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篇1

中圖分類號(hào)：F407.472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一.引言

焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法應(yīng)用，焊接技術(shù)的先進(jìn)水平做為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要指標(biāo)已逐漸為大眾公認(rèn)，同樣焊接技術(shù)的發(fā)達(dá)程度也是衡量工業(yè)企業(yè)技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志。由于受我國相關(guān)工業(yè)的制約， 在使用焊接機(jī)械手的過程中，必須采用與西方發(fā)達(dá)國家不同的、適合我國國情的靈活的使用方式，才能保證焊接機(jī)械手在我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)不配套的情況下正常使用。

二. 機(jī)車車輛工業(yè)焊接的主要用料。

目前， 在機(jī)車車輛上所采用的主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼（包括耐候鋼） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用鑄鋼或鍛鋼制造， 其材質(zhì)本身有較好的焊接性能，但因構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 在焊接過程中有些需要采用適當(dāng)?shù)妮o助工藝手段。鋁合金型材由于其質(zhì)量輕， 能減輕運(yùn)輸設(shè)備的自重，在客車及一些特種車輛的制造中應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。鋁合金、不銹鋼及各種復(fù)合材料隨著先進(jìn)焊接技術(shù)的運(yùn)用，將在機(jī)車車輛工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。

三.鐵路工業(yè)涉及的焊接方法。

焊條電弧焊。

焊條電弧焊曾廣泛應(yīng)用于機(jī)車車輛工廠的制造與修理部門。隨著二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、混合氣體保護(hù)焊、埋弧焊、焊接機(jī)械手等新技術(shù)、新工藝的推廣， 焊條電弧焊在鐵路機(jī)車車輛工廠的使用逐年下降， 其焊縫長度比例在機(jī)車車輛制造業(yè)目前大約僅占5%左右。在機(jī)車車輛修理業(yè)用得還比較多，其焊縫總長度大約占30%-50%左右。此比例還將逐年下降， 集中檢修的配件多采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊與埋弧焊等焊接方法。如對(duì)鐵路貨車上、下心盤檢修，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)進(jìn)行堆焊、車鉤鉤舌的檢修采用埋弧焊技術(shù)堆焊。各工廠對(duì)檢修機(jī)車車輛中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)。

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接技術(shù)的應(yīng)用。

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊與富氬混合氣體保護(hù)焊焊接電流大，相應(yīng)電流密度大，電弧熱量利用率較高， 熔敷速度比焊條電弧焊快，焊接時(shí)熔深大，可以減小坡口， 減少填充金屬；焊接速度是焊條電弧焊的1-2倍；節(jié)能，其耗電量僅是交流焊條電弧焊的1/2左右；工作輔助時(shí)間少，特別是在富氬混合氣體保護(hù)焊中幾乎不必清渣， 節(jié)省了時(shí)間， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，適合全位置焊接。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)車車輛各種大型構(gòu)件的連接焊縫及工件的堆焊等方面。特別是“七五”、“八五” 以來，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)已在機(jī)車車輛工業(yè)系統(tǒng)普遍采用。1996年5月27日，鐵道部了TB/T1582-1995《機(jī)車車輛二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)條件》， 使我國鐵路二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)與國際接軌?，F(xiàn)在，在機(jī)車車輛制造中， 一些重要焊縫如在車輛制造中的中、枕、橫梁焊接都采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝，南方匯通股份有限公司在.C64T提速貨車的制造中，用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接枕、橫梁及車體底架各連接焊縫， 焊接質(zhì)量與生產(chǎn)效率明顯提高。南方匯通股份有限公司在ZD240型鑄錠車制造中，全面使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊縫長度達(dá)98%以上，北京二七車輛廠在NX等型平車上使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊縫長度達(dá)90%以上。

埋弧焊技術(shù)的應(yīng)用。

由于埋弧焊焊接電流大， 相應(yīng)電流密度大（是同直徑焊條電弧焊的3-5倍)倍），同時(shí)有焊劑和熔渣的隔熱作用， 電弧熱量利用率較高， 焊接時(shí)熔深大， 可減小坡口與填充金屬量；焊接速度是焊條電弧焊的5-6倍，焊接時(shí)焊接參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定，又有焊劑的保護(hù)，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，無弧光照射、勞動(dòng)條件較好。在機(jī)車車輛的制造與修理工作中， 埋弧焊技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種大型構(gòu)件主要焊縫的焊接及工件的堆焊。如南方匯通股份有限公司應(yīng)用埋弧焊技術(shù)， 焊接新造C64T、C64K等鐵路提速貨車的中梁，堆焊鐵路貨車磨耗的輪緣等部件。

電阻焊技術(shù)的應(yīng)用。

電阻焊技術(shù)主要在客車工廠使用， 原來主要用于薄板及小配件的連接，隨著城際快速列車的發(fā)展， 在要求車體自重特別輕的城際快速列車上得到較好的應(yīng)用。長春客車廠在為重慶市生產(chǎn)的城際快速列車上，使用從英國引進(jìn)的350KV，10萬A的電阻焊設(shè)備，進(jìn)行鋁合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城際快速列車上， 使用從英國、韓國引進(jìn)的側(cè)架、底架、車頂?shù)?2套專用大型龍門點(diǎn)焊機(jī)械手,進(jìn)行不銹鋼車體各部件的焊接。

焊接機(jī)械手、焊接工作站的應(yīng)用。

鐵路實(shí)施“客運(yùn)提速，貨運(yùn)重載”，要求鐵路機(jī)、客、貨車具有更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度， 有更輕的質(zhì)量， 毫無疑問地給鐵路機(jī)車車輛焊接技術(shù)的新發(fā)展帶來了機(jī)遇。從1992年株洲電力機(jī)車廠引進(jìn)焊接機(jī)器人工作站后， 長春、四方、浦鎮(zhèn)等客車廠，齊齊哈爾、武昌、二七等貨車車輛廠也先后從德國、奧地利、日本、法國、美國等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了焊接機(jī)器人工作站、焊接機(jī)械手等先進(jìn)設(shè)備， 并在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，與國內(nèi)有關(guān)部門合作， 自行開發(fā)了機(jī)器人焊接程序及適應(yīng)我國鐵路機(jī)車車輛焊接技術(shù)需要的機(jī)械手、工作站等設(shè)備， 逐步縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距。

6. 新型結(jié)構(gòu)材料在鐵路機(jī)車車輛上應(yīng)用。

隨著鐵路“ 提速重載” 與跨越式發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施， 原有的碳素結(jié)構(gòu)鋼已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鐵路機(jī)車車輛工業(yè)的使用要求。目前國內(nèi)已開始生產(chǎn)微合金控軋鋼， 其鋼種具有良好的焊接性能； 正在研制的超細(xì)晶粒鋼， 其強(qiáng)度和使用壽命將比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)鋼提高一倍， 其鋼種特點(diǎn)是超細(xì)晶粒、超潔凈度、高均勻性， 性價(jià)比更加合理。同時(shí)， 各種不銹鋼、鋁合金、中低合金鋼等耐蝕材料的應(yīng)用也將成為主流。這些高性能鋼種的應(yīng)用， 必將進(jìn)一步推動(dòng)鐵路機(jī)車車輛焊接技術(shù)的發(fā)展。

四.鐵路機(jī)車車輛工業(yè)焊接技術(shù)發(fā)展前景。

鐵路機(jī)車車輛工業(yè)焊接技術(shù)發(fā)展前景焊接生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動(dòng)化是工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家焊接機(jī)械化和自動(dòng)化的程度都已達(dá)到60%以上，西歐和美國已達(dá)到70%以上，而日本已經(jīng)達(dá)到80%以上。我國各工業(yè)部門焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度還相對(duì)較低，平均30%左右，而且大部分僅是自動(dòng)化程度較低的機(jī)械焊機(jī)。我國大型骨干企業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化程度已達(dá)到60%-65%。如汽車制造業(yè)，已經(jīng)普遍采用了弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人和機(jī)器人自動(dòng)焊接生產(chǎn)線； 我國船舶制造企業(yè)焊接機(jī)械化和自動(dòng)化程度已達(dá)61%左右。伴隨鐵路“客運(yùn)提速， 貨運(yùn)重載”， “九五”以來，鐵路部門焊接技術(shù)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度雖然有了較大的提高， 但與我國汽車制造企業(yè)、船舶制造企業(yè)、軍工企業(yè)等工業(yè)系統(tǒng)相比，還存在較大的差距。

五．結(jié)束語

隨著提高質(zhì)量和效率的焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平的不斷提高，焊接機(jī)械手、機(jī)器人工作站等的推廣應(yīng)用， 焊接工藝及焊接裝備的現(xiàn)代化， 必將推進(jìn)我國鐵路機(jī)車車輛制造業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，也必將提升我國鐵路機(jī)車車輛工廠與國際鐵路供應(yīng)商競爭的實(shí)力。對(duì)于新的應(yīng)用鋼種和工藝方法， 必須要有相匹配的焊接材料，從發(fā)展趨勢看， 藥芯焊絲、燒結(jié)焊劑、低飛濺氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲、高強(qiáng)鋼用焊材、低溫鋼用焊材、耐熱鋼用焊材、不銹鋼用焊材等高技術(shù)含量產(chǎn)品是鐵路機(jī)車車輛用焊接材料的主要方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王振民 換熱器管板的全位置自動(dòng)化焊接工藝 [期刊論文] 《華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)》2010年5期

篇2

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）15-0013-02

現(xiàn)代焊接技術(shù)是一門多學(xué)科交叉融合的應(yīng)用性先進(jìn)技術(shù)，是制造業(yè)重要的關(guān)鍵技術(shù)，[1]機(jī)械制造和金屬結(jié)構(gòu)制造行業(yè)急需大量的焊接工程高級(jí)專門人才。目前，國內(nèi)對(duì)該類人才的培養(yǎng)基本由材料成型及控制工程（以下簡稱“材料成型”）和焊接技術(shù)與工程（以下簡稱“焊接”）兩個(gè)專業(yè)承擔(dān)，開設(shè)以上兩個(gè)專業(yè)的本科院校上百所。隨著高等工程教育改革的深入，高等本科院校根據(jù)自身的辦學(xué)定位和優(yōu)勢對(duì)這兩個(gè)專業(yè)不斷地進(jìn)行改革嘗試。為了更好地促進(jìn)專業(yè)改革，本文研究了國內(nèi)院校“焊接”和“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)的基本情況，通過梳理總結(jié)指出目前存在的問題，剖析了“焊接”與“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的差異性，以明晰兩個(gè)專業(yè)的未來發(fā)展走向，使培養(yǎng)的專業(yè)人才更加適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的客觀需要。

一、存在的問題[2-5]

根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)多數(shù)學(xué)校的“材料成型”專業(yè)由熱加工領(lǐng)域的1～3個(gè)原有專業(yè)整合形成。整合主要體現(xiàn)在專業(yè)基礎(chǔ)課方面，而在專業(yè)課方面出現(xiàn)了兩種培養(yǎng)模式：一是設(shè)置專業(yè)平臺(tái)課按專業(yè)方向模塊培養(yǎng)，主要專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net依托自身優(yōu)勢設(shè)置了鑄造、模具和焊接等其中的一到三個(gè)；二是實(shí)行通才教育。還有一些院校由原機(jī)械類專業(yè)合并，涵蓋熱加工領(lǐng)域知識(shí)后形成。而目前開設(shè)“焊接”專業(yè)的院校已達(dá)16所，它是繼國家保留哈爾濱工業(yè)大學(xué)焊接工藝及設(shè)備專業(yè)，并整合為焊接技術(shù)與工程專業(yè)之后，國內(nèi)其他高校逐漸從“材料成型”專業(yè)分離出來形成的。

通過對(duì)眾多高校人才培養(yǎng)方案的研究發(fā)現(xiàn)：對(duì)于“材料成型”專業(yè)，雖然拓寬了基礎(chǔ)，但仍存在專業(yè)方向模塊培養(yǎng)過窄的弊端以及實(shí)施通才式教育的缺陷。對(duì)于“焊接”專業(yè)，因承襲了原有焊接工藝及設(shè)備專業(yè)的培養(yǎng)思路，知識(shí)能力結(jié)構(gòu)培養(yǎng)過窄、過深的弊病更加明顯。究其原因在于沒有從鑄、鍛、焊、模具和沖壓等技術(shù)進(jìn)步，以及行業(yè)未來發(fā)展趨勢對(duì)人才需求變化的高度去準(zhǔn)確理解這兩個(gè)專業(yè)各自的內(nèi)涵和外延，缺乏對(duì)“焊接”和“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行深度解析，導(dǎo)致人才培養(yǎng)目標(biāo)不夠明確，出現(xiàn)了兩個(gè)專業(yè)知識(shí)能力體系偏窄、不系統(tǒng)、不完善等現(xiàn)象。對(duì)于“材料成型”專業(yè)學(xué)生來說，戴上了知識(shí)大帽子，卻成為了能力單一的專才，或能力弱的庸才，或無能力的偏才；而對(duì)于“焊接”專業(yè)學(xué)生來說，則戴上了知識(shí)專一的帽子，成為了能力單一、適應(yīng)性差的窄才。

二、專業(yè)依托的學(xué)科發(fā)展趨勢及行業(yè)需求分析

材料是國民經(jīng)濟(jì)的支柱，是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。[6]隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步，對(duì)材料的力、光、電、磁、聲及熱等特殊性能及其耦合效應(yīng)的要求，對(duì)材料的高強(qiáng)、高韌、耐熱、耐磨和耐腐蝕等性能的要求，以及對(duì)材料與環(huán)境協(xié)調(diào)性的要求都在日益提高。通過在微結(jié)構(gòu)不同層次上的材料設(shè)計(jì)以及在此基礎(chǔ)上的新材料開發(fā)，復(fù)合化、低維化、智能化和結(jié)構(gòu)功能一體化的新材料在生物、信息、能源和生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)。

材料是以一定使用性能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)入社會(huì)應(yīng)用領(lǐng)域。材料通過加工制成結(jié)構(gòu)件、設(shè)備及裝備，在冶金、機(jī)械、化工、建筑、信息、能源和航天航空等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，現(xiàn)代社會(huì)大量的需要掌握材料加工技術(shù)的人才。

材料加工的范圍包括金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料等。大量的新材料的涌現(xiàn)推動(dòng)了材料加工過程向智能化、自動(dòng)化、集成化和超精密化技術(shù)方向邁進(jìn)。現(xiàn)代材料加工已超越傳統(tǒng)冷、熱加工的范疇，與材料學(xué)、材料物理與化學(xué)、力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電學(xué)、控制學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)，以及新型高性能材料的研發(fā)有著相互依存和彼此促進(jìn)的密切聯(lián)系，并成為再制造工程的關(guān)鍵技術(shù)支撐之一。因此，只有掌握多學(xué)科交叉知識(shí)，并具有綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的高級(jí)工程人才，才能滿足現(xiàn)代材料加工行業(yè)對(duì)人才的需要。

材料加工工程學(xué)科主要研究材料的外部形狀和內(nèi)部組織與結(jié)構(gòu)形成規(guī)律和控制技術(shù)。[6]當(dāng)代材料加工技術(shù)和相關(guān)工專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net程問題包括：材料的表面工程、材料的循環(huán)利用、材料加工過程模擬及虛擬生產(chǎn)、加工過程及裝備的自動(dòng)智能集成化、材料加工過程的在線檢測與質(zhì)量控制、材料加工的模具和關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)與改進(jìn)以及再制造快速成形理論與技術(shù)等。

材料加工工程學(xué)科的發(fā)展方向是：液態(tài)凝固成型、固態(tài)塑性成型、粉末成型、材料的凈或近凈成型等精密成型與處理、維納加工、多場協(xié)同作用下的加工、表面工程、特種和異種材料連接、加工過程的模擬與智能化控制、材料循環(huán)再生利用技術(shù)，以及針對(duì)體積損傷零件及新品零件的三維快速成型技術(shù)等。[6]

教育部在20世紀(jì)末從鑄、鍛、焊、模具和沖壓等技術(shù)發(fā)展進(jìn)步，以及行業(yè)未來發(fā)展趨勢對(duì)人才需求變化的高度，為適應(yīng)21世紀(jì)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要，在材料類專業(yè)中設(shè)置了“焊接”專業(yè)，而在機(jī)械類專業(yè)中設(shè)置了“材料成型”專業(yè)。[7]

三、兩個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的差異性分析

了解兩個(gè)專業(yè)的學(xué)科門類、專業(yè)類以及專業(yè)依托的基本學(xué)科，準(zhǔn)確理解基本學(xué)科內(nèi)涵、專業(yè)名稱內(nèi)涵、相關(guān)學(xué)科以及學(xué)科間的聯(lián)系，對(duì)于研究專業(yè)人才的培養(yǎng)極為重要。

1.“焊接”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

“焊接”專業(yè)屬于材料類專業(yè)，材料類專業(yè)的共同特征是以材料科學(xué)與工程為基本學(xué)科。該學(xué)科研究各類材料的組成及結(jié)構(gòu)、制備合成及加工、物理及化學(xué)特性、使役性能及安全、環(huán)境影響及保護(hù)、再制造特性及方法等要素及其相互關(guān)系和制約規(guī)律，并研究材料與構(gòu)件的生產(chǎn)過程及其技術(shù)，制成具有一定使用性能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的材料及構(gòu)件的學(xué)科。[6]“焊接”專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)體現(xiàn)材料學(xué)科與工程學(xué)科的基本內(nèi)涵，并側(cè)重研究焊接結(jié) 構(gòu)件的生產(chǎn)過程及其技術(shù)。

焊接技術(shù)工程追求優(yōu)良的宏觀性能，但是工程結(jié)構(gòu)的宏觀性能與結(jié)構(gòu)材料的微觀組織之間存在必然的聯(lián)系，宏觀性能的優(yōu)劣取決于材料微觀組織的狀況。從材料連接的微觀角度考慮，焊接機(jī)理復(fù)雜，加熱熱源、材料成分、母材的組織與性能、焊接應(yīng)力與變形等因素對(duì)焊接質(zhì)量影響極大，須以實(shí)驗(yàn)科學(xué)為基礎(chǔ)，既重視具體細(xì)節(jié)問題，又考慮眾多影響因素，通過改變材料微觀組織來獲取優(yōu)異宏觀性能。“焊接”專業(yè)是以連接技術(shù)為手段、以材料結(jié)構(gòu)為加工對(duì)象、以過程控制為質(zhì)量保證措施、以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造為目的的工科專業(yè)。

因此，“焊接”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)為：培養(yǎng)具備材料科學(xué)、力科學(xué)、機(jī)械科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用能力，能夠在焊接工藝及設(shè)備、焊接生產(chǎn)、焊接質(zhì)量控制與檢測、焊接過程自動(dòng)化控制等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、生產(chǎn)組織與管理等工作，具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)科技人才。

2.“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)分析

“材料成型”專業(yè)屬于機(jī)械類專業(yè)，機(jī)械類專業(yè)的共同特征是以機(jī)械工程為基本學(xué)科，該學(xué)科主要圍繞各種機(jī)械產(chǎn)品與裝備，開展設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、服務(wù)的理論和技術(shù)研究。[6]“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)體現(xiàn)機(jī)械工專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net程學(xué)科的基本內(nèi)涵，側(cè)重研究機(jī)械產(chǎn)品及裝備的材料成型及控制工程技術(shù)。

材料成型及控制工程技術(shù)是指“材料”成型，而非“構(gòu)件”成型。它通過控制外部形狀和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使材料變成滿足使用功能和服役壽命預(yù)期要求的各種零部件及成品。材料成型方法采用液態(tài)凝固成型、固態(tài)塑性成型、粉末成型、材料的凈或近凈成型等精密成型與處理、材料連接以及三維快速成型技術(shù)等。它不僅指成型工藝，而且還要對(duì)成型過程實(shí)施在線檢測與質(zhì)量控制。“材料成型”專業(yè)包含材料的成型設(shè)計(jì)、成型工藝和成型質(zhì)量控制。對(duì)于設(shè)備的電控設(shè)計(jì)研究則不包含在本專業(yè)。

因此，“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)為：培養(yǎng)具備機(jī)械科學(xué)、材料科學(xué)、力科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用能力，能夠在材料加工理論、成型工藝及裝備、材料成型過程自動(dòng)控制和先進(jìn)材料工程等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、生產(chǎn)組織與管理，具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的高級(jí)科技人才。

3.兩個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的辨析

“焊接”和“材料成型”專業(yè)分別屬于兩個(gè)不同專業(yè)類，應(yīng)以充分體現(xiàn)各自專業(yè)類的鮮明特征作為確立各自人才培養(yǎng)目標(biāo)的基石。通過分析“焊接”和“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，可以得出如下結(jié)論：第一，專業(yè)依托的基本學(xué)科不同。前者依托材料科學(xué)；后者依托機(jī)械科學(xué)。第二，對(duì)相關(guān)學(xué)科重要性的排序不同。前者相關(guān)學(xué)科的排序?yàn)榱茖W(xué)、機(jī)械科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)；后者相關(guān)學(xué)科的排序?yàn)椴牧峡茖W(xué)、力科學(xué)、電科學(xué)、控制科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)。第三，二者研究的知識(shí)領(lǐng)域不同。前者研究焊接工藝及設(shè)備、焊接生產(chǎn)、焊接質(zhì)量控制與檢測、焊接過程自動(dòng)化控制等領(lǐng)域；后者研究材料加工理論、成型工藝及裝備、材料成型過程自動(dòng)控制和先進(jìn)材料工程等領(lǐng)域。第四，研究的對(duì)象不同。前者研究構(gòu)件；后者研究機(jī)械產(chǎn)品及裝備。

雖然兩個(gè)專業(yè)都屬于材料加工工程學(xué)科范疇，材料成型及控制工程技術(shù)涵蓋材料連接技術(shù)，但是根據(jù)對(duì)“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的分析可以看出，“材料成型”專業(yè)從機(jī)械工程學(xué)科的角度出發(fā)，側(cè)重培養(yǎng)掌握專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務(wù)，歡迎光臨dylw.net材料成型及控制工程技術(shù)的人才，而“焊接”專業(yè)從材料科學(xué)與工程學(xué)科的角度出發(fā)，側(cè)重培養(yǎng)掌握焊接技術(shù)與工程的人才。需要指出的是，“材料成型”專業(yè)的知識(shí)體系應(yīng)包含焊接核心知識(shí)，能力體系應(yīng)包含焊接應(yīng)用能力。兩個(gè)專業(yè)對(duì)焊接知識(shí)能力要求的范圍廣度和內(nèi)容深度存在較大差異。由此可見，“焊接”和“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)存在重大差異。

四、人才培養(yǎng)目標(biāo)的專業(yè)特色分析

高等本科院校在確立這兩個(gè)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)在符合高等工程教育基本要求的前提下，充分體現(xiàn)專業(yè)類的明顯特征，根據(jù)自身在全國高校同專業(yè)中所處的位置確定專業(yè)辦學(xué)定位，即確定人才培養(yǎng)目標(biāo)為科學(xué)研究精英型、科學(xué)研究和工程技術(shù)復(fù)合型，還是工程技術(shù)應(yīng)用型。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)辦學(xué)歷史形成的專業(yè)辦學(xué)優(yōu)勢，例如依托的行業(yè)等，并結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要，使人才培養(yǎng)目標(biāo)體現(xiàn)出明顯的辦學(xué)特色。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

作者簡介：陳玉華（1979-），男，湖北武穴人，南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院焊接工程系主任，副教授；黃春平（1980-），男，江西吉安人，南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院，講師。（江西 南昌 330063）

基金項(xiàng)目：本文系江西省教育科學(xué)規(guī)劃課題（課題編號(hào)：11YB378）、江西省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JXJG-11-24）、南昌航空大學(xué)學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：YJG201102）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）35-0026-02

高度分化同時(shí)又高度綜合，是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展所呈現(xiàn)出的越來越明顯的趨勢，因此在客觀上要求有更多數(shù)量和更高質(zhì)量的具有開闊視野和廣博知識(shí)的復(fù)合型人才，尤其是在研究生階段培養(yǎng)復(fù)合型的人才更是受到高度重視，跨專業(yè)報(bào)考研究生也因此得到廣泛的提倡。[1-4]據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來全國碩士研究生入學(xué)考試的報(bào)考人數(shù)有將近50%的考生是屬于跨學(xué)科、跨專業(yè)的。[5]在研究生擴(kuò)招之前，跨專業(yè)報(bào)考的研究生中，相當(dāng)大的比例是源于學(xué)生的興趣導(dǎo)向，或者是一些新興的交叉學(xué)科或邊緣學(xué)科，需要不同知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)背景的生源。隨著高校畢業(yè)生就業(yè)的市場化，就業(yè)導(dǎo)向所導(dǎo)致的跨專業(yè)報(bào)考研究生的比例越來越高，但這部分研究生在后續(xù)培養(yǎng)中的問題和矛盾也不斷凸現(xiàn)。本文以南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科為例，對(duì)跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科的研究生培養(yǎng)所存在的特殊性及策略進(jìn)行了探討。

一、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的現(xiàn)狀

從現(xiàn)有文獻(xiàn)調(diào)研來看，目前國內(nèi)大部分高校對(duì)于跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的關(guān)注不夠，涉及該方面的文獻(xiàn)非常有限，大慶石油學(xué)院[6]對(duì)地質(zhì)類跨專業(yè)研究生、浙江財(cái)經(jīng)學(xué)院[7]對(duì)管理類跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)模式進(jìn)行了一些探索。大慶石油學(xué)院在分析地質(zhì)類跨專業(yè)生源的研究生對(duì)碩士點(diǎn)建設(shè)利弊的基礎(chǔ)上，對(duì)跨專業(yè)地質(zhì)類研究生的培養(yǎng)進(jìn)行了探索與實(shí)踐，認(rèn)為跨專業(yè)研究生作為一個(gè)特殊群體，需要作為一個(gè)系統(tǒng)工程來設(shè)計(jì)和實(shí)施，即從招生、入學(xué)前、授課階段、開題報(bào)告前及進(jìn)入論文寫作階段等各個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合導(dǎo)師、授課教師及管理人員給予共同的特別關(guān)注，協(xié)同指導(dǎo)，才能在較短時(shí)間內(nèi)克服跨專業(yè)研究生的不足，適應(yīng)地質(zhì)類研究生教學(xué)與培養(yǎng)方式，并發(fā)揚(yáng)其跨專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)特色，成為高層次的復(fù)合型人才，真正成為合格的地質(zhì)類碩士畢業(yè)生。[6]

目前國內(nèi)大部分高校對(duì)于跨學(xué)科、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的機(jī)制、模式及策略等問題還沒有給予足夠的重視并進(jìn)行深入研究，對(duì)于跨學(xué)科、跨專業(yè)報(bào)考研究生這一特殊群體的成長、成才還缺乏有益的指導(dǎo)。

二、焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的特殊性

南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科是材料加工工程碩士點(diǎn)的方向之一，歷來就業(yè)前景較好、研究經(jīng)費(fèi)充裕、科研條件好，因此，每年都有近60%的生源是跨專業(yè)、跨方向報(bào)考的。以2009、2010級(jí)研究生為例，其本科專業(yè)有應(yīng)用化學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化、生物醫(yī)學(xué)工程、電子科學(xué)與技術(shù)、金屬材料工程、飛行器制造工程、材料成型及控制工程（鍛壓方向）、材料成型及控制工程（鑄造方向）等。

1.跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科研究生的優(yōu)勢

跨專業(yè)考生與本專業(yè)考生相比，有一些特點(diǎn)和優(yōu)勢[6]：來自不同的專業(yè)背景，考慮問題的角度和思路頗有特色，對(duì)于圈內(nèi)傳統(tǒng)觀點(diǎn)和學(xué)說敢于質(zhì)疑，另辟蹊徑。通過問卷調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，焊接學(xué)科研究生，本科所學(xué)專業(yè)為材料類專業(yè)的，往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的微觀組織結(jié)構(gòu)分析的能力，本科所學(xué)專業(yè)為機(jī)械類專業(yè)的，在焊接設(shè)備、工裝夾具的設(shè)計(jì)方面和本專業(yè)學(xué)生相比有優(yōu)勢，這些對(duì)本專業(yè)生源的研究生構(gòu)成了激勵(lì)和促進(jìn)。

2.跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科研究生培養(yǎng)中的問題

跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科的研究生雖然有利于選拔更多的具有寬廣基礎(chǔ)知識(shí)的優(yōu)秀生源入學(xué)，從源頭上為培養(yǎng)復(fù)合型、具有創(chuàng)新能力的焊接技術(shù)人才奠定了基礎(chǔ)，但也帶來了嚴(yán)重的問題和矛盾：

（1）在焊接學(xué)科專業(yè)課程的教學(xué)中存在較大的困難。由于現(xiàn)有研究生的培養(yǎng)計(jì)劃是針對(duì)本科為焊接專業(yè)的研究生所制定的，但現(xiàn)在面對(duì)的對(duì)象有一半左右是對(duì)焊接專業(yè)一無所知的跨專業(yè)研究生，因?yàn)榻y(tǒng)一授課對(duì)象的基礎(chǔ)不一樣，如果授課內(nèi)容和難度以跨專業(yè)研究生為基礎(chǔ)來安排，那么本專業(yè)研究生會(huì)“吃不飽”，如果以本專業(yè)研究生為基礎(chǔ)來安排，跨專業(yè)的考生又“跟不上”。

（2）由于與本專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)相差太遠(yuǎn)（不同的跨專業(yè)生源的基礎(chǔ)也還有明顯的差別），跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科的研究生對(duì)于焊接專業(yè)的一些基礎(chǔ)理論問題不太清楚，一方面在后續(xù)的課題研究中無法進(jìn)行深入研究，碩士論文的質(zhì)量也不高，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)難以完成課題的開題報(bào)告，進(jìn)而影響到整個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)的進(jìn)行。另一方面，部分跨專業(yè)學(xué)生比較勤奮、努力，雖然能夠完成碩士論文、順利畢業(yè)，但碩士論文的撰寫中經(jīng)常會(huì)用到一些令人啼笑皆非的詞語，反映出其專業(yè)基礎(chǔ)不扎實(shí)，在畢業(yè)后的工作中也會(huì)出現(xiàn)對(duì)焊接專業(yè)的很多基本知識(shí)掌握程度不夠、內(nèi)行人說外行話的情況。根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，有相當(dāng)一部分學(xué)生自認(rèn)為：雖然讀了焊接方向的研究生，做了與焊接相關(guān)的課題，但并不真正了解焊接，在畢業(yè)后的工作中缺乏自信心。

三、焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的策略

針對(duì)南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科跨專業(yè)報(bào)考的研究生日益增多、培養(yǎng)對(duì)象的基礎(chǔ)相差越來越大這一現(xiàn)狀，為了全面提升南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科跨專業(yè)報(bào)考的研究生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，在跨專業(yè)報(bào)考研究生的培養(yǎng)中引入了國際焊接工程師培訓(xùn)、認(rèn)證的新模式。

“國際焊接工程師”是ISO1473l標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的最高層次的焊接技術(shù)人員和質(zhì)量監(jiān)督人員，是與焊接相關(guān)企業(yè)獲得國際產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證的要素之一，獲得者可從事產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量保證、研究和開發(fā)等各個(gè)領(lǐng)域的焊接技術(shù)和相應(yīng)的管理工作，在企業(yè)中起著極其重要的作用。培訓(xùn)內(nèi)容包括與焊接專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，既有材料、機(jī)械、力學(xué)、電子電工等焊接專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，也有“焊接工藝及設(shè)備”、“材料及材料的焊接行為”、“焊接結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”、“焊接生產(chǎn)及應(yīng)用”四門主干課程，還有國際（ISO）、歐洲（EN）、美國（ASME）、德國（DIN）標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程和國際先進(jìn)的焊接技術(shù)、國內(nèi)著名專家的科研與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

通過對(duì)近幾年跨專業(yè)、跨方向報(bào)考南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科的研究生的本科專業(yè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研，與國際授權(quán)的機(jī)械工業(yè)哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心進(jìn)行研討，確定焊接學(xué)科研究生參加國際焊接工程師培訓(xùn)的入學(xué)條件和資格，結(jié)合國際焊接工程師培訓(xùn)的入學(xué)要求，對(duì)焊接學(xué)科研究生培養(yǎng)的現(xiàn)有課程體系進(jìn)行了優(yōu)化和改革，將部分焊接本科專業(yè)的核心必修課程如“焊接理論基礎(chǔ)”、“弧焊電源”、“焊接結(jié)構(gòu)”、“材料焊接性”等設(shè)置成研究生培養(yǎng)計(jì)劃的選修課程，供跨專業(yè)、跨方向?qū)W生選修，使其具備一定的焊接基礎(chǔ)理論，以滿足國際焊接工程師培訓(xùn)的入學(xué)資格審查。通過中期考試后，對(duì)這些學(xué)生進(jìn)行國際焊接工程師的培訓(xùn)，并按照國際焊接工程師培訓(xùn)體系的要求，將部分培訓(xùn)內(nèi)容和現(xiàn)有課程有機(jī)融合，全面提高其焊接理論基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)。按照“國際焊接工程師”培訓(xùn)體系，對(duì)參與培養(yǎng)的研究生進(jìn)行40學(xué)時(shí)的焊接技能實(shí)訓(xùn)，包括焊條電弧焊、氣焊、氣割、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和氬弧焊操作，提升這些研究生的操作技能和對(duì)焊接的感性認(rèn)識(shí)。

四、焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)新模式的實(shí)施效果

3年來，共有23名跨專業(yè)報(bào)告的研究生參與了該培養(yǎng)模式的試點(diǎn)，取得了良好效果。2011年畢業(yè)的碩士研究生吳某，本科所學(xué)專業(yè)為電子科學(xué)與技術(shù)，與焊接專業(yè)相差甚遠(yuǎn)，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某學(xué)校焊接專業(yè)的教師，能夠勝任焊接專業(yè)課程的教學(xué)；2012年畢業(yè)的碩士研究生龔某，本科所學(xué)專業(yè)為化學(xué)工程，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某公司焊接責(zé)任工程師，碩士論文被推薦為省級(jí)優(yōu)秀碩士論文；2013年畢業(yè)的碩士研究生姜某，本科所學(xué)專業(yè)為機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，并簽約某高鐵車廂生產(chǎn)企業(yè)。

五、結(jié)論

焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生的專業(yè)基礎(chǔ)和本專業(yè)研究生不同，且各個(gè)個(gè)體之間的差別也較大，導(dǎo)致跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)在課程教學(xué)、課題研究和碩士論文的撰寫等方面存在較大差異。

通過改革現(xiàn)有培養(yǎng)模式，在跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)體系中引入國際焊接工程師培訓(xùn)課程，夯實(shí)了跨專業(yè)研究生的焊接專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，提高其焊接專業(yè)的技能，培養(yǎng)了焊接學(xué)科研究生的國際視野和工程實(shí)踐能力，增強(qiáng)了研究生的就業(yè)優(yōu)勢。

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篇4

中圖分類號(hào)TG40 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）84-0067-01

0 引言

工程機(jī)械大型焊接件的焊接過程直接影響著焊接質(zhì)量，也影響著焊接夾具裝夾系統(tǒng)的合理布局，還影響著大型焊接件的焊接變形預(yù)測及控制。因此對(duì)大型焊接件進(jìn)行現(xiàn)場觀察，分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，分析焊接車間的布局特點(diǎn)等，對(duì)工程機(jī)械大型焊接件的核心工藝進(jìn)行初步規(guī)劃具有非常重要的意義。

1 工程機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀

工程機(jī)械經(jīng)歷了50年到60年的發(fā)展歷程，到20世紀(jì)90年代中末期機(jī)械焊接技術(shù)就已經(jīng)達(dá)到了非常高的水平。經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展的機(jī)械焊接工業(yè)，在跨國公司品牌的不斷沖擊之下，創(chuàng)造出了一條寬闊自由的發(fā)展道路，并慢慢的在國內(nèi)壯大起來，已經(jīng)控制了國內(nèi)85%以上的工程機(jī)械大型焊接市場份額。國內(nèi)焊接市場的營業(yè)額在最近幾年吞并了我國整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)總營業(yè)額的大半個(gè)江山，因此，機(jī)械焊接行業(yè)地位的重要性，以及大型焊接件的核心工藝推出的出色產(chǎn)品，在國際市場上開始萌芽，其發(fā)展勢頭并不亞于其他行業(yè)。

2 工程機(jī)械焊接構(gòu)件特點(diǎn)及常規(guī)焊接工藝

2.1 工程機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)件的特點(diǎn)

工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件主要包含薄板件，板厚一般為2mm～4mm；中板件板厚約為6mm～20mm；厚板件板厚約為20mm及以上。大多數(shù)情況下主要利用板材進(jìn)行拼接，采用箱形結(jié)構(gòu)，附件（機(jī)座鑄鋼件）焊接在上面，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫要求精度高。在工程機(jī)械大型焊接結(jié)構(gòu)件中，角焊縫的情況比較多，通常只檢查焊縫的焊接形態(tài)和質(zhì)量，但對(duì)于主要的受力結(jié)構(gòu)件需要檢查表面裂紋和焊縫缺陷，采用磁粉探傷或者超聲波探傷。

2.2 常規(guī)焊接工藝

常規(guī)的焊接工藝主要包括以下兩個(gè)方面。1）焊件準(zhǔn)備：即下料準(zhǔn)備，采用剪板機(jī)和數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行切割。薄板件平常用等離子切割，中厚板采取火焰切割。校平的時(shí)候，薄板件通常采用壓力機(jī)校準(zhǔn)；中厚板采用專用的板材矯平機(jī)校準(zhǔn)，板材比較完整則可省去校準(zhǔn)工序。折彎的時(shí)候采用專用折彎機(jī)，批量生產(chǎn)時(shí)通常采用數(shù)控折彎機(jī)，以獲得較高的工作效率；2）組對(duì)點(diǎn)焊：指點(diǎn)焊的過程中，確定各焊件位置的時(shí)候，利用人工畫劃的方法使各個(gè)焊件按其對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系組成一個(gè)整體，這種方式簡單可靠，缺點(diǎn)是劃線工作量繁瑣，生產(chǎn)效率不高，組對(duì)誤差偏高，產(chǎn)品生產(chǎn)差。工件數(shù)量較大時(shí)應(yīng)采用機(jī)器人焊接，這種焊接方式操作簡單易行，組對(duì)精度高，產(chǎn)品優(yōu)良，當(dāng)前有許多廠家采用機(jī)器人焊接模式。

3工程機(jī)械大型焊接件的核心工藝發(fā)展趨勢

3.1 焊接變位機(jī)將普遍應(yīng)用

隨著市場的擴(kuò)大以及市場競爭日趨激烈，焊縫的質(zhì)量被作為一個(gè)重要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了在保證高標(biāo)準(zhǔn)的焊接質(zhì)量的前提之下，又必須兼顧整體生產(chǎn)效率、操作安全程度和自動(dòng)焊接等要求，一般情況，車間內(nèi)焊接某部件時(shí)，要采用變位機(jī)來獲得更高的焊接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成全部焊接。而像立焊、橫焊、仰焊等難以保證焊接質(zhì)量的錯(cuò)誤操作則應(yīng)該摒棄。由此，變位機(jī)焊接在焊接行業(yè)內(nèi)必定得到廣泛應(yīng)用。

3.2 焊接機(jī)器人及自動(dòng)焊接機(jī)的使用將逐步增加

采取機(jī)器人焊接的模式即代替焊工焊接，這樣不僅可以節(jié)省焊接工人的人數(shù)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還能保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。機(jī)器人焊接，客觀的說焊接機(jī)器人即機(jī)械手，因其自身不能獨(dú)立工作，需配備一些設(shè)備，像變位機(jī)、專用夾具等，組成焊接機(jī)器人工作站。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，焊接機(jī)器人代替操作人員是必然走向。

3.3 焊前工序設(shè)備水平將逐步提高

采取機(jī)器人自動(dòng)焊接的企業(yè)一定都知道，不僅操作人員的技術(shù)水平對(duì)焊縫質(zhì)量有影響，下料、成型對(duì)焊縫質(zhì)量的影響也非常大。將焊前工序設(shè)備水平與實(shí)際操作要求相一致，是實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動(dòng)化進(jìn)程的關(guān)鍵，進(jìn)而降低機(jī)械加工強(qiáng)度；提高生產(chǎn)效率；同時(shí)，還可以使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠、提高同行業(yè)中產(chǎn)品的競爭力。廠家需要花費(fèi)更多的資金，并且在產(chǎn)品改型的過程中還需要對(duì)其重新設(shè)計(jì)調(diào)整是影響拼點(diǎn)工裝的主要因素。目前，只有資金雄厚的廠家使用拼點(diǎn)工裝，但都獲得很大的收益。從已經(jīng)使用機(jī)器人焊接的廠家我們可以看出，其使用的配套拼點(diǎn)工裝相對(duì)較多，焊接工序設(shè)備的質(zhì)量大幅度提高。

4 結(jié)論

我國是一個(gè)正處于工業(yè)化進(jìn)程中的制造業(yè)大國，意味著工業(yè)化達(dá)到一定水平后，工業(yè)裝備水平的高低將制約著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長的快慢。焊接技術(shù)的迅速發(fā)展，以及新的焊接設(shè)備、工藝方法不斷涌現(xiàn)，為我國工程機(jī)械大型焊接工藝發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，大型焊接件的工藝、設(shè)備布局及物流、焊接變形預(yù)測與控制，對(duì)提高企業(yè)核心競爭力、提高核心零部件的制造能力和技術(shù)水平具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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篇5

（一）理論課程體系建設(shè)

（1）專業(yè)平臺(tái)課程設(shè)置。專業(yè)平臺(tái)課主要是通識(shí)教育課程部分。該部分學(xué)校有統(tǒng)一的要求，原則上不能做變動(dòng)。在材控專業(yè)的課程體系建設(shè)中，專業(yè)課程的設(shè)置是一個(gè)很突出的問題。在教育部專業(yè)目錄中雖然列出了對(duì)該專業(yè)的主干課程，但并沒有對(duì)其專業(yè)課程做嚴(yán)格的限定。在新的人才培養(yǎng)方案制定時(shí)，材控系曾多次組織基礎(chǔ)課程和相關(guān)專業(yè)教師進(jìn)行討論，在不違背大專業(yè)體系和學(xué)校相關(guān)規(guī)定的前提下做了部分調(diào)整。我系針對(duì)材控專業(yè)的特點(diǎn)及以后學(xué)生就業(yè)的崗位，對(duì)專業(yè)平臺(tái)課程部分教學(xué)學(xué)時(shí)和授課內(nèi)容做了調(diào)整，如將傳統(tǒng)的“工程力學(xué)”分解為“理論力學(xué)”和“材料力學(xué)”兩門課程，并增加了學(xué)時(shí)，強(qiáng)化了“材料力學(xué)”部分的教學(xué)。為了讓學(xué)生對(duì)材控專業(yè)各方向有初步的了解，增設(shè)了“材料成型及控制工程概論”；為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面，同時(shí)也是從專業(yè)角度出發(fā)有側(cè)重的學(xué)習(xí)，并為以后學(xué)習(xí)相關(guān)的控制類及設(shè)備類課程打下基礎(chǔ)，新開設(shè)了“PLC系統(tǒng)和應(yīng)用”；在材料成型過程中，離不開熱量的傳輸，故新增設(shè)了“傳輸原理”，這些都是在傳統(tǒng)課程體系中沒有的。

（2）專業(yè)課的設(shè)置。專業(yè)課分為專業(yè)主干課和專業(yè)選修課。專業(yè)主干課按照原理類、工藝類、設(shè)備類來設(shè)置課程；專業(yè)方向課針對(duì)各專業(yè)方向的特點(diǎn)，突出專業(yè)和特點(diǎn)相結(jié)合。如保持鍛壓工藝與塑料成型方向以塑料、沖壓及壓鑄工藝及鍛造工藝設(shè)計(jì)為主，壓力加工方向以各種板帶材軋制工藝、孔型設(shè)計(jì)、型鋼和管材生產(chǎn)工藝等為主，焊接方向以材料的焊接工藝及焊接結(jié)構(gòu)等為主。同時(shí)，為了拓寬學(xué)生的視野并能使學(xué)生及時(shí)了解該專業(yè)方向發(fā)展的前沿和新技術(shù)，特開設(shè)部分選修課，如“有色金屬塑性加工”、“新材料”、“先進(jìn)連接技術(shù)”、“現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造”、“現(xiàn)代表面技術(shù)”，主要體現(xiàn)少學(xué)時(shí)、多門類的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)課外查找資料獲取知識(shí)。在課程體系的總體構(gòu)建下，對(duì)部分課程進(jìn)行了整合和優(yōu)化，科學(xué)、系統(tǒng)地確定所開課程數(shù)，每門課程的授課內(nèi)容及課程之間的銜接。對(duì)設(shè)備類課程，目前控制及自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展日新月異，相應(yīng)的成型設(shè)備及控制技術(shù)也在不斷更新，教學(xué)大綱中新增了部分新設(shè)備的教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)對(duì)陳舊和重復(fù)的內(nèi)容在教學(xué)大綱中應(yīng)以拋棄。

（二）實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)是突出理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，它是大學(xué)本科四年教育中最重要的部分之一，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主創(chuàng)新、增強(qiáng)動(dòng)手能力的重要渠道。尤其是在新課程體系的指導(dǎo)下，需要利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，以培養(yǎng)服務(wù)于生產(chǎn)一線的應(yīng)用型技術(shù)人才為導(dǎo)向，對(duì)原有的實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)。通過理論課帶實(shí)驗(yàn)，增加對(duì)理論知識(shí)的了解和掌握。在我?，F(xiàn)有設(shè)備逐步安裝到位后，需要對(duì)理論課帶實(shí)驗(yàn)大綱進(jìn)行重新修訂和編制，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。增開綜合實(shí)訓(xùn)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的綜合理解和融會(huì)貫通的能力；弱化技能培訓(xùn)，如焊接方向?qū)ⅰ昂附蛹夹g(shù)訓(xùn)練”由以前的三周縮為二周，“焊接技術(shù)綜合訓(xùn)練”由二周增加至三周，通過焊接技術(shù)綜合訓(xùn)練，可將所學(xué)的專業(yè)課程知識(shí)連貫起來，起到穿針引線的作用。增加“焊接方法及設(shè)備綜合實(shí)驗(yàn)”（1周）、“金屬材料焊接課程設(shè)計(jì)”（1周）、“軋制過程動(dòng)態(tài)模擬與仿真實(shí)訓(xùn)”（1周）、“軋制產(chǎn)品質(zhì)量檢測綜合實(shí)訓(xùn)”（1周）、“鍛造工藝與工裝課程設(shè)計(jì)”（1周）。不僅從量的方面增加了實(shí)踐環(huán)節(jié)，同時(shí)也要保證實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)較高質(zhì)量的完成，增加了學(xué)生動(dòng)手和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

（2）生產(chǎn)實(shí)習(xí)。目前我校材控專業(yè)三個(gè)方向的生產(chǎn)實(shí)習(xí)安排的教學(xué)進(jìn)度和時(shí)數(shù)是不同的，實(shí)習(xí)的單位也不盡相同，都在相關(guān)的專業(yè)生產(chǎn)廠實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)工作量不飽和，學(xué)生實(shí)習(xí)的效果較差。通過編制詳細(xì)的生產(chǎn)實(shí)綱及實(shí)習(xí)內(nèi)容，與企業(yè)聯(lián)合，通過共同指導(dǎo)來提高實(shí)習(xí)質(zhì)量。

（3）畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是占學(xué)分最多，也是本科教育的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。目前我校材控專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是在校內(nèi)進(jìn)行，學(xué)生主要是做某一專題研究，實(shí)驗(yàn)做得少或者是沒做，論文主要是照搬照抄后稍做修改，論文質(zhì)量難以保證。目前畢業(yè)設(shè)計(jì)的改革主要是從選題、指導(dǎo)方法上進(jìn)行改進(jìn)。目前我校材控系學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始前，約70%～80%的學(xué)生已簽約了工作單位，指導(dǎo)老師可針對(duì)學(xué)生以后可能從事的崗位及興趣來合理選題，既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也為畢業(yè)后盡快適應(yīng)工作崗位奠定基礎(chǔ)。當(dāng)然，也可以考慮讓學(xué)生自主選題或到簽約單位做設(shè)計(jì)，指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生的任務(wù)要求及內(nèi)容要明確，盡可能量化，并及時(shí)督促和管理。旨在培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)和總結(jié)的能力、設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和論文撰寫能力。

篇6

為保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、提高生產(chǎn)效率、適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)成為必然的趨勢。本研究課題針對(duì)目前在實(shí)際生產(chǎn)中復(fù)雜空間取消焊縫焊接任務(wù)所占比重較大、而且難以人工焊接實(shí)現(xiàn)，以及國內(nèi)相關(guān)技術(shù)研究較少的現(xiàn)狀，對(duì)多功能自動(dòng)焊接伺服控制技術(shù)進(jìn)行了研究。

1自動(dòng)焊接開放式數(shù)控系統(tǒng)

基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的焊接數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)開放，功能模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化性能強(qiáng)大的焊接數(shù)字化系統(tǒng)，將改變傳統(tǒng)的焊接數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)封閉的局面，解決變化頻繁的需求與封閉控制系統(tǒng)之間的矛盾，從而建立一個(gè)統(tǒng)一的可重構(gòu)的系統(tǒng)平臺(tái)，增強(qiáng)系統(tǒng)的柔性。同時(shí)，自動(dòng)焊接開放式數(shù)控系統(tǒng)具備以下有點(diǎn)：成本低，軟件開發(fā)環(huán)境完備，軟件資源豐富，可移植性可擴(kuò)展性互補(bǔ)性均較好等。

本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)焊接機(jī)床，可焊接多種類型的工件，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)各模塊之間保留了統(tǒng)一的接口，根據(jù)用戶的需要可隨時(shí)添加所需的模塊，既滿足了用戶的需要，又提高了該機(jī)床的實(shí)用性。

2 設(shè)計(jì)

2.1機(jī)床本體的設(shè)計(jì)

自動(dòng)焊接機(jī)床主要包括機(jī)床本體和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)床本體由機(jī)械部分和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備，以弧焊及點(diǎn)焊為例，則由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。本研究以復(fù)雜空間曲線接縫(如管與管之間以任何角度連接接縫)自動(dòng)焊接實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，研制開發(fā)一臺(tái)可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)的多功能自動(dòng)焊接床的機(jī)械及伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2.2構(gòu)建伺服控制硬件系統(tǒng)

該機(jī)床利用計(jì)算機(jī)和普通的I/O卡加步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成伺服控制系統(tǒng)。采用“通用I/O卡+專用計(jì)算機(jī)軟件”來實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，不僅經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且具有非常好的靈活性和友好的軟件用戶界面，必要的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)電腦同時(shí)對(duì)幾十個(gè)步進(jìn)電機(jī)的直接控制，或發(fā)揮它的網(wǎng)絡(luò)功能應(yīng)用于復(fù)雜的工程系統(tǒng)控制。采用通用“I/O卡+專用計(jì)算機(jī)軟件”控制的步進(jìn)電機(jī)的數(shù)量取決于I/O卡的位數(shù)和驅(qū)動(dòng)器所需的控制信號(hào)數(shù)。通常情況下，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分設(shè)置由硬件來完成，所以一般的驅(qū)動(dòng)器只需要兩個(gè)信號(hào)：脈沖信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)軟件方式控制驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)時(shí)，還需要細(xì)分控制信號(hào)。系統(tǒng)各部件原理如圖1所示。輸入設(shè)備包括鍵盤、控制桿等，通用數(shù)字輸入輸出卡采用AC4161型，有16路的輸入輸出通道，因此最多可以同時(shí)控制五個(gè)步進(jìn)電機(jī)，其中三個(gè)采用75BF001型號(hào)，分別控制X、Y、Z三個(gè)方向的位移，保持轉(zhuǎn)矩為0.39N*m，最大相電流3A，步距角1.5度，空載啟動(dòng)頻率為1.75Hz。

3 關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

3.1建立三維空間中的數(shù)學(xué)模型及插補(bǔ)算法

在機(jī)床的硬件平臺(tái)搭建后之后，如何控制焊槍及工作臺(tái)的精確運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)相貫線焊縫的焊接就成為需重點(diǎn)解決的問題。本文采取了首先建立數(shù)學(xué)模型，并在保證插補(bǔ)誤差和焊接精度的基礎(chǔ)上，將工件相交而成的連續(xù)焊縫采用等時(shí)間間隔的插補(bǔ)方法離散成一系列的微小直線段，然后將所獲得的位移量通過精插補(bǔ)算法轉(zhuǎn)換成可以通過開關(guān)量卡發(fā)送的脈沖數(shù)據(jù)，最終控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對(duì)相貫線焊縫的焊接。

以相交圓柱管相貫線接縫焊接為例，數(shù)學(xué)模型的建立：

設(shè)相交兩圓柱管(主管和支管)的半徑分別為R和r，且R>r，如圖2所示，坐標(biāo)原點(diǎn)O是兩圓柱管軸線的交點(diǎn)，兩圓柱管軸線OV和OW的交角為α。焊接時(shí)，工件固定在工作臺(tái)上，工作臺(tái)沿x、y軸移動(dòng)，焊槍沿z軸上下移動(dòng)，同時(shí)還可以O(shè)′為定點(diǎn)繞X軸和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過這五個(gè)軸向的運(yùn)動(dòng)控制，就可實(shí)現(xiàn)相貫線焊縫的自動(dòng)焊接。由此可得半徑分別為R和r的兩個(gè)圓柱管相交所形成的相貫線接縫φ(θ)在O′XYZ坐標(biāo)系中的方程：

其中，θ是支管上的旋轉(zhuǎn)角。

完成實(shí)時(shí)焊接的伺服控制的首要任務(wù)就是對(duì)焊接軌跡進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算。插補(bǔ)就是按給定曲線生成相應(yīng)逼近軌跡的方法，其實(shí)質(zhì)是對(duì)給定曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化。本文采用等長直線段逼近相貫線焊縫，即在保證給定逼近誤差的前提下，用等長直線段代替圓弧段，這種插補(bǔ)方法的計(jì)算簡單，雖然加工精度不如采用圓弧段逼近的方式，但卻完全能夠滿足焊接加工的精度要求。

3.2 自動(dòng)焊接軟件系統(tǒng)平臺(tái)的開發(fā)

該系統(tǒng)的精插補(bǔ)過程由軟件和硬件共同實(shí)現(xiàn)，由軟件計(jì)算出控制信號(hào)的輸出時(shí)間間隔和應(yīng)該向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送的高低電平數(shù)據(jù)，由硬件接口板實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。編制運(yùn)動(dòng)控制軟件實(shí)現(xiàn)精插補(bǔ)的過程有兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是如何得到比較精確的延時(shí)時(shí)間間隔；二是如何將單個(gè)電機(jī)的控制脈沖序列進(jìn)行合并，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接機(jī)床五個(gè)軸的聯(lián)動(dòng)。本研究利用Delphi軟件構(gòu)建操作軟件系統(tǒng)平臺(tái)，以界面友好為設(shè)計(jì)目標(biāo)，按照功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接數(shù)據(jù)處理、制等需要的各種操作。

4 系統(tǒng)精度的分析與改善

本文所設(shè)計(jì)自動(dòng)焊接數(shù)控機(jī)床是采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合組成的開環(huán)控制系統(tǒng)。在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，影響伺服精度的主要因素有以下幾個(gè)方面： 步進(jìn)電機(jī)誤差、齒隙誤差、導(dǎo)軌誤差及熱變形影響等。

對(duì)于步進(jìn)電機(jī)誤差可采取減小步距角的方法來改善。當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，隨著步距角的減小，脈沖當(dāng)量也隨之減小，從而提高機(jī)床的精度。當(dāng)電機(jī)選定之后，驅(qū)動(dòng)器細(xì)分電路可進(jìn)一步降低機(jī)床的脈沖當(dāng)量，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行在細(xì)分模式下時(shí)，步距角顯著減小，轉(zhuǎn)子達(dá)到新的穩(wěn)定點(diǎn)之后所具有的動(dòng)量變小，振動(dòng)變小，提高了步進(jìn)電機(jī)低速段運(yùn)行的平滑性；在軟件方面，通過對(duì)插補(bǔ)周期和插補(bǔ)步長的控制，使步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行頻率盡量避開其低頻振蕩區(qū)間，保證步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性。

對(duì)于齒隙誤差，主要采取以下兩種改善措施：將中心距設(shè)計(jì)為可調(diào)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)中心距消除齒隙；雙片齒輪加載扭簧消除齒輪本身誤差引起的間隙?？赏ㄟ^提高導(dǎo)軌精度來改善導(dǎo)軌誤差。

參考文獻(xiàn)

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篇7

 

《焊接生產(chǎn)檢驗(yàn)》是陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)技能課程，也是主干課程，主要內(nèi)容包括：焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)所涉及到的常規(guī)檢驗(yàn)的內(nèi)容、焊接試驗(yàn)和檢驗(yàn)的方法與步驟、焊接工藝評(píng)定和焊接質(zhì)量管理方面的內(nèi)容，目的是使學(xué)生掌握焊接檢驗(yàn)與焊接質(zhì)量管理的理論知識(shí)、操作水平和綜合運(yùn)用能力等方面達(dá)到焊工技師國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求。在以往的教學(xué)中，由于教學(xué)模式和場地的限制，學(xué)校一直采用分段教學(xué)法，即上一個(gè)階段的理論課后，再上一個(gè)階段的實(shí)習(xí)課。這種傳統(tǒng)教學(xué)方法在實(shí)際教學(xué)中暴露了許多弊端，由于理論課和實(shí)習(xí)課相隔一段時(shí)間，學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)，前面所講的理論知識(shí)已經(jīng)忘記，需要教師重新講解，這樣累時(shí)費(fèi)力，效果還不好。

針對(duì)這一情況，筆者嘗試對(duì)《焊接生產(chǎn)檢驗(yàn)》實(shí)施一體化教學(xué)，按照教學(xué)大綱要求，將理論和實(shí)操教學(xué)結(jié)合起來，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。這樣學(xué)生既可以用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)，同時(shí)又可以通過實(shí)訓(xùn)來驗(yàn)證理論，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

1一體化教學(xué)的可行性

在“一體化”教學(xué)過程中實(shí)踐，學(xué)習(xí)目標(biāo)是圍繞技能訓(xùn)練的需求，它打破了原有學(xué)科的界限，理論教學(xué)的摘要求。因此，該課程完全具備一體化教學(xué)的條件。

2教學(xué)內(nèi)容的一體化

以往的教材往往偏重于焊接質(zhì)量管理，這些純理論性的知識(shí)內(nèi)容比較陳舊，繁瑣，學(xué)生往往缺乏興趣，課堂互動(dòng)性很小，經(jīng)過我們的努力，終于找到了中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)編寫的一本教材，該教材突出理論與實(shí)踐相結(jié)合，理論與操作技能一體化，非常便于我們進(jìn)行一體化教學(xué)的改革。因此，我們首先以該教材為藍(lán)本，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了項(xiàng)目化改革，完成了課程一體化教學(xué)的第一步。

3教學(xué)過程的一體化

編制授課計(jì)劃是實(shí)施一體化教學(xué)的第一步，開展一體化教學(xué)必須對(duì)原教學(xué)授課計(jì)劃、原課程大綱、原教材、原教學(xué)模式和習(xí)慣進(jìn)行改革，以教會(huì)學(xué)生實(shí)際操作技能為宗旨，提倡創(chuàng)新務(wù)實(shí)的教風(fēng)、勤學(xué)苦練的學(xué)風(fēng)。大綱編寫力求合理安排理論和實(shí)習(xí)課時(shí)的比例，突出技能訓(xùn)練。最后授課計(jì)劃中確定的總課時(shí)為160，理論和實(shí)習(xí)課時(shí)基本按照1：2進(jìn)行論文開題報(bào)告范文。教學(xué)過程中根據(jù)“理論教學(xué)時(shí)間化，實(shí)習(xí)教學(xué)課堂化”的原則，以實(shí)踐為主，理論與實(shí)踐相結(jié)合；以練為主，講練結(jié)合。讓學(xué)生先觀察后聽課、先動(dòng)手再分析、先了解操作的方法步驟再講基本理論和原理，教學(xué)過程由淺入深、由表及里、循序漸進(jìn)。一般將學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)較好的一、二節(jié)課作為理論教學(xué)時(shí)間，三、四、五、六節(jié)課進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。教學(xué)過程一體化課型的交叉、學(xué)習(xí)場所的變換，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生保持一種積極的狀態(tài)。這樣，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)習(xí)效率，又使理論和實(shí)習(xí)緊密結(jié)合，循序漸進(jìn)，學(xué)生能夠真正做到學(xué)以致用。

《焊接生產(chǎn)檢驗(yàn)》一體化教學(xué)具體的授課計(jì)劃安排如下：

項(xiàng)目一焊接缺欠識(shí)別―――――理論教學(xué)4課時(shí)，實(shí)習(xí)教學(xué)6課時(shí)；

項(xiàng)目二外觀檢驗(yàn)―――――理論教學(xué)6課時(shí)（包括焊接檢驗(yàn)概述），實(shí)習(xí)教學(xué)14課時(shí)；

項(xiàng)目三無損檢測―――――理論教學(xué)20課時(shí)，實(shí)習(xí)教學(xué)36課時(shí)；

項(xiàng)目四破環(huán)檢驗(yàn)―――――理論教學(xué)8課時(shí)，實(shí)習(xí)教學(xué)20課時(shí)；

項(xiàng)目五焊接工藝評(píng)定―――――理論教學(xué)4課時(shí)，實(shí)習(xí)教學(xué)8課時(shí)；

項(xiàng)目六焊接性試驗(yàn)―――――理論教學(xué)4課時(shí)，實(shí)習(xí)教學(xué)8課時(shí)；

項(xiàng)目七焊接質(zhì)量管理―――――理論教學(xué)4課時(shí)，實(shí)習(xí)教學(xué)2課時(shí)；

考試―――――8課時(shí)；

機(jī)動(dòng)―――――8課時(shí)；

4一體化教學(xué)考核

本課程的任務(wù)、特點(diǎn)決定了評(píng)價(jià)的主體、方法的多元化，要注重過程評(píng)價(jià)。所謂評(píng)價(jià)方法的多元化，是指通過上課表現(xiàn)、練習(xí)過程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況、檢測等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)?？己朔椒ㄉ喜捎美碚摵蛯?shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的方法實(shí)踐，同時(shí)還要參考學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。理論教學(xué)考核采用課堂提問、平時(shí)作業(yè)、階段性筆試等方式，考核學(xué)生掌握基本理論知識(shí)以及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，分析問題和解決問題的能力。實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)考核，通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、現(xiàn)場操作，考核學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和解決生產(chǎn)中常規(guī)檢驗(yàn)的能力，最后再根據(jù)學(xué)習(xí)態(tài)度綜合評(píng)定出總成績。通過多樣化及過程化的評(píng)價(jià)方法，是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的每一階段都能有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)與學(xué)習(xí)成果，即在“學(xué)中做”又在“做中學(xué)”。

5一體化教學(xué)改革結(jié)果分析

教學(xué)改革是否成功，只有通過具體實(shí)施，并進(jìn)行比較研究總結(jié)，才能真正得出結(jié)論，一體化教學(xué)改革后，我們和學(xué)生一起進(jìn)行了教學(xué)改革座談，座談會(huì)結(jié)果顯示，一體化教學(xué)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以學(xué)生為主體的教學(xué)思路得到了進(jìn)一步的體現(xiàn)，很受學(xué)生歡迎；一體化教學(xué)具有教學(xué)效果好、教學(xué)質(zhì)量高、特別適合像《焊接生產(chǎn)檢驗(yàn)》這種以實(shí)踐性為主的學(xué)科，本次教學(xué)改革取得了較為滿意的結(jié)果，我們將繼續(xù)努力，把改革進(jìn)行下去，教育工作者所要做的就是在教學(xué)實(shí)踐中開拓創(chuàng)新，為學(xué)生營造一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)他們提高自己的綜合能力，使我們的職業(yè)教學(xué)在社會(huì)中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

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篇8

近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。

1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征

光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便

光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品

光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2發(fā)展趨勢

光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時(shí)，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。

2）激光測距，其探測距離遠(yuǎn)，測距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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篇9

近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。

1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征

光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。

1.1 體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便

光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。

1.3 部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。

1.4 產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。

1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品

光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。

1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高

光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)狀

自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2 發(fā)展趨勢

光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。

從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：

（1）激光技術(shù)

1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時(shí)，可極大地提高測量精度和量程。

2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。

3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。

4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。

（2）傳感檢測技術(shù)

1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。

2）激光測距，其探測距離遠(yuǎn)，測距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。

3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。

其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。

（3）激光快速成型技術(shù)

激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。

（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人?，F(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。

3.結(jié)語

技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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篇10

機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng)引入我國時(shí)間較短，同國外相比應(yīng)用面過于狹窄，還有很大的發(fā)展空間，累積更多的經(jīng)驗(yàn)。機(jī)器人柔性系統(tǒng)的應(yīng)用，標(biāo)志著中國汽車工業(yè)領(lǐng)域焊接技術(shù)的發(fā)展方向。

1.機(jī)器人焊接系統(tǒng)的常見應(yīng)用方式

1.1滑軌和機(jī)器人焊接工作車間

機(jī)器人焊接系統(tǒng)主要是由滑軌和焊接工作車間構(gòu)成，使用兩套夾將其固定在滑動(dòng)小車上。其工作原理：啟動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)，使兩個(gè)夾具輪番進(jìn)入焊接區(qū)進(jìn)行作業(yè)，操作員只需要另一邊進(jìn)行下料即可。機(jī)器人焊接系統(tǒng)在很大程度上減輕了操作員的工作量，減少了企業(yè)人力消耗提高了工作效率。利用兩臺(tái)機(jī)器人焊接系統(tǒng)，在不同工作車間分工協(xié)作完成焊接與下料同步進(jìn)行，這種方式有效節(jié)省了變位器旋轉(zhuǎn)時(shí)間。雙夾具滑軌機(jī)器人焊接系統(tǒng)，能夠成分利用其優(yōu)勢同時(shí)進(jìn)行作業(yè)具有較高的可靠性，但是，其對(duì)焊接的工件尺寸有嚴(yán)格的要求，一般控制在直徑6m以內(nèi)。該操作生產(chǎn)實(shí)例可參考：大眾下?lián)u臂焊接生產(chǎn)線。

1.2焊接機(jī)器人工作車間和固定式單、雙夾具

該結(jié)構(gòu)操作原理較為簡便，主要根據(jù)變位機(jī)變動(dòng)夾具位置，從而完成機(jī)器人對(duì)汽車不同位置的焊接。由于其操作結(jié)構(gòu)簡單的特性，出現(xiàn)系統(tǒng)故障的頻率相對(duì)來說較低，但另一方面，機(jī)器人在等待裝卸的過程中閑置時(shí)段較多利用率比較低，因此很少被新的焊接線所用。

1.3焊接機(jī)器人工作車間和帶變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)

焊接機(jī)器人工作車間和帶變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)系統(tǒng)，是現(xiàn)階段在生產(chǎn)線中運(yùn)用最為普遍的形式，具有結(jié)構(gòu)緊密的特點(diǎn)。其主要運(yùn)行結(jié)構(gòu)是：轉(zhuǎn)臺(tái)組+兩副夾具帶變位器。兩幅夾具的配合使用可以完成不同的焊接作業(yè)滿足不同工藝要求。并且，在焊接作業(yè)過程中，兩副夾具可以同時(shí)完成不同的焊接工作，因此機(jī)器人的利用率較高，同時(shí)能夠適應(yīng)空間限制完成不同空間的焊接，在使用焊接機(jī)器人工作車間和帶變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)系統(tǒng)的時(shí)候，要合理安排其運(yùn)動(dòng)形式避免出現(xiàn)故障，提高生產(chǎn)效率。

1.4焊接機(jī)器人工作車間和協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)式外軸

該系統(tǒng)可在常規(guī)變位器不能達(dá)到3600焊接的情況下，協(xié)調(diào)式外軸配合機(jī)器人共同操作，就可以完成360°上環(huán)焊縫的焊接工作，因此，在焊接生產(chǎn)線使用較為廣泛。

1.5機(jī)器人中置式工作車間

該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)臺(tái)有2個(gè)，變位器共計(jì)4套，這種組成形式能夠確保在焊接多種產(chǎn)品零件時(shí)更加快捷、方便、高效。尤為突出的是其在處理生產(chǎn)任務(wù)分布不平衡的情況下，可以實(shí)行較為合理的配置，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人利用率的提高。但從另外一方面考慮，機(jī)器人中置式系統(tǒng)電器方面發(fā)生故障的頻率比較高，并且占用空間資源較大不利于生產(chǎn)，因而沒有得到廣泛運(yùn)用。

1.6機(jī)器人焊接自動(dòng)生產(chǎn)線

這種機(jī)器人運(yùn)作系統(tǒng)主要是由懸掛輸送鏈和數(shù)臺(tái)機(jī)器人焊接系統(tǒng)組合而成，多臺(tái)機(jī)器人相互協(xié)調(diào)完成對(duì)產(chǎn)品的加工和焊接。根據(jù)其焊縫平整質(zhì)量較高，在焊接變形方面問題較小，因此是未來轎車底盤焊接的主流發(fā)展方向。 2.對(duì)機(jī)器人的焊接生產(chǎn)線進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)方案 2.1機(jī)器人的焊接生產(chǎn)規(guī)劃 總體來看，機(jī)器人的焊接生產(chǎn)線應(yīng)該遵循幾個(gè)重要步驟，一般有如下幾點(diǎn)：第一，需要履行生產(chǎn)要求，完善生產(chǎn)規(guī)范;第二，確保生產(chǎn)線的柔性較高，更加方便生產(chǎn);第三，在焊接后，要確保其質(zhì)量過關(guān)，例如事先研究焊接縫的特征以及分布，利用雙機(jī)器人將前車架上的總成焊接對(duì)稱并實(shí)施對(duì)接，以防出現(xiàn)焊接過程中的失誤或變形等問題，前車架中的零件需要總成焊接，那么其焊縫屬于分布較為平均的，因此，優(yōu)先焊接影響較小的部位，能夠有效規(guī)避上述問題。同時(shí)，焊縫的長度、數(shù)量等數(shù)據(jù)需要與工作時(shí)長、年產(chǎn)量相對(duì)應(yīng)，例如每年工作251天、年產(chǎn)量為10000套的生產(chǎn)規(guī)定，就需要8套焊接機(jī)器人參與工作，機(jī)器人都配備焊接變位機(jī)以及可清洗設(shè)備，機(jī)器人運(yùn)作過程中，還有變位機(jī)的調(diào)動(dòng)、協(xié)調(diào)。從時(shí)間上來看，焊槍的清理以及裝卸時(shí)間同屬于輔助時(shí)間中，均為每1件5秒，而機(jī)器人的空行程以及焊接縫時(shí)間同屬于機(jī)器人焊接時(shí)間，前者時(shí)間為3秒/條，后者為每秒0.8cm。

2.2機(jī)器人系統(tǒng)柔性特點(diǎn)在市場中的要求

在激烈的市場競爭中，汽車制造企業(yè)在發(fā)展中面臨著諸多嚴(yán)峻的考驗(yàn)，僅靠單一的機(jī)器人柔性特點(diǎn)，是無法滿足企業(yè)在市場競爭中的發(fā)展需要。因此，在生產(chǎn)技術(shù)上，必須靈活應(yīng)變?nèi)嵝陨a(chǎn)，高度柔化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，以期在市場競爭中經(jīng)久不衰。對(duì)于柔性化的機(jī)器人焊接系統(tǒng)的定義是：高效率的完成電信號(hào)、配管、配線快速改換、控制程序、調(diào)換氣等，同時(shí)要滿足快速轉(zhuǎn)換和預(yù)置，最大程度發(fā)揮機(jī)器人的功效，滿足市場對(duì)產(chǎn)品的需求。

3.結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于汽車而言最重要的結(jié)構(gòu)安全件是汽車底盤，汽車底盤具有工件易變形、其焊接量大等一系列特點(diǎn)，因此，汽車的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到駕駛者的生命安全。在未來，汽車底盤焊機(jī)的發(fā)展前景是機(jī)器人焊接柔性生產(chǎn)線。機(jī)器人焊接系統(tǒng)，幾乎不需要人工操作就能完成整套汽車底盤焊接工作，其主要優(yōu)勢是機(jī)器人焊接可在一個(gè)車間內(nèi)完成一系列焊接工作，并且只需通過改變其示教程序和相關(guān)的工裝夾具就能對(duì)不同型號(hào)的產(chǎn)品進(jìn)行焊接。對(duì)機(jī)器人周邊控制系統(tǒng)進(jìn)行柔性設(shè)計(jì)，使一套機(jī)器人能夠完成不同要求的焊接，將機(jī)器人的優(yōu)勢發(fā)揮到最大限度，從而滿足企業(yè)不同生產(chǎn)需求，增強(qiáng)市場競爭力。

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