基于FMS的高职自动化专业综合实训体系探索与实践

摘要:以FMS搭建教学平台,将数门专业课程知识体系融合于其中,采用项目式教学方式,以实现工件的上料、加工、冲压、清洗、烘干、检测、组装、入库流程为目的展开教学,从而实现对专业课程体系的总结与综合。

关键词:FMS(柔性制造系统);高职;自动化专业;综合实训体系;项目式教学法

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2011)05-0132-02

项目式教学法是当前高职教育中较先进的一种教学方法,教学内容按照实际的工作任务、工作过程和工作情境组织,以完整的工作过程贯穿于项目式教学中,即以工作过程为导向,提高学生的社会能力、方法能力、专业能力,使专业训练更接近社会需求,最终实现学生的“零距离”上岗。

专业综合实训是针对自动化专业需求设立的。通过该环节的学习,将三年中的几乎所有专业课程知识点总结归纳于其中,如图1所示,实现了课程的系统总结与应用。因此,对于该环节的学习对象与课程时间安排都有很严格的要求,并将其安排为自动化专业三年学制在校学习的最后一个环节。

实训所采用的FMS(Flexible Manufacturing System,柔性制造系统)由PLC、触摸屏、传感器、通讯、电机、伺服驱动器、变频器、机械手等部分组成。柔性制造系统是一个由计算机集成管理和控制,高效率地制造某一类中小批量多品种零部件的自动化制造系统。

教学平台的搭建

本环节以新引进的FMS为学习平台,该平台主要包括:(1)上料单元。实现工件的存储、转移和工件运输功能,如图2所示。(2)数控加工单元。由HNC-18i数控机床控制器、伺服定位与变频主轴驱动系统和小型数控机床三部分组成,实现工件的加工。(3)冲压单元。将钢珠冲压到塑料工件中形成半成品,配置全套液压控制系统,如图3所示。(4)清洗与烘干单元。实现对数控加工完成的工件进行清洗与烘干。(5)视觉单元。完成工件形状、外观等性能指标检测,配置邦纳视觉传感器,对工件进行精确视觉检测。(6)码垛单元。进行产品材料、颜色和厚度检测功能。(7)组装单元。将不同的工件进行装配,生成一套完整的成品。(8)存储单元。成品货物经过堆剁机进行全自动出入库。(9)皮带线单元。完成整个工件加工、运输功能。(10)教师站网络单元。

体系目标的制定

有以下目标:(1)对柔性制造系统的整体架构与组建有全局的认知;(2)了解整个流水线各单元的工作原理;(3)掌握各单元所采用的核心控制模块的工作原理与实现方式;(4)熟练掌握各单元功能的实现方案,包括编程、硬件接线、程序下载、调试及故障排查;(5)实现整个流水线中所涉及的专业课程实施体系的综合。

体系内容设计

本环节总学时数为140学时,系统的最终目的是实现上料、工件的数控加工、冲压、清洗与烘干、检测(检测项目包括形状、外观、颜色、材料、厚度)、组装及存储等功能。各个单元之间工件的传输通过流水线实现。为了实现这一过程,首先需要对各个单元中的核心控制器以及各个单元共有的编程、连线等知识点进行系统学习。因此,学生要对12个子任务进行系统学习,然后进行分工,即分成9个小组,由各个小组实施相应的单元方案。最后进行系统联调。这样,既可实现学生对专业知识的学习,同时也可加强小组之间的合作。另外,即使某一组的某一环节出现了问题,也可以将流水线小车移至下一单元,从而解决由于某一组的落后对其他学生造成影响的问题。

考核方案

本环节的考核成绩由平时成绩与考试成绩组成,比例安排如表3所示。平时成绩由各个环节的子任务与主任务决定,每个环节占有相应的比例。考试成绩分为两部分:理论考试与上机考试,上机考试采用分组进行。每组选题由计算机随机抽题。

通过最后一个学期的专业综合实训,学生巩固了一、二年级所学专业课程,实现了知识点的综合。同时,由于实训所实现的方案与过程接近于企业真实操作流程,通过本环节借助FMS搭建的自动流水线平台进行训练,使即将踏上工作岗位的学生又增加了一些企业工作的实战经验。

参考文献:

[1]段春梅.浅谈高职《动态网页技术ASP》教学改革中的项目式教学[J].电脑知识与技术,2008,(12).

[2]陆浩刚.机电专业工作过程系统化、项目式教学探讨[J].中国科教创新导刊,2008,(35).

[3]任国兴.基于实训基地柔性制造系统建立的研究[J].唐山职业技术学院学报,2006,(1).

[4]袁海燕,王晓平.PLC和机器人在柔性制造系统中的应用[J].长沙航空职业技术学院学报,2008,(6).

[5]刘玉霞,王勇.柔性制造系统及其应用[J].制造技术与机床,2008,(1).

作者简介:

严惠(1982—),女,硕士,江苏信息职业技术学院助教,研究方向为控制理论与控制工程。

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