木材加工机电一体化项目驱动式教学方法研究

以河北农业大学木材加工机电一体化教学为对象,探索项目驱动式教学方法并应用于教学实践。首先分析项目设置的类型,其次重点阐述项目实践的具体内容和具体实施过程。教学实践表明,通过实验项目的完成和自主设备研发过程等项目驱动式教学方法的实施,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的动手能力和创新应用能力,使学生掌握了木材加工行业机电一体化技术的基本实践技能。

家具加工机械课程思政建设与教学实践

以河北农业大学家具加工机械课程为研究对象,探索课程思政的建设方式并应用于教学实践。对课程思政建设进行了总体设计,重点阐述了课程思政的教学实践,并以典型案例剖析课程思政的特色,指出进一步建设的思路和举措。教学实践表明,家具加工机械课程课程思政的实施取得了良好的效果。

面向零件的人造板材矩形件锯切排样数学建模及遗传算法求解

【目的】探讨人造板材矩形零件锯切排样的启发式规则,建立锯切排样的数学模型并研究求解方法,为解决由于整体套排导致国产排样系统使开料锯在工作过程中锯路变化繁琐、降低切割效率的问题提供科学依据。【方法】基于一套板式家具下料清单中往往有2种或2种以上零件存在相互配合尺寸的情况,提出基于配合尺寸的分组降维启发式规则,按配合尺寸由大到小排序并将所有矩形零件分组,使每组零件种类不大于4种;以余料面积最小为评价指标,建立面向零件的锯切排样数学模型,通过设定冗余系数估算基材板需求量,以矩形零件数量及在基材板上的排样长度、宽度和面积不超限为约束条件,设立排样宽度系数并通过为矩形零件和基材板的长、宽尺寸增加一个单位的锯路宽度以抵消在基材板最下端和最右端的"虚拟锯路损失";采用遗传算法进行模型求解并利用惩罚函数法处理约束条件,经染色体整数编码、初始种群建立、具有一定自适应性的惩罚因子建立、基于外点惩罚函数的适应度函数建立和遗传操作,利用结合MATLAB遗传算法工具箱而建立的排样算法计算出描述排样方案的向量;通过实例验证模型和算法的可行性。【结果】所有矩形零件的排样方案通过4个参数来描述,即某个排样零件的排放目标板材号、在基材板上的排放行号及横向或竖向的排放方式;排样矩阵的行数为4,列数为矩形零件总数,每列表示1个零件的排样结果。应用实例表明,基于配合尺寸的启发式规则使多种矩形零件分组排样,每组排样方案的最优控制向量可明显划分为高低不同的4段,分别表示4个参数;遗传运算在限定的迭代次数内都趋于收敛,体现出较好的全局寻优能力,排样方案的可视化图形满足"一刀切"的锯切工艺要求,且锯路规整,有利于提高锯切效率。【结论】基于配合尺寸的启发式规则和面向零件的锯切排样模型对于人造板材优化排样具有一定可行性,可为板式家具锯切排样提供新的解决方法,但要提高开料锯的锯切效率,还需将走刀次数、惩罚因子的优化选择等加以综合考虑。

家具加工机械一流课程建设与教学实践

以河北农业大学家具加工机械课程为对象,探索一流课程的建设方式并应用于线上教学实践。首先,分析素材和课程建设过程中的三个阶段和三个层次的教学系统;其次,重点阐述课程特点和课堂教学实践;最后,指出进一步建设思路和举措。教学实践表明,虚拟与现实结合、线上与线下互动的课程模式可有效激发学生的学习兴趣,提高学习成果的达成度。

摩擦式转台制动机构虚拟样机设计与动力学仿真

笔者设计的转台式纤维板铺装成型机构在运行过程中转台分度定位不准确,由于惯性会越过定位点从而造成控制系统紊乱。为提高转台运转和分度精度,根据摩擦制动理论,提出一种结构简单、制动力可调的摩擦制动机构。应用SolidWorks建立摩擦制动机构三维模型,通过软件之间的接口将模型导入ADAMS,在材质、约束和驱动添加的基础上建立虚拟样机模型,定义弹簧刚度及摩擦块与转台接触的动摩擦系数为设计变量并进行动力学仿真分析,根据分析结果对螺杆和摩擦块进行有限元分析。结果表明,随螺杆位移增大,电机转矩和功率增大,制动摩擦力增大;弹簧刚度和动摩擦系数越大,电机制动越快;在所选参数范围内,螺杆和摩擦块满足强度要求,为物理样机的研制提供了技术支持。