中国现代教育装备
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自制立体仓库实物模型应用于机电一体化实验的教学研究与实践
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2024-6-21 13:42:57
  [导读]针对当前高校机电一体化实验教学综合性和创新性不足等问题,提出自制立体仓库实物模型应用于机电一体化实验的教学改革。该模型基于西门子S7-1200 PLC模拟工业物流仓储立体仓库自动出/入库和存/取料的整个过程,实验教学按照基础实验项目、案例实验项目、开放式实验项目分层次进行,着重培养本科生的基本操作技能和综合创新实践能力。经过三年实验教学实践证明,实验教学改革有效提升了本科生运用专业知识解决实际问题的能力。

  机电一体化实验作为机械电子专业人才培养的核心实验课程,是对机电一体化专业课程中学习的理论知识进行验证和应用的重要环节[1]。原有的机电一体化实验主要在模拟装置或仿真软件中进行,缺少自主设计、动手接线和调试程序的训练,难以有效锻炼学生的工程实践能力[2-3]。此外,由于教学内容陈旧、实验设备落后,实验操作循规蹈矩,缺乏创新性和综合性,导致学生主动性差、学习效果不理想等问题。本文提出了自制立体仓库实物模型应用于机电一体化实验的教学改革方案。该模型主要由堆垛机、存储库位和控制系统等组成,融合了机械技术、电工电子技术、传感器技术、接口技术、PLC控制技术等多种技术,通过分层次开展基础实验项目、案例实验项目以及开放式实验项目,达到提升学生综合创新实践能力的目的。

  1 自制立体仓库实物模型

  2 案例实验项目

  3 实验效果

  4 结语

  本文将自制立体仓库实物模型应用于机电一体化实验,设计了基础实验项目、案例实验项目和开放式实验项目分层次教学,模拟实现了现代工业仓储物料自动出/入库和存/取料的整个过程。通过软件编程、硬件接线、调试运行等实践操作,学生深刻理解立体仓库的结构原理和控制逻辑,有效提升基本操作技能和综合创新实践能力。经过三年教学实践,学生运用专业知识解决实际问题的素质显著提升。与原有实验项目相比,该实验项目对机电专业学生的培养和考核更全面、合理。围绕机电一体化课程中对复杂类机电产品的设计要求,未来将继续自制桁架机械手、物料分拣机构等实物模型,并将其应用于相关实验项目开发。

  参考文献

  [1] 李玉婷.基于工程项目、社会需求的机电一体化实验教学研究[J].计算机产品与流通,2018(6):187.

  [2] 刘颖,李文强,程志辉.基于翻转课堂的机电一体化系统实验教学研究与应用[J].高教学刊,2022,8(21):121-124.

  [3] 李秀敏.机电一体化的发展趋势及实验教学的思考[J].科技资讯,2019,17(10):241-243.

  [4] 申小玲.基于PLC的立体仓库控制系统设计[J].南方农机,2022,53(14):66-68.

  [5] 胥远兴.基于西门子PLC的自动化立体仓库系统设计与仿真[J].微处理机,2023,44(2):56-60.

  [6] 党媚.基于S7-1200PLC的立体仓库高精度存取控制系统设计[J].电子设计工程,2021,29(9):61-65,70.

曹洁洁 吴健* 包轩庭 曹骋 常熟理工学院机械工程学院


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