智能制造背景下机电一体化技术的应用与发展

智能制造是加快我国制造业转型升级、全面提高发展质量和核心竞争力的关键,也是实现制造大国向制造强国跨越的必经之路。机电一体化技术作为新兴生产技术,有助于提高生产质量与效率,是实现智能制造的关键。基于此,课题组以智能制造背景下的机电一体化技术为切入点,对机电一体化技术的发展现状及其在智能制造中的实践应用进行了研究,包括煤矿领域、电力领域、数控生产领域、工业机器人领域等,并从微型化、智能化、绿色化三个方向进一步分析了机电一体化技术的未来发展趋势。经过多年的努力与积累,我国形成了较为完善的智能制造装备产业体系,通过将机电一体化技术应用到生产实践中,能够给传统制造业注入新鲜血液,推动我国传统产业的转型升级,助力制造强国战略目标的实现。

“机电一体化技术”课程多媒体教学资源建设

多媒体教学作为当今信息化教学手段之一,在现代化高等学校教育中有着重要作用。文章结合“机电一体化技术”课程的知识特点,针对中高职学生的学习能力和特点,利用Flash,Photoshop等软件制作教学动画、图片并制作教学视频,使用Authorware软件将多媒体教学资源整合。本设计内容主要包括教学大纲、教学教案、课件、实验课程的设计、教学动画、教学视频和题库。

基于PLC技术的美容修复仪控制系统设计

美容仪器作为美容行业中的一种重要设备,已经成为人们美容护肤的必备之物,美容行业也随之迅速发展起来。针对控制系统问题,设计了一款PLC控制的美容修复仪,拥有红外杀菌和冲洗两种功能以及保健、修复、低流量和高流量4种模式。首先,分析美容修复仪的系统工作原理,进行整体方案设计。其次,利用PLC完成硬、软件方面的系统设计,包括PLC主控模块、触摸屏模块和变频器模块的选择,并详细概述其实现过程,执行部分主要由2台步进电机进行控制。最后,通过三菱PLC编程软件的模拟仿真验证,证明了基于PLC技术的美容修复仪控制系统设计具有可行性和实用性,为美容修复仪的设计和应用提供了一定的参考和借鉴。该控制系统实现了美容修复仪的智能化,在提升效率的同时减少了成本的投入,进一步推动美容行业的发展。

国内外储罐呼吸阀安全环保技术标准分析

介绍了国内外储运领域呼吸阀发展过程及技术情况,分析了储运领域应用呼吸阀时,呼吸阀泄漏排放VOCS污染大气环境的现状,对照了欧美发达国家及我国呼吸阀在产品标准、安全环保性能和检验检测技术上的差异,对我国呼吸阀标准和安全环保技术发展提出了建议,包括提升我国呼吸阀技术标准规范的相关内容、研发国产化安全环保型呼吸阀等,探索油品及化学品在储运领域,尤其是储罐呼吸阀安全性能的提升及VOCS有效减排的途径。

智能机器人的超声波避障技术研发及应用

智能机器人进行移动操作,其中避障技术是不可缺少的主要技术。提出了以超声波传感器和单片机控制技术,辅以驼机转动﹑电机驱动﹑电源等模块,研发智能机器人移动避障系统。测试表明:控制驼机转动使传感器灵活探测多方位障碍物,其避障性能良好,能保障机器人运行安全﹑稳定,为智能机器人避障提供了有效的手段。

基于STEAM教育的中职“工业机器人技术”课程教学模式研究

针对中职学校“工业机器人技术”课程教学存在的教学理念落后、理论教学有缺陷以及学生学习兴趣低等问题,结合STEAM教育提出了中职“工业机器人技术”课程教学模式改革思路以及分阶段教学体系,构建了基于STEAM教育的中职“工业机器人技术”课程教学新模式,为中职学校工业机器人技术应用专业课程教学提供参考。

PLC技术在数控机床故障诊断中的运用探析

PLC在数控机床上起着连接机床侧与CNC的桥梁作用。PLC接受CNC处理,经过转译后传输命令至机床侧,数控机床则会完成相应的加工操作。PLC还可以接收机床侧的信号,对CNC进行信息反馈。因此当数控机床出现故障时PLC可以进行相应诊断,如根据动作顺序进行故障诊断、根据梯形图进行故障诊断等。针对PLC技术在数控机床故障诊断中的运用进行研究。

基于工作过程的中职《工业机器人技术基础》课程开发

为提高人才培养的供需匹配度,提出了基于工作过程的工业机器人专业核心课程开发研究思路,通过深入企业及中职学校调研,确定了典型工作任务、分析典型工作任务归纳行动领域、学习领域转化、可视化学习情境设计及基于工作过程导向的教学设计,探究了基于工作过程的工业机器人核心课程开发路径,以《工业机器人技术基础》课程为例,确定该课程的课程目标,阐述该课程开发的过程及评价,为工业机器人专业核心课程开发提供借鉴和参考.

基于PLC的记录船舶轨迹航标的机电一体化设计

近年来海上失事船只的数量逐渐增多,为了提升航道管理水平,实现航道管理的智能化,设计了一款PLC控制的记录型航标灯,传输信号模块由数据传输芯片与通信芯片构成,控制模块由PLC与可编程终端构成,利用PLC技术设计的智能航标灯拥有两种模式:自动模式和监管模式,通过摄像头拍摄到船只的航行轨迹。通过图像传递信号到PLC进行一系列的动作,如利用时间继电器可实时规定时间采集信息并记录过往时间,利用以太网通信实现与主服务器的人机交互,监管者(用户)可以通过上位机监控软件实时监测船只的位置信息、过往时间等,并且可以自由选择这两种模式。

基于微课的“翻转课堂”教学模式在教学中的应用——以中职《工业机器人技术基础》课程为例

“翻转课堂”教学模式因其“以学生为中心”的教学理念,已经成为现代众多教师推崇的教学方法,而新式教学资源方式“微课”因其短小、高效得到了普遍的关注,如何将这两者融合并引入到中职教学过程中,提升我国中职课堂教学效果,已经成为众多教师关注的焦点.本文通过对中职学校工业机器人的课程教学进行分析,采用基于微课的“翻转课堂”教学模式应用在中职《工业机器人技术基础》课程教学中,对课程教学过程中出现的问题提出修改措施.

基于超星学习通的《机械工程测试技术》在线教学资源建设

本文针对《机械工程测试技术》课程采用超星学习通软件进行课件、动画、录屏、教学大纲、教案、题库等在线教学资源整合。结合课程特点,以学生为中心,根据学生的水平,制定相应的教学计划及教学课件,突出重点、难点,利用Photoshop、Adobe Flash CS6、EV录屏和Adobe Premiere Pro软件对在线素材进行编辑和剪辑,制作适合教学的动画及视频,并制作习题库,方便学生课后复习,解决学生们对本门课程存在的"难入门""难理解"等问题,加强学生对本门课的理解和掌握,提高学生学习兴趣及学习效率。

“传感器与检测技术”课程网站教学资源建设

本文针对"传感器与检测技术"课程,利用网站设计软件Dreamweaver CS4进行课件、动画、教案、题库等资源进行整合,通过网站中不同模块间的链接,融合为一个可以提供给学生进行自主学习的课程网站。根据教材每个章节的大纲,制定教学计划,清晰地列出重点难点,制定更适合年轻学生接受的教学标准和教学设计,并完成配套课件与教学动画,解决学生"难入门""难理解"等问题,加强学生对课程的理解和掌握。

宽幅高速纸机刮刀座绿色制造技术研究

绿色制造具有降低消耗与污染、节约时间与成本、提高效率与质量的特点。而宽幅高速纸机刮刀座的传统加工方法无法满足绿色制造需求。针对传统加工工艺繁琐、加工变形量大、直线度误差大等突出问题,本研究对影响刮刀座止口面加工精度的因素进行分析,结合有限元软件分析铣削参数和工序方案,提出了刮刀座、凸台、轴一体式的绿色加工工艺,并将该加工工艺与传统加工工艺进行对比。结果表明,采用该绿色加工工艺生产的刮刀座,具有精度高、生产效率高、能耗低、费用低等特点。

中职工业机器人技术应用专业师资培养新模式探究

以“双十”产业集群工业机器人行业发展为基础,针对中职学校工业机器人技术应用专业师资培养存在的主要问题,结合“双师型”和“工匠之师”的内涵,提出了中职师资培养新模式,为中职工业机器人技术应用及其他专业的师资培养提供参考。

智能机器人及其控制技术研究

随着现代科技的迅猛发展,智能机器人控制技术得以不断发展成熟,并在诸多行业领域得到推广。作为20世纪以来的重要发明之一,智能机器人在诸多方面改变了社会大众的生活。基于此,本文首先阐述了智能机器人及其关键技术,然后探讨了智能机器人的控制技术,以期为智能机器人在生产生活中实际应用提供一些启示。

NiTi形状记忆合金的功能特性及其应用发展

NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)作为一种智能材料,具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状,且其远大于常见金属可恢复的弹性应变。形状记忆效应则是温度激励下奥氏体和马氏体两相的相互转变,根据宏观变形分为单程、双程和全程形状记忆效应。而NiTi SMAs的生物相容性体现在低弹性模量和低生物毒性等方面,可应用于正畸、矫正、心血管支架等医疗器件。为充分发挥NiTi SMAs的功能,研究者们不断开发NiTi SMAs相关的智能结构。本文简要综述了近年来研究和发展NiTi SMAs的不同功能特性及其对应的智能结构典型应用,详细介绍和讨论了NiTi SMAs的功能特性、关注问题和应用领域。同时,也对NiTi SMAs阻尼性能和储氢特性进行了阐述。最后,展望了NiTi SMAs在各领域应用上尚需重点关注的问题:利用增材制造技术调控微观结构实现超弹性的稳定性提升;通过建立本构模型为形状记忆效应的稳定应用提供理论指导,并进一步优化结构实现形状记忆效应的宏观放大;提高NiTi SMAs在生物环境里的耐腐蚀性和医疗应用推广。因此,推动NiTi SMAs在不同应用领域的个性化和功能定制化,尚需大量的跨学科研究。

基于混合式教学的机电工程实验教学模式改革与探索

新工科背景下,传统实践教学模式难以满足高技术应用型人才培养的要求。在传统的机电工程实验实践教学中,往往由于学生人数多、设备数量不足、教学资源不够等现实条件所限,实验教学质量得不到保证。为了满足培养机电类应用型人才实践动手能力和创新能力的要求,构建项目设计驱动的实验教学内容,并利用在线开放平台建设教学资源丰富的在线课程,将线上线下混合式教学模式与机电工程实验教学结合,探索新型机电工程实验教学模式,激发学生自主学习兴趣,提高学生的实践动手能力,对培养新工科机电工程应用型人才具有重要意义。

TiVNbTa高熵合金球形粉末制备及选区激光熔化成形

利用氢化脱氢、机械球磨、等离子体球化技术成功制备了TiVNbTa难熔高熵合金球形粉末,并采用选区激光熔化(SLM)技术将此球形粉末制备成TiVNbTa难熔高熵合金块体试样,研究不同SLM工艺参数对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:所制备的粉末球形度高、分散良好,平均粒度为48μm;SLM成形的TiVNbTa难熔高熵合金具有超细晶组织,其熔池心部为胞状晶区,熔池边缘为柱状晶区。随着激光功率的增加,合金的压缩屈服强度整体变化不大,但塑性应变呈下降趋势;然而,随着扫描速率的增加,合金的压缩屈服强度和塑性应变持续下降。当激光功率为175 W、扫描速率为400 mm/s时,沉积态合金具有最低的孔隙率,XOY面和YOZ面的孔隙率分别降低至0.26%和1.42%,压缩屈服强度σ_(0.2)为1001 MPa,最大抗压强度σ_(bc)为1741 MPa,塑性应变ε_(p)为10.0%。

基于水平集带方法的柔顺机构拓扑优化研究

水平集方法在拓扑优化问题中采用隐式函数的零水平集描述结构边界,由于可以方便的表达结构拓扑变化并使结构边界保持清晰和光滑的特性,水平集方法很快成为拓扑优化领域的重要方法之一。但是由于水平集方法在优化过程中存在拓扑变化的不连续性,容易出现数值不稳定、初始设计依赖性等问题。近年来水平集带方法的提出可以有效改善这一现象,成为提升水平集方法拓扑表达能力的重要手段。本文将水平集带引入到参数化水平集拓扑优化方法中,并对其在柔顺机构优化设计问题中的应用开展研究。水平集带方法在水平集函数的零水平集附近引入水平集带区域,采用水平集函数插值可以得到带宽范围内[0,1]区间连续分布的材料密度,并在优化过程中通过逐渐减小水平集带的宽度使带宽范围内的材料密度逐渐收敛至0-1分布。该方法结合了变密度法的优势,使优化过程中材料密度变化保持连续,可以提升参数化水平集方法的稳定性,得到更优的目标函数值,并有效改善水平集方法的初始设计依赖性问题。本文通过多个柔顺机构的拓扑优化算例从不同初始设计、不规则设计域及几何非线性等多方面分析和验证了该方法的有效性,计算结果表明该方法对面向实际工程的复杂设计问题具有较好的适用性。

基于视觉引导的水面垃圾清理机器人设计

为了能够自动清理湖泊、鱼塘等浅水开放水域表面漂浮的垃圾,设计了一种基于视觉引导的新型水面垃圾清理机器人。详细阐述了该水面垃圾清理机器人的功能、机械结构、硬件架构和工作原理。该机器人控制系统采用以树莓派3B为核心的嵌入式主控单元,由Arduino UNOR3与两个螺旋桨的电调构成运动驱动单元,依靠无刷电机带动螺旋桨提供动力。借助于由机器人视觉传感器采集得到的图像数据,基于训练的KNN算法,进行机器人周边环境漂浮垃圾的识别、定位与追踪,实现了垃圾清理机器人的自主视觉引导运动与垃圾的自动清理。实验结果表明,该机器人能够完成水面垃圾的自动识别与定位,且螺旋桨同步补偿效果较好,能够稳定地实现水面垃圾的自动清理。相比人工方式,该机器人的作业效率大幅提升,有广泛推广的价值。