摘要：我国经济的快速发展推动了机械工业行业的发展，但同时也使机械工业行业需要的人才数量急剧增加。机械工业在发展过程中，为了培养出更多此方面的人才，各高校开展了机械工程及自动化专业课程，此教学课程的开展可以专门培养此方面的人才，缓解社会中的人才紧缺情况。文章对机械工程及自动化专业建设与优化进行了探索。
关键词：机械工程及自动化专业；机械工业行业；专业课程；课程体系；课程教学
随着我国教育的不断深化改革，传统的课程教学模式受到了冲击，对专业课程进行建设和优化是非常有必要的。就当前我国机械工程及自动化专业课程进行分析后可以发现，无论是课程体系自身，还是课程教学工作的开展都存在着一些问题，从而导致培养出的专业人才不符合社会发展需求，不仅没有缓解人才紧缺的情况，同时还导致毕业生就业难的局势更加严峻。针对此种情况，对机械工程及自动化专业进行建设和优化是势在必行的。
1.目前机械工程及自动化人才培养中存在的问题
课程教材知识面比较狭窄
课程教材是教师开展教学的基础，若是教材内容不丰富，那么教师在按照教材开展教学的过程中就会导致学生所接受的知识面比较狭窄。笔者站在学生的角度对当前机械工程及自动化专业教材进行分析后发现，教材的内容并不丰富，而且有些内容已经落后，与当前社会对机械工程人才的要求相脱节。另外，教材内容比较单一，与此学科相关的先进知识并没有在教材中体现出来，这样的情况就使得学生在按照教材学习的过程中知识面受到了限制，所学到的知识不够丰富，而且教材知识落后，也使得学生在学习过程中没有激情，对知识进行探究的欲望逐渐消失。
教学方法较为落后
教师在进行课程教学的过程中，所采用的教学方法比较落后，教师在教学中只重视理论知识的讲解，重视考试成绩，这样的教学现状使得学生在学习的过程中感到很有压力，而且对于学习的兴趣也不高。还有就是教师在教学中没有将理论知识和实践联系在一起，单纯地讲解理论知识，这样也使得学生理解知识具有一定的难度，在这样的情况下，学生的考试成绩就不是很理想，久而久之，在自信心不断被打击的过程中就不愿意学习了。人文底蕴较浅在高校中，其招生一般都是按照专业来进行的，而且在对学生进行培养的时候也是按照专业不同来进行培养的，这样的情况就使得学生应该接受其他方面的教育，比如说人文以及社会等方面的教育被忽视，在这种被限制的学习环境中，学生的个性得不到自由的发展，使得学生在步入社会的时候短时间内无法适应社会发展。
教学越来越职业化
学生学习机械工程及自动化专业方面的知识，不只是想要成为一名普通的技术工人，但教师在对学生进行教育的过程中，在理论结合实际的时候过于职业化，只是一味地将知识和实践强加给学生，并没有对学生的思维以及精神等进行培养，这样就使得学生的综合素质较差，不能找到合适的工作，尤其是薪资待遇较好的工作。
学分和学知识之间存在矛盾
当前高校实行的都是学分制度，此制度要求学生必须修满所有的学分，才能取得毕业证，但在实际选课的过程中，课程的种类是非常多的，但教师并没有给学生提供系统的指导，这样就使得学生在选择的过程中存在盲目性，选择的课程和专业主干课程之间的联系不密切，所选课程并没有实质性的意义，只是为了学分而选课，并不是为了学习知识而选课。
教师缺乏实践经验
教师是开展机械工程及自动化专业教学的主要执行者，教师在教学的过程中，因为有些知识具有一定的难度，所以应该理论联系实际。但是有些教师因为缺乏实践经验，所以在教学中只是单纯地讲解理论知识，这样就使得学生在学习的过程中不能很好地了解知识，对知识的掌握不是很透彻，而且在学习比较难的知识的时候还具有一定的难度，从而导致学生对于专业课程的学习不感兴趣。
2.机械工程及自动化专业建设与优化的措施
构建完善的教学体系
高校在开展机械工程及自动化专业课程的过程中，为了保证课程的教学效果，就应该构建完善的教学体系。机械工程及自动化专业所涉及的知识范围比较广，而且相关岗位对工作人员的要求也比较高，在这样的情况下，高校想要培养出更多适合社会所需要的机械工程人才就必须要对教学体系进行完善。高校在对教学体系进行构建完善的过程中，应对市场需求进行分析，然后借鉴西方国家的经验，并结合自身办学的特色。高校在确定机械工程及自动化专业教学目标的过程中，应以促进学生的发展作为目标，要求教师在教学中不仅要传授学生基础知识，更重要的是应该培养学生的实践能力，只有这样学生所学到的理论知识才能被应用到实践中。与此同时，高校还应该对教学大纲进行科学合理的设置，并对教学进度进行合理的规划，只有这样学生在学习的过程中才能循序渐进，一点点掌握相关知识，并提高自己的实践动手能力。
构建实践教学系统
在机械工程及自动化专业课程教学中，实践教学的应用是必不可少的，但是学生在实际上课的过程中，因为多种情况的存在，从而导致实践课的实施比较少，而且即使开展了实践课，学生在课堂上也不能学到很多切实的实践知识，在这样的情况下，学生的实践能力自然得不到有效的培养。针对此种情况，高校应该构建实践教学系统，并让教师在日常教学中对学生的实践意识进行强化，让学生可以积极地参与到实践中，并提高自身的实践能力。高校在构建实践教学系统的时候，应该对将课程知识分为理论知识和实践知识两种，对理论知识的教学计划等进行明确，对实践课程教学则应该投入更多的资金支持，建设专门的实践基地，这样学生就可以在专门的实验室中更好地进行实践。与此同时，教师在开展实践教学的过程中，还应该注重对学生实践能力、创新能力、思维能力的培养，并与学生进行互动，在互动过程中学生才能将对知识的疑问提出来，教师帮助学生解答的过程就是学生进一步了解掌握知识的过程。
应采用创新的教学模式
在传统的机械工程及自动化专业教学中，教师采用的教学方法较为落后，学生在按照教师所开展的教学方法进行学习的过程中，因为较为枯燥，而且教师的讲解也不是很详细，学生也不能提问，从而导致学生对知识的了解都是一知半解，长期下来，学生学习知识的兴趣就下降了。针对此种情况，高校若是想要激发学生学习知识的兴趣，就应该要求教师采用创新的教学模式开展教学。教师在对教学模式进行优化的过程中，首先要做的就是对围绕此专业课程所具有的特点来对教学方案进行重新规划。在进行规划的过程中，教师应该对学生的兴趣爱好等进行了解，然后以此为基础来使课程教学更加丰富多彩；其次，教师在教学之前应该对市场变化情况进行调查，然后根据当前市场对机械工程人才的要求来调整教学重点，同时在教学中还应该通过多媒体等先进的教学手段来开展教学，只有这样学生所学习的知识才能是紧跟时代潮流的，当学生走入社会的时候才不会被社会所淘汰。
打造一支高素质的师资团队
在学生的学习生涯中，教师是非常重要的存在，对学生的生活和学习都有着至关重要的影响，可以说，教师就是学生的第二父母，教师的教学水平和学生的学习是有着不可分割的联系的。鉴于教师的重要性，高校在对机械工程及自动化专业进行建设和优化的过程中，就应该打造一支高素质的师资团队，只有这样学生才能在教师的教导下更好地学习专业知识，提高自身的文化素养以及实践能力。高校在打造高素质师资团队的过程中，可以从以下两个方面入手：第一，高校应该为教师提供外出交流学习的机会。每个学校在进行机械工程及自动化教学的过程中都有着自己的特点，所以高校应和其他学校建立友好的合作关系，为教师交流学习提供平台。教师到别的学校中学习，可以从中学习到很多经验，将这些经验和自己的教学特色融为一体之后，不仅可以让学生在学习中有耳目一新的感觉，还可以激发学生对知识学习的兴趣，从而促使学生在教师的领导下更好地学习相关知识。第二，高校应对教师教学制度进行完善。有些高校的教学制度并不完善，这样就使得教师教学水平出现两极化，有些教师教学经验丰富、教学水平较高，所以学生在上课的时候能够认真听讲，从中学习到很多知识，但是有些教师尤其是年轻的教师教学经验比较缺乏，在教学中不能了解学生的需求，这样就使得学生在听课的过程中不能全神贯注。针对此种情况，高校应该对教师制度进行完善，让老教师可以带领帮助新教师，将一些有用的经验传授给新教师，从而提高新教师的教学水平，这样学生在听课的过程中才能学习到有用的知识。
3.结语
综上所述，高校开展的机械工程及自动化专业课程是非常重要的，而且此课程的存在也具有积极的意义，但是因为社会是不断变化的，机械工程市场对人才的要求也是不断更新的，所以为了确保高校所培养出的机械工程人才能够符合岗位要求，对机械工程及自动化专业进行优化是非常有必要的。在优化的过程中，可以从教学体系、实践教学、教师教学水平以及教学模式等方面入手，只有切实地落实教学优化，才能够确保学生可以在课堂教学中学习到有用的知识，进而在步入社会的时候不会被其所淘汰。
参考文献
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1机械专业毕业设计课题的选择
课题内容要尽可能多地涉及本专业的教学内容
(1)不同于科研和工程的实际需要，毕业设计的课题首先考虑满足教学要求。因为，学生没有多少实践经验，与实际生产接触机会很少。因此，课题内容要贴近本专业的教学内容，尽可能地通过毕业设计，来总结学生在大学四年内所学的理论基础知识，把这些专业知识有效的结合起来，不能让学生仅仅停留在课本内容基本上都懂，作业也都会做，考试也都不挂科，但就是不能做到应用的状态。(2)课题不能太大、太空。例如，提高机械效率的优化设计、世界先进机械的研究等，类似课题学生的经验和能力暂时还无法把握。
难易程度适中、工作量适宜、适当提前毕业设计开始时间
黄河科技学院工学院的毕业设计安排的是12周时间。但实际上，对于学生来说，真正用来做毕业设计的时间也就一两个月甚至更少，因为在这个时间里，有的学生已经开始去找工作，或者进入工作实习期，不能很好地保证用于毕业设计的时间。因此，如果课题难度太难，或者工作量太大，会造成学生失去信心，进而出现随便抄袭应付的现象。不能达到毕业设计的真正目的。所以，为了保证学生保质保量完成毕业设计，所选的项目难度、工作量要适中。毕业设计的开始时间，可以安排在机械设计的课程结束后。这时候，学生基本具备了设计的初步知识，可以选择适当难度的课题，让部分学生开始试住做些大体跟毕业设计内容基本一致的工作，到真正毕业设计的时候，一是可以把课题做深，二是学生也不感到时间紧张，三是有可能的话还做出实物。给学生的创造性的发挥空间，留够申请专利和论文的时间，提高毕业生的整体素质能力。近年来，我校每年有数十名学生，是用这种方式完成毕业设计的，毕业时他们已经申请好国家实用新型发明专利，并做出了实物。从创意、设计、制造到装配调试和改进过程，对学生来说收获很大，毕业后，学生在企业很快就进入岗位角色，企业也比较欢迎这样的学生。
选题要灵活
课题所涉及的行业要多种多样。例如，装备制造、矿山设备、农业机械、食品加工及特种设备等。这样既满足了不同学生的兴趣要求，又减少了雷同现象，指导教师也可以把难度相对大的课题，按照工艺或结构分成几个小课题再分配给不同的学生，使他们之间既有明确分工又有合作，增加学生的团队协作能力。除指导教师按照自己的工作经验和要求命题之外，可以与企业联系，设计一些在现实工作过程中实际应用的课题，增加项目实用性的同时，也允许学生根据自己的观察与爱好，由自己提出课题。部分学生已经参加了工作，也可以根据其所在的企业的行业性质和产品特点，设计有关产品。最后由教师和学生商议共同提出课题，以提高学生的学习兴趣，对其将来或现有的工作有着直接的帮助。
减少论文在整个毕业设计课题中所占比例，增加机械结构设计的要求
国家教育部20xx年教育改革的一项重要内容，就是将600多所大学本科学校转向职业技术教育。因此，大部分大学本科生将来的就业岗位将是生产一线。因此，倾向于理论研究的论文题目在课题中的比例应当减少，更多地增加和体现生产实践中实际应用的课题。同时，也是由于论文内容是学生更容易抄袭，降低了教学质量，达不到学校开展毕业设计的真正目的。
2机械专业毕业设计过程中的几个具体问题
参考资料的收集
拿到设计题目后，学生最直接想到的是从网络中搜集资料。学生无疑能够很快地找到与自己题目相关的各种资料，但涉及到具体技术问题和具体结构问题的内容，网络中可参考的资料很少，能够具体解答的更少，这时学生就会感到很茫然，无从下手，这就是现代大学生的通病。之所以有这种惯性的思维，是由于现代的教学模式和教学理念不当造成的。在大学学期期间，学生们遇到问题后就去查找课本上的现在公式，只要套用就可以了，然后实际的设计却并非这样简单，要靠学生自己去思考，去查找相关文献。因此，在此期间建议学生到图书馆，到企业去，更广泛地搜集资料。另外，随着标准化的完善，有许多设备的设计制造都已经有了国家或行业标准和规范设计。例如，特种设备、食品加工设备、制药设备和计量设备等其设计方法和过程，甚至结构等都有详细的规定和要求，建议学生在查阅有关资料的过程中，学会查阅相关的国家标准或行业标准。
设计方案的确定
学生在经过了资料的搜集和总结后，根据自己的课题的要求，绘制出机构运动简图。然后对机构的运动部分进行初步的设计计算。此时，机构的选择，前提是要满足课题要求和机器功能的实现。但是，很多学生不重视这个过程，基本上在这个阶段都是画草图，懒于计算，导致在真正的结构设计过程中出现返工的现象。而且在方案设计时，要设计出不同的方案进行比较，甚至要做一些简单的模型进行实验比较。比较的过程中，不仅考虑机构是否达到生产率的要求，还要考虑机构的运动的平稳性，最终确定出更合理的方案，并绘制出正规的机构运动简图。
设计计算
毕业设计中的计算主要包括执行机构和原动机所需的功率、运动学计算、动力学计算。
类比法确定执行机构所需功率
首先，确定直接参与工作的执行机构所需要的力、力矩、速度、加速度和位置等技术参数，从而计算出执行机构的功率;然后，计算出整个传动系统中的传动功率。很多种情况下，执行机构所需的功率比较容易确定，例如，起重机起吊重物所需要的力、钢筋的弯曲切断所需要的力等。然而有时，这些重要的参数无法用简单的方法来确定，因为这些参数与其机器加工的对象和加工工艺有关，例如，压球机的设计。压球机压制过程中的径向压力是要通过模型试验而测定的，对于学生来说，这个环节有困难。因此，这种情况下，就要去找似的工况所耗用的功率，总之就是要用类比的方法来确定执行机构所需要的功率。确定了使用功率就可以确定原动机的功率，按国家相关标准选取电机类型，如三相(或单相)交流异步电机、直流调速电机、步进电机、伺服电机等。其中步进电机和伺服电机的主要参数是根据扭矩确定的。
运动学计算
在确定了电机转速之后，设计者需要对传动系统的各机构进行速比的分配。在速比分配的过程中，学生一般是按照课本推荐的数据来分配的，例如，带传动，课本上推荐的传动比是2～7，但在大功率带传动的机器中，小带轮基准直径确定后，如果按照传动比2～7来设计大带轮时，大带轮的直径会很大，有可能不满足实际的结构要求。在实际的设计过程中，速比的大部分应该是由减速器来承担，所以先确定减速器的型号。具体的步骤是:首先根据速比，对应的功率查到减速器型号，再根据型号(一般其主要结构参数是中心距)查得其联系尺寸。机器其余的速比部分再由其传动形式来补充。
动力学计算
在载荷计算中有时候会遇到较复杂的力的分析，如风载荷，雪载荷，地震载荷等，学生有时候不能够很好地将这些力进行简化，做出受力分析。因此，在此时建议学生去查找相关国家或行业标准里有无所规定的计算过程要求，若设计题目属于特种设备的卷扬机，起重机设备等，国家标准里都规定有计算内容和推荐公式，以及各种参数的选择，这时学生就必须按照标准进行;若标准里没有规定的就得查阅相似情况有没有其他设计人员发表的论文或者专著等，作为计算时的参考;若没有标准规定的，没有资料的，就得做模型试验，来确定相关参数。学习程度比较好的学生建议借助于分析软件进行计算，如Ansys、Creo、Adams、Ｒecdyn等，其计算的目的是确定结构主要零件的尺寸，同时还是要保证机器运动过程中的平稳性与可靠性，为下一步的机构设计打下基础。在此阶段里，许多学生甚至个别老师误解地认为设计就是计算，也就是要把包括结构在内的所有零部件的尺寸都计算出来，才能开始绘图，其实这是错误的。计算是基础，有了基础计算数据，就可以开始绘制结构图，很多结构和一些零件的尺寸是在绘图的过程中去确定的。
结构设计
作为机械专业的毕业生，常见机械和机构的设计与机械识图和制图的能力是最基本的要求，但由于绘图过程相对比较繁琐，需要一定的三维透视能力，学生们害怕画图已成为一种普遍现象。如果在此之前没有进行充足的绘图训练，所画的机械图纸问题较多，与正规图纸的要求有很大差距。虽然此阶段必要的计算已经结束，但大部分学生对绘图仍然感到茫然，无从下手。这个阶段指导老师应该在与学生共同分析结构的特点、视图的合理布置、标准件和外购件的选用、润滑的选用以及安全措施的应用等，重点指导结构设计和图纸的绘制。结构设计一般从执行机构先绘出，然后，逐渐向其他部分展开，边画图边修改，直到完成整个装配图的绘制。相对于装配图的设计，零件图的绘制设计、更多的要求是视图的正确表达、尺寸及加工要求的准确标注、零件材质的合适选择、合理加工工艺性等。所以，零件图要求的完整性和准确性更高。大部分毕业生觉得零件图好画，但结果往往不令人满意。有许多学生仍然还是画了几张在课程设计时的零件图，比如传动轴、齿轮、带轮等，反应出学生对零件设计工作的欠缺和不自信;也有一些同学，先用三维软件建立一个三维的模型，让软件自动生成二维的工程图纸，又不加于修正，致使零件图表达不完善，不能作为实际生产用图纸。所以，在整个结构设计阶段，指导教师要不断地检查学生的进度情况，及时指出图纸表达中的错误和不合理，避免设计出现重大的返工现象。
3结束语
应用型本科生的毕业设计是一个非常重要的实践教学和学习阶段，做好毕业设计，就是要给学生，把在学校的学习知识与就业的岗位要求之间，架起一座畅通的桥梁。因此，在教师指导毕业设计以及学生做设计的过程中:要求指导教师科学、严谨、务实地命题;提前将课题布置给学生，让学生有更充足的时间去调研和实验，并提出更高的要求;广泛多渠道地搜集相关的技术资料;进行多方案设计和比较和优化，正确地按工作量要求完成绘制装配和零部件图纸;规范格式化地撰写设计计算说明书;整个毕业设计过程，师生要定时见面沟通，及时发现问题，及时改正，避免重大返工现象。
摘要：通过介绍人机工程的应用技术，论述人机工程学在机械工程中的应用以及如何应用。凸显了人机工程学在机械工程中的重要性。
关键词：人机工程学;机械工程;人性化设计
0.前言
人机工程学是一门运用系统科学理论和方法，正确处理人、机、环境之间的关系，研究人――机――环境系统相互作用及最优组合的工程技术科学。其研究的对象是人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素;其研究的内容是人和机器及环境之间的相互作用;其研究的目的是提高工作效率，保证人的健康、安全和舒适性等问题。
1.人机工程学的应用技术
人机工程学是一门新兴的边缘学科。它是运用人体测量学、生理学、心理学和生物力学及工程学等学科的研究方法和手段，综合地进行人体结构、功能、心理以及力学等问题研究的学科。通过人机工程学的研究与应用，可为机械设计中考虑“人”的因素提供人体尺寸参数;为机械设计中考虑“物”的功能合理性提供科学依据;为机械设计中考虑“环境”因素提供设计准则;为进行人、机、环境系统设计提供理论依据。
人体尺度在机械工程中的应用
为了使各种与人体尺度有关的设计对象能符合人的生理特点，让人在使用时处于舒适的状态和适宜的环境之中，就必须在设计中充分考虑人体的各种尺度。在进行各种机械、设备、设施和工具等的设计时，首先要考虑的问题就是如何使它们适合于人的形态和功能的范围的限度。例如，所有的作业动作都必须在人的肢体活动所能及的范围之类，其高低位置必须与人体相应部位的高度位置相适应;同时还要考虑将其布置在人操作方便，反应最灵敏的范围之内。其目的是为了提高设计对象的宜人性，让使用者能够安全、健康、舒适、高效率的工作，从而有利于减少人体的疲劳和提高人机系统的效率。
人体不同部位的尺寸在机械设计中扮演着不同的角色，现举一些人体主要尺寸的应用原则：
（1）肘部高度：对于确定柜台、梳妆台、厨房案台、工作台、以及其他站着使用的工作表面的舒适高度，肘部高度数据是必不可少的。通过科学研究发现，最舒适的高度是低于人的肘部高度。休息平面的高度大约应该低于肘部高度的。
（2）大腿厚度：这是设计柜台、书桌、会议桌、课桌、家具及其他一些室内设备和为人们提供座位的设备的关键尺寸。要是大腿和大腿上方的物体有一定间隙。
（3）立姿垂直手握高度：可用于确定开关、控制器、拉杆、把手、书架以及衣帽架等等的高度。
以上只是列举了一部分。在设计过程中要充分考虑人体的各种尺寸，使设计出来的产品让人用着舒服，并尽量减轻人的疲劳感;同时还要注重工作效率的提高。
人体机能的应用
人主要有9个子系统，其中与外界直接发生联系的主要有三个系统，即感觉系统、神经系统和运动系统。人在人机系统中作用过程大致，要使系统有效运行，要求人体各部位协调工作。感觉器官感受外界的信息;大脑理解和决策信息;运动器官执行相应的动作。
感觉系统
不同的感觉通道有不同的适应场合。例如视觉通道适合传递比较复杂或抽象的信息，比较长或需要延迟的信息，与空间方位、空间位置有关的信息等;听觉通道传递比较复杂的信息，短的或无需延迟的信息，与时间无关的信息，快速响应的信息等;触觉通道适合非常简明的、需要快速传递的信息，经常用受触摸的机器或装置的场合等。
当我们的信息用视觉通道传递时，我们设计机械装置时，要综合考虑人的视角与视力，视野与视距，中央视觉和周围视觉，色觉与色视野，暗适应和明适应等各方面的因素。例如眼睛沿水平方向运动比沿竖直方向运动快而且不宜疲劳;视线的变化习惯从左到右，从上到下;颜色对比与人眼也有一定关系，所以危险等信号标志都用红色。
当信息用听觉通道传递时，要综合考虑声音的频率，动态范围，人耳的方向敏感度，掩蔽效应等。同时，还要注意考虑人耳的安全。
神经系统
通过感觉通道传入的信息，在大脑中枢进行复杂的处理。大脑处理信息的速度以及对信息的记忆活动等都具有很重要的意义。对于人脑反应的速度，我们在设计产品的过程中不能使之快于人脑的速度。同时，我们又要充分利用人脑的记忆功能，进行复杂只能活动的能力，来合理设计，从而提高效率，创造价值。
运动系统
运动系统是人体完成各种动作和从事生产劳动的器官系统。骨的功能，各种关节的活动范围，肌肉的强度与力度等，都是我们设计机械器件时应该考虑的。例如关节必须处在一定的舒适调节范围内。对于肢体的运动，要考虑肢体的出力范围，运动范围，动作速度与频率等。
摘要：
通过在发电厂的在役超声波检测的经验积累，并根据对比试验，总结出一些非全焊透小口径管座角焊缝超声波检测的方法。
关键词：
小口径;焊缝;超声波检测;试块;集箱
1.小径管座角焊缝超声波检测的技术要求
在焊缝产生的各种缺陷中，面积型缺陷的应力集中程度要远大于体积型缺陷。因此要首先将裂纹、未焊透、未熔合等危险性的面积型缺陷检出并及时消除。这些面积型缺陷利用超声波探伤时灵敏度比较高。角焊缝超声波探伤技术的要求是所采用的工艺能使超声波主声束扫查到整个管座角焊缝截面，并能明显区分缺陷波与结构波，同时要求操作简便，易于现场使用。
2.小径接管座角焊缝超声波检测探头的选用分析
单纯采用小径管斜探头从接管座一侧对角焊缝进行检测， 存在部分漏检区;单纯采用普通斜探头从集箱一侧对角焊缝进行检测也无法实现。在本次试验中，选用小角度纵波探头和小径管横波斜探头对小径接管座角焊缝进行综合检测。
由于受到集箱结构影响，超声波检测只能在管座侧以接管为检验面进行单侧扫查，依据DL/T 820—2002 《管道焊接接头超声波检验技术规程》规定，管壁厚度为 8～14 mm， 推荐折 射 角 为 63°～70°(对应的K值分别为2和)， 选取实测 K 值为 ， 晶片尺寸准 6 mm，频率5 MHz， 探头前沿为 5 mm 的斜探头进行检测。 仪器选择以色列生产的 ISONIC 2008，由于该仪器具有 B 扫描功能，对于显示缺陷能够进行 B 扫描成像分析，便于缺陷记录和分析，选用甘油为耦合剂，在小直径管焊接接头超声波检验专用试块DL-1上制作准1 mm孔 的DAC 曲线。
3.对比试块的设计制作
小角度纵波对比试块的制作要求和设计指标
分别选取一定曲面、壁厚的材料模拟集箱管材，并在轴向及周向管座开孔部位制作 1 mm 和 2 mm深的切割槽模拟缺陷， 在对比试块中间不同深度做!1 mm×6 mm 横孔进行灵敏度比较试验。
小径管与横波斜探头对比试块制作要求和设计指标
用对比试块的切割槽模拟不同深度的未焊透缺陷。该试块分别切有 1 mm、 mm、2 mm、3 mm、4mm、6 mm、8mm 深的水平线切割槽， 用以模拟管座。
侧未焊透缺陷; 在 mm 线切割槽后集箱侧焊缝熔合线位置分别切有 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、6 mm深的切割槽， 模拟不同深度集箱侧坡口未熔合缺陷。
4.检测验证
某电厂燃煤锅炉，机组累计运行时间 10 万小时以上。为了解锅炉集箱管座角焊缝运行情况，检修期间，对水冷壁、低温再热器、省煤器、末级再热器的集箱管座角焊缝进行超声波检测，以Φ51×7 的小径管座角焊缝检测为例：小口径管座角焊缝规格：小口径管规格为Φ51×7mm，管座角焊缝宽度为 11mm，焊缝高度为8mm，集箱坡口深度为7mm。
仪器、探头
选用数字式 A 型脉冲反射式超声探伤仪，探头频率为5MHz，探头前沿长度为5mm，晶片尺寸为6mm×6mm，折射角度选为°的的横波斜探头。根据公式：
计算出最小折射角度为55°，所选探头折射角度满足检测条件。
DAC曲线的制作
利用DL-1小口径管专用超声波检测试块上深度为8mm、15mm、20mm、25mm的Φ1mm的长横孔来制作DAC曲线。由于非全焊透小口径管座角焊缝的结构特殊，小口径管有一部分插入集箱本体，定量和判废灵敏度的要求可适当降低。
反射信号的分析
检测工作中，必须区分出焊缝的根部反射信号和缺陷反射信号。根据焊缝的结构尺寸、探头的位置、示波屏上探头入射点到反射信号的水平距离、反射信号的深度，综合判定该信号是否为焊缝根部反射信号或缺陷反射信号。根部反射信号的判定：先使探头靠近焊缝，再向后拖动探头，示波屏上如果出现反射信号显示，先根据反射信号的水平距离显示，依据焊缝的尺寸，在工件上通过实际测量，判断是否在根部位置;然后根据反射信号的深度，依据工件的厚度，判断是否在根部位置，如果反射信号的水平距离、深度显示都在焊缝根部位置，则可判定该信号为根部反射信号显示。
缺陷反射信号的判定：继续向后拖动探头，示波屏上根部反射信号的幅值降低。在根部反射信号以外如果出现反射信号显示，则可初步判定为缺陷信号显示。如果该反射信号的深度显示大于或等于两倍工件壁厚，且在焊缝范围内，水平距离显示经实际测量也在焊缝范围内，则可判定该反射信号为缺陷信号显示。
检测结果
对缺陷管座经过解剖检查内部均发现未熔合、夹渣、裂纹等缺陷，解剖结果与超声检验结果全符合，有效保证了锅炉的焊接质量及机组的安全运行。
角焊缝根部无余高只可见集箱壳体端角反射波，反射能量高，波形尖锐，根部有余高可见余高反射波与集箱壳体端角反射波，能量低于端角反射波。
根部未完全焊透的反射波形明显低于余高反射波形，集箱壳体端角反射波能量基本不变。
对于根部完全未焊透结构，集箱壳体端角反射波能量明显降低，完全未焊透反射能量高于集箱壳体端角反射波能量。
5.结语
综上，对非全焊透小口径管座角焊缝的超声波检测，采用小晶片、短前沿、小折射角度的超声波横波斜探头进行检测，可以有效的检测出管座角焊缝内部缺陷，达到检测的目的，为目前非全焊透小口径管座角焊缝内部缺陷检测的有效方法。
摘要：利用三维实体建模软件Pro/E与机械系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了挖掘机器人机械子系统、液压子系统模型，并在ADAMS环境中利用参数关联技术，将两个子系统模型集成，建立起挖掘机液压与机械一体化的虚拟样机模型；在此基础上进行了大量的运动学和动力学仿真。研究结果为预见设计方案的可行性及物理样机的试制提供了一定参考；可提高产品开发速度和精度，降低开发成本；具有重要的理论与工程意义。
关键词：挖掘机器人；液压机械复合系统；虚拟样机
挖掘机器人是机液一体化的机械装备，对挖掘机的开发涉及到机械和液压等学科领域的技术。传统的物理样机开发模式存在开发周期长、成本高、修改困难等多方面的问题。应用数字化虚拟样机技术能有效地克服传统物理样机开发模式的缺陷，加快产品开发速度，节约开发成本，为机）液复合系统设计、产品复合性能评价提供了一种有效的手段。借此技术，工程设计人员可在建造物理样机之前，在计算机上建立虚拟样机模型，伴之以三维可视化处理，模拟现实环境下系统的运动和动力特性，并根据仿真结果对各种设计方案进行快速优化对比，在设计早期就能确定关键的设计参数，预测产品系统性能，以减少产品开发阶段，物理样机的试制、试验次数，节省设计经费，缩短设计周期，提高产品质量及产品系统性能。
一、机械系统建模
利用三维实体建模软件Pro/E和机械系统动力学仿真分析软件ADAMS/View联合建立挖掘机机械系统模型。
环境建模与装配
机械系统模型的准确性是决定所设计的液压系统是否具有实用性的前提条件，所以，建立的机械系统模型应尽可能准确，但考虑到仿真实时性要求，模型在基本适合所要求工况的前提下还应尽可能简单。根据研究目的，建模时将挖掘机结构进行了合理的简化和抽象，按照是否存在相对运动（暂不考虑行走运动）将挖掘机器人划分为：转台1、动臂2、斗杆3、铲斗4、铲斗摇杆5、铲斗连杆6、动臂液压缸体7、动臂液压活塞杆8、斗杆液压缸体9、斗杆液压活塞杆10、铲斗液压缸体11、铲斗液压活塞杆12共十二个大运动部件.
挖掘机三维实体建模包括所有零件的三维实体模型建立及整机装配。利用Pro/E特征选项里的拉伸、旋转、剪切、混合扫描等操作命令建立各零部件；然后按照挖掘机工作装置的各零部件间装配与配合关系，对各零件的三维实体模型进行装配，得到挖掘机整机的三维实体装配模型。
机械系统模型从Pro/E传到ADAMS/View中
ADAMS提供了与Pro/E软件的数据交换接口Mechanism/Pro，Mechanism/Pro是MSC公司为ADAMS开发的与Pro/E软件的专用接口程序，作为一个菜单，挂接在Pro/E环境中。该模块是连接Pro/E与ADAMS之间的桥梁。二者采用无缝连接的方式，使用户不需要退出Pro/E应用环境，就可以将装配完毕的总成传送到ADAMS/View中。利用该接口模块解决了ADAMS环境中不易构建复杂模型的缺点，使用户可以在其熟悉的CAD中建立三维机械系统模型，通过一个按键操作，就可将数据传到ADAMS环境中，提高了工作效率。
三维实体模型进入ADAMS/View后，各零部件之间是毫无联系地独立存在于ADAMS/View环境中。这种状态下即使全部零部件都已导入，也不能构成一台具有现实意义的虚拟样机。只有在此基础上，借助ADAMS软件再添加适当的连接、载荷、运动约束和力等模型特性，才能建立仿真模型即虚拟样机。动臂下铰点铰接在转台上，利用动臂油缸的伸缩，使动臂绕动臂下铰点转动，依靠斗杆油缸使斗杆绕动臂的上铰点摆动。
二、液压系统建模
本文根据需要对液压油路进行了简化，并按功能划分为结构相似的动臂、斗杆、铲斗、回转、行走五个工作回路.挖掘机举升机构，即动臂的液压工作回路，其是简化的执行元件为液压缸的典型液压回路，其它几个回路与此类似。当换向阀4由中位移至左位（下）时，压力油经单向阀3进入液压缸底部，液压缸上腔里的液压油回到油箱，活塞向上运动；反之，当换向阀4由中位移至右位（上）时，液压油直接进入液压缸上腔，使活塞向下运动，从液压缸下腔流出的油通过阀6回到油箱，如达到一定压力，则向液压缸上腔补油。当换向阀处于中位时，阀5和阀6均关闭，活塞双向锁止，动臂处于某一固定位置。以下为基于流体传动理论，利用ADAMS提供的数值算法和函数，创建液压元件和液压系统模型的过程。
压力源（泵）及油箱
压力源是为整个液压系统提供动力的元件。根据液压系统的设计，压力源的初始压力设为。一般情况下，液压系统工作时压力源的压力变化不大，故认为该压力为定值，并将压力变化函数设置为与初始压力相同的数值，即设为定值；油箱被认为是一个很大容积的蓄能器，压力可维持不变，故油箱模型只需设置压力参数即可。
方向控制阀（三位四通阀）
方向控制阀为整个系统的控制中枢。由操作人员直接控制，实现液压缸的往复运动。所需设置的参数有阀芯的初始位置、阀开启及关闭所需的时间、阀的泄漏系数和因阀所造成的压力损失等。
止回阀（单向阀）
止回阀在液压系统中起到正向流通，反向截止的作用。对于止回阀来说，需要设置关闭时阀芯两端的压力差及流量，阀口心截面积变化率以及泄漏系数和响应时间等。
背压阀
背压阀在液压系统中主要起保压和稳压作用。在背压阀属性对话框中，需要设置阀口流通截面面积变化率、阀口初始位置、阀的泄漏系数和响应时间等参数。
三、结束语
从虚拟样机系统仿真建模的角度来看，整个系统可以分为机械系统、液压系统两个大部分。通过对挖掘机液压）机械系统分别建立虚拟样机模型，而后利用参数关联技术使机械系统和液压系统成为有机的整体，实现了整机机）液复合系统的联合动态仿真分析，打破了单纯机械设计的局限性，仿真结果基本符合技术上的要求，为物理样机的试制及其它型式机）液复合系统的设计和研究提供了很好的参考。可以用于研究液压系统、机械系统参数改变对整机系统性能的影响及挖掘机复合系统设计、系统优化和方案论证；加快挖掘机产品的开发速度，降低开发成木，提高市场竞争力。
现代农业与农业机械化发展论文
现代农业是以农业机械化为物质技术基础的农业。农业机械化水平的高低，是国家农业工业化和现代化水平的重要标志。农业机械化作为农业生物高新技术研究成果得以有效实施和推广的关键载体，对于提高粮食综合生产能力，保障国家粮食安全，促进农业产业结构调整，加快农业劳动力的转移，逐步发展农业规模经营，发展农村经济，增加农民收入，加快现代农业建设进程，提高农产品市场竞争力都具有重要的作用。
一、农业机械化与建设现代农业的关系
农业机械化大幅度提高农业劳动生产率，是现代农业的重要物质基础。农业机械是农业生产的重要工具，是农业生产力的重要要素。发展农业机械化实质上是一场生产手段的技术革命。农业机械装备突破了人畜力所不能承担的农业生产规模的限制，机械作业实施了人工所不能达到的现代科学农艺要求，改善了农业生产条件，提高了农业劳动生产率和生产力水平，为农场规模扩大，农产品品质提高，形成专业化、商品化生产提供了可能。
农业机械化过程将产生内生增长的良性循环效应，是现代农业建设的重要内容。从一定意义上说，农业现代化是农村工业化过程，其中包含农业机械化过程。从各国推进农业机械化的内容和实现农业现代化的形式看，尽管各国选择了不同的发展模式和途径，但共同点都要解决农业机械化问题。可以说，农业机械化是农业现代化的重要内容。
由于农业机械化是对传统农业改造的技术进步过程，农业机械化投入是农业生产方式除旧布新或推陈出新的新陈代谢过程。根据现代经济增长理论，农业机械化投资会引致知识的积累，农业机械投入与知识积累形成一种有形投入与内生增长相结合的复合资本品，又将加快技术进步的进程，技术进步又可以提高农业机械化投资的效益，使农业经济系统出现增长的良性循环，从而推进现代农业建设和农业现代化进程，促进长期经济增长，提高竞争能力。
农业机械化为农业和国民经济发展提供支撑和保障，是现代农业的重要标志。衡量农业现代化水平的主要指标是农业劳动生产率，而农业机械化是提高农业劳动生产率的主要手段。
二、我国农业机械化现状及存在的主要问题
思想观念不够解放。农民传统的耕种观念没有得到根本改变。目前，许多农民对科技含量高的农业新机具、新技术的接受处在犹豫观望状态，一些农民购买农业机械很大程度上是为了脸面，为了在人前抬起头，这种思想与市场经济的观念是格格不入的。2、农业机械装备结构不合理。大中型农机具较少，小型农机具居多，配套率过低，农机作业范围狭窄，致使其整体功能的发挥受到限制。在种植业和农产品粗加丁领域，机械化基本上取代了传统的役畜生产，但机械多以小型为主，对农业增产增效的促进作用明显减弱，从而影响了农业由粗放型生产向集约化生产的转变。3、农户经营规模小型化和大中型机械大规模作业的矛盾突出。土地属分散经营，大片作业受到限制。4、作业成本居高，农民热情降低。由于油料涨价、机车空行程多、机车老化耗油增大等诸多因素，使农民使用农业机械的积极性降低、在调查中发现，目前构成农机作业各项成本中，油料成本已变成主要成本。油料的价格变动对农机生产成本的影响最大，若成本过高，则农民对发展农业机械化的热情急剧降低。5、农机化服务体系尚未健全。农机社会化服务程度不高，服务体系不健全。县、乡、村二级农机服务网络缺乏服务手段，特别是在农机具作业过程小更显得无所作为，使服务水平与农机现代化水平不相适应，阻碍了农业机械化发展，严重不适应市场化、国际化需要。
三、促进农业机械化发展的政策措施
加快农业机械化政策法规建设步伐。《_农业机械化促进法》已正式实施。围绕该法，完善配套措施和保障手段，建立健全农业机械化行业宏观管理的政策法规体系，进一步加大政策法规对农业机械化的支持保护力度。
进一步加大农业机械购置和使用补贴力度。从20xx年开始，我国总体上已进入工业反哺农业的转折期。我国已进入以工补农、以城带乡的发展阶段。随着国民经济的快速、健康发展，进入反哺期和转折期的省（市）和地区将继续增加。因此，中央财政补贴应加大农业机械的购置补贴力度，以增加农业机械在农业生产中的运用，促进农业机械化水平的提高。
除采取政府补贴、部分出资的政策扶持外，还可通过建立基金、提供优惠贷款等方式，积极引导农民和农机社会化服务组织发展农业机械化，发挥政策调控功能，以调整、优化我国农业机械装备结构，适应农业结构战略性调整的需要。
依法对农业机械作业继续执行免税政策，对标准化、规模化机械作业实行一定补贴政策，以充分发挥农业机械作业效率，降低作业成本，增强农机经营主体的竞争力。
加大财政对农业机械化科技的投入力度。科技进步和技术创新是提高农业机械化水平的决定性因素。国家应依法加大对有关科研机构和院校从事农业机械化科学技术研究的支持力度，应尽快建立农业机械科技开发专项基金，组织实施重大新型农业机械产品和配套机具的开发和生产。重点解决农业机械新技术、新机具科研开发总体滞后，不能满足结构调整需求等问题。对市场需求大的短缺产品进行重点开发。通过政策扶持、科研开发和示范推广，逐步建立以企业为主体，科研部门、推广部门参与的农业机械化科技创新体系。
加强农业机械化新技术试验、示范工作。结合农业机械化新技术的推广应用，选择有一定基础、区域经济明显的市（县），进行重点示范和扶持，提高农业机械装备和机械化水平。国家设立的基层农业机械技术推广机构应当以试验示范基地为依托，为农民和农业生产经营组织无偿提供公益性农业机械技术的推广、培训等服务。通过加强农业机械化示范基地建设，充分发挥项目示范作用。根据当地农业发展的需要，依照《_农业技术推广法》和《_农业机械化促进法》的规定，向农民和农业生产经营组织推广先进适用的农业机械产品。超级秘书网
进一步扩大对外交流与合作。继续实施农业机械化“走出去”战略，加强政府间的农业机械化合作与交流，一方面加强农业机械标准化、质量监督等领域的交流，借鉴国外经验，逐步建立完善的农业机械化标准体系和质量监督体系。另一方面扩大有竞争优势的农业机械化技术输出和农业机械产品出口。积极引导有条件的国内农业机械企业在境外投资办厂，扩大我国农业机械产品在国际市场上的份额。进一步扩大利用外资规模，鼓励国外先进农机企业到我国合资或独资办厂，促进农业机械化技术的应用和农业机械产品质量的提高，加速我国农业机械化的发展进程，全面提高我国农业竞争能力和农业国际竞争力。
综上所述，农业机械化在建设现代农业进程中具有重要的作用。农业机械化可大幅度提高农业劳动生产率，促进农业劳动者文化素质和农民收入提高，加快农村富余劳动力转移，使农业经济系统出现增长的良性循环，为农业和国民经济发展提供支撑和保障，加快现代农业建设进程。但我国农业机械化水平较低，严重滞后于国民经济和社会发展的需要，成为制约我国现代农业建设和农业现代化进程的主要症结，与党的_提出的建设现代农业的战略目标还有很大差距。因此，为更好贯彻《_农业机械化促进法》，国家必须进一步加大对农业机械化的财政投入力度，解决农业机械化发展中存在的问题，依法促进农业机械化快速、健康发展。
摘要：毕业设计是提高学生综合素质与创新能力的关键一环，也是高校教学工作中的一项常规性内容。本文从科学选题、落实开题环节和保证毕业设计答辩质量等关键环节阐述了提高毕业设计质量的措施。
关键词：机械工程，本科，毕业设计
1.引言
2.科学选题
选题是毕业设计工作的龙头，选题质量是影响毕业设计质量的重要因素，精心挑选毕业设计题目，是搞好毕业设计的第一步。但是选题目前存在着一些问题：有的选题缺乏综合性、新颖性，深广度不够；有的选题对学生显得难度较高，工作量过大；有的选题虽然有较高的研究价值，但学生由于怕难或者因就业等原因而不愿选；另外，系与系之间和各系内部之间的设计题目在难度和分量上也存在一定差异。
针对以上问题，可以从三个方面综合考虑选题。
（1）毕业设计选题要尽可能联系工程应用、生产实际和科学研究。这样有利于调动学生的积极性，由于是真做实干，他们就会主动去了解、熟悉有关科研情况，分析解决问题的方法和途径，使能力得到提高。因此，我们在为20xx级机械制造及自动化专业的学生选题时，选择了“旋转超声主轴振动系统研制”，“三座标工业机械手的设计”，“防伪矿泉水瓶盖的设计”，“自动门PLC控制系统设计”，“适合于电感的微点焊系统研制”等新颖又结合科研实际的课题，尽量反映当代科技发展水平，让学生能了解、把握国内外在该研究领域的最新成果和发展动态，结果学生更加乐于参与到科研课题的研究中。
（2）要考虑完成课题的客观条件。学校毕业设计经费、教学试验条件都有限，不是任何来自科研实际的课题都可用做毕业设计，必须根据客观条件来选择设计题目，这些条件主要包括：可查资料库源，试验设施和足够的经费等，因此我们在选题时，一般选用能为学生提供可用的仪器设备，试验场地等条件的科研课题，例如“微细特种加工中心”试验样机在我们教研室已经搭建好，“线切割机床、电火花机床、超声抛光装置”等设备可以为学生做毕业设计时提供可以直接操作，锻炼自己的动手能力的机会。
（3）要有适当的难度和深度。举例说我们选择“旋转超声主轴振动系统研制”课题时，考虑到该课题涉及了声学，机械振动学，电力电子学，数电，模电等多个领域，涉及的知识面较广，设计工作量较大，有一定的深度，学生可以通过综合应用所学的基础理论和专业知识，在规定的时间内得到充分的锻炼，但是考虑到本课题有一定的难度，为了保证学生在有限的毕业设计工作时间内，经过努力能完成任务或做出阶段性结果，我们安排了两个同学参加，在掌握总体设计思路的基础上，分别进行硬件结构设计、驱动电路等不同部分的，有侧重点地进行研究，经过分工合作，完成了整个课题的设计任务，效果良好。
3.落实开题环节
为提高毕业论文设计教学质量和探索出适用于毕业论文设计全环节教学质量监控的方法，可借鉴研究生创新能力培养方法，在本科毕业论文设计教学中新增开题环节，以强化学生包括查阅文献资料广泛获取信息，提出问题、拟定实验研究方案和设计方案，科学实验与测试，数据整理与分析，撰写实验论文，书面表达和口头表述等能力在内的基本创新能力。
（1）开题环节的必要性。开题的意义在于完善论文设计方案，使论文设计方案更加系统化，收集信息，听取各方意见，明确思路以坚定论文设计者的信心。一般说来，将思考的东西正式地讲出来和写出来，会比原来所思考的更有升华的意味，因为从“思”到“说”和“写”，其间加入了逻辑的创造过程。通过撰写开题报告，要求学生讲清题目的来龙去脉，从而使学生明确毕业设计课题的目的和要求，对题目有更深刻理解与认识，会使原来的论文设计思路更加完善和系统，对自己的工作做到“胸有成竹”，减少盲目性，避免出现不知从何处入手的尴尬局面。
（2）开题环节的组织在开题会之前，每个学生按规范书写了开题报告。学生持经指导老师签字同意的选题报告书、任务书及其它相关资料上台汇报选题的目标和意义、拟采取的技术路线和方法、工作基础、预期成果和工作计划等内容10分钟。评审小组根据学生自述和选题报告书及其它文本内容，对学生论文设计是否达到专业培养目标要求和完成论文设计的可行性进行考核，并对论文设计广度、深度、贴切度、重点和难点等提出具体的修改意见。
4.保证毕业设计答辩的质量
答辩是毕业设计（论文）工作的最后一个环节，是全面检查和评估毕业设计（论文）质量的重要手段。严格的答辩将有利于学生树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计（论文）。学院可根据本院及所属各系的具体情况成立若干答辩分委会，分委会下辖若干个答辩小组。分委会主任和答辩小组组长均由副高职称以上教师担任。答辩前应认真审查学生的答辩资格，毕业设计（论文）应由除指导教师外的答辩小组1名以上教师认真评阅，写出评阅意见与评分，评分不及格者不得参加答辩。凡毕业设计（论文）拟评“优秀”的学生，都必须参加各系答辩分委会组织的集中答辩。对毕业设计平时不认真、小组答辩成绩较差的学生，由相关分委会组织复答辩后视情况决定是否给予通过。答辩时间应控制在学生汇报15—20分钟，教师提问20分钟为宜。毕业设计成绩评定必须坚持标准，严格要求。“优秀”的比例应严格控制在本专业参加答辩总人数的20%以内，优良比例应严格控制在60%以内。对毕业设计（论文）的质量，除了本身的学术水平、应用价值外，还应考察学生解决实际问题的能力、对知识的综合应用能力、在工作中查阅处理信息和应用各种工具的能力、撰定科研报告和表达交流的能力以及在工作中的团队协作能力等。答辩委员会要办事公正，治学严谨，严把质量关，对毕业设计（论文）达不到教学要求的，决不姑息。
5.结论
搞好毕业设计（论文）工作，重要的是要做到“五个到位”，即认识到位、经费投入到位、指导教师到位、学生到位和管理工作到位。另外，科学选题，严把选题关是做好毕业设计（论文）的前提；认真做好毕业设计开题工作是毕业设计工作顺利进行的保证，消除学生毕业前的各种干扰，专心做好毕业设计，是本阶段学生思想政治工作的重点；严格的答辩将有利于学生树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计（论文）。
参考文献
[1]董黎刚，赵姺。高校毕业设计中出现的问题及对策[J]。南京电气电子教学学报，2004，26（6）：122—124
浅谈自动化机械制造
摘 要：自动化制造系统（FMS）系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。
关键词：制造规模;关键技术; 发展趋势
随着 社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，FMS发展颇为迅速，并且由于微电子技术、 计算机技术、通信技术、 机械与控制设备的发展。
一、自动化机械制造规模
按规模大小FMS可分为如下4类
（一）自动化制造单元
FMC：的问世并在生产中使用约比FMS晚6～8年，它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实{目单机自动化化及自动化，迄今已进入普及 应用阶段。
（二）自动化制造系统
通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等），由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及 管理。
（三）自动化制造线
它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f：MS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床，亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统自动化的要求低于FMS，但生产率更高。
（四）自动化制造工厂
FMt是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行 联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统（C1MS）投入实际，实现生产系统自动化化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统IMS）为代表，其特点是实现工厂自动化化及自动化。
二、自动化关键技术
（一）计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
（二）模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经 网络的自学方法更起人们极大的关注。
（三）工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题（如解释、预测、诊断、查找故障、设计、 计划、监视、修复、命令及控制等）。由于专家系统能简便地将各种事实及 经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为FMS的诸方面 工作增强了自动化。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能（包括专家系统）技术必将在FMS（尤其智能型）中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造 环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自 组织能力。
（四）人工神经网络技术
人工神经网络fANN）是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、启动控制技术发展趋势
（一）FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而 经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
（二）朝多功能方向发展
由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统”frms）国际性开发项目，属于第二代FMS：完善的第二代FMS正在不断实现。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
进入新世纪，FMS获得迅猛发展，几乎成生产自动化之 热点。一方面是由于单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的发展，提供了可供集成一个整体系统的技术基础：另一方面，世界市场发生了重大变化，由过去传统、相对稳定的市场，发展为动态多变的市场，为了从市场中求生存、求发展，提高企业对市场需求的应变能力，人们开始探索新的生产方法和经营模式。
针对当前存在的问题，文章提出了机械工程材料课业评价多元化考核方案，即以学生为单元的自主学习考核占10%，以小组为单元的案例讨论考核占20%，大作业考核占20%，考试考核占50%。改革后的课业评价方案以提高学生自主学习能力，培养学生能动性与创新性，强化学生工程素质及工程实践能力为目标，各组元所占分值比例均以上述培养目标为基础，是上述目标的'综合反映，并为多年的教学实践所证明，具有科学性、合理性、可行性。
以学生为单元的自主学习考核
对材料类相关专业学生，该课程前几章与材料科学与基础课程有较多的重复，但该部分是基础知识点，亦是材料后续选材及热处理的理论依据，结合各校学生实际掌握情况，该部分内容并不能完全删除，因此采用引导式教学，以学生自主学习为主，学生的作业、章节总结及随堂小测验为考核标准，教师仅对重点，难点知识做讲解，相应减少该部分课时量的分配。同时，自主学习考核可包含学生日常出勤、课堂讨论，其目的是鼓励学生提高课堂参与度，活跃课堂氛围。
以小组为单元的案例讨论考核
在工程项目化分组讨论教学中，每个小组(5～8人为一组)会收到一份工程项目任务书，任务书中说明了某机械部件的名称及部件的结构，学生根据具体的任务，以小组协作的形式查询相关资料，明确该部件的服役条件、失效形式，并依此进行选材及工艺路线分析，制定合理的热处理工序，阐明热处理后材料的组织及性能，最后完成相应的工艺报告。该过程中不仅是对整个教学内容的概括、总结和应用，更是需要学生将理论与实践良好的结合，是一个发现问题、解决问题的探究式学习过程，同时培养了学生团队合作精神，组织协调及分工协作能力，是该课程主要教学目标和要求的集中体现。
大作业考核
该部分给出大作业题目，要求学生查阅相关文献，独自完成相关作业要求。此过程中提高学生自主解决问题的能力，同时大论文的考核可以打破学生单纯应试学习，有利于调动学生学习的积极性和主动性，提高学生查阅文献，获取知识的能力，对培养学生系统分析问题，解决问题有很大的帮助。
考试考核
当前，考试考核虽有局限性，但仍不失为对学生理论知识掌握情况进行客观评价的一种公平有效的方式。精心设计的考试题目涵盖了该课程的主要知识点，能够准确反映学生对基本知识点，基本理论的掌握情况，而基础知识的掌握是学生完成熟练选材及材的基础。
1.加强对操作人员的管理要求。要求操作人员要做到“三懂、四会”三懂指懂操作规程、懂设备性能、懂结构原理，四会指会操作、会保养、会修理、会判断和处理一般事故。
2.加强对操作人员的培训和考核，应加强对操作人员在设备维护保养方面技术能力的提高和考核。
3.要求维修人员能快速、准确地判断设备事故及做出相应维修处理，以保证施工生产的顺利进行。要求操作人员、维修人员要做好维修记录。
4.在维修时，尽可能合理地安排操作人员陪同维修人员进行设备维修作业，以进一步提高操作人员对设备各部分性能的了解。使其进一步改进操作方法，提高自身技术水平。
5.实行操作人员、维修人员联合包机，对设备所出现的问题，由双方共同分析研究，找出原因，总结并搞好整改预防，从而加强了操作人员与维修人员的沟通及他们的责任心。
6.在设备维修完毕后，双方共同确认并在有关资料上签认。这样做的目的是：使设备维修保证规范化和合理化，通过操作人员与维修人员相互了解和监督，提高设备使用和维修质量，延长维修周期，降低维修费用，提高操作人员、维修人员的技术水平。
7.加强对设备维修的监督管理。为有效控制设备维修质量，企业首先要收集各种修理工艺规程和质量标准，这些是保证设备维修质量的基础。在维修过程中，要实行有效的监督制，设专人严格按规程和标准对维修过程进行全程或不定期监督检查。
