实验项目名称：

机械手的PLC控制虚拟仿真实验

项目介绍：

课程性质及背景：机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，按固定程序抓取、搬运物件的工具，可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，常用的机械手的控制方式的PLC控制。

课程特点及必要性：1、可模拟真实实验场景；2、整合虚拟现实技术与网络教学平台，打破时间、地域限制。

项目目的：

通过虚拟实验使学生对PLC输入输出点的接线方式、电路中应用的元器件的工作原理、主电路和控制电路的区分以及PLC中时间继电器、按时间和行程实现自动控制的方法形成比较清晰的认识，掌握各电路中线材的选型、接线的位置、元器件的动作关系、电路的安全保护方式等。并了解万用表和其他工具的使用方法。

面向理论课程：

控制工程、机电传动控制、机电一体化系统设计

面向专业：

机械设计制造及其自动化、车辆工程

仪器硬件设备及软件环境：

虚拟现实软件平台

实验项目功能及效果：

实验内容或任务：

在虚拟实验之前学生需了解机械手的工作原理、信号类型和动作规律，整理好实验中需要的所有电器元件型号、线材型号、PLC型号、控制梯形图和语句的知识，为虚拟实验和后续的真实实验做好准备。实验中展示电路中各个电器元件外形及名称，学生结合之前预习的内容自己选择，并结合电路原理图摆放元器件位置，选择合适的线材和工具，亲自动手虚拟装配，将电器元件的各个接点连接好，并使用万用表测量和检测。将编制的PLC程序输入后，观察机械手的动作，注意电路中必须应用相应的保护。实验流程结束后，以该电路是否满足实验要求作为测试成绩。

实验效果：

整个虚拟实验完成后学生对于PLC的应用能很好的掌握，对机械手的控制方式和PLC控制程序有比较详细的了解，对于万用表和其他工具的使用有比较完整的认识，强化了机械手虚拟实验中所涵盖的电器、电路、自动化运行的知识，使学生具有典型机电产品和机构的自动化设计的思想和工程实践的意识。

图1 机械手的PLC控制虚拟仿真实验