大型精密仪器设备（精选11篇）
大型精密仪器设备 篇1
随着我国教育事业的发展, 国家对教育经费投入逐年增加, 高校中大型精密仪器设备拥有量有显著的增加。大型精密仪器设备既是现代科学技术水平的标志, 又为现代科学技术的发展发挥着巨大的作用。高等学校作为培养科学技术人才的重要基地, 而高校实验室又是教学和科研的阵地。大型仪器有着举足轻重的作用。为了加强大型精密设备的管理, 充分发挥其投资效益和使用效率, 更好的为教学和科研工作服务, 我校实施了大型精密仪器设备共享管理办法, 来提高设备利用率。结合我校的实际情况, 谈谈我们的具体措施和一些体会, 供大家共同探讨。
1、严格大型精密仪器设备的申购、论证
学校大型精密仪器设备的申购、论证是大型仪器设备管理系统中最基础的工作, 也是整个大型仪器设备管理工作的开端, 这项工作做得好不好, 将影响今后管理的质量和效益, 影响学校教学和科研任务的完成。我校购买大型仪器设备必须由申购单位依据学校的发展规划和学院每年的教学科研计划向设备管理部门提出书面申购报告和计划, 由设备主管部门组织专家进行论证, 报主管院长批准后实施, 并由学校招标办向社会公开招标, 避免重复购置设备。论证报告是申购大型精密仪器设备的重要依据, 经过长期的实践、学习和交流, 对我院大型仪器设备论证报告的内容做了详细的要求, 内容包括: (1) 拟订购的大型仪器设备在教学、学科建设发展方面的必要性、所起的作用及主要用途, 承担工作任务量, 包括计划培养各类研究生、本科生人数与工作量。 (2) 组织机构、技术条件落实情况。 (3) 总体投资估算及投资效益。包括仪器设备的本体及附件、配件费、基建费或改建费、人员培训费、建成后的年度维持费等, 建立仪器设备专家库, 加强计划的论证和管理, 由专门的部门负责仪器设备购置计划的组织论证, 避免谁购买谁论证的做法。我校本着“保证重点专业, 扶持新专业”的精神, 将任务重、需要迫切、受益面大、条件具备的项目所需的大型设备, 优先列入购置计划, 使其能在教学、科研、生产中充分发挥作用。
2、大型精密仪器设备的管理
科学有效地管理是提高大型仪器使用率的基础和重要保障。只有科学的管理, 才能充分发挥人、财、物的最佳效果。
(1) 简化管理体制, 实现资源共享
大型仪器设备是国家的财产, 为充分发挥大型仪器设备在教学、科研中的作用, 提高仪器设备的使用效益, 学校对大型仪器设备实行“设备共享”原则。“设备共享”是指该设备面向全校, 为全校各院、系、部、实验室的教师和学生服务。我校大型仪器设备首先确保为校内教学、科研、生产等项服务, 大型仪器所在单位必须搞好与校内各院、系、实验室的协作共用, 管理部门积极创造条件为全院的教学、科研服务。
(2) 注重人员培训
科学技术发展日新月异, 知识不断更新的年代, 要求每个岗位的人都要不断学习, 不断充实自己, 对于大型仪器工作人员更是如此。否则面对大型仪器就会变得束手无策。可以通过不同的方式来提高工作人员的知识水平。一方面积极参加各种仪器使用培训班, 在不影响实验教学任务的同时, 积极参加仪器公司举办的培训班学习, 这样有助于我们更快地了解仪器的性能和操作技巧, 避免浪费不必要的时间, 少走一些弯路, 提高效率。一方面去兄弟院校进修学习。一方面提高人员学历。在注重人员短期培训的同时, 鼓励青年教师提高学历, 以不断提高他们的综合实力水平, 来适应飞速发展的科技。
(3) 统一领导, 专人负责
学校所有大型精密仪器由专人负责。专人负责的含义是指专门的人负责管理与使用, 具体包括:建立每台仪器的资料档案、日常维护保养、日常运行、日常仪器使用记录、功能开发等, 负责人每学期对仪器的使用率、完好率等数据进行统计及效益分析, 并上报学校主管部门, 对工作成绩显著的个人, 给予一定的表彰与奖励, 这样做既分工明确, 避免出现问题互相推卸责任, 又可充分发挥个人的主动性和能动性, 提高大型仪器的使用率。
(4) 制度建设
建立大型仪器设备效益评价制度。根据教育部《高等学校贵重仪器设备效益年度评价表》, 建立大型仪器设备的考核评价体系。切实做好大型仪器设备的效益评价, 建立合理的激励机制, 促进大型仪器设备资源的合理配置, 提高使用率。对使用率好的设备使用部门进行奖励, 反之对使用率不好的设备使用部门限制甚至取大型设备购置, 并进行相应的处罚。
3、大型精密仪器设备的使用
大型仪器设备必须配备中级以上职称的技术人员进行专人专管, 进行操作、维护和管理, 其他人员必须经过技术培训经主管部门认定后, 方可上机操作。大型仪器设备专门管理人员负责解决技术问题, 维持设备正常运转, 培训与指导上机人员, 扩大使用队伍, 组织在大型仪器设备上完成各种教学、科研、生产的使用任务, 开发新的功能, 使其发挥最大使用效益。设备专管部门根据每台大型仪器设备的特点, 制定使用、维护保养制度和操作规程。建立大型仪器设备日志, 记录使用运转情况、开机时数、用途、维护保养情况、故障及故障排除情况、损坏及原因、调转及使用交接等情况。建立定期维修保养和定期检验标定的制度, 以确保其准确性和灵敏度。大型仪器设备发生故障后, 要及时组织力量修复, 对较大事故, 当事人要及时写出报告, 由院、系有关人员组成小组分析原因, 查清责任, 提出处理意见, 事故报告要存档备查。大型仪器设备管理、使用设有《大型精密仪器设备使用记录册》, 详细记载大型仪器的各项基本情况, 其中包括损坏、维修、调转等, 以及使用情况, 包括用途、机时等。保证精密贵重仪器和大型设备经常处于最佳的技术状态, 延长使用寿命, 提高使用效率, 获取最大效益。
4、建立大型仪器设备共享管理系统
制约仪器设备共享的因素之一是信息不公开, 不要说学校之间, 就是一个学校内部各个院系之间谁有什么大型仪器设备都不是很清楚。因此, 建立大型仪器设备共享管理系统的其中一个目的就是使信息公开。随着网络技术的飞速的发展, 借助遍布全校的校园网, 把全校的大型仪器设备全部放到网络管理, 这样全校各部门的大型仪器的分布情况、使用情况、测试范围都能在网上显示, 并能在网上预约, 实现校园内资源共享。
摘要：如何充分发挥大型精密仪器的投资效益和使用效率, 是高校设备管理工作中的重要研究课题, 从影响大型精密仪器使用率和效益的诸多因素看来, 选型适宜、论证充分是保证大型精密仪器设备效能的前提。“设备共享”则是提高大型仪器设备使用效益的重要措施。
关键词：大型精密仪器,使用率,设备共享
参考文献
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大型精密仪器设备 篇2
大型精密仪器设备管理制度
（2001年10月）
第一章 总则
为了加强大型精密仪器管理，充分发挥大型精密仪器的作用，制定本办法。凡达到以下任意一个条件的仪器设备就属大型精密仪器，均属本规定的管理范围。
1、单价在10万元以上的仪器设备（含10万元）。
2、单价虽不满10万元，但一个完整的系统价格在十万元以上的设备。
3、国家科委指定的二十三种仪器设备。（见附件）
第二章 计划、论证、审购和验收
根据我院建设规划、发展方向、技术条件和经费可能，必须配备的大型精密仪器设备，由各系和院设备主管部门制定计划逐年实施，以提高我院的教学、科研水平。
院各教研室（组）、研究室在学院下达的经费范围内，根据教学科研需要，添置大型精密仪器设备时，事先要指定专人进行调查研究，提出可行性报告，并经主管部门审批后方能采购。
购置大型精密仪器要本着适用、节约的原则，凡低、中档大型精密仪器能满足实验需要的，不应购置高档大型精密仪器；凡能购买重要部件装配的，不要进口。整机凡国内可以生产、又能满足用户需要的，不再进口。
必须建立验收制度，任何大型精密仪器设备，不经验收不得正式投入使用，从批准申购开始，就要成立验收小组，验收小组由使用部门担任高级职务的教师、工程技术、实验技术人员主持，由操作人员及设备主管部门的人员组成。
进口设备验收与安装过程中发现有数量、质量的问题时，应在索赔期（一般是从货物到港、站之日起的三个月内）前三十天通知商检部门出证，送订货主管部门办理索赔事宜。
第三章 常规管理
必须建立大型精密仪器设备的技术档案，技术档案的内容包括审购设备审批表、论证报告、有关批准文件、合同及附件、进口免税批件、商检报告、验收记录报告，仪器设备的技术资料、操作规程、技术开发记录、使用维修记录以及添置的零部件及配套设备等有关资料。技术档案由实验设备管理部门和设备使用单位共同建立，分别保管。根据仪器特点对每台大型精密仪器设备都要制定操作规程，其内容包括：仪器设备的技术性能、应用范围、操作步骤、注意事项等，对违反操作规程而造成事故的，则根据情节轻重应负赔偿责任或给予纪律处分。
大型精密仪器设备在使用管理中必须严格执行定置、定岗、定员的三定原则。所谓定置是指定仪器或设备的固定安装或放置位置，定岗是对某台仪器设备确定岗位的责任和工作要求，定员则根据岗位的责任和工作要求以及实际的工作量确定配置专职或兼职技术人员。要建立维护保养制度和安全防范制度，操作、维护、管理人员的基本职责是负责日常维护，定期保养、做好使用记录和仪器设备维修记录，指导上机人员操作，使用完毕后检查仪器设备的完好情况等。
凡已不适合教学、科研、生产使用，经改装后可以应用或原来精度不高经过改装确能提高精度的仪器设备，鼓励改装利用，但必须办理改装审批手续。使用单位提出改装的个体理由、科学论证图纸资料，加工条件及经费来源等，经学院领导签注意见报设备管理部门同意后方可改装，完成后技术鉴定小组进行鉴定、验收，经试用一年后方能调整有关帐卡。
第四章 使用与考核
能用一般仪器设备的实验，一律不得使用大型精密仪器设备，对大型精密仪器设备实行专管共用，打破部门所有制的习惯，扩大使用面，更好地为本校教学科研服务。
属于国家科委统管的二十三种大型精密仪器，应积极参加本市大型精密仪器协作网，其中大型精密仪器设备有条件的都应努力为社会服务。
大型精密仪器设备在使用中，应视校内、高校系统内和外系统单位的不同情况，确定合理的收费标准，妥善安排开放时间，充分发挥大型精密仪器设备的作用，以提高投资效益。
大型精密仪器设备必须认真做好使用记录，内容包括：实验内容、使用人姓名、使用起迄时间、仪器设备使用前后状况、实验室主任及操作、维护、管理人员的签名等。
大型精密仪器设备如因管理使用不当发生事故时，管理人员应及时报告设备主管部门组织检查，待事故原因查明后，写出事故报告，由主管部门提出处理意见。
大型精密仪器设备由设备主管部门组织考核，考核内容包括：年使用机时考核（以使用记录本登记为准）；使用效益考核（包括教学、科研成果，各种功能的充分利用和功能开发等）；使用管理考核（各种规章制度的执行情况），对长期未达使用机时标准亦无明显教学、科研工作成绩的大型精密仪器设备，主管部门有权将其调出。
第五章 报废的鉴定和审批
报废大型精密仪器设备，必须经过3人以上的技术鉴定小组的鉴定，重大的项目必须由校内外专家参与鉴定，并写出鉴定报告，提出意见。
报废大型精密设备，使用部门必须对该仪器设备历年来的全部使用情况作出总结，总结报告作为上级部门审批的依据。
报废大型精密仪器设备，使用部门必须填写设备清单，并附上技术鉴定报告，历年使用情况等总结报告，由设备主管部门汇总后送上级领导审批。
大型精密仪器设备经申请批准报废后由设备主管部门及时回收入库，设备主管部门、实验室及校财务赁报废审批件销帐。
第六章 附则
本办法自颁布之日起实行，原有相应规章制度作废。其他未尽事宜参照学院有关规章制度执行。
湖北汽车工业学院
仪器设备采购管理办法
(2003年12月)
第一章 总 则
第一条 为规范学院仪器设备采购行为，加强财务支出管理，提高资金使用效益，保障和促进学院事业的发展，根据政府采购管理暂行办法，制定本办法。
第二条 学院及系、部、中心使用学院预算内资金和预算外资金及贷款资金、捐赠资金等采购仪器设备，适用本办法。
第三条 本办法所称学院仪器设备采购，是指学院及系、部、中心以购买、委托研制开发、雇用等方式获取仪器设备的行为。
第四条 有下列情形之一的学院仪器设备采购，经分管院领导同意后，可以不适用本办法：
（一）涉及国家安全和国家机密的；
（二）因自然灾害或其它不可抗力因素，需紧急采购的；
（三）人民生命财产遭受危险，需紧急采购的；
（四）某些特定的其它情况。
第五条 学院及系、部、中心采购仪器设备应当遵循公开、公正、公平、高效和维护公共利益的原则。
第二章 学院采购主体和供应商
第六条 成立“湖北汽车工业学院仪器设备采购招标领导小组”，作为学院的集中采购机构，教务处设备科负责办理日常管理工作。
第七条 单价800元以下的仪器设备，可由各单位自行采购。
第八条 供应商是指具备向采购机构提供仪器设备和服务能力的法人和其它组织，包括中国供应商和外国供应商。
第九条 中国供应商应具备下列条件：
（一）具有中国法人资格，能独立承担民事责任；
（二）遵守国家法律，行政法规，具有良好的信誉；
（三）具有履行合同的能力和良好的履行合同的记录；
（四）良好的资金、财务状况；
（五）中央和地方人民政府规定的其他条件。第十条 外国供应商应具备下列条件：
（一）经中央和地方人民政府批准进入我国市场的外国法人和其它组织；
（二）根据我国缔结或参加的国际公约、条约、协定规定准入我国市场的外国法人和其他组织；
（三）外国供应商一般应在我国境内设有代表机构或能有效提供技术支持和售后服务。外国供应商享有并履行与中国供应商同等的权利和义务。
第三章 学院采购方式
第十一条 学院采购一般采用邀请招标、竞争性谈判、询价、单一来源采购等方式，须公开招标采购的仪器设备，按有关政府采购管理文件精神执行。
邀请招标采购，是指采购机构以投标邀请书的方式邀请三个或三个以上特定供应商投标的采购方式。
竞争性谈判采购，是指采购机构直接邀请三家或三家以上的供应商就采购事宜进行谈判的采购方式。
询价采购，是指采购机构对三家或三家以上的供应商提供的报价进行比较，以确保价格具有竞争性的采购方式。
单一来源采购，是指采购机构向一家供应商直接购买的采购方式。第十二条 采购金额达到10万元以上时，一般应实行邀请招标采购的方式，被邀请的特定供应商一般由采购机构和教务处设备科商议确定。
第十三条 属于下列情形之一的，可以采取竞争性谈判采购方式：
（一）招标后，没有供应商投标或者没有合格标的；
（二）因出现不可预见的情况而急需采购，无法按招标方式得到的；
（三）投标文件的准备需较长时间才能完成的；
（四）供应商准备投标文件需要高额费用的；
（五）对高新技术含量有特别要求的；
（六）采购金额在10万元以下的。
第十四条 采购价格弹性不大、标准规格的现货时，可以采用询价采购方式。第十五条 属于下列情形之一者，可以采取单一来源采购方式：
（一）只能从特定供应商处采购，或供应商拥有专有权，且无其他合适供应商替代的；
（二）原采购的后继维修、零配件供应、更换或扩充必须向原供应商采购的；
（三）在原招标目的范围内，补充合同的价格不超过原合同价格的50%，因而必须与原供应商签约的；
（四）预先声明需对原有采购进行后继扩充的；
（五）从残疾人机构，慈善机构采购的。
第十六条 购置进口仪器设备，应尽量通过符合海关优惠政策条件的形式进行采购。
第四章 学院采购程序
第十七条 购置单价为10万元及以下的一般仪器设备，首先应属于本计划购置范围之内，申请人应填写“湖北汽车工业学院仪器设备申购表”，由主管院长负责审批。
第十八条 购置单价在10万元及以上的仪器设备，申请人需填写“湖北汽车工业学院申购大型精密仪器设备可行性论证报告”，由主管院长负责审批。
第十九条 购置国家规定的社会集团控制购买的商品，各系、部、中心必须书面提出申请，由教务处和采购小组进行审核，报有关部门审批后方可购买。
购置空调器等耗电量较大的仪器设备，需报学院用电主管部门审批。第二十条 重点建设项目均实行项目领导小组负责制，各项目领导小组应明确一名仪器设备购置负责人。各项目领导小组应根据学院审核同意下达的每年项目设备购置总经费额度情况，于每年年底编报全年仪器设备购置清单，报项目主管职能部门和教务处设备科。
第二十一条 学院招投标程序规定如下：
（一）采用邀请招标采购方式的，应当向三家或三家以上特定供应商发出投标邀请书。招标文件书应当包括所购仪器设备的要求和条件以及拟订合同的主要条款。
（二）招标文件不得要求或者标明特定的供应商以及含有倾向或者排斥潜在投标人的内容。
（三）招标人不得向他人透露己获取招标文件的潜在投标人的名称、人数以及与招标投标有关的其它情况。
（四）开标应当按招标文件规定的时间、地点和程序，由招标人以公开方式进行。开标时应当众验明所有投标文件的密封未遭损坏。
第二十二条 非招、投标方式的采购工作程序一般在30天内完成，招、投标方式的采购工作程序一般在60天内完成。
第二十三条 采用招、投标方式时，由教务处设备科和采购机构共同编制招标文件，文件内容和招标程序应符合国家法律、法规的要求。
第二十四条 学院采购合同需要变更时，应当将变更的内容以书面形式报告教务处设备科。
第五章 学院采购监督
第二十五条 学院采购工作接受纪委、审计、财务和群众监督。第二十六条 采用招、投标方式的采购项目，教务处设备科配合采购机构共同开标。
第二十七条 学院纪委、仪器设备采购招标领导小组有权从下列方面对合同文件进行审查：
（一）是否符合有关法律、法规和政策的要求；
（二）是否符合学院采购预算的要求；
（三）合同的主要条款是否符合招标文件的要求；
（四）合同中是否包括了对合同履行验收提出的特别要求。
第二十八条 采购机构在采购过程中出现下列情形之一的，则视为采购行为无效。学院纪委、学院采购招标领导小组应责令其进行整改；对直接主管人员和其他直接责任人员，可按学院党纪、政纪有关规定处理；有意给供应商造成损失的，应当承担赔偿责任；
（一）应当采用招标采购方式而未采用的；
（二）擅自改动采购标准的；
（三）与供应商违规串通的；
（四）开标确认后无正当理由不与中标人签订采购合同的；
（五）拒绝采购监督小组的检查或者不如实反映情况，不提供有关材料的；
（六）其他违纪违规的行为。
第二十九条 供应商有下列情形之一的，则视为采购行为无效，应责令其改正；给学院造成损失的，应当追究其经济责任：
（一）提供虚假材料，骗取学院采购供应商资格的；
（二）提供虚假投标材料的；
（三）采用不正当手段诋毁、排挤其他供应商的；
（四）与采购机构违规串通的；
（五）中标后，无正当理由不与采购机构签订采购合同的；
（六）向采购招标领导小组、采购机构人员行贿或者提供其它不正当利益的；
（七）其它违纪违规的行为。
第三十条 学院采购招标领导小组和招标采购工作人员，不履行本办法的规定，徇私舞弊，玩忽职守的，可按党纪、政纪有关规定处理。
第三十一条 具有本办法第二十八条、第二十九条、第三十条所列违规情况，情节严重构成犯罪的，移送司法机关依法追究刑事责任。
第六章 附 则
大型精密仪器设备 篇3
关键词 大型精密仪器；科研创新能力；毕业设计
中图分类号：G644 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0029-02
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）年》中，我国提出了要“充分发挥高校在国家创新体系中的重要作用，鼓励高校在知识创新、技术创新、国防科技创新和区域创新中作出贡献”。在高校中，教师无疑是知识、技术创新的主体，但学生的创新意识和创新能力也不容忽视。近年来，各地高校纷纷购入了多种大型精密测试仪器，这不仅提高了学校的整体实力及教师的教学、科研水平，同时也为学生创新能力的培养和提高提供了很好平台。
为了让这些器设备更好地为学生服务，提高仪器设备的利用率，学校开设了与这些仪器设备相关的理论课程和实验课程。但由于大型精密仪器价格较高，仪器原理和操作过程复杂，需要工作人员有较高的理论水平，经过培训后才能上机操作[1]。而本科生由于其自身学识不足及操作能力的差别，没有更多机会深入了解、使用这些仪器，学生的学习缺少主动性和积极性，实验课走马观花，使这些大型的精密仪器在培养和提高学生科研创新能力方面起到的作用微乎其微，造成了资源的浪费。
为了改善目前大型精密仪器教学及使用的实际状况，更好地为提高学生的创新能力服务，实现理论教学和实验教学的和谐统一，经过几年的探索，总结出以下几个方面的经验。
1 提高教师专业素养，改革课堂理论教学方法
培养学生的科研创新能力的前提是掌握扎实的理论基础知识，因此，高素质的专业教师队伍是提高学生创新能力的前提。不同的仪器设备具有不同的特征，代表不同阶段的学科特色，在学生教具中有不同的实践意义。因此，必须设计合理的方案，综合利用多元化仪器设备，让学生不仅掌握教学大纲的基本知识，并接收学科前沿的知识和研究方法。这需要教师根据自身学校的特点和时代特征，灵活选择学习内容和教学侧重点。只有具备熟练的实验操作经验和丰富的项目经验的教师，才能在教授大型精密仪器时有的放矢，指导学生获得正确的分析数据，并对错综复杂的实验数据进行科学、系统的分析处理，从而获得准确可靠的有效信息。
目前知识的更新速度不断加快，新仪器新设备层出不穷，教师的教学内容也要不断更新。结合各种仪器的进展，通过聘请有实际操作大型仪器经验、在各个领域有专长的教授和学者为教师和学生举办学术讲座，将最新的分析仪器、分析方法以及在科研最前沿领域的应用介绍给学生，不断拓宽学生的视野，了解最前沿的科技动向，激发他们的求知欲望。同时与学校的办学方针及学生的培养方向相结合，紧跟时代的需求，贴近就业环境，既解决了实际问题，又能提高学生的学习兴趣。
2 建立立体式实验教学模式，引导学生建立对科研的兴趣
学生创新能力的培养离不开实践教育，离不开实验教学。实验教学的好与坏，直接关系到学生创新能力的高与低，因此，解决好当前大型精密仪器实验教学中存在的问题是提高学生创新能力的关键[2]。
目前，大型精密仪器的实验教学，一般属于验证性实验。实验时学生分大组进行，内容主要是学生观摩实验，实验教师演示仪器的操作过程，介绍仪器操作过程中的注意事项，并对简单样品的结果进行分析。这种实验教学过程学生没有实际操作的机会，走马观花，实验的价值很小。另一方面，大型精密仪器开机成本很高，保证每位学生都操作不现实。
针对实验教学中的这些缺陷，提出打破传统的实验教学体系，建立立体式的实验教学体系，功夫下在平时，让学生在教师的指导下尽早接触科研，在进行科研训练的同时不断深入了解应用这些仪器设备。
对一、二年级专业基础比较薄弱的学生，提出并实施“科研立项”计划。学生根据自己的爱好，跟随专业教师进行初步科研训练，鼓励学生提出实验题目、应用背景、实验内容、所用仪器等；指导教师与学生讨论后，根据其实验过程列出所需使用的仪器设备及次数并监督实验的进展，在实验完成后帮助学生对实验结果进行分析。在这个过程中，很多教师和学生都可以参与其中，使学生了解科研的流程，激发学生的专业认知度，培养学生的兴趣，为理论课程打下良好的基础。
对高年级的学生，在专业知识已经巩固的基础上，通过设立涉及多个专业多个研究方向的开放性、设计性实验，让学生大胆提出实验思路，实验室提供必要的条件和经费支持，学生自己动手进行实验验证。在这个过程中，教师也可以把在科研过程中遇到的一些问题与学生讨论，帮助学生形成自己的想法和科研思维方式，提高学生应用知识的能力，使学生形成自己的兴趣点，为毕业设计环节的进行提供很好的基础。
3 加强毕业设计环节实验支撑，提高学生的科研创新能力
毕业设计阶段是对学生专业知识、技能和创新能力的检验和再提高的时期。经过前期的科研训练，在毕业设计阶段，学生能够独立进行科学研究，是学生科研创新能力集中体现的时期[3]。通过查阅文献资料、设计实验方案、搭建实验台架、进行实验测试、分析实验结果等过程，对学生进行严格的科研训练。学院要尽量多地给学生使用这些大型仪器的机会，并且对一些专业知识基础扎实、动手能力强的学生培训后，独立对大型仪器进行操作。这样在减轻实验教师压力的同时，对学生个人能力的提高也起到很重要的作用。
另外，学生科研创新能力的体现建立在大量的实验工作基础上。现在毕业设计一般安排在第四学年，这时专业课的学习基本结束，学生为考研、找工作等事情困扰，在毕业设计进行过程中容易出现自我管理能力不足，情绪易受影响等问题的困扰。指导教师要注意对学生的管理和督促，跟踪实验进展，经常关心学生，及时解决学生实验过程中的困难，提高学生的科研创新能力。
4 优化大型精密仪器实验教学管理制度，为学生科研创新能力的提高创造良好的环境
目前高校对大型精密仪器的教学和实验存在重理论、轻实践的弊端，实验教学的时间比理论课程的课时要少得多[4]。要提高学生的创新能力，必须尽量多地让学生亲自动手，在实践中总结经验，提出问题，这就需要增加实验教学的课时，加大实验教学的投入。另一方面，由于大型精密仪器的特点以及仪器管理的需求，这些设备通常实行封闭式管理，即除了在规定的时间之外，其他时间允许学生使用仪器进行实验和测试。使得学生更加缺少将某些创新观念进行实践、验证的机会，创新能力的发展自然受到限制。
因此，在提高教学人员教学水平的同时，还要改进教学人员的配备，增加教学人员的数量，增加开机时间，让这些设备尽量多地为学生服务。这样，通过实验培养创新能力的教学模式才能够得到保障，学生的创新能力才能够得到提高。
5 结语
利用大型精密仪器提高学生的科研创新能力不是一蹴而就的，而是循序渐进、耐心引导的过程。这需要学校、教师、学生三者紧密配合才能实现：学校提供良好的大型精密仪器的管理制度和科研环境；教师根据自己的经验，有意识地引导学生，培养学生对科研创新的兴趣，帮助学生形成良好的科研习惯；学生在学习的过程中，利用学校提供的平台不断提升自己，创新能力才能不断提高。
参考文献
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大型精密仪器设备 篇4
1 大型精密设备使用率分析
使用率是反映仪器设备使用情况的一个重要指标,它可以作为评价仪器设备管理水平的重要依据。使用率直接影响到本科实验教学的质量以及科研水平,通过统计、分析大型精密仪器设备的使用率,可以为合理配置大型科学仪器设备提供科学依据,可以提高管理水平,更好地发挥大型科学仪器设备的使用效益,促进学校教育的发展。数据结果显示,我校大型精密设备年均使用机时大于800小时,年均使用率良好,但单机使用机时有差异,年使用机时低于500小时的占17台。对大型精密仪器整体使用机时分类分析(如图1所示),教学使用机时:科研使用机时:对外服务机时=1:5:1,可以看出,大型精密设备用于实验教学的机时和对外服务机时比重相对偏低。分析单机使用机时差异性和整体使用机时分类比显著性,其主要原因是大型仪器用于学生实验教学相对偏少以及部分设备开放程度不高。
2 大型精密仪器使用效益分析
对仪器设备使用效益跟踪分析,是一项重要的科学管理工作,特别是大型精密仪器设备,投资金额大、结构复杂、技术先进、相对运行成本高,对大型仪器设备的使用状况进行量化评价和分析,找出存在的问题,避免不必要的闲置和浪费。本文从培训情况,项目数量、论文成果方面对我校现有大型精密仪器设备进行效益量化评价,结果见表1。从培训人数看,教师培训人次为201,学生培训人次为1930,培训效果总体良好,但有极个别的大型设备培训人数少,影响使用效益;从项目统计累加情况看,科研项目类最多,教学项目类次之,服务项目类最少;从论文成果分析,2009~2010年度利用42台大型精密仪器设备共发表论文数量在80篇以上。统计分析结果表明:我校大型仪器设备管理人员培训整体良好,熟悉设备的基本知识和操作技术;大型精密仪器在项目方面应继续加强,对外服务比例少,提升教学项目和科研项目数量的同时,也应注重对外开放服务。项目范围扩大化,更大地实现大型精密仪器设备的社会价值。
注:1个项目中使用大型精密仪器设备N台,项目统计累加数为N。
3 提高大型精密设备使用效益的措施
3.1 充分用于实验教学
实验教学是高等学校教学体系的重要组成部分,对于培养学生创新精神和实践能力具有重要的作用。高校不仅要培养学生常规实验的操作技能,还要让学生了解和掌握现代化大型贵重精密仪器的使用技术,这对学生的就业和工作都有很大的帮助。可以通过增开大型仪器的实验实习或者根据情况实行灵活的教学模式,加大实验教学机时。
实验室开放是高校教学改革的一条思路和方法,可以结合学科竞赛和实验竞赛,可以通过实施大学生研究训练(S R T)计划项目,为在校大学生开辟研究领域,实验室的大型精密仪器设备也得到充分利用,同学们在实验中熟悉大型仪器的使用,学生的基本知识、基本方法、基本技能进一步加强,增强学生的科研意识。
3.2 构建大型精密仪器设备信息平台
通过建立资产管理信息平台,实行开放式管理,将教学、科研和社会服务融为一体,扩大精密仪器设备的服务面,实现实验室仪器设备共享,从而实现仪器设备的社会价值。
加大校级平台建设力度,整合校内资源,将通用综合、服务面广的大型仪器设备按功能建立校级大型仪器设备共享平台,实行“分散安置、宏观调控、集中管理、开放共享”的运行机制,在各实验中心建立大型仪器设备完整的技术档案,实行开放共享制度。
充分利用信息化技术也是推进大型仪器设备共享平台建设、促进资源开放、提高设备使用效益的有效手段。网络信息平台提供所有大型仪器设备基础信息(仪器设备的名称、型号、配置等功能性指标和技术参数,明确服务领域、服务流程、设备地点等信息),保障共享。需求者根据自己需要,通过网络信息平台了解仪器设备信息,同时网络信息平台使用预约功能(如图2所示),实现网上预约使用设备。利用互联网也可扩大交流途径,使高校、企业间的技术交流更加紧密,从而提高大型精密仪器的利用率。
3.3 大型精密仪器设备管理使用人员能力的培训提高
大型精密仪器一般都综合多种学科的最新技术,技术含量高,具有一定的特殊性,因此对管理使用人员的业务技术水平要求较高,拥有一支业务能力强,素质高,结构合理,人员稳定的人才队伍是充分发挥大型精密仪器作用的必要软件。统计结果发现经过培训的人员可以满足基本的操作要求,进一步的高级技术操作培训需要提高。管理部门必须重视实验员的进一步专业培训和进修学习,有计划地组织培训和轮训,按仪器不同分类组织仪器讲座和学术交流,邀请专家讲解仪器设备的扩展功能,新仪器的技术情况,新实验的测试方法、先进仪器设备的维修保养技能等,不断提高实验员的技术水平和操作技能,促进使用技术的进步和业务水平的提高。有一支懂技术、懂管理、刻苦钻研,事业心强,任劳任怨的人才队伍,就能够充分发挥大型精密仪器作用,提高使用效益和经济效益。
4 结束语
提高大型实验设备利用率要在工作实践中不断研究探索,实施科学管理,改革和完善运行机制,严格考核和评价体系,充分利用起高校的人力、物力与财力资源,最大限度地发挥其使用效率和效益,促进学校人才培养,科研工作,社会服务工作的开展。
参考文献
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大型精密仪器设备 篇5
分类号:
仪器设备编号:
仪器设备名称:型号规格:
验收时间:
福建农林大学国有资产管理处制
仪器设
备全称
中文:
英文:
型号
规格
单价
外币
人民币
国别
厂家
出厂年月
到货日期
验收时间
验收小组成员
组长:(使用单位选派)
成员:
验收方案
验收内容
外
包
装
检
查
核对装箱单,随机资料,附件及配件等
随机资料明细表
序号
名称
数量
归档年月
序号
名称
数量
归档年月
随机附件明细表
序号
名称
规格
数量
序号
名称
规格
数量
质量验收
验收人签章:
使
用
单
位
意
见
单位领导签章:
备
注
注意事项
大型精密仪器设备 篇6
关键词：测控技术与仪器专业；精密仪器及机械；课程群
中图分类号：G642.41 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2012）11-0172-02
一、测控专业人才培养的主要内容
测控技术与仪器专业的培养目标是德、智、体全面发展，从事信息检测和控制领域有关精密机械设计及测量技术、传感器与工业参数检测技术、过程控制与智能化仪器设计、机电一体化系统集成等方面的高级工程技术人才和管理人才。主要的业务培养要求是通过系统的学习和专业训练，使毕业生具有较强的外语及计算机应用能力；具有宽厚坚实的专业技术基础理论知识，主要包括精密机械设计、精密仪器设计、传感器与检测技术、计算机与信息处理、过程控制及自动化等方面的知识，并具有合理的知识结构；掌握本专业发展的前沿和主要趋势；具有较宽广的知识面；具有本专业所需的仪器设计、分析计算、实验测试等基本技能。测控专业涉及到的主干学科是仪器科学与技术学科，仪器科学与技术学科下设两个二级学科，精密仪器及机械和测试计量技术及仪器。与测控专业相关的其他学科有光学工程学科、机械工程学科、电子信息工程学科、计算机科学与技术学科、控制科学与工程学科、信息与通讯工程学科等。由于涉及的学科范围广，知识点多，所以在人才培养过程中，必须结合各个学校自身的特点，有所侧重。由于我校测控技术与仪器专业依托机械工程学院，所以办学特色侧重于精密仪器及机械。
二、精密仪器及机械课程群建设
测控技术与仪器专业知识体系由通识教育、专业教育和综合教育三大部分组成，各部分教育中都包括相应的理论教学和实践教学。下面就介绍一下精密仪器及机械的课程群框架体系。如图1所示，精密仪器及机械课程群分为四个层次，第一层次为学科基础课，涉及进行仪器设计和精密机械设计的最基础的理论知识，包括工程制图、工程力学、工程材料与仪器设计；第二层次为专业基础课，涉及进行精密仪器设计和制造的基本知识，包括精密机械设计、精密机械制造技术基础；第三层次为专业必修课，涉及进行精密测量和仪器设计的专业知识，包括互换性与技术测量、检测技术及综合性专业课精密仪器设计；第四层次为选修课，作为精密机械与仪器课程群的有益补充和深层次延伸，包括精密加工技术基础、“CAD/CAM技术”、专业前沿讲座、测控专业创新性设计等，讲解现代设计、制造、测量新技术及发展趋势等，特别是在本科教学中增加学科前沿讲座是本课程群建设的一大特色。
以精密仪器设计为例，在总结前续课程教学内容的基础上，将仪器设计的理论和相关技术进行总结和综合运用，通过对仪器的精度设计理论与工程设计任务分析，让学生掌握仪器主要结构参数、技术指标的设计方法，掌握仪器的可靠性与故障诊断技术。同时，课程设有课内实验，包括精密导轨实验、光电检测实验、坐标测量实验等。精密仪器及机械课程体系清晰、完整，群内课程在教学内容上保持了很好的继承性，前期课程是后续课程的基础，后续课程是前期课程的深化和应用，彼此之间没有重复和疏漏，突出夯实学科基础课，强化整合专业课，并将学科前沿的新理论和新技术，渗入到了各门课程的学习当中，教学内容得到进一步深化和升华。课程群的教学方法也进行了改革，要求在理论性较强的课程中，通过不占用学时的课外大作业，对学生的学习情况进行评估，重点在于工程设计、分析、计算、绘图、实验操作等综合能力的培养。根据不同教学内容，要求学生采用读书报告、资料查新、自学知识点总结及PPT专题汇报等形式进行学习效果汇报和交流。
三、实践教学的拓展与深化
课程群的建设不仅在于培养学生的理论基础，更重要的培养学生的工程实践能力，因此在精密仪器及机械课程群中高度强化实践环节，引导学生认真完成实践环节，在完成项目的过程中，锻炼自己的才干，培养创新精神和工程素质。我校的专业培养方案中，总学分为185，其中实践学分为55，课内实验和独立实践占全部总学时的30%。图1所示各门课均设有课内实验，其中基础课的课内实验学时数不低于总学时数的10%，专业课的课内实验学时数不低于总学时数的20%；独立实践包括课程设计、实习、毕业设计等，其中工程制图、精密机械设计和精密仪器设计都有课程设计，实习环节包括金工实习、毕业实习。前者能对教学内容进行验证，让学生加深对课堂教学内容的理解，后者是培养具有扎实的基础和实践能力强的创新型人才的重要渠道。我们建立了创新训练体系，从大一开始就进行有针对性的创新型人才培养与训练，开展暑期夏令营，建立课外兴趣小组，建立了大二打基础、大三做实战、大四带大三参加科技竞赛获奖的基本模式，将毕业设计与竞赛无缝衔接，本科生在省部级以上科技竞赛的获奖比例达到全部学生人数的50%以上。启动大学生创新性实验计划，在教学与科研密切结合的学术氛围和环境下，系统地对学生进行综合素质教育、专业意识教育和创新思维教育，使得学生在创新思维、研究方法、创业能力等各个方面均取得优异成绩。
我们采用灵活多样的课堂教学方法，建立了完备的教材、教案、课件、作业等数字化资源和教学網站，通过设计具有开放性、研究性、综合设计性的实践教学项目，培养学生的创新意识和能力，近三年的学生考研率逐年递增，就业能力显著提升，获奖能力与水平不断增强，都证明了我们课程群建设的教学效果十分好。
参考文献：
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大型精密仪器设备 篇7
1 我院大型精密仪器管理工作的现状
我院现有总价值近千万元的大型精密仪器设备,其中相当一部分是国外进口,有世界上领先的大型设备,这些仪器功能较全、技术先进、自动化程度高、大多具有电脑析谱、自动打印功能,这些大型精密仪器设备大大增加我院的实验室的技术装备,使我院的实验技术、实验方法、实验手段有了很大的提高,也使我院的科研水平上了一个台阶。但由于我院对大型精密仪器的管理工作改革起步较晚,导致工作中出现了许多的矛盾,主要有以下几点:
1.1 大型精密仪器的严重不足与现有仪器使用率低下的矛盾
大型精密仪器设备是保证高等学校进行教学、科研和培养高级专门人才的重要物质基础,但我院目前5万元以上的仪器设备 不足100台(件),但与学科所涉及的常规及主要科研及教学内容密切相关的仪器也拥有,但远远不能满足科研需要,一些从事科研的教师和研究生只能在现有仪器设备的条件下从事科研,导致成果上不去,第二点是有些学生在校期间从未接触过这些仪器 ,更谈不上使用,也制约了学生今后的发展和学习。
另一方面,我院现有大型仪器设备的利用率也很低,按国家科委要求单机开机时间以每年1600h计,我院多数大型仪器开机率不到20%,远远低于国家标准,分析其原因:一是各学院之间仪器重复购置,任务不饱和;第二是技术水平低,功能开发不全;三是我院大型仪器设备都是国外进口,消耗品都得在国外定购,这一定程度上加重了仪器的维护和使用费用,再加上我院是个农业院系,科研经费和教学经费较少,这也是大型仪器设备开机率低的一个主要原因,形成投入产出倒挂的现象。
1.2 仪器运行费用和专业维修人员缺乏
我院大部分大型仪器设备是为重点学科的建设和发展而购置的,学院更多的是考虑如何利用这些仪器设备去争取更多的研究课题,很少考虑维修保养费用,把维修保养经费寄托于学校的再投入上,而学校目前财力紧张,投入到大型仪器设备维护保养经费上的资金微乎其微,使得大型仪器设备的维修保养不足,缺乏常规的专业检修。
大型仪器设备,长期缺乏保养,性能也开始逐渐下降,如果稍有毛病,也只能带病工作,最后拖延成只能停机待修,小病养成大病,我院的实验室管理人员还没有仪器分析专业毕业的技术人员,对精密仪器的维修力不从心,最后需要花费大量资金从外地请专业人员来,这不仅影响实验室工作的正常开放,也影响整个实验室教学计划的执行,对整个学校的教学和科研工作都将产生影响。
1.3 仪器设备高档次和使用者技术需提高
由于大型仪器的技术含量都很高,功能较齐全,而运行条件一般都较精细,操作过程较繁琐,这就要求操作者具有仪器的专业知识,更要具备较系统的所涉及的学课专业知识。
2 我院大型仪器设备的管理及改革
针对我院大型仪器设备管理的问题,学院在实验室管理及设备管理方面,制定了一系列相应政策进行改革。
2.1 加强了管理,严格把好仪器设备购置前的论证
在大型仪器前的购置前,我院首先把好仪器的购置计划论证,在掌握现有学院中已有的仪器设备,以教学和科研发展为依据制定,做好了大型仪器设备的购置目的,用途性能及技术指标的考核,而且也对全校做了一次全面调查研究,考查有无同类设备,这在一定程度上避免了大型仪器设备的重复购置,提高仪器的使用率,造成不必要的浪费。
另一方面,针对仪器使用率低下的问题,应把大型仪器设备的使用与科研课题相结合,广开门路,开放运行。第二点为了地方经济的发展,充分发挥高校大型仪器设备资源和人才资源,我院加强与市农业局联系,成立了农产品残留检测中心,一方面是更好的支援地方经济,通过整合校地检测资源,充分发挥我院的先进仪器设备,提高市农产品质量安全检测能力,更好的服务地方农产品质量安全检测能力和社会经济的发展,同时避免重复建设,提高检测仪器设备利用率,为国家和地方财政节约资产投入,实现利益的最大化。
2.2 加强仪器设备的管理体系及有偿使用制度
大型精密仪器都改建了专门的仪器室,有专人管理,定期对仪器设备进行保养维护,建立建全了大型仪器设备资料档案,包括进出口货物征免税证明,安装、调试记录及供需双方签署的技术验收文件、仪器设备验收报告及仪器设备的操作规程、管理办法及维护制度[3,4]。维修人员都具备很强的专门技术和很强的业务能力,能自己维修的都尽量维修,不能维修的请厂家派的工程师来修,实在无法维修和已失去价值的就报国资处申请报废。大型精密仪器设备要科学合理的使用,在满足教学和科研的基础上,对外实行有偿服务,鼓励专职老师和实验技术人员积极参与横向课题,实行跨学科、跨专业的联合,实行有偿服务后,该收入专款专用,除支付实验管理人员的酬劳外,全部用于仪器设备正常运行和维护中,这样有利于了良性循环发展。
2.3 加强实验技术队伍建设,努力提高大型仪器设备管理技术人员的专业素质
通过人才引进,我院形成了一支学历高、职称高、学术水平较高、教学科研能力较强、结构较为合理的学科梯队,组建了一批技术过硬、水平高的实验技术人员,包括一些骨干教师充实到院重点实验室中,负责大型仪器设备的管理,通过“带、帮、教”的模式,努力提高实验工作人员的学历,拓宽知识面。另一方面,通过“送出去”、“引进来”的方式,培训一批能自如地运用大型仪器设备,又能维修仪器,并能挖掘仪器潜能、拓宽其应用范围的技术队伍,同时重视实验人员的参观学习和工作交流,为了稳定大型仪器设备的实验技术人员,学院在职称评聘上、在奖酬金分配的政策中,都对其有所倾斜,这样既大大鼓励和引导了大型仪器设备管理人员安心于自己的工作岗位,提高了其对本职工作的热情,也调动了他们的创造性,更好的为学院的教学和科研服务。
3 结 语
处于21世纪的高校,我院教学科研的工作越来越依赖大型仪器设备,而管理好这些仪器设备,是事关学院发展的大局,只有强化管理及服务意识,才能做好仪器设备管理工作,提高仪器设备服务教学科研的效率,从而更好的提升学校的教学和科研的目标。
参考文献
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[3]毛晓青,尉云峰.关于改善高校教学仪器设备管理环境的思考[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2009,32(2):238-240.
大型精密仪器设备 篇8
关键词：PLC,大减速比行星齿轮减速电机,转臂,偏心轮,位移传感器,气缸
一般大型化工设备,给大家的印象是笨重,粗糙。化工机械里,也有很多精密的设备,例如皮革制造行业中的PU/PVC精密涂布机,变压器行业中的非晶喷带机等等。精密机械中,有一些需要以微米为单位的精密垂直相对距离的调整结构,以达到产品的微米级精度的控制。本文提供这种机构,它足够缩小了机械结构在传动时,其零部件因材料弹性变形引起的爬行现象的影响,可靠的实现了小尺寸范围内垂直距离的的微米级精度的调整控制。现从以下几方面论述这个结构。
1 行业现状
很多设备的精度,包括现在最新进口的设备,其控制精度绝大部分是几丝,即几个0.01 mm单位。微米级的可调控,即以0.001 mm为单位的控制,离现实还有一段距离。现在有的设备可以有微米精度的调整,它们多是人工操作的机械结构的作用结果,例如通过结构材料的微变形来实现微调的机构,然后通过调整后的设备来做试生产,再根据产出的样件,来有目的有方向性的进一步调整设备相应机构,这样屡次反复,直到达到符合精度要求的成品产出。其耗材耗工比较大。
2 问题的提出和分析
从使用者角度来看,最方便的是要减少设备使用中调节所需要的精力和时间。不仅要求被调节量有精准的数字量显示,更要求硬件机构刚性可靠,灵活,爬行小,操作方便简易,重复定位精度高。点动一下电器按钮,实现1微米或更小单位的机构移动,是操作者最想要的。或是点住不放一个按钮,在20 min内,完成20 μm进给量的调整。后一个调节机构,完成1 μm的调整需要1 min的时间,四级的电机需要旋转1430转,这个范围在伺服电机上很容易控制。
3 解决的方案,原理及结构
对照图1双式快速进退与单式慢速微调单元结构示意图,这里从以下几个角度来描述这个结构。
3.1 固定机架组件
两件厚度40的设备固定钢板,见图1中序号1,通过螺栓固定在设备槽钢底架上。两件固定板之间,在其适当高度及宽度的位置上,通过两件序号8拉杆组件可靠固定其相互位置。整个架体刚性足够,稳固可靠。
1.设备固定壁板;2.机构转轴组件;3.机构转臂;4.机构旋转对中组件;5.目标功能组件 附LVDT;6.慢速精密调整微动组件;7.快速拾起组件;8.拉杆组件
3.2 机构旋转臂组件
图1中序号3为机构转臂组件。转臂的左端,通过序号2机构转轴组件固定在3.1固定机架组件上。转臂的右端,通过序号7快速抬起组件固定在3.1固定机架组件上。两点连接的结构,使机构旋臂组件可靠的固定在设备的固定机架组件上。转臂和转臂上的机构,可以在一定角度内围绕序号2转轴的中心旋转。其旋转角度范围在序号7快速抬起组件中的气缸的行程范围内,并由序号7左边的固定在固定机架组件上的上下螺栓来分别调整限定旋臂上下运动的极限位置。
3.3 精密微调组件
图1中序号6慢速精密调整微动组件,是结构中的核心部件。这个功能元件由大减速比的行星齿轮减速电机,一定减速比的蜗轮蜗杆传动副,偏心轮传动副,滚动轴承等组成。电机的转动,通过减速机减速,蜗轮蜗杆减速,旋转臂臂长比例减速等三级减速副减速,实现偏心轮转动180°需要60 min的时间的控制。在这个时间范围内共实现偏心轮从垂直向最高偏心点到垂直向最低偏心点共12 mm垂直行程的移动。在这个结构里,序号5,即附带位移传感器的目标功能组件,在高度上变动1 μm,电机需要有一千转左右的运动。
3.4 微动执行组件
图1中序号5为附带位移传感器的目标功能组件。整个组件固定在3.2 机构旋转臂组件上。该组件在转轴组件序号2和精密微调组件序号6之间。序号6给出的垂直行程,经过旋转臂的比例缩小,传递到本执行组件上。该执行组件可以在转臂上旋转。这个旋转运动是通过固定在设备固定架体上的序号4机构旋转对中组件中的气缸的推动来实现的。序号4结构中的气缸推动,可以实现微调执行组件在设定范围内的旋转快速进退运动。这个机构,通过其固定在固定机架上的气缸行程调节挡块的位置调整来相对限定整个机构在旋转转臂上的转动范围。
微动执行组件和设备固定架体的相对位置,即微调调整量,由位移传感器输出的模拟量经过转换为数字值准确显示于人机界面的屏幕上。
3.5 关于结构可能产生的爬行
明显的,本组件结构中,所有精密微调涉及的运动都为转动运动。所有转动连接处,都采用滚动轴承结构,滚动摩擦系数小,转动灵活可靠。再有,0.001 mm的终端移动变量的实现,需要有60 s左右的连续运动,而这些相关零件可能产生的爬行现象,在零件足够刚度及其长达60 s的连续运动中变得足够微小,足够可以被忽略。
3.6 机构整合的操作
所有的挡块机构,都为螺纹副结构,通过扳手手动调节达到所需要定位。图1中整个机构中的运动,包括慢速精密调整微动组件,机构旋转对中组件,快速抬起组件,其中所有运动,如电机的运动,气缸的运动,都由程控开关,或电磁换向阀控制,再通过PLC整合,在人机界面上实现按钮调节,数字显示。操作简单容易。
3.7 实机效果
经过几年的实践使用,证明该机构工作稳定可靠,因此特在此推介一下这个结构。
4 其它问题
关于本文所叙述图1双式快速进退与单式慢速微调单元结构中的各个子结构,它们在设备实际使用上机能性的功用及其它问题等,本文暂不做阐述。
5 结 语
整个机械行业,零部件原理是相同的。各个不同领域的实体公司之间,它们所具有的实际条件,相互之间总是有些差异的。如果大家都将具有可试验性质的一些结果和参数共享一下,对关注发展的业界人士,是提供了借鉴作用的。这个借鉴,也肯定对某些发展革新,有一定的推动力。
参考文献
[1]机械设计手册编委会主编.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
大型精密仪器设备 篇9
一、大型仪器档案的归档内容及操作流程
1. 大型仪器档案的归档内容。
(1) 购置资料:这部分资料是大型仪器到货前产生的, 包括大型仪器购置计划、可行性论证报告、招投标申请书、谈判记录、购买合同, 进口设备可以申请免税, 包括免税函、免表, 代理进口协议、技术协议等。它反映了大型仪器购买之前学校建设的整体规划, 可行性论证, 招投标过程等情况, 是大型仪器购置计划性、可行性、科学性、公平公开性的重要保证。 (2) 验收资料:这部分资料是大型仪器到货、安装调试及验收时产生的。包括大型仪器验收报告, 安装调试验收单, 货物装箱单、货物运单等, 如果是车辆, 还包括车辆行驶证复印件、登记证复印件、责任承诺书等。验收报告反映了大型仪器的到货时间、开箱时间、配套设备、技术资料及说明书、设计技术指标、实际测试技术指标、验收记录、验收结论、技术专家签字、使用单位技术人员签字、管理部门签字等内容。 (3) 运行资料:这部分资料是大型仪器在运行过程中产生的。包括安全操作规程及保养制度、使用记录、对外服务记录、定期维护检查记录、损坏记录、维修记录等。大型仪器使用记录是大型仪器使用情况的重要指标, 反映其使用时及对外服务等重要项目, 是上报教育部数据的重要依据。维修记录也是很重要的一项记载, 它记录了大型仪器故障现象及处理过程, 为今后的维修提供有价值的参考依据, 减少维修费用, 提高使用效益。 (4) 报废资料:反映大型仪器现状、报废原因, 是一台大型仪器档案的终结。当确定大型仪器经批准调出学校或报废时, 由使用单位填写调拨或报废申请单, 职能部门组织专家进行鉴定。此部门资料包括大型仪器报废申请, 报废原因, 技术鉴定意见, 所属单位审核, 职能部门审批和最终处理结果等。
2. 大型仪器建档的操作流程。
大型仪器购置资料由设备采购部收集齐全后移交设备管理部门;验收资料由使用单位提供, 经开箱、安装调试、试运行后, 将所有资料提交设备管理部门。这两部分资料由设备管理部门汇总后, 登录学校档案管理系统, 将所有纸质文档登记入档, 产生电子文档, 最后将纸质档案移交学校档案馆留存。
运行资料由使用单位保管, 并定期向设备管理部门报送大型仪器使用情况表及技术指标调查表。技术指标调查表包含大型仪器的名称、规格型号、厂家、基本功能及用途、应用范围、主要技术指标、仪器照片、联系人及电话、是否共享、收费标准等内容, 报送大型仪器技术指标调查表的目的是为了更好地促进大型仪器的开放共享。
二、大型仪器档案管理中的薄弱点
1. 重管轻用。
随着学校的发展, 大型仪器数量大大增加, 加上大型仪器共享的逐步推进, 对大型仪器档案的管理水平提出了更高的要求。目前, 高校大型仪器的归档还只是停留在技术资料收集和保管阶段, 对如何利用大型仪器档案重视程度不够。档案管理部门仍旧沿袭案卷目录检索模式, 被动服务、单一服务。
2. 档案管理人员专业水平有待提高。
大型仪器档案管理人员的专业水平还不能适应档案现代化管理的要求, 大多数高校的大型仪器档案没有专职人员管理, 由其他工作人员兼管, 专业知识不高, 既懂档案管理又懂现代信息技术的人才更加稀少, 所以, 在一定程度上不利于仪器档案的科学化、规范化管理, 制约了大型仪器档案使用效益的提高。
3. 对档案不重视, 档案记录不规范。
大型仪器运行记录是大型仪器档案中重要的组成部分, 这些记录反映了大型仪器的使用、维修情况, 对了解大型仪器运行状况有极大的帮助, 同时也是上报数据的重要依据。但由于使用者的责任心及素质不同, 使用记录的填写也因人而异, 差别很大, 难以达到规范建档的要求。
三、大型仪器档案管理的优化措施
一套完整而又方便查询使用的大型仪器档案, 对教学科研和使用维护都是非常重要的。充分挖掘大型仪器档案文献资源的作用, 更好地服务于教学科研, 提高大型仪器档案的使用效益, 是高校档案管理工作中的重要课题。
1. 加强大型仪器档案管理意识, 建立健全大型仪器档案管理制度。
首先在全校范围内开展档案管理宣传工作, 增强教职工的建档意识。比如, 可以利用校园网推出大型仪器档案管理宣传专栏, 介绍大型仪器建档的必要性与重要性。同时可以采取问卷调查的形式, 宣传大型仪器档案的使用方法;每年召开大型仪器档案管理工作会议, 表彰档案管理先进集体和个人, 提高教职工建档的积极性。同时, 参照国家相关法规, 管理部门制定完善的大型仪器档案管理制度, 使大型仪器档案管理工作制度化、规范化。
2. 提高大型仪器档案的开放率及使用率。
第一, 利用校园网络平台, 建立大型仪器网上档案查询系统, 为教职工提供查询服务。通过该系统可以查阅大型仪器基本情况, 如仪器名称、规格型号、厂家、基本功能及用途、应用范围、主要技术指标、仪器照片、联系人及电话、是否共享、是否预约、收费标准等内容。这个系统不仅给教职工使用大型仪器带来极大的便利, 同时也大大提高了实验室的管理水平, 提升了大型仪器的使用效益。第二, 开放设备档案资源。档案的生命在于利用, 仪器档案来源于仪器, 也当服务于仪器。可以在网络平台上不定期地向教职工宣传大型仪器档案的基本情况, 比如大型精密仪器设备的性能、功能、应用领域等情况, 并积极开展查阅、借阅、咨询工作, 变被动为主动, 变单一模式为多种模式, 最大程度地发挥大型仪器档案的使用价值。
3. 提高档案管理人员的专业水平, 提升档案的使用效益。
大型仪器档案的收集、建立过程较长, 涉及内容很多。要做好大型仪器档案管理工作, 除了敬岗爱业, 加强责任心, 更需要努力学习档案专业知识, 提高管理水平。所以, 必须加强对档案管理人员的继续教育和培训, 提高业务水平, 更新知识结构, 使他们尽快掌握计算机网络及信息技术, 形成一支既懂信息技术又精通档案业务的高层次管理人员队伍, 全面实现档案资源共享。另外, 大型仪器档案管理不仅需要档案管理人员的高素质, 更需要各职能部门、院系领导、每位仪器管理人员的重视与支持。加强沟通、协调, 给大型仪器档案管理创造一个和谐的环境, 使档案管理工作更加完善。
4. 重视大型仪器运行资料, 规范基础数据的填写。
首先, 设备管理部门在大型仪器档案管理制度中, 应明确规范填写内容及格式, 使每一台大型仪器的运行资料规范化。第二, 仪器管理使用人员要及时积累、整理大型仪器设备在使用中形成的一系列材料, 认真填写大型仪器使用记录本, 记录仪器使用时间、测试内容、仪器状态、使用人等信息。在使用过程中, 如果仪器出现异常现象, 也要记录在案, 以方便维修人员检查, 排除故障。第三, 形成完整的维修记录, 记载该仪器的检查过程, 故障原因, 索赔来往公函及结果, 重大事故的调查分析处理意见情况。第四, 使用记录和维修记录联合存档, 其益处在于使仪器的使用情况、故障现象、维修原因、维修结果等前因后果清晰明了。每年年终仪器专职管理人员应将全年的使用情况书面总结存档备查, 既方便查阅, 也为今后的使用、维修带来便利。第五, 对价值高昂、特殊设备的档案资料, 原件归档, 常用资料的复印件随机使用。
设备档案是否完整、准确、规范, 是实验室考评的内容之一。凡建档制度不健全、档案质量差、不符合要求的不能评为先进实验室。总之, 大型仪器档案管理是仪器设备管理工作的组成部分和重要环节, 是评价仪器技术性能的依据, 是衡量仪器的使用效率、经济效益的基础, 也是考核实验室技术及管理水平的依据之一。所以, 高校应大力加强对大型仪器档案的管理, 有效地保存和利用档案, 充分发挥仪器档案在教学、科研中的作用, 促进大型仪器开放共享, 加强对外开放服务, 提高运行和管理水平。
摘要：高校大型精密贵重仪器设备档案管理是设备管理工作的重要组成部分。高校应强化大型仪器档案管理意识, 提高大型仪器档案的开放率与使用率, 更好地为教学科研服务。
关键词：大型精密贵重仪器,档案管理,优化措施
参考文献
[1]吕洪军.高校大型精密仪器档案管理、利用问题与对策[J].河北北方学报, 2006 (4) .
大型精密仪器设备 篇10
在校领导和相关部门大力支持和协助下,经过认真的筹备,2007年5月1日,我校部分大型精密仪器实现了全天候开放使用。通过一段时间的开放运行,仪器测试机时紧张状况有了很大缓解,教师和同学们也非常满意,收到了良好的效果。这也充分体现了大型精密仪器“专管共用,开放共享,优化服务”的管理宗旨。回顾整个开放历程,有以下几点体会。
一、稳步启动,积极推进
大型精密仪器的开放使用,尤其是全天候开放使用,虽然效果显著,会很快缓解精密仪器测试的机时紧张现象,但在开放过程中,由于是非仪器管理人员在操作使用仪器,非常容易出现相关事,造成仪器损失毁坏,从而影响仪器的正常运行和使用,若管理不好,其结果会适得其反。考虑到我校教师、研究生使用仪器设备的水平和仪器设备的现状,决定采用小步快跑的策略,先以两台校内使用频率极高,且开放效果较直观的精密仪器作为试点,先行开放,摸索和总结经验,以点带面,稳步完成大型精密仪器开放共享的进程,在一段时间内,将我校具备开放条件和能力的大型精密仪器全部实施全天候开放使用。
我们的具体做法是,首先选择了S-4700场发射扫描电镜和ESCALAB 250型X射线光电子能谱为开放试点。由于我校近年来化学和材料学科的快速发展,电镜和X射线光电子能谱也是学校使用量较大的大型仪器设备之一,需要测试的样品数量多,时间也紧迫。通过一段时间对这两台仪器的开放运行,极大缓解了测试机时紧张的压力,缩短了样品测试的周期,更好的为广大师生服务。
二、开放上机,培训先行
在校内,如果没有能够自行上机测试的非管理人员存在,那么大型精密仪器的开放也就成了一句空话。因此,为了保证大型精密仪器的全天候开放,必须先行一步,对校内一些人员进行培训。
我们的具体做法是在国资处的统一布置下,仪器管理组组织报名参加培训的人员进行培训。为了确保大型精密仪器的良好运行,我们还要求经培训合格的人员,国资处首先发给《实习上机证》,即他们可在仪器管理人员指导和监管下上机测试。之后经仪器管理人员对其进一步实际操作指导,认为确实能独立上机测试时,经仪器管理人员书面认可后,国资处再发给《开放上机证》。此时的被培训人员,可独立上机测试样品,即可利用开放时间上机独立测试自己的样品。
首批参加培训人员是由我校各科研团队和课题群组及重点实验室推荐,经遴选后由40余人组成,其中还包括对仪器使用需求较多的教师和部分动手能力较强的研究生。为了将培训工作落实到位,我们要求在培训内容上将课堂上的理论讲授和上机的实际操作相结合,既要使被培训人了解仪器基本原理,又要能熟练掌握样品测试过程中的前期制样和后期数据处理等工作,在理论考核和上机操作均通过考核后,国资处向其发放《实习上机证》。
首批参加培训人员中,由3 0余人取得了《实习上机证》。
三、严格管理,制度配套
为了进一步加强对精密仪器开放使用的管理,根据我校《贵重精密仪器设备管理办法》,我们又制定了北京化工大学“大型精密仪器公共服务体系”所属仪器设备对外服务和开放使用管理办法(简称“办法”)。“办法”中第二条根据精密仪器开放使用的特殊性,明确规定了各仪器组在对其仪器开放之前,必须根据学校相关管理办法,结合仪器的具体特性制定与开放使用配套的管理制度,保证开放工作规范化、科学化、程序化。
新制订的管理制度及主要内容是:《仪器开放使用预约登记办法》—日常开放可由仪器组管理人员根据具体情况确定,夜间开放须要提前一周预约,以便统一安排。《仪器开放使用交接制度》—按规定填写使用记录,包括交接时仪器的工作状态、使用时间、使用中异常情况、样品情况等,测试工作结束后,通知管理人员对测试结果、仪器状态进行审验。《仪器开放使用规程》—包括仪器使用规程、维护保养规程、安全制度等。《仪器开放使用损坏赔偿制度》—规定在仪器开放使用过程中因违反操作规程发生的人为损坏仪器设备而产生的维修费用,由上机者全额承担。《仪器开放使用收费办法》—规定实习上机阶段测试收费标准原则上与常规送样测试收费标准相同,开放阶段测试收费标准,根据我校《大型精密仪器有偿使用服务管理办法》,由国有资产管理处审核批准后收取测试成本费。持开放上机证的人员原则上负责前期制样、样品处理、上机测试、实验结果处理、实验物品整理等各环节工作。对于不能独立完成测试者,管理人员有义务协助其完成测试工作,协助完成工作部分的费用,可按照相应的测试服务收费标准中管理费标准的半价收取。
此外,为了保证以上管理制度的贯彻执行,一些配套措施也要落实到位。如在取得国有资产管理处颁发的《开放上机证》前,为了进一步明确相关责任,要求独立测试人签订承诺书,承诺“遵守大型精密仪器开放使用相关管理制度(《仪器开放使用交接制度》、《仪器使用规程》、《损坏赔偿制度》、《收费办法》、《安全管理制度》及其他大型精密仪器管理制度),服从仪器组人员的管理,认真学习大型精密仪器使用操作技能,提高分析测试水平,做好大型精密仪器开放使用工作。”
四、措施到位,人员落实
大型精密仪器全天候开放所带来的好处是显而易见的,但同时也给仪器管理者增加了“很大”工作量,工作时间由原来的8小时/天变为24小时/天,工作时间增加了2倍。此时,如果仅用现有人员是远远不能满足工作量需要的。若依靠个人的觉悟加班加点,能解决一时的问题,但解决不了由于全天候开放所带来的仪器管理人员严重不足的困难。而向学校申请正式编制也是不现实的。鉴于此,我们决定利用学校现有人事管理机制,充分利用各种渠道挖掘人力资源,落实管理人员,实现大型精密仪器全天候开放。
首先,丰富的研究生资源是我们依靠的主要力量,利用学校研究生三助的机制,经过与其他管理部门的协同努力,学校最终给仪器组配备了三助研究生作为配合大型精密仪器开放的辅助管理人员(三助研究生也需上岗培训,达到独立上机操作的能力)。我们根据仪器开放的要求,将三助研究生与仪器组教师共同安排了轮流值班表,在保证日常工作时间正常测试的基础上,在周六、日及夜间也安排了相应的管理人员,真正实现了全天候开放。此种做法,深受三助研究生的欢迎,因为他们不但能在学习之余,又掌握了一门测试的新技术和方法,为广大教师和同学服务,还在一定程度上解决了他们在经济上的困难。
另外,我们还为一些在编人员非常匮乏的仪器组,向学校申请了“大代理”(外聘专业人员)人员,让这些人员从事一些技术性较强的工作,如协助电镜切片等,以保证正常测样工作顺利进行。
但上述做法也存在一些不足和问题。从长远角度看,特别是对于大型精密仪器,配备一定数量和相对稳定的管理人员是非常必要的。
总之,管理人员的到位是做好大型精密仪器开放工作的重要基础工作,创造各种条件,利用现行管理机制,广开人源,是解决管理人员匮乏的有效途径,同时根据工作量大小、测试样品的时间性等因素可适当调节各类人员编制数量,既灵活、经济,又便于管理。
五、时间分段,合理安排
在保证大型精密仪器为全校各科研团队和课题群组提供优质服务的前提下,既服务于全校,又可向一些有能力、有兴趣和有特殊要求的科研团队及课题组提供自行上机操作机会,充分发挥大型精密仪器共享的优势。因此,在仪器全天候开放、满负荷运行的情况下,合理安排、左右兼顾,调节大型精密仪器正常测试和用户自行上机开放测试的时间段也非常重要。
我们的具体做法是:原则上8∶00-24∶00,进行正常的对外测试服务(主要完成学生和教师所送样品的测试);24∶00-8∶00对有上机操作资格的教师和学生开放(主要完成教师和学生自己需测试的样品)。在具体的时间上安排,也有一定的灵活性。如在测试任务较重时,将开放上机时间调至夜间,即保证了学校整体教学、科研工作的基本需求,又兼顾了特殊群体的特殊技术要求,照顾了学校分析测试面的广度和深度。而在测试任务相对较少时,在保证完成正常测试任务的前提下,白天也安排一些开放上机。如此将传统的送样测试方式和与时俱进的开放上机方式有机的结合起来,是新时期大型精密仪器效益管理新的特点之一。
经过近一个月的上机操作技术培训,首批参加人员已陆续通过考核,他们在仪器管理人员监管下自行上机操作和开放使用仪器,有效缓解我校大型精密仪器使用机时紧张的现象,提升了大型精密仪器管理水平。我们深深体会到,仪器开放工作每一个具体环节都要落实到实处,以免因一时疏漏造成损失,影响整体工作进展,今后我们要进一步完善相关细节,把管理工作做得更好。
随着我校大型精密仪器逐步向广大师生全天候开放使用,大型精密仪器使用效益将得到充分发挥,也更好的为教学科研工作服务。
摘要：本文介绍了北京化工大学加强大型精密仪器管理,提高大型仪器设备使用效益的做法。通过对大型精密仪器管理制度的建立、开放上机人员的培训、管理人员和开放时间的合理配置,逐步实施了学校大型精密仪器全天候开放使用。
大型精密仪器设备 篇11
随着生产发展的需要,大型回转工作台越来越广泛地运用到铣削加工,一些大型复杂型面零件如螺旋桨的铣削加工往往需要大型回转工作台参与数控联动。因此对大型转台的运动控制提出了更高的要求:1)要求能实现正反转;2)能频繁地启动与停止;3)能实现精确的位置控制并作为插补轴进行联动控制。
而大型转台的机电传动控制中却存在着诸多的非线性环节,这是因为:1)大型转台的驱动齿轮无法进行精加工,而高达几千的减速比需要多级减速才能实现,这必然会造成较大的传动间隙和传动误差。这样,当主齿轮改变方向时,从齿轮(转台驱动齿轮)保持原位不动,直到间隙消除后才改变方向,如图1a所示;2)大型转台的体积大、重量沉,存在很大的静摩擦力,导致转台从静止需要很大的力矩才能克服静摩擦力运动起来,如图1b所示。
大型转台传动过程中的非线性环节将对系统的静态特性和动态特性产生很大的影响,如间隙特性将使系统的相位滞后增大,并降低系统的稳定性;死区特性会使转台运动的静态误差增大,造成低速运动的不平滑性,导致低速爬行。因此,必须采取措施,克服传动非线性环节的影响,实现大型转台的精密运动控制。
2 基于双电机驱动消除间隙的控制模型
大型转台的机械传动链长而复杂,中间存在间隙的环节众多,而传动间隙会导致系统运动的非线性,因此为确保转台在不同运转情况下的运动精度和平稳性,使之具有良好的动态响应特性和小的静态误差,迫切需要消除传动间隙所导致系统的非线性。
双电机联动驱动是一种新颖可靠的机电传动方式,可以稳定可靠地消除间隙,保证无间隙传动,在控制器合理设计的情况下可使系统响应的快速性、平稳性和静态精度等方面均优于传统的液压驱动系统和单电机驱动系统,系统的传动精度得到了大幅提升。双电机驱动工作台结构图如图2所示。其中,1,9,10为伺服系统,2为大齿轮,3为工作台,4为全闭环位置反馈,5,7为伺服电机,6,8为齿轮。
图3是双电机驱动工作台示意图。当工作台顺时针运动时|T1|>|T2|,逆时针运动时|T1|<|T2|。
两伺服驱动器均工作于转矩工作方式,假设转台的负载力矩为T,ΔT为预紧力矩,T1,T2分别是齿轮1,2的转矩,如果能建立式(1)的转矩关系,则能有效消除工作台齿轮间隙的影响。
这里,假定力矩的正方向为逆时针,并且ΔT>0,有以下关系成立。
工作台顺时针运动时,T>0,T1>T2>0,齿轮1带动工作台转动,齿轮2与工作台之间有一个反向力矩-ΔT/2,可消除间隙。
工作台逆时针运动时,T<0,T1<T2<0,齿轮2带动工作台转动,齿轮1与工作台之间有一个反向力矩ΔT/2,可消除间隙。
工作台静止时,两电机输出大小相等,方向相反的力矩。
从图3中可以看出,无论是正转、反转还是静止,驱动齿轮1,2与工作台大齿轮的接触点不变,始终保持单边接触,这样就消除了间隙。需要注意的是,运动时每个方向只有一个小齿轮带动大齿轮转动,而另一小齿轮以同步速度来消除间隙,因此,两齿轮合成作用在大齿轮上的力矩为T,而不是2T。
按照上述双电机的驱动方式,齿轮间隙的非线性转化为双电机力矩的线性控制,如图4所示。
2个驱动齿轮和工作台的动力学方程为
式中:J1,J2,J,b1,b2,b,θ1,θ2,θ分别是小齿轮1,2和大齿轮的转动惯量、等效粘性摩擦系数和转角。
由于双电机驱动系统比单电机驱动系统在结构上、控制上复杂了许多,不仅要考虑每个电机的运行特性,更重要的是考虑2个电机联动时的情况,整个消隙系统在伺服运行过程中,需要对2台电机进行联动控制,使各级齿轮始终保持单面贴合,从而精确地传递力矩、速度和位移。
3 双电机预置力矩消除间隙
从式(1)可以看出:要消除齿轮运动间隙,必须预置力矩。其基本思路为:通过控制参数设置预置力矩值,对该值进行数字信号处理产生一个偏置信号(如图5所示),加载到速度控制器1,然后通过两套伺服驱动的调节使两电机分别输出式(1)所示的力矩,这样可以使2个电机按图4所示的力矩控制曲线进行控制。
预置力矩可以去除机械传动链中的传动间隙,使整个传动链绷紧,从而使2个减速器的输出小齿轮分别贴紧主齿轮的前、后齿面,使主齿轮不能在齿轮间隙中来回摆动,达到消除齿隙的目的,避免主齿轮换向时候的空回,消除空程误差。电机运行的时候添加的预置力矩大小约为电机额定输出力矩的10%～30%,值太小则无法完全消除齿隙,太大则消耗电机功率。
预置力矩的存在,使得系统不论是在静止、启动还是运行过程中,2个电机都会通过传动系统对工作台施加不为零的转矩,在此力矩的作用下,工作台的正反转运动中就不可能存在间隙,从而将一个存在严重齿隙的非线性系统改造成了一个近似的线性系统。为进一步实现高性能,速度闭环创造十分有利的条件。
4 双电机驱动单元的速度平衡控制
大型旋转工作台参与数控联动,需要对其进行精确的速度控制与位置控制,并能随时进行正反向切换。同时由于电机、功率放大器难以完全一致,给定相同的速度也可能导致两电机的转速不一致,产生差速振荡。
下面考虑两种阶跃、两种正弦信号输入的情况,系统的响应如图6所示。
由图6的转速差曲线可见,不进行速度平衡控制时,两组电机跟踪阶跃与正弦信号的速度差是很大的。下面对此分析:一般采用PI调节器进行速度调节,对每个速度环,考虑负载扰动时的伺服系统的简化框图见图7。其中,Kpv为速度控制器比例增益;Tv为速度控制器积分时间常数。
那么由负载扰动引起的转速变化可写为
从式(3)可以看出,2个速度环负载不一样,引起的转速变化也不一样,并且由于2个速度环的比例增益和积分常数也不可能完全一致,因此会造成较大的转速差。
为了消除双电机驱动引起的转速差,保持两驱动单元的速度同步,根据反馈控制理论:在恒值给定的情况下,要维持某个物理量基本不变,需要引入该量的负反馈。因此,此处引入速度平衡调节器,对2个电机的速度及力矩进行耦合控制(如图8所示),速度平衡控制器的输入除了预置力矩参数之外,还引入了2个速度调节器的输出之差,实现差速反馈;速度平衡控制器的输出加载到速度调节器1上。由于工作台在铣削加工时的旋转速度非常低,从两电机的码盘而不是工作台的圆盘光栅读取速度反馈可以提高系统的低速平稳性。
引入速度平衡调节器后,输入2种阶跃、2种正弦信号时的系统响应如图9所示。
图9中可以看到速度平衡调节器的引入可以迅速减小双电机的转速差,使双电机达到很好的动态同步效果。说明本方案能够有效地消除由齿隙引起的干扰,使双电机系统在正反转过程中始终保持稳定运行,并取得较好的控制效果。
5 双电机驱动工作台位置控制
由于大型转台的控制环节复杂,从位置控制器到最终驱动转台既包括复杂的电气控制环节,又包括复杂的机械传动环节,这样不仅在齿轮传动中存在非线性环节,诸如静摩擦力矩、死区等特性也会产生非线性环节。因此,除进行预置力矩、速度平衡控制外,还需在整个位置环进行精密控制。
为了证实非线性扰动的影响,低速下进行系统性能测试,将1.5sin(πt)加载到速度输入给定,系统的响应曲线如图10所示。
从图10可以看出,在低速给定时,速度跟踪存在“死区”现象,原因是:1)数控转台在正反向运行过程中,受到了摩擦力矩和机床切削时传递的切削力矩等因素的扰动;2)转台换向时,拖动电机从一个电机切换到另一个电机,中间既存在电气延迟,也存在机械传动的延迟。
因此,系统在位置环设计时,除了普通的位置偏差PID控制外,需要再加入摩擦前馈、速度前馈和加速度前馈以克服上述“死区”现象,其控制结构如图11所示。位置反馈来自于旋转工作台的圆光栅,其输出作为速度环的输入,也就是双速度环的速度给定。图11中,Kp,Ki,Kd分别是比例、积分和微分增益,Kvff为速度前馈增益,Kaff为加速度前馈增益。
参数整定好后,将5sin(πt/2)正弦信号作为给定输入,得到响应曲线见图12。
由图12所示的正弦响应可以看出,系统能够很好地跟踪正弦输入信号,因惯性和摩擦力扰动的影响在响应上略有滞后。系统具有良好的加速度特性,能够适应于加工时的变速进给要求。
6 结论
本文研究的双电机驱动及其控制方法,能有效克服大型转台机电传动控制中的非线性影响,实现转台的精密运动控制,其研究成果已经成功用于大型螺旋桨车铣复合加工机床中转台的运动控制,转台直径为9 m,转速范围从0.001～2r/min连续可调,并且无爬行。
摘要：从大型转台的基本控制需求出发,分析了大型转台传动过程中的非线性环节对转台运动的影响,建立了双电机驱动转台以消除间隙的动力学模型,研究了大型转台的基本控制结构及精密控制算法,设计了预置力矩、速度平衡控制器、位置控制器,消除了间隙和死区等非线性环节的影响,达到了双电机驱动的转速同步。研究过程中对系统的阶跃响应、正弦响应、负载扰动响应等进行了试验分析,最终实现了大型转台的精确位置控制,并已得到实际应用。
关键词：大型转台,非线性,双电机同步驱动,预置力矩
参考文献
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