
为进一步深化产教融合育人模式,切实提升学生机电一体化工程实践能力,在西安工商学院绿智制造产业学院的支持下,机械设计与智能制造系组织25级专升本234名学生开展STM32智能机械臂跨学科综合实训。本次实训为期4天共32学时,分四个批次有序开展,采用“理论授课+项目实操”的教学模式,打通机械、电子、嵌入式开发的知识壁垒,全力夯实学生工程应用能力,为培养智能制造领域高素质应用型人才筑牢实践根基。

机械臂作为工业机器人核心载体,广泛应用于汽车制造、精密加工、3C电子、智能装配等众多领域,是智能制造产业升级的重要装备。本次实训立足产业实际岗位需求,采用项目驱动、企业化流程管理模式,打通机械结构、硬件电路、嵌入式软件开发的知识壁垒,开展机械+电子跨学科综合训练。实训项目以STM32单片机为主控平台,完整实现舵机多关节角度控制、物体抓取、蓝牙4.0手机无线遥控、OLED屏幕状态显示、ADC旋钮手动示教、按键模式切换、点位记忆搬运模拟等多项实用功能,高度还原工业机械臂示教、搬运、装配的工作流程。

实训按照4天32学时科学划分教学内容。第一天完成嵌入式技术科普、开发环境搭建,掌握GPIO、按键、蜂鸣器等人机交互基础开发;第二天深入学习USART串口通信,攻克舵机驱动原理,实现舵机角度读写、抓取移动基础动作;第三天学习蓝牙无线通信、ADC模数转换、IIC通信协议,完成手机蓝牙远程控制、旋钮手动示教、OLED交互UI界面开发;第四天开展项目综合调试辅导、项目验收答辩与技术总结,同步开展嵌入式行业技术分享。整个教学过程遵循企业真实研发流程,从需求分析、系统设计、系统开发、集成测试到系统验收全流程规范训练,把企业项目质量管理规范引入课堂实训。

实训采用分组协作模式,实行企业工程师+校内教师联合指导。课堂上采取集中讲授、操作示范、分组实操、巡回答疑相结合的教学方式,学生以小组为单位完成硬件接线、程序编写、功能调试,工程师针对学生调试过程中遇到的通信异常、舵机动作偏移、界面显示故障等问题进行一对一指导。同时建立完善的实训考核体系,综合实训成绩由平时成绩与期末考核成绩两部分构成,兼顾考勤、课堂表现、作业完成情况,同时考核项目功能完成度、现场答辩、实训报告质量,全方位评价学生技术掌握、团队协作、工程规范等综合素养。实训严格执行考勤管理制度,明确学时考核要求,保障实训教学质量落地。

本次跨学科综合实训,将机械结构知识、模电数电、C语言单片机开发融为一体,让学生完整体验真实工程项目开发全流程,熟练掌握STM32外设驱动、无线通信、舵机控制、人机交互界面开发等实用技术。
下一步,机械设计与智能制造系将持续深化产教融合,持续优化实践教学内容,对接智能制造产业岗位能力要求,不断完善跨学科实践育人体系,着力培养兼具机械功底与电子软件开发能力的复合型工程技术人才。