機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)模板(10篇)

導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.關(guān)注點(diǎn)不一樣，學(xué)校和學(xué)生意見分歧由于教育行政部門每年都要對(duì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)行抽檢評(píng)優(yōu)，所以學(xué)校很緊張，萬一結(jié)果不好，影響學(xué)校的聲譽(yù)。但現(xiàn)狀是，機(jī)械類專業(yè)絕大多數(shù)學(xué)生從第5學(xué)期中后期開始進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)，而且大部分從事的是機(jī)床操作和產(chǎn)品檢驗(yàn)、包裝等工種，沒有太多的技術(shù)含量，與“設(shè)計(jì)”無緣。少部分學(xué)生在產(chǎn)品銷售崗位實(shí)習(xí)，還有部分在售后服務(wù)崗位實(shí)習(xí)，與“設(shè)計(jì)”關(guān)系都不大，學(xué)生看不到畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)他們將來的工作有多大作用，他們更關(guān)注的是就業(yè)。因此，沒有太大的動(dòng)力去認(rèn)真地搞畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于學(xué)校對(duì)老師有要求，老師本意當(dāng)然想認(rèn)真地指導(dǎo)學(xué)生，可是學(xué)生在頂崗實(shí)習(xí)階段，不能與老師經(jīng)常見面，有的根本見不了面，只能通過電話、網(wǎng)絡(luò)溝通，學(xué)生上網(wǎng)不便，郵件也說不清楚，老師只能過一段時(shí)間督促一下，指導(dǎo)效果大打折扣。

2.畢業(yè)設(shè)計(jì)所需信息和資料難以搜集，影響進(jìn)度畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生都在企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)，企業(yè)沒有專門的提供給學(xué)生的圖書館、機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、實(shí)驗(yàn)室等畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須的基本條件。學(xué)生對(duì)相關(guān)專業(yè)資料的搜集、分析、利用等能力相對(duì)較弱，這些資源的缺乏令學(xué)生在選題、開題和具體實(shí)施階段顯得無從下手，只能胡亂參照往年或網(wǎng)上資料相關(guān)題目。例如，機(jī)械類專業(yè)學(xué)生中期檢查交上來的題目大多是軸類、箱體類、圓盤類零件的加工工藝及數(shù)控編程、各種零件的模具設(shè)計(jì)、各種普通機(jī)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造、電梯和機(jī)械手、水位、各種生產(chǎn)線等的PLC控制、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備的故障診斷與維修等等，題目有的大而空，有的是課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，有的是教材上的實(shí)例。學(xué)生撰寫論文時(shí)參考教材或網(wǎng)絡(luò)公開資料過多，沒有什么數(shù)據(jù)支撐，也沒有什么自己的觀點(diǎn)和實(shí)際作品，談不上論文的質(zhì)量及學(xué)生水平的提高。

3.學(xué)生方面的原因江蘇省這幾年的高職招生，有提前單招，有注冊(cè)入學(xué)，還有中職對(duì)口單招，最后，通過真正參加高考錄取的考生，所占比例已經(jīng)較少了。即使是這些學(xué)生，錄取的分?jǐn)?shù)也很低。而且，江蘇省錄取的總?cè)藬?shù)已經(jīng)超過了報(bào)考學(xué)生總數(shù)，基本上只要想上學(xué)，都能上。所以招進(jìn)來的學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)興趣不高，水平和能力又參差不齊。畢業(yè)設(shè)計(jì)和頂崗實(shí)習(xí)時(shí)間重疊，絕大部分學(xué)生是自己通過人才市場(chǎng)選擇的實(shí)習(xí)企業(yè)，崗位要求學(xué)生和正式用工一樣的工作時(shí)間和強(qiáng)度，學(xué)生每天上8小時(shí)甚至12小時(shí)的班，有的企業(yè)兩班倒，有的三班倒，沒有精力再去搞畢業(yè)設(shè)計(jì)。另一方面，在學(xué)校的前兩年，也沒有好好學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，造成很多學(xué)生不知道畢業(yè)設(shè)計(jì)要做什么，怎么做。老師給學(xué)生的課題，學(xué)生做不了，學(xué)生自己定的題目，又很不恰當(dāng)。勉強(qiáng)寫出的論文不規(guī)范，文字欠通順，表述設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)方案邏輯性不強(qiáng)，質(zhì)量很低，有的直接抄襲論文或干脆購買，沒有起到培養(yǎng)綜合能力和科研水平的目的。

4.指導(dǎo)老師方面的原因由于學(xué)生多而專業(yè)教師少，教師的指導(dǎo)工作量過大，一般平均每位專業(yè)教師要承擔(dān)十多個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，學(xué)生遠(yuǎn)在四處各地，老師無法對(duì)學(xué)生進(jìn)行細(xì)致、系統(tǒng)和及時(shí)的指導(dǎo)和檢查。而且本身又有繁重的教學(xué)工作，老師的精力跟不上。另外，各個(gè)學(xué)校重點(diǎn)關(guān)注的是招生就業(yè)，使得老師可能不太重視畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，不愿多花時(shí)間與精力。從教師本身來看，高職院校的年輕教師很多是剛從學(xué)校畢業(yè)的，沒有實(shí)踐環(huán)節(jié)，只能照本宣科；年長(zhǎng)教師，沒有知識(shí)更新的再教育環(huán)節(jié)，對(duì)新技術(shù)不太了解。老師自己實(shí)踐水平不高，給學(xué)生的選題，為回避實(shí)踐環(huán)節(jié)，很多選擇了與工程實(shí)際相脫離的綜述類題目或計(jì)算機(jī)仿真題目。這些都使畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作難度增大，難以保證質(zhì)量。

二、對(duì)策分析

1.提前啟動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作在人才培養(yǎng)方案中，將各主要專業(yè)課程向前兩學(xué)年轉(zhuǎn)移，減少第三學(xué)年的計(jì)劃課程。第五學(xué)期初開始畢業(yè)設(shè)計(jì)，包括落實(shí)任務(wù)、查閱資料，掌握畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本程序、要求，完成畢業(yè)論文的總體框架設(shè)計(jì)。學(xué)生在校完成畢業(yè)論文總體框架后，到企業(yè)、實(shí)習(xí)基地邊實(shí)習(xí)邊做畢業(yè)設(shè)計(jì)，更有針對(duì)性，學(xué)生不再感到茫然。

2.充分利用畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)到用人單位進(jìn)行半年以上頂崗實(shí)習(xí)，是高職院校落實(shí)《教育部關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高[2006]16號(hào)）文件精神，大力推行“校企合作、工學(xué)結(jié)合”，突出高職教育特色，改革人才培養(yǎng)模式的重要舉措。這幾年，我院機(jī)械類學(xué)生的頂崗實(shí)習(xí)已提前至第5學(xué)期的下半學(xué)期，由于企業(yè)對(duì)技能型人才的需求較旺，所以，絕大部分學(xué)生自己都能較容易找到相關(guān)實(shí)習(xí)崗位。學(xué)生帶著各自初擬的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，分散到不同地方、不同部門進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，這種分散實(shí)習(xí)的方式不會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)秩序，比較容易被企業(yè)接受；還有部分學(xué)生，在第3或者第4學(xué)期已經(jīng)選擇了進(jìn)入與學(xué)校簽有合作培養(yǎng)協(xié)議的“訂單班”學(xué)習(xí)，我系有“上海鴻得利”、“富士康”、“億滋”、“無錫松下”等眾多訂單班，學(xué)生完成基本專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)后直接進(jìn)入這些單位頂崗實(shí)習(xí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容與實(shí)際所從事的崗位聯(lián)系，如果與初擬的框架有沖突，可再作研究?jī)?nèi)容和方法的調(diào)整，甚至重新開展課題研究。做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生的解決實(shí)際問題能力，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3.校企共同指導(dǎo)學(xué)校自己聘請(qǐng)公司的技術(shù)人員做企業(yè)兼職指導(dǎo)教師，實(shí)現(xiàn)校企共同指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)。校內(nèi)指導(dǎo)教師主要負(fù)責(zé)畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范化指導(dǎo)，負(fù)責(zé)過程管理，制定畢業(yè)設(shè)計(jì)流程，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督檢查，對(duì)后期的畢業(yè)論文的撰寫進(jìn)行指導(dǎo)和審核。保持與企業(yè)指導(dǎo)教師、畢業(yè)生的聯(lián)系與溝通。企業(yè)的指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)具體的技術(shù)、內(nèi)容指導(dǎo)，提供企業(yè)相關(guān)資料以及學(xué)生與實(shí)習(xí)企業(yè)合作環(huán)境的協(xié)調(diào)。學(xué)校應(yīng)支付企業(yè)導(dǎo)師一定報(bào)酬，同時(shí)，企業(yè)導(dǎo)師參與答辯要占到一定比例。我院建立了頂崗實(shí)習(xí)管理平臺(tái)，要求學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)期間至少每周寫一次周記，每個(gè)周記提出一個(gè)工作問題，解決一個(gè)工作問題，學(xué)習(xí)一個(gè)工作中需要的新知識(shí)點(diǎn)，詳細(xì)記錄，并報(bào)告指導(dǎo)教師，指導(dǎo)老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、指導(dǎo)，隨時(shí)關(guān)注學(xué)生動(dòng)態(tài)，及時(shí)解決學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中遇到的問題。另外，學(xué)生還要完成手寫的實(shí)習(xí)報(bào)告，也按周填寫，學(xué)生的企業(yè)指導(dǎo)老師，對(duì)學(xué)生一周的工作進(jìn)行評(píng)價(jià)、總結(jié).

4.豐富畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源

（1）指導(dǎo)教師的科研課題。此類型題目所占比例呈逐年上升趨勢(shì)。原因主要是近幾年學(xué)校科研環(huán)境的改善及本系教師隊(duì)伍的完善，科研項(xiàng)目逐漸增多，項(xiàng)目層次包括院級(jí)、市級(jí)、省級(jí)、國家級(jí)。

（2）依托技能競(jìng)賽及各級(jí)各類創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽開展畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐活動(dòng)。鼓勵(lì)學(xué)生積級(jí)申報(bào)江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目，參加大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)大賽、自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、汽車維修、汽車營銷、數(shù)控操作大賽、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽、職業(yè)規(guī)劃大賽等。畢業(yè)設(shè)計(jì)開始時(shí)間可以依據(jù)競(jìng)賽時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，畢業(yè)設(shè)計(jì)可以以綜合性競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)物作為成果，由競(jìng)賽輔導(dǎo)教師兼任畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師，對(duì)學(xué)生在前期創(chuàng)新過程中的作品進(jìn)行完善和理論升華。通過技能競(jìng)賽學(xué)生熟練了技能，樹立了競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)，更嘗到了學(xué)習(xí)技能、精通技能的甜頭。

（3）學(xué)生自己確立的課題。題目主要來自畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)或者將要就業(yè)的單位，收集與實(shí)際工作相關(guān)的資料，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。這說明學(xué)生下企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題提供了大量的專業(yè)實(shí)踐機(jī)會(huì)。對(duì)于部分搞不了設(shè)計(jì)的學(xué)生，要求他們將實(shí)習(xí)體會(huì)寫下來，形成實(shí)習(xí)報(bào)告。

（4）模具、數(shù)控、機(jī)械、機(jī)電專業(yè)跨專業(yè)整合，開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題探索，使學(xué)生綜合能力與素質(zhì)得到全面提升。

（5）參與教師的教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生參與教學(xué)課件的制作，如機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、夾具設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、模具設(shè)計(jì)等課程中的動(dòng)畫、視頻的制作。既鞏固了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，又熟練掌握常用軟件的操作，為將來的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

（6）不斷完善畢業(yè)設(shè)計(jì)課題類型，開設(shè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)課程。經(jīng)過這幾年的實(shí)踐總結(jié)，我們大體上把機(jī)械類高職畢業(yè)設(shè)計(jì)的類型分為以下幾類，同時(shí)，我院已開設(shè)指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)課程或講座。1）工藝夾具類。此類主要完成各種零件的加工工藝編制及加工零件所需夾具的設(shè)計(jì)。2）數(shù)控編程類。主要完成零件的加工工藝編制及數(shù)控編程，可以和機(jī)械設(shè)計(jì)類結(jié)合，以團(tuán)隊(duì)的形式，完成機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)零件的數(shù)控編程、加工。3）注塑、沖壓模具類。主要完成各種注塑、沖壓模具設(shè)計(jì)。4）機(jī)械設(shè)計(jì)類。減速器、機(jī)器人、機(jī)械手、各種泵、控制裝備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車、液壓系統(tǒng)及各種設(shè)備的設(shè)計(jì)。5）機(jī)床類。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鉆床、銑床、組合機(jī)床設(shè)計(jì)，也可以利用學(xué)校的金工實(shí)習(xí)車間進(jìn)行各類機(jī)床的拆裝、測(cè)繪訓(xùn)練。6）機(jī)械類課程圖形庫、動(dòng)畫庫、試題庫建設(shè)。7）機(jī)電一體化類普通車床數(shù)控化改造及各種設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。8）機(jī)電設(shè)備或生產(chǎn)線故障分析與診斷。

（7）答辯形式多樣化。答辯可以采取多種形式，答辯地點(diǎn)可以選擇校內(nèi)的多媒體教室、實(shí)訓(xùn)室，也可以搬到校外學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)的企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，邀請(qǐng)企業(yè)指導(dǎo)老師、技術(shù)人員、學(xué)生的同事一起參加答辯；答辯形式可以是陳述性答辯，也可以是作品展示性答辯；團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目，可指定一人進(jìn)行答辯。要保證各類形式如實(shí)習(xí)報(bào)告類、調(diào)查報(bào)告類、市場(chǎng)調(diào)研類、創(chuàng)業(yè)計(jì)劃類、售后報(bào)告分析類、設(shè)計(jì)類都可以參加答辯。

三、總結(jié)

根據(jù)上面分析，現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量較難保證，而現(xiàn)有國情下高職畢業(yè)設(shè)計(jì)暫時(shí)無法替代。但是，畢業(yè)設(shè)計(jì)也應(yīng)隨著形勢(shì)的發(fā)展進(jìn)行較大程度的改革，否則，不能發(fā)揮起應(yīng)有的過渡橋梁作用，有以下幾點(diǎn)值得思考：

（1）是否能強(qiáng)化課程綜合實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)，淡化畢業(yè)設(shè)計(jì)。例如機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程結(jié)合CAD/CAM課程進(jìn)行綜合實(shí)訓(xùn)；液壓與氣動(dòng)技術(shù)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、PLC等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)；數(shù)控編程與操作理論課程結(jié)合實(shí)訓(xùn)進(jìn)行典型零件的數(shù)控編程與加工訓(xùn)練。這樣的訓(xùn)練更扎實(shí)，更有實(shí)效。

（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)過程要增強(qiáng)學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)、讓學(xué)生明確其目的和意義。

篇2

二、設(shè)計(jì)的目的

11）掌握機(jī)械手動(dòng)作流程。

2）掌握電氣控制元件的選擇與計(jì)算方法。

3）掌握PLC選擇與應(yīng)用。

三、設(shè)計(jì)要求

兩條傳送帶分別由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手有液壓缸驅(qū)動(dòng)上下左右旋轉(zhuǎn)兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，液壓系統(tǒng)是1000W電機(jī)。設(shè)計(jì)要求

1）機(jī)械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。

2）用常用的電氣元件控制。

3）有工作狀態(tài)指示及照明。

4）有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖。

四、完成的任務(wù)

要求說明詳細(xì)，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。

（1）設(shè)計(jì)與繪制電氣控制原理圖，元件安裝布置圖、接線圖。

（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（8000以上）

1）設(shè)計(jì)題目

2）控制原理說明設(shè)計(jì)方案論證

3）主要器件選擇依據(jù)與計(jì)算

4）元件明細(xì)表

5）設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)意見

6）主要參考資料

五、 工廠電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 方承遠(yuǎn)

工廠電氣控制設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 許廖

機(jī)床電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王炳實(shí)

可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王兆義

可編程序控制器的原理及程序設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社 主編 崔亞軍

前言

由于可編程序控制器具有可靠性高、通用性強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單及便于安裝調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)，它在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。社會(huì)對(duì)可編程序控制器技術(shù)人員的需長(zhǎng)也越來越迫切。

可編程控制器的機(jī)型較多，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理相同，基本指令、控制功能和編程方法類似。本設(shè)計(jì)書以是用最廣泛的德國西門子可編程控制器為核心，主要介紹了可編程控制器的基礎(chǔ)知識(shí)、基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)以及可編程序控制器在邏輯控制系統(tǒng)的模擬量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等知識(shí)。本設(shè)計(jì)書結(jié)合了大量的圖形，使設(shè)計(jì)一目了然。并給出了程序調(diào)試，最后給出了主要的流程圖、梯形圖、詳細(xì)注釋及助記符語言等。

本設(shè)計(jì)書參考了眾多可編程序控制器教學(xué)用書，結(jié)合自己所掌握的知識(shí)，并由指導(dǎo)教師田林紅老師的指導(dǎo)下完成。在此真誠的衷心的感謝田老師的指導(dǎo)幫助。

由于本人水平有限，錯(cuò)誤和不妥之處再所難免，敬請(qǐng)各位老師及各位讀者批評(píng)指正。

目 錄

前言...................................................（）

摘要...................................................（1）

一、電器控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r.............................（3）

二、PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理...........................（3）

1、PLC的基本結(jié)構(gòu)...................................（ ）

2、PLC的工作原理...................................（ ）

三、可編程控制器的特點(diǎn)及基本功能.......................（）

1、PLC的特點(diǎn).......................................

2、PLC的基本功能...................................

四、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)...........................（3）

五、PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題.........................（4）

六、機(jī)械手移動(dòng)工件的控制系統(tǒng)

1、機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)的基本機(jī)構(gòu)................（5）

2、機(jī)械手移動(dòng)工件的控制要求與工作流程..............（6）

3、操作面板布置....................................（6）

4、控制系統(tǒng)構(gòu)成....................................（6）

七、梯形圖設(shè)計(jì).........................................（6）

1、梯形圖的整體設(shè)計(jì)................................（6）

2、各部分梯形圖的設(shè)計(jì)..............................（8）

3、機(jī)械手的PLC控制梯形圖..........................（8）

4、程序語言............................... ........（8）

八、總結(jié)... ...........................................（26）

）

附錄...............................................

摘 要

在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危機(jī)生命。機(jī)械手就在這樣誕生了,機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的關(guān)鍵部件之一。機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸等機(jī)械器件組成；電氣方面有步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器、開關(guān)電源、電磁閥、等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等，是機(jī)電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機(jī)械手是由PLC輸出兩路脈沖，分別驅(qū)動(dòng)橫軸、豎軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，控制機(jī)械手橫軸和豎軸的精確定位，微動(dòng)開關(guān)將位置信傳給PLC主機(jī)；直流電機(jī)拖動(dòng)手爪和底盤旋轉(zhuǎn)，位置信號(hào)由旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關(guān)反饋給PLC主機(jī)；電磁閥控制氣開閥的開關(guān)來控制機(jī)械手手爪的張合，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手精確運(yùn)動(dòng)的功能。本課題擬開發(fā)的物料搬運(yùn)機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)。

關(guān)鍵字：

可編程控制器PLC；

機(jī)械手；

脈沖；

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

步進(jìn)電機(jī)；

直流電機(jī)；

傳感器；

限位開關(guān)；

電磁閥。

一、電氣控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

在現(xiàn)代工業(yè)中,為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程的要求,驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的電器機(jī)械裝置稱為電力動(dòng)。在電力拖動(dòng)中，電動(dòng)機(jī)是生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)力。必須根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，通過各種控制電器，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)其啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)及調(diào)速等控制，從而產(chǎn)生了電氣自動(dòng)控制技術(shù)。

20世紀(jì)20—30年代，人們采用繼電器及接觸器等元件控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，這種制動(dòng)系統(tǒng)稱為繼電器—接觸器控制系統(tǒng)。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，因此被廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和機(jī)械設(shè)備中。采用這種系統(tǒng)不但可以方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，而且還可以實(shí)現(xiàn)集中控制。目前，我國的大部分機(jī)床和其他機(jī)械設(shè)備仍舊采用繼電器—接觸器控制系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是固定接線形式，故在改變生產(chǎn)工藝時(shí)需要重新布線，控制的靈活性較差。另外，該系統(tǒng)采用有觸點(diǎn)元件控制，動(dòng)作頻率低，觸點(diǎn)易損壞，系統(tǒng)的可靠性差。

20世紀(jì)40年代，世界上出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，它利用輸出量與給定量的偏差進(jìn)行自動(dòng)控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管—晶閘管控制，到了70年展成為集成電路—晶閘管控制。由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)速性能大為改善，而且減少了機(jī)電設(shè)備和占地面積，耗電少、效率高，已完全取代了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于大量存在一些由開關(guān)量控制的簡(jiǎn)單程序控制過程,而實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的,因此需要一種能靈活改變程序的次新型控制器.于是,在20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)生產(chǎn)需要方便的改變控制程序,而又比電子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置—順序控制.它是通過組合邏輯元件插接或編程來實(shí)現(xiàn)繼電器—接觸器控制線路功能的裝置,能滿足程序經(jīng)常改變的控制要求,使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,裝置體積大,功能也受到一定的限制.隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本變化,在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了以微處理器為核心的、用軟件手段來實(shí)現(xiàn)各種控制控制功能的新型工業(yè)控制器—可編程序控制器(PLC).它不僅充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求,而且還照顧到了現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣,摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)程序語言的表達(dá)形式,獨(dú)具風(fēng)格地形成了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu),使用戶程序的編制清晰直觀,方便易學(xué),更容易調(diào)試和查錯(cuò).它已經(jīng)取代了繼電器—接觸器控制系統(tǒng),被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模的生產(chǎn)過程控制中,具有通用性強(qiáng)、程序可變、編程容易、可靠性高、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),故目前世界各國已將它作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制中.

電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷提高兒訊發(fā)展的。在控制方法上，它手動(dòng)控制到自動(dòng)控制；在控制功能上，它是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜；在操縱上，它笨重到輕巧;在控制原理上,它從由單一的有觸點(diǎn)接線的繼電器—接觸器控制系統(tǒng),到以微處理器為中心的軟件控制系統(tǒng).隨著新的控制理論和新型電器及電子元件的出現(xiàn),電氣控制技術(shù)還將不斷得到發(fā)展.

二、 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1、 PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC的基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。

1）.整體式結(jié)構(gòu)的PLC

整體式結(jié)構(gòu)的PLC由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等組裝在一起組成。

2）.模塊式結(jié)構(gòu)的PLC

模塊式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應(yīng)的模塊，應(yīng)用時(shí)將這些模塊根據(jù)控制要求插在機(jī)架上，各模塊間通過機(jī)架上的總線相互聯(lián)系。

3）.PLC各組成部分介紹

（1）、中央處理器（CPU）

中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，相當(dāng)于PLC的“大腦”。它通過系統(tǒng)總線與用戶存儲(chǔ)器、輸入/輸出、通信端口等單元相連。通過制造廠家預(yù)制在系統(tǒng)存儲(chǔ)器內(nèi)部的系統(tǒng)程序完成各項(xiàng)任務(wù)。其主要功能是由編程器寫入控制程序和數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器、檢驗(yàn)用戶程序、從存儲(chǔ)器上讀取和執(zhí)行程序，還可以進(jìn)行PLC內(nèi)部故障的診斷等。

（2）、存儲(chǔ)器

根據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)內(nèi)容的不同，我們把存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：用來存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。是PLC廠家根據(jù)選用的CPU的指令來編寫的，并固化到ROM里，用戶不能修改其內(nèi)容。

用戶程序存儲(chǔ)器：用來存放用戶根據(jù)控制要求編制的程序。不同類型的PLC，其存儲(chǔ)容量也不一樣。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：用以存放PLC運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。因?yàn)檫\(yùn)行中數(shù)據(jù)不斷變化，所以這種存儲(chǔ)器必須可讀寫。

（3）、輸入/輸出（I/O）單元

輸入/輸出（I/O）單元是PLC與此同時(shí)外部設(shè)備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向PLC提供的開頭量信號(hào)，經(jīng)過處理后，變成CPU能夠識(shí)別的信號(hào)。輸出單元將CPU的信號(hào)經(jīng)處理后來控制 外部設(shè)備的。

（4）、電源部分 （5）、通信端口

PLC的CPU模塊上至少有一個(gè)通信端口。通過這個(gè)通信端口PLC可以直接和編程器或上位機(jī)相連。

（6）編程器

幾乎每個(gè)PLC廠家都有自己的編程器。用戶通過編程器來編寫控制程序，并通過編程器接口將自己的控制程序輸入到PLC。它還可以在線檢測(cè)程序的運(yùn)行情況。在出現(xiàn)故障時(shí)，通過編程器可以很方便的找出錯(cuò)誤。

（7）特殊功能單元

主要包括模擬量輸入/輸出單元、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、中斷輸入模塊和PID調(diào)解模塊等。隨著PLC的進(jìn)一步發(fā)展，特殊功能單元的應(yīng)用也越來越多。

2、PLC的工作原理

PLC的工作原理與繼電器構(gòu)成的控制裝置一樣，但是工作方式不太一樣。繼電器控制是并行方式，即如果輸出或電，該線圈的觸點(diǎn)立即動(dòng)作。而PLC則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只是該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時(shí)，該線圈觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作。也可以說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序、輸出3個(gè)階段才能完成控制過程。

PLC采用循環(huán)掃描技術(shù)可以分為3個(gè)階段：輸入階段（將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)傳送到PLC）、執(zhí)行程序階段和輸出階段（將輸出信號(hào)傳送到外部設(shè)備）。

1)、輸入階段

在這個(gè)階段中，PLC讀取輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲(chǔ)單元。

2)、執(zhí)行程序階段

在這個(gè)階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行指令。從相應(yīng)的輸入存儲(chǔ)單元讀入輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到運(yùn)算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)單元。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出階段。在這個(gè)程序執(zhí)行中，輸入信號(hào)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。

、輸出階段

在這個(gè)階段中，PLC將相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號(hào)，開始控制外部設(shè)備。

三、 PLC的特點(diǎn)及基本功能

1、PLC的特點(diǎn)

1）、編程簡(jiǎn)單，易于掌握，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，經(jīng)常采用的是梯形圖方式的編程語言，它與繼電器控制原理圖相似，具有直觀，清晰、修改方便，易掌握等優(yōu)點(diǎn)，即便未掌握專門計(jì)算機(jī)的人也能很快熟悉，因而受到了廣大現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的歡迎。

2）、可靠性高，抗干擾能力 PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，由于采了一系列的措施，使之在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍能保證很高的可靠性，一般平均無故障時(shí)間可達(dá)到4-5萬小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往電器控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

3）、通用性能好，PLC品種多，檔次高，同一以PLC可適用于不同的控制對(duì)象或同一對(duì)象的不同控制要求，同一檔次，不同機(jī)型的功能也能方便地相互轉(zhuǎn)換。

4）、功能強(qiáng)，PLC運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)和集成工藝的最新技術(shù)，在

硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展，使菘具備很強(qiáng)的信息處理能力，可進(jìn)行邏輯、定時(shí)，計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制，能完成A/D與D/A

5）、開發(fā)周期短 PLC在許多方面是以軟件編程來取代硬件接線實(shí)現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，且編程簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)和高度修改也很方便安全，因此，大大縮短了PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)周期。

6）、體積小，使用方便，由于PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，是機(jī)電技術(shù)的理想控制器，PLC編程簡(jiǎn)單，自診斷能力強(qiáng)，能判斷和顯示自身故障，使操作人員檢查判斷故障方便迅速，而且接線少，維修時(shí)只需更換插入式模塊，維護(hù)方便，修改程序和監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)也容易。

2、PLC的基本功能

1）、邏輯控制 PLC具有邏輯運(yùn)算功能，它設(shè)置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，能工巧匠夠描述繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等各種連接。因此它可以代替繼電器進(jìn)行組合邏輯與順序邏輯控制。

2）、定時(shí)控制 PLC具有定時(shí)控制功能。它為用戶提供了若干個(gè)定時(shí)器并設(shè)置了定時(shí)指令。定時(shí)值可由用戶在編程時(shí)設(shè)定，并能在運(yùn)行中被讀出與修改，使用靈活，操作方便。

3）、計(jì)數(shù)控制 PLC還具有計(jì)數(shù)功能。它為用戶提供了若干個(gè)計(jì)數(shù)器并設(shè)置了計(jì)數(shù)指令，計(jì)數(shù)值可由用戶在編程時(shí)設(shè)定，并可在運(yùn)行中被讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。

4）、步進(jìn)控制 PLC能完成步進(jìn)控制功能。步進(jìn)控制是指在完成一道工序以后，再進(jìn)行下一步工序，也就是順序控制。PLC為用戶提供了若干個(gè)移位寄存器，或者直接有步進(jìn)指令，可用于步進(jìn)控制，編程與使用很方便。

5）、A/D、D/A轉(zhuǎn)換 有些PLC還具有“模數(shù)”轉(zhuǎn)換（A/D）和“數(shù)模”（D/A），功能，能完成對(duì)模擬量的控制與調(diào)節(jié)。

6）、數(shù)據(jù)處理 有的PLC還具有數(shù)據(jù)處理能力，并具有并行運(yùn)算指令，如兩個(gè)數(shù)據(jù)并行傳送、比較和邏輯運(yùn)算，進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索、比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換等操作。

7）、通信與聯(lián)網(wǎng) 有些PLC采用了通信技術(shù)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺(tái)PLC之間可以進(jìn)行同位鏈接，計(jì)算機(jī)作為上機(jī)可對(duì)其命令并返回執(zhí)行結(jié)果，這種采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)，多臺(tái)PLC組成的頒式控制網(wǎng)絡(luò)可完成圈套規(guī)模的復(fù)雜控制。

8）、監(jiān)控控制 PLC具有較強(qiáng)的監(jiān)控功能。在控制系統(tǒng)中，操作人員通過監(jiān)控命令可以監(jiān)視有關(guān)部分的運(yùn)行狀態(tài)，可以調(diào)整定時(shí)或計(jì)數(shù)設(shè)定值，因而高度、使用和維護(hù)都很方便。

四、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)

目前，PLC在國內(nèi)已得到了廣泛的應(yīng)用。利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)等功能進(jìn)行邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛用于機(jī)床、印刷機(jī)、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。

較高檔次的PLC具有位置控制模塊，特別適用于機(jī)床控制。大、中型PLC具有多路模擬量輸入輸出和PID控制，可構(gòu)成模擬量輸入輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于過程控制。

隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，國外近幾年興起自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC與PLC之間，PLC與上位機(jī)之間連成網(wǎng)絡(luò)，通過光纜傳遞信息，構(gòu)成大型的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)）。PLC具有可靠性高、使用方便、編程簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等特點(diǎn)。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200多家，生產(chǎn)300多個(gè)品種。作為控制裝置，它在許多工業(yè)控制領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。

& nbsp;PLC的主要發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1、高速度、高I/O容量、功能強(qiáng)大

隨著CPU處理速度的提高，PLC程序執(zhí)行的速度也越來越快；在規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，相應(yīng)地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的嗇，使PLC能夠?qū)崿F(xiàn)的功能越來越多。

2、強(qiáng)大的PLC聯(lián)網(wǎng)能力

隨著人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，人們已經(jīng)不再滿足對(duì)幾個(gè)設(shè)備、幾條生產(chǎn)線的PLC控制，而是要求實(shí)現(xiàn)對(duì)全工廠的自動(dòng)化 ，所以提高PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能成為PLC的發(fā)展趨勢(shì)。以后人們不公能通過通信模塊進(jìn)行PLC與PLC、PLC與上位機(jī)之間的連接，還能通過撥號(hào)或者無線的方式使PLC聯(lián)網(wǎng)。

3、編程軟件多樣化

PLC的梯形力語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好的實(shí)現(xiàn)控制要求，倡在處理一些高級(jí)功能（復(fù)雜運(yùn)算、報(bào)表生成和打印等功能）時(shí)存在明顯的不足，所以就要求高級(jí)語言（BASIC、C、FORTRAN等）、圖形語言、匯編語言兼容。這樣不公可以通過梯形圖語言、助記符語言和功能 模塊語言來編寫程序，也可以通過高級(jí)語言來編程。

五、 PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題

本節(jié)主要介紹PLC在應(yīng)用過程中經(jīng)常遇到的一些對(duì)PLC的某些輸入信號(hào)的處理問題。

1、PLC輸入信號(hào)抖動(dòng)的消除

在實(shí)際應(yīng)用中，有些開關(guān)輸入信號(hào)在接通過程中，由于外界干擾會(huì)出現(xiàn)時(shí)通時(shí)斷的“抖動(dòng)”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在繼電器系統(tǒng)中由于繼電器的電磁慣性一般不會(huì)造成誤動(dòng)作，沒什么影響。但在PLC應(yīng)用系統(tǒng)中，PLC是不斷掃描工作，掃描周期一般比繼電器動(dòng)作時(shí)間短得多，抖動(dòng)信號(hào)很可能被PLC檢測(cè)到，造成錯(cuò)誤的結(jié)果。所以，必須對(duì)這些“抖動(dòng)”進(jìn)行處理，已保證系統(tǒng)正常工作。

2、兩線式傳感器輸入的處理

如果PLC輸入設(shè)備采用兩線式傳感器（如接近開關(guān)、光電開關(guān)等）時(shí)它們的漏電電流較大，可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。為了避免這種現(xiàn)象，可在輸入端并聯(lián)輸入電阻R，

旁路電阻R的阻值由下式確定：

I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL

式子中，I為傳感器的漏電流；Un、In分別是PLC的額定輸入電壓和額定電流；Um是PLC輸入電壓低電平的上限值。

3、 由晶體管提供輸入信號(hào)的處理

如果PLC輸入信號(hào)由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應(yīng)大于10千歐姆，導(dǎo)通電阻應(yīng)小于800歐姆。

六、機(jī)械手移動(dòng)工件的控制系統(tǒng)

1、機(jī)械手移動(dòng)工件的基本機(jī)構(gòu)

機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。機(jī)械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等，應(yīng)用非常廣泛。應(yīng)用PLC控制機(jī)械手實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的工序動(dòng)作，可以簡(jiǎn)化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

如圖 [1] 所示，是一臺(tái)工件傳送機(jī)械手的動(dòng)作示意圖。

其作用是將工件從A位置傳送到B位置。其上升、下降和左移、右移動(dòng)作由雙線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來控制完成，一旦電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機(jī)械動(dòng)直到相對(duì)的線圈通電為止。另外夾緊、放松的動(dòng)作由只有一個(gè)線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動(dòng)的氣缸控制完成，線圈通電，夾住工件，線圈斷電，放松工件（若擔(dān)心停電時(shí)的工件跌落，可選用通電時(shí)松開、斷電時(shí)夾緊的夾具）。

圖 [1]

2、機(jī)械手移動(dòng)工件的控制要求與工作流程

機(jī)械手的全部動(dòng)作由氣官缸驅(qū)動(dòng)，而氣缸又有相應(yīng)的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。例如，當(dāng)下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手才上升；當(dāng)上升電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手上升停止。同樣，左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機(jī)械手的放松/夾緊由一個(gè)單線圈兩位置電磁閥（稱為夾緊電磁閥）控制。當(dāng)該線圈通電時(shí)，機(jī)械手夾緊；當(dāng)該線圈斷電時(shí)，機(jī)械手放松。

當(dāng)機(jī)械手右移到位并準(zhǔn)備下降時(shí)，為了確保安全，必須右工作臺(tái)無工件時(shí)才允許機(jī)械手下降。也就是說，若上一次搬運(yùn)到右工作臺(tái)上的工件尚未搬走時(shí)，機(jī)械手應(yīng)自動(dòng)停止下降，用光電開關(guān)進(jìn)行無工件檢測(cè)。

機(jī)械手的動(dòng)作過程如圖 [2] 所示。

圖 [2]

從原點(diǎn)開始，按下起動(dòng)按鈕，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。下降到底時(shí)，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時(shí)接通加緊電磁閥，機(jī)械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時(shí)接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。右移到位時(shí)，碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時(shí)右工作臺(tái)上無工件，則光電開關(guān)接通，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。下降到底時(shí)，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時(shí)夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。放松后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止，同時(shí)接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。左移到原點(diǎn)時(shí)，碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機(jī)械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。經(jīng)過八步動(dòng)作完成了一個(gè)周期的動(dòng)作。

3、操作面板布置

如圖 [3] 是可編程控制器控制盤面板布置圖

  ; 圖 [3]

機(jī)械手的操作方式分為手動(dòng)操作方式和自動(dòng)操作方式。

手動(dòng)操作：就是用按鈕操作對(duì)機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制。例如，當(dāng)選擇上/下運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降；按下停止按鈕，機(jī)械手上升。當(dāng)選擇左/右運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手右移。當(dāng)選擇夾緊/放松運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手夾緊；按下停止按鈕，機(jī)械手放松。

自動(dòng)操作方式又分為步進(jìn)、單周期和連續(xù)操作方式。

步進(jìn)操作：每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止。

單周期操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止（如果在操作過程中按下停止按鈕，機(jī)械手停在該工序上，再按下啟動(dòng)按鈕，則又從該工序繼續(xù)工作，最后停在原位）。

連續(xù)操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手的動(dòng)作將自動(dòng)地、連續(xù)地不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，則機(jī)械手將繼續(xù)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止。

4、控制系統(tǒng)構(gòu)成

（1）控制系統(tǒng)圖

機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)圖如圖 [4] 所示

圖 [4]

（2）輸入/輸出端子地址分配

該機(jī)械手控制系統(tǒng)所采用的可編程控制器是由德國西門子公司生產(chǎn)的S7－200CPU214。如圖 [5] 是可編程控制器輸入輸出端子地址分配圖。

圖 [5]

該機(jī)械手控制系統(tǒng)共使用了14個(gè)輸入量，6個(gè)輸出量。

七、梯形圖設(shè)計(jì)

機(jī)械手的控制屬于順序控制，采用步進(jìn)指令，根據(jù)說明機(jī)器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖形，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

1.梯形圖的整體設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)械手的工作方式情況，在選擇“單步操作”時(shí)，應(yīng)執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“自動(dòng)”方式時(shí)，應(yīng)執(zhí)行“自動(dòng)程序”，故梯形圖的總體構(gòu)成應(yīng)如圖 [6] 所示。其中，自動(dòng)程序要在啟動(dòng)按鈕按下時(shí)才執(zhí)行。

圖 [6]

2.各部分梯形圖的設(shè)計(jì)

1）通用部分梯形圖設(shè)計(jì)

（1）狀態(tài)器的初始化：

初始狀態(tài)器S600在手動(dòng)方式下被置位、復(fù)位。當(dāng)方式選擇開關(guān)處于“返回原位”（X501接通）時(shí)，按下返回原位按鈕（X505）時(shí)被置位；在“單步操作”（X500接通）時(shí)，S600復(fù)位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動(dòng)動(dòng)作復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于“單步操作”或“返回原位”時(shí)，中間狀態(tài)器同步復(fù)位，故初始化梯形圖如圖 [7] 所示（如果狀態(tài)器要在供電時(shí)從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要M71）。

圖 [7]

（2）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動(dòng)：

若機(jī)械手工作在自動(dòng)工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器S600被置位后，按下起動(dòng)按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步步向下傳遞，即可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時(shí)，轉(zhuǎn)換啟動(dòng)繼電器M575一直保持到停機(jī)按鈕按下為止。另一方面，采用M100檢查機(jī)器是否處于原位。當(dāng)M575和M100都接通時(shí)，從初始狀態(tài)器開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其梯形圖如圖 [8] 所示。

圖 [8]

（3）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖：

激活特殊輔助繼電器M574，并用步進(jìn)指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時(shí)，狀態(tài)器的自動(dòng)轉(zhuǎn)換就被禁止。

在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時(shí)，M574應(yīng)被激勵(lì)并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，從現(xiàn)行工序重新開始工作，M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許轉(zhuǎn)換。

圖 [9]

在“步進(jìn)”工作方式時(shí)，M574應(yīng)始終工作，此時(shí)，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。但每按下一次啟動(dòng)按鈕時(shí)，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一步。

在“手動(dòng)”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在手動(dòng)方式解除之后，按下啟動(dòng)按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除，M574復(fù)位。

PLC在啟動(dòng)時(shí)，用初始化脈沖M71使M 574自保持，以此禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換。直到按下啟動(dòng)按鈕。狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止體形圖如圖 [9] 所示。

通過對(duì)圖 [8]、圖 [9] 分析可得出：在執(zhí)行“單步操作”和“返回原位”程序時(shí)，M575一直不能被接通，而M574長(zhǎng)期被接通（按下啟動(dòng)按鈕時(shí)除外）；執(zhí)行“步進(jìn)”程序時(shí)，每按一次啟動(dòng)按鈕，M574斷開一次，M575接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，M574斷開，M575接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可一步一步向下轉(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時(shí)，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止現(xiàn)行工序（再次按下啟動(dòng)按鈕時(shí)從現(xiàn)行工序開始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)操作：程序時(shí)，M575一直接通到按下停止按鈕，此時(shí)M574一直不能接通。

2）單步操作梯形圖 ：

圖 [10]

3）返回原位梯形圖 ：

在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動(dòng)作應(yīng)被停止，上限位未動(dòng)作時(shí)應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動(dòng)作時(shí)，“右行”動(dòng)作應(yīng)停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形圖如圖 [11] 所示。

圖 [11]

4）“自動(dòng)”狀態(tài)流程圖 ：

如圖 [12] 所示

圖 [12]

圖 [12] 表示了機(jī)械手自動(dòng)工作時(shí)執(zhí)行各工步的情況。表明了各工步的實(shí)現(xiàn)以及各工步的轉(zhuǎn)換條件。在第一次下降工步中，下降電磁閥Y430接通。自下限位置時(shí)，X401接通，轉(zhuǎn)化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y731置位，同時(shí)驅(qū)動(dòng)T450。T450接通后，轉(zhuǎn)化為第一次上升。此后執(zhí)行類似的操作，完成由初始條件到下一個(gè)初始條件的一系列操作。在夾持輸出Y431置位后，保持夾持，直到夾持輸出復(fù)位松開。如上所述一步一步按順序驅(qū)動(dòng)各個(gè)負(fù)載動(dòng)作，稱為順序控制或過程步進(jìn)型控制。這種控制過程用繼電器符號(hào)程序很難實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)。

用狀態(tài)器替代自動(dòng)工作流程圖中的各個(gè)工步，可得到圖 [13] 所示的功能表圖。初始狀態(tài)在圖中用雙線框表示。

圖 [13]

根據(jù)圖 [13] 的功能表圖，可設(shè)計(jì)出自動(dòng)操作時(shí)的梯形圖，

如圖 [14]所示。

圖 [14]

3.繪制機(jī)械手PLC控制梯形圖 &n bsp; 圖 [15-1]

該機(jī)械手在自動(dòng)工作時(shí)，應(yīng)先將其工作方式選擇開關(guān)放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對(duì)狀態(tài)器進(jìn)行置位，然后再將工作方式選擇開關(guān)放至自動(dòng)工作方式下。若自動(dòng)工作狀態(tài)解除，則應(yīng)將工作方式選擇開關(guān)放至“單步操作”位置 。

4、程序語言：

0 LD X501 30 AND X503

1 AND X505 31 OR X502

2 S S600 32 OR X500

3 LD X500 33 OR X501

4 R S600 34 OR M71

5 LD X500 35 OR M574

6 OR X501 36 ANI M101

7 OR &nbs 陳立定、吳玉香、蘇開才 編

7.《電器及PLC控制技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 黃凈

8.《機(jī)床電器與PLC 》 西安電子科技大學(xué)出版社 主編 李偉

9.《PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐》 人民郵電出版社 求是科技

10.《PLC實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書》 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 主編 路劍

11.《可編程控制器的原理與應(yīng)用》 北京希望電子出版社 主編 史增芳

附錄：

表1 數(shù)字量輸入地址定義

地 址 符 號(hào) 定 義 備 注

I0.0 啟動(dòng)按鈕

I0.1 下限位 下限位開關(guān)

I0.2 上限位 上限位開關(guān)

I0.3 右限位 右限位開關(guān)

I0.4 左限位 左限位開關(guān)

I0.5 無工件檢測(cè) 無工件檢測(cè)開關(guān)

I0.6 停止按鈕

I0.7 單操作 單步方式開關(guān)

I1.0 步進(jìn)操作 步進(jìn)方式開關(guān)

I1.1 單周期操作 單周期方式開關(guān) I1.3 左與右

I1.4 上與下

I1.5 夾與松

表2 數(shù)字量輸出地址定義

地址 符 號(hào) 定 義 備 注

Q0.0 下降電磁閥 下降電磁閥線圈

Q0.2 夾緊電磁閥 松開/夾緊線圈

Q0.1 上升電磁閥 上升電磁閥線圈

篇3

一、引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中最后一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，五年制高職機(jī)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高獨(dú)立分析和解決問題的能力，也是培養(yǎng)以后從事企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改革工作的初步能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了貫徹《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》（教高［2006］16號(hào)）文件精神，“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，走工學(xué)結(jié)合發(fā)展道路”的辦學(xué)方針，根據(jù)教育部高等職業(yè)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)方面的要求，我們總結(jié)了近幾年各職業(yè)院校的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與教改情況：由具有豐富專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的雙師型教師來指導(dǎo)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，以工作任務(wù)為驅(qū)動(dòng)、工作過程為導(dǎo)向的“教、學(xué)、做”三合一的職業(yè)技術(shù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

1.內(nèi)容選擇上充分體現(xiàn)“理論夠用，能力為本，應(yīng)用型人才培養(yǎng)”的新世紀(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的思想，以工作任務(wù)為中心，彰顯針對(duì)性、實(shí)踐性和指導(dǎo)性強(qiáng)的特征，通過設(shè)計(jì)日常生活中經(jīng)常遇到的實(shí)例，按照生產(chǎn)實(shí)際要求和實(shí)際方法、步驟，進(jìn)行設(shè)計(jì)、選材、加工等。

2.精選日常生活中常見的典型題目，查詢所必需的一般設(shè)計(jì)資料和最新的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品的加工工藝及畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行必要的融合，對(duì)引導(dǎo)學(xué)生形成實(shí)踐計(jì)劃方案，完成具體的工作任務(wù)，針對(duì)性很強(qiáng)。

3.從拓展學(xué)生對(duì)本專業(yè)廣度和深度的要求角度出發(fā)，我們選擇了10個(gè)典型的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題有很好的作用。

從當(dāng)前機(jī)電專業(yè)的普通高校的本科、?？?；職業(yè)院校的?？啤㈦姶笊迥曛聘呗毜膶W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的情況（如下表）調(diào)查情況看：

1.普通高校的多以論文和樣品的形式，論文為主，樣品為輔；

2.職業(yè)院校的?？?、電大生以論文的形式，論文為主；

3.五年制高職以論文和樣品的形式，論文為輔，機(jī)械加工產(chǎn)品為主。

畢業(yè)課題列表

根據(jù)高職學(xué)生的技能優(yōu)勢(shì)，我校根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)2005級(jí)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)小組要進(jìn)行課題的開題報(bào)告論證、要進(jìn)行中期畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程的報(bào)告、要進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及畢業(yè)成果演示。

二、確定選題進(jìn)行理論設(shè)計(jì)

05大專機(jī)電有兩個(gè)班級(jí)，80多人，我們把它分成10個(gè)小組。每個(gè)小組7―9名學(xué)生。

1.選題并確立10個(gè)課題。選題主要從機(jī)電專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，在利于鞏固、深化、擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)；利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，使學(xué)生能夠得到全面的訓(xùn)練；盡可能與生產(chǎn)、科研、管理、教學(xué)等實(shí)際需要相結(jié)合。課題由指導(dǎo)教師組提供十個(gè)選題方向的主導(dǎo)意見，允許學(xué)生提供建議供指導(dǎo)教師組參考。選題應(yīng)盡可能選擇已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中投入使用的，在內(nèi)容的深度和廣度符合教學(xué)要求、價(jià)格適中、能夠組裝完成的產(chǎn)品。選題難度要適中，任務(wù)量應(yīng)保證中等水平學(xué)生經(jīng)努力八周時(shí)間內(nèi)能完成，不得選擇純論文性的選題。教師指導(dǎo)組經(jīng)過分析、篩選提供的十個(gè)題目是：交通燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、自動(dòng)化立體倉庫的設(shè)計(jì)、弓形模具的設(shè)計(jì)、基于單片機(jī)的路燈照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、物料自動(dòng)分揀系統(tǒng)、圓形薄片沖裁模的設(shè)計(jì)、智能小車的設(shè)計(jì)、CA6140車床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、機(jī)械手的制作設(shè)計(jì)、四層樓自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

學(xué)生可以自由結(jié)合組成10個(gè)小組，但是每個(gè)組的人員不能偏差過大。每個(gè)小組組長(zhǎng)根據(jù)學(xué)生個(gè)人的特點(diǎn)，合理地把小組成員進(jìn)行分工。允許每個(gè)小組在10個(gè)課題內(nèi)自選，每個(gè)小組完成一個(gè)選題相關(guān)資料的查閱工作。

根據(jù)選題時(shí)查閱資料的情況，學(xué)生要做好開題報(bào)告。開題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)可行性的論證，也可作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及系審查后生效。

開題報(bào)告一般由本課題的研究目的及意義、本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀；本課題的研究?jī)?nèi)容和擬解決的主要問題、本課題的研究思路和方法、本課題的預(yù)期效果、本課題研究的進(jìn)度安排六個(gè)部分組成。

中期匯報(bào)主要是學(xué)生對(duì)前期設(shè)計(jì)的情況是否和計(jì)劃中一致，存在什么問題，如何解決，后期如何修正計(jì)劃，可能出現(xiàn)什么問題，采取什么措施進(jìn)行完善。答辯領(lǐng)導(dǎo)小組的建議。

2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的書面文字的形成

畢業(yè)設(shè)計(jì)既要保證每個(gè)學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)課題的全過程，又要保證每個(gè)學(xué)生均有其獨(dú)立完成的部分。學(xué)生通過網(wǎng)上查詢，圖書資料的查閱，把自己的思路和指導(dǎo)老師交流，通過多次的修改后，形成書面文字，理論部分的文字說明和圖形不得少于8000字，不包括封面、目錄、總結(jié)、參考資料，等等。所有圖形、表格和文字都須用計(jì)算機(jī)打印，裝訂成冊(cè)，人手兩冊(cè)。

3.答辯

答辯是檢查學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的一場(chǎng)“口試”。通過這一形式，有助于學(xué)生進(jìn)一步總結(jié)設(shè)計(jì)、材料購買、零件加工、產(chǎn)品裝配的過程中需要注意的問題，提高應(yīng)變能力及自信心，為真正走上社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。答辯主要考查學(xué)生的一些專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論。答辯的過程實(shí)際上也是幫助學(xué)生總結(jié)的過程。教師要積極引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)在設(shè)計(jì)過程中積累起來的經(jīng)驗(yàn)，分析設(shè)計(jì)效果，找出不足和改進(jìn)方法，幫助學(xué)生把實(shí)踐轉(zhuǎn)化成自己的知識(shí)和技能。答辯專家組由本專業(yè)的專家和校外院校專家組成，指導(dǎo)教師不能參加，并邀請(qǐng)學(xué)生家長(zhǎng)和相關(guān)用人企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)參加，讓家長(zhǎng)和企業(yè)了解畢業(yè)生的學(xué)習(xí)情況和工作能力，為下一步學(xué)生就業(yè)做好宣傳工作。

學(xué)生答辯小組，由本小組推選一到兩人主答辯，其他同學(xué)輔助答辯，主答辯要把小組人員的分配情況、開題報(bào)告的論證、設(shè)計(jì)的思路、設(shè)計(jì)過程遇到的問題及解決方法、零件購買、加工、裝配過程、演示效果進(jìn)行匯報(bào)。專家組提出的問題原則上應(yīng)該由分工的組員回答，其他同學(xué)可以進(jìn)行補(bǔ)充，并充分利用畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的運(yùn)行，回答直到專家滿意為好。

4.成績(jī)?cè)u(píng)定

評(píng)定成績(jī)的根據(jù)主要有幾個(gè)方面：一是畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量；二是答辯的表現(xiàn)，而答辯的表現(xiàn)不低于畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量；三是選題報(bào)告；四是畢業(yè)設(shè)計(jì)中期匯報(bào)；五是材料購買的價(jià)格及質(zhì)量的好壞的評(píng)定；六是產(chǎn)品加工、裝配后的運(yùn)行效果如何。成績(jī)?cè)u(píng)定分優(yōu)秀、良好、及格和不及格四個(gè)檔次。

三、產(chǎn)品的形成

購買小組的同學(xué)要進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，了解材料及各種零件的性價(jià)比。把需要的材料、外購件及標(biāo)準(zhǔn)件買回來。

負(fù)責(zé)加工小組的同學(xué)了解零件使用的材料及性能，熟悉零件圖紙，了解加工方法及加工設(shè)備。同學(xué)們有的要進(jìn)行鉗工加工、焊接、車工加工、數(shù)控加工、線切割，等等。

裝配小組要了解機(jī)電設(shè)備的裝配工藝過程，做好裝配前的準(zhǔn)備工作，研究和熟悉產(chǎn)品裝配圖及有關(guān)的技術(shù)資料，了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，各零件的作用，相互關(guān)系及連接方法。確定裝配方法，確定裝配順序，檢查裝配時(shí)所需的工具、量具和輔具，對(duì)照裝配圖清點(diǎn)零件、外購件、標(biāo)準(zhǔn)件，等等。對(duì)裝配零件進(jìn)行清理和清洗，對(duì)某些零件還需進(jìn)行裝配前的鉗加工（如：刮削、修配、平衡試驗(yàn)、配鉆、鉸孔，等等）。先進(jìn)行組件裝配，再部件裝配，最后總裝配。調(diào)節(jié)零件和機(jī)構(gòu)的相互位置、配合間隙、結(jié)合松緊，等等，使機(jī)構(gòu)或機(jī)器工作協(xié)調(diào)(軸承間隙、鑲條位置、齒輪軸向位置的調(diào)整，等等）。用量具或量?jī)x對(duì)產(chǎn)品的工作精度、幾何精度進(jìn)行檢驗(yàn)，直至達(dá)到技術(shù)要求為止。進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)和負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，試驗(yàn)其靈活性、振動(dòng)、溫升、密封性、轉(zhuǎn)速、功率、動(dòng)態(tài)性能。凡要求不發(fā)生漏油、漏水和漏油的零件或部件在裝配前都需做密封性試驗(yàn)。為了防止不加工面銹蝕和使產(chǎn)品外表美觀要進(jìn)行噴漆和涂油處理。

四、實(shí)物成果演示

學(xué)生通過親自動(dòng)手購買材料，加工零件，組裝產(chǎn)品，試運(yùn)轉(zhuǎn)，收獲了成果，感到五年的學(xué)習(xí)還是有成效的，心理上得到滿足。小組成員輪流擔(dān)任演示員，向評(píng)委專家、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)生家長(zhǎng)及學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、老師和學(xué)生展示自己的成果，向他們解說產(chǎn)品的功能；也是向領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們匯報(bào)自己五年來的學(xué)習(xí)是有效的勞動(dòng)；還可以把自己畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的制作過程用相機(jī)錄制下來，作為自己就業(yè)時(shí)的一種很好的推薦材料。

五、成果擴(kuò)大

經(jīng)過05級(jí)學(xué)生的第一次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功，我們對(duì)五年制高職畢業(yè)設(shè)計(jì)的前景有了很大的信心；06機(jī)電大專我們也選擇了10個(gè)不同課題，不同的是畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師的經(jīng)驗(yàn)豐富多了，把05機(jī)電學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)分析給06的學(xué)生聽，讓他們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)中少走彎路；07機(jī)電大專也選擇了10個(gè)不同的課題，他們畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量將會(huì)越來越高?，F(xiàn)在我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果展覽室的樣品越來越多，我們誠心地邀請(qǐng)領(lǐng)導(dǎo)、專家和同行們來我校指導(dǎo)、交流。

五、結(jié)語

我校機(jī)電專業(yè)的學(xué)生，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，既能符合普通大專生理論畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，又能把五年制高職學(xué)生的技能水平展示出來。這向社會(huì)說明在職業(yè)學(xué)校的學(xué)習(xí)是有很大收獲的，展示了高職學(xué)校學(xué)生的能力，向社會(huì)交出了一份滿意的答卷。

參考文獻(xiàn)：

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［5］韓曉燕，張彥通，李漢邦.對(duì)本科教學(xué)工作水平評(píng)估中畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審的分析和建議.高教發(fā)展與評(píng)估.

篇4

現(xiàn)代學(xué)徒制實(shí)行企業(yè)和學(xué)校結(jié)合交替式培養(yǎng)的模式，學(xué)生具備雙重身份：即在學(xué)校是學(xué)生，在企業(yè)是學(xué)徒工。依靠企業(yè)中的實(shí)踐與學(xué)校職業(yè)教育中的理論學(xué)習(xí)密切結(jié)合。每周1~2天在職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)理論知識(shí)，4~5天在企業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí)，理論課與實(shí)踐課課時(shí)之比約為3∶7或2∶8。理論學(xué)習(xí)時(shí)間之短，要求專業(yè)課教學(xué)必須整合一切教學(xué)資源，以學(xué)生的專業(yè)能力素質(zhì)和專業(yè)技能為本，突出實(shí)踐性，大膽地創(chuàng)新教學(xué)模式。

一、推行實(shí)施性教學(xué)計(jì)劃與開放性課程體系的創(chuàng)新

多數(shù)專業(yè)課實(shí)踐性較強(qiáng)，抽象概念又多，設(shè)備及工藝裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有些內(nèi)容在課堂上不能很好地表達(dá)，教學(xué)效果必然差。所以實(shí)施性教學(xué)計(jì)劃的創(chuàng)新就是要把教材中實(shí)踐性強(qiáng)的內(nèi)容放到實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)中去完成，把抽象的知識(shí)由模糊變清晰，這樣才能取得事半功倍的效果。例如機(jī)電專業(yè)，機(jī)械基礎(chǔ)中的軸的結(jié)構(gòu)可放在車工實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)中，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手拆開車床主軸箱，再講解；拉伸試驗(yàn)可放在實(shí)驗(yàn)室結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解、分析。

開放性課程體系的創(chuàng)新主要突出開放性。表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是進(jìn)行多元化整合課程模式，要求課程間整合形成模塊，課程內(nèi)實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能、態(tài)度整合，整合的突出特征，就是實(shí)行理實(shí)一體化，而理實(shí)一體化整合的有效途徑，是課程的項(xiàng)目化。讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做；二是積極創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，注重學(xué)科間知識(shí)的滲透，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由單一到綜合，形成綜合職業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力的遞進(jìn)。例如，機(jī)電專業(yè)在機(jī)械制圖測(cè)繪綜合練習(xí)時(shí)改變以往測(cè)繪減速器，而測(cè)繪一副典型模具或車床尾座頂尖。又如金屬材料與熱處理課程在適當(dāng)位置插入常用零件如帶輪、鏈輪、齒輪、蝸輪蝸桿等零件的常用材料選擇及熱處理方法。

二、教學(xué)方法與教學(xué)手段的創(chuàng)新

現(xiàn)代學(xué)徒制要求盡量壓縮專業(yè)理論課的教學(xué)時(shí)間，以注重學(xué)生的智力發(fā)展和創(chuàng)造思維的形成為主。教學(xué)方法的改革就是全面推行素質(zhì)教育，用啟發(fā)式取代“灌輸式”，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。對(duì)教材的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)講清、講透，對(duì)次要內(nèi)容略講或不講，留給學(xué)生自學(xué)、思考。

1充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，加大直觀教學(xué)力度

為進(jìn)一步提高學(xué)生的觀察與思維能力，在專業(yè)課教學(xué)中應(yīng)廣泛應(yīng)用多媒體技術(shù)。例如機(jī)械制圖中的圖樣表達(dá)方式，利用多媒體使學(xué)生能觀察到假想剖切、分離、旋轉(zhuǎn)、投影等整個(gè)過程。再如液壓系統(tǒng)分析，通過多媒體技術(shù)可以讓學(xué)生觀察到各控制閥的開啟、油液的流動(dòng)方向、執(zhí)行元件的動(dòng)作的全過程。這樣既能有效地培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察思維能力，又能使學(xué)生在寓教于樂中學(xué)到各種專業(yè)的知識(shí)和技能。

2講練結(jié)合的教學(xué)方法，突出學(xué)生的主體性

講解與練習(xí)相結(jié)合是專業(yè)課教學(xué)的有效方法之一。在講解過程中，精選授課內(nèi)容，在對(duì)重難點(diǎn)講深、講透的同時(shí)，要著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，再讓學(xué)生自主練習(xí)，在實(shí)際參與和反復(fù)練習(xí)中獲得知識(shí)與技能。比如定軸輪系傳動(dòng)比分析是機(jī)械基礎(chǔ)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在分析過程中著重講清傳動(dòng)比的定義和對(duì)公式的理解與運(yùn)用。難點(diǎn)在于怎樣靈活地確定首輪和末輪，再對(duì)公式進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變和運(yùn)用。那么在教學(xué)中得首先分析一種基本形式的定軸輪系例題，然后讓學(xué)生自主練習(xí)一次。再以機(jī)械手表中的齒輪傳動(dòng)為例，討論首輪和末輪的確定，告訴學(xué)生其實(shí)末輪也可以作為首輪，首輪也可以作為末輪，只要對(duì)分析問題有利，可以作適當(dāng)?shù)募僭O(shè)。然后讓學(xué)生動(dòng)手練習(xí)，老師巡視，以發(fā)現(xiàn)問題并作相應(yīng)的提示。最后根據(jù)學(xué)生完成的情況進(jìn)行講解、答疑。

3引導(dǎo)與討論相結(jié)合的教學(xué)模式

在專業(yè)課的教學(xué)中，有些內(nèi)容如果用引導(dǎo)和討論相結(jié)合的教學(xué)模式可能會(huì)起到更佳的效果，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造潛能。例如《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)》課中的基準(zhǔn)選擇的內(nèi)容是該課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，它對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、夾具結(jié)構(gòu)及操作加工影響均很大。為培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造思維能力，可采用引導(dǎo)和討論的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。在講授基準(zhǔn)內(nèi)容時(shí)，先提出以下問題：什么是基準(zhǔn)？基準(zhǔn)有哪些類型？選擇定位基準(zhǔn)要考慮選擇原則？接著讓學(xué)生觀看基準(zhǔn)選擇的教學(xué)錄像片，使學(xué)生對(duì)選擇定位基準(zhǔn)有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。然后結(jié)合實(shí)物、模型進(jìn)行講授和課堂討論，在講授過程中重點(diǎn)講解選擇原則。然后結(jié)合幾種不同形狀零件，讓學(xué)生自己分析，選擇基準(zhǔn)并在課堂上展開討論。在討論過程中老師要注意引導(dǎo)、啟發(fā)和總結(jié)。通過課堂討論使學(xué)生能根據(jù)不同零件，不同加工方法，靈活地選擇不同的定位基準(zhǔn)。

三、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新

實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是向?qū)W生傳授專業(yè)知識(shí)和操作技能的重要途徑。書本上所學(xué)的理論知識(shí)要通過實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)來消化、鞏固和提高。創(chuàng)新實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)主要從以下兩方面入手：

1課程設(shè)計(jì)與專業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合

課程設(shè)計(jì)與專業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合是在學(xué)生進(jìn)行專業(yè)實(shí)習(xí)前布置有關(guān)的課程設(shè)計(jì)題目。讓學(xué)生帶著問題、帶著任務(wù)進(jìn)行實(shí)習(xí)，這樣就能讓學(xué)生把觀察到的、大量的原本是零散、無序的內(nèi)容，按課程設(shè)計(jì)的要求清楚地表述出來。而教師在學(xué)生實(shí)習(xí)過程中的作用則是引導(dǎo)學(xué)生收集有關(guān)資料、數(shù)據(jù)、參數(shù)等，以便實(shí)習(xí)結(jié)束后能結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。這樣理論聯(lián)系實(shí)際的課程設(shè)計(jì)不再是紙上談兵，而是理實(shí)一體化，既充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又讓課程設(shè)計(jì)結(jié)合了企業(yè)的實(shí)際需求，取得了雙贏的教學(xué)效果。

篇5

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 教學(xué)理念與改革思路

作為教育部和中國工程院共同實(shí)施的卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目的首批十所高校之一，天津大學(xué)非常重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)。2004年，天津大學(xué)投資3300萬元建成15000㎡的實(shí)踐教學(xué)大樓，將原來分散的實(shí)習(xí)中心和各基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室以及專業(yè)實(shí)驗(yàn)室集中在一起，成立了機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)中心。

天津大學(xué)機(jī)械工程實(shí)踐教學(xué)中心圍繞國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)目標(biāo)，明確了長(zhǎng)期建設(shè)發(fā)展方向：

（1）圍繞學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)“培養(yǎng)理論基礎(chǔ)厚、專業(yè)口徑寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高，具有社會(huì)責(zé)任感、國際視野和創(chuàng)新精神的高層次人才”進(jìn)行中心的規(guī)劃和建設(shè)。

（2）深化工程實(shí)踐教育改革，樹立以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念；提升認(rèn)知、動(dòng)手、創(chuàng)新三個(gè)能力和整體綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

（3）構(gòu)建工程實(shí)踐教育體系，將實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)貫穿于現(xiàn)代工程教育的各個(gè)環(huán)節(jié)，用科研成果帶動(dòng)系列課程和教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新。

（4）整合優(yōu)化資源配置，與機(jī)械工程學(xué)科發(fā)展緊密結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，以學(xué)科科研成果提升本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

2 教學(xué)體系與教學(xué)內(nèi)容

2.1 建立與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合，以能力培養(yǎng)為核心，分層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

配合工程實(shí)踐教育改革，中心建立層次化、模塊化實(shí)踐教學(xué)體系。將實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)型實(shí)踐教學(xué)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)踐教學(xué)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)三個(gè)層次。形成了包括實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課內(nèi)外科技創(chuàng)新活動(dòng)等主要教學(xué)環(huán)節(jié)，貫穿于本科教育人才培養(yǎng)全過程的綜合工程實(shí)踐教育的新體系。

（1）基礎(chǔ)型實(shí)踐教學(xué)：面向本科低年級(jí)學(xué)生，培養(yǎng)基本的工程實(shí)踐能力。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，在教師指導(dǎo)下，按照既定方法和儀器條件，完成全部實(shí)驗(yàn)過程，以深化課堂理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

（2）綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)：面向機(jī)械類和近機(jī)類學(xué)生，培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識(shí)能力和一定的系統(tǒng)集成能力。學(xué)生經(jīng)過一個(gè)階段理論課和實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，完成一定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容?？梢栽谝婚T課程的一個(gè)小循環(huán)之后安排綜合實(shí)驗(yàn)，或在幾門課程之后安排較大規(guī)模的、較長(zhǎng)時(shí)間的綜合實(shí)驗(yàn)，在教師指導(dǎo)下，采用集設(shè)計(jì)與制作為一體的開放式教學(xué)模式進(jìn)行，主要目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和綜合設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

（3）研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)：面向機(jī)械類高年級(jí)學(xué)生。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，開展創(chuàng)造性思維，確定實(shí)驗(yàn)方案。獨(dú)立操作完成實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行綜合分析。培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考（科學(xué)研究）能力、組織能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

以我校黃田教授科研成果——Diamond 高速并聯(lián)機(jī)械手為載體，以其技術(shù)創(chuàng)新過程為典型案例，將設(shè)計(jì)、制造和控制三大系列課程的主要內(nèi)容貫穿于機(jī)電產(chǎn)品的研究、創(chuàng)新與開發(fā)流程中，是以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)能力和系統(tǒng)集成能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力。并聯(lián)機(jī)械手實(shí)驗(yàn)室面積120平方米，可同時(shí)容納一個(gè)班學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)貫穿了包括概念設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)/剛性動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維造型與運(yùn)動(dòng)仿真，工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、零件加工、裝配，機(jī)械手離線編程、控制系統(tǒng)搭建、程序網(wǎng)絡(luò)傳輸、運(yùn)動(dòng)控制等內(nèi)容系列課程的堂上案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)；使用同一載體，開設(shè)創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建可重構(gòu)的模組散件和控制系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)是以科研成果為引導(dǎo)的研究創(chuàng)新性教學(xué)——Research lead teaching，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的國際交流。這種基于“1+X”模式的教學(xué)改革與實(shí)踐，獲2009年第六屆高等教育天津市級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。

基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn) 28個(gè)，占54.9%；綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)20個(gè)，占39.2 %；研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)3個(gè)，占5.9%。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)的45.1%。更新實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)的15.7%。

2.2 教學(xué)內(nèi)容注重傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合，與科研、工程和社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系，融入科技創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成果，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不斷更新

在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建設(shè)方面，著重開展以下三方面的工作：

（1）規(guī)范基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行規(guī)范化管理，更新實(shí)驗(yàn)手段，修訂實(shí)驗(yàn)教程，完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高教學(xué)效果。

（2）加強(qiáng)數(shù)控等新設(shè)備、新材料、新工藝等實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。利用世行貸款、天南大共建、“985”項(xiàng)目等建設(shè)經(jīng)費(fèi)，采購一批數(shù)控車床、數(shù)控銑床、電火花加工等設(shè)備，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

（3）采購快速原型、教學(xué)機(jī)器人、MPS模塊化制造系統(tǒng)、激光焊機(jī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等設(shè)備和儀器，用于實(shí)踐教學(xué)，籌建了金相實(shí)驗(yàn)室和熔模鑄造實(shí)驗(yàn)室，豐富了教學(xué)內(nèi)容。

3 教學(xué)方法與教學(xué)手段

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施過程中，不斷引入現(xiàn)代技術(shù)，采用多媒體等教學(xué)手段，融合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造等多種方式輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如：通過多媒體資料作為實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)的輔助教學(xué)手段，擴(kuò)充學(xué)生對(duì)機(jī)械加工全面知識(shí)的認(rèn)識(shí)，開闊視野。在線切割實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，利用CAD、CAM軟件輔助教學(xué)，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代加工流程有直觀的認(rèn)識(shí)與了解。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案的設(shè)計(jì)中，中心注重啟迪學(xué)生思維，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。通過開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的開發(fā)、開辟校外實(shí)踐教學(xué)基地，組織大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、全國大學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)大賽、機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等科技競(jìng)賽活動(dòng)，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力。

（2）建立適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)、鼓勵(lì)探索的多元實(shí)驗(yàn)考核方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。中心采用命題實(shí)驗(yàn)、自選實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)等多種方法，逐步形成以學(xué)生為中心的自主式、合作式、研究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。所有試驗(yàn)全部為學(xué)生親自動(dòng)手完成，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐能力。不同實(shí)踐教學(xué)模塊采用不同的考試制度和考試方法。對(duì)于獨(dú)立設(shè)課的綜合性、研究型、開放式實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)考核學(xué)生的完成項(xiàng)目的思路、質(zhì)量、工作態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神和研究創(chuàng)新能力，并為此制定了詳細(xì)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，其中包括實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)總結(jié)等內(nèi)容。改革考試制度和考核方法讓學(xué)生真正體會(huì)到：考試是手段，真正學(xué)到本事才是目的。

中心鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和多人共同設(shè)計(jì)大型實(shí)驗(yàn)。例如：機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)及三維實(shí)體構(gòu)型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)旨在鍛煉學(xué)生自主創(chuàng)新能力以及熟練使用三維實(shí)體繪圖軟件的能力；實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生分組進(jìn)行，在具備一定的知識(shí)背景后，融入創(chuàng)新理念和方法，鼓勵(lì)學(xué)生從生活中觀察、討論、研究并確定每組各自的機(jī)器人方案，完成從概念設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)到產(chǎn)品構(gòu)型設(shè)計(jì)的過程。在成果展示階段，本組對(duì)各自機(jī)器人的名稱、功能、用途和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)等做詳細(xì)介紹，同學(xué)們自由提問與當(dāng)堂解答的方式調(diào)動(dòng)了課堂氣氛，最終成績(jī)?yōu)楦鹘M互評(píng)和教師打分相結(jié)合。為學(xué)生在機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)中奠定基礎(chǔ)。

4 教學(xué)效果與成果

篇6

[中圖分類號(hào)] G42 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）14-0012-03

一、引言

2000 年10 月，CDIO 工程教育改革的項(xiàng)目由美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等工程院校共同發(fā)起，經(jīng)過近十年的傳播，已經(jīng)擴(kuò)展到全世界。該改革的愿景是為學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)，基于真實(shí)產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、執(zhí)行、運(yùn)作過程的工程教育[1]。CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)。它以產(chǎn)品的從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

項(xiàng)目教學(xué)法起源于美國，盛行于德國，近年來流傳到我國。目前，在我國的中、高職院校的教學(xué)中應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法已漸普及，應(yīng)用型本科院校盛行CDIO工程教育模式，在CDIO模式下，應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法的研究尚少，還處在一種探索階段。如何以CDIO 為教育理念，借鑒成熟國家的項(xiàng)目教學(xué)法做法，在應(yīng)用型本科工程實(shí)踐中實(shí)施“項(xiàng)目教學(xué)”呢？不乏是一個(gè)新的課題。

二、國外項(xiàng)目教學(xué)法研究

它最初的含義是“知識(shí)可以在一定的條件下自主建構(gòu)獲得， 學(xué)習(xí)是信息與知識(shí)、技能與行為、態(tài)度與價(jià)值觀等方面的長(zhǎng)進(jìn)，教育是滿足長(zhǎng)進(jìn)需要的有意識(shí)、有系統(tǒng)、有組織的持續(xù)交流活動(dòng)”。[2]2003年7月德國聯(lián)邦政府教育部職教所制定了以行動(dòng)為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法，不僅傳授給學(xué)生理論知識(shí)和操作技能，更重要的是培養(yǎng)他們的職業(yè)能力。

德國項(xiàng)目教學(xué)法為什么能夠盛行多年不衰呢？源于德國先進(jìn)的職業(yè)技術(shù)教育體制，為發(fā)展我國的職教事業(yè)提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。[3]

德國項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過程包括布置項(xiàng)目、分析項(xiàng)目相關(guān)學(xué)科知識(shí)、材料購置及經(jīng)濟(jì)核算、項(xiàng)目設(shè)計(jì)及制造分工、項(xiàng)目總成本核算等。下面以 “立式銑床” 模型為例，介紹德國原汁原味的項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過程。

1.布置項(xiàng)目。項(xiàng)目名稱――立式銑床模型的設(shè)計(jì)與制造。此環(huán)節(jié)首先由蓋爾森基辛（Gelsenkirchen）的職業(yè)技術(shù)學(xué)院的老師Rode先生周密地準(zhǔn)備一套立式銑床模型，展現(xiàn)在同學(xué)們的面前，演示立式銑床模型的三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，提出項(xiàng)目任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的興趣。

2.老師向?qū)W生分析跨專業(yè)學(xué)科相關(guān)知識(shí)

（1）CNC與經(jīng)濟(jì)關(guān)系。例：從簡(jiǎn)單的零件到復(fù)雜的裝配好的立式銑床模型，教師首先從材料角度分析，從而引出其價(jià)格不同，要求學(xué)生通過數(shù)學(xué)計(jì)算，計(jì)算出最低耗材成本。

（2）CNC與電子、控制學(xué)關(guān)系。老師演示了一個(gè)方向在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，通過絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳遞，完成一個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)功能。這涉及到了電子。類似關(guān)聯(lián)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)仍存在，不再贅述。

（3）學(xué)生（可以是不同專業(yè)的學(xué)生）在老師的指導(dǎo)下集中采購材料，了解市場(chǎng)成品“象棋”的價(jià)錢，從而體驗(yàn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，珍惜材料，計(jì)算成本。

（4） 學(xué)生在教師指導(dǎo)下，分小組實(shí)施完成項(xiàng)目，不同小組之間協(xié)作完成不同項(xiàng)目?jī)?nèi)容：設(shè)計(jì)圖紙、編寫工藝、制造加工、檢測(cè)、裝配等。

（5）學(xué)生對(duì)項(xiàng)目總成本進(jìn)行核算，為提高生產(chǎn)率找出最低成本。

（6）老師提到了如果把立式銑床模型實(shí)施三個(gè)方向數(shù)控化，如何實(shí)現(xiàn)？

在以上六個(gè)環(huán)節(jié)中，貫穿在這個(gè)項(xiàng)目中有很多跨學(xué)科的知識(shí)在其內(nèi)。設(shè)計(jì)階段涉及到了機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，加工前材料的采購階段涉及到物理學(xué)的知識(shí)，物資采購的能力以及經(jīng)濟(jì)關(guān)系，制造裝配階段，需要查工具書、切削參數(shù)的選擇、工藝的確定、程序的編制，實(shí)際操作機(jī)床進(jìn)行加工、監(jiān)測(cè)以及最后的裝配，涉及到了學(xué)生制造能力的培養(yǎng)，成本核算階段涉及到了數(shù)學(xué)和金融的知識(shí)，采用數(shù)控化機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床的設(shè)計(jì)制造進(jìn)行比較，提出問題，讓學(xué)生考慮解決的方法，涉及到了電子、控制學(xué)等相關(guān)技術(shù)。

一個(gè)看似相對(duì)簡(jiǎn)單的立式銑床模型竟然包含了如此廣的知識(shí)面，德國教師在設(shè)計(jì)方面所下的功夫很大。項(xiàng)目“小組”的形式體現(xiàn)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和制作。參加項(xiàng)目教學(xué)工作小組的學(xué)生來自不同的專業(yè)和工種，甚至不同的專業(yè)領(lǐng)域，目的是訓(xùn)練他們今后在實(shí)際工作中與不同專業(yè)、不同的部門同事的合作能力。

綜上分析，德國的項(xiàng)目教學(xué)法滋生在“雙元制”教育體制的土壤內(nèi)，教師綜合素質(zhì)很高，每個(gè)專業(yè)教師都具備很寬泛又很扎實(shí)的專業(yè)功底。我國的中、高職業(yè)教育與崇尚技藝的德國相比，無論在教育發(fā)展的成熟程度，還是在人們心理認(rèn)同程度上都存在一定的差距。

三、在國內(nèi)應(yīng)用型本科中，嘗試以CDIO為理念，“項(xiàng)目”引領(lǐng)工程實(shí)踐

德國的學(xué)生在學(xué)習(xí)階段采用項(xiàng)目式教學(xué)方法，一切學(xué)習(xí)活動(dòng)都是圍繞“項(xiàng)目”進(jìn)行。工程實(shí)踐在本科院校是指實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。

1.開發(fā)項(xiàng)目

我們從德國開發(fā)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中得到的啟發(fā)是：在本科實(shí)踐環(huán)節(jié)中，抓住每一種工程實(shí)踐的特點(diǎn)，確定相關(guān)的項(xiàng)目。例如：開發(fā)各類小裝備、參加的各種級(jí)別的機(jī)械設(shè)計(jì)比賽、機(jī)電液課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目等，都屬于收集典型項(xiàng)目的焦點(diǎn)。

2. 以CDIO為教育理念，實(shí)證應(yīng)用型本科院校“項(xiàng)目”引領(lǐng)工程實(shí)踐

首先，確定方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)單一機(jī)構(gòu)向綜合機(jī)構(gòu)教學(xué)轉(zhuǎn)移，比較方案、驗(yàn)證方案可行性并優(yōu)化方案；其次，準(zhǔn)確設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)；最后，實(shí)施制造，實(shí)現(xiàn)理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)移，“知”向“行”轉(zhuǎn)移；最后，知行合一。

（1）構(gòu)思項(xiàng)目：（Conceive ）： 概念階段。針對(duì)工程實(shí)踐，讓學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的基本原理，確定“項(xiàng)目”的未來發(fā)展方向。接到項(xiàng)目首先研究項(xiàng)目產(chǎn)品完成的任務(wù)，然后構(gòu)思整個(gè)項(xiàng)目的架構(gòu)和初步方案。讓學(xué)生構(gòu)思出整個(gè)產(chǎn)品的幾個(gè)分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)合以前所學(xué)，學(xué)生在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，就會(huì)對(duì)該項(xiàng)目有一定的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和構(gòu)思，從而對(duì)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)草案設(shè)計(jì)。

以2011年第八屆浙江省機(jī)械設(shè)計(jì)大賽為例，小車能順利穿越一區(qū)的狹窄隧道和二區(qū)并到達(dá)三區(qū)、四區(qū)完成救援任務(wù)，為實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)救援機(jī)器人順利完成救援任務(wù)，其行走機(jī)構(gòu)除具備良好的轉(zhuǎn)向性能及行駛穩(wěn)定性之外，還必須具有較高的行駛效率。

項(xiàng)目要求得到的相應(yīng)構(gòu)思：主要分兩大類，構(gòu)思一： “救援小車”的行走機(jī)構(gòu)，滿足速度、滿足差速轉(zhuǎn)向、滿足通過隧道、滿足車體拓寬，構(gòu)思二：“救援小車”的救援目標(biāo)抓取機(jī)構(gòu)，滿足限定范圍內(nèi)的救援活動(dòng)，構(gòu)思機(jī)械手式抓取還是吸盤吸入式。

（2）設(shè)計(jì)項(xiàng)目（Design）：技術(shù)階段。以項(xiàng)目產(chǎn)品設(shè)計(jì)與規(guī)劃為核心，通過研發(fā)，擬解決某一具體的問題或某些問題。仍以“救援小車”為例：根據(jù)構(gòu)思的初步草案，學(xué)生通過了解現(xiàn)有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路，產(chǎn)品功能、應(yīng)用領(lǐng)域，結(jié)合自己所學(xué)提出優(yōu)化設(shè)計(jì)理念和產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)建議，對(duì)于能力比較強(qiáng)的學(xué)生選為技術(shù)小組組長(zhǎng)，帶領(lǐng)其他組員主要解決設(shè)計(jì)和創(chuàng)新過程中，發(fā)現(xiàn)的一些問題，提交指導(dǎo)教師或通過查閱資料解決。

仍以“救援小車”為例，構(gòu)思一中，可分解出兩類機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：變距裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、差速轉(zhuǎn)向行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；構(gòu)思二中，可分解出機(jī)械手式抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、掃鏟式救援裝置設(shè)計(jì)、吸盤式救援裝置設(shè)計(jì)等。分解出的機(jī)構(gòu)中通過比較進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)階段，確定最后方案。在每一個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，都可以有不同種實(shí)現(xiàn)的途徑，這個(gè)時(shí)候一定要發(fā)揮學(xué)生之所能，讓學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，翻閱豐富的參考資料，設(shè)計(jì)各個(gè)不同的分機(jī)構(gòu)，然后小組成員在老師的帶動(dòng)下，優(yōu)化取舍，確定最佳方案，這是個(gè)很艱苦的重要階段。圖1 、圖2為學(xué)生設(shè)計(jì)的“救援小車”的三維設(shè)計(jì)和二維設(shè)計(jì)。

（3）執(zhí)行項(xiàng)目（Implement）：制造階段。以制造、建造為核心，組織一體化的項(xiàng)目制造。結(jié)合“產(chǎn)、學(xué)、研”互動(dòng)的特色，將設(shè)計(jì)產(chǎn)品引入到工程訓(xùn)練中心來，學(xué)生自己動(dòng)手完成零件的加工和裝配，以設(shè)計(jì)圖紙為藍(lán)本，完全按照工件圖紙要求進(jìn)行，把所有零件加工后，組裝成裝配產(chǎn)品。在制造過程中直接加工零件和裝配零件，可以增強(qiáng)學(xué)生的生產(chǎn)勞動(dòng)觀念、產(chǎn)品質(zhì)量觀念和經(jīng)濟(jì)價(jià)值觀念，零件加工和裝配的訓(xùn)練過程為培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐素質(zhì)、理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，過程中產(chǎn)生的問題可以磨練學(xué)生的工程意志和提升學(xué)生的工程素質(zhì)。圖3、圖4分別為學(xué)生設(shè)計(jì)的“救援小車”的行走機(jī)構(gòu)圖，和“救援小車”的抓取結(jié)構(gòu)。

■

圖3 “救援小車”的行走機(jī)構(gòu)

■

圖4 “救援小車”的抓取結(jié)構(gòu)

（4）運(yùn)作項(xiàng)目（Operate）：服務(wù)階段。各個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完整后，確定最終方案，制造組裝出來完整的產(chǎn)品?？梢詫?duì)項(xiàng)目進(jìn)行運(yùn)作，完成任務(wù)。圖5和圖6為學(xué)生設(shè)計(jì)的“救援小車”的最后兩種不同方案的“救援小車”。

■

圖5 “救援小車”方案一圖 圖6 “救援小車”方案二

四、CDIO與項(xiàng)目引領(lǐng)工程實(shí)踐的相輔相成的關(guān)系

CDIO工程教育雖然包含培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)項(xiàng)目，但不同于項(xiàng)目教學(xué)。在應(yīng)用型本科的工程實(shí)踐中，兩者是相輔相成的。CDIO工程教育在一體化的課程體系中不僅包括實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，也包括專業(yè)技術(shù)的系統(tǒng)知識(shí)教育，具有長(zhǎng)期性與學(xué)制化的特點(diǎn)；而項(xiàng)目教學(xué)是針對(duì)某一具體項(xiàng)目開展的教學(xué)活動(dòng)，具有短期性與臨時(shí)性的特點(diǎn) [4，5]；從表面上看，兩者有些相似，項(xiàng)目教學(xué)包括立項(xiàng)、計(jì)劃、實(shí)施、展示和結(jié)項(xiàng)等各個(gè)階段，學(xué)生需要在教師的幫助下對(duì)各個(gè)階段中可能產(chǎn)生的問題找出相應(yīng)的解決方法。但是兩者的實(shí)質(zhì)性不同在于，CDIO工程教育旨在提供一種學(xué)生獲取知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的背景環(huán)境，它是制度化的、循環(huán)性的，而不是即時(shí)性的，并不隨著實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的完成而終結(jié)。而項(xiàng)目引領(lǐng)工程實(shí)踐是實(shí)實(shí)在在的項(xiàng)目在貫穿整個(gè)工程實(shí)踐的訓(xùn)練。

五、總結(jié)

借鑒德國“項(xiàng)目教學(xué)”的做法，以CDIO為工程教育理念，項(xiàng)目引領(lǐng)工程實(shí)踐，不僅提高了學(xué)生綜合素質(zhì)、工程意識(shí)和創(chuàng)新能力，而且促進(jìn)教師和學(xué)生互動(dòng)實(shí)踐教學(xué)。對(duì)比德國項(xiàng)目教學(xué)法，也看到了我國項(xiàng)目引領(lǐng)工程實(shí)踐實(shí)施的軟硬環(huán)境均存在不足之處，德國項(xiàng)目教學(xué)注重項(xiàng)目成本的核算、指導(dǎo)教師的綜合素質(zhì)較高、項(xiàng)目完成后的功能拓展、制造項(xiàng)目的工業(yè)化程度等等，而應(yīng)用性本科的工程實(shí)踐，若要借鑒德國項(xiàng)目教學(xué)法，與師資力量、實(shí)踐教學(xué)體制、軟硬件都存在直接關(guān)聯(lián)。因此，在科學(xué)的方法論指導(dǎo)下與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男袆?dòng)框架內(nèi)推進(jìn)應(yīng)用型本科的項(xiàng)目引領(lǐng)工程實(shí)踐不妨是一個(gè)很有效的嘗試和發(fā)展趨勢(shì)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 顧佩華，陸小華.CDIO工作坊手冊(cè)[M].汕頭：汕頭大學(xué)出版社，2008.

[2] 李坤.趙陽.寧靜等.德國職教項(xiàng)目教學(xué)法的理論研究與實(shí)踐及推行策略[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（3）：25-27.

篇7

最初負(fù)責(zé)控制大小球的機(jī)械手大都采用繼電器接觸邏輯控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。它的接線復(fù)雜，抗擾性差且不方便維修。所以它的工作壽命受到很大的影響。本設(shè)計(jì)采用最新推出的日本三菱最新推出的FX1N-40MR型PLC控制系統(tǒng)代替繼電器接觸邏輯控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械手的控制。通過改進(jìn)后的系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

本設(shè)計(jì)由鄭厚亮完成，感謝劉耀元教授的熱心指導(dǎo)。因本人知識(shí)面的局限性以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有所欠缺。設(shè)計(jì)中如有不足之處，懇請(qǐng)批評(píng)指正。

目錄

前言

內(nèi)容摘要

第一章 工作概況及過程.......................5

第二章 方案論證.............................7

第三章 單元分述.............................10

第四章 程序設(shè)計(jì).............................14

第五章 系統(tǒng)設(shè)計(jì).............................22

第六章 調(diào)試說明書...........................29

小結(jié).........................................31

內(nèi)容摘要

本設(shè)計(jì)首先介紹了大小球分類的工作示意圖和工作流程圖，分析了控制系統(tǒng)的要求。緊接著對(duì)大小球分類控制系統(tǒng)提出了三種不同的設(shè)計(jì)方案，通過比較并結(jié)合控制系統(tǒng)的要求，決定選用PLC狀態(tài)編程方案。然后根據(jù)工作流程圖，對(duì)各個(gè)工作環(huán)節(jié)作了詳細(xì)的描述，并給出了相應(yīng)的操作程序。根據(jù)本設(shè)計(jì)的控制特點(diǎn)：選擇性分支，分別對(duì)分支狀態(tài)和匯合狀態(tài)作了描述，再綜合起來得到系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，由此得出對(duì)應(yīng)的梯形圖程序和系統(tǒng)指令表。根據(jù)控制要求，結(jié)合程序設(shè)計(jì)，得到系統(tǒng)電路圖和系統(tǒng)接線圖，列出了所需要的元器件表。接著是調(diào)試部分，列出了相應(yīng)的操作步驟。最后是對(duì)本設(shè)計(jì)的總結(jié)

The design of the first ball on the size of the work of classification diagram and work flow chart of the control system. Immediately after the ball on the size classification system to control the three different design options, by comparison with control system and the requirements of state decided to choose PLC programming programme. Then the basis of the flow chart of the various aspects of the detailed description, and gives the corresponding procedures. According to the design of the control features: selective branches, respectively, and the convergence of the state branch of state described, to be integrated with state of the transfer system plans, which come to the corresponding ladder procedures and systems command table. Under the control requirements, the combination of programming, system by system and circuit wiring diagram, the list of the necessary components table. Followed by the commissioning of the list of the corresponding steps. Finally, there is a summary of the design

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng) 可編程控制器（PLC） 選擇性分支 程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一章 工作概況及過程

一、概況

如圖1所示，大小球分類傳送裝置的主要功能是將大球吸住送到大容器中，將小球吸住送到小容器中，實(shí)現(xiàn)大、小球分類。

大小球分類傳送裝置原理圖1--1

二、生產(chǎn)工藝過程

1、初始狀態(tài) 如圖1所示，左上為原點(diǎn)位置，上限位SQ1開關(guān)和左限位SQ3開關(guān)壓合動(dòng)作，原點(diǎn)指示燈HL亮。裝置必須停在原點(diǎn)位置時(shí)才能啟動(dòng)。若初始時(shí)不在原點(diǎn)位置，可通過手動(dòng)方式調(diào)整到原點(diǎn)位置后再啟動(dòng)。

2、大小球判斷 當(dāng)電磁鐵碰到小球時(shí)，下限位開關(guān)SQ2動(dòng)作壓合；當(dāng)電磁鐵碰到大球時(shí)，SQ2不動(dòng)作。

3、工作過程 按下啟動(dòng)按鈕SB，裝置按以下規(guī)律工作（下降時(shí)間為2秒，吸球放球時(shí)間為1秒）：

圖1--2

第二章 方案論證

方案一：

采用繼電接觸器控制。

此方案主要是繼

電接觸器控制，由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，按一定的控制要求用電氣連接線連接而成，通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反向的控制，來實(shí)現(xiàn)對(duì)大小球分類傳送的自動(dòng)化。

其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，設(shè)計(jì)安裝方便。但因?yàn)槔^電器接觸控制采用固定接線，其缺點(diǎn)有：

1、繼電控制的電路復(fù)雜，若要想改變邏輯關(guān)系就要改變接線關(guān)系。

2、繼電控制的所有觸點(diǎn)的動(dòng)作是它的通電或斷電同時(shí)發(fā)生的，因而工作效率低。

3、繼電控制器的器件體積大。

4、可靠性差。

方案二：

PLC的梯形圖方案

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式。也可以說是，梯形圖是在電器控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來的。它利用基本指令的互鎖、自鎖等連接實(shí)現(xiàn)控制要求。因此，梯形圖具有形象、直觀、實(shí)用，電器技術(shù)人員容易接受等特點(diǎn)。是目前用的較多的一種PLC編程語言。

梯形圖是形象化的語言，很容易讓廣大的電器技術(shù)人員接受，但對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制程序，由于內(nèi)部的連鎖、互動(dòng)關(guān)系復(fù)雜，其梯形圖往往長(zhǎng)達(dá)數(shù)百頁，通常要由熟悉的電氣工程師才能編制出這樣的程序。另外，如果在梯形圖上不加上注釋，則這種梯形圖的可讀性會(huì)大大的降低。

方案三：

采用PLC狀態(tài)編程的方案。

近年來，許多新生產(chǎn)的PLC在梯形圖語言之外加上了采用IEC標(biāo)準(zhǔn)SFC語言，用于編制復(fù)雜的順序控制程序。利用這種先進(jìn)的編程方法，初學(xué)者也很容易編出復(fù)雜的順控程序，即便是熟練的電氣工程師用這種方法后也能大大的提高工作效率。另外這種方法也為調(diào)試、試運(yùn)行帶來許多難以言傳的方便。

利用該方案設(shè)計(jì)控制大小球分類傳送的系統(tǒng)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下：

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 圖2--1

說明表2--1

X1 上限位開關(guān) Y4 左移操作程序

X2 下限位開關(guān) Y5 下降操作程序

X3 左限位開關(guān) Y6 放球操作程序

X4 小球限位開關(guān) Y7 上升操作程序

X5 大球限位開關(guān) Y8 左移操作程序

Y1 下降操作程序 M0 輔助開關(guān) Y3 上升操作程序 T2 1S定時(shí)器

備注：由于整個(gè)設(shè)計(jì)中牽涉的開關(guān)按扭特別多，為了使整個(gè)設(shè)計(jì)過程有一個(gè)明確、清晰的結(jié)構(gòu)。使參閱者能夠快速的看懂整個(gè)設(shè)計(jì)思路，本工序圖中的限位開關(guān)和輸出信號(hào)以及其他的章節(jié)中的開關(guān)是獨(dú)立的，沒有共同作用。

通過上面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以發(fā)現(xiàn)利用該方案有以下優(yōu)點(diǎn)： （2）各工序之間的聯(lián)系清楚，工序的轉(zhuǎn)換條件直觀。

（3）可讀性強(qiáng)、易理解、清晰的反映了整個(gè)工序的控制過程。

通過以上三種方案的比較，得出以下結(jié)論：

方案三采用了PLC狀態(tài)編程方法的方案最優(yōu)。PLC的狀態(tài)編程是根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖進(jìn)行的編程，而狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是描述控制過程和特性的一種圖形，也是設(shè)計(jì)PLC的順序控制程序的有力工具，順序控制功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語言?？梢赃M(jìn)一步設(shè)計(jì)和不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流之用，所以方案三才是最佳的方案。

第三章 單元分述

分析控制要求，確定輸入輸出設(shè)備

1、分析控制要求 根據(jù)步進(jìn)狀態(tài)編程的思想，首先將系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行分解，其流程如圖3所示。

2、確定輸入設(shè)備 系統(tǒng)的輸入設(shè)備要有五個(gè)行程開關(guān)和一只按鈕，因此PLC需要6個(gè)輸入點(diǎn)分別和它們的常開觸頭相接。 二、I/O點(diǎn)分配

根據(jù)確定的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，分配I/O點(diǎn)見表3—1

分配I/O表3--1

輸入 輸出

元件代號(hào) 功能 輸入點(diǎn) 元件代號(hào) 功能 輸出點(diǎn)

SB 系統(tǒng)啟動(dòng) X0 KM1 上升 Y0

SQ1 上限位 X1 KM1 下降 Y1 SQ3 左限位 X3 KM1 右移 Y3

SQ4 小球限位 X4 YA 吸球 Y4

SQ5 大球限位 X5 HL 原點(diǎn)顯示 Y10

三、用PLC控制后，機(jī)械臂的動(dòng)作要求如下：

1、上限位開關(guān)SQ1（X001）和左限位開關(guān)SQ3（X003）壓合動(dòng)作，機(jī)械臂到達(dá)原點(diǎn)位置，原點(diǎn)指示燈亮。其操作程序如下：

3、機(jī)械臂上的吸球電磁鐵開始吸球，經(jīng)過定時(shí)器（T2）1秒延時(shí)，吸球動(dòng)作結(jié)束。其操作程序如下：

4、機(jī)械臂開始上升，到達(dá)上限位開關(guān)SQ1（X001）時(shí)，SQ1（X001）壓合，上升動(dòng)作結(jié)束。其操作程序如下：

5、機(jī)械臂開始右移，若到達(dá)小球限位開關(guān)SQ4（X004）時(shí)，SQ4（X004）壓合；若到達(dá)大球限位開關(guān)SQ5（X005）時(shí)，SQ5（X005）壓合右移動(dòng)作結(jié)束。其操作程序如下：

&nbs p;

6、機(jī)械臂開始下降，到達(dá)下限位開關(guān)SQ2（X002）時(shí)，SQ2（X002）壓合，下降動(dòng)作結(jié)束。其操作程序如下：

7、機(jī)械臂上的吸球電磁鐵開始放球，經(jīng)過定時(shí)器（T4）1秒延時(shí)，放球動(dòng)作結(jié)束。其操作程序如：

8、機(jī)械臂開始上升，到達(dá)上限位開關(guān)SQ1（X001）時(shí)，SQ1（X001）壓合，上升動(dòng)作結(jié)束。其操作程序如：

9、機(jī)械臂開始左移，到達(dá)左限位開關(guān)SQ3（X003）時(shí)，SQ3（X003）壓合，左移動(dòng)作結(jié)束。其操作程序如下：

10、一個(gè)工作循環(huán)過程完畢，機(jī)械臂的工作方式為單步循環(huán)。

第四章 程序設(shè)計(jì)

根據(jù)大小球的分類裝置的工作過程，以吸引球的大小作為選擇條件。SQ2壓合時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行小球分支，反之，系統(tǒng)執(zhí)行大球分支。 分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4--1

S21分支狀態(tài)編程采用：先進(jìn)行分支狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，再依次轉(zhuǎn)移的方法進(jìn)行編程。

分支狀態(tài)S21的指令表4--1

編程狀態(tài) 指令 元件號(hào) 指令功能 備注

第一步： OUT T1 K20

驅(qū)動(dòng)負(fù)載

LDI T1

OUT Y001

第二步：

依次轉(zhuǎn)移 LD T1

第一分支轉(zhuǎn)移條件

向第一分支轉(zhuǎn)移

AND X002

SET S22 第一分支轉(zhuǎn)移方向

LD T1

第二分支轉(zhuǎn)移條件

向第二分支轉(zhuǎn)移 SET S32 第二分支轉(zhuǎn)移方向

二、S25為匯合狀態(tài)。S25狀態(tài)是分支程序的匯合點(diǎn)，稱其回合狀態(tài)。匯合狀態(tài)S25由S24，S34中的任一狀態(tài)驅(qū)動(dòng)。其狀態(tài)轉(zhuǎn)移 圖4--2和指令表4—2如下：

匯合狀態(tài)S25的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4--2

S25匯合狀態(tài)編程采用的方法是：依次進(jìn)行匯合前所有狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理，再依次向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移

匯合狀態(tài)S25的編程指令表4—2

編程步驟 指令 元件號(hào) 指令功能 備注

第一步：

依次進(jìn)行匯合前所有狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理

第一分支 STL S22 激活S22狀態(tài) S22狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理

OUT T2 K10 驅(qū)動(dòng)負(fù)載

SET Y004

LD T2 轉(zhuǎn)移條件

SET S23 轉(zhuǎn)移方向

STL S23 激活S23狀態(tài)

OUT Y000 驅(qū)動(dòng)負(fù)載

LD X001 轉(zhuǎn)移條件

SET S24 轉(zhuǎn)移方向

STL S24 激活S24狀態(tài) S24狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理

LDI X004 驅(qū)動(dòng)負(fù)載

OUT Y003

第二分支 STL S32 激活S32狀態(tài) S32狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理

OUT T3 K10 驅(qū)動(dòng)負(fù)載

SET Y004

LD T3 轉(zhuǎn)移條件

SET S33 轉(zhuǎn)移方向

第一步：

依次進(jìn)行匯合前所有狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理 第二分支 STL S33 激活S33狀態(tài) S33狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理

OUT Y000 驅(qū)動(dòng)負(fù)載

LD X001 轉(zhuǎn)移條件

SET S34 轉(zhuǎn)移方向

STL S34 激活S24狀態(tài) S34狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)處理

LDI X004 驅(qū)動(dòng)負(fù)載

OUT Y003   ;

第一步：

依次向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移 STL S24 再次激活S24狀態(tài) 第一分支向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移

LD X004 轉(zhuǎn)移條件

SET S25 轉(zhuǎn)移方向

STL S34 再次激活S34狀態(tài) 第二分支向匯合狀態(tài)轉(zhuǎn)移

LD X005 轉(zhuǎn)移條件

SET S25 轉(zhuǎn)移方向 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4--2

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖所對(duì)應(yīng)的程序梯形圖如圖4--3所示。

圖4--3

根據(jù)單流程的編程方法和選擇性分支的編程方法，對(duì)照狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 圖4—2。寫出系統(tǒng)指令表 表4—3。

系統(tǒng)指令表 表4--3

程序步 指令 元件號(hào) 程序步 指令 元件號(hào)

0 LD M8002 4 LD X001

1 SET S0 5 AND X003

3 STL S0 6 SET S20

（續(xù)）

程序步 指令 元件號(hào) 程序步 指令 元件號(hào)

8 STL S20 35 STL S23

9 OUT Y010 36 OUT X000

10 LD X000 37 LD X001 13 STL S21 40 STL S24 17 LDI T1 42 OUT Y003 19 LD T1 44 OUT T3 K10

20 AND X002 47 SET Y004 23 LD T1 49 SET S33

24 ANI X002 51 STL S33

25 SET S32 52 OUT Y000

27 STL S22 53 LD X001

28 OUT T2 K10 54 SET S34

31 SET Y004 56 STL S34

32 LD T2 57 LDI X004

33 SET S23 58 OUT Y003

（續(xù)）

程序步 指令 元件號(hào) 程序步 指令 元件號(hào)

59 STL S24 77 LD T4

60 LD X004 78 SET S27 63 STL S34 81 OUT Y000

64 LD X005 82 LD X001

65 SET S25 83 SET S28

67 STL S25 85 STL S28 69 LD X004 87 LD X003

70 SET S26 88 SET S20

72 STL S26 90 RET

73 OUT T4 K10 91 END

76 RST Y004

第五章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本章的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的電路系統(tǒng)。

一、硬件接線

執(zhí)行電路 圖5--1

PLC輸入輸出電路 圖5--2

根據(jù)輸入輸出設(shè)備及I/O點(diǎn)分配表，把執(zhí)行電路圖（8）和PLC電路圖（9）連接起來，完成大小球分類傳送控制系統(tǒng)電路圖（10）

大小球分類傳送控制系 統(tǒng)電路圖5--3

其電路組成及元件功能見表5—1

電路組成及元件功能見表 表5--1

序號(hào) 電路名稱 電路組成 元件功能 備注

1

電源電路 QF 電源開關(guān)

2 FU3 作變壓器短路保護(hù)用

3 TC 給PLC及PLC輸出設(shè)備提供電源

4

主電路 FU1 作電動(dòng)機(jī)M1的電源短路保護(hù)用

5 KM1主觸頭 控制電動(dòng)機(jī)M1的正轉(zhuǎn)

6 KM2主觸頭 控制電動(dòng)機(jī)M1的反轉(zhuǎn)

7 FR1 作電動(dòng)機(jī)M1的過載保護(hù)用

8 M1 升降電動(dòng)機(jī)

9 FU2 作電動(dòng)機(jī)M2的電源短路保護(hù)用 11 KM4主觸頭 控制電動(dòng)機(jī)M2的反轉(zhuǎn) 13 M2 水平移動(dòng)電動(dòng)機(jī)

14

控制電路

PLC輸入電路 FU4 作PLC電源電路短路保護(hù)用

15 SB 啟動(dòng)按鈕

16 SQ1 上限位 18 SQ3 左限位

19 SQ4 小球限位

20 SQ5 大球限位

（續(xù)）

21

控制電路

PLC輸出電路 FU5 作PLC輸出電路短路保護(hù)用 安裝時(shí)，YA用接觸器KM代替

22 KM1線圈 控制KM1的吸合與釋放

23 KM2線圈 控制KM2的吸合與釋放

24 KM3線圈 控制KM3的吸合與釋放

25 KM4線圈 控制KM4的吸合與釋放

26 YA 吸球

27 KM1常閉觸頭 M1正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖保護(hù)

28 KM1常閉觸頭 M1正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖保護(hù) 30 KM1常閉觸頭 M2正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖保護(hù)

31 FU6 PLC輸出電路短路保護(hù)

32 HL 原點(diǎn)顯示

備注：

二、安裝接線圖

根據(jù)大小球分類傳送控制系統(tǒng)電路圖5--3繪制系統(tǒng)接線圖5--4

大小球分類傳送控制系統(tǒng)接線圖 圖5—4

三、器件清單

器件清單 表5--2

序號(hào) 分類 名稱 型號(hào)規(guī)格 數(shù)量 單位 備注

1 工具 常用電工工具 1 套

2 萬能表 MF47 1 只

3

設(shè)備 PLC FX1n-40MR 1 只

4 小型三級(jí)熔斷器 DZ47-63 1 只 6 三相電源插頭 16A 1 只 8 熔管 2A 4 只

9 6A 6 只 11 指示燈 24V 1 只

12 按鈕 LA4-3H 1 只

13 行程開關(guān) JLXKI-111 5 只 15 & nbsp;端子板 TD-1520 1 只

16 安裝鐵板 600mm*700mm 1 塊

17 導(dǎo)軌 35mm 0.5 m （續(xù)）

19

消耗材料 銅導(dǎo)線 BVR-1.5 8 m

20 BVR-1.5 4 m 雙色

21 BVR-1.5 5 m

22 緊固件 M4x20mm螺釘 若干 只

23

緊固件 M4螺母 若干 只

24 Ф4mm墊圈 若干 只

25 編碼管 Ф1.5mm 若干 m

26 編碼筆 小號(hào) 1 支

大小球分類傳送控制系統(tǒng)安裝板圖（12）

第六章 調(diào)試說明書

大小球分類傳送裝置的主要功能是將大球吸住送到大容器中，將小球吸住送到小容器中，實(shí)現(xiàn)大、小球分類。

一、 安裝電路 2、根據(jù)接線圖5--4，固定元器件。

3、根據(jù)配線原則及工藝要求，對(duì)照元件的接線圖進(jìn)行配線安裝。

4、板上元件及外圍設(shè)備的配線安裝。

二、 自檢

1、檢查布線。對(duì)照接線圖5--4檢查是否掉線，錯(cuò)線，是否漏編，錯(cuò)編，接線是否牢固等。

2、使用萬能表檢測(cè)安裝的電路，測(cè)量相應(yīng)阻值與正確阻值是否相符。根據(jù)線路圖檢查是否有錯(cuò)線、掉線、錯(cuò)位、短路等。

3、通電觀察PLC的指示LED經(jīng)自檢，確認(rèn)電路正確且無安全隱患。

三、輸入指令表 指令表窗口圖6--1

四、 通電調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)

1、連接計(jì)算機(jī)與PLC，用SC-09編程線纜連接計(jì)算機(jī)COM1串行口與PLC的編程接口。

2、進(jìn)行端口設(shè)置后，寫入程序

3、調(diào)試系統(tǒng)。將PLC的RUN/STOP開關(guān)拔至RUN位置后，觀察系統(tǒng)的遠(yuǎn)行情況。如出現(xiàn)故障，立即斷電。重新分析原因，檢查電路或梯形圖后重新調(diào)試，直至系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能。

小結(jié)

畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合檢驗(yàn)大學(xué)所學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)，也是使理論知識(shí)系統(tǒng)化、強(qiáng)化實(shí)踐能力的有效手段，它能鞏固所學(xué)知識(shí)、加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，起到啟發(fā)思想的效果。

本設(shè)計(jì)為大小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是可編程控制器在工業(yè)上的重要應(yīng)用。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC技術(shù)懂得發(fā)展也越來越快，PLC的功能也越來越強(qiáng)大，PLC在工業(yè)上的應(yīng)用也越來越廣泛。

大小球分類傳送裝置PLC控制系統(tǒng)使用了簡(jiǎn)單明了的機(jī)械動(dòng)作。它能精確、快速的實(shí)現(xiàn)大小球的分類。而且有效工作時(shí)間長(zhǎng)，維護(hù)方便。應(yīng)用起來相當(dāng)?shù)姆奖恪?/p>

感謝劉耀元老師及同組同學(xué)的大力支持和幫助，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)制作，使我對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)有一個(gè)新的提高。在查詢資料和收集有關(guān)材料期間，經(jīng)歷了不少的艱辛，但收獲同樣是巨大的。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，使我所學(xué)的知識(shí)得到了一定程度的融會(huì)貫穿。也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力；樹立了對(duì)自己工作能力的信心；大大提高了動(dòng)手能力。通過本次的設(shè)計(jì)，相信對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作有著重要的影響。

最后，再次感謝老師劉耀元，在他的細(xì)心指導(dǎo)下，讓我解開了許許多多的疑問和難提。也在次感謝我的同組同學(xué)，在這次設(shè)計(jì)中，更體現(xiàn)出真誠、合作的團(tuán)隊(duì)精神，而這種精神也是當(dāng)今社會(huì)所需要的。

[2] 張萬忠主編. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 第3版. 化學(xué)工業(yè)出版社.

篇8

前言

電氣控制與PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化、遠(yuǎn)程化及智能化領(lǐng)域中。《電氣控制與PLC》是現(xiàn)代控制設(shè)備中應(yīng)用最廣泛、實(shí)用性最強(qiáng)、企業(yè)最急需的專業(yè)課程之一。它是一門集理論性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程?！峨姎饪刂婆cPLC技術(shù)》要求學(xué)生掌握電氣設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)、安裝及調(diào)試等方面的理論知識(shí)和應(yīng)用能力。對(duì)于電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的畢業(yè)生來說，就業(yè)前景廣闊。但是以前缺少對(duì)實(shí)踐技能和職業(yè)能力的培養(yǎng)，表明《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程的教學(xué)設(shè)計(jì)不完善，授課內(nèi)容不能滿足各專業(yè)學(xué)生的需要。同時(shí)，為了確保教學(xué)效果，各學(xué)校建設(shè)了PLC實(shí)訓(xùn)室，但是因沒有設(shè)施較為齊全的實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)際的教學(xué)中很難收到應(yīng)有的教學(xué)效果。為此，筆者根據(jù)幾年來對(duì)該課程教學(xué)的實(shí)踐與探索，在逐一分析這些教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，總結(jié)出在《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程方面積累的經(jīng)驗(yàn)，以供大家參考。

一、整合課程教學(xué)內(nèi)容，注重技術(shù)能力培養(yǎng)

通過市場(chǎng)調(diào)研分析得知，《電氣控制與PLC》課程在實(shí)踐中所需要的能力是：電氣控制操作能力、PLC基本原理及應(yīng)用能力、編程能力、功能指令應(yīng)用能力與維護(hù)能力。按照這些能力培養(yǎng)的需要，重新構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，即將實(shí)踐教學(xué)比重提高到70%，為以后從事現(xiàn)代設(shè)備的使用與維修等方面工作奠定良好基礎(chǔ)。因此，在課程內(nèi)容教學(xué)安排上，要注重相關(guān)課程（如電工技術(shù)、電機(jī)控制、單片機(jī)控制技術(shù)等）在該課程中的應(yīng)用，采用循序漸進(jìn)的方式，在內(nèi)容上從電氣控制主回路到控制回路、從局部電路到整體電路、從原理應(yīng)用到工藝安裝，使學(xué)生由易到難學(xué)習(xí)，逐步掌握現(xiàn)代設(shè)備電氣控制原理分析和故障診斷方法。

經(jīng)過大量的調(diào)查研究，結(jié)合電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專業(yè)的特點(diǎn)，將《電氣控制技術(shù)》與《PLC技術(shù)》整合為《電氣控制與PLC技術(shù)》課程。在課程教學(xué)中，通過一體化教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)形式，修訂了各專業(yè)的教學(xué)大綱，調(diào)整并優(yōu)化了適合各專業(yè)需要的教學(xué)內(nèi)容和教材，并且對(duì)教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法等進(jìn)行了精心組織和安排。根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)大綱要求，明確了各章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，選出學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)，并且在教學(xué)過程中，合理使用多媒體教學(xué)，這樣既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又便于更好的理解知識(shí)。

二、為提高教學(xué)效果開發(fā)出配套的多媒體課件

對(duì)于各種類型的電器元件的工作原理和功能、常用的繼電器電路、PLC的組成、PLC的工作原理以及種類繁多的各種功能指令的應(yīng)用等重、難點(diǎn)，以往用板書的形式教學(xué)，效果往往不是很理想。對(duì)于這種情況，本人結(jié)合實(shí)際案例，以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐技能能力為目標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)前電氣控制與PLC的發(fā)展現(xiàn)狀，充實(shí)該課程的設(shè)置內(nèi)容，使學(xué)生能更好的得到的訓(xùn)練。并親自制作了與教材配套的多媒體課件，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如：Flas、影像和聲音等，使課程內(nèi)容形象生動(dòng)。

三、采取多種教學(xué)方法

在《電氣控制與PLC》課程教學(xué)過程中可以采用項(xiàng)目教學(xué)法或任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。這種學(xué)習(xí)方法是使學(xué)生的學(xué)習(xí)圍繞完成一個(gè)具體任務(wù)進(jìn)行，這個(gè)具體任務(wù)將教學(xué)內(nèi)容融合在一起，把理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合。這一教學(xué)方法始終把學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，以任務(wù)作為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生通過自己的操作，把書上死的理論變成活的應(yīng)用，教師的引導(dǎo)、點(diǎn)撥更多的是把知識(shí)加以引申，使學(xué)生能夠觸類旁通，點(diǎn)面結(jié)合、以點(diǎn)帶面、以舊帶新。教師引導(dǎo)學(xué)生由簡(jiǎn)到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列“任務(wù)”，從而使學(xué)生獲得清晰的思路，能夠把握知識(shí)的脈絡(luò)。

四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

《電氣控制與PLC技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課。該課程的設(shè)置包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)。為了更好的體現(xiàn)課程內(nèi)容，開設(shè)高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)課，達(dá)到實(shí)踐的目的和效果，在評(píng)價(jià)方法中，將實(shí)驗(yàn)過程中的進(jìn)行情況、解決問題的能力及實(shí)驗(yàn)成績(jī)納入整個(gè)實(shí)驗(yàn)的最終成績(jī)中，這樣可以不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自我解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，利用現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)新型的實(shí)驗(yàn)。另外，鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在這方面可以開展以下活動(dòng)：

（一）自主開發(fā)多種PLC控制對(duì)象的控制裝置。

其一，通過各種方法收集了一些廢棄不用的挖掘機(jī)、遙控車等玩具做為學(xué)生實(shí)訓(xùn)的控制對(duì)象。另一方面，開發(fā)了面向工程應(yīng)用的多種PLC控制對(duì)象（交通燈、電梯和液體混合）的控制裝置。通過一段時(shí)間的實(shí)踐，這些控制裝置可以適用于4個(gè)層次（課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)創(chuàng)新和畢業(yè)設(shè)計(jì)）不同專業(yè)（電氣工程及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化、機(jī)械制造及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)機(jī)械制造及信息控制）的實(shí)踐教學(xué)體系，這些裝置發(fā)揮了重要作用，繼續(xù)完善并用于PLC的實(shí)踐教學(xué)。

（二）利用現(xiàn)成的教學(xué)模型進(jìn)行二次開發(fā)。

先期建立的PLC實(shí)驗(yàn)室，購置了一些先進(jìn)的教學(xué)模型，如機(jī)械手控制模型、立體倉儲(chǔ)模型、四層電梯模型、八層變頻調(diào)速電梯模型、挖掘機(jī)控制模型、吊車模型等，這些模型都是單機(jī)PLC控制，從最近幾年的應(yīng)用來看，利用情況不是很好，并且年年用，最后學(xué)生都失去了興趣。鑒于這種現(xiàn)狀，為了充分利用這些價(jià)值不菲的教學(xué)模型，研發(fā)了現(xiàn)代化物流倉儲(chǔ)控制系統(tǒng)、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室。這些二次開發(fā)的新的教學(xué)裝置與企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際控制接近，成本低，學(xué)生興趣高，課堂教學(xué)效果好，。

（三）基于組態(tài)技術(shù)的PLC實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)開發(fā)。

PLC的控制對(duì)象可以是實(shí)物模型，但它成本高、種類少，也可以是模擬演示的PLC實(shí)驗(yàn)箱，相對(duì)成本較低，不過，觀察不直觀。利用組態(tài)軟件在計(jì)算機(jī)屏幕上模擬PLC的控制對(duì)象可以彌補(bǔ)上述不足，并且成本低、免維護(hù)、靈活多樣、形象直觀、豐富學(xué)生的實(shí)訓(xùn)課內(nèi)容，增強(qiáng)PLC實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)效果。到目前為止，利用“組態(tài)王”已經(jīng)開發(fā)了自動(dòng)售貨機(jī)、八層電梯、交通燈、霓虹燈等仿真對(duì)象，并且這些組態(tài)實(shí)訓(xùn)仿真對(duì)象已經(jīng)用于PLC各個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，在實(shí)訓(xùn)過程中，學(xué)生的參與性增強(qiáng)了，提高了教學(xué)質(zhì)量。

（四）建立開放式實(shí)驗(yàn)室。

在老師的指導(dǎo)下讓感興趣的學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的利用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以及學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的調(diào)節(jié)等方面不同程度地起到了積極的作用。在實(shí)驗(yàn)室的開放過程中發(fā)現(xiàn)，通過開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施，使學(xué)生的動(dòng)手能量和創(chuàng)新能力得到了明顯的提高，并讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)行中體會(huì)了科研的樂趣。

（五）通過補(bǔ)充新知識(shí)滿足學(xué)生技能需求。

篇9

論文鍵詞：自主學(xué)習(xí)；工作坊；效果；不足

自主學(xué)習(xí)，又稱自我調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)，一般是指學(xué)習(xí)者自覺確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇學(xué)習(xí)方法、進(jìn)行學(xué)習(xí)監(jiān)控、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果的過程。自主學(xué)習(xí)對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、挖掘?qū)W習(xí)潛能、培養(yǎng)創(chuàng)新精神以及形成獨(dú)立學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的思想等都具有重要意義。

現(xiàn)階段調(diào)查研究表明，高職學(xué)生的自主學(xué)習(xí)主動(dòng)性普遍偏低，主要表現(xiàn)為學(xué)習(xí)方法不明確、理論與實(shí)踐結(jié)合能力較弱、工藝能力和工藝優(yōu)化能力與理論結(jié)合能力不強(qiáng)、自主學(xué)習(xí)理論和專業(yè)技術(shù)的氛圍不濃厚及自主學(xué)習(xí)條件不足。

一、工作坊教學(xué)模式的運(yùn)作

2010年年末寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院將工作坊教學(xué)模式引入教學(xué)工作中?！肮ぷ鞣弧本褪且詫?shí)際項(xiàng)目為載體、以學(xué)生鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力、強(qiáng)化專業(yè)技能、體驗(yàn)職業(yè)氛圍及開展科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)為目的的新型實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，是學(xué)生進(jìn)行課外工作實(shí)踐和提高自我管理能力的場(chǎng)所，同時(shí)也可作為學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和教師進(jìn)行技術(shù)研發(fā)提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)和制作平臺(tái)。

（一）工作坊的組成

工作坊以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為單位，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由不同年級(jí)、不同專業(yè)的學(xué)生自愿組合而成，每個(gè)項(xiàng)目配備指導(dǎo)技師，均利用課外時(shí)間進(jìn)行。

（二）工作內(nèi)容的確定

工作坊的內(nèi)容以項(xiàng)目為核心，項(xiàng)目的題目或由指導(dǎo)技師給定，或由學(xué)生自己提出，學(xué)生寫出項(xiàng)目的可行性報(bào)告，經(jīng)項(xiàng)目審核小組審核，審核通過的作為工作坊項(xiàng)目開展活動(dòng)。

（三）工作坊的管理方式

工作坊的運(yùn)作完全由學(xué)生自主管理，學(xué)生自主選出項(xiàng)目組組長(zhǎng)、副組長(zhǎng)，明確分工，并自主完成項(xiàng)目資料收集、項(xiàng)目策劃、制定技術(shù)方案、擬制項(xiàng)目計(jì)劃書、技術(shù)設(shè)計(jì)、加工制作、成果評(píng)價(jià)、成果等各個(gè)過程。項(xiàng)目進(jìn)行中的資金管理、進(jìn)度檢查、會(huì)議和討論安排等事務(wù)均由學(xué)生自己完成。

（四）學(xué)生自主實(shí)踐的運(yùn)作

在活動(dòng)中，學(xué)生憑個(gè)人興趣愛好，在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)自己所要制作的物品，利用課外時(shí)間進(jìn)入工作坊從事設(shè)計(jì)、制圖、加工制作、裝配調(diào)試和修理。

每一位使用工作坊設(shè)備的人員必須接受不少于3小時(shí)的安全培訓(xùn)，并經(jīng)考核合格后方可進(jìn)入操作技能培訓(xùn)環(huán)節(jié)。學(xué)生進(jìn)工作坊憑學(xué)生卡登錄，憑實(shí)踐卡進(jìn)行活動(dòng)。經(jīng)過工作坊培訓(xùn)并能積極參加活動(dòng)的學(xué)生，達(dá)到一定的活動(dòng)時(shí)間并能獨(dú)立制作完整作品，經(jīng)指導(dǎo)教師考核認(rèn)定后可以計(jì)算公選課學(xué)分，畢業(yè)時(shí)還可以獲得實(shí)踐經(jīng)歷的證明材料。

二、工作坊教學(xué)模式取得的效果

（一）搭建了自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，豐富學(xué)生課余生活，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

工作坊的建設(shè)為學(xué)生搭建了自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生利用課余時(shí)間參加自己感興趣的工作坊實(shí)踐活動(dòng)，不僅豐富了學(xué)生的課余生活，而且使學(xué)生的課余時(shí)間更多的用于知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)上，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（二）推進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理念和模式，提高學(xué)生自主創(chuàng)新能力

工作坊工作的推進(jìn)倡導(dǎo)校園“無界化”理念，通過不同專業(yè)、不同年級(jí)學(xué)生的自由組合，學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)領(lǐng)域知識(shí)，為學(xué)生提供“文（科）工（科）交叉，多元發(fā)展”的平臺(tái)。學(xué)生通過自我管理、自主完成項(xiàng)目開發(fā)、設(shè)計(jì)，不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題能力以及自我管理等能力。學(xué)生通過小組協(xié)作完成項(xiàng)目的開發(fā)，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，避免出現(xiàn)我行我素的“人才”，提高了學(xué)生組織、交流、協(xié)調(diào)能力。

（三）發(fā)現(xiàn)人才、儲(chǔ)備參加技能大賽人才

在每期的項(xiàng)目開發(fā)過程中，都會(huì)有十分優(yōu)秀的學(xué)生脫穎而出，這些優(yōu)秀學(xué)生將作為工作坊的指導(dǎo)小老師，負(fù)責(zé)指導(dǎo)下一期的學(xué)生，并作為科技大賽儲(chǔ)備人才。其中“機(jī)械手的制作與操作”工作坊的同學(xué)在參加2011年浙江省高職院?！皺C(jī)器人”項(xiàng)目技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽中獲得一等獎(jiǎng)，“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作”工作坊的同學(xué)在參加2011年浙江省大學(xué)生職業(yè)技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽機(jī)械部件創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制造項(xiàng)目技能大賽中獲得二等獎(jiǎng)。這些參加大賽的同學(xué)都是在工作坊的學(xué)習(xí)選拔中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)秀學(xué)生。學(xué)生之所以能夠取得這些可喜的成績(jī)，都是學(xué)生平時(shí)通過在工作坊的項(xiàng)目開發(fā)過程中不斷學(xué)習(xí)與磨練的結(jié)果。

（四）為教師科技研發(fā)提供平臺(tái)，提高教師的科研能力

工作坊不僅為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)，同時(shí)也為教師提供了科技研發(fā)的平臺(tái)，教師在指導(dǎo)學(xué)生的過程中同學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在研討的過程中，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有產(chǎn)品中存在許多不足之處，并將這些不足作為技術(shù)難題攻關(guān)，這為教師提供了很有價(jià)值的科研項(xiàng)目。教師在工作坊中同學(xué)生一起動(dòng)手操作，不僅提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)也為教師提供了一個(gè)實(shí)踐操作的場(chǎng)地。

三、工作坊存在的不足之處

工作坊的建設(shè)還在起步階段，還存在許多不足之處。

（一）工作坊的指導(dǎo)老師由專業(yè)教師兼職，教師指導(dǎo)學(xué)生同時(shí)還要擔(dān)任教學(xué)任務(wù)，由于指導(dǎo)教師的精力有限因此指導(dǎo)教師不能將全部經(jīng)歷花費(fèi)在工作坊的指導(dǎo)工作中，雖然工作坊配備了企業(yè)技術(shù)兼職人員，企業(yè)技術(shù)員由于工作原因也不能隨時(shí)指導(dǎo)學(xué)生，因此學(xué)生在遇到自己無法解決的問題需要指導(dǎo)老師的幫助時(shí)不能第一時(shí)間得到幫助，影響工作坊項(xiàng)目的進(jìn)度。因此工作坊還需配備專職的指導(dǎo)教師。

（二）由于大部分專業(yè)教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)遇到的許多實(shí)踐操作方面的難題有時(shí)也無法解決，從而影響工作坊的成績(jī)的提高。因此教師還需要經(jīng)常到企業(yè)實(shí)踐，以提高自身的實(shí)踐能力。

（三）學(xué)生在開展工作坊項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生參差不齊，能力強(qiáng)的學(xué)生能夠按照指導(dǎo)老師的要求完成各項(xiàng)任務(wù)，有些同學(xué)能力相對(duì)較弱，雖然參與的積極性很高，但在遇到自己不能解決的問題時(shí)，依賴?yán)蠋煛⑵渌瑢W(xué)的依賴性很強(qiáng)，因此工作坊的開展還應(yīng)考慮針對(duì)不同層次的學(xué)生在分配任務(wù)方面應(yīng)依據(jù)不同學(xué)生的特點(diǎn)，針對(duì)其長(zhǎng)處分配不同任務(wù)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生的特長(zhǎng)能夠得到充分發(fā)揮。

篇10

中圖分類號(hào)：C45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2014）10-0005-02

可編程控制器（PLC）是20世紀(jì)60年代誕生并發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置，集自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體。PLC以其體積小、功能齊全，通用性強(qiáng)，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、能適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用，被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一?！犊删幊炭刂破髟砼c應(yīng)用》是武漢東湖學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院面向電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化專業(yè)所開設(shè)的一門專業(yè)課程，對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)，還將其列為重點(diǎn)專業(yè)課程之一。本文在近5年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)《可編程控制器原理與應(yīng)用》這門課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索和總結(jié)，以期能進(jìn)一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、我院《可編程控制器原理及應(yīng)用》課程現(xiàn)狀

《可編程控制器原理及應(yīng)用》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課。這門課程設(shè)置的最終目的是讓學(xué)生掌握可編程控制器的工作原理、編程方法，并達(dá)到能利用它來實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的自動(dòng)控制，為他們將來走向工作崗位打下一定基礎(chǔ)。

根據(jù)以往學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋來看，大部分覺得本課程學(xué)習(xí)起來比較困難。一方面，可編程控制器涉及的知識(shí)面比較廣，綜合性強(qiáng)，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思路清晰，概念準(zhǔn)確。但由于學(xué)生思維能力、知識(shí)基礎(chǔ)和綜合分析能力方面存在差異，給教學(xué)帶來一定難度。另一方面，本課程除了理論學(xué)習(xí)外，還需要實(shí)際動(dòng)手操作能力，這是三本院校部分學(xué)生比較欠缺的一部分。

我所在的學(xué)院對(duì)《可編程控制器原理與應(yīng)用》安排的理論課時(shí)比較少，只有32課時(shí)，如何在這么短的時(shí)間讓學(xué)生掌握PLC的工作原理、指令以及相應(yīng)編程方法，最后再應(yīng)用于簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，對(duì)任課教師來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。選擇合理的教學(xué)內(nèi)容并把握好教學(xué)重點(diǎn)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

二、教學(xué)方法探索

1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生最好的老師，也是他們學(xué)習(xí)的動(dòng)力。如何才能提高學(xué)生的興趣呢？

（1）充分重視初期課程

通過教學(xué)實(shí)踐我們發(fā)現(xiàn)，剛開始的幾次課非常重要，要讓學(xué)生在初期的教學(xué)中，建立起對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用的全面了解，而不僅是一個(gè)抽象的概念。可以廣泛收集PLC在生活中的廣泛應(yīng)用，比如：電梯控制、十字路通燈控制、洗衣機(jī)控制、工業(yè)機(jī)械手控制等，并通過圖片展現(xiàn)，視頻短片播放等形式建立起對(duì)PLC的感性直觀認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生體會(huì)到PLC能應(yīng)用在我們身邊的很多領(lǐng)域，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

（2）教學(xué)案例緊貼生活

可編程控制器原理與應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容很多，其中編程方法是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。而編程方法的基礎(chǔ)則是指令的學(xué)習(xí)，指令學(xué)習(xí)是非常單一的，如果按照傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，會(huì)讓學(xué)生覺得難以理解并且會(huì)感到枯燥乏味，會(huì)降低他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。因此，我引入了案例教學(xué)法，而且所選案例緊貼日常生活，為學(xué)生所熟悉。比如引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)十字路通燈，從中介紹定時(shí)器的應(yīng)用；引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)某食品包裝線控制系統(tǒng)，引入計(jì)數(shù)器的指令等案例去取代空洞的理論，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

2.教學(xué)內(nèi)容選擇

可編程控制技術(shù)的涵蓋面非常廣，可以應(yīng)用于自動(dòng)化、電力、交通運(yùn)輸、航海等各個(gè)領(lǐng)域，其知識(shí)點(diǎn)也非常多，在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，如何有針對(duì)性地選擇教學(xué)內(nèi)容至關(guān)重要。

由于我所面對(duì)的專業(yè)為電氣和自動(dòng)化，在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中需要具備一定的電氣控制基礎(chǔ)，但前期并沒有開設(shè)相關(guān)課程。故在設(shè)計(jì)本課程教學(xué)內(nèi)容時(shí)加入了一小部分電氣控制，其次是PLC的基本知識(shí)，包括其組成、編程語言、工作原理等內(nèi)容，然后再結(jié)合學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備――OMRONCPM2A，讓學(xué)生掌握該設(shè)備的內(nèi)部元器件、基本指令、常用功能指令等知識(shí)，最后再選擇一些日常生活中典型的案例讓學(xué)生掌握基本的總體程序設(shè)計(jì)方法，包括經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)法和順序控制設(shè)計(jì)法等。讓學(xué)生逐步由簡(jiǎn)到難，慢慢掌握PLC的用法。重要的是還要讓學(xué)生能夠觸類旁通，通過學(xué)習(xí)了CPM2A PLC后也能去掌握其它型號(hào)PLC的相關(guān)用法。

同時(shí)，在講課過程中，重視案例選擇，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，選擇不同的案例。盡量所選擇的案例與他們的專業(yè)相關(guān)，而且能和其他專業(yè)課掛鉤。

3.教學(xué)方法探索

（1）采用啟發(fā)式教學(xué)

在教學(xué)過程中，采用啟發(fā)式教學(xué)，將教學(xué)重心從教轉(zhuǎn)到學(xué)，避免“滿堂灌”和“填鴨式”的教學(xué)，造成學(xué)生沒有足夠的思考空間，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)造成學(xué)生的抵觸情緒。因此，在教學(xué)方法上要注重老師主導(dǎo)，學(xué)生主體的模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)精神。比如在程序設(shè)計(jì)方法中，學(xué)生掌握基本編程方法后，程序設(shè)計(jì)就不再局限于條條框框，學(xué)生可以在老師的引導(dǎo)下去自主編程來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，以增加他們的成就感，讓他們體會(huì)到其中的樂趣。

（2）更新教學(xué)模式

在授課時(shí)，突出加強(qiáng)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)和開啟學(xué)生工程思維方式的教學(xué)理念。在講指令和程序設(shè)計(jì)案例時(shí)，從實(shí)際工程問題的角度出發(fā)，以典型案例為主線，將每個(gè)案例分解為若干任務(wù)來進(jìn)行解決，在其中引入相關(guān)原理和概念，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)τ嘘P(guān)知識(shí)進(jìn)行拓展，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用工程思維方式去理解問題和解決問題，縮短他們與就業(yè)崗位之間的距離。

同時(shí)，注重課堂教學(xué)與科研成果的融合，加強(qiáng)課堂教學(xué)和工程實(shí)際的聯(lián)系，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，不僅使課堂教學(xué)即具有基礎(chǔ)理論性，又具有較強(qiáng)的應(yīng)用性，而且使學(xué)生能更準(zhǔn)確把握理論知識(shí)與工程實(shí)際的結(jié)合，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

（3）教學(xué)手段靈活

近年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)成為課堂教學(xué)的主要形式。多媒體教學(xué)能夠通過圖像、文字、動(dòng)畫等多種形式來呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)課程的特點(diǎn)，在上課過程中，對(duì)一些重點(diǎn)、難點(diǎn)問題和一些典型案例的講解采用板書與多媒體相結(jié)合，以充分發(fā)揮板書層次清晰和多媒體教學(xué)手段形象生動(dòng)、信息量大的特點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)課程重點(diǎn)難點(diǎn)的理解，提高教學(xué)質(zhì)量和水平。

4.重視實(shí)踐環(huán)節(jié)

該課程實(shí)踐性非常強(qiáng)，需要充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，直觀的實(shí)踐環(huán)節(jié)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

（1）實(shí)踐環(huán)節(jié)安排

實(shí)踐教學(xué)作為專業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，與理論課教學(xué)處于同等重要的位置。針對(duì)該課程特點(diǎn)，我們?cè)涸O(shè)計(jì)了幾個(gè)不同的實(shí)踐環(huán)節(jié)，比如對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)，要求他們必須要有較強(qiáng)的PLC基礎(chǔ)，則為他們?cè)O(shè)置的實(shí)踐環(huán)節(jié)是從“認(rèn)知――課程實(shí)驗(yàn)――課程設(shè)計(jì)”，有一部分特別感興趣的學(xué)生，還可以在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和專業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中選擇合適的案例和控制系統(tǒng)來進(jìn)行進(jìn)一步的研究。同時(shí)，學(xué)校配備了并建立了設(shè)計(jì)性、開放性、綜合性、先進(jìn)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)需要自主選擇、設(shè)計(jì)完成不同類型實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

（2）充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性

在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在動(dòng)手的過程中去掌握PLC的相關(guān)應(yīng)用方法，也為了避免學(xué)生“吃大鍋飯”的現(xiàn)象，我們將教學(xué)內(nèi)容分成不同的設(shè)計(jì)任務(wù)，然后將學(xué)生分成若干個(gè)興趣小組，由興趣小組的學(xué)生來進(jìn)行討論，分組完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在教學(xué)過程中，教師處于主導(dǎo)地位，調(diào)動(dòng)興趣小組的協(xié)作能力，讓學(xué)生自己動(dòng)手編程序，然后進(jìn)行程序調(diào)試，在調(diào)試過程中找出問題并解決，不斷進(jìn)行總結(jié)。從而慢慢掌握可編程控制器的幾種基本編程方法和可編程控制器的接線方法和運(yùn)用。

同時(shí)，從各個(gè)興趣小組中抽調(diào)出一部分優(yōu)秀的學(xué)生去參加相關(guān)大賽，以大賽促進(jìn)教學(xué)，也可以進(jìn)一步帶動(dòng)并促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、結(jié)束語

《可編程控制器原理與應(yīng)用》是一門理論性、趣味性和實(shí)踐性都比較強(qiáng)的課程，要針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象去設(shè)置不同的教學(xué)內(nèi)容，并采用合適的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣并培養(yǎng)他們的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，才能使學(xué)生能更好地掌握該課程。

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