牛軍

摘 要： 本文主要探尋機電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)存在的諸多問題，并由此提出改革發(fā)展的必要性，詳細介紹改革按照的創(chuàng)新思路，并在模塊化生產(chǎn)中做好系統(tǒng)實踐設(shè)備的選購和加工，進而設(shè)置專業(yè)指導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生開展實踐活動。通過總結(jié)機電一體化設(shè)計的綜合實踐特色化成果，推動改革發(fā)展新模式，并探索出新的改革發(fā)展路徑，為該行業(yè)發(fā)展提供文字參考。

關(guān)鍵詞： 機電一體化 系統(tǒng)設(shè)計 綜合實驗 改革實踐路徑

機電一體化課程設(shè)置的基礎(chǔ)是讓學(xué)生掌握機械系統(tǒng)的具體設(shè)計方法和設(shè)置步驟，并在此鍛煉學(xué)生的數(shù)控編程能力，但是受到新的發(fā)展形式的影響，該課程的很多弊端逐步暴露出來。如，設(shè)備只有一臺，學(xué)生多次拆裝后，設(shè)備中的很多元器件已經(jīng)被損壞，或者絲杠和導(dǎo)管出現(xiàn)不同程度的磨損，不能驗證編制程序，這將對培養(yǎng)學(xué)生動手能力起到阻礙作用，故此該教學(xué)環(huán)節(jié)需進行改革與優(yōu)化。

一、機電一體化綜合實踐設(shè)備改革的前提條件

（一）配備高素養(yǎng)的師資隊伍

由于機電一體化需要涉及機械、電工、電子等相關(guān)專業(yè)，在專業(yè)化基礎(chǔ)建設(shè)的過程中，每一個部分都要設(shè)置相關(guān)的教師開展專業(yè)化的指導(dǎo)，這是實現(xiàn)機電一體化的前提條件。同時要求機電一體化教研時和實驗室需經(jīng)多方切磋做好專業(yè)教學(xué)評定，并追蹤確立專業(yè)指導(dǎo)教師，這些教師中有專業(yè)任課教師、專業(yè)實驗教師，兼顧設(shè)備設(shè)計中的各個專項領(lǐng)域，為學(xué)生的實驗教學(xué)活動保駕護航。

（二）專業(yè)化教材編寫

機械一體化教材的編寫需要從頭開始，這是促進學(xué)生專業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素。由于教材是學(xué)生獲取知識的“陣地”，好的教材能夠給學(xué)生提供更好的指導(dǎo)作用，學(xué)生根據(jù)教材的章節(jié)設(shè)置要求，能夠制訂教學(xué)計劃，并結(jié)合教材開展實驗教學(xué)活動，教學(xué)內(nèi)容涉及基本信息評定、實驗?zāi)康摹嶒炄蝿?wù)等相關(guān)的流程。

二、綜合實驗開展的特色化表現(xiàn)

（一）機電一體化產(chǎn)品

MPS即模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)，是德國的FESTO公司在結(jié)合現(xiàn)代化工業(yè)特色的前提下研發(fā)出的模擬自動化生產(chǎn)流程，主要工作過程過程包括供料工作站、檢測工作站、加工工作站等幾部分，控制時主要通過I/O數(shù)據(jù)通訊方式控制整個工作站的具體狀況。由于該教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)主要蘊含的內(nèi)容包括：機械設(shè)計、傳感器設(shè)計、氣動技術(shù)等。故此，該技術(shù)是在工業(yè)自動化領(lǐng)域內(nèi)建立的完整的教學(xué)系統(tǒng)。

（二）面向?qū)嶋H的培訓(xùn)設(shè)備

從工廠的角度出發(fā)，可以獲悉面向?qū)嶋H的培訓(xùn)是趨向于理想的培訓(xùn)，工廠在進行實地的培訓(xùn)會讓生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生故障，并由此引發(fā)生產(chǎn)的風(fēng)險，甚至在整個生產(chǎn)過程中出現(xiàn)破壞的狀況，這一理想通常是不可行的。但是若使用FESTO則能較好地解決這一問題，由于該系統(tǒng)能夠模擬整個實際生產(chǎn)的全部過程，因此在實驗室運行過程中要求技術(shù)人員對設(shè)備進行安裝、調(diào)試和編程等環(huán)境的支持，并在此期間維護和確定排除系統(tǒng)故障的工作。

三、綜合實踐成果總結(jié)

（一）獨立完成機械圖紙設(shè)計

由于該設(shè)備使用時沒有提供相關(guān)的機械圖紙，學(xué)生在實踐過程中需根據(jù)裝備初期的狀況做好裝配結(jié)構(gòu)的分析與組成要素，并進行測繪，學(xué)生可以在短時間內(nèi)繪制出每一站的機械系統(tǒng)CAD裝配圖紙，并將各個零部件標注清晰。

（二）獨立完成PLC程序設(shè)計

該設(shè)備最初配置的PLC是西門子公司的可編程控制器，設(shè)備供應(yīng)商在設(shè)備供給時只能提供PLC的程序。但是在課程講解中需要運用歐姆龍公司生產(chǎn)的PLC程序設(shè)計，所以學(xué)生在使用時更偏重于歐姆龍公司生產(chǎn)的PLC編程模式。設(shè)備采購過程中應(yīng)明確說明安裝歐姆龍公司生產(chǎn)的PLC，取代西門子公司的PLC程序，但是很多設(shè)備提供商還不能提供歐姆龍的PLC程序。學(xué)生在學(xué)習(xí)時就要根據(jù)光盤提供的每站動作錄像做動作分解，并畫出動作的流程圖或者梯形圖等，編制正確的PLC程序，學(xué)生在完成時需要結(jié)合以往學(xué)習(xí)過的知識做新知識的延伸，且由于每個學(xué)生對程序有不同的理解，因此學(xué)生都能獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)，這將大大提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并能在此基礎(chǔ)上完善學(xué)生的知識體系。

（三）獨立完成電氣原理圖和氣動回路原理圖

在拆裝電氣或者氣路部分的管線裝置，學(xué)生能夠了解I/O口線的地址，并連接所有的控制元器件，弄明白氣動電磁閥、氣缸或者電機等元器件的具體工作原理和控制要素，學(xué)生通過實際手動操作，對位置有初步了解，繪制電氣原理圖的時候?qū)Ω鱾€元器件的位置有深刻印象，也能獨立完成電氣原理圖和氣動回路圖，學(xué)生在原課本中的知識就能充分運用到實驗過程中，對知識的理解將進一步升華，并對知識的具體使用有新的認識。

（四）答辯夯實畢業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)

答辯時要求小組代表先花費十分鐘的時間整合整個設(shè)計過程，并在綜合實踐組織的過程中做好任務(wù)的分配和實驗的全過程跟進，然后指導(dǎo)教師結(jié)合實驗情況有針對性地對小組成員提出問題，并根據(jù)情況做好記錄和評分，這樣才能客觀體現(xiàn)出學(xué)生的真實實驗成績。

機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的綜合實驗主要是運用閉環(huán)式的教學(xué)模式，其中涉及的內(nèi)容包括學(xué)生四年時間內(nèi)學(xué)習(xí)到的機械制圖、機械原理、接卸設(shè)計等相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生在學(xué)習(xí)期間通過親自動手拆裝和測繪，并在編制和調(diào)試的過程中，對知識有新的認識，并且提高動手能力，用以培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

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