FMS系統(tǒng)在高職教學(xué)中的應(yīng)用

沈侃

摘要：FMS是柔性制造系統(tǒng)的英文簡稱，現(xiàn)在越來越多的高校將柔性制造系統(tǒng)引入到教學(xué)中，作為職業(yè)類院校將FMS引入，不斷提高學(xué)生的就業(yè)競爭力，使學(xué)生出校門前就可以了解并學(xué)會(huì)最先進(jìn)的技術(shù)，在走上工作崗位時(shí)將技術(shù)帶到企業(yè)的生產(chǎn)管理中去。本文就FMS（柔性制造）系統(tǒng)在教學(xué)中發(fā)揮的作用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：柔性制造系統(tǒng) 高職院校 教學(xué)應(yīng)用

1 概述

隨著十八屆三中全會(huì)提到我國將大力發(fā)展職業(yè)教育，各職業(yè)院校在生源緊張的情況下，為了更好地提高學(xué)生就業(yè)競爭力，各院校對實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)加大投入，特別是經(jīng)過國家示范性高職院校建設(shè)對原有設(shè)備也進(jìn)行了升級和改造，購置新型設(shè)備，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的型號有所增加，將現(xiàn)在最為先進(jìn)的FMS（柔性制造）系統(tǒng)引入到高等職業(yè)教育中。

2 柔性制造系統(tǒng)在高等職業(yè)教育中的應(yīng)用

2.1 FMS系統(tǒng)的基本組成 FMS系統(tǒng)的基本組成可按照客戶要求定制，可簡單到只有兩個(gè)工作單元，也可以擴(kuò)展到十幾個(gè)工作單元。我們以一套定制的FMS系統(tǒng)為例，它的組成有供料單元，檢測單元，高庫單元，傳送單元，KUKA機(jī)械手，Emco數(shù)控機(jī)床，RV-M1機(jī)械手，裝配單元和倉儲單元，還有機(jī)器人專區(qū)，同樣也有不同的工作站，分別是提取單元，取放單元，肌肉單元和Robotino。因此FMS系統(tǒng)是高自動(dòng)化程度的制造系統(tǒng)。本次所談及的柔性制造系統(tǒng)是指在切削加工和鉆孔裝配中以先進(jìn)的自動(dòng)化和高水平的柔性為目標(biāo)的制造系統(tǒng)。

2.2 FMS系統(tǒng)的主要功能 柔性制造系統(tǒng)在教學(xué)中最大的功能就是將現(xiàn)實(shí)企業(yè)工廠中的技術(shù)引入到學(xué)校中，那么學(xué)校的FMS系統(tǒng)中涵蓋了絕大部分工業(yè)生產(chǎn)中所涉及的應(yīng)用技術(shù)，主要包括工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)、PLC控制技術(shù)、電氣控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、電子技術(shù)、組裝技術(shù)、故障檢測與排除技術(shù)、傳感器技術(shù)、過程控制、組態(tài)控制等。工作單元之間具有柔性結(jié)合方式，可以任意組合，系統(tǒng)開放性強(qiáng)，可以不斷地將新技術(shù)融入到系統(tǒng)中，為學(xué)生提供了一個(gè)開放性、創(chuàng)新性實(shí)踐平臺，幫助學(xué)生從系統(tǒng)整體角度去認(rèn)識柔性制造系統(tǒng)各組成部分。每個(gè)工作單元可根據(jù)設(shè)定任務(wù)，選擇相應(yīng)功能和技術(shù)參數(shù)的氣動(dòng)元件、傳感器、電氣元件及標(biāo)準(zhǔn)型材集成而成。學(xué)生可以完成設(shè)計(jì)、裝配、編程、調(diào)試、維護(hù)和故障排除、測試與控制的綜合訓(xùn)練。

2.3 FMS在高職教學(xué)中的應(yīng)用 在職業(yè)教育中，各高職院校注重的是學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，特別是機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)，將FMS系統(tǒng)引入到教學(xué)中。通常機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)會(huì)先進(jìn)行基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，F(xiàn)MS系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是對各個(gè)工作單元的了解，從氣動(dòng)技術(shù)，機(jī)械裝配技術(shù)，PLC控制技術(shù)，電氣組裝等。用I/O通訊協(xié)議和Profibus總線來建立工作站間的聯(lián)系。FMS系統(tǒng)在教學(xué)中，傳感器檢測模擬的工件有無，顏色分類等；氣動(dòng)技術(shù)將工件推出，阻擋，夾取工件；真空技術(shù)也可以對工件進(jìn)行搬運(yùn)；傳送帶技術(shù)在使用過程中除了傳送功能外，還可以加阻擋氣缸。例如其中一套的FMS系統(tǒng)的運(yùn)行順序如下：供料單元在初始位，推動(dòng)氣缸伸出到位，擺臂氣缸左擺。首先料倉傳感器檢測工件的有無，料倉內(nèi)沒有工件，報(bào)警燈會(huì)亮起來，提醒需要加入工件；料倉內(nèi)加入工件，按下復(fù)位按鈕并啟動(dòng)，推動(dòng)氣缸回縮到位，料倉檢測到工件推動(dòng)氣缸將工件推出，擺臂氣缸在確認(rèn)工件推出的信號后，擺臂氣缸右擺將工件吸住左擺放到下一工作單元提升單元；提升單元傳感器檢測工件，并且通過傳感器檢測工件的顏色與屬性，當(dāng)檢測不出工件的顏色與屬性時(shí)，直接將工件當(dāng)做廢工件推出；氣伺服倉庫根據(jù)提升單元的顏色檢測將工件放在不同的倉庫層，當(dāng)工件放滿之后會(huì)將工件放到傳送帶上，進(jìn)入到加工環(huán)節(jié)。工件在傳送帶傳送的過程中，都添加了阻擋氣缸，以便可以使客戶添加各類單元站成為從站。加工完成之后機(jī)械手再次將工件拿出放在傳送帶上，使之進(jìn)入下一個(gè)加工單元。當(dāng)工件傳送到RV-M1機(jī)械手時(shí)，傳送帶阻擋氣缸伸出，機(jī)械手將工件夾取放入到加工位，模擬工件的鉆孔；鉆孔結(jié)束后通過機(jī)械手再次放到傳送帶上，通過傳送帶進(jìn)入到最后的裝配單元。裝配單元從傳送帶上使用氣動(dòng)機(jī)械手將工件放在檢測臺上，對工件進(jìn)行檢測，通過檢測放入到相應(yīng)的托盤中。當(dāng)托盤中的工件放滿后給個(gè)信號到倉儲單元，倉儲單元使用電機(jī)傳動(dòng)的方式將托盤放入到指定的單元內(nèi)。當(dāng)FMS運(yùn)行中，學(xué)生可以將所有的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)融合到柔性制造系統(tǒng)中，并且可以對其進(jìn)行編程，通訊，能夠使系統(tǒng)運(yùn)行。FMS系統(tǒng)在教學(xué)中，可以系統(tǒng)整體運(yùn)行，也可以將其拆開單站運(yùn)行，任意組合，這種方式不僅可以讓學(xué)生掌握了最先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，而且可以在將來的工作中舉一反三，到了企業(yè)實(shí)際中也可以靈活運(yùn)用。

3 FMS系統(tǒng)在教學(xué)中的發(fā)展趨勢

FMS系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)未來工廠模擬的新舉措。因此各類職業(yè)院校特別是高職院校按照專業(yè)要求對FMS系統(tǒng)進(jìn)行私人訂制，可以構(gòu)建簡單的工程模擬，也可進(jìn)行整體的系統(tǒng)搭建。如FMS系統(tǒng)在單項(xiàng)技術(shù)如加工中心（NC）、工業(yè)機(jī)器人、CAD/CAM、資源管理及調(diào)度技術(shù)等的發(fā)展提供了可供集成一個(gè)整體系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)；由于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，由過去傳統(tǒng)的、相對穩(wěn)定的市場，發(fā)展為動(dòng)態(tài)多變的市場。對于職業(yè)在教學(xué)中運(yùn)用的發(fā)展趨勢：向小型化，單元化方向發(fā)展；向模塊化，集成化方向發(fā)展；單項(xiàng)技術(shù)性能與系統(tǒng)性能不斷提高；應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。因此FMS系統(tǒng)除了在未來的企業(yè)技術(shù)領(lǐng)域得到廣大的應(yīng)用以外，更多的院校也將引入校園，使學(xué)生技能也有逐步的提高，更快適應(yīng)企業(yè)需求。

參考文獻(xiàn)：

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