發(fā)布時間：2023-03-22 17:38:38
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機械自動化畢業(yè)論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關鍵詞：自動化生產(chǎn)線；教學方法；電機與電氣控制；PLC；課程設計
中圖分類號：G712文獻標識碼：B文章編號：1006-5962（2013）02-0027-02
高職機電一體化專業(yè)課程設置的培養(yǎng)目標是：面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，電氣控制系統(tǒng)制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發(fā)公司，培養(yǎng)適應社會需要，全面發(fā)展，適應本專業(yè)相對應職業(yè)崗位的高等技術應用性專門人才，主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調(diào)試員、中高級維修電工等，本專業(yè)有五個主干學科：電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程，都是為了崗位需要設置的專業(yè)知識。其中《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門核心專業(yè)課在第四學期進行了貫穿和綜合。
1自動化生產(chǎn)線的課程設置
機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有：識圖繪圖能力、機電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動線調(diào)試維護能力、機電設備管理能力及機電產(chǎn)品營銷能力等?！蹲詣踊a(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制，后序課程有機床維修等。在我們所要實現(xiàn)的教學目標中知識目標涉及到：機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規(guī)程；能力目標有：對已安裝的機械手機械部件進行測量；對機械手的氣路進行基本調(diào)試；根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點并分析解決故障；遵守安全操作規(guī)程；素質(zhì)目標有嚴謹?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習慣、創(chuàng)新精神、團結協(xié)作精神、自主學習精神及溝通能力。
此核心課程以項目驅(qū)動教學開展課程教學，提升學生的職業(yè)能力，以具體自動化生產(chǎn)線為載體，融合認知、安裝、調(diào)試和檢測等內(nèi)容，實現(xiàn)教、學、做、評一體化教學，突出課程的職業(yè)性、實踐性和開放性。以學生為主體，采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程，涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調(diào)試、設備檢測、設備維護等行動領域，設置六個學習情境：零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調(diào)試，分成20個任務。
項目一：供料站的安裝，有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務；項目二：加工站的安裝，設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務；項目三：裝配站的安裝，設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務；項目四 ：分揀站的安裝，設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務；項目五：輸送站的安裝，設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務；項目六：整體運行調(diào)試，有PLC控制網(wǎng)絡構建、程序編寫、綜合調(diào)試三個任務。
2自動化生產(chǎn)線的教學方法與評價設計
2.1教學方法。
（1）講授法：講解項目任務，傳授項目任務相關的知識點，針對學生實施過程中出現(xiàn)的不足進行知識點的說明。
（2）現(xiàn)場教學法：在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進行操作技能和維修應用能力實踐，提高職業(yè)氛圍，在工作過程中提升學生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應能力。
（3）任務驅(qū)動法：將教學過程融入項目任務中，讓學生自主討論分析實施，學生在工作過程中得到知識。
（4）小組討論法：學生每六～八人為一個小組，小組討論分析，討論解決，分工協(xié)作完成項目任務。
六步教學實施：明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標，注意觀察和記錄小組對現(xiàn)象分析情況，解答學生提出的問題，對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導，讓學生自行摸索，在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進行故障排除工作匯報，互評，并對每組進行考核評價，再引導學生自行總結。
2.2評價設計。
課程采用過程考核與期終考核相結合、企業(yè)考核與校內(nèi)項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式，利于理論聯(lián)系實際，有利于學生的學習創(chuàng)新和思考，更督促他們到實際中去發(fā)現(xiàn)和改進，去尋找合適自己的項目和課題。
課程考核為：校內(nèi)項目，企業(yè)，綜合實訓三大類。當堂課的考核有：教師考核、小組互評、小組自評；教師考核內(nèi)容為五項：任務分析情況，實施方案制定，任務完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測手段、安全操作規(guī)范、小組總結。
和很多專業(yè)課一樣，多種教學方法和全面的評價方案，有效保證了教學效果。
3相關課教學
3.1電機與電氣控制的教學。
本課程以發(fā)電機為主題，以工作任務為導向，以工廠實用型電氣控制系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試與維護情景教學為主線貫穿全課程，用實物進行直觀性教學，使學生感性認識強，理性認識夠。
典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動機延時啟動控制（或三相異步電動機Y-降壓啟動）、機械手控制等。
課程特色是學生充分利用所學知識、網(wǎng)絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據(jù)功能要求選擇個元器件的類型及其型號；了解個元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來實現(xiàn)本課程設計的要求。設計內(nèi)容和要求：兩臺電動機都存在重載啟動的可能，任何一級傳送帶停止工作時，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護環(huán)節(jié)，有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。
3.2PLC教學。
PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，早期是一種開關邏輯控制裝置，隨著計算機技術和通信技術的發(fā)展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴展，除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外，還有過程控制，數(shù)據(jù)處理，通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語言：
（1）順序功能圖（SFC）。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序，包含步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態(tài)，這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
（2）梯形圖（LD）。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的，形象、直觀、實用，電氣技術人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號，是目前用得最多的一種PLC編程語言。
（3）功能塊圖（FBD）。
功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣，極易表現(xiàn)條件與結果之間的邏輯功能。
（4）指令表（IL）。
采用經(jīng)濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關系很難一眼看出，所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫入PLC，在用戶程序存儲器中，指令按步序號順序排列。
（5）結構文本（ST）是文字語言。
編程語言的學習是PLC教學的一項重要內(nèi)容，中間加以不同的應用實例：順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理，使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運動控制系統(tǒng)的設計，LED數(shù)碼管顯示設計，還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖。
增加的學習情境還常有如下任務：洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統(tǒng)計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數(shù)組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機。
單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統(tǒng)、移動電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計算機網(wǎng)絡和通信領域、醫(yī)用設備領域、工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域也都有廣泛應用。
數(shù)據(jù)大都在單片機內(nèi)部傳送，運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高，微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內(nèi)容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句，以實例應用為線索：單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。
教學采用ISP-4單片機實驗開發(fā)板，可以完成大量的單片機學習、開發(fā)實驗，對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。
3.4變頻器技術及應用。
變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動電路與保護技術；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍；掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進技術；了解變頻器與感應電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動機組成變頻調(diào)速系統(tǒng)，掌握電力電子電機系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運行特性等，是強電應用和現(xiàn)代技術推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動檢測技術。
傳感器技術代替人的感觀，在各種環(huán)境下應用，檢測技術是一套有效的反應體系，包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動檢測系統(tǒng)的組成，對常用檢測系統(tǒng)有相應的分析與維護能力。對工業(yè)生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)的測量能提出合理的檢測方案，能正確選用傳感器及測量轉(zhuǎn)換電路組成實用檢測系統(tǒng)的初步能力。
教學過程進行小論文制作，讓學生提高計算機應用水平，使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節(jié)、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測厚儀等。
4畢業(yè)論文指導分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實際，通常小型自動化系統(tǒng)以單片機為主，大型自動化生產(chǎn)線以PLC為主，系統(tǒng)運行動力離不開電機，觀察離不開傳感器，調(diào)速可用變頻器，綜合所學，學生的論文涉及廣泛，有效教學可對應從如下方面?zhèn)戎刂笇А?/p>
4.1立意選題。
根據(jù)實際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn)，如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性，“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統(tǒng)”的檢測指標要求等。
4.2材料整合。
在任務要求明確的基礎上，首先確定相關技術指標，對應查找并列出論文結構，一份畢業(yè)論文至少含有三到五門課的內(nèi)容，對應于研究方向進行相應編排和取舍。
4.3技術處理。
所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五，注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現(xiàn)。
多種教學方法和理論聯(lián)系實際教出具有學習能力和創(chuàng)新能力的學生，系統(tǒng)的學習與應用創(chuàng)造練就出具有競爭力的學生，專業(yè)課的有效教學和畢業(yè)論文的順利設計將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻
[1]呂景全.《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》，中國鐵道出版社，2010年7月
[2]馬玉春.《電機與電氣控制》，北京交通大學出版社，2011年1月
[3]李建新.《可編程控制器原理及應用》，機械工業(yè)出版社，2012年9月
關鍵詞：機械設計制造；畢業(yè)設計；教學改革
中圖分類號：G71文獻標識碼：A文章編號：1009-0118（2012）05-0015-02
機械類本科畢業(yè)設計是具有總結性的綜合性工程訓練，是學生在系統(tǒng)學習機械專業(yè)知識及各種訓練的基礎上，按照規(guī)范化的設計程序與方法所進行的實踐活動。它是一種研究性學習與工程訓練，也是學生一次解決機械專業(yè)工程技術問題的具體實踐，是鍛煉學生運用所學知識分析解決問題能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神，進一步提高綜合素質(zhì)和工程實踐能力的重要環(huán)節(jié)［1］。通過畢業(yè)設計有利于提高學生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)他們的調(diào)查研究能力、設計能力、初步科研能力和創(chuàng)新能力，使學生受到設計、生產(chǎn)、管理第一線所必需的崗位能力訓練，便于學生向工作崗位過渡。目前機械類本科畢業(yè)設計中存在的問題不容忽視，而且牽涉到學生、教師等多個方面。
針對目前高等教育的形式和機械類專業(yè)社會需求的狀況，指導機械類本科畢業(yè)設計緊緊圍繞著培養(yǎng)學生的工程實踐能力和提高綜合素質(zhì)來進行［2］。充分發(fā)揮好學生在畢業(yè)設計中的主體作用和教師的指導作用，加強畢業(yè)設計的過程管理工作，提高教師的自身業(yè)務能力，嚴把質(zhì)量關，使學生在本科畢業(yè)設計這個過程中，實踐能力和綜合素質(zhì)都得到進一步提高［3］。
一、畢業(yè)設計指導過程
在指導畢業(yè)設計的過程中，嚴格遵守學校規(guī)定的各項政策，按照學校頒布的《畢業(yè)設計工作規(guī)程》和機電工程系制定的《機械制造專業(yè)畢業(yè)設計（論文）教學大綱》的要求進行。指導的畢業(yè)設計做到觀點明確、論據(jù)充分、推理嚴密、計算準確、層次分明、條理清楚、語言簡練、有一定量的相關資料和圖表等。
每年畢業(yè)設計開始階段，都會根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)設計題目給學生下達畢業(yè)設計任務書，這是學生在指導教師指導下開展畢業(yè)設計工作的依據(jù)，也是檢查、考核學生畢業(yè)設計完成情況與評分的重要依據(jù)之一。畢業(yè)設計任務書中指定了學生畢業(yè)設計題目、設計參數(shù)、設計要求、設計時間安排和學生結合本題目需要查詢的中外文獻，并列出了學校圖書館對應參考書籍的中文圖書號，方便學生查閱指定文獻。學生進入畢業(yè)設計環(huán)節(jié)后，在第1周安排了完成畢業(yè)設計開題工作，規(guī)定了他們完成的進度。
設計過程中，對學生情況全面了解，分析了他們的條件與特長，全程指導學生進行調(diào)查研究、實驗等。隨時了解學生畢業(yè)設計情況，對學生畢業(yè)設計中的問題及時給予指導。以身作則，教書育人，重視對學生獨立工作能力、分析問題能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。畢業(yè)設計期間，要求學生每周至少2次集中，每次需匯報一下具體學習情況，檢查學生畢業(yè)設計的進度和質(zhì)量，并進行答疑，認真填寫了《畢業(yè)設計（論文）檢查指導情況記錄》。
畢業(yè)論文撰寫過程中，認真指導了學生擬定論文寫作計劃和寫作提綱，審閱論文初稿，要求學生嚴格按《畢業(yè)設計（論文）規(guī)范要求》正確撰寫畢業(yè)設計。審核學生畢業(yè)設計完成情況，同時對學生進行答辯資格預審，對學生的答辯申請?zhí)岢鲆庖?。答辯前督促并指導學生做好各項準備工作，如準備驗收、組織預答辯等。
畢業(yè)設計完成后，按學校要求撰寫了畢業(yè)設計指導教師評語，在規(guī)定表格中寫出技術性評價和學術性評價并簽字，向答辯委員會報告學生畢業(yè)設計的任務、要求、完成情況、質(zhì)量及應用價值，指出存在和應注意的問題等，同時根據(jù)評分表給出成績。答辯結束后，對學生的畢業(yè)設計進行整理并歸檔。同時對畢業(yè)設計指導工作進行總結，提出改進意見。
二、加強過程管理，提高畢業(yè)設計（論文）質(zhì)量的具體做法
由于機械類專業(yè)是與機械產(chǎn)品設計制造緊密相關的專業(yè)。在指導本科畢業(yè)設計的過程中歷來重視畢業(yè)設計指導工作，立足機械類專業(yè)的特點，貫徹“以產(chǎn)品生產(chǎn)為主線”的指導思想，堅持采用校企聯(lián)合、真題真做、強化過程管理、完善評價體系等方法和手段，嚴格要求學生的圖紙圖量和畢業(yè)論文的內(nèi)容，取得了良好的效果。
（一）結合平時的科研實際，將企業(yè)需要解決的生產(chǎn)實際問題作為學生畢業(yè)設計選題畢業(yè)設計的選題質(zhì)量直接影響和關系到今后畢業(yè)設計的質(zhì)量。選題時根據(jù)科研項目、實驗室的建設、學科發(fā)展方向、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)等多方面科學設計切合學生實際的畢業(yè)設計題目，以求達到使學生獲得綜合訓練的目的。另外還考慮學生畢業(yè)后的工作實際，靈活根據(jù)學生的實際水平調(diào)整確定畢業(yè)設計的題目，對于已確定工作去向的學生，盡量幫其選擇一個與其將來工作相關的課題；對于考研的學生，幫其選擇具有一定理論性的研究型課題，為將來攻讀碩士學位的研究工作打下基礎。另外還有一部分學生的畢業(yè)設計直接在已簽訂就業(yè)協(xié)議的企業(yè)完成，讓學生在收集資料、解決問題、設計的過程中充分體驗實際工作的程序，了解企業(yè)生產(chǎn)運作等最真實的情況，多積累“實戰(zhàn)”經(jīng)驗和技巧，從而解決好學生就業(yè)和單位招聘后的后顧之憂。只有讓學生切實地感受到畢業(yè)設計對未來工作的幫助，才能使學生自覺地、積極主動地參與到畢業(yè)設計中來。如2011年指導學生的畢業(yè)設計題目是“推土機鏟臂右支架加工工藝及鉆床夾具設計”，該題目結合了撫順挖掘機廠實際生產(chǎn)的需要，要求該生利用所學的金屬工藝學、互換性測量技術、機械制造技術基礎等多門課程的知識，解決工程中推土機右支架的實際加工工藝以及針對其中鉆孔的工序設計專門的鉆床夾具，為該生畢業(yè)后從事機械產(chǎn)品的工藝設計打下了很好的基礎。
（二）結合學校規(guī)定，要求每個學生必須獨立完成各自的畢業(yè)設計，做到一人一題
每年指導的畢業(yè)設計如果需要合作完成的課題，每個學生必須獨立進行某一方面的研究工作，獨立完成自己的畢業(yè)設計。今年指導7名畢業(yè)設計，每個學生的畢業(yè)設計題目都不一樣，而且每一年的畢業(yè)設計題目也不相同，這樣避免學生之間互相抄襲和雷同。
（三）全程參與學生的畢業(yè)設計過程，并確保充足的指導時間
從畢業(yè)設計任務書下達開始，明確要求學生每周至少集中兩次，每次集中都要求學生匯報每周工作情況，對各設計環(huán)節(jié)經(jīng)常督促檢查，對學風不正、設計不認真或者經(jīng)常不到崗的學生，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)及時糾正。從根本上杜絕了憑感覺指導，憑經(jīng)驗檢查，憑感情給分的行為。對學生畢業(yè)設計要嚴格把關，從論文質(zhì)量、工作態(tài)度、文本格式、圖紙質(zhì)量等方面進行全面考核。對于達不到要求的畢業(yè)設計必須堅決整改，確保質(zhì)量要求不降低。
（四）具有強烈的責任感和良好的職業(yè)道德，本著對每一位學生負責的態(tài)度，兢兢業(yè)業(yè)地做好畢業(yè)設計指導工作，做好學生的引路人
在畢業(yè)設計指導過程中，當學生遇到困惑時，耐心的啟發(fā)和引導；當學生提出問題時，熱情地引導學生獨立地查閱文獻，找到獲得解決方案的途徑；當學生在尋找解決方案時，主動地引導學生對各種方案進行比較，從中找出最佳的方案，從而培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力。
（五）合理安排畢業(yè)設計進程，加強畢業(yè)設計的過程檢查
根據(jù)每個學生畢業(yè)設計題目的特點，指導學生制定畢業(yè)設計的方案和進度計劃每周定時、定點檢查執(zhí)行情況，實事求是地做出檢查記錄，填寫檢查意見并簽字。在方案設計確定以后，定時到畢業(yè)設計室進行指導，隨時答疑，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，避免返工。設計過程中進行檢查，主要檢查設計進度和質(zhì)量，通過強化中間階段的過程控制來規(guī)范整個畢業(yè)設計的工作以提高畢業(yè)設計的質(zhì)量。
（六）建立學生考勤制度，確保畢業(yè)設計質(zhì)量
要求學生對自己的設計首先進行自審，然后小組同學之間互校，最后由指導教師審定。只有經(jīng)過三審并按審查意見修改以后的設計文件才算最后的畢業(yè)設計成果。每次指導后填寫指導日記，記錄指導情況，包括學生提問情況、出勤情況、主要問題分析、指導內(nèi)容等，為學生的成績評定提供必要的依據(jù)。同時要求學生每天填寫畢業(yè)設計活動記錄，記載出勤情況、日工作記錄、完成情況和下一步工作安排等，便于教師的過程管理，加強了對畢業(yè)設計的過程控制和監(jiān)督。明確畢業(yè)設計完成的進度和時間安排并加以落實，做到每一位學生有章可詢、責任明確，整個設計過程任務清晰、環(huán)環(huán)相扣、依次進行，確保畢業(yè)設計工作的規(guī)范和有序。
三、畢業(yè)設計改革效果
每年經(jīng)過精心準備和認真指導，學生的畢業(yè)設計質(zhì)量完成都非常好，縮短了學生就業(yè)的適應期，同時擴大了畢業(yè)設計的選題范圍，達到了學校、企業(yè)和學生都滿意的效果。在每年指導的學生畢業(yè)設計中，都有學生獲得優(yōu)秀成績。具體改革的教學效果如下：
（一）提高了畢業(yè)設計的質(zhì)量
一人一題，真題真做，使學生從事畢業(yè)設計的責任心大大增強。學生從事畢業(yè)設計期間，能夠親身體驗到科研工作直接應用效果，能夠強烈地體會到企業(yè)的科技需求。因而有關畢業(yè)設計工作非常認真，畢業(yè)設計的質(zhì)量明顯提高。一些學生畢業(yè)設計能被應用于企業(yè)生產(chǎn)實踐和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
（二）縮短了學生就業(yè)的適應期
由于畢業(yè)設計題目多數(shù)來源于企業(yè)生產(chǎn)，學生在畢業(yè)設計中，得到了難得的工程實踐以及了解、熟悉和適應企業(yè)的機會，使就業(yè)后的企業(yè)工作適應期大大縮短。
（三）提升了學生綜合能力
在畢業(yè)設計全過程的訓練中，提升學生的應用知識能力、溝通協(xié)作能力、團隊合作精神、工作責任感和職業(yè)操守，以及把握社會需求的能力和適應職業(yè)需要的能力，盡快縮短與用人單位實際需求之間存在的差距。
（四）豐富了平時課堂講解的知識
通過指導學生畢業(yè)設計，增加了實踐知識，在實踐經(jīng)歷中為教學提供新穎、鮮活的第一手案例素材，在教學中及時補充企業(yè)生產(chǎn)或?qū)嵺`設計等的新科技、新工藝，豐富了實踐案例，使得課堂更加生動，知識傳授更加有效，教學質(zhì)量和學生們的學習積極性都得到了提高。
四、結束語
從畢業(yè)設計時間的保證、科學選題、畢業(yè)設計實踐性教學、加強學生創(chuàng)新能力、加強畢業(yè)設計過程指導、把好畢業(yè)答辯關等幾個方面著手進行實施，保證畢業(yè)設計的質(zhì)量，不斷進行畢業(yè)設計的實踐探索和思考，從而更好地保證畢業(yè)設計的質(zhì)量，提高畢業(yè)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻：
\[1\]王啟平,王全先.機械設計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設計的實踐及思考\[J\].安徽工業(yè)大學學報(社會科學版),2002,19(2):111-112.
目前存在的主要問題我院機械類專業(yè)含機電、機械、數(shù)控、模具、汽車等相關專業(yè)。目前，畢業(yè)設計中存在的主要問題有以下幾種：
1.關注點不一樣，學校和學生意見分歧由于教育行政部門每年都要對畢業(yè)論文（設計）進行抽檢評優(yōu)，所以學校很緊張，萬一結果不好，影響學校的聲譽。但現(xiàn)狀是，機械類專業(yè)絕大多數(shù)學生從第5學期中后期開始進行頂崗實習，而且大部分從事的是機床操作和產(chǎn)品檢驗、包裝等工種，沒有太多的技術含量，與“設計”無緣。少部分學生在產(chǎn)品銷售崗位實習，還有部分在售后服務崗位實習，與“設計”關系都不大，學生看不到畢業(yè)設計對他們將來的工作有多大作用，他們更關注的是就業(yè)。因此，沒有太大的動力去認真地搞畢業(yè)設計。由于學校對老師有要求，老師本意當然想認真地指導學生，可是學生在頂崗實習階段，不能與老師經(jīng)常見面，有的根本見不了面，只能通過電話、網(wǎng)絡溝通，學生上網(wǎng)不便，郵件也說不清楚，老師只能過一段時間督促一下，指導效果大打折扣。
2.畢業(yè)設計所需信息和資料難以搜集，影響進度畢業(yè)設計階段，學生都在企業(yè)頂崗實習，企業(yè)沒有專門的提供給學生的圖書館、機房、網(wǎng)絡、實驗室等畢業(yè)設計所必須的基本條件。學生對相關專業(yè)資料的搜集、分析、利用等能力相對較弱，這些資源的缺乏令學生在選題、開題和具體實施階段顯得無從下手，只能胡亂參照往年或網(wǎng)上資料相關題目。例如，機械類專業(yè)學生中期檢查交上來的題目大多是軸類、箱體類、圓盤類零件的加工工藝及數(shù)控編程、各種零件的模具設計、各種普通機床經(jīng)濟型數(shù)控化改造、電梯和機械手、水位、各種生產(chǎn)線等的PLC控制、機床夾具設計、機械設備的故障診斷與維修等等，題目有的大而空，有的是課程設計內(nèi)容，有的是教材上的實例。學生撰寫論文時參考教材或網(wǎng)絡公開資料過多，沒有什么數(shù)據(jù)支撐，也沒有什么自己的觀點和實際作品，談不上論文的質(zhì)量及學生水平的提高。
3.學生方面的原因江蘇省這幾年的高職招生，有提前單招，有注冊入學，還有中職對口單招，最后，通過真正參加高考錄取的考生，所占比例已經(jīng)較少了。即使是這些學生，錄取的分數(shù)也很低。而且，江蘇省錄取的總?cè)藬?shù)已經(jīng)超過了報考學生總數(shù)，基本上只要想上學，都能上。所以招進來的學生的知識基礎較差，學習興趣不高，水平和能力又參差不齊。畢業(yè)設計和頂崗實習時間重疊，絕大部分學生是自己通過人才市場選擇的實習企業(yè)，崗位要求學生和正式用工一樣的工作時間和強度，學生每天上8小時甚至12小時的班，有的企業(yè)兩班倒，有的三班倒，沒有精力再去搞畢業(yè)設計。另一方面，在學校的前兩年，也沒有好好學習專業(yè)知識，造成很多學生不知道畢業(yè)設計要做什么，怎么做。老師給學生的課題，學生做不了，學生自己定的題目，又很不恰當。勉強寫出的論文不規(guī)范，文字欠通順，表述設計意圖和設計方案邏輯性不強，質(zhì)量很低，有的直接抄襲論文或干脆購買，沒有起到培養(yǎng)綜合能力和科研水平的目的。
4.指導老師方面的原因由于學生多而專業(yè)教師少，教師的指導工作量過大，一般平均每位專業(yè)教師要承擔十多個學生的畢業(yè)設計指導，學生遠在四處各地，老師無法對學生進行細致、系統(tǒng)和及時的指導和檢查。而且本身又有繁重的教學工作，老師的精力跟不上。另外，各個學校重點關注的是招生就業(yè)，使得老師可能不太重視畢業(yè)設計工作，不愿多花時間與精力。從教師本身來看，高職院校的年輕教師很多是剛從學校畢業(yè)的，沒有實踐環(huán)節(jié)，只能照本宣科；年長教師，沒有知識更新的再教育環(huán)節(jié)，對新技術不太了解。老師自己實踐水平不高，給學生的選題，為回避實踐環(huán)節(jié)，很多選擇了與工程實際相脫離的綜述類題目或計算機仿真題目。這些都使畢業(yè)設計指導工作難度增大，難以保證質(zhì)量。
二、對策分析
1.提前啟動畢業(yè)設計工作在人才培養(yǎng)方案中，將各主要專業(yè)課程向前兩學年轉(zhuǎn)移，減少第三學年的計劃課程。第五學期初開始畢業(yè)設計，包括落實任務、查閱資料，掌握畢業(yè)設計的基本程序、要求，完成畢業(yè)論文的總體框架設計。學生在校完成畢業(yè)論文總體框架后，到企業(yè)、實習基地邊實習邊做畢業(yè)設計，更有針對性，學生不再感到茫然。
2.充分利用畢業(yè)頂崗實習到用人單位進行半年以上頂崗實習，是高職院校落實《教育部關于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》（教高[2006]16號）文件精神，大力推行“校企合作、工學結合”，突出高職教育特色，改革人才培養(yǎng)模式的重要舉措。這幾年，我院機械類學生的頂崗實習已提前至第5學期的下半學期，由于企業(yè)對技能型人才的需求較旺，所以，絕大部分學生自己都能較容易找到相關實習崗位。學生帶著各自初擬的畢業(yè)設計課題，分散到不同地方、不同部門進行畢業(yè)實習，這種分散實習的方式不會影響企業(yè)的生產(chǎn)秩序，比較容易被企業(yè)接受；還有部分學生，在第3或者第4學期已經(jīng)選擇了進入與學校簽有合作培養(yǎng)協(xié)議的“訂單班”學習，我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班，學生完成基本專業(yè)知識學習后直接進入這些單位頂崗實習。畢業(yè)設計的內(nèi)容與實際所從事的崗位聯(lián)系，如果與初擬的框架有沖突，可再作研究內(nèi)容和方法的調(diào)整，甚至重新開展課題研究。做到理論聯(lián)系實際，提高學生的解決實際問題能力，提高畢業(yè)設計的質(zhì)量。
3.校企共同指導學校自己聘請公司的技術人員做企業(yè)兼職指導教師，實現(xiàn)校企共同指導畢業(yè)設計。校內(nèi)指導教師主要負責畢業(yè)設計規(guī)范化指導，負責過程管理，制定畢業(yè)設計流程，對畢業(yè)設計的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督檢查，對后期的畢業(yè)論文的撰寫進行指導和審核。保持與企業(yè)指導教師、畢業(yè)生的聯(lián)系與溝通。企業(yè)的指導教師負責具體的技術、內(nèi)容指導，提供企業(yè)相關資料以及學生與實習企業(yè)合作環(huán)境的協(xié)調(diào)。學校應支付企業(yè)導師一定報酬，同時，企業(yè)導師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實習管理平臺，要求學生頂崗實習期間至少每周寫一次周記，每個周記提出一個工作問題，解決一個工作問題，學習一個工作中需要的新知識點，詳細記錄，并報告指導教師，指導老師進行點評、指導，隨時關注學生動態(tài)，及時解決學生在實習過程中遇到的問題。另外，學生還要完成手寫的實習報告，也按周填寫，學生的企業(yè)指導老師，對學生一周的工作進行評價、總結.
4.豐富畢業(yè)設計課題來源
（1）指導教師的科研課題。此類型題目所占比例呈逐年上升趨勢。原因主要是近幾年學校科研環(huán)境的改善及本系教師隊伍的完善，科研項目逐漸增多，項目層次包括院級、市級、省級、國家級。
（2）依托技能競賽及各級各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽開展畢業(yè)設計的實踐活動。鼓勵學生積級申報江蘇省大學生實踐創(chuàng)新項目，參加大學生機械設計大賽、自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、汽車維修、汽車營銷、數(shù)控操作大賽、大學生創(chuàng)業(yè)大賽、職業(yè)規(guī)劃大賽等。畢業(yè)設計開始時間可以依據(jù)競賽時間進行調(diào)整，畢業(yè)設計可以以綜合性競賽項目實物作為成果，由競賽輔導教師兼任畢業(yè)設計指導教師，對學生在前期創(chuàng)新過程中的作品進行完善和理論升華。通過技能競賽學生熟練了技能，樹立了競爭意識、團隊意識，更嘗到了學習技能、精通技能的甜頭。
（3）學生自己確立的課題。題目主要來自畢業(yè)頂崗實習或者將要就業(yè)的單位，收集與實際工作相關的資料，在導師的指導下確定畢業(yè)設計題目。這說明學生下企業(yè)頂崗實習為畢業(yè)設計的選題提供了大量的專業(yè)實踐機會。對于部分搞不了設計的學生，要求他們將實習體會寫下來，形成實習報告。
（4）模具、數(shù)控、機械、機電專業(yè)跨專業(yè)整合，開展任務驅(qū)動、項目導向的畢業(yè)設計課題探索，使學生綜合能力與素質(zhì)得到全面提升。
（5）參與教師的教學活動。學生參與教學課件的制作，如機械設計基礎、液壓與氣動技術、夾具設計、數(shù)控編程、模具設計等課程中的動畫、視頻的制作。既鞏固了所學專業(yè)知識，又熟練掌握常用軟件的操作，為將來的工作打下了良好的基礎。
（6）不斷完善畢業(yè)設計課題類型，開設畢業(yè)設計指導課程。經(jīng)過這幾年的實踐總結，我們大體上把機械類高職畢業(yè)設計的類型分為以下幾類，同時，我院已開設指導畢業(yè)設計的相關課程或講座。1）工藝夾具類。此類主要完成各種零件的加工工藝編制及加工零件所需夾具的設計。2）數(shù)控編程類。主要完成零件的加工工藝編制及數(shù)控編程，可以和機械設計類結合，以團隊的形式，完成機構的設計、機構零件的數(shù)控編程、加工。3）注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設計。4）機械設計類。減速器、機器人、機械手、各種泵、控制裝備、農(nóng)業(yè)機械、汽車、液壓系統(tǒng)及各種設備的設計。5）機床類。機床主傳動系統(tǒng)及進給系統(tǒng)設計、鉆床、銑床、組合機床設計，也可以利用學校的金工實習車間進行各類機床的拆裝、測繪訓練。6）機械類課程圖形庫、動畫庫、試題庫建設。7）機電一體化類普通車床數(shù)控化改造及各種設備的PLC控制系統(tǒng)設計。8）機電設備或生產(chǎn)線故障分析與診斷。
（7）答辯形式多樣化。答辯可以采取多種形式，答辯地點可以選擇校內(nèi)的多媒體教室、實訓室，也可以搬到校外學生頂崗實習的企業(yè)現(xiàn)場，邀請企業(yè)指導老師、技術人員、學生的同事一起參加答辯；答辯形式可以是陳述性答辯，也可以是作品展示性答辯；團隊項目，可指定一人進行答辯。要保證各類形式如實習報告類、調(diào)查報告類、市場調(diào)研類、創(chuàng)業(yè)計劃類、售后報告分析類、設計類都可以參加答辯。
三、總結
根據(jù)上面分析，現(xiàn)在的畢業(yè)設計質(zhì)量較難保證，而現(xiàn)有國情下高職畢業(yè)設計暫時無法替代。但是，畢業(yè)設計也應隨著形勢的發(fā)展進行較大程度的改革，否則，不能發(fā)揮起應有的過渡橋梁作用，有以下幾點值得思考：
（1）是否能強化課程綜合實訓和課程設計，淡化畢業(yè)設計。例如機械設計基礎課程結合CAD/CAM課程進行綜合實訓；液壓與氣動技術、機械制造基礎、PLC等進行課程設計；數(shù)控編程與操作理論課程結合實訓進行典型零件的數(shù)控編程與加工訓練。這樣的訓練更扎實，更有實效。
（2）畢業(yè)設計過程要增強學生對畢業(yè)設計的認識、讓學生明確其目的和意義。
（3）畢業(yè)設計是一個綜合訓練的環(huán)節(jié)。完整的畢業(yè)設計過程應該包括專業(yè)實習、文獻檢索、題目選擇、資料收集整理、大綱擬定、試驗數(shù)據(jù)獲取、理論計算、論文寫作與論文答辯等環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)能使學生受到完成一個實際項目所必需的綜合基本訓練，對學生將來的工作和可能情況下的深造意義非凡。
關鍵詞：材料成型與控制工程 專業(yè)建設 專業(yè)特色
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2011）30-0334-02
基礎建設的迅猛發(fā)展要有現(xiàn)代科學技術的進步和工業(yè)的發(fā)展支持，技術進步及工業(yè)發(fā)展是材料制備與加工技術的革命為前提的。這對材料的品種、規(guī)格、尺寸精度、生產(chǎn)效率等提出了越來越高的要求，特別是材料的生產(chǎn)加工過程中設備的自動控制、信息的自動反饋與調(diào)節(jié)必須能準確快速的進行。過程參數(shù)與生產(chǎn)過程的信息反饋及自動控制必須實施精確的銜接與控制，這是材料成型高效、安全、可靠運行的根本保證。將“成型”、“工藝”與“控制”三個相關學科緊密有機地結合在一起，實現(xiàn)材料成型控制一體化。
一、專業(yè)建設規(guī)劃
江西理工大學的材料成型與控制工程本科專業(yè)于2006年獲得批準。依據(jù)國家教育部高等學校機械學科材料成型與控制工程專業(yè)教學指導委員會制定的專業(yè)總體框架，依托我校已有的省級品牌專業(yè)、國家級及省級特色專業(yè)――金屬材料工程、機械工程及自動化專業(yè)，通過制定合理的專業(yè)發(fā)展規(guī)劃及專業(yè)培養(yǎng)方案，體現(xiàn)地域及專業(yè)特色，把材料成型與控制工程專業(yè)建設成為涵蓋學科領域?qū)?、適應性強、特色明顯的專業(yè)，使培養(yǎng)出的學生滿足區(qū)域經(jīng)濟及國民經(jīng)濟發(fā)展需要，滿足市場對高素質(zhì)、應用研究型、創(chuàng)新型、開拓型人才的需要。
校院領導非常重視材料成型與控制工程專業(yè)的建設工作，先期投入100萬多元用于專業(yè)建設所必需的實驗設備及教學科研圖書資料，今年利用省部共建項目共投資500萬元更新實驗室的儀器設備。金屬材料工程、機械自動化及控制等專業(yè)的教師參了專業(yè)課程建設和教學改革研究，對專業(yè)結構設置、課程體系優(yōu)化、培養(yǎng)方案及教學大綱制定、教學方法改進等方面的問題集中討論，形成共識，重點實施以下幾項。
1.專業(yè)師資隊伍建設。專業(yè)建設的關鍵是建立一支高素質(zhì)、結構合理的師資隊伍。材料成型與控制專業(yè)的教師以高學歷的中青年教學為主，這保證了學科發(fā)展建設中的活力，所有教師學歷均在碩士以上。為了進一步強化專業(yè)建設中“控制”作用，在學校相關部門的支持下，從以下幾個方面加強師資隊伍建設。首先，提高師資隊伍的學歷水平。繼續(xù)引進有工作經(jīng)驗的博士，同時不斷提高現(xiàn)有教師、特別是青年教師的學歷水平及實踐經(jīng)驗。積極鼓勵中青年教師攻讀博士學位，具有博士學歷的教師到其他相關的博士后流動站進行更深入的科學研究；資助有一定教學經(jīng)驗的教師到國內(nèi)知名學府或國外相關學校做訪問學者；定期派遣青年教師到企業(yè)進行專項實踐活動。其次，嚴把理論教學質(zhì)量關。定期進行教學質(zhì)量檢查、評比和研討，對教學質(zhì)量差的青年教師，安排經(jīng)驗豐富的老教師給他們幫助和指導。最后，加強團隊建設，以提高整體師資隊伍的工作能力。組織申報校級教學和科研團隊，支持教師參加省級或國家級多媒體課件競賽、雙語教學評比、精品課程評比等，以及各種學術交流活動，拓寬教師的知識面，提高其教學和科研能力。建設一支學歷層次高、年齡結構和職稱結構比較合理、教學水平及科研能力較高的教師隊伍。
2.專業(yè)培養(yǎng)目標的定位和教學計劃的制訂。參照專業(yè)教學指導委員會制定的總體培養(yǎng)框架，我校材料成型與控制工程專業(yè)的培養(yǎng)目標為：培養(yǎng)具備材料科學與工程等方面的知識，能在材料結構研究與分析、金屬材料制備、金屬材料成形、模具設計與制造等領域從事科學研究、技術開發(fā)、工藝和設備設計、生產(chǎn)和經(jīng)營管理等方面適應中國經(jīng)濟發(fā)展建設需要的，面向材料成型與控制工程領域的高級應用研究型人才。通過本專業(yè)的學習，使學生具備扎實的基礎知識、較寬的專業(yè)知識，并具有一定的科研創(chuàng)新意識、較強的工程實施能力和良好的業(yè)務素質(zhì)。
根據(jù)培養(yǎng)目標確定專業(yè)的知識結構框架，使學生具有扎實的專業(yè)理論知識，良好的實踐動手能力、一定的創(chuàng)新意識及專業(yè)英語應用能力。教學主要分為理論教學及實踐教學。專業(yè)課包括：材料科學基礎、金屬塑性成型原理、金屬物理力學性能、金屬材料及熱處理等；金屬熔煉與鑄錠、金屬塑性加工學、加工成型設備、材料分析測試技術、測試技術與數(shù)據(jù)處理、模具設計等。獨立開設的實踐教學環(huán)節(jié)有：金工實習、認識實習、專業(yè)技能訓練、專業(yè)課程設計、畢業(yè)實習。
二、加強實踐環(huán)節(jié)的教學與改革
加強實踐環(huán)節(jié)的教學與改革，實現(xiàn)提高學生科研、動手能力及創(chuàng)新意識的目的。材料成型與控制專業(yè)的總授課計劃學時從2 600學時降低到2 300學時，原有課程中的實驗學時不減少，增加實踐周數(shù)，為提高本科生的實踐能力奠定基礎。合理安排理論教學與實踐教學的順序，以達到事半功倍的功效。在上專業(yè)課課前進行認識實習，使學生對材料的生產(chǎn)加工過程及設備有一個基本的了解。在專業(yè)課進行過程中，將原有的生產(chǎn)實習改為專業(yè)技能訓練。專業(yè)技能訓練以專題的形式進行，內(nèi)容包括金屬及合金的熔煉與鑄錠過程及其組織性能研究、合金材料的擠壓與軋制過程及材料的組織性能研究、熱處理工藝與合金組織性能關系研究、模具設計與制造等方向。結合教師的科研課題，擬定15~20個專題，供學生選擇。學生也可自行選擇研究課題，由教師指導完成研究計劃。實訓結束后，學生可以跟隨教師的科研團隊繼續(xù)進行課題的研究工作，對于參加課題研究時間超過一年以上的同學，其研究成果可作為畢業(yè)研究論文提交。學生參與課題的時間可以從一個短學期到一年半。通過參與一個完全的科研過程，不但所學理論知識得到鞏固，熟練掌握各種儀器設備的使用，而且熟悉了整個科研的工作過程。幾年來的教學實踐也證明，該教學模式可以使每一位大學生都能經(jīng)過系統(tǒng)的、基本科研能力的訓練。在第七學期增設為期6周、四個方向的專業(yè)課程設計，全面培養(yǎng)學生在金屬材料專業(yè)方面的工程設計能力，為本科生的就業(yè)奠定基礎。畢業(yè)實習及畢業(yè)設計（論文）以從業(yè)為目的，以適應工作內(nèi)容要求為宗旨，學生既可以在學校完成畢業(yè)設計或畢業(yè)論文工作，也可以到就業(yè)單位進行畢業(yè)論文（設計）工作，在單位進行畢業(yè)設計（論文）工作的，所在單位需出具證明，簽訂指導學生進行畢業(yè)設計或論文的協(xié)議，并指派專人指導學生。在校學生，由教師根據(jù)學生的就業(yè)方向幫助學生制定畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容，并指導學生完成計劃。通過課程設計及畢業(yè)設計（論文）活動，縮短了學生到工作單位的適應期，較好地實現(xiàn)了因材施教，培養(yǎng)學生的實踐科研能力的目的。
三、課程建設與專業(yè)教材使用
為了確保教學質(zhì)量，所用教材多為教育部的“十二五”規(guī)劃教材、面向21世紀的新教材或經(jīng)典專業(yè)教材。為了強化實踐教學環(huán)節(jié)，學校還組織有教學經(jīng)驗的重新教師編寫課程實驗指導書、認識實習指導書、專業(yè)技能訓練指導書等。為了使雙語教學課程的教學效果能落到實處，編著了《材料成型雙語詞典》（機械工業(yè)出版社出版）和《INJECTION MOLD DESIGN》作為教學的輔助用書。
四、教學方法及手段的改革
在教學方法上，要求教師采用板書與多媒體相結合、啟發(fā)式與講解相結合的教學模式，講課中要求突出重點、詳略得當。鼓勵教師進行精品課程、雙語教學、教材的建設。在教學方法上，改變傳統(tǒng)的灌輸教育方式，如《塑料成型工藝及模具設計》課程的教學，采用 “精講+研討”的教學方式，集中講解重點、難點教學內(nèi)容，啟發(fā)學生思維，達到舉一反三、融會貫通的效果。結合實物進行課堂討論，積極引導學生提出問題、討論問題和分析問題，讓學生各抒己見，充分發(fā)表意見，互相啟發(fā)，加深對模具結構的認識理解，提高學生在討論中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，由“學會”逐漸進步到“會學”。在教學過程中多提問、多啟發(fā)、多分析、多鼓勵，實現(xiàn)教學方法多樣、豐富教學內(nèi)容和教與學的互動，同時，結合“嵌入”課題式實踐教學，探索新的教學方法。用學生身邊的或熟悉的物品作為講解的例題，以日常塑料制品（如：牙刷、礦泉水瓶、塑料袋、包裝盒等等）出發(fā)，引發(fā)學生對塑料制品及成型方式的興趣，引出所要講解內(nèi)容的主題；利用學生對未知世界的好奇心、使學生對所要學習的內(nèi)容產(chǎn)生興趣。以啟發(fā)的方式激發(fā)學生對知識的探索熱情，通過參與，并對具體問題進行分析，既使課堂教學氣氛變得活躍，又使枯燥的學習內(nèi)容變得更具吸引力；以先分析，后講解的教學方式鼓勵學生積極參與教學活動，培養(yǎng)學生獨立思考以及分析問題、解決問題的能力。通過引導學生在學習中研究，在研究中學習，充分挖掘?qū)W生對事物的探索研究潛力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。
依托我校已有的省級品牌及特色專業(yè)――金屬材料工程；省級品牌專業(yè)、國家級特色專業(yè)――機械工程及自動化專業(yè)，經(jīng)過幾年的專業(yè)建設與教學實踐，材料成型與控制工程專業(yè)的辦學條件與教學水平得到較大改善與提高，師資隊伍漸趨合理。學生的知識結構充分體現(xiàn)出厚基礎、寬口徑的專業(yè)培養(yǎng)特點，學生具有一定的創(chuàng)新意識及科研動手能力。
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關鍵詞：普通機床 數(shù)控改造 結構設計 精度 鄭州論文 開題報告
一、課題概述、背景及意義
工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應用數(shù)控機床。其本質(zhì)是，采用信息技術對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(包括軍、民機械工業(yè))進行技術改造。除在制造過程中采用數(shù)控機床、fmc、fms外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行cad、cae、cam、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行mis(管理信息系統(tǒng))、cims等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造(稱之為信息化)，最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達國家約落后20年。如我國機床擁有量中，數(shù)控機床的比重(數(shù)控化率)到1995年只有1.9%，而日本在1994年已達20.8%，因此每年都有大量機電產(chǎn)品進口。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。
微觀上看，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。① 可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。 ②可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。③ 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。④ 可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。⑤ 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。由以上五條派生的好處如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機床)，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應等等。此外，機床數(shù)控化還是推行fmc(柔性制造單元)、fms(柔性制造系統(tǒng))以及cims計算機集成制造系統(tǒng))等企業(yè)信息化改造的基礎。數(shù)控技術已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術和基礎技術。
機床的數(shù)控改造，主要是對原有機床的結構進行創(chuàng)造性的設計，最終使機床達到比較理想的狀態(tài)。機床數(shù)控化改造有以下優(yōu)點：①節(jié)省資金。機床的數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結構進行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用，并可以利用現(xiàn)有地基。②性能穩(wěn)定可靠。因原機床各基礎件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應力變形而影響精度。③提高生產(chǎn)效率。機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機床提高 3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準備周期。
在美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術的不斷進步，機床改造是個"永恒"的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。
目前機床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到3%。我國大量的普通機床應用于生產(chǎn)第一線，用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，數(shù)控機床則綜合了數(shù)控技術、微電子技術、自動檢測技術等先進技術，最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當變更加工對象時只需要換零件加工程序，無需對機床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求，所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。數(shù)控機床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能;另一方面是簡單實用的經(jīng)濟型數(shù)控機床，具有自動加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進控制系統(tǒng)，功率步進電機為驅(qū)動元件，無檢測反饋機構，系統(tǒng)的定位精度一般可達±0.01，已能滿足加工零件的精度要求。這幾年，國家加大了對這類機床的改造力度，國防科工委更是推行了萬臺機床數(shù)控化計劃，車床、銑床的數(shù)控化改造需求量很大。本課題以普通車床的數(shù)控改造為例，研究機床數(shù)控改造的方法，包括其結構的改造設計，機床改造后性能與精度的分析以及控制精度的措施等，普通車床應用微機控制系統(tǒng)進行改造數(shù)控改造后，可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作者的勞動強度?；谏鲜龇治?，本課題的研究具有較高的現(xiàn)實意義。
二、主要研究內(nèi)容
1.普通車床數(shù)控改造方案的確定，進行總體設計。
2.對普通車床數(shù)控改造進行結構設計與計算，包括主軸進給系統(tǒng)設計、機床縱、橫進給伺服系統(tǒng)的設計等。
3. 對改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型。
4. 根據(jù)進給系統(tǒng)的控制原理模型，對影響伺服系統(tǒng)系統(tǒng)的因素進行分析。
5. 對影響伺服傳動精度的因素齒輪傳動精度、滾珠絲杠副傳動精度等進行深入研究，并提出相應的改進方法。
6. 對影響伺服元件伺服精度的因素步進電機步矩角精度等進行深入研究，并提出相應的改進方法。
三、擬解決的關鍵問題
1. 普通車床數(shù)控改造進給伺服系統(tǒng)機械部分的設計與計算。
2. 對經(jīng)濟型數(shù)控車床伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型。
3. 根據(jù)進給系統(tǒng)的控制模型，分析系統(tǒng)的誤差來源及影響系統(tǒng)精度的因素。
4. 設計步進電機細分驅(qū)動電路，提高伺服進給系統(tǒng)的控制精度。
四、擬解決方案及關鍵技術
1. 普通車床數(shù)控改造進給伺服系統(tǒng)機械部分的設計與計算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負載，運動部件慣量計算，步進電機的選擇，滾珠絲杠副的選擇和計算、滾珠絲杠副的剛度驗算等。
2. 對改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型。
3. 根據(jù)伺服進給系統(tǒng)控制原理模型，分別對伺服驅(qū)動元件的伺服精度、伺服機械傳動元件傳動精度進行分析，分析影響經(jīng)濟型數(shù)控車床定位精度主要因素。
4. 在伺服進給系統(tǒng)控制電路中加入步進電機細分驅(qū)動設計，改善步矩角特性，提高經(jīng)濟型數(shù)控車床的定位精度。
五、創(chuàng)新點
1. 運用機電一體化系統(tǒng)設計思路與方法進行普通車床數(shù)控改造的結構設計，在設計上達到有高的靜動態(tài)剛度;運動副之間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙;便于操作和維修。
2. 從經(jīng)濟型數(shù)控車床的控制原理模型分析影響整個系統(tǒng)精度的關鍵因素，分析影響機床機床定位精度的各項誤差來源，提出相應的改進方法并應用于機床結構設計中。
3. 運用步進電機細分驅(qū)動技術，設計基于單片機控制的步進電機的細分驅(qū)動電路，減小步進電機的步距角及機床的脈沖當量，提高經(jīng)濟型數(shù)控車床的加工精度，改善電機運行的平穩(wěn)性，減小噪聲，增加控制的靈活性。
六、課題預計目標
1.普通車床數(shù)控改造的方案的研究，進行總體設計。
2. 對經(jīng)濟型數(shù)控車床的伺服進給系統(tǒng)建立控制原理模型，并根據(jù)進給系統(tǒng)的控制原理模型，對影響系統(tǒng)精度的關鍵因素進行分析。
3. 研究提高機械傳動部件的傳動精度與剛度的方法，對普通車床數(shù)控改造進行結構設計，改善伺服進給系統(tǒng)的伺服特性。
4. 設計一種基于單片機控制的步進電機的細分驅(qū)動電路，提高伺服進給系統(tǒng)的分辨率。
七、課題研究進展計劃
預計本課題研究進展主要分以下幾個階段：
1. 2007年11月～2007年12月 查看文獻資料并撰寫開題報告
2. 2007年12月～2008年03月 收集相關方面的資料，以普通車床數(shù)控改造為例進行總體設計
3. 2008年03月～2008年04月 學習機床伺服進給系統(tǒng)的設計等方面知識
4. 2008年04月～2008年07月 進行結構設計，繪制普通車床數(shù)控改造縱、橫向進給系統(tǒng)裝配圖
5. 2008年07月～2008年08月 學習機床控制精度等方面知識
6. 2008年08月～2008年09月 對機床進行精度分析
7. 2008年09月～2008年10月 研究提高機床控制精度的措施
8. 2008年11月～2008年12月 完成畢業(yè)論文
9. 2008年12月 畢業(yè)答辯
參 考 文 獻
[1] 劉躍南.機床計算機數(shù)控及其應用[m].北京：機械工業(yè)出版社，1997.
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關鍵詞：故障，判斷，處理
赤天化股份公司合成氨生產(chǎn)裝置是70年代末,由美國凱洛格公司引進,年產(chǎn)30萬噸的大型合成氨裝置。事故冰機是在大冰機故障或裝置停車期間，為液氨貯罐提供冷量和保護其安全而設置的專用運行設備,隨著投用年限的增加，各種問題逐漸增多，特別是1992年新增小液氨貯罐后，機組能力明顯不足，高壓缸后冷卻器壓力長期處在高限狀態(tài)，安全排空閥啟跳頻繁。每年大修期間的20多天里，平均只能運行4、5天，大部分時間是開液氨貯罐頂部放空閥來維持貯灌壓力，這樣對環(huán)境即造成污染又對其設備的安全運行帶來威脅，也給公司造成了極大的經(jīng)濟損失。因此2003年我們對機組進行徹底的改造，取得了滿意的效果。
1 事故冰機工藝說明及工藝流程圖(見圖1)
來自液氨貯罐氣氨，首先進入低壓缸氣體飽和器V1，與冷卻器E1來的致冷劑(液氨經(jīng)減壓閥S1后，變?yōu)闅獍保瑝毫τ?.5MPa減壓至0.005MPa,溫度由30℃降至-33℃)，進行混合使干氣體得到致冷,并使溫度降至-23℃,然后進入低壓缸C1進行壓縮，壓力由0.0033MPa升至0.5MPa ,從C1出來的氣氨首先進入油氣分離器V2，將氣體中夾帶的油分離出來,并通過返回閥Q1返回低壓缸油箱，分離后的氣體進入高壓缸C2進行壓縮，壓力由0.5MPa升至1.5MPa,然后進入油氣分離器V3,分離出來的油通過返回閥Q2返回油箱，出來的氣體由冷卻器E1上部進入，氣氨被冷凝成液氨后返回液氨貯罐。
2 改造內(nèi)容
2．1低壓缸出口氣體溫度高
運行中低壓缸出口氣體溫度高達180℃，造成高溫停車連鎖動作（設計值156℃），至使機組無法正常運行。根據(jù)運行記錄，發(fā)現(xiàn)低壓缸進口飽和器，長期已來都沒有起液位，說明冷卻器來的致冷劑根本沒有進入飽和器，使干氨氣在飽和器中沒有得充分的致冷和降溫,就進入低壓缸,造成低壓缸負荷加重,出口溫度超高。通過分析確認我們發(fā)現(xiàn)，造成致冷劑沒有進入飽和器的根本原因,就是減壓閥S1（電磁閥）沒有動作,高壓缸后冷卻器來的冷凍劑（1.5MPa高壓液氨減壓至0.005MPa后,溫度由45℃降至-23℃）,沒有進入飽和器,是造成低壓缸出口超溫,而使超溫連鎖動作的根本原因。
在檢查減壓閥S1時，發(fā)現(xiàn)電磁閥線圈盒因密封變差，線圈被環(huán)境中的氨氣腐蝕而燒壞，使
減壓閥不能動作。該閥動作的好壞將直接關系到機組安全運行，因此在改造中對其進行了國產(chǎn)化改造，并將連鎖觸點由現(xiàn)場水銀開關，改為總控室DCS順控開關控制，使連鎖系統(tǒng)的安全系數(shù)得到大大的提高。
2．2高壓缸曲軸斷軸多次
高壓缸曲軸在1997年至2002年中，曾發(fā)生三次斷軸事故，通過事故原因分析，大家認為造成曲軸斷裂的主要原因，是高壓缸油箱油位過低，而引起曲軸箱斷油所至。因此，對引起油位低的問題進行了分析確認，并對曲軸箱相關的所有油路系統(tǒng)進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)高壓缸氣、液分離器返回閥Q2失靈，返回閥動作不正常，是導至油跑油，造成油箱油位過低,而使曲軸箱斷油，是造成曲軸斷裂的根本原因,返回閥內(nèi)部結構見高壓缸返回閥局部流程簡圖2。
圖2高壓缸返回閥局部流程簡圖
因此，2003年對高壓缸氣液分離器返回閥進行解體檢修，發(fā)現(xiàn)返回閥閥芯與浮球已脫落，進入貯油室的油，因造成閥芯不能離開閥體，而無法返回高壓缸油箱,并使油隨壓縮氣體一起進入冷卻器，然后隨液氨帶入液氨貯罐。由于浮球與閥芯的連接是采取螺紋連接的，經(jīng)過長時間的使用和平繁動作，閥桿和螺帽上的螺紋，已磨損的非常嚴重，至使閥芯與浮球脫落，使氣液分離器分離出來的油無法返回油箱，造成油箱油位低，曲軸嚴重缺油而斷軸。畢業(yè)論文，故障。畢業(yè)論文，故障。因機組已投用多年，所有的機械備件都沒有現(xiàn)成備件，因此采取了點焊的辦法進行了修復，投用后較果非常好，這一關鍵問題得到了解決，疏通了分離器至油箱的通道，解決了機組最棘手的問題，徹底解決了曲軸斷裂的根本問題，使機組的安全穩(wěn)定運行得到了保障。畢業(yè)論文，故障。
2．3高壓缸后冷卻器長期超壓安全閥平繁起跳
機組在運行中，針對高壓缸后冷卻器安全排空閥啟跳頻繁的問題，我們對機組的運行進行了全面檢查，發(fā)現(xiàn)高、低壓缸及相關設備并沒有超壓的問題發(fā)生，而只有冷卻器超壓，因此對后冷卻器進行了理論分析和工藝核算，認為冷卻器原設計換熱能力為450.0Kg/hr，而合成氨裝置生產(chǎn)能力經(jīng)過技術大改造后，合成氨由原來1000噸/日,增產(chǎn)至現(xiàn)在的1250噸/日，為了保證液氨貯罐有足夠的庫容,因此在92年新建一個2000噸的新液氨貯罐, 新液氨貯罐理論閃蒸量180Kg/hr,這樣冷卻器總的處理量比原來增加40%以上，冷卻器換熱能力嚴重不足，是造成高壓缸后冷卻器超壓的根本原因。畢業(yè)論文，故障。針對液氨貯罐閃蒸量比原設計增加較多的事實,對冷卻器的換熱面積進行增容50%的改造，2003年8月安裝到位。通過兩年的運行,較果非常理想，高壓缸后冷卻器出口壓力由原來的1.7MPa降至現(xiàn)在的1.2～1.5MPa之間,完全滿足了生產(chǎn)的需要。
2.4對自控儀表和停車保護連鎖進行改造
事故冰機原始設計時，是做為一套非常獨立的裝置來考慮的，因此它所有的自控和連鎖系統(tǒng)都是現(xiàn)場基地式控制儀表，為機組的安全運行，自控系統(tǒng)和安全連鎖系統(tǒng)，自動化程度非常高，光是停車保護連鎖就有14套之多見表1。
圖1 改造前機組停車保護連鎖
論文摘要：基于FMS技術開發(fā)了模塊化機電一體化教學培訓系統(tǒng)，該系統(tǒng)有助于加深學生對機電一體化系統(tǒng)概念的理解，掌握車間柔性制造的方法，最后以作業(yè)計劃與調(diào)度教學研究性、綜合性實驗為例，論述了該系統(tǒng)在培養(yǎng)學生理論與實踐相結合的能力，提高學生學習興趣和積極性的重要作用。
為使機械設計制造及其自動化專業(yè)學生在學習過程中，有機會將所學到的各門專業(yè)課的知識綜合性地應用到接近于生產(chǎn)實際的過程中，為他們走上工作崗位后應用這種新的理念打下基礎，學院除了建立適合于現(xiàn)代教學法模式的幾個獨立的專業(yè)實驗室外，籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中，我們開發(fā)了一套完全接近于生產(chǎn)實際的模塊化柔性制造系統(tǒng)，由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現(xiàn)在兩個方面:一是系統(tǒng)組成具有開放性，系統(tǒng)中不同生產(chǎn)廠家的設備可相互兼容，便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性，實驗室可面向校內(nèi)外各種層次的學生或培訓學員，做到資源共享，擴大受益面。
1 FMS系統(tǒng)組成
柔性制造系統(tǒng)機電一體化訓練設備，包含一條閉環(huán)柔性輸送裝置和六自由度并聯(lián)加工中心(加工站)、三自由度數(shù)控雕刻機及其控制系統(tǒng)、四自由度上料檢測站及其控制系統(tǒng)、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現(xiàn)場總線、多層次立體原料庫及其控制系統(tǒng)、多層立體成品庫及其控制系統(tǒng)、自動化輸送線及變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、PLC數(shù)據(jù)采集及物料監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)監(jiān)控及管理控制軟件。
工業(yè)控制計算機通過運動控制卡發(fā)送位置信號給旋轉(zhuǎn)立體上料庫電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一定角度，實現(xiàn)零件位置對準，同時設置檢測開關，通過PLC采集至計算機，判斷托盤上相應位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后，系統(tǒng)驅(qū)動鎖緊裝置進行物料定位固定，上位機按指定程序控制六自由度并聯(lián)機器人，進行零件前序的加工。在主界面中點擊數(shù)控雕刻機控制按鈕，進人數(shù)控雕刻機控制界面，三自由度數(shù)控雕刻機主要實現(xiàn)對工件端面的雕刻，通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉(zhuǎn)化為G代碼，然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機，雕刻機執(zhí)行G代碼。
零件前序加工完畢后，計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。
在主界面中點擊立體倉庫狀態(tài)按鈕，進人立體倉庫狀態(tài)界面。立體倉庫狀態(tài)是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況，系統(tǒng)實時檢測各個倉位的狀態(tài)，然后系統(tǒng)給碼垛機發(fā)指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位，操作者通過觀察狀態(tài)位的圖標情況，操作者就可以知道哪個倉位是否為空，并且知道各個倉位物件的重量，通過生產(chǎn)統(tǒng)計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品，每一類成品的個數(shù)及總重量。
2系統(tǒng)特點
(1)包含多種關鍵技術及單元，使學生了解更多的知識;機器人技術;物流倉儲自動控制系統(tǒng);立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監(jiān)控;PLC控制系統(tǒng);傳感器技術;計算機網(wǎng)絡通信技術和現(xiàn)場總線技術;計算機控制;網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控技術;數(shù)據(jù)庫技術;多軸運動控制器;氣動技術;步進電機及驅(qū)動;伺服電機及驅(qū)動;VC，VB等高級語言編程。
(2)結合機電教學，編制了的實驗指導書，包含多個實驗:為了方便教學實際使用，我們?yōu)橄到y(tǒng)提供了專門實驗指導書，其內(nèi)容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗，供本科生、?？粕脱芯可鷮I(yè)選開，教師也可以根據(jù)實際情況，在實驗指導書的基礎上增開設計性、綜合性實驗。
(3)交互式圖形化操作界面:系統(tǒng)控制軟件采用WINDOWS操作系統(tǒng)，具有交互式和圖形化特點，操作簡單易學，自動化程度高，使教師和學生在很短的時間之內(nèi)就可以掌握對系統(tǒng)的操作。
(4)豐富的狀態(tài)反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊，將系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的狀態(tài)顯示在操作界面上，使操作者通過計算機隨時了解系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的工況、狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)，掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)。
(5)完善的生產(chǎn)及物料存儲統(tǒng)計功能:根據(jù)現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)的特點及倉儲物流的發(fā)展動向，不但在工作過程和原理上仿真實際生產(chǎn)過程，而且開發(fā)了生產(chǎn)及物料存儲數(shù)據(jù)庫，根據(jù)系統(tǒng)的運行隨時記錄和分析生產(chǎn)和存儲數(shù)據(jù)。
(6)開放式系統(tǒng)結構:為了增強學生的參與性，系統(tǒng)采用了開放式結構，提供了完善的控制功能動態(tài)鏈接庫和二次開發(fā)函數(shù)，不用了解底層復雜的時序和操作過程，只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼，學生即可開發(fā)出自己的運動或控制功能，激發(fā)學生的學習興趣。
(7)網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控:系統(tǒng)提供網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控模塊，使操作者在操作系統(tǒng)的同時，也可通過電腦屏幕實時觀看系統(tǒng)的實際運行狀況。同時對于有條件的學校，可將控制計算機與校園網(wǎng)相連解，使更多的學生和老師通過網(wǎng)絡觀看現(xiàn)場實驗過程，提高系統(tǒng)利用率，也可實現(xiàn)遠程教學。
3如何應用FMS進行本科實驗教學
由于近年來高校的擴招，學生人數(shù)大幅上升，而大型實驗設備臺套數(shù)少;而且大型實驗設備的實驗通常包括編程、上機、結果分析等，需要的時間較長。因此，大型設備開設的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學的模式。我們分別探索了以下幾種模式:
3. 1開設綜合設計性實驗
本中心老師提出項目申請，參加學校實驗室設備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學院組織的“機電一體化實訓中心”項目。這些項目結合指導老師的科研項目，通過雙向選擇接受學校相關專業(yè)本科三年級以上的學生參加。學生分為2-4人一組;在教師的指導下，首先查閱文獻和學習FMS的有關知識，編制程序，上機測試;實驗的內(nèi)容根據(jù)項目的研究內(nèi)容而定，一般涉及多種設備;實驗時間根據(jù)老師和學生雙方商定，實行彈性制，不拘泥于課堂安排的時間。由于學生人數(shù)少，在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。
例如:作業(yè)計劃與調(diào)度教學實驗。
“作業(yè)計劃與調(diào)度教學實驗”的內(nèi)容是讓學生根據(jù)給定的加工工件信息，設計一個單件小批量零件加工的“作業(yè)計劃與調(diào)度”的仿真系統(tǒng)，使目標函數(shù)“最長流程時間”的值最小，然后對仿真結果進行驗證。實驗的目標是:使學生加深對“作業(yè)計劃與調(diào)度”概念的理解，掌握車間調(diào)度的方法，培養(yǎng)學生理論與實踐相結合的能力，提高學生的學習興趣和積極性。實驗系統(tǒng)要具備以下功能:
(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象，也就是使學生知道他們是在那個車間、那個環(huán)境為加工那些工件設計“作業(yè)計劃與調(diào)度”的方案;
(2)提供一個很好的仿真環(huán)境及工具，用來建立仿真模型，使學生形象直觀地看到車間調(diào)度的運行過程;
(3)提供實現(xiàn)“作業(yè)計劃與調(diào)度”的算法和軟件開發(fā)環(huán)境，使學生了解并掌握該算法的原理，并在仿真環(huán)境中實現(xiàn)算法，得到仿真結果;
(4)提供一個真實環(huán)境，如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型，在此環(huán)境中對上面得到的仿真結果進行驗證。
針對“FMS教學實驗系統(tǒng)”只討論一種特殊情況，即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題，目標函數(shù)是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期，它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起，到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經(jīng)過的時間，由于假設所有工件的到達時間都為零(Ri，I=1 ，2 ，3，…，n)，所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間，也等于一批工件的最長完工時間C max 。
設n個工件的加工順序為S=(S1 ，.S2 ， ……，，Sn)，其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間，Pk表示工件Si在Mk上的加工時間，K=1，2，3，……，m；i=1 ，2， ……，n，
式(1)是一個遞推公式，當由式(1)得出Cm(sn)時，F(xiàn)max、就求得了。在熟悉以上公式之后，可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地，在給定的一段時間內(nèi)，順次決定下一個被加工的工件。
3. 2開設選修課
由于學習FMS的有關知識，需要學生們具有一定的專業(yè)知識;而且大型設備一般只有一套設備，要面向?qū)W生人數(shù)眾多的本科生開設實驗課有一定的難度。因此，我們首先開設了FMS的選修課。在講授FMS技術的理論知識的基礎上，開設FMS的上機實驗課，學生分為3 -5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限，加之是選修課;因此，在實驗課之前，面對設備再介紹一次設備的原理、結構和用途等，以加深學生的印象;然后指導學生編制程序、適當?shù)纳蠙C操作，輔導學生處理實驗結果。
3. 3為本科畢業(yè)設計提供實驗
本科生的畢業(yè)論文是進行專業(yè)基本技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，同時也是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業(yè)論文的學生，有充分的時間利用所掌握的專業(yè)基礎知識，解決具體的問題;因此畢業(yè)論文是本科生學習和掌握大型實驗設備的一個非常好的機會。
4 FMS進行本科教學的體會和希望
4. 1 FMS進行本科教學的效果
通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設備，對學生選擇專業(yè)有一定的幫助，也增加了學生參加推薦免試研究生和就業(yè)等的競爭力。例如，一名機電學院的學生參加了“FMS研究”項目后，對數(shù)控技術有關知識和應用有了一定的了解和興趣，報考研究生時選擇數(shù)控技術專業(yè)。另一名機電學院的學生參加“開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究”，學習了切削圖形設計、數(shù)控雕刻機及其控制系統(tǒng)等一系列操作，在老師的指導下自己操作選擇刀具和切削參數(shù)，觀察不同的切削過程，加深了所學的理論知識，熟悉了作業(yè)計劃與調(diào)度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學錄取為研究生。
近年來為了適應地方經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，拓寬人才培養(yǎng)領域，在開設綜合性實驗項目和選修課時，也接受其他學院的學生。學生結束項目后，對所參加的研究工作非常有興趣。
相比較而言，綜合設計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間，我們摒棄了傳統(tǒng)的驗證實驗的模式，采取了“雙向互動”，教師以更多的精力啟發(fā)學生的創(chuàng)造力，調(diào)動其主動性和積極性，發(fā)揮他們運用所學的知識去解決實際問題。對這種實驗模式，學生表現(xiàn)出極大的興趣。這種實驗教學模式，不僅拓展了學生現(xiàn)代科學技能的理論和知識;在實驗方法，應用技能方面也得到了提高，為他們今后走上社會，服務于社會，縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎。
4. 2存在的問題
機械電子工程專業(yè)是培養(yǎng)具有扎實的數(shù)學、物理、計算機及外語基礎，掌握微電子技術、計算機控制和信息技術應用于機械工程領域的專業(yè)知識和技能，能夠從事機電一體化技術、機電一體化產(chǎn)品的研究、設計、制造、開發(fā)的工程能力，具有創(chuàng)新精神的高級應用型工程技術與管理人才.
從知識結構上來看，機械電子工程是機械技術、電子技術、信息技術、計算機技術和控制技術等技術有機結合的一門復合技術.由于是多學科的綜合，機械電子工程專業(yè)所學課程都來自于以上幾個學科，希望利用幾個學科的知識交叉、滲透培養(yǎng)出知識面較全面、創(chuàng)新能力強、實踐能力強的技術人才.
1機械電子工程專業(yè)的辦學現(xiàn)狀
從人才培養(yǎng)層次上劃分，機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)在本科層次上分為二種情況，一種是學校獨立設置了機械電子工程專業(yè)，由于機械電子工程本科專業(yè)屬于普通高等學校本科專業(yè)目錄外專業(yè)，申請較難.目前在全國本科高等院校中設置機械電子工程本科專業(yè)的只有三十多所，如北京石油化工學院、同濟大學、上海大學、北京理工大學、武漢科技大學、華南理工大學、重慶大學、哈爾濱理工大學、江蘇大學等高校.另一種是學校在機械設計制造及其自動化和機械工程及其自動化兩個專業(yè)下開設的機械電子或機電一體化專業(yè)方向，這種學校數(shù)量眾多[M.
2舊版培養(yǎng)方案存在的主要問題
在通過與我校機械電子工程專業(yè)相關基礎課、專業(yè)課教師、各年級學生(含畢業(yè)生)和用人單位座談交流后發(fā)現(xiàn)了如下一些問題：
2.1畢業(yè)生和用人單位反饋，專業(yè)學習內(nèi)容齊全，寬口徑實現(xiàn)較好，但寬而不精，掌握的深度和力度不夠；應用型人才培養(yǎng)目標體現(xiàn)不深入，在某種程度上理論性教學占據(jù)更主導的位置.
2.2與各年級同學座談時，學生普遍反映課程科目較多，同類同性質(zhì)科目存在，有重復之嫌疑，跟專業(yè)聯(lián)系不是特別緊密的課程較多，應當做適當精簡.
2.3在與任課教師交流的過程中我們發(fā)現(xiàn)，04版培養(yǎng)方案的某些課程的設置純粹照顧了教學，與教師的科研關系不夠緊密，兼顧不到科研.因此，從某種意義上來說，教師的教學激情得不到最徹底、最完全的釋放和發(fā)揮；學生的鉆研能力也得不到應有的提高.
通過暴露出的問題我們發(fā)現(xiàn)如何能夠做到在寬口徑的同時能夠有所精，確實是一個難題.綜合其他院校同類專業(yè)的調(diào)研情況，我們認為，應該盡快明確一條貫穿專業(yè)學習的主線，主干課程的設置應該服從和服務于該主線，同時，該主線與任課教師的科研工作還能夠緊密相連，不出現(xiàn)脫節(jié)和不相關現(xiàn)象.這樣可以保證在提高了教師科研能力的同時也鍛煉了學生參與研究的能力.
3新版機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案修改的幾個思路
3.1面向市場，培養(yǎng)合格人才.為了培養(yǎng)具有多學科知識的綜合應用能力和較強的工程創(chuàng)新能力，能在機電工程領域從事機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的設計制造、科技開發(fā)、應用研究和工程管理的高級工程技術人才，機械電子工程培養(yǎng)方案必須進行改革，使學生掌握以下知識和能力：（1)掌握較扎實的自然科學基礎知識，具有較好的人文社會科學基礎和外語綜合能力；（2)系統(tǒng)掌握本專業(yè)領域?qū)拸V的技術理論基礎，具有某個專業(yè)方向所必需的專業(yè)知識；（3)具有機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的設計與制造、檢測與診斷、控制與仿真的基本能力；(4)具有新型機、電、液、氣等一體化產(chǎn)品和技術的研究與開發(fā)能力；（5)掌握計算機輔助設計、制造和測試的基本理論和技能；（6)具有機電產(chǎn)品的技術經(jīng)濟分析與生產(chǎn)組織管理的基本能力；（7)具有較強的自學能力、創(chuàng)新意識和較高的綜合素質(zhì)[56.
3.2厚基礎，重實驗，強能力.工程實際要求我們的學生既要有扎實的基本功，又要有較強的適應性和動手能力.加強基礎課的教學，為學生打下良好的數(shù)理基礎、工程基礎十分必要和迫切.機械電子工程這個學科是一個工程應用型學科，要求學生具有扎實的基礎理論知識，更重要的是通過實驗真正掌握所學知識，形成較強的工程實踐能力.因此，重視實驗和實踐教學是本次修改培養(yǎng)方案的一個主要出發(fā)點和前提，加強設計型實驗的比重，使學生利用所學知識解決實際問題的能力得到加強.我們的課程設置為兩大模塊：通識教育和專業(yè)教育.
通識教育分為：數(shù)學與自然科學（1學分，516學時)，外國語言文化（3學分，256學時)，藝術與人文學科(2學分，36學時)，哲學與社會科學（5學分，232學時)，科學技術與社會(2學分，32學時)，基本技能訓練(學分，72學時）.在總學分和總學時都有較大幅度壓縮的情況下，數(shù)學與自然科學基礎課模塊得到加強.
專業(yè)教育分為：相關學科基礎（2學分，240學時)，機械工程基礎(25學分，460學時)，計算機與控制基礎（7學分，312學時)，專業(yè)課(9學分，160學時)，集中實踐環(huán)節(jié)（4學分，58周）.
專業(yè)教育部分總學分由04版的81學分調(diào)整為88學分(不包括畢業(yè)設計環(huán)節(jié)）.其中理論課學分由04版的54學分調(diào)整為62學分，増加8學分；集中實踐學分由04版的27學分調(diào)整為26學分，減少1學分.專業(yè)教育部分總學時由04版的1072學時調(diào)整為882學時.其中必修課學時由04版的700學時調(diào)整為680學時，減少20學時；選修課學時由04版的372學時調(diào)整為202學時，減少170學時；集中實踐環(huán)節(jié)由04版的27周調(diào)整為26周，減少1周.
3.3進一步強化實踐教學環(huán)節(jié).機械電子工程專業(yè)作為一門實踐性很強的學科，實踐課程在人才培養(yǎng)中擔任著十分重要的角色.實踐教學環(huán)節(jié)的技能訓練應由淺入深，理論課與實踐課交互安排貫穿整個教學過程，分層次進行，形成立體式的實踐教學體系.在集中實踐環(huán)節(jié)安排上主要考慮了以下因素：
1)基礎專業(yè)知識的認識.對于初學者而言，認識自己所學專業(yè)十分必要，它影響到學生學習的積極性和興趣.在第2—4學期安排了工程訓練A、計算機繪圖實習、工程訓練B、認識實習、電工電子實習，讓學生能對機械電子工程專業(yè)有一個初步認識，并掌握本專業(yè)必備的實踐技能.
2)資料查閱和提煉能力的培養(yǎng).為了讓學生能順利完成大學期間各種專業(yè)論文寫作，在以后的工作中能以文字等形式表達自己的觀點，在第5學期安排科學研究訓練，重點教會學生如何進行實地調(diào)研、收集、整理和分析相關資料，并掌握科學研究方法和論文寫作方法.
3)機械電子工程專業(yè)專門知識的掌握.企業(yè)在培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)中具有獨特的不可替代的作用，在第6學期安排學生到企業(yè)進行專業(yè)實習，能讓學生在實習企業(yè)的工作崗位上體會理論與實際結合的作用，并在實踐中鍛煉、提高學生的綜合素質(zhì)和適應能力以及分析問題、解決問題的能力.
4)機械電子工程知識的綜合運用.當學生對專業(yè)理論知識和技能的掌握達到一定的程度，在第7學期安排基于工程棚專、麟合訓練—數(shù)控技術專業(yè)綜合訓練和機器人技術專業(yè)綜合訓練.通過專業(yè)綜合訓練，使學生全面、深入、綜合地將所學各科理論和技能融會貫通，熟練掌握，靈活運用.
基于以上認識，機械電子工程專業(yè)的集中實踐環(huán)節(jié)主要有：工程訓練A、計算機繪圖實習、工程訓練B、認識實習、電工電子實習、科學研究訓練、創(chuàng)新設計、專業(yè)實習、專業(yè)綜合訓練、畢業(yè)論文等環(huán)節(jié).
機械電子工程專業(yè)集中實踐環(huán)節(jié)主要采取如下方式進行：
1)建立校內(nèi)專業(yè)實驗室和實習基地進行實訓.在校內(nèi)實習的機械電子工程專業(yè)課程，要求學生全面、深入學習專業(yè)知識和掌握專業(yè)技能，培養(yǎng)運用知識能力和創(chuàng)新能力.為了讓學生真正掌握好專業(yè)技能，我們重點在校內(nèi)專業(yè)實驗室、工程實踐部、計算機實驗中心開展實踐，為學生實訓提供的實習環(huán)境，并指定教師進行實踐課程的計劃制定、實踐動員、過程指導、總結、成績評定等工作.
2)建立校外實習基地進行認識實習和專業(yè)實習.校內(nèi)實訓，雖然能在一定程度上提高學生的業(yè)務感性認識，有著一定的優(yōu)勢，但仍不能取代校外實習基地.學生只有到企業(yè)實習，才能身臨其境，才能真正接觸相關企業(yè)的實際生產(chǎn)過程.因此，我們將逐步建立機械電子工程的校外實習基地，讓學生進入企業(yè)實習.
3)進行定期講座、輔導等方式完成研究性實習.如科學研究訓練，主要采取講座、調(diào)研、撰寫文獻綜述等形式進行，主要采取導師指導的形式.
綜上所述，實踐性教學在機械電子工程專業(yè)的各環(huán)節(jié)、各方面應是相互聯(lián)系、相互銜接、相互補充、有機結合的，只有這樣才能起到培養(yǎng)學生的實踐能力、提高學生綜合素質(zhì)的作用，才能實現(xiàn)應用型人才的培養(yǎng)、實踐育人的目標，滿足社會對機械電子工程人才的需要[783.
4新版機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案解決的主要問題
培養(yǎng)方案修訂總體思路是完善教學內(nèi)容與體系，體現(xiàn)出機械電子工程專業(yè)在機械與電子跨學科之間的結合的特色，加強在機械制造、控制工程基礎和工業(yè)控制技術的研究、學習.
課程體系設置時加大了基礎課程和工程技術基礎課程以及專業(yè)方向主修課程量.以機械制造基礎和控制工程的內(nèi)容設置為主線，通過設置專門的理論基礎知識和寬廣的專業(yè)技術知識(如機械制造基礎、控制工程基礎、PLC等)，使學生既具備堅實的基礎知識，又具有寬廣的專業(yè)知識面及專業(yè)知識的應用能力，同時通過工程制圖、機械設計基礎、計算機基礎、程序設計和外語等課程，培養(yǎng)學生掌握本專業(yè)必需的制圖、計算機和外語等基本技能.
新版機械電子工程培養(yǎng)方案解決的主要問題：
4.1專業(yè)方向進一步明確，并與教師科研方向結合
為了加強學生實際應用能力的培養(yǎng)，加強了機械電子工程專業(yè)的公共基礎課控制工程基礎與其他課程的聯(lián)系，明確機械電子工程專業(yè)方向為機電一體化專業(yè)，并將其具有代表性的數(shù)控技術和機器人技術在培養(yǎng)方案得到落實和強化；同時，機械電子工程專業(yè)的部分教師的研究方向為機器人技術方向和數(shù)控技術方向，將相關課教師科研工作與專業(yè)方向主線緊密相連，不出現(xiàn)脫節(jié)和不相關現(xiàn)象.結合教師相關科學研究方向的成果開設實踐課程，這樣可以保證在提高了教師科研能力同時也在專業(yè)相關實踐教學活動中鍛煉了學生解決工程問題能力，為學生的就業(yè)和進一步學習深造奠定良好的基礎.
4.2突出體現(xiàn)專業(yè)方向的基礎課和方向課核心地位
專業(yè)基礎課中核心課程為：控制工程基礎A、微機原理及接口技術、機電系統(tǒng)設計；專業(yè)方向課中的核心課程為：數(shù)控技術、機器人技術A.
4.3必要課程整合
根據(jù)機械電子工程專業(yè)方向的設置，將相關課程進行整合，主要包括04版培養(yǎng)方案中的機電傳動與控制(2/40)和機電系統(tǒng)設計(2/50)整合為機電系統(tǒng)設計(3/56)等.
4.4強化學生的計算機應用能力
為増強本專業(yè)學生的計算機應用能力的訓練，在學校計算機基礎課的基礎上開設了計算機輔助設計與制造、機電系統(tǒng)仿真技術、專業(yè)綜合訓練等教學課程，提高學生利用計算機解決機電工程中的運動學仿真、動力學仿真、機電系統(tǒng)控制等問題的能力.
4.5進一步強化實踐教學環(huán)節(jié)
