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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