机电一体化教学改革下课程设计论文

1机电一体化课程设计前期教学工作

（1）设计题目、内容不规范，要求不统一。

由于每届或每班的指导教师不同，设计题目、内容、要求、难易程度偏离太大。如有数控机床改造设计、伺服系统控制设计、交通灯控制设计等，要求、工作量也不相同。有的设计任务偏难，有的设计任务又太简单。

（2）设计资料缺乏。

由于机电一体化是一门新兴的技术和专业，这方面的知识内容都在相关的杂志刊物登载，书籍相对少一些。要进行课程设计，收集这方面的资料较困难。没有现成的资料汇编及设计手册，学生要花费较多的时间找资料，往往是教师帮助寻找资料。而且没有像机械零件设计那样的系统完整的课程设计指导书。在设计中盲目性较大。

（3）师资不足。

最早几年机电专业方向只有一个班或两个班，指导教师有2~4人即可。一般由主讲或熟悉机电一体化控制系统课程的教师指导。近几年随着学生的扩招，机电专业扩展到4~5个班，指导教师需要8~10人，明显不够，因此有必要进行培养。

2机电一体化课程设计改进措施

（1）编写合适的机电一体化课程设计指导书，配齐设计资料。

到目前为止未见过公开出版的机电一体化课程设计指导书，所以有必要编写合适的机电一体化课程设计指导书，并收集较全的资料进行汇编，与指导书汇编成册。

（2）规范设计题目，统一要求。

规范设计题目不是整个设计都用同一个题目，而是在一个范围内选择题目，教师根据所选的题目按统一的要求下达任务书。设计题目一般以简易数控机床设计、数控机床改造设计、机器人及控制设计较为合适。在市场上可见的机电产品多得很，不是所有的机电产品都适合做题目，因其难易程度是不同的。机电专业的课程设置是以机床设计、机器人设计控制为典型产品的，在机电一体化课程设计中要反映课程设置的内容。机电专业方向课程有机电一体化系统设计、计算机控制技术、机械制造装备设计、机器人导论等课程。这些课程的内容在电的方面主要介绍了以计算机为核心的控制系统；机械方面介绍了机械运动、机械传动、机械结构及相关的标准部件，如滚动导轨、滚珠丝杠等。在选题及设计中要反映上述的内容。因此规范化的题目主要为数控车床（或铣床、钻床等）设计、车床（或铣床、钻床等）数控化改造设计、或是工业机器人及控制设计。这些都具有一定的机械部分内容，如数控机床进给轴传动部件，机器人的腰身、手臂运动部件及滚珠丝杠、导轨的应用等。电的方面包含数控系统电路设计，计算机控制系统设计及对机械部分的控制；从而实现了机电结合。对规范化的题目、要求及上述设计内容都已编入指导书中。

（3）指导教师的培养。

首先被培训的教师可以跟班听课，熟悉掌握相关的课程内容，然后在机电一体化课程设计进行中跟班辅导，以培养出合格的指导教师。

（4）加强督察。

当指导教师接到指导课程设计任务后，首先拿到机电一体化课程设计指导书，根据要求写出课程设计任务书；并由教研室主任或院教学指导委员会审查，合格才可向学生下达任务。指导中，教师要填写指导日志，随时记录指导中的难点、及出现的问题和解决方法，并进行小结，以便下一次指导时提高设计水平。

3机电一体化课程设计指导书主要内容

3.1设计题目确定及要求

3.2总体方案确定

（1）总体方案设计；

（2）绘制总体方案图。

3.3伺服系统机械传动部件设计

（1）切削力计算；

（2）滚动丝杠螺母副的计算与选型；

（3）伺服系统传动设计；

（4）步进电机当量扭矩计算及选型；

（5）机械传动结构设计（绘制一个轴的机械装配图）。

3.4控制系统硬件电路设计

（1）确定控制系统方案及绘制系统框图；

（2）单片机的选用；

（3）存储器的选用与扩展；

（4）译码电路设计；

（5）接口电路设计；

（6）绘制控制系统硬件电路原理图。

3.5基本的参考图表汇编。

4近一届学生机电一体化课程设计进行情况

4.1教师配备

近一届机电专业学生，每届有四个班进行机电一体化课程设计，共配备6名教师；其中有四名为独立指导教师，两名为辅导教师，为培养新的指导教师储备力量。

4.2指导书的使用及设计过程

设计学生和指导教师每人一份机电一体化课程设计指导书。教师按照要求写出机电一体化课程设计任务书，并经研究所长审查后发给学生。设计题目主要有CA6140普通车床数控化改造设计、C6132普通车床数控化改造设计。在同一个题目的学生中，要求设计进给轴部件时，一部分学生设计X轴进给部件，另一部分学生设计Z轴进给部件。整个过程根据设计任务书的题目、要求和机电一体化课程设计指导书给出的设计步骤、方法，先进行总体方案设计，再进行机械传动部件设计，最后进行CNC硬件电路设计。整个过程经过了机械、电子两方面的训练，实现了机电结合，达到预期效果。

4.3填写指导日志

教师在指导设计的过程中，及时填写指导日志，记录设计中的难点、问题，并进行小结。

5本文总结

本项目对近几年进行的机电一体化课程设计进行了总结，在肯定成绩的基础上找出不足；针对现存的问题进行分析、研究，提出了改正措施和努力方向。本项目完成的《机电一体化课程设计指导书》结合学生知识现状及专业学科方向给出了规范的设计题目，统一的设计要求，机械、电控两方面的设计方法、步骤及相关的图表资料等。设计内容紧密结合课程教学及学科前沿，加强机电结合，理论联系实际，内容新颖、重点突出。近两届机电专业学生进行机电一体化课程设计，提高了设计水平，达到了预期效果。

作者：李天景 贲能军 陈安柱 钱宗仁单位：盐城工业职业技术学院汽车工程学院