歐陽昭OUYANG Zhao

（湖北國土資源職業(yè)學(xué)院，武漢 430090）

（Hubei Land Resources Vocational College，Wuhan 430090，China）

1 機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)介紹

隨著現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)的集成應(yīng)用正起著越來越重要的作用。由于氣動(dòng)技術(shù)、液壓技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及通訊技術(shù)等學(xué)科的強(qiáng)烈相互滲透而形成的機(jī)電一體化技術(shù)，已成為當(dāng)今工業(yè)科技的重要組成部分。傳統(tǒng)意義上的機(jī)電一體化，主要指機(jī)械與電工電子及電氣控制這兩方面的一體化，并且明顯偏重于機(jī)械方面。當(dāng)前，科技發(fā)展的態(tài)勢(shì)特別注重學(xué)科間的交叉、融合以及電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。機(jī)電一體化技術(shù)的內(nèi)涵也發(fā)生了變化，它是利用電子技術(shù)、信息(主要包括傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等)使機(jī)械實(shí)現(xiàn)柔性化和智能化的技術(shù)。其本質(zhì)是將電子技術(shù)引入機(jī)械控制中，也就是利用傳感器檢測(cè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，將檢測(cè)信息輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算得到能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，由此來控制執(zhí)行裝置。機(jī)電一體化技術(shù)將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合，充分發(fā)揮各自的長處，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。所以說，一件真正意義上的機(jī)電一體化產(chǎn)品，應(yīng)具備兩個(gè)明顯特征：一是產(chǎn)品中要有運(yùn)動(dòng)機(jī)械；二是采用了電子技術(shù)，使運(yùn)動(dòng)機(jī)械實(shí)現(xiàn)柔性化和智能化。因而，機(jī)電一體化技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械設(shè)備緊密結(jié)合的產(chǎn)物，也是機(jī)械設(shè)備向自動(dòng)化方向發(fā)展的必然趨勢(shì)。它的應(yīng)用范圍涉及了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、能源、國防等眾多領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。

本專業(yè)培養(yǎng)掌握機(jī)電專業(yè)必備的基礎(chǔ)理論和專門知識(shí)，具有從事專業(yè)實(shí)際工作的綜合職業(yè)能力和全面素質(zhì)，適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的，具備機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)理論基本技能，掌握機(jī)械制造的加工工藝，能從事普通機(jī)床操作、數(shù)控機(jī)床操作與編程、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)、車間現(xiàn)場管理、機(jī)電產(chǎn)品銷售與售后服務(wù)以及機(jī)電設(shè)備的維修、安裝、操作等工作，德、智、體、美等方面全面發(fā)展的高素質(zhì)、高技能人才。

2 機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的核心課程

在課程設(shè)置上既考慮了知識(shí)、技能、態(tài)度的綜合培養(yǎng)需要，同時(shí)形成了以職業(yè)能力為核心的課程，畢業(yè)綜合實(shí)踐以任務(wù)或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、以完成真實(shí)的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，既考慮了學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力、技能的培養(yǎng)，同時(shí)注重了對(duì)學(xué)生吃苦耐勞、熱愛本職工作等方面的培養(yǎng)。

機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)目前已有《機(jī)床電氣控制與PLC》一門院級(jí)精品課程，《數(shù)控機(jī)床與編程》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》兩門院級(jí)精品建設(shè)課程。理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容比例合理：理論教學(xué)課時(shí)占48%，實(shí)踐教學(xué)課時(shí)占52%。實(shí)踐教學(xué)體系包含了車工、銑工、數(shù)控車工、數(shù)控銑工、維修電工、鉗工等工種的應(yīng)知應(yīng)會(huì)內(nèi)容，學(xué)生可選擇CAD 制圖員、車工、銑工、數(shù)控車工、數(shù)控銑工等職業(yè)資格取證考核，要求每個(gè)學(xué)生在畢業(yè)前必需取得一個(gè)中級(jí)職業(yè)資格證才能畢業(yè)。

《機(jī)電設(shè)備維修》實(shí)訓(xùn)室，《機(jī)械制圖與測(cè)繪CAD》實(shí)訓(xùn)室，《機(jī)床電氣控制與PLC》實(shí)訓(xùn)室、《數(shù)控機(jī)床操作與編程》實(shí)訓(xùn)車間等實(shí)訓(xùn)室按“教、學(xué)、做”合一進(jìn)行設(shè)計(jì)；課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn)中堅(jiān)持“教、學(xué)、做”合一。根據(jù)課程特點(diǎn)不同，分別采用了現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)、討論式教學(xué)、探究式教學(xué)等方法。如《數(shù)控機(jī)床操作與編程》、《金屬切削機(jī)床》采用了現(xiàn)場教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)等方法，《機(jī)床電氣控制與PLC》采用了現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)、探究式教學(xué)等方法，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》采用了案例教學(xué)、討論式教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、探究式教學(xué)等方法。專業(yè)核心課程以案例或真實(shí)的任務(wù)設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，如《金屬切削機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)》《數(shù)控機(jī)床與編程》按照完成產(chǎn)品制造過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求學(xué)生按照設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)要求，完成工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造。

畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)包含畢業(yè)設(shè)計(jì)、頂崗實(shí)習(xí)、職業(yè)資格證取證培訓(xùn)與考核，以頂崗實(shí)習(xí)為主、畢業(yè)設(shè)計(jì)為輔，學(xué)生在真實(shí)的生產(chǎn)崗位上實(shí)踐，完成零部件的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，操作機(jī)床，根據(jù)圖紙制作機(jī)械零件或部件，形成了以學(xué)生作品為主，以實(shí)習(xí)報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文為輔的畢業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的考評(píng)制度。

畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)方案中提出了明確要求,畢業(yè)綜合實(shí)踐主要在企業(yè)對(duì)口崗位上進(jìn)行，以學(xué)生完成作品為主,并輔以畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)報(bào)告等。學(xué)生的頂崗實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)、答辯由中級(jí)以上職稱的專業(yè)課教師與現(xiàn)場專家承擔(dān)(專業(yè)課教師與現(xiàn)場專家之比為1：1)，畢業(yè)設(shè)計(jì)包括向教師征題、學(xué)生選題、分組、任務(wù)布置、過程檢查、指導(dǎo)答疑、結(jié)果評(píng)價(jià)、答辯八過程，平均每名教師指導(dǎo)13 至15 名學(xué)生。

3 機(jī)電一體化的核心技能

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

3.1 機(jī)械本體技術(shù) 機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

3.2 傳感技術(shù) 傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

3.3 信息處理技術(shù) 機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。

3.4 系統(tǒng)技術(shù) 系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

3.5 自動(dòng)控制技術(shù) 其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

3.6 驅(qū)動(dòng)技術(shù) 電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

3.7 伺服傳動(dòng)技術(shù) 伺服傳動(dòng)技術(shù)包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

3.8 接口技術(shù) 為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

3.9 軟件技術(shù) 軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

[1]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[2]劉助柏.知識(shí)創(chuàng)新思維方法論[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.

[3]項(xiàng)國波,雷德森.自動(dòng)化與社會(huì)發(fā)展[M].北京:知識(shí)出版社,1987.