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機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成
機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成【1】
摘要：本文以工業(yè)電腦繡花機(jī)為例，通過(guò)分析其設(shè)備組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、自控原理，闡明了一個(gè)完整的機(jī)電一體化產(chǎn)品必須具備的五大結(jié)構(gòu)要素及其對(duì)應(yīng)的功能。
關(guān)鍵詞：電腦繡花機(jī);機(jī)電一體化系統(tǒng);功能;結(jié)構(gòu)要素
電腦繡花機(jī)是隨著電子、計(jì)算機(jī)、精密機(jī)械的發(fā)展和應(yīng)用而產(chǎn)生并成熟起來(lái)的一種高自動(dòng)化、高生產(chǎn)效率的光、機(jī)、電相結(jié)合的機(jī)電一體化的刺繡設(shè)備。
其廣泛用于刺繡、服裝、鞋帽、襪業(yè)、床上用品、窗簾、臺(tái)布及針織等行業(yè)。
現(xiàn)以工業(yè)電腦繡花機(jī)為例，通過(guò)分析其設(shè)備組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、自控原理，從理論上闡明，一個(gè)完整的機(jī)電一體化產(chǎn)品必須具備的五大結(jié)構(gòu)要素及其對(duì)應(yīng)的功能。
1 電腦繡花機(jī)的工作原理及主要機(jī)構(gòu)
1.1 工作原理
工業(yè)電腦繡花機(jī)按用戶(hù)所需的圖案，通過(guò)編程打版，將圖案變成能為電腦識(shí)別的信息，通過(guò)磁碟將信息傳輸給電腦繡花機(jī)，從而完成對(duì)織物的刺繡。
其工作原理框圖見(jiàn)圖1。
電腦繡花機(jī)工作時(shí)，主電機(jī)通過(guò)針桿帶動(dòng)繡線(xiàn)作上下刺布運(yùn)動(dòng)，固定在繡花框內(nèi)的繡品隨步進(jìn)電機(jī)作X、Y方向的移動(dòng)。
兩者的配合在繡品上完成繡花圖案的刺繡。
電腦繡花機(jī)主要機(jī)構(gòu)有三大部分組成：機(jī)械系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)。
1.2 機(jī)械系統(tǒng)
機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)架部件、箱體部件、刺布機(jī)構(gòu)、挑線(xiàn)機(jī)構(gòu)、換色機(jī)構(gòu)、夾線(xiàn)機(jī)構(gòu)、送布機(jī)構(gòu)、繡花框部件、手拉開(kāi)關(guān)箱部件等組成，在此不作詳細(xì)介紹。
1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)
主電機(jī)為交流滑差電機(jī)，根據(jù)繡花圖案針距的長(zhǎng)短變化調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
為保證繡花精度，主電機(jī)帶有電磁剎車(chē)裝置。
主電機(jī)通過(guò)同步齒形帶帶動(dòng)下軸，下軸通過(guò)鏈輪傳動(dòng)上軸，上軸帶動(dòng)刺布機(jī)構(gòu)和挑線(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。
下軸又通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)旋梭及剪線(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而完成繡花底線(xiàn)和面線(xiàn)的鎖套，在織物上形成繡花線(xiàn)跡。
受主控板控制的X方向及Y方向的步進(jìn)電機(jī)，分別帶動(dòng)幾組同步齒形帶運(yùn)動(dòng)，并由齒形夾板帶動(dòng)繡花框在繡花機(jī)臺(tái)面上，以一定速度沿X、Y方向移動(dòng)，保證織物上繡出與繡花圖案完全一致的花型。
換色電機(jī)帶動(dòng)針桿箱移動(dòng)，替換繡花面線(xiàn)的顏色。
工業(yè)電腦繡花機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)如圖2所示。
1.4 自控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)由電源箱、控制箱、操作鍵盤(pán)箱、外圍控制板及執(zhí)行部件組成。
自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖如圖3所示。
2 機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)的構(gòu)成
2.1 機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能構(gòu)成
任何一種產(chǎn)品都是為了滿(mǎn)足人們的某種需要而開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的，即產(chǎn)品應(yīng)具有相應(yīng)的目的功能。
產(chǎn)品不同其目的功能也不同，但所有的機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能都是要對(duì)三大工業(yè)要素――輸入的物質(zhì)、能量和信息進(jìn)行基本處理，輸出具有所需形式或所需特性的物質(zhì)、能量和信息。如圖4所示。
產(chǎn)品的目的功能是通過(guò)其內(nèi)部功能實(shí)現(xiàn)的。
機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、計(jì)測(cè)功能、控制功能和構(gòu)造功能。
每一種功能又由產(chǎn)品中具體的功能部件加以實(shí)現(xiàn)。
而傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品一般不完全具備上述五種內(nèi)部功能。
2.2 機(jī)電一體化產(chǎn)品的五大基本結(jié)構(gòu)要素
由以上分析可知，機(jī)電一體化系統(tǒng)是由下述五個(gè)基本結(jié)構(gòu)要素構(gòu)成：
機(jī)械本體：包括機(jī)身、框架、機(jī)械聯(lián)接等在內(nèi)的產(chǎn)品支持結(jié)構(gòu)，屬于基礎(chǔ)部件，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的構(gòu)造功能。
要盡量采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，以適應(yīng)機(jī)電一體化產(chǎn)品的要求。
動(dòng)力源：向系統(tǒng)提供能量，并將輸入的能量轉(zhuǎn)換成需要的形式，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力功能。
要求動(dòng)力源效率高、可靠性好。
檢測(cè)與傳感裝置：包括各種傳感器及其信號(hào)檢測(cè)電路，用于對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)的內(nèi)部狀態(tài)和外部環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，提供運(yùn)行控制所需的各種信息，實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)功能。
要求傳感裝置體積小、檢測(cè)精度高、抗干擾、受環(huán)境影響小、安裝與聯(lián)接方便。
控制與信息處理裝置：根據(jù)產(chǎn)品的功能和性能要求及對(duì)傳感器的反饋信息，進(jìn)行處理、運(yùn)算和決策，對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行施以相應(yīng)的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。
要求可靠性高、柔性和智能性好。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)：包括機(jī)械傳動(dòng)與操作機(jī)構(gòu)，在控制信息作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接參與者。
機(jī)電一體化產(chǎn)品的五大其本要素及其功能有對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖6所示。
3 結(jié)束語(yǔ)
從電腦繡花機(jī)這一典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的淺析中，不難看出任何一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)必須具備五大結(jié)構(gòu)要素，而這五大基本結(jié)構(gòu)要素之間并非彼此無(wú)關(guān)或是簡(jiǎn)單拼湊。
在結(jié)構(gòu)上，各結(jié)構(gòu)要素通過(guò)各種接口與相關(guān)軟件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部合理匹配、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。
從系統(tǒng)外部看，機(jī)電一體化產(chǎn)品的輸入/輸出是與人、自然及其他系統(tǒng)之間的接口;從系統(tǒng)內(nèi)部看機(jī)電一體化產(chǎn)品是由許多接口將系統(tǒng)構(gòu)成要素的輸入/輸出聯(lián)系為一體的系統(tǒng)。
在系統(tǒng)工作時(shí)，這五大結(jié)構(gòu)要素必須各司其職，互相補(bǔ)充、互相協(xié)調(diào)，才能共同完成該產(chǎn)品所規(guī)定的目的功能。
即在機(jī)械本體的支持下，由傳感器檢測(cè)產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)及環(huán)境變化，將信息反饋給控制及信息處理裝置，通過(guò)對(duì)各種信息的處理，按系統(tǒng)要求控制動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。
參考文獻(xiàn)
[1]趙延雯.繡花工藝與設(shè)備[J].武漢科技學(xué)院，2000，(2).
[2]鄭堤，唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.
光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)踐【2】
摘 要：針對(duì)電子實(shí)訓(xùn)課程中項(xiàng)目單一情況，設(shè)計(jì)了一套可用4種方法實(shí)現(xiàn)的，光機(jī)電一體的直流電機(jī)調(diào)速控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)、功率驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)速測(cè)量、LED顯示保護(hù)電路及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6部分，每部分均可用多種方案實(shí)現(xiàn)，在教學(xué)實(shí)踐中激發(fā)了學(xué)生的興趣和激情，切實(shí)提高了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和解決工程問(wèn)題的能力，起到了四兩撥千斤的效果。
關(guān)鍵詞：工程實(shí)訓(xùn);光機(jī)電一體化;電機(jī)調(diào)速
引言
工程訓(xùn)練課程是高等教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、專(zhuān)業(yè)綜合能力和創(chuàng)新能力等方面有著其它課程不可代替的作用。
但實(shí)訓(xùn)內(nèi)容較為單一刻板存在著照本宣科，依葫蘆畫(huà)瓢的現(xiàn)象，多數(shù)情況下學(xué)生只是跟著教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行練習(xí)而已，學(xué)生個(gè)人的想象力和直覺(jué)思維沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)，不善于質(zhì)疑、批判并超越教師和書(shū)本。
為主動(dòng)適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)對(duì)人才的需求，主動(dòng)銜接“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，本文通過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐，試圖從電子工程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的內(nèi)容出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種集光、機(jī)、電技術(shù)于一體的直流電機(jī)調(diào)速控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
項(xiàng)目?jī)?nèi)容豐富，合理并具有層次性，注重經(jīng)典與先進(jìn)性相結(jié)合，有較好的靈活性和拓展性，為培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程綜合能力提供了一個(gè)行之有效的載體。
1 項(xiàng)目的基本工作原理與設(shè)計(jì)
1.1 PWM直流調(diào)速原理
我們知道直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n可表示如下：
n=(U-IR)/kφ (1)
式(1)中U為電樞端電壓，I為電樞電流，R為電樞電路總電阻，φ為每級(jí)磁通量， k為電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
從式中可知，改變U、φ、R等變量都可達(dá)到電機(jī)調(diào)速的目的，但最方便有效的調(diào)速方法是對(duì)電樞電壓U進(jìn)行控制。
本文采用經(jīng)典的脈寬調(diào)制PWM直流控制技術(shù)，利用晶體管的開(kāi)關(guān)特性對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)制，按一個(gè)固定的周期來(lái)接通與斷開(kāi)功率晶體管，并根據(jù)外加控制信號(hào)來(lái)改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短，使加在電動(dòng)機(jī)電樞的電壓占空比改變，即改變電樞兩端平均電壓大小，從而達(dá)到控制PWM信號(hào)。
在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，產(chǎn)生PWM信號(hào)有4種方法可供學(xué)生選擇：
a、分立元件組成的PWM信號(hào)發(fā)生器。
成本低、原理清晰，但電路復(fù)雜、調(diào)試難度大。
b、采用專(zhuān)用PWM集成電路，電路簡(jiǎn)單、性能好，但成本較高。
c、軟件模擬法，利用8051單片機(jī)的I/O口，通過(guò)軟件對(duì)該引腳輸出高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)PWM波。
這種方法需占用CPU的大量資源，編程復(fù)雜，使得單片機(jī)的工作效率大為降低。
d、利用新一代單片機(jī)自帶的PWM口，通過(guò)控制單片機(jī)的初始化設(shè)置，使其自動(dòng)產(chǎn)生占空比可變的PWM，只有在改變脈沖寬度時(shí)，CPU才進(jìn)行干預(yù)，該方法控制直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速簡(jiǎn)單、可靠。
2.2項(xiàng)目的整體結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
我們以自帶PWM口的P87LPC768單片機(jī)為核心部件進(jìn)行闡述，光機(jī)電一體化直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
(1)單片機(jī)
選用P87LPC768，由于單片機(jī)只有20個(gè)引腳，既要控制電機(jī)的速度，又要顯示轉(zhuǎn)速，還要連接四個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)。
I/O口線(xiàn)比較緊張，因此采用了片內(nèi)振蕩和內(nèi)部復(fù)位，使其對(duì)應(yīng)的3個(gè)引腳可作為I/O口線(xiàn)使用。
單片機(jī)的PWM0(P0.1)口作為PWM輸出口。
本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目主要采用P87LPC768的一路PWM輸出，PWM輸出主要由一個(gè)10位的輸出頻率相關(guān)寄存器CNSW及一個(gè)10位的脈沖寬度寄存器CPSW組成。
根據(jù)需要設(shè)置CNSW的值，可得到PWM的輸出頻率：
fPWM=fc/(CNSW+1) (2)
設(shè)置CPSW的值，可得到PWM的脈沖寬度。
對(duì)運(yùn)行的電機(jī)而言，各種不同的CPSW值就是各種不等的電壓。
(2)轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路
采用光電傳感器測(cè)速電路。
即在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上加裝一個(gè)圓盤(pán)，沿圓盤(pán)周邊均勻開(kāi)一圈小孔，再通過(guò)對(duì)射型光電傳感器。
當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)射型光電傳感器上的發(fā)射單元發(fā)射的光線(xiàn)通過(guò)圓盤(pán)上的透光孔，交替地照射到接收單元，完成光電轉(zhuǎn)換，經(jīng)放大整形可得相同頻率的連續(xù)脈沖，將脈沖信號(hào)送到CPU的計(jì)數(shù)器T1，計(jì)算出電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。
(3)功率驅(qū)動(dòng)電路
功率驅(qū)動(dòng)采用單電源可逆控制方式，一般采用由功率開(kāi)關(guān)器件組成的H型橋式電路。
有以下幾種選擇：a.采用功率場(chǎng)效應(yīng)管，開(kāi)關(guān)性能好，但價(jià)格較高;b.采用大功率三極管，但因直流放大系數(shù)hFE太小，需驅(qū)動(dòng)的功率較大;c.采用中、小功率的三極管連接成達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，hFE較大，驅(qū)動(dòng)功率較小，可由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，且價(jià)格適中。
電路如圖2所示，其特點(diǎn)是在一個(gè)周期內(nèi)V12、V13與V23、V24和V21、V22與V15、V16兩組達(dá)林頓管交替導(dǎo)通，改變一個(gè)周期內(nèi)兩組達(dá)林頓管導(dǎo)通時(shí)間的長(zhǎng)短，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制，開(kāi)關(guān)頻率可調(diào)至25kHz左右。
(4)LED顯示電路
數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)4位數(shù)碼管來(lái)顯示設(shè)定轉(zhuǎn)速和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，主要采用軟件掃描，占用了11條I/O口線(xiàn)。
其中7根線(xiàn)用于段碼的選擇，4根用于位選擇，LED采用共陰極接法。
(3)按鈕開(kāi)關(guān)
電機(jī)的運(yùn)行根據(jù)需要由四個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，單片機(jī)采用中斷掃描方法讀取按鈕信號(hào)，它們的功能分別是啟動(dòng)/停止鍵、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)鍵、定時(shí)鍵、轉(zhuǎn)向鍵。
其中轉(zhuǎn)向鍵還可以使電機(jī)循環(huán)定時(shí)轉(zhuǎn)向。
本項(xiàng)目采用樂(lè)高(LEGO)機(jī)器人傳動(dòng)結(jié)構(gòu)組件構(gòu)建減速齒輪，曲柄連桿等機(jī)械機(jī)構(gòu)安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示。
至于對(duì)過(guò)電壓、欠電壓和過(guò)電流保護(hù)電路的實(shí)現(xiàn)方法，相關(guān)文獻(xiàn)介紹較多，在此不作贅述。
3 教學(xué)實(shí)踐
3.1教學(xué)思路
根據(jù)電子實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)大綱的要求，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中始終堅(jiān)持重基礎(chǔ)知識(shí)，重基本理論，重基本技能的教育，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)與前沿，經(jīng)典與現(xiàn)代，課外與課內(nèi)的有機(jī)結(jié)合(4)。
光機(jī)電一體化直流電機(jī)調(diào)速控制實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是可供學(xué)生自主選擇的知識(shí)覆蓋面較全面的項(xiàng)目之一，學(xué)生利用這一實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目綜合運(yùn)用模擬和數(shù)字電路，單片機(jī)原理及接口技術(shù)，傳感器技術(shù)和電力傳動(dòng)控制技術(shù)，機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等課程的知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行綜合論證、設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力為主線(xiàn)的教學(xué)指導(dǎo)思想。
3.2教學(xué)安排和實(shí)施過(guò)程
學(xué)生選擇本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目后，老師把學(xué)生分成若干個(gè)小組，每組人數(shù)3~4人，若發(fā)現(xiàn)優(yōu)生和差生有扎堆現(xiàn)象，需做出適當(dāng)調(diào)整，以促進(jìn)學(xué)生互相學(xué)習(xí)和項(xiàng)目的完成。
項(xiàng)目分為必修和選修兩部分，必修部分是電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)PWM控制和功率驅(qū)動(dòng)電路以及轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路，其它為選修部分。
對(duì)于必修部分，老師從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)PWM控制原理入手，從轉(zhuǎn)速檢測(cè)(FG)，頻率/電壓轉(zhuǎn)換器(f/v)，基準(zhǔn)三角波發(fā)生器，PWM調(diào)速以及功率驅(qū)動(dòng)電路的組成、工作原理和設(shè)計(jì)思想進(jìn)行詳盡的講解和解剖，電路組成如圖3所示。
實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，著重啟發(fā)學(xué)生利用基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課程中學(xué)過(guò)的元器件知識(shí)，并結(jié)合查閱相關(guān)資料完成設(shè)計(jì)，力求拓展學(xué)生的視野，教師的工作是努力促成學(xué)生從知識(shí)積累向綜合能力的轉(zhuǎn)化。
無(wú)論是必修部分還是選修部分，每一個(gè)功能電路都可以用不同的方案去進(jìn)行設(shè)計(jì)，把學(xué)生的興趣愛(ài)好置于核心地位，鼓勵(lì)主動(dòng)探究，為其個(gè)性發(fā)展創(chuàng)造條件，使得不同層次，不同基礎(chǔ)的學(xué)生都可以找到自己的角色。
學(xué)生實(shí)訓(xùn)成績(jī)?cè)u(píng)定，主要依據(jù)在設(shè)計(jì)和制作本項(xiàng)目的過(guò)程中，能做出多少功能電路，方案設(shè)計(jì)的先進(jìn)性及合理性，是否具有獨(dú)到創(chuàng)新之處，電路布局規(guī)范程度，測(cè)試數(shù)據(jù)和波形的準(zhǔn)確性，實(shí)習(xí)報(bào)告是否全面完整，先由各組學(xué)生自評(píng)和互評(píng)，最終由老師綜合考評(píng)確定實(shí)訓(xùn)成績(jī)。
3.3解決問(wèn)題實(shí)例
在設(shè)計(jì)功率驅(qū)動(dòng)電路時(shí)有的學(xué)生決定采用H型可逆雙極性控制方案，使用了如圖2所示的電路，但在通電調(diào)試過(guò)程中，屢屢發(fā)生三極管被擊穿冒煙的情況，這是由于三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，集電極電流的變換滯后于基極電壓的變化，三極管內(nèi)部存在結(jié)電容效應(yīng)而造成的。
我們啟發(fā)學(xué)生，在上面三極管導(dǎo)通時(shí)，如何保證下面三極管截止，反之亦然。
大家開(kāi)動(dòng)腦筋，反復(fù)琢磨，終于有了方案，引入如圖2所示的XY和NM兩條導(dǎo)線(xiàn)，其原理是，當(dāng)三極管V12和V15的基極為高電平時(shí)，V12和V13飽和導(dǎo)通，V15和V16截止，V15的發(fā)射極電位比基極高0.7V，反之亦然，從而保證了在同一時(shí)刻上下兩組三極管只能有一組導(dǎo)通，相當(dāng)于自鎖。
問(wèn)題解決后，電機(jī)運(yùn)行始終正常，使學(xué)生對(duì)三極管的特性有了更加深刻的理解。
領(lǐng)悟到了基礎(chǔ)理論的重要性。
整個(gè)教學(xué)過(guò)程中我們始終強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)，處理方法以及工程實(shí)踐中實(shí)際問(wèn)題的解決。
同學(xué)們感悟頗深，從課堂上學(xué)來(lái)的知識(shí)往往不是很深刻，只有從實(shí)踐中帶著問(wèn)題學(xué)到的東西才說(shuō)得上記憶深刻，真知灼見(jiàn)。
結(jié)語(yǔ)
工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目不應(yīng)是固定的、單一的、封閉的，而應(yīng)是多元的、開(kāi)放的。
學(xué)生通過(guò)實(shí)踐開(kāi)闊了視野，活躍了思路，激發(fā)了靈感，養(yǎng)成了實(shí)事求是的態(tài)度，一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，勇于面對(duì)失敗和挫折，積極進(jìn)取的探索精神，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的全面提高。
工程實(shí)訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)與現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用水平保持同步，并不斷更新，動(dòng)態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)卓越工程師教育培養(yǎng)的教學(xué)改革，適應(yīng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步的需要。
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充分利用光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置培養(yǎng)學(xué)生綜合能力思考【3】
摘 要：隨著全球微電子和計(jì)算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，促使其自動(dòng)化程度得到大幅度提高，開(kāi)始運(yùn)用到機(jī)電一體化領(lǐng)域上來(lái)，這使得機(jī)械與技術(shù)很好地進(jìn)行融合，進(jìn)而提升了機(jī)械的性能、質(zhì)量和可靠性。
這也需要利用光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置將學(xué)生進(jìn)行有效培養(yǎng)，不單單使學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能進(jìn)行了培養(yǎng)，還使得學(xué)生的表達(dá)、協(xié)作及創(chuàng)新能力都有所提高，進(jìn)而使學(xué)生的綜合能力有所提升，增加了學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)能力。
關(guān)鍵詞：利用;光機(jī)電一體化;實(shí)訓(xùn)裝置;培養(yǎng);學(xué)生;綜能力
引言：光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置主要是將學(xué)生從最初始的自動(dòng)化生產(chǎn)流程到機(jī)電設(shè)備中進(jìn)行安裝、調(diào)試、維護(hù)、檢測(cè)、銷(xiāo)售、技術(shù)管理及售后服務(wù)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作的開(kāi)展。
在實(shí)踐光機(jī)電設(shè)備時(shí)，所涉及到多種專(zhuān)業(yè)知識(shí)的融合，這也說(shuō)明了所需要的人才要具備一定的復(fù)合能力。
而高職學(xué)生在實(shí)訓(xùn)后，所面臨的是企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)、服務(wù)及管理的流程工作。
這也說(shuō)明了只有充分的利用光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置，才能將學(xué)生的綜合能力進(jìn)行培養(yǎng)。
一、光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的重要性
高職院校的學(xué)生想要將綜合能力進(jìn)行培養(yǎng)，最重要的方式及方法就是進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，而想要將實(shí)踐教學(xué)落實(shí)，更需要實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行支撐，這樣才能使學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力都進(jìn)行了培養(yǎng)。
在這種情況下，許多院校也購(gòu)買(mǎi)了大批量的光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置，但是并沒(méi)有進(jìn)行充分利用，導(dǎo)致沒(méi)有取得一定的效果。
只有充分的利用光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置，才能更好地為學(xué)生提供更加完善的實(shí)踐平臺(tái)【1】。
二、光機(jī)電一體化實(shí)專(zhuān)業(yè)技能的培養(yǎng)
(一)學(xué)生的氣壓傳動(dòng)培養(yǎng)
企業(yè)傳動(dòng)技術(shù)主要是運(yùn)用空氣壓縮機(jī)械作為動(dòng)力源，并且其中的工作介質(zhì)是壓縮空氣，進(jìn)而將能量或信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。
企業(yè)傳�蛹際躋彩墻�生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的有效方式之一，其優(yōu)點(diǎn)不單單不為環(huán)境帶來(lái)污染，有效的將資源進(jìn)行節(jié)約，還可以將成本進(jìn)行減低的同時(shí)將效率進(jìn)行提升，并且所需要的構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，又有著較高的安全可靠性，現(xiàn)階段已經(jīng)在工業(yè)部門(mén)的許多領(lǐng)域中都有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置主要配備了眾多元器件，并且組合成多種系統(tǒng)。
這就需要在了解各種結(jié)構(gòu)及院里的基礎(chǔ)上，還可以對(duì)其組成及應(yīng)用有著相關(guān)知識(shí)了解。
主要說(shuō)明了此項(xiàng)實(shí)訓(xùn)，主要包含對(duì)元器件的基礎(chǔ)認(rèn)別、設(shè)計(jì)出氣動(dòng)基礎(chǔ)的回路及機(jī)械手氣動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、應(yīng)用及維護(hù)等。
(二)學(xué)生的傳感器技能培養(yǎng)
工業(yè)自動(dòng)化的控制離不開(kāi)傳感器的技能進(jìn)行支撐，這也說(shuō)明工程技術(shù)人員要將傳感器技能進(jìn)行掌握是最為基礎(chǔ)的技能。
傳感器裝置所配備有多種開(kāi)關(guān)及傳感器，這也使得許多材質(zhì)物品都可以被檢測(cè)。
這也需要學(xué)士要培養(yǎng)對(duì)傳感器技能的認(rèn)知，使其更好的了解結(jié)構(gòu)組成、工作原理、運(yùn)用場(chǎng)所及接線(xiàn)方法【2】。
三、運(yùn)用行動(dòng)教學(xué)方式進(jìn)行能力培養(yǎng)
(一)培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)能力
學(xué)生所擁有的社會(huì)能力主要包含：獨(dú)立工作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及溝通、書(shū)面及口頭表達(dá)、良性競(jìng)爭(zhēng)及自我調(diào)整的幾方面能力。
在進(jìn)行行動(dòng)教學(xué)模式下的培養(yǎng)中，一般對(duì)采取將學(xué)生進(jìn)行分組進(jìn)行，首先可以將班級(jí)同學(xué)分為若干組員，并且隊(duì)伍中要有以下成員：組長(zhǎng)、副組長(zhǎng)、軟件及硬件設(shè)計(jì)師和質(zhì)檢員等。
這也需要在所有項(xiàng)目中，所有成員都要將自己的責(zé)任進(jìn)行擔(dān)任，并且所有的身份可以進(jìn)行輪流交換。
在進(jìn)行能力培養(yǎng)時(shí)，首先要清楚，組長(zhǎng)所承擔(dān)的承擔(dān)的責(zé)任及日常工作的內(nèi)容，主要包含：對(duì)所用組員進(jìn)行明確分工，并且將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行組織討論，并且將程序進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，然后將運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行一定的調(diào)試，最后還要將日�？己寺涞綄�(shí)處。
在無(wú)特殊情況下，組長(zhǎng)要保證所有組員都要參入到實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，并且要取得相關(guān)實(shí)訓(xùn)能力。
這也需要組長(zhǎng)對(duì)所有隊(duì)員有著一定的要求，使其可以將實(shí)訓(xùn)日志進(jìn)行每天書(shū)寫(xiě)，并且還要將組員進(jìn)行書(shū)寫(xiě)任務(wù)的安排，并且保障項(xiàng)目實(shí)施情況有相關(guān)的工作日志進(jìn)行記錄。
在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課程是，剛剛開(kāi)始上課后，教師可以在進(jìn)行完實(shí)訓(xùn)任務(wù)布置后，可以將講解及演示進(jìn)行簡(jiǎn)單展示，然后就要進(jìn)行分組實(shí)訓(xùn)。
在其過(guò)程中，小組對(duì)實(shí)訓(xùn)人員進(jìn)行一定的討論，然后找尋相關(guān)的資料，使其項(xiàng)目的解決方案可以被提出，并設(shè)計(jì)出相關(guān)的接線(xiàn)圖及控制程序，并可以在實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行調(diào)試，一直到項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求可以達(dá)到滿(mǎn)足。
當(dāng)完成實(shí)訓(xùn)后，就可以實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行問(wèn)題答辯。
首先，要求組長(zhǎng)負(fù)責(zé)監(jiān)督，使每位組員都要針對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容將設(shè)計(jì)方案及操作步驟進(jìn)行闡述及講解。
在保障每位組員都進(jìn)行闡述后，指導(dǎo)教師可以根據(jù)項(xiàng)目具體內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的提問(wèn)，并且還可以指定組員根據(jù)實(shí)訓(xùn)出的過(guò)程進(jìn)行一定的答辯，指導(dǎo)教師可以根據(jù)各個(gè)方面對(duì)整體學(xué)生做出一定的評(píng)價(jià)。
這種情況下，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)及答辯過(guò)程中，不單單使其各項(xiàng)能力都得到提升，還促使了學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)及集體榮譽(yù)感都得到了增加。
而實(shí)訓(xùn)報(bào)告及日記的書(shū)寫(xiě)，也可以使學(xué)生在書(shū)寫(xiě)能力進(jìn)行鍛煉。
并且隨著所擔(dān)任的職責(zé)的不斷變化，也使得所有學(xué)生的能力都可以得到完整的培訓(xùn)。
進(jìn)而學(xué)生的綜合能力得到提升。
(二)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是學(xué)士需要在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上，再加上自身獨(dú)有的創(chuàng)造性思維，將可以應(yīng)用的資源進(jìn)行運(yùn)用，并提出更將創(chuàng)新的方案。
在高職院校的最后一個(gè)環(huán)節(jié)中，就是畢業(yè)時(shí)進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，這更是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力的培訓(xùn)，并且將理論知識(shí)進(jìn)行綜合的實(shí)訓(xùn)的重要環(huán)節(jié)。
現(xiàn)階段，學(xué)校充分的利用光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置，并且將科研課題、真實(shí)項(xiàng)目及競(jìng)賽項(xiàng)目都轉(zhuǎn)變?yōu)楫厴I(yè)時(shí)所需要的實(shí)訓(xùn)題目這使得學(xué)生綜合能力得到更好的提升。
在進(jìn)行學(xué)生的畢業(yè)實(shí)訓(xùn)課題分配時(shí)，首先教師要進(jìn)項(xiàng)一定的調(diào)查及思考，并且使學(xué)生選擇相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。
并且，指導(dǎo)教師可以依照學(xué)生所呈現(xiàn)出的興趣及愛(ài)好將所實(shí)訓(xùn)的課題進(jìn)行一定的修改，爭(zhēng)取給學(xué)生一個(gè)實(shí)訓(xùn)的優(yōu)質(zhì)空間，學(xué)生更好的在知識(shí)的海洋中去探索及求知【3】。
在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，學(xué)生要依據(jù)教師給提出的實(shí)訓(xùn)題目的任務(wù)及要求，實(shí)際出相應(yīng)的方案，并且依照此方案找出解決的方式，并且將相關(guān)資料進(jìn)行自主找尋，并且可以購(gòu)買(mǎi)相關(guān)材料及輔導(dǎo)設(shè)備。
這也使得相關(guān)產(chǎn)品及創(chuàng)造都可以自主進(jìn)行，這也促使學(xué)生的自主能力進(jìn)行有效的提高。
這也要求教師在整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程，為了學(xué)生的過(guò)度依賴(lài)，只能起到一定的引號(hào)作用。
只有在最開(kāi)始時(shí)，將學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)時(shí)進(jìn)行一定的指引，進(jìn)而學(xué)生才能在整體實(shí)訓(xùn)中，體驗(yàn)出不一樣的過(guò)程，這樣才能使學(xué)生的創(chuàng)新能力有所提高。
另外，在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的整體設(shè)計(jì)時(shí)期，指導(dǎo)老師需要在一定時(shí)間內(nèi)與學(xué)生進(jìn)行有效的溝通，使學(xué)生在設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的任意問(wèn)題進(jìn)行一定討論。
這樣使得指導(dǎo)教師可以將所有學(xué)生的特點(diǎn)及實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)的進(jìn)展進(jìn)行有效的了解及掌控，才能促使學(xué)生的綜合能力進(jìn)行一定的提升。
結(jié)束語(yǔ)：
綜上所述，要想充分利用關(guān)機(jī)點(diǎn)一體化實(shí)訓(xùn)裝置更好的培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，首先要清楚的認(rèn)識(shí)到光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置的重要性，進(jìn)而從光機(jī)電一體化實(shí)專(zhuān)業(yè)技能方面著手，將光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行充分的利用，并選擇適合的教學(xué)方式進(jìn)行，才能既是學(xué)生在專(zhuān)業(yè)理論上有著一定的提升，又將學(xué)生的綜合能力進(jìn)行提高，使其更好的適應(yīng)相應(yīng)的崗位，進(jìn)而為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出巨大貢獻(xiàn)。
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