机械工程方向(6篇)
时间：2024-07-25
时间：2024-07-25
关键词：一流大学；高等工程教育；卓越工程师；计算机辅助
引言
欧洲的大学教育已有上千年的发展历史。被誉为“欧洲大学之母”的法国巴黎大学创立于9世纪，颇具特色的法国高等工程教育已延续700多年；在世界高校中独领的英国剑桥大学和牛津大学已有800和900多年的历史。美国高校的后发优势很大，于1636年和1861年建校的哈佛大学和麻省理工学院(MIT)，几乎使全世界的优秀学子趋之若骛。近年来,西方发达国家的工程教育更是逐渐走向成熟和理性，以麻省理工学院为首的国外一流大学纷纷提出工程教育改革的新理念，MIT凭借科研优势，规划实施“回归工程实践”计划,利用课余及假期加强学生的工程实际训练的办法，通过本科研究导向计划(UROP)、本科实践导向计划(UPOP)与企业结合，组织学生参与实际设计课题或工程实践，让学生充分应用数理科学和现代化手段去解决现实问题。欧洲在“博洛尼亚进程”下启动了三大工程教育改革创新计划，即H3E(HigherEngineeringEducationforEurope)、E4(EnhancingEngineeringEducationinEurope)，TREE(TeachiDgangResearchinEngineeringinEurope)，站在以“科学主导”引领未来、以“回归工程”适应需要的高度，提出整合型创新课程体系结构，即科学基础课30％、工程基础课30％，商务技能15％，工程应用与系统解决方案25％。2005年6月15日作为第一个正式加入《华盛顿协议》教育体系的非英语国家的日本，虽然起步较晚，但发展速度较快，已颇具发展规模。成立了高等工程教育认证委员会(JABEE)，大力实施“21世纪COE计划”(CENTEROFEXCELLENCE“优异研究中心计划”或“卓越研究基地计划”)，高等工程教育注重加强与主导产业合作，优化工程课程，吸引优秀生源，提升工程专业竞争力。加上日本雇主招聘时提出的“最理想的职业要求是尽可能高的综合技能”的口号，迫使即使是没有资格上大学的学生,也会努力在学校学习。严格而激烈的考试竞争创造了一个能够非常正确地测定个人素质的体制。大企业几乎无需花费就得到高素质的具有工程能力的大学毕业生，支撑着日本经济的大企业的竞争能力。综上所述，国外一流大学已从日常本科教学上重视工程教育的实践性和创新性,从注重科学和工程基础教育转向工程实践；从关注工程教育本身转向强调影响工程教育的哲学、教育学和文化学,重新诠释高等工程教育的内涵。从课程设置、培养模式和教学方法等方面进行改革,同时鉴于现代科技与生产的发展以综合化为基本特征，也十分注意课程的综合化，努力使基础教育和专业教育、应用研究和开发研究相互交叉渗透，强调产学研合作教育和创造力、领导力培养，以培养学生适应社会发展的需要和具有解决复杂课题的技能。
由于长期的封建社会，我国一直到晚清才开始创办大学，迄今只有100多年的历史。目前，我国高等工程教育规模居世界第一，是世界高等工程教育大国，但这并不等于说我国是高等工程教育强国。我国设有工科专业的大专院校有1500余所，工科在校学生达600余万。然而，如此巨大的高等工程教育规模，其培养的合格工程师的“可获得程度”世界排名自1998年以来却一直处于末位。当然，近年来我国教育界和高校的工程教育也越来越强调工程实践能力和创新能力的培养,并且也进行了一定的有益尝试。但与国外相比,中国的高等工程教育仍然面临一些亟待解决的问题,其中工程教育改革理念缺乏、人才培养模式单一、工程实践教育缺乏长效运行机制等问题值得我们深入思考和研究。2010年7月党中央，国务院颁发了《国家长期教育改革和发展规划纲要(2010—2022年)；要求围绕提高质量为核心，加快推进高等教育改革和体制机制创新，其中首推的是高等工程教育改革。作为教育部直属高校和地处中国经济最活跃之一的长江经济带中心的江南大学，在工程教育改革实践和卓越工程师培养方面进行了积极有益的探索。下面结合我校机械工程学院现代机械设计专业的教学改革谈谈几点工程教育改革的主要思考：
1.整体优化培养体系与教学内容
很多工科背景的高校在本科培养计划中仍然把教学学时安排得很满，强调让老师教学生学得更多，教学存在重知识轻能力培养的现象。培养计划过分要求学科性、专业性和完整性，造成各课程自成体系，割裂课程间的固有联系和传承。而培养体系优化也只是简单地把相关的课程罗列在一起，课程间并未建立起真正的联系，更谈不上在新形势下将新技术新方法整合在教学内容中形成新的课程，所以现行的培养体系与教学内容无法体现现代工程教育的新思想和新观念。学生日常学习只是完成书本上的习题，指点在于基础理论和陈旧方法和手段的掌握上，不熟悉工程环境和需求，难以发现问题更不能解决问题，造成工科学生工程能力较差的普遍现象。
逆向工程技术是近年来逐渐发展起来的先进技术，它的出现给农业机械设计提供了一种新的思路。本文首先介绍了逆向工程技术，然后阐述了逆向工程在农业机械设计中的应用。
[关键词]
逆向工程；农业机械设计；应用
随着我国农业机械化进程的逐步深入推进，农业机械正逐步向大型化、自动化、精密化发展，这对农业机械设计提出了更高的技术要求。另一方面，多样化的用户需求、激烈的市场竞争和国外先进理念的引入也迫使农业机械设计企业调整研发模式。因此，在保正质量达到客户要求的情况下尽可能的缩短研发周期，降低生产成本就成了农业机械设计中的重要课题。逆向工程技术的出现，为解决以上问题提供了一个新的思路。
1逆向工程简介
正向工程是人们比较熟悉和习惯的一种方式，他的基本过程为，设计者先进行市场调查，得到研发产品的基本构思，借助CAD设计出产品的3D模型，然后通过数据转经由数控机床产出产品。然而在许多实际问题中，我们面对的是一个物品的模型而不是已知的图纸或者数据模型，这种情况下，需要使用一些方法将实物转化成三维数据模型，这种从实物获得产品的三维模型，进而使用三维模型开发生产的方式就是逆向工程（RE,Re-verseEngineering)。逆向工程是通过一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量所得的数据，采用三维建模方法，重构实物的CAD模型的过程。研究逆向工程，目的是通过对已存的产品的设计原理、结构、材料、工艺装配等各个方面进行分析研究，研制出与原型形相似，但结构、性能等方面更为先进的产品。
2逆向工程在农业机械设计中的应用
2.1逆向工程在农业机械模具生产中的应用随着农业机械化现代化逐步推进，模具在农业机械生产中的应用也日渐普遍。逆向工程以其独有的优点，契合了模具本身的特点，故而在农业机械模具的设计中应用广泛。逆向工程在模具生产中的一个重要应用是辅助完成模具的修改定型。模具CAD模型确立后，并不意味着模具设计的完结，而在在模具实际生产前，设计人员往往需要反复对模具进行型面的修改，而这些修改均不能现在原始CAD模型上，即不能直接获得最终的CAD模型，导致模具的设计成本增高和生产周期变长。应用逆向工程技术，可以对已经修改的模具进行数据扫描，然后进行点云数据处理和曲面重构，输出最终的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生产，从而缩短生产周期，降低生产成本。逆向工程的另一个重要应用领域是修复损坏或者磨损模具。大型农业机械的大型覆盖件模具是农业机械生产的普遍和关键性工艺装备。然而，由于模具结构复杂，型面较多，形位精度和表面粗糙度要求较高，导致模具生产成本较高。一旦发生损坏或者磨损，损失巨大。而传统的修复磨具方法由于缺少可靠的参照标准，经常导致修复失败甚至模具彻底报废。逆向工程技术的引入，可以快速获得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，对修复后模型的强度、刚度等力学性能进行评价，提出进一步改进方案。如今，逆向工程技术已经广泛使用于模具修复领域，提高了模具修复效率，延长了模具使用时间，降低了生产成本。
2.2逆向工程在农业机械二次创新中的应用与发达国家相比，我国的农业机械化水平仍处于农业机械化中级阶段的起步阶段，制约农业机械化的一个重要原因就是农业机械技术水平的差距。引进吸收新技术就是快速填补技术空白，弥补技术缺陷的重要手段。然而由于技术封锁等原因，往往无法得到机械的原图纸和三维模型数据，这时逆向工程技术就可以发挥重要的作用。首先，需要将获得的产品拆分；然后将每一个核心部进行三维扫描，数据处理，得到最终的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意义的“复制粘贴”，是在理解产品的设计思想，技术理念的基础上进行二次创新，这一点在农业机械设计中尤为重要。逆向工程只是一种手段，需要我们的设计人员在充分理解国外先进技术的基础上，设计出适合我国土壤成分、地质地形、工作环境以及经济现状的农业机械。
3总结
如今逆向工程技术已经广泛的应用于各个领域,其在农业机械设计中的应用也正在广泛的被工程技术人员关注。逆向工程技术可以辅助农业机械设计，减少生产成本，缩短生产周期，因而在农业设计领域中有良好的理论研究和实际应用前景。
参考文献
[1]金涛，童水光等著.逆向工程技术［M］.北京：机械工业出版社，2003;
[2]陈静媛.模具行业设计制造技术现状与趋势[J].机械设计与制造,2007;
[关键词]机械工程自动化技术应用改进措施
中图分类号：TH165文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）02-0198-01
一.我国自动化技术应用于机械工程的基本现状
自动化技术是一门综合性技术，它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系，而其中又以系统工程中的机械工程联系更为紧密。近年来，虽然我国的机械制造业也在不断的发展进步，但我国的机械自动化水平依然处在初级阶段。因此，仍需要我们一代又一代人的不懈努力和创造来实现自动化最理想的高级阶段。目前，我国大部分生产企业的生产过程都正在往自动化方向进军，并且很多企业都已经实现了半自动化或全自动化，从而使得当前生产环境变的高效、高速、优质。而且目前我国自动化技术已经应用到了科研、生产、国防等各个领域，且其规模也在不断扩大。同时，自动化技术的广泛应用也极大的促进了我国的经济发展。由此可见，我国自动化技术在机械工程制造中的应用发展已经成为了不可缺少的一部分。
二.我国机械工程自动化技术的应用
目前，随着机械工程技术的不断革新与进步，我国的自动化技术在机械工程中的应用正向着集成化、智能化、虚拟化和敏捷化等方向发展。为了加强集成功能，开拓机械生产，企业在原有技术基础上加以改善，让整个机械工程中的制造过程更加的完善和具体。在此同时把生产过程中全部相关的生产信息与技术有效的连集成一起，并得到了国家机械工程制造中的广泛认同。其次，为了做到无污染，省能源和资源充分回收，为了提倡更广泛的合理协作与竞争，智能化被企业开始应用。智能化的应用使系统得到了很强的适应能力与自主组织学习的能力，以便在机械生产的过程中遇到紧急的突况时很快的做出反应并给与很好的解决。此外，在追求集成化与智能化之外，虚拟化的制造技术以及敏捷化的应用也成为一大特色。虚拟化的制造技术使得可以在事情发生之前就把可能出现的情况做好预测及防护，从而缩短产品开发周期降低成本，而敏捷化的应用可以使企业及时掌握第一手市场信息，从而在激烈的市场竞争中获取最佳的经济效益。
当然，仅仅有在高度密集化、智能化、虚拟化和敏捷化方面应用自动化技术是远远不够的，我国自动化技术的发展空间还很巨大。我们要不断借鉴外国先进的自动化技术，对我国技术进行创新，加强自动化技术在机械工程中的应用效果，从而发挥其最大的潜能。
三.我国机械工程自动化技术应用中存在的问题及技术改进措施
目前，虽然机械工程自动化技术在我国机械行业领域内已经算是比较成熟的技术了，但是机械工程自动化技术的应用发展中依然存在诸多的问题。
（1）、缺乏实用型人才。所谓的实用型人才包括两种人，一种是技术型人才，另一种是管理型人才。现实生活中，企业大多过分重视理论人才和研究的培养，使得在实际工程应用中技术应用程度低下。然而，技术人才的缺乏才是最基本性的缺乏，技术人才是机械工程自动化技术正常发展的保证，只有较强的技术人才队伍，才能在工程的发展历程中立于不败之地。
（2）、对管理工作的不重视。从管理应用形式上分析和研究，一味的依靠机械的方法实现自动控制，忽视管理的重要性，虽然在一定程度上也节约了人力物力等相关劳动成本，但会使得技术发展缺少科学性和系统性，从而导致不仅没有创新自动化技术，而且也从多方面限制生产发展。
（3）、生产方面，我国还采用传统的方式，人才管理机制也都是由国外引进，而且现阶段大多机械设计部分都是照搬照抄的，从而使得设计常常不能有效的转化为具体的科研成果。
机械工程自动化技术的应用发展中存在的上述问题已然成为机器加工领域的发展障碍。所以，当务之急我们必须正视自动化技术应用于机械工程领域中存在的问题，建立自动化技术更全面，更深入应用于机械工程的体系。一方面，要加强对于高技术人才的培养。企业应该改变传统对于技术型人才的培养模式，只有加强对于高技术人才的培养才能够真正实现机械工程自动化。教育上必须做到“工学结合”，让学生在接受基本机械化理论教育的同时必须对机械化自动化技术实践工作有一定了解。，与此同时，政府相关部门也要对机械自动化的发展进行政策和基金上的支持，以促进机械自动化技术产业链的形成。另一方面，以科学管理为宗旨。重视管理在自动化技术应用中的作用，使技术朝着科学性和系统性方向发展，从而创新自动化技术，提升机械工程的经营管理效率，进一步提升产业链的完整。
四.机械工程自动化技术的发展趋势
随着现代网络信息技术的发展，自动化技术在机械工程中的应用将会实现先进的网络化发展，并且通过网络的传播迅速渗入到各行各业，向更广阔的发展空间进行拓展。可以预测，未来我国的机械工程自动化技术的发展前途将一片光明。首先，它会朝着技术融合的方向发展。集成、智能以及虚拟等技术中含有相互融合的点，未来自动化技术会综合三项技术的优势，采取相互弥补的方式研究机械工程的自动化系统，发挥三项技术的优势，积极提高机械工程经济能力，促进自动化技术的发展。其次，它会朝着数字化方向发展。构建数字化的自动技术，可以使技术更加贴近工程的实际运营，从而优化生产方式。通过数字技术的研究，最终可以提高机械生产与制造的能力，为各个行业提供个性化的生产服务，展示机械工程的能力。最后，它会朝着绿色环保的方向发展。目前，随着科学技术的飞速发展，人们赖以生存的环境遭到严重的污染，为了减少环境的污染以及资源的浪费，在机械制造产业的可持续发展过程中提倡绿色生产战略迫在眉睫。
参考文献
[1]唐桦林.浅谈自动化技术在机械工程中的应用[J].科技致富向导，2014（03）.
关键词：机械制造；典型工作任务；课程体系；地方特色；生产过程
中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1671-0568（2013）02-0057-05
作者简介：周文超，男，硕士，副教授，研究方向为CAD/CAE/CAM一体化技术和专业课程体系构建及课程改革；殷强，男，本科，高级工程师，研究方向为汽车工程、机械设计与制造；黄应强，男，本科，副教授，自动控制系主任，骨干校机电一体
化国示专业负责人，研究方向为电气及自动化。
一、目前机械制造及其自动化专业课程体系存在的问题
机械制造业是国民经济的命脉，是制造业的重要组成部分。进入21世纪，我国已成为世界机械制造业的大国，因而多数高职院校开设了机械制造及其自动化专业，但普遍存在以下问题：
1.学科本位思想的课程模式尚存。学科本位思想对专业课程体系仍产生重要影响。沿用学科本位的课程结构，即“公共基础课+专业基础课+专业课”的“三段模式”，从教学内容到教学方法都没有向能力本位转换，与企业生产过程没有直接联系，学生对所学知识技能感到迷茫，离企业对技能型人才的需求也相距甚远。
2.课程体系定位不清，特色不鲜明。机械制造及其自动化专业的培养目标主要是在机械制造岗位一线工作的高端技能型人才，包括操作工人、检验人员及工艺人员。但由于机械制造行业的特殊性，工作岗位、工种繁多、涉及面广、专业内涵宽泛，故多数高职院校基本上把该专业理解为增加了信息技术的机械加工，极易与数控专业混为一谈。这一现象在众多高职院校该专业的课程体系结构中十分常见。
二、专业课程体系构建思路
1.课程体系应体现地方特色，产学结合。我国高等职业教育与普通高等教育不同，具有较为明显的区域性，毕业生大多在学校所处地域附近寻找就业机会。因此，构建专业课程体系时，应充分考虑本地企业的特点，了解本地多数企业的需求，对其进行分析、归纳与整合，确定人才培养的具体规格，使培养的学生在校期间就能学到本地企业所需的知识和技能。
职业教育基本属性和自身的特点，决定了高职院校在构建专业课程体系时应实行“产学结合”。换言之，应当遵循教学内容与企业现行的具体生产任务相结合的原则，把以课堂传授知识为主的教学环境，与直接获取实际经验和能力为主的生产现场环境有机结合起来，从而实现快出人才、出好人才、产学共同发展的目标，实现高职院校直接服务于社会、服务于企业的重要突破。
我院机械制造及其自动化专业的服务方向主要是宜宾及川南地区机械制造业，为产业的可持续发展提供人才支撑。因此，课程体系建设应以服务地方机械制造业为宗旨，以就业为导向。课程体系建设要紧扣机械产品生产脉搏，满足当地企业岗位对人才规格的要求，要进行行业人才需求调查，做到“学校与市场接轨，专业与产业接轨、人才培养与工作岗位接轨”，以职业要求构建教学情境，以生产过程为核心构建课程体系，以岗位工作为导向开发课程内容，以企业真实的生产任务为载体，开展具有真实职业氛围的教学情境，推动工学结合、校企合作的不断深入和专业的健康发展。
2.采用逆向设计法构建课程体系。传统学术型大学的课程设置遵循以学科为基础的“公共基础一专业基础一专业”三段式的逻辑思路设计，即“顺向设计法”。高等职业技术教育重在培养第一线的应用型技术人才，其课程设置应把职业技能的掌握放在第一位，同时关注学生全面素质的提高。所遵循的路径与学术型大学相反，即“逆向设计法”。逆向设计法以职业岗位的要求为起点。首先根据行业或领域职业岗位要求，分析确定人才所应有的关键职业技能与素质，设置出所需的核心技术课程和职业技能课；再确定核心技术课之外的、专业必须的专业技能课，然后根据核心技术课、职业技能课的需要，并从高职教育对学生的政治思想素质、身体心理素质、人文素质、科学素质的全面要求出发，设计基础课和特色课程。以“逆向设计法”构建高职课程体系，始终坚持就业这一导向，体现高职课程理念紧紧瞄准人才市场的需求变化。
3.课程体系应体现时代性。随着科技的进步，机械制造业的内涵已发生了根本性变化。根据以CAD/CAM/CAE等为代表的先进制造技术的内涵，专业课程体系的构建应体现制造过程自动化的特点，即能够涵盖从零件毛坯制造、机械加工到产品装配调试全过程中的自动化。
三、课程体系构建依据
构建专业课程体系时，以服务地方经济为主的专业人才培养目标作为依据。通过对宜宾机械制造业的重点企业——普什集团、岷江集团及厂校合作企业——金洋汽配厂等单位进行多方面、深层次的调研，对调研结果进行分析、归纳与研讨后确定本专业人才的培养目标是：面向宜宾的机械制造业生产和管理第一线，培养具有良好职业素质，掌握专业基本理论知识和技能，有较强的机械零件加工、机械产品装配调试及检验，机械制造工艺设计能力，具备较强发展能力及一定创新能力的高素质、技能型专门人才。
四、课程体系构建过程
根据本专业人才培养目标，通过以下途径构建课程体系。
1.根据地区行业需求热点设定专业方向。机械制造及其自动化在众多机械类专业中属于就业面广、涉及面大的专业，难以明确主要教学目标，给课程设置与学生学习都带来困难。因此，必须对地方经济的特点进行分析，确定与之相适应的专业方向。
宜宾地处长江上游川滇结合部，工业化发展很快，其工业类型主要包括以普什集团为代表的机械制造业，以五粮液集团为代表的酿酒业，以天原集团为代表的化学工业和以丝丽雅集团为代表的纺织业等。普什集团主要生产液压挖掘机、液压泵、汽车发动机曲轴、冲压模具、金属切削刀具等机械产品，对技能型人才需求量较大的是机械加工方面。由于宜宾是著名的“酒都”，酿酒企业遍地开花，全市及周边地区有各类大小酒厂上百家，需要大量的酿酒存储容器。另外，宜宾还是西部重要的化工基地，特种压力容器用量颇多，这些都决定了对焊接方面技能型人才的大量需求。所以，目前宜宾地区机械行业需求量较大的岗位应该是机械加工和焊接。为证实以上分析，我们每年进行市场调查，走访本地机械制造大中型企业，收集人才市场的招聘信息，统计出宜宾地区机械制造企业对各类岗位的需求量，如表1，从中找出相对的热点。由表1可知，2010～2011年宜宾地区机械行业对一线技能型人才需求量较大的是机械加工类和焊接类（包括工人、检验员和工艺员），分别占总需求量的64%和25%，这与上述结论吻合。根据调研分析，结合我院办学条件，我们将2011级本专业的方向确定为机械加工方向、焊接及其自动化方向。
2.依据岗位分析，确定典型工作任务。在专业指导委员会的指导下，专业教师与企业专家结合宜宾地区重点机械制造企业实际和岗位职业标准要求，对生产过程中与机械加工和焊接有关的技能型工作岗位进行分析、研讨职业能力，确定其中的实际工作任务，并进一步分析整合成45项典型工作任务。
3.对典型工作任务进行归纳，确定行动领域。依托专业建设指导委员会，邀请宜宾企业人士和行业专家参与，参照机械制造行业职业资格标准，对45项典型工作任务进行归纳，确定机械加工和焊接岗位的10个行动领域，如图1～图10。
4.将行动领域转化为学习领域。经过调研，决定选择普什集团、金洋汽配和岷江集团等公司当前产量最大并具有代表性的产品——液压泵、金属切削刀具、汽车配件及压力容器的制造为载体，打破原有课程体系，以企业真实的生产过程为导向，进行课程的解析与重构。将10个行动领域转换为4个核心学习领域。各学习领域的主要教学内容与行动领域的典型工作任务相对应，而非沿用本科的章节式结构体系。采用理实一体化的教学模式，必要时将教室搬进车间，让学生切身体会到学习与生产的直接关系，真正做到教学过程与生产过程无缝对接。
根据学生的认知规律，按照学习内容“由易到难、由一般到特殊”的原则，将重复、交叉的教学内容安排在初始的学习领域中。例如，行动领域“利用普通机床加工零件”和“利用数控机床加工零件”中均包含“工件精度及表面粗糙度的检测”、“定位基准的选择”等典型工作任务，在转化为学习领域时将其归到“液压泵零件的常规加工”中，而只将其中不同的部分单独列出，进行学习，如表2。
与此同时，确定支撑核心学习领域的一般学习领域，包括机械零件毛坯的制造、CAD/CAM、液压气动系统设计安装与调试、机械零件设计、机械识图与制图、公差与配合。
5.系统构建文化基础知识课程。职业教育作为教育事业的重要组成部分，还要培养学生在未来的社会竞争中进一步发展自我的能力，以适应长期广泛就业和进修的需要。构建文化基础课程时，以服务专业课程和学生全面、可持续发展为主线，如表3。
机械制造及其自动化专业课程体系的构建，紧密结合宜宾机械制造业生产实际，按企业生产过程和相关工作岗位对人才的实际需求来进行，选择企业在产的具有代表性的产品制造为载体开发核心学习领域，将课堂搬进车间，必然符合当代先进制造业和用人单位的要求，提高人才的竞争力。由于地方经济的发展，机械制造行业、企业对岗位人才的需求是动态变化的，必须结合行业、地区实际定期调整专业方向和课程体系，做到与时俱进。
参考文献：
[1]傅伟等.高职教育行动导向课程体系的特征与要素分析[J].扬州工业职业技术学院学报，2011，（4）.
[2]姜大源.论行动体系及其特征——关于职业教育课程体系的思考[J].教育发展研究，2002，（12）.
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[4]俞瑞钊，高振强.以就业为导向的高职课程体系构建之实践与探索[J].大红鹰职业技术学院学报，2007，（6）.
[5]何福男.构建面向学生、服务地方的计算机应用专业课程体系[J].内江科技，2007，（10）.
关键词数控机床；机械手；设计
中图分类号TG659文献标识码A文章编号1674-6708（2012）68-0071-02
在数控机床的各项性能指标和整体布局上，输送技术对其有着直接性的影响。在缸体加工过程中，发动机缸体的三轴孔加工是一项十分重要的程序和环节，该环节在很大程度上确保了三轴孔在加工过程中的精确度；在缸体的纵向上，应当配置若干个固定的导向设施，用于支撑镗杆；传统意义上的三轴孔镗床，其架构复杂，同时存在防护难度大、输送速度较慢等诸多问题，在很大程度上给数控机床的生产节拍造成了影响。为了解决上述困难，大连机床企业首次研究并设计了空中布局的数控机床上下料机械手，这不仅强化了数控机床的刚性，同时也解决了数控机床在排屑过程中所面临的一系列难题，实现了转机缸体在输送过程中所表现出的柔性；通过对伺服驱动技术，在很大程度上减少了输送机床在输送过程中的时间，同时实现了工序的分解，致使数控机床的节拍从原来的6min下降到现在的3.2min；在一定意义上达到了用户在节拍方面的一些要求，与此同时，在很大程度上也提高了数控机床的自动化。
1机械手的发展情形与动态
从国内外所有机械手的发展现状来看，在现阶段，对机械手的研究和开发已趋于高潮，机械手的发展现状与动态，可以总结为：第一，模块化与可重构化是现阶段机械架构发展的主要动向；其二，PC机的开放型控制器是机械手体系发展的一个主要方向，其目的就是为了完善机械手，使其逐渐走向网络化和标准化；器件集成度得以强化，架构设计玲珑，同时运用过了模块化架构；在很大程度上强化了机械手体系的安全性和可靠性，同时也满足机械手在维修和防护方面的一些便捷性；第三，传感器在机械手中发挥了十分重要的作用，不仅运用了传统的速度传感器、位置传感器等，同时也引进了先进的视觉传感器、触觉传感器和听觉传感器，促使机械手逐渐向智能化方向发展和推进；第四，装配、焊接等机械产品逐渐向模块化、标准化及系列化方向推进和发展，及系统动态的仿真等。
2机械手手爪架构的设计分析
机械手手爪的类型较多，其主要用于作业的操作和装置，按照不同的作业方法和操作，可以将手爪分为测量式手爪、加工式手爪及搬用式手爪等。所谓搬用式手爪，即为多种类型的夹持装置，其主要用于对物体的搬用和抓取；加工式手爪，即为附有焊枪、铣刀等工具的机械手附加设备，其主要用于对作业的加工；所谓测量式手爪，即为附有传感器的一种附加设备，其主要用于对作业的检验和测量。在机械手手爪的设计过程中，应当遵循以下几个方面的要求：其一，根据机械手作业的具体要求对机械手手爪进行相应的设计和开发；其二，机械手手爪的专用性和万能型之间存在一定的矛盾。万能手的架构设计比较繁琐，有时还会出现无法实现的现象，以工业的实际应用为出发点，将重点应放在对各类专用的、工作效率较高的机械手的研究和设计上，确保工业机械手的所有工作性能的实现和健全，在这里，我们不赞成通过一个万能手来完成所有工作，应当考虑机械手在设计过程中所发挥的一些经济效益；其三，确保手爪的通用性。所谓机械手爪的通用性，即为通过数量有限的手爪来适应不同要求的机械手，这就给末端执行器提出了一定的要求，即要求其末端配置一个标准的机械接口，保证末端执行器能够标准化运用。
3机械手设计方案的运行
因为机械手手臂在运作过程中表现为直线式，并且考虑到机械手在刚度、运动过程中所表现出的稳定性和安全性、动态性能等方面的一些要求，所以应当选取液压驱动方式，基于液压缸所表现出的直接性驱动，液压缸不仅是执行件，同时也是驱动件，所以，在设计过程中可以取消对执行件的设计，又由于液压缸在运动过程中表现为直线式，所以，在其控制上的难度较低，便于计算机管理和控制。
除此之外，机械手手臂由于在其具体工作及控制方面的一些要求，所以在机械手手臂的过程中，应当控制其结构的设计，不应过大，如果只依赖加大液压缸的直径来实现刚度的提高，那么将无法实现系统刚度的一些要求。所以，在设计过程中，额外添加了导杆机构，在小臂上安置了两个导杆，两导杆和活塞杆共同形成了一个等边三角形，在最大程度上加大了小臂的刚度；在大臂上安置了四个导杆，四个导杆构成了四边形，为了最大限度的降低大臂的重量，每个导杆都引用了空心架构。
4机械手的优势和应用
机械手实施方案具有速度快、工作效率高、负载能力强、移位精度高及故障出现频率低等诸多方面的优点。
机械手在DK050机床上的成功运用，是数控机床柔性输送方面的一大创新。在今后的数控机床的生产过程中，机械手的开发和运用将会得到前所未有的发挥，同时为广大用户提供了极大地方便，能够产生较大的生产效益和经济效益。
5结论
机械手在机械行业中的运用已经成为一种必然的趋势，同时这种运用将得到前所未有的发挥，机械手能够成功的运用于机械零件的组装和加工工件的装卸与搬运，尤其体现于组合机床以及自动化数控机床上的运用和创新。将机械手与机床设备合为一个柔性体，在很大程度上能够节省工件输送装置，架构比较紧凑，同时适应能力较强，在技术和经济上对机械手进行考虑都是有必要的，所以，对数控机床上下料机械手进行研究和设计是一种必然。
参考文献
[1]胡学林.可编程控制器(基础篇).北京：电子工业出版社，2003．
[2]周正干，李然，负超.点焊机器人动态性能有限元分析[J].北京航空航天大学学报，2002，28(5)：266-269．
1课程设计
1.1开设课程及其分类
安徽科技学院的机械设计专业除开设大学英语、物理、化学、思想与邓小平理论、体育等公共课外，还开设了工程图学、工程力学、工程材料学、机械原理、机械设计、电工电子技术、机械制造基础、机电一体化技术、微机原理与接口技术、机电控制系统和金属切削机床等专业课。
从大学生就业角度，专业课可分为如下几个方向：一是机械设计类，包括工程图学、工程力学、机械原理、机械设计；二是机械制造类，包括工程材料学、金属切削机床、机械制造基础；三是电工类，包括电工电子技术、机电一体化技术；四是电子类，包括微机原理与接口技术、机电控制系统。
1.2各课程的地位与作用
1.2.1机械设计类课程。一是工程图学。工程图学是一门以图形为研究对象，用图形来表达设计思维的学科。在工程技术界中由于“形”信息的重要性，工程技术人员均把工程图学作为其基本素质及基本技能之一来看待。如一位工作了多年的大学毕业生所说的：在工厂企业中如果不懂“图”，就等于人没有了空气和水。二是工程力学。工程力学主要研究物体机械运动和杆件弹性变形的一般规律。通过该课程的学习，可以为后续专业课程的学习和解决工程实际问题提供基本理论和方法，也可直接用于工程实际。三是机械原理与机械设计。机械原理与机械设计是机械设计方向的核心技术课程。
1.2.2机械制造类课程。一是工程材料学。工程材料学的任务是从机械工程的应用角度出发，阐明机械工程材料的基本理论，了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与性能之间的关系，介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。工程材料课程的教学目的是使学生具备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材及制定零件工艺路线的初步能力。二是金属切削机床。金属切削机床概论课程是主要讲授机床结构、性能、传动、调整和使用的基本知识。学生学完本课程后，应能够根据工艺要求并结合工厂具体情况，合理地确定机床的类型和规格；能分析机床常见故障，确定机床影响加工质量的主要因素。三是机械制造基础。机械制造基础主要研究机械零件的制造方法，即研究零件从选择材料、毛坯制造、一直加工至成品的综合性课程。使学生了解和掌握常用机械工程材料的性质和机械零件加工工艺的基础知识，为学习其他相关课程，并为以后从事涉及机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的加工工艺基础。
1.2.3电工和电子类课程。该课程的任务是：使非电类学生掌握必备的电工电子技术与技能，具备解决涉及电工电子技术实际问题的能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
2学生就业指导
大学生已深刻认识到就业的严峻性，因此有一部分学生利用大量的时间进入企业实习，希望得到锻炼，从而为就业提前做好准备。笔者认为，这是舍本逐末的做法。大学阶段是学生学习专业知识的黄金阶段，而获取实践经验是其工作后的任务。大学阶段，是学生全身心投入学习的大好时机，失不再来。在大学毕业走向社会后，再不会有充足的时间系统地学习专业知识。因此，做好学生就业指导工作非常重要。
2.1主要就业方向及本科阶段学习计划
机械设计专业的本科生主要的就业方向为机械设计类或机械制造类。机械设计方向需要熟练掌握画法几何、工程制图、电脑辅助设计软件、机械原理、机械设计、工程力学课程。机械制造方向需要熟练掌握工程材料学、机械加工、机床等知识。
2.2拓展就业面
机械设计专业学生，如果对电工电子类工作比较感兴趣，也可以选择涉及电工电子的机械类行业，但一般不宜选择以电工电子为主的行业，毕竟机械类学生开设的电工电子类课程较少，且主要以理解为主。本科生应该按照自己的兴趣和就业期望，把主要精力用于该方向专业课的学习，以系统熟练掌握该方向的专业基础知识和专业技术知识[3-4]。
3参考文献
[1]韩继英，胡芬芬，张涛.农林高校专业课程教材建设问题探讨[J].安徽农业科学，2011（13）：8180-8181.
[2]赵艳霞.加强课堂教学提高学生素质[J].内蒙古农业科技，2004（S2）：225.
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