工程训练课程多学科交叉项目式教学改革实践

为培养适应社会需求、具有解决复杂工程问题能力的高水平工程创新人才,针对目前我国大学生特点和大多数高校人才培养现状,充分发挥高校工程训练中心优势,以能力达成为导向,采用多学科交叉项目式教学课程,对新工科人才培养方式进行改革,并给出实施建议,对于推动工程素质教育和创新教育改革、全面提高人才培养质量具有参考价值。

项目式工程训练模式对学生工程能力达成研究

传统工程训练模式难以适应新时代人才培养的需要。本文提出了以工程实际项目为牵引,以问题为导向,开发符合产出导向教育理念(Outcome based education,OBE)的项目式工程训练课程,依托工程素质教育中心实训平台,围绕学生的知识、能力、素质和价值培养目标,通过实际案例的项目设计与制作,采用模糊层次分析法对学生工程能力进行评价。结果表明:工程训练新模式相较于传统工程训练,对毕业要求达成度最高,有利于培养大学生的自主学习能力、高阶思维能力及解决复杂工程问题能力。

大学生工程素质教育认知偏差及纠正策略

当代大学生对于工程素质教育认知偏差主要体现在认知的肤浅性和表面性、形而上学、盲目性和偏激性等方面。为了帮助大学生纠正对于工程素质的认知偏差,充分培养学生实践动手能力,合肥工业大学工程素质教育中心结合课程思政建设,创新工程素质教育课程,积极打造以学生为中心、以科学技术发展为诉求、培养学生工程素质的新教学模式,力求纠正学生认知偏差。

基于TwinCAT3的一种开源机器人控制系统设计

目前主流工业机器人为封闭式控制结构,存在不开源、二次开发难的问题,因此设计一种基于TwinCAT3(the windows control and automation technology)的跨平台、可移植性好的机器人控制系统架构。该架构包含视觉、运动控制和算法集成与仿真控制模块,采用倍福自动化设备规范(automation device specification,ADS)通信技术和实时工业以太网总线技术(ethernet for control automation technology,EtherCAT),建立以计算机(personal computer,PC)和倍福控制器为EtherCAT主站,控制多组从站执行器的一主多从工作模式。该模式结合离线与在线控制、集成数字孪生技术,完成虚拟样机与物理样机的联动;采用开源可扩展架构,便于视觉算法、智能算法等算法集成。经实验验证,此架构具有拓展性好、实时性强的特点。

基于DBSCAN聚类的退役动力电池深度配组方法

退役动力电池在梯次利用时,因单体一致性差异较大,常难以满足使用要求。综合考量退役动力电池动态特性和静态特性,提出一种改进的多参数DBSCAN聚类算法对退役动力电池进行深度配组。对比实验表明,与Kmeans++聚类的结果相比,采用该方法聚类后电池最大容量差减少了86.04%;循环充放电实验表明,采用该方法得到的电池组充电性能提高约3%~5%,其放电量更大,其容量衰减速率降低了64.96%。该方法可有效提高电池组内单体的一致性并延长电池组的使用寿命。

基于LR20机器人的最大工作空间分析与试验研究

针对LR20机器人在ISO 9283标准性能指标测量过程中存在的问题,推算出LR20机器人的最大工作空间,根据实际工况要求,进一步优化了最大立方体,寻求出五点法的空间位置。借助Leica激光跟踪仪、RoboDyn和Spatial Analyzer软件,搭建了机器人标定试验平台,对LR20机器人D-H参数进行校准,最后对5个测试点开展循环采集。结果表明,五点精度数值稳定,能够代表LR20机器人工作区域的整体精度状态,绝对定位精度达到0.85 mm,重复定位精度提高到0.028 mm,验证了最大立方体工作原理和试验方案的可行性,为工业机器人标定研究和企业测试应用提供参考。

内燃加热式生物质气化炉设计

根据生物质气化原理,针对目前气化炉产气热值低和存在焦油的问题,设计了一种内燃加热式气化炉。内燃加热式气化炉优于已有的固定床气化炉、流化床气化炉;类似于下吸式固定床气化炉,热解气中焦油含量低;设置以热解气为燃料的内加热系统,减少了空气入炉量,提高了热解气热值。内燃加热式气化炉是将生物质气化与焦油的催化裂解集于一体,不需要再为催化裂解提供热源。

基于ECRS原则与工序重组的电机装配线产线平衡改善

针对某电机装配流水线的作业流程与平衡状况,在分析机械工艺基础上,采用人机联合作业分析方法和ECRS原则,结合作业要素重组,应用eM-plant仿真软件,对制约流水线生产能力的瓶颈工位和能力过剩工位进行分析与改进,结合系统观与层次化思想,从宏观到微观、逐步推进、分层次地对装配流水线进行分析研究;同时引入AGV系统对物流路径和布局进行优化,设计出新的流水线方案,实现人均产能翻番、瓶颈时间由28s减少到10.5s、线平衡率提高36.95%。

以实训基地为依托开展劳动教育的探索

为积极引导大学生热爱劳动、尊重劳动、科学劳动,形成社会主义劳动价值观,高校劳动教育项目设计要针对新时代大学生的特点和人才培养现状,充分发挥工程训练中心等实训基地的资源优势和劳动属性,以“立德树人”为根本,坚持贴近大学生生活、贴近学校文化、贴近专业的“三贴近”原则,探索实施与实训基地相结合的特色劳动教育项目,真正达到劳动育人的效果。

基于ADAMS的工业机器人运动学分析和仿真

机器人仿真技术为机器人的优化设计和研究提供了一种便利而高效的工具,是机器人研究领域的一个热点问题和重要组成部分;基于工业机器人的机械本体结构,以机器人的D-H矩阵为理论基础建立了连杆坐标系和运动学方程,详细地分析了其正向运动学问题;利用多体动力学分析软件ADAMS建立了工业机器人的虚拟样机模型,并进行了运动仿真分析,得出了机器人末端点运动的位移和速度曲线,证明了数学模型的正确性,而且为机器人的设计和研究提供了重要依据。

基于 GT 的汽车冲压件 CAPP 系统开发

针对汽车冲压件的特点及冲压工艺特征，采用ＧＴ技术，对汽车冲压件进行分析总结，开发了实用的ＣＡＰＰ系统。该系统基于ＷＩＮＤＯＷＳ平台，用ＶｉｓｕａｌＦｏｘＰｒｏ作为支撑软件，界面友好，操作方便，可扩展性好，灵活、可靠、实用。

基于OCTPN的生产物流系统集成建模与仿真

以生产物流系统为研究对象,以Petri网为主要工具,提出了面向对象着色赋时Petri网(OCTPN)的建模方法。在以基本Petri网对生产物流各子系统建模的基础上,对制造加工与生产物流系统进行集成建模,建立了包括制造工艺模型和生产物流系统模型的层次化模型。最后,以汽车后桥车间的制造加工与生产物流系统为实例,建立了OCTPN模型,利用Petri网的活性、可达性等属性来分析该物流系统的现状,并用WITNESS软件对该模型进行仿真。结果表明该系统是活性的,不存在自锁,提高了机器利用率,达到了预期效果。

不锈钢薄板镜面抛光自动化生产线上下料系统的开发设计

机械手是物流自动化的重要装备,它不仅提高劳动生产效率,还能代替人类完成高强度、高危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度.在研究分析不锈钢薄板镜面抛光自动化生产线上下料系统的现状和最新技术发展趋势、不锈钢薄板抛光工艺特点和生产要求的基础上,制定了不锈钢薄板镜面抛光自动化生产线上下料系统的整体方案,采用基于PLC控制的上料机械手和自动堆垛机构,提出了其中关键技术的解决方法,抛光设备控制系统与机械手控制系统间通过profibus-DP现场总线形式实现信息交换与连锁对接。

多目标遗传算法适应度函数权重设置的改进

针对传统方法中权值分配不合理会导致某个目标下非支配解遗失的问题,提出了均值自适应法、均值波动自适应法以及均值调节与传统算式相结合的三种的方法,使遗传算法中权值系数的设置得到了很大程度的改善,一定程度上提高了多目标下遗传算法的优化性能,并通过在车桥厂实例中的应用,取得了良好的效果,证明了此种方法的可行性和有效性。

基于工业机器人的齿轮轴磨削自动化系统设计与研究

现代工业生产中,齿轮轴磨削自动化程度还不是很高。针对这一问题,文章结合工业机器人的特点,提出了一个使用一台机器人为两台数控磨床进行上下料服务的自动上下料系统方案,并设计出了齿轮轴磨削自动化系统。该系统采用工业机器人、可编程控制器、工业组态软件等作为软硬件平台,以PLC为主控制器,协调工业机器人、数控磨床和料机的运动。该系统已应用到某齿轮加工企业中,减少了企业的用工成本,提高了企业的自动化程度和生产效率,产品质量和稳定性也得到大幅提高。

双工位数控焊接机床设计

在对汽车后桥轴端法兰的焊接加工工艺分析的基础上,结合现在焊接机床的功能特点,设计出双工位数控焊接机床,重点描述了对机床工作原理、机床结构、控制系统的研究设计与实现。该机床可同时完成双工位的焊接加工,且加工零件类型多样,满足用户要求。

基于PDM的CAPP系统接口技术

基于 PDM的 CAPP系统的接口技术直接体现了系统运行效率。本文采用共享数据库的方式与Auto CAD、Excel进行数据交换 ,结合实际开发了应用系统 ,研究了信息提取、工艺卡片输出和实现报表自动生成的共性关键技术。

区域性高水平工程训练中心经济运行模式探讨

区域性工程训练中心在工科大学人才培养、专业教师和企业员工的培训等方面有着重要的作用.本文从区域性工程训练中心的建设规划、规模选择、基础设施建设的投资、教学仪器设备的投资、中心师资队伍的配备及工资投入和日常运行经费对两种不同规模的区域性工程训练中心的建设进行了投资分析.从分析结果可知建设一个大型规模的区域性工程训练中心需要投资4.96 ～5.98亿元,投资一个中等规模的区域性工程训练中心需要投资2.52～2.82亿元.该分析旨在为政府和学校在投资兴建区域性工程训练中心时提供参考.

企业信息化建设与人才培养途径

信息化人才不足是制约中国信息化持续发展的关键因素,文章提出通过高等院校、专业培训机构和企业自身培养三种途径构建企业信息化人才的培养平台,采用梯度培养模式提高人才的培养效率,降低人才培养成本。

随机型混流装配线动态排序问题研究

通过对传统的装配线产品排序方法进行研究,提出了一种基于粒子群算法与仿真分析相整合的方法。以装配线上各种零部件消耗速率均衡化和最小生产循环周期最短为优化目标,建立随机型装配线产品动态排序问题的仿真模型。最后以某车桥企业装配线产品排序问题为例进行了验证,证明了该方法同时具备智能群算法高效搜索能力与便于建立动态仿真模型的优点。该方法可以快速获得排序问题最优解,大大减少设计者的工作量,具有很强的实用性,为解决多目标优化的产品排序问题提供了一种新途径。