序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇自動化焊接技術論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：TU81文獻標識碼： A 文章編號：

西氣東輸，一條能源“巨龍”從阿姆河右岸昂首，沿著古絲綢之路，萬里東進，翻越千山萬水，進入華夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，總里程8704公里，總投資1422億元，是中國第一條引進利用境外天然氣的陸上能源通道，也是目前世界上最長的天然氣管道工程，被喻為保障國家能源安全、提升民生質量的國之動脈。在我國具有長大的意義，包括：經濟意義、政治意義、社會意義。西氣東輸工程采用的鋼結構也是具有世界先進技術的鋼種，直徑大，直徑可達1219mm，強度高、耐壓力大，可以抵抗12MPa，距離長，堪稱世界第一長度，可以達到9000km。鋼結構的連接了少不了焊接技術。焊接技術就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料將兩塊或兩塊以上的母材連接成一個整體的操作方法。該工程如此長的距離對焊接技術有著嚴格的要求，要采用自動焊、或半自動焊技術，等世界比較先進的焊接技術。自動焊是指焊絲和接時的運條是機子自動送的，半自動焊是指焊絲是機子自動送的,但是焊接時的運條是焊工自已控制的。自動焊焊接過程的機械化和自動化，它不僅標志著更高的焊接生產效率和更好的焊接質量，而且還大大改善了生產勞動條件。采用自動焊接技術焊接大口徑的管道屬于首次進行，在我國歷史上也具有里程碑的意義。

1、自動化焊接設備

1.1剛性自動化焊接設備剛性自動化焊接設備

也稱為初級自動化焊接設備，其大多數是按照開環控制的原理設計的。雖然整個焊接過程由焊接設備自動完成，但對焊接過程中焊接參數的波動不能進行閉環的反饋系統，不能隨機糾正可能出現的偏差。

1.2自適應控制自動化焊接設備

自適應控制的焊接設備是一種自動化程度較高的焊接設備，它配用傳感器和電子檢測線路，對焊縫軌跡自動導向和跟蹤，并對主要的焊接參數進行實行閉環的反饋控制。整個焊接過程將按預先設定的程序和工藝參數自動完成

1.3智能化自動焊接設備

它利用各種高級的傳感元件，如視覺傳感器，觸覺傳感器，聽覺傳感器和激光掃描器等，并借助計算機軟件系統，數據庫和專家系統具有識別、判斷、實時檢測，運算、自動編程、焊接參數存儲和自動生成焊接記錄文件的功能。

2、根焊技術

根焊道的焊接是保證管道焊縫質量的重要工序，是保證管道的施工進步的關鍵技術，根焊道的焊接出現質量問題會涉及到整個管道施工的質量問題，會耽誤工程的進度，影響工期。

2.1設備：

ZFH直縫自動焊接機主要配置：

直線軸承導向，同步帶傳動或齒輪條傳動，直流電機驅動，電機功率65W，無級調速

焊槍調節機構：氣動下槍機構、鋁合金十字調架，焊槍三維，調節范圍X=50mm，Y=50mm。一維旋轉調節。

電器控制，PLC控制，電控箱置于機座內，操作盒置于掛鎖端。

可配電源：TIG/MIG

2.2內焊機使用的焊前準備

（1）操作人員要了解內焊機的操作順序和操作規范，要嚴格按照規定來進行，一旦出現失誤，就會對操作人員的身體造成很大的危害，是比較的危險，但是如果按照規范來操作，熟練的掌握內焊機一般不會出現事故的。焊前的準備：

（2）調平內焊機的端面，包括3個定位端面。8個焊炬，其中焊炬中心要處在同一個水平面，不能出現偏移，一旦平偏離就會造成危險。

（3）氣罩內要安裝一定的銅網，防止熔體飛濺，造成事故，同時也能保證氣體穩定的排除。

管道口要安裝一定的防風設備，保證在焊接中不會出現氣泡。

3.焊接技術

3.1坡口型式

常見的坡口型式有：對接坡口和角接坡口（工程上為區分角接接頭中的對接與一般對接焊縫，現將其分為對接、坡口角接、角接三大類）。對接坡口主要有：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型、VV型等，角接坡口有：T型、搭接、J型等。

內焊機采用沒有間隙的根焊，焊接過程不能隨意的更改設計的工藝參數，這對焊接的接口有著很嚴格的要求。自動焊接的坡口尺寸大小和形狀對對焊接的質量起著很重要的作用，直接影響著施工的速度。

3.2參數設置

（1）送絲電動機調節旋鈕到800mm\6s-900mm\s。

（2）近控箱的送絲電動機調節旋鈕到180mm\25s-220mm\25s.

（3）焊接時，在管外坡口內側要用銅板堵上坡口內側的間隙，防止熔體長生的高溫燒穿鋼結構。

這樣設計的參數可以防止在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。

4、熱焊技術

4.1設備

全自動焊接設備PAW2000A＋PAW3000可以針對熱焊時熱焊道凸起和未熔合的問題，重新設定焊接速度、送絲速度、單擺時間、電弧電壓等6個參數并進行匹配試驗，對填充蓋面出現的氣孔，采取調整擺幅寬度、擺動頻率、氣體流量等措施全自動焊機結構趨于合理，焊接性能穩步提高。使用該焊機成功穿越1條寬90米、深8米的水溝和焊接1處7度縱向轉角管道；焊接管口30道，一次檢測合格率100%；焊接管口40道，一次檢測合格率100%；焊接管口51道，一次檢測合格98%。

4.2解決熱焊道凸起和未熔的措施

（1）要熟悉焊接速度、送絲速度、單擺時間、電弧電壓等6個參數的作用及主次關系。

（2）采用零擺動，保證干長度小于12mm

（3）焊接坡口鈍邊設定在0.9-1.0mm，可有效的繁殖出現未熔。

（4）要用二氧化碳作為保護氣。氣體的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出現未熔的缺陷。

參考文獻：

[1]吳彩勇,周曉輝,王繼春等.大口徑管道自動焊接技術研究[J].電焊機,2009,39(5):101-103,158.

[2]遲紅艷,王繼春,陳建平等.大口徑管道自動焊焊接技術研究[J].焊接技術,2005,34(z1):11-13.

篇（2）

畢業設計(論文)選題的原則與來源如圖l所示。

畢業設計(論文)的實施

現階段學校畢業設計(論文)存在的問題有：與頂崗實習時間沖突、過程控制把關不嚴、學生認識不到位、教師指導不到位等。針對這些問題，我們采取了校企合作雙導師、頂崗實習與畢業設計雙結合、指導教師一肩挑等措施，保證了畢業設計(論文)教學質量。

畢業設計(論文)案例

(一)動畫短片《APPLE》

1.設計題目：“動畫學院獎”動畫短片創作《APPLE》。

2.課題來源：本次畢業設計課題是為準備參加2011年10月北京電影學院動畫學院獎而設定的選題。

3.學生信息：劉芳哲，2008級電腦藝術設計(1)班。

4.指導教師信息：陳淑姣，藝術設計學院傳媒系副教授。

5.創新特點：要求學生有對劇本編著的認知、導演藝術的把握、鏡頭語言的運用、角色和分鏡頭設定、原畫和動畫的設定制作、電腦動畫及后期合成等多方面的技能。

(二)《素·媚》成衣設計

1.畢設題目：《素·媚》。

2.課題來源：朗姿服裝品牌2012年～2013年高級成衣設計與研發。

3.學生信息：康萌萌，2009級服裝服飾(3)班。

4.指導教師信息：吳效瑜，藝術設計學院服裝藝術設計系講師。

5.指導過程：對朗姿股份有限公司提供的面料特性、特征進行充分把握，依據前期工作獲得的信息，整理歸納，結合面料，進行正稿設計，制出手繪效果圖、電腦效果圖、1：5結構設計圖、1：1工業樣板，進行工藝縫制。

6，創新特點：根據企業服裝設計的典型工作任務，指導學生完成設計調研、設計構思、設計主題、設計效果圖、設計選料、設計制作、設計手冊匯報等完整的工作。課題通過東西方元素在現代高級成衣設計中相互融合、碰撞，闡釋了品牌成衣的內涵。

(三)計算機游戲軟件

1.畢設題目：基于J2ME平臺的手機游戲開發。

2.課題來源：此課題來源于學生本人參加201 1年北京市計算機應用大賽的獲獎作品。

3.學生信息：楊蕾，2009級手機應用(2)班。

4.指導教師信息：作品指導教師：李云瑋，計算機應用(手機游戲設計)教研室；

畢設指導教師：司建敏，中國科學院自動化研究所計算機應用博士。

5.指導過程：指導教師首先下發策劃目錄，學生按照策劃目錄獨立完成游戲策劃案的撰寫，然后設計游戲的流程圖和類結構圖，分析了游戲的具體功能模塊：界面設計、菜單設計、地圖設計、角色設計、戰斗系統設計、對話設計、音效設計、場景切換，最后編程實現每個功能模塊。

6.創新特點：在游戲戰斗的界面中加入了npc的行為判定，主動攻擊型，玩家進入任務場景時敵人進行追擊和攻擊。玩家需要和各種npc對話找到任務的相關線索，通過得到的線索完成任務。

(四)半自動火焰切管機

1.畢設題目：半自動火焰切管機的設計與制作。

2.課題來源：來源于實習，改善實訓條件，增加實訓設備。

3.學生信息：朱繼業，2009級焊接技術班、姚衛杰，2009級焊接技術班。

4.指導教師信息：張磊，助理講師、焊接技術專業教師。

5.指導過程：在研制改造半自動火焰切管機的過程中，首要問題就是解決切割30度的坡口管時的準確性。教師帶領學生分析分度頭的工作原理和特點，利用分度頭可以根據工件在水平、傾斜或垂直的位置上進行裝夾分度的優點，再加上一個可調節固定的切割槍，經過后期的下料、裝配、焊接、測試，最終研制出既可以提高切割管的穩定性，又可以提高切管效率的半自動火焰切管機。

6.創新特點：通過研制改造半自動火焰切管機，大大提高了在切割30度的坡口管的成功率和穩定性，同時提高了效率，降低了手動火焰切管中對人力和材料的浪費，為學院節約了經費。

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，是現代科學發展所呈現出的越來越明顯的趨勢，因此在客觀上要求有更多數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復合型的人才更是受到高度重視，跨專業報考研究生也因此得到廣泛的提倡。[1-4]據統計，近年來全國碩士研究生入學考試的報考人數有將近50%的考生是屬于跨學科、跨專業的。[5]在研究生擴招之前，跨專業報考的研究生中，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。隨著高校畢業生就業的市場化，就業導向所導致的跨專業報考研究生的比例越來越高，但這部分研究生在后續培養中的問題和矛盾也不斷凸現。本文以南昌航空大學焊接學科為例，對跨專業報考焊接學科的研究生培養所存在的特殊性及策略進行了探討。

一、跨專業研究生培養的現狀

從現有文獻調研來看，目前國內大部分高校對于跨專業研究生培養的關注不夠，涉及該方面的文獻非常有限，大慶石油學院[6]對地質類跨專業研究生、浙江財經學院[7]對管理類跨專業研究生的培養模式進行了一些探索。大慶石油學院在分析地質類跨專業生源的研究生對碩士點建設利弊的基礎上，對跨專業地質類研究生的培養進行了探索與實踐，認為跨專業研究生作為一個特殊群體，需要作為一個系統工程來設計和實施，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節結合導師、授課教師及管理人員給予共同的特別關注，協同指導，才能在較短時間內克服跨專業研究生的不足，適應地質類研究生教學與培養方式，并發揚其跨專業的知識結構特色，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生。[6]

目前國內大部分高校對于跨學科、跨專業研究生培養的機制、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、焊接學科跨專業研究生培養的特殊性

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、跨方向報考的。以2009、2010級研究生為例，其本科專業有應用化學、機械設計及自動化、生物醫學工程、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.跨專業報考焊接學科研究生的優勢

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

2.跨專業報考焊接學科研究生培養中的問題

跨專業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秀生源入學，從源頭上為培養復合型、具有創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）在焊接學科專業課程的教學中存在較大的困難。由于現有研究生的培養計劃是針對本科為焊接專業的研究生所制定的，但現在面對的對象有一半左右是對焊接專業一無所知的跨專業研究生，因為統一授課對象的基礎不一樣，如果授課內容和難度以跨專業研究生為基礎來安排，那么本專業研究生會“吃不飽”，如果以本專業研究生為基礎來安排，跨專業的考生又“跟不上”。

（2）由于與本專業學生的專業基礎相差太遠（不同的跨專業生源的基礎也還有明顯的差別），跨專業報考焊接學科的研究生對于焊接專業的一些基礎理論問題不太清楚，一方面在后續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環節的進行。另一方面，部分跨專業學生比較勤奮、努力，雖然能夠完成碩士論文、順利畢業，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，反映出其專業基礎不扎實，在畢業后的工作中也會出現對焊接專業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，在畢業后的工作中缺乏自信心。

三、焊接學科跨專業研究生培養的策略

針對南昌航空大學焊接學科跨專業報考的研究生日益增多、培養對象的基礎相差越來越大這一現狀，為了全面提升南昌航空大學焊接學科跨專業報考的研究生的專業基礎知識，在跨專業報考研究生的培養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標準中所規定的最高層次的焊接技術人員和質量監督人員，是與焊接相關企業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、研究和開發等各個領域的焊接技術和相應的管理工作，在企業中起著極其重要的作用。培訓內容包括與焊接專業相關的基礎知識和專業知識，既有材料、機械、力學、電子電工等焊接專業基礎知識，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、跨方向報考南昌航空大學焊接學科的研究生的本科專業、知識結構進行調研，與國際授權的機械工業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的現有課程體系進行了優化和改革，將部分焊接本科專業的核心必修課程如“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計劃的選修課程，供跨專業、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有課程有機融合，全面提高其焊接理論基礎知識、專業知識。按照“國際焊接工程師”培訓體系，對參與培養的研究生進行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、焊接學科跨專業研究生培養新模式的實施效果

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

五、結論

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

通過改革現有培養模式，在跨專業研究生的培養體系中引入國際焊接工程師培訓課程，夯實了跨專業研究生的焊接專業基礎知識，提高其焊接專業的技能，培養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優勢。

參考文獻：

[1]楊春艷，王晨.21世紀以來歐美研究生教育改革新趨勢[J].學位與研究生教育，2010，（9）：60-65.

[2]沈以赴，夏品奇.國際化培養：高質量研究生教育的重要舉措[J].中國高等教育，2010，（1）：36-38.

[3]熊玲，李忠，趙偉.基于大工程觀的工程研究生培養目標及相關思考[J].學位與研究生教育，2010，（4）：60-65.

[4]楊華.基于工科特點的研究生教育培養模式創新研究與實踐[J].河南教育，2010，（12）：3-4.

篇（4）

[中圖分類號] G434 [文獻標識碼] A 文章編號：1671-0037（2015）08-80-6

Analysis of the Hot Spot and Research Trend of the Material Engineering Discipline based on the Common Word Knowledge Map

Zhang Xuezhao1，2

（1.Library of Henan University of Science and Technology， Luoyang Henan 471023; 2. Libraryof Zhoukou science and technology Career Academy， Zhoukou Henan 466000）

Abstract：In this paper， the latest scientific metrology technology―knowledge map is applied to the material engineeringdiscipline in our country. Through taking the two disciplines （Materials Science and Welding） as the research objects， a total common word knowledge mapsof thetwo disciplines were constructed， tohighlight the research hotspot， research trends and development of thetwo disciplines.

Keywords：knowledge map; commonword analysis; welding; Materials Science

1 研究內容

將材料學和焊接學兩門學科作為研究對象，以CSCD國內權威數據庫的作為數據源，采用計量學中的共詞分析方法，對1989～2013年材料學、焊接學等學科文獻的關鍵詞進行統計，并利用聚類分析、因子分析、多維尺度分析以及社會網絡分析等方法和相關軟件，構建這兩門學科的關鍵詞詞頻分布表、類團關系圖等，通過對所構建的兩個學科的共詞知識圖譜進行詳細比較對比，分析兩門學科的當前研究熱點、研究趨勢及前景。

2 研究方法及過程

2.1 數據來源

本文采用的數據來源于《中文社會科學引文索引》檢索系統。本文選取CSSCI1989～2013年收錄的期刊----鋼鐵研究學報和復合材料學報、電焊機和焊接技術做樣本，套錄該期刊文獻的所有題錄信息。具體方法：打開CSSCI檢索界面，收錄年限選定為1989～2013，在[來源文獻]檢索界面的[期刊名稱]中分別輸入“鋼鐵研究學報、復合材料學報和電焊機、焊接技術”期刊刊名，[匹配]限定為“精確”，同時[每屏顯示]設定為50條，套錄這些期刊在這一時期內文獻的題錄信息，然后將得到的數據分別整理后，分別得出在這一時期內材料學和焊接學題錄數據庫。然后通過利用C#自編的計算機程序，按照頻次由高到低排列，得到一個材料學和焊接學的關鍵詞排名，頻次總數分別是16 057個和21 622個。

2.2 數據處理說明

從兩個學科關鍵詞排序中分別截取一定頻次的關鍵詞，其中材料學關鍵詞截取詞頻大于22次、焊接學關鍵詞截取詞頻大于50次，由此，得出了兩個學科的99個和102個高頻關鍵詞。再將這些類似性質的關鍵詞進行歸整，從而分別確定了兩個學科的80個和63個高頻關鍵詞表，將這兩個關鍵詞表（見表1-1、表1-2）作為共詞分析我國材料工程學科的基礎。

2.3 構造關鍵詞共詞矩陣

2.3.1 構造原始共詞矩陣

由于以上兩個學科選定的關鍵詞是材料工程學科論文中出現頻率最高的詞，它們代表了當前我國材料工程學科的研究熱點。為了能進一步更好地反映這些關鍵詞之間的關系，本論文對這些高頻關鍵詞作如下處理：在已建立的題錄數據庫中，利用自編的計算機程序分別對兩個學科確定的80個和63個高頻關鍵詞兩兩進行共詞檢索，經過統計分析，得到了一個80×80的共詞矩陣（部分數據見表1-3）和一個63×63的共詞矩陣（部分數據見表1-4）。

以上兩個表格中的共詞矩陣是一個相關、對稱矩陣，對角線上的數據為該詞出現的頻次，主對角線單元格的數據為兩個關鍵詞共同出現的頻次。

2.3.2 構造相關矩陣

本文在對兩個學科的原始矩陣進行包容處理時采取Salton指數法，處理數據部分結果見表1-5和表1-6，Salton指數法的計算公式為[3]：S=Nij/（Ni×Nj）1/2（3-1）。其中，Ni，Nj分別表示關鍵詞i和j的頻次，Nij表示關鍵詞i和j共現的頻次。

以上兩個表格相關矩陣中的數字為相似數據，數字的大小表明了相應兩個關鍵詞之間的距離遠近，數值越大則表明關鍵詞之間的距離越近，相似度越好;反之，數值越小則表明關鍵詞之間的距離越遠，相似度越差。

2.3.3 構造相異矩陣

由于相關矩陣中的‘0’值過多，統計時容易造成誤差過大，為了方便進一步處理，兩個學科相異矩陣的部分數據詳見表1-7和表1-8。

以上兩個表格相異矩陣中的數據，正好與相關矩陣相反，數值越大則表明關鍵詞之間的距越遠，相似度越差;反之，數值越小則表明關鍵詞之間的距離越近，相似度越好。

2.4 聚類方法與聚類圖

具體方法：在SPSS17.0軟件界面中輸入要分析的相異矩陣，然后選擇[分析]――[分類]――[系統聚類]進行聚類分析。聚類方法選擇組間距離法;度量標準--區間選擇共詞聚類分析中最常用的歐氏距離（Euclideandistance）。

3.5 構建類團關系圖

類團關系圖主要用連線的粗細來明確類團間的關系強弱，類團間的關系強弱以連線的粗細來表示，兩個類團之間的連接線就越粗，說明他們之間的關系的關系越強，反之則亦然[4]。具體方法是首先計算出各個類團的內部聯系強度與其外部聯系強度，然后利用先進的社會網絡分析軟件pajek繪制出兩個學科的類團關系圖。通過對兩學科類團的形成、演化、新增及消失的過程研究，動態地揭示我國材料工程學科的研究的現狀、熱點及發展。

3 研究結果與分析

3.1總體狀況描述

材料學科（以鋼鐵研究學報和復合材料學報為代表）從1983年到2013年共有9 302篇論文，每種期刊年均155.03篇，平均每篇論文的關鍵詞數為1.73個。經過規整、縮減后，這一階段頻次不小于22次的高頻詞共80個，其中，復合材料、力學性能、顯微組織、有限元分析、層合板、數值模擬等出現200次以上，說明網絡環境下以復合材料為核心的材料性能分析是這一階段的研究熱點，具體分析內容主要體現在材料的力學性能分析、有限元分析、數值模擬分析等方面。

焊接學科（以電焊機和焊接技術為代表）從1984年到2013年共有11 778篇論文，每種期刊年均196.3篇，平均每篇論文的關鍵詞為1.84個。這一學科（焊接學科）論文總數與材料學科相比基本持平，但是篇均關鍵詞數卻略有上升。經過規整、縮減后，這一階段頻次不小于50次的高頻詞共63個，與材料學科相比，焊接工藝以2 368次居于首位，焊機、焊縫、焊接電源、焊接控制、焊接質量、焊接電流、電焊、埋弧焊、焊條等是出現200次上的高頻詞，可見，在該學科目前的主要研究熱點是焊接設備、焊接工藝、焊接工業參數等方面。這些方面的研究直接決定或影響到焊接質量和焊接效果，這也與生產實際緊密結合，充分體現了這一學科的實踐性。

3.2 研究主題的異同

從材料學科形成的聚類圖可以看出，我國材料學科的主要熱點研究領域、研究主題、研究熱點可以總結為以下幾個方面：

3.1.1 材料工藝、參數研究

這方面的研究是我國材料學科研究領域研究成果最豐碩的部分之一。該類團群主要包括“材料熱處理類團”“材料工藝性能研究類團”兩個類團。在該階段，從關鍵詞聚類分析結果來看，隨著有計算機技術、數據/值模擬仿真技術及材料熱處理技術的發展。材料學科研究動態主要表現在以下兩個方面：第一，材料分析、材料加工更加精準化。第二，材料熱處理參數、方法始終是材料學科發展的重點。

3.1.2 工程材料研究

工程材料研究始終是材料學科研究的主要方向。工程材料類團群主要包括金屬材料類團、非金屬材料類團、復合材料類團。金屬材料類團一直是材料學科發展的主流，各種有色金屬它們是現代各種機器零部件的生力軍，它們為材料學科的發展奠定了基礎。復合材料類團的研究是材料學科發展的延續和補充。在現當代化生產中，隨著對材料性能需求的日益提高，單純的金屬材料性能已經不能滿足各類機器零部件的使用要求，為此復合材料的研究被材料學家們納入了研究領域，并且自從復合材料進入研究領域開始，到現在，乃至未來，復合材料的研究都將經久不衰，這一點從關鍵詞詞頻分布都可以看出：復合材料出現的頻次排列第一、層合板、金屬基復合材料、高溫合金、陶瓷基復合材料、復合材料結構等關鍵詞的都屬于這一類團，并且頻次分布也很靠前。

3.1.3 材料性能缺陷研究

材料性能缺陷研究也是我國材料學科乃至全世界材料學科研究的主題。這一研究類團群主要包括材料加工方法類團和材料缺陷類團。材料缺陷類團包含的關鍵詞主要有：疲勞、裂紋、磨損、斷裂、夾雜物等，這些關鍵詞頻次的分布在本研究統計中占有相當的比重，由此可以看出怎樣預防材料的各種缺陷，提高材料的加工及使用性能，至關重要。緊接著引出了材料學家們所關注的材料的加工類團（轉爐、電弧爐、熱軋、冷軋、軋制等）。雖然這一類團群的關注度不如工程材料研究，也不如材料工藝參數的研究。但是無論從各種工程材料來說，還是從各種材料的工藝參數研究來說其目的都是怎樣去避免材料的各種缺陷，從而提高和改善材料的加工性能、使用性能，達到人們生產加工的目的。

從焊接學科的聚類圖可以看出，我國焊接學科的主要熱點研究領域、研究主題、研究熱點可以總結為以下幾個研究方向：

3.1.3.1 焊接工藝參數研究。同材料學科一樣，焊接學科的焊接接工藝參數研究是本學科的研究主題和重點。在這一類團群中焊接工藝這一關鍵詞在頻次表中出現的次數達到了2 368次，可見在焊接學科中，工藝參數研究所站的比重和地位。焊接工藝規范、焊接工藝參數、焊接手法等方面是這一類團研究的主題，而這一研究主題隨著焊接設備和焊接方法的不同焊接工藝亦有不同。

3.1.3.2 焊接類型方法研究。這一類團是一個大面類團，焊接類型和方法直接決定或影響焊接工藝、決定了焊接設備、焊接工具的選擇。這一類團的關鍵詞主要有：手工電弧焊、堆焊、焊接方法、激光焊接、攪拌摩擦焊、點焊、埋弧焊、釬焊、氬弧焊、氣體保護焊等。隨著焊接技術的發展及焊接質量要求的提高，該類團正朝著自動焊接、機器人焊接等自動化方向發展。

3.1.3.3 焊接工程、工具、材料研究。焊接工程、工具、材料這一類團群涉及焊接材料、焊接環境、焊接設備工具，從而間接地決定焊接方法的選擇、焊接工藝流程。這一研究類團，從各種焊接對象材料（管道、鋁合金、不銹鋼、奧氏體不銹鋼等）說起，涉及了焊接結構、焊接工程、工程建設及焊接應用。分析了焊條、藥芯焊絲的使用環境、使用方法等。這一主題類團的研究，是該學科研究的基礎，研究主題關鍵詞雖然詞頻分布沒有排在前列，但關鍵詞詞頻分布的范圍廣。未來該主題的研究將朝著細化焊接工具方向，具體可能以焊接工具研究所形式出現。

3.1.3.4 焊接質量控制研究。這一類團的研究主題是焊接學科研究的目的所在。不管焊接工藝如何合理、焊接方法如何選擇、焊機及焊接工具的選擇的多么具有針對性，其最終目的是獲得優質的焊接質量。在這一研究主題中，分析了各種焊接缺陷（裂紋、缺陷、變形等）各作者、學者提出了如何規避焊接缺陷的各種方法、技巧。目前這一研究主題隨著焊接材料的多樣化，生產要求的提高而日益嚴峻，機器人技術、自動焊技術的發展對焊接質量的提高起著決定性的作用，但其普及應用任重而道遠。

4 類團關系分析

確定了材料學科、焊接學科類團后，就可以研究各學科類團間的相互關系，找出哪些類團是核心類團，它與其他類團之間聯系密切;哪些類團是非核心類團，它與其他類團之間聯系疏松;哪些類團與其他任何類團都沒有任何關系，屬于相對獨立類團。為此，筆者根據各類團之間的內、外相互關系，利用pajek軟件繪制出了既能反映自身類團的內部聯系強度又能反映這個類團與其他類團的外部聯系強度的類團關系圖（如圖1-1、圖1-2所示）。在圖中，類團的內部聯系強弱用節點的大小來表示，節點越大，表明該類團的內部聯系強度越小，反之，則相反;節點連線的顏色深淺和連線的粗細程度和表示兩節點間的外部聯系強度，兩節點間連線顏色越深、連線越粗，則表示兩類團之間的外部聯系強度越大，反之，則相反。

圖1-2 焊接學類團關系圖

5 結語

本部分研究采用共詞分析方法，利用聚類分析、先進的社會網絡分析方法和軟件Pajek，分別繪制出材料學科和焊接學科兩學科的聚類圖、類團關系圖，對兩個學科：材料學科和焊接學科研究主題進行了較為詳細的對比分析。通過分析對比得出兩個學科的發展變化特點：

5.1 材料學科和焊接學科都屬于工學學科，其發展研究主題存在共性

從兩個學科的研究主題來看，我國材料學科研究領域、研究熱點體現在復合材料、材料工藝參數研究、材料性能缺陷研究上，而焊接學科體現在焊接工程、工具材料、焊接工藝參數研究、焊接質量（缺陷）控制上。兩個學科之間研究主題框架基本一致，其目的都是為了滿足生產實踐，都是為了規避缺陷（材料缺陷、焊接缺陷），提升加工質量。

5.2 熱點研究領域顯現新特征

兩大學科的熱點研究領域各有新特征：材料學科的陶瓷基復合材料、鋁基復合材料、有限元分析、數值模擬等;焊接學科的自動焊技術、機器人技術等。

5.3 兩個學科研究范圍和內容具有一定的連續性、階段性、變化性

兩個學科不論是材料學科還是焊接學科都是從工程材料研究到工藝參數研究，最后再到性能缺陷研究，整個研究過程呈現出連續性、穩定性、階段性、變化性的特點。每個階段在各自基礎上由細化整體上呈現發展性。

參考文獻：

篇（5）

1998年教育部進行高等院校本科專業目錄調整時，設立了材料成型及控制工程新的本科專業（以下簡稱材成專業），多數學校實現了由鍛壓、模具、鑄造、焊接等各熱加工單一專業建設轉向新的材成專業的建設。

作為一所新升本科的地方院校，新增本科專業的設置與培養目標主要應是面向地方相關行業和技術領域基層業務與技術管理崗位，著力培養學生具備在企事業單位和生產一線解決實際問題的知識、能力和素質。本文對地方高校如何構建材成專業的教學體系進行了一定的探索和研究。

一、培養方案與教學體系現狀分析

從目前多數學校的培養方案來看，由于該專業原來的基礎不盡相同，不少學校還沒有完全擺脫老專業的框框，而只是在老專業的基礎上進行調整和修改。存在著專業教改的總體目標不夠明確，沒有從根本上重建該專業的教學體系；專業人才培養的目標和規格缺乏層次，不能滿足市場對各類人才的需求；拓寬口徑與保持專業特色的關系問題尚未解決等問題。針對以上問題，開展系統、深入的研究，進行專業教學改革，確立新的人才培養目標和構建新的教學體系，創新應用型人才培養模式，是當前非常緊迫的任務。

學校雖然從2002年即開始培養材成專業本科生，但由于是在專科基礎上的聯辦本科，使用的完全是河南科技大學的培養方案與教學大綱，很難結合自己的實際情況對其進行修改。學校于2008年在模具設計與制造專科專業的基礎上，成功申報材料成型與控制工程本科專業。當年開始招收培養材成本科生并使用自己的培養方案，但在教學中發現該培養方案存在課程過重、特色不突出等現象，急需改進。

二、材成本科教育、教學的定位

1、人才培養定位

不同類型的學校應根據市場的需求和自身的特點來培養不同類型的人才，一部分高校應該擔負起精英教育的責任，以培養材料成型及控制工程領域的科學研究型和科學研究與工程技術復合型高層次人才為主，本科階段應是進行以通識為主的專業教育。另一部分學校應以普及高等教育為主，負起大眾化教育的責任，本科階段是通識與專業并重的教育。

學校升本初始即定位為教學應用型本科院校。因此，應以普及高等教育為主，承擔起大眾化教育的責任，以培養本學科的工程技術型、職業應用復合型人才為主。

2、確定專業方向

材成專業具有寬口徑、大專業、多方向的特點，根據行業需求及地區經濟發展和學院實際，選準專業主方向，辦出地方特色顯得尤為重要。近年來洛陽地區制造業的長足發展使對掌握現代設計技術的各類專業技術人才的需求又呈上升趨勢，鍛壓、焊接、鑄造等方面的工程技術復合型人才更為搶手。據此，學校材成專業實施的是寬口徑的材料材成及控制工程與專業方向并存的培養模式，設置了模具設計與制造、焊接技術與自動化、金屬建材加工三個專業方向。

3、人才培養目標

材成專業培養德智體美全面發展，具備材料成型及控制工程基礎知識與應用能力，掌握現代成型方法與技術、模具設計與制造工藝、焊接技術與自動化、金屬建筑材料加工的能力，能夠在材料成型及控制工程領域從事科學研究、技術開發、工藝與設備設計、生產過程管理等方面的工作，具有較強的實踐能力和創新精神、德智體美全面發展的高級工程技術人才。

三、材成專業內涵及課程體系

1、根據專業發展明確專業內涵

材成專業是以成形技術為手段、以材料為加工對象、以過程控制為質量保證、以實現產品制造為目的的工科專業。它是介于機械和材料兩大學科之間的反映綜合性制造技術的專業，機械學科和材料學科的基礎知識構成了本學科的基本知識體系。這一特點決定了材成專業人才培養必然是寬口徑的。 轉貼于

從1998年新專業誕生以來，不少學校材成專業發展遇到最大的問題是沒有處理好“寬與專”的關系，一些學校過于強調寬口徑，淡化了專業，使得畢業生所學無法與企業的需求接軌，一度出現與鑄、鍛、焊有關的企業到高校無法招到需要的專業人才。另外一些學校則走向另一極端，鑄、鍛、焊老專業的主要課程都上，課程過多，學生不堪重負。

我們組織教師廣泛調研，重點了解企業對人才知識、素質、能力的要求。確定專業及方向的學生要求具備相同的寬口徑的基礎知識和成形技術專業基礎知識，所不同的只在專業課程的設置上。材成大專業要求學生掌握包括塑性成形、液態成型、焊接成型等基本理論、工藝及裝備設計、設備選用等內容。為了避免過于寬泛或負擔過重，又分別開設了與以前的鍛、鑄、焊三門技術相關的專業課。

2、教學內容的總體構成

按照教育部有關四年制工科大學生總教學時數及實踐性環節安排的指導原則，結合學校人才培養方案制定原則，從學校實際情況出發，根據通用性、精簡性、特色性和實踐性原則建立了“兩平臺、三模塊、一拓展”的課程體系，以適應各專業方向的協調發展。

“兩平臺”為通識課程平臺與學科基礎課程平臺；“三模塊”為專業教育內容，包括模具設計與制造、焊接技術與自動化、金屬建材加工模塊，具有一定的靈活性和針對性，可以隨社會需求相應變化；“一拓展”為素質教育的拓展計劃，主要由學生科技活動組成。

（1）通用性原則。材成專業的課程設置以基礎型、通用型為主，同時加強了包括人文社會科學、自然科學在內的基礎知識、基本理論、基本技能等，體現基本知識結構的內容，也就是“兩平臺”：通識課程平臺與學科基礎課程平臺。在整個教學計劃中，這類課程占了總學時的56.86%，改變了過去專業口徑偏窄和過專現象，做到既夯實基礎、又拓寬口徑。

（2）精簡性原則。材成專業學生畢業要求的學分控制在205學分，從學時上計算比過去培養方案的總學時少了64學時。同時將根據“去重消腫，去舊增新”的原則，精簡理論教學內容和學時，讓學生有更多的時間走出課堂、走進實驗室、向生產現場，去思考、動手、創新。

（3）特色性原則。人才知識結構不僅要體現國家對人才質量的基本要求，更需立足地方學校和本專業的優勢和特色。在材成專業的課程設置上，設置了模具制造學、塑性成型工藝及模具設計、模具計算機輔助設計、焊接結構、焊接自動化技術、焊接質量檢驗與評價、金屬建材電磁連鑄技術、金屬建材成型工藝、金屬建材成型裝備等課程體現本專業特色，同時也設置了兼顧學生的個性發展的任選課程。

（4）實踐性原則。應用型人才的能力培養主要通過實踐教學來實現。通過精簡理論教學，加強實踐教學，突出理論聯系實踐，確保實踐教學效果達到培養應用型人才的目標。有組織有計劃地引導學生參加科研、技術開發和創新活動，認定學分，同時要求學生取得相關職業（技能）資格證書，把學生創新能力的培養落到實處。

人才培養目標的確定和人才知識結構的優化是一項龐大、復雜、長期的系統工作，同時人才培養目標和知識結構要求既相對穩定又動態發展，在今后的實踐中，積極探索，及時總結，不斷改進和完善，努力為國家現代化建設輸送合格人才。

【參考文獻】

篇（6）

為保證焊接產品質量的穩定性、提高生產效率、適應先進制造技術的發展要求，實現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，以及國內相關技術研究較少的現狀，對多功能自動焊接伺服控制技術進行了研究。

1自動焊接開放式數控系統

基于開放式數控系統的焊接數控系統是一個結構開放，功能模塊化、標準化性能強大的焊接數字化系統，將改變傳統的焊接數控系統結構封閉的局面，解決變化頻繁的需求與封閉控制系統之間的矛盾，從而建立一個統一的可重構的系統平臺，增強系統的柔性。同時，自動焊接開放式數控系統具備以下有點：成本低，軟件開發環境完備，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，實時控制系統各模塊之間保留了統一的接口，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)、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)自動焊接實現為目標，研制開發一臺可實現五軸聯動的多功能自動焊接床的機械及伺服執行機構。

2.2構建伺服控制硬件系統

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。采用“通用I/O卡+專用計算機軟件”來實現對步進電機的控制，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一臺電腦同時對幾十個步進電機的直接控制，或發揮它的網絡功能應用于復雜的工程系統控制。采用通用“I/O卡+專用計算機軟件”控制的步進電機的數量取決于I/O卡的位數和驅動器所需的控制信號數。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，當需要實現軟件方式控制驅動器的細分數時，還需要細分控制信號。系統各部件原理如圖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

3.1建立三維空間中的數學模型及插補算法

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送的脈沖數據，最終控制步進電機驅動執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 自動焊接軟件系統平臺的開發

該系統的精插補過程由軟件和硬件共同實現，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送的高低電平數據，由硬件接口板實現數據的輸出。編制運動控制軟件實現精插補的過程有兩個關鍵環節：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，最終實現自動焊接機床五個軸的聯動。本研究利用Delphi軟件構建操作軟件系統平臺，以界面友好為設計目標，按照功能進行模塊化設計，實現自動焊接數據處理、制等需要的各種操作。

4 系統精度的分析與改善

本文所設計自動焊接數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控制系統。在步進電機驅動系統中，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間，保證步進電機的運行平穩性。

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。可通過提高導軌精度來改善導軌誤差。

參考文獻

[1] 鄒增人，焊接材料、工藝及設備手冊[M]，北京：化學工業出版社，2001。

[2] 佟欣，焊接自動化技術的開發[J]，焊接技術，2000。

篇（7）

中圖分類號：TU391文獻標識碼： A

復雜性、不可逆性和人為性是建筑工程的顯著特點。復雜性表現在系統復雜、目標多樣性以及干擾因素多。不可逆性表現在施工是面向未來的,一旦建成就很難通過施工控制技術調整。在施工過程中都需要人的參與,并且人在其中占主導地位。 鋼結構建筑的特點決定了施工單位對施工質量的要求很高,一旦施工控制不能夠達到技術要求,將造成巨大的損失,不僅僅是財務上的損失,甚至影響到廣大用戶的人身安全。為此,在鋼結構建筑的施工過程中每一個項目必須都達到設計要求從而保障廣大人民的利益。

一、影響焊縫質量的主要因素

焊接是建筑安裝工程中的一個關鍵環節，焊接質量的控制管理工作貫穿于整個焊接過程。通過焊接基本理論知識我們了解到焊縫的截面積、焊接熱輸入、接頭形式、焊接層數以及安裝精度等都是影響焊縫質量的主要因素。

（一）焊工的技術水平

由于高層建筑施工工程中離不開人,因此一位負責任的焊工往往是一名技術高超的焊工,焊縫質量也會得到保障。一位優秀的施工人員能夠高效的處理掉因工藝不當造成的焊縫咬邊等情況。焊接專業技術負責人應由有一定專業技術水平和較豐富實踐經驗的工程師（或技師）及以上職稱的焊接技術人員擔任，全面負責工程焊接管理工作。焊接技術人員應該掌握工程情況，認真執行本工程涉及的相關規范，結合實際情況編制焊接施工組織設計和擬定技術措施；制定焊工培訓方案；組織焊接工藝評定，編制焊接工藝指導書；在施工前組織技術交底，并在實施過程中加強技術指導和監督；參與重要部件的焊接質量驗收工作；記錄、檢查和整理工程技術資料，辦理本專業竣工技術文件的移交，組織本專業項目技術總結。

（二）焊縫的布置與焊接順序

如果焊縫不能夠均勻的分布在構件截面,此構件將會在焊接過程中變形,影響超高層鋼結構強度,甚至會影響到施工安全等。不同的焊接順序也會對其產生影響,或者對下一步的工作造成施工困難等,比如在同一作業平面上應該從中心向四周對稱擴展焊接;在立體空間中,應先焊上層梁柱節點,再對下層以及中層梁柱節點焊接,柱與柱接頭最后焊。焊接工作貫穿在整個安裝焊接工程中，確保了過程控制的嚴肅性，也就確保了工程質量。焊接過程控制應包括：焊接前的準備工作，焊接施工中的管理，焊后檢驗和熱處理。

（三）焊接方法

不同的焊接方法對于相同的焊件、焊縫來說造成的結果也不相同。通常為了焊縫表面成形好則會采用埋弧焊,但是焊接造成的變形較大;如果想焊接變形小可以采用二氧化碳氣體保護焊,但是其焊接的外觀質量不如埋弧焊焊接的。在合金鋼、中厚板的焊接中，以及要求消除應力的焊道，往往要求焊后熱處理，以保證焊縫及熱影響區獲得適當的力學性能、金相組織、降低焊接殘余應力，滿足使用要求。熱處理操作過程，應符合作業指導書的要求，繪制升溫、保溫、降溫曲線圖，事后通過硬度試驗等檢驗手段來檢查是否達到熱處理要求。

（四）焊接防護措施

由于超高層建筑本身的特性,高空作業是不不可少的,因此在高空焊接作業過程中,外界的因素削弱了二氧化碳氣體的保護作用,從而影響了焊縫質量。一套完善的焊接防護體系能夠有效的減少在焊接過程中不良因素造成的影響。

在超高層鋼結構焊接過程中,焊縫的缺陷并不是單獨出現的,往往會伴隨著其他缺陷同時出現,并且相互造成影響。為了保障焊接質量,我們需要全面透徹的分析對焊縫質量造成影響的因素,掌握其規律,從而進一步提高焊接質量。焊接質量的提高不僅僅有助于高層建筑的施工安全、住宿安全,還有益于更高層建筑的建設,進一步充分利用現有的土地,減少人口增長帶來的居住問題。

（五）焊接設備

在工程開工前，設備管理人員應根據工程實際情況、選定的焊接工藝，配備相應的焊接設備、器材，如電焊機、焊條（劑）烘干保溫設備、無損理化檢測設備、外觀質量檢驗器材、熱處理設備等等。設備上的計量儀器儀表，應經過校驗合格，以檢查設備運行是否正常。

（六）對焊接質量有影響的環境因素

1、空氣溫度對鋼結構焊接質量的影響。空氣溫度對焊接過程的細節部分具有重大影響,其間的各部分化學反應程度、金相組織轉變、合金元素及應力的分布等,從而影響焊接的質量與性能。

2、環境濕度對鋼結構焊接質量的影響。維持環境濕度的因素主要是水分,水分的化學成分是氫元素和氧元素,其中氫元素直接參與其中的化學反應。氫元素的含量及分布會對焊接接頭脆性情況和延遲裂紋有著直接的影響,嚴重時可能會造成安全危害。因此氫元素對焊接質量的影響很大,也就是環境濕度對焊接質量有著重要的影響。

3、風力對鋼結構焊接質量的影響風力對鋼結構焊接質量的影響范圍較廣,它既可以直接影響焊接的電弧形態,也可以在空氣溫度的協作下對焊接質量造成間接影響,如通過加快冷卻速度來影響焊接熱循環等環節。

二、控制焊縫質量的管理措施

（一）人員資質管理

焊接人員必須經過技術培訓,并持有相應資格證書,以及具有一定的焊接經驗,才可上崗。對焊工的管理要求有:第一,焊工的資格證書包含其基本情況,例如:姓名、性別、有效期等。第二,焊工合格證有效期滿三年準予免試的延長不得超過三年,并且不可連續免試。若焊工在六個月以上未曾工作,需重新考取上崗證,并且需要通過現場考試。在工程中進行具體焊接工作的焊工，必須經過焊接基本知識和實踐操作技能的培訓，并經過相關規程的考核，取得合格證書，持證上崗。焊工應有良好的工藝作風，遵守相關規范和企業制定的焊接工藝細則，嚴格按照給定的焊接工藝和焊接技術措施進行施焊，認真進行質量自檢。焊工在施焊前，應認真熟悉作業指導書，凡遇與作業指導書不符時，焊工應拒絕施焊，當出現重大質量問題時，及時報告有關人員，不得自行處理。

（二）制定焊縫質量的經濟措施

適當的獎懲措施不但能夠有效減少焊縫質量缺陷出現的次數,還能夠提高焊工的勞動積極性,從而提高焊接質量。堅實落實執行獎懲措施,并且不斷發現焊工工作過程中出現的技術失誤,并且致力于發現新方法新舉措,保證工程快速、安全、高效的施工。如果工藝試件一次評定不合格，就需要改變某些工藝參數，重新制作試件，再次評定，直到找到合適的工藝參數，工藝評定試件合格為止。在整個工程的技術方案確定以后，就可以組織相關的焊接設備，合理的、具有相關合格項目的焊接人員，確保工程順利進展。

（三）落實施工現場的管理

切實落實施工現場的管理，有助于我們及時發現問題、解決問題，盡量阻止缺陷的發生，減少返修。應查明本工程所涉及到的所有母材鋼號以及設計文件規定選用的焊接材料，確定相應的焊接工藝，以及是否需要根據本企業情況變更某些焊接方法、焊接材料，以提高生產效率、節約生產成本，提高施工工藝水平、促進技術進步。此外，焊縫的無損檢驗工作，應由無損檢驗專職人員來做，檢驗人員應根據質量檢查員所確定的受檢部位進行檢驗（規范要求按一定比例檢驗的焊縫，質量檢查員應該隨機抽檢），做到檢驗及時，結論準確，及時反饋，認真填發、整理和保管全部檢驗記錄。

（四）對環境因素影響的防護措施

1、低溫焊接試驗當焊接環境溫度不滿足焊接作業區環境的要求(0攝氏度以上)時,必須要在低溫焊接試驗之后在確定參數及做預熱處理。并且做低溫焊接試驗前要按鋼材材質、板厚、焊接方法、焊接材料、接頭形式、焊接位置進行對需要低溫焊接試驗的鋼材分類,進而做出統計列表。之后施工人員根據實際情況擬定預熱溫度,再按規定加工、焊接、測試試件,最后得出低溫焊接試驗的結論,根據合格的參數進而編寫實際焊接的文件。

2、設置防護棚之所以設置防護棚,就是為了當外界環境不滿足焊接作業區環境要求時來防雨、阻風及保持溫度的。搭建防護棚的材料有架管、彩鋼板、三防布、隔熱阻燃材料的底板等。還要在作業區準備一些應急的防護材料來為應急事件做準備。根據焊接工藝的要求,防護棚一定要具有安全性和實用性,還要注意構架與棚板之間的緊密性。

確保焊接工程質量，關鍵途徑就是加強焊接管理。其重中之重應該是焊接人員的管理，因為焊接過程中的每一步工作都要由“人”來進行，雖然自動化程度在提高，可是還是得人來制定焊接工藝、操作管理焊接設備。當然，除了對人員加強管理，其他環節也不能放松。

結語

焊接工作是一個系統工程，就像一條流水線，任何一個環節出現問題，都會對質量產生重大影響，只有加強各個環節的管理，才能做出真正的合格工程、放心工程。

篇（8）

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定操作程序或節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，甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、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部分硬件實現軟件化，智能化程度提高

傳統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、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涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、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產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高

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，提高系統協調性。

2.研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀

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，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，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，而這些產業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。現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。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，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新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，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，現代制造工程，2001（12）

[2]梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息，2000（8）

[3]宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息，2003（12）

[4]左鐵釧、施定源、陳鎧.激光加工技術的優勢及在工業生產中的應用.激光雜志，1999（4）

篇（9）

近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業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技術發展的一個主要趨勢。

1.光機電一體化技術特征

光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、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。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定操作程序或節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，甚至實現操作全自動化和智能化。

1.2 功能增加，精度大幅提高

光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、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 部分硬件實現軟件化，智能化程度提高

傳統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、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涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、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 產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高

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，提高系統協調性。

2.研究現狀和發展趨勢

2.1研究現狀

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，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，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，而這些產業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。現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。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，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新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，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，現代制造工程，2001（12）

[2] 梁進秋. 微光機電系統國內外研究進展. 光機電信息，2000（8）

篇（10）

    近些年來,光機電一體化技術得到迅猛發展,在民用產業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產業技術發展的一個主要趨向。

    1.光機電一體化技術特征

    光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、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。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。和傳統的機械產品比較,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,操縱更方便

    光機電一體化技術使得操縱職員擺脫了以往必須按規定操縱程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操縱的工作方式,可以靈活方便地按需控制和改變生產操縱程序,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,甚至實現操縱全自動化和智能化。

    1.2 功能增加,精度大幅進步

    光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、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 水平進步,運算速度加快,通過電子自動控制系統可精確按預設動作,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 部分硬件實現軟件化,智能化程度進步

    傳統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、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向向"軟件化"和"智能化"。

    1.4 產品可靠性得到進步,使用壽命增長

    傳統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,裝置的壽命進步,故障率降低,從而進步了產品的可靠性和穩定性。

    1.5 融合了多種學科新技術,衍生出很多功能更強、性能更好的新產品

    光機電一體化產品的探究開發涉及到很多學科和專業知識,包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、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、控制技術和機械技術各自的上風結合起來,衍生出很多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。

    1.6 產品系統性增強,各部分系統間協調性要求進步

    光機電一體化是一門學科的邊沿科學技術,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中相互配合有嚴格的要求,這就要求各種技術揚長避短,進步系統協調性。

    2.探究目前狀況和發展趨向

    2.1探究目前狀況

    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,數控產品有了很大的進步,尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快,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、輕產業機械都是如此,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 發展趨向

    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,而這些產業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展情況來看,光機電一體化技術的未來技術熱門主要包括摘要:

    (1)激光技術

    1)高單色性,利用激光高單色性作精密丈量時,可極大地進步丈量精度和量程。

    2)高方向性,因具有很遠間隔傳輸光能和傳輸控制指令的能力,從而可以進行遠間隔激光通訊、激光測距、激光雷達、激光導航以及遠控。

    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四周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。適用于激光通訊、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,能夠丈量平直度、平面度、平行度、垂直度,也可以做三維空間的基準丈量。

    2)激光測距,其探測間隔遠,測距精度高,抗干擾性強,體積小,重量輕,但受自然影響大。

    3)光纖探測器,在目標很小,間隔受限或危險的環境中,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,極大地進步了汽車生產企業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。現已研制成功一種光致動器,其工作原理是將光照在外形記憶合金上,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。這種狀態目標處于低級階段,假如能發現具有優異光功能特性的動態物質,則可使光能驅動技術廣泛應用。

    3.結語

    技術上的改革和和之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引進電子技術,產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化,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,現代制造工程,2001(12)

    [2 梁進秋. 微光機電系統國內外探究進展. 光機電信息,2000(8)

    [3 宋云奪編譯. 光機電一體化業的未來. 光機電信息,2003(12)