基于YL－335B自動(dòng)線的教學(xué)體會(huì)與分析

陳光偉，索小娟，張念淮

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450052)

隨著社會(huì)對(duì)高職畢業(yè)生要求的不斷提高，技能已經(jīng)成為高職院校對(duì)學(xué)生培養(yǎng)的重點(diǎn)目標(biāo)之一。亞龍集團(tuán)的YL－335B型自動(dòng)生產(chǎn)線［1］實(shí)訓(xùn)考核裝備正是為提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力而生產(chǎn)的。該自動(dòng)生產(chǎn)線涵蓋了多種技術(shù)知識(shí)，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC［2］控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)等，具有很強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性。利用YL－335B，可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學(xué)習(xí)者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。本實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)正符合我們“做中學(xué)”和“做中教”的項(xiàng)目教學(xué)設(shè)想，通過在該設(shè)備上開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，極大地提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，從而達(dá)到了我院對(duì)學(xué)生技能培養(yǎng)的目的。

1 YL－335B自動(dòng)生產(chǎn)線的系統(tǒng)構(gòu)成

亞龍YL－335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5個(gè)單元構(gòu)成。其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 YL－335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置

1.1 功能介紹

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的工作目標(biāo)是將供料單元料倉(cāng)內(nèi)的工件送往加工單元的物料臺(tái)，完成加工后，把加工好的工件，送往裝配單元物料臺(tái)，然后把裝配單元料倉(cāng)內(nèi)不同顏色的小圓柱工件嵌入到物料臺(tái)上的工件中，完成裝配后的成品送往分揀單元分揀輸出，分揀站根據(jù)工件的材質(zhì)、顏色進(jìn)行分揀。

1.1.1 供料單元:該單元是YL－335B中的起始單元，為整個(gè)系統(tǒng)提供原料。具體的功能是:按照需要將放置在料倉(cāng)中待加工工件(原料)推到物料臺(tái)上，以便輸送單元的機(jī)械手抓取，輸送到其他單元上。

1.1.2 加工單元:把該單元物料臺(tái)上的工件(工件由輸送單元的抓取機(jī)械手裝置送來)送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動(dòng)作，然后再送回到物料臺(tái)上，待輸送單元機(jī)械手裝置抓取。

1.1.3 裝配單元:完成將該單元料倉(cāng)內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已加工的工件中的裝配過程。

1.1.4 分揀單元:將上一單元送來的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流。

1.1.5 輸送單元:該單元通過直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置到指定單元的物料臺(tái)上精確定位，并在該物料臺(tái)上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)放下，實(shí)現(xiàn)傳送工件的功能。

1.2 系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)

YL－335B實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的各工作單元分別由一臺(tái)西門子S7－200系列PLC承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間通過RS485［3］串行通信實(shí)現(xiàn)互連，構(gòu)成分布式的控制系統(tǒng)，控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中，每一工作站既可作為一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行，也可以作為整個(gè)系統(tǒng)的從站運(yùn)行。

圖2 YL－335B的控制結(jié)構(gòu)

2 教學(xué)體會(huì)

2.1 知識(shí)點(diǎn)全面，分項(xiàng)目學(xué)習(xí)

YL－335B自動(dòng)生產(chǎn)線的最大特點(diǎn)就是它的綜合性和系統(tǒng)性。它涉及到多學(xué)科的知識(shí)，比如機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到該生產(chǎn)設(shè)備中。這就要求學(xué)生有一定的知識(shí)基礎(chǔ)，也為教學(xué)方法的改變提出了可能。該系統(tǒng)可以分成五個(gè)工作單元并行學(xué)習(xí)，也可以整體組網(wǎng)練習(xí)。因此，在教學(xué)中我們采用項(xiàng)目教學(xué)法，將每一個(gè)工作單元作為項(xiàng)目主體，進(jìn)行單站的分解式學(xué)習(xí)，最后完成單站的組裝運(yùn)行;同時(shí)利用任務(wù)分解法，將知識(shí)點(diǎn)分解，理清教學(xué)思路。不僅讓學(xué)生能明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，知識(shí)目標(biāo)，逐步在一個(gè)項(xiàng)目中掌握相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，還能提高學(xué)生的自信心。

2.2 由淺入深，逐步深化

該系統(tǒng)涉及的知識(shí)點(diǎn)眾多，相對(duì)復(fù)雜，但整個(gè)系統(tǒng)的工作目標(biāo)和結(jié)構(gòu)相當(dāng)清晰，因此在教學(xué)過程中循序漸進(jìn)，由淺入深就變得非常有必要。對(duì)剛接觸該系統(tǒng)的學(xué)生，首先使其清楚系統(tǒng)的工作目標(biāo)和整體的功能，建立整個(gè)學(xué)習(xí)的框架;然后從硬件上講解整體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，之后將涉及的知識(shí)點(diǎn)由淺入深地講解。比如接近傳感器的應(yīng)用，先從基本的工作原理上說明其結(jié)構(gòu)和用途，然后結(jié)合各傳感器在自動(dòng)線上的應(yīng)用來講解其安裝調(diào)試的方法。很多的知識(shí)不僅在自動(dòng)線上使用還為其他方面的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，例如掌握基于RS485串行通信［1］的PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等打下了良好的基礎(chǔ)，所以在教學(xué)中逐步深化知識(shí)的講解有助于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高。

2.3 以賽帶練，以練促教

全國(guó)自動(dòng)線安裝與調(diào)試技能大賽從設(shè)備安裝、電路設(shè)計(jì)和連接、程序編制和調(diào)試等方面進(jìn)行考核，師學(xué)生在平時(shí)的訓(xùn)練中要明確大賽要求，實(shí)踐出真知，平時(shí)的練習(xí)會(huì)遇到各種各樣的問題，從問題的產(chǎn)生到問題的分析解決，都需要老師在教學(xué)的前后準(zhǔn)備充足的資料，需要更多的時(shí)間去處理問題，同時(shí)學(xué)生參與問題解決的整個(gè)過程。這樣使學(xué)生了解了總體，清楚了每一具體環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，同時(shí)也為教學(xué)提供了豐富的案例和經(jīng)驗(yàn)。

3 結(jié)語

針對(duì)該實(shí)訓(xùn)裝置的特點(diǎn)，我系改進(jìn)教學(xué)模式，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，已經(jīng)在教學(xué)中取得較好的效應(yīng)。結(jié)合YL－335B［4］自動(dòng)線實(shí)訓(xùn)裝置綜合性和系統(tǒng)性的特點(diǎn)，在以后的教學(xué)中系部將開發(fā)更多的實(shí)驗(yàn)課和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，開展更多學(xué)習(xí)的形式來滿足更多的學(xué)習(xí)要求和教學(xué)要求。同時(shí)為帶動(dòng)更多學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，系部還組織了機(jī)電新技術(shù)協(xié)會(huì)，利用課余時(shí)間專門學(xué)習(xí)自動(dòng)生產(chǎn)線，培養(yǎng)學(xué)生中的尖刀兵。

［1］呂景泉.自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試(第二版)［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009:1－7.

［2］戴明宏，張君霞.電氣控制與PLC應(yīng)用［M］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2007:105－107.

［3］石東海.單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精通［M］.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2002:350－370.

［4］亞龍集團(tuán).亞龍YL－335B型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書［K］.2009:6－14.