舞台机械系统设计论文范文第1篇
摘 要：本文提出了一种基于单片机控制的丝袜折叠机的概念设计。建立简洁明了、实用可调、操作方便的人机界面。主要内容包括以下几个方面：
自动丝袜折叠机机械结构概念设计；驱动、传动、功能系统的机构选取。支撑机构和造型设计的初步分析；电气原理图概念设计；主回路、控制回路、功能回路的绘制。供电回路、通讯回路以及其他回路的技术分析；工作和控制流程、I/O分配、循环程序的设计、人机界面设计。
关键词：自动折叠机；丝袜；皮带轮组；可编程控制；人机界面
1、绪论
1.1课题选题背景
1.1.1丝袜生产工艺流程
袜子是成形产品。以下是丝袜生产工艺：
（1）原料颜色打样─定购原料─袜子设计─袜子打样─确定工艺；
（2）袜子大货生产—下机检验—缝头拷口—定型整烫—整理包装。
本课题研究方向解决最后一步：整理包装。
1.1.2 目前叠丝袜机研究现状
德国Jensen公司的折叠机的种类很多，可以适合不同的洗涤厂的工作量，核心零部件包括控制器、电机、变频器和光电传感器和旋转编码器等等。
江苏泰州市通洋洗涤机械制造有限公司生产的ZD3300-V智能化控制系统，取消了传统的机。
1.2本文主要研究内容
本文在分析国内外折叠机的基础上提出了一种专门用来折叠丝袜的产品概念设计。以最小的动力需求，并基于单片机编程控制，提供简洁的人机界面。通过光电传感器和电磁铁的配合，加以合理的控制程序，完成不同长度丝袜的高效折叠。并且，为了省电节能，利用光电实现自启停功能。
2、机械系统概念设计
2.1 自动叠丝袜机的性能结构分析
2.1.1 功能分析
丝袜整理方法有三种：卷、叠、叠卷合用等方法。
2.1.2 方案分析
丝袜的折叠是一个反复的运动过程，其核心算法是循环：
（1）从一端开始反复折叠
利用摩擦轮和折板构成的步進结构：
2.1从一端开始折叠示意图
工作流程为：①启动光电动作，传动摩擦轮启动；②折叠光电动作，步进摩檫轮开始下行，并将丝袜牵引至可折叠位置，然后上行复位给折叠板留出运行空间；③折叠板开始反转折叠，折叠完成后复位至水平位置；④在折叠光电一直动作的情况下，重复前三步操作，直至折叠光电复位；⑤折叠光电复位后，折板正转将丝袜送至传送到下一步；⑥启动光电设置延时，其时序等于折叠一条丝袜的工序时间。当启动光电复位后，延时一条丝袜时序后，机构自动停止。
（2）从中间开始反复折叠
利用皮带机构的带轮对丝袜挤压折叠：
2.2从中间开始折叠示意图
工作流程为：①启动光电动作，皮带轮组工作；②丝袜挡住1#光电时，延时（可调），1#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；③丝袜挡住2#光电时，延时（可调），2#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；④丝袜挡住3#光电时，延时（可调），3#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；⑤如有必要可以增加带轮组，以及广电和折板来折叠更长的丝袜；⑥启动光电设置延时，其时序等于折叠一条丝袜的工序时间。当启动光电复位后，延时一条丝袜时序后，机构自动停止。
2.2 可行性方案概念结构设计
2.2.1 动力系统选用
本方案主要以旋转机构为主，采用电动机驱动，正确选择功率、转矩、转速、以及启动、调速、制动和过载等要求。
2.2.2 传动系统选用
齿轮传动功率范围大、传动效率高、使用寿命长。但需要较高的制造和安装精度，成本较高。其优可良好的在本机构应用，其缺点可很好的在本机构规避。
2.2.3 功能系统选用
本文利用光电传感器检测丝袜的行程，利用电磁铁推动折刀完成折叠过程，对这两个功能器件进行选型：
（1）光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。
（2）电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。因交流电磁铁启动力较大，换向时间短，能轻松推动折刀动作，因此选用交流电磁铁。
2.2.4 总装设计与造型设计分析
（1）总装设计
充分考虑驱动轴的上下移动以便调整带轮之间的间隙；光电传感器的前后左右可调性以保证光电动作精准且不会误动作；电磁铁的前后和上下的可调整性，保证折刀能正确的引导丝袜进入折叠程序。
（2）造型设计
造型设计，是指利用形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所做出的富有美感并能应用的形体新设计。非流水线的丝袜折叠机可借鉴打印机的造型设计。
3、电气控制系统概念设计
3.1 自动叠丝袜机的电气原理图设计
3.1.1 主回路设计
为了拥有良好的启动性能，采用星三角启动方式。
3.1.2 控制回路设计
为实现折叠功能的控制回路主要需要四个光电输入和五个输出。
3.1.3 功能回路及其他回路设计
功能回路主要由电磁铁和折刀实现，其要点是电磁铁要有延时复位功能，电磁铁动作2秒后立即复位，不影响下一条丝袜的进入。
其他回路主要围绕三个主回路进行设计。
3.2 控制回路打包方案设计
3.2.1 基于电气原理图自制PCB板
自制PCB板有助于节约成本，只需采购简单的延时继电器和输出继电器，便可焊制所需的电路板，但仅限于实验或测试使用。
3.2.2 基于C语言编程控制
C语言含有丰富的类能很好的满足客户的变更需求，成本比PLC低廉，适用于小型的非流水线的打包方案。
3.3 优化设计构想
3.3.1 人机界面
增加显示屏、旋钮、按钮给用户提供良好的人机界面，便于使用者依据丝袜的尺寸对折叠机时序进行任意调整。
3.3.2 测试参数包
对市场上的大部分丝袜进行折叠机测试，给出绝大部分丝袜的折叠机参数包；另外对折叠机设置多个出料口，不同长度的丝袜从不同的处理口出料。
舞台机械系统设计论文范文第2篇
[摘 要]机械制造及自动化的节能设计需要针对机械制造环节的材料、部件构造、驱动系统、润滑系统封闭性等展开研究，可以有效提升机械的质量和动力，减少内部摩擦损耗，进而提升机械使用寿命;在自动化设计环节则需要优化命令系统、传感系统以及操作系统功能，提升机械操作准确度，提高机械生产效率。只有如此，才能实现资源合理利用以及工业领域的长远可持续发展。
[关键词]机械制造;自动化;节能设计;设计理念
在机械制造及自动化设计中将节能理念转化具体生产力，是机械制造业普遍面对的问题，其不仅可以降低生产消耗，还能提升产品质量，延长其使用寿命，而且其报废之后能够回收二次利用。尤其是自动化设计中通过创新设计提高机械加工精准度，减少边角余料，对于企业来说间接节省了资源和成本。这才是机械制造业需要追求的节能设计理念，而非在利益驱使下粗制滥造。
1 机械制造及自动化中节能设计根本原则
（1）质量为上。即在“节能减排”理念下，在机械制造及自动化设计过程中遵循高质量原则，选用优良材料来进行机械模具制造以及机械加工。这样的模具和机械使用时间长，降低了企业加工成本，另外这样的机械对于使用单位来说也能够有效减少反复维修带来的物资浪费。以矿山行业来说，挖掘机械若是选用耐磨性差的材料，其可能在数年间就会报废，整部机械都会失去利用价值，这对于矿山企业来说则意味着数年间仅在挖掘方面就产生了数十万元的浪费。
（2）环保为重。指的是机械制造材料必须是高环保、低污染材料，能够有效对抗高温和腐蚀环境，不发生氧化、老化以及释放有毒成分。而且机械报废之后，材料可以回收二次利用。例如橡胶、塑料等材料，其可以重新回炉经过加工后成为其他产品。另外还有其他可回收并能够二次加工利用的新材料。这些材料使得自然资源透支程度降低，可以让人类社会健康可持续发展。
（3）精密为本。对于机械制造企业来说，想要打开市场，需要保证机械质量、环保的同时，积极地实现内部构造的精密性，例如润滑系统封闭性、智能系统的优化，这些是保证机械操作精准，提高生产效率，降低生产过程废料产生规模的关键。在未来规模化生产的大背景下，企业能够大量使用精密生产器械，其带来的巨大效益是非常惊人的。同时因为机械设备使用寿命延长，可以实现企业额外效益的不断增加，给予企业不断发展的动力。
（4）集成为要。最初第一代电脑重量以吨计算，而今的计算机只不过十数斤重，这就是集成带来的巨大改变。集成技术节省了大量的生产材料。集成技术当中的集成电路具有元件少、体积小、重量轻、计算速度快等特点，将其融入机械制造当中，可以明显减少机械设备的体积，等同于节省了大量的原材料，这让企业的生产成本不断降低，提升了其利润水平，加强了其竞争能力。
2 节能设计理念在机械制造及自动化中的具体应用
节能设计理念融入是随着机械制造及自动化机械设备设计初期、设计成熟期、机械设备生产期来分别融入的，其体现了“大节能”理念，即将节能环保工作延展到了机械设备本身之外的生产加工环节，保证了机械制造业的良性发展。
（1）设计方案初级阶段“节能理念”的融入。设计初期指的是某个机械设备在研发阶段，此时需要设计师了解机械设备未来的使用领域，明了使用者对机械设备的基本要求，这样才能杜绝设计偏误，不至于导致设备无人问津造成资源浪费。换言之，机械设备制造企业在研发、生产机械设备时，必须要利用大数据技术来广泛对接市场，了解客户需求，通晓每类设备当前最需要性能和功能标准，避免闭门造车[1]。
（2）设计方案成熟阶段“节能理念”的融入。设计方案成熟阶段指的是，设计师已经相对考虑成熟，可以于机械设备设计中融入哪些可以节能减排的技术，这些技术的原理是什么，如何和机械有效融合？这一系列问题基本上都得到了比較完善的解答。此时设计师需要在保证机械设备满足使用企业生产加工需求同时，进一步考虑机械本身材质、内部构造、机械性能来高度融入节能理念：①要在确保材料安全性高品质基础上，要求其具有环保性（无毒、可回收）、耐用性。②要对内部构件紧密性展开分析，需要传动系统紧密咬合;命令系统、传感系统、执行系统精密配合，提高机械操作精准度;润滑系统封闭杜绝滴油、漏油，能够做到智能给油，减少对环境的污染。一般来说，传动系统紧密咬合的前提是齿轮必须用耐磨材质，这样才能延长传动系统寿命，从而保证整个机械设备的使用寿命得到改善;想要提升命令和传感系统的传导速度，就需要不断地减少二者间不同步，能够确保命令下达的最短时间内，传感系统便可以将命令传递给执行系统;智能给油则是避免了手工给油造成的不精准以及滴油、漏油的弊端。③能够针对电能消耗这一点来实现变频技术融入，这样可以根据生产要求调解机械运转速度，能够有效地节省电能。例如矿井中的压缩机，其融入变频技术之后避免了以往的持续高速运转带来的电能损耗以及内部磨损，有效提升了压缩机使用寿命[2]。据行业数据证明，中小型矿业企业采用变频压缩机后，仅电费便可以节省十数万乃至于数十万元。另外矿业中的传动运输系统中的传送带等实现变频技术融入之后，避免了其空转，降低了磨损程度，防止了传送履带的老化。诸如这般的还有矿井中的升降机械。
（3）机械生产阶段“节能理念”的融入。①机械设备锻造环节，需要采用高标准煤来熔炼锻造，其可以有效降低CO2、CO、NO2等排放，缓解空气污染。②在废气、废渣、废水处理上需要遵循国家环保标准，能够积极地进行脱硫、脱氮处理;将废渣无害化处理之后填埋或者二次利用;将废水过滤到符合排放标准再排入指定河流中[3]。相对比来说于生产阶段融入“节能理念”，并不比在设计环节融入“节能理念”压力小，因为我国工业面对的是一个共同的自然环境，随着社会发展工业生产企业增多，即使各个企业排放符合标准，结果所有企业形成的综合排放量仍然会给环境造成巨大压力。只有充分在生产阶段融入“节能理念”，才会让自然环境获得真正的保护。
3 影响机械制造及自动化中节能理念应用的因素
3.1 生产理念
即机械生产企业是否具有良好的品质理念以及环保理念。现如今我国社会生产能力不断提升，对机械设备需求量加大，导致机械设备生产企业在利益驱使下开始偷工减料，其结果必然造成机械设备寿命缩短，无形中造成了社会资源浪费。甚至于可以进一步去想象，这样的机械生产企业会因为自己产品的质量问题而逐渐被市场所淘汰，更不可能面对国外机械制造业的挑战。
3.2 设计者水平
机械造型以及内部构造是否科学，各个组件配合是否精密，取决于设计者水平。若是设计者轻视节能理念，就会导致其在机械设备原材料选择、内部构造设计上缺乏相应的水准，导致材料质量不够，在高热环境下容易释放有毒成分，甚至于电路系统、传感系统、润滑系统、传动系统不够精密，导致设备生产效率不稳定，发生各类故障，增加了使用单位的维护成本。甚至于可以说设计者水平直接影响到了我国机械制造业的房展方向，以及我国机械制造业的国际竞争力。目前，我国在机械制造领域核心技术掌握不足，尤其是自动化技术融入方面更是薄弱，而最根本的原因就是设计人才缺乏。实际上这也体现了我国机械制造类院校教育上的落后。
3.3 法律法规
相对发达国家，我国机械制造及自动化相对落后，这一类的法律、法规也相对不够完善，加上节能理念在机械制造及自动化中应用属于高端技术领域，使得相应的规范标准不够精准统一。这也决定了机械制造及自动化过程中节能技术利用不足，导致了机械制造业的粗放管理。
4 提升节能理念在機械制造及自动化中应用水平的策略
（1）建立严格的行业监督体系。对于机械制造业来说，鉴于可持续发展理念，需要政府以及行业协会对每个企业的研发、设计、生产等展开严密监控，对其中存在的不利于环境保护、浪费资源能源的行为进行集中治理。必须要提升该类企业违规成本，如此才能使得机械制造业整体改变粗放式管理方式，能够主动融入节能理念，在机械设计、生产等环节注意环境保护，提高产品质量，延长其使用寿命。这其中需要行业协会配合政府有关部门制定行业规范以及技术标准，将其作为治理依据[4]。为了提高政府对该领域的治理能力，也需要改变过去的管理型政府想象，积极地向服务型政府迈进，这样才能实现政府和行业协会的深度沟通。
（2）培养优良的设计人才。我国各级高校必须要看到机械制造对我国工业发展的影响，能够借鉴国外先进教育经验培养机械设计及制造优良人才。能够在课程体系上积极改革，推行现代化的“校企联合”，保证学生真刀实枪地进行机械设计，培养出既有理论又有实际操作能力的复合型人才。目前我国机械设计人才培养随着教育改革推进也获得了一定成果，但是和发达国家相比还存在差距，应正视这一差距，积极地完善薄弱环节。其中双师型教育队伍的培养是关键环节。
（3）建立健全行业法律。法律相对比规范、标准等更加高级，其具有法律效力，可以通过强制手段来规范行业发展，摆脱了规范、规定、标准等文件的软弱无力，给予执法人员以依据。也正是因此，才能切实地让机械制造业感受到国家对环保的态度。在机械制造有关法律的建设方面，需要政府广泛采集行业精英企业、领域内影响力较大的专家、机械制造业协会等组织和个人的意见，保证法律的严密性。
5 结束语
节能理念融入到机械制造及自动化当中，除了站在机械制造本身的材料应用、设计优化等层面不断总结之外，还需要明确应用效果和机械生产企业经营理念、设计人员环保意识等。对于机械制造企业来说，想要在竞争激烈的环境里生存，必须树立环保意识，力求产品耐用、好用，这样才能建立市场壁垒阻断跟进。另外，还需要在生产加工环节注意节能减排，如此才能确保企业可持续发展。
参考文献
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[4] 王灏元.节能设计理念在机械制造与自动化中的运用[J].黑龙江科学，2020（12）：118-119.
舞台机械系统设计论文范文第3篇
1 整体设计思路
在综合分析了常用传动零部件工作特点的基础上, 根据传动部件的相关设计理论, 可以简单的把系统分成三个子系统:带传动子系统、链传动子系统和齿轮传动子系统。在每个子系统又包括设计计算模块、二维绘图模块和三维绘图模块三大部分, 对于其中的计算模块根据计算工程的不同又可进一步分为设计输入参数、设计计算、几何尺寸计算、设计结果显示和设计结果输出等几个步骤。本文中将以V带的设计计算为例来说明带传动设计计算模块的设计思路。
2 传动部件CAD设计计算子系统的设计
对于V带的设计计算系统, 可以采用如下设计形式。
2.1 V带传动的主要失效形式
在设计计算系统时, 主要失效形式包括:带在带轮上打滑, 不能传递动力;带由于疲劳产生脱层、断裂和拉断;带的工作面磨损;从动轴的扭振等。
2.2 V带传动的设计准则
保证带在不打滑的前提下, 具有足够的疲劳强度和寿命。
2.3 V带传动设计的约束条件
根据前面的论述, 在设计时应该满足以下两个约束性条件: (1) 不打滑条件:。其中f表示摩擦系数, α表示带轮包角, e表示自然对数的底, v表示带的线速度 (m/s) 。 (2) 疲劳强度条件:
其中1σ表示紧边应力 (M P a) , b1σ表示弯曲应力 (MPa) , cσ表示离心应力 (MPa) 。
2.4 需要输入的参数条件
主要包括带传动的启动类型、荷载性质及日工作时间;带传动所传递的功率、滑动摩擦率;n1、n2、i三个向量中的任意两个;其它要求, 如尺寸、中心距限制以及动力机的型号等参数。
3 传动部件CAD设计绘图子系统的设计
在传动部件的设计过程中, 有许多数据并不是通过数表提供的, 很多参数的获取是通过查取线图来实现的。所以, 在设计过程中, 需要将设计过程中需要使用的线图进行程序化处理, 有计算机本身来完成查询。最常用的程序化处理方式包括: (1) 追溯公式法, 有些线图是为了方便设计值查询根据公式计算结果绘制出来的, 对于这样的线图, 直接找到原先使用的公式即可编入程序。 (2) 线图离散数据法。在设计过程中, 有些已知变量本身是整数, 而且离散后的数据量也不大, 就可以将离散后的数据直接接入数组或数据库中, 根据变量的变化调用相应的数组和数据库。 (3) 曲线拟合法。该方法是通过采用插值法、最小二乘法等数学模型进行曲线拟合, 在借助于各类软件实现线图的曲线拟合, 在把公式编入程序之中。
A u t o C A D零件图的自动绘制过程就是Visual Basic控制AutoCAD的过程, AutoCAD是客户程序, Visual Basic的绘图程序起的是服务程序的作用, 当绘图程序发出绘图命令后, ActiveX Automation接口通过冷链接的方式将绘图命令作为一批数据发送到A u t o C A D之中, A u t o C A D在接收数据后即开始执行数据包中的命令, 完成相关的操作。采用Visual Basic二次开发AutoCAD, 可以较好的使用Visual Basic提供的界面对AutoCAD进行控制。充分发挥Visual Basic在计算、数据处理方面的优点以及A u t o C A D在二维绘图方面的优势。利用Visual Basic的功能, 来完善AutoCAD相对薄弱的环节, 从而达到程序间的优势互补。
4 计算结果的输出
在进行设计时, 为了使设计者及时、清晰的查看设计过程中各个参数的计算结果以及最终的设计结果, 应在程序中设计相计算步骤和内容的显示窗口, 通过该程序的设计使用户知道自己设计所处的阶段。同时, 为了方便对不同方案的比较, 可以借助于FSO以对象的方式来处理文件和文件夹, 并设计相应的计算结果存储功能, 使用户可以将计算结果存储为txt格式文件, 方便查看对比。
对于计算结果如果在正常允许的范围内, 以正常的颜色予以显示;如果输入或计算的结果不符合要求, 则以红色进行显示, 以便于设计者进行鉴别和区分。
5 程序设计错误的处理
程序的设计不可能尽善尽美, 在设计和运行中各种错误都可能出现, 因此在程序设计时正确处理错误对程序的完善是十分必要的。
在处理时, 应该首先对可能出现的错误进行分类, 如不影响计算结果的错误, 普通的语法错误、运行错误和逻辑错误。对于第一类可以直接跳转过去, 对于第二类错误则需要进行设置提示对话框, 适时的进行程序修改;而对于后面两种错误则很难发现, 一般是通过对设计初期的程序加强检查, 尽量避免, 也可以通过设置断点, 逐句运行等方式进行查找并修改。
摘要：本文以V带传动部件为例对CAD系统设计, 从设计原理、数据处理、作图程序、结果输出及错误处理等几个方面进行了简单论述。
关键词：CDA系统设计,传动零部件,数据处理
参考文献
[1] 龚邦明, 何晓东.典型机械零件CAD系统的开发与研究[J].轻工机械, 2004 (1) :66.
舞台机械系统设计论文范文第4篇
CDIO作为一种新的工程教育理念, 它是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、瑞典皇家技术学院等4所工程大学发起, 全球23所大学参与, 合作开发的一个国际工程教育合作项目[2]。CDIO代表构思 (Conceive) 、设计 (Design) 、实现 (Implement) 和运作 (Operate) , 它以产品研发到产品运行的生命周期为载体, 让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。
我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师, 然而我国工科的教育实践中还存在不少问题, 如重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题。在这种背景下, 我国以汕头大学为代表的一些高校CDIO工程教育模式进行了研究并加以实施, 现在已取得明显的效果。
1 机械系统设计课程现状
机械系统设计课程是一门用以培养学生在机械设计中有关系统设计能力的专业技术课。通过机械系统设计的学习, 使学生能够对机械系统的组成、布局、设计方案的评价具有明确的基本概念, 并能用系统的观点从整机和整个系统的角度去挖掘机械设计产品的设计规律和特点, 增强整机及系统的设计能力, 为复杂系统的设计打好基础。机械系统设计课程是高等工科院校中机械设计专业一门专业主干课程。
但是, 当前该课程却面临着如下问题。
(1) 教学内容和教学方法陈旧。有些教学的内容过时, 不能很好的体现当今社会科技发展的潮流和水平;课程讲授采用传统的老师主动灌输、学生被动接受的方式, 淡化了学生实际能力的培养和训练, 造成学生学习积极性不高, 并且个别学生形成了一种只求及格的混学分的消极现象。
(2) 教学学时较长, 使得学生主动思考的空间和时间不足, 并且以单个学生为学习主体的形式使学生相互之间缺少交流和沟通, 缺乏团队协作。
(3) 由于我机设专业具有宽口径的特点, 因此教学实例内容一般泛而不深, 学生在学习过程中针对性不强, 并且不能体现我校重型机械特色。
(4) 在课程学习中没有能形成对机械系统整体性理解的过程和环节, 因此并不能从系统的观点深刻理解机械五大系统 (动力系统、传动系统、操纵系统、执行系统、控制系统) 的相互关系及具体某一设备的侧重点。
(5) 期末考试“一锤定音”的考核方式不合理, 使得部分学生出现平时不努力, 考前抱佛脚现象。
总之, 对照CDIO能力培养目标, 传统教学模式、教学内容和教学手段都存在一些问题和不足, 需要对机械系统设计课程体系进行整合与创新。
2 基于CDIO的机械系统设计课程体系改革
2.1 优化调整教学大纲和教学内容
结合并发挥我校在重型机械方向的特色以及本专业学生就业所从事的岗位性质, 优化机械系统设计课程的教学大纲和教学内容, 除了使学生了解现代先进设备的发展现状和基本原理外, 还按照机械五大系统分解的模式对轧钢机械、冶炼设备、常见机床及石油机械的内容进行整合, 同时有所侧重的讲解, 尤其注重培养学生参数化设计的能力。这样的教学内容更为充实且具有针对性, 使得学生对将来有可能接触到的设备有一个基本的认识和了解, 介绍当前本行业的国际发展概况和我国现状, 比较国内外差距, 分析其原因以此激起学生对于本专业学习的热情和信心, 培养历史责任感。
2.2 建立一个基本原理清晰的课程架构
课程架构包涵课程内容的架构与课堂时间安排的架构, 课程内容架构分为:课堂讲授—个人作业—小组项目—项目汇报四部分, 中间贯穿以讨论和修正, 其中教师压缩课堂讲授时间, 将学生变成个人作业、小组项目和课题汇报三个阶段的主体。4~6名学生组成一个项目组, 推选一名组长, 组长负责组员的任务分配与协调。项目设置为若干类型, 某一类型包含有两个近似课题, 学生以小组为单位对项目进行自由选择, 但保证每两组做同一类型的不同课题。学生在项目操作中需要对已学知识进行整合, 并运用三维建模、机构仿真等先进的设计手段进行设计。项目汇报时, 同一类型项目的两个课题项目组互为评委, 各小组推荐一名同学对本组工作进行简要介绍, 其余组员对学生评委及老师的提问进行释疑, 保证每一名同学均有机会展示自己所做的工作。
课程时间安排架构则由原来的教师“满堂灌”改为教师引导性讲述—学生阶段性汇报—教师适时评述。这种时间架构缩短老师上台讲解时间, 但是对学生要求更高, 学生需要以小组的形式利用课余时间查阅资料进行方案的构思、讨论、择优。这种方式使学生成为学习主体, 主动探索性学习, 同时很好地培养了其团队协作能力。
2.3 建立清晰和完整的考核评价体系
传统考核评价方法即教学测试不能真正反映一个学生对于各种各样复杂的知识和技能的掌握程度。CDIO思想提倡“真正的评判”, 因为工程教育需要模仿真正的世界, 而这个世界是学生离开课程教育后就会面对的, 许多现代工程环境所要求的高水平认知, 是无法仅在传统的教学测试方法中被测试、被预言的[3]。邀请学生参与课程大纲和评分法则的设计, 使学生能够从全局性的角度而不是以个人得分高低的角度去看待学习, 从而更好地理解教师教学的整体策略。结合传统的教学测试方法, 并将讲解水平、答疑能力、设计成果、学生互评、团队精神及项目贡献等纳入考核评价体系, 具体实施时采用如下方法进行综合考核。
(1) 讲解的评价:对每个项目组所负责的课题进行汇报时的讲解水平及组员回答问题的表现给出评价。
(2) 组员互评:项目组组员间根据在项目合作过程中的表现互相给出评价。
(3) 组长评价:组长根据自己掌握的实践情况对每个组员在团队中的表现及对项目的贡献程度给出评价。
(4) 教师综合评定:教师根据上述评价按照各自的权重累计, 给出比较客观的评价成绩。
3 结语
从教育的长期目标看, CDIO是一个系统工程, 而不仅仅是某一门课程或是某一专业的设计和创新。其最终的目的是其宗旨都在于群体或个人能力的培养, 而不只是训练一套未来必然过时的技术。因此, 设计课程或教学系统, 都要从系统全盘的角度着手, 一个理想的工程教育体系, 不但要争一时, 也要争千秋。这个目标虽然大, 但对于教育从业人员来说, 它不仅是一个不可推卸的责任, 更是一个实践与运行教育工程的抽象规范[4]。基于CDIO机械系统设计课程体系创新的目的在于寻求一种满足现代社会对机械类人才知识结构和素质能力需求的新的“机械系统设计”教学模式, 构建以培养学生具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力, 对新产品、新流程、新系统的掌控意识和能力为核心的教学目标。使学生养成一种自主学习和勇于创新的习惯, 提高其工程意识和工程素养以适应新时代对对工程技术人员的要求。不过, 要完全实现这些教学综合效果, 并且能够在学生身上持续性体现则离不开整个学校教育环境, 离不开其他相关课程的密切配合。
在此次教学改革过程中, 有以下几点体会。
(1) 项目式的教学方式是课程教学的一个重要组成部分, 并且能取得很好效果, 学生在项目实施过程中, 对应用于实践的书本知识理解更为透彻。而诸如团队合作能力、领导管理技能和行为、跨文化理解力、学习能力以及“终生学习”的习惯等“软技能”的培养也在学习中逐渐完成。
(2) 充分调动学生的主动性, 激发学生的学习兴趣。学生的创新能力和脑力资源经常会超过教师预期。在展示本组完成的项目时, 学生采用多种形式, 力争通过录像, 动画, 音乐, 实物模型等形象的表达方式引起其他同学的兴趣并将自身方案表达更为充分。
(3) 分数不应是检验学习成果的唯一标准, 作为一种对未来工程技术人员的培养模式, 考核和评价的应该是开发产品技术的综合素质。
(4) 培养学生的一种责任感和集体荣誉感, 要让所有学生在项目参与中有明确的任务和要求, 对于一个项目而言, 而需要所有组员的积极参与和协作, 并且任何一个组员负责环节若出现问题将成为此项目的短板, 进而影响到该项目的进展, 因此具有高度负责感是一名工程技术人员的应有素质。
摘要：本文以构思 (Conceive) 、设计 (Design) 、实施 (Implement) 和运作 (Operate) 四个阶段性的工程内容为学生能力培养目标的理念, 对机械系统设计课程体系进行了整合与创新, 提出了具体的改革措施, 探索一种满足现代社会对机械类人才知识与素质需求的新的“机械系统设计”教学模式。
关键词：CDIO,整合,教学模式,课程架构
参考文献
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[3] 高雪梅, 孙子文, 纪志成.CDIO方法与我国高等工程教育改革[J].江苏高教, 2008 (5) :69～71.
舞台机械系统设计论文范文第5篇
摘 要：我国是煤炭资源大国，开采量位居世界前列，因此煤炭开采技术对我国煤炭资源开发程度起到了决定性作用，在一定范围上左右着经济发展速度。在煤炭资源的开采中，煤矿机械的高效性是整个开采过程的关键所在，而电气自动化系统可以大大提高煤矿机械利用效率，减小资源浪费，节省人力投资，提高煤矿开采速率。
关键词：煤矿机械；自动化系统；应用；
随着我国经济的不断发展，社会需要进一步进行开发建设。然而时代的不断进步，需要工业不断的发展，我国社会工业发展、经济发展都离不开能源的支持。众所周知，中国自古以来就是个地大物博的能源大国，煤炭资源更是丰富的蕴藏于我国山西省、内蒙古、新疆等各个省市。然而近年来，随着经济不断发展，社会对能源的需求量越来越大，而煤炭开采量却在逐年下降。这就使得煤炭企业不得不对煤炭开发过程进行技术改革，进行机械设备控制系统的升级来改善这一情况。
一、煤矿机械设备中的电气系统及其基本特点
（一）煤矿机械设备的电气系统基本组成
我国采用的煤矿机械目涵盖了探测、挖掘、开采、运输、安全检测等方面，有例如采煤机、掘进机、提升机、胶带运输机等自动化电气设备，其中，采煤机、掘进机、提升机、胶带运输机是煤矿机械设备中最基础的组成。
针对采煤机这一煤矿基础设备而言，在当前自动化水平已有了提高的情况下，采煤机这一设备的创新开发也成了企业研发的重点。当前采用的采煤机多数能够使用计算机进行网络操作，远程遥控，对器械的运行状态进行时时监控，确保设备正常使用。
与采煤机相同，掘进机采用了PLC主板作为控制中心，实现了各单元部位间的启动与停止，将生产中的各种相关逻辑、功能进行集中化管理。系统中添加的电子保护器通过对电流回路的实时监测实现了对电动机的保护，准确的判断电路的运行状态，最终将情况反馈至PLC进行统一分析，实现了电气自动化管理。
煤炭的运输是煤炭开采中最重要的一个环节，是矿山的咽喉，作为矿井与外界唯一的联系通道，提升机肩负着对煤炭、物料、工作人员的运输作用，不仅要有高度的工作效率，还要有极高的安全性确保万无一失。
胶带运输机以可编程逻辑控制器为核心，以工业监测、监视、控制软件作为用户界面，在主控中心可以实现多种连锁功能，遵循了“逆煤流起车、顺煤流停车”原则。
（二）煤矿机械设备电气系统的应用特点
自我国进行煤矿开采以来，传统的煤矿开采方式都是采用人工手段，机械参与作业也只是近几十年开始发展起来的。而在如此短短的几十年间，我国煤矿企业不断进行技术创新，对煤矿开采的机械设备进行了大量的技术革新，使得我国的煤矿机械设备不断趋于自动化水平。煤矿机械设备电气系统在应用过程中有着极大的优越性，首先，自动化水平能够很大的弥补人力工作带来的效率低下的缺陷，能够真正做到高效的进行煤矿开发，很大程度上提高了企业的经济效益。再者，电气控制对比传统的人力监管工作，具有极大的便捷度。由于电气系统在设计、工作过程中，采用了遥控、触控等大量的新型科学技术，能够对整个煤矿开采情况进行准确的监控，保证安全作业的同时，提供了极大的便利。
二、加强煤矿设备电气系统的管理
当前我国煤炭企业在煤炭开发、开采过程中遇到了许多技术问题，为了解决这一问题，进行了技术的革新和设备的更新改革。在进行了煤矿机械设备电气系统更新升级以后，更需要针对这一系统在使用过程中的实际情况。加强电气机械设备的管理工作不但能够为更好的煤炭开发工作提出帮助，更是保障安全的煤矿开采工作的基本条件。煤矿开采是一项极为复杂并且具有很强危险性的工作，因此，在此过程中需要采用的也是极为复杂的电气设备。加强煤矿机械设备电气系统的管理，需要做到以下几点：首先，将设备投入使用前必须充分了解设备安装特点以及需要的安装技术要求。另外，在机械设备的使用过程中，必须严格监管，对整个流程进行监控，保证所有电路使用一切正常，确保所有在线工作人员严格按照规章制度及操作规程进行规范作业。最后，必须定期进行设备系统的维护、检查，及时发现并处理安全隐患，杜绝一切事故发生的可能性。
三、矿用设备电器自动化发展前景
诚然，当前我国已经对天然气、煤层气等诸多新型能源展开研究开发，但是当前我国的工业生产对煤矿这一传统能源的需求依然十分大，并且随着科技的不断进步，煤矿企业开始追求更高效、安全、环保的进行煤矿开发技术，在这样的情况下，进行煤矿机械设备自动化的改革创新几乎是发展的必然。有需求就会有市场，当前我国煤矿企业对机械设备电气系统的需求不断提高的同时，随之而来的一定是我国煤矿机械设备的电气系统会有着更深远的良好发展前景。当前不少煤矿企业真正从社会发展、企业发展这一基本落脚点出发，对煤矿设备进行了技术创新，可以预见，在不远的将来，我国的煤矿机械设备电气系统在完全走向自动化水平的同时，也会不断向信息化、智能化的水平发展，进一步保证了煤矿生产的安全进行。
四、结语
煤炭企业作为社会经济发展的必需品，在我国当前乃至未来的很长一段时间内，都将是我国工业发展的重中之重。然而当前我国煤炭机械及其自动化还处于研究阶段，有许多功能技术有待进步。要想使煤炭事业更快速的发展，我们必须与國际接轨，掌握煤炭开采中的核心技术，才能真正在煤炭行业处于国际前沿，因为科学技术才是生产的第一要素。我们需要做的不仅是埋头苦干，合理利用现代化设施才能使我们的生活变得更美好。
参考文献：
[1]蔡依然.论电气化技术的应用前景分析[J].焦作大学学报，2009，08.
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[3]高虹. 电气自动化技术在机械设备中的应用[J]. 科技创新与应用，2014，10：55-56.
[4]邱伟良. 矿山关键设备安全运行集成监控系统设计[D].湖南科技大学，2008.
[5]李雷军，尚占宁，路锦程，等矿井提升机行程控制的研究和实现[J].电气传动自动化.2005，01.
舞台机械系统设计论文范文第6篇
摘 要：随着全球知识经济的发展，数控加工应用技术专业应运而生，数字控制技术与数控机床给机械制造带来了巨大的变化。但数控技术又是一门实践性很强的课程，要想达到理想的教学和实践效果就必须探索一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养适应性强、企业欢迎的学生势在必行,那么运用数控加工仿真系统辅助教学就是必然的途径。
关键词：数控教学 数控加工仿真软件 鉴定
随着全球知识经济的发展，使机械工程成为一个跨越机械、电子、计算机、信息、控制、管理以及经济等多学科的综合技术应用学科，数控加工应用技术专业应运而生，数字控制技术与数控机床给机械制造带来了巨大的变化。数控机床加工在机械制造业中已经得到广泛应用,并且数控机床操作者的需求也变得越来越大。因此，大批数控机床操作编程人员的培训成为迫切而又难以解决的问题。然而在传统的操作培训中,数控机床的编程和操作是在实际数控机床上进行,这既需要大量的机床,又具有一定的风险性,培训中学员的失误操作经常会导致昂贵设备的损坏，甚至出现安全事故，所以数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实际操作训练,投入大,消耗多,成本高, 效率低，并且由于学员人数的不断增加，有限的机床数量也难以保证每个学员有足够的上机时间和足够的实训指导老师与之相匹配。但数控技术又是一门实践性很强的课程，要想达到理想的教学和实践效果就必须探索一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养适应性强、企业欢迎的学生势在必行,那么运用数控加工仿真系统辅助教学就是必然的途径，它解决了培训人员多，培训工作量大、效率低，初学者易出错等等一系列的问题。目前国内已经出现了各种数控加工仿真教学系统，我们学院选用了上海宇龙数控加工仿真系统，在此本人对上海宇龙数控加工仿真系统在高职教学的应用，谈谈几点思考：
一、提高效率，节约成本
数控机床属于高科技产品，品种多、价格高，所以数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行，投入大、消耗多、成本高。大多数高职学院无力承担起这种消耗与投入。因此运用数控加工仿真系统教学是解决这一问题的重要途径。上海宇龙数控加工仿真系统可以具备对各种数控机床操作全过程和加工运行全环境仿真的功能，其中包括：毛坯定义、夹具刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，拥有FANUC数控系统、SIEMENS数控系统、华中数控系统、广州数控系统等多种数控系统，具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能；把该仿真系统引入到教学中这样既可避免因初学者误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏，又可以使操作人员感受仿真数控机床操作过程中产生现场感和真实感。随着人数的增多，只需要增加计算机终端，就可以彻底解决了数控机床数量不足的难题，也可以大大减少工件材料和能源的消耗，从而可以降低培训成本。并且使每位学员有足够的实践机会。因此能够让学生很快的熟悉和了解数控加工的工作过程，掌握各种数控机床的操作方法。
另外，仿真软件不存在安全问题，若操作失误，系统会有所提示，给仿真者以警示，这使得操作变得生动、形象起来，巩固了学生的操作能力，达到了实训效果。这样学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。
所以它是数控实习教学的前期教学的好的辅助教学，提高了培训效率，节约了成本。
二、提高教学质量
1、在教学中
传统的编程教学是枯燥的指令讲解，空对空的编程教学，在应用了数控仿真系统教学以后，教学变得更加生动、具体、形象，提高了学生的学习兴趣。在课堂上真正体现学生为主体突出显示学生动手动脑的能力，变学生被动学习为主动学习。掌握分析问题，解决问题的能力。通过情景教学，大大提高了学生的学习兴趣和主动性。从而提高了教学质量。
2、在考核中
在考核过程中，程序的批阅更是让数控教师头昏眼花，因为每个人的编程会有所差别，所以改卷的工作量非常大而且又非常繁琐，考核就不一定每个课题都进行。使用数控仿真系统可以通过观察刀具轨迹查看他的工艺和中间编程是否存在问题，并可以通过仿真软件可以直观看到最终工件的形状，并能自我检测加工零件的几何形状精度。工件精确测量是一件非常繁复的工作，对数控学生人数众多的学校，即使在仿真软件上进行一次考试或者练习都可能是非常困难的。上海宇龙数控加工仿真系统具有工件的自动测量功能。该功能能够对仿真软件上加工完成后的工件进行完全自动的、智能化的测量。如果事先设定了评分规则，就可以进行全自动的评分。这样我们就可以每个课题进行一次考核，真正达到了又直观、又具体、又生动、又准确的考核效果，提高了教学质量。
3、在复习中
本软件不仅在局域网上具有双向互动的教学功能，还具有基于互联网进行双向互动的远程教学功能，数据传送可以采用卫星、宽带（ADSL,ISDN,有线CABLE等）或窄带互联网（56K Modem）等方式进行，这使得远程教学成为名副其实。这样学生就可以在课余时间通过网络与教师进行交流，从而提高了教学质量。
三、提高职业资格技能鉴定考试的通过率
我学院要求所有毕业学生均通过省、市职业技能鉴定中心认定的国家职业资格技能鉴定考试，并获得职业资格等级证书。数控操作工职业技能鉴定标准分成三大部分内容：理论知识考核、仿真加工考核和实际操作技能考核。其中仿真加工考核就是运用上海宇龙数控加工仿真系统进行考核（辽宁省劳动和社会保障厅职业技能鉴定中心于2006年3月决定采用上海宇龙公司的《数控技能考核软件》作为全省数控操作工统一考核的鉴定系统），那么如果在教学中就能使用上海宇龙数控加工仿真系统，并使学生在学习中熟练掌握该仿真系统就可以提高职业资格技能鉴定考试的通过率。
四、提高学生竞赛能力
辽宁省在第二届数控技能大赛中选用上海宇龙公司《数控加工仿真系统》作为比赛中唯一使用的数控仿真软件。如果在教学中就能使用上海宇龙数控加工仿真系统，并使学生在学习中熟练掌握该仿真系统，就可以让学生数控仿真软件这部分具有一定优势，从而获得更好的成绩。
五、数控加工仿真系统在应用中存在的问题
数控加工仿真系统是一种模拟教学应用软件，它不能也不可能全盘代替教学，尤其是技能训练。如果教师一味地依赖数控加工仿真系统而将学生放任自流，必将会引起一些负面效应，为了将这些负面效应的影响减少到最低程度，我们应拿出切实可行的应对的方法。
首先，数控加工仿真系统只是加工过程的模拟并非真实加工过程，它无法代替学生在真实切削加工的实际感受，尤其是加工工艺的选择，它无法进行控制，因此在教学中教师一定要对学生加强加工工艺方面相关知识的培养。
其次，我国的数控加工仿真系统软件的设计与应用尚处在刚刚起步的阶段，仍有不少亟待完善之处，有些指令无法执行，使学生对编程理论产生疑惑而无所适从，这就对它的使用范围有所限制，任课教师应该熟悉这一差别，及时加以说明，并积极与数控加工仿真系统软件设计方进行联系以便及时予以改进。
其三，在利用数控加工仿真系统软件进行技能训练时容易使学生对计算机产生依赖心理，沉迷于仿真加工，而疏于上数控机床操作。
另外，个别学生甚至趁老师不注意上网或玩电游。这就要求数控实训教师提高管理能力和教学水平，合理分组科学安排应用数控加工仿真系统软件进行技能训练的时间，仿真训练与操作训练在后阶段应穿插进行，科学管理就可将这一负面效应减少到最低程度。
总之，数控加工仿真软件在教学和鉴定中的应用尚在起步与研究探索阶段，只要积极思考在应用中产生的问题，主动采取应对措施，我们正确发挥其在教学和鉴定中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。