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【关键词】机械制造;工艺;精密加工
机械技术是机电控制系统最重要的基础技术。近些年来,各种新兴技术快速发展,传统机械技术也受到严峻挑战,它的主要支柱,如机械设计、制造工艺等出现了重大的变化,这些为机电控制系统的运用创造条件。
1、机械设计与制造工艺
1.1 机械设计
机械设计技术主要包括产品结构设计、工艺设计、材料选用及设计理论和方法等。目前,传统的机械设计技术和方法,已不能满足现代生产实践的需要。例如,汽轮机叶片结构设计、数控机床设计、高效节能电机设计等,一般的机械设计技术已很难实现设计要求。如高度自动化的数控机床,在生产加工中不能实施人工补偿和调整,应在设计上采用新结构、新材料,保证机床结构及工艺中的高精度、高刚度、微少热变形和良好的精度保持性。现在,设计方法已由直觉设计、经验设计发展到现代设计。设计方法是在设计的各个阶段应用先进理论和有效方法,解决设计中遇到的各类问题。现代设计涉及系统工程、仿真技术、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计(CAD)、动态载荷和模态分析等内容。它是应用现代信息技术,进行科学思维,有效利用设计方法。提高了设计的水平、设计质量和设计效率,促进了机械设计技术的高速发展。
1.2 制造工艺
(1)高效率。这是现代制造技术的一个重要特征。制造工艺的高效可缩短加工周期,提高加工速度。如:冷加工工艺,一般采用三种方法:①提高切削速度。因涂层刀具、TiC硬质合金刀具、陶瓷刀具和金刚石刀具等一批高性能刀具的使用,高速切削的线速度可达10m/s以上。②采用新的加工工艺。对一些性能特殊、不易加工的材料,要采用新的加工工艺,比如在振动和加温过程中进行切削;应用激光、电火花、化学腐蚀等方法进行加工。③实行集中加工方法。加工中心等设备集各类加工于一体,在计算机控制条件下,完成对工件的各种切削加工,缩短了加工周转时间和辅助时间。
(2)高精度。精度对计算机科学、国防、航空航天、核工业、制造产业等技术领域的发展做出的贡献重大。
(3)高柔性。加工的柔性化是机械技术发展的重要方向。加工柔性化是加工品种的多样性,加工的灵活性和多适应性。各类程控、数控机床和工业机器人等高度自动化设备的出现,使柔性制造系统成为现实。柔性制造系统分为柔性制造单元、柔性制造自动线和柔性制造系统,它们都是以数控设备为基础的,以自动运储系统连接,由计算机控制的能加工多品种零部件的自动化生产系统。它的出现有力推动了机械制造工艺的发展。
制造工艺对高精度的要求,使得传统机械技术与新兴技术相结合,形成了现代机械技术的重要发展方向,即精密机械技术,包括精密加工技术和微机械技术。
2、精密加工技术与微机械技术
2.1 精密加工技术
(1)精密切削技术。目前,直接用切削方法获得高精度仍然是一种常用方法。但是,要用切削方法获得高精度和高水平的表面粗糙度,必须排除机床、刀具、工件和外界等因素的影响。比如,为了提高机床的加工精度,要求机床具有高的刚度,小的热变形和良好的抗振性能。这就要求采用更先进的技术,如空气静压轴承、精密陶瓷导轨、微驱动和微进给技术、精密定位技术、精密控制技术及其他先进技术。当然,提高机床主铀的转速也是行之有效的办法。现在超精密加工机床的转速已从每分钟几千转提高到几万转。
(2)模具成型技术。据相关资料显示,汽车、飞机、电机、仪表及家电产品的1/3以上零部件是用模具加工出来的,预计近几年产品粗加工的3/4和精加工的1/4将由模具来完成。模具成型的关键是如何提高模具本身的加工精度。它已成为衡量一个国家制造技术水平的重要标志之一。电解加工工艺可以使模具达到微米级精度,并能有效地解决工件的表面质量问题。数控电火花成型机床能可靠地解决电极自动更换相重复定位精度间题,有利于复杂型腔的加工。
(3)超精密研磨技术。用于集成电路基板的硅片,其表面粗糙度要求达到1~2mm,需要进行原子级的研磨抛光。用传统的磨削、研磨和抛光等方法已很难满足。为此,采用各种新原理、新方法的超精密研磨就应运而生。比如,包括弹性发射加工和流体动压型悬浮研磨的非接触研磨;利用机械加工液,促进化学反应的机械化学研磨。这些新的研磨原理和方法,将为超精密研磨做出贡献。
(4)微细加工技术。为了满足电子元器件体积越来越小,运行频率越来越高,能量消耗越来越小的要求。日本利用超微细离子技术,在半导体上的加工精度达到了几百个埃的水平。
(5)纳米技术。它是一个多学科交叉的学科,是现代物理和先进工程技术结合的产品。纳米机械技术发展十分迅速。它能在硅片上刻写几个纳米宽的线,这表明信息存储的数据密度能提高几个数量级。
2.2 微机械技术
目前,微细加工技术已从一维、二维的平面结构发展到三维立体结构,这为微机械制作打下了良好的基础。
(1)微机械驱动技术。微机械技术能不能进入更广泛的应用范围,驱动技术是个关键。现在一般运用静电力学原理的静电动机和压电元件制成的微驱动器,其动作响应快、精度较高、易于操作。
(2)微机械传感技术。微机械除了要求传感器微型化,还要求它具有更高的分辨率、灵敏度和数据密度。目前,用大规模集成电路技术已能生产如力传感器、加速度传感器、触觉阵列传感器等微型传感器。而为了适应微机械的特点和要求,已在研究开发无源传感器、复合传感器及驱动、传感合一的集成部件。
关键词:设计制造 自动化 产品 发展
1.前 言
1.1 机械设计及自动化定义的产生
早在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词,后来随着机电一体化的发展而被广泛的应用。美国机械工程师协会于1984年为现代机械下了如下定义:“由计算机信息网络协调与控制的,用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统”。它与前面提及的机电一体化是一致的,因此可以说现代机械就是指机电一体化系统。20世纪90年代国际机器与机构理论联合会,给出了这样的定义,机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合。因此又可以说机电一体化就是在机械设计制造及其自动化基础上的发展。
1.2 机械设计制造及自动化的技术研究
机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科,机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。
2.机械设计制造及自动化的原则
2.1产品的功能要求
任何一种产品都是为满足人们的某种需要而开发的,都必须具有某种主要功能,不同的产品具有不同的主要功能。概而言之,都能对输入的物质、能量和信息(即所谓工业三大要素)进行某种处理,输出具有所需特性的物质、能量与信息。因此,机械自动化系统也必须具有对输入的物质、能量和信息进行某种处理,从而输出具有所需特性的物质、能量与信息的主功能。如图2-1所示:
如上所述,机械自动化系统是一个综合的概念,包含了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面的内容。作为产品,又包含着设计、制造和特定的功能以满足使用要求,而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。
2.2产品的功能分类
根据产品或系统的主功能不同,可对产品或系统进行分类。
以物料搬运、加工为主。输入物质、能量和信息,经过加工处理,主要输出改变了位置和形态的物质系统(或产品)称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。
以能量转换为主,输入能量和信息,输出不同能量的系统(或产品)称为动力机,其中输出机械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。
以信息处理为主,输入信息和能量。主要输出某种信息。如数据、图像、文字、声音等的产品称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。
机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外,还应具体备其它内部功能、即动力功能、检测功能、控制功能、构造功能。
基于上述的功能构成原理,既有利于设计或分析各种机械自动化的产品,又有利于开拓思路,便于创造发明和创新。例如,根据3种不同的主功能及其不同的输入,组合起来可形成9大类型的系统产品。
此外,对于不同主功能的加工机构,其运动方式不同,也构成不同用途的机械。。因此,工件与刀具的运动方式不同,便产生不同用途的机床。所以说机械自动化的发展空间非常广阔,具有极大的想向空间,需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新,设计制造出一流的自动化产品。
3.机械自动化系统在实际生产中的技术控制要求
生产过程中,对各个工艺过程的物理量(或工艺变量)有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表现生产过程,对产品的数量与质量起着决定性的作用。例如,精馏塔的塔顶或塔釜温度,一般在操作压力不变的情况下必须保持一定,才能得到合格的产品;加热炉出口温度的波动不能超过允许范围,否则将影响后一工段的效果;化学反应器的反应温度必须保持平稳,才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接地影响产品的质量和数量,然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。
3.1 锅炉汽包水位的控制
锅炉汽包是生产蒸汽的设备,几乎是工业生产不可缺少的设备,保持锅炉汽包的液位高度在规定范围内是非常重要的,若水位过低,则会影响产气量,且锅炉易烧干而发生事故;若水位过高,生产蒸汽含水量高,会影响蒸汽质量。这些都是危险的,因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施,
1.双冲量控制系统。在汽包水位的控制中,最主要的扰动是蒸汽负荷的变化。如果根据蒸汽流量来进行校正,不仅可以补偿“虚假水位”所引起的误动作,而且使给水位控制阀的动作十分及时,从而减少水位波动,改善控制品质。将蒸汽流量信号引入,就购入了双冲量控制系统。从本质上看,双冲量控制系统是一个前馈(蒸汽流量)控制加单回路反馈控制的复合控制系统。这里的前馈仅为静态前馈,若需要考虑两条通道在动态上的差异,需引入动态补偿环节。
2.三冲量控制系统。双冲量控制系统还有两个弱点:控制阀的工作特性不一定能成为线性特性,这样要做到静态补偿就比较困难;同时,对于给水系统的扰动仍不能克服。为此可再将给水流量信号引入,构成三冲量控制系统。
从这里可以看出,这是前馈控制与串级控制组成的复合控制系统。其中,汽包水位是主冲量(主变量),蒸汽,给水流量为辅助冲量。在汽包停留时间较短、“虚假水位”严重时,需引入蒸汽流量信号的微分作用。这种微分信号应是负微分作用,以避免由于负荷突然增加和减少时,水位偏离设定值过高或过低而造成锅炉停车。
如图3-1所示,为三冲量控制系统的方框图,加法器的运算关系与双冲量控制时相同,各系数设置如下:
a 系数C1通常可取1或稍小于1的数值;
b 若采用气开阀;C2取正值,C2的值可按物料平衡关系进行计算;
c I0的设置和取值仍与双冲量控制系统相同。
在三冲量的控制系统中,水位控制器和流量控制器的参数整定方法与一般串级控制系统相同。在有些装置中,采用了比较简单的三冲量控制系统,只用一台控制器及一台加法器,加法器可接在控制器之前,也可接在控制器之后.加法器的正负号是针对采用气关阀及正作用控制器的情况。接法的优点是使用仪表最少,只要一台多通道的控制器即可实现。但如果系数设置不能确保物料平衡,则当负荷变化时,水位将有余差,这类接法,水位无余差,但使用仪表较前者多,在投运及系数设置等方面较前者麻烦一些。
3.2冷却器的控制方案
冷却器的热载体是冷却剂,常采用液态氨等介质作为冷却剂,利用它们在冷却器内蒸发进吸收工艺物料的大量热量,使用工艺物料的出口温度下降来达到生产工艺要求,工业用冷却器的一般控制方案有以下几种。
1.控制冷却剂的流量。
为氨冷却器控制冷却剂流量的控制方案,其机理也是通过改变传热速率方程中的传热面积F来实现的。该方案控制平稳,冷量(冷却剂量)利用充分,且对压缩机入口压力无影响。但这种方案控制不够灵活,另外蒸发空间不能得到保证,易引起气氨带液而损坏压缩机。为此,可采用物料出口温度与液位的串级控制方案,使用这种方案时,可以限制液位的上限,保证有足够的蒸发空间。也可以采用选择性控制方案。
2.控制气氨排量。氨冷却器控制气氨排量的控制方案,其机理是通过改变传热速率方程中的平均温度来控制工艺物料的出口温度的,这种方案控制灵敏迅速,但制冷系统必须许可压缩机入口压力的波动。另外,冷量的利用不充分。为确保系统的安全运行,还需要设置一个液位控制系统,防止液氨进入氨管路而导致压缩机损坏。
根据以上分析研究可知:自动控制装置和被控的工艺设备组成了一个没有人直接参与的自动化控制系统。操作工坐在操作室里,就能观察到整个装置的变化。因此,保证生产过程的安全,降低了劳动强度。
4.机械自动化系统的发展趋势
随着机械自动化技术的快速发展,机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋势,与传统机电产品相比,机械自动化产品具有高的功能水平和附加值,它将给开发生产者和用户带来社会、经济效益。
由于机械自动化产品实现了工作自动化,所以生产力大大提高。例如:数控机床对工件的加工稳定性大大提高,生产效率比普通机床提高5~6倍。柔性制造系统的生产设备利用率可提高1.5~3.5倍,机床数量可减少约50%,节省操作人员约50%,缩短生产周期40%,使加工成本降低50%左右。此外,由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性,特别适合于多品种、小批量产品的生产、是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。
4.1使用安全性和可靠性提高
机械自动化产品的功能包括:监视、自动报警、自动诊断及自动启用保护装置等。这些功能在工作中避免和减少人身与设备事故,设备的安全性能有了很大提高,机械自动化产品由于采用电子元器件,减少了机械产品中的可动构件和磨损部件,从而使其具有较高的灵敏度和可靠性。故障率降低,寿命得到了延长。
4.2改善劳动条件,有利于自动化生产
机械自动化产品自动化程度高,是知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化,从而可促进我国四个现代化的实现。
4.3节约能源,减少耗材
节约一次和二次能源是国家的战略目标,也是用户十分关心的问题,机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构,最佳的调节控制,以提高设备的能源利用率,可达到明显的节能效果。同时,由于多种学科的交叉融合,机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子、计算机系统,另一方面从硬件系统转移到软件系统,从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展,减少了材料消耗。
5.结论
因为现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性,低能耗的意义所以机械的设计、制造、都是围绕着机械自动化来进行的。
机械自动化技术所面临的共性关健技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。所以说,机械自动化系统就是机电一体化系统。机电一体化的发展就是机械自动化的发展,所以广大设计人员应清醒的认识到机械设计制造只有向机械自动化设计制造方向发展,才是机械工业发展的唯一出路。所以设计人员不能只热衷于技术引进,不能仅仅安心于作为新技术的传播者,而应该作为新技术产业化的创造者。为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。
参考文献:
[1]刘武发,刘德平.《机电一体化设计基础》.北京化学工业出版社. 2007.5
关键词:机械设计制造;机械自动化;意义;发展方向
我国形形的行业都受益于机械自动化技术的应用和发展,其所体现出的效益和优点是不可估量的。它不仅可以满足人类各种各样的生活需求,而且可以体现出可靠性高、节省能源的好处。目前,机械自动化技术俨然已经成为工业领域不可或缺的先进技术,其重要性和意义不言而喻。因此,本文对机械设计制造及其自动化技术的发展进行了分析,有助于为以后的学术研究提供支持与帮助,同时也希望能有更多的研究人员关注这一行业,为我国的建设和发展做出贡献。
一、机械设计制造的含义
机械制造实质上是制作生产各种机械及其相关设备过程的一种总称,机械设计具体是指,基于机械设备所彰显的使用要求对相关方面进行一系列的精确优化,并用多样的技术文件予以描述,从而作为制造的根据工作的全部流程。这些相关方面具体是指方法、各构件的形状和材料尺寸等。
机械设计和制造包括很多方面,譬如,机械加工工艺管理与设计、现代机械设备操作与编程等;与此同时,还涉及了工程力学、模具制造与设计等众多方面的知识。
机械设计与制造从1971年受到研究人员的关注,直至今天,机械的制造设计俨然已经作为了一门专门的科学,体系已日臻完善,值得我们去深入研究和学习。
二、机械自动化技术的含义
关于机械自动化的定义,国际机器与机构理论联合会于20世纪90年代给出了比较标准的定义:机械自动化是指在制造过程里和产品设计中于系统思想、电子控制以及精密机械工程三方面的协同结合。
机械自动化技术所存在的基本特征:机械自动化的制造设计是把系统的观点作为出发点,综合运用群体技术,如软件编程技术、信息变换技术、微电子技术、信息技术、接口技术、传感检测技术、机械技术、计算机技术等,依据优化组织结构目标与系统功能目标实现特定的价值功能,同时保证整个系统的最优化,体现出低能耗、高质量、可靠性、多功能的优势来。
三、机械设计制造及自动化的发展意义
第一,工厂可以通过机械设计制造及其自动化技术实现对机器的要求。开发产品都会设计功能需求,当前的机械制造自动化技术相对而言比较成熟,可以满足众多用户的需求。
第二,机械设计制造自动化技术有利于产品质量和工业生产效率的提高。小批量、多品种产品的生产与机械自动化的生产方式匹配度是最高的,可以达到所生产产品的质量与效率双赢。
第三,在工业生产的过程中,机械自动化无可替代的优势便是其可以使能源得到节约,环境得到保护。假如利用人工进行批量生产产品的话,那无疑是对资源造成极大的浪费,而机械自动化产品属于科技型与知识型二者相结合诞生的产物,会使得资源浪费大大地减少,有效地保护了环境。
四、机械设计制造及自动化的发展前景
无论是国家还是民众,都对机械设计制造及自动化技术给予了极高的重视,网络甚至流行着机械自动化发展前景朝着“七化”的发展趋势蔓延。
(一)机电一体化
机电一体化是一门将机械与微电子技术充分结合的技术,和机械自动化的发展理念是一致的。从某种理念上而言,机电一体化属于机械自动化的“同类”,机电一体化方向在未来会展现更高的价值。
(二)智能化
智能化更多的是展现机械自动化产品所拥有的与人一般的能力,这种能力包括了自主决策、逻辑思维和判断推理,驱使产品可以像正常人类一样进行对事物的判断、分析、处理,是当前发展的一个重要趋势。
(三)模块化
机械自动化产品在进行大规模的生产时,需要模块化方式。这就像任何一家企业在对员工进行管理时,都需要一个管理模式一样。
(四)网络化
现如今,无论是政治、经济、文化等各方面事业都离不开网络的帮助,网络推动了它们快速地发展。而机械自动化生产也不例外,如果应用网络得当,会为机械自动化的发展带来无穷的效益。
(五)微型化
机械自动化产品变得微型化后会使人们携带和使用都更加方便。它呈现出少耗能、灵活运动、小体积的特点,无论是在哪一领域都会受到青睐。
(六)绿色化
工业生产在大规模的生产活动中,最令人头疼的便是浪费大量的能源。而机械自动化可以使得这一问题得到有效解决,减少能源的浪费,同时可以使人们赖以生存的住所环境得到保护。未来的发展,如果不是以环保和高效为前提的发展,那么必然不会走向成功。但是如果机械自动化满足了这两个标准,不仅可以提高能源的利用率,而且对生态环境的破坏小,是最佳选择。
(七)人格化
机械自动化产品趋向于人格化发展势必就要以智能化作为奠基进行发展,当然,这就倾向于针对高端的智能产品。研究人员在对生物机进行研究时,都是基于研究生物得以发展。因此,现在很多的研究人员渴望能够试着研发出具有人格化的机械自动化产品。如果一旦研发成功,那么将会成为世界性的具有鲜明进步意义的重大改革。
五、结语
关键词 机电一体化技术 自动化技术 机电控制技术 智能化发展
中图分类号:TM921.5 文献标识码:A
所谓系统,是由相互制约的各个部分组成的具有一定功能的整体。机械电子系统是由机械系统和电器系统组成的,通常也称为机电控制系统,简称机电系统。机电系统强调机械技术与电子技术的有机结合,强调系统各环节之间的协调与匹配,以便达到系统整体最佳的目的。
1机电系统控制技术的产生与发展
作为机电系统核心的控制技术,是自动化技术发展的一个阶段和必然产物,它是自动化领域中机械技术和电子技术有机结合而产生的新技术。机电系统控制技术得以发展的根本原因,在于生产的发展和科学技术的进步,其别是自动化技术与计算机科学起到了重要的作用。30年代以后,控制技术有了很大发展,大体经历了以下四个阶段:
第一阶段,30年代,气动控制元件已经发展成熟并应用在工业中,然而控制系统设计仍然采用反复试验的方法进行。
第二阶段,40~ 50年代,数学分析的不断进步加强了控制工程作为一个独立工程学科的地位。在美国出现了电话系统和电子反馈放大器,在频域中描述反馈放大器的工作以及其后出现的设计和分析被称之为“经典控制”。
第三阶段,60年代末期,微处理器的发展促使了在加工和设计中使用计算机控制。例如数控机床系统。然而加工和设计方法从本质上讲仍然是机械式的,自动化和控制系统都是在机械设计完成后加入进来的。时域表示法发展到用状态变量来描述系统,其后出现的设计和分析被称之为“现代控制”。时域法以及最优控制理论与广泛使用的高速计算机相得益彰,共同促进了控制理论在机械系统中的应用。
第四阶段,70年代以来,微型计算机的出现使控制技术进入了智能化的新时代。 这时期发展起来的机电一体化(Mechanical and electronical integrat ion) 技术, 在世界范围内引起了强烈反响。机电一体化技术是将机械、电子、控制技术进行有机结合, 实现技术装备和生产过程整体优化的高新技术。机电控制就是研究如何设计控制器并合理构成控制系统使机电一体化产品或系统达到所需性能要求的一门科学,是控制技术、机械技术相结合的产物。
综上所述,机电系统控制技术的产生,并不是孤立的,而是各种技术互相渗透的结果。它促使了产业结构、产品结构、生产方式和管理体系发生了深刻的变化,促使了新兴产业的发展,同时也引起了各国为发展机电控制技术的激烈竞争,从而又反过来在全世界范围内更进一步推动了机电系统控制技术向前迅速发展。
2机电系统控制技术的发展前景
随着社会生产力的发展和科学技术的进步,机电系统工程及其相应的理论、技术愈来愈呈现出两个显著的特性:
(1)系统科学性,即涉及系统理论和系统工程的方法越来越多;(2)学科综合性或技术集成性,即机电系统工程和机电一体化技术绝非单一学科知识所能够支撑,而是依赖于多门学科知识的有机结合。
应该说世界各先进工业国家发展机电控制技术各有其特点,其发展的重点和具体做法不尽相同,但总体趋势是一致的。归纳起来,主要是以下三方面:
①从性能上看。向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展。如以数控机床为例,其控制精度能实现0.1eM,的高精度,其进给速度可达24-100m/min,甚至更高,其联动和控制的轴数能实现9-15轴,同时增加了人机对话功能,设置了智能I/O通道和智能工艺数据库,给使用、操作和维护带来了极大的方便。今后,随着专用集成电路特别是超大集成电路的发展,机电一体化产品将越来越向高性能方向发展。
②从功能上看。向小型化、轻型化、多功能方向发展。所谓小型化、轻型化,乃是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。通过结构优化设计和精细加工,刻蚀机械的质量减轻到与人的体重相称的程度。所谓多功能,也是自动化发展的必然要求和必然结果。一般机电一体化产品,为了适应自动化控制规模的不断扩大和高技术的发展,不仅要求他们具有数据采集、检测、记忆、监控、执行、反馈、自适应、自学习等各种功能,甚至要求具有神经系统的功能,以便能实现整个生产系统的最佳化和最优化。
③从层次上看。向系统化、复合集成化方向发展。复合集成,既包括了各种分技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包括在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化和高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统先分解为若干个层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全的运转,然后,再通过硬、软件将各个层次有机的连接起来,使其性能最优、功能最强。柔性制造系统就是这种层次结构的典型。
3结束语
机电控制技术是精密机械、计算机技术、电子技术(包括电力电子)等技术交互融合的产物,是社会生产力发展到一定阶段的必然结果。伴随着科学技术与社会经济的发展,各种技术将具有越来越明显的融合趋势,而机电一体化也将成为机械工业进一步发展的必然要求。机电控制技术在各方面均可带来显著的社会效益和经济效益,主导着二十一世纪的机械工业,其发展前景不可估量。
参考文献
[1] 沈立盛.机电控制技术的现状和发展趋势[J].南方冶金学院学报,2000(2).
[2] 杨汝清,张伟军.机电控制技术[M].科学出版社,2009.
[3] 尚涛,曹文龙.机电控制技术[M].化学工业出版社,2009.
关键词:机械设计制造;自动化;发展方向
中图分类号: S611 文献标识码: A
1、引言
众所周知,机械制造业是我国国民经济以及各部门技术装备的主要来源之一,也是制造产业的重要组成部分,并且对我国工业体系的不断完善有着十分重要的意义,因此就有必要对机械设计制造及其自动化进行系统的研究,并且用此来推动它的不断发展以及创新。最近几年来,我国开始了对机械设计制造及其自动化进行研究和应用,同时也取得了一定的成果,但是同欧美发达国家相比而言,还是存在着一定的差距。虽然,我国机械自动化在技术以及工程系统方面就有了很大的发展,但是基础理论方面则还需要进一步的研究以及完善。
2、 机械自动化的概念
机械设计制造以及自动化是结合多种技术同时开展起来的一门新兴的学科,并且到现在为止还在不断的发展以及探索之中。机械设计制造以及自动化可以使机械自动化特征表现的更加的明显,并且可以为工业生产带来技术性的革命。在结合多种技术进行控制之时,可以使得机械系统质量得到保证,并且使其的功能更加的强大,同时也可以增强它的稳定性以及可靠性,同时也会使得现代机械兼具智能化以及人性化,所以这就是传统机械无法企及的。机械设计制造以及自动化的发展并不是仅仅限于此 ,因为它的潜力巨大,并且发展空间广阔 ,所以还将会不断的完善进步。
3、机械设计制造及自动化的设计原则
3.1、 应该满足对机器的功能的要求
机械自动化系统的设计以及制造必须应该满足人们的需求 ,同时也应至少具备一个核心功能 ,并且把信息以及能量进行必要的转换之后这才可以变成人们需要的信息以及能量。机械自动化系统可以把产品以及技术融成一体,从设计、制造直到功能,如此便可以形成一个相对来说完整的机械自动化系统。
机械自动化系统它是一个综合的概念,其中包括的主要内容有机电一体化技术以及机电一体化产品这两个方面的内容来作为产品,同时又包含着设计、制造以及特定的功能这样来满足使用的要求,而且其功能主要是由它内部有机联系的结构来决定的。
3.2、应注重使用利用先进技术
众所周知各种先进技术是机械设计制造以及自动化的重要保证和基础,不管是产品或是系统,它所具备的功能依然应该要以技术为主,这样的话才可以充分的表现出现代机械的人性化以及智能化。
3.2.1、能量转换机械动力机的主要工作是以能量的转换为主 ,比如水轮机、电动机、内燃机等各种能量转换的机械。
3.2.2、 信息处理机械
它是将输入信息同时经过处理后输出所需要的信息 ,在生产当中常见的信息处理机械主要包括有传真机、计算机等等各种办公使用设备。同时以信息处理为主的机械可以称为信息机 ,主要是用来传递人们所需的直观信息 ,如图像、文字等。
3.2.3、各种加工设备
通过加工以及处理过程则会改变其本来的形态 ,并且可以增加输出物质或者产品的功能 ,比如说机床、各种加工设备等等现代机械。
3.2.4、其他功能的机械
只有在充分了解机械自动化的主要功能的基础之上 ,才可以设计出不同的产品以及培养创新思维。不同用途的机械具有不同的运作方式,同时这也有效地说明了机械自动化具有广大的发展空间,同时也根据人们的创新以及设计,而未来的机械自动化内容则将会更加丰满以及完善。但我们要看到这一切依然需要强大的技术做支撑,因此应该做出合理的设计以及科学的规划。
4、当前机械设计制造以及自动化发展的方向
我国从改革开放之后才开始机械设计制造以及自动化发展方向方面的研究以及应用工作。研究机构以及一些大中型的企业在该技术的发展以及应用上做了大量的工作,同时取得了一定的成果。然而我们也应该看到这同欧美、日本等发达国家相比的话。依然存在着一定的差距。并且任何一门科学都必须由基础理论、技术以及工程系统等才可以组成一个完善体系。同时机械自动化在技术以及工程系统等方面都已有很大的发展,但是基础理论方面则还处于在发展之中。也还很不是完备。而其的发展方向主要有:
4.1、机电一体化
机电一体化是机械自动化的发展以及延伸 ,机电一体化技术是机械技术、电工电子技术、微电子技术等多种技术的交叉所形成的一门综合技术 ,现代化机械设备离不开机电一体化技术。
4.2、智能化
智能化它会是未来机械自动化技术发展的一个十分重要的方向。同时也是机械自动化产品的重要标志以及机械自动化技术发展的必然趋势。这里所讲的“智能化”的概念是对机器行为的一种描述,是在控制理论的基础之上,同时吸收了人工智能、运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学以及混饨动力学这些新思想、新方法,同时模拟人类智能,这样可以使它具有判断推理、逻辑思维以及自主决策等能力。这样来求得更高的控制目标。诚然,使得机械自动化产品那就具有比较低级智能或者人的部分智能,那么则是完全可能以及十分必要的。
4.3 模块化
机械自动化产品种类比较多 ,所以在研发之时的各种需求则相对就显得比较复杂 ,但是许多新产品的开发以及发展都会离不开标准单元的使用 ,各类产品单元则就需要进一步模块化这样才能提高产品的生产效率以及质量。
同时模块化也是一个比较重要而又艰巨的工程, 因为机械自动化产品种类以及生产厂家比较多。 而开发研制具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一件特别复杂以及重要的事,比如说智能减速、研制集减速、电动机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别以及测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。
4.4、 微型化
当前,相当多的机械自动化产品以其体积小以及操作灵活等这些优点而占据市场的主要位置,这些体积轻巧的产品统一被称为微电子机械,并且逐步向微米以及纳米级的方向发展。也可以说未来的时代,将会是一个微时代。
4.5、 网络化
在上个世纪末期,计算机技术的最为突出的成就即是网络技术。同时网络技术的兴起以及飞速发展将会给科学技术、政治、军事、工业生产、教育以及人们日常生活带来了相当大的变革。同时各种网络则会将全球经济、生产连成一体,因此企业间的竞争也逐渐趋于全球化。机械自动化的新产品一旦被生产出来, 在功能可以做到独到,同时将保证质量,那么将会很快的在全球的范围内畅销。
因为网络的普及, 使得网络的各种远程控制以及监测技术方兴未艾,而远程控制的终端设备的本身即就是机械自动化产品。 现场总线以及局域网技术使得家用电器网络化成为大势所趋。并且可以利用家庭网络把各种家用电器连接成,以计算机为中心的计算机集成的家电系统。 如此,则可以使人们在家里充分感受到各种高技术带来的方便。 所以,机械自动化的产品的发展方向最终还是网络化。
4.6、 人格化
机械自动化产品的人格化主要指的机械自动化产品给予人的智能以及情感,这样就可以使他们充分智能化以及人性化。除此之外 ,还可以模仿生物机理,进而研制出机械自动化产品,实际上,很多机械自动化产品都是通过动物的行为而获得启发而研制出来的。
4.7、 绿色化
在国家的倡导之下市民对绿色产品概念也逐渐接受。绿色产品的概念是指那些对环境没有污染或者污染非常小的产品 ,机械自动化产品的绿色化则是主要体现在对环境无污染,同时也可以进行二次回收以及利用。
5、结语
由于现代机械自动化在设计以及制造上具有多功能、高质量、高可靠性以及低能耗的意义, 因此机械的设计以及制造都是伴随着机械自动化来进行的。同时机械自动化技术所面临的共性关键技术则是传感检测技术、接口技术、信息处理技术、自动化控制技术、伺服驱动技术、精密机械技术及系统总体技术等。因此就可以说,机械自动化系统即是机电一体化系统。
参考文献
摘要:介绍机械设计课程群组优化的创新思想,采用“纲要信号网络”的教学方法,对机械设计课程体系进行改革与实践,学生实践能力、创新能力得到极大的提高,增强了职业竞争力。
关键词:机械设计;课程群组;优化;改革
21世纪科学技术的发展突飞猛进,对专业技术人员综合素质水平的要求越来越高。为更好地适应经济快速发展对专业技术的需求,在高等教育领域,我国已普遍掀起了与学科专业结构调整相适应的课程体系改革。教学中不仅应该加强人文教育、理想信念教育,也应该更加注重学生的学习能力、职业技能实践能力和创新能力的培养。因此,不断将新的科学教育研究成果吸收到专业建设中来,立足院校办学特色,对传统的课程设置合理地进行群组优化,探索、选择满足现代社会发展需求的复合型综合人才培养的教学方法,有着极其重要的现实意义。我院对传统的机械设计课程教学进行了改革与实践,对高等工科院校机械类专业建设进行了有益的探索。
机械类(对口)专业
机械设计课程群组的构成及现状
教学型本科院校中承办的高职类生源的本科教育以“高级应用型技术人才”为培养目标,紧密地依靠市场需求设置专业,面向生产、管理和服务的第一线,突出实践能力的职业本色。在传统的机械类专业课程设置中,机械设计课程群组由金属工艺学、画法几何与机械制图、机械原理、机械设计、公差与配合等课程组成,各部分内容追求学科体系的完整性,相互独立,不可避免地出现了内容交叉、知识点衔接不紧密等问题。鉴于课程知识需求,教师对知识点滞后部分的处理,大多采取蜻蜓点水式的介绍,致使高职类生源学生感觉内容繁冗、思路不连贯、理解不透彻,学习效果较差。在机械类专业主干学科机械原理、机械设计课程教学过程中,普遍存在着“重局部、轻综合,重理论、轻实践”的现象。机械设计课程作为机械零件结构设计和强度、刚度设计的综合学科,紧密地与机械制图、公差与配合等课程相联系。由于课程传统框架的制约和授课学时的限制,课程的改革只能是局部的,往往造成机械设计实训环节内容单一,涉及诸多交叉课程综合知识的运用问题暴露无遗,尤其突出的是与精度设计内容有关的知识运用,学生只是一味地照抄照搬,缺乏独立思考、综合分析问题和解决问题的能力,在机械设计课程设计作品中几乎看不到机器整体协调性较强的精度设计思想和工程设计创新意识,达不到设计目的,更没有余力充分利用计算机软、硬件来提高设计能力和效率,使机械设计教学处于进退两难的境地。
在强调个性发挥、提高职业技能的人才目标发展趋势下,在课时不断压缩的现实条件下,要保证良好的教学效果,选择先进的教学方法和手段,对传统课程体系和教学内容进行整合,不断探索、研究新的教学改革思想与对策已势在必行。
课程群组优化改革的探讨
(一)课程改革优化的原则
本课程群组的改革,适应国家的教育政策,符合我院教学型大学的定位与发展规划,适应机械设计制造及其自动化(对口)专业面向环渤海及京津唐地区工业经济快速发展的需求,满足本专业培养目标要求。
本专业机械设计课程群组优化侧重《机械设计》及《公差与配合》课程整合研究,使理论与实践相互渗透,突破人为的基础课、技术基础课和专业课设置模式,更加强调知识点的内在衔接与联系,在保证教学大纲实施的可行性与科学性的同时,达到促进学生知识、能力、素质协调发展的目的,真正培养出本科层次的专业对口的应用型人才。
以学生为主体,注重教学法研究,激发学生创新意识与竞争意识,不断丰富教学改革成果,提高学生解决实际问题的能力。
(二)课程群组优化思想
机械设计课程群组优化,即以机械设计制造及其自动化(对口)专业指导性教学计划中有关机械设计的核心内容为线索,以机器中典型零部件为载体,从零部件功能要求出发,着重研究《机械设计》及《公差与配合》课程的教学大纲,打破课程内容界线,重新精炼课程群组交叉内容,、确定各章节的教学时数与顺序,采用著名的“纲要信号网络法”,把典型零部件的运动设计、结构设计、强度设计、刚度设计及精度设计作为纲要,具体设计方法为信号,将《机械设计》课程的图表、系数、符号、公式及《公差与配合》课程的几何量(尺寸、形状、位置、表面粗糙度等参数)公差与检测内容按图索骥,建立机械设计信息图库,充分发挥多媒体声像并茂的立体演示环境,及时与学生进行信息交流,在保证教学内容连贯的同时,加强了教学重点,彰显了机械设计知识的综合性与整体性。
在我院,该课程体系的教学以“一级直齿圆柱齿轮减速器”的设计为例,在编写电子教案的基础上,进一步优化了该课程群组的实验环节,采用了三坐标测量机等先进实验教学设备和手段,增加了开放式、设计式实验学时,精选课程群组综合习题作为训练,使“作业”成为减速器设计的一个环节,作业内容深入且前后连贯、呼应。通过教学改革,课堂上完成机器设计中技术设计阶段的全部学习任务。在进入《机械设计》课程设计中,即可进入现场调研环节,搜集资料,确定小型机器设计题目及技改项目,又可结合人机工程、绿色环保设计等理念,采用优化设计方法,运用AutoCAD及Pro/E等绘图软件进行复杂机器设计和创新设计,使传统设计方法不是创新设计的瓶颈而成为阶梯,为该专业《数控技术》、《制造技术基础》等后续课程的工程实践环节及毕业设计打下坚实基础,充实学生的职业技术能力。
(三)实现优化改革的方法与手段
教学是在教师指导下学生主动掌握知识、技能,发展思维的实践活动。教学方法是教法与学法的统一。但实际工作中,教学改革更多地注重教法研究和应用,在学生如何学习,如何引导学生学习方面探讨较少,甚至存在没有必要对大学生进行学习方法教育的倾向。前苏联教育家赞柯夫说:“教学法一旦触及学生的情绪和意志领域,触及学生的精神需要,这种方法就能发挥高度有效的作用。”由此可见,教学法同样是教改成败的关键。在我院机械类(对口)专业机械设计课程群组教学中,针对高职生源理论基础薄弱,学习主动性、积极性较差的实际情况,教师采用了启发、引导式教学方法,精心设计,更多地给学生提供机械设计知识的“纲要信号网络”,充分运用多媒体设备和优秀的课件,向学生提供声像并茂的活跃课堂,增大信息量和专业技术前沿知识,激发学生的学习兴趣和渴求知识的热情。同时,采取将学生带到实习基地现场讲解、学生亲自动手进行拆装实验、结合实验加以理论指导等方式,引导、帮助学生主动迎合市场经济对职业技能的高标准要求。
课程改革实践效果
课程群组优化以培养学生具有“应用型高级人才”的职业技能为目标,牢牢地把握了工程设计的主线,通过此次整合、优化,彻底打破了两课程间的界线,使机械设计内容体系衔接得更加紧凑、顺畅。学生开始接触专业就了解了科学、严谨的设计思想。教师在授课过程中充实了与精度有关的加工方法、加工工艺等“一体化”的内容,在设计过程中,学生基于对精度设计作用的较高认识,对每一个精度指标的理解与选择,必然会达到“学有所用”的要求。在学生掌握了坚实的设计知识基础上,教师可采用更加先进的设计方法和手段,帮助学生全面提高动手能力。本课程群组的优化改革在我院03机制(对口)本科专业教学实践中,取得了明显的教学效果。教改前,在机械设计任务方面,各设计小组设计题目大方向基本是相同,一般只是设计参数不同;课程优化改革后,有关机械设计的技术设计知识使学生在课堂教学中就接受了全面的训练,因此,各设计小组的设计任务结合了学生的兴趣点和学生的专业特长,实现了更加灵活、多样的个性化设计方案。有的设计题目结合现场实例,充分运用了计算机技术和软件技术的优势,彰显了现代优化设计方法与理论在机械设计中的重要作用。在学生成绩方面,与往届学生的机械设计成绩对比后发现:优化改革前学生学习《公差与配合》课程的成绩与《机械设计》课程设计成绩不挂钩,在进行机械设计课程设计时,大部分学生不愿意再深究公差与配合知识在设计运用中的深层次问题,造成了机械设计实践环节“重过程,轻成果”的现象,学生设计成绩徘徊在“中”和“及格”者居多,而03机制(对口)本科学生成绩整体在“良好”水平。另一方面,随着素质教育在大学教育中的倡导与实施,学生的机械设计作品可以参加有关部门组织的竞赛活动,取得本科人才培养目标中要求的“素质学分”的同时,其实践能力得到了极大的锻炼与培养,增强了学生的职业竞争力。此外,对机械类其他专业的课程建设起到了积极的推动作用。
参考文献:
[1]庞振基,黄其圣,等.精密机械设计[M].北京:机械工业出版社,2005.
关键字:测控技术与仪器专业;历史沿革;培养目标
中图分类号:TH70-4 文献标识码:A
1.测控技术与仪器专业历史沿革
测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要,对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟,对空间的测控要求使人类有了点、线、面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段,随着科技的发展,测控技术进入了全新的时代。
随着科学技术的飞速发展,光、机、电一体化系统的开发研制与应用越来越受到科研人员的重视。但是由于传统观念的影响,很多学者对本专业存在一个明显的认识误区,以为测控技术就是用三角板、直尺之类的仪器进行吃力劳苦的测量,其实这只是很浅显的认识,也是很浅薄的错误。我们可以听听清华大学测控技术与仪器专业一位同学的话,他说:“进入大学以前,我认为我将来的工作就是拿着大三角板,到处量量,呵呵,谁知开始上专业课了,才知道原来我们的专业是多么尖端,什么激光啦,纳米啊,都是我们测试的手段。现有的电脑硬件和软件,可以让我轻松地模拟实地环境,不仅学起来轻松省事,更提出了各式各样的问题,可以发挥自己的想像,设计更复杂完备的系统。”可见,一个真正的测控专业学者,需要掌握更多电学方面的知识,他们要掌握基本的电路知识,具有新颖设计思路,并且能运用多种新技术、手段进行工作。
中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位,一个重要的原因是大路货太多,没有自主创新,没有高质量、高附加值的产品,无法与其他工业强国相争,这与我国测控专业人才非常缺乏有关。与世界接轨,中国企业要想提高国际竞争力,自主创新、高质量、高附加值的产品是关键,因此,测控专业的人才变得越来越重要。
2.测控技术与仪器专业培养目标
测控技术与仪器专业培养的人才都是适应社会发展需要的、基础扎实、实践能力强、具有团队协作和创新创业精神,具备无损检测理论与工艺、计算机测试、工业过程的在线检测与控制等方面的设计与开发能力,以及材料加工、设备安全与质量控制、计量测试等方面的基础知识和应用能力,能在国民经济各部门从事工业无损检测、计算机测试、仪器仪表设计开发和工业检测控制系统的应用研究、科技开发、运行管理等方面工作,获得工程师基本训练的复合型应用性应用性高级工程技术人才。并且这个专业主要以光、机、电、计算机一体化为特色,培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强,毕业以后可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。同时因为他们专业知识面宽广,具有很强的适应能力和广泛的发展空间,也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作,转行比较
容易。
测控技术与仪器专业培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力,能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。所以学校对这个专业学生的基本要求就是要本专业学生主要学习电子技术、计算机技术、机械设计、材料加工、控制技术等基本理论和基本知识,受到电子技术应用、计算机应用、无损检测工艺设计与检测操作、计算机测试与仪器仪表开发设计等方面的基本训练,具有从事无损检测应用、计算机测试、仪器仪表设计与开发等方面的基本能力。掌握精密仪器的光学、机械与电子学基础理论,测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法,受到现代测控技术和仪器应用的训练,具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力。
相比起许多理工类专业,测控技术与仪器可能是比较难以望文生义的一个专业。究竟什么是“测控”?“测控”的范围是什么?“测控”专业在社会上又能做些什么?这些问题使许多考生在报考的时候对这个专业心存疑虑。其实测控技术就是精确探测和采集各种信息的尖端技术。说白了,“测控技术与仪器”就是去研究、去开发最先进的测量仪器。而高技术含量测量仪器不仅逐渐应用到我们日常生活的各个领域,我们最尖端、最激动人心的领域发挥着重要作用。
1、公司拥有微纳光学制造完整产业链;
2、净利润年均复合增长率达到23.71%;
3、技术研发与制造领域位居国内领先地位。
苏大维格(300331)是我国微纳光学技术应用的开拓者,国内领先的微纳光学产品制造和技术服务商。依靠强大的研发实力和丰富的成果转化经验,公司应用微纳光学制造技术不断开发新产品,扩大新领域,实现了快速发展。从2001年成立至今,公司经过了创业孵化期——产品导入期——快速成长期。
净利润年均复合增长率23%
公司主要从事微纳光学产品的设计、开发与制造,关键制造设备的研制和相关技术研发服务。公司的微纳光学产品包括公共安全防伪材料、镭射包装材料、新型显示光学材料三类;设备主要是微纳光学产品制造用光刻设备。产品主要应用于公共安全防伪、镭射包装材料和新型显示及照明等领域。报告期内公司微纳光学产品销售收入(不含销售设备、技术服务收入)占公司主营业务收入的比例分别为95.02%、97.48%和98.23%。
与传统型制造业企业不同,公司并非固守现有产品应用范围,而是充分发挥微纳光学技术基础性、通用性强的特点,不断寻找新的应用领域,形成新的利润增长点。2007年公司成立维旺科技专注于新型显示及照明光学膜的研发与制造;自二代身份证开始,公司将微纳光学技术应用于公共安全防伪领域,2008年公司研发的DMD技术与双通道光变色膜在国内新版机动车驾驶证、行驶证上全面应用,成为公司新的利润增长点;在镭射包装材料领域,公司以镭射膜为起点,向下游镭射纸延伸,产品用途也从烟标扩展到酒标,销售规模快速扩大。
公司是国内少数拥有微纳光学制造完整产业链的企业之一。微纳光学制造产业链主要包括装备制造、微纳结构设计、原版开发、规模化生产四个环节,公司凭借自身技术研发、应用创新等方面的实力,取得并巩固了产业链优势。
借助我国内需市场快速发展的契机,公司生产的公共安全防伪材料、镭射包装材料产品应用范围快速扩大,并且积极开发新型显示与照明市场,全力提高公司在微纳光学行业内的地位,使公司收入规模持续扩大,盈利能力快速提升,2009-2011年公司实现的归属于母公司所有者的净利润分别为2660.80万元、3,441.92 万元和4,072.32 万元,年均复合增长率达到了23.71%。公司的盈利质量也较高,近三年经营活动产生的现金流量净额分别为3126.44万元、1687.71万元和4832.80万元,较高的盈利能力和良好的盈利质量为公司持续、稳定的向股东提供分红回报奠定了坚实的基础。
技术领先优势明显
公司在微纳光学产品技术研发与制造领域位居国内领先地位,行业领先地位的取得源于公司持续的自主创新。公司积聚了光学理论、工程应用、光学检测、微纳米结构制造、电子通讯、软件与控制、数字图像处理、精密机械设计等专业优秀人才。公司在微纳光学制造领域经过多年的研究与开发,积累了多项拥有自主知识产权的核心技术。目前,公司已取得29项专利,其中25项发明专利,4项实用新型专利。基于光刻设备控制软件的研究,公司设计开发了系列专业光刻与图像处理软件,取得5项计算机软件著作权。
论文摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本应用,并对机电一体化专业就业前景及就业方向进行了分析。
0 引言
作为全国发展较为落后的省份,到贵州主政不到一年的省委书记、省长赵克志指出,工业强省战略是贵州更好更快发展的必然选择,因此,“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略和城镇化带动战略。在这样的时代背景下,作为职业院校的一名教师,深感机电一体化专业又迎来了发展的春天。随着现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。但机电一体化专业就业前景如何,机电一体化专业就业方向有哪些?这些问题成了很多家长和同学们想要了解的问题。
1 机电一体化技术的基本应用
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
1.1 在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展,充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
1.2 在饮料行业中的应用
机电一体化技术是当今发展最快、应用前景最为广泛的技术之一。机电一体化技术在食品、饮料包装机械的开发、设计和制造过程中的应用。不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品饮料包装生产设备产品的质量,提高其国内、国际竞争能力。
1.3 在钢铁企业中的应用
在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。
2 机电一体化专业就业前景
有关研究报告显示“机电一体化”一词最早是日本提出的,在上世纪80年代初,日本名古屋大学最早设置了“机电一体化”专业。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列入“863计划”中。机电一体化专业是精密机械——电子技术(含电力电子)——计算机技术等多门学科交叉融合的产物,属高新技术,也是当前发展最快的技术之一,它是先进制造技术的主要组成部分。它的发展推动了当前制造技术的迅速更新换代,是产品向高、精、快迅速迈进,使劳动生产率迅速提高。由于我国逐渐成为世界制造业基地加上传统企业面临大规模的技术改造与设备更新,国内急需大量先进制造技术专业人才。而“十二五”时期贵州将重点实施工业强省战略,因此我校机电一体化专业的毕业生可以立足贵州,放眼全国,就业前景很好,而且往届毕业生普遍反应待遇较好。毕业生主要在各行政、企业、事业单位从事机械、电气工程、常用电器的维修、安装与调试以及技术管理等工作。具体就业方向有:
2.1 机电一体化专业
从事机电一体化液体灌装生产线及商品包装自动化机械运行、维护、管理、技术改造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。可在大型啤酒、饮料、食品及商品包装生产企业从事现代化自动机与生产线的维护和管理工作,也可在相关的自动机与生产线的生产厂家或设计部门、营销单位从事技术工作。
2.2 机电一体化专业(计算机辅助设计与制造方向)
从事机电产品的计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM),并熟练使用和维修数控加工设备的机电一体化高等技术应用性专门人才。
可在模具设计及制造、机械加工、塑料、五金、电子产品、计算机生产等企业从事数控机床的加工工艺设计编程,数控机床的调试、维护及加工操作,从事生产和技术管理工作,也可以从事国内外数控设备的营销工作。
2.3 机电一体化专业(模具CAD/CAM方向)
从事利用计算机技术和数控加工技术对模具进行设计和制造等工作的机电一体化高等技术应用性专门人才。
可在模具、机械、五金、塑料、家电等生产企业从事模具计算机辅助设计与制造等方面的技术工作,也可在企事业单位从事与本专业有关的经营、管理工作。
2.4 机电一体化专业(机电CAD技术方向)
在机电一体化产品、设备的设计、制造、维修、管理、技术改造与服务过程中专门从事用电脑绘图设计、信息处理和资料管理的高等技术应用性专门人才。
可在机械设计、制造与装备行业、模具制造业,轻工、家用电器、电子制造业从事设计、制造、技术改造、产品营销、设备管理与维护等工作。
市场调研发现机电一体化专业是一个宽口径专业,适应范围很广。我校该专业学生在校期间除学习各种机械、电工电子、计算机技术、控制技术、检测传感等理论知识外,还将参加各种技能培训和国家职业资格证书考试,如维修电工,PLC程序设计师,CAD制图员等国家级职业技能鉴定考试,学生必须考取相应的技能证书后才能取得毕业证,充分体现重视技能培养的特点。历届学生毕业后主要面向珠江三角洲各企业、公司,从事加工制造业,家电生产和售后服务,数控加工机床设备使用维护,物业自动化管理系统,机电产品设计、生产、改造、技术支持,以及机电设备的安装、调试、维护、销售、经营管理等等。
参考文献:
[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京.科学出版社.2004.
[2]高钟毓.机电控制工程[M].北京.清华大学出版社.2002.