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第一篇机械设计制造及自动化论文范文参考：一种新型钻头及其刃磨技术的研究
孔加工是最常用的材料切除方法之一,根据行业的不同,其工序量达总加工工序量的20～40％.所以,钻削加工技术（钻头、制造钻头的工艺及设备、钻削机理与钻削工艺）一直是机械加工领域倍受人们研究的重要课题.
常用的钻头是锥面钻尖及普通螺旋面钻尖的麻花钻,但这些钻尖后刀面的加工机床刃磨运动关系较复杂,不便于准确控制钻尖的几何参数,因此,到目前为止,这两类麻花钻的几何参数仍规定有一个较大的误差变化范围.同时,随着高新技术产品的发展和需要,微孔（特别是精密微孔）的应用场合也越来越多.由于微孔尺寸小,要精确地制造微孔加工用的钻头是很困难的.而对现有的微钻头而言,国内外都使用平面钻尖,但平面钻尖存在一系列缺陷.为此,本课题就是要研究一种新型的钻头、新型钻头的刃磨技术及其刃磨装置,这种钻头刃磨时的运动关系简单、既能够精确地控制刃磨参数,又能够克服平面钻尖的一系列缺陷；这种新型钻头既适用于普通钻头,更适用于微孔加工的微钻头.本课题是国家自然科学基金资助项目（59775068）的一部分.论文着重在以下方面进行了研究： 1.回顾钻头及其刃磨技术的发展历程,评述几种常用钻尖后刀面的刃磨方法,总结微孔钻削技术的发展及其特点,分析并指出平面钻尖存在的一系列缺陷,提出研究运用于微型钻的新型钻头的必要性和可行性. 2.钻尖是钻头承担切削的最重要的部分,对钻头的研究主要是对钻尖的研究.针对常用钻尖所存在的问题,从钻尖刃磨原理及其运动关系的分析入手,提出一种全新的钻头,即非共轴螺旋面钻尖的钻头.建立了新型钻尖后刀面及螺旋槽的数学模型,阐述了求解这些数学模型的过程和方法,如何精确并唯一地求解出钻尖的刃磨参数. 3.要刃磨出新型钻尖,就要开发出新型钻尖的刃磨设备.如何使设计制造出的刃磨设备结构最合理、运动关系是简单、制造成本最低,这是我们要考虑的一个重要问题.为解决这个问题,就要对刃磨参数的敏感性进行分析.对刃磨参数的敏感性分析主要是找出哪一些刃磨参数对几何参数最敏感,以便于对最敏感的参数加以控制.从而达到简化刃磨运动关系、简化机床结构的目的,同时也为新型钻尖刃磨机床的设计和控制提供可靠的理论依据.本文的第三章就是为此而构思的. 4.对新型钻尖的几何参数进行了分析,建立了一系列几何参数的数学模型,这就可以定量地求出几何参数的数值,从理论上分析新型钻尖几何角度分布的合理性,这有助于对钻尖的参数进行分析和精确控制.同时,对各几何参数的分布都用曲线或曲面来表示, 湖南大学机械制造及其自动化博士学位毕业论文 摘 要以增强其可视性. 5．横刃对钻头的切削性能影响很大.首先,钻头人钻时横刃起着定心的作用,从而影响到所钻孔的形状、位置和尺寸精度；其次,横刃产生的轴向力约占钻削轴向力的50．60％,从而,影响到钻头的寿命；因此,要对钻头横刃的廓形、几何角度的分布进行分析.为了提高钻头的钻削性能,还应该对钻头的横刃进行修磨.横刃修磨的方法有多种,但由于微钻头本身尺寸小,因此,以往的横刃修磨法都不适合于修磨微钻头的横刃,需要寻找一种切实可行的简便方法.本文从建立横刃修磨的数学模型入手,针对微型钻头的特点,提出了更适合于修磨微型钻头横刃的方法.对横刃的几何参数进行了分析,提出了横刃锋角的新概念.作者认为：横刃锋角可以用作衡量钻尖处的特性. 6．研究并开发了新型钻尖的CAD与仿真系统.所建立的一系列数学模型是很复杂的,求解它们是一件很困难的事,而且要对不同设计参数的结果进行比较,其计算工作量很大.为此,本文建立了新型钻头的CAD与仿真系统,其目的是将所有的数学模型程序化,将计算结果可视化,这就可以有效地解决数学模型求解的难题,简化计算工作量,提高设计精度、可靠性和工作效率,为新型钻尖的计算机设计和仿真提供手段. 7．根据所建立的数学模型及其计算与仿真的结果,实际加工出了新型钻头的螺旋槽,并设计制造出了新型钻尖的实验刃磨装置,刃磨出了新型钻头,修磨出了新型钻尖的横刃,实测结果与理论和仿真结果很好地相符.这一方面从实践证明所建立的钻尖的一系列数学模型、理论分析及CAD与仿真系统的正确性；另一方面也可以从实践证明新型钻头的刃磨方法、刃磨原理及其运动关系的正确性：同时,也为进一步开发新型钻头的实用型刃磨机床打下基础.本论文的第七章描述了所开发的新型钻尖实验用刃磨装置. 吕．对钻尖的入钻过程（主要是钻尖在入钻过程中产生的漂移）进行了分析和实验研究,这对微孔钻削的研究有着重要的意义. 研究表明：传统螺旋面钻头（共轴螺旋面钻头）和锥面钻头,其刃磨运动关系复杂,机床结构复杂,调整困难,刃磨时机床的运动坐标数多,参数难以控制,因此,虽然这两类钻头在实践．中被广泛采用,但由于在技术上存在上述这些难度,所以就不能经济地、精确地、高效第二篇机械设计制造及自动化论文样文：冲裁上料机器人设计与视觉伺服系统的研究
冲压生产是当代机械加工和制造过程中一种重要的成型制造技术,具有速度快、效率高、材料利用率高、节约能源、污染少等优点,广泛应用于工业生产诸多领域中.随着先进制造技术的发展,冲压生产技术正在向精密化、高速化、自动化、柔性化的方向发展,采用自动化技术、机器人技术、伺服技术等先进制造技术手段,构成自动化冲压生产技术的重要发展方向.
视觉伺服系统一般由摄像机、图像预处理、图像理解、伺服控制器等部分组成,将视觉伺服系统同机器人相结合,使机器人具有同外部环境进行智能交互的能力,是当今机器人发展的一个主要方向.
本文以三自由度RRR关节型冲裁上料机器人(简称SR09)为原型,就其概念设计、运动学、动力学及视觉伺服系统和伺服控制器的设计进行了深入地研究,主要内容及成果如下：
第一章首先就冲压机器人对冲压生产自动化的影响、作用及意义进行了说明；对冲压机器人的种类与结构形式、与压力机的同步与协调方式及冲压自动化生产线全线的同步与协调方式等一系列问题进行分析和归纳.该章还讨论了机器人概念设计的方法对机器人这样的现代复杂的机电一体化系统的重要意义,分析了视觉伺服系统及其相关的图象处理、神经网络、模糊控制、机器人多传感器信息融合等技术的发展现状；论述了研究与开发冲压机器人及新一代的具有自治能力的智能冲压机器人对冲压生产自动化,提高企业的制造水平与能力,提高企业快速响应市场的能力的重要意义.
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第二章介绍了UML建模语言的基本构成及作用,总结了使用UML建模语言进行系统概念设计的优越性.基于信息系统的建模理论,应用面向对象的软件工程方法,建立了基于UML的现代机械系统用例驱动的设计过程模型.总结分析了用例驱动方法进行机电系统概念设计的步骤及目标,并用这种方法进行了冲裁上料机器人SR09的概念设计,对设计的结果进行了运动学动力学的仿真.
第三章以串联关节式机器人(简称操作臂)为基础,构成操作臂的杆件被看作刚体,建立了SR09的连杆坐标系统和Denavit-Hartenbcrg描述体系及运动转换矩阵,给出了视觉系统坐标系,机器人本体坐标系及端拾器坐标系三者之间的关系,推导了SR09操作臂的运动学与动力学方程,并给出了方程的封闭正反解,开发了一种简洁实用基于牛顿欧拉方程的动力学算法,进行了动力学分析与仿真.
第四章是关于机器人轨迹生成与最佳工作位置计算,这里轨迹是指位置、速度,加速度在关节空间或笛卡尔空间的时间历程.内容包括了常用的轨迹生成方法,对SR09的直线、弧线组成的综合轨迹进行了有圆滑过渡与无圆滑过渡的对比仿真试验研究,提出了一种基于SR09的最佳工作位置的优化算法.
第五章讨论了视觉系统的构成与线性摄像机的模型及摄像机标定主要方法,给山了SR09的视觉系统的标定方式及相应的内、外参数矩阵.机器人的视觉系统主要由图像获取、图像处理两大部分构成.图像获取主要通过数码扫描仪、相机等数字化设备获取目标图像,图像处理主要经过数字滤波消除噪声,通过二值化算法,使彩色及各种灰度图像成为便于处理的黑白图像,经过边缘检测得到物体轮廓构造,通过图像分割得到所需的目标的图像坐标.该章提出了基于BP神经网络的工件识别算法,试验表明该算法能较好地解决SR09视觉系统进行工件识别的技术问题.
第六章研究eye-in-hand方式下单目、双目机械手视觉伺服控制及基于位置的模糊PID控制,给出了单目Eye-in-Hand配置和双目立体配置下的视觉伺服控制模块的基本原理.主要内容包括：分析研究了单目Eye-in-Hand配置下的图像雅可比矩阵和基于PD(比例微分)的机械手控制算法,以及基于双目立体视觉的机械手视觉伺服控制,分别给出了SR09针对5个与8个工件特征点及直线与圆弧轨迹跟踪在Eye-in-Hand配置下的仿真实验.为提高机器人的自主性与适应性,从改善其工作性能,该章采用分段控制的模糊PID控制器,使得模糊控制参数和规则在控制过程中根据误差及变化率自动地调整、修改,从而使系统的控制性能不断改善,达到最佳的控制效果.SR09对斜平面内圆弧轨迹追踪仿真试验结果表明模糊PID控制效果较好.
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第七章是关于机器人多信息融合技术及控制.目前信息融合的方式主要有加权平均法,D-S证据法,产生式规则法,模糊理论与神经网络法.SR09机器人工作在物料抓取、搬运、物料放置的工作循环中,频繁与周围环境发生接触,保证机器人端拾器能够按规定的轨迹运动同时使其与环境的接触力在可接受的范围内十分重要.在没有力传感器的情况下,通过检测关节电机电流的变化了解关节力矩的变化,从而了解作用于操作臂末端的环境作用力的变化情况,产生接近觉,是控制机械臂精确安全定位,节省制造成本的一个好办法.该章讨论了视觉信息、力信息融合时,在无力传感器情况下基于关节电机电流反馈的力/位混合控制策略,实现了无力传感器情况下的机器人的接近觉反应,利用P.I.Corke博士的机器人工具箱构成了基于SR09的位置力矩控制仿真平台,进行了仿真试验.
第八章对全文作出总结,计划将进一步考虑SR09的弹性动力学及参数辩识问题,以使SR09向高速化与轻量化发展；同时,对SR09端拾器轨迹转折处的关节角轨迹的圆滑过渡曲线进行优化设计,以及视觉系统及物料识别的实时性问题将作进一步研究.
第三篇机械设计制造及自动化论文范文模板：中国单科性院校专业趋同问题研究
我国单科性院校专业设置的趋同,已成为大学综合化进程中最引人注目的一个现象.原先特色鲜明的单科性院校从学科专业的设置看,似乎已是千校一面.不仅如此,连续几年低于平均就业率的专业大多为不同类院校都设有的高趋同专业.因此,单科性院校的专业趋同现象遭到了种种非议,单科性院校的综合化发展也由此受到种种争议和怀疑.对此,我们不由深思:专业的趋同是否完全不合理它是否一定归根于大学的综合化发展如果是,为何同样经过综合化发展的众多一流大学依然特色鲜明、成绩显赫如果不是,那又是什么原因导致了专业的趋同这一系列的问题,不仅需要我们从理论上寻求解答,更需要我们对我国单科性院校的综合化实践进行深刻反思.
有鉴于此,本论文在大量实证研究的基础上,以单科性院校在我国的兴办为逻辑起点,以单科性院校向综合化发展道路的迈进为时间起点,以单科性院校不同阶段的专业设置状况为论证线索,对我国单科性院校的专业趋同现象进行理论和实践上的研究.论文由三部分组成:
第一,对我国单科性院校专业趋同的背景——大学综合化进行理论论证.通过揭示综合性大学优越于单科性院校的内在原因以及大学综合化发展的必然性,理性认识大学的综合化不仅具必然性,更具自然性,其学科门类不仅趋于齐全,更趋于综合,其发展不仅追求综合化,更突出特色化.为我国单科性院校的综合化实践从理论上指明了方向,也为专业趋同问题的研究提供了理论基础.
第二,在实证基础上,对我国单科性院校综合化发展历程和学科专业设置现状进行全面梳理和总结,指出专业趋同现象为我国单科性院校综合化发展中最值得关注的焦点.以客观描绘专业趋同现象的产生过程、如实呈现各类单科性院校专业趋同的不同演变过程以及准确揭示引起专业趋同的原因为目的,论文分门别类地对各类单科性院校的学科专业设置状况从1980年至今做了全景式地梳理和分析.
第三,在以上实证分析基础上,揭示出导致我国各类单科性院校专业趋同的共同原因和个别原因.并指出,专业趋同并非大学综合化发展的必然结果,专业趋同的产生也并非完全不合理,而高校对趋同专业的设置也并非完全出于非理性.基于此,论文对专业趋同的两大影响者——政府与高校,一一提了相关建议.
第四篇机械设计制造及自动化论文范例：基于可靠性分配与预计的高速精密冲压机床可靠性增长设计
冲压设备是机械制造业中的重要制造装备,在汽车制造、航空航天、船舶、家用电器等领域有着广泛应用,在国民经济中的地位举足轻重.随着工业化的进步,冲压设备对精度、效率、自动化、柔性化和可靠性水平的要求越来越高.而高速精密冲压机床是冲压设备的典型代表,在工业界享有“印钞机”的美誉,其行业地位可见一斑.
高速精密冲压机床作为现代化装备制造业的典型装备,代表着国内冲压设备的最先进水平.目前,该类机床已具备高精度、高效率、自动化和柔性化的特点,但当前国内的此类机床普遍面临着可靠性水平偏低的困境,与国外同类机床相比,可靠性差距较大.可靠性已成为制约国产冲压机床行业发展的主要因素之一.因此,冲压机床的可靠性增长是亟待研究和解决的共性技术问题.而可靠性设计是决定机床的可靠性水平的主要因素,解决高速精密冲压机床的可靠性增长设计问题是实现其可靠性增长的根本保证.其中,可靠性分配与预计是可靠性增长设计过程的关键核心技术.
本文主要通过以下几方面内容的研究,形成了一套专门用于高速精密冲压机床可靠性增长设计的方法流程,论文的主要研究工作如下：
（1）对国内外冲压机床的发展与现状、可靠性技术的发展与现状、冲压机床的可靠性研究现状以及可靠性分配与预计技术的研究现状进行了分析,提出了针对高速精密冲压机床的可靠性增长设计技术方法,并指出了实现冲压机床可靠性增长需要解决的关键技术,包括可靠性分析技术、可靠性评估建模技术、可靠性分配技术及可靠性预计技术.
（2）故障模式影响及危害性分析（FMECA）是开展高速精密冲压机床可靠性设计的首要工作.针对冲压机床的历史故障数据分别进行了各子系统故障部位、故障模式、故障件来源、故障性质等的统计分析,找出了机床的薄弱环节.借助模糊理论定量处理不确定性信息的优势,将多级模糊综合评价方法与FMECA方法相结合,对冲压机床的主要故障模式进行了危害性分析.依据模糊FMECA技术得到的冲压机床故障模式模糊综合危害度排序,对其主要故障模式提出了可靠性改进措施,为工程人员对机床实施可靠性增长设计提供了重要依据.
（3）可靠性评估模型能够反映出机床可靠性特征量的一般规律.通过分析复杂系统常用的可靠性评估建模方法,指出了方法存在的一些不足.为了尽可能地反映冲压机床可靠性的真实分布规律,在综合分析可靠性分布模型与神经网络模型各自特点的基础上建立了具有良好泛化性能的威布尔神经网络模型.设计了基于Bootstrap抽样原理的改进EM算法,用于威布尔神经网络模型参数的训练学习,并以具体算例验证了该模型及学习算法的有效性.对比了以威布尔模型与威布尔神经网络模型进行高速精密冲压机床可靠性评估的结果,结果表明：威布尔神经网络模型更能反映冲压机床故障数据的实际分布规律.
（4）可靠性分配是高速精密冲压机床可靠性增长设计过程中的关键技术.对于冲压机床产品来说,成本尤为重要,在可靠性分配设计过程中考虑与机床成本相关可靠性影响因素（包括直接投入、技术投入、维护保养、环境条件、维修、故障危害损失）的基础上,采用专家模糊评分与层次分析法将以上影响因素涉及的成本加权处理为模糊综合成本.根据产品成本与可靠性之间的经验关系,定义了能够反映冲压机床各子系统模糊成本与故障率映射关系的单参数对数型努力函数.以冲压机床整机的可靠性指标为约束,以模糊综合成本最低为目标,建立了基于单参数对数型努力函数的可靠性分配最优化模型.模型求解过程借助罚函数法消除模型的约束条件,采用模拟退火算法求解了冲压机床可靠性分配的实际工程案例,得到了冲压机床的可靠性分配设计方案.
（5）可靠性预计是在完成冲压机床的可靠性分配设计后针对其分配设计方案进行的可靠性指标预测计算.在冲压机床的可靠性预计过程中,对比分析了机床改进前后与可靠性相关的多方面影响因素,包括功能复杂性、结构复杂性、可修复性、技术水平、零部件质量等级、工作载荷、维护保养状况,并采用层次分析法确定了各可靠性影响因素权重.由工程经验丰富的专家对冲压机床各子系统改进前后各可靠性影响因素的状况进行专家模糊评分,以各因素的加权模糊综合评分为指标计算各子系统的可靠性增长系数,针对改进冲压机床建立了基于威布尔分布的可靠性模糊层次分析预计模型.采用蒙特卡罗仿真法预计改进后冲压机床整机及各子系统的可靠性增长水平,以实际工程案例验证了该方法的可行性.
本文通过以上内容的研究,完善了冲压机床的故障分析方法；建立了更能反映冲压机床可靠性实际分布规律的威布尔神经网络模型；从最节约成本的角度研究了冲压机床的可靠性分配方法；建立了冲压机床的可靠性模糊层次分析预计模型.同时,对机床可靠性评估建模与可靠性增长两个研究方向的发展趋势进行了分析与展望.文中的主要创新内容如下：
（1）将多级模糊综合评价应用于高速精密冲压机床的故障模式影响及危害性分析（FMECA）中,实现了冲压机床故障模式影响危害性的定量分析,弥补了传统FMECA方法中对部分主观经验信息定性分析的不足.
（2）建立了适用于复杂可修系统可靠性评估建模的威布尔神经网络模型,并设计了能够实现威布尔神经网络模型参数快速学习计算的基于Bootstrap抽样原理的改进EM算法.该网络模型具有良好的泛化性能和自适应特性,能够有效避免机床可靠性建模过程中模型优选及拟合优度检验的过程.
（3）依据努力函数的性质,设计了一种单参数对数型努力函数.该努力函数能够反映冲压机床各子系统模糊成本与故障率的映射关系.基于该努力函数,建立了以高速精密冲压机床模糊综合成本最低为目标的最小努力可靠性分配模型.该可靠性分配模型克服了冲压机床可靠性分配过程中模糊成本信息缺乏定量依据的问题.
（4）将专家模糊评分与层次分析法结合,用于确定冲压机床可靠性分配与预测过程中可靠性影响因素的权重.建立了基于模糊层次分析的可靠性预计模型,采用蒙特卡罗仿真的方法求解出冲压机床改进设计方案的可靠性预计仿真结果,用于验证冲压机床可靠性分配方案的合理性.
第五篇机械设计制造及自动化论文范文格式：基于本体的工程学科框架研究
工程学科分类是工程教育和科技教育管理的重大议题(theme),理想与实际的差距又使之成为一个严重问题(problem).本文首先展现其相关背景,包括现有学科分类和实践的复杂景象、相应研究工作的欠缺和滞后,以及新世纪工程科技和工程教育的巨大变革对新的工程学科框架的迫切需要.
本文分六章探讨工程学科框架的形态和性态.
第1章“引言”,提出并界定了研究问题与解题思路.第2章“文献探讨”,辨析“工程”、“学科”、“专业”三个基本概念,梳理相关知识论、本体论和框架理论的理论元素,以便后续章节具体应用.第3章是框架形态研究,用第一手材料展现和分析中、美、俄、英、法、德、日、澳8个国家具有代表性的工程学科框架,是为第5章的实证研究提供可靠数据的基础.第4章是框架性态定性分析与综合,借助系统过程方式,以大量经考证的历史性资料,从工程活动、工程学科、工程知识体形成模式、工程职业、工程职能、工程过程、工程应用拓展与价值等多个侧面,挖掘出工程学科知识本体的基本元素,构筑了相应的本体模型,对其内涵和可能的应用进行了较为充分的讨论.第5章是框架性态实证研究,借助SPSS软件对被统计工程学科进行了多维标度分析(MDS)、因子分析(FA)和聚类分析(CA),给出表征框架性态的多个图谱,对可视化结果,以及所有框架全样本的主因子提取与可视化分析,并简要说明了它们的应用.第6章“结论”,总结全文主要工作,阐明创新点和研究不足,对未来研究予以展望.
本文研究工作的结果表明:
一、工程学科具有框架形态的多样性.各具特色的框架形态,分类层次、学科总数和学科名称不完全相同,当然各自的功用也不尽相同:三个英语国家的工程学科分类标准具有较宽的适用性,既用作统计,也供教育、研究、招生、就业等相关使用,而其他国家的分类标准则表现出应用的“专属性”,一些国家甚至在同类型应用中又有多个专门的标准.学科框架运作于不同的主客观环境,不加剪裁地照搬照抄以谋求统一框架显然并不可取.
二、工程学科具有本体元素的同一性.不同学科框架具有相似的内在性态,即具有内在的知识本体元素同一性.框架性态蕴含在本体的基本概念集合中,包括与基础工程学科的同源派生关系、与数学及相关自然科学的亲缘互补关系、在功能对象领域的基本分布状态、在生命周期中的主要运作阶段、对工程科技的物质,以及能量和信息的负载状态.加上学科的结构指数,工程学科知识本体完整地表达了框架的性态和形态.
三、工程学科框架的图谱给人新的认知.对12个框架1327个学科样本的多元分析与可视化,确认了工程学科体系中的设计、制造与矿业工程、物理学与电气工程、化学与化学工程、土木工程、生物学、数学的显著地位和作用,机械工程和力学是工程知识本体中最具普遍性的要素,对其他工程学科起着一种基础作用,工业工程在传统框架中处于弱势地位,大力发展与之关联的生产、经营和工程服务类的学科应成为新建框架的重要考虑.框架间的根本差异主要是在生产、经营、生命和生态等功能领域的不同侧重,以及对科学依赖或技术依赖的倾向性.
四、工程学科框架的全貌得以清楚展现.由于直接采用原始资料,译词反复求证、认真校订,尽可能避免了国外信息的以讹传讹和先入为主.对全球代表性国家的典型学科分类的相对客观清晰的描述,展现了生动而丰富多彩的工程学科面貌,为今后的相关研究提供了可靠的资讯基础.
五、学科、专业和工程概念得到进一步甄别.本文初步辨析和厘定了它们的内涵、区别与联系.除了给出“工程”的知识、活动和专业的三重定义外,本文还阐释了“学科”不是科学的专属品,科学以外的学问也可以有自己的学科,“专业”(profession)以及专业界、专业人才、专业领域、专业教育、专业资格论证等等术语中的“专业”,都是专门职业的意思,中国大学里的“专业”(相当于program)则是专门学业的意思.三个术语的内涵虽有重大区别,但可借助它们的知识定义和专业(组织)定义紧密联系.
21世纪工程和工程教育的发展呼唤新的工程学科框架,以解放和促进工程科技生产力.加强工程学科知识系统的核心成分,调整学科结构,开辟新的领域,发展工程服务等等,均是构建新框架的重要途径.作为重要的理论主张,本文提出用“工程链”统合工程的过程链与价值链,对它的创新实践将创造一个“大E”的工程.
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