创新实验室建设方案
一、建设目标
利用学校现有场地优势和企业资源，补充部分资源劣势，打造创新实验室。创新实验室以学生创新为核心理念，STEM理念贯穿整个创新流程，培养学生动手能力及创新能力，坚守创新，持续实践，乐于分享。该中心是以创客文化为核心价值，共享资料、知识及技术，实施创新项目。创新实验室将创意、发明、创新、创业、教学实践转化为一个有机的过程，成为创新创业的集散地和创新社区的中枢，是提高学生专业技能水平和教师实践教学能力的有效途径，是深化学校教育改革的一个综合实践中心。
（一）培养学生动手能力
创新实验室最基础、最核心的内容就是培养学生的动手能力。
创新实验室配备了增材制造、减材制造、木工加工等关联设备，让学生通过对设备的学习与操作，锻炼学生的动手能力。
（二）学生创新能力培养
创新是可以培养的，四大基地配备独特的创新项目，学生以由简入深的各个项目为核心，围绕“认知，模仿，改善，创造”四个阶段反复进行学习，制作。培养学生创新思维，以及实现构想的能力。
（三）STEM 教育理念
STEM学习不是进行简单叠加，而是将四个学科整合到一种教学范式中，把零碎知识变成相互联系的统一整体。创新实验室就是按此STEM理念进行打造。
二、建设内容
创新实验室组成由若干小型普通机床，机床附件，木工工具，各类工具，量具等等设备构建而成的空间，建议面积50-70㎡，可容纳20名学生。同时，配置相应的制作项目和课程。锻炼学生使用新技术新设备的能力，配置相应的制作项目和课程，同时，提升学生的创新思维能力，增加学生创造力。
（一）创新实验室构成
该创新实验室是交钥匙工程，由场地+硬件设备+课程组成，满足学校教师与学生的教与学。
创新实验室由两个区域组成，分别是手动创新加工区、学习讨论装配区。每个分区根据功能特点不同，配置不同的创新加工设备、配套工具。除了设备的不同，创新实验室还根据不同层级的学生，设计了针对性的实训项目，覆盖中小学、高中高职、大学生。满足不同阶段学生的创新实训。
（二）创新实验室布局
（三）功能与主要对象
1、面向对象：
创新实验室主要面向对象：中小学、高中高职学生。
2、创新加工区
创新加工区包含几个分区：木工加工区、手动加工区、数控加工区、3D打印区
2.1 木工加工区：
该区域设备由木工设备组成，配套木工课程、加工耗材、视频。通过对半成品耗材的加工，主要是木工材料。能够更好的让学生获得完成作品的成就感，激发学生的兴趣，对创新的理解与创作的冲动。木工加工区操作难度较低，适合中小学生操作与实训。
2.2 手动加工区：
配套桌面式、台式手动机床，设备体积小，操作安全。通过对手动机床设备的操作，完成复杂项目的加工。该区域难度要求较高，适合高中及以上层次学生操作与实训。
2.3 数控加工区：
数控加工区配套数控机床，在手动机床操作的基础上，增加了数控加工部分，弥补手工加工带来的缺陷，让加工更为自动化、智能化。配备了多系统仿真加工一体机，学生在数控加工实操前，可以通过虚拟机进行虚拟加工，验证合格后，再发到实际机床上加工，保证了加工的安全和可靠性。该区域难度要求高，适合高职及以上学生操作与实训。
2.4 3D打印加工区：
3D打印加工区由多功能3D打印机、三维设计区组成。课程设计遵循由浅入深，从模仿到创新的原则，同学们首先学会看图、设计、建模、切割、打孔、敲打和拼插、粘贴等基本技能，了解各种工具的常识和作用。随后进行模仿制作，通过使用部分工具和材料制作教学套件中提供的电子套件，培养动手能力和创造能力，锻炼空间想象力。最终能够实现3D打印作品的独立创作。这其中的每个教学环节都是围绕一件制作、完成一个任务、进行一项设计、形成一样产品来开展学习实践。
3、学习讨论装配区
配备学习大屏，六边形桌椅，该区域建立的目的是为了学生进行理论学习与指导。学习大屏播放教学课件与项目视频，指导学生进行学习。
（四）创新能力培养
提出创新能力培养概念，认为创新能力是可以通过训练培养提升的。
创新能力培养模型：
创新能力培养需要经过认知（理解对象），模仿（逆向工程），改善（改进设计），创造（独立设计）4个阶段。我们依据创新能力培养4个阶段所设计的“创新链条”贯穿创新课程，经过实践检验，学习者反复学与练，创新能力得到显著提高。
（五）创新项目
项目名称 | 工艺卡 | 视频 | 图纸 | 毛坯 | 是否需要数控加工程序 |
陀螺项目 | √ | √ | √ | √ |
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火箭模型项目 | √ | √ | √ | √ |
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名片夹项目 | √ | √ | √ | √ |
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相框项目 | √ | √ | √ | √ |
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风铃项目 | √ | √ | √ | √ |
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笔架项目 | √ | √ | √ | √ |
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铜笔项目 | √ | √ | √ | √ |
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打火机项目 | √ | √ | √ | √ |
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炮车项目 | √ | √ | √ | √ |
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摇摆气缸项目 | √ | √ | √ | √ |
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三、建设清单
序号 | 设备名称 | 参数组成 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 三合一多功能锯磨刨组合机床 | ①锯床是以曲线锯割为主的机床，加置直线器也可进行直线据割。
②刨床是对据割后不平整的木板进行刨平加工。
③磨床主要是对木板进行圆角加工，也可磨直线，但没有刨床的精确。
适用于基础训练以及使用。
配有防护装置，相对安全。 | 台 | 2 |
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2 | 手持雕刻机 | 可以在木料上雕刻半圆形、三角形、开槽等功能。
适用于基础训练以及使用。
配有压力安全装置，相对安全。 | 台 | 5 |
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3 | 手持打磨机 | 对木板进行圆角和直线打磨加工，配有铲、锯等功能。
适用于基础训练以及使用。
利用震动原理，相对安全 | 台 | 5 |
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4 | 曲线锯 | 用于木料、亚克力、塑料等材料曲线形状的加工，能够无级变速，压板，以及吹灰功能。
适用于基础训练以及使用。
配有防护罩，相对安全。 | 台 | 5 |
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5 | 圆片锯 | 用于木料、亚克力、塑料等材料曲线形状的加工，能够无级变速，固定底板，并配有吸灰功能。 | 台 | 5 |
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6 | 台式车床 | 1、规格参数：
1.1 床身上工件最大回转直径 210mm
1.2 最大工件长度 510mm
1.3 主轴通孔直径 20mm
1.4 主轴内孔锥度 莫氏3号
1.5 尾轴孔锥度 莫氏2号
1.6 主轴转速范围（6级） 100-2000rpm
1.7 拖板横向行程 100mm
1.8 拖板纵向行程 70mm
1.9 可加工螺纹范围 公制 0.25-3.0mm（17种规格）
1.10 电机输出功率 1000w
1.11 车床外形尺寸 910*630*400mm
1.12 包装车床 1060*710*510mm
1.13 净重/毛重 105/135kg
2、随机附件：
2.1 环球牌三爪卡盘100及卡盘手柄 各1
2.2 双头扳手8×10、14×17、17×19 各1
2.3 内六角扳手2.5、3、4、5、6 各1
2.4 主轴顶尖 CJ9525-02019 1件
2.5 尾座顶尖 CJ9525-03023 1件
2.6 交换齿轮
公制：35、40、45、49、50(2只)、56、70、80、100(2只) 共11只
英制：35、40、45、50(2只)、55、70、100(2只)、127 共10只
公英制：35、40、45、49、50(2只)、55、56、70、80、100(2只) 、127 共13只
2.7 六角螺栓 GB 5783-86 M8x35 6
2.8 平垫圈 GB 97.1-85 8 6
3、专业版升级附件：
3.1 四爪卡盘
3.2 活顶尖
3.3 花盘
3.4 花盘压板
3.5 10*10车刀
3.6 车刀7件套
3.7 快换刀架
3.8 中心架
3.9 跟刀架
3.10 滚花刀
3.11 钻夹头 | 台 | 5 | SC4-Pro |
7 | 台式钻铣床 | 1、规格参数：
1.1 主轴精度 0.01-0.02mm
1.2 钻孔能力 20mm
1.3 攻丝能力 12mm
1.4 端面铣能力16mm
1.5 表面铣能力 50mm
1.6 主轴行程70mm
1.7 纵向行程（X） 400mm
1.8 横向行程（Y）190mm
1.9 主轴箱行程（Z） 290mm
1.10 主轴孔锥度莫氏3号
1.11 主轴中心线到立柱表面距离 190mm
1.12 主轴端面到工作台面的距离 370mm
1.13 工作台有效尺寸 700x160mm
1.14 T型槽尺寸 12mm
1.15 电机输出功率 750w
1.16 主轴转速（无级调速） 100-2000转/分±10%
1.17 外形尺寸（长x宽x高） 825x620x880mm
1.18 包装尺寸（长x宽x高） 960x760x1060mm
1.19 净重/毛重 111/145KG
2、随机附件：
2.1 使用说明书 1本
2.2 钻轧头和钥匙 φ13mm 1套
2.3 双头扳手 S1×S2 ：8×10、14×17、17×19 各1
2.4 内六角扳手 S：3、4、5、6 各1
2.5 油壶 1只
2.6 拉杆 X30212 1根
2.7 锥柄 X30269 1只 莫氏3号
2.8 T型螺母 X22001 2件
2.9 斜锲 X3C2002 1件 R8不配
2.10 保险丝 100V-240V/5A或110-160V/3A 各1
2.11 氯丁橡胶同步齿形带 GB11361-89 1
M2 Z65 B14长408.4 圆弧同步齿形带
M5×Z80×B15×长400 1 斯沃里专用
2.12 钳形扳手 X32001 1 R8主轴配
2.13 底脚调整螺钉 X31101 4
3、专业版升级附件：
3.1 外接平板电脑的蓝牙磁栅数显
3.2 自动进刀器
3.3 专用底座
3.4 回转工作台
3.5 三爪卡盘
3.6 分度盘
3.7 回转工作台尾座
3.8 键槽铣刀
3.9 50毫米立铣刀
3.10 100毫米平口钳
3.11 MT3钻夹头
3.12 42件套压板 | 台 | 5 | SX2.7-Pro |
8 | 钳工台 | 工作台:1500mm
宽度:900mm
高度加中网板:1250mm
钳工工具套件:带测深杆的游标卡尺；锉刀；可调节式锯弓；手锤；角尺；普通划规；台虎钳；划线盘；钢尺；卡规；丝锥套件；扳牙套件；铰刀等。 | 套 | 5 |
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9 | 多系统数控仿真一体机 | 1. 多系统数控仿真一体机是一款具有数字双胞胎功能的教学设备，它可与多系统加工中心配合使用，组成多系统数字化仿真及加工系统。
2. 仿真部分为具有数字双胞胎功能，仿真系统里面的 CNC 机床是加工中心的 1：1 双胞胎模
型。
3. 可以在仿真环境中控制与实物一致的设备模型进行对刀、换刀、装夹、切削加工等设备操作，过程及结果须与多系统加工中心的对刀、换刀、装夹、切削加工结果完全一致。
4. 仿真软件具有控制实际 CNC机床操作功能。
5. 设备为一体机、设备体积为:长560mm，宽810mm，高1200mm。
6. 可选配 FANUC、SIEMENS、广数、华中等多种主流数控系统和与系统对应的数控机床实物操作面板，数控机床实物编程键盘：
7. 模块化设计可切换数控机床实物操作面板，数控机床实物编程键盘。
8. 数控机床加工过程仿真显示器大小 19″以上，数控机床编程显示器大小 8″以上。
9. 设备电源：220V 50Hz 1.5A功耗：150。
10. 可配置多种数控车、铣、镗加工仿真软件。
11. 具备智能学习考核评价系统。
12. 标准配置计算机，独显，可运行大型三维造型软件；
13. 可兼容多种 CAD/CAM 系统（如 UG、Pro/Engineer、Solidworks、Auto CAD\CAXA等制图软件和编程软件）及办公软件、链接 3D 打印，兼容其它软件系统等。
14. 设备必须有自主知识产权，具有产品的专利证书，提供工程的彩色照片供参考。 | 台 | 1 |
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10 | 数控加工中心 | 特点：
可自动换刀
带桌面式4工位刀库
配置伺服电机
线性导轨
高精度滚珠丝杆
全防护罩壳带开门断电
LED金属三色警报灯
带福马轮可移动底座
功能参数：
1.工作台
工作台尺寸 400×145mm
T型槽 3×12×40mm
工作台载重 20kg
2.行程
X轴行程 260mm
Y轴行程 152mm
Z轴行程 180mm
主轴鼻端至工作台面 60-240mm
主轴中心至立柱导轨面 200mm
3.主轴
主轴规格 ISO20
主轴功率 1000w
主轴转速 100-5000r/min
4.进给轴
X.Y.Z三轴快速进给 5000mm/min
X.Y.Z三轴切削速度 1000mm/min
X.Y.Z三轴功率 X/Y/Z:400W
5.刀库
刀库数量 4把
最大刀具直径 10mm
最大刀具长度 110mm
最大刀具重量 0.5kg
换刀时间 10s
6.精度
定位精度 0.015mm
重复定位精度 0.01mm
7.其他
电源 230/120V
机床重量（净重/毛重） 280/340kg
机床尺寸 1040×860×940mm
包装尺寸 1170×960×1100mm | 台 | 1 |
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11 | 3D打印机 | 1. 打印机工艺：FDM快速成型技术
2. 打印尺寸：300mm×250mm×300mm（长×宽×高）。
3. 喷头数量：1个（除标准喷头外，额外赠送高温喷头一个）
4. 喷嘴直径：4mm
5. 打印机语言：6国语言包含中文英文操作界面。
6. 打印机屏幕：5英寸的显示屏触摸操作。
7. 打印层厚：0.05mm-0.4 mm。
8. 支持材料类型：支持PLA、ABS、PC、FLEX、HIPS、Wood-filled、Bronze-filled、Nylon、TPU、TPE、Fiber Carbon等主流材料。
9. 定位精度：X、Y轴≥0.0125mm、Z轴≥0.00125mm。
10. 打印速度：10~150mm/s。
11. 打印机功能特点：
1) 支持打印完成自动关机
2) 内置空气循环过滤风扇
3) 具有加热底板，磁吸式可移动反复折弯
4) 具有双放料结构（外部一个，内部一个）
5) 平台采用双Z轴上下结构，使得打印大尺寸更加稳固
6) 具备断电续打功能和WIFI连接发送模型并打印
12. 打印机软件特点：
1) 支持SIMPLIFE3D、CURA等切片软件。
2) 软件语言：支持15种语言，包含中文和英文操作。
3) 软件格式：支持.stl,obj,3mf,bmp,x3d,jpg,png等文件输入。
4) 软件系统：支持Windows 7及以上, Mac10.11系统以上平稳运行
13. 打印机配置：1卷PLA料盘，一套普通喷头，一套高温喷头，U盘一个（16GB） | 台 | 5 |
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12 | 作品展示柜 | 由4个独立柜子拼接组成，主体结构为钢结构，承重结构为玻璃。
单独柜子尺寸：高宽深1800*900*300
展示架上下Z字形构造 | 套 | 1 |
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13 | 工具墙（含基础工具） | 多功能移动工具墙，钢结构。
外形尺寸；960*410*1550mm
工、量具套件: 开口扳手（双头）套件；开口扳手（单头）套件；活动扳手；方形整体扳手；六方形整体扳手；内六角扳手套件；卷尺；十字螺丝刀大、中、小；一字螺丝刀大、中、小；水平尺；尖嘴钳；老虎钳；游标卡尺；百分表；带杆百分表座；手枪钻；麻花钻头套件等 | 套 | 2 |
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14 | 六边形桌椅套装 | 圆管钢脚 三氢板面板椅 钢脚 优质配件 黑色韩皮，六角桌，可拆可组,桌腿钣金1.5，配套椅子，椅子钣金1.5 | 套 | 4 |
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15 | 创新实验项目材料包 | 铜笔系列、摇摆气缸、风铃材料毛坯 | 套 | 20 |
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16 | 创新实验教学课程包 | 创新课程包，图纸、视频、工艺卡、教材。
包含课程：E1-普通车床操作入门、E2-普通铣床操作入门、J1 常用量具的使用方法、C1 势能小车创新项目、铜笔项目、摇摆气缸项目、风铃项目。 | 套 | 1 |
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17 | 实训室文化展板 | 高密度户外写真喷绘文化，高强度、抗紫外线、洁白明亮、透光均匀、防霉、防尘、防水 。雪弗板双面不干胶贴写真 厚度20mm | 套 | 1 |
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18 | 实训室装修 | 待定 | 套 | 1 |
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