面向智能制造的高职生产性实训基地建设

在智能制造背景下,针对技术技能人才培养与企业发展需求不匹配问题,校企深度合作建设了共享型生产性实训基地。该实训基地集成工业机器人、数控加工、智能仓储、AGV小车、FRID、视觉检测、PLC、HMI等智能制造技术,利用工业以太网实现信息互联互通,融入MES系统实现生产管理与数据采集,同时预留了二次开发和升级接口。通过“工学交替,实岗育人”的教学模式,促进了实践教学体系、育人理念的改革,满足了学院培养新时代高素质复合技术人才的目标需求。

智能制造视域下自动化类专业创新人才培养探索与实践

智能制造是制造业转型升级的必由之路,工业自动化为智能制造的实现提供了必要的技术支撑。科技是第一生产力,创新是引领科技发展的第一动力,而人才是支撑创新的第一资源,创新归根到底是人才创新。制造业要实现数字化、网络化、智能化转型升级需要大量的自动化类专业创新人才,高职自动化类专业是培养自动化创新人才的中坚力量。针对智能制造对高职自动化类专业创新人才的新需求,以培养适应智能制造发展、具有数字化素养、具备创新精神及创新技能的高素质技术技能人才为目标,构建了“课赛研创”四位一体多元协同育人机制,重构了“岗课赛证”有机融通理实一体课程体系,提炼了“三类潜质”混搭组班、“三个阶段”递进育人、“三种手段”谋近求远的三层次结合人才培养范式。此培养方式经过多年的探索与实践,取得了积极显著成效,以期为高职院校同类专业的创新人才培养模式改革提供借鉴。

一种输液器自动报警及关断装置的设计

针对目前输液报警器液位检测不准确、不具备自动关断功能等问题,利用集成创新思想,设计了一种输液器自动报警及关断装置。其本体结构主要包括夹持模块、检测模块、关断模块等,控制系统主要有MCU单元、电源模块、液位传感器检测单元、电磁铁线圈控制电路,软件设计主要有主程序、中断程序和子程序。该装置以MCU为控制系统核心,采用非接触式柔性平面电容液位传感器检测药液,使用方形电磁铁实现自动关断输液,应用可充电锂电池进行供电,具有检测准确、止液可靠、声光报警、使用方便等优点,可以提高输液的安全性。

基于S7-1200 PLC步进电机驱动控制系统设计

步进电机在数字控制系统中具有广泛应用。在广泛调研的基础上,研发一套步进电机驱动控制装置。该装置采用触摸屏作为上位机,S7-1200 PLC作为系统控制单元,集成有光电传感器、步进驱动器、步进电机、CM1241模块。对控制系统主要器件进行选型、电路设计、硬件接线与调试,还进行触摸屏界面设计以及PLC程序编写,可以实现基于触摸屏控制的电机点动、回原点、系统复位、绝对运动以及相对运动,而且基于Labview实现电机的远程控制。实验结果表明,该控制方案是双轴运动控制中一个较好的解决方案。

变形镁合金熔焊接头组织特征分析

采用光学显微镜、X射线衍射仪 (XRD)和电子探针 (EPMA)等分析测试手段 ,对变形镁合金AZ31B的TIG焊接头进行了微观组织观察、相组成和微区成分分析试验。结果发现在熔焊条件下AZ31B镁合金焊缝附近的纤维组织消失 ,在焊缝区出现了细晶粒 ,而热影响区 (HAZ)的晶粒明显粗大。进一步研究发现焊缝区的晶粒主要呈细小的等轴晶 ,室温组织是由δ -Mg相和γ -Mg17Al12 化合物两相组成。分析还发现焊缝区的Mg含量低于母材 ,而Al的含量则高于母材 ;电子探针分析发现Mg、Al、Zn元素存在成分偏析现象。

铝合金激光立焊特性分析

以4mm厚5A06铝合金为研究对象,利用3kW的CO2激光器进行激光立焊和平焊工艺试验,对铝合金激光立焊的焊缝成形和气孔特征进行研究。结果表明,立焊的正面下凹量和背面下塌量均小于平焊,随着焊接热输入的增加,立焊和平焊的差异增大。立焊与平焊的焊缝成形和接头尺寸略有差异,当热输入较大时,立焊的正反面熔宽略小于平焊,而熔深则略大于平焊。铝合金激光立焊的气孔多以体积较大且形状不规则的气孔或孔洞组成,从气孔分布位置和形状看,立焊与平焊的差别不大,气孔多分布在焊缝中部且尺寸较大,相同工艺条件下,立焊的气孔数量略低于平焊。

铝合金激光—电弧双面焊接头特征分析

采用激光—电弧双面焊工艺进行铝合金焊接试验,发现该工艺不仅可以获得稳定可靠的焊接过程与美观的焊缝成形,还可以有效地增加接头熔深和降低焊接成本。主要研究了焊接参数对双面焊接头特征的影响。结果表明,激光功率增加时,双面焊两侧的熔宽都以同样的趋势增大;焊接电流增大时,电弧侧熔宽的增加趋势明显大于激光侧;增加激光功率或提高焊接电流都会引起焊缝最小熔宽的增大,且焊缝最小熔宽的深度也发生一定的变化。随焊接速度的提高,激光侧的深宽比增加,而电弧侧的深宽比减小。

镁合金薄板TIG焊自适应弧长控制

在研究镁合金薄板TIG焊过程弧压-电流-弧长关系的基础上,提出了一种基于弧压、电流与弧长间的关系模型来准确控制弧长的技术。同时,结合PID和Fuzzy控制的原理,设计了一种自适应ALC(Automaticlengthcontrol)控制器,克服了常规AVC(Automaticvoltagecontrol)系统的局限,有效地解决了镁合金薄板TIG焊过程中的弧长控制问题。焊接试验表明,该系统能自适应工件表面的变化实现弧长的自动跟踪,在电流变化的收弧及引弧期间也实现了较好的弧长控制,且动态精度高、稳定性好。

基于Solidworks Simulation的工装压板有限元分析及优化设计

针对弹簧工装在传统设计制造中存在的重量大、结构笨重、加工成本高等问题,采用Solidworks软件对其关键部件工装压板进行优化设计。利用Solidworks软件对工装压板进行参数化建模及装配,并利用Simulation模块对工装压板装配体进行静力学分析。在有限元分析的基础上,采用评估优化算例进行优化设计,优化结果表明工装压板质量减轻了10.5%,形变减小了1~2μm,性能结构更加合理,可提高工作效率,降低工人劳动强度。

一种小型精密伺服电子压力机设计研究

针对某企业电阻应变片封装成型过程中的压力加载问题,设计研制了一台小型精密伺服电子压力机。首先,以技术要求为依据,设计了总体方案,并运用Solid Works软件进行了总体结构的三维建模。其次,对重要零部件进行了选型设计,并对加载精度进行了计算分析。最后,进行了压力加载试验,试验结果表明实际加载压力精度符合技术指标要求。整个系统采用基于工控机的Lab View控制平台,保证了系统的可靠性、准确性和易操作性。该压力机的研制,有效地提高了工作效率,降低了产品生产成本。

一种新型旋转直线组合式液压缸设计

针对现有液压缸产品性能单一、运动模式较少、日益不能满足现代工业自动化生产的要求等问题,设计了一种新型旋转直线组合式液压缸。该液压缸利用滚珠花键副能传递扭矩和实现直线运动的特点,将双螺旋摆动液压缸与传统往复直线式液压缸有机结合,不仅可以实现单一的往复直线运动和旋转运动,也可以实现复杂的旋转直线复合运动,技术功能完善,结构紧凑,安装方便,能够满足市场对液压传动产品性能多样化的需求。

一种新型旋转直线组合式液压缸设计

随着制造业自动化的快速发展,市场对液压传动产品的要求也越来越高,而现有液压缸产品性能单一、运动模式少,日益不能满足市场的需求。针对此问题,设计了一种新型旋转直线组合式液压缸,该液压缸利用滚珠花键既能传递扭矩又能实现直线运动的特点,将双螺旋摆动液压缸与传统往复直线运动液压缸有机结合,不仅可以实现单一的往复直线运动和旋转运动,也可以实现复杂的旋转直线复合运动,技术功能完善,结构紧凑,输出载荷大,传动效率高,传动平稳,安装方便,能够满足市场对液压传动产品性能多样化的需求。

一种双联式气-液复合传动增压装置

介绍了一种新型的双联式气-液复合传动增压装置,分析了其整个系统的工作原理,并给出了高、低压下输出流量和输出压力的计算公式。该增压装置以压缩空气为动力源,无液压站和高速泵,符合绿色制造的理念,并且成本低、结构简单、功能完善,与现有同类装置相比,工作效率提高了2倍。

一种新型多自由度组合液压缸设计

针对机床夹具的自动化螺旋夹紧机构在工作过程中需要多自由度运动的问题,设计了一种新型多自由度组合液压缸。该组合液压缸可以实现直线运动、旋转运动和旋转直线复合运动3种运动形式,技术性能完善、控制简单、安装方便,不仅能够满足机床螺旋夹紧机构的需要,而且为其他多自由度传动产品的设计提供了一种研发思路。

一种绿色节能的复合夹紧系统

现代工业生产对液压、气动夹紧系统要求越来越高,环保、高效、智能、柔性化是夹紧系统的发展方向。结合工程实际,设计了一种绿色节能的复合夹紧系统。这一系统以压缩空气为动力源,利用铰杆机构和帕斯卡原理实现大输出力,结构灵活,节能环保,符合绿色制造与柔性制造的发展理念。

滚珠丝杆升降机的一种制动结构设计与分析

滚珠丝杆升降机是一种利用蜗杆副带动滚珠丝杠副进行运动的精密升降部件,在工作过程中主要依靠蜗杆副的自锁实现锁定,但是在实际应用中出现过锁定失效的状况,说明蜗轮蜗杆自锁性并不十分可靠。针对此问题,设计了一种简单灵活的制动结构,并对制动结构的摩擦力矩进行了计算校核,计算结果满足设计要求;然后利用Solidworks软件完成了相关零部件的三维设计及整体装配,最后利用Simulation模块完成了摩擦片支架的有限元分析,分析结果满足工程要求。

一种工装弹簧的参数化建模与分析

电阻式应变计在封装成型过程中,通常利用圆柱螺旋压缩弹簧工装对其进行加压。由于工装弹簧在制造过程中存在线性比不准确,在使用过程中易产生疲劳破坏,以及微小的冲击振动等问题,因而直接影响电阻应变计的最终质量。基于Solidworks软件环境,对工装弹簧进行参数化建模,并利用Solidworks Simulation对其刚度、疲劳以及频率进行分析,计算出工装弹簧的刚度、疲劳寿命及频率。结果表明,工装弹簧的刚度仿真分析值与理论值误差约为4.17%,在工程误差范围内,工装弹簧的最大疲劳寿命约9 000次,工装弹簧最小频率约100.3 Hz。仿真数据为弹簧工装的安全使用和检测维修提供了可靠依据。

智能制造视域下高职智能控制技术专业群人才培养探索

随着制造业数字化、网络化、智能化转型升级的加速,智能制造成为建设制造强国的主攻方向。发展智能制造对于提升产业链韧性、推动产业转型升级、建设现代化产业体系具有重要作用。智能制造的发展离不开成千上万的专业型技能人才,人才为制造业发展创新提供了可持续增长能量极。针对智能制造人才队伍大而不强的现状,阐述了智能制造对高职自动化类专业人才培养产生的影响。为了适应智能制造对高职技术技能人才的要求,对智能控制技术专业人才培养进行了探索,明晰了专业群的组群逻辑和人才培养定位,创新了“2533”德技并修、工学结合人才培养模式,建立了“岗课赛证”融通课程体系,形成了“理实一体、专创融合”的一体化教学方法,最终实现了一岗多能的复合型、创新型技术技能人才培养,为自动化类专业群开展人才培养、课程建设、教学改革等提供了借鉴和参考。

JWM系列升降机壳体动力学分析

针对JWM型升降机壳体在工作过程中出现的裂纹现象,研究了壳体的动力学特性。首先,利用Solid Works建立了壳体的三维实体模型;然后,运用Simulation模块对壳体进行了动力学分析,得到了壳体整体前5阶固有频率和振型以及下壳体在启动工况下的应力、应变云图。分析结果表明,激振源频率远小于壳体最小固有频率,壳体不会发生共振破坏;下壳体最大应力发生在靠近安装位置的棱角处,需要加强这一区域的设计。通过对壳体的动力学分析,为JWM系列升降机的行程设计和和壳体的结构优化提供了可靠的参考依据。

多功能清洁机器人机械结构设计与控制

针对高楼大厦顶部玻璃清洁危险性高、劳动强度大等问题,设计了一款多功能清洁机器人。这一清洁机器人主要由驱动清扫、洒水、拖地清洁及控制等模块组成,以AT89C52单片机为控制核心,采用多传感器结合技术,具有自动避障、路径导航、远程监控等功能,且结构轻巧,续航时间长,清洁效率高。通过样机测试表明,这一清洁机器人性能稳定可靠,清洁能力强,可以降低工作人员的劳动强度。