伺服電機(jī)物料入庫定位控制一體化教學(xué)應(yīng)用

田海軍

摘? ?要：在傳統(tǒng)的機(jī)電一體化教學(xué)中，一直注重理論知識的講述，這樣也就沒有突出實(shí)踐教學(xué)的重要性，且在這種教學(xué)模式的影響下，雖然可以幫助學(xué)生掌握好理論知識，但是對于現(xiàn)階段來說，身處生產(chǎn)一線的畢業(yè)生雖然掌握了過深的理論知識，但是自身的實(shí)踐能力卻并不足，從而也就限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。且在工業(yè)生產(chǎn)的今天，新技術(shù)的加入使得機(jī)電一體化技術(shù)內(nèi)容也開始豐富起來，這樣也就必須要保證教學(xué)的有效性，從而促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)更好更快的發(fā)展。因此在實(shí)際教學(xué)中就要全面對機(jī)電一體化教學(xué)進(jìn)行改革，提高學(xué)生對問題的分析與解決能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;教學(xué)改革;伺服電機(jī);定位控制

選題來源：2009年國家人力資源和社會保障部下發(fā)【2009】86號文《技工院校一體化課程教學(xué)改革試點(diǎn)工作方案》，布置在全國技工院校開展工學(xué)結(jié)合一體化教學(xué)階段性試點(diǎn)工作。2016年11月起，人社部在全國部分技工院校開展第三批一體化課程教學(xué)改革，《機(jī)電一體化技術(shù)》是試點(diǎn)專業(yè)之一。

選題價值：微任務(wù)在專業(yè)課程中的位置，機(jī)電一體化綜合應(yīng)用技術(shù)與供配電技術(shù)、電力拖動、電子技術(shù)、PLC應(yīng)用技術(shù)、電氣設(shè)備安裝、傳感技術(shù)、電機(jī)調(diào)速、驅(qū)動技術(shù)等組成了本專業(yè)的課程體系。本次任務(wù)通過PLC與伺服電動機(jī)的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)物料入庫控制，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合調(diào)試操作的能力以及知識和技能遷移能力、團(tuán)隊協(xié)作、獨(dú)立分析和綜合決策的能力。本微任務(wù)源自企業(yè)典型生產(chǎn)過程。物料入庫作業(yè)控制是整個物料管理關(guān)鍵的部分，是各物流行業(yè)物料必不可少的生產(chǎn)過程，機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)平臺（SX-815L）融入了PLC技術(shù)、電工技術(shù)、變頻技術(shù)、步進(jìn)技術(shù)、伺服技術(shù)、傳感技術(shù)等專業(yè)技術(shù)，微任務(wù)是在學(xué)習(xí)了PLC和伺服電動機(jī)的基礎(chǔ)上對PLC和伺服電動機(jī)的綜合應(yīng)用，在物料入庫工作任務(wù)中具有典型性。

學(xué)情分析：本微任務(wù)的學(xué)習(xí)者為17級電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)（17青苗班）的學(xué)生（初中起點(diǎn)），本組學(xué)生共16人。學(xué)生已具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識和操作技能，通過前導(dǎo)學(xué)習(xí)，學(xué)生已掌握伺服電動機(jī)與PLC的基礎(chǔ)應(yīng)用，但對兩個方向的綜合使用及定位控制還不熟悉。 學(xué)生的積極性較高，思維活躍，動手能力較強(qiáng)，具備獨(dú)立查找資料能力，有一定的安全意識和安裝、編程的礎(chǔ)。學(xué)生喜歡上網(wǎng)，喜歡網(wǎng)絡(luò)交流，充滿好奇心，表現(xiàn)欲強(qiáng);態(tài)度認(rèn)真、勤奮踏實(shí)肯學(xué)，喜歡與實(shí)際崗位一致的技術(shù)。但部分學(xué)生團(tuán)隊合作意識不強(qiáng)，不太善于總結(jié)反思。

任務(wù)描述：自動化立體倉庫廣泛應(yīng)用于煙草、機(jī)械、電子、化工、紡織、印刷出版、制藥、食品、港口碼頭、機(jī)場、商業(yè)配送、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)領(lǐng)域，是企業(yè)重要的物料設(shè)施。校企合作單位某企業(yè)有一倉庫管理生產(chǎn)線，現(xiàn)需要把物料成品放入立體倉庫指定位置，現(xiàn)特請我院17級電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)青苗班的學(xué)生來完成該系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試任務(wù)。整個系統(tǒng)設(shè)計安裝過程遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求及安全規(guī)范。讓學(xué)生參與討論，對教學(xué)思路進(jìn)行創(chuàng)，設(shè)計意圖消除了學(xué)生上課伊始的緊張感，激發(fā)學(xué)生的興趣，通過觀看圖片，調(diào)動學(xué)生積極性，引導(dǎo)學(xué)生思考，調(diào)動課堂氣氛，讓學(xué)生意識到物料入位定位的重要性，接下來引入課題伺服電機(jī)物料入庫定位控制。

學(xué)習(xí)重難點(diǎn)分析：任務(wù)實(shí)施中的定位控制是整個任務(wù)的核心內(nèi)容，也是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)生經(jīng)驗不足，需要反復(fù)練習(xí)并進(jìn)行過程控制。突破方法;課前將學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布于釘釘群、微信群等網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師引導(dǎo)學(xué)生在課中完成X軸方向定位的PLC程序編寫及調(diào)試，為Z軸方向定位奠定基礎(chǔ)，通過查閱資料、小組討論、互助交流，小組成員對本小組PLC程序編寫存在的問題進(jìn)行討論、敢于發(fā)表自己的意見，并尋找解決問題的辦法。

教學(xué)實(shí)施過程：根據(jù)教師安排（強(qiáng)弱搭配的原則）分組，觀看校企合作某企業(yè)物料視頻介紹及SX-815L自動生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝備立體倉庫入庫的視頻。專家介紹完此次任務(wù)后，小組根據(jù)PLC與伺服電動機(jī)的基礎(chǔ)應(yīng)用的設(shè)計經(jīng)驗，并在查閱文檔資料后，小組分析討論確定本次任務(wù)的步驟，小組長分配好每個成員的任務(wù)，進(jìn)行角色扮演（程序員、操作員、接線員），并預(yù)算好時間，填寫好以下計劃表，交給教師審核。操作員可查閱資料完成PLC的I/0分配表，繪制伺服電機(jī)與PLC在X軸方向的接線圖。組內(nèi)其余同學(xué)對其完成內(nèi)容進(jìn)行檢查并完善。程序員在電腦上用GX Developer完成PLC程序的編寫，三菱PLSY指令及特殊數(shù)據(jù)寄存器D8140-D8143的應(yīng)用，小組互助交流解決程序編寫存在的困難，組內(nèi)其余組員對程序進(jìn)行檢查，接線員對設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行前的檢查，并填寫檢查表交給教師審核，程序員運(yùn)行程序，觀察立體倉庫入庫情況是否符合本小組的設(shè)計要求。程序員進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，并由操作員填寫記錄表，對調(diào)試運(yùn)行階段出現(xiàn)的故障，小組觀看教師發(fā)布的微課視頻并學(xué)習(xí)，按照步驟進(jìn)行故障檢修。

總結(jié)評價：各小組派代表展示自己PLC與伺服電機(jī)在X軸方向的接線圖，并在本組工作臺進(jìn)行成果展示。每個小組認(rèn)真觀摩其他小組的工作完成情況并進(jìn)行評價。各小組代表對本小組任務(wù)完成情況進(jìn)行總結(jié)和評價;每位學(xué)生對自己本次任務(wù)中的表現(xiàn)進(jìn)行評價。聽取企業(yè)專家的意見，企業(yè)專家根據(jù)學(xué)生整個任務(wù)過程的表現(xiàn)，從企業(yè)角度點(diǎn)評學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程。聽取教師綜合評價，完成個人總結(jié)與建議;同學(xué)們在釘釘APP上通過投票評選最優(yōu)秀的小組。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉紅.機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2011，（35）：33-34.

[2]王宏波.高職機(jī)電一體化專業(yè)微課的多元化教學(xué)研究[J].神州，2016（14）：57.

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