中心简介

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机械工程实验中心概况

       机械工程实验中心成立于2006年10月,是培养机械工程领域高级工程人才的实验实践基地。培养学生具有创新精神、驱动创新意识,具备扎实的科学技术、工程专业和人文社会知识,工程设计能力、集成创新能力、工程实践能力、知识学习能力、分析综合能力、开拓创新能力,使学生打下现代工程师素质、知识和能力的扎实基础。机械工程实验中心也是我校机械工程学科教师教学、科研的基地。

是实验室教师、理论课教师进行科研活动、提高业务水平的重要基地。

       机械工程实验中心服务主体是学生,机械工程实验中心以学生的实验教学为中心开展各项活动。实验教学包括实验、工程设计、工程测绘等实验教学活动,旨在使学生增强知识的理解,技术技能的掌握,逐步具备现代工程师素质、知识和能力,从实验教学层次角度包括基础实验、专业综合实验、工程实践活动、科研项目,实验类型有演示性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验以及研究性和创新性实验等。
实验中心由力学与工程材料实验室,设计制造实验室,测量与工业自动化实验室,制造装备技术实验室,信息物理系统实验室及机械工程创新中心等六个实验分室组成。

         实验中心实行主任负责制,实验中心主任负责中心的全行政管理、教学管理、教学工作,主要有:负责编写实验中心建设规划和计划,并组织实施和检查执行情况;根据学校教学计划承担实验教学任务。完善实验指导书、实验教材等教学资料,安排实验指导人员,保证完成实验教学任务;努力提高实验教学质量;科学管理,贯彻、实施有关规章制度;负责实验室工作人员的培训及考核工作;定期检查、总结实验中心工作,开展评比活动等。

          中心分实验室负责人岗位职责。熟悉本领域国内外学术和技术动态,提供学术和技术指导;根据本学科实验室发展要求,提出实验室建设方向,制定实验室发展规划;积极开展实验课题的研究,及时更新实验内容,编写实验讲义和指导书;负责指导大型精密仪器设备的引进、验收、安装调试和技术开发工作;掌握先进的实验技术手段,承担和指导实验装置的研制及有关仪器设备的改造工作,解决本学科实验技术中的疑难问题;指导分实验室工作人员的业务工作和学习;协助实验中心主任做好实验中心的各项工作等。
 
           实验教师岗位职责,具有本学科实验理论和实验技术技能;负责制定实验方案、设计实验方法,编写实验大纲、实验讲义和指导书,开展实验课题的研究,及时更新实验内容;认真备课,作好课堂指导,保证实验教学质量;认真查阅学生实验数据,批改实验报告;组织学生实验课成绩考核;在拟定教学、科学实验方案以及在开展实验课题的学术研究中起带头作用;参加仪器设备的验收、安装、调试与功能开发工作,参加仪器设备的管理、维修、计量及标定工作;首次开的实验,指导教师要进行试作,并做好试作记录;完成实验中心主任交办的其他工作。

          实验教学大纲依据学生培养计划制定,由教务处负责协调,实验教学任务下达到各学院,由各学院主管教学副院长协调并为实验中心确定教学目标。实验中心主任按照教学目标,与相关实验教师和实验技术人员一道,进行软硬件的建设,包括课程体系、实验项目、实验内容、实验方法和手段,及实验基础设施条件、实验仪器设备、实验耗材等。

构建面向工业4.0的先进制造技术实验室体系

         机械工程实验中心以信息物理融合式生产系统为核心,发展、构建适于先进制造技术研究及应用的实验室体系。
        先进制造业是现代产业体系的主体,是一个国家、地区综合经济实力的体现,是未来经济增长的驱动力。先进制造技术将呈现智能化、集成化、信息化、知识性等特点。中国《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》明确以战略新兴产业的发展为契机,突破制造业数字化、智能化关键技术,在工业革命制高点中占据有利地位,实现产业竞争力的持续提升。德国政府于2013年4月推出“工业4.0”的国家战略,旨在支持工业领域新一代革命性技术的研发与创新,提高工业竞争力,在新一轮工业革命中占领先机。“工业4.0”强调通过网络与信息物理系统(Cyber-Physical System)的融合来改变当前的工业生产与服务模式,将传统工业生产与现代信息技术相结合,将集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,并最终实现工厂智能化、生产智能化。18世纪引入机械制造设备定义为工业1.0,20世纪初的电气化为2.0,始于20世纪70年代的自动化定义为3.0。美国通用电器公司于2012年提出了“工业互联网”计划,目标是通过高功能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合,大幅提高现有产业的效率并创造新产业。美国国家科学技术委员会于2012年2月发布“美国先进制造业国家战略计划”,联邦政府制定加快先进制造业发展所面临的机遇及维护其健康发展所面临的挑战。
 

实验室构成

1、力学与工程材料实验室包括:工程力学实验室、机械工程材料实验室、热处理实验室。
2、设计制造实验室包括:机械原理实验室、机械设计实验室、机械制造基础实验室、计算机辅助设计实验室、工业设计实验室。
3、测量与工业自动化实验室包括:精密测量实验室、工业嵌入式系统实验室、机电传动实验室、测控技术实验室、光机电系统实验室。
4、制造装备技术实验室包括:数控技术实验室、工业机器人实验室、特种机器人实验室、材料成型与模具技术实验室。
5、信息物理系统实验室:机械工程虚拟仿真技术实验室、工业软件实验室、信息物理生产系统。
6、机械工程创新中心主要为学生、教师项目开发提供服务。
 

 

信息化建设 

        一、华南理工大学广州学院校园信息化以网络基础设施和基本网络服务为核心支撑平台,利用现代信息技术将华南理工大学广州学院的教学、科研、学科建设、管理、服务等活动移植到数字网络空间环境下,从而达到提高教学与行政工作效率、科研与人才培养质量的目的。采用B/S局域网架构,应用虚拟化技术,支持任何架构的教学软件,在任意时间、任何空间、任何终端上使用。平台分为硬件和软件两大部分,硬件部分包括虚拟专用网,SAN存贮,服务器群,接入网专线,其它网络设备等。

      二、“开放式实验教学管理系统”。利用互联网平台,开发网上教学系统,通过多媒体组合实验教学设计,扩大了教学信息量,提高了教学效率和质量,实现实验教学的科学管理,实现师生网上互动,提高实验室资源的使用率,优化实验设备的产出比。中心自2010年,自行研发了“开放式实验教学管理系统”,系统实现学生网上预约实验、预习、提交实验报告、网上教学、考勤、评分等,实现了实验教学的科学管理,大大提高了学生自主学习的积极性,促进了实验教学中心朝信息化、数字化发展。在完善机械工程实验中心实验教学管理系统的基础上,升级和开发现有实验教学管理系统,利用新媒体技术,开发微信和APP平台,使之成为基于互联网平台的教学资源丰富、使用便利、功能齐全的开放式教学平台.

   三、虚拟仿真技术应用
(1)机械设计仿真
        数字化设计类软件包括PRO∕E、UG和SOLIDWORKS等,这些软件具有虚拟的智能动态装配运动功能和模拟实体运动干涉检查等功能,使学生通过逼真的实体动态模拟设计掌握数字化设计方法,学习平衡美学和人机工程学与产品性能、质量、成本、材料、制造方法及其它因素之间的关系。
 

图3、数字化设计
(2)工业机器人技术及应用
        由于机器人价格昂贵、维护成本高,用于教学的机器人非常有限,很难满足大批量学生对机器人学习和操作的需求。针对目前现状,引入机器人离线仿真技术及相关软件,进行工业机器人虚拟仿真实验。

 
图4、工业机器人仿真
 
(3)数控仿真
        数控编程加工软件包括POWERMILL(铣削类)和 AUTOP(电加工)。POWERMILL具有强大的多轴加工实体模拟验证功能,可以通过虚拟加工的方法设定工件装夹方案、刀具选择和选择机床种类,完成刀具路径防过切检查,提升了数控编程的效率和安全性。使数控加工过程与工艺规程实践紧密结合,迅速培养学生的加工工艺编制能力。

图5、虚拟多轴数控机床编程加工仿真
 
(4)信号处理、机械工程控制理论
        采用Matlab、LabVIEW系统仿真与控制工具结合机械工程测试技术基础、机械工程控制理论教学内容,进行虚拟仿真实验教学。

(5)汽车车身流体力学仿真
       通过对ANSYS Workbench,FLUENT软件的运用,进行车架轻量化设计,车身空气动力学仿真。
       通过大量应用计算仿真技术,目前可开发每度电可跑400公里以上的节能电动车。

图6、车架模型应力云图

图7、侧面风的速度矢量图
(6)工业自动化虚拟仿真
    在工业自动化领域的应用:通过软件仿真系统,实现PLC设备共享,完成工业自动化技术的训练和系统开发。
(7)德国SymPlus CNC计算机辅助教学系统
          包括凯勒SymPlus CNC软件实训中心。SymPlus CNC软件将数控加工中车削和铣削集成为一体。采用数字化3-D多媒体的教学模式,从基础数控机械  设备介绍,到CAD/CAM自动化系统编程,完全采用现代化仿真模拟数字计算机技术。
(8)模具拆装虚拟实验
          利用三维造型,机构运动分析,可视化仿真和人机交互等计算机应用技术,在计算机上以立体、交互的方式完成模具结构的认知和虚拟拆装实训。

图8、模具拆装虚拟实验


 




 
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