机电一体化教学实训系统的设计与研制

王学明（内蒙古交通职业技术学院，内蒙古 赤峰 024000）

机电一体化教学实训系统的设计与研制

王学明
（内蒙古交通职业技术学院，内蒙古 赤峰 024000）

在对国内外同类教学系统进行研究的基础上，结合机电一体化工程设计的方法，研制出了集多种教学内容为依托的教学实训系统，这一系统可以很好地被用于机电类专业的多门教学实训当中，为机电一体化教学奠定了良好的基础，本文主要是针对机电一体化教学实训系统的设计和研发进行分析和探讨。

机电一体化；教学实训；设计；研制

1　创建机电一体化实训系统的目的

之所以会常见机电一体化实训系统，主要是为了能够让学生寻找到一条适合从学校到工厂环境转换的有效路径，也就是让学生所学习的理论知识逐渐转换为实际的应用，这样一来就极大缩短了学生从学校到工业生产现场的距离，也在很大程度上提高了学生的动手能力，而为了能够让学生更多地了解工业当中的元器件，我们在创建机电一体化实训系统的时候，所采用的元器件都是非常标准的工业化材料，而且展示的类型也是最全面的，这样就可以让我们的学生在第一时间增强对这些元器件的认识和理解。

2　机电一体化教学实训系统的原理及其构成

我国的机电一体化实训教学系统主要是由两大部分组成，分别是机械结构设计部分和电气控制设计部分，具体结构如图1所示。

图1　机电一体化教学实训总系统Fig.1 The teaching and training system of Mechatronics

2.1机械结构设计

2.1.1储料、自动上料单元

这一单元主要是运用了一个相对垂直的储料筒装置，工业原料从储料筒的上方放入，在储料筒的下方还有一个出料口，工业原料就会依靠自身的质量而自动下落到出料口的下方，而在储料筒的地步还设有一个光纤传感器，如果此时工业原料用完了，那么整个系统就会自动停止所有工作，在工业原料推出之后，在目标位置还设有一个电容式的开关，当我们的工作人员检测待工业原料的时候，就会由移载机械手将工业原料移动到一个圆盘上进行相应的检测。

2.1.2检测工作单元

在检测旋转圆盘上，分别设有四个用来定位圆盘的定位圈，并且在圆盘上设置了电磁式的传感器，它的作用是用来检测工业原料是否到位，当检测合格之后，再由移载机械手转移到加工单元进行加工。

2.1.3加工工作单元

这一单元的任务量较重，主要是对工业原料进行钻或铣加工，当工作台在对工业原料进行检测的时候，夹具会把工业原料紧紧的夹住，夹住之后，钻头开始下降工作，当下降到加工位置的时候，对工业原料进行加工，加工完成，钻头会自动回到起始位置，再由移载机械手将加工过的工业原料转移到皮带输送单元。

2.1.4皮带输送单元

这一单元在很多的工业生产中都会使用到，这一单元也是大部分生产企业最基本的物料输送方式。一般的工业系统的皮带输送单元都是由微型的电机进行驱动的，当我们加工好的工业原料在进行输送的时候就会经过这条输送带，从而转移到需要的地方。

2.2电气控制设计

电气控制系统主要是由电源箱、可编程控制器、传感器、光电开关、电源指示灯、电气源处理组件等部分构成的，而且在电气控制设计的时候，我们为了防止出现失误，还设立了自动和手动切换按钮，也就是说一旦设备自动系统出现了问题，那么我们就可以直接切换为手动操作，不会影响设备的正常运行。

3　机电一体化教学实训系统设计的根本意义

由于机电一体化实训系统是一个综合性较强的系统，同时也是一条微型的自动化生产加工系统，在机电一体化系统上我们可以进行多种课程的实训和教学工作，通过对整个机电一体化系统进行教学，能够让学生亲自动手去调试装置，学生也可以在结构系统设计、控制系统设计等多个方面进行全面的学习和实践，最终达到理论教学没有办法达到的教学效果。由于工业自动化生产是一门综合性极强的制造技术，同时也是一门应用技术，而机电一体化教学实训系统则涵盖了物流传输技术、制造工艺技术、计算机技术等多个学科的技术，虽然我国从国外市场引进了大量的自动化设备，但是与国外先进制造领域的发展还是有很大差距的。目前我国的机电一体化培养还是缺乏先进的教学手段，学生在学习的时候没有一个足够的对机电一体化教学的感性认识，实际的动手操作能力也是与工业的标准有很大的差距，之所以要创建机电一体化教学实训系统，主要是为了解决学生的动手操作问题和实训问题，机电一体化实训操作系统在原有教材培训的基础上，最大程度上还原了自动化的工程结构，并结合机电一体化的理论教学，进一步强化了学生自身对机电一体化教学的感性认识，培养了学生的真实动手能力，最终实现了机电一体化技能教学的目的。

4　结语

虽然我国的机电一体化进程与发达国家的机电一体化进程还是有一定差距的，但是随着科学技术的发展，会有更多的新技术融入到机电一体化的教学当中，会进一步的增强学生的动手能力和感性认知能力。

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［3］ 彭商贤，赵臣，张启先.试论国内外机器人机械学的发展趋向［J］.机器人，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