机电一体化实训安全

机电一体化实训安全（共12篇）（共12篇）

1.机电一体化实训安全 篇一

机电控制实 训 总 结 学 号：2013035105 姓 名：华锦辉 院 系：成教学院

专 业：机械设计制造及其自动化 年 级：2013级 指导教师：陈成坤

一、实训目的

1、通过实习，学生应对机电工程学科有一定的感性和理性认识，对机械设计、机电技术等方面的专业知识做进一步的理解。

2、通过实习，学生应了解相关程及相关硬件，掌握机电技术相关知识及使用工具，熟练掌握其实际操作和安装技能，3、通过实习，学生应了解电路图安装与调试技术，掌握电路元件装配、焊接技术及对故障的诊断和排除。

4、通过实习，培养学生理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强独立工作能力，培养学生团结合作。

二、实训内容

（一）闪烁灯

1．任务要求

（1）按照电路原理图和PCB线路图，接线和焊接电子元件

（2）接通电源后，绿灯常亮，黄灯闪烁。按下开关，三灯交替闪烁。2.电路图及PCB线路图

图1.1 电路图

图1.2 PCB线路图

3.面包板连接实物图

图1.3 面包板连线图

图1.4 面包板实物图

4.闪烁灯实物

图1.5 闪烁灯实物

（二）LED灯显示屏

1.任务要求

（1）本设计是以单片机为核心控制器件的简单图像的LED显示系统，系统由单片机、和显示屏构成。

（2）设计并实现5*5LED显示，要求单片机与显示器之间接口设计，并编制程序，在显示器上显示英文字母。

2.ArduinoMega2560单片机

ArduinoMega2560是一款基于ATmega2560(数据手册)的微控制器板。它有54个数字输入/输出引脚（其中15个可用作PWM输出）、16个模拟输入、4个UART（硬件串行端口）、1个16MHz晶体振荡器、1个USB连接、1个电源插座、1个ICSP头和1个复位按钮。它包含了支持微控制器所需的一切；只需通过USB电缆将其连至计算机或者通过AC-DC适配器或电池为其供电即可开始。Mega与面向ArduinoDuemilanove或Diecimila的盾板大多都兼容。（1）概要

微控制器 ATmega2560 工作电压 5V 输入电压（推荐值）7-12V 输入电压（极限值）6-20V 数字I/O引脚 54（其中15个提供PWM输出）模拟输入引脚 16 每个I/O引脚的DC电流 40mA 3.3V引脚的DC电流 50mA FlashMemory 256KB，其中8KB被启动加载器占用 SRAM 8KB EEPROM 4KB 时钟速度 16MHz（2）编程

可以利用Arduino软件(download)给ArduinoMega编程。ArduinoMega上的ATmega2560预先烧录了启动加载器，从而无需使用外部硬件编程器即可将新代码上传给它。它利用原始的STK500协议进行通信。您还可以旁路启动加载器，利用ArduinoISP等通过ICSP（在线串行编程）头为微控制器编程。

Arduino库提供ATmega16U2（或rev1和rev2电路板内的8U2）固件源代码。ATmega16U2/8U2配有DFU启动加载器，它可以通过下列方式激活：

在Rev1电路板上：连接电路板背面上的焊接跨接线（靠近意大利地图），然后复位8U2。在Rev2或更新的电路板上：有1个电阻器，能将8U2/16U2HWB线路接地，从而更轻松地进入DFU模式。然后，您可以利用AtmelFLIP软件(Windows)或者DFU编程器(MacOSXandLinux)（MacOSX和Linux）来加载新固件。或者，你也可以使用带有外部编程器（覆写DFU启动加载器）的ISP头。(3)外形

图2.1 ArduinoMega2560 3.电路图

图2.2 5*5LED电路图

4.5*5LED焊接实物图

图2.3 焊接实物图

5.程序

Const row[5]={2,7,5,13,18} Const int col[5]={6,11,10,3,4};Int pixels[5][5];Int x=5;Int y=5;Void setup(){ For(int thisPin=0;thisPin<5;thisPin++){ pinMode(col[thisPin],OUTPUT);pinMode(row[thisPin],OUTPUT);digitalWrite(col[thisPin],HIGH);} For(int x=0;x<5;x++){ For(int y=0;y<5;y++){ Pixels[x][y]=HIGH;} } } Void loop(){ readSensors();refreshScreen();} Void readSensors(){ Pixels[x][y]=HIGH;X=7-map(analogRead(A0),0,1023,0,7);Y=map(analogRead(A1),0,1023,0,7);Pixels[x][y]=LOW;} Void refreshScreen(){ For(int thisRow=0;thisRow<5;thisRow++){ digitalWrite(row[thisRow],HIGH);for(int thisCol=0;thisCol<5;thisCol++){ int thisPixel=pixel[thisRow][thisCol];digitalWrite(col[thisCol],thisPixel);if(thisPixel==LOW){ digitalWrite(col[thisCol],HIGH);} } 6.外壳

使用三维制图软件设计，通过3D打印技术制作

图2.4 CATIA三维制图

图2.5 3D打印制作实物图

7.实物图

图2.6 设计成果

（三）“创意之星”机器人

1.任务要求

要求：完全自主的机器人，使用各种传感器来感知自身的位置、姿态，实现移动，爬坡，推圆柱，避障等功能 任务规划：

（1）搭建机器人，布置传感器。实现（2）编制程序，并做练习。（3）模拟比赛练习。2.创意之星

（1）“创意之星”是一种模块化机器人组件，其特点是组成机器人的各种零件都是通用、可重组的，各个零件之间有统一的连接方式，零件之间可以自由组合，从而构建出各种各样的机器人构型。为了保证“创意之星”机械结构的刚性、牢固，如下图所示零件之间采用面接触、键连接、螺钉紧固的方式进行组合。

图3.1典型连接方式

3.控制器

（1）以ATmega128为核心的MultiFLEX™2-AVR控制器

图3.2 MultiFLEX 2-AVR控制器功能示意图

（2）以PXA270为控制核心的MultiFLEX™2-PXA270控制器。

图3.3 MultiFLEX™2-PXA270控制器

4.传感器

（1）“创意之星”布置了大量的传感器

图3.4“创意之星”传感器类型及电气规范

（2）红外接近传感器

红外接近传感器俗称光电开关。它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型，因此也称为红外开关。

图3.5 红外接近传感器

5.执行器

机器人常用的运动驱动部件有直流有刷电机、直流无刷电机、步进电机、舵机等。“创意之星”配置了直流有刷电机、微型舵机、机器人专用舵机等。（5.1）CDS5516机器人舵机 proMOTION CDS系列机器人舵机属于一种集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元，主要用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动，也可用于其它简单位置控制场合。

图3.6 CDS5516机器人舵机

（5.2）CDS5516的调试设置软件

CDS5516的基础参数设置、保护参数调节、性能测试等都可以通过RobotSevo Terminal软件来实现。

图3.7 RobotSevo Terminal（5.3）CDS5516机器人舵机外接单片机

6.NorthSTAR 图形化开发环境

（6.1）NorthSTAR是一个图形化交互式机器人控制程序开发工具。在NorthSTAR中，通过鼠标的拖动逻辑框的控件和对控件做简单的属性设置，就可以快捷的编写机器人控制程序。程序编辑完后，可以编译并下载到机器人控制器中运行。NorthSTAR 编程环境具有操作简便、功能强大特点，能让您在图标拖动中创建复杂的逻辑，让您的机器人按照您的意愿动作。

图3.8 流程图界面（6.2）NorthSTAR具有调试和在线监控功能，可以实时查询传感器的值、舵机位置，或者设置舵机速度和位置。

图3.9舵机调试界面

7.机器人的装配（大家的共同努力）

整个擂台机器人由1个控制板，12个舵机和3个红外接近传感器及“创意之星”机器人零部件组成。4个舵机组成主要的四个车轮，由6个舵机组成两个机械臂，2个舵机组成两个机械腿。下列是装配实物图：

图3.10 机器人机构图

8.程序

（1）下面是图形化的程序语言：

图3.11 NorthSTAR图形化程序

（2）源程序如下：

#include “Apps/SystemTask.h” uint8 SERVO_MAPPING[12] = {10,3,4,8,19,20,1,16,18,2,9,17};int main(){ MFInit();MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],12);MFSetPortDirect(0x00000FF0);MFSetServoMode(10,0);MFSetServoMode(3,0);MFSetServoMode(4,0);MFSetServoMode(8,0);MFSetServoMode(19,0);MFSetServoMode(20,0);MFSetServoMode(1,0);MFSetServoMode(16,0);MFSetServoMode(18,1);MFSetServoMode(2,1);MFSetServoMode(9,1);MFSetServoMode(17,1);//爬坡动作序列 while(1){ //收拢手臂

MFSetServoPos(10,512,1000);MFSetServoPos(3,512,1000);MFSetServoPos(4,512,300);MFSetServoPos(8,512,300);MFSetServoPos(19,512,300);MFSetServoPos(20,512,300);MFSetServoPos(1,512,300);MFSetServoPos(16,512,300);MFSetServoRotaSpd(18,-500);MFSetServoRotaSpd(2,500);MFSetServoRotaSpd(9,-500);MFSetServoRotaSpd(17,500);MFServoAction();DelayMS(1000);//爬坡动作1—前进

MFSetServoPos(10,512,1000);MFSetServoPos(3,512,1000);MFSetServoPos(4,400,300);MFSetServoPos(8,400,300);MFSetServoPos(19,400,300);MFSetServoPos(20,400,300);MFSetServoPos(1,620,300);MFSetServoPos(16,400,300);MFSetServoRotaSpd(18,-500);MFSetServoRotaSpd(2,500);MFSetServoRotaSpd(9,-500);MFSetServoRotaSpd(17,500);MFServoAction();DelayMS(1000);//爬坡动作2—前倾

MFSetServoPos(10,512,1000);MFSetServoPos(3,512,1000);MFSetServoPos(4,273,300);MFSetServoPos(8,285,300);MFSetServoPos(19,178,300);MFSetServoPos(20,722,300);MFSetServoPos(1,493,300);MFSetServoPos(16,512,300);MFSetServoRotaSpd(18,-500);MFSetServoRotaSpd(2,500);MFSetServoRotaSpd(9,-500);MFSetServoRotaSpd(17,500);MFServoAction();DelayMS(1000);//爬坡动作3—后倾

MFSetServoPos(10,512,1000);MFSetServoPos(3,512,1000);MFSetServoPos(4,273,200);MFSetServoPos(8,285,200);MFSetServoPos(19,178,200);MFSetServoPos(20,722,200);MFSetServoPos(1,360,200);MFSetServoPos(16,652,200);MFSetServoRotaSpd(18,-500);MFSetServoRotaSpd(2,500);MFSetServoRotaSpd(9,-500);MFSetServoRotaSpd(17,500);MFServoAction();DelayMS(1000);//收拢手臂

MFSetServoPos(10,512,1000);MFSetServoPos(3,512,1000);MFSetServoPos(4,273,300);MFSetServoPos(8,285,300);MFSetServoPos(19,178,300);MFSetServoPos(20,722,300);MFSetServoPos(1,360,300);MFSetServoPos(16,652,300);MFSetServoRotaSpd(18,-500);MFSetServoRotaSpd(2,500);MFSetServoRotaSpd(9,-500);MFSetServoRotaSpd(17,500);MFServoAction();DelayMS(1000);} } 9.自豪的设计成品

图3.12 不太完美的“擂台机器人”

三、实训心得

机电一体化实训，两周，转眼就过了。实训，在我看来是一种练习或者说复习，是为了巩固以前学的知识和增强自己的动手能力，因此，每个实训我都很重视，都全力以赴，都有很大的收获。

我们的实训训练不仅是锻炼个人技能，同样的还有人与人之间的合作能力，因此，分组，分任务，这是必不可少的。在短暂的大学学习和实习过程中，我深深的感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏。本次试验控制系统的编程对我是一个很大的挑战，平时接触的编程方面的知识不是很多。不过，幸运的是有了NorthSTAR图形化编程界面，可以方便直观的实现准确的编程控制，为我们提供了很大的便利性。这次实训因为有用到电烙铁，所以安全方面不得不强调。电烙铁用的是220V的电压，通电之后本身又有高温，因此，一不小心就是烧物，伤人。我发现在实训场里的很多东西都是伤痕累累的，桌子有很多一块块的伤疤，更恐怖的是电烙铁的电线上也是充满伤疤，这可以看出来，我们同学对这个安全的问题还不是很重视，相信不少同学都有烫伤的体验。我觉得，无论是在哪里，无论是做什么东西、什么事情，安全都是前提，耐心、细心很重要。

实训完了，我们的作品也出来了，看着手中不太完美的作品，我们也是充满了自豪感。实训是大学的一种很重要、很有必要的学习方式，它能让我们学到课堂学不到的知识，谢谢老师为我们付出的汗水。

2.机电一体化实训安全 篇二

职业教育的核心是提高学生的实践动手能力和分析解决实际问题的能力。传统的职业教育模式是专业理论课和实训课分开进行,其弊端是理论和实践相分离,重理论而轻实践,教师教学缺乏新意,上课枯燥乏味,学生听课不感兴趣,上课昏昏欲睡,这样直接造成的后果就是培养的学生动手能力差,解决实际问题的能力差,课程教学难以达到职业教育培养目标的要求。解决该问题的关键是适当引入实训设备,探索理实一体化教学模式。

理实一体化教学作为职业院校专业教学中探索创新的一种教学模式,它强调充分发挥教师的主导作用,将理论学习和实际训练紧密结合起来,注重培养学生的动手能力,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。理实一体化教学要求学校建立专业教室,配备相应的专业设备和计算机辅助教学设施,将有关专业设备和教学设备同置一室,将专业理论课和生产实习等实践性教学环节安排在专业教室中进行教学[1,2]。

高职高专机电类课程教学大多需要实验实训设备的支撑。传统的教学仪器设备主要为了满足某门课程验证性实验的需要,缺乏对学生实践动手能力和创新能力的培养。光机电一体化实训装置融合了机械、电气、PLC、气动、传感等多种技术,采用了开放式和模块式结构,可满足《电气控制与PLC》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理论实践一体化教学的需要。正是基于以上考虑,我校在省财政的支持下,面向机电一体化、数控技术、电气自动化等专业课程教学的需要,引入了光机电一体化实训装置和模块化生产线等设备,并积极探索理实一体化教学模式,取得了初步成效,显著提高了学生的实践动手能力和社会竞争力。

2 光机电一体化实训装置的基本构成

2.1 光机电一体化实训装置的总体结构

光机电一体化实训装置由型材导轨式实训台、典型机电一体化设备机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、低压电器模块、模拟生产设备实训模块(包含上料机构、搬运机械手、皮带输送线、物件分拣等)、接线端子排、各种传感器、警示灯和气动电磁阀等组成。整体结构采用开放式和拆装式设计,学生可以组装、接线、编程和调试由上料机构、搬运机械手机构、皮带输送线和物料分拣组成的光机电一体化设备。装置的总体结构示意图如图1所示。

2.2 装置主要模块的基本组成

1)PLC主机:采用了CPU226 AC/DC/晶体管(24路数字量输入/16路晶体管输出)、两个RS-485通信口、EM222(8路数字量输出),在PLC的每个输入端均有开关,PLC主机的输入/输出接口均已连到面板上,方便用户使用。

2)变频器模块:采用西门子MM420变频器,三相380V供电,输出功率0.75KW。集成RS-485通讯接口,提供BOP操作面板;集成3路数字量输入/1路继电器输出,1路模拟量输入/1路模拟量输出;具备过电压、欠电压保护,电机过热保护,短路保护等。提供调速电位器,所有接口均采用安全插连接。

3)电机模块:包括三相交流异步电动机,步进电机和步进电机驱动器等。

4)低压电器模块:配备了交流接触器、热继电器、电子式时间继电器、中间继电器、变压器、整流电路、能耗制动电阻、带灯按钮、断路器、熔断器、行程开关、组合开关、转换开关、速度继电器、磁性开关、急停按钮、复位按钮、自锁按钮等低压电器。

5)气动模块:包括了静音气泵、单杆气缸、双杆气缸、气动手爪、单控电磁阀、双控电磁阀、旋转气缸等。

6)传感器模块:具备了电感传感器、漫反射式光电传感器、对射式光电传感器、光纤传感器,可区分金属物料和非金属物料、不同颜色的物料。

7)触摸屏与组态模块:配备了深圳步科EVIEW MT4200工业触摸屏和EV5000组态编程软件。

2.3 装置主要部件的工作原理[3]

1)机械手搬运机构

当存放料台检测光电传感器检测物料到位后,机械手手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,延时0.5秒,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪抓取物料,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后;延时0.5秒,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后;手臂向右旋转,手臂旋转一定角度后,手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪放开物料,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后,手臂向左旋转,等待下一个物料到位,重复上面的动作。在分拣气缸完成分拣后,再将物料放入输送线上。

2)物料分拣机构

当入料口光电传感器检测到物料时,变频器接收启动信号,三相交流异步电机以30HZ的频率正转运行,皮带开始输送工件,当料槽一到位检测传感器检测到金属物料时,推料一气缸动作,将金属物料推入一号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止;当料槽二检测传感器检测到白色物料时,旋转气缸动作,将白色物料导入二号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,旋转气缸转回原位,同时电动机停止;当物料为黑色物料直接导入三号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止。

3 基于实训装置的课程模块与项目设计

光机电一体化实训装置融合了机械、电气、电动机、PLC、气动、传感等多项技术,并面向职业教育发展的需要,采用了开放式和拆装式结构,可根据课程内容需要选用不同的模块组合,满足《电气控制与PLC》、《液压与气动控制》、《变频调速技术》、《检测与传感技术》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理实一体化教学的需要。表1为利用该实训装置开发的课程模块和教学项目。

4 基于实训装置的理实一体化教学

4.1 理实一体化教学场地安排

传统的职业教育模式是理论教学和实践教学分开进行,造成理论与实践分离,而且实验实训室功能单一,设备利用率低。为了改变这种现状,突出职业教育的实践性,我校引入了光机电一体化实训装置,并根据现场化教学的需要,将教学环境设计为现场教学模式,建立理论与实践一体化教学的专业教室,融教室、实训、实验、考工于一体,使专业教室具有传统教学、多媒体教学、实物展示、演练实训、考工强化训练和考工等多种功能,营造出良好的职业氛围和环境。整个一体化实训室面积达150m2,室内配备了九台光机电一体化实训装置,一套MPS模块化生产线实训装置,以及46台电脑和投影、音响教学设备,配备了统一的实验桌椅、黑板、仪器柜等,可满足单班课程现场化教学的需要,实现课程教学做于一体,教学场地布置如图2所示。

电脑与操作台区属于基础教学部分,主要用于知识讲解、课程讨论、软件编程、低压电器实训等。实验桌上安装了网孔板,既用于液晶显示器的保护,又可固定常用的低压电器,作电工实训用。光机电一体化实训区属于应用部分,既可用于单门课程的实训需要,也可满足课程综合教学的需要,如PLC实训、变频调速实训、机电设备安装与调试操作等。模块化生产线区属于高级扩展部分,配备了自动传输、立体仓库、三坐标测量、模拟加工等八个模块,模块与模块之间采用了以太网和现场总线进行相互连接,侧重于生产线的总体控制实训等。

4.2《电气控制与PLC》理实一体化教学思路

我校的《电气控制与PLC》课程在2005年被确定为省级精品课程,四年来项目组老师根据我校学生的特点探索了多种现代化教学方法,其中效果最显著的当属基于光机电一体化实训装置的理实一体化教学模式。以下为实施该教学模式而采取的一些有效措施:

1)课前根据实训装置的特点,合理设计教学项目,编写教学讲义,制作多媒体教学课件和仿真动画,以提高课程教学的实用性和针对性,提高学生学习的积极性和趣味性。这部分工作是关键所在,直接关系到理实一体化教学模式能否顺利进行。

2)在课程教学之初,组织学生到校工程训练中心进行参观,增加感性知识,了解普通车床、铣床、钻床的工作原理和控制要求,以及实际的电气控制电路;了解常用低压电器、PLC在数控车床、数控铣床、加工中心、电梯控制系统中的应用等。

3)在讲解电气控制部分时,每个实验桌上放一套常用的低压电器和电工工具,方便学生了解各种低压电器的结构,学习基本控制电路的安装、调试方法等。

4)在讲解PLC基础部分时,每个实验桌上放一个PLC和一套常用的低压电器,方便学生了解PLC的结构、接线方法等;方便学生自己动手设计、调试基于PLC的电机控制电路等。

5)根据学生的特点,实行分类教学,充分发挥学生间的传、帮、带作用。对于平时表现优秀的学生,给与较高的要求,安排较难的设计任务,并要求不光自己学会设计和操作,还需要帮助组内的同学完成设计任务。对于平时表现一般的学生,需要加强引导和督促,适当加以鼓励,激发学生的学习兴趣和求知欲。对于平时表现较差的学生,则需要给予较多的关注,必要时采用强制措施,迫使他们掌握本课程的基础知识和基本技能。

6)加强中间过程考核和期末实践考核,增添答辩环节,提高学生的口头表达能力,强化学生综合技能的培养。对教学过程中的每个项目组织考核,并根据学生的表现进行打分,计入平时成绩。在期末再安排一次实践考核,随机抽取平时训练过的项目任务,并给予评分,计入总评成绩。在实际操作过程中,这一招对平时不太爱学习的学生有很大的促进作用。

5 结束语

将光机电一体化实训装置引入课程教学,实现理论与实践一体,不仅提高了学生的学习兴趣和实践动手能力,同时也提高了教师的教学业务能力。整个实训装置包括了机械、电气、PLC、组态设计、气压、传感器等多项知识,不仅要求教师要有过硬的理论知识,更重要是具备综合运用知识和解决问题的能力,随时解决学生在操作中碰到的各种问题。另外新的实训设备引入,也需要教师根据实训装置编写合适的讲义,探索新的教学模式,这样对教师个人能力的培养也有很大的促进作用。

参考文献

[1]胡传迅.浅谈电工课的“理、实一体化”教学[J].科技信息,2008(2):211.

3.机电一体化实训安全 篇三

关键词：机电一体化；教学模式；综合实训

机电一体化类综合實训课程一般为机电一体化、自动化生产设备应用、工业自动化等相关专业开设的一门专业技能实训必修课程，课程安排一般为期3～5周。下面以深圳职业技术学院自动化生产设备应用专业开设的机电一体化技术综合实训课程为例来探讨此类实训课程的教学模式。

机电一体化技术综合实训课程的任务

机电一体化技术综合实训课程的任务是：让机电一体化、自动化生产设备应用等相关专业的学生在经过课堂理论学习后，亲自对各类自动生产线系统（自动化专机、自动生产线、柔性制造系统等）进行认识实践、解剖分析、装配、调试纠错，对自动生产线系统的组成、结构原理、系统控制等进行更深入的了解，进一步培养学生的实际动手能力。要求学生能够运用所学的知识，熟练进行自动生产线的装配、调试和故障排除，包括从元器件到系统的组装、纠错、调试、PLC程序编程、下载及完整系统的运行、了解网络连接，具有分析和排除常见设备故障的能力，同时具备进行简单机构设计的能力，并且对常见自动输送系统有深入分析和研究。本实训课程主要考虑的问题是如何整合学生以前所学的理论和实践知识，提高学生的专业技能和解决实际问题的能力，让学生在毕业前就能够和企业所需完全接轨。

实训设备

本课程的实训设备是以德国FESTO公司开发的综合技术在国际上领先的FMS50机电一体化模块式教学培训系统，如图1所示。它是FESTO公司结合现代工业特点开发研制的模拟自动化生产过程，集机械、电子、通讯于一体的高度集成的机电信息一体化实训教学装置。它涵盖了机械设计、传感器技术、自控技术、信息技术和计算机技术等多项学科的内容。该系统是一个模拟生产中、短行程气缸的柔性自动生产线，由10个独立的工作站、1个物流传输系统、2台CNC机床和特殊的软件及控制主机等组成。该系统使用与实际生产加工相同的工业元件，系统中的各工作站的功能单元能完成供料、工件检测、工件提取、工件加工、质量控制、机械手组装、工件暂存、工件提取及成品分捡等一系列过程。FMS50的每个单元均根据设定的任务，选择相应功能和技术参数的气动元件、传感器、电气元件及标准型材集成而成。它代表了当今现代化企业产品开发“采购和集成”的先进设计理念。工作单元之间具有柔性的结合方式，可以任意组合，系统的开放性很强，可以不断地将新技术融入系统中。

基于实际功能要求,整个系统可以划分为原料输入单元、加工单元、质量检测单元、装配单元、暂存单元和成品输出单元六个功能单元（如图2所示）。

实训教学组织与运行

参考国际奥林匹克机电一体化职业技能大赛的模式和首届中国青年机电一体化大赛的模式并结合本校本专业学生的实际情况，我们对本实训课程的教学模式和过程进行探索，决定采用“化整为散，合散为整”的教学模式，即将整套FMS50系统全部拆散成零部件，然后再将零部件组装成系统，在拆与装的过程中训练学生各方面的技能与技巧。

教学过程本实训课程的教学过程为：FMS50系统整体运行介绍——FMS50系统各工作站运行和功能分析——各工作站从系统上的拆解——单台工作站的解剖分析——单台工作站的装配——单台工作站气路联接——单台工作站电路联接——单台工作站电气路故障设置——单台工作站电气路故障排除和调试——工作站和输送系统联调——系统正常运行——整个过程结束。整个教学过程即为“化整为散，合散为整”的模式。对一套系统先进行功能分析，然后选取典型部件进行解剖，化整为散，化整为散后再根据相应的技术资料，对解剖后的零部件进行装配调试和故障分析。教学过程中首先讲解FMS50系统功能及工作流程，其次分组讲解各种典型工作站的功能及工作流程，接着教会学生看各种技术资料（机械装配图、气动回路图、电气接线图等），在拆工作站之前，要求学生完全明白各个工作站的功能、工作流程并作记录，注意拆卸前各个工作站的工艺及外观，并且各小组要先讨论拆卸方案与要点，保证设备能恢复原工作状态，实训过程中不得损坏元件，尤其是传感器、气缸活塞杆表面等。接着再让学生按照技术资料进行拆卸和安装，并严格要求学生正确使用工具和做好笔记，训练良好的工作作风，拆卸方案得到指导教师同意后方可进行，此项措施是保证设备完好的一项重要工作。各小组轮换工作站之前都要和控制系统相连，学习系统调试及系统使用的各项通讯技术，并保证轮换前每个工作站工作是完全正常的。防止轮换后损坏的元器件责任不清，并严格强调发生任何故障一定要立即报告指导教师，否则责任由小组学生自己承担。实训教学的具体过程如图3所示。

教学组织在实训教学过程中将30人左右的教学班分为5组，每组自主产生组长，负责小组的实训过程管理和指导，每组有一人负责做记录，记录实训过程的各项任务以及在实训过程中遇到的难题等。这样可以锻炼学生的组织能力，培养他们做笔记的良好习惯。先让每组成员用3～4天的时间对FMS50系统中单一工作站的机械单元、气动单元、电气单元及气路和电路进行拆装。再将小组按编号轮换工作站，使学生熟悉FMS50系统中常用工作站。在最后整个系统运行中，通过连接工作站和系统，可以使学生认识当前自动化生产中主要应用的通讯技术。

教学运行在实训方法上，为激发学生参与的主动性和团队合作精神，在实训过程中穿插各小组的指定项目竞赛，诸如开展工作站的拆卸、元器件安装、电气路连接、调试与故障排除等项目，各项目评判采用计时和教师阶段检查为主，并成立考核评判小组，由指导教师和5个小组组长组成，指导教师占50％权值，每小组组长各占10％权值。考核评判小组不但负责整个考核成绩的认定，还负责将本组成员的一些不足和其他组的优势传达给本小组成员。各小组之间可以互设故障，各小组内成员协同工作进行系统分析和查找故障。

实训课程采用形成性的考核方法为确保本实训课程教学任务和目标的实现，我们采取了严格有效的形成性考核方式。根据实训课程的任务和教学内容，本课程考核基本内容包括：（1）四篇周记，要求每个学生每周总结一次自己的学习内容和学习体会等。（2）两篇调查报告（输送系统的种类、FMS系统的发展概况等），扩充学生的知识面。（3）两套零件图（选取工作站中典型零件，主要是非标准连接件），训练学生的绘图能力和零件设计能力。（4）一篇实训总结报告。以上材料缺一不可，否则没有成绩。具体分值分布情况如下：（1）为了提高出勤率和严肃实训纪律，考勤和实训表现占10％。（2）为提高小组长的工作积极性和责任心，允许小组长对自己组员进行评分，便于团队协调工作，小组长评分占10％。（3）小组项目竞赛所获成绩占20％。（4）四篇周记占20％。（5）两篇调查报告占10％。（6）两套零件图占10％。（7）一篇实训总结报告占20％。

通过以上“化整为散，合散为整”的实训教学模式，提高了学生学习的积极性和学习成就感，顺利地完成了实训课程的教学目标和任务。在实训过程中，每个学生都能积极参与，真正提高了各方面的综合能力和素质。

参考文献：

[1]朱梅.柔性制造机电一体化教学培训系统[J]．液压与气动，2005，（2）：66-68.

作者简介：

4.机电一体化专业实训周记 篇四

这个星期里才弄懂了铣床的加工工艺范围，由于我所在的车间只要是加工波峰焊和回流焊的零件，所以在工作的时候会了解到铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、镗、锪加工及螺纹加工等。铣削主要适合于下列几类零件的加工。

1.平面类零件、2.直纹曲面类零件、3.立体曲面类零件。

不知道为什么，这个周末来得特快，感觉还没什么，可能就是过的太充实了，让人没有一丝的感悟，如果有就是要没天都过得充实，不要浪费时间……

5.机电一体化实训安全 篇五

1.实训的主要内容

设计三相异步电动机（型号为Y200L-4，额定功率为30kw）电气控制系统主线路、控制线路，要求控制方案安全、可靠，经济投入尽可能少。

首先查阅型号为Y200L-4额定功率为30kw的三相异步电动机的各种参数（要求注明出处），根据各种参数计算验证电机的额定电流，计算结果应与查得的额定电流相符，否则数据有误。电流验证无误后，再设计并绘制电气控制系统原理图，并根据电机额定电流计算电机带上额定负载时电路各处的电流值，计算各种电器(如交流接触器、热继电器、熔断器、自动空气开关、时间继电器、电缆线等)的相关参数，然后选择电器具体的型号，并绘制电器元件明细表。绘制电气安装接线图，并再实验台上进行接线、通电、调试、运行。

参考书目：实用电动机控制电路200例.齐宝林等编.福建科学技术出版社.索书号:TM320.12/5

2.实训总结报告（论文）

要求每位学生根据自己的实训内容撰写一份2000字以上实训总结报告，总结报告应包含以下内容：

题目名称、前言、目录、正文、鸣谢、元器件明细表、参考文献、附图等。

其中，前言应包含设计题目的主要内容、资料收集与工作过程简介。正文参考格式如下：1系统概述

简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性分析

2各部分设计、计算及分析

介绍各部分的具体设计，绘制相关电路图，详细分析工作原理，并选择元器件。

2.1

2.1.1

2.1.2

2.2

2.3

3设计方案的安装调试或验证

详细介绍设计方案、接线调试过程中所遇到的主要技术问题，记录故障现象，分析故障原因，以及解决故障的措施。

4结束语

简单介绍对实训的结论性意见，进一步完善或改进的意向性说明，总结实训的收获与体会。

参考文献的格式如下

[序号]作者名.书刊名.出版地:出版杜.出版时间(刊号)

3.实训完成形式

6.机电一体化设备安全操作规程 篇六

1、参加实训的学生必须遵守实验室的各项规章制度和操作规程，保持环境卫生，服从指导教师的安排，禁止从事一切与实训无关的事情。

3、机电一体化培训系统属精密贵重仪器，学生使用前，首先经过培训，掌握设备正确使用的方法及操作步骤后方可上机操作。

4、学生进入本室后不得随意开关设备电源。使用中如有异常应立即向指导教师汇报，待问题解决后再进行后续操作。

5、启动系统时应由最后一个工作站依次向前启动，若长时间关闭气源，在第一次开启气源时应用手托住气缸执行机构，以免气缸无背压而产生的大力冲击而损坏元件。系统中总线不得带电插拔，若要插拔总线必须先关闭电源。

6、空气压缩机长时间不使用时应检查机油，清除杂质。确保空气压缩机安全性。

7、系统所配计算机为编程培训专用，不得玩游戏、上网聊天等，严禁任何人擅自安装或拷贝软件、数据。一经发现，视情节轻重给予一定的处罚。

8、演示或操作时，不得碰触传感器或传送带等器件，以免造成系统混乱。

9、实训结束后，由指导教师检查仪器设备状况，认真填写使用记录。

10、下课后，学生必须关机，认真清点工具及材料，清洁场地后方能离开。

7.机电一体化实训安全 篇七

建设机电一体化技术专业实训基地将使机电一体化技术专业学生的核心能力得到充分锻炼。

一、建设理念

通过校企合作, 以建设生产性 (仿真) 实训基地为引导, 建设代表先进机电一体化技术, 集“做、学、教” 于一体的、开放性的一体化教学环境和校内生产性实训基地, 为机电一体化技术专业提供一个良好的集基本技能训练实践教学、一体化教学、社会服务、科学研究于一体的教学实训基地。

二、建设目标

通过与西安阎良国家航空高技术产业基地企业、西安飞机工业 (集团) 有限责任公司、陕西汽车集团有限责任公司、空工西航机械厂等企业合作, 与企业共同推进实训基地建设, 按照生产性实训基地建设的要求, 加强实验实训基地硬件条件建设, 新建工程对象组装实训室, 扩建机电设备维修实训基地、液压与气压实训室为机电一体化技术专业和专业群教学、技能培训、技术开发、技术创新提供良好的硬件环境。

按照建设专兼结合、结构合理的实训教学团队思路, 以专职实验教师为主、兼职实验教师为辅, 新增2名专职实验教师, 6名兼职实验教师, 通过企业培训和到企业实践等方式全面提升教师队伍整体教学、实践、科研水平。

通过与固高科技深圳有限责任公司、北京中教仪设备总公司等企业合作, 由专职实验教师和企业工程技术人员共同编写5本项目驱动型实验实训指导书, 满足实验实训教学要求。

通过建立实训管理制度、运行机制、考核等制度, 规范实践教学的管理, 监控教学过程的实施, 保证实习实训基地良好运行。

三、建设基本思路

(一) 以培养学生创新能力为主, 与北京中教仪设备总公司合作, 新建具有开放性和可制造性的工程对象组装实训室, 建成后, 可在该实训室内进行机械结构创新设计, 并依据创新方案完成真实产品的加工。

(二) 以机电一体化技术专业核心能力为依据, 与空工西航机械厂共同扩建具有良好的开放性的机电设备维修实训基地, 依据企业的维修任务设定工作任务, 学生在该实训基地可完成常见机电设备的拆装与维修。

(三) 以培养学生液压系统组装能力为主, 与FESTO中国有限公司合作扩建液压气压实训室, 满足《机电设备液压与气压传动》等课程 “做、学、教”一体化的要求。

四、实训基地建设完成情况

(一) 工程对象组装实训室。

与北京中教仪设备总公司合作, 从2007年开始着手, 在两年的建设过程中, 省级实训基地专项资金35万元, 示范建设投入24万元, 学院投入投资80万元, 教师投入大量精力, 实训从调研、实训室规划、设备选型、采购、招标、教师培训及学生的使用方面进行重点突破, 规章制度也逐渐完善。实训室于2009年建立基本完成, 基本达到了预期的建设目标, 建筑面积100㎡, 主要有超级卡车、大拖拉机组合包及多功能机床等设备, 总台套数516。具有20个工位, 一次可容纳40人同时进行教学及30人进行毕业设计, 可实现滑轮起重、建筑起重机、机械升降机试等20多项工程常见对象的组装与调试任务, 学生通过实训设备进行课程设计、毕业设计、参加第三届全国创新大赛等工作。

(二) 液压与气动实训室。

液压与气动实训室始建于建校初, 省级实训基地专项资金5万元, 示范建设投入7万元, 学院投入投资8万元经过本次扩建, 现有工位数40个, 可实现电子技术、继电器控制、PLC控制及液/气压传动系统的综合实训。主要服务于机电一体化专业、液压与气动专业、数控技术专业、机械设计与制造专业、航空机电设备维修专业等。成为我院的中德师资培训基地, 并且还可承担液压系统维修工的培训。目前设备使用情况良好, 使用率高。经过扩建, 该实训室以达到教育部提出的“高等教育要重视培养大学生创新能力、实践能力和创业精神”的创新教育的要求;与一流办学模式接轨, 从单纯传授知识向培养学生发现问题的能力、获取知识的能力、创新与创业的能力转变;与国内外先进教学方法接轨, 提倡参与式教学、体验式学习、基于工作过程式教学;该实验室也将转变为培养学生工程实践和创新能力的重要实验室;成为改革传统的以验证性实验为主的实验教学模式, 向综合性实验、设计性实验和研究性实验转变的训练基地。

(三) 机电设备维修实训基地。

学院和空工西航机械厂的各级部门及相关领导都给与了充分的重视, 投入了巨大的精力, 省级实训基地专项资金5万元, 示范建设投入7万元, 学院投入投资8万元经过本次扩建, 总投入20万元共同建设机电一体化专业的机电设备维修实训基地, 建成工位15个后可满足30人同时进行实训, 实训过程结合空工西航机械厂机电设备维修任务, 按照生产性实训基地的建设要求, 主要满足机电一体化专业《机电设备故障诊断与维修》及相关课程的学习, 培养学生机电设备故障诊断与维修的能力。学生通过处理设备常见的典型故障, 全面提高学生机电设备故障诊断与维修的能力。机电设备维修实训基地经过2年的运行日趋合理, 规章制度逐渐完善, 基本达到了预期的建设目标。

(四) 师资队伍建设及实验实训训指导书等方面。

培养实训室负责的专业教师, 保障实训顺利进行。同时开发《工程对象组装与调试》、《机电设备故障诊断与维修》《液压与气压传动》等5本教材, 其中《液压与气压传动》有西安电子科技大学出版社正式出版, 其余为校本教材。在管理与运行机制建设建设方面, 开发了《工程对象组装实训室开放管理制度》、《液压与气压实训室开放管理制度》及和西航机械厂共同制定的《机电设备维修实训基地管理制度》, 保障实训基地的顺利进行。

五、机电一体化技术专业实训基地建设效果

(一) 完成试点班《工程对象组装》、《机电设备液压与气压传动》、《机电设备故障诊断与维修》一体化教学课程授课。 实训室在建设中通过试点班和086821试点班在实训基地内进行一体化课程授课任务, 通过五步教学法:提出项目, 自主学习, 设计方案, 方案实施及反馈评价五步, 在实训室中使理论与实践有机结合, 实现了学生在做中学, 教师在做中教实现理论与实践一体化教学, 训练学生创新能力的训练和团队合作精神的能力。学生反映效果非常好, 提高了学生的教学效果

(二) 组织学生参加第四届全国大学生机械创新大赛。 利用实训室设备学生参加了第四届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组 (2009) 竞赛, 有两组由实训基地等6名同学参加, 同学们通过实训室器件, 完成了2组越障车的组合和设计, 取得了第三名的好成绩。

(三) 完成《工程对象组装》、《机电设备液压与气压传动》、《机电设备故障诊断与维修》课程精品课程建设工作。 以实训室为依托, 完成《工程对象组装》、《机电设备液压与气压传动》院级精品课程建设工作, 《机电设备故障诊断与维修》被评为国家级课程, 为学生提供自学的空间, 为其他院校提供借鉴。

(四) 完成实训室开放式制度制定。 形成了一套完整的开放室实训室管理制度, 同时初步形成《学生实习实训须知》制度、《实习实训安全》制度、《设备设施及物资管理》制度、《仪器设备专人管理和技术档案》制度等建设。规范实训室的管理, 为实训室的顺利进行奠定了基础。

(五) 完成学生毕业设计指导工作。 利用实训基地设备, 进行2008级10名同学的毕业设计训练工作, 同学经过自己的创新设计思维跟随教师进行防护窗等课题的毕业设计任务, 顺利完成了毕业设计工作, 取得很好的成绩。

(六) 专业辐射作用。 实训基地除了满足本专业学生实习外, 还成为我院其他工科类专业学生实验、实训的重要场所, 同时进行了两届由省教育厅主办的中职教师师资培训工作, 为西飞公司培养职工30名, 取得很好的带动辐射效果。

摘要：根据“校企合作、工学结合”的高职教育人才培养模式的本质要求, 建设高水平生产性实训基地是高职院校实训基地建设的发展方向。本文以机电设备维修实训基地建设为例, 阐述了学院示范性高职院校实训基地建设的概况。

关键词：高职院校,实训基地建设,机电一体化

参考文献

[1].教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[Z].2006

[2].刘家枢, 徐涵.高职校内生产性实训的内涵与实践探索[J].教育与职业, 2008

8.机电一体化实训安全 篇八

【摘要】在一个单一的情况下电子产品的培训课程，设计了可以用四种方法实现的一套方法，促进了直流电机的调速控制培训项目的整合，项目设计主要包括功率驱动、单片机、速度测量、保护电路和传动机构6部分组成，每个部分都可以用多种方案来实施，激发了学生的兴趣和热情，提高学生的解决工程问题的能力和工程设计能力，起到了举一反三的作用。

引言

高等教育的一个重要内容是工程训练，可以提高学生的专业技能，创造思维以及工程方面的实践能力，只是训练的内容存在照本宣科单的现象，大部分情况下，课程进行到哪，学生练习到哪，学生个人的直觉思维和想象力未得到充分发挥，僵化了学生的思维，让学生缺少了一种批判性思维[1]。要主动跟随社会发展的潮流，了解社会所需，以饱满的热情投身对工程师的培训工作中，以多年的教学经验为基础，把对电子工程的培训作为入手的内容，与社会对工程类专业的需求相结合设计了一套光电、机电一体化技术在直流电机调速控制项目中的应用。该项目具有丰富的内容、合理的逻辑关系、结合经典与先进性，具有良好的可扩展性和灵活性，培养学生的工程意识和工程专业提供了一个综合能力的有效平台。

1、基本原理

1.1PWM的调速原理

在这里U是电枢端电压，R为电枢电路总电阻，I为电枢电流，k为电动机结构参数，φ为各级的磁通量。

从（1）中可得出，电机调速可通过改变U、φ、R的值，通过改变电压来达到调速的目的，我们使用常用的脉宽调制直流控制技术，通过晶体管的开关特性来改变电压，固定周期，连接和断开电源晶体管通过附加控制信号来控制一个周期“断开”和“接通”的时间长短，改变电机电枢电压占空比，即通过控制两端的平均电压，从而实现控制信号的目的[2]。

1.2整体结构与设计

把P87LPC768作为核心部件来阐述直流电机的工作原理如图1所示。

（1）单片机

采用了内部复位和片内振荡的方法来缓解I/O口线紧张的问题。I/O口线紧张的原因是是单片机的20个引脚，不能同时做到控制电机转速，显示速度和连接开关的原因导致的。I/O口线需要3个引脚来起到相应的作用。PWM输出口是由单片机的PWM0（P0.1）口起作用的。

（2）转速检测电路

光电传感器输出的是电压信号以此来测量电路，具体方法是：在电机的轴上装有一个绕在一个圆孔板上的钻头，再通过光电传感器。当电机带动圆盘转动，通过盘孔光发射光单元式光电传感器，或者根据接收单元，实现光电转换，通过连续的脉冲放大整形可以有相同的频率的脉冲信号，T1为CPU计数器到脉冲信号的时间，从而计算出实际的高速电机。

（3）功率驱动电路

功率开关器件的桥式电路是指一种功率驱动的采用单电源可逆控制的器件。有几个选项：A.使用开关性能良好的好功率场效应管，但是比较贵；B.功率晶体管，大的驱动功率才能驱动电路由于HFE直流放大系数太小造成的难以驱动；C，达林顿结构的中、小功率三极管、hFE放大、小的驱动功率就可以达到目的，可以通过单片机直接驱动，价格较低。

（4）LED显示电路

数码管显示电路设计通过四数码管来显示动态速度和设制的速度，通过使用扫描软件和动态扫描显示模式，占具了11条I/O口线。七个线程是用于段代码，选择4根供选择，由常用的阴极连接。

2、教学实践

2.1教学思路

在教学过程中，我们紧跟大纲的思路，坚持基础的理论，基础技能，基础知识，把基础与前沿、集成光直流电机调速控制训练课程作为可由学生选择自己的知识覆盖率的一个综合项目，学生会利用这一培训项目的模拟和数字电路的综合应用、接口技术和主线的单片机原理、电气驱动控制技术、传感器技术、机械设计等课程的知识，全面的展示，设计，组装和调试，培养学生的创新能力和综合设计能力的教学指导思想[3]。

2.2教学安排和实施过程

教师把这个培训项目的学生分成若干组，3～4人一组，人员分配要做到每组都有优生和差生，以此来达到共同进步的效果。项目分为2个部分必需和选修，作为必修部分的是速度检测电路和电机转速闭环控制和功率驱动电路，其他的为选修部分。

培训过程中，注重学生使用基本专业课程知识的电子元器件的情况，并结合参阅相关文献来完成设计，尽一切努力拓展学生的视野，教师的工作是尝试和促进学生从知识积累转变到学生的综合能力。必修也好，选修也罢，都可以尝试不同的方法来设计功能电路，把学生的兴趣放在第一的位置，让学生自己动手动脑，互相学习，互相促进，为自己的未来职场打下基础。就当前阶段来看，也可以让学生自由发展，找到适合自己的部分。

把做出功能电路数量作为学生成绩的评定依据设计是否具有创新性，是否具有先进性是否具有合理性，要做到电路布置的完整协调性，精确的测试数据和波形，全面认真的实习报告，先让学生自评互评，得出初步的一个成绩，最终的成绩由老师来确定。

2.3解决问题实例

部分学生采用H可逆双极性控制方式来设计功率驱动电路，利用图中电路，只是在调试过程中，三极管被击穿冒烟反复发生，我们认真帮助学生分析了原因，三极管处于开关状态时，集电极电流转换滞后于标准电压的变化，以及三极管内部结电容的影响。我们鼓励学生学会独立思考，让他们考虑当上面的三极管截止时，怎样保证下面的三极管导通，反过来也需要这样[4]。

结束语

实习中的培训方案不应是一成不变的、僵硬的、单一的，应该做到举一反三。条条大路通罗马，解决问题的办法也不只一个，让学生能通过这次实习已达到拓宽视野，积极思考，启发了思想的目的，形成了认真的工作作风，实事求是的态度，勇与面对失败和挫折，不断进取的精神，实现学生的全面发展和提高创新能力。实践的内容应随着社会科技水平的发展，不断更新，动态调整，适应教育教学改革，培养优秀工程师，适应国民经济发展和技术进步的需要。

参考文献

[1]浦龙梅，杨增强.单片机控制的PWM调速装置的研究[J].电子技术，2012，（2）：37-39.

[2]包松，鲍可进，余景华，基于单片机PID算法的直流电机测控系统[J].微机发展，2013，13（8）：72-74.

[3]曹琳琳，曹巧媛.单片机原理及接口技术[M].长沙：国防科技大学出版社，2014.

[4]项俊等.生物学实验室课程创新体系的探索[J].实验室研究与[4]郑清春等，基于乐高机器人系统的创新设计实验室开放实践探索[J].实验室研究与探索，2010，27（10）：22-

作者简介

李玉芹：女，（1964.1），籍贯：河北保定，学历：大本，副教授，研究方向：教育教学。

9.浅析机电专业实验实训研究 篇九

【摘要】当前我国机电专业实验实训存在着一系列的问题，实验教学对高等学校的人才培养质量起着至关重要的作用。本文分析了高职高专机电专业现状对于机电专业骨干课程职业能力训练的要求，探讨了高职机电专业实验实训体系改革的内容和方法。

【关键词】高职，机电，课程体系，改革

实验实训作为实践性教学的一个重要环节，在培养学生形成科学的思维方法和运用实验手段去发现、观察、分析和解决问题的能力方面的作用，是其他课程所难以取代的。实验实训不仅在于帮助学生进一步理解、验证和巩固所学的理论知识，更在于作为能力培养的载体，在学生综合能力的培养、素质的提高和工程意识的形成方面具有独特的作用。正确认识实验教学对人才培养的作用，充分肯定实验实训教学在整个高职高专教育教学工作中的地位，将对高等学校提高人才培养质量起到至关重要的作用。

近年来，由于客观和主观上的原因，实验实训教学改革严重滞后于理论教学改革，已明显不能适应当前形势下人才培养的需要。应该尽快把实验教学改革融入整体教学改革之中，逐步对学生进行知识、能力、素质的综合培养。

一、现状分析

目前，高职高专机电专业教学计划中绝大多数专业基础课和专业课均开设一定数量的实验，大多属于演示、验证性实验。众所周知，很多高职毕业生，实践操作能力很差，毕业工作后很长时间不能独立顶岗，给用人单位带来很大负担，学生的实践操作能力不能适应市场的需求，实践教学已成为高职教育发展的瓶颈。加强实践环节教学，加强学生实践技能的培养，是提高职业教育教学质量的关键。

除了实验仪器陈旧、设备台套数不足、教学手段比较落后、实验教师数量不足、教学观念尚未切实转变等原因之外，还存在以下问题：

1.重理论轻实践

由于实验教学从属于理论教学，实验学时分散在各门课程之中，数量较少，因而在课程的成绩考核中所占的比例极小，且不少实验缺乏完善的考核办法，导致学生对实验课很不重视。重理论轻实践的思想依然大量存在。

2.理论与实践教学脱节

机电技术发展迅猛，出现了许多新技术、新工艺，理论教学中已及时增加了这些新的内容，而实验教学却严重滞后，实验内容长期不变，造成理论与实践教学的脱节。

3.专业特色不明显

各科实验之间的关联性较差，未形成有机的联系，尤其是机、电两方面缺少综合，无法形成专业特色。实验教学缺乏相对的独立性与整体优化，专业实验的工程特征不明显。

二、改革设想

专科教育的目标是培养适应社会需求、具有良好的专业技能和工程意识的一线技术人员，学习理论知识不是目的，而是为了在实践中加以应用。因此，必须彻底转变重理论轻实践的思想，充分认识实验教学在工程教育中的重要性，把培养人才的综合素质和能力作为教学的出发点和归宿，对现行的实验教学进行改革。

1、机械基础系列实验

本实验在学生完成了公共课后的专业基础课程学习阶段进行，主要包含工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计等课程中的有关实验内容。通过掌握一些本专业基本的实验手段与实验方法，进一步加深对专业基础课的理解，为后续课程的学习打下良好的基础。

2、电工电子系列实验

本实验主要包含电工技术、电子技术等课程的有关实验内容，1学分，可安排在第三学期。通过实验，使学生获得模拟电子、数字电子、电机等方面的基本实验技能和初步的电路分析能力。

3、测试与控制系列实验

本实验主要包含测试技术、单片机、电气控制与PLC、液压传动等方面的内容。培养学生在测试与控制方面的能力，通过实验，要求学生了解现代测试仪器的使用方法和利用计算机进行数据处理，初步掌握单片机、PLC控制、液压传动方面的基本实验技能，从而锻炼学生的分析、解决问题的能力。

4、机电技术综合实验

为了培养学生综合能力与创新能力，根据现有的实验条件，初步列出若干综合性实验项目(如表1)，今后可适当增加。让学生结合自己的毕业设计课题选做1～2个大型实验，并在教师的指导下独立完成实验的所有环节，从而得到一个全过程的完整锻炼。该实验为1学分，安排在最后学期。

三、配套措施

要保证基本设想的实现，并能稳步提高实验教学质量，必须改变实验室的现有模式，合并分散的同类实验室，尽快建立面向全院开设专业基础实验的实验中心，组建特色鲜明的机电工程中心。这样既有利于合理配置资源，又可改善实验学科单

一、设备台套数欠缺的状况，也便于系列实验课程的开设。同时，必须对相关的教学环节加以改革和完善。

(一)改革教学方法与手段

改变传统实验教学方法，建立以学生为主体、以教师为主导的实验教学新模式。让学生变被动为主动，变消极为积极，使实验课程成为学生自主学习、培养创造性思维和创新能力、掌握科学技术与研究科学理论的有效途径。将现代技术引入实验室，推动实验教学手段现代化，丰富实验教学内容，扩大信息量，提高实验教学质量和效果。使学生在校期间接受较为完整的知识与操作技能的训练，为毕业后尽快适应专业工作打下坚实的基础。

(二)加强校内实训设施的完善

10.机电设备拆装实训目的及要求 篇十

1、通过对普通机床典型部件的拆装与测绘，从感性上认识普通机床典型部件的布局方式、传动关系、连接方法等。

2、通过对普通机床典型部件的拆装与测绘实验，提高动手能力，加深对普通机床典型部件内部具体结构的理解，学会使用各种工具。

3、熟悉普通机床的结构和工作原理。

4、掌握普通机床中主要部件及电机的拆装方法。

实训报告要求

报告最好交打印稿（若发现两份内容完全相同，则做零分处理）要有封面，并装订成册。请按如下格式书写：

一、实训目的

二、实训时间

三、实训地点

四、实训内容

把每天的实训内容详细描述出来，要有主要零件手绘图，需标注尺寸及零件名称

五、实训总结

不少于500字

注意：封面格式见下一页

机电设备拆装实训报告

所属系、部 : 电气学院 年级、专业: 姓

名:

学

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11.机电一体化实训安全 篇十一

实践教学是高职学生获得实践能力和综合职业能力的最主要途径和手段。实践教学离不开实验实训设备的支撑, 而传统的教学仪器设备主要为了满足某门课程验证性实验的需要, 缺乏对学生实践动手能力和创新能力的培养[1]。在这样的形势下, 集最新控制技术的光机电一体化实训装置为学生提供了一个接近实际工作的训练平台。全国职业技能大赛“自动生产线安装与调试”竞赛项目, 就采用了这种光机电一体化实训装置[2]。虽然和其他普通机电一体化实训设备相比价格昂贵, 各职业院校包括我院还是纷纷采购了类似的光机电一体化实训装置, 为机电一体化相关技术的实训提供了有力保障。但经过调研发现该装置并没有得到充分的应用, 没有给机电一体化技术专业的教学带来深刻影响。因此积极探索光机电一体化实训装置在教学中的应用具有重要意义。

1 光机电一体化实训装置简介

1.1 实训装置组成及功能

光机电一体化实训装置由铝合金实训平台、送料单元、装配单元、输送单元以及分拣单元等部件构成。控制系统采用模块组合式, 由PLC模块、变频器模块、触摸屏模块、电源模块以及各种传感器等组成, 可按实训需要对模块进行灵活组合、安装和调试。

光机电一体化实训装置的主要功能:通过机械手臂将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台, 完成加工操作后, 把加工好的工件送往装配单元的物料台。然后把装配单元料仓内的不同颜色的小圆柱工具嵌入到物料台上的工件中, 完成装配后的成品送往分拣单元。分拣站根据工件的材质、颜色进行分拣。

1.2 实训装置特点

光机电一体化实训装置具有以下优点。

(1) 设备直观:主要设备均采用直接外露的安装形式, 设备可以更加直观地展现在学生面前, 缩短了学生从教室到工业现场的过渡和适应时间。

(2) 结构灵活:系统采用模块式结构, 系统使用和组合更加灵活, 可满足实验和实训等多种内容要求。

(3) 系统性强:本平台将PLC、触摸屏、变频器、工业交直流传动、工业传感器等工业现场主要设备集于一身, 能够真实模拟工业现场的各种控制方式。

(4) 设备开放性、扩展性强:教师可以根据自己的教学需要方便、快速的更换主要设备。

(5) 贴近现场实际:设备的实训内容均为工业现场主流技术应用, 适应当今控制技术的发展。

2 教学应用中存在的问题

光机电一体化实训装置作为先进的实训装置, 使用过程中需用到机电一体化技术专业学习中所涉及的诸如电机驱动、机械传动、气动控制、可编程控制器、传感器、变频调速等多项应用技术, 为学生提供了一个典型的系统综合实训环境, 可以使学生掌握的各项专业知识得到全面、综合地加深巩固并灵活应用。但在实际教学应用中, 光机电一体化实训装置的优点却很难发挥出来, 存在以下问题。

(1) 原有课程体系不完善, 不能与时俱进, 不能与光机电一体化实训装置设计理念相适应。例如, 课程体系中没有与触摸屏技术相关的课程。另外, 课程内容相对落后, 如电动机课程还是主要学习三相异步电动机, 而对伺服电机、步进电机涉及很少。结果造成先进的光机电一体化实训装置变成了对学生新技术启蒙的工具, 无法达到提高学生综合能力的目标。

(2) 实训装置被定位为综合实训用装置, 而综合实训教学一般安排在主要专业课程结束后的第四学期或第五学期。一方面由于以前没接触过类似的实训装置;另一方面如果前期相关课程学习不扎实的话, 很多学生就会存在畏难胆怯心理, 不能全身心地投入到学习中, 造成两极分化严重。

(3) 实训装置得不到科学有效使用, 由于装置数量有限, 每台装置至少5~8人同时使用, 经常出现一人做多人看的情况。然而除了综合实训教学以外, 该实训装置又基本闲置, 可能一学期都没有使用。

3 实训装置在新课程体系的应用

光机电一体化实训装置在教学应用中存在的问题, 究其原因是没有把光机电一体化实训装置在教学中的应用放在整个人才培养中科学规划。

3.1 课程体系改革

专业课程体系是专业人才培养方案的核心内容, 也是专业建设的核心内容, 必须根据人才培养的需要进行改革。经过认真调研和分析, 结合我院专业建设委员会专家的意见及科学论证, 认为应该充分重视光机电一体化实训装置在教学中的应用, 提出了构建训练“专业综合能力”为主的新型课程体系。核心是以规模超过一门课程的大型综合实践项目 (专业项目) 带动多个传统课程, 支撑整个课程体系, 训练学生综合能力。确定了以自动化生产线的装配与调试项目作为支撑机电一体化技术专业课程体系的一个核心专业项目。这样的课程体系可以分成三段结构——始业与择业教育、专业与乐业教育、就业与创业教育[3]。

3.2 实训装置的应用

光机电一体化实训装置可以模拟典型的自动化生产线, 在新课程体系中的每个阶段都可以引入光机电一体化实训装置的应用 (如图1所示) 。

(1) 始业与择业教育主要为了增加学生对行业工作过程的体验。学生入学后就可以参观光机电一体化实训装置, 第一学期可以开设体验自动化生产线的课程, 让学生操作光机电一体化实训装置、拆装实训装置上的部分简单机械装置, 使学生熟悉光机电一体化实训装置的组成, 基于实训装置实现的物料分拣系统工作流程。

(2) 专业与乐业教育重点是专业能力的训练和专业应用知识的系统学习。根据机电一体化技术专业人才培养的需要, 结合光机电一体化技术实训装置, 可以在原有课程基础上进行专业课程开发。从而确保在学习使用光机电一体化实训装置的时候, 涉及所有知识技术都能在相关课程中学到。项目化教学已经在职业教育领域中得到了广泛应用。项目化教学是以项目为载体, 以工作任务为驱动, 将理论与实践有机结合, 使学生在完成任务的过程中掌握知识和技能。项目直接影响着教学效果, 让学生完成基于光机电一体化实训装置的课程项目。一方面可以克服传统的课程项目过于简单, 缺少真实、具体、接近实际工作岗位的实训装置支持, 项目实现只是停留在简单模拟仿真上等一系列问题;另一方面能够实现对学生相应基本技能的训练, 从而在综合实训教学时能够集中提高学生综合技能水平。基于光机电一体化实训装置的课程项目设计主要完成对相关课程项目的改造或扩充, 设计思路包括以下几方面。

(1) 对相关课程传统项目的设计和实现可以充分利用光机电一体化实训装置上的软硬件设备进行改造, 针对具体情况还可以对实训装置进行扩展和改造。例如, 电气控制与PLC技术课程在项目设计时, 可以把过去只能通过控制指示灯的亮灭来模拟系统控制过程的项目改造成可以依托实训装置实现的项目, 如报警灯控制系统、上料控制系统和机器手控制系统等项目。为了加强学生PLC技能的训练, 可以对实训装置进行改造把PLC模块制作成PLC控制盘, 从而能更好地完成相应的课程项目。

(2) 把光机电一体化实训装置上所用的先进设备和技术要引入扩充到相关课程项目设计中。例如, 实训装置中使用了各种类型的接近式传感器都可以引入到传感器与检测技术课程项目中。

(3) 提高课程项目的综合性, 可以根据需要设置包含两门或两门以上技术的小综合项目, 用于初步培养学生的综合技能。例如, 设计PLC与变频器技术综合的传送带控制项目。

(4) 就业与创业教育主要为了增加学生岗位工作过程的实战体验。把原来在第四学期或第五学期开设的机电一体化技术综合实训课放在这个阶段, 可以让学生组成团队一起完成基于光机电一体化实训装置的物料分拣系统装配与调试。通过提出不同的分拣控制要求, 不断加大难度, 为学生提供更接近未来上岗实战的项目任务, 全面提高学生的综合技能, 为学生下一步顶岗实习和毕业设计实践打好坚实基础。

4 结束语

光机电一体化实训装置基本涵盖了机电一体化技术专业的核心技术内容。通过在人才培养中科学规划光机电一体化实训装置在教学中的应用, 才能充分发挥出实训装置的优点。光机电一体化实训装置可以应用到新的课程体系中的每一个环节。以光机电一体化实训装置为载体, 再进一步深化课程改革和教学模式改革必将大大提高机电一体化技术专业人才培养质量。

摘要：集最新控制技术的光机电一体化实训装置可以用于培养学生的综合能力。但在实际教学中, 光机电一体化实训装置并没有得到充分应用并发挥出其应有的价值。为此可通过构建新的课程体系, 把光机电一体化实训装置应用到新课程体系中的每个环节。

关键词：光机电一体化,实训装置,课程体系

参考文献

[1]方贵盛, 孙平.光机电一体化实训装置在机电类课程教学中的应用[J].电脑知识与技术, 2010, 6 (1) :254-256.

[2]刘科建.光机电一体化实训教学系统的设计[J].科技风, 2010 (9) :167-168.

12.机电一体化实训安全 篇十二

中煤科工集团西安研究院有限公司

【摘 要】近年来，机电一体化技术在矿山机电设备的应用问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对机电一体化技术相关内容做了概述，分析了机电一体化技术在煤矿开采中的应用问题，并结合相关实践经验分别从多个角度与方面，就矿山机电一体化的创新问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

【关键词】机电一体化；矿山机电设备；应用

前言

作为矿山机电设备在实际应用中的一项重要方面，对机电一体化技术的探讨占据着极为关键的地位。该项课题的研究，将会更好地提升对机电一体化技术应用的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化矿山机电设备的最终整体效果。

一、机电一体化技术概述

先进的机电一体化技术是有机整合了控制功能、主功能与动力功能，并在此基础上，引进微电子技术、智能软件技术，相互结合，相互渗透，而并非集中技术的简单相加。机电一体化技术是使信息、计算机、机械、微电子等先进技术结合成最佳匹配系统。将先进的机电一体化技术应用于煤矿机械中，将在很大程度上提高煤矿开采的安全生产，降低劳动强度，改善工作环境。

先进的机电一体化技术可以分为3个阶段：第一阶段是20世纪60年代以前的发展时期，在这一发展阶段，由于军事原因在很大程度上促进了电子技术与机械系统的相结合，机电一体化产品的开发研制总体上处于自发水平，然而，当时的电子技术水平的局限，机电一体化技术的研发产品不能广泛推广，无法深入发展；第二阶段是从20世纪70年代开始的，这一发展阶段中，计算机、通信、控制技术的飞速发展，为机电一体化产品的研制提供了外部技术基础。其中微型计算机、大规模集成电路的研发，为机电一体化技术的发展提供了物质条件。上世纪90年代开始，智能化是机电一体化技术的主要发展方向。这一阶段是其第三发展时期。微细加工技术、光学技术等渗透到了机电一体化技术中，出现了一些新的机电一体化技术分支。

二、机电一体化技术在煤矿开采中的应用

（一）煤矿安全生产监控系统

煤?V安全生产监控系统是一项最能够表现煤矿机电一体化技术的系统，在我国的发展相对较晚。我国自上世纪80年代研究国外的先进煤矿监控技术，通过消化吸收，自行研制出煤矿安全生产监控系统，促进了我国监控系统技术的应用发展。例如煤炭科学总院研制开发的KJ95、KJ90系统，就对监控系统智能水平进一步提升。安全监控系统应用在矿生产中，经长期实践，在采煤安全方面发挥了重要作用。

（二）机电一体化技术在采煤机方面的应用

机电一体化技术应用于采煤机的典例就是成功研制出了电牵引采煤机。与传统液压牵引采煤机不同，电牵引采煤机具有更强的牵引力，采煤机下滑时，能够进行发电制动，有效节约了能源，可以在大倾角煤层进行牵引，可靠性好、效率高、动态特性良好、磨损小、维修量小。而且电牵引采煤机的传动结构十分简单，具有较高的能量转化效率。

（三）在带式输送机方面的应用

我国重点实施煤矿生产项目，促进了在带式输送机方面广泛应用机电一体化技术，使得大功率、长距离的井下带式输送机产品、技术进步、发展迅速。目前我国自行研制开发的带式输送机有很多种类，在研发核心技术产品基础上，研制开发了PLC为核心的多种制动、软启动装置和可编程控制设备等。通过利用调速型液力耦合器、行星齿轮减速器等，确保驱动系统可以更有效开展工作。

（四）机电一体化技术在提升机方面的应用

煤矿机械的一体化技术应用的最高水平典例就是交直流全数字化提升机。有机结合滚筒、驱动的机械结构，应用在内装式提升机上，充分整合机械、通信、电力电子及自动控制等先进技术。全数字化提升机应用总线方式，极大的实现了电器安装的简化，效果高度可靠，而且硬件配置简单，相互间的兼容功能很好。我国研制开发的全数字化提升机，应用双处理器组成核心系统部分，性能可靠、先进，具有较高的准确性。

（五）在支护设备中的应用

液压支架是煤矿采煤工作中应用的支护设备，目前正向电液控制方向发展，利用先进的计算机技术，结合液压控制，形成定压双向邻架，能够降低并减去对顶板、支架产生的冲击荷载。应用在煤矿开采工作中的电液控制支架，不但能实现1架/3s的最快速度，还可检测支架的工作状态。乳化液泵是提供液压支护设备高压液体的装置，因此必须具备大流量供液能力及高压，还应结合用液量进行自行调控。我国研制开发的智能型乳化液泵站系统包括智能型乳化液泵站供液、自动配液系统两部分，可实现油箱、油位高度的自行检测，自主配液；还能进行乳化液浓度的在线自动检测、调节，一旦发现浓度不符合规定值，会发出声光警报；另外，具有定时反冲洗功能，控制、监督实际用液量，远程传输功能良好。

三、矿山机电一体化的创新

（一）创新产品造型

客户在选购产品时，首先关注的是产品外在形象，对产品造型加以创新，使其外观得以优化的同时而不影响其功能的正常发挥，这是产品造型创新的基本要求。要创造出新颖的产品造型，可以优先选择计算机软件设计的方法，不仅设计成果可视，还能提高造型创新的效率。

（二）创新产品功能

利用机电一体化技术生产出的产品，功能创新主要侧重于两方面，一方面是对已有的产品进行功能创新和完善，这是对产品已有功能的扩充和延展，风险相当低，甚至可以忽略，不需要投入过多的资金与技术就能实现产品功能的改造和完善；另一方面是从矿山开采的生产实际出发，根据需要进行新产品的研发，使其功能能满足实际生产的需求，这一层面就需要企业投入相当一部分资金与技术，换个角度分析，也是企业创新能力和研发技术的较量，成功开发具有实际应用价值的新型机电一体化设备和产品，是企业快速、高效运转的强有力保障。

（三）创新产品结构

产品创新的一项关键内容就是结构的创新。机电一体化产品在设计中进行结构创新，通常体现在物理机械结构、传动方式、动力装置以及周边设备的搭接形式等方面的创新。

（四）创新产品材料

产品材料方面的创新大体分为：一是研发用于产品制造的新型材料，如纳米材料、高分子聚合材料等；二是选用刚度强、重量和体积都偏小，并且具有抗震性、耐高温和耐腐蚀等优良性能的材料。

（五）创新控制和传感

一方面，机电产品性能直接影响着控制系统，如对执行机构位移、速度及加速度的控制；另一方面，传感技术和传感仪器也是机电一体化的重要内容，对传感器的检测技术进行创新，研发性能更加优良的传感器，甚至是供矿山开采的专用型传感器，都是企业自主创新的制胜法宝。当前，机电产品智能化尚处于低级阶段，加快微处理器的研发进度，使机电产品在模糊控制以及网络控制等方面得到大幅度提升是机电产品技术研发面临的重要课题。

四、结束语

综上所述，加强对机电一体化技术在矿山机电设备应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的机电一体化技术应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：