关键词： 盖板玻璃   缺陷检测   机电一体化   图像分割   遗传算法  

摘要： 为了解决某企业平板电脑盖板玻璃缺陷检测效率低下、误检率高、人力成本高的现状,亟需设计并制造一台自动化程度高、工作稳定性高、检测精度高的缺陷检测设备。虽然针对浮法玻璃的缺陷检测设备的研发早在上个世纪就取得了不错的成果,但是盖板玻璃缺陷检测的需求是21世纪新需求,盖板玻璃的需求随着新世纪以来手机、电脑等电子设备的风靡而出现骤增,不同于浮法玻璃,盖板玻璃常见的缺陷为划伤、透光和崩边,需要设计特殊的检测方案。经过调研,市面上现存的大部分盖板玻璃缺陷检测自动化设备都是针对手机屏幕盖板玻璃而研发,针对平板电脑盖板玻璃这类大尺寸的缺陷检测设备还鲜有研究。鉴于此,本文主要研究了以下内容:(1)通过研究现有盖板玻璃缺陷检测设备的不足,利用系统工程学中的总体设计方法,首先分析了设计的需求,高精度、自动化程度高、检测速度快和检测目标大等需求及性能指标,针对以上需求拟定总体方案并初步设计了检测方案。基于光源的特点、检测的环境、光路等要素设计了采样实验,对所需的工业相机、镜头等元器件进行计算选型,最后形成了三套针对不同缺陷的检测方案。(2)根据上述确定的总体设计方案和检测方案对缺陷检测样机的结构进行设计,确定了缺陷检测样机模型。设计过程中借助《机械设计手册》对所选关键元器件进行校核,借助Solid Works三维建模软件对样机进行建模,最后使用Ansys有限元分析模块进行结构校核,保证关键零件的安全性。(3)基于缺陷检测样机模型,进行了电气控制系统的设计。根据功能需要选用了相关元器件,确定使用西门子S7-200 SMART PLC和Arduino mega2560作为控制器,并编写相关控制程序。最后利用上述选用的元器件借助导线搭建了缺陷检测样机的电气控制系统。(4)缺陷检测系统的研究关键是针对划伤、透光和崩边缺陷设计各自的检测算法,并对算法进行创新。改进了图像分割算法,将传统的二维Otsu分割算法与遗传算法相结合,提高算法求解速度。本文主要在种群初始化方式、种群选择、种群交叉和种群变异等方面做了改进,采用了多阶段、自适应的遗传方式,在提高种群多样化的同时并不会降低收敛速度,有助于算法快速收敛到最优解。相比于传统的遗传算法,借助改进后的遗传算法,分割效果和速度有明显提升,提高缺陷检测的效果。(5)基于上述设计的缺陷检测算法、电气控制系统进行上位机系统的开发。系统包括通信模块,人机交互模块和图像处理模块。首先,借助以太网、串口通信的性质建立上位机与PLC、单片机的通信,利用相机的SDK接口建立与上位机的通信。基于Py Qt模块和Python编程语言设计图形用户界面。最后借助Open CV实现上述检测算法并与图形界面、通信模块进行封装形成上位机系统。上位机系统借助通信模块与下位机建立通信,形成了完整的缺陷检测样机的检测系统。针对某企业的平板电脑盖板玻璃缺陷检测样机的系统研究综合运用了结构设计、电气控制、上位机软件开发、图像算法等知识。使用了系统工程学的总体设计技术和机电一体化技术设计了样机结构;基于机器视觉技术融合智能优化算法对缺陷检测算法进行一定程度改进,提高检测的性能。基于上述的所有工作与研究,目前搭建了一台平板电脑盖板玻璃的缺陷检测样机和检测系统,可以进行大尺寸盖板玻璃缺陷检测的实验与研究。通过一定缺陷样本实验,该样机运行平稳,初步达到效果。

关键词： 技能大赛   机电一体化项目   教学改革  

摘要： 职业技能大赛是新时期职业教育教学模式改革的一个重要举措，它不仅引领了职业教育教学改革与专业课程建设工作的全面发展，而且为职业技能教育教学事业的发展指明了方向。随着社会的不断发展和进步，新经济常态下的职业技能大赛也应顺应时代发展的潮流，从专业技能、考核评价、心理技能等几方面着手探索和研究职业技能大赛开展的策略，将职业技能大赛与职业教育紧密地衔接在一起，加快机电一体化专业课程教育教学改革的速度，促进职业教育教学质量的有效提高。本文主要是对技能大赛引领机电一体化专业课程的教学改革进行了分析与探讨。

关键词： 亚龙YL-235A   光机电一体化   自动控制   工件分拣包装  

摘要： “职教二十条”的颁布实施，使高校对职业教育的模式有了新的认识和要求，其中最重要的一个方面是职业教育要与生产实际相对接。在教学实践过程中，将机电一体化课程进行教学内容重构，将教学内容分解为多个与生产实际相符合的工作任务，辅助以亚龙YL-235A型光机电一体化设备，可以让学生在接近真实的生产环境中学习，将电力驱动、PLC原理及应用、传感器技术与应用、液压与气压传动等课程进行整合，提高自身将理论联系实际的能力。在生产实践中，经常遇到按材质或颜色对工件进行分类的任务要求，利用亚龙YL-235A型光机电一体化设备设计工件分拣包装装置，是机电一体化课程教学内容重构之后的典型工作任务，具有很强的代表性和学习价值。

关键词： 德国AHK机电一体化职业资格考试   评价模式   考试制度  

摘要： 在过去的几年里，国家和教育部印发了许多有关职业教育发展的文件，帮助高职院校引进高水平的国外专家和优质的教育资源，鼓励中外教师访学交流，从而探索适应中国的职业教育发展模式。德国AHK机电一体化职业资格考试构建于公平、可信的校企融合评价平台，为满足工业发展对合格人才的需求，提出了一种新型的合作学习与评价模式。这种模式的优势在于人才的培养，培养目标能够满足岗位职业能力的需要，使学校和企业对人才能力的培养有一个统一的标准。针对德国AHK机电一体化职业资格考试的要求，对现阶段国内本土化实施过程中的教学和实践问题进行了研究，并提出了解决方案和实施方案。本文着重探讨了实施以行动为导向的德国AHK机电一体化职业资格考试，以知识与技能为本质，促进课程模式改革的理论与实践研究，成为项目教学中对学生进行评价的有效手段，实现培养学生职业能力的共同目标，对职业教育考试制度的实际改革具有启示意义。

关键词： 课程思政   劳动教育   职业教育   教学应用   机电一体化  

摘要： 敬教劝学，建国之大本；兴贤育才，为政之先务。2020年，习近平总书记提出思政课是落实立德树人根本任务的关键课程。思政教育和劳动教育是落实立德树人根本任务的关键课程，目前已取得了较好的教学育人效果。但要实现与专业教育的完美融合，还存在着融合方法、师资团队以及评价体系方面的问题和挑战。课程思政教育的顺利进行，依赖于教学双方共同的理想和信念。要坚持以学生为中心的原则，深入调查学生的特点和喜好，思政点的选择取之于学生，用之于学生，才能获得最佳课堂效果。“多维度、全方位”润物细无声地将工作责任、职业素养和品德根植在学生的思想中。劳动教育促进技能的掌握，旨在培养勤于劳动、善于劳动的高素质技能人才。以自动化设备与生产线课程中分拣站单元的教学为例，进行思政和劳动教育环节的设计和实施，提高职业教育的教育质量。

关键词： 产教融合   机电一体化技术   专业课程体系   系统理论  

摘要： 科学的专业课程体系是支撑专业人才培养目标、保障人才培养质量的重要组成部分。阐述了高职机电专业根据智能制造企业对人才需求的新变化,利用系统理论,重构了"系统认知与体验—子系统学习应用关键技术—系统综合应用解决问题"的系统化专业课程体系;校政企三方主体,共建校内、校外实践基地,与行业企业长期合作,优化改进实践环境,为专业课程体系实施保障;根据企业岗位能力要求,采用理实一体化教学与考核模式,提高专业学生岗位胜任力;采用"主课堂学专业基础+拓展课堂精炼一技之长"的模式,打造岗位需求人才培养新途径。

关键词： 以实践为导向   技师院校   机电一体化   教学改革  

摘要： 机电一体化课程的实践性比较强,所以学生不仅要学习理论知识,还要拥有能够把理论应用在实践中的能力,这样才能够在应用理论知识的过程中收获更多的实践成果。这就要求教师加强教学改革,改变重理论、轻实践的想法。在教学时,增加实践教学内容,注重提升学生的实践能力。在梳理机电一体化专业教学改革的基础上,详细分析当前技师院校相关专业教学中存在的不足及其影响因素,接着以问题和实践为导向,提出具体的改革策略,希望能为相关研究提供一些参考。

摘要： 在我国科技水平持续提高的背景下，智能化技术实现了较好的发展，机械生产制造也对智能化技术提出了更高的要求。当前，开展机械制造工作时利用传统机电技术难以满足技术创新要求，巧妙地将机电一体化技术引入智能制造中，促使机电技术能够同机械制造进行巧妙地融合，进一步强化智能制造技术发展的基础。基于此，本文主要探究了机电一体化与智能制造的概念，然后对机电一体化技术的运用进行了分析，最后总结归纳了此技术的发展方向，以供参考。

关键词： “1+X”证书   机电一体化   课程改革  

摘要： 随着“1+X”证书制度的不断试点，职业院校的教育教学模式带来了深刻变革，学分制、弹性学制、模块化教学等灵活的学习制度不断涌现出来，高职院校机电一体化专业在实施“1+X”证书制度时，以往的课程体系的教学标准与职业标准和职业技能等级标准未能较好地实现对接，远远不能满足市场和用人单位的实际需求。因此，需要进行课程体系的深度改革，构建有效促进学生学习的“1+X”书证衔接和融通的课程体系，优化人才培养方案，改革教学内容，为社会培养高素质复合型技能型人才。本文就高职机电一体化专业在“1+X”证书制度背景下的课程体系改革做一些探讨。

关键词： 电机控制   小型化   中空轴   机电一体化   双电机控制  

摘要： 伺服电机作为响应速度快、控制精度高、运行平稳的工业自动化执行机构,广泛应用于各类加工制造领域,以及军用领域。目前,在工业机器人的机电一体化关节方面,一般采用普通电机与减速器结合的传统驱动方案,且采用外部走线的方式,很容易造成动作干涉。随着电机制造和材料加工等方面的进步,直驱电机逐渐取代传统驱动方案用来直接驱动设备。针对以上问题,本文设计一种基于全32位高精度磁电编码器的中空轴、高精度和机电一体小型化的直驱电机伺服系统,以满足机器人机电一体化关节或转台的需求。针对伺服系统高精度的需求,从控制算法计算精度、电压实现精度和传感器精度三个方面进行控制算法的优化设计;针对关节刚性提升的需求,基于单电机伺服系统设计并验证双电机控制算法。首先,进行电机的分析与设计。针对小型化和中空轴的设计需求,进行了电机基本参数的分析与方案设计。基于参数确定后的电机方案,建立了电机的三维模型,并进行电磁场仿真分析,逐步优化电机基本结构。针对电机的机电一体化需求,对控制器的硬件电路方案进行了设计规划,调整控制器电路板与电机结构间的装配方案。搭建了机电一体化的永磁电机,对电机基本参数和控制器基本性能进行初步验证。其次,设计并调试电机控制算法。针对全32位高精度的磁电编码器,设计了电机电流环基本控制算法。针对控制周期内死区时间的影响,设计了提高电压实现精度的控制算法。基于已设计的电流环控制算法,设计了全32位整型计算的速度环和位置环控制算法。调试了电机电流环、速度环、控制环的基本控制参数,进行了电机伺服系统特性实验。最后,设计并验证双电机控制算法。基于调试完成的永磁电机,设计了无减速器下的双电机测试平台结构。基于高精度的电机控制算法,设计了双电机控制算法。基于电机控制器,设计了双电机与上位机间的通信方案。搭建了双电机测试平台,验证了双电机控制算法对电机刚性提升的有效性。