时间：2023-03-21 17:15:33
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【关键词】焊接技术方法 工艺车辆制造 维修
中图分类号：F407.472 文献标识码：A 文章编号：
一.引言
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法应用，焊接技术的先进水平做为衡量一个国家工业发达程度的重要指标已逐渐为大众公认，同样焊接技术的发达程度也是衡量工业企业技术水平高低的重要标志。由于受我国相关工业的制约， 在使用焊接机械手的过程中，必须采用与西方发达国家不同的、适合我国国情的灵活的使用方式，才能保证焊接机械手在我国相关产业不配套的情况下正常使用。
二. 机车车辆工业焊接的主要用料。
目前， 在机车车辆上所采用的主要是碳素结构钢、低合金结构钢（包括耐候钢） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用铸钢或锻钢制造， 其材质本身有较好的焊接性能，但因构件结构复杂， 在焊接过程中有些需要采用适当的辅助工艺手段。铝合金型材由于其质量轻， 能减轻运输设备的自重，在客车及一些特种车辆的制造中应用范围逐渐扩大。铝合金、不锈钢及各种复合材料随着先进焊接技术的运用，将在机车车辆工业生产中发挥更大的作用。
三.铁路工业涉及的焊接方法。
焊条电弧焊。
焊条电弧焊曾广泛应用于机车车辆工厂的制造与修理部门。随着二氧化碳气体保护焊、混合气体保护焊、埋弧焊、焊接机械手等新技术、新工艺的推广， 焊条电弧焊在铁路机车车辆工厂的使用逐年下降， 其焊缝长度比例在机车车辆制造业目前大约仅占5%左右。在机车车辆修理业用得还比较多，其焊缝总长度大约占30%-50%左右。此比例还将逐年下降， 集中检修的配件多采用了二氧化碳气体保护焊与埋弧焊等焊接方法。如对铁路货车上、下心盘检修，采用二氧化碳气体保护焊技术进行堆焊、车钩钩舌的检修采用埋弧焊技术堆焊。各工厂对检修机车车辆中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳气体保护焊技术。
二氧化碳气体保护焊接技术的应用。
二氧化碳气体保护焊与富氩混合气体保护焊焊接电流大，相应电流密度大，电弧热量利用率较高， 熔敷速度比焊条电弧焊快，焊接时熔深大，可以减小坡口， 减少填充金属；焊接速度是焊条电弧焊的1-2倍；节能，其耗电量仅是交流焊条电弧焊的1/2左右；工作辅助时间少，特别是在富氩混合气体保护焊中几乎不必清渣， 节省了时间， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，适合全位置焊接。二氧化碳气体保护焊技术广泛应用于机车车辆各种大型构件的连接焊缝及工件的堆焊等方面。特别是“七五”、“八五” 以来，二氧化碳气体保护焊技术已在机车车辆工业系统普遍采用。1996年5月27日，铁道部了TB/T1582-1995《机车车辆二氧化碳气体保护焊技术条件》， 使我国铁路二氧化碳气体保护焊技术逐步实现与国际接轨。现在，在机车车辆制造中， 一些重要焊缝如在车辆制造中的中、枕、横梁焊接都采用了二氧化碳气体保护焊工艺，南方汇通股份有限公司在.C64T提速货车的制造中，用二氧化碳气体保护焊焊接枕、横梁及车体底架各连接焊缝， 焊接质量与生产效率明显提高。南方汇通股份有限公司在ZD240型铸锭车制造中，全面使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达98%以上，北京二七车辆厂在NX等型平车上使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达90%以上。
埋弧焊技术的应用。
由于埋弧焊焊接电流大， 相应电流密度大（是同直径焊条电弧焊的3-5倍)倍），同时有焊剂和熔渣的隔热作用， 电弧热量利用率较高， 焊接时熔深大， 可减小坡口与填充金属量；焊接速度是焊条电弧焊的5-6倍，焊接时焊接参数自动调节保持稳定，又有焊剂的保护，焊接质量稳定可靠，无弧光照射、劳动条件较好。在机车车辆的制造与修理工作中， 埋弧焊技术广泛应用于各种大型构件主要焊缝的焊接及工件的堆焊。如南方汇通股份有限公司应用埋弧焊技术， 焊接新造C64T、C64K等铁路提速货车的中梁，堆焊铁路货车磨耗的轮缘等部件。
电阻焊技术的应用。
电阻焊技术主要在客车工厂使用， 原来主要用于薄板及小配件的连接，随着城际快速列车的发展， 在要求车体自重特别轻的城际快速列车上得到较好的应用。长春客车厂在为重庆市生产的城际快速列车上，使用从英国引进的350KV，10万A的电阻焊设备，进行铝合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城际快速列车上， 使用从英国、韩国引进的侧架、底架、车顶等12套专用大型龙门点焊机械手,进行不锈钢车体各部件的焊接。
焊接机械手、焊接工作站的应用。
铁路实施“客运提速，货运重载”，要求铁路机、客、货车具有更好的结构强度， 有更轻的质量， 毫无疑问地给铁路机车车辆焊接技术的新发展带来了机遇。从1992年株洲电力机车厂引进焊接机器人工作站后， 长春、四方、浦镇等客车厂，齐齐哈尔、武昌、二七等货车车辆厂也先后从德国、奥地利、日本、法国、美国等发达国家引进了焊接机器人工作站、焊接机械手等先进设备， 并在引进消化吸收的基础上，与国内有关部门合作， 自行开发了机器人焊接程序及适应我国铁路机车车辆焊接技术需要的机械手、工作站等设备， 逐步缩小了与发达国家的差距。
6. 新型结构材料在铁路机车车辆上应用。
随着铁路“ 提速重载” 与跨越式发展战略的实施， 原有的碳素结构钢已远远不能满足铁路机车车辆工业的使用要求。目前国内已开始生产微合金控轧钢， 其钢种具有良好的焊接性能； 正在研制的超细晶粒钢， 其强度和使用寿命将比现有结构钢提高一倍， 其钢种特点是超细晶粒、超洁净度、高均匀性， 性价比更加合理。同时， 各种不锈钢、铝合金、中低合金钢等耐蚀材料的应用也将成为主流。这些高性能钢种的应用， 必将进一步推动铁路机车车辆焊接技术的发展。
四.铁路机车车辆工业焊接技术发展前景。
铁路机车车辆工业焊接技术发展前景焊接生产过程的机械化和自动化是工业现代化的必由之路。世界工业发达国家焊接机械化和自动化的程度都已达到60%以上，西欧和美国已达到70%以上，而日本已经达到80%以上。我国各工业部门焊接生产的机械化和自动化程度还相对较低，平均30%左右，而且大部分仅是自动化程度较低的机械焊机。我国大型骨干企业机械化和自动化程度已达到60%-65%。如汽车制造业，已经普遍采用了弧焊机器人、点焊机器人和机器人自动焊接生产线； 我国船舶制造企业焊接机械化和自动化程度已达61%左右。伴随铁路“客运提速， 货运重载”， “九五”以来，铁路部门焊接技术的机械化和自动化程度虽然有了较大的提高， 但与我国汽车制造企业、船舶制造企业、军工企业等工业系统相比，还存在较大的差距。
五．结束语
随着提高质量和效率的焊接机械化和自动化水平的不断提高，焊接机械手、机器人工作站等的推广应用， 焊接工艺及焊接装备的现代化， 必将推进我国铁路机车车辆制造业的现代化进程，也必将提升我国铁路机车车辆工厂与国际铁路供应商竞争的实力。对于新的应用钢种和工艺方法， 必须要有相匹配的焊接材料，从发展趋势看， 药芯焊丝、烧结焊剂、低飞溅气体保护焊实芯焊丝、高强钢用焊材、低温钢用焊材、耐热钢用焊材、不锈钢用焊材等高技术含量产品是铁路机车车辆用焊接材料的主要方向。
参考文献：
[1] 王振民 换热器管板的全位置自动化焊接工艺 [期刊论文] 《华南理工大学学报》2010年5期
[2] 王克鸿重型车辆计算机辅助焊接工艺自动设计系统 [期刊论文]《焊接学报》 2005年10期
毕业设计(论文)的选题
毕业设计(论文)选题的原则与来源如图l所示。
毕业设计(论文)的实施
现阶段学校毕业设计(论文)存在的问题有：与顶岗实习时间冲突、过程控制把关不严、学生认识不到位、教师指导不到位等。针对这些问题，我们采取了校企合作双导师、顶岗实习与毕业设计双结合、指导教师一肩挑等措施，保证了毕业设计(论文)教学质量。
毕业设计(论文)案例
(一)动画短片《APPLE》
1.设计题目：“动画学院奖”动画短片创作《APPLE》。
2.课题来源：本次毕业设计课题是为准备参加2011年10月北京电影学院动画学院奖而设定的选题。
3.学生信息：刘芳哲，2008级电脑艺术设计(1)班。
4.指导教师信息：陈淑姣，艺术设计学院传媒系副教授。
5.创新特点：要求学生有对剧本编著的认知、导演艺术的把握、镜头语言的运用、角色和分镜头设定、原画和动画的设定制作、电脑动画及后期合成等多方面的技能。
(二)《素·媚》成衣设计
1.毕设题目：《素·媚》。
2.课题来源：朗姿服装品牌2012年～2013年高级成衣设计与研发。
3.学生信息：康萌萌，2009级服装服饰(3)班。
4.指导教师信息：吴效瑜，艺术设计学院服装艺术设计系讲师。
5.指导过程：对朗姿股份有限公司提供的面料特性、特征进行充分把握，依据前期工作获得的信息，整理归纳，结合面料，进行正稿设计，制出手绘效果图、电脑效果图、1：5结构设计图、1：1工业样板，进行工艺缝制。
6，创新特点：根据企业服装设计的典型工作任务，指导学生完成设计调研、设计构思、设计主题、设计效果图、设计选料、设计制作、设计手册汇报等完整的工作。课题通过东西方元素在现代高级成衣设计中相互融合、碰撞，阐释了品牌成衣的内涵。
(三)计算机游戏软件
1.毕设题目：基于J2ME平台的手机游戏开发。
2.课题来源：此课题来源于学生本人参加201 1年北京市计算机应用大赛的获奖作品。
3.学生信息：杨蕾，2009级手机应用(2)班。
4.指导教师信息：作品指导教师：李云玮，计算机应用(手机游戏设计)教研室；
毕设指导教师：司建敏，中国科学院自动化研究所计算机应用博士。
5.指导过程：指导教师首先下发策划目录，学生按照策划目录独立完成游戏策划案的撰写，然后设计游戏的流程图和类结构图，分析了游戏的具体功能模块：界面设计、菜单设计、地图设计、角色设计、战斗系统设计、对话设计、音效设计、场景切换，最后编程实现每个功能模块。
6.创新特点：在游戏战斗的界面中加入了npc的行为判定，主动攻击型，玩家进入任务场景时敌人进行追击和攻击。玩家需要和各种npc对话找到任务的相关线索，通过得到的线索完成任务。
(四)半自动火焰切管机
1.毕设题目：半自动火焰切管机的设计与制作。
2.课题来源：来源于实习，改善实训条件，增加实训设备。
3.学生信息：朱继业，2009级焊接技术班、姚卫杰，2009级焊接技术班。
4.指导教师信息：张磊，助理讲师、焊接技术专业教师。
5.指导过程：在研制改造半自动火焰切管机的过程中，首要问题就是解决切割30度的坡口管时的准确性。教师带领学生分析分度头的工作原理和特点，利用分度头可以根据工件在水平、倾斜或垂直的位置上进行装夹分度的优点，再加上一个可调节固定的切割枪，经过后期的下料、装配、焊接、测试，最终研制出既可以提高切割管的稳定性，又可以提高切管效率的半自动火焰切管机。
6.创新特点：通过研制改造半自动火焰切管机，大大提高了在切割30度的坡口管的成功率和稳定性，同时提高了效率，降低了手动火焰切管中对人力和材料的浪费，为学院节约了经费。
以上作品反映了学校校企合作进行毕业设计(论文)的工作成果，虽然有些作品还显得幼稚和不成熟，但毕竟是来自社会实践，具有实际意义，重要的是训练了学生解决实际问题的能力，以及将想法变为现实的能力，为学生成为社会需要的高端技能人才打下了坚实的基础。
[关键词]高职 焊接 教学改革
在我国高等教育大众化的趋势下，出现的新情况之一，就是高校录取率大幅度提高，新生录取分数线大幅度下降，生源的质量也就区别于以往。
首先，扩招后，部分学生的学习基础薄弱，知识结构缺乏完整性。教师的教学任务完成质量低于往届，而学生的学习效果也在不同程度上偏低。其次，学生的学习意识普遍不强，没有良好的学习习惯。再次，不同层次学生的自我感觉及社会看法的差异。因录取批次靠后，考入高职院校的学生短时间内在心理上或多或少的依旧不能摆脱传统思维的桎梏，部分学生在入学后有一定的自卑情绪，对所在院校及高职教育缺乏正确认识，没有及时明确学习目标，对教学的开展造成了一定阻力。
高等教育大众化形势下，我们需要正确理解高等教育层次的多样性，以及相应的生源质量的变化——是“降低”，还是“层次多样”，需要我们建立合理的高等教育发展层次，树立与之相应的教育质量观，摸索出科学的人才培养方式。对于高职焊接技术及自动化专业的人才培养就更应探索新的培养方式，真正符合高技能人才的需求。
目前我国企业的焊接技能型人才短缺，在岗工人大多是初中毕业生或者是八十年代末期的技校毕业生，知识和技能水平偏低，只能从事简单的焊接操作，对于先进设备的操作和新技术的应用显得力不从心。我院高职焊接技术及自动化专业（以下简称焊接专业）人才规格定位：不仅能操作，还应读懂图纸、制定工艺参数、安排生产工序、分析工件焊接缺陷产生的原因、确定修复工艺、熟悉产品质量检验标准与方法等。
据中国焊接学会与焊接协会统计，在焊接结构生产一线的技术员仅占焊接工程技术人员的17%；焊接技术工人队伍中，焊接技师与焊工的比例是1∶140。这些数据说明，我国焊接生产一线严重缺乏高素质技术人才，主要归结为“五少”：①掌握高新焊接设备操作技能的技术工人少；②熟悉高新焊接技术，并能应用于实际生产的技术人才少；③熟悉焊接结构生产，能合理制定生产工艺的技术人才少；④懂得焊接结构生产管理特点的人才少；⑤焊接设备销售、售后服务的专业人才少。因此以突出新技术应用为特色的专业教学改革，是国家战略调整的需要，是培养知识技能型人才的需要，是机械制造业、机械装备业的需要。
随着我国社会主义市场经济的快速发展，各行各业越来越需要具有综合职业能力和全面素质的、直接从事生产、技术、管理和服务第一线的应用型、技能型的高级实用人才。为此，担负这一类人才培养任务的高职教育，必须切实加强实训教学的改革和建设。
（一）尊重个人发展需要的职业指导
高等教育大众化下，生源考分的偏低，在一定程度上并不意味其能力的偏低。我们着力于帮助学生及家长确定科学的学业成绩观念，淡化学生不良的自我感觉和社会对他们的偏见或负面期望，积极开展入学教育和职业指导，树立正确积极的专业意识。每个人都有自己的个性、兴趣和爱好，过去只用一个模式培养，扼制了某些人的个性，而高等职业技术教育正是适应了个人价值及兴趣的多样性特点。这一教育过程把目光从注重理论及研究转向了注重职业能力、实际操作等个人实际问题上，把职业指导贯穿于教育的全过程，从而帮助学生认识自我、了解职业世界，促进学生职业自我概念，包括职业角色技能与生活角色技能的形成与发展，同时考虑老师的分析及学生认真的选择之后的专业调整要求，力求学生在具有良好的思想品质、专门的知识与技能，以及良好的身体素质的基础上，发展其全面的职业自我观念，形成基本的“职业角色技能”，使高等教育大众化所开辟的多种教育类型能促进学生选择适合自己发展的道路。
（二）专业能力培养
高职学生所学的专业不是万能的，而是对某一能力有所侧重。焊接专业的能力大致可分为焊接操作能力、焊接工艺编制能力和焊接设备维护与销售能力。
1.焊接操作能力。焊接操作人员要动脑，不仅学会，更要会学；不仅要会操作，还要会读懂图纸；要熟悉操作各种焊接设备，选择焊接材料，使用工具、夹具、量具、掌握安全常识。按照国家焊工行业职业培训和职业技能鉴定标准的要求，毕业生应达到焊工高级技能（国家三级），使学生毕业就能顶岗。
2.焊接工艺编制能力。船舶制造、航空航天、矿山冶金、铁道车辆、锅炉容器、石油化工等诸多领域都急需焊接工艺人员。我国焊接结构生产技术总体水平尚处于工业化初期的落后状态。主要表现在两个方面：①焊接技术结构不合理，焊接新技术推广速度缓慢；②焊接机械化、自动化、智能化发展缓慢，而且应用面不广，焊接新工艺的开发与推广速度缓慢。
我国高校焊接专业毕业生从事科研开发的相对较多，真正从事焊接结构生产工艺编制，现场解决焊接问题的人员不多，技工学校毕业生从事工艺编制又会有许多困难。而高职学院的学生在学完标准、规范、规程及一些相关知识后，再经过企业训练，就可初步具备编制工艺规程的能力，这也就是遵循培养目标的“错位”原则。转贴于
3.焊接设备维修与销售能力。随着焊接新技术、新工艺的发展，相应出现许多先进的焊接设备，对这些先进设备的维修和销售也需要既会维修又懂销售的人才。
（三）以提高教学质量为目标，转变教学模式，改革教学内容、教学方法和教学手段
一是改革教学模式、教学方法和教学手段，在实验教学中采用开放式教学模式，在专业课程教学中采用多媒体教学和现场教学。
二是改革课程内容，在重点主干专业课程《焊接方法及设备》、《焊接冶金学》、《焊接结构生产》中大量采用案例教学，在教学内容的取舍上，突出针对性和应用性，强化新工艺、新技术、新设备的实际应用，组织编写相关课程的实验指导书、课程设计、生产实习和毕业设计指导书。
三是改革考核方法，在考核中采用开卷和闭卷相结合、理论考试与技能考核相结合、书面考试与答辩考试相结合的方式，把考核重点放在专业实践能力和创新能力上。
四是改革实践教学指导方法，生产实习、综合实训由教师和企业人员共同指导，毕业设计（论文）课题主要来源于生产实际，做到“真刀真枪”，突出综合实践能力的培养。
（四）加大投入，加强实训基地建设
高等职业教育以培养高级应用型技术人才为目标，要求学生具有较高的专业实践技能和较强的实际动手能力，因此，建立与专业实践教学体系相配套的实训基地非常必要。高等职业技术教育的显著特点在于它的专业技术、技能的教学和训练，不具备一支有实力的“双师型”教师队伍和充足的校内实训场室，是不可能培养出合格人才的。实训教学一般分校外实训和校内实训两大部分。校外实训一般在校外实训基地进行，主要是认识和参观实习，包括现场聆听工程技术人员、管理人员的讲解，现场观摩生产过程，在生产现场顶岗实习等。因此，加强校企联合，建立相对稳定的校外实训基地很有必要。校内实训主要以培养基本工程能力和专业专项能力为主，一般在校内实训基地和相应的专业实训室进行，要求校内实训基地和相应的专业实训室必须具备培训现场应用型技术人员的条件，应能体现出工程应用性、综合性的特色。近几年来，学院先后投资建成了焊接实验楼，并与多家企业合作建立了校外实训基地，大大地改善了专业实验实训条件。譬如焊接实训，我们就根据要求对学生安排了如下课题：水平位置单面焊双面成型、立焊位置单面双面成型、管—管对接水平固定全位置焊（单面焊双面形成型）等。通过这些强化训练，学生较为全面地掌握了焊接的操作技能，在实训结束后，即可由省劳动厅组织技能鉴定，获得相应的技能等级证书。这样，学生毕业后就多了一份就业的机会，而且一上岗就能很快地胜任工作。通过实训教学与职业技能鉴定相结合，学生在校期间，可获得3-4个国家劳动部门所核发的职业技能等级证，从而大大强化了学生适应工作的能力。这既符合国际社会现行的就业惯例，又能对我国正在推行的持证上岗制度起到促进作用。
通过几年的努力，我院焊接技术及自动化专业的教学改革取得了较好的成绩，按新的教学模式培养的学生已经毕业。2006年和2007年，本专业的一次性就业率连续两年达到了95%以上，用人单位对本专业毕业生普遍反映良好。
中国高等教育的发展和改革，是有实质性进展的。但是，虽然实现高等教育大众化的目标是可以预计的，但它的真正实现却并非轻而易举。他需要我们进一步解放思想，深化改革，发挥自己的优势，从本国本地区本校的实际出发，从市场的要求出发，办出自己的特色来。
参考文献
关键词 工程机械；焊接；核心工艺
中图分类号TG40 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0067-01
0 引言
工程机械大型焊接件的焊接过程直接影响着焊接质量，也影响着焊接夹具装夹系统的合理布局，还影响着大型焊接件的焊接变形预测及控制。因此对大型焊接件进行现场观察，分析零件的结构特点、工艺，分析焊接车间的布局特点等，对工程机械大型焊接件的核心工艺进行初步规划具有非常重要的意义。
1 工程机械的发展现状
工程机械经历了50年到60年的发展历程，到20世纪90年代中末期机械焊接技术就已经达到了非常高的水平。经历了十几年的发展的机械焊接工业，在跨国公司品牌的不断冲击之下，创造出了一条宽阔自由的发展道路，并慢慢的在国内壮大起来，已经控制了国内85%以上的工程机械大型焊接市场份额。国内焊接市场的营业额在最近几年吞并了我国整个工程机械行业总营业额的大半个江山，因此，机械焊接行业地位的重要性，以及大型焊接件的核心工艺推出的出色产品，在国际市场上开始萌芽，其发展势头并不亚于其他行业。
2 工程机械焊接构件特点及常规焊接工艺
2.1 工程机械焊接结构件的特点
工程机械结构件主要包含薄板件，板厚一般为2mm～4mm；中板件板厚约为6mm～20mm；厚板件板厚约为20mm及以上。大多数情况下主要利用板材进行拼接，采用箱形结构，附件（机座铸钢件）焊接在上面，其结构复杂，焊缝要求精度高。在工程机械大型焊接结构件中，角焊缝的情况比较多，通常只检查焊缝的焊接形态和质量，但对于主要的受力结构件需要检查表面裂纹和焊缝缺陷，采用磁粉探伤或者超声波探伤。
2.2 常规焊接工艺
常规的焊接工艺主要包括以下两个方面。1）焊件准备：即下料准备，采用剪板机和数控切割机进行切割。薄板件平常用等离子切割，中厚板采取火焰切割。校平的时候，薄板件通常采用压力机校准；中厚板采用专用的板材矫平机校准，板材比较完整则可省去校准工序。折弯的时候采用专用折弯机，批量生产时通常采用数控折弯机，以获得较高的工作效率；2）组对点焊：指点焊的过程中，确定各焊件位置的时候，利用人工画划的方法使各个焊件按其对应的位置关系组成一个整体，这种方式简单可靠，缺点是划线工作量繁琐，生产效率不高，组对误差偏高，产品生产差。工件数量较大时应采用机器人焊接，这种焊接方式操作简单易行，组对精度高，产品优良，当前有许多厂家采用机器人焊接模式。
3工程机械大型焊接件的核心工艺发展趋势
3.1 焊接变位机将普遍应用
随着市场的扩大以及市场竞争日趋激烈，焊缝的质量被作为一个重要的评判标准。因此，为了在保证高标准的焊接质量的前提之下，又必须兼顾整体生产效率、操作安全程度和自动焊接等要求，一般情况，车间内焊接某部件时，要采用变位机来获得更高的焊接质量，实现一次装夹完成全部焊接。而像立焊、横焊、仰焊等难以保证焊接质量的错误操作则应该摒弃。由此，变位机焊接在焊接行业内必定得到广泛应用。
3.2 焊接机器人及自动焊接机的使用将逐步增加
采取机器人焊接的模式即代替焊工焊接，这样不仅可以节省焊接工人的人数，降低工人劳动强度，而且还能保证焊缝质量的稳定可靠。机器人焊接，客观的说焊接机器人即机械手，因其自身不能独立工作，需配备一些设备，像变位机、专用夹具等，组成焊接机器人工作站。随着我国经济的不断发展，焊接机器人代替操作人员是必然走向。
3.3 焊前工序设备水平将逐步提高
采取机器人自动焊接的企业一定都知道，不仅操作人员的技术水平对焊缝质量有影响，下料、成型对焊缝质量的影响也非常大。将焊前工序设备水平与实际操作要求相一致，是实现焊接过程的自动化进程的关键，进而降低机械加工强度；提高生产效率；同时，还可以使产品质量稳定可靠、提高同行业中产品的竞争力。厂家需要花费更多的资金，并且在产品改型的过程中还需要对其重新设计调整是影响拼点工装的主要因素。目前，只有资金雄厚的厂家使用拼点工装，但都获得很大的收益。从已经使用机器人焊接的厂家我们可以看出，其使用的配套拼点工装相对较多，焊接工序设备的质量大幅度提高。
4 结论
我国是一个正处于工业化进程中的制造业大国，意味着工业化达到一定水平后，工业装备水平的高低将制约着工业经济的增长的快慢。焊接技术的迅速发展，以及新的焊接设备、工艺方法不断涌现，为我国工程机械大型焊接工艺发展做出应有的贡献。与此同时，大型焊接件的工艺、设备布局及物流、焊接变形预测与控制，对提高企业核心竞争力、提高核心零部件的制造能力和技术水平具有十分重要的意义。
参考文献
[1]王寿福.焊接技术在铁路机车车辆工业中的应用[J].焊接技术，2004.
[2]王玉玲.机械可靠性维修性优化设计方法及其在工程机械中的应用[D].济南：山东大学，2007.
[3]龙听，汪建华.温差法在焊接残余应力和变形控制中的应用[J].压力容器，2007.
【论文摘要】本文在分析材料成型与控制工程专业的培养方案与教学现状的基础上，探讨了该专业的科学定位于课程体系改革，主张以“厚基础、宽口径、重实践、明方向、强适应”和“通用性、精简性、特色性、实践性”为原则，加强基础理论课的教学和实践教学，拓宽专业知识面，注重提高学生综合能力和参与竞争的能力。
1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时，设立了材料成型及控制工程新的本科专业（以下简称材成专业），多数学校实现了由锻压、模具、铸造、焊接等各热加工单一专业建设转向新的材成专业的建设。
作为一所新升本科的地方院校，新增本科专业的设置与培养目标主要应是面向地方相关行业和技术领域基层业务与技术管理岗位，着力培养学生具备在企事业单位和生产一线解决实际问题的知识、能力和素质。本文对地方高校如何构建材成专业的教学体系进行了一定的探索和研究。
一、培养方案与教学体系现状分析
从目前多数学校的培养方案来看，由于该专业原来的基础不尽相同，不少学校还没有完全摆脱老专业的框框，而只是在老专业的基础上进行调整和修改。存在着专业教改的总体目标不够明确，没有从根本上重建该专业的教学体系；专业人才培养的目标和规格缺乏层次，不能满足市场对各类人才的需求；拓宽口径与保持专业特色的关系问题尚未解决等问题。针对以上问题，开展系统、深入的研究，进行专业教学改革，确立新的人才培养目标和构建新的教学体系，创新应用型人才培养模式，是当前非常紧迫的任务。
学校虽然从2002年即开始培养材成专业本科生，但由于是在专科基础上的联办本科，使用的完全是河南科技大学的培养方案与教学大纲，很难结合自己的实际情况对其进行修改。学校于2008年在模具设计与制造专科专业的基础上，成功申报材料成型与控制工程本科专业。当年开始招收培养材成本科生并使用自己的培养方案，但在教学中发现该培养方案存在课程过重、特色不突出等现象，急需改进。
二、材成本科教育、教学的定位
1、人才培养定位
不同类型的学校应根据市场的需求和自身的特点来培养不同类型的人才，一部分高校应该担负起精英教育的责任，以培养材料成型及控制工程领域的科学研究型和科学研究与工程技术复合型高层次人才为主，本科阶段应是进行以通识为主的专业教育。另一部分学校应以普及高等教育为主，负起大众化教育的责任，本科阶段是通识与专业并重的教育。
学校升本初始即定位为教学应用型本科院校。因此，应以普及高等教育为主，承担起大众化教育的责任，以培养本学科的工程技术型、职业应用复合型人才为主。
2、确定专业方向
材成专业具有宽口径、大专业、多方向的特点，根据行业需求及地区经济发展和学院实际，选准专业主方向，办出地方特色显得尤为重要。近年来洛阳地区制造业的长足发展使对掌握现代设计技术的各类专业技术人才的需求又呈上升趋势，锻压、焊接、铸造等方面的工程技术复合型人才更为抢手。据此，学校材成专业实施的是宽口径的材料材成及控制工程与专业方向并存的培养模式，设置了模具设计与制造、焊接技术与自动化、金属建材加工三个专业方向。
3、人才培养目标
材成专业培养德智体美全面发展，具备材料成型及控制工程基础知识与应用能力，掌握现代成型方法与技术、模具设计与制造工艺、焊接技术与自动化、金属建筑材料加工的能力，能够在材料成型及控制工程领域从事科学研究、技术开发、工艺与设备设计、生产过程管理等方面的工作，具有较强的实践能力和创新精神、德智体美全面发展的高级工程技术人才。
三、材成专业内涵及课程体系
1、根据专业发展明确专业内涵
材成专业是以成形技术为手段、以材料为加工对象、以过程控制为质量保证、以实现产品制造为目的的工科专业。它是介于机械和材料两大学科之间的反映综合性制造技术的专业，机械学科和材料学科的基础知识构成了本学科的基本知识体系。这一特点决定了材成专业人才培养必然是宽口径的。 转贴于
从1998年新专业诞生以来，不少学校材成专业发展遇到最大的问题是没有处理好“宽与专”的关系，一些学校过于强调宽口径，淡化了专业，使得毕业生所学无法与企业的需求接轨，一度出现与铸、锻、焊有关的企业到高校无法招到需要的专业人才。另外一些学校则走向另一极端，铸、锻、焊老专业的主要课程都上，课程过多，学生不堪重负。
我们组织教师广泛调研，重点了解企业对人才知识、素质、能力的要求。确定专业及方向的学生要求具备相同的宽口径的基础知识和成形技术专业基础知识，所不同的只在专业课程的设置上。材成大专业要求学生掌握包括塑性成形、液态成型、焊接成型等基本理论、工艺及装备设计、设备选用等内容。为了避免过于宽泛或负担过重，又分别开设了与以前的锻、铸、焊三门技术相关的专业课。
2、教学内容的总体构成
按照教育部有关四年制工科大学生总教学时数及实践性环节安排的指导原则，结合学校人才培养方案制定原则，从学校实际情况出发，根据通用性、精简性、特色性和实践性原则建立了“两平台、三模块、一拓展”的课程体系，以适应各专业方向的协调发展。
“两平台”为通识课程平台与学科基础课程平台；“三模块”为专业教育内容，包括模具设计与制造、焊接技术与自动化、金属建材加工模块，具有一定的灵活性和针对性，可以随社会需求相应变化；“一拓展”为素质教育的拓展计划，主要由学生科技活动组成。
（1）通用性原则。材成专业的课程设置以基础型、通用型为主，同时加强了包括人文社会科学、自然科学在内的基础知识、基本理论、基本技能等，体现基本知识结构的内容，也就是“两平台”：通识课程平台与学科基础课程平台。在整个教学计划中，这类课程占了总学时的56.86%，改变了过去专业口径偏窄和过专现象，做到既夯实基础、又拓宽口径。
（2）精简性原则。材成专业学生毕业要求的学分控制在205学分，从学时上计算比过去培养方案的总学时少了64学时。同时将根据“去重消肿，去旧增新”的原则，精简理论教学内容和学时，让学生有更多的时间走出课堂、走进实验室、向生产现场，去思考、动手、创新。
（3）特色性原则。人才知识结构不仅要体现国家对人才质量的基本要求，更需立足地方学校和本专业的优势和特色。在材成专业的课程设置上，设置了模具制造学、塑性成型工艺及模具设计、模具计算机辅助设计、焊接结构、焊接自动化技术、焊接质量检验与评价、金属建材电磁连铸技术、金属建材成型工艺、金属建材成型装备等课程体现本专业特色，同时也设置了兼顾学生的个性发展的任选课程。
（4）实践性原则。应用型人才的能力培养主要通过实践教学来实现。通过精简理论教学，加强实践教学，突出理论联系实践，确保实践教学效果达到培养应用型人才的目标。有组织有计划地引导学生参加科研、技术开发和创新活动，认定学分，同时要求学生取得相关职业（技能）资格证书，把学生创新能力的培养落到实处。
人才培养目标的确定和人才知识结构的优化是一项庞大、复杂、长期的系统工作，同时人才培养目标和知识结构要求既相对稳定又动态发展，在今后的实践中，积极探索，及时总结，不断改进和完善，努力为国家现代化建设输送合格人才。
【参考文献】
［1］中华人民共和国教育部高等教育司. 普通高等学校本科专业目录和专业介绍［M］.北京：高等教育出版社，1998.
关键词：钢铁行业；故障诊断；解决方案
中图分类号：F416.31 文献标识码：A
1 钢铁行业的简介
钢铁行业是以从事黑色金属矿物采选和黑色金属冶炼加工等工业生产活动为主的工业行业，它包括金属铁、铬、锰等其它矿物采选业、炼铁业、炼钢业刚加工业、铁合金冶炼业、钢丝及其制品业等行业，是国家重要的原材料工业之一。原材料的分类：钢铁生产的原材料主要包括铁矿石、锰矿石、铬矿石、石灰石、耐火粘土、白云石、菱铁矿等矿物质的原矿机器成品矿、人造块矿、铁合金等化工产品，耐火材料制品，碳素制品等。铁是钢铁产品的初级产品，经过进一步冶炼就可以得到钢，铁经过直接冶炼得到的产品是粗钢，粗钢经过铸、锻等方法处理加工就可以成为日常使用的钢材。
2 异常振动带来的影响
假如在冶炼工业生产中，机械设备出现异常振动，那么可能是设备内部出现了潜在的故障，这是大的严重的故障发生的前兆。专业人员要对这种现象给予高度的重视，一旦发生异常振动，就要对机械设备进行仔细检查，将隐患提前消除。假如对这种异常振动不予理睬，那么一旦故障真正发生时，后悔给企业的生产造成极大的影响，进而影响工艺质量，甚至会威胁人身安全。所以，一定要对机械设备出现的振动给予高度关注，根据振动出现的不同位置，对原因进行判断，找到故障发生点，消除隐患，保证工业生产的安全性。另外，转子不平衡在机械设备的工作中也会造成一定的影响，由于转子的转动带动真个系统的运行，那么在整个过程中会产生离心力的作用，它有转子旋转的速度决定。所以，一旦出现频率幅度的巨大变化，可以判断是由振动产生的不平衡引起的。
3 焊接带来的弊端焊接的弊端
我们已经知道，激光焊接技术是一种新兴的高科技焊接技术，激光焊接是利用高能量的激光脉冲对微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向溶化后形成特定熔池来达到焊接目的。它主要是针对薄壁材料、精密零件等进行焊接叠焊。可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，焊缝宽度小，热影响区小，变型小。可控制，易实现自动化。但是它也同传统的焊接技术一样，有它自身的局限性。钢铁行业中，焊接主要研究对象是熔化焊，而其中明弧焊问题最大。第一，电弧焊的主要有害因素是焊接过程中产生的烟尘一电焊烟尘。特别是焊条手弧焊。如果长期在作业空间狭小的环境里来焊接钢铁，而且在卫生防护不好的情况下，会对呼吸系统等造成危害，严重时易患电焊尘肺。第二，有毒气体在浓度比较高时会引起中毒症状。其别是臭氧和氮氧化物，它们是电弧高温辐射作用于空气中的氧和氮而产生的。第三，弧光辐射是所有明弧焊共同的有害因素，由此引起的电光性眼病是明弧焊的一种特殊职业病。弧光辐射还会伤害皮肤，而且会损坏棉织纤维。最后，有色金属气焊时的主要有害因素，是熔融金属蒸发于空气中形成的氧化物尘烟，和来自焊剂的毒性气体。
4 故障诊断的主要理论和方法
1971年Beard发表的博士论文以及Mehra和Peschon发表的论文标志着故障诊断这门交叉学科的诞生。发展至今已有30多年的发展历史，但作为一门综合性新学科――故障诊断学――还是近些年发展起来的。从不同的角度出发有多种故障诊断分类方法，这些方法各有特点，但从学科整体可归纳以下几类方法。
4.1 基于系统数学模型的诊断方法：该方法以系统的数学模型为基础，以现代控制理论和现代优化方法为指导，利用Luenberger观测器、等价空间方程、Kalman滤波器、参数模型估计与辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阀值对残差进行分析与评价，实现故障诊断。该方法要求与控制系统紧急结合，是实现监控、容错控制、系统修复与重构等的前提、得到了高度重视，但是这种方法过于依赖系统数学模型的精确性，对于非线性高耦合等难以建立数学模型的系统，实现起来较困难。如状态估计诊断法、参数估计诊断法、一致性检查诊断法等。
4.2 基于系统输入输出信号处理的诊断方法：通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断，应用较多的有各种谱分析方法、时间序列特征提取方法、自适应信号处理方法等。这种方法不需要对象的准备模型，因此适应性强。这类诊断方法有基于小波变换的诊断方法、基于输出信号处理的诊断方法、基于时间序列特征提取的诊断方法。基于信息融合的诊断方法等。
2 钢铁行业中故障诊断技术的应用
钢铁行业中的主要机械设备是各种传动设备和液压设备，如轧机、传送带、各种风机等。它们的工作状况决定了生产效率和钢铁冶炼的质量，对这些设备状态的在线检测，能够及时、准确的检测出生产设备的运行状况，并给出相应的操作和建议。因此建立相应的故障诊断系统对整个系统的正常运行特别重要。主要原理是以运动机械的振动参量检测为中心，辅助以温度、压力、位移、转速和电流等各种参数的采集，从而对这些大型传动设备的状态进行分析和判断，再进行相应的处理。整套故障诊断系统由计算机系统、数据采集单元、检测元件、数据通讯单元以及专业开发软件组成。机械振动是普遍存在工程实际中，这种振动往往会影响其工作精度，加剧及其的磨损，加速疲劳损坏；同时由于磨损的增加和疲劳损坏的产生又会加剧机械设备的振动，形成一个恶性循环，直至设备发生故障，导致系统瘫痪、损坏。同时机械设备的工作环境也是造成机械设备发生故障主要原因之一，因此，根据对机械振动信号和工作环境温度、湿度的测量和分析，不用停机和解体方式，就可以对机械的恶劣程度和故障性质有所了解。同时根据以往经验建立相应的处理机制库，从而针对不同的故障做出相应的诊断和处理。
结语
建立在现代故障诊断技术上的钢铁冶炼设备故障诊断系统，可对设备的运行状态进行实时在线检测、通过对其监测信号的处理与分析，可真实地反映出设备的运行状态和松动磨损等情况的发展程度及趋势，为预防事故、科学合理安排检修提供依据，可以提高设备的利用效率，产生了很大的经济价值，对此类故障诊断系统的研究有很深远的意义。
参考文献
[1]李菲.焊接方法与设备[M].北京：化学工业出版社，2008.
论文关键词：焊接生产检验，一体化教学，改革，实践
《焊接生产检验》是陕西国防工业职业技术学院焊接技术及自动化专业的一门专业技能课程，也是主干课程，主要内容包括：焊接结构生产所涉及到的常规检验的内容、焊接试验和检验的方法与步骤、焊接工艺评定和焊接质量管理方面的内容，目的是使学生掌握焊接检验与焊接质量管理的理论知识、操作水平和综合运用能力等方面达到焊工技师国家职业标准的相应要求。在以往的教学中，由于教学模式和场地的限制，学校一直采用分段教学法，即上一个阶段的理论课后，再上一个阶段的实习课。这种传统教学方法在实际教学中暴露了许多弊端，由于理论课和实习课相隔一段时间，学生实习时，前面所讲的理论知识已经忘记，需要教师重新讲解，这样累时费力，效果还不好。
针对这一情况，笔者尝试对《焊接生产检验》实施一体化教学，按照教学大纲要求，将理论和实操教学结合起来，重点培养学生的动手能力。这样学生既可以用理论知识指导实训，同时又可以通过实训来验证理论，既激发了学生的学习兴趣，又提高了教学效率和教学质量。
1一体化教学的可行性
在“一体化”教学过程中实践，学习目标是围绕技能训练的需求，它打破了原有学科的界限，理论教学的摘要求。因此，该课程完全具备一体化教学的条件。
2教学内容的一体化
以往的教材往往偏重于焊接质量管理，这些纯理论性的知识内容比较陈旧，繁琐，学生往往缺乏兴趣，课堂互动性很小，经过我们的努力，终于找到了中国机械工业教育协会编写的一本教材，该教材突出理论与实践相结合，理论与操作技能一体化，非常便于我们进行一体化教学的改革。因此，我们首先以该教材为蓝本，对课程内容进行了项目化改革，完成了课程一体化教学的第一步。
3教学过程的一体化
编制授课计划是实施一体化教学的第一步，开展一体化教学必须对原教学授课计划、原课程大纲、原教材、原教学模式和习惯进行改革，以教会学生实际操作技能为宗旨，提倡创新务实的教风、勤学苦练的学风。大纲编写力求合理安排理论和实习课时的比例，突出技能训练。最后授课计划中确定的总课时为160，理论和实习课时基本按照1：2进行论文开题报告范文。教学过程中根据“理论教学时间化，实习教学课堂化”的原则，以实践为主，理论与实践相结合；以练为主，讲练结合。让学生先观察后听课、先动手再分析、先了解操作的方法步骤再讲基本理论和原理，教学过程由浅入深、由表及里、循序渐进。一般将学生学习状态较好的一、二节课作为理论教学时间，三、四、五、六节课进行实操训练。教学过程一体化课型的交叉、学习场所的变换，能够激发学生的学习兴趣，使学生保持一种积极的状态。这样，既调动了学生学习的积极性，提高了学习效率，又使理论和实习紧密结合，循序渐进，学生能够真正做到学以致用。
《焊接生产检验》一体化教学具体的授课计划安排如下：
项目一焊接缺欠识别―――――理论教学4课时，实习教学6课时；
项目二外观检验―――――理论教学6课时（包括焊接检验概述），实习教学14课时；
项目三无损检测―――――理论教学20课时，实习教学36课时；
项目四破环检验―――――理论教学8课时，实习教学20课时；
项目五焊接工艺评定―――――理论教学4课时，实习教学8课时；
项目六焊接性试验―――――理论教学4课时，实习教学8课时；
项目七焊接质量管理―――――理论教学4课时，实习教学2课时；
考试―――――8课时；
机动―――――8课时；
4一体化教学考核
本课程的任务、特点决定了评价的主体、方法的多元化，要注重过程评价。所谓评价方法的多元化，是指通过上课表现、练习过程、实验报告完成情况、检测等多个方面进行评价。考核方法上采用理论和实训教学相结合的方法实践，同时还要参考学生的学习态度。理论教学考核采用课堂提问、平时作业、阶段性笔试等方式，考核学生掌握基本理论知识以及应用所学知识，分析问题和解决问题的能力。实践性教学环节考核，通过实验、实训报告、现场操作，考核学生实际动手能力和解决生产中常规检验的能力，最后再根据学习态度综合评定出总成绩。通过多样化及过程化的评价方法，是学生在学习过程中的每一阶段都能有明确的学习目标与学习成果，即在“学中做”又在“做中学”。
5一体化教学改革结果分析
教学改革是否成功，只有通过具体实施，并进行比较研究总结，才能真正得出结论，一体化教学改革后，我们和学生一起进行了教学改革座谈，座谈会结果显示，一体化教学激发了学生学习的积极性，以学生为主体的教学思路得到了进一步的体现，很受学生欢迎；一体化教学具有教学效果好、教学质量高、特别适合像《焊接生产检验》这种以实践性为主的学科，本次教学改革取得了较为满意的结果，我们将继续努力，把改革进行下去，教育工作者所要做的就是在教学实践中开拓创新，为学生营造一个良好的教学环境，激发他们提高自己的综合能力，使我们的职业教学在社会中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]徐卫东焊接检验与质量管理[N].机械工业出版社，2008年版.
[2]高海云车工工艺与生产实习的一体化教学[J].科学之友，2009（29）：101～102.
[3]肖锡海汽车电气设备[J].职业教育研究，2009（9）：148～149.
[4]陈秀丽计算机基础课程的“一体化教学”模式应用探究[J].安徽电气工程职业技术学报，2009（3）：112～114.
[5]庞勇数控加工工艺及编程一体化教学改革探索[J].科技教育创新，2009（16）：240～241.
[6]孙玉明机械制造基础理实一体化教学[J].机械职业教育，2009（8）：50～56.
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。
从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）
[4]左铁钏、施定源、陈铠.激光加工技术的优势及在工业生产中的应用.激光杂志，1999（4）
[5]王家淳.激光焊接技术的发展与展望.激光技术，2001（2）
【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
[1]刘志，朱文坚.光机电一体化技术，现代制造工程，2001（12）
[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）
