机电一体化自动化范文

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在一些与国防工业有关的院校中，为机电一体化专业的学生开设的核心课程是“自动化生产线的安置安装和调整调试”，教授这门课程的教师所用的教学方法通常以学科体系为基础，教学内容偏离实际运用，实际操作与理论知识的关联很少，导致在相关工作岗位中出现了人才匮乏的现象，这样的课程知识让学生感到单调、笼统，进而对学习没有了当初的向往和兴趣。为了填补高技能岗位的人才缺失，现阶段完成培养“工学结合”的机电一体化人才的目标后，就要改革从工作过程中得到的项目课程，高职院校要把培养的核心放在学生实践能力的培养上，不断加强学生的职业素养和能力，重新安排技能培养与理论教学的内容，建立以项目化为主导的，将理论知识与实践操作相结合的教学方式。

二、机电一体化专业自动化生产线教学改革的内容

在进行项目化教学时教师要在工作的过程中开发教学的项目，在设计教学项目时要把基础定在较经典的工作任务中。在教学过程中，教师要将课堂讲解和学生的实践操作结合在一起，改变传统的教学方式，选择课程时要以培养学生“自动化生产过程中的安置安装、调整调试、维修保养”的这些能力为重点，并将这些安排成七个步骤。学生刚开始学习时要清楚自己的任务，在完成工作任务的时候需掌握理论知识并培养未来工作中必须具备的能力，利用课程当中涉及的教学项目，让学生学习并熟悉自动化生产线安置安装、调整调试、维修保养的知识技能。进行项目化教学的时候，教师必须要求学生掌握自动化生产线所涉及的电气、气动、机械等的安装、试调以及相应程序的设计和试调，还要让学生学会对机械故障的检查和维修，对相关文件的编排和归档，通过这些加强学生的职业能力，例如动手操作能力、团队合作能力、学习能力以及与人交往的能力。

三、机电一体化专业自动化生产线教学改革策略探究

现如今社会发展的愈来愈快，对每一个行业人才的要求愈来愈高，对机电一体化专业的自动化生产线人才的要求也不例外，因此，高职院校在对课程进行改革的时候，必须要做到“核心是改革，主导是创新”，确保教学的质量。

1.教学内容的设计符合机电一体化专业自动化生产线学生特点

院校在为机电一体化专业的学生开设自动化生产线的课时不能在一个基点上停滞不前，院校与教师要根据学生的思维进行教学，要运用灵活多样的方法，针对学生的学习情况进行相应的教学；在教学中还要体现学生的主体地位，引导学生去学习，培养学生积极的学习态度，完美衔接所有课程，以课本为中心延伸教学内容，扩宽学生的视野，还要鼓励学生自主创新。

2.提升学生理论与实践相互为用的能力

机电一体化专业的学生需要有较强的实践操作能力、在实践过程中灵活运用理论知识的能力。从专业的要求来看，院校得把培养学生独立完成任务的能力与动手操作能力作为目标，要为学生提供实践机会，要求学生在实践过程中运用理论知识、深入理解理论知识，让学生在实践过程中总结并积累工作经验；给学生搭建平台，组织及举办关于专业与职业的各类比赛，动员学生积极参加活动，让学生在比赛过程中，提高学习效率。当机电一体化专业的学生在进行自动化生产的实践时，教师要引导学生，让学生独立进行实践操作，并让学生独立对相关设备进行保养与维修，若是有能力较强、知识学得较扎实的学生，教师就可以让他们改造及研发其他相关的项目。

3.提升学生学习的主观能动性和学习积极性

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2、请对机电一体化和电气自动化两个专业教学计划总体板块设置的合理性和完整性提出你的意见或建议；

3、请对机电一体化和电气自动化两个专业实验实训基地建设规划、管理方案提出你的意见或建议；

4、请对机电一体化和电气自动化两个专业校企双方共同进行顶岗实习的过程控制与管理的模式提出你的意见或建议；

5、请对机电一体化或电气自动化两个专业专业核心课程设置的合理性提出你的意见或建议；

6. 请谈一谈机电一体化或电气自动化两个专业未来发展方向，请谈一谈您认为机电一体化或电气自动化先进知识和理念有哪些？

以下议题可供行业专家参考：

7、机电一体化或电气自动化两个专业学生在贵单位主要工作任务有哪些？目前我院机电一体化和电气自动化两个专业专业毕业生是否满足你们企业的要求？哪些专业课程或者能力对于机电一体化和电气自动化两个专业学生比较重要，需要强化？

8.若您接触过我们机电一体化的毕业生，该专业毕业生在机和电两方面专业表现如何？

9、您认为机电一体化或电气自动化两个专业的学生应该具备哪些理论知识和专业技能？对于基础理论和实践能力，您认为学生应该更偏重于哪方面？

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机电的一体化系统并未形成具体的标准和统一的定义，从机械的角度上认为机电一体化系统的本质特征就是机械，是在机械的系统的主功能和相应的信息以及控制功能的实现上引进了相应的电子技术，使相应的机电系统实现与软件的有机结合，是一种特殊的机械系统。从机电系统的设计功能上考虑，完成了机械类、运动和信息等多任务的机械和相应部件联系起来，形成了机电系统的一体化模式以及形成了完整的机电系统，强调各种技术和功能的协调和良好结合，从而形成相应的机电的自动化系统。

一、机电系统的概念设计中的信息一体化

随着经济的发展和相应的技术革命，各学科的基础理论由于研究基础的发展和技术的相互渗透实现了产品设计的不断发展和完善，相应的机械设计逐步走向自动化和智能化的发展趋势从而实现机械设计指导的自动化和科学化、知识化。通过相应的计算公式和模型设计和比对实现了最优化的方案设计模式，机械概念设计的发展也逐步向现代化的设计模式靠近。通过计算设计的分析和综合，实现了更大范围内的机电系统的信息流动和管理控制，从而使相应的信息流更好地为机电系统的一体化设计服务。计算机与机电系统设计的相结合实现了信息载体的转换，通过更为新颖和快捷的设计方式和信息交流实现了信息的极大交流，从而使相应的机电系统设计方案的设计和选择达到最优状态。

二、机电系统概念设计中的功能结构一体化

功能结构的设计是机电系统设计的重点和关键，一般说来机电系统的功能结构设计分为功能设计和功能映射两个模块，然而这样分块的设计模式使机电系统的设计过程建立在抽象的概念基础之上，难以实现形象化和具体化的特点，设计过程中易出现信息的模糊和残缺，致使这样的设计模式难以形成形象而直观的感受，并从相应的机械制造的理论层面进行推理控制，这样的设计方式不利于机电系统概念设计的一体化模式的形成和协调。在相应的机电系统概念设计过程中应在建立了信息交流模式的基础之上增强概念系统设计的可行性和可操作性。在建立相应的信息交流模式基础之上实现机电系统的一体化优化设计。

三、机电系统概念设计的机电技术一体化

传统的机电系统的概念设计将机械与电子技术结合起来，从而通过机械、电子技术的系统结合实现相应的机械系统的功能特点，同时改变了人工的操作和判断，形成机电系统的自动化模式，并通过相应的程序协调机电系统的任务模式。然而传统的机电系统的设计难以满足现代机电系统设计的创新性要求，从而要实现一体化和自动化、智能化的发展模式。实现机械系统和电子技术的良好结合，从整体的系统功能上进行协调，从而实现机械技术和电子技术的协调组合，共同构成机电系统的功能结构。

四、机电系统概念设计的人机交互系统一体化

机电系统的一体化和信息化设计的最终目的是形成人机一体化的交互模式，形成智能化和科学化的机电系统的设计方式，随着计算机技术和相应技术的发展和创新，机械设计和应用的智能化模式逐步成为机械设计和应用的发展模式，人机交互系统的设计实际上实现了更为方便快捷的系统操作和应用模式，同时也提高了相应的生产的效率，提高了设计的科学化程度。在机电系统概念设计过程中，应以人为本建立机电系统的协同发展决策，从而使相应的机电系统充分使用于相应的设计人员。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.151

0 前言

机电控制系统是制造业，特别是机械制造业顺利完成相关项目的重要基础和保障，而制造业的不断发展对机电控制系统的结构、性能和作业精度等提出了更高的要求，传统的机电控制系统已难以满足产业进一步发展的需求。在此背景下，如何在了解机电控制与自动控制系统内涵的基础上，加强对机电一体化产品的设计，已成为当前制造领域及有关专业人员需要着重开展的关键工作。

1 机电控制与自动控制系统概述

1.1 机电控制系统

机电控制系统是指，在无人参与的情况下，借助相关控制设备将设备机器按照事先预定的生产流程进行自动化设计，并采用全方位控制系统连接控制器与控制对象，从而完成规定的控制目标的系统。机电控制系统的核心，即控制，从技术角度来看，机电控制系统是通过借助传感检测、自动控制、伺服传动以及集电极、微电子等相关技术来达到对设备远程操控目的的综合性技术系统。从控制形式来看，机电控制系统主要以远程控制为主，即管理人员在异地或远程也能够借助计算机网络实现对相关机械设备的控制[1]。但需要说明的是，在远程控制过程中，若相关人员需要对系统的每个运行步骤进行控制，并在必要时实现随时干预，此时，机电控制系统的控制形式即为保持型远程控制，保持型远程控制更有利于实现设备的实施、精确控制。

1.2 自动控制系统

自动控制系统，即在控制器的控制下，使被控对象按照事先预定的原理实现自动规律性运行的系统。以控制内容为依据，可将自动控制系统划分为速度控制系统、高精度控制系统以及自诊断控制系统和自适应控制系统等。自动控制系统的核心技术主要体现在其自身的实用性方面，即通过协调机械和电器的各个部分从而确保其能够顺利、高效地完成预先设定的内容。

2 机电一体化设计的基本思路

现阶段，我国已成为世界制造业大国，而市场经济的不断发展和产业结构的逐渐调整使得业内对机电一体化产品设计、交易和运用的呼声越来越高。目前，机电一体化已成为了一门新的学科，其要求相关设计人员在对产品进行设计时，应对产品的功能、结构进行全面、系统的分析，并结合具体的分析结果设计出与理想预期相符合的机电一体化产品。从系统层面来看，应确保所设计的机电一体化系统兼具模块化、智能化、网络化以及微型化和人格化的特点，提高所设计系统的各项技术性能[2]。具体来说就是，通过将机械技术、自动控制技术和微电子技术等相关技术进行有机结合，并通过对各模块单元的合理配置，使系统能够实现所要求的各项功能。

3 机电一体化产品的设计方法

3.1 以电子线路取代机械控制机构

对传统的机电控制系统进行分析可知，其相关控制大都是以单一机械控制结构为依托的，对于机电一体化产品的设计，可引入电子线路对此种机械控制机构予以改进，从而改善系统整体的机械运行过程，获取预期的控制效果。具体方法如下：（1）采用可编程控制器或利用微型计算机，将电子线路与系统固有的机械控制结构有机结合；（2）引入变速机构、凸轮，使其代替系统中原有的插销板和步进开关等传统接触式控制器，从而完成电子线路对机械控制接口的取代，在简化机械结构的基础上，提高机电一体化产品的性能与质量。

3.2 电子与机械部分的有机整合

电子与机械部分的有机整合是机电一体化产品设计的另一主要方法。对机电一体化设计进行分析可知，设计过程中最为关键的步骤则为打破产品传统原有的设计模式，从而提高控制系统的控制精度和运行效率。但需要说明的是，一体化设计过程中，同产品本身相关的原理并未发生改动，而相关设计也只是为了提高产品自身的质量和性能，即实现电子技术和机械技术的有机整合，使二者成为不可分割的整体，共同完成相关控制工作。以电液比例控制系统为例，可将液压阀同比例电磁铁进行整合，使二者共同构成一体化比例阀，而这一整合设计的设计理念便是机电产品的一体化设计理念[3]。

3.3 相关功能模块的整合

在对机电一体化产品进行设计时，采取相对简单的机械构件与电子线路整合方法若不能达到预期设计效果，相关设计人员还应对系统的各个功能模块予以整合，从而在确保各模块功能得以顺利实现的基础上，使各模块共同构成一体化的机电系统。例如，数控车床采用的便是各部分功能模块相整合的设计方式。首先，应对可供车床使用的专用数控装置以及伺服驱动装置和其他相关机械装置的种类、功能进行明确和划分，并予以采购；其次，将所采购的各部分模块装置进行整合，最终设计出集各个功能模块于一体的数控车床，确保其相关切削任务的顺利完成。由此，各部分功能模块通过整合既能够确保机电一体化产品的质量，同时，又能够节省设备生产费用，有效提高了机电一体化产品的技术经济性。

4 结论

本文通过对机电控制系统与自动控制系统的相关概念进行阐述和分析，并结合机电一体化系统设计的基本思路，分别从以电子线路取代机械控制机构、电子与机械部分的有机整合和相关功能模块的整合等方面对机电一体化产品的设计方法做出了系统探究。研究结果表明，通过机电一体化设计，能够有效提高机电控制系统和自动控制系统的整合效果与控制精度，对于提高系统作业效率和促进制造产业的健康、稳定发展具有重要的作用和意义。

参考文献：

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对于现阶段的生产、加工工作，基本上已经达到了全自动化的水准，多项设备的运转和应用，都是从实际需求来出发的，在各个层面上利用先进的机械设备来完成良性循环，从而为社会的需求提供较多的帮助。我国在现阶段的发展中，进入到了一个特殊的时期，各项事业均取得了大幅度的进步，发展空间也得到了很大的拓展。此时，想要在后续的工作中取得理想的成绩，就必须将优质操作技术有效融入，保证机械设备的功能、体系等得到深度的优化，最终获得预期效果。

一、PLC控制技术分析

在过往的工作当中，光机电一体化自动盘花机的应用，主要是通过传统的手段来完成的，在很多方面都保持了较为稳定的工作水准。这种情况的持续时间比较长，到近代以后，各类机械技术突飞猛进的发展，为很多设备的优化都提供了较多的参考。从技术的角度来分析，PLC控制技术占有很高的地位，无论是在技术体系上，还是在技术功能上，都表现出了较大的进步，很多工作的执行都没有出现漏洞及缺失。面对社会上物质需求的大幅度提升，PLC控制技术的应用需要从多个方面予以把控。

（一）功能强大

PLC控制技术在应用过程中，发现其功能异常的强大，能够在很多方面达到突出的成绩。一般而言，PLC的操作层次上，指令数量特别的多，能够达到几十条，甚至是上百条的指令。不同的指令内容存在较大的差异，由此可以开展相应逻辑问题的优化处理，确保在不同类型的数据运算上，能够获得精确的结果。在现阶段所掌握的PLC控制技术当中，普通计算机可以完成的工作，PLC控制技术同样可以进行良好的应用。除此之外，考虑到机械工作的操作过程中，需要达到良好的人机互动效果。PLC控制技术本身的功能，得到了很大程度的健全，其完全可以根据现实工作的需求，将人机界面良好的建立，将信息交换工作合理的完成，减少了过往工作的不足和缺失，从而在最终的工作价值上、工作效益上，达到一个最佳的水准。

（二）系统实现方便

从主观的角度来分析，现下的各项工作，其必须在工作效率、工作质量方面达到兼得的效果，不能出现任何的差错。而我国隶属于发展中国家的行列，机械层面上的内容，必须要保证系统的简单性、可操作性、可靠性等。PLC控制技术在应用过程中，自身的系统在实现过程中，能够取得非常方便的效果，整体工作很少出现严重的问题。例如，PLC控制技术的应用，其自身的控制逻辑，表现为程序的建立方法，利用程序更好的代替了硬件接线。如此一来，不仅在工作空间上得到了最大化的节约，同时在操作效果上也有所巩固，告别了以往的问题，整体工作效果非常值得肯定。除此之外，PLC控制技术的系统，其采用的硬件，全部是高度集成化的模块。这些模块均表现为配套的特点，完全实现了系列化、规格化的目标。我们在应用PLC控制技术的时候，硬件系统与方案的搭建，在整体上表现出方便的特点。

（三）可靠性高

就机械操作本身而言，可靠性是一个不能忽略的特性，在很多方面都将产生极大的影响。当下的各行各业，都必须在机械的帮助下，才能又好又快的完成。所以，我们在光机电一体化盘花机的应用上，即便PLC控制技术拥有了很多的特质和功能，依然要对可靠性方面的内容进行深思熟虑，不能出现任何的问题，否则将会影响到其他工作的顺利开展。

1. 在硬件设计层次上，PLC控制技术的输入电路、输出电路均得到了多个方面的优化处理，两种电路能够与内部的CPU进行电隔离处理，整体工作方法具有高度的可行性。经过大量的分析后，发现PLC控制技术的硬件设计工作，未出现严重的不足。自身的信息工作，主要是通过光耦器件来完成的，也可以通过电磁器件进行传递，选择性比较多。在PLC控制技术的内部当中，CPU板的运作，对客观情况做出了深入的考量，自身具备了良好的抗电磁干扰的屏蔽功能，为PLC程序的运行，提供了更多的帮助。

2. 软件实现层次上，PLC控制技术得到了很大的改变。一般而言，PLC的工作方式，主要是体现为扫描加中断的方法来完成。该模式在应用以后，可以保证PLC控制技术有序的来工作，将所有的混乱问题彻底的减少。经过长时间的应用后，PLC控制技术表现出的软件可靠性非常显著，整体上避免了继电控制系统常出现的“冒险竞争”问题，自身的控制结果，能够达到确定的情况，减少了很多不良因素的威胁。

二、PLC控制技术的应用

光机电一体化全自动盘花机是比较常用的设备，其在很多方面都取得了功能的进步和应用效果的提升。将PLC控制技术在设备中进行应用，不能单纯的按照主观想法来完成，还必须对客观上的指标实现进行深入的分析。就现阶段的技术而言，PLC控制技术整体上具备了较高的可靠性、可行性，未出现任何的不良问题。但对于光机电一体化全自动盘花机来讲，在其中应用PLC控制技术，相当于对技术限定了使用的环境和各项标准，如果出现了违背的情况，或者是在工作过程中表现为强制性的操作，都将对最终的结果构成威胁。

建议在PLC控制技术的应用上，从以下几个方面出发：（1）通过对传统手工制作绢花的工艺分析，结合 PLC、单片机程序控制技术、机械原理、电子技术等，实现手工加工过程的再现。（2）从电机马达参数研究方面入手，结合 PLC 控制技术，使送料长度、花瓣旋转的角度等达到最佳。（3）通过研究气动控制技术，结合机械部件实现绢花的自动装订系统。（4）在数字控制、硬件组成、新光电器件选用方面研究，以求达到绢花加工速度、质量等方面的技术突破。从电气化安全规则、人体学及安全防护、装备自身的安全防范、及采用绿色环保材料的使用上，以求达到与国际标准接轨。（5）机器结构设计。全自动盘花机主要由送料模块、成型模块、装订模块组成，如何设计机器结构，使其体积小、重量轻、易维护、易操作、可靠性高。

总结：

本文对PLC控制技术在光机电一体化全自动盘花机当中的应用展开讨论，现下的工作水平了有了很大的提升，多项工作的开展均未表现出任何的问题，创造的工作效益是非常值得肯定的。日后，需加深对PLC控制技术的研究，在各个方面减少不足，优化体系的同时，不断的推动光机电一体化全自动盘花机的进步。

参考文献

[1]冯占营. 浅谈PLC在机电一体化生产系统中的应用[J]. 河南科技，2013，11：67.

[2]孔祥新，沈小引，刘敬科. 基于PLC FX2N-48MR的机械手控制系统设计[J]. 电子技术，2013，11：33-35.