機械模塊化設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：機械模塊化設(shè)計范文

1.1系統(tǒng)集成的實現(xiàn)組件技術(shù)的運用，需要進行標準化總線技術(shù)的借助，以便進行組件間的靈活配置通信關(guān)系的實現(xiàn)。而建立在組件技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)備控制的自動化思路則可以得到擴展，從而進行基于生產(chǎn)過程的多設(shè)備、多進程控制模式的實現(xiàn)。而作為一種橫向集成，該種集成工作的實現(xiàn)不需要依靠編程來實現(xiàn)。而縱向集成的實現(xiàn)，則需要進行TIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的利用，以便進行高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建。在進行該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時，可以路由為系統(tǒng)交互節(jié)點，以便進行現(xiàn)場控制總線與工藝以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的交互，從而使系統(tǒng)的速度得到最大限度的提升[2]。此外，管理節(jié)點可以直接接收采集與產(chǎn)生的信號，而現(xiàn)場也可以直接通過網(wǎng)絡(luò)進行管理層指令的接收。所以，縱向集成的實現(xiàn)，可以進行海量信息傳遞需求管理模式的實現(xiàn)，以便進行管控一體化的實現(xiàn)。

1.2“積木”模式的實現(xiàn)作為組件技術(shù)的突出特性，可組合性可以滿足用戶長期進行重復(fù)運作的應(yīng)用軟件應(yīng)用的需求。而該種模式被稱之為“積木”模式，被廣泛應(yīng)用在自動化控制系統(tǒng)中。為了使不同組件供應(yīng)商可以進行數(shù)據(jù)的自由交換，需要進行相關(guān)的具備一定開放性的信息通信協(xié)議的制定。而在組件技術(shù)的自動化控制下，則可以進行模塊化應(yīng)用的實現(xiàn)。而該種模塊的使用較為簡便，只需要與電源相連接。

2組件及模塊化機械設(shè)計在自動化技術(shù)中的實際運用

2.1在設(shè)計文件方面的運用一般的情況下，機械設(shè)計需要進行數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)與文件的納入。所以，設(shè)計人員只有做好文件和數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)工作，才能較好的完成機械產(chǎn)品的設(shè)計工作。但就目前來看，多數(shù)設(shè)計人員一味關(guān)注產(chǎn)品的開發(fā)問題，卻忽視了將組件設(shè)計與模塊相結(jié)合的問題，于是導(dǎo)致了組件設(shè)計與模塊的應(yīng)用遭受了限制。而為了進行組件設(shè)計中的自動化與模塊化的結(jié)合，則可以將設(shè)計劃分成多個模塊，并且為其進行相應(yīng)接口的設(shè)置。而這樣一來，這些接口與模塊就形成了組合，以便設(shè)計人員采用組件形式進行組合的整合[3]。此外，在實踐工作中，為了進行模塊化應(yīng)用水平的提高，在堅持傳統(tǒng)理念開展作用的基礎(chǔ)之上，設(shè)計人員還應(yīng)該做好模塊化的改造工作，從而使設(shè)計內(nèi)容與實踐內(nèi)容良好的結(jié)合起來。而設(shè)計文件是設(shè)計人員經(jīng)驗的累積，所以設(shè)計人員需要對設(shè)計文件進行模塊化的改造，以便為后續(xù)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。而設(shè)計文化的模塊化設(shè)計，就是將設(shè)計組件結(jié)合起來，從而在需要時進行提取。

2.2模塊化的步驟在自動化技術(shù)中進行模塊化機械設(shè)計的運用時，要按照一定的步驟來進行。首先，設(shè)計人員應(yīng)該遵循高層模塊依賴于低層模塊和抽象層次依賴于具體層次的思路和方法進行設(shè)計。在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要按照這一設(shè)計思路進行產(chǎn)品模塊的劃分。而在運用組件技術(shù)的基礎(chǔ)之上，則可以使多個模塊都具有連接接口，從而使不同模塊可以進行組合的完成。其次，在完成模塊的劃分后，則可以根據(jù)劃分情況進行工作與設(shè)計重點的調(diào)整[4]。一方面，需要考慮產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)的工作，使其生產(chǎn)流程與使用流程得到結(jié)合。另一方面，要進行組件自動化技術(shù)的運用，以便將組件自動化與生產(chǎn)相結(jié)合，從而將設(shè)計成果在生產(chǎn)中應(yīng)用。此外，應(yīng)該保證模塊具有二元性。而所謂的二元性，就是保證模塊具有標準的連接接口和輸出輸入接口，并且具有相對獨立的功能的同時，也具有相應(yīng)的組合能力。總之，在進行模塊化的設(shè)計時，首先要使模塊對應(yīng)的零件的功能性得到保證，然后還要進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)歸屬性的保證。

3結(jié)論

第2篇：機械模塊化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞 模塊化設(shè)計；機械設(shè)計；應(yīng)用

中圖分類號TH12 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）109-0160-02

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，用戶群體的有原來的集中式變?yōu)閭€體戶，這樣就要求機械制造商在制造的時候要減少成本，然而傳統(tǒng)的機械包裝的方法已經(jīng)不再適用于現(xiàn)在要求。從設(shè)計層面上看，模塊化在技術(shù)上的轉(zhuǎn)變已經(jīng)基本完成了。通過對劃分和組合來完成不同的種類的機械包裝，這樣就可以縮短工期，這樣能夠減少制造需要的成本。所以說模塊化從設(shè)計上還是制造上都是機械制造商最后的選擇。

1 模塊化的設(shè)計方法

對模塊的劃分、和可互換性等方面劃分的好壞可以直接影響模塊的實際能否成功。在進行劃分的時候不僅僅要考慮在制作的時候的方便性、同時也應(yīng)該考慮到在進行組合的時候是否能夠輕易的組合。所以，在設(shè)計模塊的時候，一定要進行詳細的劃分。同時，在進行模塊劃分時，應(yīng)該考慮到在系統(tǒng)中的可更換性；同時也要保證模塊在功能方面要有其獨立性；模塊之間的結(jié)合應(yīng)該方面分離等等。

在進行模塊設(shè)計的時候應(yīng)該注意模塊的組合，也就是模塊之間的結(jié)合面。為了能夠使，模塊之間進行更換，當然不同的模塊之間也要保證其能夠進行更換。所以，在設(shè)計模塊的時候，應(yīng)該保證模塊具有可更換性。同時也必須增加接口處的的規(guī)格化和標準化。

2 模塊設(shè)計的內(nèi)涵及特點

2.1 模塊化設(shè)計內(nèi)涵

模塊化包裝的機械產(chǎn)品，是指由特定的模塊在一定的范圍內(nèi)，組成不同種類和不同功能的包裝機械。在對模塊化進行設(shè)計的時候，有以下幾種內(nèi)涵：

1）縱向設(shè)計；2）橫向設(shè)計。也就是在保證參數(shù)的情況下，通過不同的模塊之間的轉(zhuǎn)換完成產(chǎn)品的變化；3）全系列的設(shè)計。其包括以上兩種設(shè)計方式。

2.2設(shè)計的特點

1）便于維修

在使用模塊化設(shè)計的時候，由于模塊具有可更換的特點，所以如果在機械包裝的過程中發(fā)生故障的話，只需要將不合適的模塊更換就可以。這樣省去了在設(shè)計的時間，以及方便維修；

2）簡化包裝設(shè)計

在過去的包裝中，進行設(shè)計的人主要根據(jù)產(chǎn)品的特點進行指定的包裝，所以設(shè)計出來的包裝只能使用于相同系列的產(chǎn)品，而對其他系列的產(chǎn)品不能夠應(yīng)用。采用模塊化設(shè)計之后，可以使一種設(shè)計滿足許多的系列的產(chǎn)品，只要在客戶提貨的時候進行模塊之間的更換即可在對傳統(tǒng)的機械化包裝進行設(shè)計的時候要對每一個零件的設(shè)計進行考慮，這樣就需要人員掌握的知識面廣，這樣不單單浪費時間，同時也消耗了人員的精力，這樣就導(dǎo)致機械的生產(chǎn)周期短，然而，在采用了模塊化之后，技術(shù)人員不用再考慮每一個零件的設(shè)計，只需要使用現(xiàn)有的模塊即可；

3）模塊化包裝的成本低

在進行模塊化包裝的時候，可以根據(jù)模塊特有的功能進行。同時也可以通過對模塊的不斷研究，不斷的完善其質(zhì)量和性能，以此來增加模塊化產(chǎn)品的數(shù)量。這樣就可以用較少的模塊組合成最多的機械包裝。在減少設(shè)計時候的同時，也減少了設(shè)計成本。

3模塊化設(shè)計機械設(shè)計中的應(yīng)用

1）模塊化技術(shù)和成組技術(shù)在對機械的包裝處理上有著一定的共同點。它們提出的依據(jù)都是現(xiàn)代產(chǎn)品的多樣化。進行成組的時候都是依據(jù)零件特點等因素，主要是利用物體之間的相似性，并且將這些相似的事物進行組合，通過對相似零件規(guī)范化的處理，達到小批產(chǎn)品也具有流水作業(yè)的情況。而模塊化追求的是小產(chǎn)品和中產(chǎn)品以及大批量零件之間的效果，也是利用它們之間的相似度，把一些零件劃分，最后制成模塊。它們之間的共同點主要表現(xiàn)是，對相似的零件進行集中處理；

2）模塊化技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)控機床對模塊化的劃分是指對機床運動分析和結(jié)構(gòu)分析得出的結(jié)構(gòu)，將具有同樣功能的結(jié)構(gòu)進行合理的劃分。所以說，模塊化劃分的好壞之間影響著模塊化設(shè)計的成??；

3）數(shù)控機床在進行模塊劃分時的原則。首先應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)上的要求進行劃分，其主要原則如下：

（1）將具有獨立功能的單位作為模塊，也就是說對已經(jīng)分解的單元結(jié)構(gòu)上的劃分盡可能的做到其獨立性，這樣方便不同模塊之間的進行組合，能夠拼湊出多種產(chǎn)品；

（2）部件作為模塊。在進行劃分的時候，以部件作為模塊，這樣能夠保證模塊的完整性，而且也能夠保證拼湊的產(chǎn)品的質(zhì)量；

（3）利用組件的方式作模塊。設(shè)計人員對模塊分解之后，還可以將模塊進行組件，通過不斷的試驗更換某些零件，可以使部件的用途增加，這樣比更換整個零件更具有經(jīng)濟效益；

（4）在進行模塊劃分的時候，還要考慮到機床中大件的劃分，保證其規(guī)范性，還要使其便于分離和結(jié)合。同時也要考慮到模塊的發(fā)展空間，定時的進行升級。

4）數(shù)控機床的功能分解。在對模塊進行劃分的時候，必須要考慮到整個車床的功能。把數(shù)控車床的總功能進行模塊的劃分，使其成為一個個獨立的功能，接著設(shè)計人員就可以進行模塊的劃分。

當然，設(shè)計人員進行分解時，首先應(yīng)該考慮的就是用戶需求。由于用戶之間的條件存在差異，所以會所在確定機床規(guī)格時候也要不同，也就是說在模塊的組成中也會存在差異。對單柱的數(shù)控來說，其總功能是車削。在將其進行劃分的時候，可以講車削的溝槽和旋轉(zhuǎn)面等方面進行。除此之外，還要將其的銑鏜功能進行劃分，這些功能可以按其的執(zhí)行功能和監(jiān)測等方面進行劃分。

4 結(jié)論

綜上所述，模塊化可以說是迄今為止機械包裝中最好的設(shè)計方法，其開創(chuàng)了機械包裝的設(shè)計的開放化和標準化。從而提高了機械制造商在競爭如此激烈的市場中的競爭力，同時也推進了我國機械化的水平。

參考文獻

[1]劉小鵬，張衛(wèi)國，鐘毅芳.機床模塊化設(shè)計中的模塊創(chuàng)建及應(yīng)用[J].華中理工大學學報，2009（5）.

第3篇：機械模塊化設(shè)計范文

最新的GD（齒輪驅(qū)動）系列Delta機械手采用開放式的框架和平臺，在提供了標準化和模塊化方案的同時，又可根據(jù)不同的應(yīng)用配置各種可選項。博世包裝技術(shù)提升了D3機械手的平臺，將負載增加至3公斤，從而確保更快的速度來提升拾取率。其快速的產(chǎn)品切換、操作和維護簡易的設(shè)計有助于生產(chǎn)商降低總擁有成本（TCO）以及減少投資回報期限（ROI）。

據(jù)博世包裝技術(shù)（瑞士）的銷售總監(jiān)Marc de Vries介紹：“隨D3平臺機械手的推出，我們?yōu)橐淮魏投伟b提供了更多樣化的解決方案。這種新的模塊化和可升級的設(shè)計提供了結(jié)合標準設(shè)備模塊的多種機械手方案。通過增加模塊化的設(shè)計，博世證明了其以客戶為核心的承諾，從而提高生產(chǎn)效率，降低總擁有成本（TCO），同時更快速地推向市場。另外，通過提高靈活性，新的平臺可幫助我們的客戶利用機械手自動化來形成競爭優(yōu)勢?！?/p>

廣泛的應(yīng)用范圍，增加多樣化

D3機械手平臺包含了多種特點用來提高生產(chǎn)效率以及幫助生產(chǎn)商滿足日益增長的產(chǎn)品多元化需求，例如：餅干、糖排、巧克力、糖果、烘焙食品以及立式機包裝的產(chǎn)品等。Marc de Vries說：“很多客戶在尋找能夠在同一臺設(shè)備上包裝多種產(chǎn)品的機械手設(shè)備。通過提升性能、增加有效負載和工作高度以及可選的用于產(chǎn)品轉(zhuǎn)向的第4軸或第5軸，我們顯著地擴大了產(chǎn)品應(yīng)用范圍?！?/p>

憑借行業(yè)領(lǐng)先的Gemini 4.0 Delta機械手控制器和軟件設(shè)計，新的產(chǎn)品可以通過線下模擬運行而不需要實物，從而減少了安裝和調(diào)試時間。更簡潔的平臺設(shè)計增加了產(chǎn)品切換速度和可操作性。

方便清潔，更有助于食品安全

D3平臺機械手的另外一個優(yōu)勢就是，它的衛(wèi)生性和開放式的框架設(shè)計，采用了更少的零部件和可視性更強的移動部件，這有助于制造商遵守日益嚴格的食品安全法規(guī)。電氣控制柜被放置在設(shè)備的頂部，使得操作人員在設(shè)備的正反面都可進行操作，以減少清潔和維護時間。

模塊化設(shè)計，提高生產(chǎn)的靈活性

第4篇：機械模塊化設(shè)計范文

完善工程組態(tài)工具與統(tǒng)一過程數(shù)據(jù)管理軟件是保證自動化系統(tǒng)準確快速投入運行的重要基礎(chǔ)，而具備開放性與集成性的自動化系統(tǒng)投入運行可以提高工程的成本效率。從需求角度看模塊化與標準化應(yīng)符合的條件如下：自動化系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)包含獨立且完整的控制程序。整個系統(tǒng)按照設(shè)定的程序完成某些特定的運行，既可以獨立完成也可以配合完成，這樣就實現(xiàn)了某些工藝流程的組合運行，在運行的過程中外界的數(shù)據(jù)交換不會影響本地的控制模式；自動化系統(tǒng)應(yīng)該包括本地的輸入與輸出設(shè)備，包括對強電的驅(qū)動設(shè)備；自動化控制也應(yīng)該具有標準的通信接口與數(shù)據(jù)接口，利用不同功能的接口，不同工藝模塊單元之間就需能非常通暢地進行數(shù)據(jù)交換與信息通信。按照此種要求，在數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理方面將完成需要大量的現(xiàn)場編程工作以達成控制目標，其中重要的環(huán)節(jié)就是協(xié)調(diào)物理接口與數(shù)據(jù)傳遞形式之間的差異。因為不同系統(tǒng)的通信協(xié)議需要轉(zhuǎn)換，但是目前還沒有器件與模塊來實現(xiàn)統(tǒng)一并完成此類轉(zhuǎn)換，因此需要在現(xiàn)場完成通信機制的轉(zhuǎn)換，這樣就會讓整個系統(tǒng)的前期工作量增加。數(shù)據(jù)接口通常會根據(jù)數(shù)據(jù)類型、長度等定義在存儲區(qū)域的地址和通信端口來編制一個數(shù)據(jù)接口表。這個表格描述的是數(shù)據(jù)如何從源地址經(jīng)過何種操作傳遞到一個目標地址。如對一個環(huán)境的溫度測量會從一個符號位的15 位二進制數(shù)，最終傳輸結(jié)束時很有可能已經(jīng)被分解為很短的 4 個字節(jié)儲存在不同的內(nèi)存區(qū)域內(nèi)。這些操作對一個電氣工程師而言不太困難，但是其工作量較大，如果遇到更加復(fù)雜的控制模式，就會給技術(shù)人員帶來技術(shù)性與工作量的雙重壓力。綜上所述，為了構(gòu)建一個容易實現(xiàn)的自動化系統(tǒng)，必須實現(xiàn)模塊化數(shù)據(jù)交互的簡單化，從而做到不需要編程而實現(xiàn)即插即用。所以模塊化和標準化應(yīng)成為自動化系統(tǒng)構(gòu)建的必要條件。

基于組件技術(shù)的自動化技術(shù)

橫向與縱向的集成在實現(xiàn)組件技術(shù)的時候，應(yīng)借助標準化的總線技術(shù)，組件之間可以利用此技術(shù)實現(xiàn)靈活的配置通信關(guān)系?；诮M件技術(shù)的自動化可以拓展到現(xiàn)有的基于設(shè)備控制的自動化思路上，進而實現(xiàn)基于生產(chǎn)過程的多設(shè)備、多進程的控制模式。此種控制是一種橫向的集成，并不需要進行編程即可實現(xiàn)集成工作。利用 TIA 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為整個控制網(wǎng)絡(luò)提供一個高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將路由作為整個系統(tǒng)的交互節(jié)點，完成現(xiàn)場控制總線與工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交互，這樣就可最大限度地提高系統(tǒng)速度，同時采集與產(chǎn)生的信號也可直接傳輸?shù)焦芾砉?jié)點，而來自管理層的指令也可通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到現(xiàn)場。這樣的垂直透明的集成可以輕松地建立起滿足大量信息傳遞需求的管理模式，進而實現(xiàn)管控一體化。系統(tǒng)可以實現(xiàn)“積木”模式組件的突出特點就是其可組合性能，即滿足易用且可重復(fù)的軟件功能。這就是一種“積木”的思路，它已經(jīng)大量應(yīng)用在自動化控制系統(tǒng)中。因為大多數(shù)的數(shù)據(jù)交互與通信都已經(jīng)建立在計算機平臺上，所以組件技術(shù)可以在自動化系統(tǒng)中形成一種事實化的標準，即某個公司的軟件成為了系統(tǒng)的基礎(chǔ)。然后再按照一種既定、開放的通信協(xié)議，使得不同的軟件供應(yīng)商之間的組件自由實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換?；诮M件技術(shù)的自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化的目標，即插即用。

模塊化設(shè)計與組件設(shè)計在機械設(shè)計中的應(yīng)用

設(shè)計文件的模塊化，在機械設(shè)計中，所應(yīng)用的文件與數(shù)據(jù)較多。設(shè)計人員將許多精力放到了產(chǎn)品本身的開發(fā)上，對設(shè)計中設(shè)計組件與模塊的結(jié)合意識不夠，這就導(dǎo)致組件與模塊的概念在機械設(shè)計的應(yīng)用上受到了阻礙。為了將組件自動化與模塊化設(shè)計結(jié)合，應(yīng)當將設(shè)計分割為多個模塊，并通過“接口”完成組合，這樣就可以利用組件自動將其組合起來，最終形成一個完整的產(chǎn)品。在實踐過程中，應(yīng)注意對設(shè)計文件進行模塊化改造，因為設(shè)計過程形成的諸多文件都是經(jīng)驗的積累。雖然數(shù)據(jù)與圖形不一定對產(chǎn)品設(shè)計有所幫助，但其也是設(shè)計過程的一部分，必然存在有益于產(chǎn)品設(shè)計的資料，且對后續(xù)開發(fā)也會有所幫助，因此應(yīng)對所有設(shè)計文件進行模塊化改造，使其適應(yīng)機械設(shè)計的需要。模塊化的設(shè)計文件在設(shè)計中的作用就是在需要模擬與組合的時候即可提取，將多個設(shè)計組件結(jié)合起來就可完成對新產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計，所以模塊化文件如果形成一個完整的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，也就為后續(xù)的開發(fā)與設(shè)計打下了基礎(chǔ)。機械模塊化設(shè)計過程，機械模塊化設(shè)計中應(yīng)注意高層模塊依賴于低層模塊，同時抽象層次依賴于具體層次，這是最為傳統(tǒng)的過程性系統(tǒng)設(shè)計的思路與方法。抽象層次包括了產(chǎn)品的邏輯性與功能關(guān)系，同時也包括了產(chǎn)品設(shè)計的宏觀的戰(zhàn)略性思路，是產(chǎn)品設(shè)計的指導(dǎo)。在模塊化機械設(shè)計的過程中，可以按照這個宏觀的抽象思路對產(chǎn)品進行模塊劃分，建立在組件技術(shù)上的模塊化設(shè)計可以讓多個模塊之間保有用于連接的“接口”，即不同的模塊在需要的時候可以完成組合。此時將頂層功能邏輯轉(zhuǎn)化為模塊，抽象的模塊層次邏輯就是具體的產(chǎn)品的零件或者子系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)，這就完成了產(chǎn)品設(shè)計前期的模塊化。按照前面的模塊劃分，開發(fā)的團隊就可按照模塊來重新分配工作與調(diào)整設(shè)計重點。在模塊化設(shè)計中，應(yīng)對產(chǎn)品生命周期中的各個環(huán)節(jié)進行充分考慮，如將產(chǎn)品的模塊劃分為工藝零件、采購部件、維修部件等。此時機械設(shè)計就成為了一個與生產(chǎn)流程與使用流程相結(jié)合的過程，雖然在模塊設(shè)計中一些劃分與企業(yè)的不同領(lǐng)域相沖突，但是可以通過協(xié)調(diào)來解決。最為主要的是模塊化設(shè)計必須應(yīng)用組件自動化技術(shù)，因為組件自動化可以與生產(chǎn)相結(jié)合，即除了模塊組合功能之外，在加工中組件技術(shù)也可保證設(shè)計成果直接應(yīng)用到生產(chǎn)中，這也是組件技術(shù)自動化對于機械設(shè)計而言的另一個重要輔助功能。最后，模塊應(yīng)具備二元性，即模塊必須有標準的連接接口與輸出輸入接口，有獨立的功能性，同時也具備相應(yīng)的組合能力。在模塊化設(shè)計中應(yīng)首先保證模塊對應(yīng)的零件的功能性，其次保證其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的歸屬性。

第5篇：機械模塊化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：低地板；低地板；司機室電氣柜；模塊化設(shè)計；三維布線

1.緒論

國內(nèi)長期以來，列車電氣柜的設(shè)計均是車下做好電氣柜機械結(jié)構(gòu)，在車上完成電氣設(shè)備的安裝，同時對設(shè)備布線配線進行電氣連接。整個電氣柜的施工主要在車上，并且采用人工散裝的方式完成。這種傳統(tǒng)的電氣柜設(shè)計方式顯然已經(jīng)不適用于我廠低地板列車的制造，一方面車上空間有限，不易操作，造成電氣布線不規(guī)范；另一方面占據(jù)某個臺位時間太長，影響后續(xù)臺位的生產(chǎn)。

低地板模塊化思維方式的引進，有助于低地板車輛制造工藝水平的提升。車輛電氣柜的設(shè)計實現(xiàn)模塊化以后，對分散車輛總組裝工序，使總組裝的若干工序轉(zhuǎn)為前置工序，化零部件為模塊，再將各模塊變?yōu)檎M裝車的工藝理念，對凈化總裝環(huán)境，提高部件組裝質(zhì)量水平都有很大幫助。下面以蘇州有軌電車1號線司機室電氣柜設(shè)計為例，闡述了司機室電氣柜的模塊化設(shè)計方法及理念。

2.模塊化設(shè)計流程

模塊化設(shè)計理念是在CATIA環(huán)境中對司機室電氣柜的機械結(jié)構(gòu)進行建模，完成電氣設(shè)備的安裝及三維布線，繪制設(shè)備安裝及布線工程圖以指導(dǎo)現(xiàn)場的模塊化施工，在設(shè)計過程中要遵循以下模塊化設(shè)計原則：

2.1.具有寬松的機械和電氣接口，便于快速生產(chǎn)和裝配；

2.2.具有靈活性，可選擇性組合、替換和升級、維護、更換；

2.3.符合EMC電磁兼容性設(shè)計原則；

2.4.具有相對獨立性、完整性；

2.5.具有相對通用性和互換性。

3.總體模塊化設(shè)計

3.2.接口設(shè)計

低地板車輛車體結(jié)構(gòu)上考慮到強度、視野等問題，采用將電氣柜吊裝在車頂橫梁的安裝方式。以ATC柜最大重量150kg來計算，采用M8的螺栓緊固4.結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計

4.1.柜體結(jié)構(gòu)設(shè)計

電氣柜柜體結(jié)構(gòu)要有足夠的強度作為載體，用于安裝電氣設(shè)備及控制元器件，根據(jù)安裝的不同設(shè)備的尺寸及安裝方式，確定柜子框架及安裝結(jié)構(gòu)。首先根據(jù)車輛的輕量化要求，選擇合適的材質(zhì)達到減重的目的，再次計算出柜體框架所使用的板厚來保證安裝的強度，設(shè)計出各種接口用于安裝設(shè)備。

司機室電氣柜柜體采用鋁合金材質(zhì)5754H22，厚度為3mm的鋁板，柜體主框架采用焊接結(jié)構(gòu)，部分支架采用螺栓及鉚釘連接。柜體主框架采用鈑金件折彎焊接連接，考慮到設(shè)備安裝的模塊化要求及可維護性，柜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用多模塊組裝結(jié)構(gòu)便于柜體內(nèi)部框架更換及維護。同時兼顧線束的敷設(shè)要求，各模塊間預(yù)留線束安裝空間，便于幾個模塊間線束安裝柜體采用整體框架結(jié)構(gòu)，外部設(shè)計有四個安裝支架，采用托舉的方式安裝于車體司機室內(nèi)橫梁上，防止電氣柜的轉(zhuǎn)動與振動。

4.2.設(shè)備模塊化安裝

設(shè)備安裝時分區(qū)布置，便于后期更換及維護，在設(shè)備安裝設(shè)計時同樣遵循了模塊化原則：

4.2.1.將主機設(shè)備與元器件分開布置，將發(fā)熱元件安裝在控制柜的上部或發(fā)熱部分延伸至柜體外部。[2]

4.2.2.需要經(jīng)常維護、檢修、調(diào)整的電器元件安裝于柜體下部。

4.2.3.電器元件的布置應(yīng)考慮安全間隙，并做到整齊、美觀、對稱，外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器可安放在一起，以利加工、安裝和配線。若采用線槽配線方式，應(yīng)適當加大各排電器間距，以利布線和維護；

5.布線模塊化設(shè)計

5.1.布線原則

機車的線束敷設(shè)以“TB-3153-2007機車車輛布線規(guī)則”為依據(jù)，對安裝在機車車輛上的電氣柜內(nèi)部線束進行敷設(shè)設(shè)計。

不論是在外部或線槽內(nèi)敷設(shè)的電纜，需要應(yīng)用機械固定附件或緊固件固定來確保安全可靠。

5.1.1.電力電纜、多芯電纜和束合電纜水平敷設(shè)時需要每300mm有一處機械固定，垂直敷設(shè)時500mm；

5.1.2.低壓電源用單芯電纜，單獨敷設(shè)電纜150mm有一處機械固定。[3]

并且電纜固定附件不安裝在經(jīng)常移動或者更換的部件上。電纜固定附件與機械設(shè)備的固定件相互獨立。并且在線束經(jīng)過的附近，各線槽、支架的斷面應(yīng)用膠皮保護

5.2.線束EMC防護

除此之外，電纜敷設(shè)時還要考慮電纜在敷設(shè)時對不同載流量或功率等級電纜的不同需要，并考慮電磁兼容及屏蔽問題。電氣柜布線采用屏蔽措施時，必須有良好的接地系統(tǒng)。

5.3.電氣柜三維布線

CATIA三維布線是指在虛擬3D環(huán)境下進行電氣裝置電氣屬性設(shè)置及線束排布、展平。電氣設(shè)計從機械設(shè)計環(huán)境開始，然后與線束鋪設(shè)二者統(tǒng)一達到完整的集成。設(shè)計思路是首先建立三維零件電氣設(shè)備物理模型，再在電氣設(shè)計模塊賦予設(shè)備電氣特性和相關(guān)的物理配線（建立電氣庫），之后進行相關(guān)的電纜分布（電氣布線），根據(jù)實際需要對3D產(chǎn)品線束展平（電氣展平），得出各等級線束的長度，車間便可以根據(jù)電氣展平圖制作柜體布線模板，完成模塊化設(shè)計的線束設(shè)計及制作。

參考文獻：

[1]蘇州有軌電車1號線車輛采購合同（技術(shù)規(guī)格書）.

第6篇：機械模塊化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：包裝機械 設(shè)計方法 改進

中圖分類號：TB486 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（c）-0090-03

包裝機械是機械設(shè)備的一種，它符合機械設(shè)備的各種特性，但是因為包裝機械的特殊性，它比一般性的機械又多了延伸的意義。我國包裝機械在經(jīng)過一段時間的發(fā)展后，技術(shù)手段正在走向成熟。然而，因為我國制造的包裝機械的穩(wěn)定性和可靠性等問題，在國際上廣為詬病。因此，必須改變這種現(xiàn)狀，從包裝機械的設(shè)計入手，優(yōu)化整個包裝機械的行業(yè)，以此來促進我國包裝機械行業(yè)的發(fā)展。

1 我國包裝機械設(shè)計的現(xiàn)狀

1.1 我國包裝機械的創(chuàng)新

當前，我國包裝機械的改進和設(shè)計能力不足，即創(chuàng)新能力無法滿足時代的需求。所以，我國包裝機械的設(shè)計大多是模仿國外的同類型機器，然后根據(jù)國內(nèi)的實際情況做一定程度的改動。我國包裝機械的改進和設(shè)計能力不足的原因主要有以下幾種。

（1）我國包裝機械設(shè)計人員的素質(zhì)不高。我國包裝機械的起步較晚，雖然發(fā)展得較快，但是并沒有掌握真正頂端的科技。設(shè)計人員應(yīng)用的設(shè)計理論和參考的設(shè)計規(guī)范比較陳舊，滿足不了包裝機械設(shè)計創(chuàng)新的需求。

（2）科學研究和產(chǎn)業(yè)結(jié)合不夠緊密。我國關(guān)于包裝機械設(shè)計的研究并不少，但很少能夠應(yīng)用在實際的生產(chǎn)中。因此，我國包裝機械設(shè)計的相關(guān)研究無法及時地在生產(chǎn)中實踐，驗證其可行性。

（3）資源配置不合理。我國對包裝機械的宏觀調(diào)控無法和包裝機械行業(yè)發(fā)展的速度相匹配，這導(dǎo)致了資源配置的不合理，阻礙包裝機械行業(yè)的發(fā)展。

1.2 我國包裝機械設(shè)計的方法

在我國包裝機械設(shè)計的行業(yè)中，仍然沿用著較為陳舊的方法。具體表現(xiàn)為以下幾種。

（1）模型模仿性質(zhì)高。我國包裝機械在設(shè)計時，往往是根據(jù)任務(wù)設(shè)計書的特征，尋找同類型的樣機，在此基礎(chǔ)上設(shè)計自己的包裝機械。整個設(shè)計中創(chuàng)新的程度較低，參數(shù)模仿的痕跡很明顯。

（2）性能指標不夠自主。我國包裝機械在確定設(shè)計任務(wù)后，機械設(shè)備的技能指標和技術(shù)性能的數(shù)據(jù)在很大程度上是仿造樣機的參數(shù)。因此，設(shè)計的包裝機械性能和樣機相比無太多進步之處。

（3）繪制圖紙。在完成性能指標參數(shù)的設(shè)定后，我國的包裝機械就開始進行工作原理圖的繪制和傳動系統(tǒng)圖的繪制。這個過程符合機械設(shè)計的標準流程，而且這方面的技術(shù)我國和發(fā)達國家并沒有太大的差距。

（4）其他設(shè)計。機械的設(shè)計是一個整體的工程，在設(shè)計的時候需要統(tǒng)籌整個機械的工作系統(tǒng)，設(shè)計到每一個零件。所以，在繪制完傳動系統(tǒng)的圖紙和工作原理的圖紙后，需要進行關(guān)鍵零部件的設(shè)計。然后，設(shè)計整個機械的工程圖和裝配圖，最后校核強度和剛度，確定施工圖。

我國包裝機械設(shè)計行業(yè)還停留在較為陳舊的模式上，缺乏必要的創(chuàng)新和高新技術(shù)手段的應(yīng)用，這是包裝機械設(shè)計行業(yè)發(fā)展的最大阻礙?；诖耍仨毤涌熳陨砀母锏牟椒?，參考國際先進的設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合自身的實際情況創(chuàng)新的應(yīng)用，這樣才可以給我國包裝機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的動力。

2 發(fā)達國家包裝機械設(shè)計的發(fā)展方向

包裝機械設(shè)計的大國有美國、德國和日本等，它們的包裝機械設(shè)計技術(shù)較為成熟，也經(jīng)過了較長時間的發(fā)展，所以產(chǎn)品的性能要優(yōu)于我國。它們的設(shè)計和生產(chǎn)都是以市場為基礎(chǔ)，在充分地了解市場需求后，進行針對性的設(shè)計。正因為如此，它們的包裝機械有很強的創(chuàng)新性和技術(shù)性，也符合市場的需求。美國、日本和德國等在包裝機械設(shè)計和生產(chǎn)領(lǐng)域領(lǐng)先的國家，它們在發(fā)展中有以下主要思路。

（1）注重自動化程度。自動化是指降低人在機械設(shè)備生產(chǎn)中的作用，加大機械自動化的程度。這是時展的必然趨勢，而且自動化的生產(chǎn)還可以利用機械手完成較為復(fù)雜的操作，讓生產(chǎn)的包裝機械產(chǎn)品質(zhì)量更高。再者，自動化的生產(chǎn)對提高產(chǎn)品的柔性也有一定作用，可以使產(chǎn)品滿足更多的需求。

（2）控制生產(chǎn)成本，著眼于客戶的需求。以德國的機械為例，其生產(chǎn)的包裝機械可以顯著提升產(chǎn)品的產(chǎn)出速率，可靠性也有極強的保證。這就降低了客戶生產(chǎn)的成本，使客戶的需求得到了滿足。

（3）采用模塊化的設(shè)計。模塊需要根據(jù)種類做出劃分，以方便客戶的選擇。通過這種設(shè)計，用戶可以選擇模塊的組合來決定產(chǎn)品的性能，以此來應(yīng)對市場的快速變化。同時，這種設(shè)計也減緩了包裝機械更新?lián)Q代的速度，用類似半智能化的設(shè)計手段來促進包裝機械的發(fā)展。

（4）產(chǎn)品機械和包裝機械的一體化。包裝機械是整個生產(chǎn)機械的一部分，以往的分體制使機械間的配合常出現(xiàn)問題，一體化的機械設(shè)備很好地解決了這一問題，推動了包裝機械的發(fā)展。

（5）注重計算機仿真技術(shù)。計算機的發(fā)展給機械設(shè)計行業(yè)的改革提供了技術(shù)支持，各種繪圖軟件和仿真技術(shù)共同推動了機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展。特別是方針技術(shù)在機械設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用，縮短了設(shè)計的周期，降低了技術(shù)開發(fā)的成本，加快了產(chǎn)品發(fā)展的速度。

（6）高新技術(shù)在包裝機械中的應(yīng)用。國外的包裝機械注重新科技的機械設(shè)計中的應(yīng)用。以包裝機械為例，他們將尖端的計算機技術(shù)、設(shè)計理論大膽地應(yīng)用在包裝機械中，然后在不斷的實踐中改進應(yīng)用的方法，最終實現(xiàn)包裝機械行業(yè)的進步。

3 包裝機械設(shè)計的改進方法

根據(jù)上述的分析可以得出，我國包裝機械存在設(shè)計創(chuàng)新不足和設(shè)計方法不夠優(yōu)化的問題。所以，我們需要改進設(shè)計的方法，加入我國特色的元素，用技術(shù)推動包裝機械的發(fā)展。以此來滿足市場發(fā)展的需求，促進我國包裝機械設(shè)計的發(fā)展。

3.1 從客戶需求入手改進包裝機械的設(shè)計

市場的發(fā)展和技術(shù)的進步給包裝機械的客戶提供了更多的考慮空間，所以他們的需求也發(fā)生了一定的變化。首先，他們要求提高包裝機械生產(chǎn)的效率。生產(chǎn)效率是成本的保障，提高生產(chǎn)的效率就提高了自身的市場競爭力。其次，客戶還追求包裝機械和生產(chǎn)機械的一體化，要求生產(chǎn)商改變生產(chǎn)的思路和方向。再者，客戶還追求包裝機械的柔性，要求其能適應(yīng)多種系統(tǒng)的工作和滿足產(chǎn)品變化的需求。除了上述的三點之外，客戶對包裝機械新的需求還體現(xiàn)在以下幾點上。

（1）售后要求。機械設(shè)備由于運作時間和運作環(huán)境的原因，會出現(xiàn)各種問題，影響正常生產(chǎn)。所以，維修的及時性就體現(xiàn)著設(shè)備生產(chǎn)生的競爭力。就以目前的情況而言，遠程診斷是最常用的一種方式，生廠商通過遠程的視頻和數(shù)據(jù)接受判斷設(shè)備的問題，然后指出維修的措施或者派出專門的維修人員進行設(shè)備故障的排除。對于一些大型的包裝機械設(shè)備和較為先進的包裝機械，我國的售后服務(wù)多以派出維修人員為主，因為現(xiàn)場情況的復(fù)雜和機械的運行參數(shù)傳輸不準確等問題，一直無法較好地處理售后服務(wù)?；诖耍梢约訌妭鞲衅髟诎b機械中的應(yīng)用，讓生產(chǎn)企業(yè)可以更好的了解設(shè)備運行中的各種參數(shù)，不僅可以保護自身的技術(shù)，還可以實現(xiàn)遠程診斷的目的，方便售后的維修。

（2）包裝機械的設(shè)計對環(huán)境的影響要小。當前發(fā)展的是可持續(xù)的經(jīng)濟，要求機械設(shè)備產(chǎn)生的污染物較少，產(chǎn)生的噪聲也要小，這就對包裝機械內(nèi)含的科技提出了更高的要求。但是當前我國的包裝機械在這方面做得還不夠好，設(shè)計和生產(chǎn)的包裝機械還是以追求利益和生產(chǎn)為主，忽視了機械設(shè)備附屬的價值。

（3）設(shè)備購買的成本盡可能少。包裝機械設(shè)備的競爭力在某種程度體現(xiàn)在價格上，客戶想用最低的價格購買性價比最高的產(chǎn)品。這種性價比更多體現(xiàn)在包裝機械設(shè)備的科技內(nèi)涵上，包含的科技越高端，其本身的附屬價值就越高，同等資源消耗，可以用更快的速度和更高的質(zhì)量產(chǎn)出更好的商品。

基于上述的幾點客戶需求，我國的包裝機械設(shè)計行業(yè)可以從這些方面入手，改進設(shè)計的方法和思路，以此來滿足市場的需求，完善自身的發(fā)展。

3.2 采用模塊化設(shè)計的思路

模塊化設(shè)計是一種統(tǒng)籌整體和局部的方法，對于包裝機械設(shè)備性能的優(yōu)化有著很大的作用。首先，模塊化設(shè)計及可以簡化包裝機械的設(shè)計過程。包裝機械的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，需要從多個需求入手，然后分別設(shè)計相應(yīng)的功能，最后綜合機械設(shè)計的原則和指標，完成包裝機械的整個設(shè)計。但是模塊化的設(shè)計卻可以極大程度地簡化包裝機械的設(shè)計過程，原本的模塊是固定的，只要根據(jù)功能需求選擇相應(yīng)的模塊，然后綜合在一起，就可以基本完成整個設(shè)計。其次，模塊化設(shè)計的包裝機械產(chǎn)品柔性程度高。模塊設(shè)計和機械設(shè)計不同，它可以獨立存在，隨時將最新的技術(shù)應(yīng)用在自身。因此，模塊化設(shè)計的更新?lián)Q代是極快的。在此基礎(chǔ)上，生產(chǎn)商可以通過模塊設(shè)計來替代原本的產(chǎn)品功能，可以符合多種需求，有很強的設(shè)計柔性。再者，模塊化設(shè)計生產(chǎn)包裝機械的成本較低。模塊化的包裝機械在設(shè)計和制造的過程中都可以通過選用相應(yīng)的模塊來完成，再加上設(shè)計的柔性較高，可以實現(xiàn)小批量的生產(chǎn)，降低了包裝機械的設(shè)計制造成本。

模塊化設(shè)計的優(yōu)點還有便于維修和成本較低。機械產(chǎn)品存在問題之一就是維修和保養(yǎng)困難，有時機械設(shè)備的維修和保養(yǎng)花銷遠遠超過了設(shè)備本身的價值。包裝機械也是如此，面對著維修困難的局面。模塊化設(shè)計很好地解決了這個問題，使不同模塊可以獨立地存在，在維修時只需要選擇相應(yīng)的模塊就可以，方便了維修的過程。模塊化的包裝機械在設(shè)計和制造的過程中都可以通過選用相應(yīng)的模塊來完成，再加上設(shè)計的柔性較高，可以實現(xiàn)小批量的生產(chǎn)，降低了包裝機械的設(shè)計制造成本。

當前的機械已經(jīng)向著自動化和智能化的方向發(fā)展，需要滿足多種需求。所以，包裝機械可以利用模塊化設(shè)計來優(yōu)化整個包裝機械的性能，盡快追趕發(fā)達國家的腳步，完善自身的發(fā)展，進而優(yōu)化整個包裝機械設(shè)計的行業(yè)。

3.3 綠色設(shè)計和虛擬設(shè)計

產(chǎn)品的設(shè)計是否成功在很大程度上取決于它能否迎合整個市場的需求和社會發(fā)展的法向。當前社會高速發(fā)展，也帶來了很多發(fā)展中的問題。所以，人們要求設(shè)計的人性化和綠色化，即設(shè)計的產(chǎn)品既能滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，又能體現(xiàn)以客戶為本的宗旨。我國是人口大國，人均資源的占有相對發(fā)達國家較少，必須把設(shè)計的方向?qū)蕪V大的群體，追求產(chǎn)品的性價比，從而優(yōu)化設(shè)計的產(chǎn)品。

虛擬設(shè)計是一種新型的機械設(shè)計手段，它是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而興起的，例如計算機的輔助繪圖軟件CAD和Solidworks等，它們可以實現(xiàn)在電腦上的三維繪圖，然后生成相應(yīng)的技術(shù)指標和性能參數(shù)。這種方式不僅可以用來檢驗設(shè)計的故障與瑕疵，還可以簡化整個設(shè)計的過程。最重要的是，這種設(shè)計方式很方便修改，可以根據(jù)客戶的需求做出各種調(diào)整，直到客戶滿意為止。虛擬設(shè)計是在計算機基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以它對計算機依賴的程度較高。但是這種依賴卻有利于包裝機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展，它不僅可以提高設(shè)計的速度，還可以將設(shè)計的成果進行模擬，檢驗其在特定環(huán)境下的工作狀況。

基于上述的分析，可以得出，虛擬設(shè)計和綠色設(shè)計是用現(xiàn)代的科技手段進行傳統(tǒng)的包裝機械設(shè)計。這是時展的趨勢，也給包裝機械設(shè)計行業(yè)提供了新的發(fā)展方向。但是這種設(shè)計手段還在逐步的探索和發(fā)展中，技術(shù)層面并沒有真正意義上的成熟。因此，必須加快這方面發(fā)展的腳步，不斷在實踐中完善技術(shù)的瑕疵，最終使綠色設(shè)計和虛擬設(shè)計發(fā)揮自身的優(yōu)勢，促進包裝機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展。

上述幾種包裝機械設(shè)計改進思路都是有成功的經(jīng)驗作為參考的，但是創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用也不容忽視。我國很多大學都開發(fā)出了軟件對包裝機械進行有限單元分析和優(yōu)化設(shè)計，然而因為企業(yè)和大學結(jié)合得不緊密，這些軟件應(yīng)用的程度并不高。因此，我國包裝機械設(shè)計的行業(yè)可以開展校企合作的形式，加快新技術(shù)的研發(fā)，以便于給我國包裝機械行業(yè)提供源源不斷的進步動力。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的包裝機械生產(chǎn)的批量較大、成本較高、品種較少，這已經(jīng)適應(yīng)不了市場的需求，必須加快自身改革的腳步。我國是包裝機械設(shè)計和生產(chǎn)的大國，如果不改進當前的設(shè)計方法，很難取得長遠的發(fā)展。所以，我國的包裝機械設(shè)計行業(yè)可以在參考國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，加快自身設(shè)計方法的改進，從而加速我國包裝行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1] 張克盛.改進包裝機械設(shè)計方法的新思路探討[J].中國包裝工業(yè)，2015（5）：60-61.

[2] 劉守謙.改進包裝機械設(shè)計方法的新思路[J].輕工機械，2005（4）：1-3.

第7篇：機械模塊化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：高職；連環(huán)載體模塊化；課程體系

作者簡介：陳偉珍（1963-），女，廣西南寧人，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學院，教授；莫燕江（1973-），女，廣西靈山人，廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學院，助教。（廣西南寧530023）

中圖分類號：G712     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）17-0092-02

目前，高職院校正在積極探索、實施基于工作過程的行動導(dǎo)向、項目化教學，以期通過教學改革達到提高畢業(yè)生職業(yè)素質(zhì)和崗位能力的目的。但是，在實施過程中遇到了教學設(shè)備、教學場地、師資不足等諸多棘手的問題，這些普遍存在的問題正是制約高職院校改革與發(fā)展的瓶頸。要在短期內(nèi)解決教學改革與教學資源之間矛盾突出的問題，單純從學校自身尋找解決的途徑是十分困難的，必須從專業(yè)培養(yǎng)過程與生產(chǎn)過程并行、學校與企業(yè)對接、課堂與車間合一、教師與技師融合等方面著手尋找解決問題的途徑。

一、高職機電類專業(yè)“連環(huán)載體模塊化”教學改革的思路

專業(yè)的培養(yǎng)目標、專業(yè)能力的培養(yǎng)過程與企業(yè)的生產(chǎn)目標、生產(chǎn)過程是不可分割的，過去的專業(yè)培養(yǎng)過程采用的是“三段式”教學模式，把專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)技術(shù)、專業(yè)實踐等課程按照目前的一體化項目教學模式完成教學后，理論上學生學完了本專業(yè)的所有課程，有了專業(yè)知識和技能，畢業(yè)生能夠達到人才培養(yǎng)目標的要求，但是，實際上由于課程之間不連貫，學習過程也沒有結(jié)合專業(yè)對應(yīng)的崗位工作、沒有及時地應(yīng)用知識、鞏固知識，學生容易遺忘，沒有辦法在工作甚至后續(xù)課程的學習中鞏固及應(yīng)用，最終的結(jié)果是培養(yǎng)出來的學生沒有專業(yè)特點，形成千人一面的結(jié)局，A專業(yè)懂的知識B專業(yè)也懂，A專業(yè)不懂的知識B專業(yè)也不懂，更多的是學生什么專業(yè)知識都不懂，什么專業(yè)技術(shù)都不精，這就是畢業(yè)生經(jīng)常感嘆“讀書沒有用，大學三年什么都沒有學會，什么都不會干”的原因。

為解決專業(yè)培養(yǎng)缺乏“專業(yè)特點”的弊病，筆者在機電類專業(yè)中嘗試了將專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)課程、專業(yè)實踐一線貫穿，構(gòu)建“連環(huán)載體模塊化”課程體系，有針對性地面向?qū)I(yè)對應(yīng)的典型工作任務(wù)和工作崗位設(shè)計課程體系、教學內(nèi)容，并在整個專業(yè)學習過程中以“連環(huán)載體+目標產(chǎn)品”的教學模式組織教學。在任務(wù)驅(qū)動下，學生完成整個目標產(chǎn)品的設(shè)計、制造、安裝調(diào)試、控制、維護等與企業(yè)產(chǎn)生流程相一致的工作過程，使機電類專業(yè)的學生通過專業(yè)學習了解專業(yè)培養(yǎng)目標、就業(yè)方向，掌握專業(yè)核心能力和專業(yè)知識的應(yīng)用，具備了較強的專業(yè)工作能力和就業(yè)的競爭能力。

二、高職機電類專業(yè)“連環(huán)載體模塊化”教學的實施過程

1.明確專業(yè)方向

首先，要充分調(diào)研、征集和參考一直工作在生產(chǎn)第一線的實踐專家的意見，尋找實踐專家在職業(yè)成長過程中的典型工作任務(wù)，明確專業(yè)培養(yǎng)目標和專業(yè)對應(yīng)的主要就業(yè)崗位、崗位工作任務(wù)、崗位能力要求，才能以本專業(yè)對應(yīng)的職業(yè)能力培養(yǎng)為中心，以專業(yè)核心技術(shù)技能為主線準確地構(gòu)建課程體系。例如，機電類專業(yè)面向機電產(chǎn)品、汽車、現(xiàn)代裝備制造業(yè)等區(qū)域內(nèi)支柱產(chǎn)業(yè)，對接機電設(shè)備維修工、數(shù)控設(shè)備電氣維修工、自動生產(chǎn)線安裝與維護技術(shù)員等崗位，培養(yǎng)具有較高的職業(yè)素養(yǎng)，掌握機電一體化技術(shù)理論知識，能操作機床設(shè)備、安裝調(diào)試機電設(shè)備與自動化生產(chǎn)線，能分析、診斷與排除數(shù)控設(shè)備與自動化生產(chǎn)線故障的高端技能型專門人才。

2.構(gòu)建模塊化課程體系

（1）構(gòu)建“連環(huán)載體模塊化”課程體系的原則。在具體構(gòu)建課程體系的過程中，按照高職畢業(yè)生“綜合素質(zhì)高、專業(yè)能力強、發(fā)展后勁足”的總體要求，以專業(yè)核心能力培養(yǎng)為主線，突出職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，構(gòu)建基于工作過程、與企業(yè)生產(chǎn)過程對接、便于培養(yǎng)學生專業(yè)能力的課程體系；強調(diào)“企業(yè)需求和學生需求并重”，按照“校內(nèi)學習與實際工作相一致”的要求，按照崗位能力的要求，與企業(yè)專家合作開發(fā)突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標準；淡化專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課和專業(yè)實踐課的界限；及時將新知識、新技術(shù)、新工藝、新材料、新標準以及職業(yè)道德、安全意識、環(huán)保意識等吸納進教學內(nèi)容中。

（2）構(gòu)建“連環(huán)載體模塊化”課程體系的方法。為了研究和實踐教學改革模式，筆者在認真調(diào)研、仔細對比分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的教學經(jīng)驗，根據(jù)機電類專業(yè)對應(yīng)的就業(yè)崗位：機電設(shè)備維修工、數(shù)控設(shè)備電氣維修工、自動生產(chǎn)線安裝與維護技術(shù)員等崗位群任職要求及其行動領(lǐng)域特征，序化機電類專業(yè)學習領(lǐng)域的教學內(nèi)容。參照國家職業(yè)標準構(gòu)建符合機電專業(yè)對應(yīng)的職業(yè)崗位、工作過程、技能要求的“模塊化”課程體系，共有三個核心能力模塊組成：機械零件設(shè)計與加工能力模塊、機床數(shù)控系統(tǒng)安裝與調(diào)試能力模塊、自動生產(chǎn)線安裝與維護能力模塊等。每個能力訓練模塊涵蓋若干專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程，根據(jù)三個模塊的能力訓練要求將基礎(chǔ)與專業(yè)、理論與實踐融為一體，例如機械零件設(shè)計與加工能力模塊涵蓋了制圖及測繪、機械基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、課程設(shè)計、機械制造技術(shù)及應(yīng)用、機械加工實訓、數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用、CAD/CAM等課程的內(nèi)容。此時要注意不能出現(xiàn)教學內(nèi)容的缺失與冗余，一些無法攏進某一模塊的教學內(nèi)容，如：機電專業(yè)原有的沖壓模具設(shè)計、機械創(chuàng)新設(shè)計等課程，可以通過選修或者拓展知識的方式給予彌補，對于滿足專業(yè)能力訓練后分離出的課程也可以刪減。由于三個模塊之間互相獨立，方便交替組織教學，即教學過程中同一專業(yè)不同班級學生在同一學期分別選修不同的學習模塊，便于管理和有效、合理地利用教學資源，確保教學工作能夠高質(zhì)量、高效率及低成本的運行。

3.設(shè)計“連環(huán)載體+目標產(chǎn)品”教學模式

“連環(huán)載體+目標產(chǎn)品”的教學模式，即以產(chǎn)品為目標，用學生在前面課程學習的成果作為后續(xù)課程的學習載體，用后續(xù)的學習去檢驗和鞏固前面的學習，從而激勵后續(xù)的學習，有效地培養(yǎng)了學生的專業(yè)能力。例如，機械零件設(shè)計與加工能力模塊在訓練的過程中，將制圖測繪、機械基礎(chǔ)、機械設(shè)計、課程設(shè)計、機械制造、機械加工、數(shù)控加工、CAD/CAM技術(shù)等內(nèi)容連貫為一體，相互滲透。制圖課的學習圍繞著測繪平面關(guān)節(jié)型機器人展開，而后續(xù)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的學習、零件課程設(shè)計以設(shè)計平面關(guān)節(jié)型機器人為目標產(chǎn)品，制圖課的學習就為機械設(shè)計基礎(chǔ)課程做好了鋪墊，零件課程設(shè)計的成果—平面關(guān)節(jié)型機器人的設(shè)計圖紙則為后續(xù)課程“機械制造技術(shù)”所用。該課程以加工目標產(chǎn)品“平面關(guān)節(jié)型機器人”為綜合項目展開學習，還有微機控制、電氣控制類的課程學習和能力培養(yǎng)都以同一產(chǎn)品為目標，做到了課程教學和能力培養(yǎng)的連續(xù)性，增強了專業(yè)認識。知識的連貫和延續(xù)，使學生在學習過程中，了解各門課程的作用以及前導(dǎo)、后續(xù)的關(guān)系，前后知識連貫起來反復(fù)學習、應(yīng)用和鞏固，循環(huán)提升學生的知識水平和應(yīng)用能力；整個學習過程就是目標產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程，專業(yè)的學習、訓練過程與企業(yè)的生產(chǎn)流程相吻合，對學生理解專業(yè)培養(yǎng)目標、就業(yè)面向、學習目標、課程作用、知識應(yīng)用與企業(yè)工作提供了捷徑。

4.“連環(huán)載體模塊化”教學的實施

在校內(nèi)實施“連環(huán)載體模塊化”教學，首先要構(gòu)建設(shè)備齊全、環(huán)境逼真的教學型工廠，引入企業(yè)的經(jīng)營、管理理念和模式，嚴格審定目標產(chǎn)品，確保實施產(chǎn)品設(shè)計、制造、安裝調(diào)試的可能性，使學生學習過程中得到企業(yè)員工的系統(tǒng)訓練，在校內(nèi)就接觸到真實的企業(yè)產(chǎn)品、企業(yè)設(shè)備、技術(shù)標準。具體辦法是：學生入學就作為企業(yè)員工安排到校內(nèi)的教學型工廠，學生學習、生產(chǎn)等活動完全納入企業(yè)的管理，定時輪換不同的工作崗位，在不同的崗位上完成不同的工作職責和目標產(chǎn)品，如：設(shè)計、制造、安裝調(diào)試、控制、維護等，并模擬企業(yè)的薪金和晉級制度，對學生的學習成果做出績效考核，使學生在校期間完成由學校到企業(yè)、專業(yè)到行業(yè)、學生到員工的身份轉(zhuǎn)變，真正做到零距離與企業(yè)接軌。

三、“連環(huán)載體模塊化”教學的效果

“連環(huán)載體模塊化”教學按照設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試與維護等企業(yè)生產(chǎn)工作過程設(shè)計課程體系、組織教學內(nèi)容和改革教學模式，將理論與實踐在項目完成中一線貫穿，突出綜合能力、應(yīng)用能力的培養(yǎng)，學生在學習過程中始終清楚自己該做什么，怎么做，達到了“學一樣，會一樣”的教學效果。

按“模塊化”方式構(gòu)建的課程體系，將若干專業(yè)核心課程連貫、嵌套，使學生在反復(fù)的行動訓練中掌握專業(yè)技能，形成職業(yè)能力，解決了專業(yè)與行業(yè)、學校與企業(yè)、學習與工作脫節(jié)的難題；“模塊化”的課程結(jié)構(gòu)方便學生根據(jù)自己的職業(yè)目標側(cè)重某一模塊的學習，滿足了學生個性化發(fā)展的需要?！斑B環(huán)載體+目標產(chǎn)品”的教學模式，使學生增加了學習樂趣，有效地培養(yǎng)了學生的專業(yè)能力和工作能力，最終完成的目標產(chǎn)品還大大增強學生的工作自信心和創(chuàng)新意識。教學改革試點班的學生在畢業(yè)制作和工作崗位中表現(xiàn)出的獨立個性、較強的工作能力和工作自信心是實施教學改革前的學生所無法相提并論的。

四、結(jié)束語

高等職業(yè)教育的不斷擴招，導(dǎo)致師生比偏高、教學設(shè)備不充足、教學改革無暇顧及、“雙師素質(zhì)”教師隊伍建設(shè)緩慢等現(xiàn)象。如何在資源匱乏的情況下保證教學質(zhì)量？這給高等職業(yè)教育提出了新的要求。在增配教育教學資源、提高教師隊伍能力的同時，嘗試構(gòu)建“連環(huán)載體模塊化”課程體系、實施“連環(huán)載體+目標產(chǎn)品”的教學模式，對解決現(xiàn)有教學資源匱乏難題是很有幫助的。但是，在實施的過程中，必須嚴謹?shù)脑O(shè)計專業(yè)目標產(chǎn)品，確保目標產(chǎn)品形成過程能夠緊緊地吸引學生，能夠?qū)W生提供全方位的專業(yè)能力訓練，還需要有一支綜合能力強的教師團隊，才能確保產(chǎn)品目標的實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]陳偉珍.高職“連環(huán)載體模塊化”教學思路探析[J].廣西教育,2011,(9).

第8篇：機械模塊化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：可重構(gòu)；機床；機械界面；模塊化設(shè)計

1、可重構(gòu)機床

1.1 可重構(gòu)機床

制造業(yè)廣泛實用的三種機床是：專用機床、組合機床和數(shù)控機床等三種。依據(jù)某一具體工件的屬性而設(shè)計制造用于加工該（類）工件的機床是專用機床。此種機床的特點是單一功能，設(shè)計和制造比較簡單，其精度、生產(chǎn)效率以及自動化水平都非常的高。與此同時，它只能針對某一特定零件進行加工，一旦該類零件不再生產(chǎn)該機床也就基本宣告結(jié)束壽命。該類機床的設(shè)計制造周期長、成本高。因此，專用機床主要是早起進行早期的工件加工使用。為了縮短設(shè)計和制造周期，同時實現(xiàn)對于小批量多品種的適應(yīng)，人們開始研究使用組合機床。組合機床不僅能夠完成專用機床的所有任務(wù)，并且能夠在短時間內(nèi)利用已有機床的部件或功能模塊實現(xiàn)機床的改造，從而柔性化的生產(chǎn)需求。組合機床使用了大量的通用零部件，在一定意義上說實現(xiàn)了重構(gòu)也就是通用件重復(fù)使用來滿足加工對象的變化。在此之后為了提高小批量生產(chǎn)的自動化水準，數(shù)控機床得到了廣泛的應(yīng)用。但是數(shù)控機床的陳本高、技術(shù)復(fù)雜等缺點?？芍貥?gòu)機床具有適應(yīng)性強、價格低廉的機床，集眾多機床的優(yōu)點于一體，同時有效的避免了它們的不足之處。

1.2 可重構(gòu)機床的特征

可重機構(gòu)床的機床是由一些基本模塊（零部件）根據(jù)功能的需求有機的結(jié)合到一起而成的；機床的結(jié)構(gòu)布局可以根據(jù)所需要生產(chǎn)產(chǎn)品的具體要求進行變化和重組；組合機床的各個模塊如硬件、軟件等都是已經(jīng)建立起統(tǒng)一的標準；機床各個模塊之間是具有統(tǒng)一風格的界面，各部分界面都是標準化的?？芍貥?gòu)機床的功能是可以改變的，但是都是以產(chǎn)品族為基礎(chǔ)?？芍貥?gòu)機床可以極大限度的縮短產(chǎn)品改型換代所需要的時間，能夠在滿足零件的加工要求下，簡化了機床的各部分功能和結(jié)構(gòu)?？芍貥?gòu)機床在提高產(chǎn)品加工質(zhì)量的同時，極大地降低了生產(chǎn)企業(yè)的成本?？芍貥?gòu)機床的維修性好，相應(yīng)的模塊出現(xiàn)問題只需維修或更換相應(yīng)的模塊就可以繼續(xù)工作。

2、可重構(gòu)機床機械界面設(shè)計

2.1 界面的模塊化設(shè)計

模塊化設(shè)計是由模塊的劃分、設(shè)計和綜合；模塊之間界面的通用化和標準化設(shè)計兩個部分組成的。模塊化設(shè)計理論雖然在上個世紀就已經(jīng)提出來，但是實際的生產(chǎn)中確是一直沒有應(yīng)用開來。分析其主要原因在于人們常常將注意力關(guān)注到模塊的劃分、設(shè)計和組合方面對機械界面部分缺乏一定的研究。實際的使用中機械界面的設(shè)計好壞和標準化與否，都與模塊化設(shè)計息息相關(guān)。對于可重構(gòu)機床，由于重構(gòu)頻率極高，如果不能實現(xiàn)模塊之間的快速高精度互換，可重構(gòu)機床就沒有任何實際意義。

可重構(gòu)機床界面按照功能進行劃分包括機械界面（動態(tài)界面和固定界面）；動力界面；數(shù)據(jù)界面等。本文主要針對可重構(gòu)機床的機械界面進行設(shè)計探討?？芍貥?gòu)機床的機械界面主要分為兩大類：界面之間有相對運動和界面之間沒有相對運動。界面的研究主要包括以下內(nèi)容：界面的結(jié)合精度、可靠性、穩(wěn)定性和界面的標準化、模塊更換的快速性。此外，可重構(gòu)機床的界面與可重構(gòu)制造系統(tǒng)其他部分界面之間的快速互換也是一個研究熱點。

2.2 機械界面的設(shè)計

可重構(gòu)機床系統(tǒng)中的機械界面強調(diào)快速可重構(gòu)。機床系統(tǒng)由標準模塊通過標準界面裝配而成，并可以快速改裝以滿足不同的加工要求。所以，可重構(gòu)機床系統(tǒng)中的機械界面設(shè)計應(yīng)當包括機床本體、控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等。

因為可重構(gòu)機床系統(tǒng)的設(shè)計是根據(jù)加工任務(wù)的運動分析一機床模塊庫中模塊匹配搜索一擬定可重構(gòu)方案等步驟完成的，所以機床的主體、工作臺、立柱、主軸頭、換刀裝置、夾緊單元等都應(yīng)設(shè)計成具有標準界面的標準模塊。同時，為了提高設(shè)備的效率及加工精度，還應(yīng)考率機床所配置的各種檢測裝置的通用界面問題，如刀具磨損檢測裝置、機床精度檢測裝置、機床熱變形檢測裝置等。

第9篇：機械模塊化設(shè)計范文

摘要：隨著我國中等職業(yè)教育的快速發(fā)展，學生培養(yǎng)目標發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變——以滿足社會需求，符合企業(yè)要求，具有良好職業(yè)道德和專業(yè)技能，服務(wù)學生和地方經(jīng)濟發(fā)展為目標。專業(yè)課程的教學與研究同樣需要改變教法，要注重實踐能力，以有效教學策略的實施為手段。

關(guān)鍵詞 ：中職 教學做合一 理實一體化 項目模塊化

機械制造工藝基礎(chǔ)課程是集工程材料、熱處理工藝、機械零件毛坯成形等內(nèi)容為一體的綜合課程。學生學習時感到枯燥無味、內(nèi)容冗余、雜亂無邏輯性。因此，要提高課程有效教學，重要的是改變舊的教學形式，合理安排課程，增加教學趣味性，調(diào)動學生學習的積極性。以下是筆者對提高課堂教學策略的幾點思考。

一、課前充分準備，精心設(shè)計教學環(huán)節(jié)

課前準備一定要充分，不光要備教的內(nèi)容，還要備學生：如何讓學生將關(guān)注度集中在教師授課內(nèi)容上；怎樣安排師生互動；教學過程中可能出現(xiàn)哪些問題，老師怎樣調(diào)控；怎樣評價等。教師上課前做了充分準備，教學設(shè)計合理，教學形式多樣了，學生才會在感興趣的有趣氛圍中學習。

如在機械制造工藝基礎(chǔ)教學中講授鑄鍛焊時，該部分包括金屬變形理論、鑄鍛焊毛坯制造方法和缺陷分析等內(nèi)容，教師授課應(yīng)循序漸進，由淺入深開展各部分教學。如鑄造加工應(yīng)該按金屬的鑄造性能和收縮性、常見的砂型鑄造和幾種典型的特種鑄造、鑄鐵的冶煉、澆注及鑄造產(chǎn)生的缺陷的順序授課。如果將教學順序顛倒，知識的邏輯性和自然性被打亂，不利于學生接受教學內(nèi)容。

二、創(chuàng)設(shè)豐富的教學情境，讓學生身臨其境

輕松和諧的課堂氣氛能喚起學生學習的熱情，愉快的情感體驗會使人精神煥發(fā)、思維活躍。教師在上課初就要抓住學生的胃口，讓學生自覺、愉快地跟緊教師的教學活動。近年來筆者學校提倡教師采用體驗式教學模式授課，通過教師在課前備課時設(shè)計的跟教學內(nèi)容相關(guān)的情景進行展示，使學生快速被吸引過來。

以機械制造工藝基礎(chǔ)來說，在講解齒輪結(jié)構(gòu)與參數(shù)時可以通過模型展示講授此輪齒數(shù)、分度圓、漸開線、齒輪模數(shù)等，在展示模型之前可以播放齒輪的發(fā)展、齒輪傳動的應(yīng)用、齒輪傳動的演示過程等視頻。利用輔助手段教師可以有效集中學生的注意力，因為學生對課堂上實實在在的東西更感興趣。

三、理實一體化，做到教學做合一

機械制造工藝基礎(chǔ)是機械學科一門重要專業(yè)課程，該課程最大的特點是理論和實踐統(tǒng)一。除了課堂上教師講解的，學生想真正理解、掌握，必須通過實踐動手操作。很多“差生”理論知識較差，但實訓很積極，能力往往比理論成績好的學生強。抓住這個特點，完全可以彌補這些學生的不足。

如在機械制造工藝基礎(chǔ)車工切削加工，講解車床進給量、切削速度、被吃刀量車削三要素時，教師課堂講解多次，學生仍然問題很多。如果通過實踐操作訓練來教學，學生參加實際切削加工時，必須親手做、必須要考慮這三要素。如果學生課堂理論沒學好，只有去翻書查找、請教同學或求教教師，不知不覺中，學生加深了印象，加強了理解，完成了實踐，掌握了知識。

四、以項目教學為引導(dǎo)，推進教學策略的實施

項目模塊化教學是將課程體系中的知識重組，使授課內(nèi)容模塊化。學生在學習本課程前，已經(jīng)學過了金屬工藝學、機械基礎(chǔ)等，那么授課時重復(fù)的內(nèi)容就要簡單概括，不做重復(fù)講解，重點培養(yǎng)學生運用所學解決實際問題的能力。因此，相應(yīng)地調(diào)整教材中的章節(jié)，重組知識結(jié)構(gòu)，建立以“項目為章、模塊為節(jié)”的教學模式。

如機械制造工藝基礎(chǔ)中機械加工技術(shù)部分，主要模塊包括車、銑、刨、磨、鉆、鏜等傳統(tǒng)的機械加工方法和金屬切削加工工藝基礎(chǔ)子模塊。各種機械切削加工方法都包括了機床結(jié)構(gòu)、刀具夾具選擇、工件裝夾和切削要素等內(nèi)容，可引導(dǎo)學生根據(jù)以前所學，總結(jié)機械切削加工特點，再結(jié)合學生鉗工、車工實訓的經(jīng)歷，提出疑問，激發(fā)學生解決實際問題的興趣和信心，使學生自覺學習項目里各模塊的知識點。

總之，機械制造工藝基礎(chǔ)教學旨在通過體驗式的項目化教學設(shè)計，通過教師和學生的教學做合一的共同努力，充分提高學生學習興趣，轉(zhuǎn)變學習方法，明確“理論是基礎(chǔ)，實踐是能力”的學習目標，讓學生真正在“做中學，學中做”，實現(xiàn)理論技能雙豐收。

參考文獻：

[1]陳本德.《機械制造基礎(chǔ)》課程模塊化教學模式的設(shè)計與實施[J].三江學院學報,2011(3).