机械检测课程设计

关键词： 故障 机械设备 检测 设备

机械检测课程设计（共6篇）

篇1：机械检测课程设计

论文类型：课程论文

论文题目：检测仪器的灵敏度的调节

姓名：张卫东

学号：201003620123 专业：机械制造与自动化

目录

1、摘要和关键字

2、前言

3、各常用检测仪器的检测范围和检测方法

4、检测仪器原理分析

5、如何调节检测仪器的灵敏度

6、总结与结论

7、参考文献

1、摘要和关键词

【摘要】根据检测原理对其检测的主要元件进行微调从而调节去检测仪器的灵敏度，达到调节灵敏度的目的，用于一些特殊工程的检测和控制。

【关键词】检测原理 检测仪器的主要元器件

2、前言

随着生产科学技术的发展，检测技术技术在国民经济各个部门和科学研究各个领域的应用日益广泛。已成为促进生产和科学技术现代化必不可少的条件。检测技术是实现自动化、智能化设备或工厂的前提条件之一。现代科学技术的进步和发展，对测试技术要求也越来越高。除不断提高测试设备的性能、可靠性之外还要向着小型化、轻型化、测量放大一体化、非接触化、智能化发展，并不断研究新型的检测仪器应用于更广的领域。

3、各常用检测仪器的检测范围和检测方法

1）在力和压力方面的测量

测量方法：力传感器测量和压力传感器测量

1力的传感器中包含有：柱式及筒式测力传感器剪切梁式测力传感○器

2压力传感器中包含有：U形管压力计测量技术和压电式压力传感○器及其测量技术 2）在温度方面的测量

测量方法：液体膨胀、金属膨胀、电阻、热电性、热辐射等形式测量

1液体膨胀中包含有：玻璃水银温度计和金属液体温度计 ○2金属膨胀中包含有：双金属片自动调温器和双金属片温度计 ○3电阻中包含有：电阻温度计和热敏电阻 ○4热电测量中包含有：热电偶 ○5热辐射中包含有：隐丝式光学高温计和红外高温计 ○3）转速和功率方面的测量

1转速测速通过：磁电式传感器、光电式传感器、霍尔式转速传感○器测量。

2功率测量通过：应变式扭矩传感器和相位差式扭矩仪测量 ○4）流体流动方面的测量

测量方法：体积流量测量、质量流量测量、速度测量等

1体积测量中包含有：螺旋流量计、旋转腰轮测量计涡轮流量计、浆○轮流量计

2速度流量计中包含有：毕托-静压管、热线风速仪、变截面测量仪。○

各种测量仪器在在各个方面的应用，其原理都是全部一样。都是通主要元器件的物理特性，来制作测量仪器。

4、检测仪器的原理分析

以下将列举电阻式传感器进行分析探讨 电阻式传感器

概念：电阻式传感器将被测量（如温度、力、应变、位移、加速度等）变换成电阻的变化。电阻变化量通过中间量变换器（如电桥）转换成电流或者电压，便可进行测量记录。工作原理

若导体的长度为L、截面积为A、电阻率为P、则到导体的电阻R为：

R=

PL A

式中L,A,P三个参数的变化都会引起电阻的变化，其变化值dr为：

LpLdp2dA AAL方程式两边除以R，由于R=Ρ则可得：

AdRdLLdA dL

RLAA

DrdrpA若导体截面为圆形，则A=π道：

r2，dA=2πdr。由材料的力学理论课知dLdrdLdp με，λδ。δ=Eε,上式可变成： rLLp dR=(1+Λe+2μ)ε R 式中，μ是泊松比；λ是压阻系数；δ是导体轴向正压力；Ε是导体弹性模量；ε是导体的应变。令S=1+λΕ+2μ，则：

dR=Sε(式中S为电阻应变片的灵敏系数)R半导体在压力温度及光辐射作用下，电阻率发生很大的变化。半导体应变片的灵敏度为：S=Dr/rε=λΕ（λ压阻系数；Ε导体弹性模数。

5、如何调节检测仪器的灵敏度

由以上分析可知，其灵敏度与压阻系数和导体的弹性模数有关。由此只要用不同弹性模量的材料或者不同系数的压阻系数就可以调节其灵敏度，其他的传感器亦如此。在刚刚科学领域中，对于检测仪器的要求各有所不同，有些要求其灵敏度非常高，有一些可以不需要那么高要求。为了满足刚刚领域对去要求的不同，调节其灵敏度是一个不错的选择。

6、总结与结论

所从事的社会生产和科学研究活动，几乎都与测试技术息息相关。

首先，测试测试是人类认识客观世界的手段之一，是科学研究的基本方法。科学探索离不开测试技术，用定量关系和数学语言来表达科学规律和理论也需要测试技术，验证科学理论和规律的正确性同样还是需要测试技术。实验研究历来是科学研究的重要手段之一，也是一种最基本的研究手段，而实验研究必然离不开对被研究对象特性参数的测量。科学研究离不开实验研究，即使是在计算机仿真技术盛行的今天仍不失其重要性。事实上，在科学技术领域内，许多新的发现与发明往往是以测试技术的发展为基础的。因而可以认为，精确的测试是科学研究的根基。

同时，测试也是工程技术领域中的一项重要技术。工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能试验等，都离不开测试技术。在生产活动中，新的工艺与设备的产生也依赖于测试技术的发展水平，而且可靠的测试技术对于生产过程自动化、设备的安全与经济运行都是不可或缺的先决条件。在广泛应用的自动控制技术装置已成为控制系统的重要组成部分，因而有人认为测试技术是信息技术的三大支柱（测试控制技术、计算机技术和通信技术）之一。此外，日常生活用具，如汽车、常用电器等也离不开测试技术。在各种现代装备系统的制造与实际运行工作中，测试工作内容已占首位，测试系统的成本已达到装备系统总成本的50%-70%，它是保证现代工程装备系统实际性能指标和正常工作的重要手段，是其先进性能及实用水平的重要标志。以电厂为例，为了实现安全高效的供电，电厂除了实时监测电网电压、电流、功率因数进而检测频率、谐率分量等电气量外，还要实时监测发电机组务部位的振动（幅值、速度、加速度）、压力、温度流量及液位等多种非电量，并实时分析处理、判断决策、调节测量值有+1%的偏差，则电站燃烧成本要增加到1%。又如，为了对工件进行精密机械加工，需要在加工过程中对各种参数，如位移量，如位量、角度、圆量、孔径等直接相关量以及振动、温度、刀具磨损等间接相关量进行实时监测，并由计算机进行实时分析处理，然后由计算机对执行机构实时地给出进刀量、进品。据有关资料统计：大型发电机组需要3000只传感器及其配套监测仪表；大型石油化工设备需要600只传感器及其配套监测仪表；一个钢铁厂需要20000只传感器及其配套监测仪器；一只电站需要5000感器及其配套监测仪表；一架飞机需要3600只传感谢器及其配套监测仪表；一辆汽车需要300-100只传感器及其配套监测仪器等。由此可见，测试技术在工程技术领域中占有非常重要的地位。随着机械设备日益向大容量、高参数方向发展，其自动化水平日益提高，机械工程中各重要参量的测点数量会越来越多，且测量准确性、可靠性的要求也越来越高。

总之，测试技术已广泛地应用于农业生产、科学研究、国内外贸易、国防建设、交通运输、医疗卫生、环境保护和人民生活得到各个方面，并在其中发挥着越来越重要的作用，成为国民经济发展和社会进步的一项比不缺少的重要基础技术，使用先进的测试技术和测试参数的不同，测试的种类很多。因此，各行各业都有自己的测试任务与测试技术问题。

机械工业担负这着装备国民经济各个部门的任务。在改革开放的过程中，机械工业面临着更新产品、革新生产技术、改善经营管理、提高产品质量、提高经济效益和参与国际市场竞争的挑战。机械工程测试技术将是机械工业对付上述挑战的基础技术之一。

7、参考文献

1张优云等编著.现代机械测试技术.科学出版社

○2严学华 司乃潮 编.检测技术与自动控制工程基础

○

篇2：机械检测课程设计

顾苏怡 陶亦亦 陆春元

笔者所在学校机电系与澳大利亚启思蒙学院建立了合作关系，成立了机电一体化中外合作班，学生毕业后获得本校毕业证书以及澳大利亚政府承认的资格证书。而资格认可标准――培训包，由澳大利亚政府颁布，是一整套国家认可的能力标准、评估指导方针，是为特定的工业、工业部门或企事业单位制定的一系列资格证书。每一个培训包都为培训、认证和评估学生的技巧提供一系列内容，使得学生通过直接的评估或者工作场所表现出的能力获得国家承认的资格。培训包是由工业技能委员会或者企业根据特定工业和工业分支部门确认的培训需要制定的，为了使培训包得到全国的认可，制定者必须提供在工业领域及企业进行广泛研究、专家咨询及获得支持的证据。

按照培训包的要求，为获得澳大利亚政府承认的资格证书，该中外合作班在专业设置、培养目标、课程结构、能力标准、教学模式等方面，都有新的要求和内容。笔者承担了该班的机械精度设计与检测课程，开展了初步探索。

一、教学大纲

1.定位与课程目标

按照培训包要求，机械产品精度设计课程的定位是：培养具有扎实的互换性理论基础知识，理解常用零部件的几何精度设计原则与方法，在机电产品精度设计中能够灵活运用所学知识，具备精度测量基本技能，具有一定的开拓创新精神、良好的社会适应能力和团结协作精神的应用型机械工程人才。

本课程具有学科交叉性强、实践性强、综合应用性强的特点。课程旨在使学生掌握互换性生产原则、公差的规律及标准选用、圆柱结合的精度设计原则及检测技术、零件的形位公差标准及其选用原则、检测技术等相关知识和技能，理解常用零部件的几何精度设计原则与方法，并灵活运用于机电产品设计中。

由于培训包是在工业领域及企业进行广泛研究、咨询行业专家并获得支持后得到的，所以该课程目标必须反映行业需求。课程教学应注重培养学生理论联系实际、关联相关课程知识的能力，让学生熟悉相关学科最新研究成果，具有一定的科技创新意识和能力，为今后解决实际工程问题、开展科学研究及应用奠定坚实的基础。

2.先修与后续课程

本课程是机电一体化专业中必修的主干技术基础课程，在机械工程专业课程体系中起着承上启下的作用。该课程是联系基础课及其他技术基础课与专业课的桥梁，是联系机械设计类课程与制造工艺类课程的纽带，与许多课程诸如机械制图、机械工程材料、机械设计、机械制造基础等有着密切关系。学生在学习本课程之前，应具有识图和制图能力，懂得机械的一般机构原理，掌握机械制造的初步知识。因此，必须将本课程安排在机械制图、机械制造基础、机械设计等课程和教学环节之后。课程的测量技术基础部分涉及到概率的有关知识，因此工程数学也是本课程的先修课。

通过本课程的学习，可以提升学生对理论知识的综合运用能力，使学生掌握公差标准、表面粗糙度的选用原则，并能进行精度设计。将该门课程的内容融入到机械设计课程中，可让学生在设计机器零件的过程中，理论联系实际，真正理解课程的基本概念、理论、原理和方法;能够根据需要，合理地提出零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，为后续的机械制造工艺学等制造课程的学习，以及课程设计、综合实训、毕业设计打下基础。

3.课程的重点(即能力单元)以及解决方法

根据培训包要求，每个能力单元确认了一个分离的工作场合要求，包括了除语言、文字、计算能力之外的作为能力基础的知识和技能，以及职业健康和安全要求。能力单元必须和教学以及评估一致，以保证结果的一致性。本课程的能力单元包含以下部分：

(1)孔、轴尺寸精度标准及配合的选用，孔、轴公差与配合的正确标注;

(2)形位公差标准、公差带的特点以及公差原则，零件形位公差的选择、正确标注;

(3)表面粗糙度的标准、选用及标注;

(4)精度设计原则与方法在光滑极限量规、滚动轴承、键和花键、螺纹、圆柱齿轮中的具体应用;

(5)常用精密测量仪器的应用。

根据培训包要求，以上内容需在教学中利用各种教学途径加以解决，具体方法如下：

一是通过来源于工程的实例，讲清精度设计的原则;

二是多种教学手段并用，利用多媒体教学真实感强的特点，进行多彩多维的形象描述与展示，讲清形状公差带和位置公差带的形状、尺寸公差与位置公差间的关系，使学生能够正确理解形位公差与公差原则;

三是通过课内实验、开放性实验，充分激发学生的自主性、积极性，使某些重点难点问题在实际操作、科技创新的过程中得到有效解决。

4.教学内容

本课程包括理论教学、实验教学两部分，其中理论教学32学时，实验教学(包括课内基础及综合实验)16学时。另外，作为本课程的重要补充，增加一周三坐标测量仪的实训，作为开放性实验环节。

(1)基本理论及基础国标，23学时。内容包括极限与配合、形位公差、微观表面质量基本理论、相关国家标准及标准选择原则和方法，测量器具的原理与测量方法。

(2)精度设计原则与方法应用，9学时。内容包括精度设计原则与方法在光滑极限量规中的具体应用。

(3)实践部分，包含随课实验16学时、一周三坐标测量实训24课时以及毕业实训和毕业设计。

以上内容课时的分配，均与培训包的能力单元一一对应。

二、教材和教学参考资料

1.选用教材

教材是教学目标实现的主要载体， 选择优秀教材是课程教学质量的基本保证。为适应中外合作班的人才培养要求，本着“强调基础、注重能力、突出应用”的原则，根据培训包能力单元要求自编教材。在自编教材的过程中，注重理论与实践的结合，反映学科最新发展水平，采用国家最新标准，语言深入浅出、简明扼要，内容少而精，重点突出，又具有良好的系统性、完整性，而且注意了与先修课程、后续课程相关内容的.衔接。

另外，为配合教学、扩大学生的知识面，教师向学生及学校图书馆推荐了多种教学参考书籍。为了促进学生的研究性学习和自主学习，了解学科最新发展状况，教师注重在教学过程中向学生介绍与教学内容密切相关的最新国家标准。

2.配套的实验教材

培训包的教学，尤其注重实践环节，强调在工作现场解决实际问题，完成某个具体的工作任务。完备的实验教材为此提供了有力的支撑。笔者学校选择了一些综合性强、设计性强、工程背景较强的实验进行重新设计，自编《机械产品精度设计测量实训指导讲义》，由学校教材科负责印制。自编讲义将课程实验内容分为基础实验和开放式综合实验两部分，基础实验包含传统的实验教学内容，意在强化学生对基础知识的掌握;在综合实验模块中，将机械产品精度设计与技术测量的相关教学内容以及关联课程的内容结合起来，建立综合实验平台，意在培养学生综合应用知识的能力。自编讲义将理论教学与实验室装备紧密结合起来，具有很强的针对性和实用性。

三、教学方法

教学方法的多样性，是澳大利亚职业教育的一大特点，中外合作班的教学也秉承了这一特点，具体表现为以下三个方面。

1.注重职业能力培养，改革实验教学

突出能力本位，以培养学生实际测量操作能力、实验数据处理能力和对国家公差标准的实际应用能力为目标，打造实验室实习、企业岗位实习相互衔接的特色实践教学体系。通过安排学生去专业设计制造检具的企业实训、在毕业设计中进行精度设计等环节，达到学习与实际应用及开发环境的完全接轨。

2.应用现代化教学技术手段

在教学过程中，笔者对单一的讲授式教学法进行了改革和创新。在课堂教学中，较多地利用了多媒体教学设备和课件，加大了授课信息量，精简了课时，提高了教学的直观性、趣味性。这样，知识更为直观地展现在学生面前，学生更易接受。沿袭澳大利亚相对宽松的课堂环境，采用启发式、小组讨论式、演讲式、3～5分钟小测试等多种教学方式，实现教师与学生的双向互动，引导学生主动思考，培养学生的质疑精神。

3.遵循多科目融合的教学规律

本课程涉及产品的设计、制造、检测、质量控制等诸多方面。在生产实际中，机电产品能否满足功能要求，能否在保证产品质量的前提下实现低成本生产制造，这对产品零部件的精度制造起着举足轻重的作用。正确合理的精度应用是企业获得最佳技术经济效益、增强市场竞争能力的关键所在。因此，在教学内容的安排上，应注重机械类各门课程知识的融入，培养学生的实际动手能力。笔者讲授的课程还有机械制造基础和三坐标测量仪实训，因此笔者经常将这些课程相互联系起来，使学生对整个零件的设计、制造、检测过程有明确的认识和总体的把握。

四、考核评估方法

培训包对每个能力单元所需要达到的知识和技能标准都有详细的说明，对于要求提供的证据材料也逐一进行了描述。评估可以在课堂上、实验中进行，或者在实训、工作模拟等场合进行。比如教师在学生课堂讨论时进行直接观察或者借助于摄像机、照相机进行间接观察，观察学生在参与讨论、团队合作中的表现。也可将学生分组，对每组中个别学生进行面对面的交流评估，以检验其知识掌握的程度。实训中可借助具体的任务进行评估，比如让学生测量指定零件的某个几何量，并对测量结果进行表达，或者已知某个零件的具体要求，请学生提出其尺寸精度、形位精度和表面质量要求，这就是通过设置任务来检验学生的设计能力和解决实际问题的能力。还可开展学生的自我评估，采用问卷调查等方式进行评估等。总的来说，应灵活运用各种评估方法，对学生的技能、知识、解决问题的能力、价值观和态度等各个方面进行综合评估，以保证考核评估结果公正、真实、有效。

如何将中国已有的职业教育经验与澳大利亚多年来以行业为主导的职业教育特点相结合，将我国的职业教育办得更有特色，使学生更能适应职业发展需要，是一个长期而艰巨的任务，必须在不断的实践探索中积累经验，反思创新，才能实现职业教育新的突破。

篇3：按压检测机械手的设计及研究

关键词：检测装置,机械手,自动化,智能坐便器

0 引言

随着人们对生活品质的追求,许多家庭都开始青睐于使用智能坐便器。为了解智能坐便器的质量状况,向消费者提供客观、公正、可比较的信息,坐便器的质量检验成为重要环节[1,2]。传统的坐便器质量检验采用固定夹具,夹具上连接气缸来检测按键的按压寿命。但是夹具的灵活性不够,因此一台设备或者(一套夹具)只能检测一种型号的智能坐便器。且检验过程需要人员全程参与,劳动强度大,效率低。

本文是一种在老式按压检测设备上做出的改进,用机械手替代了原先的固定夹具带动气缸的按压方式,机械手是将一些通用部件(如手臂伸缩部件,升降部件、回转部件和腕部回转、俯仰部份等)根据作业的要求选择必要的能完成预定机能的单元部件,以机座为基础进行组合,配上与其相适应的控制部分, 即成为能完成特殊要求的机械手。机械手检测装置做到了所检测位置的覆盖面积增大,检测点位精度提高,且更灵活、更方便,可用于各种不同型号的智能坐便器的检测。

1 机械手国内外研究综述

机器手是当今社会一门迅速发展起来的工业控制设备,具有效率高,可靠性强,劳动强度低等特点,随着社会的发展和人们生活水平的提高,各种各样的机器手也被开发出来去适应制造领域以外的各个行业[3,4],国内外许多学者做了卓有成效的研究。

国外在这方面研究开展较早, 成果很多。Yamamoto Y[5]、Salehi[6]、Tahboub[7]、Tchon[8]等人研究了机械手控制器的设计;Seraji H[9]和Carriker W F[10研究了机械手的路径规划问题;Farkhatdinov[11]和Bai,Xiaobo[12]研究了机械手的远程控制问题;

国内的机械手研究起步较晚,但也取得了一定的成果。清华大学的徐文立教授设计了鲁棒控制器[13]。北京科技大学的余达太教授提出了机械手优化准则,并利用遗传算法进行了求解[14]。上述研究工作对我国开展移动机械手的研究及应用起到了积极的推动作用。

2 原有检测系统分析

本检测设备依据GB/T 23131–2008标准,按照其中第6.1.4,6.1.5,6.7条,及附录A,3条等相关内容,对智能坐便器冲洗装置,整机寿命,等性能进行检测。 其由试验柜与控制柜两部分组成。试验柜分为三部分,一部分为坐便器安装固定小车及集水槽,二部分为模拟900牛重量运动部件,三部分为智能座便器控制按钮按压装置,如图1所示,整个实验机由透明有机玻璃和不锈钢钢板组合密封,方便实验功能可视化。

控制柜为触摸屏与紧急按钮控制方式。

1.运动气缸;2.控制柜;3.冷水箱;4.配重块;5.按压试验装置;6.定位小车

设备主要参数:外观尺寸:

1800mm(长)×1400mm(宽)×1900mm(高);

试验柜尺寸:

1260mm(长)×1400mm(宽)×1900mm(高);

控制柜:

540mm(长)×830mm(宽)×1900mm(高);

气源压力:≥0.55MPa;

水源温度:(15±2)℃;

水源压力:(0.18±0.02)MPa;

总用气量:≤42L/Min;

进气接口:Φ10气管快插连接方式。

原有智能坐便器一个完整的检测工作流程为按压停止按钮→臀部洗净按钮→间隔30秒→停止按钮→轻柔洗净按钮→间隔30秒→停止按钮→干燥按钮→间隔35秒,此为一个完整的流程。由于智能坐便器的工作全部由按钮控制,因此按钮的工作寿命是马桶寿命的主要指标之一,并且在按钮按下的同时,智能坐便器同时启动并工作。一般规定,马桶按钮应该保证连续按压5000次不损坏,与此同时,智能坐便器也同时运行5000个工作流程,保证运行过程稳定,无异常。坐便器的整体检测系统就是通过气泵驱动气缸,使气缸上的测试装置连续撞击马桶上的控制按钮,每次撞击代表按钮的一次按压过程,经过5000个整体工作流程的撞击,验证按钮是否达到要求的使用寿命,同时检测智能坐便器是否出现异常。旧式的检测装置主要分为两个部分——支架和夹具:

1)支架:首先安装底座是通过L型安装板固定到设备的机架上的,然后通过40×40的铝型材引出到需要按压试验的按键上方,如图2所示。

2)夹具:是通过气缸安装板,上安装5个SMC的缸径为Φ6的微型气缸,来对控制器上的停止,臀部洗净,轻柔洗净,干燥,强力冲洗共5个按键进行按压试验,如图2所示。

纵观此按压检测方案,虽然可实现对固定型号的智能坐便器做稳定的检测与试验,但其实存在较多不足:

1)所用SMC微型气缸过多,在实际操作中,由于夹具一般安置在设备内部,故运行成本过高,故障率高,维修困难。

2)采用固定夹具装夹气缸的方式,只适合于一种或者少数几种型号的只能坐便器,对于其他型号的智能坐便器,其控制面板在不同位置时,这种检测方式则不适用。

3 新型检测机械手的设计

3.1 基本思想

针对老式检测装置的不足,本文设计一种可适用于多种型号智能坐便器的检测方案。方案采用组合式移动机械手代替原有检测装置,新型的机械臂部分是由组合式机械手组成的,一共有三个自由度,即上下,左右,前后(X轴,Y轴,Z轴)三个自由度。通过机械手的运转,实现多种坐便器的检测。新型的机械手工作时,首先通过PLC将气缸运行到所需按压的点位,对准然后通过控制系统记录下此点位的位置,一共5个检测点位,后将机械手退回到坐标原点,运行连续动作,进行反复5000次检测动作。

改造后的机械手如图3所示。

该方案简化了检测装置的结构,兼顾了使用上的专用性和设计上的通用性,便于标准化、系列化设计和组织专业化生产,有利于提高机械手的质量和降低造价,是一种有发展前途的机械手。

3.2 机械手硬件组成

实现手部按压动作的小型标准气缸采用气源控制,引出气源后先通过SMC品牌的过滤减压阀,使压力平稳的输出,保证压力稳定,过滤减压阀型号为AW30-03BDG,耐压环境为1.5MPa,最高使用压力为1.0MPa,设定压力范围为0.05MPa~0.7MPa,过滤精度为5um,并接压力表,压力表连接口径为Rc1/8。

过滤减压阀后连接一个SMC品牌的精密减压阀,型号为IR1020-01,其作用使气流的压力降低,同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度,使阀后压力保持在一定范围内,最大耗气量为4.4l/min在1.0MPa压力下,设定的压力范围为0.01MPa~0.8MPa,接管口径为Rc1/8。

然后接SMC品牌的两位五通先导式电磁阀,型号为SY3120-5DD-C4-F2,机能位数为2位单电控,使用压力范围为0.15MPa~0.7MPa,最高动作频率为10Hz,使用电压为24VDC,并装配2个消音器,可接直径为Φ4mm快换接头。

实现手部按压动作的时采用SMC品牌的CJ2系列标准型气缸,型号为CJ2B6-15,缸体直径为Φ6mm,安装形式为基本安装形式,无内置磁环,行程为15mm,气缸的活塞杆末端安装一个尼龙块,做按压动作时实现对按压物体的缓冲保护。

气缸上装配两个SMC品牌的速度控制阀,型号为AS1201F-M5-04,保证耐压力为1.5MPa,最高使用压力为1MPa,最低使用压力为0.1MPa,控制方式为进气节流。

实现左右(X轴方向)运动的采用IAI品牌的小型X轴标准滑块,型号为ISPB-SXM,采用伺服电机,导程为8mm,行程为800mm,最高运行速度达480mm/s,最大负载能力为27kg,驱动方式为滚珠丝杠,基座材质为铝制且表面经过白色耐酸处理。

实现前后伸出(Y轴方向)的运动采用IKO品牌的RCP4系列的拉杆型电缸,型号为RCP-RA6C-I-56P-24200-P3,导程为24mm,垂直最大负载为3kg,行程为200mm/s,最高运行速度可达600mm/s,驱动方式为滚珠丝杠。

机械臂部分,用于实现上下(Z轴方向)移动的是SMC品牌的LEFS系列的薄型电缸,和一个直线导轨组成,电缸型号为LEFS25AB-600B-R3AP3,缸径为25mm,行程为600mm,驱动方式为滚珠螺杆驱动并带自锁功能,最高垂直重量可达16kg,最高运行速度为250mm/s;直线导轨可采用品牌THK的LM系列标准光轴,直径为Φ30mm,长度为700mm,配合SL型滑块,型号为SL30UU。电缸和直线导轨相互平行且垂直于地面放置。

以上3个方向的电缸相互之间均采用夹具连接固定,夹具材料为304#不锈钢。

3.3 PLC硬件实现

由于机械手要实现复杂操作,因此控制器采用PLC作为自动化检测的核心装置。依据检测装置的实现思想,PLC主要的功能有:

1)以启动按钮为输入信号,机械手的各轴向电机为输出,实现机械手在X轴、Y轴与Z轴的移动,输入、输出信号采用开关型;

2)机械手的行程控制,以X轴、Y轴与Z轴安装的行程开关为输入信号,机械手的各轴向电机为输出,实现机械手在X轴、Y轴与Z轴的停止,输入、输出信号采用开关型;

3)机械手的按压启动信号,以机械手的到位检测传感器为输入信号,产生5000个脉冲信号,驱动气缸的按压动作。输入、输出信号采用开关型;

4)机械手的停止、急停控制,以停止按钮为输入信号,机械手的各轴向电机为输出,当控制器接受到停止、急停信号后,各轴向电机动作停止;

本文采用OMRON公司的CPM1A的PLC,该型号PLC属于小型PLC,采用20输入输出型,其中输入12点,输出8点。PLC地址分配如表1所示。

3.4 其他元件硬件实现

本文采用的PLC、电机等均需要电源,对各元件的电源系统进行如下设计:

PLC电源采用交流50Hz,220V电源供电,由于PLC的输出信号为直流24V,因此检测装置的驱动电机均选择24V可充电电池,三个轴向运动的驱动电机为步进式电机或伺服电机;

机械手的检测装置分别进行如下设计:到位检测传感器采用RPR220型一体化反射型光电传感器;检测装置由SMC微型直线式气缸驱动,直线活塞运动,缸体固定,缸体直径Φ6mm,行程为30mm;

此外,机械手采用直角坐标形式,实现机械的移动;机械手手部形式采用气动式,气动装置为空气压缩机。

原有的检测装置可用于检测TOTO(品牌)所生产的型号为TCF326CS/TCF306CS的智能坐便器,这种坐便器的控制面板放置在坐便器的右手边,且为水平放置。本检测机械手不仅可适用于上述型号的智能坐便器,由于其广泛的适用性,现在可适用于各种型号尺寸的智能坐便器,包括不同的高度,控制面板在坐便器的左边或者右边均可。由于本机械手本身不带旋转自由度,故仍然只适用于控制面板是水平放置的产品。如若要检测的智能坐便器的控制面板是水平放置的,后期可再对本机械手加入旋转自由度。

4 结束语

篇4：机械检测课程设计

按照培训包的要求，为获得澳大利亚政府承认的资格证书，该中外合作班在专业设置、培养目标、课程结构、能力标准、教学模式等方面，都有新的要求和内容。笔者承担了该班的机械精度设计与检测课程，开展了初步

探索。

一、教学大纲

1.定位与课程目标

按照培训包要求，机械产品精度设计课程的定位是：培养具有扎实的互换性理论基础知识，理解常用零部件的几何精度设计原则与方法，在机电产品精度设计中能够灵活运用所学知识，具备精度测量基本技能，具有一定的开拓创新精神、良好的社会适应能力和团结协作精神的应用型机械工程人才。

本课程具有学科交叉性强、实践性强、综合应用性强的特点。课程旨在使学生掌握互换性生产原则、公差的规律及标准选用、圆柱结合的精度设计原则及检测技术、零件的形位公差标准及其选用原则、检测技术等相关知识和技能，理解常用零部件的几何精度设计原则与方法，并灵活运用于机电产品设计中。

由于培训包是在工业领域及企业进行广泛研究、咨询行业专家并获得支持后得到的，所以该课程目标必须反映行业需求。课程教学应注重培养学生理论联系实际、关联相关课程知识的能力，让学生熟悉相关学科最新研究成果，具有一定的科技创新意识和能力，为今后解决实际工程问题、开展科学研究及应用奠定坚实的基础。

2.先修与后续课程

本课程是机电一体化专业中必修的主干技术基础课程，在机械工程专业课程体系中起着承上启下的作用。该课程是联系基础课及其他技术基础课与专业课的桥梁，是联系机械设计类课程与制造工艺类课程的纽带，与许多课程诸如机械制图、机械工程材料、机械设计、机械制造基础等有着密切关系。学生在学习本课程之前，应具有识图和制图能力，懂得机械的一般机构原理，掌握机械制造的初步知识。因此，必须将本课程安排在机械制图、机械制造基础、机械设计等课程和教学环节之后。课程的测量技术基础部分涉及到概率的有关知识，因此工程数学也是本课程的先修课。

通过本课程的学习，可以提升学生对理论知识的综合运用能力，使学生掌握公差标准、表面粗糙度的选用原则，并能进行精度设计。将该门课程的内容融入到机械设计课程中，可让学生在设计机器零件的过程中，理论联系实际，真正理解课程的基本概念、理论、原理和方法；能够根据需要，合理地提出零件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，为后续的机械制造工艺学等制造课程的学习，以及课程设计、综合实训、毕业设计打下基础。

3.课程的重点（即能力单元）以及解决方法

根据培训包要求，每个能力单元确认了一个分离的工作场合要求，包括了除语言、文字、计算能力之外的作为能力基础的知识和技能，以及职业健康和安全要求。能力单元必须和教学以及评估一致，以保证结果的一致性。本课程的能力单元包含以下部分：

（1）孔、轴尺寸精度标准及配合的选用，孔、轴公差与配合的正确标注；

（2）形位公差标准、公差带的特点以及公差原则，零件形位公差的选择、正确标注；

（3）表面粗糙度的标准、选用及标注；

（4）精度设计原则与方法在光滑极限量规、滚动轴承、键和花键、螺纹、圆柱齿轮中的具体应用；

（5）常用精密测量仪器的应用。

根据培训包要求，以上内容需在教学中利用各种教学途径加以解决，具体方法如下：

一是通过来源于工程的实例，讲清精度设计的原则；

二是多种教学手段并用，利用多媒体教学真实感强的特点，进行多彩多维的形象描述与展示，讲清形状公差带和位置公差带的形状、尺寸公差与位置公差间的关系，使学生能够正确理解形位公差与公差原则；

三是通过课内实验、开放性实验，充分激发学生的自主性、积极性，使某些重点难点问题在实际操作、科技创新的过程中得到有效解决。

4.教学内容

本课程包括理论教学、实验教学两部分，其中理论教学32学时，实验教学（包括课内基础及综合实验）16学时。另外，作为本课程的重要补充，增加一周三坐标测量仪的实训，作为开放性实验环节。

（1）基本理论及基础国标，23学时。内容包括极限与配合、形位公差、微观表面质量基本理论、相关国家标准及标准选择原则和方法，测量器具的原理与测量方法。

（2）精度设计原则与方法应用，9学时。内容包括精度设计原则与方法在光滑极限量规中的具体应用。

（3）实践部分，包含随课实验16学时、一周三坐标测量实训24课时以及毕业实训和毕业设计。

以上内容课时的分配，均与培训包的能力单元一一对应。

二、教材和教学参考资料

1.选用教材

教材是教学目标实现的主要载体, 选择优秀教材是课程教学质量的基本保证。为适应中外合作班的人才培养要求，本着“强调基础、注重能力、突出应用”的原则，根据培训包能力单元要求自编教材。在自编教材的过程中，注重理论与实践的结合，反映学科最新发展水平，采用国家最新标准，语言深入浅出、简明扼要，内容少而精，重点突出，又具有良好的系统性、完整性，而且注意了与先修课程、后续课程相关内容的衔接。

另外，为配合教学、扩大学生的知识面，教师向学生及学校图书馆推荐了多种教学参考书籍。为了促进学生的研究性学习和自主学习，了解学科最新发展状况，教师注重在教学过程中向学生介绍与教学内容密切相关的最新国家标准。

2.配套的实验教材

培训包的教学，尤其注重实践环节，强调在工作现场解决实际问题，完成某个具体的工作任务。完备的实验教材为此提供了有力的支撑。笔者学校选择了一些综合性强、设计性强、工程背景较强的实验进行重新设计，自编《机械产品精度设计测量实训指导讲义》，由学校教材科负责印制。自编讲义将课程实验内容分为基础实验和开放式综合实验两部分，基础实验包含传统的实验教学内容，意在强化学生对基础知识的掌握；在综合实验模块中，将机械产品精度设计与技术测量的相关教学内容以及关联课程的内容结合起来，建立综合实验平台，意在培养学生综合应用知识的能力。自编讲义将理论教学与实验室装备紧密结合起来，具有很强的针对性和实用性。

三、教学方法

教学方法的多样性，是澳大利亚职业教育的一大特点，中外合作班的教学也秉承了这一特点，具体表现为以下三个方面。

1.注重职业能力培养，改革实验教学

突出能力本位，以培养学生实际测量操作能力、实验数据处理能力和对国家公差标准的实际应用能力为目标，打造实验室实习、企业岗位实习相互衔接的特色实践教学体系。通过安排学生去专业设计制造检具的企业实训、在毕业设计中进行精度设计等环节，达到学习与实际应用及开发环境的完全接轨。

2.应用现代化教学技术手段

在教学过程中，笔者对单一的讲授式教学法进行了改革和创新。在课堂教学中，较多地利用了多媒体教学设备和课件，加大了授课信息量，精简了课时，提高了教学的直观性、趣味性。这样，知识更为直观地展现在学生面前，学生更易接受。沿袭澳大利亚相对宽松的课堂环境，采用启发式、小组讨论式、演讲式、3～5分钟小测试等多种教学方式，实现教师与学生的双向互动，引导学生主动思考，培养学生的质疑精神。

3.遵循多科目融合的教学规律

本课程涉及产品的设计、制造、检测、质量控制等诸多方面。在生产实际中，机电产品能否满足功能要求，能否在保证产品质量的前提下实现低成本生产制造，这对产品零部件的精度制造起着举足轻重的作用。正确合理的精度应用是企业获得最佳技术经济效益、增强市场竞争能力的关键所在。因此，在教学内容的安排上，应注重机械类各门课程知识的融入，培养学生的实际动手能力。笔者讲授的课程还有机械制造基础和三坐标测量仪实训，因此笔者经常将这些课程相互联系起来，使学生对整个零件的设计、制造、检测过程有明确的认识和总体的把握。

四、考核评估方法

培训包对每个能力单元所需要达到的知识和技能标准都有详细的说明，对于要求提供的证据材料也逐一进行了描述。评估可以在课堂上、实验中进行，或者在实训、工作模拟等场合进行。比如教师在学生课堂讨论时进行直接观察或者借助于摄像机、照相机进行间接观察，观察学生在参与讨论、团队合作中的表现。也可将学生分组，对每组中个别学生进行面对面的交流评估，以检验其知识掌握的程度。实训中可借助具体的任务进行评估，比如让学生测量指定零件的某个几何量，并对测量结果进行表达，或者已知某个零件的具体要求，请学生提出其尺寸精度、形位精度和表面质量要求，这就是通过设置任务来检验学生的设计能力和解决实际问题的能力。还可开展学生的自我评估，采用问卷调查等方式进行评估等。总的来说，应灵活运用各种评估方法，对学生的技能、知识、解决问题的能力、价值观和态度等各个方面进行综合评估，以保证考核评估结果公正、真实、有效。

如何将中国已有的职业教育经验与澳大利亚多年来以行业为主导的职业教育特点相结合，将我国的职业教育办得更有特色，使学生更能适应职业发展需要，是一个长期而艰巨的任务，必须在不断的实践探索中积累经验，反思创新，才能实现职业教育新的突破。

篇5：机械检测课程设计

这次实习的内容是对机械工件的测量和零件合格性的评定,实习的要求是让每个同学都对工件测量的实际操作能够达到基本掌握的程度。

此次实习培养我们理论联系实际、团队合作能力、综合分析问题和解决问题的能力、组织管理能力等方面素质。也是一次具体的、生动的、全面的技术实践活动。

在实习的第一天，由彭海燕老师给我们做了实习的指导老师。彭老师强调了本次实习的重要性，并鼓励同学们努力克服困难，努力完成本次实习。还讲解了仪器操作、搬迁中的注意事项，并要求在实习期间要保管实验仪器。本次实习中需要用到的仪器主要有水平仪、指示表、千分尺和游标卡尺，方箱，内径表，直角尺等，有些是我们闻所未闻，见所未见的测量仪器，但经过老师对仪器使用方法的讲解，我们多少对仪器有一些了解，为我们接下来的实验扫除一大障碍。当天我们就正式开始了工件的测量工作。

有点悲剧的是，这次和以往大不一样，老师不会给我们讲解实验的步骤，而是要我们分成五个组，然后通过各个小组的讨论决定各个实验的操作步骤，连实验要求，目的，实验原理都要我们自己讨论总结，而且各小组的实验项目不同，并且各小组之间，不能互相透露实验有关的步骤和原理。然而这只是第一道坎，接下来还有跟艰巨的任务呢。其中最难得就是调整基准，我们小组第一次需要调整基准的实验是八个实验中最难的，要调整底面与测量平板的平行，侧面与测量平板的垂直，此前还要我们自己思考如何调整基准面，真的挺难的，同时保证两个面都达到标准不是件容易的事啊。幸好我们小组团结一致，克服重重困难，终于调出了基准，真是有成就感！

本次实习的目的 ：

（1）巩固课堂教学知识，加深对机械精度设计和测量技术的基本理论的理解，能够用有关理论指导实践，做到理论与实践相统一，提高分析问题、解决问题的能力，从而对机械精度设计和测量技术的基本内容得到一次实际应用，使所学知识进一步巩固、深化。

（2）通过实习，熟悉并掌握各种仪器的结构，工作原理和使用方法。

（3）掌握通过评定尺寸误差值来判断产品的合格性的基本技能。

（4）通过完成工件测量实际任务的锻炼，提高思考能力、组织与管理能力，培养良好的操作习惯和团队精神。

（5）要学会根据国际手册，查表获得相关的数据，比如公差值、安全裕度、计算器具不确定允许值、量具不确定度值等。

（6）要会正确计算上下验收极限尺寸值和各种误差值。

（7）学会用仪器调整基准面，会用计量器不确定度允许值选择计量器具。

为期五天的工件测量学习现在已经结束了，通过这次实习，让我深刻明白了理论联系实际的重要性。实验地点是我们广东技术师范学院西校区的综合实验室，虽然有点小，仪器有点简陋，那个被测的箱体有点重，但是我们小组在测量的过程中也并不感到累，也没有感到辛苦，反而还能自得其乐。只是实习之余要

复习考试，感到有点压力而已，而且要不看指导书想出实验的操作步骤，实验原理有点困难，这也使得我们小组实验的进度比其他小组慢。但是我们能通过自己的思考，讨论总结实验步骤，当然，其中还有老师的指导，才能让我们顺利完成实验。

测量工件首先是一项精确的工作，通过在在课堂上对测量的基本知识的学习，使我在脑海中形成了一个基本的、理论的工件测量的轮廓，而实习的目的，就是要将这些理论与实际联系起来。

接下来是对此次实习的总结：

通过这次实习，学到了测量的实际操作能力，更有面对困难的忍耐力；也学到了小组之间的团结、默契，更锻炼了自己很多思考组织的能力。首先，是熟悉了各种仪器的用途，熟练各种仪器使用方法，掌握了仪器的检验和校正方法。

其次，在对数据的检查，矫正和计算的过程中，明白了各种测量误差的来源，其主要有三个方面：仪器误差（仪器本身所决定，属客观误差来源）、观测误差（由于人员的技术水平而造成，属于主观误差来源）、测量平板的误差。了解了如何避免测量结果错误，最大限度的减少测量误差的方法，即要做到：（1）在仪器选择上要按要求选择精度较高的仪器。（2）提高自身的测量水平，降低误差水平。（3）通过各种处理数据的数学方法如：距离测量中的多次测量取平均值等来减少误差。

篇6：《机械设计课程设计》总结

一、课程设计目的

《机械设计基础课程设计》是《机械设计基础》课程的的最后一个重要教学环节，也是学生第一次较全面的设计能力训练。其基本目的是：

1．培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识；

2．通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求，进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法；

3．进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。在本课程设计鼓励采用计算机绘图。

二、课程设计内容

为了达到上述目的，在课程设计中，针对布置题目学生要完成的设计内容有：

1.电动机的选择及运动参数的计算； 2.V带的传动设计； 3.齿轮传动的设计； 4.轴的设计（低速轴）； 5.滚动轴承的选择及验算（低速轴）； 6.键的选择计算及强度校核（低速轴）； 7.联轴器的选择（低速轴）； 8.润滑油及润滑方式的选择； 9.绘制零件的工作图和装配图（1）绘制零件的工作图轴的零件图

（2）减速器的装配图零件的工作图包括：(1)尺寸的标注；(2)公差；(3)精度；(4)技术要求。装配图包括：（1）尺寸标注（2）技术特性（3）零件编号(4)编写零件明细表、标题栏。

10.编写设计说明书

三、要求

作为指导教师，为了使学生能顺利地完成所布置的任务，在设计过程中要加以指导。首先让学生做减速器的装拆试验，形象地认识减速器。在设计过程，轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定对于学生来说是难点，针对这一难点要上一次辅导课。另外，每天来指导学生设计、计算、绘图，以便及时发现问题和解决问题。

要求每位学生在设计过程中，充分发挥自己的独立工作能力及创造能力，对每个问题都应进行分析、比较，并提出自己的见解，反对盲从，杜绝抄袭。在设计过程中必须做到：1）随时复习教科书、听课笔记及习题。2）及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性。3）认真计算和制图，保证计算正确和图纸质量。4）按预定计划循序完成任务。

四、评分原则

课程设计中，最终的图纸及说明书并不能完全反映学生的真实水平，同学的工作能力也不能在图纸及说明书中得到完全的反映，因此，对同学的评分，特别要注意抓两头：一头抓平时，一头抓答辩．课程设计成绩根据平时出勤和设计图纸、说明书、创新能力和答辩情况综合按百分制制评定。

五、存在问题

在课程设计过程中，发现学生主要存在以下问题：1）学习态度不够认真，或虽认真但因基础差等原因，不能按时完成进度计划；2）独立工作能力差，设计时不能或不进行独立思考，教师指一步才作一步，或参照其他同学的设计进行“照猫画虎”式的进行；3)设计中有错误，有知其然不知其所以然的现象；4)图纸质量较差，特别是尺寸标注，出现问题较多，表达不清楚；说明书内容不够完整、工整，有个别原则性错误和若干一般性错误；5)答辩中不能很好的回答提问，回答中有个别原则性错误和若于非原则性错误。

六、结果分析

参加本次课程设计1个班，大部分同学能按老师要求完成每一阶段的任务，设计图纸、说明书和最后的答辩中满足要求。参加本次课程设计共有50名同学，其中优2人，良26人，中20人，及格2人，不及格0人。基本反映了学生的学习情况。

七、经验及教训