基于FMS的高職自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)體系探索與實(shí)踐

嚴(yán) 惠 賴(lài)永波

（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 無(wú)錫 214153）

基于FMS的高職自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)體系探索與實(shí)踐

嚴(yán) 惠 賴(lài)永波

（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 無(wú)錫 214153）

以FMS搭建教學(xué)平臺(tái)，將數(shù)門(mén)專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)體系融合于其中，采用項(xiàng)目式教學(xué)方式，以實(shí)現(xiàn)工件的上料、加工、沖壓、清洗、烘干、檢測(cè)、組裝、入庫(kù)流程為目的展開(kāi)教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)專(zhuān)業(yè)課程體系的總結(jié)與綜合。

FMS（柔性制造系統(tǒng)）；高職；自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)；綜合實(shí)訓(xùn)體系；項(xiàng)目式教學(xué)法

項(xiàng)目式教學(xué)法是當(dāng)前高職教育中較先進(jìn)的一種教學(xué)方法，教學(xué)內(nèi)容按照實(shí)際的工作任務(wù)、工作過(guò)程和工作情境組織，以完整的工作過(guò)程貫穿于項(xiàng)目式教學(xué)中，即以工作過(guò)程為導(dǎo)向，提高學(xué)生的社會(huì)能力、方法能力、專(zhuān)業(yè)能力,使專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練更接近社會(huì)需求,最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“零距離”上崗。

專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)是針對(duì)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)需求設(shè)立的。通過(guò)該環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),將三年中的幾乎所有專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)點(diǎn)總結(jié)歸納于其中,如圖1所示，實(shí)現(xiàn)了課程的系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用。因此,對(duì)于該環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)對(duì)象與課程時(shí)間安排都有很?chē)?yán)格的要求，并將其安排為自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)三年學(xué)制在校學(xué)習(xí)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。

圖1 專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)專(zhuān)業(yè)體系支撐圖

圖2上料單元圖

實(shí)訓(xùn)所采用的FMS(Flexible Manufacturing System，柔性制造系統(tǒng))由PLC、觸摸屏、傳感器、通訊、電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器、機(jī)械手等部分組成。柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)由計(jì)算機(jī)集成管理和控制，高效率地制造某一類(lèi)中小批量多品種零部件的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。

教學(xué)平臺(tái)的搭建本環(huán)節(jié)以新引進(jìn)的FMS為學(xué)習(xí)平臺(tái)，該平臺(tái)主要包括：（1）上料單元。實(shí)現(xiàn)工件的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移和工件運(yùn)輸功能，如圖2所示。（2）數(shù)控加工單元。由HNC-18i數(shù)控機(jī)床控制器、伺服定位與變頻主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和小型數(shù)控機(jī)床三部分組成，實(shí)現(xiàn)工件的加工。（3）沖壓?jiǎn)卧?。將鋼珠沖壓到塑料工件中形成半成品，配置全套液壓控制系統(tǒng)，如圖3所示。（4）清洗與烘干單元。實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控加工完成的工件進(jìn)行清洗與烘干。（5）視覺(jué)單元。完成工件形狀、外觀等性能指標(biāo)檢測(cè)，配置邦納視覺(jué)傳感器，對(duì)工件進(jìn)行精確視覺(jué)檢測(cè)。（6）碼垛單元。 進(jìn)行產(chǎn)品材料、顏色和厚度檢測(cè)功能。（7）組裝單元。將不同的工件進(jìn)行裝配，生成一套完整的成品。（8）存儲(chǔ)單元。成品貨物經(jīng)過(guò)堆剁機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)出入庫(kù)。（9）皮帶線單元。完成整個(gè)工件加工、運(yùn)輸功能。（10）教師站網(wǎng)絡(luò)單元。

體系目標(biāo)的制定

有以下目標(biāo)：（1）對(duì)柔性制造系統(tǒng)的整體架構(gòu)與組建有全局的認(rèn)知；（2）了解整個(gè)流水線各單元的工作原理；（3）掌握各單元所采用的核心控制模塊的工作原理與實(shí)現(xiàn)方式；（4）熟練掌握各單元功能的實(shí)現(xiàn)方案，包括編程、硬件接線、程序下載、調(diào)試及故障排查；（5）實(shí)現(xiàn)整個(gè)流水線中所涉及的專(zhuān)業(yè)課程實(shí)施體系的綜合。

體系內(nèi)容設(shè)計(jì)

本環(huán)節(jié)總學(xué)時(shí)數(shù)為140學(xué)時(shí)，系統(tǒng)的最終目的是實(shí)現(xiàn)上料、工件的數(shù)控加工、沖壓、清洗與烘干、檢測(cè)（檢測(cè)項(xiàng)目包括形狀、外觀、顏色、材料、厚度）、組裝及存儲(chǔ)等功能。各個(gè)單元之間工件的傳輸通過(guò)流水線實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，首先需要對(duì)各個(gè)單元中的核心控制器以及各個(gè)單元共有的編程、連線等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。因此，學(xué)生要對(duì)12個(gè)子任務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，然后進(jìn)行分工，即分成9個(gè)小組，由各個(gè)小組實(shí)施相應(yīng)的單元方案。最后進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。這樣，既可實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)也可加強(qiáng)小組之間的合作。另外，即使某一組的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，也可以將流水線小車(chē)移至下一單元，從而解決由于某一組的落后對(duì)其他學(xué)生造成影響的問(wèn)題。

考核方案

本環(huán)節(jié)的考核成績(jī)由平時(shí)成績(jī)與考試成績(jī)組成，比例安排如表3所示。平時(shí)成績(jī)由各個(gè)環(huán)節(jié)的子任務(wù)與主任務(wù)決定，每個(gè)環(huán)節(jié)占有相應(yīng)的比例?？荚嚦煽?jī)分為兩部分：理論考試與上機(jī)考試，上機(jī)考試采用分組進(jìn)行。每組選題由計(jì)算機(jī)隨機(jī)抽題。

通過(guò)最后一個(gè)學(xué)期的專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)，學(xué)生鞏固了一、二年級(jí)所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)點(diǎn)的綜合。同時(shí)，由于實(shí)訓(xùn)所實(shí)現(xiàn)的方案與過(guò)程接近于企業(yè)真實(shí)操作流程，通過(guò)本環(huán)節(jié)借助FMS搭建的自動(dòng)流水線平臺(tái)進(jìn)行訓(xùn)練，使即將踏上工作崗位的學(xué)生又增加了一些企業(yè)工作的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

圖3 沖壓?jiǎn)卧獔D

表1 子任務(wù)安排表

表2 主任務(wù)安排表

表3 成績(jī)比例劃分表

[1]段春梅.淺談高職《動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)ASP》教學(xué)改革中的項(xiàng)目式教學(xué)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2008，（12）.

[2]陸浩剛.機(jī)電專(zhuān)業(yè)工作過(guò)程系統(tǒng)化、項(xiàng)目式教學(xué)探討[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2008，（35）.

[3]任國(guó)興.基于實(shí)訓(xùn)基地柔性制造系統(tǒng)建立的研究[J].唐山職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（1）.

[4]袁海燕，王曉平.PLC和機(jī)器人在柔性制造系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，（6）.

[5]劉玉霞,王勇.柔性制造系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2008，（1）.

G712

A

1672-5727（2011）05-0132-02

嚴(yán)惠（1982—），女，碩士，江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，研究方向?yàn)榭刂评碚撆c控制工程。