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篇1

中圖分類號：F407.472 文獻標識碼：A 文章編號：

一.引言

焊接是現(xiàn)代機械制造業(yè)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(yè)發(fā)達程度的重要指標已逐漸為大眾公認，同樣焊接技術的發(fā)達程度也是衡量工業(yè)企業(yè)技術水平高低的重要標志。由于受我國相關工業(yè)的制約， 在使用焊接機械手的過程中，必須采用與西方發(fā)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(yè)不配套的情況下正常使用。

二. 機車車輛工業(yè)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?shù)妮o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(yè)生產中發(fā)揮更大的作用。

三.鐵路工業(yè)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(yè)目前大約僅占5%左右。在機車車輛修理業(yè)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(jié)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(jié)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(yè)系統(tǒng)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(xiàn)與國際接軌?，F(xiàn)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(shù)自動調節(jié)保持穩(wěn)定，又有焊劑的保護，焊接質量穩(wěn)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(fā)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?shù)?2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(fā)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(zhèn)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)展戰(zhàn)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(yè)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(xiàn)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(fā)展。

四.鐵路機車車輛工業(yè)焊接技術發(fā)展前景。

鐵路機車車輛工業(yè)焊接技術發(fā)展前景焊接生產過程的機械化和自動化是工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。世界工業(yè)發(fā)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(yè)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(yè)機械化和自動化程度已達到60%-65%。如汽車制造業(yè)，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(yè)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(yè)、船舶制造企業(yè)、軍工企業(yè)等工業(yè)系統(tǒng)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(xiàn)代化， 必將推進我國鐵路機車車輛制造業(yè)的現(xiàn)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(fā)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

篇2

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0013-02

現(xiàn)代焊接技術是一門多學科交叉融合的應用性先進技術，是制造業(yè)重要的關鍵技術，[1]機械制造和金屬結構制造行業(yè)急需大量的焊接工程高級專門人才。目前，國內對該類人才的培養(yǎng)基本由材料成型及控制工程（以下簡稱“材料成型”）和焊接技術與工程（以下簡稱“焊接”）兩個專業(yè)承擔，開設以上兩個專業(yè)的本科院校上百所。隨著高等工程教育改革的深入，高等本科院校根據自身的辦學定位和優(yōu)勢對這兩個專業(yè)不斷地進行改革嘗試。為了更好地促進專業(yè)改革，本文研究了國內院校“焊接”和“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)的基本情況，通過梳理總結指出目前存在的問題，剖析了“焊接”與“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標的差異性，以明晰兩個專業(yè)的未來發(fā)展走向，使培養(yǎng)的專業(yè)人才更加適應國家經濟建設和社會發(fā)展的客觀需要。

一、存在的問題[2-5]

根據資料統(tǒng)計，國內多數(shù)學校的“材料成型”專業(yè)由熱加工領域的1～3個原有專業(yè)整合形成。整合主要體現(xiàn)在專業(yè)基礎課方面，而在專業(yè)課方面出現(xiàn)了兩種培養(yǎng)模式：一是設置專業(yè)平臺課按專業(yè)方向模塊培養(yǎng)，主要專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net依托自身優(yōu)勢設置了鑄造、模具和焊接等其中的一到三個；二是實行通才教育。還有一些院校由原機械類專業(yè)合并，涵蓋熱加工領域知識后形成。而目前開設“焊接”專業(yè)的院校已達16所，它是繼國家保留哈爾濱工業(yè)大學焊接工藝及設備專業(yè)，并整合為焊接技術與工程專業(yè)之后，國內其他高校逐漸從“材料成型”專業(yè)分離出來形成的。

通過對眾多高校人才培養(yǎng)方案的研究發(fā)現(xiàn)：對于“材料成型”專業(yè)，雖然拓寬了基礎，但仍存在專業(yè)方向模塊培養(yǎng)過窄的弊端以及實施通才式教育的缺陷。對于“焊接”專業(yè)，因承襲了原有焊接工藝及設備專業(yè)的培養(yǎng)思路，知識能力結構培養(yǎng)過窄、過深的弊病更加明顯。究其原因在于沒有從鑄、鍛、焊、模具和沖壓等技術進步，以及行業(yè)未來發(fā)展趨勢對人才需求變化的高度去準確理解這兩個專業(yè)各自的內涵和外延，缺乏對“焊接”和“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標進行深度解析，導致人才培養(yǎng)目標不夠明確，出現(xiàn)了兩個專業(yè)知識能力體系偏窄、不系統(tǒng)、不完善等現(xiàn)象。對于“材料成型”專業(yè)學生來說，戴上了知識大帽子，卻成為了能力單一的專才，或能力弱的庸才，或無能力的偏才；而對于“焊接”專業(yè)學生來說，則戴上了知識專一的帽子，成為了能力單一、適應性差的窄才。

二、專業(yè)依托的學科發(fā)展趨勢及行業(yè)需求分析

材料是國民經濟的支柱，是社會進步的物質基礎和先導。[6]隨著社會和科技的進步，對材料的力、光、電、磁、聲及熱等特殊性能及其耦合效應的要求，對材料的高強、高韌、耐熱、耐磨和耐腐蝕等性能的要求，以及對材料與環(huán)境協(xié)調性的要求都在日益提高。通過在微結構不同層次上的材料設計以及在此基礎上的新材料開發(fā)，復合化、低維化、智能化和結構功能一體化的新材料在生物、信息、能源和生態(tài)環(huán)境等領域不斷涌現(xiàn)。

材料是以一定使用性能和經濟價值進入社會應用領域。材料通過加工制成結構件、設備及裝備，在冶金、機械、化工、建筑、信息、能源和航天航空等工業(yè)領域得到了廣泛應用。因此，現(xiàn)代社會大量的需要掌握材料加工技術的人才。

材料加工的范圍包括金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料和復合材料等。大量的新材料的涌現(xiàn)推動了材料加工過程向智能化、自動化、集成化和超精密化技術方向邁進。現(xiàn)代材料加工已超越傳統(tǒng)冷、熱加工的范疇，與材料學、材料物理與化學、力學、機械學、電學、控制學和計算機科學，以及新型高性能材料的研發(fā)有著相互依存和彼此促進的密切聯(lián)系，并成為再制造工程的關鍵技術支撐之一。因此，只有掌握多學科交叉知識，并具有綜合應用能力和創(chuàng)新能力的高級工程人才，才能滿足現(xiàn)代材料加工行業(yè)對人才的需要。

材料加工工程學科主要研究材料的外部形狀和內部組織與結構形成規(guī)律和控制技術。[6]當代材料加工技術和相關工專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net程問題包括：材料的表面工程、材料的循環(huán)利用、材料加工過程模擬及虛擬生產、加工過程及裝備的自動智能集成化、材料加工過程的在線檢測與質量控制、材料加工的模具和關鍵設備的設計與改進以及再制造快速成形理論與技術等。

材料加工工程學科的發(fā)展方向是：液態(tài)凝固成型、固態(tài)塑性成型、粉末成型、材料的凈或近凈成型等精密成型與處理、維納加工、多場協(xié)同作用下的加工、表面工程、特種和異種材料連接、加工過程的模擬與智能化控制、材料循環(huán)再生利用技術，以及針對體積損傷零件及新品零件的三維快速成型技術等。[6]

教育部在20世紀末從鑄、鍛、焊、模具和沖壓等技術發(fā)展進步，以及行業(yè)未來發(fā)展趨勢對人才需求變化的高度，為適應21世紀國家經濟建設和社會發(fā)展需要，在材料類專業(yè)中設置了“焊接”專業(yè)，而在機械類專業(yè)中設置了“材料成型”專業(yè)。[7]

三、兩個專業(yè)人才培養(yǎng)目標的差異性分析

了解兩個專業(yè)的學科門類、專業(yè)類以及專業(yè)依托的基本學科，準確理解基本學科內涵、專業(yè)名稱內涵、相關學科以及學科間的聯(lián)系，對于研究專業(yè)人才的培養(yǎng)極為重要。

1.“焊接”專業(yè)人才培養(yǎng)目標分析

“焊接”專業(yè)屬于材料類專業(yè)，材料類專業(yè)的共同特征是以材料科學與工程為基本學科。該學科研究各類材料的組成及結構、制備合成及加工、物理及化學特性、使役性能及安全、環(huán)境影響及保護、再制造特性及方法等要素及其相互關系和制約規(guī)律，并研究材料與構件的生產過程及其技術，制成具有一定使用性能和經濟價值的材料及構件的學科。[6]“焊接”專業(yè)人才培養(yǎng)應體現(xiàn)材料學科與工程學科的基本內涵，并側重研究焊接結 構件的生產過程及其技術。

焊接技術工程追求優(yōu)良的宏觀性能，但是工程結構的宏觀性能與結構材料的微觀組織之間存在必然的聯(lián)系，宏觀性能的優(yōu)劣取決于材料微觀組織的狀況。從材料連接的微觀角度考慮，焊接機理復雜，加熱熱源、材料成分、母材的組織與性能、焊接應力與變形等因素對焊接質量影響極大，須以實驗科學為基礎，既重視具體細節(jié)問題，又考慮眾多影響因素，通過改變材料微觀組織來獲取優(yōu)異宏觀性能。“焊接”專業(yè)是以連接技術為手段、以材料結構為加工對象、以過程控制為質量保證措施、以實現(xiàn)產品制造為目的的工科專業(yè)。

因此，“焊接”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標應為：培養(yǎng)具備材料科學、力科學、機械科學、電科學、控制科學和計算機科學等基礎知識和應用能力，能夠在焊接工藝及設備、焊接生產、焊接質量控制與檢測、焊接過程自動化控制等領域從事科學研究、技術開發(fā)、設計制造、生產組織與管理等工作，具有實踐能力和創(chuàng)新意識的高級科技人才。

2.“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標分析

“材料成型”專業(yè)屬于機械類專業(yè)，機械類專業(yè)的共同特征是以機械工程為基本學科，該學科主要圍繞各種機械產品與裝備，開展設計、制造、運行、服務的理論和技術研究。[6]“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)應體現(xiàn)機械工專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net程學科的基本內涵，側重研究機械產品及裝備的材料成型及控制工程技術。

材料成型及控制工程技術是指“材料”成型，而非“構件”成型。它通過控制外部形狀和內部組織結構，使材料變成滿足使用功能和服役壽命預期要求的各種零部件及成品。材料成型方法采用液態(tài)凝固成型、固態(tài)塑性成型、粉末成型、材料的凈或近凈成型等精密成型與處理、材料連接以及三維快速成型技術等。它不僅指成型工藝，而且還要對成型過程實施在線檢測與質量控制。“材料成型”專業(yè)包含材料的成型設計、成型工藝和成型質量控制。對于設備的電控設計研究則不包含在本專業(yè)。

因此，“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標應為：培養(yǎng)具備機械科學、材料科學、力科學、電科學、控制科學和計算機科學等基礎知識和應用能力，能夠在材料加工理論、成型工藝及裝備、材料成型過程自動控制和先進材料工程等領域從事科學研究、技術開發(fā)、設計制造、生產組織與管理，具有實踐能力和創(chuàng)新意識的高級科技人才。

3.兩個專業(yè)人才培養(yǎng)目標的辨析

“焊接”和“材料成型”專業(yè)分別屬于兩個不同專業(yè)類，應以充分體現(xiàn)各自專業(yè)類的鮮明特征作為確立各自人才培養(yǎng)目標的基石。通過分析“焊接”和“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，可以得出如下結論：第一，專業(yè)依托的基本學科不同。前者依托材料科學；后者依托機械科學。第二，對相關學科重要性的排序不同。前者相關學科的排序為力科學、機械科學、電科學、控制科學和計算機科學；后者相關學科的排序為材料科學、力科學、電科學、控制科學和計算機科學。第三，二者研究的知識領域不同。前者研究焊接工藝及設備、焊接生產、焊接質量控制與檢測、焊接過程自動化控制等領域；后者研究材料加工理論、成型工藝及裝備、材料成型過程自動控制和先進材料工程等領域。第四，研究的對象不同。前者研究構件；后者研究機械產品及裝備。

雖然兩個專業(yè)都屬于材料加工工程學科范疇，材料成型及控制工程技術涵蓋材料連接技術，但是根據對“材料成型”專業(yè)人才培養(yǎng)目標的分析可以看出，“材料成型”專業(yè)從機械工程學科的角度出發(fā)，側重培養(yǎng)掌握專業(yè)提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net材料成型及控制工程技術的人才，而“焊接”專業(yè)從材料科學與工程學科的角度出發(fā)，側重培養(yǎng)掌握焊接技術與工程的人才。需要指出的是，“材料成型”專業(yè)的知識體系應包含焊接核心知識，能力體系應包含焊接應用能力。兩個專業(yè)對焊接知識能力要求的范圍廣度和內容深度存在較大差異。由此可見，“焊接”和“材料成型”專業(yè)的人才培養(yǎng)目標存在重大差異。

四、人才培養(yǎng)目標的專業(yè)特色分析

高等本科院校在確立這兩個專業(yè)的人才培養(yǎng)目標時，應在符合高等工程教育基本要求的前提下，充分體現(xiàn)專業(yè)類的明顯特征，根據自身在全國高校同專業(yè)中所處的位置確定專業(yè)辦學定位，即確定人才培養(yǎng)目標為科學研究精英型、科學研究和工程技術復合型，還是工程技術應用型。同時還應根據辦學歷史形成的專業(yè)辦學優(yōu)勢，例如依托的行業(yè)等，并結合地方經濟建設需要，使人才培養(yǎng)目標體現(xiàn)出明顯的辦學特色。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.中華人民共和國學科分類與代碼國家標準（GB/T 13745-2009）[M].北京：中國標準出版社，2009：31-40.

[2]鄒家生，朱松，郭甜.以特色專業(yè)建設為契機全面提高我國高校人才培養(yǎng)質量——以江蘇科技大學焊接技術與工程專業(yè)為例[J].江蘇科技大學學報（社會科學版），2011，11（1）：102-107.

[3]孫鳳勤.“材料成型及控制工程專業(yè)”人才培養(yǎng)規(guī)格[J].華北航天工業(yè)學院學報，2001，11（2）：21-24.

[4]常慶明.材料成形及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討[J].科技信息，2012，（5）：402-407.

[5]陳拂曉，張柯柯，郭俊卿，等.普通工科院校材料成型及控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案構建與實踐[J].科技咨詢，2008，（6）：116-117.

篇3

作者簡介：陳玉華（1979-），男，湖北武穴人，南昌航空大學航空制造工程學院焊接工程系主任，副教授；黃春平（1980-），男，江西吉安人，南昌航空大學航空制造工程學院，講師。（江西 南昌 330063）

基金項目：本文系江西省教育科學規(guī)劃課題（課題編號：11YB378）、江西省學位與研究生教育教學改革研究項目（項目編號：JXJG-11-24）、南昌航空大學學位與研究生教育教學改革研究項目（項目編號：YJG201102）的研究成果。

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0026-02

高度分化同時又高度綜合，是現(xiàn)代科學發(fā)展所呈現(xiàn)出的越來越明顯的趨勢，因此在客觀上要求有更多數(shù)量和更高質量的具有開闊視野和廣博知識的復合型人才，尤其是在研究生階段培養(yǎng)復合型的人才更是受到高度重視，跨專業(yè)報考研究生也因此得到廣泛的提倡。[1-4]據統(tǒng)計，近年來全國碩士研究生入學考試的報考人數(shù)有將近50%的考生是屬于跨學科、跨專業(yè)的。[5]在研究生擴招之前，跨專業(yè)報考的研究生中，相當大的比例是源于學生的興趣導向，或者是一些新興的交叉學科或邊緣學科，需要不同知識結構和知識背景的生源。隨著高校畢業(yè)生就業(yè)的市場化，就業(yè)導向所導致的跨專業(yè)報考研究生的比例越來越高，但這部分研究生在后續(xù)培養(yǎng)中的問題和矛盾也不斷凸現(xiàn)。本文以南昌航空大學焊接學科為例，對跨專業(yè)報考焊接學科的研究生培養(yǎng)所存在的特殊性及策略進行了探討。

一、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的現(xiàn)狀

從現(xiàn)有文獻調研來看，目前國內大部分高校對于跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的關注不夠，涉及該方面的文獻非常有限，大慶石油學院[6]對地質類跨專業(yè)研究生、浙江財經學院[7]對管理類跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)模式進行了一些探索。大慶石油學院在分析地質類跨專業(yè)生源的研究生對碩士點建設利弊的基礎上，對跨專業(yè)地質類研究生的培養(yǎng)進行了探索與實踐，認為跨專業(yè)研究生作為一個特殊群體，需要作為一個系統(tǒng)工程來設計和實施，即從招生、入學前、授課階段、開題報告前及進入論文寫作階段等各個環(huán)節(jié)結合導師、授課教師及管理人員給予共同的特別關注，協(xié)同指導，才能在較短時間內克服跨專業(yè)研究生的不足，適應地質類研究生教學與培養(yǎng)方式，并發(fā)揚其跨專業(yè)的知識結構特色，成為高層次的復合型人才，真正成為合格的地質類碩士畢業(yè)生。[6]

目前國內大部分高校對于跨學科、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的機制、模式及策略等問題還沒有給予足夠的重視并進行深入研究，對于跨學科、跨專業(yè)報考研究生這一特殊群體的成長、成才還缺乏有益的指導。

二、焊接學科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的特殊性

南昌航空大學焊接學科是材料加工工程碩士點的方向之一，歷來就業(yè)前景較好、研究經費充裕、科研條件好，因此，每年都有近60%的生源是跨專業(yè)、跨方向報考的。以2009、2010級研究生為例，其本科專業(yè)有應用化學、機械設計及自動化、生物醫(yī)學工程、電子科學與技術、金屬材料工程、飛行器制造工程、材料成型及控制工程（鍛壓方向）、材料成型及控制工程（鑄造方向）等。

1.跨專業(yè)報考焊接學科研究生的優(yōu)勢

跨專業(yè)考生與本專業(yè)考生相比，有一些特點和優(yōu)勢[6]：來自不同的專業(yè)背景，考慮問題的角度和思路頗有特色，對于圈內傳統(tǒng)觀點和學說敢于質疑，另辟蹊徑。通過問卷調查結果發(fā)現(xiàn)，焊接學科研究生，本科所學專業(yè)為材料類專業(yè)的，往往表現(xiàn)出較強的微觀組織結構分析的能力，本科所學專業(yè)為機械類專業(yè)的，在焊接設備、工裝夾具的設計方面和本專業(yè)學生相比有優(yōu)勢，這些對本專業(yè)生源的研究生構成了激勵和促進。

2.跨專業(yè)報考焊接學科研究生培養(yǎng)中的問題

跨專業(yè)報考焊接學科的研究生雖然有利于選拔更多的具有寬廣基礎知識的優(yōu)秀生源入學，從源頭上為培養(yǎng)復合型、具有創(chuàng)新能力的焊接技術人才奠定了基礎，但也帶來了嚴重的問題和矛盾：

（1）在焊接學科專業(yè)課程的教學中存在較大的困難。由于現(xiàn)有研究生的培養(yǎng)計劃是針對本科為焊接專業(yè)的研究生所制定的，但現(xiàn)在面對的對象有一半左右是對焊接專業(yè)一無所知的跨專業(yè)研究生，因為統(tǒng)一授課對象的基礎不一樣，如果授課內容和難度以跨專業(yè)研究生為基礎來安排，那么本專業(yè)研究生會“吃不飽”，如果以本專業(yè)研究生為基礎來安排，跨專業(yè)的考生又“跟不上”。

（2）由于與本專業(yè)學生的專業(yè)基礎相差太遠（不同的跨專業(yè)生源的基礎也還有明顯的差別），跨專業(yè)報考焊接學科的研究生對于焊接專業(yè)的一些基礎理論問題不太清楚，一方面在后續(xù)的課題研究中無法進行深入研究，碩士論文的質量也不高，在規(guī)定的時間內難以完成課題的開題報告，進而影響到整個培養(yǎng)環(huán)節(jié)的進行。另一方面，部分跨專業(yè)學生比較勤奮、努力，雖然能夠完成碩士論文、順利畢業(yè)，但碩士論文的撰寫中經常會用到一些令人啼笑皆非的詞語，反映出其專業(yè)基礎不扎實，在畢業(yè)后的工作中也會出現(xiàn)對焊接專業(yè)的很多基本知識掌握程度不夠、內行人說外行話的情況。根據問卷調查結果，有相當一部分學生自認為：雖然讀了焊接方向的研究生，做了與焊接相關的課題，但并不真正了解焊接，在畢業(yè)后的工作中缺乏自信心。

三、焊接學科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的策略

針對南昌航空大學焊接學科跨專業(yè)報考的研究生日益增多、培養(yǎng)對象的基礎相差越來越大這一現(xiàn)狀，為了全面提升南昌航空大學焊接學科跨專業(yè)報考的研究生的專業(yè)基礎知識，在跨專業(yè)報考研究生的培養(yǎng)中引入了國際焊接工程師培訓、認證的新模式。

“國際焊接工程師”是ISO1473l標準中所規(guī)定的最高層次的焊接技術人員和質量監(jiān)督人員，是與焊接相關企業(yè)獲得國際產品質量認證的要素之一，獲得者可從事產品的結構設計、生產制造、質量保證、研究和開發(fā)等各個領域的焊接技術和相應的管理工作，在企業(yè)中起著極其重要的作用。培訓內容包括與焊接專業(yè)相關的基礎知識和專業(yè)知識，既有材料、機械、力學、電子電工等焊接專業(yè)基礎知識，也有“焊接工藝及設備”、“材料及材料的焊接行為”、“焊接結構與設計”、“焊接生產及應用”四門主干課程，還有國際（ISO）、歐洲（EN）、美國（ASME）、德國（DIN）標準與規(guī)程和國際先進的焊接技術、國內著名專家的科研與生產實踐經驗。

通過對近幾年跨專業(yè)、跨方向報考南昌航空大學焊接學科的研究生的本科專業(yè)、知識結構進行調研，與國際授權的機械工業(yè)哈爾濱焊接技術培訓中心進行研討，確定焊接學科研究生參加國際焊接工程師培訓的入學條件和資格，結合國際焊接工程師培訓的入學要求，對焊接學科研究生培養(yǎng)的現(xiàn)有課程體系進行了優(yōu)化和改革，將部分焊接本科專業(yè)的核心必修課程如“焊接理論基礎”、“弧焊電源”、“焊接結構”、“材料焊接性”等設置成研究生培養(yǎng)計劃的選修課程，供跨專業(yè)、跨方向學生選修，使其具備一定的焊接基礎理論，以滿足國際焊接工程師培訓的入學資格審查。通過中期考試后，對這些學生進行國際焊接工程師的培訓，并按照國際焊接工程師培訓體系的要求，將部分培訓內容和現(xiàn)有課程有機融合，全面提高其焊接理論基礎知識、專業(yè)知識。按照“國際焊接工程師”培訓體系，對參與培養(yǎng)的研究生進行40學時的焊接技能實訓，包括焊條電弧焊、氣焊、氣割、二氧化碳氣體保護焊和氬弧焊操作，提升這些研究生的操作技能和對焊接的感性認識。

四、焊接學科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)新模式的實施效果

3年來，共有23名跨專業(yè)報告的研究生參與了該培養(yǎng)模式的試點，取得了良好效果。2011年畢業(yè)的碩士研究生吳某，本科所學專業(yè)為電子科學與技術，與焊接專業(yè)相差甚遠，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某學校焊接專業(yè)的教師，能夠勝任焊接專業(yè)課程的教學；2012年畢業(yè)的碩士研究生龔某，本科所學專業(yè)為化學工程，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某公司焊接責任工程師，碩士論文被推薦為省級優(yōu)秀碩士論文；2013年畢業(yè)的碩士研究生姜某，本科所學專業(yè)為機械設計及其自動化，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，并簽約某高鐵車廂生產企業(yè)。

五、結論

焊接學科跨專業(yè)研究生的專業(yè)基礎和本專業(yè)研究生不同，且各個個體之間的差別也較大，導致跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)在課程教學、課題研究和碩士論文的撰寫等方面存在較大差異。

通過改革現(xiàn)有培養(yǎng)模式，在跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)體系中引入國際焊接工程師培訓課程，夯實了跨專業(yè)研究生的焊接專業(yè)基礎知識，提高其焊接專業(yè)的技能，培養(yǎng)了焊接學科研究生的國際視野和工程實踐能力，增強了研究生的就業(yè)優(yōu)勢。

參考文獻：

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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(tǒng)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(xiàn)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(guī)劃具有非常重要的意義。

1 工程機械的發(fā)展現(xiàn)狀

工程機械經歷了50年到60年的發(fā)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(fā)展的機械焊接工業(yè)，在跨國公司品牌的不斷沖擊之下，創(chuàng)造出了一條寬闊自由的發(fā)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(yè)額在最近幾年吞并了我國整個工程機械行業(yè)總營業(yè)額的大半個江山，因此，機械焊接行業(yè)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(fā)展勢頭并不亞于其他行業(yè)。

2 工程機械焊接構件特點及常規(guī)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(shù)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(tài)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(guī)焊接工藝

常規(guī)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(shù)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(shù)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(shù)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(yōu)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(fā)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(xiàn)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(yè)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(jié)省焊接工人的人數(shù)，降低工人勞動強度，而且還能保證焊縫質量的穩(wěn)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(fā)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(yè)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(xiàn)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(wěn)定可靠、提高同行業(yè)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(yè)化進程中的制造業(yè)大國，意味著工業(yè)化達到一定水平后，工業(yè)裝備水平的高低將制約著工業(yè)經濟的增長的快慢。焊接技術的迅速發(fā)展，以及新的焊接設備、工藝方法不斷涌現(xiàn)，為我國工程機械大型焊接工藝發(fā)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(yè)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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（一）理論課程體系建設

（1）專業(yè)平臺課程設置。專業(yè)平臺課主要是通識教育課程部分。該部分學校有統(tǒng)一的要求，原則上不能做變動。在材控專業(yè)的課程體系建設中，專業(yè)課程的設置是一個很突出的問題。在教育部專業(yè)目錄中雖然列出了對該專業(yè)的主干課程，但并沒有對其專業(yè)課程做嚴格的限定。在新的人才培養(yǎng)方案制定時，材控系曾多次組織基礎課程和相關專業(yè)教師進行討論，在不違背大專業(yè)體系和學校相關規(guī)定的前提下做了部分調整。我系針對材控專業(yè)的特點及以后學生就業(yè)的崗位，對專業(yè)平臺課程部分教學學時和授課內容做了調整，如將傳統(tǒng)的“工程力學”分解為“理論力學”和“材料力學”兩門課程，并增加了學時，強化了“材料力學”部分的教學。為了讓學生對材控專業(yè)各方向有初步的了解，增設了“材料成型及控制工程概論”；為了拓寬學生的知識面，同時也是從專業(yè)角度出發(fā)有側重的學習，并為以后學習相關的控制類及設備類課程打下基礎，新開設了“PLC系統(tǒng)和應用”；在材料成型過程中，離不開熱量的傳輸，故新增設了“傳輸原理”，這些都是在傳統(tǒng)課程體系中沒有的。

（2）專業(yè)課的設置。專業(yè)課分為專業(yè)主干課和專業(yè)選修課。專業(yè)主干課按照原理類、工藝類、設備類來設置課程；專業(yè)方向課針對各專業(yè)方向的特點，突出專業(yè)和特點相結合。如保持鍛壓工藝與塑料成型方向以塑料、沖壓及壓鑄工藝及鍛造工藝設計為主，壓力加工方向以各種板帶材軋制工藝、孔型設計、型鋼和管材生產工藝等為主，焊接方向以材料的焊接工藝及焊接結構等為主。同時，為了拓寬學生的視野并能使學生及時了解該專業(yè)方向發(fā)展的前沿和新技術，特開設部分選修課，如“有色金屬塑性加工”、“新材料”、“先進連接技術”、“現(xiàn)代模具設計制造”、“現(xiàn)代表面技術”，主要體現(xiàn)少學時、多門類的特點，強調課外查找資料獲取知識。在課程體系的總體構建下，對部分課程進行了整合和優(yōu)化，科學、系統(tǒng)地確定所開課程數(shù)，每門課程的授課內容及課程之間的銜接。對設備類課程，目前控制及自動化技術的發(fā)展日新月異，相應的成型設備及控制技術也在不斷更新，教學大綱中新增了部分新設備的教學內容。同時對陳舊和重復的內容在教學大綱中應以拋棄。

（二）實踐教學體系建設

實踐教學的重點是突出理論與實踐的緊密結合，它是大學本科四年教育中最重要的部分之一，同時也是培養(yǎng)學生獨立思考、自主創(chuàng)新、增強動手能力的重要渠道。尤其是在新課程體系的指導下，需要利用現(xiàn)有實驗條件，以培養(yǎng)服務于生產一線的應用型技術人才為導向，對原有的實踐環(huán)節(jié)進行改革，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）實驗及實訓。通過理論課帶實驗，增加對理論知識的了解和掌握。在我?，F(xiàn)有設備逐步安裝到位后，需要對理論課帶實驗大綱進行重新修訂和編制，強化實驗內容，提高實驗質量。增開綜合實訓，增強學生對所學專業(yè)知識的綜合理解和融會貫通的能力；弱化技能培訓，如焊接方向將“焊接技術訓練”由以前的三周縮為二周，“焊接技術綜合訓練”由二周增加至三周，通過焊接技術綜合訓練，可將所學的專業(yè)課程知識連貫起來，起到穿針引線的作用。增加“焊接方法及設備綜合實驗”（1周）、“金屬材料焊接課程設計”（1周）、“軋制過程動態(tài)模擬與仿真實訓”（1周）、“軋制產品質量檢測綜合實訓”（1周）、“鍛造工藝與工裝課程設計”（1周）。不僅從量的方面增加了實踐環(huán)節(jié)，同時也要保證實踐教學環(huán)節(jié)較高質量的完成，增加了學生動手和實踐的機會。

（2）生產實習。目前我校材控專業(yè)三個方向的生產實習安排的教學進度和時數(shù)是不同的，實習的單位也不盡相同，都在相關的專業(yè)生產廠實習。實習工作量不飽和，學生實習的效果較差。通過編制詳細的生產實綱及實習內容，與企業(yè)聯(lián)合，通過共同指導來提高實習質量。

（3）畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是占學分最多，也是本科教育的最后一個環(huán)節(jié)。目前我校材控專業(yè)的畢業(yè)設計主要是在校內進行，學生主要是做某一專題研究，實驗做得少或者是沒做，論文主要是照搬照抄后稍做修改，論文質量難以保證。目前畢業(yè)設計的改革主要是從選題、指導方法上進行改進。目前我校材控系學生在畢業(yè)設計開始前，約70%～80%的學生已簽約了工作單位，指導老師可針對學生以后可能從事的崗位及興趣來合理選題，既可以調動學生學習的積極性，也為畢業(yè)后盡快適應工作崗位奠定基礎。當然，也可以考慮讓學生自主選題或到簽約單位做設計，指導老師對學生的任務要求及內容要明確，盡可能量化，并及時督促和管理。旨在培養(yǎng)學生查閱文獻和總結的能力、設計能力、實驗動手能力，以及實驗結果分析和論文撰寫能力。

篇6

為保證焊接產品質量的穩(wěn)定性、提高生產效率、適應先進制造技術的發(fā)展要求，實現(xiàn)焊接自動化生產已經成為必然的趨勢。本研究課題針對目前在實際生產中復雜空間取消焊縫焊接任務所占比重較大、而且難以人工焊接實現(xiàn)，以及國內相關技術研究較少的現(xiàn)狀，對多功能自動焊接伺服控制技術進行了研究。

1自動焊接開放式數(shù)控系統(tǒng)

基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的焊接數(shù)控系統(tǒng)是一個結構開放，功能模塊化、標準化性能強大的焊接數(shù)字化系統(tǒng)，將改變傳統(tǒng)的焊接數(shù)控系統(tǒng)結構封閉的局面，解決變化頻繁的需求與封閉控制系統(tǒng)之間的矛盾，從而建立一個統(tǒng)一的可重構的系統(tǒng)平臺，增強系統(tǒng)的柔性。同時，自動焊接開放式數(shù)控系統(tǒng)具備以下有點：成本低，軟件開發(fā)環(huán)境完備，軟件資源豐富，可移植性可擴展性互補性均較好等。

本文所設計的自動焊接機床，可焊接多種類型的工件，實時控制系統(tǒng)各模塊之間保留了統(tǒng)一的接口，根據用戶的需要可隨時添加所需的模塊，既滿足了用戶的需要，又提高了該機床的實用性。

2 設計

2.1機床本體的設計

自動焊接機床主要包括機床本體和焊接設備兩部分。機床本體由機械部分和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。本研究以復雜空間曲線接縫(如管與管之間以任何角度連接接縫)自動焊接實現(xiàn)為目標，研制開發(fā)一臺可實現(xiàn)五軸聯(lián)動的多功能自動焊接床的機械及伺服執(zhí)行機構。

2.2構建伺服控制硬件系統(tǒng)

該機床利用計算機和普通的I/O卡加步進電機和驅動器構成伺服控制系統(tǒng)。采用“通用I/O卡+專用計算機軟件”來實現(xiàn)對步進電機的控制，不僅經濟實惠，而且具有非常好的靈活性和友好的軟件用戶界面，必要的時候可以實現(xiàn)一臺電腦同時對幾十個步進電機的直接控制，或發(fā)揮它的網絡功能應用于復雜的工程系統(tǒng)控制。采用通用“I/O卡+專用計算機軟件”控制的步進電機的數(shù)量取決于I/O卡的位數(shù)和驅動器所需的控制信號數(shù)。通常情況下，步進電機驅動器的細分設置由硬件來完成，所以一般的驅動器只需要兩個信號：脈沖信號和正反轉信號，當需要實現(xiàn)軟件方式控制驅動器的細分數(shù)時，還需要細分控制信號。系統(tǒng)各部件原理如圖1所示。輸入設備包括鍵盤、控制桿等，通用數(shù)字輸入輸出卡采用AC4161型，有16路的輸入輸出通道，因此最多可以同時控制五個步進電機，其中三個采用75BF001型號，分別控制X、Y、Z三個方向的位移，保持轉矩為0.39N*m，最大相電流3A，步距角1.5度，空載啟動頻率為1.75Hz。

3 關鍵技術及實現(xiàn)

3.1建立三維空間中的數(shù)學模型及插補算法

在機床的硬件平臺搭建后之后，如何控制焊槍及工作臺的精確運動從而實現(xiàn)相貫線焊縫的焊接就成為需重點解決的問題。本文采取了首先建立數(shù)學模型，并在保證插補誤差和焊接精度的基礎上，將工件相交而成的連續(xù)焊縫采用等時間間隔的插補方法離散成一系列的微小直線段，然后將所獲得的位移量通過精插補算法轉換成可以通過開關量卡發(fā)送的脈沖數(shù)據，最終控制步進電機驅動執(zhí)行機構完成對相貫線焊縫的焊接。

以相交圓柱管相貫線接縫焊接為例，數(shù)學模型的建立：

設相交兩圓柱管(主管和支管)的半徑分別為R和r，且R>r，如圖2所示，坐標原點O是兩圓柱管軸線的交點，兩圓柱管軸線OV和OW的交角為α。焊接時，工件固定在工作臺上，工作臺沿x、y軸移動，焊槍沿z軸上下移動，同時還可以O′為定點繞X軸和Y軸轉動，通過這五個軸向的運動控制，就可實現(xiàn)相貫線焊縫的自動焊接。由此可得半徑分別為R和r的兩個圓柱管相交所形成的相貫線接縫φ(θ)在O′XYZ坐標系中的方程：

其中，θ是支管上的旋轉角。

完成實時焊接的伺服控制的首要任務就是對焊接軌跡進行插補運算。插補就是按給定曲線生成相應逼近軌跡的方法，其實質是對給定曲線進行數(shù)據點的密化。本文采用等長直線段逼近相貫線焊縫，即在保證給定逼近誤差的前提下，用等長直線段代替圓弧段，這種插補方法的計算簡單，雖然加工精度不如采用圓弧段逼近的方式，但卻完全能夠滿足焊接加工的精度要求。

3.2 自動焊接軟件系統(tǒng)平臺的開發(fā)

該系統(tǒng)的精插補過程由軟件和硬件共同實現(xiàn)，由軟件計算出控制信號的輸出時間間隔和應該向步進電機發(fā)送的高低電平數(shù)據，由硬件接口板實現(xiàn)數(shù)據的輸出。編制運動控制軟件實現(xiàn)精插補的過程有兩個關鍵環(huán)節(jié)：一是如何得到比較精確的延時時間間隔；二是如何將單個電機的控制脈沖序列進行合并，最終實現(xiàn)自動焊接機床五個軸的聯(lián)動。本研究利用Delphi軟件構建操作軟件系統(tǒng)平臺，以界面友好為設計目標，按照功能進行模塊化設計，實現(xiàn)自動焊接數(shù)據處理、制等需要的各種操作。

4 系統(tǒng)精度的分析與改善

本文所設計自動焊接數(shù)控機床是采用步進電機作為驅動源，與相應的驅動電路結合組成的開環(huán)控制系統(tǒng)。在步進電機驅動系統(tǒng)中，影響伺服精度的主要因素有以下幾個方面： 步進電機誤差、齒隙誤差、導軌誤差及熱變形影響等。

對于步進電機誤差可采取減小步距角的方法來改善。當傳動比一定時，隨著步距角的減小，脈沖當量也隨之減小，從而提高機床的精度。當電機選定之后，驅動器細分電路可進一步降低機床的脈沖當量，當步進電機運行在細分模式下時，步距角顯著減小，轉子達到新的穩(wěn)定點之后所具有的動量變小，振動變小，提高了步進電機低速段運行的平滑性；在軟件方面，通過對插補周期和插補步長的控制，使步進電機的運行頻率盡量避開其低頻振蕩區(qū)間，保證步進電機的運行平穩(wěn)性。

對于齒隙誤差，主要采取以下兩種改善措施：將中心距設計為可調機構，調節(jié)中心距消除齒隙；雙片齒輪加載扭簧消除齒輪本身誤差引起的間隙?？赏ㄟ^提高導軌精度來改善導軌誤差。

參考文獻

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篇7

 

《焊接生產檢驗》是陜西國防工業(yè)職業(yè)技術學院焊接技術及自動化專業(yè)的一門專業(yè)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(guī)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(yè)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(tǒng)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(yǎng)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(fā)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(yè)教育協(xié)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(chuàng)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(tài)較好的一、二節(jié)課作為理論教學時間，三、四、五、六節(jié)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(fā)學生的學習興趣，使學生保持一種積極的狀態(tài)。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(huán)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(xiàn)、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(tài)度。理論教學考核采用課堂提問、平時作業(yè)、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(huán)節(jié)考核，通過實驗、實訓報告、現(xiàn)場操作，考核學生實際動手能力和解決生產中常規(guī)檢驗的能力，最后再根據學習態(tài)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(fā)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(xiàn)，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(xù)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(chuàng)新，為學生營造一個良好的教學環(huán)境，激發(fā)他們提高自己的綜合能力，使我們的職業(yè)教學在社會中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

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[2]高海云車工工藝與生產實習的一體化教學[J].科學之友，2009（29）：101～102.

[3]肖錫海汽車電氣設備[J].職業(yè)教育研究，2009（9）：148～149.

[4]陳秀麗計算機基礎課程的“一體化教學”模式應用探究[J].安徽電氣工程職業(yè)技術學報，2009（3）：112～114.

[5]龐勇數(shù)控加工工藝及編程一體化教學改革探索[J].科技教育創(chuàng)新，2009（16）：240～241.

篇8

近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)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(yè)技術發(fā)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(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)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(tǒng)。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(tǒng)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(guī)定操作程序或節(jié)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(xiàn)，甚至實現(xiàn)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(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術集成開發(fā)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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)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(jié)、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(tǒng)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(wěn)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(wěn)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(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)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(chuàng)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(yōu)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(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)協(xié)調性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)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(shù)控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)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(yè)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(fā)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(yè)，而這些產業(yè)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(fā)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(huán)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(yè)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?，F(xiàn)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(xiàn)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(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)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(chuàng)新技術的基礎。開發(fā)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?shù)匾腚娮蛹夹g，產品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產品一旦實現(xiàn)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(fā)生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

參考文獻

[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現(xiàn)代制造工程，2001（12）

[2]梁進秋.微光機電系統(tǒng)國內外研究進展.光機電信息，2000（8）

篇9

近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)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(yè)技術發(fā)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(tǒng)主要由動力、機構、執(zhí)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(tǒng)。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(tǒng)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(guī)定操作程序或節(jié)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(xiàn)，甚至實現(xiàn)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(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術集成開發(fā)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(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)軟件化，智能化程度提高

傳統(tǒng)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(jié)、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(tǒng)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(wěn)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(wěn)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(fā)涉及到許多學科和專業(yè)知識，包括數(shù)學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統(tǒng)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(chuàng)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(yōu)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(tǒng)性增強，各部分系統(tǒng)間協(xié)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)協(xié)調性。

2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

2.1研究現(xiàn)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(shù)控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數(shù)控裝置發(fā)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(yè)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(fā)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(yè)，而這些產業(yè)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(fā)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(huán)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(yè)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?，F(xiàn)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(xiàn)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(tài)目標處于初級階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動態(tài)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(chuàng)新技術的基礎。開發(fā)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?shù)匾腚娮蛹夹g，產品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產品一旦實現(xiàn)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(fā)生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。

參考文獻

[1] 劉志，朱文堅. 光機電一體化技術，現(xiàn)代制造工程，2001（12）

[2] 梁進秋. 微光機電系統(tǒng)國內外研究進展. 光機電信息，2000（8）

篇10

機器人柔性焊接系統(tǒng)引入我國時間較短，同國外相比應用面過于狹窄，還有很大的發(fā)展空間，累積更多的經驗。機器人柔性系統(tǒng)的應用，標志著中國汽車工業(yè)領域焊接技術的發(fā)展方向。

1.機器人焊接系統(tǒng)的常見應用方式

1.1滑軌和機器人焊接工作車間

機器人焊接系統(tǒng)主要是由滑軌和焊接工作車間構成，使用兩套夾將其固定在滑動小車上。其工作原理：啟動氣缸驅動，使兩個夾具輪番進入焊接區(qū)進行作業(yè)，操作員只需要另一邊進行下料即可。機器人焊接系統(tǒng)在很大程度上減輕了操作員的工作量，減少了企業(yè)人力消耗提高了工作效率。利用兩臺機器人焊接系統(tǒng)，在不同工作車間分工協(xié)作完成焊接與下料同步進行，這種方式有效節(jié)省了變位器旋轉時間。雙夾具滑軌機器人焊接系統(tǒng)，能夠成分利用其優(yōu)勢同時進行作業(yè)具有較高的可靠性，但是，其對焊接的工件尺寸有嚴格的要求，一般控制在直徑6m以內。該操作生產實例可參考：大眾下?lián)u臂焊接生產線。

1.2焊接機器人工作車間和固定式單、雙夾具

該結構操作原理較為簡便，主要根據變位機變動夾具位置，從而完成機器人對汽車不同位置的焊接。由于其操作結構簡單的特性，出現(xiàn)系統(tǒng)故障的頻率相對來說較低，但另一方面，機器人在等待裝卸的過程中閑置時段較多利用率比較低，因此很少被新的焊接線所用。

1.3焊接機器人工作車間和帶變位機回轉工作臺

焊接機器人工作車間和帶變位機回轉工作臺系統(tǒng)，是現(xiàn)階段在生產線中運用最為普遍的形式，具有結構緊密的特點。其主要運行結構是：轉臺組+兩副夾具帶變位器。兩幅夾具的配合使用可以完成不同的焊接作業(yè)滿足不同工藝要求。并且，在焊接作業(yè)過程中，兩副夾具可以同時完成不同的焊接工作，因此機器人的利用率較高，同時能夠適應空間限制完成不同空間的焊接，在使用焊接機器人工作車間和帶變位機回轉工作臺系統(tǒng)的時候，要合理安排其運動形式避免出現(xiàn)故障，提高生產效率。

1.4焊接機器人工作車間和協(xié)調運動式外軸

該系統(tǒng)可在常規(guī)變位器不能達到3600焊接的情況下，協(xié)調式外軸配合機器人共同操作，就可以完成360°上環(huán)焊縫的焊接工作，因此，在焊接生產線使用較為廣泛。

1.5機器人中置式工作車間

該系統(tǒng)的轉臺有2個，變位器共計4套，這種組成形式能夠確保在焊接多種產品零件時更加快捷、方便、高效。尤為突出的是其在處理生產任務分布不平衡的情況下，可以實行較為合理的配置，從而實現(xiàn)機器人利用率的提高。但從另外一方面考慮，機器人中置式系統(tǒng)電器方面發(fā)生故障的頻率比較高，并且占用空間資源較大不利于生產，因而沒有得到廣泛運用。

1.6機器人焊接自動生產線

這種機器人運作系統(tǒng)主要是由懸掛輸送鏈和數(shù)臺機器人焊接系統(tǒng)組合而成，多臺機器人相互協(xié)調完成對產品的加工和焊接。根據其焊縫平整質量較高，在焊接變形方面問題較小，因此是未來轎車底盤焊接的主流發(fā)展方向。 2.對機器人的焊接生產線進行規(guī)劃和設計方案 2.1機器人的焊接生產規(guī)劃 總體來看，機器人的焊接生產線應該遵循幾個重要步驟，一般有如下幾點：第一，需要履行生產要求，完善生產規(guī)范;第二，確保生產線的柔性較高，更加方便生產;第三，在焊接后，要確保其質量過關，例如事先研究焊接縫的特征以及分布，利用雙機器人將前車架上的總成焊接對稱并實施對接，以防出現(xiàn)焊接過程中的失誤或變形等問題，前車架中的零件需要總成焊接，那么其焊縫屬于分布較為平均的，因此，優(yōu)先焊接影響較小的部位，能夠有效規(guī)避上述問題。同時，焊縫的長度、數(shù)量等數(shù)據需要與工作時長、年產量相對應，例如每年工作251天、年產量為10000套的生產規(guī)定，就需要8套焊接機器人參與工作，機器人都配備焊接變位機以及可清洗設備，機器人運作過程中，還有變位機的調動、協(xié)調。從時間上來看，焊槍的清理以及裝卸時間同屬于輔助時間中，均為每1件5秒，而機器人的空行程以及焊接縫時間同屬于機器人焊接時間，前者時間為3秒/條，后者為每秒0.8cm。

2.2機器人系統(tǒng)柔性特點在市場中的要求

在激烈的市場競爭中，汽車制造企業(yè)在發(fā)展中面臨著諸多嚴峻的考驗，僅靠單一的機器人柔性特點，是無法滿足企業(yè)在市場競爭中的發(fā)展需要。因此，在生產技術上，必須靈活應變柔性生產，高度柔化機器人焊接系統(tǒng)，以期在市場競爭中經久不衰。對于柔性化的機器人焊接系統(tǒng)的定義是：高效率的完成電信號、配管、配線快速改換、控制程序、調換氣等，同時要滿足快速轉換和預置，最大程度發(fā)揮機器人的功效，滿足市場對產品的需求。

3.結束語

綜上所述，對于汽車而言最重要的結構安全件是汽車底盤，汽車底盤具有工件易變形、其焊接量大等一系列特點，因此，汽車的焊接質量直接關系到駕駛者的生命安全。在未來，汽車底盤焊機的發(fā)展前景是機器人焊接柔性生產線。機器人焊接系統(tǒng)，幾乎不需要人工操作就能完成整套汽車底盤焊接工作，其主要優(yōu)勢是機器人焊接可在一個車間內完成一系列焊接工作，并且只需通過改變其示教程序和相關的工裝夾具就能對不同型號的產品進行焊接。對機器人周邊控制系統(tǒng)進行柔性設計，使一套機器人能夠完成不同要求的焊接，將機器人的優(yōu)勢發(fā)揮到最大限度，從而滿足企業(yè)不同生產需求，增強市場競爭力。

參考文獻：

[1]王大鵬，楊小剛.汽車機器人柔性焊接工作站仿形工裝技術[J].制造業(yè)自動化，2012，34（23）：125-126.

[2]ZHANG Rui-hai，WANG Shu-ying.基于機器人三維模擬仿真的焊接生產線柔性主拼技術研究[J].計算機應用研究，2014，31（2）：435-439.