實(shí)訓(xùn)教學(xué)下機(jī)電一體化柔性系統(tǒng)范文

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【摘要】柔性系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，是利用其綜合了自動(dòng)控制以及機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)集成系統(tǒng)，與當(dāng)今工業(yè)發(fā)展相互呼應(yīng)，以利于提升學(xué)生專業(yè)能力以及職業(yè)能力。學(xué)生在機(jī)電一體化柔性系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)與企業(yè)的零距離對接，達(dá)到了專業(yè)教學(xué)與實(shí)際操作接軌的目的，可有效提升專業(yè)教學(xué)質(zhì)量，切實(shí)發(fā)揮實(shí)訓(xùn)教學(xué)效用，完善學(xué)生的實(shí)踐能力以及就業(yè)能力。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的機(jī)電一體化柔性系統(tǒng)，是對從事自動(dòng)化柔性生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試以及維護(hù)等職業(yè)技術(shù)人員制定的實(shí)訓(xùn)體系，對于今后機(jī)電專業(yè)學(xué)生發(fā)展而言，應(yīng)將專業(yè)教學(xué)內(nèi)容與崗位工作內(nèi)容對接，合理運(yùn)用優(yōu)化方案實(shí)施柔性生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，在柔性生產(chǎn)中引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)柔性系統(tǒng)，并掌握產(chǎn)品生產(chǎn)的流行趨勢。

【關(guān)鍵詞】實(shí)訓(xùn)教學(xué);機(jī)電一體化;柔性系統(tǒng)FMS

柔性制造系統(tǒng)是新時(shí)代背景下應(yīng)運(yùn)而生的一種新工業(yè)生產(chǎn)方式，這種方式旨在提高制造柔性以及生產(chǎn)效率，還要進(jìn)一步縮短生產(chǎn)周期以及保證產(chǎn)品質(zhì)量，以達(dá)到降低能耗的目的。在機(jī)電一體化專業(yè)中將FMS柔性制造系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)訓(xùn)體系，一方面是因?yàn)椴簧俑呗毟邔６家M(jìn)了先進(jìn)的柔性生產(chǎn)設(shè)備，具備了開展柔性實(shí)訓(xùn)教學(xué)的前提條件，另一方面學(xué)校對采用何種優(yōu)化的方式展開實(shí)訓(xùn)還沒有明確的想法，F(xiàn)MS柔性制造系統(tǒng)是我國工業(yè)發(fā)展的新模式，能夠順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢，積極推動(dòng)專業(yè)教學(xué)改革創(chuàng)新。因此，F(xiàn)MS柔性制造系統(tǒng)與機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)與加工相結(jié)合，為專業(yè)教學(xué)和學(xué)生今后發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

一、機(jī)電一體化柔性系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

現(xiàn)階段高職高專機(jī)電專業(yè)教學(xué)中，實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系缺乏實(shí)踐性以及實(shí)時(shí)性，教學(xué)內(nèi)容以及實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)都與企業(yè)實(shí)際崗位脫軌，高職高專為了改變機(jī)電專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量低下的問題，正在進(jìn)一步引進(jìn)新的技術(shù)以及新設(shè)備，以圖優(yōu)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)境。柔性生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，是將機(jī)電專業(yè)一體化教學(xué)所涉及的物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)以及自動(dòng)加工等子系統(tǒng)結(jié)合起來，讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中了解多種技術(shù)以及系統(tǒng)，切實(shí)感受工業(yè)發(fā)展新趨勢，了解設(shè)備的操作以及崗位工作標(biāo)準(zhǔn)，從而更新教學(xué)體系。機(jī)電一體化柔性系統(tǒng)滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中所涉及的職業(yè)技術(shù)人員的能力與素質(zhì)要求，保證專業(yè)實(shí)訓(xùn)教訓(xùn)與工業(yè)實(shí)際操作結(jié)合，不斷地完善教學(xué)實(shí)訓(xùn)體系和提升教學(xué)質(zhì)量。柔性系統(tǒng)是工業(yè)面臨新的市場競爭環(huán)境以及科技發(fā)展提出的一種新生產(chǎn)模式，旨在大幅度提高制造柔性以及生產(chǎn)效率，并積極縮減產(chǎn)品的生產(chǎn)周期并保證產(chǎn)品質(zhì)量合格，降低能耗后需要進(jìn)一步降低成本，以達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益。FMS柔性制造系統(tǒng)與機(jī)電一體化專業(yè)結(jié)合，是以學(xué)生實(shí)訓(xùn)和就業(yè)為導(dǎo)向，開發(fā)出適合機(jī)電專業(yè)學(xué)生今后發(fā)展的實(shí)際FMS柔性制造實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，在此實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中讓學(xué)生掌握自動(dòng)加工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的運(yùn)作以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)內(nèi)容，打造學(xué)科交叉度高以及應(yīng)用面廣、創(chuàng)新性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，幫助學(xué)生掌握機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用，為學(xué)生建立開放性、創(chuàng)新性以及易參與的實(shí)踐平臺(tái)，讓學(xué)生能切實(shí)在實(shí)訓(xùn)中了解機(jī)械制造系統(tǒng)的基本組成和基本原理，從而摒除傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中任務(wù)布置以及作業(yè)批改等繁瑣事件，按照模塊化的柔性制造綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，還能進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量以及實(shí)訓(xùn)教學(xué)監(jiān)管效果。

二、基于實(shí)訓(xùn)教學(xué)的機(jī)電一體化柔性系統(tǒng)開發(fā)

由于我國柔性生產(chǎn)系統(tǒng)起步較晚，很多高校都沒有明確地提出培養(yǎng)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)研發(fā)的培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)電專業(yè)雖然以應(yīng)用型人才為培養(yǎng)核心，但最終的教學(xué)還是沒有轉(zhuǎn)變到位。對于機(jī)電專業(yè)而言，要培養(yǎng)出柔性生產(chǎn)系統(tǒng)研發(fā)人才，還是要在電氣自動(dòng)化專業(yè)以及機(jī)電一體化專業(yè)上下功夫，從課程體系開始到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，圍繞柔性生產(chǎn)系統(tǒng)建立相關(guān)的課程體系，并圍繞柔性生產(chǎn)系統(tǒng)創(chuàng)建實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，積極促進(jìn)學(xué)生參與到柔性實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)中，吸引大量學(xué)生參與柔性系統(tǒng)研究，借助專業(yè)以及學(xué)校的職業(yè)技能大賽、“自動(dòng)線安裝與調(diào)試”技能大賽以及與企業(yè)合作等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，以更加適應(yīng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為社會(huì)提供創(chuàng)新型人才，將柔性生產(chǎn)理念滲透到工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)專業(yè)以及教學(xué)體系改革。對于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)，要以學(xué)校自身所有的設(shè)備以及教學(xué)資源為依據(jù)，借助引進(jìn)的柔性生產(chǎn)設(shè)備制定FMS柔性實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，制定柔性生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方案，并架構(gòu)完整的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系。例如現(xiàn)如今不少學(xué)校都引進(jìn)了亞龍YL－335B型自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備，可以將這些設(shè)備安裝在現(xiàn)有的鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)上，通過機(jī)電一體化設(shè)備機(jī)械部件以及PLC模塊、觸摸屏模塊等，將整個(gè)柔性系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)劃分為供料單元、加工單元以及輸送單元等五個(gè)單元，分別為學(xué)生構(gòu)建獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，應(yīng)用多種類型傳感器讓學(xué)生進(jìn)行物體運(yùn)動(dòng)位置以及通過狀態(tài)的判斷，或者是采用RS485串行通信的PLC網(wǎng)絡(luò)控制方案，每個(gè)學(xué)生在各個(gè)單元實(shí)訓(xùn)中通過一臺(tái)PLC承擔(dān)起控制任務(wù)，達(dá)到各單元之間分布式控制實(shí)訓(xùn)。FMS柔性系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)開發(fā)中，還要依據(jù)學(xué)校機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)以及課程設(shè)置情況，大致將系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)分為九個(gè)學(xué)習(xí)情境，將五個(gè)單元分別進(jìn)行細(xì)化，分成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信、PLC程序編制和調(diào)試，電氣控制電路安裝以及傳感器應(yīng)用、機(jī)械系統(tǒng)安裝與調(diào)試、元件安裝與調(diào)整、系統(tǒng)維護(hù)及故障檢測等，從供料開始讓學(xué)生擔(dān)任各個(gè)單元和學(xué)習(xí)情境中的操作崗位、管理崗位以及質(zhì)量檢測等工作，從而了解整個(gè)柔性制造系統(tǒng)的工作過程。第一，控制過程中上料單元接受信號(hào)后，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條轉(zhuǎn)向銑床方向，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)中的程序控制，還需要采用順序控制法等明確地標(biāo)出各個(gè)程序的信號(hào)流向，并將PLC作為第一用戶語言，采用了串并聯(lián)、觸頭等術(shù)語及圖形符號(hào)，增加一些功能性指令，按照一定控制要求以及規(guī)則連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)，在繼電器線圈結(jié)束整個(gè)上料程序。第二，數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)采用了PostgreSQL實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，并采用MYSQL實(shí)現(xiàn)讀寫分離和負(fù)載平衡，系統(tǒng)數(shù)據(jù)表中包含教師數(shù)據(jù)表和學(xué)生數(shù)據(jù)報(bào)表、作業(yè)信息表等內(nèi)容，教師模塊以及學(xué)生模塊都圍繞著整個(gè)教學(xué)過程，依據(jù)柔性制造綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容、FMS柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)以及實(shí)踐教學(xué)體系，對接企業(yè)崗位人才需求，直接將學(xué)生作業(yè)以及實(shí)習(xí)情況反饋到企業(yè)以及學(xué)校中，共同展開柔性實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。應(yīng)從學(xué)生角度認(rèn)識(shí)柔性制造系統(tǒng)的各部分，模擬自動(dòng)化生產(chǎn)加工系統(tǒng)，提升學(xué)生的工程應(yīng)用能力，教師可以通過查看學(xué)生實(shí)訓(xùn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)判斷學(xué)生實(shí)際操作是否達(dá)標(biāo)，并允許學(xué)生下載實(shí)訓(xùn)以及實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)用到的資料，及時(shí)補(bǔ)充知識(shí)，以滿足現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)招聘要求，提升專業(yè)學(xué)生的就業(yè)能力。

三、結(jié)語

以FMS柔性制造系統(tǒng)為載體，能夠?qū)W(xué)生在實(shí)訓(xùn)中認(rèn)識(shí)工業(yè)實(shí)際操作，實(shí)現(xiàn)就業(yè)以及企業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)的無縫對接，達(dá)到優(yōu)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的目的，且還能進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)電專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，解決機(jī)械制造高度自動(dòng)化以及高柔性化之間的矛盾，并優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

［1］張貴軍，陳安，王文，吳浪，李章維．模塊化柔性制造綜合實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理系統(tǒng)開發(fā)［J］．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34(12):161～163

［2］吳海琪．機(jī)電一體化柔性制造系統(tǒng)的研究與教學(xué)開發(fā)［J］．現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2017，24:372

作者：丁巧芳 單位：揚(yáng)州技師學(xué)院