舞臺機械系統設計論文范文第1篇
摘 要：本文提出了一種基于單片機控制的絲襪折疊機的概念設計。建立簡潔明了、實用可調、操作方便的人機界面。主要內容包括以下幾個方面：
自動絲襪折疊機機械結構概念設計；驅動、傳動、功能系統的機構選取。支撐機構和造型設計的初步分析；電氣原理圖概念設計；主回路、控制回路、功能回路的繪制。供電回路、通訊回路以及其他回路的技術分析；工作和控制流程、I/O分配、循環程序的設計、人機界面設計。
關鍵詞：自動折疊機；絲襪；皮帶輪組；可編程控制；人機界面
1、緒論
1.1課題選題背景
1.1.1絲襪生產工藝流程
襪子是成形產品。以下是絲襪生產工藝：
（1）原料顏色打樣─定購原料─襪子設計─襪子打樣─確定工藝；
（2）襪子大貨生產—下機檢驗—縫頭拷口—定型整燙—整理包裝。
本課題研究方向解決最后一步：整理包裝。
1.1.2 目前疊絲襪機研究現狀
德國Jensen公司的折疊機的種類很多，可以適合不同的洗滌廠的工作量，核心零部件包括控制器、電機、變頻器和光電傳感器和旋轉編碼器等等。
江蘇泰州市通洋洗滌機械制造有限公司生產的ZD3300-V智能化控制系統，取消了傳統的機。
1.2本文主要研究內容
本文在分析國內外折疊機的基礎上提出了一種專門用來折疊絲襪的產品概念設計。以最小的動力需求，并基于單片機編程控制，提供簡潔的人機界面。通過光電傳感器和電磁鐵的配合，加以合理的控制程序，完成不同長度絲襪的高效折疊。并且，為了省電節能，利用光電實現自啟停功能。
2、機械系統概念設計
2.1 自動疊絲襪機的性能結構分析
2.1.1 功能分析
絲襪整理方法有三種：卷、疊、疊卷合用等方法。
2.1.2 方案分析
絲襪的折疊是一個反復的運動過程，其核心算法是循環：
（1）從一端開始反復折疊
利用摩擦輪和折板構成的步進結構：
2.1從一端開始折疊示意圖
工作流程為：①啟動光電動作，傳動摩擦輪啟動；②折疊光電動作，步進摩檫輪開始下行，并將絲襪牽引至可折疊位置，然后上行復位給折疊板留出運行空間；③折疊板開始反轉折疊，折疊完成后復位至水平位置；④在折疊光電一直動作的情況下，重復前三步操作，直至折疊光電復位；⑤折疊光電復位后，折板正轉將絲襪送至傳送到下一步；⑥啟動光電設置延時，其時序等于折疊一條絲襪的工序時間。當啟動光電復位后，延時一條絲襪時序后，機構自動停止。
（2）從中間開始反復折疊
利用皮帶機構的帶輪對絲襪擠壓折疊：
2.2從中間開始折疊示意圖
工作流程為：①啟動光電動作，皮帶輪組工作；②絲襪擋住1#光電時，延時（可調），1#電磁鐵推動切塊工作，延時2s復位；③絲襪擋住2#光電時，延時（可調），2#電磁鐵推動切塊工作，延時2s復位；④絲襪擋住3#光電時，延時（可調），3#電磁鐵推動切塊工作，延時2s復位；⑤如有必要可以增加帶輪組，以及廣電和折板來折疊更長的絲襪；⑥啟動光電設置延時，其時序等于折疊一條絲襪的工序時間。當啟動光電復位后，延時一條絲襪時序后，機構自動停止。
2.2 可行性方案概念結構設計
2.2.1 動力系統選用
本方案主要以旋轉機構為主，采用電動機驅動，正確選擇功率、轉矩、轉速、以及啟動、調速、制動和過載等要求。
2.2.2 傳動系統選用
齒輪傳動功率范圍大、傳動效率高、使用壽命長。但需要較高的制造和安裝精度，成本較高。其優可良好的在本機構應用，其缺點可很好的在本機構規避。
2.2.3 功能系統選用
本文利用光電傳感器檢測絲襪的行程，利用電磁鐵推動折刀完成折疊過程，對這兩個功能器件進行選型：
（1）光電傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制的。
（2）電磁鐵是利用載流鐵心線圈產生的電磁吸力來操縱機械裝置，以完成預期動作的一種電器。因交流電磁鐵啟動力較大，換向時間短，能輕松推動折刀動作，因此選用交流電磁鐵。
2.2.4 總裝設計與造型設計分析
（1）總裝設計
充分考慮驅動軸的上下移動以便調整帶輪之間的間隙；光電傳感器的前后左右可調性以保證光電動作精準且不會誤動作；電磁鐵的前后和上下的可調整性，保證折刀能正確的引導絲襪進入折疊程序。
（2）造型設計
造型設計，是指利用形狀、圖案或者其結合以及色彩與形狀、圖案的結合所做出的富有美感并能應用的形體新設計。非流水線的絲襪折疊機可借鑒打印機的造型設計。
3、電氣控制系統概念設計
3.1 自動疊絲襪機的電氣原理圖設計
3.1.1 主回路設計
為了擁有良好的啟動性能，采用星三角啟動方式。
3.1.2 控制回路設計
為實現折疊功能的控制回路主要需要四個光電輸入和五個輸出。
3.1.3 功能回路及其他回路設計
功能回路主要由電磁鐵和折刀實現，其要點是電磁鐵要有延時復位功能，電磁鐵動作2秒后立即復位，不影響下一條絲襪的進入。
其他回路主要圍繞三個主回路進行設計。
3.2 控制回路打包方案設計
3.2.1 基于電氣原理圖自制PCB板
自制PCB板有助于節約成本，只需采購簡單的延時繼電器和輸出繼電器，便可焊制所需的電路板，但僅限于實驗或測試使用。
3.2.2 基于C語言編程控制
C語言含有豐富的類能很好的滿足客戶的變更需求，成本比PLC低廉，適用于小型的非流水線的打包方案。
3.3 優化設計構想
3.3.1 人機界面
增加顯示屏、旋鈕、按鈕給用戶提供良好的人機界面，便于使用者依據絲襪的尺寸對折疊機時序進行任意調整。
3.3.2 測試參數包
對市場上的大部分絲襪進行折疊機測試，給出絕大部分絲襪的折疊機參數包；另外對折疊機設置多個出料口，不同長度的絲襪從不同的處理口出料。
舞臺機械系統設計論文范文第2篇
[摘 要]機械制造及自動化的節能設計需要針對機械制造環節的材料、部件構造、驅動系統、潤滑系統封閉性等展開研究，可以有效提升機械的質量和動力，減少內部摩擦損耗，進而提升機械使用壽命;在自動化設計環節則需要優化命令系統、傳感系統以及操作系統功能，提升機械操作準確度，提高機械生產效率。只有如此，才能實現資源合理利用以及工業領域的長遠可持續發展。
[關鍵詞]機械制造;自動化;節能設計;設計理念
在機械制造及自動化設計中將節能理念轉化具體生產力，是機械制造業普遍面對的問題，其不僅可以降低生產消耗，還能提升產品質量，延長其使用壽命，而且其報廢之后能夠回收二次利用。尤其是自動化設計中通過創新設計提高機械加工精準度，減少邊角余料，對于企業來說間接節省了資源和成本。這才是機械制造業需要追求的節能設計理念，而非在利益驅使下粗制濫造。
1 機械制造及自動化中節能設計根本原則
（1）質量為上。即在“節能減排”理念下，在機械制造及自動化設計過程中遵循高質量原則，選用優良材料來進行機械模具制造以及機械加工。這樣的模具和機械使用時間長，降低了企業加工成本，另外這樣的機械對于使用單位來說也能夠有效減少反復維修帶來的物資浪費。以礦山行業來說，挖掘機械若是選用耐磨性差的材料，其可能在數年間就會報廢，整部機械都會失去利用價值，這對于礦山企業來說則意味著數年間僅在挖掘方面就產生了數十萬元的浪費。
（2）環保為重。指的是機械制造材料必須是高環保、低污染材料，能夠有效對抗高溫和腐蝕環境，不發生氧化、老化以及釋放有毒成分。而且機械報廢之后，材料可以回收二次利用。例如橡膠、塑料等材料，其可以重新回爐經過加工后成為其他產品。另外還有其他可回收并能夠二次加工利用的新材料。這些材料使得自然資源透支程度降低，可以讓人類社會健康可持續發展。
（3）精密為本。對于機械制造企業來說，想要打開市場，需要保證機械質量、環保的同時，積極地實現內部構造的精密性，例如潤滑系統封閉性、智能系統的優化，這些是保證機械操作精準，提高生產效率，降低生產過程廢料產生規模的關鍵。在未來規?；a的大背景下，企業能夠大量使用精密生產器械，其帶來的巨大效益是非常驚人的。同時因為機械設備使用壽命延長，可以實現企業額外效益的不斷增加，給予企業不斷發展的動力。
（4）集成為要。最初第一代電腦重量以噸計算，而今的計算機只不過十數斤重，這就是集成帶來的巨大改變。集成技術節省了大量的生產材料。集成技術當中的集成電路具有元件少、體積小、重量輕、計算速度快等特點，將其融入機械制造當中，可以明顯減少機械設備的體積，等同于節省了大量的原材料，這讓企業的生產成本不斷降低，提升了其利潤水平，加強了其競爭能力。
2 節能設計理念在機械制造及自動化中的具體應用
節能設計理念融入是隨著機械制造及自動化機械設備設計初期、設計成熟期、機械設備生產期來分別融入的，其體現了“大節能”理念，即將節能環保工作延展到了機械設備本身之外的生產加工環節，保證了機械制造業的良性發展。
（1）設計方案初級階段“節能理念”的融入。設計初期指的是某個機械設備在研發階段，此時需要設計師了解機械設備未來的使用領域，明了使用者對機械設備的基本要求，這樣才能杜絕設計偏誤，不至于導致設備無人問津造成資源浪費。換言之，機械設備制造企業在研發、生產機械設備時，必須要利用大數據技術來廣泛對接市場，了解客戶需求，通曉每類設備當前最需要性能和功能標準，避免閉門造車[1]。
（2）設計方案成熟階段“節能理念”的融入。設計方案成熟階段指的是，設計師已經相對考慮成熟，可以于機械設備設計中融入哪些可以節能減排的技術，這些技術的原理是什么，如何和機械有效融合？這一系列問題基本上都得到了比較完善的解答。此時設計師需要在保證機械設備滿足使用企業生產加工需求同時，進一步考慮機械本身材質、內部構造、機械性能來高度融入節能理念：①要在確保材料安全性高品質基礎上，要求其具有環保性（無毒、可回收）、耐用性。②要對內部構件緊密性展開分析，需要傳動系統緊密咬合;命令系統、傳感系統、執行系統精密配合，提高機械操作精準度;潤滑系統封閉杜絕滴油、漏油，能夠做到智能給油，減少對環境的污染。一般來說，傳動系統緊密咬合的前提是齒輪必須用耐磨材質，這樣才能延長傳動系統壽命，從而保證整個機械設備的使用壽命得到改善;想要提升命令和傳感系統的傳導速度，就需要不斷地減少二者間不同步，能夠確保命令下達的最短時間內，傳感系統便可以將命令傳遞給執行系統;智能給油則是避免了手工給油造成的不精準以及滴油、漏油的弊端。③能夠針對電能消耗這一點來實現變頻技術融入，這樣可以根據生產要求調解機械運轉速度，能夠有效地節省電能。例如礦井中的壓縮機，其融入變頻技術之后避免了以往的持續高速運轉帶來的電能損耗以及內部磨損，有效提升了壓縮機使用壽命[2]。據行業數據證明，中小型礦業企業采用變頻壓縮機后，僅電費便可以節省十數萬乃至于數十萬元。另外礦業中的傳動運輸系統中的傳送帶等實現變頻技術融入之后，避免了其空轉，降低了磨損程度，防止了傳送履帶的老化。諸如這般的還有礦井中的升降機械。
（3）機械生產階段“節能理念”的融入。①機械設備鍛造環節，需要采用高標準煤來熔煉鍛造，其可以有效降低CO2、CO、NO2等排放，緩解空氣污染。②在廢氣、廢渣、廢水處理上需要遵循國家環保標準，能夠積極地進行脫硫、脫氮處理;將廢渣無害化處理之后填埋或者二次利用;將廢水過濾到符合排放標準再排入指定河流中[3]。相對比來說于生產階段融入“節能理念”，并不比在設計環節融入“節能理念”壓力小，因為我國工業面對的是一個共同的自然環境，隨著社會發展工業生產企業增多，即使各個企業排放符合標準，結果所有企業形成的綜合排放量仍然會給環境造成巨大壓力。只有充分在生產階段融入“節能理念”，才會讓自然環境獲得真正的保護。
3 影響機械制造及自動化中節能理念應用的因素
3.1 生產理念
即機械生產企業是否具有良好的品質理念以及環保理念?，F如今我國社會生產能力不斷提升，對機械設備需求量加大，導致機械設備生產企業在利益驅使下開始偷工減料，其結果必然造成機械設備壽命縮短，無形中造成了社會資源浪費。甚至于可以進一步去想象，這樣的機械生產企業會因為自己產品的質量問題而逐漸被市場所淘汰，更不可能面對國外機械制造業的挑戰。
3.2 設計者水平
機械造型以及內部構造是否科學，各個組件配合是否精密，取決于設計者水平。若是設計者輕視節能理念，就會導致其在機械設備原材料選擇、內部構造設計上缺乏相應的水準，導致材料質量不夠，在高熱環境下容易釋放有毒成分，甚至于電路系統、傳感系統、潤滑系統、傳動系統不夠精密，導致設備生產效率不穩定，發生各類故障，增加了使用單位的維護成本。甚至于可以說設計者水平直接影響到了我國機械制造業的房展方向，以及我國機械制造業的國際競爭力。目前，我國在機械制造領域核心技術掌握不足，尤其是自動化技術融入方面更是薄弱，而最根本的原因就是設計人才缺乏。實際上這也體現了我國機械制造類院校教育上的落后。
3.3 法律法規
相對發達國家，我國機械制造及自動化相對落后，這一類的法律、法規也相對不夠完善，加上節能理念在機械制造及自動化中應用屬于高端技術領域，使得相應的規范標準不夠精準統一。這也決定了機械制造及自動化過程中節能技術利用不足，導致了機械制造業的粗放管理。
4 提升節能理念在機械制造及自動化中應用水平的策略
（1）建立嚴格的行業監督體系。對于機械制造業來說，鑒于可持續發展理念，需要政府以及行業協會對每個企業的研發、設計、生產等展開嚴密監控，對其中存在的不利于環境保護、浪費資源能源的行為進行集中治理。必須要提升該類企業違規成本，如此才能使得機械制造業整體改變粗放式管理方式，能夠主動融入節能理念，在機械設計、生產等環節注意環境保護，提高產品質量，延長其使用壽命。這其中需要行業協會配合政府有關部門制定行業規范以及技術標準，將其作為治理依據[4]。為了提高政府對該領域的治理能力，也需要改變過去的管理型政府想象，積極地向服務型政府邁進，這樣才能實現政府和行業協會的深度溝通。
（2）培養優良的設計人才。我國各級高校必須要看到機械制造對我國工業發展的影響，能夠借鑒國外先進教育經驗培養機械設計及制造優良人才。能夠在課程體系上積極改革，推行現代化的“校企聯合”，保證學生真刀實槍地進行機械設計，培養出既有理論又有實際操作能力的復合型人才。目前我國機械設計人才培養隨著教育改革推進也獲得了一定成果，但是和發達國家相比還存在差距，應正視這一差距，積極地完善薄弱環節。其中雙師型教育隊伍的培養是關鍵環節。
（3）建立健全行業法律。法律相對比規范、標準等更加高級，其具有法律效力，可以通過強制手段來規范行業發展，擺脫了規范、規定、標準等文件的軟弱無力，給予執法人員以依據。也正是因此，才能切實地讓機械制造業感受到國家對環保的態度。在機械制造有關法律的建設方面，需要政府廣泛采集行業精英企業、領域內影響力較大的專家、機械制造業協會等組織和個人的意見，保證法律的嚴密性。
5 結束語
節能理念融入到機械制造及自動化當中，除了站在機械制造本身的材料應用、設計優化等層面不斷總結之外，還需要明確應用效果和機械生產企業經營理念、設計人員環保意識等。對于機械制造企業來說，想要在競爭激烈的環境里生存，必須樹立環保意識，力求產品耐用、好用，這樣才能建立市場壁壘阻斷跟進。另外，還需要在生產加工環節注意節能減排，如此才能確保企業可持續發展。
參考文獻
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[2] 李永紅.節能設計理念在機械制造與自動化中的應用研究[J].世界有色金屬，2020（4）：218，220.
[3] 葉宜凡，黃糧山.礦山機械制造與自動化設計中的節能設計理念的相關探索[J].科技風，2020（23）：123.
[4] 王灝元.節能設計理念在機械制造與自動化中的運用[J].黑龍江科學，2020（12）：118-119.
舞臺機械系統設計論文范文第3篇
1 整體設計思路
在綜合分析了常用傳動零部件工作特點的基礎上, 根據傳動部件的相關設計理論, 可以簡單的把系統分成三個子系統:帶傳動子系統、鏈傳動子系統和齒輪傳動子系統。在每個子系統又包括設計計算模塊、二維繪圖模塊和三維繪圖模塊三大部分, 對于其中的計算模塊根據計算工程的不同又可進一步分為設計輸入參數、設計計算、幾何尺寸計算、設計結果顯示和設計結果輸出等幾個步驟。本文中將以V帶的設計計算為例來說明帶傳動設計計算模塊的設計思路。
2 傳動部件CAD設計計算子系統的設計
對于V帶的設計計算系統, 可以采用如下設計形式。
2.1 V帶傳動的主要失效形式
在設計計算系統時, 主要失效形式包括:帶在帶輪上打滑, 不能傳遞動力;帶由于疲勞產生脫層、斷裂和拉斷;帶的工作面磨損;從動軸的扭振等。
2.2 V帶傳動的設計準則
保證帶在不打滑的前提下, 具有足夠的疲勞強度和壽命。
2.3 V帶傳動設計的約束條件
根據前面的論述, 在設計時應該滿足以下兩個約束性條件: (1) 不打滑條件:。其中f表示摩擦系數, α表示帶輪包角, e表示自然對數的底, v表示帶的線速度 (m/s) 。 (2) 疲勞強度條件:
其中1σ表示緊邊應力 (M P a) , b1σ表示彎曲應力 (MPa) , cσ表示離心應力 (MPa) 。
2.4 需要輸入的參數條件
主要包括帶傳動的啟動類型、荷載性質及日工作時間;帶傳動所傳遞的功率、滑動摩擦率;n1、n2、i三個向量中的任意兩個;其它要求, 如尺寸、中心距限制以及動力機的型號等參數。
3 傳動部件CAD設計繪圖子系統的設計
在傳動部件的設計過程中, 有許多數據并不是通過數表提供的, 很多參數的獲取是通過查取線圖來實現的。所以, 在設計過程中, 需要將設計過程中需要使用的線圖進行程序化處理, 有計算機本身來完成查詢。最常用的程序化處理方式包括: (1) 追溯公式法, 有些線圖是為了方便設計值查詢根據公式計算結果繪制出來的, 對于這樣的線圖, 直接找到原先使用的公式即可編入程序。 (2) 線圖離散數據法。在設計過程中, 有些已知變量本身是整數, 而且離散后的數據量也不大, 就可以將離散后的數據直接接入數組或數據庫中, 根據變量的變化調用相應的數組和數據庫。 (3) 曲線擬合法。該方法是通過采用插值法、最小二乘法等數學模型進行曲線擬合, 在借助于各類軟件實現線圖的曲線擬合, 在把公式編入程序之中。
A u t o C A D零件圖的自動繪制過程就是Visual Basic控制AutoCAD的過程, AutoCAD是客戶程序, Visual Basic的繪圖程序起的是服務程序的作用, 當繪圖程序發出繪圖命令后, ActiveX Automation接口通過冷鏈接的方式將繪圖命令作為一批數據發送到A u t o C A D之中, A u t o C A D在接收數據后即開始執行數據包中的命令, 完成相關的操作。采用Visual Basic二次開發AutoCAD, 可以較好的使用Visual Basic提供的界面對AutoCAD進行控制。充分發揮Visual Basic在計算、數據處理方面的優點以及A u t o C A D在二維繪圖方面的優勢。利用Visual Basic的功能, 來完善AutoCAD相對薄弱的環節, 從而達到程序間的優勢互補。
4 計算結果的輸出
在進行設計時, 為了使設計者及時、清晰的查看設計過程中各個參數的計算結果以及最終的設計結果, 應在程序中設計相計算步驟和內容的顯示窗口, 通過該程序的設計使用戶知道自己設計所處的階段。同時, 為了方便對不同方案的比較, 可以借助于FSO以對象的方式來處理文件和文件夾, 并設計相應的計算結果存儲功能, 使用戶可以將計算結果存儲為txt格式文件, 方便查看對比。
對于計算結果如果在正常允許的范圍內, 以正常的顏色予以顯示;如果輸入或計算的結果不符合要求, 則以紅色進行顯示, 以便于設計者進行鑒別和區分。
5 程序設計錯誤的處理
程序的設計不可能盡善盡美, 在設計和運行中各種錯誤都可能出現, 因此在程序設計時正確處理錯誤對程序的完善是十分必要的。
在處理時, 應該首先對可能出現的錯誤進行分類, 如不影響計算結果的錯誤, 普通的語法錯誤、運行錯誤和邏輯錯誤。對于第一類可以直接跳轉過去, 對于第二類錯誤則需要進行設置提示對話框, 適時的進行程序修改;而對于后面兩種錯誤則很難發現, 一般是通過對設計初期的程序加強檢查, 盡量避免, 也可以通過設置斷點, 逐句運行等方式進行查找并修改。
摘要：本文以V帶傳動部件為例對CAD系統設計, 從設計原理、數據處理、作圖程序、結果輸出及錯誤處理等幾個方面進行了簡單論述。
關鍵詞：CDA系統設計,傳動零部件,數據處理
參考文獻
[1] 龔邦明, 何曉東.典型機械零件CAD系統的開發與研究[J].輕工機械, 2004 (1) :66.
舞臺機械系統設計論文范文第4篇
CDIO作為一種新的工程教育理念, 它是由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學、瑞典皇家技術學院等4所工程大學發起, 全球23所大學參與, 合作開發的一個國際工程教育合作項目[2]。CDIO代表構思 (Conceive) 、設計 (Design) 、實現 (Implement) 和運作 (Operate) , 它以產品研發到產品運行的生命周期為載體, 讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面。
我國高等工科教育的迫切任務是盡快培養與國際接軌的中國工程師, 然而我國工科的教育實踐中還存在不少問題, 如重理論輕實踐、強調個人學術能力而忽視團隊協作精神、重視知識學習而輕視開拓創新的培養等問題。在這種背景下, 我國以汕頭大學為代表的一些高校CDIO工程教育模式進行了研究并加以實施, 現在已取得明顯的效果。
1 機械系統設計課程現狀
機械系統設計課程是一門用以培養學生在機械設計中有關系統設計能力的專業技術課。通過機械系統設計的學習, 使學生能夠對機械系統的組成、布局、設計方案的評價具有明確的基本概念, 并能用系統的觀點從整機和整個系統的角度去挖掘機械設計產品的設計規律和特點, 增強整機及系統的設計能力, 為復雜系統的設計打好基礎。機械系統設計課程是高等工科院校中機械設計專業一門專業主干課程。
但是, 當前該課程卻面臨著如下問題。
(1) 教學內容和教學方法陳舊。有些教學的內容過時, 不能很好的體現當今社會科技發展的潮流和水平;課程講授采用傳統的老師主動灌輸、學生被動接受的方式, 淡化了學生實際能力的培養和訓練, 造成學生學習積極性不高, 并且個別學生形成了一種只求及格的混學分的消極現象。
(2) 教學學時較長, 使得學生主動思考的空間和時間不足, 并且以單個學生為學習主體的形式使學生相互之間缺少交流和溝通, 缺乏團隊協作。
(3) 由于我機設專業具有寬口徑的特點, 因此教學實例內容一般泛而不深, 學生在學習過程中針對性不強, 并且不能體現我校重型機械特色。
(4) 在課程學習中沒有能形成對機械系統整體性理解的過程和環節, 因此并不能從系統的觀點深刻理解機械五大系統 (動力系統、傳動系統、操縱系統、執行系統、控制系統) 的相互關系及具體某一設備的側重點。
(5) 期末考試“一錘定音”的考核方式不合理, 使得部分學生出現平時不努力, 考前抱佛腳現象。
總之, 對照CDIO能力培養目標, 傳統教學模式、教學內容和教學手段都存在一些問題和不足, 需要對機械系統設計課程體系進行整合與創新。
2 基于CDIO的機械系統設計課程體系改革
2.1 優化調整教學大綱和教學內容
結合并發揮我校在重型機械方向的特色以及本專業學生就業所從事的崗位性質, 優化機械系統設計課程的教學大綱和教學內容, 除了使學生了解現代先進設備的發展現狀和基本原理外, 還按照機械五大系統分解的模式對軋鋼機械、冶煉設備、常見機床及石油機械的內容進行整合, 同時有所側重的講解, 尤其注重培養學生參數化設計的能力。這樣的教學內容更為充實且具有針對性, 使得學生對將來有可能接觸到的設備有一個基本的認識和了解, 介紹當前本行業的國際發展概況和我國現狀, 比較國內外差距, 分析其原因以此激起學生對于本專業學習的熱情和信心, 培養歷史責任感。
2.2 建立一個基本原理清晰的課程架構
課程架構包涵課程內容的架構與課堂時間安排的架構, 課程內容架構分為:課堂講授—個人作業—小組項目—項目匯報四部分, 中間貫穿以討論和修正, 其中教師壓縮課堂講授時間, 將學生變成個人作業、小組項目和課題匯報三個階段的主體。4~6名學生組成一個項目組, 推選一名組長, 組長負責組員的任務分配與協調。項目設置為若干類型, 某一類型包含有兩個近似課題, 學生以小組為單位對項目進行自由選擇, 但保證每兩組做同一類型的不同課題。學生在項目操作中需要對已學知識進行整合, 并運用三維建模、機構仿真等先進的設計手段進行設計。項目匯報時, 同一類型項目的兩個課題項目組互為評委, 各小組推薦一名同學對本組工作進行簡要介紹, 其余組員對學生評委及老師的提問進行釋疑, 保證每一名同學均有機會展示自己所做的工作。
課程時間安排架構則由原來的教師“滿堂灌”改為教師引導性講述—學生階段性匯報—教師適時評述。這種時間架構縮短老師上臺講解時間, 但是對學生要求更高, 學生需要以小組的形式利用課余時間查閱資料進行方案的構思、討論、擇優。這種方式使學生成為學習主體, 主動探索性學習, 同時很好地培養了其團隊協作能力。
2.3 建立清晰和完整的考核評價體系
傳統考核評價方法即教學測試不能真正反映一個學生對于各種各樣復雜的知識和技能的掌握程度。CDIO思想提倡“真正的評判”, 因為工程教育需要模仿真正的世界, 而這個世界是學生離開課程教育后就會面對的, 許多現代工程環境所要求的高水平認知, 是無法僅在傳統的教學測試方法中被測試、被預言的[3]。邀請學生參與課程大綱和評分法則的設計, 使學生能夠從全局性的角度而不是以個人得分高低的角度去看待學習, 從而更好地理解教師教學的整體策略。結合傳統的教學測試方法, 并將講解水平、答疑能力、設計成果、學生互評、團隊精神及項目貢獻等納入考核評價體系, 具體實施時采用如下方法進行綜合考核。
(1) 講解的評價:對每個項目組所負責的課題進行匯報時的講解水平及組員回答問題的表現給出評價。
(2) 組員互評:項目組組員間根據在項目合作過程中的表現互相給出評價。
(3) 組長評價:組長根據自己掌握的實踐情況對每個組員在團隊中的表現及對項目的貢獻程度給出評價。
(4) 教師綜合評定:教師根據上述評價按照各自的權重累計, 給出比較客觀的評價成績。
3 結語
從教育的長期目標看, CDIO是一個系統工程, 而不僅僅是某一門課程或是某一專業的設計和創新。其最終的目的是其宗旨都在于群體或個人能力的培養, 而不只是訓練一套未來必然過時的技術。因此, 設計課程或教學系統, 都要從系統全盤的角度著手, 一個理想的工程教育體系, 不但要爭一時, 也要爭千秋。這個目標雖然大, 但對于教育從業人員來說, 它不僅是一個不可推卸的責任, 更是一個實踐與運行教育工程的抽象規范[4]?；贑DIO機械系統設計課程體系創新的目的在于尋求一種滿足現代社會對機械類人才知識結構和素質能力需求的新的“機械系統設計”教學模式, 構建以培養學生具備在現代工程環境下賴以生存和成長的團隊協作精神、交流溝通能力, 對新產品、新流程、新系統的掌控意識和能力為核心的教學目標。使學生養成一種自主學習和勇于創新的習慣, 提高其工程意識和工程素養以適應新時代對對工程技術人員的要求。不過, 要完全實現這些教學綜合效果, 并且能夠在學生身上持續性體現則離不開整個學校教育環境, 離不開其他相關課程的密切配合。
在此次教學改革過程中, 有以下幾點體會。
(1) 項目式的教學方式是課程教學的一個重要組成部分, 并且能取得很好效果, 學生在項目實施過程中, 對應用于實踐的書本知識理解更為透徹。而諸如團隊合作能力、領導管理技能和行為、跨文化理解力、學習能力以及“終生學習”的習慣等“軟技能”的培養也在學習中逐漸完成。
(2) 充分調動學生的主動性, 激發學生的學習興趣。學生的創新能力和腦力資源經常會超過教師預期。在展示本組完成的項目時, 學生采用多種形式, 力爭通過錄像, 動畫, 音樂, 實物模型等形象的表達方式引起其他同學的興趣并將自身方案表達更為充分。
(3) 分數不應是檢驗學習成果的唯一標準, 作為一種對未來工程技術人員的培養模式, 考核和評價的應該是開發產品技術的綜合素質。
(4) 培養學生的一種責任感和集體榮譽感, 要讓所有學生在項目參與中有明確的任務和要求, 對于一個項目而言, 而需要所有組員的積極參與和協作, 并且任何一個組員負責環節若出現問題將成為此項目的短板, 進而影響到該項目的進展, 因此具有高度負責感是一名工程技術人員的應有素質。
摘要：本文以構思 (Conceive) 、設計 (Design) 、實施 (Implement) 和運作 (Operate) 四個階段性的工程內容為學生能力培養目標的理念, 對機械系統設計課程體系進行了整合與創新, 提出了具體的改革措施, 探索一種滿足現代社會對機械類人才知識與素質需求的新的“機械系統設計”教學模式。
關鍵詞：CDIO,整合,教學模式,課程架構
參考文獻
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[3] 高雪梅, 孫子文, 紀志成.CDIO方法與我國高等工程教育改革[J].江蘇高教, 2008 (5) :69～71.
舞臺機械系統設計論文范文第5篇
摘 要：我國是煤炭資源大國，開采量位居世界前列，因此煤炭開采技術對我國煤炭資源開發程度起到了決定性作用，在一定范圍上左右著經濟發展速度。在煤炭資源的開采中，煤礦機械的高效性是整個開采過程的關鍵所在，而電氣自動化系統可以大大提高煤礦機械利用效率，減小資源浪費，節省人力投資，提高煤礦開采速率。
關鍵詞：煤礦機械；自動化系統；應用；
隨著我國經濟的不斷發展，社會需要進一步進行開發建設。然而時代的不斷進步，需要工業不斷的發展，我國社會工業發展、經濟發展都離不開能源的支持。眾所周知，中國自古以來就是個地大物博的能源大國，煤炭資源更是豐富的蘊藏于我國山西省、內蒙古、新疆等各個省市。然而近年來，隨著經濟不斷發展，社會對能源的需求量越來越大，而煤炭開采量卻在逐年下降。這就使得煤炭企業不得不對煤炭開發過程進行技術改革，進行機械設備控制系統的升級來改善這一情況。
一、煤礦機械設備中的電氣系統及其基本特點
（一）煤礦機械設備的電氣系統基本組成
我國采用的煤礦機械目涵蓋了探測、挖掘、開采、運輸、安全檢測等方面，有例如采煤機、掘進機、提升機、膠帶運輸機等自動化電氣設備，其中，采煤機、掘進機、提升機、膠帶運輸機是煤礦機械設備中最基礎的組成。
針對采煤機這一煤礦基礎設備而言，在當前自動化水平已有了提高的情況下，采煤機這一設備的創新開發也成了企業研發的重點。當前采用的采煤機多數能夠使用計算機進行網絡操作，遠程遙控，對器械的運行狀態進行時時監控，確保設備正常使用。
與采煤機相同，掘進機采用了PLC主板作為控制中心，實現了各單元部位間的啟動與停止，將生產中的各種相關邏輯、功能進行集中化管理。系統中添加的電子保護器通過對電流回路的實時監測實現了對電動機的保護，準確的判斷電路的運行狀態，最終將情況反饋至PLC進行統一分析，實現了電氣自動化管理。
煤炭的運輸是煤炭開采中最重要的一個環節，是礦山的咽喉，作為礦井與外界唯一的聯系通道，提升機肩負著對煤炭、物料、工作人員的運輸作用，不僅要有高度的工作效率，還要有極高的安全性確保萬無一失。
膠帶運輸機以可編程邏輯控制器為核心，以工業監測、監視、控制軟件作為用戶界面，在主控中心可以實現多種連鎖功能，遵循了“逆煤流起車、順煤流停車”原則。
（二）煤礦機械設備電氣系統的應用特點
自我國進行煤礦開采以來，傳統的煤礦開采方式都是采用人工手段，機械參與作業也只是近幾十年開始發展起來的。而在如此短短的幾十年間，我國煤礦企業不斷進行技術創新，對煤礦開采的機械設備進行了大量的技術革新，使得我國的煤礦機械設備不斷趨于自動化水平。煤礦機械設備電氣系統在應用過程中有著極大的優越性，首先，自動化水平能夠很大的彌補人力工作帶來的效率低下的缺陷，能夠真正做到高效的進行煤礦開發，很大程度上提高了企業的經濟效益。再者，電氣控制對比傳統的人力監管工作，具有極大的便捷度。由于電氣系統在設計、工作過程中，采用了遙控、觸控等大量的新型科學技術，能夠對整個煤礦開采情況進行準確的監控，保證安全作業的同時，提供了極大的便利。
二、加強煤礦設備電氣系統的管理
當前我國煤炭企業在煤炭開發、開采過程中遇到了許多技術問題，為了解決這一問題，進行了技術的革新和設備的更新改革。在進行了煤礦機械設備電氣系統更新升級以后，更需要針對這一系統在使用過程中的實際情況。加強電氣機械設備的管理工作不但能夠為更好的煤炭開發工作提出幫助，更是保障安全的煤礦開采工作的基本條件。煤礦開采是一項極為復雜并且具有很強危險性的工作，因此，在此過程中需要采用的也是極為復雜的電氣設備。加強煤礦機械設備電氣系統的管理，需要做到以下幾點：首先，將設備投入使用前必須充分了解設備安裝特點以及需要的安裝技術要求。另外，在機械設備的使用過程中，必須嚴格監管，對整個流程進行監控，保證所有電路使用一切正常，確保所有在線工作人員嚴格按照規章制度及操作規程進行規范作業。最后，必須定期進行設備系統的維護、檢查，及時發現并處理安全隱患，杜絕一切事故發生的可能性。
三、礦用設備電器自動化發展前景
誠然，當前我國已經對天然氣、煤層氣等諸多新型能源展開研究開發，但是當前我國的工業生產對煤礦這一傳統能源的需求依然十分大，并且隨著科技的不斷進步，煤礦企業開始追求更高效、安全、環保的進行煤礦開發技術，在這樣的情況下，進行煤礦機械設備自動化的改革創新幾乎是發展的必然。有需求就會有市場，當前我國煤礦企業對機械設備電氣系統的需求不斷提高的同時，隨之而來的一定是我國煤礦機械設備的電氣系統會有著更深遠的良好發展前景。當前不少煤礦企業真正從社會發展、企業發展這一基本落腳點出發，對煤礦設備進行了技術創新，可以預見，在不遠的將來，我國的煤礦機械設備電氣系統在完全走向自動化水平的同時，也會不斷向信息化、智能化的水平發展，進一步保證了煤礦生產的安全進行。
四、結語
煤炭企業作為社會經濟發展的必需品，在我國當前乃至未來的很長一段時間內，都將是我國工業發展的重中之重。然而當前我國煤炭機械及其自動化還處于研究階段，有許多功能技術有待進步。要想使煤炭事業更快速的發展，我們必須與國際接軌，掌握煤炭開采中的核心技術，才能真正在煤炭行業處于國際前沿，因為科學技術才是生產的第一要素。我們需要做的不僅是埋頭苦干，合理利用現代化設施才能使我們的生活變得更美好。
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舞臺機械系統設計論文范文第6篇
摘 要：隨著全球知識經濟的發展，數控加工應用技術專業應運而生，數字控制技術與數控機床給機械制造帶來了巨大的變化。但數控技術又是一門實踐性很強的課程，要想達到理想的教學和實踐效果就必須探索一種新的數控加工技術教學模式來達到投入少、見效快、培養適應性強、企業歡迎的學生勢在必行,那么運用數控加工仿真系統輔助教學就是必然的途徑。
關鍵詞：數控教學 數控加工仿真軟件 鑒定
隨著全球知識經濟的發展，使機械工程成為一個跨越機械、電子、計算機、信息、控制、管理以及經濟等多學科的綜合技術應用學科，數控加工應用技術專業應運而生，數字控制技術與數控機床給機械制造帶來了巨大的變化。數控機床加工在機械制造業中已經得到廣泛應用,并且數控機床操作者的需求也變得越來越大。因此，大批數控機床操作編程人員的培訓成為迫切而又難以解決的問題。然而在傳統的操作培訓中,數控機床的編程和操作是在實際數控機床上進行,這既需要大量的機床,又具有一定的風險性,培訓中學員的失誤操作經常會導致昂貴設備的損壞，甚至出現安全事故，所以數控機床的操作訓練若完全依賴數控機床進行實際操作訓練,投入大,消耗多,成本高, 效率低，并且由于學員人數的不斷增加，有限的機床數量也難以保證每個學員有足夠的上機時間和足夠的實訓指導老師與之相匹配。但數控技術又是一門實踐性很強的課程，要想達到理想的教學和實踐效果就必須探索一種新的數控加工技術教學模式來達到投入少、見效快、培養適應性強、企業歡迎的學生勢在必行,那么運用數控加工仿真系統輔助教學就是必然的途徑，它解決了培訓人員多，培訓工作量大、效率低，初學者易出錯等等一系列的問題。目前國內已經出現了各種數控加工仿真教學系統，我們學院選用了上海宇龍數控加工仿真系統，在此本人對上海宇龍數控加工仿真系統在高職教學的應用，談談幾點思考：
一、提高效率，節約成本
數控機床屬于高科技產品，品種多、價格高，所以數控機床的操作訓練若完全依賴數控機床進行，投入大、消耗多、成本高。大多數高職學院無力承擔起這種消耗與投入。因此運用數控加工仿真系統教學是解決這一問題的重要途徑。上海宇龍數控加工仿真系統可以具備對各種數控機床操作全過程和加工運行全環境仿真的功能，其中包括：毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和設置，數控程序輸入、編輯和調試，擁有FANUC數控系統、SIEMENS數控系統、華中數控系統、廣州數控系統等多種數控系統，具有多系統、多機床、多零件的加工仿真模擬功能；把該仿真系統引入到教學中這樣既可避免因初學者誤操作造成價格昂貴的數控機床的損壞，又可以使操作人員感受仿真數控機床操作過程中產生現場感和真實感。隨著人數的增多，只需要增加計算機終端，就可以徹底解決了數控機床數量不足的難題，也可以大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以降低培訓成本。并且使每位學員有足夠的實踐機會。因此能夠讓學生很快的熟悉和了解數控加工的工作過程，掌握各種數控機床的操作方法。
另外，仿真軟件不存在安全問題，若操作失誤，系統會有所提示，給仿真者以警示，這使得操作變得生動、形象起來，鞏固了學生的操作能力，達到了實訓效果。這樣學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習。
所以它是數控實習教學的前期教學的好的輔助教學，提高了培訓效率，節約了成本。
二、提高教學質量
1、在教學中
傳統的編程教學是枯燥的指令講解，空對空的編程教學，在應用了數控仿真系統教學以后，教學變得更加生動、具體、形象，提高了學生的學習興趣。在課堂上真正體現學生為主體突出顯示學生動手動腦的能力，變學生被動學習為主動學習。掌握分析問題，解決問題的能力。通過情景教學，大大提高了學生的學習興趣和主動性。從而提高了教學質量。
2、在考核中
在考核過程中，程序的批閱更是讓數控教師頭昏眼花，因為每個人的編程會有所差別，所以改卷的工作量非常大而且又非常繁瑣，考核就不一定每個課題都進行。使用數控仿真系統可以通過觀察刀具軌跡查看他的工藝和中間編程是否存在問題，并可以通過仿真軟件可以直觀看到最終工件的形狀，并能自我檢測加工零件的幾何形狀精度。工件精確測量是一件非常繁復的工作，對數控學生人數眾多的學校，即使在仿真軟件上進行一次考試或者練習都可能是非常困難的。上海宇龍數控加工仿真系統具有工件的自動測量功能。該功能能夠對仿真軟件上加工完成后的工件進行完全自動的、智能化的測量。如果事先設定了評分規則，就可以進行全自動的評分。這樣我們就可以每個課題進行一次考核，真正達到了又直觀、又具體、又生動、又準確的考核效果，提高了教學質量。
3、在復習中
本軟件不僅在局域網上具有雙向互動的教學功能，還具有基于互聯網進行雙向互動的遠程教學功能，數據傳送可以采用衛星、寬帶（ADSL,ISDN,有線CABLE等）或窄帶互聯網（56K Modem）等方式進行，這使得遠程教學成為名副其實。這樣學生就可以在課余時間通過網絡與教師進行交流，從而提高了教學質量。
三、提高職業資格技能鑒定考試的通過率
我學院要求所有畢業學生均通過省、市職業技能鑒定中心認定的國家職業資格技能鑒定考試，并獲得職業資格等級證書。數控操作工職業技能鑒定標準分成三大部分內容：理論知識考核、仿真加工考核和實際操作技能考核。其中仿真加工考核就是運用上海宇龍數控加工仿真系統進行考核（遼寧省勞動和社會保障廳職業技能鑒定中心于2006年3月決定采用上海宇龍公司的《數控技能考核軟件》作為全省數控操作工統一考核的鑒定系統），那么如果在教學中就能使用上海宇龍數控加工仿真系統，并使學生在學習中熟練掌握該仿真系統就可以提高職業資格技能鑒定考試的通過率。
四、提高學生競賽能力
遼寧省在第二屆數控技能大賽中選用上海宇龍公司《數控加工仿真系統》作為比賽中唯一使用的數控仿真軟件。如果在教學中就能使用上海宇龍數控加工仿真系統，并使學生在學習中熟練掌握該仿真系統，就可以讓學生數控仿真軟件這部分具有一定優勢，從而獲得更好的成績。
五、數控加工仿真系統在應用中存在的問題
數控加工仿真系統是一種模擬教學應用軟件，它不能也不可能全盤代替教學，尤其是技能訓練。如果教師一味地依賴數控加工仿真系統而將學生放任自流，必將會引起一些負面效應，為了將這些負面效應的影響減少到最低程度，我們應拿出切實可行的應對的方法。
首先，數控加工仿真系統只是加工過程的模擬并非真實加工過程，它無法代替學生在真實切削加工的實際感受，尤其是加工工藝的選擇，它無法進行控制，因此在教學中教師一定要對學生加強加工工藝方面相關知識的培養。
其次，我國的數控加工仿真系統軟件的設計與應用尚處在剛剛起步的階段，仍有不少亟待完善之處，有些指令無法執行，使學生對編程理論產生疑惑而無所適從，這就對它的使用范圍有所限制，任課教師應該熟悉這一差別，及時加以說明，并積極與數控加工仿真系統軟件設計方進行聯系以便及時予以改進。
其三，在利用數控加工仿真系統軟件進行技能訓練時容易使學生對計算機產生依賴心理，沉迷于仿真加工，而疏于上數控機床操作。
另外，個別學生甚至趁老師不注意上網或玩電游。這就要求數控實訓教師提高管理能力和教學水平，合理分組科學安排應用數控加工仿真系統軟件進行技能訓練的時間，仿真訓練與操作訓練在后階段應穿插進行，科學管理就可將這一負面效應減少到最低程度。
總之，數控加工仿真軟件在教學和鑒定中的應用尚在起步與研究探索階段，只要積極思考在應用中產生的問題，主動采取應對措施，我們正確發揮其在教學和鑒定中的作用，就一定能收到事半功倍的效果。