但中心思想均為將企業真實生產場景應用到教學,師生均需轉變身份,作為設計人員、工藝人員和操作人員融入到項目當中。以下以一個企業零件加工項目實施做成闡述生產教學實施方法:
3.1下發實訓任務單
根據每次實訓任務,結合工廠企業的生產模式,下發實訓任務單,主要包括實訓零件名稱,零件圖紙,零件材料,毛胚尺寸,實訓步驟與技術要求等。
3.2圖紙分析
學生根據實訓任務單上的零件加工圖紙,認真分析零件的結構形狀、加工尺寸、形位公差、表面粗糙度要求等。
3.3工藝分析
根據學生的圖紙分析,教師結合學生分析的圖紙要求對加工工藝進行講解,并在其間穿插本次實訓任務所涉及到的機床基本操作知識和刀具、量具的使用方法等知識點。
3.4涉及指令
根據工藝安排的需要,講授本次加工過程中所需要的加工指令和功能指令。
3.5刀、夾、量具選擇
根據工藝安排和加工所需指令選擇合適的設備、刀具、夾具和量具。
3.6編程加工
首先在教師指導下完成首件零件加工,并涉及到加工過程中的細節注意事項,然后分組加工,教師現場指導。
3.7成品檢測
根據提供的零件檢驗單對學生的實訓操作做出綜合評價。根據上述七個步驟完成整個數控機床加工實訓的教學過程,在整個實訓教學過程中,教師進行穿插的教學指導,并對學生在實訓過程中所出現的問題進行現場解決。
4生產教學考核模式
學生是否具備企業需要的職業崗位能力,評判標準在企業,不在學校。企業對學生職業能力的認可與否直接關系到學生的就業以及職業發展。本模式設計的課程教學依據載體均來自于企業,企業項目完成后,由企業進行驗收,通過驗收的即為合格,未通過驗收即為不合格,學校不在另行組織筆試或者實操考試。
5結語
工學一體設計模式的實施,將企業的生產加工過程與學生實訓加工過程相融合,校內的第一課堂教學與校外實訓基地第二課堂教學相融合,充分體現了教學過程的實踐性、職業性和開放性,實現了教學與企業實際加工生產、職業資格與職業崗位、實訓生產與產品生產的緊密連接,具有鮮明的高職教育教學特色。
參考文獻:
[1]秦高德.貫徹工學結合思想,提高計算機基礎實訓課的教學效率[J].計算機教育,2009,(10)
[2]唐惠龍,牟宏均.高職機電一體化技術專業在區域經濟轉型發展中的地位和作用.職教論壇,2014(23)
關鍵詞:傳感器應用與技術;教學改革;持續發展
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
文章編號:1009-0118(2012)09-0138-02
《傳感器應用與技術》是理工類專業的一門重要課程,是電子、自動化、機電一體化等專業的一門專業課,隨著企業對高素質技能型人才要求的提高,我院在教學中本著“技能為主、理論夠用”的原則,結合企業對于工作人員傳感器應用能力的要求,對《傳感器應用與技術》課程的教學進行了改革,切實體現教學過程的實踐性、開放性和職業性,取得了比較好的教學效果。
一、課程特點
《傳感器應用與技術》的前序知識主要涉及到《電工技術》、《電子技術》專業基礎課。課程組教師與企業技術人員制訂了本課程教學的基本要求:掌握傳感器的特性和指標;掌握典型傳感器的原理及其應用;通過該課程的學習使學生掌握常用傳感器器件、基本測量電路的工作原理和分析計算方法;掌握常用的傳感器特性和使用方法;會查閱資料手冊,會正確選擇有關傳感器元器件;正確使用有關檢測儀器、儀表;熟練連接檢測線路,對簡單的測量與控制系統會設計、安裝、調試、排除故障。
二、學生情況
學生專業素質特點。我院學制是2.3+0.7即高職三年期間,2.3為在校學習期間,0.7是校外頂崗實習期間。是在電子、自動化、機電一體化專業中開設這門課程,開課時間安排在大學第三或第四學期,此前學生對《電工技術》、《電子技術》專業基礎課進行了學習,已經具備了一定的專業理論基礎和電子技術實踐能力。
從學生整個專業素質形成的過程來看,高年級學生正從學習基礎理論知識轉向專業技能形成的過程。若能對本課程教學進行合理設計,將對學生學習與技能的掌握起到關鍵的促進作用。
三、教學方面
(一)重新確定教學內容
課程組成員與專業相關的企業技術人員根據企業需求共同確定教學內容,要求學生只要知道如何使用、選擇傳感器即可,在教學中只需要讓學生定性地了解傳感器的工作原理,熟悉其基本特性,對于原理性的理論或定理的推導可以不做要求。對此部分內容感興趣的學生可以自學,有問題再向教師請教或自己查閱資料。重點培養學生的工程意識與實踐技能。
例如:熱電偶傳感器的中間溫度定律,學生只要明白該定律的作用、掌握熱電偶傳感器的冷端補償的方法及注意事項,會查熱電偶的分度表即可,在課堂對定理不必詳細推導,學生可以自學,有問題課后請教教師。
(二)在理論教學方面的改革
1、在復習預習環節中的改革
課前的復習和預習,對學生知識的掌握會起到事半功倍的作用,這是教師常用的教學手段。在復習環節中,有的教師采取自己復習的方式,有的教師采取的是提問學生的方式。但預習的好習慣在大學學習中教師似乎不再強調。本課程組對課前復習、預習方面進行了改革。
主要措施是對每次理論課都發放預習、復習任務單。
例如:在學習“第二模塊電阻傳感器”“第二講氣敏、濕敏、熱敏電阻傳感器”一節時在課前發放的預習復習任務單是:
對前一節復習:
應變效應及應變式電阻傳感器的分類。
簡述三種橋路輸出的優缺點。
簡述應變式電阻傳感器的四個應用。
預習:
獲取電子技術知識:差動放大器的功能以及放大倍數的計算。
你從網絡上找到了哪些熱敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器,有什么新的產品以及功能,獲取了那些信息?
這種預習效果非常好,例如在應變式電阻傳感器一節的預習中,有一個同學在網上查到了使用碳材料制作可多點應變的電阻傳感器,并查到了它的用途以及談到自己的設想,就是將這種材料應用于機器人中,能否制作出與人的皮膚一樣的機器人。這個想法在本次課的“35+10”互動時間進行了熱烈的討論,強烈激發了學生對本課程的學習激情。“35+10”的教學手段在下面進行分析。
2、制作課件方面的改革
課程組對《傳感器應用與技術》課程系統地進行了課件制作,制作的課件有兩個突出點,一是彌補實驗室傳感器種類不足,工業用傳感器價格昂貴,實驗室不必花費過多的資金購置,課程組教師與企業技術人員赴企業將工業用傳感器外形、參數、使用注意事項于PPT形式給出,培養了學生的工程意識,二是將每一模塊的傳感器檢測與控制的實際應用用動畫的形式表現,模擬工廠,將工廠搬進課堂,實現理實一體化。
例如:工業用鉑熱電阻的測溫在工業測量應用廣泛,但價格上千,實驗室并未購置,課程組與企業技術人員將鉑熱電阻的外形、參數、實際測溫實例以及接線、變送、控制方面制作了系統的課件;又例如光電傳感器應用之一:測量帶動表針的齒輪轉速從而校正煤氣表的刻度準確性,課程組成員于丹東東發企業的技術人員就東發企業的上述檢測裝置制作了光電傳感器的測速動畫以及光電傳感器的外形、參數、以及在檢測煤氣表的實際安裝位置進行課件制作。
課程組將本課程實現了網絡化,先后獲得2009年優秀院級精品課,獲得2010年度遼寧省網絡課程二等獎的榮譽。與本院師生實現資源共享。
3、學生課堂互動的改革
“35+10”是我院于2010年學院性的教學方法改革,每堂課利用10分鐘時間,學生提問教師回答,問題內容寬泛可以是本課節知識也可以是本課程的知識還可以是人生觀、職業素養問題。這樣做既可以使學生加深與鞏固本課程的學習還可以鞭策教師的師德建設以及知識體系的自我完善。
(三)實驗教學方面的改革
以前的實驗都是由教師給出實驗器材、實驗線路、實驗步驟,甚至連實驗結果都由教師給出,并沒有積極有效地調動學生的主動意識以及技能培養,學生處于這種“灌”的教學方式還是對學習有厭煩情緒。現在是由教師發放實驗任務單,學生對實驗進行預習,對本次實驗獲取有關信息,確定實驗方案。經教師指導后學生分組、團隊協作進行實驗操作。組員對本組成員進行互評,填寫實驗測試單作為實驗成績的依據。實驗部分的改革必須建立在實驗室開放的基礎之上,本院配備了專門實驗室管理教師,于每天下午1:30―4:00開放。
例如:“差動變壓器傳感器的使用”實驗任務單。
【引導性問題】
1、差動變壓器的結構特點?
2、相敏整流電路的特點?
【實驗目標】
1、了解差動變壓器的基本結構及原理,通過實驗驗證差動變壓器的基本特性。
2、掌握差動變壓器測量震動的方法。
【實驗方案】
在實驗操作前教師提問實驗方案,經教師指導后,學生實際操作,操作時組員互評填寫實驗測試單,實驗成績由教師與學生互評分兩項獲得。
(四)實訓教學方面改革
我院只有電氣自動化、電子技術專業開設了《傳感器應用與技術》的綜合實訓,機電一體化專業未設實訓。課程組對綜合訓練進行了大膽的改革,將實訓30課時改革為18+12,校內18課時,校外12課時,校內實訓確定為酒精測試儀的設計與制作,要求學生對相應功能分析設計、正確選擇傳感器。進行PROTEL繪圖、印制電路板焊接、調試,目的是訓練學生對傳感器應用、PROTEL繪圖、印制電路板焊接、調試的綜合技能。課程設計作為本課程考核的重要依據。學生分組,團隊協作進行課程設計、作品制作。組員對本組成員進行互評,填寫實習測試單作為實習成績的一項依據。
綜合實訓安排了12課時的到企業實習,有丹東浩宇集團紅外傳感器、超聲波流量計在粒度儀中的使用;遼寧東發集團的角編碼器、光電傳感器、熱電阻在煤氣壓力表生產、檢測的應用;丹東貝特自動化有限公司的電子秤、熱電偶、流量計、鐘罩式轉子流量計的應用。工學結合,培養學生的實踐能力以及對職業崗位的認知。
(五)持續發展方面
加強《傳感器應用與技術》課程教學的課后延伸,如大學生電子作品競賽、機器人作品開發、畢業設計等,我院每年舉行一次大學生電子作品競賽,不乏有利用傳感器實現功能的電子作品;傳感器在機器人的制作中廣泛使用,系部教師以及部分學生制作了多種功能的機器人;學生在校外頂崗實習期間,結合日常生活和生產過程中的實際情況,選用適當的傳感器,設計自動檢測與自動控制過程,撰寫了相應的畢業論文。
“導師制”是我院的特色教學模式,是我們把喬佩科院長將英國牛津大學的教學方法與本院結合,形成遼地院式導師制。每位中級及以上職稱帶2-3名學生,導師帶動了若干名學生,指導其人生觀、課程知識、專業知識與技能,已收到良好的效果;同時也體現了高職教育的全面性、職業性、開放性。
通過課程組近兩年的改革與實踐,與原有的教學方法相比,《傳感器應用與技術》課程的教學改革取得了顯著的教學效果,學生無論在學習課程以及參加有關的電子產品制作、機器人的研制與技能大賽都興趣激昂,學生對本課程技能的掌握得到顯著的提高,同時也為其他課程的改革提供了借鑒。
參考文獻:
關鍵詞:支撐液壓缸;車軸箱;更換
搗固車的軌道橫向水平檢測裝置和軌道縱向水平檢測裝置均與車體相連接,在搗固作業時,為了能準確地測出軌道水平偏差,車體和轉向架與軌道間的距離必須保持不變。
為了使線路檢測裝置正常工作,要求軸箱和轉向架之間、轉向架和車體之間相對固定。為此,搗固車在作業時用液壓缸把軸箱與轉向架之間、轉向架與車體之間支撐住,消除它們之間的彈性自由距離。如圖1,液壓缸有車軸箱支撐液壓缸和車體支撐液壓缸兩種。
搗固車從運行工況轉換為作業工況時,轉動分配閥2使14MPa的壓力油液經單向閥1進入制動及支撐液壓缸油路、支撐液壓缸活塞桿伸出,實現支撐。支撐液壓缸均為單作用油缸,八個支撐液壓缸并聯,支撐動作同時完成。作業完畢后,從作業工況轉換為運行工況時,轉動分配閥2,使制動及支撐液壓缸回路與油箱溝通,支撐液壓缸卸壓,活塞桿在車體重力作用下縮回,消除支撐作用。
車軸箱支撐液壓缸用螺栓固定在轉向架的構架上,活塞桿向下朝向軸箱頂部,活塞桿端部有調整螺母,轉動調整螺母可以改變活塞桿長度。六個軸箱支撐液壓缸分別安裝在前轉向架Ⅱ軸,后轉向架的軸箱頂部所對應的構架上。每個作業循環中該液壓缸均伸縮一次,活塞桿伸出時液壓缸無桿腔壓力高達14MPa。
工作過程中當操作人員對該液壓缸的保養不當、裝車時安裝工藝存在問題或該液壓缸存在加工缺陷等等,由于液壓缸無桿腔的高壓,都將造成工作一段時間后就會出現液壓缸泄漏,由于搗固車工作環境惡劣,在其外露的活塞桿上形成厚厚的油泥,從而造成對液壓缸的進一步進行損壞。為了保證搗固車在施工天窗內的作業質量和進度,對于泄露嚴重的液壓缸盡量及時地進行更換,更換車軸箱支撐液壓缸時應注意以下幾點:
(1)拆卸車軸箱支撐液壓缸步驟:a.將油管接頭卸下,將油管口封好,防止污物進入;b.將下部固定擋塊卸下;c.將下部固定法蘭方盤卸下;d.將上部固定法蘭圓盤卸下;e.將液壓缸從上部傾斜取出。
(2)為了便于擰動轉向架和車軸箱支撐液壓缸之間固定法蘭方盤上的螺栓,拆卸車軸箱支撐液壓缸前,應先拆下相應側阻尼油壓減震器上端的銷軸,垂下該阻尼油壓減震器。
(3)因為拆卸空間有限,建議從內向外拆卸下部固定法蘭方盤的螺栓。
(4)檢查待換的新的車軸箱支撐液壓缸相關零件是否缺失,密
封的油口是否密封完好,液壓缸活塞桿是否有劃痕等。
(5)為了安裝新的車軸箱支撐液壓缸后縮短調整活塞桿的伸出量時間,拆卸舊的車軸箱支撐液壓缸前準確記錄下其調整螺母調整的羅紋扣數,保證新換的液壓缸調整同樣的螺紋扣數,用鎖緊擋塊鎖緊對應位置。
(6)為了保證安裝精度,安裝前清理干凈所有的安裝孔、螺栓。
(7)液壓缸在安裝時應將表面帶小孔的一側平面向外安裝;液
壓缸入孔后上部安裝平面和孔內平面依靠人工手把住確定,下部首先將固定法蘭方盤和液壓缸缸體擰緊然后再安裝螺栓。
(8)為了防止泄露,保證密封性,安裝油管接頭時,用生料帶將與液壓缸連接的接頭纏繞幾圈;為便于安裝,纏生料帶時應留出幾扣羅紋。
(9)液壓缸更換完成后,為了測試液壓缸性能,保證搗固車作業時可靠性。
以上介紹的車軸箱支撐油缸更換時的注意事項供大機檢修人員參考,以期能縮短更換油缸時的維修時間。
參考文獻
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關鍵詞 選修課 家用電器 教學實踐
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
本文針對選修課存在學生人數多、課時少和學生基礎參差不齊等問題,嘗試采用多種教學方法, 從生活實際入手,激發學生求知欲望,增加與學生的互動,調動學生的學習興趣,提高教學質量,為讓學生獲得家用電器方面的技能打開一扇窗戶。
1 合理安排教學內容,切實提高教學效率
家用電器的種類很多,面面俱到的講解是不現實的。家用電器從大的類別來講,分照明器具、電熱器具、電動器具和制冷器具四大類,考慮到只有60個總課時的情況,教學內容只安排了后面三大部分,每個部分著重安排典型的產品進行講解。電熱器具只講電飯鍋、電磁爐和微波爐;電動器具只講電風扇、洗衣機;制冷器具只講電冰箱和空調器。電熱器具和電動器具所涉及的知識點與機電一體化專業所學課程有很多共同之處,所以安排的課時相對要少些,而制冷器具所涉及的知識特別是制冷的工作原理對本專業的同學來說是全新的,所以安排的課時占總課時的一半。課時少,不能靠簡單地減少內容來解決,因為家電行業發展迅速,因此,在講課過程中不斷更新內容,增加家電發展中的新技術、新產品,目的是讓學生了解行業的發展動向,跟上家電發展的需要。在制冷器具部分重點放在制冷原理,能量的傳遞過程和轉換過程以及熱力學第二定律熱量傳遞方向性問題等等。通過合理安排教學內容,根據學生的實際情況,掌握好教學內容的刪減、補充和更新之間的平衡,把握課堂的節奏,就能切實提高教學的效率。
2 嘗試采用多種教學方法,增加與學生的互動,激發學生的學習興趣
首先要改進多媒體,讓教學內容更加多樣化,原有的多媒體是以文字為主的PPT,大多是從書本復制過來的講稿。對于沒有專業背景的學生,顯然有些內容是晦澀難懂的,學生面對干巴巴的文字也提不起興趣。要讓這些專業內容變得通俗易懂、生動活潑,就需要在多媒體的形式上多下功夫,大量地采用圖片、視頻、CAI課件、Flas等,做到圖、文、聲、像并茂,激發學生的學習興趣。同時我們針對一些典型問題,采用分組討論,合作學習方式,活躍課堂學習氣氛,通過同學們提出不同的意見和觀點,老師加以引導,最后得出結論。改變傳統單一的教師“教”的模式,把學生“學”生動地引入到課堂教學中去,改變一言堂教學。比如在講制冷原理的時候,我們從每個同學都有的經歷談起,就是酒精擦到皮膚上都有清涼的感覺,這是因為液體酒精相變為氣體后要吸收熱量,但為了達到制冷的目的能不能采用這種方法呢?答案是否定的,這就引入了循環的概念。在每一個器具專題授課結束后,在課堂上教師布置與該專題相關的開放性問題,比如電磁爐與微波爐的加熱原理比較、制冷劑替代與環保的諸多問題的研究,對班級學生進行分組,并要求各組成員課后檢索相關資料,確定議題,就此議題發表各自看法。在下一次課上,每組派代表將自己的研究內容簡要報告,并進行討論。每一次課后除了布置課后習題,還要求學生到學校附近的家電賣場去參觀相關的家電產品,進一步弄清楚產品的基本工作原理和結構,與導購員溝通產品的選購、使用及維修注意事項等等。另外許多家用電器的控制都是單片機來完成的,而單片機正是機電一體化專業的核心課程,通過講解家電控制過程的發展,讓同學們感受到自己所學的知識有了更大的應用空間,認識到家電產品的發展更多是控制技術的發展,從而激發了同學們對專業的熱愛,提高了學生的學習熱情。
3 改革考試方法,考核學生的綜合能力和創新意識
考試是評價教學效果的重要手段之一,如何發揮考試的導向功能,真正促進學生對所學課程的掌握,培養學生的科學素養和創新精神,就要改革傳統的閉卷考試形式。因為傳統的考試方式往往是根據課本知識和課堂教學內容命題,基本上是終結性的評價,而不是教育進行中的診斷性的評價和水平發展性的評價,在這種情況下就造成學生為了考試而考試,考前死記硬背,考試基本上是考記憶力,考試內容不合理,局限于教材,分析論述題少,制約、干擾、阻礙了學生綜合分析能力和創新精神的培養。家用電器課程的考核采用了平時與期末大作業的形式進行,權重各占50%,這樣的考核方式加強了平時作業、小組討論、上課互動方面的分值,讓學生感覺到學習不是以考試為目的,期末的大作業完全是開放式的,課程完成后,布置大作業題目,留給學生一周的時間。大作業的題目是:試述使用電飯鍋、電冰箱和空調的節能技巧,這個題目緊扣時下節能減排的話題,讓同學們查閱相關資料和通過自己的思考,在總結所學知識的同時,梳理出家用電器使用的節能技巧,增強節能意識和提高社會責任感。在批閱大作業的過程中,發現同學們所呈現的答案真是豐富多彩,不乏獨立思考的閃光點,這樣的教學評價方式有利于減輕學生不必要的學習負擔,讓學生能在愉快的氣氛中學習,有效地培養了學生的綜合能力和創新意識。
4 教學的體會與思考
家用電器已經進入到千家萬戶,雖然我們每天都在使用,但不是每個同學對它都有充分的了解,作為機電一體化專業,開設這門選修課,學生的學習熱情和認可度都比較高,一則課堂所教授的家用電器都是我們每天在使用的,通過這門選修課學生感覺到有必要學好這門課程,至少家用電器出現什么問題能夠自己判斷故障所在并能解決一些不太復雜的問題,學習有內在的驅動力;再則本課程與專業必修課聯系緊密,有些電器本身就是機電一體化的產品,學生很容易接受。從教學過程和學生對課程的評價來看,開設家用電器這門選修課是非常合適的,拓寬了學生的視野,增加了一門技能。
但是選修課的開設還沒有得到應有的重視,還有許多問題需要研究與思考,目前比較現實的問題就是相關的實驗實訓設備的缺位,畢竟課堂演示代替不了學生動手能力的培養,紙上談兵難以解決實際問題。當前社會經濟結構發生了巨大的變化,對于高層次人才的需求日趨多元化,隨著社會發展的需要,高等學校的培養模式必將做出調整,改單一化為多元化的培養模式應該是發展的趨勢,學校必須要為學生提供多元化的發展途徑,使每個學生都能夠找到適合自身條件的發展方向,成為適應社會需求的人才。選修課著眼于學科知識的拓展、深化,發展學生的個性與特長,選修課的教學內容和教學方式都具有很大的靈活性,對實現這一目標具有不可忽視的作用。因此,學校、教師和學生都必須高度重視選修課這一環節,把提高選修課質量作為課程改革的一項重要任務,在教學管理和教學模式方面進行積極的調整,努力探討選修課的教學模式與考試方式的改革方案,為培養出有創新能力、有合作精神、有解決實際問題能力的高素質學生提供條件。
參考文獻
[1] 鄧錦琳,鐘安永,胡常偉.創新素質和創新能力培養中考試方法改革的探究與研究[J].綿陽師范學院學報,2004(2):90-94.