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【關鍵詞】焊接技術方法 工藝車輛制造 維修
中圖分類號：F407.472 文獻標識碼：A 文章編號：
一.引言
焊接是現代機械制造業中一種必要的工藝方法應用，焊接技術的先進水平做為衡量一個國家工業發達程度的重要指標已逐漸為大眾公認，同樣焊接技術的發達程度也是衡量工業企業技術水平高低的重要標志。由于受我國相關工業的制約， 在使用焊接機械手的過程中，必須采用與西方發達國家不同的、適合我國國情的靈活的使用方式，才能保證焊接機械手在我國相關產業不配套的情況下正常使用。
二. 機車車輛工業焊接的主要用料。
目前， 在機車車輛上所采用的主要是碳素結構鋼、低合金結構鋼（包括耐候鋼） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用鑄鋼或鍛鋼制造， 其材質本身有較好的焊接性能，但因構件結構復雜， 在焊接過程中有些需要采用適當的輔助工藝手段。鋁合金型材由于其質量輕， 能減輕運輸設備的自重，在客車及一些特種車輛的制造中應用范圍逐漸擴大。鋁合金、不銹鋼及各種復合材料隨著先進焊接技術的運用，將在機車車輛工業生產中發揮更大的作用。
三.鐵路工業涉及的焊接方法。
焊條電弧焊。
焊條電弧焊曾廣泛應用于機車車輛工廠的制造與修理部門。隨著二氧化碳氣體保護焊、混合氣體保護焊、埋弧焊、焊接機械手等新技術、新工藝的推廣， 焊條電弧焊在鐵路機車車輛工廠的使用逐年下降， 其焊縫長度比例在機車車輛制造業目前大約僅占5%左右。在機車車輛修理業用得還比較多，其焊縫總長度大約占30%-50%左右。此比例還將逐年下降， 集中檢修的配件多采用了二氧化碳氣體保護焊與埋弧焊等焊接方法。如對鐵路貨車上、下心盤檢修，采用二氧化碳氣體保護焊技術進行堆焊、車鉤鉤舌的檢修采用埋弧焊技術堆焊。各工廠對檢修機車車輛中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳氣體保護焊技術。
二氧化碳氣體保護焊接技術的應用。
二氧化碳氣體保護焊與富氬混合氣體保護焊焊接電流大，相應電流密度大，電弧熱量利用率較高， 熔敷速度比焊條電弧焊快，焊接時熔深大，可以減小坡口， 減少填充金屬；焊接速度是焊條電弧焊的1-2倍；節能，其耗電量僅是交流焊條電弧焊的1/2左右；工作輔助時間少，特別是在富氬混合氣體保護焊中幾乎不必清渣， 節省了時間， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，適合全位置焊接。二氧化碳氣體保護焊技術廣泛應用于機車車輛各種大型構件的連接焊縫及工件的堆焊等方面。特別是“七五”、“八五” 以來，二氧化碳氣體保護焊技術已在機車車輛工業系統普遍采用。1996年5月27日，鐵道部了TB/T1582-1995《機車車輛二氧化碳氣體保護焊技術條件》， 使我國鐵路二氧化碳氣體保護焊技術逐步實現與國際接軌。現在，在機車車輛制造中， 一些重要焊縫如在車輛制造中的中、枕、橫梁焊接都采用了二氧化碳氣體保護焊工藝，南方匯通股份有限公司在.C64T提速貨車的制造中，用二氧化碳氣體保護焊焊接枕、橫梁及車體底架各連接焊縫， 焊接質量與生產效率明顯提高。南方匯通股份有限公司在ZD240型鑄錠車制造中，全面使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達98%以上，北京二七車輛廠在NX等型平車上使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達90%以上。
埋弧焊技術的應用。
由于埋弧焊焊接電流大， 相應電流密度大（是同直徑焊條電弧焊的3-5倍)倍），同時有焊劑和熔渣的隔熱作用， 電弧熱量利用率較高， 焊接時熔深大， 可減小坡口與填充金屬量；焊接速度是焊條電弧焊的5-6倍，焊接時焊接參數自動調節保持穩定，又有焊劑的保護，焊接質量穩定可靠，無弧光照射、勞動條件較好。在機車車輛的制造與修理工作中， 埋弧焊技術廣泛應用于各種大型構件主要焊縫的焊接及工件的堆焊。如南方匯通股份有限公司應用埋弧焊技術， 焊接新造C64T、C64K等鐵路提速貨車的中梁，堆焊鐵路貨車磨耗的輪緣等部件。
電阻焊技術的應用。
電阻焊技術主要在客車工廠使用， 原來主要用于薄板及小配件的連接，隨著城際快速列車的發展， 在要求車體自重特別輕的城際快速列車上得到較好的應用。長春客車廠在為重慶市生產的城際快速列車上，使用從英國引進的350KV，10萬A的電阻焊設備，進行鋁合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城際快速列車上， 使用從英國、韓國引進的側架、底架、車頂等12套專用大型龍門點焊機械手,進行不銹鋼車體各部件的焊接。
焊接機械手、焊接工作站的應用。
鐵路實施“客運提速，貨運重載”，要求鐵路機、客、貨車具有更好的結構強度， 有更輕的質量， 毫無疑問地給鐵路機車車輛焊接技術的新發展帶來了機遇。從1992年株洲電力機車廠引進焊接機器人工作站后， 長春、四方、浦鎮等客車廠，齊齊哈爾、武昌、二七等貨車車輛廠也先后從德國、奧地利、日本、法國、美國等發達國家引進了焊接機器人工作站、焊接機械手等先進設備， 并在引進消化吸收的基礎上，與國內有關部門合作， 自行開發了機器人焊接程序及適應我國鐵路機車車輛焊接技術需要的機械手、工作站等設備， 逐步縮小了與發達國家的差距。
6. 新型結構材料在鐵路機車車輛上應用。
隨著鐵路“ 提速重載” 與跨越式發展戰略的實施， 原有的碳素結構鋼已遠遠不能滿足鐵路機車車輛工業的使用要求。目前國內已開始生產微合金控軋鋼， 其鋼種具有良好的焊接性能； 正在研制的超細晶粒鋼， 其強度和使用壽命將比現有結構鋼提高一倍， 其鋼種特點是超細晶粒、超潔凈度、高均勻性， 性價比更加合理。同時， 各種不銹鋼、鋁合金、中低合金鋼等耐蝕材料的應用也將成為主流。這些高性能鋼種的應用， 必將進一步推動鐵路機車車輛焊接技術的發展。
四.鐵路機車車輛工業焊接技術發展前景。
鐵路機車車輛工業焊接技術發展前景焊接生產過程的機械化和自動化是工業現代化的必由之路。世界工業發達國家焊接機械化和自動化的程度都已達到60%以上，西歐和美國已達到70%以上，而日本已經達到80%以上。我國各工業部門焊接生產的機械化和自動化程度還相對較低，平均30%左右，而且大部分僅是自動化程度較低的機械焊機。我國大型骨干企業機械化和自動化程度已達到60%-65%。如汽車制造業，已經普遍采用了弧焊機器人、點焊機器人和機器人自動焊接生產線； 我國船舶制造企業焊接機械化和自動化程度已達61%左右。伴隨鐵路“客運提速， 貨運重載”， “九五”以來，鐵路部門焊接技術的機械化和自動化程度雖然有了較大的提高， 但與我國汽車制造企業、船舶制造企業、軍工企業等工業系統相比，還存在較大的差距。
五．結束語
隨著提高質量和效率的焊接機械化和自動化水平的不斷提高，焊接機械手、機器人工作站等的推廣應用， 焊接工藝及焊接裝備的現代化， 必將推進我國鐵路機車車輛制造業的現代化進程，也必將提升我國鐵路機車車輛工廠與國際鐵路供應商競爭的實力。對于新的應用鋼種和工藝方法， 必須要有相匹配的焊接材料，從發展趨勢看， 藥芯焊絲、燒結焊劑、低飛濺氣體保護焊實芯焊絲、高強鋼用焊材、低溫鋼用焊材、耐熱鋼用焊材、不銹鋼用焊材等高技術含量產品是鐵路機車車輛用焊接材料的主要方向。
參考文獻：
[1] 王振民 換熱器管板的全位置自動化焊接工藝 [期刊論文] 《華南理工大學學報》2010年5期
[2] 王克鴻重型車輛計算機輔助焊接工藝自動設計系統 [期刊論文]《焊接學報》 2005年10期
畢業設計(論文)的選題
畢業設計(論文)選題的原則與來源如圖l所示。
畢業設計(論文)的實施
現階段學校畢業設計(論文)存在的問題有：與頂崗實習時間沖突、過程控制把關不嚴、學生認識不到位、教師指導不到位等。針對這些問題，我們采取了校企合作雙導師、頂崗實習與畢業設計雙結合、指導教師一肩挑等措施，保證了畢業設計(論文)教學質量。
畢業設計(論文)案例
(一)動畫短片《APPLE》
1.設計題目：“動畫學院獎”動畫短片創作《APPLE》。
2.課題來源：本次畢業設計課題是為準備參加2011年10月北京電影學院動畫學院獎而設定的選題。
3.學生信息：劉芳哲，2008級電腦藝術設計(1)班。
4.指導教師信息：陳淑姣，藝術設計學院傳媒系副教授。
5.創新特點：要求學生有對劇本編著的認知、導演藝術的把握、鏡頭語言的運用、角色和分鏡頭設定、原畫和動畫的設定制作、電腦動畫及后期合成等多方面的技能。
(二)《素·媚》成衣設計
1.畢設題目：《素·媚》。
2.課題來源：朗姿服裝品牌2012年～2013年高級成衣設計與研發。
3.學生信息：康萌萌，2009級服裝服飾(3)班。
4.指導教師信息：吳效瑜，藝術設計學院服裝藝術設計系講師。
5.指導過程：對朗姿股份有限公司提供的面料特性、特征進行充分把握，依據前期工作獲得的信息，整理歸納，結合面料，進行正稿設計，制出手繪效果圖、電腦效果圖、1：5結構設計圖、1：1工業樣板，進行工藝縫制。
6，創新特點：根據企業服裝設計的典型工作任務，指導學生完成設計調研、設計構思、設計主題、設計效果圖、設計選料、設計制作、設計手冊匯報等完整的工作。課題通過東西方元素在現代高級成衣設計中相互融合、碰撞，闡釋了品牌成衣的內涵。
(三)計算機游戲軟件
1.畢設題目：基于J2ME平臺的手機游戲開發。
2.課題來源：此課題來源于學生本人參加201 1年北京市計算機應用大賽的獲獎作品。
3.學生信息：楊蕾，2009級手機應用(2)班。
4.指導教師信息：作品指導教師：李云瑋，計算機應用(手機游戲設計)教研室；
畢設指導教師：司建敏，中國科學院自動化研究所計算機應用博士。
5.指導過程：指導教師首先下發策劃目錄，學生按照策劃目錄獨立完成游戲策劃案的撰寫，然后設計游戲的流程圖和類結構圖，分析了游戲的具體功能模塊：界面設計、菜單設計、地圖設計、角色設計、戰斗系統設計、對話設計、音效設計、場景切換，最后編程實現每個功能模塊。
6.創新特點：在游戲戰斗的界面中加入了npc的行為判定，主動攻擊型，玩家進入任務場景時敵人進行追擊和攻擊。玩家需要和各種npc對話找到任務的相關線索，通過得到的線索完成任務。
(四)半自動火焰切管機
1.畢設題目：半自動火焰切管機的設計與制作。
2.課題來源：來源于實習，改善實訓條件，增加實訓設備。
3.學生信息：朱繼業，2009級焊接技術班、姚衛杰，2009級焊接技術班。
4.指導教師信息：張磊，助理講師、焊接技術專業教師。
5.指導過程：在研制改造半自動火焰切管機的過程中，首要問題就是解決切割30度的坡口管時的準確性。教師帶領學生分析分度頭的工作原理和特點，利用分度頭可以根據工件在水平、傾斜或垂直的位置上進行裝夾分度的優點，再加上一個可調節固定的切割槍，經過后期的下料、裝配、焊接、測試，最終研制出既可以提高切割管的穩定性，又可以提高切管效率的半自動火焰切管機。
6.創新特點：通過研制改造半自動火焰切管機，大大提高了在切割30度的坡口管的成功率和穩定性，同時提高了效率，降低了手動火焰切管中對人力和材料的浪費，為學院節約了經費。
以上作品反映了學校校企合作進行畢業設計(論文)的工作成果，雖然有些作品還顯得幼稚和不成熟，但畢竟是來自社會實踐，具有實際意義，重要的是訓練了學生解決實際問題的能力，以及將想法變為現實的能力，為學生成為社會需要的高端技能人才打下了堅實的基礎。
[關鍵詞]高職 焊接 教學改革
在我國高等教育大眾化的趨勢下，出現的新情況之一，就是高校錄取率大幅度提高，新生錄取分數線大幅度下降，生源的質量也就區別于以往。
首先，擴招后，部分學生的學習基礎薄弱，知識結構缺乏完整性。教師的教學任務完成質量低于往屆，而學生的學習效果也在不同程度上偏低。其次，學生的學習意識普遍不強，沒有良好的學習習慣。再次，不同層次學生的自我感覺及社會看法的差異。因錄取批次靠后，考入高職院校的學生短時間內在心理上或多或少的依舊不能擺脫傳統思維的桎梏，部分學生在入學后有一定的自卑情緒，對所在院校及高職教育缺乏正確認識，沒有及時明確學習目標，對教學的開展造成了一定阻力。
高等教育大眾化形勢下，我們需要正確理解高等教育層次的多樣性，以及相應的生源質量的變化——是“降低”，還是“層次多樣”，需要我們建立合理的高等教育發展層次，樹立與之相應的教育質量觀，摸索出科學的人才培養方式。對于高職焊接技術及自動化專業的人才培養就更應探索新的培養方式，真正符合高技能人才的需求。
目前我國企業的焊接技能型人才短缺，在崗工人大多是初中畢業生或者是八十年代末期的技校畢業生，知識和技能水平偏低，只能從事簡單的焊接操作，對于先進設備的操作和新技術的應用顯得力不從心。我院高職焊接技術及自動化專業（以下簡稱焊接專業）人才規格定位：不僅能操作，還應讀懂圖紙、制定工藝參數、安排生產工序、分析工件焊接缺陷產生的原因、確定修復工藝、熟悉產品質量檢驗標準與方法等。
據中國焊接學會與焊接協會統計，在焊接結構生產一線的技術員僅占焊接工程技術人員的17%；焊接技術工人隊伍中，焊接技師與焊工的比例是1∶140。這些數據說明，我國焊接生產一線嚴重缺乏高素質技術人才，主要歸結為“五少”：①掌握高新焊接設備操作技能的技術工人少；②熟悉高新焊接技術，并能應用于實際生產的技術人才少；③熟悉焊接結構生產，能合理制定生產工藝的技術人才少；④懂得焊接結構生產管理特點的人才少；⑤焊接設備銷售、售后服務的專業人才少。因此以突出新技術應用為特色的專業教學改革，是國家戰略調整的需要，是培養知識技能型人才的需要，是機械制造業、機械裝備業的需要。
隨著我國社會主義市場經濟的快速發展，各行各業越來越需要具有綜合職業能力和全面素質的、直接從事生產、技術、管理和服務第一線的應用型、技能型的高級實用人才。為此，擔負這一類人才培養任務的高職教育，必須切實加強實訓教學的改革和建設。
（一）尊重個人發展需要的職業指導
高等教育大眾化下，生源考分的偏低，在一定程度上并不意味其能力的偏低。我們著力于幫助學生及家長確定科學的學業成績觀念，淡化學生不良的自我感覺和社會對他們的偏見或負面期望，積極開展入學教育和職業指導，樹立正確積極的專業意識。每個人都有自己的個性、興趣和愛好，過去只用一個模式培養，扼制了某些人的個性，而高等職業技術教育正是適應了個人價值及興趣的多樣性特點。這一教育過程把目光從注重理論及研究轉向了注重職業能力、實際操作等個人實際問題上，把職業指導貫穿于教育的全過程，從而幫助學生認識自我、了解職業世界，促進學生職業自我概念，包括職業角色技能與生活角色技能的形成與發展，同時考慮老師的分析及學生認真的選擇之后的專業調整要求，力求學生在具有良好的思想品質、專門的知識與技能，以及良好的身體素質的基礎上，發展其全面的職業自我觀念，形成基本的“職業角色技能”，使高等教育大眾化所開辟的多種教育類型能促進學生選擇適合自己發展的道路。
（二）專業能力培養
高職學生所學的專業不是萬能的，而是對某一能力有所側重。焊接專業的能力大致可分為焊接操作能力、焊接工藝編制能力和焊接設備維護與銷售能力。
1.焊接操作能力。焊接操作人員要動腦，不僅學會，更要會學；不僅要會操作，還要會讀懂圖紙；要熟悉操作各種焊接設備，選擇焊接材料，使用工具、夾具、量具、掌握安全常識。按照國家焊工行業職業培訓和職業技能鑒定標準的要求，畢業生應達到焊工高級技能（國家三級），使學生畢業就能頂崗。
2.焊接工藝編制能力。船舶制造、航空航天、礦山冶金、鐵道車輛、鍋爐容器、石油化工等諸多領域都急需焊接工藝人員。我國焊接結構生產技術總體水平尚處于工業化初期的落后狀態。主要表現在兩個方面：①焊接技術結構不合理，焊接新技術推廣速度緩慢；②焊接機械化、自動化、智能化發展緩慢，而且應用面不廣，焊接新工藝的開發與推廣速度緩慢。
我國高校焊接專業畢業生從事科研開發的相對較多，真正從事焊接結構生產工藝編制，現場解決焊接問題的人員不多，技工學校畢業生從事工藝編制又會有許多困難。而高職學院的學生在學完標準、規范、規程及一些相關知識后，再經過企業訓練，就可初步具備編制工藝規程的能力，這也就是遵循培養目標的“錯位”原則。轉貼于
3.焊接設備維修與銷售能力。隨著焊接新技術、新工藝的發展，相應出現許多先進的焊接設備，對這些先進設備的維修和銷售也需要既會維修又懂銷售的人才。
（三）以提高教學質量為目標，轉變教學模式，改革教學內容、教學方法和教學手段
一是改革教學模式、教學方法和教學手段，在實驗教學中采用開放式教學模式，在專業課程教學中采用多媒體教學和現場教學。
二是改革課程內容，在重點主干專業課程《焊接方法及設備》、《焊接冶金學》、《焊接結構生產》中大量采用案例教學，在教學內容的取舍上，突出針對性和應用性，強化新工藝、新技術、新設備的實際應用，組織編寫相關課程的實驗指導書、課程設計、生產實習和畢業設計指導書。
三是改革考核方法，在考核中采用開卷和閉卷相結合、理論考試與技能考核相結合、書面考試與答辯考試相結合的方式，把考核重點放在專業實踐能力和創新能力上。
四是改革實踐教學指導方法，生產實習、綜合實訓由教師和企業人員共同指導，畢業設計（論文）課題主要來源于生產實際，做到“真刀真槍”，突出綜合實踐能力的培養。
（四）加大投入，加強實訓基地建設
高等職業教育以培養高級應用型技術人才為目標，要求學生具有較高的專業實踐技能和較強的實際動手能力，因此，建立與專業實踐教學體系相配套的實訓基地非常必要。高等職業技術教育的顯著特點在于它的專業技術、技能的教學和訓練，不具備一支有實力的“雙師型”教師隊伍和充足的校內實訓場室，是不可能培養出合格人才的。實訓教學一般分校外實訓和校內實訓兩大部分。校外實訓一般在校外實訓基地進行，主要是認識和參觀實習，包括現場聆聽工程技術人員、管理人員的講解，現場觀摩生產過程，在生產現場頂崗實習等。因此，加強校企聯合，建立相對穩定的校外實訓基地很有必要。校內實訓主要以培養基本工程能力和專業專項能力為主，一般在校內實訓基地和相應的專業實訓室進行，要求校內實訓基地和相應的專業實訓室必須具備培訓現場應用型技術人員的條件，應能體現出工程應用性、綜合性的特色。近幾年來，學院先后投資建成了焊接實驗樓，并與多家企業合作建立了校外實訓基地，大大地改善了專業實驗實訓條件。譬如焊接實訓，我們就根據要求對學生安排了如下課題：水平位置單面焊雙面成型、立焊位置單面雙面成型、管—管對接水平固定全位置焊（單面焊雙面形成型）等。通過這些強化訓練，學生較為全面地掌握了焊接的操作技能，在實訓結束后，即可由省勞動廳組織技能鑒定，獲得相應的技能等級證書。這樣，學生畢業后就多了一份就業的機會，而且一上崗就能很快地勝任工作。通過實訓教學與職業技能鑒定相結合，學生在校期間，可獲得3-4個國家勞動部門所核發的職業技能等級證，從而大大強化了學生適應工作的能力。這既符合國際社會現行的就業慣例，又能對我國正在推行的持證上崗制度起到促進作用。
通過幾年的努力，我院焊接技術及自動化專業的教學改革取得了較好的成績，按新的教學模式培養的學生已經畢業。2006年和2007年，本專業的一次性就業率連續兩年達到了95%以上，用人單位對本專業畢業生普遍反映良好。
中國高等教育的發展和改革，是有實質性進展的。但是，雖然實現高等教育大眾化的目標是可以預計的，但它的真正實現卻并非輕而易舉。他需要我們進一步解放思想，深化改革，發揮自己的優勢，從本國本地區本校的實際出發，從市場的要求出發，辦出自己的特色來。
參考文獻
關鍵詞 工程機械；焊接；核心工藝
中圖分類號TG40 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）84-0067-01
0 引言
工程機械大型焊接件的焊接過程直接影響著焊接質量，也影響著焊接夾具裝夾系統的合理布局，還影響著大型焊接件的焊接變形預測及控制。因此對大型焊接件進行現場觀察，分析零件的結構特點、工藝，分析焊接車間的布局特點等，對工程機械大型焊接件的核心工藝進行初步規劃具有非常重要的意義。
1 工程機械的發展現狀
工程機械經歷了50年到60年的發展歷程，到20世紀90年代中末期機械焊接技術就已經達到了非常高的水平。經歷了十幾年的發展的機械焊接工業，在跨國公司品牌的不斷沖擊之下，創造出了一條寬闊自由的發展道路，并慢慢的在國內壯大起來，已經控制了國內85%以上的工程機械大型焊接市場份額。國內焊接市場的營業額在最近幾年吞并了我國整個工程機械行業總營業額的大半個江山，因此，機械焊接行業地位的重要性，以及大型焊接件的核心工藝推出的出色產品，在國際市場上開始萌芽，其發展勢頭并不亞于其他行業。
2 工程機械焊接構件特點及常規焊接工藝
2.1 工程機械焊接結構件的特點
工程機械結構件主要包含薄板件，板厚一般為2mm～4mm；中板件板厚約為6mm～20mm；厚板件板厚約為20mm及以上。大多數情況下主要利用板材進行拼接，采用箱形結構，附件（機座鑄鋼件）焊接在上面，其結構復雜，焊縫要求精度高。在工程機械大型焊接結構件中，角焊縫的情況比較多，通常只檢查焊縫的焊接形態和質量，但對于主要的受力結構件需要檢查表面裂紋和焊縫缺陷，采用磁粉探傷或者超聲波探傷。
2.2 常規焊接工藝
常規的焊接工藝主要包括以下兩個方面。1）焊件準備：即下料準備，采用剪板機和數控切割機進行切割。薄板件平常用等離子切割，中厚板采取火焰切割。校平的時候，薄板件通常采用壓力機校準；中厚板采用專用的板材矯平機校準，板材比較完整則可省去校準工序。折彎的時候采用專用折彎機，批量生產時通常采用數控折彎機，以獲得較高的工作效率；2）組對點焊：指點焊的過程中，確定各焊件位置的時候，利用人工畫劃的方法使各個焊件按其對應的位置關系組成一個整體，這種方式簡單可靠，缺點是劃線工作量繁瑣，生產效率不高，組對誤差偏高，產品生產差。工件數量較大時應采用機器人焊接，這種焊接方式操作簡單易行，組對精度高，產品優良，當前有許多廠家采用機器人焊接模式。
3工程機械大型焊接件的核心工藝發展趨勢
3.1 焊接變位機將普遍應用
隨著市場的擴大以及市場競爭日趨激烈，焊縫的質量被作為一個重要的評判標準。因此，為了在保證高標準的焊接質量的前提之下，又必須兼顧整體生產效率、操作安全程度和自動焊接等要求，一般情況，車間內焊接某部件時，要采用變位機來獲得更高的焊接質量，實現一次裝夾完成全部焊接。而像立焊、橫焊、仰焊等難以保證焊接質量的錯誤操作則應該摒棄。由此，變位機焊接在焊接行業內必定得到廣泛應用。
3.2 焊接機器人及自動焊接機的使用將逐步增加
采取機器人焊接的模式即代替焊工焊接，這樣不僅可以節省焊接工人的人數，降低工人勞動強度，而且還能保證焊縫質量的穩定可靠。機器人焊接，客觀的說焊接機器人即機械手，因其自身不能獨立工作，需配備一些設備，像變位機、專用夾具等，組成焊接機器人工作站。隨著我國經濟的不斷發展，焊接機器人代替操作人員是必然走向。
3.3 焊前工序設備水平將逐步提高
采取機器人自動焊接的企業一定都知道，不僅操作人員的技術水平對焊縫質量有影響，下料、成型對焊縫質量的影響也非常大。將焊前工序設備水平與實際操作要求相一致，是實現焊接過程的自動化進程的關鍵，進而降低機械加工強度；提高生產效率；同時，還可以使產品質量穩定可靠、提高同行業中產品的競爭力。廠家需要花費更多的資金，并且在產品改型的過程中還需要對其重新設計調整是影響拼點工裝的主要因素。目前，只有資金雄厚的廠家使用拼點工裝，但都獲得很大的收益。從已經使用機器人焊接的廠家我們可以看出，其使用的配套拼點工裝相對較多，焊接工序設備的質量大幅度提高。
4 結論
我國是一個正處于工業化進程中的制造業大國，意味著工業化達到一定水平后，工業裝備水平的高低將制約著工業經濟的增長的快慢。焊接技術的迅速發展，以及新的焊接設備、工藝方法不斷涌現，為我國工程機械大型焊接工藝發展做出應有的貢獻。與此同時，大型焊接件的工藝、設備布局及物流、焊接變形預測與控制，對提高企業核心競爭力、提高核心零部件的制造能力和技術水平具有十分重要的意義。
參考文獻
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[2]王玉玲.機械可靠性維修性優化設計方法及其在工程機械中的應用[D].濟南：山東大學，2007.
[3]龍聽，汪建華.溫差法在焊接殘余應力和變形控制中的應用[J].壓力容器，2007.
【論文摘要】本文在分析材料成型與控制工程專業的培養方案與教學現狀的基礎上，探討了該專業的科學定位于課程體系改革，主張以“厚基礎、寬口徑、重實踐、明方向、強適應”和“通用性、精簡性、特色性、實踐性”為原則，加強基礎理論課的教學和實踐教學，拓寬專業知識面，注重提高學生綜合能力和參與競爭的能力。
1998年教育部進行高等院校本科專業目錄調整時，設立了材料成型及控制工程新的本科專業（以下簡稱材成專業），多數學校實現了由鍛壓、模具、鑄造、焊接等各熱加工單一專業建設轉向新的材成專業的建設。
作為一所新升本科的地方院校，新增本科專業的設置與培養目標主要應是面向地方相關行業和技術領域基層業務與技術管理崗位，著力培養學生具備在企事業單位和生產一線解決實際問題的知識、能力和素質。本文對地方高校如何構建材成專業的教學體系進行了一定的探索和研究。
一、培養方案與教學體系現狀分析
從目前多數學校的培養方案來看，由于該專業原來的基礎不盡相同，不少學校還沒有完全擺脫老專業的框框，而只是在老專業的基礎上進行調整和修改。存在著專業教改的總體目標不夠明確，沒有從根本上重建該專業的教學體系；專業人才培養的目標和規格缺乏層次，不能滿足市場對各類人才的需求；拓寬口徑與保持專業特色的關系問題尚未解決等問題。針對以上問題，開展系統、深入的研究，進行專業教學改革，確立新的人才培養目標和構建新的教學體系，創新應用型人才培養模式，是當前非常緊迫的任務。
學校雖然從2002年即開始培養材成專業本科生，但由于是在專科基礎上的聯辦本科，使用的完全是河南科技大學的培養方案與教學大綱，很難結合自己的實際情況對其進行修改。學校于2008年在模具設計與制造專科專業的基礎上，成功申報材料成型與控制工程本科專業。當年開始招收培養材成本科生并使用自己的培養方案，但在教學中發現該培養方案存在課程過重、特色不突出等現象，急需改進。
二、材成本科教育、教學的定位
1、人才培養定位
不同類型的學校應根據市場的需求和自身的特點來培養不同類型的人才，一部分高校應該擔負起精英教育的責任，以培養材料成型及控制工程領域的科學研究型和科學研究與工程技術復合型高層次人才為主，本科階段應是進行以通識為主的專業教育。另一部分學校應以普及高等教育為主，負起大眾化教育的責任，本科階段是通識與專業并重的教育。
學校升本初始即定位為教學應用型本科院校。因此，應以普及高等教育為主，承擔起大眾化教育的責任，以培養本學科的工程技術型、職業應用復合型人才為主。
2、確定專業方向
材成專業具有寬口徑、大專業、多方向的特點，根據行業需求及地區經濟發展和學院實際，選準專業主方向，辦出地方特色顯得尤為重要。近年來洛陽地區制造業的長足發展使對掌握現代設計技術的各類專業技術人才的需求又呈上升趨勢，鍛壓、焊接、鑄造等方面的工程技術復合型人才更為搶手。據此，學校材成專業實施的是寬口徑的材料材成及控制工程與專業方向并存的培養模式，設置了模具設計與制造、焊接技術與自動化、金屬建材加工三個專業方向。
3、人才培養目標
材成專業培養德智體美全面發展，具備材料成型及控制工程基礎知識與應用能力，掌握現代成型方法與技術、模具設計與制造工藝、焊接技術與自動化、金屬建筑材料加工的能力，能夠在材料成型及控制工程領域從事科學研究、技術開發、工藝與設備設計、生產過程管理等方面的工作，具有較強的實踐能力和創新精神、德智體美全面發展的高級工程技術人才。
三、材成專業內涵及課程體系
1、根據專業發展明確專業內涵
材成專業是以成形技術為手段、以材料為加工對象、以過程控制為質量保證、以實現產品制造為目的的工科專業。它是介于機械和材料兩大學科之間的反映綜合性制造技術的專業，機械學科和材料學科的基礎知識構成了本學科的基本知識體系。這一特點決定了材成專業人才培養必然是寬口徑的。 轉貼于
從1998年新專業誕生以來，不少學校材成專業發展遇到最大的問題是沒有處理好“寬與專”的關系，一些學校過于強調寬口徑，淡化了專業，使得畢業生所學無法與企業的需求接軌，一度出現與鑄、鍛、焊有關的企業到高校無法招到需要的專業人才。另外一些學校則走向另一極端，鑄、鍛、焊老專業的主要課程都上，課程過多，學生不堪重負。
我們組織教師廣泛調研，重點了解企業對人才知識、素質、能力的要求。確定專業及方向的學生要求具備相同的寬口徑的基礎知識和成形技術專業基礎知識，所不同的只在專業課程的設置上。材成大專業要求學生掌握包括塑性成形、液態成型、焊接成型等基本理論、工藝及裝備設計、設備選用等內容。為了避免過于寬泛或負擔過重，又分別開設了與以前的鍛、鑄、焊三門技術相關的專業課。
2、教學內容的總體構成
按照教育部有關四年制工科大學生總教學時數及實踐性環節安排的指導原則，結合學校人才培養方案制定原則，從學校實際情況出發，根據通用性、精簡性、特色性和實踐性原則建立了“兩平臺、三模塊、一拓展”的課程體系，以適應各專業方向的協調發展。
“兩平臺”為通識課程平臺與學科基礎課程平臺；“三模塊”為專業教育內容，包括模具設計與制造、焊接技術與自動化、金屬建材加工模塊，具有一定的靈活性和針對性，可以隨社會需求相應變化；“一拓展”為素質教育的拓展計劃，主要由學生科技活動組成。
（1）通用性原則。材成專業的課程設置以基礎型、通用型為主，同時加強了包括人文社會科學、自然科學在內的基礎知識、基本理論、基本技能等，體現基本知識結構的內容，也就是“兩平臺”：通識課程平臺與學科基礎課程平臺。在整個教學計劃中，這類課程占了總學時的56.86%，改變了過去專業口徑偏窄和過專現象，做到既夯實基礎、又拓寬口徑。
（2）精簡性原則。材成專業學生畢業要求的學分控制在205學分，從學時上計算比過去培養方案的總學時少了64學時。同時將根據“去重消腫，去舊增新”的原則，精簡理論教學內容和學時，讓學生有更多的時間走出課堂、走進實驗室、向生產現場，去思考、動手、創新。
（3）特色性原則。人才知識結構不僅要體現國家對人才質量的基本要求，更需立足地方學校和本專業的優勢和特色。在材成專業的課程設置上，設置了模具制造學、塑性成型工藝及模具設計、模具計算機輔助設計、焊接結構、焊接自動化技術、焊接質量檢驗與評價、金屬建材電磁連鑄技術、金屬建材成型工藝、金屬建材成型裝備等課程體現本專業特色，同時也設置了兼顧學生的個性發展的任選課程。
（4）實踐性原則。應用型人才的能力培養主要通過實踐教學來實現。通過精簡理論教學，加強實踐教學，突出理論聯系實踐，確保實踐教學效果達到培養應用型人才的目標。有組織有計劃地引導學生參加科研、技術開發和創新活動，認定學分，同時要求學生取得相關職業（技能）資格證書，把學生創新能力的培養落到實處。
人才培養目標的確定和人才知識結構的優化是一項龐大、復雜、長期的系統工作，同時人才培養目標和知識結構要求既相對穩定又動態發展，在今后的實踐中，積極探索，及時總結，不斷改進和完善，努力為國家現代化建設輸送合格人才。
【參考文獻】
［1］中華人民共和國教育部高等教育司. 普通高等學校本科專業目錄和專業介紹［M］.北京：高等教育出版社，1998.
關鍵詞：鋼鐵行業；故障診斷；解決方案
中圖分類號：F416.31 文獻標識碼：A
1 鋼鐵行業的簡介
鋼鐵行業是以從事黑色金屬礦物采選和黑色金屬冶煉加工等工業生產活動為主的工業行業，它包括金屬鐵、鉻、錳等其它礦物采選業、煉鐵業、煉鋼業剛加工業、鐵合金冶煉業、鋼絲及其制品業等行業，是國家重要的原材料工業之一。原材料的分類：鋼鐵生產的原材料主要包括鐵礦石、錳礦石、鉻礦石、石灰石、耐火粘土、白云石、菱鐵礦等礦物質的原礦機器成品礦、人造塊礦、鐵合金等化工產品，耐火材料制品，碳素制品等。鐵是鋼鐵產品的初級產品，經過進一步冶煉就可以得到鋼，鐵經過直接冶煉得到的產品是粗鋼，粗鋼經過鑄、鍛等方法處理加工就可以成為日常使用的鋼材。
2 異常振動帶來的影響
假如在冶煉工業生產中，機械設備出現異常振動，那么可能是設備內部出現了潛在的故障，這是大的嚴重的故障發生的前兆。專業人員要對這種現象給予高度的重視，一旦發生異常振動，就要對機械設備進行仔細檢查，將隱患提前消除。假如對這種異常振動不予理睬，那么一旦故障真正發生時，后悔給企業的生產造成極大的影響，進而影響工藝質量，甚至會威脅人身安全。所以，一定要對機械設備出現的振動給予高度關注，根據振動出現的不同位置，對原因進行判斷，找到故障發生點，消除隱患，保證工業生產的安全性。另外，轉子不平衡在機械設備的工作中也會造成一定的影響，由于轉子的轉動帶動真個系統的運行，那么在整個過程中會產生離心力的作用，它有轉子旋轉的速度決定。所以，一旦出現頻率幅度的巨大變化，可以判斷是由振動產生的不平衡引起的。
3 焊接帶來的弊端焊接的弊端
我們已經知道，激光焊接技術是一種新興的高科技焊接技術，激光焊接是利用高能量的激光脈沖對微小區域內的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導向溶化后形成特定熔池來達到焊接目的。它主要是針對薄壁材料、精密零件等進行焊接疊焊。可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等，焊縫寬度小，熱影響區小，變型小。可控制，易實現自動化。但是它也同傳統的焊接技術一樣，有它自身的局限性。鋼鐵行業中，焊接主要研究對象是熔化焊，而其中明弧焊問題最大。第一，電弧焊的主要有害因素是焊接過程中產生的煙塵一電焊煙塵。特別是焊條手弧焊。如果長期在作業空間狹小的環境里來焊接鋼鐵，而且在衛生防護不好的情況下，會對呼吸系統等造成危害，嚴重時易患電焊塵肺。第二，有毒氣體在濃度比較高時會引起中毒癥狀。其別是臭氧和氮氧化物，它們是電弧高溫輻射作用于空氣中的氧和氮而產生的。第三，弧光輻射是所有明弧焊共同的有害因素，由此引起的電光性眼病是明弧焊的一種特殊職業病。弧光輻射還會傷害皮膚，而且會損壞棉織纖維。最后，有色金屬氣焊時的主要有害因素，是熔融金屬蒸發于空氣中形成的氧化物塵煙，和來自焊劑的毒性氣體。
4 故障診斷的主要理論和方法
1971年Beard發表的博士論文以及Mehra和Peschon發表的論文標志著故障診斷這門交叉學科的誕生。發展至今已有30多年的發展歷史，但作為一門綜合性新學科――故障診斷學――還是近些年發展起來的。從不同的角度出發有多種故障診斷分類方法，這些方法各有特點，但從學科整體可歸納以下幾類方法。
4.1 基于系統數學模型的診斷方法：該方法以系統的數學模型為基礎，以現代控制理論和現代優化方法為指導，利用Luenberger觀測器、等價空間方程、Kalman濾波器、參數模型估計與辨識等方法產生殘差，然后基于某種準則或閥值對殘差進行分析與評價，實現故障診斷。該方法要求與控制系統緊急結合，是實現監控、容錯控制、系統修復與重構等的前提、得到了高度重視，但是這種方法過于依賴系統數學模型的精確性，對于非線性高耦合等難以建立數學模型的系統，實現起來較困難。如狀態估計診斷法、參數估計診斷法、一致性檢查診斷法等。
4.2 基于系統輸入輸出信號處理的診斷方法：通過某種信息處理和特征提取方法來進行故障診斷，應用較多的有各種譜分析方法、時間序列特征提取方法、自適應信號處理方法等。這種方法不需要對象的準備模型，因此適應性強。這類診斷方法有基于小波變換的診斷方法、基于輸出信號處理的診斷方法、基于時間序列特征提取的診斷方法。基于信息融合的診斷方法等。
2 鋼鐵行業中故障診斷技術的應用
鋼鐵行業中的主要機械設備是各種傳動設備和液壓設備，如軋機、傳送帶、各種風機等。它們的工作狀況決定了生產效率和鋼鐵冶煉的質量，對這些設備狀態的在線檢測，能夠及時、準確的檢測出生產設備的運行狀況，并給出相應的操作和建議。因此建立相應的故障診斷系統對整個系統的正常運行特別重要。主要原理是以運動機械的振動參量檢測為中心，輔助以溫度、壓力、位移、轉速和電流等各種參數的采集，從而對這些大型傳動設備的狀態進行分析和判斷，再進行相應的處理。整套故障診斷系統由計算機系統、數據采集單元、檢測元件、數據通訊單元以及專業開發軟件組成。機械振動是普遍存在工程實際中，這種振動往往會影響其工作精度，加劇及其的磨損，加速疲勞損壞；同時由于磨損的增加和疲勞損壞的產生又會加劇機械設備的振動，形成一個惡性循環，直至設備發生故障，導致系統癱瘓、損壞。同時機械設備的工作環境也是造成機械設備發生故障主要原因之一，因此，根據對機械振動信號和工作環境溫度、濕度的測量和分析，不用停機和解體方式，就可以對機械的惡劣程度和故障性質有所了解。同時根據以往經驗建立相應的處理機制庫，從而針對不同的故障做出相應的診斷和處理。
結語
建立在現代故障診斷技術上的鋼鐵冶煉設備故障診斷系統，可對設備的運行狀態進行實時在線檢測、通過對其監測信號的處理與分析，可真實地反映出設備的運行狀態和松動磨損等情況的發展程度及趨勢，為預防事故、科學合理安排檢修提供依據，可以提高設備的利用效率，產生了很大的經濟價值，對此類故障診斷系統的研究有很深遠的意義。
參考文獻
[1]李菲.焊接方法與設備[M].北京：化學工業出版社，2008.
論文關鍵詞：焊接生產檢驗，一體化教學，改革，實踐
《焊接生產檢驗》是陜西國防工業職業技術學院焊接技術及自動化專業的一門專業技能課程，也是主干課程，主要內容包括：焊接結構生產所涉及到的常規檢驗的內容、焊接試驗和檢驗的方法與步驟、焊接工藝評定和焊接質量管理方面的內容，目的是使學生掌握焊接檢驗與焊接質量管理的理論知識、操作水平和綜合運用能力等方面達到焊工技師國家職業標準的相應要求。在以往的教學中，由于教學模式和場地的限制，學校一直采用分段教學法，即上一個階段的理論課后，再上一個階段的實習課。這種傳統教學方法在實際教學中暴露了許多弊端，由于理論課和實習課相隔一段時間，學生實習時，前面所講的理論知識已經忘記，需要教師重新講解，這樣累時費力，效果還不好。
針對這一情況，筆者嘗試對《焊接生產檢驗》實施一體化教學，按照教學大綱要求，將理論和實操教學結合起來，重點培養學生的動手能力。這樣學生既可以用理論知識指導實訓，同時又可以通過實訓來驗證理論，既激發了學生的學習興趣，又提高了教學效率和教學質量。
1一體化教學的可行性
在“一體化”教學過程中實踐，學習目標是圍繞技能訓練的需求，它打破了原有學科的界限，理論教學的摘要求。因此，該課程完全具備一體化教學的條件。
2教學內容的一體化
以往的教材往往偏重于焊接質量管理，這些純理論性的知識內容比較陳舊，繁瑣，學生往往缺乏興趣，課堂互動性很小，經過我們的努力，終于找到了中國機械工業教育協會編寫的一本教材，該教材突出理論與實踐相結合，理論與操作技能一體化，非常便于我們進行一體化教學的改革。因此，我們首先以該教材為藍本，對課程內容進行了項目化改革，完成了課程一體化教學的第一步。
3教學過程的一體化
編制授課計劃是實施一體化教學的第一步，開展一體化教學必須對原教學授課計劃、原課程大綱、原教材、原教學模式和習慣進行改革，以教會學生實際操作技能為宗旨，提倡創新務實的教風、勤學苦練的學風。大綱編寫力求合理安排理論和實習課時的比例，突出技能訓練。最后授課計劃中確定的總課時為160，理論和實習課時基本按照1：2進行論文開題報告范文。教學過程中根據“理論教學時間化，實習教學課堂化”的原則，以實踐為主，理論與實踐相結合；以練為主，講練結合。讓學生先觀察后聽課、先動手再分析、先了解操作的方法步驟再講基本理論和原理，教學過程由淺入深、由表及里、循序漸進。一般將學生學習狀態較好的一、二節課作為理論教學時間，三、四、五、六節課進行實操訓練。教學過程一體化課型的交叉、學習場所的變換，能夠激發學生的學習興趣，使學生保持一種積極的狀態。這樣，既調動了學生學習的積極性，提高了學習效率，又使理論和實習緊密結合，循序漸進，學生能夠真正做到學以致用。
《焊接生產檢驗》一體化教學具體的授課計劃安排如下：
項目一焊接缺欠識別―――――理論教學4課時，實習教學6課時；
項目二外觀檢驗―――――理論教學6課時（包括焊接檢驗概述），實習教學14課時；
項目三無損檢測―――――理論教學20課時，實習教學36課時；
項目四破環檢驗―――――理論教學8課時，實習教學20課時；
項目五焊接工藝評定―――――理論教學4課時，實習教學8課時；
項目六焊接性試驗―――――理論教學4課時，實習教學8課時；
項目七焊接質量管理―――――理論教學4課時，實習教學2課時；
考試―――――8課時；
機動―――――8課時；
4一體化教學考核
本課程的任務、特點決定了評價的主體、方法的多元化，要注重過程評價。所謂評價方法的多元化，是指通過上課表現、練習過程、實驗報告完成情況、檢測等多個方面進行評價。考核方法上采用理論和實訓教學相結合的方法實踐，同時還要參考學生的學習態度。理論教學考核采用課堂提問、平時作業、階段性筆試等方式，考核學生掌握基本理論知識以及應用所學知識，分析問題和解決問題的能力。實踐性教學環節考核，通過實驗、實訓報告、現場操作，考核學生實際動手能力和解決生產中常規檢驗的能力，最后再根據學習態度綜合評定出總成績。通過多樣化及過程化的評價方法，是學生在學習過程中的每一階段都能有明確的學習目標與學習成果，即在“學中做”又在“做中學”。
5一體化教學改革結果分析
教學改革是否成功，只有通過具體實施，并進行比較研究總結，才能真正得出結論，一體化教學改革后，我們和學生一起進行了教學改革座談，座談會結果顯示，一體化教學激發了學生學習的積極性，以學生為主體的教學思路得到了進一步的體現，很受學生歡迎；一體化教學具有教學效果好、教學質量高、特別適合像《焊接生產檢驗》這種以實踐性為主的學科，本次教學改革取得了較為滿意的結果，我們將繼續努力，把改革進行下去，教育工作者所要做的就是在教學實踐中開拓創新，為學生營造一個良好的教學環境，激發他們提高自己的綜合能力，使我們的職業教學在社會中發揮更大的作用。
參考文獻：
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光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。
從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
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[5]王家淳.激光焊接技術的發展與展望.激光技術，2001（2）
【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
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