淮阴工学院自制（改造）教学仪器设备项目申请书.doc

淮 阴 工 学 院自制（改造）教学仪器设备项目申请书申请单位（加盖公章）：项目名称机电产品模型设计及控制开放实验平台经费来源数量1单价4万总价4万项目负责人许军职称工程师起止时间2012.52013.6参与研制人员学内容及对实验室建设的意义自制（改造）设备完成的实验教完成的实验教学内容机电一体化系统设计课程设计机械设计课程设计数控技术部分实验大学生创新实践计划和毕业设计的实践平台对实验室建设的意义在有限的学时内丰富学生的学习内容，提高学生的实验能力和创新能力是当前教改的一个重要内容。对于实践性较强的机电专业，减少验证型、演示型实验，增加设计型、综合型、研究型实验是培养合格本科专业人才的需要，也是机电实验室建设的目标。1、拓宽了设计性实验的选题范围。一个好的实验选题要体现知识覆盖面、创新性、实验量、技能训练等方面的要求，还要求实验平台能提供相应的支持。模块化的开放组合机电实验平台，让实验选题在强调知识的综合性、新颖性和实践性同时，可以紧扣专业当前发展方向，提高学生对实验的兴趣，充分调动学生的主观能动性。每增加一个新模块都能开拓新的设计性题目，及时淘汰简单陈旧的题目。2、挖掘现有设备的多种用途，提高了实验室的使用效率。我院实验仪器种类多，能够利用的空间大，只是部分设备的台套数少，功能不是很完善，但是能够提供给学生作为实验性实践和拓展思路空间的平台，可以提高设计性机电实验的质量，也解决了实验设备不足的问题。通过设计实验，学生可以亲自动手操作各种仪器设备，熟练掌握各种仪器的使用方法，提高了实验室使用效率。3、从设计到验证的实验和创新平台学生由过去看实验变成设计实验，实验指导书变成了实验设计书，学生实验的目的为了验证自己的设计，是实验室教学改革的方向。申请理由1、目前我院机械电子专业缺乏有效的实践和创新平台机械电子工程作为交叉学科，包含机构设计、控制工程、单片机原理、PLC控制、电力拖动、气动控制等。相关基础课分别依托机械和电气的有关实验室，多数实验都是验证和演示型，缺乏机电有效结合的，学生动手参与的实验项目。目前许多高校用于机电一体化系统设计与综合实验的设备是德国FESTO公司生产的MPS-模块化生产加工系统，涉及机械、电工、电子、气动、传感检测多个领域，共9个工作模块，价格80万元。如果直接引进，学院目前的师资，实验室人员配备，学生的能力都无法达到要求，不能保证每个学生都有动手实践的机会。机电设计类的实践项目部分高校采用慧鱼组合套件，要求学生亲自动手拼接装配机械设备模型，了解机械系统和微机控制系统的原理、特点、设计方法。慧鱼编程控制软件ROBO Pro并非为工业而开发，学生需要另外花大量的课外时间学习才能运用。现有的机电教学教具，在实验中忽略“机械母体”的作用，重控制轻机械，为了提高学生“以机为主，以电为辅，机电有机结合”的分析和设计能力，需要开发针对我院机电培养目标和课程开设相衔接的机电类实验平台，2、开放的平台能满足学生主动性和创造性要求机械电子工程专业方向是机械工程、电子科学与技术及控制科学与工程3个学科的融合，应该把培养学生的创新设计、创新思维和动手能力摆在重要的位置。开放式创新实践教学可以满足学校对学生创新能力培养的需求，激发学生的创造力，激励学生学习的主动性，培养学生分析问题和解决问题的能力。开放的平台包括机械模块，电控模块，软件编程以及全部设计资料的的开放。学生在未进实验室就能最大限度掌握实验设备的状况，实验前可充分预习，资料准备充分。整个实验过程学生成为主导，极大激发学生主动性积极性，让发现问题、解决问题和提出创新意见。实验项目可由教师布置或学生根据自己的兴趣和需要自选。学生不光验证了自己的设计，还能看到自己作品。3.从设计到验证的现代机电一体化产品设计的过程机电一体化已被视为一种可为电子机械产品提供最佳设计方案的方法。机电一体化设计正在从使用物理样机来进行验证和优化的传统的顺序设计做法向现代化的并行设计方法发展（如图1所示）：目前先进的自动化控制和3D机械物理建模技术的大量应用，通过预先使用数字建模和模拟技术，将控制和机械模拟集成到一体化设计过程中。实验教学要紧跟时代发展的步伐，让学生在实验过程中了解设计的全过程，掌握先进的设计理念，将所学的知识融会贯通，而不是停留在书本以及计算机屏幕上，最终要落实到一个个产品上。申请单位技术状况机械电子专业方向教改资金的支持，依托数字化制造实验室的制造能力。自制（改造）设备技术指标该平台采用创新型的设计方法，系统从底层高度开放，可完成机电设计型，综合型实验教学项目，有效地改善我院机电专业的实验教学条件，提高教学效果。根据机电一体化系统设计、机械设计数控技术单片机原理及其应用PLC等主干课程的实验教学要求，平台确定采用模块化设计，各模块既可单独完成某门课程的实验，也可互相配合完成复杂的机电一体化综合性创新实验。系统主要特色及指标如下:(1)符合教学功能要求，总体布局与普通工业产品不同，各个模块的系统不能封闭，而是以面板形式充分展开，其外形总体尺寸大小考虑一个实验小组的人数，一般在57人。(2) 机械系统的开放性。机械系统是实现机电一体化产品功能的最基础的部件，机械模块包括常用机械传动机构 以及能充分代表当前机电产品的典型应用，教学难度适中，并有充分且详细的图纸资料便于学生3D建模和装配。(3) 控制系统的开放性。控制系统按照功能划分，有CPU模块、电源模块、步进电机驱动模块、LCD显示模块、键盘及LED显示模块、继电器控制模块、变频器控制模块、通信模块等。学生可以针对不同实验的要求，自主选择，组合连接，充分发挥学生的主动设计能力。(4) 建立实验室网站。开放机电实验平台的全部技术参数和相应的机械和电子模块，便于学生设计实验。实验步骤要求如下：1.学生通过校园网了解开放平台全部的资料，做好相应的前期准备工作，如针对选定的综合设计性实验题目，查找相关的资料，并设计出初步的实验方案。2.学生提交设计方案，讨论通过并完成实验。3.提交设计性实验报告。(5) 实验平台有相应的制造单元支持。提供一定的原料以及小型加工车铣床，用于零件的加工，在实验和创新设计中如果现有的机械部件无法满足要求时，学生可以自行设计并加工部分零件。同时教师在维修，开发制作新模块，可以有制造单元支持能尽快的实现更新设计，不断完善各