智能制造工程是集机械工程、控制、计算机科学和信息通信等多学科交叉融合的专业,也是典型的新工科专业[1]。专业培养目标是综合运用智能制造、现代机械设计方法、计算机技术和人工智能等理论进行智能制造工艺与装备开发任务的高素质创新型新工科人才[2-3]。在智能制造人才培养过程中,实践教学是激发学生学习兴趣、提高学生动手能力、提高学生解决实际工程问题能力和创新能力的重要环节[4-5]。
智能制造实践教学中面临的关键问题是如何构建智能制造工程专业实验教学平台[6-7]。为此,高校开展了相关的探索与研究。天津大学规划建设了虚实结合的智能制造实验教学系统,方便学生远程访问虚拟仿真实验[8]。西安交通大学联合陕西省智能机器人重点实验室提出了一种面向智能制造领域的多要素多元化培养体系,实践证明该培养模式可显著提高学生的专业技术水平和创新实践能力[9]。杭州电子科技大学开发了信息物理融合系统综合实验等多个实验项目,建立了智能制造技术综合实验平台[10]。虽然很多高校针对智能制造实验教学平台建设开展了诸多研究,但大多停留在理论层面或虚拟仿真层面,如何建设集综合性、多学科交叉融合的实践教学平台,打破原有实验教学内容间的割裂,还需进一步探索。
鉴于此,本文提出面向笔筒自动化生产的智能制造实验教学资源建设方案,构建了智能制造实验教学平台,融合了制造、机构设计、机器人、智能检测、数据通信、软件编程等方面实验教学内容,使学生在实验中了解智能制造系统涉及的关键技术,掌握工业机器人、数控机床和智能检测系统等常用智能装备的构成原理。
1 总体方案设计
2 智能产线中的重点单元与实验项目设置
3 结语
针对智能制造专业的实验教学,结合数控机床、机器人、智能检测等技术,构建了面向笔筒自动化生产的智能制造实验教学平台。该平台涵盖了机构设计、数控加工、机器人、机器视觉、数据互联互通等方面的实验教学内容,融合了加工制造、机械设计、运动控制、现场总线等核心课程,包括原理验证、综合实验、开放性实验、创新实验等实验类型,丰富了智能制造专业实验教学资源,打破了原有单独实验课程的教学孤岛,为新工科背景下智能制造的多层次、多学科交叉实验教学奠定了基础。
参考文献
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[5] 许德章.面向智能制造的复合型人才培养实践教学体系构建[J].大学教育,2020(10):161-164.
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[10] 陈国金,姜周曙,苏少辉,等.基于工业4.0的智能工厂实验系统的搭建及应用[J].现代教育技术,2017,27(7):121-126.
辛倩倩1,2,3 梁西昌1,2,3 万 熠1,2,3 侯嘉瑞4 朱振杰1,2,3
1.机械基础国家级实验教学示范中心(山东大学)
2.高效洁净机械制造教育部重点实验室(山东大学)
3.山东大学机械工程学院 4.山东大学工程训练中心 |