面向新工科建设的智能制造实践教学课程体系与平台建设

聚焦《中国制造2025》国家行动纲领,针对现阶段缺少制造业高层次、复合型、创新型人才这一亟待解决的问题,以东南大学现有智能制造课程体系为基础,以工业发展与培训中心为支撑,打造面向新工科建设的集认知性实践课程、基础性实践课程、综合性实践课程、创新研究性实践课程于一体的本硕博一体化智能制造实践教学平台和课程体系。在实践中形成了具有示范性和推广价值的智能制造领域人才培养新模式,有助于为相关产业输送适应性强的专业人才。

基于LabWindows/CVI和Matlab的自动控制虚拟实验平台设计及实现

为实现自动控制原理课程实验的便捷化、直观化,提出一种基于Matlab/GUI和LabWindows CVI的自动控制原理虚拟实验教学平台的开发方法。应用Matlab/GUI工具箱设计实验仿真界面,由回调函数提供后台控制算法实现模型仿真。平台包括基础实验、综合实验2大类8个实验,覆盖“自动控制原理”课程实验教学内容。综合实验中的系统变量数据共享,学生通过调用自主编写程序m文件可以实现控制算法测试。

3D打印技术在《机器人》课程教学中的应用

随着中国制造2025的全面实施,社会对机器人技术人才的需求呈现快速增长的趋势。开设机器人相关课程,并对课程的实验内容进行设计和研究已刻不容缓。谐波减速器是机器人本体的核心部件,但是目前机械类教学课程中对其工作原理介绍的比较少。为了使学生深入了解其结构和工作原理,论文通过采用3D打印技术,使学生参与这种减速器的三维建模、制作和组装过程,激发学生的学习兴趣,在彻底理解其结构和工作原理的基础上,提高学生的设计能力和实际动手能力,培养学生的创新能力。文中主要论述了实验教学目标和谐波减速器3D打印模型的制作过程。该实验设计的主要创新之处在于将机器人技术和3D打印技术结合起来,使学生在实验中理解谐波减速器的同时也可以掌握3D打印的基本操作。

基于改进PID控制的柔性执行机构跟踪误差仿真

针对柔性执行机构运动参数输出值与期望值存在较大误差的问题,对柔性执行机构驱动过程中产生的压力、电流、角速度和角位移等进行研究。分析柔性执行机构运动原理,推导柔性执行机构驱动的微分方程式。引用PID控制系统,提出遗传算法与粒子群算法相结合的优化方法。采用混合算法优化柔性执行机构的PID控制系统,给出改进PID控制系统柔性执行机构的流程图。利用MATLAB软件对优化后的控制系统进行仿真,并与PID控制系统输出结果进行对比和分析。结果表明:优化后的系统能够在线调节柔性执行机构的各项控制参数,提高柔性执行机构压力和角位移跟踪精度,系统自适应调节速度快、稳定性好。

“新工科”建设下学生工程创新能力培养的探索——以机械设计制造及其自动化专业为例

工业技术的发展和变革永远在路上,随着一波又一波的技术革命以及新兴技术的快速发展,现有的工科教育体制需要紧密跟随社会经济发展需求。此外,为了能紧随时代的步伐大力发展工业,实现培养出满足当今工业发展以及社会需要的工程创新型人才的目标,人才的综合创新能力、解决实际工程问题能力的培养应被所有高校重视。本文从培养新时代大学生工程创新能力的方向提出了几点看法。

基于实训任务的“柔性制造系统”

柔性制造系统是一种能适应加工对象变换的自动化机械制造系统。在高校实训教学中,迫切需要开发一套能够达到工业生产标准、完全接近于生产实际的柔性制造系统,实训项目必须尽可能接近工业生产中的工作任务。按照真实产品的加工工艺,在对柔性制造系统典型功能及对应岗位工作任务分析的基础上,归纳工作过程所涉及的任务,再将其分解成为一个个相对独立的任务单元,用每个独立的任务单元来对应相应的实训教学模块,由工作任务来确定实训内容,构建满足工作任务驱动的模块化柔性制造系统实训装备。

基于工程案例的电气控制与PLC课程教学改革与探索

为提高学生的工程实践水平,在深入调研昆山巨林科教实业有限公司的基础上,引入企业的实际工程案例,能够有效提高学生学习的能动性,提高学生分析问题和解决问题的能力。案例教学方法表明,将企业的工程案例引入到电气控制与PLC课程教学,对学生工程意识的培养和提升具有重要作用。

柔性自适应阻抗执行机构非线性摩擦补偿控制研究

为了提高柔性执行机构传动过程中控制系统精度,提出了一种新型电-气自适应阻抗执行机构的控制策略。利用非线性状态方程式建立控制系统的动态模型,设计了电-气可调阻抗执行机构的新型分散式摩擦补偿控制系统。控制系统由两个控制回路和一个解耦器组成,给出了执行机构控制系统的具体补偿控制流程。采用MATLAB软件对执行机构输出精度进行仿真,与无补偿控制系统进行对比。结果显示:与无补偿控制系统相比,采用有补偿控制的电-气执行机构跟踪误差较小、电机电流波动幅度较小,自适应调节时间较短。采用有补偿控制的电-气执行机构,可以提高控制系统的输出精度。

基于PMC的连杆零件数控机床自动夹具设计与实现

为减小多次定位装夹引起的定位误差对零件加工精度影响,通过对连杆零件加工工艺分析,提出以零件不需加工的设计基准面为定位基准,以数控机床自身气源为动力、PMC为控制装置的工序集中式自动夹具设计理念。经设计夹具结构、气动系统和控制系统等,完成了基于PMC的连杆零件数控机床自动夹具制作。该夹具结构简单、定位准确、夹紧可靠、稳定性好。实验证明:利用该夹具加工连杆零件,连杆零件加工表面相互位置精度得到了一定程度的提高。

面向新工科的柔性制造实践课程建设

新工科是教育部应对新一轮科技革命和产业变革的战略行动,是新时代工程教育改革的新方向。根据新工科对工程实践课程要求,搭建了校企深度融合的柔性制造实践平台,建设了柔性制造实践课程,构建了多层次实践教学体系。针对柔性制造系统设备昂贵、学生动手机会少,以建成的真实柔性制造系统生产线为建设模板,开发了柔性制造系统虚拟仿真实训教学平台,可方便地实现线上线下、虚实结合的教学模式,大大提升了实训教学效果和教学质量。

适于工程训练的数字化柔性制造系统集成方案

本文基于现代机械加工创新人才培养的需求,提出适用于高等学校工程训练的柔性制造系统(FMS)的集成方案.通过对数字设计、加工制造、信息管理、生产物流及质量检测等5个子系统进行优化集成,并使用以太网络通讯技术和分层控制结构实现了系统的控制功能.

工科大学生创新创业教育综合实践平台建设与实践

为深化高校创新创业教育改革,充分发挥高校工科实践教学平台在大学生创新创业能力培养中的作用,激发大学生创新思维和学习兴趣,培养创新精神和创业能力,针对地方高校工科大学生创新创业教育的现状与存在问题,分析了综合实践平台在工科大学生创新创业能力培养中的作用,依托学校工程训练中心"设备、师资"等资源优势,为工科大学生构建创新创业教育综合实践平台,并采用"打造平台文化建设、深化实践教育改革、优化教育管理模式、完善创新激励机制"等多项举措付诸实施,全面提升了大学生的创新与创业能力。实践证明,建设综合实践平台是促进工科大学生创新创业能力培养的有效途径,为高校创新创业教育和人才培养提供了参考和借鉴。

智能制造生产线应用于教学的研究

在科技不断进步的影响下,国内制造业也得到了不断创新和发展,智能生产已经完全实现,而随之而来的是对人才要求也越来越高,因此,为了满足社会发展的需要,把柔性制造生产线应用于教学变得非常重要,它可以提高学生的专业能力,从而满足就业市场的岗位需要。

智能制造系统中机器人工装夹具的设计

随着科学技术的不断发展,机器人已经问世并得到了广泛应用,尤其是在工业、制造业、化工业、食品业中的使用价值更大,工装夹具作为机器人的最重要装备,它的智能化程度直接影响着它的功能性。本文首先介绍工装夹具的系统设计方案,然后通过实验来检测工装夹具系统的应用性,希望本文内容能对机器人工装夹具的研究工作有借鉴价值。

面向新工科的柔性制造教学实践

“中国制造2025”战略提出以来,新工科建设对智能制造应用型人才培养提出更高的要求。分析工程实践教学现状,探索以实践为基础、项目为导引、多学科交叉融合的柔性制造工程实践教学模式,构建柔性制造实践教学平台及多层次实践教学体系,为智能制造实践创新人才培养和进一步的实践教学改革提供有力支撑。