機電一體化教學實訓系統的設計與研制

王學明（內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024000）

機電一體化教學實訓系統的設計與研制

王學明
（內蒙古交通職業技術學院，內蒙古 赤峰 024000）

在對國內外同類教學系統進行研究的基礎上，結合機電一體化工程設計的方法，研制出了集多種教學內容為依托的教學實訓系統，這一系統可以很好地被用于機電類專業的多門教學實訓當中，為機電一體化教學奠定了良好的基礎，本文主要是針對機電一體化教學實訓系統的設計和研發進行分析和探討。

機電一體化；教學實訓；設計；研制

1　創建機電一體化實訓系統的目的

之所以會常見機電一體化實訓系統，主要是為了能夠讓學生尋找到一條適合從學校到工廠環境轉換的有效路徑，也就是讓學生所學習的理論知識逐漸轉換為實際的應用，這樣一來就極大縮短了學生從學校到工業生產現場的距離，也在很大程度上提高了學生的動手能力，而為了能夠讓學生更多地了解工業當中的元器件，我們在創建機電一體化實訓系統的時候，所采用的元器件都是非常標準的工業化材料，而且展示的類型也是最全面的，這樣就可以讓我們的學生在第一時間增強對這些元器件的認識和理解。

2　機電一體化教學實訓系統的原理及其構成

我國的機電一體化實訓教學系統主要是由兩大部分組成，分別是機械結構設計部分和電氣控制設計部分，具體結構如圖1所示。

圖1　機電一體化教學實訓總系統Fig.1 The teaching and training system of Mechatronics

2.1機械結構設計

2.1.1儲料、自動上料單元

這一單元主要是運用了一個相對垂直的儲料筒裝置，工業原料從儲料筒的上方放入，在儲料筒的下方還有一個出料口，工業原料就會依靠自身的質量而自動下落到出料口的下方，而在儲料筒的地步還設有一個光纖傳感器，如果此時工業原料用完了，那么整個系統就會自動停止所有工作，在工業原料推出之后，在目標位置還設有一個電容式的開關，當我們的工作人員檢測待工業原料的時候，就會由移載機械手將工業原料移動到一個圓盤上進行相應的檢測。

2.1.2檢測工作單元

在檢測旋轉圓盤上，分別設有四個用來定位圓盤的定位圈，并且在圓盤上設置了電磁式的傳感器，它的作用是用來檢測工業原料是否到位，當檢測合格之后，再由移載機械手轉移到加工單元進行加工。

2.1.3加工工作單元

這一單元的任務量較重，主要是對工業原料進行鉆或銑加工，當工作臺在對工業原料進行檢測的時候，夾具會把工業原料緊緊的夾住，夾住之后，鉆頭開始下降工作，當下降到加工位置的時候，對工業原料進行加工，加工完成，鉆頭會自動回到起始位置，再由移載機械手將加工過的工業原料轉移到皮帶輸送單元。

2.1.4皮帶輸送單元

這一單元在很多的工業生產中都會使用到，這一單元也是大部分生產企業最基本的物料輸送方式。一般的工業系統的皮帶輸送單元都是由微型的電機進行驅動的，當我們加工好的工業原料在進行輸送的時候就會經過這條輸送帶，從而轉移到需要的地方。

2.2電氣控制設計

電氣控制系統主要是由電源箱、可編程控制器、傳感器、光電開關、電源指示燈、電氣源處理組件等部分構成的，而且在電氣控制設計的時候，我們為了防止出現失誤，還設立了自動和手動切換按鈕，也就是說一旦設備自動系統出現了問題，那么我們就可以直接切換為手動操作，不會影響設備的正常運行。

3　機電一體化教學實訓系統設計的根本意義

由于機電一體化實訓系統是一個綜合性較強的系統，同時也是一條微型的自動化生產加工系統，在機電一體化系統上我們可以進行多種課程的實訓和教學工作，通過對整個機電一體化系統進行教學，能夠讓學生親自動手去調試裝置，學生也可以在結構系統設計、控制系統設計等多個方面進行全面的學習和實踐，最終達到理論教學沒有辦法達到的教學效果。由于工業自動化生產是一門綜合性極強的制造技術，同時也是一門應用技術，而機電一體化教學實訓系統則涵蓋了物流傳輸技術、制造工藝技術、計算機技術等多個學科的技術，雖然我國從國外市場引進了大量的自動化設備，但是與國外先進制造領域的發展還是有很大差距的。目前我國的機電一體化培養還是缺乏先進的教學手段，學生在學習的時候沒有一個足夠的對機電一體化教學的感性認識，實際的動手操作能力也是與工業的標準有很大的差距，之所以要創建機電一體化教學實訓系統，主要是為了解決學生的動手操作問題和實訓問題，機電一體化實訓操作系統在原有教材培訓的基礎上，最大程度上還原了自動化的工程結構，并結合機電一體化的理論教學，進一步強化了學生自身對機電一體化教學的感性認識，培養了學生的真實動手能力，最終實現了機電一體化技能教學的目的。

4　結語

雖然我國的機電一體化進程與發達國家的機電一體化進程還是有一定差距的，但是隨著科學技術的發展，會有更多的新技術融入到機電一體化的教學當中，會進一步的增強學生的動手能力和感性認知能力。

［1］ 呂振，王聯.單片機電路接口巧設計［J］.企業標準化，2004，（10）：117-118.

［2］ 劉廣瑞.用可編程序控制器驅動步進電機的方法［J］.機電產品開發與創新，2005，（02）：94-95.

［3］ 彭商賢，趙臣，張啟先.試論國內外機器人機械學的發展趨向［J］.機器人，1991，（03）：37-38.

Design and Preparation of the Teaching and Training System for Mechatronics

WANG Xue-ming
（Inner Mongolia Communication Professional and Technical College，Chifeng024000，China）

The research in the domestic and foreign similar teaching system based on，combined with the integration ofmechanical and electrical engineering design method，developed a set of various teaching contents for relying on the teaching and training system，the system can well be used for mechatronic specialty of multi teaching training，for mechanical and electrical integration teaching laid a good foundation，this paper is mainly makinganalysis and Discussion on design and development ofMechatronics teachingand trainingsystem.

Mechatronics；Teachingpractice；Design；Preparation

TH-4

A

1674-8646（2015）08-0153-01

2015-06-23