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机电一体化是机械、电子、计算机、自动控制及信息处理技术、系统工程、检测传感技术、伺服传动技术等有机结合而成的一门复合技术,它代表着机械工程技术革命的前沿方向。机电一体化是机械、电子和计算机工程等多学科交叉与融合的产物，如图1所示。
机电一体化给传统的机械产业带来了根本性的变革和巨大的效益，使产业结构、生产方式和管理体制发生了深刻的变化，社会对机电一体化人才的需求非常大，为此许多职业院校设置了相应的专业。
一、机电一体化课程实施实训教学探讨
真正意义上的机电一体化产品，应具备两个明显特征：第一，必须是机械产品；第二，采用电子技术，使机械产品的控制具有可编程和智能化的特性。一个机电一体化系统主要由机械装置、动力源、传感器、执行装置、控制器这五个要素构成，因此，机电一体化实训内容、实训方法和实训设备的研制均必须围绕这些要素设计、展开。根据机电一体化技术的综合性及面向实践应用的特点，笔者对机电一体化实训内容、方法、方式等进行了探索。
1.实训内容紧扣相关知识点
机电一体化系统涉及到了机械设计、传感器、自动控制和微机原理等多门课程的知识，这些知识也是机电一体化产品设计的基础。尽管学生在学习机电一体化系统之前，已经学过一些相关的理论知识，但在机电一体课程的实训中，对相关知识的回顾和加深是必要的，特别要关注知识之间的联系和实际应用方法。因此，应紧扣这些教学内容，安排若干典型的、与专业课程相对应的专题实训项目，通过在机电一体化系统中的应用，使学生对专业知识有一个感性的认识，为综合性实训和设计奠定基础。
2.实训方法由教师演示过渡到学生自我设计
从理论学习到实际实训设计，是一个从知识接受到知识应用的飞跃。由于机电一体技术包含了机、电、计算机、自动控制等多门学科的知识，实训的综合性程度高，因此，对大多数中职学生来说有一定的难度。演示性实训是一种更直接的实训指导，能使学生对将要完成的设计性实训的过程和结果有一个直观的认识，提高完成设计性实训的自信心。实训最终目的是学生能够在相关的实训设备上根据要求，在实训装置上进行系统设计，能够按照设定的方式正常运行。通过这个设计过程，可以更好地锻炼学生机电知识的运用能力，理解机电一体化系统中各学科知识的关联性，进而提高学生解决实际问题的能力，达到实训教学的真正目的。
3.实训方式为课内和课外相结合、个人和小组相结合
由于教学课时有限，实训环节的教学要充分发挥学生的主动性，利用课余时间进行设计和准备工作，课内主要是利用实训平台来调试和实现设计的内容。因此，机电一体化实训室应该建设成为开放式的实训室，便于学生课外时间进行训练。另外，由于机电一体化实训包含的知识面广，综合性实训项目包含多个内容，可以采用小组分工、合作完成的模式。这样，一方面培养学生在科学研究过程中的团队精神，另一方面也是对模块化设计的一种锻炼。
二、机电一体化实训教学平台的设计
目前中职学校开设的机电一体化实训课程，由于缺乏有效的实训设备，基本上变成了“钳工+电工”的培养模式，因此，笔者所在学校结合自己的实际情况，开发了一套机电一体化实训系统——材料分拣实训系统，如图2所示。
1.材料分拣实训系统的结构
材料分拣实训系统的结构如图3所示。它采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接，选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新排列传感器位置或选择网板图，材料分拣装置能实现3种基本功能：分拣出金属与非金属；分拣某一颜色块；分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。
2.PLC接线以及I/O地址分配
（1）PLC的I/O地址分配见表1所示。
表1 PLC的I/O地址分配
输入 定义 输出 定义
X0 计数传感器 Y0 推气缸1电磁阀
X1 推气缸2动作限位 Y1 推气缸2电磁阀
X2 推气缸3动作限位 Y2 推气缸3电磁阀
X3 推气缸4动作限位 Y3 推气缸4电磁阀
X4 下料气缸动作限位 Y4 下料气缸电磁阀
X5 电感传感器 Y5 输送带电机
X6 电容传感器
X7 颜色1传感器
X10 推料缸1回位限位
X11 推料缸2回位限位
X12 推料缸3回位限位
X13 推料缸4回位限位
X14 下料气缸回位限位
X15 颜色2传感器
X16 下料传感器
X17 推气缸1动作限位
（2）PLC接线图如图4所示。
三、机电一体化课程专题实训的开发
专题实训的进行是综合性实训的基础，机电一体化的专题实训强调专项知识在实训装置中的作用，因而其专题实训的内容是有针对性的。针对本文中的实训装置，其专题实训内容主要包括：步进电机控制实训、检测电路设计实训、气动回路实训、材料分拣实训。
这些专题实训都是机电一体化系统设计的基础，也是机电一体化系统教材中的内容，按照课堂上的教学内容，根据教学课时数可以选做部分或全部。专题实训的内容及目的如表2所示。
表2 专题实训的内容及目的
编号 实训名称 实训内容 实训目的
1 步进电机控制实训 步进电机与驱动器的接线及控制 掌握步进电机的接线以及驱动方式
2 检测电路实训 传感器的安装、接线、检测 学习传感器的选取过程及接线以及学习A/D电路的设计
3 气动回路实训 气动回路设计 掌握气动回路的原理及设计方法
4 材料分拣实训 按要求实现材料分拣 综合掌握材料分拣实训系统
（作者单位：金华市高级技工学校）
机电一体化给传统的机械产业带来了根本性的变革和巨大的效益，使产业结构、生产方式和管理体制发生了深刻的变化，社会对机电一体化人才的需求非常大，为此许多职业院校设置了相应的专业。
一、机电一体化课程实施实训教学探讨
真正意义上的机电一体化产品，应具备两个明显特征：第一，必须是机械产品；第二，采用电子技术，使机械产品的控制具有可编程和智能化的特性。一个机电一体化系统主要由机械装置、动力源、传感器、执行装置、控制器这五个要素构成，因此，机电一体化实训内容、实训方法和实训设备的研制均必须围绕这些要素设计、展开。根据机电一体化技术的综合性及面向实践应用的特点，笔者对机电一体化实训内容、方法、方式等进行了探索。
1.实训内容紧扣相关知识点
机电一体化系统涉及到了机械设计、传感器、自动控制和微机原理等多门课程的知识，这些知识也是机电一体化产品设计的基础。尽管学生在学习机电一体化系统之前，已经学过一些相关的理论知识，但在机电一体课程的实训中，对相关知识的回顾和加深是必要的，特别要关注知识之间的联系和实际应用方法。因此，应紧扣这些教学内容，安排若干典型的、与专业课程相对应的专题实训项目，通过在机电一体化系统中的应用，使学生对专业知识有一个感性的认识，为综合性实训和设计奠定基础。
2.实训方法由教师演示过渡到学生自我设计
从理论学习到实际实训设计，是一个从知识接受到知识应用的飞跃。由于机电一体技术包含了机、电、计算机、自动控制等多门学科的知识，实训的综合性程度高，因此，对大多数中职学生来说有一定的难度。演示性实训是一种更直接的实训指导，能使学生对将要完成的设计性实训的过程和结果有一个直观的认识，提高完成设计性实训的自信心。实训最终目的是学生能够在相关的实训设备上根据要求，在实训装置上进行系统设计，能够按照设定的方式正常运行。通过这个设计过程，可以更好地锻炼学生机电知识的运用能力，理解机电一体化系统中各学科知识的关联性，进而提高学生解决实际问题的能力，达到实训教学的真正目的。
3.实训方式为课内和课外相结合、个人和小组相结合
由于教学课时有限，实训环节的教学要充分发挥学生的主动性，利用课余时间进行设计和准备工作，课内主要是利用实训平台来调试和实现设计的内容。因此，机电一体化实训室应该建设成为开放式的实训室，便于学生课外时间进行训练。另外，由于机电一体化实训包含的知识面广，综合性实训项目包含多个内容，可以采用小组分工、合作完成的模式。这样，一方面培养学生在科学研究过程中的团队精神，另一方面也是对模块化设计的一种锻炼。
二、机电一体化实训教学平台的设计
目前中职学校开设的机电一体化实训课程，由于缺乏有效的实训设备，基本上变成了“钳工+电工”的培养模式，因此，笔者所在学校结合自己的实际情况，开发了一套机电一体化实训系统——材料分拣实训系统，如图2所示。
1.材料分拣实训系统的结构
材料分拣实训系统的结构如图3所示。它采用台式结构，内置电源，有步进电机、汽缸、电磁阀、旋转编码器、气动减压器、滤清器、气压指示等部件，可与各类气源相连接，选用颜色识别传感器及对不同材料敏感的电容式和电感式传感器，分别固定在网板上，且允许重新排列传感器位置或选择网板图，材料分拣装置能实现3种基本功能：分拣出金属与非金属；分拣某一颜色块；分拣出金属中某一颜色块和非金属中某一颜色块。
2.PLC接线以及I/O地址分配
（1）PLC的I/O地址分配见表1所示。
表1 PLC的I/O地址分配
输入 定义 输出 定义
X0 计数传感器 Y0 推气缸1电磁阀
X1 推气缸2动作限位 Y1 推气缸2电磁阀
X2 推气缸3动作限位 Y2 推气缸3电磁阀
X3 推气缸4动作限位 Y3 推气缸4电磁阀
X4 下料气缸动作限位 Y4 下料气缸电磁阀
X5 电感传感器 Y5 输送带电机
X6 电容传感器
X7 颜色1传感器
X10 推料缸1回位限位
X11 推料缸2回位限位
X12 推料缸3回位限位
X13 推料缸4回位限位
X14 下料气缸回位限位
X15 颜色2传感器
X16 下料传感器
X17 推气缸1动作限位
（2）PLC接线图如图4所示。
三、机电一体化课程专题实训的开发
专题实训的进行是综合性实训的基础，机电一体化的专题实训强调专项知识在实训装置中的作用，因而其专题实训的内容是有针对性的。针对本文中的实训装置，其专题实训内容主要包括：步进电机控制实训、检测电路设计实训、气动回路实训、材料分拣实训。
这些专题实训都是机电一体化系统设计的基础，也是机电一体化系统教材中的内容，按照课堂上的教学内容，根据教学课时数可以选做部分或全部。专题实训的内容及目的如表2所示。
表2 专题实训的内容及目的
编号 实训名称 实训内容 实训目的
1 步进电机控制实训 步进电机与驱动器的接线及控制 掌握步进电机的接线以及驱动方式
2 检测电路实训 传感器的安装、接线、检测 学习传感器的选取过程及接线以及学习A/D电路的设计
3 气动回路实训 气动回路设计 掌握气动回路的原理及设计方法
4 材料分拣实训 按要求实现材料分拣 综合掌握材料分拣实训系统
（作者单位：金华市高级技工学校）