時間：2023-03-17 17:58:10
導(dǎo)語：在機械系統(tǒng)設(shè)計論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
系統(tǒng)教學(xué)法是以具體機械設(shè)備（項目）為背景；以學(xué)生、項目和實際經(jīng)驗為中心，而不是傳統(tǒng)的教師、教材和課程。把整個課程內(nèi)容在一臺具體機械設(shè)備上得到有機的整合，使機械設(shè)計各章節(jié)內(nèi)容與課程體系銜接地更加緊湊、順暢。學(xué)生開始接觸課程就了解了科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計思想。教師在授課過程中根據(jù)相關(guān)章節(jié)的零部件在機械設(shè)備中的作用，通過結(jié)合具體實物講述，使學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容零部件的作用產(chǎn)生較高認(rèn)識，對每一個零部件的理解與選擇，必然會達(dá)到“學(xué)有所用”的要求。系統(tǒng)教學(xué)法課堂理論教學(xué)以改變過去傳統(tǒng)單獨各章節(jié)的分散學(xué)習(xí)，知識體系雜亂無章，使學(xué)生出現(xiàn)“知其然不知其所以然”的現(xiàn)象。通過對這些基本內(nèi)容的學(xué)習(xí)去掌握有關(guān)的設(shè)計規(guī)律和技術(shù)措施，從而使學(xué)生具有設(shè)計其他通用零部件和某些專有零部件的能力。系統(tǒng)教學(xué)法特點：①系統(tǒng)性。整個課程內(nèi)容作為一個系統(tǒng)，每個章節(jié)內(nèi)容作為要素。②典型性。具體機械設(shè)備包含大多數(shù)機械設(shè)計課程的知識。③目的性。學(xué)習(xí)通用機械零件的設(shè)計與選型。④科學(xué)性。根據(jù)學(xué)生理解具體情況，靈活掌握、實施教學(xué)。⑤直觀性。設(shè)備結(jié)構(gòu)和各個零部件的作用一目了然。⑥應(yīng)用性。應(yīng)用書本理論直接解決設(shè)備失效的問題。⑦關(guān)聯(lián)性。充分體現(xiàn)各個零部件相互關(guān)聯(lián)關(guān)系。
二、機械設(shè)計系統(tǒng)教學(xué)法實踐
“系統(tǒng)教學(xué)法”的核心是一臺具體機械設(shè)備，具體如何實施教學(xué)，可以根據(jù)具體情況靈活掌握。設(shè)備應(yīng)具有形象化、具體化的特點，與傳統(tǒng)教學(xué)中的舉例有本質(zhì)的區(qū)別，是把整個課程知識作為一個系統(tǒng)，而系統(tǒng)又是以一臺具體設(shè)備而體現(xiàn)的，各章節(jié)的知識通過設(shè)備零部件的設(shè)計和選型來學(xué)習(xí)。設(shè)備零部件具有形象化、具體化的特點，以提升絞車作為一臺具體設(shè)備實例教學(xué)。課程教學(xué)前，學(xué)生首先通過視頻了解這臺設(shè)備的用途，然后到實驗室參觀，讓學(xué)生確實感受到設(shè)備的外形。教師上課根據(jù)視頻首先介紹其工作原理以及各個部件的功能和作用，讓學(xué)生清楚認(rèn)識到學(xué)習(xí)這門課程的目的就是要學(xué)會這臺機器的設(shè)計。在教學(xué)中要始終貫穿“使用場合—失效形式—受力分析—強度計算—結(jié)構(gòu)設(shè)計”這一主線，本課程的學(xué)習(xí)分成三個單元進行，機械零件的疲勞強度設(shè)計和主要零部件，諸如齒輪傳動的強度計算、軸的設(shè)計、滾動軸承的選擇及組合設(shè)計、螺紋連接的強度計算及螺栓組連接的受力分析等內(nèi)容列為重點內(nèi)容作為減速器的重要組成部分，作為第一單元知識，在課堂上重點講授；而把比較易于理解的某些章節(jié)，如機械零件常用材料和選擇原則、過盈連接、摩擦輪傳動等列為一般性內(nèi)容，安排學(xué)生自學(xué)。第一單元———減速器。①減速器原理。強調(diào)是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，是一種相對精密的機械，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。設(shè)計減速器時，應(yīng)根據(jù)工作機的選用條件、技術(shù)參數(shù)、動力機的性能、經(jīng)濟性等因素。②齒輪。通過視頻和圖片，讓學(xué)生理解齒輪的失效形式，然后講解制造齒輪需要材料和熱處理、齒輪的受力和強度計算、齒輪的加工精度和效率、齒輪的和齒輪的設(shè)計、材料、加工熱處理。③軸。根據(jù)減速器中軸具體結(jié)構(gòu)進行教學(xué)，還要結(jié)合齒輪的結(jié)構(gòu)和受力分析講授軸的結(jié)構(gòu)，對軸的設(shè)計、材料、加工工藝、熱處理和精度公差要結(jié)合實際詳細(xì)講解，并對軸的失效形式和國內(nèi)外最新維修方法進行介紹。④鍵連接。結(jié)合減速器的齒輪和軸進行教學(xué)，解釋鍵的作用，重點學(xué)習(xí)平鍵和花鍵的選型計算和實效形式，其他類型的鍵作為擴展知識進行介紹。⑤軸承。結(jié)合減速器的軸系，解釋軸承的作用，介紹軸承的種類，重點學(xué)習(xí)軸承的選型計算；結(jié)合減速器的工作特點學(xué)習(xí)軸承的和實效失效形式。⑥螺栓連接。以減速器箱體的各種螺栓為例，學(xué)習(xí)螺栓連接的種類、應(yīng)用特點和使用場合、預(yù)緊力的作用、防松的措施、引伸學(xué)習(xí)螺栓的強度計算和提高強度的措施。第二單元———提升絞車其他部件。①聯(lián)軸器。首先根據(jù)提升絞車介紹各個聯(lián)軸器的作用，重點學(xué)習(xí)聯(lián)軸器的選型設(shè)計，聯(lián)軸器的種類以自學(xué)和課堂討論為主。②剎車器。教師簡單介紹提升絞車中剎車器的作用和類型。第三單元———機械其他知識。①帶、鏈和蝸輪蝸桿傳動。學(xué)習(xí)這部分知識時，要把這三章內(nèi)容進行整合，改變過去按章節(jié)分別教學(xué)的方式。首先采用對比法進行教學(xué)，就是以齒輪傳動為參照物，重點介紹三種傳動的特點、應(yīng)用場合，然后再分開單獨學(xué)習(xí)。②摩擦、磨損及。學(xué)習(xí)時以減速器為例，講解摩擦和磨損的危害以及的作用。重點學(xué)習(xí)劑的選用和方式。③機械零件強度。結(jié)合齒輪、軸和軸承的失效形式，學(xué)習(xí)材料的疲勞特性；結(jié)合齒輪、軸和軸承的工作中的受力形式，學(xué)習(xí)交變應(yīng)力特性。要通過具體減速器齒輪、軸和軸承的失效案例，使學(xué)生掌握零件疲勞破壞的危害。
三、結(jié)語
論文摘要： 對于水電運行過程而言，輔助機械系統(tǒng)是十分重要的組成結(jié)構(gòu)，其在設(shè)計過程中要把會對系統(tǒng)性能帶來影響的方面積極考慮在內(nèi)，這樣才能維持水電站輔助水力機械系統(tǒng)設(shè)計方案發(fā)揮應(yīng)有的作用。針對這一點，結(jié)合實際情況分析水電站輔助水力機械系統(tǒng)的相關(guān)問題。
如果將水電站輔助水力機械系統(tǒng)詳細(xì)劃分，其主要包括了油、氣、水、量測等不同的結(jié)構(gòu)形式組成，整個系統(tǒng)最大的功能則是向主體設(shè)備創(chuàng)新良好的運行服務(wù)，維持整個電力設(shè)備的正常運行，提高水電站的使用效率。從長時間的運行情況分析，水電站輔助水力機械系統(tǒng)在設(shè)計過程中，其方案形式、產(chǎn)品好壞、技術(shù)高低對于水電站的經(jīng)濟效益有很大的影響。
1 中水系統(tǒng)的設(shè)計
1.1 供水方式部分
我國國內(nèi)當(dāng)前的水泵使用性能常常達(dá)不到理想狀況，其主要是因為制造加工工藝達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量不合格，無法維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，且大部分的水泵在質(zhì)量、強度上與標(biāo)準(zhǔn)明顯不符。檢查中則發(fā)現(xiàn)了大部分電站的技術(shù)供水泵因制造方法、技術(shù)落后等各類因素造成其運行出現(xiàn)異常，對于設(shè)備的正常性能發(fā)揮起到阻礙作用。鑒于我國的減壓閥技術(shù)運用廣泛，其成本消耗也大大降低，在電站凈水頭處于120-300m范圍內(nèi)時最好選擇自流(減壓)供水當(dāng)成機組技術(shù)供水方式。遇到泥沙較多的電站時，需綜合分析運用正、反向的雙向供水方式，且做好定期切換實現(xiàn)反沖洗，避免出現(xiàn)堵塞。對于部分中小型的水電站在設(shè)計時可選擇循環(huán)供水方式，此形式運用在封河的寒冷地區(qū)時則會出現(xiàn)異常，這是由于冷卻器處于尾水渠時將會受到低溫影響而出現(xiàn)損壞。
1.2 排水系統(tǒng)部分
開始設(shè)計水電站排水系統(tǒng)時需根據(jù)不同的情況針對處理，若遇到中小型電站或尾水位過高的電站時，則要設(shè)計直接的排水方式。通過這種設(shè)計，不僅降低了水淹廠房的可能性，還能給設(shè)計者的工作帶來方便。這是由于集水井井蓋若要求密封時，其設(shè)計將會遇到不同的困難。而滲漏集水井、檢修集水井則需結(jié)合不同情況布置，這是現(xiàn)代設(shè)計理念中必須的標(biāo)準(zhǔn)。然而實際情況卻是，大部分電站的業(yè)主都提出把兩井之間進行打通處理，設(shè)計時則要求對連通管上添加常閉閥門進行調(diào)節(jié)，閥門安裝時必須具備較強的穩(wěn)固性，這樣則能避免造成洪水沖垮廠房的危險。
1.3 管道閥門部分
考慮到全面增強電力系統(tǒng)的可靠性，避免系統(tǒng)運用中工作量過大，在設(shè)計方案時要對每個部位合理規(guī)劃，以此來降低操作人員的工作量。對于技術(shù)供水選擇自流供水的形式時，供水管中的第1道閥門的壓力承載要更強一級。例：當(dāng)調(diào)保升壓值達(dá)0.9MPa則需要采取1.6MPa的閥門，若依舊選擇1.0MPa的閥門則壓力承載上達(dá)不到要求；當(dāng)技術(shù)維修操作的難度較大時，最好可采取2道閥門，其材質(zhì)最好選用不銹鋼閥門。
1.4 蝸殼排水部分
設(shè)計時需要注意的包括：1）尺寸的選擇，對于相關(guān)機械設(shè)備的尺寸大小要嚴(yán)格把握，特別是對于蝸殼排水及尾水管排水閥口徑要嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)，一般控制在壓力鋼管及蝸殼進口公稱直徑9%為最佳。2）閥門設(shè)置。國內(nèi)很多的設(shè)計者對每套機組設(shè)置了1個尾水管排水閥，由于閥門在使用時極為關(guān)鍵，可以對每套機組添加2個水閥，從而大大增強設(shè)備的使用性能。
1.5 濾水器設(shè)置部分
設(shè)計自流供水形式時，要想維持減壓閥的有效性能，在分布裝置時則需要對濾水器進行合理設(shè)置，以使得技術(shù)供水系統(tǒng)在常規(guī)狀態(tài)下運行，也可把濾水器放置在減壓閥前來保證性能發(fā)揮。盡管濾水器壓力的等級上升會加大投資成本，但其增加的范圍最多在15%，水電站完全能夠接受，此方案的運用范圍甚廣，且運用起來效果理想。
1.6 滲漏排水泵部分
選擇滲漏排水泵需根據(jù)具體的情況而定，水電站尾水位變化較大時，選用的滲漏排水泵要符合揚程的要求，這些要依據(jù)水泵自身的性能而定。若水位達(dá)不到理想狀態(tài)則會造成水泵長期無法正常工作，其必將導(dǎo)致水泵效率低、軸承溫度過高，軸承容易燒壞掉。處理該故障時要結(jié)合水泵的揚程情況，根據(jù)具體水位的高低加以處理，或者運用變頻的方式操作即可。
2 中氣系統(tǒng)的設(shè)計
1）水電站氣系統(tǒng)一般包括中壓氣系統(tǒng)和低壓氣系統(tǒng)，由于目前氣體介質(zhì)減壓閥尚未達(dá)到成熟階段，因此這2個系統(tǒng)在設(shè)計時不考慮合用，應(yīng)盡可能分開設(shè)置。2）由于供氣管路往往較長有一定的管路損失，使氣體到達(dá)供氣設(shè)備時壓力達(dá)不到設(shè)備的額定操作壓力，因此在選擇空壓機時其額定排氣壓力宜比設(shè)備的額定操作壓力略高一些，相應(yīng)的貯氣罐設(shè)計壓力也要提高。3）低壓氣系統(tǒng)中吹掃及檢修供氣單元與機組制動供氣單元盡可能分開設(shè)置，并分別設(shè)置相應(yīng)容積的貯氣罐；另外，吹掃及檢修供氣單元可作為制動供氣的備用氣源，以保證制動供氣的可靠性及供氣質(zhì)量；制動供氣應(yīng)盡可能干燥、清潔，而吹掃及檢修供氣干燥、清潔度可適當(dāng)放寬。
3 中油系統(tǒng)的設(shè)計
3.1 透平油系統(tǒng)
1）中小水電站。對于管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整，盡量簡化系統(tǒng)內(nèi)部組織，例：對用油部位周圍、供排油總管適當(dāng)添加活接頭，需要時結(jié)合軟管過渡等，盡可能采取少量的不銹鋼管、埋管進行布置。2）梯級電站。其透平油的設(shè)計需根據(jù)水電站的組成判斷，如：用油分析、化驗設(shè)備等等。
3.2 絕緣油系統(tǒng)
水電站的主變壓器基本上達(dá)到20～30年免維護要求，沒有大型事故則基本不要修理，通常無需更換絕緣油。對中小型水電站的絕緣油系統(tǒng)時可把供排油管路去掉。而梯級電站只要找到合適的站點對絕緣油系統(tǒng)設(shè)置，則能把絕緣油系統(tǒng)去除。
4 中水力量測系統(tǒng)的設(shè)計
1）為了實現(xiàn)對集水井液位的實時監(jiān)控，設(shè)計時要添加2種不同類型的液位控制器，可采取壓力傳感式及浮子式等以互相轉(zhuǎn)換作用。2）對用于監(jiān)測尾水管壓力脈動的傳感器，不得經(jīng)過測壓管后再設(shè)置傳感器，以避免精度受到影響。3）對水位計部位采取防止水倒灌的裝置。
5 結(jié)束語
水電站輔助水力機械系統(tǒng)在水電站中占有重要地位，其直接影響了水電站的正常運行。設(shè)計者必須結(jié)合具體的性能需要、維修要求、成本消耗等因素，采取正確的設(shè)計方法來保證輔助水利機械系統(tǒng)作用的發(fā)揮。
參考文獻(xiàn)
摘 要
柔性機械臂作為柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)分析與控制理論研究最直接的應(yīng)用對象，由于其具有簡明的物理模型以及易于計算機和實物模型試驗實現(xiàn)的特點，已成為發(fā)展新1代機器人和航空航天技術(shù)的關(guān)鍵性課題。
本文主要討論了旋轉(zhuǎn)運動柔性梁實驗平臺機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計。對于機械部分，組建了實驗平臺總體結(jié)構(gòu)，進行了支架的設(shè)計，并將旋轉(zhuǎn)軸和安裝盤設(shè)計成1體。在控制部分，簡略介紹了振動控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，詳細(xì)介紹了運動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。在運動控制系統(tǒng)硬件部分，主控機采用PC機，選用交流伺服電機，并用DSP運動控制卡將其與計算機連接。運動控制卡采用PID控制原理、面向控制軸的命令并使柔性梁運行于T曲線模式。在運動控制系統(tǒng)軟件部分采用Microsoft公司的Microsoft Visual C++ 6.0應(yīng)用程序作為開發(fā)工具。并繪制了運動控制程序流程圖，闡明了程序的原理。最后通過機械和控制系統(tǒng)集成，實現(xiàn)運動控制信號和振動控制信號的共享，完成柔性梁的精確定位和振動控制。
關(guān)鍵詞：柔性多體動力學(xué)；柔性梁;運動控制;PID控制; DSP
The motion control system design of experiment platform
for the rotating flexible beam
Abstract：Flexible manipulator has been the most direct application for flexible multi-body system dynamics analysis and control theory.Because of it had simple physical model and easy to computer models and physical tests to achieve the characteristics, it has become a key subject of the development of the next generation robot, and aviation and aerospace technology.
This paper discusses the machinery and the control system design of the flexible beam experiment platform. In mechanical parts, formed a platform structure.The stent designed, rotation axis and installation disk designed into one. In Control part, briefly introduces the vibration control system hardware, introduces the movement of the control system hardware and software design carefully . In hardware part of the control system, using PC 、AC servo motor and DSP Motion Control Card to connect the two. Using PID control principles, the axis-oriented control orders enable flexible beam running on the T-curve model. In part of system software using Microsoft software companies Microsoft Visual C + + 6.0 application as development tool. And then painted the main computer control procedures frame, clarifying the principles of the program. At last, through machinery and control systems integration, the signal of motion control and vibration control shared each other. And then the flexible beam got precision position and vibration controlled in time.
Keywords: Flexible multi-body dynamics Flexible beam Motion control;
論文關(guān)鍵詞：保護；木工機械；知識產(chǎn)權(quán)；技術(shù)轉(zhuǎn)讓；設(shè)計方法
1我國木工機械經(jīng)常應(yīng)用的設(shè)計方法
我國木工機械經(jīng)常應(yīng)用的設(shè)計方法有以下幾種：①購機拆卸測繪法；②測繪移植法；③科學(xué)類比法；④反求工程設(shè)計法；⑤創(chuàng)新設(shè)計法。
這些方法構(gòu)成一個現(xiàn)代設(shè)計體系，具有相當(dāng)重要的應(yīng)用價值。
2購機拆卸測繪法的優(yōu)缺點
當(dāng)前我國木工機械行業(yè)普遍采用的設(shè)計方法是購機拆卸測繪法，這種方法非常簡單，買來需要測繪的機器，拆卸后測繪出圖紙。在中國保護知識產(chǎn)權(quán)日益受到重視和普及的今天，這樣公開剽竊別人產(chǎn)品的做法不應(yīng)該繼續(xù)下去。
2．1購機拆卸測繪法的缺點 購機拆卸測繪法的缺點有以下幾點：①侵犯他人的知識產(chǎn)權(quán)；②測繪以后沒有知識產(chǎn)權(quán)；③沒有掌握機器的設(shè)計精髓，不了解內(nèi)部的技術(shù)要點；④錯過市場的暴利時期；⑤由于現(xiàn)代數(shù)控和電控技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，對于高檔次機器來說很難依靠這種方式完成測繪；⑥造就不出高層次的設(shè)計隊伍；⑦不能提升企業(yè)的檔次；⑧由于設(shè)計方法不當(dāng)可能無法降低生產(chǎn)成本；⑨進入數(shù)控時代需要摒棄的設(shè)計方法；⑩永遠(yuǎn)不能創(chuàng)造出品牌；⑩如果測繪國內(nèi)同行的設(shè)備可能遭到唾棄；⑥可能受到法律的制裁；⑩在國際市場上可能導(dǎo)致企業(yè)破產(chǎn)。
2．2購機拆卸測繪法的優(yōu)點 購機拆卸測繪法也有很多優(yōu)點，正是這些優(yōu)點導(dǎo)致這種方法具有旺盛的生命力。歸結(jié)起來有以下幾條：①簡單可行，我國95％的企業(yè)采用這種設(shè)計方法；②最省錢的設(shè)計方法，幾乎沒有設(shè)計成本，國內(nèi)高水平的企業(yè)可購買國外的原裝設(shè)備測繪，低水平的企業(yè)可購買國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品測繪或者直接在圖紙黑市購買其他企業(yè)的成熟圖紙；③通常不需要高水平的設(shè)計人員；④不需要進行產(chǎn)品中試和推銷試銷期，產(chǎn)品可直接進入市場。
2．3我國木工機械產(chǎn)品設(shè)計存在的問題 我國木工機械存在的問題主要有以下幾方面：①企業(yè)之間產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雷同，沒有創(chuàng)新產(chǎn)品，技術(shù)開發(fā)走進誤區(qū)，行業(yè)設(shè)計人員整體收人偏低；②產(chǎn)品知識產(chǎn)權(quán)模糊，企業(yè)產(chǎn)品沒有知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備圖紙黑市買賣猖獗；③技術(shù)人員沒有上進心，不重視產(chǎn)學(xué)研結(jié)合；④沒有真正達(dá)到國際水平的產(chǎn)品，沒有符合國際標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)體系，沒有國際銷售網(wǎng)絡(luò)；⑤從業(yè)人員沒有在產(chǎn)品設(shè)計上趕超國際先進水平的決心和信心。
3購機拆卸測繪法的具體步驟
3．1樣機選擇與數(shù)控電控測繪步驟 購機測繪一定要選購合適的名牌測繪樣機，在購機時不能讓原生產(chǎn)廠家知道你的購買目的，因為測繪設(shè)計是非法的。
數(shù)控木工機床的測繪首先從軟硬件開始，如果軟硬件不能測繪成功就不要繼續(xù)進行測繪。通用數(shù)控機床軟件銷量大且已經(jīng)通用化，開發(fā)比較簡單，一般由專業(yè)公司來完成，最好能外購。如果數(shù)控木工機械生產(chǎn)廠家更傾向?qū)I(yè)化的數(shù)控木工機床，則必須自己開發(fā)軟硬件。數(shù)控加工中心等大型通用數(shù)控設(shè)備的軟件最難開發(fā)，因為這種軟件具有不同的功能，所以必須由專業(yè)公司完成。因此，采用購機拆卸測繪法應(yīng)盡量開發(fā)單功能的專用數(shù)控設(shè)備，選用的數(shù)控加工設(shè)備硬件基本是通用化的且必須在測繪之前完成，即數(shù)控工作全部完成后再購買樣機。購買樣機后，拆除包裝和外鈑金，包裝和鈑金都要進行再設(shè)計。如果不具備這些再設(shè)計能力的廠家不要選擇購機拆卸測繪法進行設(shè)計。一般先測繪數(shù)控系統(tǒng)，但購機測繪法不適合測繪數(shù)控設(shè)備。測繪電控系統(tǒng)時首先對其進行拆卸，測繪和識別所有的電器元件型號，根據(jù)這些元件繪制電器原理圖；同時測繪電控面板，并對面板形式進行再設(shè)計，一定不要完全照抄原機的電控面板。
完成上述工作后，測繪和繪制布線圖；編寫電控系統(tǒng)元件動作順序表，然后測繪電控柜。一般都要重新設(shè)計電控柜，應(yīng)使測繪機器的電控柜與原機不同。購買電器元件后，將自己測繪的電控系統(tǒng)進行原理聯(lián)機測試，合格后制造電控柜，將所有電器元件安裝在電控柜內(nèi)進行元件聯(lián)機測試。在原來樣機機械系統(tǒng)的支撐下，可以確切地測試電控系統(tǒng)的功能，其全部合格后再進行下一步測繪。
3．2液壓氣動系統(tǒng)測繪步驟 在電器系統(tǒng)測繪成功后，開始測繪液壓和氣動系統(tǒng)，測繪時要根據(jù)元件的布置，首先繪出液壓或氣動原理圖；然后登記和測繪出元件的型號規(guī)格，如果由于樣機沒有標(biāo)號、型號和參數(shù)而無法得到確切的數(shù)據(jù)時，就要根據(jù)原理圖猜出型號和規(guī)格參數(shù)，有了這些參數(shù)，就可以開始測繪和設(shè)計液壓或氣動元件安裝板。沒有液壓原理圖測繪其集成塊是非常困難的，因為不可能用線切割機將集成塊鋸開，集成塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要根據(jù)原理圖、結(jié)構(gòu)功能分析來確定。這些工作完成后，開始測繪油箱或選購泵站。油箱和泵站的形狀不要與原樣機相同，應(yīng)該在造型上進行再設(shè)計。
泵站和油箱設(shè)計完成后，開始測繪和設(shè)計油路或氣路布線圖，設(shè)計液壓或氣動元件動作順序表；采購標(biāo)準(zhǔn)件，連接元件進行原理測試。原理測試沒有問題后，制造元件安裝板、泵站等加工件和固定連接件。安裝調(diào)試液壓或氣動系統(tǒng)，將已經(jīng)制造好的電控系統(tǒng)與液壓和氣動系統(tǒng)進行聯(lián)機調(diào)試，聯(lián)機測試完全合格后，撰寫液壓或氣動系統(tǒng)設(shè)計說明書和使用說明書。
3．3機械系統(tǒng)測繪步驟 在完成數(shù)控、電控、液壓和氣動系統(tǒng)測繪工作后進行機械系統(tǒng)測繪。首先確定機器的設(shè)計、裝配、工藝和定位基準(zhǔn)，明確機器各個部件的劃分與總圖中視圖的個數(shù)，找出各個部件之間的連接關(guān)系，確定數(shù)控、電控、液壓、氣動與機械系統(tǒng)的連接環(huán)，繪制機體與地基、鈑金、包裝的連接關(guān)系草圖。
確定機器的設(shè)計、裝配、工藝及定位基準(zhǔn)是設(shè)計成敗的最關(guān)鍵因素，許多測繪機器不好使是因為測繪者沒有領(lǐng)會這臺機器的設(shè)計思想。機器的設(shè)計基準(zhǔn)一般是主軸中心線、機器對稱平面、臺面的中心線和底座基線。在確定設(shè)計基準(zhǔn)后建立機器的空間坐標(biāo)系，每根坐標(biāo)軸代表一根軸系部件或者一個部件的中心線。裝配基準(zhǔn)往往是機器實際裝拆過程的結(jié)合面、定位銷孔的中心距、主軸中心高、定位銷孔直徑、鈑金連接孔直徑和尺寸等關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)尺寸和連接尺寸。工藝基準(zhǔn)是指機器為了保證所加工零件的最大和最小尺寸所需要保證的尺寸，包括加工零件的長、寬、高，轉(zhuǎn)動的角度和方向等參數(shù)與設(shè)計基準(zhǔn)的相關(guān)尺寸，與這些尺寸相關(guān)的可調(diào)整尺寸。定位基準(zhǔn)是機器所有零件都具有的幾個非常重要的尺寸之一，其是不直接測量的尺寸，也是測繪時最容易忽略的尺寸。在機械設(shè)計中，往往要求設(shè)計、裝配、工藝、定位基準(zhǔn)重合，最優(yōu)秀的設(shè)計人員所設(shè)計的這四個尺寸應(yīng)該是統(tǒng)一的，明確這些尺寸將為機器的測繪帶來很大方便。
3．4明確機器各部件的劃分與視圖的個數(shù) 根據(jù)機器的復(fù)雜程度首先確定其總圖應(yīng)該由幾個視圖才能表達(dá)清楚，然后根據(jù)裝配關(guān)系確定機器應(yīng)該由幾個部件組成。應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身的設(shè)備加工能力、習(xí)慣的裝配方法合理地確定部件的數(shù)量，并為每個部件確定名稱，列出各個部件的零件明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件表草稿和外購件明細(xì)表草稿，然后撰寫機器設(shè)計任務(wù)書。
3．5測繪總圖的繪制 根據(jù)設(shè)計、裝配、工藝、定位基準(zhǔn)設(shè)計出各個部件的總體尺寸，按部件在空問坐標(biāo)系的位置標(biāo)注裝配尺寸、定位尺寸、主要結(jié)構(gòu)的名義尺寸和安裝尺寸。根據(jù)各主要零件的外形尺寸順序和各部分尺寸繪制總圖的各個部分，然后根據(jù)空間坐標(biāo)分別繪制不同平面的部件。完成外形繪制后，對于有配合、又不能完全準(zhǔn)確表達(dá)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要繪出各種不同的剖視圖。一般不能將所有配合拆開測繪，往往根據(jù)零部件的連接性質(zhì)猜測主要配合的公差，標(biāo)注配合性質(zhì)，確定連接面的精度。最后撰寫技術(shù)要求、參數(shù)性能表及使用說明書。
3．6根據(jù)測繪總圖設(shè)計部件圖 我們通過部件草圖可繪制出裝配圖，然后再通過裝配圖繪制部件圖，但許多企業(yè)測繪時根本不繪制總圖，這是極其錯誤的。在部件圖中要標(biāo)注部件的裝配尺寸、連接尺寸、定位尺寸、連接件相關(guān)尺寸，復(fù)審和標(biāo)全各處配合尺寸，明確相關(guān)工藝尺寸與部件的關(guān)系。對于不能全部拆開的零部件，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清晰不能進行測繪時，可以進行有限的破壞性拆卸繪制。部件圖繪制完成后，要核實所有標(biāo)準(zhǔn)件、外購件的技術(shù)參數(shù)，確實不詳?shù)牟糠挚梢赃M行必要的局部拆卸，以便完善這三個表格。猜想所有部件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，細(xì)化立體部件裝配圖，然后撰寫技術(shù)要求、參數(shù)性能表及拆裝部件的爆炸圖。
3．7根據(jù)測繪部件圖自動生成立體零件圖 采用立體部件圖繪制的部件圖很容易生成零件圖，根據(jù)測繪部件圖可以自動生成立體零件圖，由立體零件圖再形成平面圖紙。根據(jù)工藝要求、部件的裝配關(guān)系、連接相關(guān)件的結(jié)構(gòu)要求、加工定位要求、相關(guān)尺寸加工過程的精度要求等等復(fù)審和標(biāo)全各處尺寸，然后按照機械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)繪制零件圖。對沒有拆卸零件的看不見部位要進行工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)不詳?shù)牟糠忠M行創(chuàng)新設(shè)計。最后撰寫技術(shù)要求，形成合格的零件圖。
3．8機械系統(tǒng)測繪的基本原則 機械系統(tǒng)測繪一定要保證樣機完好如初，能不拆卸的零部件絕不拆卸。如果測繪以后樣機銷售不出去，測繪就失敗了。
軸承、主軸、過渡以上配合的連接件、間隙調(diào)整組件、有彈簧壓緊的組件、無定位銷的平行導(dǎo)軌、配衍結(jié)合面等盡量不拆，數(shù)控、電控、液壓、氣動系統(tǒng)沒有調(diào)試成功之前不要拆卸機械系統(tǒng)。有防拆漆涂飾的螺栓和螺母，有膠封的結(jié)合面在拆前必須謹(jǐn)慎，盡量不拆。采用三維繪制方法測繪整機是最好的方法，在空間坐標(biāo)系內(nèi)繪制立體圖，然后由立體圖形成平面圖紙。一定要先畫總圖，再畫部件圖，最后畫零件圖，同一個部件盡量由一個人完成這些工作，再由另一個人來拆零件圖，這樣可以發(fā)現(xiàn)問題。
4測繪移植是企業(yè)設(shè)計的正確方向
按國際木工機械的設(shè)計模式，木工機械的測繪移植是最成功的設(shè)計方法。測繪移植仍然是測繪，還不能稱其為木工機械的創(chuàng)新設(shè)計，但其區(qū)別于購機測繪，它是現(xiàn)代企業(yè)生存和贏利的基本設(shè)計方法。日本和中國臺灣的木工機械設(shè)計都是采用測繪移植出效益的典范。企業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)可以通過測繪移植獲得，憑先進的情報和市場信息決定開發(fā)計劃。具備10人以上研究隊伍的企業(yè)在簡單測繪樣機的基礎(chǔ)上，找專家決策移植部位就可以創(chuàng)造出知識產(chǎn)權(quán)。
移植是創(chuàng)新技術(shù)突破的基礎(chǔ)，沒有移植就難有創(chuàng)新。大企業(yè)可以移植產(chǎn)品，而且必須堅持在長線產(chǎn)品上進行移植創(chuàng)新，但要做到這一點也是非常困難的。企業(yè)移植產(chǎn)品所需的情報與信息是企業(yè)發(fā)展的保障。大企業(yè)移植產(chǎn)品是展示自己設(shè)計能力的主戰(zhàn)場，我們要堅決杜絕盲目移植和夸大移植效果，客觀地估計企業(yè)的移植與創(chuàng)新能力。
移植產(chǎn)品能否成功的關(guān)鍵是專利情報和市場信息，找到移植產(chǎn)品的主要弱點進行改進，找到對方?jīng)]有專利保護的結(jié)構(gòu)是移植成功的關(guān)鍵，在移植測繪過程中獲得知識產(chǎn)權(quán)。我國龍頭企業(yè)的技術(shù)開發(fā)部門必須掌握新產(chǎn)品開發(fā)的測繪移植設(shè)計方法，新產(chǎn)品的測繪移植可降低企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)成本，如果對測繪樣機沒有造成損害，將測繪樣機銷售出去，還可以雙重獲利。企業(yè)的主產(chǎn)品測繪移植要進行精準(zhǔn)設(shè)計和精益移植，一定要把測繪移植產(chǎn)品樣機做好、做精。要重新深度考察測繪樣機生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的國外專利，計劃移植國產(chǎn)產(chǎn)品的中國木工機械生產(chǎn)企業(yè)要搜集現(xiàn)有批量最大的木工機械產(chǎn)品進行測繪，搜集原來生產(chǎn)國廠家的全部專利。要詳細(xì)考察國外專利保護的內(nèi)容，搞清他們專利的限制期限，如果在中國注冊過期就沒有問題。國外專利是否在中國注冊是最重要的，如果我們的產(chǎn)品出口，要注意這些專利在那些國家是否注冊，并劃定沒有注冊的范圍，從而提出我們進行哪些移植及移植后的產(chǎn)品可以出口地區(qū)的范圍，以保證這些設(shè)備出口到技術(shù)所在國家沒有問題。
5企業(yè)沒有知識產(chǎn)權(quán)的危害與突破國際專利限制的策略
最近幾年，外國木工機械生產(chǎn)企業(yè)逐步形成了對中國木工機械生產(chǎn)企業(yè)的專利“包圍圈”。中國木工機械生產(chǎn)企業(yè)出口自己的產(chǎn)品到歐洲將受到知識產(chǎn)權(quán)的嚴(yán)重制約，規(guī)模以上的企業(yè)一旦被外國企業(yè)提出專利訴訟將給其帶來毀滅性的災(zāi)難，因此企業(yè)要制訂反歐洲木工機械生產(chǎn)企業(yè)壟斷技術(shù)的具體策略，制定長期測繪移植規(guī)劃。
要突破歐洲木工機械生產(chǎn)企業(yè)反壟斷法和知識產(chǎn)權(quán)限制，在他們的專利夾縫中尋找突破點。要充分借鑒歐盟競爭法為限制知識產(chǎn)權(quán)所采取的一般禁止與豁免和單獨豁免以及美國的評估分析方法及法律適用原則，熟知我國企業(yè)應(yīng)對外國知識產(chǎn)權(quán)保護法從而維護自身利益的策略等。
要按國際標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注和測繪移植的產(chǎn)品，歐洲木工機械的標(biāo)準(zhǔn)是非常嚴(yán)格的，我們測繪移植的產(chǎn)品只有達(dá)到國際認(rèn)證的指標(biāo)才有可能使產(chǎn)品走向國際市場。不能以國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)來移植設(shè)計國際高端產(chǎn)品，更不能把國內(nèi)的假冒偽劣產(chǎn)品出口到國外，測繪移植的產(chǎn)品應(yīng)滿足CE認(rèn)證的要求。
6科學(xué)類比法的基本概念與優(yōu)點
科學(xué)類比法的基本思想是摒棄原產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)專利，從機構(gòu)原理上杜絕抄襲原結(jié)構(gòu)的專利，但新設(shè)計的機構(gòu)和原機構(gòu)實現(xiàn)的動作應(yīng)完全一致。其也可能是幾個機構(gòu)的演繹和綜合，但從法律角度上看應(yīng)與原設(shè)計沒有任何關(guān)系?？茖W(xué)類比法絕不是完全照抄，它是在類比參考設(shè)備機構(gòu)原理的基礎(chǔ)上提出的新的設(shè)計理念?？茖W(xué)類比法在零部件尺寸、工藝、裝配關(guān)系、基準(zhǔn)選擇上與原來的機器完全一致，但專利保護機構(gòu)在類型上有所區(qū)別。
科學(xué)類比法是初步的創(chuàng)新設(shè)計，它是借鑒他人成功的經(jīng)驗進行創(chuàng)新。科學(xué)類比法是日本人發(fā)明的，日本依靠科學(xué)類比法創(chuàng)造了20世紀(jì)趕超國際先進水平的世紀(jì)奇跡。日本的照相機、電視機、冰箱、汽車等的成功設(shè)計依賴的就是科學(xué)類比法。中國的木工機械也必須依賴科學(xué)類比法設(shè)計自己的新產(chǎn)品系列并趕超國際先進水平。
我國木工機械生產(chǎn)企業(yè)的自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品是未來進行國際市場競爭的根本法寶，科學(xué)類比法是我們戰(zhàn)勝競爭對手不可或缺的有利武器。科學(xué)類比法是在測繪移植的基礎(chǔ)上找出測繪產(chǎn)品的不足之處，提出科學(xué)合理的改進方法，在類比測繪設(shè)備原理的基礎(chǔ)上形成自己的產(chǎn)品系列并獲得自主知識產(chǎn)權(quán)。
我國大型企業(yè)一般技術(shù)力量雄厚，完全能夠搞科學(xué)類比設(shè)計，只有利用科學(xué)類比法形成自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)才能最后成為行業(yè)的龍頭企業(yè)。
我國木工機械龍頭企業(yè)首先要組織工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)科學(xué)類比法，利用科學(xué)類比法形成技術(shù)壟斷，利用自主知識產(chǎn)權(quán)壟斷形成系列產(chǎn)品從而獲得超額利潤，并形成系列專利技術(shù)。
科學(xué)類比法與傳統(tǒng)類比法的差別主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)類比法以仿制為目的，而科學(xué)類比法則以仿制為手段，照抄原設(shè)計的目的是全面了解原產(chǎn)品；傳統(tǒng)類比法以引進設(shè)備資金為主，科學(xué)類比法往往以引進技術(shù)為主；傳統(tǒng)類比法以學(xué)習(xí)一家為主，測繪完就不再深究，科學(xué)類比法以學(xué)習(xí)眾家為主，綜合各家長處進行產(chǎn)品創(chuàng)新?？茖W(xué)類比法是我國木工機械設(shè)計中的主要方法，是相似、模仿、仿真、類比的集合。
科學(xué)類比法的設(shè)計步驟是從仿制開始，以相似設(shè)計為原理，以引進技術(shù)為輔助，基本照抄原設(shè)計。在仿制的基礎(chǔ)上移植，在仿制中發(fā)現(xiàn)問題，改進原設(shè)計，將仿制品移植成具有自己特色的新產(chǎn)品。經(jīng)過移植以后再進行綜合，在自己產(chǎn)品成型后綜合各家長處，優(yōu)化自己的產(chǎn)品。綜合就是創(chuàng)新，從相似、類比中得到靈感，創(chuàng)新出自己的新發(fā)明及新產(chǎn)品。
7反求工程設(shè)計法的設(shè)計理念
采用反求工程設(shè)計法往往沒有足夠的參考資料，或者有樣機但不能拆卸，需要完全憑借設(shè)計人員的靈感和水平完成設(shè)計。反求工程設(shè)計是創(chuàng)造性設(shè)計的一部分，往往憑一張照片即可設(shè)計出機器。反求工程是綜合運用現(xiàn)代機械設(shè)計方法完成的特定條件下的樣機設(shè)計。反求工程設(shè)計可從產(chǎn)品的媒體資料、公開的技術(shù)參數(shù)、運行過程中的觀察等獲得靈感，從而創(chuàng)造出自己的新發(fā)明及新產(chǎn)品。
創(chuàng)造力和創(chuàng)造性設(shè)計的過程需要豐富的知識和經(jīng)驗，用已有的知識開拓新的知識。搞創(chuàng)造性設(shè)計要有高度的創(chuàng)新精神，強烈的參與意識和動力，同時還要具備健康的心理品質(zhì)，不怕困難，刻意求新，百折不撓。而掌握科學(xué)的研究方法和各種創(chuàng)造技法，采取嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾泶胧┦浅晒Φ谋ＷC。設(shè)計中要克服片面性，樹立辨證的觀點，擺脫傳統(tǒng)觀念，不盲目相信權(quán)威，發(fā)揮群體優(yōu)勢，注意綜合別人成功的經(jīng)驗，抓住靈感和意念，及時形成概念報告。要對產(chǎn)品的可行性模型進行簡易論證，在樣品原型設(shè)計出來后進行小批量生產(chǎn)。
創(chuàng)造性不是直覺，不是靈感，而是突變論的本質(zhì)反映。突變論是辨證法量變到質(zhì)變的豐富和具體化，事物達(dá)到極限后再繼續(xù)發(fā)展就會創(chuàng)新。掌握現(xiàn)代設(shè)計方法自覺進行突變創(chuàng)造，就能夠設(shè)計出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品，只有掌握反求工程設(shè)計的人才才能稱其為師。
8我國木工機械產(chǎn)品與發(fā)達(dá)國家在技術(shù)上的差距
我國木工機械產(chǎn)品與國外的設(shè)計水平差距主要在理念、精度、造型和可靠性設(shè)計上。我國的設(shè)備水平和國際大公司的主要區(qū)別是知識產(chǎn)權(quán)、品牌、市場經(jīng)銷潛能，在國際上所樹立的中國特色產(chǎn)品應(yīng)該是高質(zhì)量和高精度的。我們競爭的資本是低成本，而不能總是低檔次。發(fā)達(dá)國家對我們的真正威脅是他們在中國建廠。
我們按國外市場設(shè)計他們需求的中國木工機械市場究竟能做多大的關(guān)鍵是技術(shù)水平的突破。加大科技研發(fā)力度的關(guān)鍵是人才，開發(fā)木工機械新產(chǎn)品是木工機械設(shè)備制造企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵。引進技術(shù)必須注意引進他們的生產(chǎn)工藝，我們現(xiàn)階段必須以自主開發(fā)的木工設(shè)備作為首要目標(biāo)，必須有自己開發(fā)且有知識產(chǎn)權(quán)的木工機械產(chǎn)品。現(xiàn)在，高校開發(fā)的產(chǎn)品企業(yè)不要，而企業(yè)又開發(fā)不出創(chuàng)新型產(chǎn)品。應(yīng)該加快高校與企業(yè)共同研究的步伐，讓引進技術(shù)和創(chuàng)新性開發(fā)成為企業(yè)和高校合作的新起點。
中國木工機械的國際地位與日俱增，我國木工機械的GDP已經(jīng)超過意大利，再有3年可能會超過德國，我國木工機械生產(chǎn)企業(yè)要培育中國的豪邁和SCM?，F(xiàn)在，我國木工機械沒有技術(shù)型企業(yè)，誰重視產(chǎn)品開發(fā)，誰聯(lián)合行業(yè)相類似的企業(yè)形成集團，使集團設(shè)計能力超出自己的制造能力，集團依靠技術(shù)收購沒有開發(fā)產(chǎn)品能力的企業(yè)，這樣的集團就會逐步把自己打造成技術(shù)型企業(yè)。
從長遠(yuǎn)的目標(biāo)看，行業(yè)龍頭企業(yè)必須成為技術(shù)型企業(yè)，企業(yè)進行技術(shù)開發(fā)必須有長遠(yuǎn)規(guī)劃，塑造好自己的出口品牌，選好自己沖擊國際市場的產(chǎn)品?，F(xiàn)在國內(nèi)木工機械市場價格已經(jīng)走到谷底，沒有品牌和質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)廠家在出現(xiàn)行業(yè)危機的情況下將只能破產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：本科教育；畢業(yè)設(shè)計；指導(dǎo)策略；機械專業(yè)
中圖分類號：G642.477 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1673-291X（2011）18-0319-02
對于高等教育工科專業(yè)而言，畢業(yè)設(shè)計（論文）是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和科研能力的重要環(huán)節(jié)[1]。它需要學(xué)生將專業(yè)理論知識和工程實踐緊密結(jié)合起來，分析、解決實際問題。這既是學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解、綜合運用知識解決實際問題的過程，也是學(xué)生進行知識創(chuàng)新、增強創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的主要途徑[2~5]。從這種意義上說，畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量是衡量高校工科專業(yè)教學(xué)水平最為重要的指標(biāo)之一。特別在當(dāng)前的高等教育大眾化的形勢下，高校應(yīng)該認(rèn)真分析畢業(yè)生的學(xué)習(xí)心態(tài)，把提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量作為提高整個學(xué)校教育教學(xué)水平的重要方面常抓不懈[6]。
要提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，關(guān)鍵在于增強導(dǎo)師指導(dǎo)的科學(xué)性和針對性。一般而言，畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)主要集中在以下幾個方面：幫助學(xué)生選擇課題、指導(dǎo)知識的綜合運用、指導(dǎo)科研方法、教給科研中的交流技巧、教給科技論文寫作規(guī)范。
一、幫助學(xué)生選擇合適的畢業(yè)設(shè)計課題
畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量，首先取決于課題選擇的好壞。在這方面，指導(dǎo)教師一定要把好關(guān)。
1.課題的選擇要盡量兼顧學(xué)生的專業(yè)興趣和教師的科研方向。一方面，畢業(yè)設(shè)計的主體是學(xué)生。確定的課題學(xué)生感不感興趣，將在很大程度上決定學(xué)生投入的程度和最終成果的質(zhì)量。另一方面，如果確定的課題與指導(dǎo)教師自己的科研方向有較高的重合度，教師不但指導(dǎo)得深入、有效，而且指導(dǎo)的積極性高，指導(dǎo)投入的時間和精力相對更加充分，甚而至于達(dá)到教學(xué)相長的理想境界。在實踐中，選題時不能兼顧上述兩個方面――要么忽視學(xué)生的興趣，脫離學(xué)生的專業(yè)發(fā)展方向；要么忽視教師的研究方向，使指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計成為教師的一種額外的負(fù)擔(dān)或包袱，都會嚴(yán)重影響學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
2.課題應(yīng)該具有綜合性，難易程度適中。機械專業(yè)的畢業(yè)生很多都是從事機電一體化產(chǎn)品的設(shè)計的，因而他們做的畢業(yè)設(shè)計的課題應(yīng)當(dāng)具有一定的綜合性――涉及機械、控制、傳感檢測和信息處理等多個領(lǐng)域。學(xué)生通過完成這種課題，可以開闊眼界，學(xué)會綜合運用這些領(lǐng)域的知識解決問題。這對他們將來獨立開展設(shè)計工作或者從事機械專業(yè)的科研工作，無疑是非常有益的。相反，如果給學(xué)生選是非綜合性的課題，例如一般的工藝或設(shè)備的設(shè)計題目，難度小，學(xué)生只要掌握機械領(lǐng)域的知識就可以完成。但是，這種設(shè)計工作既不能提供足夠的科研方面的訓(xùn)練，也不能提供分析、解決實際問題的機會。這樣，學(xué)生在以后的工作中遇到技術(shù)難題，很可能不知道如何解決。不會應(yīng)用新技術(shù)、新知識進行產(chǎn)品的整體設(shè)計和開發(fā)。
不過，要注意的是，綜合性課題的難度一般較大，要求學(xué)生綜合運用各領(lǐng)域的知識才能完成。而畢業(yè)設(shè)計的時間有限，學(xué)生較難圓滿完成課題。針對這個矛盾，教師可以通過降低單個領(lǐng)域的設(shè)計難度來加以克服。比如，在機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，機械部分的設(shè)計可以采用常用機構(gòu)，以降低機械設(shè)計的難度。
二、指導(dǎo)學(xué)生綜合運用各學(xué)科的專業(yè)知識
現(xiàn)代的機械產(chǎn)品，很多都是機電一體化產(chǎn)品。在設(shè)計過程中，除了要用到機械專業(yè)的知識外，還需要其他控制、檢測傳感等專業(yè)的知識。在本科階段的課程學(xué)習(xí)中，各個領(lǐng)域的專業(yè)知識都是分別單獨學(xué)習(xí)的，包括課程設(shè)計也是各個課程單獨進行的，同學(xué)們只能學(xué)習(xí)各個課程的知識，還不能把各個領(lǐng)域的專業(yè)知識綜合應(yīng)用實際的產(chǎn)品設(shè)計中。在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計過程中，指導(dǎo)教師應(yīng)該根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的題目，指導(dǎo)學(xué)生綜合應(yīng)用各個領(lǐng)域的專業(yè)知識進行產(chǎn)品設(shè)計。學(xué)生在綜合使用各個領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的同時，一方面鞏固了各領(lǐng)域的專業(yè)知識，另一方面加深了各領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的融合。這樣，在具體的產(chǎn)品設(shè)計過程，才能融會貫通，熟練應(yīng)用。
三、指導(dǎo)科研的方法
學(xué)生在本科階段的學(xué)習(xí)，只是儲備、積累了一些專業(yè)知識，科研能力的訓(xùn)練很少，科研能力非常薄弱，學(xué)生遠(yuǎn)沒有掌握科研的方法。學(xué)生畢業(yè)后，不管是走上工作崗位，還是繼續(xù)讀研深造，都需要掌握一般的科研方法。對于機械專業(yè)的學(xué)生來說，一般的科研過程包括：檢索資料、確定設(shè)計方案、建立模型、仿真與實驗、系統(tǒng)集成。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，老師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生掌握科研過程中常用的科研方法。
在檢索資料階段，指導(dǎo)教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生通過圖書館的圖書、期刊、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)上論壇等多種渠道檢索到需要的資料。同時，對這些資料進行整理、分析，了解現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀，進而對現(xiàn)有的技術(shù)方案進行優(yōu)化，確定最終的技術(shù)方案。
在建立模型階段，指導(dǎo)教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實際情況，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、物理模型、有限元模型等幾種模型，或其中的某一種模型。學(xué)生經(jīng)過訓(xùn)練，能夠掌握其中一種或幾種模型的建模方法、建模工具，主要是相應(yīng)的計算機軟件工具。當(dāng)然，由于是在本科階段，學(xué)生所建的應(yīng)該是簡化模型，建模步驟比較簡單，所建模型也應(yīng)該易于檢驗。
在仿真與實驗階段，教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所建的模型，進行數(shù)值仿真、有限元仿真、半物理仿真，要教給學(xué)生適合的仿真工具和軟件；教師還要指導(dǎo)學(xué)生掌握一般機電系統(tǒng)實驗的搭建方法，常用儀器儀表的使用方法，實驗數(shù)據(jù)的簡單處理、分析方法等等。
在最后的系統(tǒng)集成階段，教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)仿真與實驗結(jié)果，修改所建模型，把機械系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)和控制系統(tǒng)集成到一起，成為一個實際的機電一體化產(chǎn)品。
總之，在畢業(yè)設(shè)計的每一個階段，指導(dǎo)教師都應(yīng)該明確地指導(dǎo)學(xué)生該階段所要達(dá)成的目標(biāo)，實現(xiàn)目標(biāo)的方法、途徑、所需的工具等等，從而使學(xué)生的設(shè)計工作有的放矢，有法可循。
四、教給科研中的交流技巧
學(xué)生在課程學(xué)習(xí)階段，和老師、同學(xué)也有過學(xué)業(yè)上的交流，但都限于校園中。在畢設(shè)過程中，學(xué)生首先要與指導(dǎo)老師充分交流、溝通。遇到技術(shù)難題，還需要向?qū)W校里的其他老師以及企業(yè)里的專業(yè)技術(shù)人員請教。有時候，還要利用網(wǎng)絡(luò)平臺向更廣泛的人群請教。這些都需要學(xué)生擁有一定的與人溝通交流的能力和技巧，尤其是與他人交流技術(shù)問題的能力。
有鑒于此，教師需要教給學(xué)生相應(yīng)的交流技巧。比如，指導(dǎo)學(xué)生在交流前要做好準(zhǔn)備工作，查找相關(guān)資料，把遇到的技術(shù)難題的來龍去脈搞清楚，這樣，在交流的時候，才能有的放矢。目標(biāo)明確了，交流也就更順暢、更有效了。再如，要提醒學(xué)生在交流過程中既要有自己的主見，又要保持開放謙虛的態(tài)度，從而能夠博采眾長，兼收并蓄，通過交流加深對問題的理解，形成更優(yōu)的問題解決方案。當(dāng)然，教師還要提醒學(xué)生注意交流的基本禮儀和要求，包括稱呼要得體，說話要簡單、明了，從而花最少的時間，用簡潔的語言，把問題說清楚、說透徹。
五、教給科技論文的寫作規(guī)范
本科畢業(yè)后，學(xué)生不管是參加工作，還是繼續(xù)深造，都需要撰寫各種科技文獻(xiàn)，包括科技論文。在畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫過程中，學(xué)生要學(xué)習(xí)如何撰寫科技論文，包括論文的總體結(jié)構(gòu)、開頭結(jié)尾、具體內(nèi)容、語法結(jié)構(gòu)等，為以后的論文寫作培養(yǎng)能力?？偟恼f來，論文應(yīng)該格式正確、內(nèi)容全面、層次分明、數(shù)據(jù)可靠、文字簡練、說明透徹、推理嚴(yán)謹(jǐn)、立論正確，避免使用文學(xué)性質(zhì)的帶感彩的非學(xué)術(shù)性詞語。
指導(dǎo)教師在學(xué)生畢業(yè)論文的寫作過程中，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的寫作情況，多次指導(dǎo)學(xué)生修改，直到達(dá)到學(xué)校的要求為止。
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【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)程；故障診斷；監(jiān)控
1.引言
在工業(yè)化時代，大規(guī)模機械電氣設(shè)備的使用讓社會生產(chǎn)效率大幅度的增加，但與此同時，機械設(shè)備故障也頻繁發(fā)生，延誤生產(chǎn)時機。所謂故障，是指機械系統(tǒng)偏離正常功能，造成設(shè)備基本功能不能保證。最初故障診斷是依賴人員的個人經(jīng)驗及簡單檢測儀器，隨著電工電子、傳感器、信號分析、計算機等技術(shù)的發(fā)展，對發(fā)生的故障，除要求設(shè)備管理人員具備掌握一定的機械專業(yè)技術(shù)、還要有電氣、計算機等專業(yè)知識。這對于依賴于個人知識儲備在故障面前顯得杯水車薪，特別是高技術(shù)含量進口機械設(shè)備故障如民航發(fā)動機故障，我們有時候卻無能無力而不得不依賴外國專家指導(dǎo)。這樣在計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展下，基于WEB的遠(yuǎn)程故障診斷分析由此而產(chǎn)生。
遠(yuǎn)程故障診斷可提高復(fù)雜機械電氣設(shè)備的維護和診斷，實現(xiàn)對分設(shè)備和關(guān)鍵部件進行分散集中式監(jiān)視、診斷和管理。不僅提高了設(shè)備的管理效率，降低了維護費用，還提高了故障診斷的水平和快速性，也有利于資源共享。
2.監(jiān)控診斷系統(tǒng)
監(jiān)測與診斷主要是根據(jù)快變信號、緩變信號以及開關(guān)量信號的變化，運用通頻和分頻振幅值等多種方法來判斷機組是否正常運行。
系統(tǒng)需有多種采集卡，包括振動信號采集卡、轉(zhuǎn)速采集卡、溫度壓力流量采集卡以及報警信號采集卡。還需要有相應(yīng)的信號變換和調(diào)理電路。各種參量的獲取是通過振動、溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等測量傳感器實時獲取機組工作狀態(tài)信息。然后將各種信號通過信號分析處理方法通過PC總線和計算機顯示出來，實現(xiàn)各種工況的實時顯示。再到更高層次就是利用智能診斷系統(tǒng)對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行分析和模態(tài)識別，利用邏輯推理和數(shù)值分析方法相結(jié)合的方式，利用專家知識和固有原始數(shù)據(jù)進行分析和比較，得出診斷結(jié)論，以上過程可用下圖結(jié)構(gòu)表示。
圖1 監(jiān)控診斷系統(tǒng)組成框圖
3.遠(yuǎn)程故障診斷地應(yīng)用
遠(yuǎn)程故障診斷是一門實用性強的技術(shù)，它在工業(yè)、醫(yī)療、石油、航空等各個方面都有廣泛地推廣和使用。
利用INTERNET技術(shù)，F(xiàn)ANUC的數(shù)控機床采用了C/S的架構(gòu)設(shè)計，這其中包括了服務(wù)器和客戶端。運用SQLSERVER 2008可以創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，利用TCP/IP協(xié)議可以建立通訊鏈路，利用柔性制造系統(tǒng)可以對機床故障診斷分類，利用電腦分發(fā)出診斷號、參數(shù)號，進行PMC接口診斷。也有的專家獨辟蹊徑，將遠(yuǎn)程故障診斷在數(shù)控裝置的應(yīng)用劃分成了四個模塊，即信息檢索模塊、智能診斷模塊、網(wǎng)絡(luò)會診模塊、遠(yuǎn)程檢測模塊。信息檢索模塊主要是利用專家系統(tǒng)人工或者機器進行檢索，智能診斷模塊主要應(yīng)用對檢測信號進行分析，再利用與此類似的遠(yuǎn)程數(shù)控設(shè)備監(jiān)控診斷系統(tǒng)是由CNC、現(xiàn)場監(jiān)控工況機，數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、WEB服務(wù)器及遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)中心等組成。楊賢等介紹了一種監(jiān)控軟件，HOMS監(jiān)控軟件是以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)，最優(yōu)檢修決策為目的的。它的體系架構(gòu)為狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，廠級診斷中心，企業(yè)級決策中心。
在汽車行業(yè)，常用的維修檢測設(shè)備是從電噴車解碼器、手持式故障診斷儀慢慢發(fā)展到行業(yè)中比較流行的離線PC式汽車故障診斷儀?，F(xiàn)在又有新的趨勢了，顏伏伍、曹愷等研究了基于智能手機的汽車遠(yuǎn)程故障診斷。他們發(fā)現(xiàn)一些手持式診斷設(shè)備存在攜帶不方便、缺乏維修指導(dǎo)并且診斷效率低下等情況，利用ARM公司推出的開發(fā)復(fù)雜應(yīng)用程序的RVDS（Realview Development Suite）開發(fā)工具設(shè)計實現(xiàn)了讀清故障碼、讀凍結(jié)幀、讀數(shù)據(jù)流等，另外還具有遠(yuǎn)程交互能力和方便專家進行遠(yuǎn)程輔助診斷等功能。
在石油與礦山機械領(lǐng)域，王峰、路小琪研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井提升機感知系統(tǒng)設(shè)計。所謂物聯(lián)網(wǎng)就是通過二維碼識別設(shè)備、射頻識別裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)和激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。在這種技術(shù)環(huán)境下，提升機控制系統(tǒng)通過傳感器、檢測設(shè)備以及安裝在系統(tǒng)中的無線傳感器等關(guān)于該設(shè)備的運行狀態(tài)經(jīng)過以太網(wǎng)傳遞至調(diào)度室。在長輸油氣管道中，實現(xiàn)輸油泵在online狀態(tài)下監(jiān)測最好是使用在線故障診斷軟件，可是幾乎所有的都是通過安裝在設(shè)備商的各種監(jiān)測儀表，然后通過網(wǎng)絡(luò)上傳到SCADA系統(tǒng)上進行數(shù)據(jù)分析處理、多線程進行管理?？梢赃_(dá)到實時監(jiān)控狀態(tài)，準(zhǔn)確地找到故障報警。在鉆機的在線檢測中，從萬生、張鵬飛、林智敏、于輝等人在石油機械雜志上研究了利用國際上最先進的remote數(shù)據(jù)與圖像監(jiān)測處理技術(shù)，采用移動通信衛(wèi)星實現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)及視頻傳輸?shù)墓δ?，利用這些專有技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的網(wǎng)間共享以及信息捕捉等功能。在壓縮機的故障診斷與監(jiān)控上，吳文莉采用了嵌入式CPU和無線通訊GPRS發(fā)送模塊如遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸單元DTU組成。在對鐵路設(shè)備的診斷系統(tǒng)設(shè)計中，李桂林發(fā)表在《自動化與儀器儀表》上論述了采用計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和故障診斷技術(shù)，一定程度上提高了列車的運行效率和保障了行車安全。
另外，Deb.S，Domagala.C，Gho-shal，Alena.R在《The international society for optical Engineering》利用美國Qualtech的軟件開發(fā)了一種基于上述系統(tǒng)判斷的遠(yuǎn)程診斷服務(wù)器，建立了遠(yuǎn)程檢測空間服務(wù)站的模型。我國葉文君等利用基于模型和信號處理的方法對空調(diào)系統(tǒng)的故障診斷和檢測進行了分析和總結(jié)。在機器人焊接方面，由星云焊接公司研制的Nebula型焊機，它可以通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程檢測，還可以將數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用在它上面。
4.結(jié)語
文章簡要介紹了故障診斷系統(tǒng)的組成和基本原理，肯定了基于WEB故障診斷系統(tǒng)的作用，并且介紹了監(jiān)控檢測系統(tǒng)的組成以及遠(yuǎn)程故障診斷在各行各業(yè)的應(yīng)用。基于WEB的故障診斷技術(shù)發(fā)展已有多年了，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，對于遠(yuǎn)程故障診斷的前景可能會在對故障位置精確性確定、故障時間準(zhǔn)確性預(yù)測、檢測故障地點的精密化等方向發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：地方高校；機械工程；產(chǎn)學(xué)研合作教育；實踐教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1674-9324（2013）09-0049-03
對方高校如何準(zhǔn)確定位人才培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)合理地構(gòu)建實踐教學(xué)體系，實現(xiàn)教學(xué)與科研、生產(chǎn)有機結(jié)合，培養(yǎng)高水平應(yīng)用型創(chuàng)新人才，是當(dāng)前和今后一段時期內(nèi)，地方高校產(chǎn)學(xué)研合作教育需要重點解決的問題[1，2]。不同的高校采用不同的實際教學(xué)模式，實踐教學(xué)結(jié)果也就存在著較大的差異[3，4]。本文以山東建筑大學(xué)機械工程專業(yè)為例，主要研究地方高校機械工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的建設(shè)，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的構(gòu)建，以及實踐教學(xué)改革措施，為培養(yǎng)具有機械產(chǎn)品研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、生產(chǎn)組織管理及經(jīng)營能力的創(chuàng)新人才奠定了堅實的基礎(chǔ)[5]。
一、人才培養(yǎng)目標(biāo)
通過對國內(nèi)眾多開設(shè)機械工程專業(yè)高校的調(diào)查研究后發(fā)現(xiàn)，我國在當(dāng)前和未來相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，機械工程專業(yè)的大多數(shù)本科畢業(yè)生將直接進入生產(chǎn)一線，從事機械產(chǎn)品設(shè)計、制造、生產(chǎn)組織管理等實際工作。因此，地方高校機械工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是具有較扎實的自然科學(xué)、人文社會科學(xué)基礎(chǔ)的，較系統(tǒng)地掌握機械工程專業(yè)寬廣的技術(shù)基礎(chǔ)知識，具有較強的創(chuàng)新意識和機械工程專業(yè)應(yīng)用能力，能從事機械產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、制造，以及組織管理和市場經(jīng)營工作的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。
二、實踐教學(xué)體系
根據(jù)機械工程專業(yè)的教學(xué)特點，圍繞著專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，在現(xiàn)代教育理論、教育思想的指導(dǎo)下，采用系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法，提出了“四層七模塊”的實踐教學(xué)體系。“四層”是指基礎(chǔ)知識培養(yǎng)層、專業(yè)知識培養(yǎng)層、創(chuàng)新能力培養(yǎng)層和工程能力培養(yǎng)層，“七模塊”是指基礎(chǔ)實踐模塊、專業(yè)實踐模塊、創(chuàng)新訓(xùn)練模塊、科研訓(xùn)練模塊、工程認(rèn)知實踐模塊、工程項目實踐模塊和工程崗位實踐模塊，7個實踐教學(xué)模塊下設(shè)有25個不同的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)?！八膶悠吣K”的實踐教學(xué)體系如圖1所示。在學(xué)生必修的154學(xué)分中，7個實踐教學(xué)模塊共計61學(xué)分，其中，科研創(chuàng)新訓(xùn)練是8學(xué)分，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)占必修學(xué)分的40%。
“四層七模塊”的實踐教學(xué)體系是以學(xué)生為主體，在產(chǎn)學(xué)研合作教育的平臺上，引入現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)和教學(xué)手段，改革教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，改善校內(nèi)實驗室、工程訓(xùn)練中心，依托行業(yè)、企業(yè)建立校外實訓(xùn)和實習(xí)基地，教學(xué)現(xiàn)場由校內(nèi)向校外或生產(chǎn)現(xiàn)場延伸，推行產(chǎn)學(xué)研合作教育實踐教學(xué)模式，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力。4個層次的實踐培養(yǎng)模式、7個不同實踐教學(xué)模塊、25個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)都是建立在產(chǎn)學(xué)研合作教育平臺的基礎(chǔ)上的。
三、實踐教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)機械行業(yè)對本科人才知識和能力的要求，結(jié)合山東建筑大學(xué)機械工程專業(yè)辦學(xué)特色及人才培養(yǎng)目標(biāo)，不斷完善實踐教學(xué)體系，進行實踐教學(xué)改革，建立包括從基礎(chǔ)知識實踐到專業(yè)實踐、從創(chuàng)新訓(xùn)練到科研訓(xùn)練、從工程認(rèn)知實踐到工程崗位實踐循序漸進的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。實踐教學(xué)包括校內(nèi)實踐教學(xué)和校外實踐教學(xué)，具體內(nèi)容如下。
1.校內(nèi)實踐教學(xué)。校內(nèi)實踐教學(xué)包括基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、創(chuàng)新訓(xùn)練和科研訓(xùn)練四個模塊。各模塊內(nèi)容包括課程實驗、課程設(shè)計、技能訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練，以及參加各類科技項目和競賽等?；A(chǔ)實踐模塊下設(shè)物理實驗、電工電子實驗、力學(xué)實驗等認(rèn)知實驗、演示性實驗和設(shè)計性實驗。專業(yè)實踐模塊包括機械原理零件實驗、機械工程控制基礎(chǔ)實驗、單片機實驗、PLC實驗、計算機輔助繪圖實驗、互換性與精密測量技術(shù)實驗、金屬切削原理實驗、材料成型實驗、測試技術(shù)實驗等認(rèn)知實驗、演示性實驗和設(shè)計性實驗，以及各專業(yè)課程的綜合型實驗、設(shè)計型實驗和綜合實驗周等。創(chuàng)新訓(xùn)練模塊包括機構(gòu)組合創(chuàng)新實驗、機械系統(tǒng)創(chuàng)新實驗、機電系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實驗、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計實驗、單片機控制系統(tǒng)設(shè)計實驗?？蒲杏?xùn)練模塊包括學(xué)生申報的SRP創(chuàng)新項目，以及學(xué)生參加的產(chǎn)學(xué)研合作項目創(chuàng)新訓(xùn)練等。校內(nèi)實踐教學(xué)將在不斷完善基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上，逐步提高設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗的比例，同時，進一步開放實驗室，引導(dǎo)學(xué)生參與教師的科研活動，創(chuàng)造條件培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生實踐和利用綜合知識解決問題的能力。
2.校外實踐教學(xué)。校外實踐教學(xué)包括工程認(rèn)知實習(xí)、工程實踐課程實驗、企業(yè)講座、工程實踐課程設(shè)計、暑期實踐、工程實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計、認(rèn)證實訓(xùn)、工程創(chuàng)新實踐、生產(chǎn)實習(xí)等10個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。下面主要介紹了6個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的建設(shè)內(nèi)容。（1）工程認(rèn)知實習(xí)。了解企業(yè)文化、管理、工作流程等，目的是建立大機械的整體概念，了解機械制造企業(yè)的構(gòu)成要素、各部門之間的關(guān)系、各部門生產(chǎn)特點和運行特點，同時，進一步了解專業(yè)特點，增加專業(yè)認(rèn)可度。重點了解企業(yè)的設(shè)施、設(shè)備、組織結(jié)構(gòu)、工作流程、管理規(guī)范、運營管理內(nèi)容、先進制造技術(shù)以及機械工程發(fā)展趨勢等。（2）工程實踐課程實驗。通過深入企業(yè)了解工程實際問題及技術(shù)數(shù)據(jù)，然后在實驗室建立實驗系統(tǒng)，運用所學(xué)的理論和知識，提出解決問題的方案，達(dá)到既加深對所學(xué)課程理論知識的理解，又提高了實踐動手能力的目的。（3）工程實踐課程設(shè)計。由校企雙方人員擔(dān)任指導(dǎo)教師，安排學(xué)生深入企業(yè)開展工程實踐問題的調(diào)查與分析，根據(jù)每門課程實踐教學(xué)要求，結(jié)合課程實踐教學(xué)內(nèi)容，綜合提煉出課程設(shè)計題目，并把課程設(shè)計題目與企業(yè)的工程實際緊密相結(jié)合，采用實際工程數(shù)據(jù)，提出設(shè)計方案或者是解決問題的方案。（4）工程實訓(xùn)。在企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)下，學(xué)生以項目組成員的身份參加企業(yè)承擔(dān)的實際工程項目的研究，根據(jù)企業(yè)的具體要求承擔(dān)部分項目的設(shè)計，了解和掌握工程項目的立項目的、申報途徑、研發(fā)思路、運行機制與管理辦法。引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取知識的能力。（5）畢業(yè)設(shè)計。以企業(yè)的實際課題為依托，采取校內(nèi)導(dǎo)師與企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)的雙導(dǎo)師制。結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)改造、產(chǎn)品開發(fā)等相關(guān)內(nèi)容，由學(xué)校和企業(yè)雙方共同選定畢業(yè)設(shè)計題目。學(xué)生針對具體畢業(yè)設(shè)計題目在企業(yè)進行設(shè)計，最后提交設(shè)計報告。通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生系統(tǒng)了解所在企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、關(guān)鍵技術(shù)、工藝裝備、產(chǎn)品質(zhì)量控制體系，以及企業(yè)文化和企業(yè)精神。（6）生產(chǎn)實習(xí)。深入到企業(yè)的產(chǎn)、供、銷等部門，跟班進行生產(chǎn)實習(xí)。詳細(xì)了解企業(yè)崗位操作規(guī)程及相關(guān)管理規(guī)程等，目的是使學(xué)生熟悉工廠生產(chǎn)設(shè)備、運行管理、環(huán)境保護等相關(guān)法規(guī)，初步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作意識，由此獲得對企業(yè)管理的深刻認(rèn)識。
以上校內(nèi)實踐教學(xué)與校外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)相互穿插、相互銜接地進行，通過這種循序漸進的教學(xué)過程，提高學(xué)生的工程實踐創(chuàng)新能力。
四、實踐教學(xué)改革措施
為了有效地實施“四層七模塊”的實踐教學(xué)體系，充分體現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研合作教育平臺的作用，需要進行如下實踐教學(xué)改革。
1.調(diào)整實踐教學(xué)計劃，更新與優(yōu)化現(xiàn)有實踐教學(xué)內(nèi)容。改變實踐教學(xué)從屬于理論教學(xué)的現(xiàn)狀，制定獨立的實踐教學(xué)計劃和實踐教學(xué)大綱，增加實驗、實習(xí)、實訓(xùn)教學(xué)學(xué)時數(shù)，增加跨學(xué)科、綜合型、設(shè)計型實驗項目，使綜合性、設(shè)計性實驗比例占總實驗的80%以上，將課程群內(nèi)的實驗整合為更加系統(tǒng)合理的實驗課程，提高實踐教學(xué)效率。
2.結(jié)合實踐教學(xué)內(nèi)容的改革和實驗室、實習(xí)基地的具體情況，編寫具有特色的系列實踐指導(dǎo)材料。實踐指導(dǎo)材料是實踐教學(xué)改革的主要載體和保障，在現(xiàn)有實驗教學(xué)資料的基礎(chǔ)上編寫與實踐教學(xué)配套的系列教材。
3.結(jié)合教師科研項目、企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)革新、工藝改造等實際課題開展實踐教學(xué)方法改革。引入現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)和教學(xué)手段，開展項目教學(xué)法、現(xiàn)場實訓(xùn)法、課題研究法、情景教學(xué)法、案例教學(xué)法、工程實例教學(xué)法等，將本領(lǐng)域的前沿知識和新技術(shù)引入實踐教學(xué)課堂上，提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。
4.進一步開放實驗室，提高實驗設(shè)備的利用率。在滿足多層次實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，進一步加大實驗室開放力度。各實驗室保證每天開放時間不少于12個小時，除了負(fù)責(zé)正常課程的基本實驗外，還對學(xué)生提供一定數(shù)量的課外實驗選題，同時為學(xué)生自帶課題及課外科技創(chuàng)新活動提供技術(shù)支持。
5.加強與企業(yè)的聯(lián)系，建立產(chǎn)學(xué)研合作平臺。產(chǎn)學(xué)研合作教育的最大優(yōu)勢就是為提高學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了真實的、廣闊的校內(nèi)外實習(xí)和實踐基地。因此，與企業(yè)建立聯(lián)合實驗室、研發(fā)中心或者工程研究中心，校企合作共建校內(nèi)外實踐基地是產(chǎn)學(xué)研合作教育要解決的一個硬件條件。
6.與企業(yè)聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計。通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生能夠?qū)⒈緦I(yè)課程體系內(nèi)所有相關(guān)知識融會貫通，用于解決工程實際問題。通過產(chǎn)學(xué)研合作教育，實施學(xué)校與企業(yè)的雙導(dǎo)師制，選派一批優(yōu)秀畢業(yè)班學(xué)生到企業(yè)、科研院所進行畢業(yè)設(shè)計，直接參與實際課題或工程項目，由企業(yè)導(dǎo)師進行指導(dǎo)。企業(yè)導(dǎo)師不僅幫助指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計，還著重向?qū)W生介紹企業(yè)迅速發(fā)展的形勢和需求，以及企業(yè)對學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的綜合要求。在畢業(yè)設(shè)計過程中，學(xué)生不是簡單的學(xué)習(xí)，而是結(jié)合企業(yè)工程實際進行綜合知識的學(xué)習(xí)與實踐。
7.設(shè)置自主個性化科研創(chuàng)新學(xué)分。通過在教學(xué)計劃中設(shè)置自主個性化科研創(chuàng)新學(xué)分，使學(xué)生自覺參加各種社會實踐及素質(zhì)拓展活動，同時，學(xué)?；?qū)W院也可舉辦各種課外科技活動和機械創(chuàng)新設(shè)計大賽，題目來源可由教師命題或?qū)W生自行選題，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己身邊或生產(chǎn)過程中存在的機械方面的問題，提出創(chuàng)新題目，對學(xué)生進行創(chuàng)新構(gòu)思和設(shè)計方法培訓(xùn)，使學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題到產(chǎn)品制作過程進行了全過程的綜合知識訓(xùn)練，從而提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和社會實踐能力，開拓學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團隊合作意識。
8.針對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)制定相應(yīng)的考核辦法和評價指標(biāo)。實施學(xué)校、企業(yè)、科研院所多方聯(lián)合辦學(xué)，建立多方參與的專業(yè)建設(shè)理事會，共同制訂人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，根據(jù)社會需要不斷優(yōu)化實踐教學(xué)體系；完善課程驗收制度，對兩年驗收期內(nèi)的所有課程進行公開考核評價；建立健全畢業(yè)設(shè)計動態(tài)監(jiān)控制度，對畢業(yè)設(shè)計過程中的題目認(rèn)定、師生雙選、中期檢查、畢業(yè)答辯、資料驗收等各個環(huán)節(jié)進行動態(tài)管理與監(jiān)控。并將這些動態(tài)教學(xué)管理制度拓展至整個實踐教學(xué)過程。
五、結(jié)論
根據(jù)學(xué)校自身學(xué)科特色和優(yōu)勢以及人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合地方經(jīng)濟社會發(fā)展?fàn)顩r，在產(chǎn)學(xué)研合作教育背景下進行實踐教學(xué)改革，提出了“四層七模塊”的實踐教學(xué)體系，建立與產(chǎn)學(xué)研合作教育相匹配的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，推進人才培養(yǎng)與企業(yè)相結(jié)合的模式，利用企業(yè)高技能人才和專家參與實踐教學(xué)，從而培養(yǎng)出高質(zhì)量能適應(yīng)地方經(jīng)濟發(fā)展需求的機械工程專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。
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關(guān)鍵詞：P LC；卷煙級；自動控制；改造
Abstract: the industry automatic control realization of meaning. This paper Super9 (super 9) JuanYanJi as controlled object, in a brief overview PLC technology, and on the basis of detailed introduces the JuanYanJi 9 electrical control system reform, the purpose of the latest control technology and network communication technology applied to the reform process, improve the stability of the system and the machining accuracy.
Keywords: P LC; Cigarette level; Automatic control; transformation
中圖分類號： TS452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
當(dāng)前，隨著煙草制造業(yè)重組的日益深化，煙草行業(yè)正面臨著空前的壓力和挑戰(zhàn)，為了適應(yīng)不斷變化的市場形勢，很多煙草設(shè)備急需改造，以期改造后的設(shè)備控制系統(tǒng)速度更快、精度更高、性能更穩(wěn)定。卷煙機械是機械行業(yè)中比較特殊的一種成套設(shè)備，其由濾嘴、卷接、包裝、裝盤、大流量輸出等設(shè)備組合而成，涉及機、電、氣、液、光、核等專業(yè)領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，要求協(xié)調(diào)性比較強，而目前國內(nèi)多數(shù)煙草企業(yè)所采用的卷煙機械投入生產(chǎn)已有十幾年，機組電氣控制系統(tǒng)缺陷日益凸顯，機組控制方式落后，在一定程度上嚴(yán)重影響了卷煙廠的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。PLC作為一種新型的工業(yè)控制器，以其設(shè)計、安裝、接線、調(diào)試工作量小，研制周期短，抗干擾能力強，可靠性高，故障率低，可維護強等優(yōu)點，成為目前國內(nèi)外自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的首選控制方案，并在卷煙行業(yè)中得到大力推廣。下面，筆者以Super9（超9）卷煙機為例，就如何利用PLC技術(shù)實現(xiàn)超9卷煙機生產(chǎn)線的智能化改造進行探討，以期將最新的控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)應(yīng)用到改造過程中，提高機組系統(tǒng)的穩(wěn)定性和加工精度。
1PLC控制概述
所謂PLC，是可編程邏輯控制器(Programmab leLogic Controller)的簡稱，其采用的是計算機的設(shè)計思想，起初只能進行邏輯運算，主要用于順序控制，隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，以及工業(yè)自動化控制愈來愈高的需求，PLC在速度、功能、智能化模塊及聯(lián)網(wǎng)通信等方面有了很大提高?，F(xiàn)在的PLC已不只是開關(guān)量控制，并同時具備了模擬量控制、過程控制以及遠(yuǎn)程通信等功能。當(dāng)然，PLC也有自身其局限性，如無法向操作者顯示動態(tài)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，無法進行大批量數(shù)據(jù)的存貯與轉(zhuǎn)化，尤其是當(dāng)系統(tǒng)工藝改變時，無法方便、快速地改變相關(guān)參數(shù)、配方。因此，在稍復(fù)雜一些的控制系統(tǒng)中，PLC常與工業(yè)控制計算機配合使用，實現(xiàn)完整的控制功能。
2 超9卷煙機改造指導(dǎo)思想
據(jù)資料現(xiàn)實，當(dāng)前很卷煙機的有效作業(yè)率不足65%，以超9卷煙機為例， 因歷史的局限性，該機主要存諸多問題，如，控制方法落后，使用元件多，電路系統(tǒng)復(fù)雜，故障率高等、維修工作量大、停機時間長等，此外，還有人機界面簡單、參數(shù)設(shè)定不方便、統(tǒng)計不完善等，以上問題嚴(yán)重妨礙了設(shè)備有效作業(yè)率的提高，因此對超9生產(chǎn)線進行改造極為必要。綜合當(dāng)前控制領(lǐng)域的水平與發(fā)展及卷煙級運行的實踐分析，確定超9卷煙機組改造的指導(dǎo)思想主要如下：機電分離，集中控制，實時監(jiān)控。其目的主要是為了實現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)與機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的上相分離，以利于機電系統(tǒng)的維護及修理。將分離式硬件邏輯控制系統(tǒng)改為模塊化集中控制，以提高包裝機控制水平，增強系統(tǒng)的可靠性；運用智能化技術(shù)對包裝機運行進行實時監(jiān)控，給操作工以指導(dǎo)。
3控制系統(tǒng)改造設(shè)計
3.1 總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用上、下位機控制結(jié)構(gòu)。由于原超9卷接機組的電控系統(tǒng)由于8085微處理器及繼電器控制組成。因8085 微處理器功能的局限性, 整條生產(chǎn)線采用了多塊輔助電路板多CPU。新的電控系統(tǒng)包含邏輯控制部分及生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)采集部分兩大功能，前者能較好地連接原系統(tǒng)的輸入輸出點, 除繼承原功能外, 還必須注意設(shè)計的通用性、可靠性及可維護性，擬由 P LC實現(xiàn)。PLC如可執(zhí)行順序控制、邏輯判斷、定時、計數(shù)及運算等功能, 并可通過數(shù)字和模擬的 I/O 組件對各種機械運動進行控制，且具備數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)統(tǒng)計功能，功能強大。但因PLC較難實現(xiàn)人機交互界面, 因此擬由其作為下位機，上位機采用工控機，其功能為顯示統(tǒng)計結(jié)果及采集的數(shù)據(jù)。采用此設(shè)置，具有設(shè)置參數(shù)方便、人機交互界面畫面美觀的優(yōu)點，且能為企業(yè)局域網(wǎng)提供接口。
3.2 系統(tǒng)組成
3.2.1 硬件方面。上位機為工控機，下位機為西門子 S7-300PLC，變頻器選用德國LENZE 8210系列，其系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖詳見圖1。其中，西門子 S7-300主要由如下模塊構(gòu)成，即CPU 模塊（CPU314，為P LC核心模塊）、信號模塊、接口模塊、功能模塊、通信模塊、電源模塊及編程設(shè)備等。P LC的輸入信號是來自開關(guān)、故障信號及經(jīng)過邏輯電路處理后的傳感器信號，輸出信號主要控制電磁閥、電機等。
3.2.2 軟件方面。主要由上位機人機界面軟件及下位機 P LC控制軟件構(gòu)成。上位機編程軟件可采用VB開發(fā)設(shè)計出操作靈活、功能強大的人機界面，其功能為顯示當(dāng)前機器運行狀態(tài)、運行速度及故障狀態(tài)等。下位機編程軟件可采用STEP7V512 , 其功能主要為完成系統(tǒng)的編程及組態(tài)。其中，上位機系統(tǒng)軟件設(shè)計整體結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包含系統(tǒng)運行、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、生產(chǎn)統(tǒng)計、故障監(jiān)控、故障統(tǒng)計及電磁閥調(diào)試幾大部分。下位機系統(tǒng)設(shè)計整體結(jié)構(gòu)如圖3所示，其功能主要為用來完成生產(chǎn)工藝的全部任務(wù)，主要包含OB 塊、FC塊。OB 塊包括程序循環(huán)塊 OB1、暖啟動塊OB100及中斷服務(wù)塊 OB40；FC塊包括初始化子程序、安全連鎖子程序、通信模塊子程序、高速計數(shù)子程序、料斗振板控制子程序、 S9故障狀態(tài)子程序、部分機器故障狀態(tài)子程序、換盤紙子程序、水松紙控制子程序、電機及切刀濾棒控制子程序、狀態(tài)顯示子程序、 機器運行狀態(tài)子程序、清理搓板子程序，等。
3.3 改造后情況
經(jīng)上述改造后的超9卷煙機，由P LC模塊取代了原先由10多塊分離元件構(gòu)成的電路板，系統(tǒng)硬件構(gòu)成大大簡化, 更便于維護，且各分系統(tǒng)的控制更智能化，采用工控機組態(tài)軟件使得各分系統(tǒng)功能一目了然，操作界面美觀友好。同時，料斗電機、盤紙、提升等由直流調(diào)速驅(qū)動改為三相交流變頻調(diào)速，在節(jié)能、維護方面有了很大提成，卷煙機及接嘴機融為一體，管理更容易, 并增加了煙支檢測系統(tǒng), 確保了煙支的質(zhì)量。該設(shè)備在投入運行后，控制精確，各方面反應(yīng)良好。
總之，卷煙工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，地位舉足輕重，卷煙業(yè)自動控制的實現(xiàn)對促進國民經(jīng)濟的發(fā)展意義深遠(yuǎn)。對于煙草設(shè)備，因煙廠的生產(chǎn)任務(wù)緊、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、工作環(huán)境差且產(chǎn)品質(zhì)量要求高，這就使得其設(shè)備長期工作在高速運行的情況下，同時也就要求其設(shè)備先進、性能穩(wěn)定可靠?？删幊炭刂破?PLC)是一種數(shù)字預(yù)算與操作的控制裝置，它是作為傳統(tǒng)繼電器的替代品而發(fā)展起來的，大大推進了機電一體化進程，將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于煙草設(shè)備，能有效提高煙草設(shè)備整機的可靠性，減少故障率，提高作業(yè)率，同時降低次品率，確保產(chǎn)品質(zhì)量。因此，卷煙機PLC控制系統(tǒng)具有較好的推廣價值，對于其他的工業(yè)控制系統(tǒng)也有一定的參考價值。
參考文獻(xiàn)：
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