机械手实训总结范文

导语：如何才能写好一篇机械手实训总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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机电综合实训课程的地位

机电专业综合实训课程集合了气压技术、液压技术、电机与电气控制、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通信技术等相关课程，融合了实训和生产，是机电专业学生顶岗实习前的综合课程。

对五年制高职教育而言，由于培养目标定位在为企业培养高技能型人才上，通过机电专业综合实训课程的学习，促进学生综合实践能力的提升、职业能力的培养、创新思维的发展，紧扣机电专业核心技术，即检测、控制与执行三大环节展开，同时需具备一定的网络通信技术。

综合实训课程建立在机电结合的基础上，企业调查结果显示，机电设备的控制很多都采用PLC作为控制系统。对机电综合实训课程，选择某生产流程的模拟控制系统为实训载体，通过模拟仿真控制，掌握生产岗位的控制技术，吴中中等专业学校选用了光机电一体化设备YL-235A自动化生产加工系统。

PLC在机电一体化设备教学中的应用

1.PLC在机电一体化设备中的功能

整个系统通过PLC控制，各个环节有序结合。该装置配置了触摸屏模块、PLC、变频器装置、气动装置、传感器、气动机械手装置、上料器、送料传动和分拣装置等实训机构。根据其特有的属性，系统的控制部分采用触摸屏模块和PLC，执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置和变频器控制步进电机的传送装置，实现了整个系统自动运行。整个实训装置的模块之间连接方式采用安全导线连接，以确保实训操作的安全。系统分三大模块：

（1）送料机构的控制

采用24 V直流减速电机，转速6 r/min；用于驱动放料转盘旋转，PLC通过输入信号发出输出信号，驱动送料机构运行。

（2）机械手感应机构的控制

整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。机械手的动作通过磁性开关和接近开关的感应信号传送给PLC，PLC根据内部程序执行发出信号，驱动电磁阀-气缸完成机械手的动作。

（3）物料传送和分拣机构的控制

由皮带输送、推料气缸、变频器、步进电机构成，PLC通过感应信号发出输出信号给变频器，变频器驱动步进电机运行，皮带转动，实现物料的传送，通过传感器感应信号，使得PLC驱动电磁阀-推料气缸动作，实现物料分拣。

2.PLC在机电一体化设备控制系统中的设计方法

建立一个PLC控制系统，必须根据被控系统所要求的动作，正确分配I/O口，综合应用顺序功能图，完成梯形图的设计，达到所预定的动作过程。

顺序控制设计法是按照工艺要求，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。首先要根据工艺过程，画出顺序功能状态图，然后根据顺序功能图画出梯形图。

顺序功能图是描述控制系统控制过程、功能和特性的一种图形，是描述控制系统控制过程的一种有力工具。利用顺序功能图的方法已经成为控制梯形图设计的主要方法。利用PLC的编程元素（如状态寄存器S和辅助继电器M）来代替各步。

顺序功能图由工步、有向线段、转换条件和动作组成。顺序功能图的基本结构又分为三种：单序列、选择序列和并行序列三种形式。如图1所示：

3.PLC在机电一体化设备中的教学方法

机电综合实训课程采用项目、任务型教学，打破教材本身的框架，围绕PLC课程在设备中的应用展开，将其分解成若干个小任务，结合实际操作，了解该设备所能完成的任务和工作流程，分析设备的硬件组成和各元件功能。通过实际拆装、编程与调试、故障诊断、维修及保养等，掌握该设备的装配、操作和维护的能力。

实训课程采取阶段式训练，并将企业的6S管理融入教学过程中。

1.设备认知，熟悉设备和设备元件，拆装注意事项，安全用电等。

2.掌握知识，掌握设备需具备的理论知识和操作步骤，注意细节，融入平时所积累的操作经验和诀窍等。

3.拆装操作，结合企业实际操作要求，理解拆装顺序和要求，学会工具和仪器的使用，理解设备结构和各部件之间的关系，达到一定的技能水平。

4.编程与调试，掌握PLC编程方法，积累PLC程序编译经验，在调试过程中不断总结经验和编程技巧，培养学生的创新能力。

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关键词：机器人工作站 变压器自动化生产 实验实训教学 生产经营活动

中图分类号：TB49 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

变压器是利用电磁感应的原理改变交流电压的装置，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换等，按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器等。随着变压器行业的快速发展，对各类变压器装置的性能参数、质量等级、使用寿命等提出了更加严格的要求和更高的发展目标，目前随着原材料性能的提升以及智能制造技术的出现和发展，能够研发并制造出性能优越，质量过硬的各类变压器产品已经成为各生产制造企业和科研机构的首要任务，传统的手工制造方式已经不能有效满足各类变压器的生产要求，同时人工操作的固有偏差性和人为差异不同程度地影响着变压器的质量和使用寿命。为此，有必要设计一套人工智能化柔性生产制造系统，使变压器生产制造去人工化，实现变压器智能化生产。

1 工作站设计方案

变压器自动化生产工作站是一个实际应用系统，包括硬件系统的详细设计和软件系统的编写优化。在硬件设计中，经过研究分析，最终确定该系统应包含以下三部分功能机构，分别是：（1）变压器绕制；（2）变压器搬运；（3）变压器焊接和质量检测。在软件设计中应包含以下四部分功能程序，分别是：原点复位、绕制程序、搬运动作、放电焊接和质量检测。

2 系统硬件设计

对硬件结构进行设计，主要包括如下三个部分。

2.1 变压器绕制部分

选用NITTOKU全自动高速绕线机，最高转速可达10000 RPM，实际使用控制在5000～6000 RPM，加减速时间控制在3～5 s，可以满足24 h不间断生产，同时通过编制绕线程序控制机器运行，绕制状态稳定高效，中途断线可将电子信号传递至搬运系统，机械手可直接将不良品送至不良品区。

2.2 工件搬运部分

工件在搬运过程中为达到不同位移要求，故分为机械手搬运，搬运车搬运，转换夹搬运三个部分。

机械手主要负责在抓取骨架和将绕制完成的线圈进行焊接和检测时进行工件位移，经过选择后，可选用MITSUBISHI-RV-6SDL型工业机器人，此种型号最大可承重6 kg，具有6自由度方向，可在立体空间任何一点进行位置编辑，具有移动精度高，工作稳定的特点。

搬运车和转化夹主要负责在绕线机和后续生产系统之间的工件位置相互转移，可利用尼龙块制作搬运车，并将其固定在传送带上，转换夹可选用钢质材料，夹取工件时有力度，耐磨度高。

2.3 变压器焊接和检测部分

焊接部分采用PC-PAS 301t型放电焊机，焊接时注意须调整放电电流至1.0～2.0 A之间，放电时间控制在0.5～1.0 s之间，焊接时与插针有接触的顶针在完成焊接操作500次后，须进行打磨处理，并检查牢固程度。

检测部分采用HIOKI 3541型电桥，使用时须依据生产作业指导书的要求设定电阻值合格范围，对于合格品和不良品可由绿灯和红灯指示，与线圈插针接触的顶针须检查其牢固程度和氧化情况，有问题时须及时更换。

3 软件系统设计

软件系统分为以下四个部分。

（1）工作站复位程序。

在每日开机后和机器故障修复后，需要将工作站的各个机械电气部分进行原点复位，其中包括机械位置的校正，传感器检测是否正常，工作站各系统有无故障等。

（2）变压器绕制程序。

变压器绕制程序应符合绕制规则，编写后的程序须经过实验试生产，并逐步优化绕线程序。

（3）各部搬运程序。

具体编写搬运程序时，先编写主体框图，按照工作的先后顺序编写顺序流程图，存储为主程序。然后依次编写各部位搬运的具体程序，并存储为子程序。

（4）焊接和检测程序。

编写焊接程序应根据搬运程序的信号触发焊接程序，同时，可依据示教手柄检证插针最佳焊接位置，要求须正对插针顶端，距离1～2 mm。

检测程序即收集传输过来的电阻值大小，看是否符合设定要求，符合亮绿灯，超出范围亮红灯，达到质量检测的效果。

4 工作站调试和故障修复报告

4.1 使用环境

工作站可在4O的区域内进行布置，供电电压为AC 220v 50～60 HZ，气动部分须接压缩空气，焊接部分须接氩气。

4.2 系统调试说明

根据方案的要求，调试过程共分3大部分：硬件调试、软件调试、软硬件联调。硬件进行手动调试，观测有无撞击和运动不畅，软件进行模拟调试，在编程软件中进行示教演示，找寻可优化程序点，进行逐一优化，软硬联调为试生产调试，让工作站依据控制程序自行进行生产，看有无错误报警和可改进的地方。

4.2.1 硬件调试

（1）变压器绕制机、搬运车的滑轨的滑动部位动作缓慢，发现缺少油脂，随即涂抹油脂，减小摩擦，故障得以修复。（2）机械手抓取工件时，与夹具配合较紧，发出较生硬的声音，随即拆下较紧夹具，对配合部位进行细微研磨，磨薄0.3 mm后，故障得以修复。

4.2.2 软件调试

（1）绕线程序在编制完成后，模拟时出现语法错误，检查时发现A，B程序块同时运行时，程序块跳离语句少编入一字符，导致语法错误，随即编入该字符，故障得以修复。（2）搬运车程序出现限位报警，检查程序时发现，搬运车在左移动时的位置量编写错误，导致触及限位报警，随即更改位置量，故障得以修复。

4.2.3 软硬联调

（1）绕线程序存在绕制偏槽的现象，通过更改槽间起绕位置，故障得以解决。（2）机械手在抓取线圈进行焊接时，出现焊接不良，经分析原因为焊针和插针未正对，随即对机械手和焊针在程序中的位置进行微调，在保证正对和距离1～2 mm后，焊接良好，故障得以修复。

5 结语

以工业机器人为核心的变压器自动化生产工作站是结合笔者个人所学和工作经验逐渐积累并实践总结出的，是笔者对机器人和自动化技术的理解和应用，这类制造系统在保证产品质量稳定性、提高生产效率、促进制造柔性化等诸多方面具有积极的促进作用。

参考文献

[1] 兰虎.工业机器人技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2] 郭洪红.工业机器人技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.

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关键词：技能抽测；机电一体化；PLC；中职；YL-235A

1、引言

为贯彻落实《省政府办公厅转发省教育厅关于进一步提高职业教育教学质量的意见》（苏政办发〔2012〕194号）精神，进一步完善中等职业教育教学质量监控和评价体系，省教育厅定于2015年下半年在全省进行中等职业学校学生技能抽查测试工作。此次技能抽测涉及到江苏省各个中等职业学校，由此可见，技能抽测在以后的中职教育中将扮演着越来越重要的角色。

机电一体化设备组装与调试项目是八个抽测项目中的一个，本人有幸作为江苏省机电一体化项目抽测考评员，在考评过程当中，发现许多问题，现将问题分析和总结如下。

2、机电一体化设备的安装

机电一体化设备组装与调试抽测项目采用的亚龙公司生产YL-235A产品，该装置也是技能大赛指定产品。在技能大赛中，规定两个学生为一组，而技能抽测只准许一个学生在三个小时内完成装置的安装与程序调试，所以说，时间比较紧，任务重。在平时训练过程中，学生要加强YL-235A设备的安装训练，能够一个人在一个半小时内完成安装与接线工作。整个装置的安装过程可以分为三个部分，

2.1机械部件的安装

机械部件安装一定要根据图纸上规定的尺寸进行安装，精度达到1mm；机械手的安装要能够保证机械手抓料能夹紧物料，而不能掉下来，并且能准确地放到料斗里。传输部件的安装一定要保证三相电机运行时不能打滑，且不能有左右晃动的现象。

2.2电路的连接

电缆与气管分开绑扎，两个绑扎带之间的距离，不超过50-80mm。光纤传感器进线槽电缆线与线槽垂直，电缆不交叉。一个线槽孔最多走两根导线，所有导线必须套号码管。气管不能放在线槽里，且不能交叉布线。

2.3气路的连接

无气管缠绕，绑扎变形现名脚，第一根绑扎带离电磁阀组气管接头连接处60mm左右。两个绑扎带之间距离不超过50-80mm，走线槽里不走气管，气管走向合理，不从传送带支架或电动机下方穿过。

机电一体化设备的安装要想提高速度，还得多加强训练，在I/O口配置好的情况下，可以照着平时训练的I/O口接线。安装机械部分时，可以按照某一顺序进行巡装，比如，可先安装传输带，然后再固定机械手，最后固定料盘。这样的顺序可以确保机械手能够把物料从托架上抓起放进料斗里。

在2015年江苏技能抽测时，选手们所普遍的现象是安装速度慢，美观性差，可见，平时训练强度不够。

3、程序设计

这里我们以2015年的江苏省技能抽测试题为例，技能抽测采取的是明题的一种方法，但是其中也有一部分需要考评员当场修改问题，修改的部分是出料斜槽物料的选择。有很多学生在考核的过程中，只记住了训练时的推料模式，不能灵活修改生产模式的控制方式。

1、调试模式的程序设计

调试模式要求相对而言，还是比较简单的，但是，我们要形成一整套完整的程序设计思路，以不变应万变，让学生在很短的时间内熟练掌握。对于模式的选择，我们可以用子程序调用来实现。

调试过程分为机械手调试、传输带调试、推手气缸I、II调试。我们可以将某一项的调试在对应的程序里进行编写，各个调试之间互不干扰。

2、生产模式下的分拣程序设计

2015年的技能抽测生产模式控制要求：

（一）出料斜槽Ⅰ工件分拣（按生产前所指定的下面三种生产方式中的一种方式分拣）

方式甲.推入斜槽1个金属工件和1个白色塑料工件。

方式乙.推入斜槽2个金属工件和1个白色塑料工件。

方式丙.推入斜槽1个金属工件和2个白色塑料工件。

（二）出料斜槽Ⅱ工件分拣（按生产前所指定的下面三种生产方式中的一种方式分拣）

方式甲.先推入斜槽1个白色塑料工件，再推入1个金属工件，最后推入1个黑色塑料工件。

方式乙.先推入斜槽1个金属工件，再推入1个黑色塑料工件，最后推入1个白色塑料工件。

方式丙.先推入斜槽1个黑色塑料工件，再推入1个白色塑料工件，最后推入1个金属工件。

其实这个问题可以归结为一个问题，就是我们可以写一个通用程序，只要修改其中的参数就可以满足试题要求。这就极大地方便了学生在考核中能够很快地完成试题要求。

出料斜槽1程序设计如2所示

出料斜槽2程序设计和出料斜槽1程序相似。

4、整体调试

调试分为机械和程序两个部分。机械部分就是机械设备的安装，包括尺寸的精度，电路和气路的美化。

程序部分就是检查设备能否实现控制要求的全部工作内容，如果在时间充裕的情况下，可以进行调试。首先，我们先分步来进行，从机械手调试、传输带调试、推手气缸I、II调试，逐项调试。如果都能调通的话，可以进行生产模式的调试。由于机电一体化设备组装与调试项目的得分是按点来得分的，不要因为某地方调试不通，一直纠结在那个地方调试，那样会浪费很多时间。我们应该根据评分表，逐项进行调试，做到有的放矢。

5、结束语

以上是我对机电一体化设备组装与调试项目技能抽测的一点心得，希望能起到抛砖引玉的作用，技能抽测反映出学生在这门学科上的水平，它可以促进广大中职学生切实加强专业能力的提高，同时，也促进了学校专业实训条件的建设，重视专业教学计划的制定和实施情况，能够提高专业技能，提升专业素质，增强就业竞争力。

参考文献：

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目前存在的主要问题我院机械类专业含机电、机械、数控、模具、汽车等相关专业。目前，毕业设计中存在的主要问题有以下几种：

1.关注点不一样，学校和学生意见分歧由于教育行政部门每年都要对毕业论文（设计）进行抽检评优，所以学校很紧张，万一结果不好，影响学校的声誉。但现状是，机械类专业绝大多数学生从第5学期中后期开始进行顶岗实习，而且大部分从事的是机床操作和产品检验、包装等工种，没有太多的技术含量，与“设计”无缘。少部分学生在产品销售岗位实习，还有部分在售后服务岗位实习，与“设计”关系都不大，学生看不到毕业设计对他们将来的工作有多大作用，他们更关注的是就业。因此，没有太大的动力去认真地搞毕业设计。由于学校对老师有要求，老师本意当然想认真地指导学生，可是学生在顶岗实习阶段，不能与老师经常见面，有的根本见不了面，只能通过电话、网络沟通，学生上网不便，邮件也说不清楚，老师只能过一段时间督促一下，指导效果大打折扣。

2.毕业设计所需信息和资料难以搜集，影响进度毕业设计阶段，学生都在企业顶岗实习，企业没有专门的提供给学生的图书馆、机房、网络、实验室等毕业设计所必须的基本条件。学生对相关专业资料的搜集、分析、利用等能力相对较弱，这些资源的缺乏令学生在选题、开题和具体实施阶段显得无从下手，只能胡乱参照往年或网上资料相关题目。例如，机械类专业学生中期检查交上来的题目大多是轴类、箱体类、圆盘类零件的加工工艺及数控编程、各种零件的模具设计、各种普通机床经济型数控化改造、电梯和机械手、水位、各种生产线等的PLC控制、机床夹具设计、机械设备的故障诊断与维修等等，题目有的大而空，有的是课程设计内容，有的是教材上的实例。学生撰写论文时参考教材或网络公开资料过多，没有什么数据支撑，也没有什么自己的观点和实际作品，谈不上论文的质量及学生水平的提高。

3.学生方面的原因江苏省这几年的高职招生，有提前单招，有注册入学，还有中职对口单招，最后，通过真正参加高考录取的考生，所占比例已经较少了。即使是这些学生，录取的分数也很低。而且，江苏省录取的总人数已经超过了报考学生总数，基本上只要想上学，都能上。所以招进来的学生的知识基础较差，学习兴趣不高，水平和能力又参差不齐。毕业设计和顶岗实习时间重叠，绝大部分学生是自己通过人才市场选择的实习企业，岗位要求学生和正式用工一样的工作时间和强度，学生每天上8小时甚至12小时的班，有的企业两班倒，有的三班倒，没有精力再去搞毕业设计。另一方面，在学校的前两年，也没有好好学习专业知识，造成很多学生不知道毕业设计要做什么，怎么做。老师给学生的课题，学生做不了，学生自己定的题目，又很不恰当。勉强写出的论文不规范，文字欠通顺，表述设计意图和设计方案逻辑性不强，质量很低，有的直接抄袭论文或干脆购买，没有起到培养综合能力和科研水平的目的。

4.指导老师方面的原因由于学生多而专业教师少，教师的指导工作量过大，一般平均每位专业教师要承担十多个学生的毕业设计指导，学生远在四处各地，老师无法对学生进行细致、系统和及时的指导和检查。而且本身又有繁重的教学工作，老师的精力跟不上。另外，各个学校重点关注的是招生就业，使得老师可能不太重视毕业设计工作，不愿多花时间与精力。从教师本身来看，高职院校的年轻教师很多是刚从学校毕业的，没有实践环节，只能照本宣科；年长教师，没有知识更新的再教育环节，对新技术不太了解。老师自己实践水平不高，给学生的选题，为回避实践环节，很多选择了与工程实际相脱离的综述类题目或计算机仿真题目。这些都使毕业设计指导工作难度增大，难以保证质量。

二、对策分析

1.提前启动毕业设计工作在人才培养方案中，将各主要专业课程向前两学年转移，减少第三学年的计划课程。第五学期初开始毕业设计，包括落实任务、查阅资料，掌握毕业设计的基本程序、要求，完成毕业论文的总体框架设计。学生在校完成毕业论文总体框架后，到企业、实习基地边实习边做毕业设计，更有针对性，学生不再感到茫然。

2.充分利用毕业顶岗实习到用人单位进行半年以上顶岗实习，是高职院校落实《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》（教高[2006]16号）文件精神，大力推行“校企合作、工学结合”，突出高职教育特色，改革人才培养模式的重要举措。这几年，我院机械类学生的顶岗实习已提前至第5学期的下半学期，由于企业对技能型人才的需求较旺，所以，绝大部分学生自己都能较容易找到相关实习岗位。学生带着各自初拟的毕业设计课题，分散到不同地方、不同部门进行毕业实习，这种分散实习的方式不会影响企业的生产秩序，比较容易被企业接受；还有部分学生，在第3或者第4学期已经选择了进入与学校签有合作培养协议的“订单班”学习，我系有“上海鸿得利”、“富士康”、“亿滋”、“无锡松下”等众多订单班，学生完成基本专业知识学习后直接进入这些单位顶岗实习。毕业设计的内容与实际所从事的岗位联系，如果与初拟的框架有冲突，可再作研究内容和方法的调整，甚至重新开展课题研究。做到理论联系实际，提高学生的解决实际问题能力，提高毕业设计的质量。

3.校企共同指导学校自己聘请公司的技术人员做企业兼职指导教师，实现校企共同指导毕业设计。校内指导教师主要负责毕业设计规范化指导，负责过程管理，制定毕业设计流程，对毕业设计的各个环节进行监督检查，对后期的毕业论文的撰写进行指导和审核。保持与企业指导教师、毕业生的联系与沟通。企业的指导教师负责具体的技术、内容指导，提供企业相关资料以及学生与实习企业合作环境的协调。学校应支付企业导师一定报酬，同时，企业导师参与答辩要占到一定比例。我院建立了顶岗实习管理平台，要求学生顶岗实习期间至少每周写一次周记，每个周记提出一个工作问题，解决一个工作问题，学习一个工作中需要的新知识点，详细记录，并报告指导教师，指导老师进行点评、指导，随时关注学生动态，及时解决学生在实习过程中遇到的问题。另外，学生还要完成手写的实习报告，也按周填写，学生的企业指导老师，对学生一周的工作进行评价、总结.

4.丰富毕业设计课题来源

（1）指导教师的科研课题。此类型题目所占比例呈逐年上升趋势。原因主要是近几年学校科研环境的改善及本系教师队伍的完善，科研项目逐渐增多，项目层次包括院级、市级、省级、国家级。

（2）依托技能竞赛及各级各类创新创业大赛开展毕业设计的实践活动。鼓励学生积级申报江苏省大学生实践创新项目，参加大学生机械设计大赛、自动化生产线安装与调试、汽车维修、汽车营销、数控操作大赛、大学生创业大赛、职业规划大赛等。毕业设计开始时间可以依据竞赛时间进行调整，毕业设计可以以综合性竞赛项目实物作为成果，由竞赛辅导教师兼任毕业设计指导教师，对学生在前期创新过程中的作品进行完善和理论升华。通过技能竞赛学生熟练了技能，树立了竞争意识、团队意识，更尝到了学习技能、精通技能的甜头。

（3）学生自己确立的课题。题目主要来自毕业顶岗实习或者将要就业的单位，收集与实际工作相关的资料，在导师的指导下确定毕业设计题目。这说明学生下企业顶岗实习为毕业设计的选题提供了大量的专业实践机会。对于部分搞不了设计的学生，要求他们将实习体会写下来，形成实习报告。

（4）模具、数控、机械、机电专业跨专业整合，开展任务驱动、项目导向的毕业设计课题探索，使学生综合能力与素质得到全面提升。

（5）参与教师的教学活动。学生参与教学课件的制作，如机械设计基础、液压与气动技术、夹具设计、数控编程、模具设计等课程中的动画、视频的制作。既巩固了所学专业知识，又熟练掌握常用软件的操作，为将来的工作打下了良好的基础。

（6）不断完善毕业设计课题类型，开设毕业设计指导课程。经过这几年的实践总结，我们大体上把机械类高职毕业设计的类型分为以下几类，同时，我院已开设指导毕业设计的相关课程或讲座。1）工艺夹具类。此类主要完成各种零件的加工工艺编制及加工零件所需夹具的设计。2）数控编程类。主要完成零件的加工工艺编制及数控编程，可以和机械设计类结合，以团队的形式，完成机构的设计、机构零件的数控编程、加工。3）注塑、冲压模具类。主要完成各种注塑、冲压模具设计。4）机械设计类。减速器、机器人、机械手、各种泵、控制装备、农业机械、汽车、液压系统及各种设备的设计。5）机床类。机床主传动系统及进给系统设计、钻床、铣床、组合机床设计，也可以利用学校的金工实习车间进行各类机床的拆装、测绘训练。6）机械类课程图形库、动画库、试题库建设。7）机电一体化类普通车床数控化改造及各种设备的PLC控制系统设计。8）机电设备或生产线故障分析与诊断。

（7）答辩形式多样化。答辩可以采取多种形式，答辩地点可以选择校内的多媒体教室、实训室，也可以搬到校外学生顶岗实习的企业现场，邀请企业指导老师、技术人员、学生的同事一起参加答辩；答辩形式可以是陈述性答辩，也可以是作品展示性答辩；团队项目，可指定一人进行答辩。要保证各类形式如实习报告类、调查报告类、市场调研类、创业计划类、售后报告分析类、设计类都可以参加答辩。

三、总结

根据上面分析，现在的毕业设计质量较难保证，而现有国情下高职毕业设计暂时无法替代。但是，毕业设计也应随着形势的发展进行较大程度的改革，否则，不能发挥起应有的过渡桥梁作用，有以下几点值得思考：

（1）是否能强化课程综合实训和课程设计，淡化毕业设计。例如机械设计基础课程结合CAD/CAM课程进行综合实训；液压与气动技术、机械制造基础、PLC等进行课程设计；数控编程与操作理论课程结合实训进行典型零件的数控编程与加工训练。这样的训练更扎实，更有实效。

（2）毕业设计过程要增强学生对毕业设计的认识、让学生明确其目的和意义。

（3）毕业设计是一个综合训练的环节。完整的毕业设计过程应该包括专业实习、文献检索、题目选择、资料收集整理、大纲拟定、试验数据获取、理论计算、论文写作与论文答辩等环节。这些环节能使学生受到完成一个实际项目所必需的综合基本训练，对学生将来的工作和可能情况下的深造意义非凡。

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关键词：机电一体化；实习、实验设备；合理配置

2005年，我校机电一体化专业的毕业生就业率达100%，其中40余名学生被录用企业送往挪威、德国和新加坡等国继续接受机电一体化专业培训，现已成为企业的技术骨干。2006年，我校机电一体化专业的毕业生也早早被企业抢聘一空。针对我校机电一体化专业毕业生就业的优势，我们从教育教学的各个方面进行了分析和总结，结论是：得益于我校在办学之初对开设该专业而进行的可行性企业调查；得益于学校的开放型办学理念；得益于优秀的教学科研队伍；也得益于机电一体化专业实习、实验设备的合理配置和充分利用。下面笔者就我校的实习、实

验设备配置和利用现状作浅显的分析。

实习、实验设备合理配置的必要性

我校的机电一体化专业实习、实验设备合理化配置，首先考虑的是减少设备投入的盲目性，考虑学校的教学环境和企业生产环境的接轨，考虑实习、实验的经费问题。主要做了以下工作：

实习、实验的教学功能要求促进了学校实习、实验设备的合理化配置针对机电一体化专业的特点，我们着重考虑了学校实习、实验环境和企业生产环境的有效接轨，力求学校实习、实验的环境氛围接近现代企业的生产环境氛围。例如，对实习、实验场所的安排与配电方案的论证，我们充分听取企业专业人员的意见，结合现代物流设计方案和教学实习的需要，分别设立了传统机械区、装拆区、数控区、技术准备区、技术讲解区等。对实习车间的配电方案则从科学和安全角度出发，经过反复调查和论证，采用了配电线路的桥架化，使实习场所更接近于企业生产的环境。

机电一体化专业的内涵促进了学校实习、实验设备的合理化配置在企业问卷调查中，发现企业对应用型人才的需求和要求出乎我们的意料，这其中与机电一体化专业实习、实验设施合理配置有着密切关系。无锡新区高新企业的优势在于自动化程度较高，对机电一体化设备调试、维护人员的技术要求较高，所以在培训和教学中，不能简单地舍弃传统机械设备的配置，而盲目地增加高新技术设备投入；对学生不仅要求掌握一定的维修、维护的技术能力，而且还需加强自动化控制理论的学习和应用。在这一思想指导下，我校配置了钳工实习区和装拆实习区。同时，还配备了新区企业中自动线和自动机的常用控制系统，如西门子PLC控制系统、日本欧姆龙PLC控制系统，在教学中提高了学生综合应用技术的能力。

企业设备、设施的现状促进了学校实习、实验设备的合理化配置我们从企业调查的反馈信息中了解到无锡地区数控系统一般有两大系统（即西门子系统和法那克系统）。所以，在购置数控设备时，考虑添置西门子系统，适当添置法那克系统。并且，依托这两大系统有效、完善的培训体系，加强对师资的培训，同时根据企业数控设备以加工中心为主的特点，适当扩大数控铣床的添置力度（数控铣床需要控制三轴，与加工中心技术要求相近），扩大数控学习涵盖的范围，提高学生的技术应用能力。

实习、实验设备合理配置的可行性

我校当初开设机电一体化专业时，因考虑资金的投入、教学目标和产学研结合的客观要求，加强了对机电一体化专业实习、实验设备合理配置的可行性探索。

理论实践一体化教学是实现实习、实验设备合理配置的有效途径之一理论实践一体化教学是我校教学改革的主要成果之一，它不仅体现了职业教育现实特点，而且使实习、实验设备的合理配置和合理使用成为可能。我校的机电一体化专业根据自己的教学目标，每学期由教学处编制详细的《教学安排表》、《实习、实验工位分布表》和《实习、实验运转计划表》。《教学安排表》是总的理论教学和实践教学的计划表，其中根据教学大纲详细编制了该专业学生三年中实习、实验周数和具体的时间，这样可根据计划表宏观调控各实习、实验场所的合理使用，使实习、实验设备合理配置的优势充分体观。《实习、实验工位分布表》是以学期为单位，各实习、实验场所具体工位分布表，也就是在该表的统筹安排下，把实习、实验具体工位落实到该专业的每一位学生。这样不仅能够充分利用实习（或实验）设备设施，同时还能使实习、实验设备按小时安排到具体的学生。《实习、实验运转计划表》是某一专业某一班级以学期为单位的实习、实验计划执行表，它应该符合教学计划中的教学安排总表。针对教学的具体要求和教学进度，安排各班教学和实习的时间和地点。这不仅能够满足教学大纲要求，而且还可以满足考工、培训等强化训练对实习、实验设备设施的使用要求。几年来，通过对这些计划表执行情况的反馈，显示出我校实习、实验设备的合理配置与教学过程的运作已成为相互作用、相互完善的有机整体。

学校产学研工作的开展是实现实习、实验设备合理配置的有效途径之二学校的生存与发展在于其培养的学生是否具有综合性技术素质，这其中的关键是学生创新和创造能力的培养。这种能力的培养，除了可靠的师资和科学有效的教学计划大纲外，还与学校的产学研能力密不可分。产学研活动的有效开展，首先得益于可靠、完善的实习实验设备，同时产学研工作促进了学校实习、实验设备的有效使用和合理配置，二者在教学平台上具有互动的联系。

1.将实习、实验设备合理化配置的优势转变为科研优势。建校以来，在努力完成教学计划的基础上，学校组织专门的科研试制小组，从普通机床的数控化改造入手，以教师为主、学生参与为辅，提出了可行性的方案，在改造过程中，合理使用学校资源，充分挖掘实习、实验设备的可利用潜力。数控化改造项目的顺利实施，促进了数控故障诊断实验室设备的合理调整，为进一步优化数控资源提供了有力的依据，我校先后完成的三台改造数控车床也已经有计划地编入数控实习车间。另一方面，科研立项则注重充实实习、实验室已有设备，着重提高实习、实验设备的利用能力和优化实验室设备的配置。例如，自动化实验室的机器人实验，由于经费问题，添置的机械手有限，根据教学计划的要求，最少也需6台工业机械手，现存却只有两台，所以机器人科研小组和实习车间有关部门合作，进行了有关机械手项目的可行性论证，将大部分配件制作分解到各实习车间和实验室，在教学计划许可的情况下，纳入学生正常的实习中。由数控车间负责机械部件的制造和安装，由机电控制实验室负责电气控制，由PLC实验室负责程序设计，由自动化实验室负责调试和修正，从前期准备到第一台机械手的试制成功，共动用了实习、实验设备30台套，参与学生48人次，调整实训教学计划两次，该项目进一步优化了实习实验设备设施的配置和利用。

2.生产试制，发挥实习、实验设备合理化配置的优势。我校建校之初，在立校方案的论证中，就明确了教学和生产相结合的可行性方案，所以对设备设施的配置，已先期考虑了教学生产结合方案的可能性。进入正常教学以后，我们积极开拓适合的生产型项目，与深圳百利模具制造有限公司合作，组建了模具制造试验车间，在合理配置设备设施的前提下，满足教学和生产的要求，从原实习车间抽调加工中心、全功能数控车床、全功能数控铣床、电脉冲、线切割等。运作半年来，不仅提高了教师、学生实际技术水平，基本达到了教学计划的要求，而且通过设备的合理配置，发挥了现有设备设施的潜在优势，一年可为学校创利25万元左右。去年，该模具试制车间被省教育厅命名为“科技企业孵化器”。合作以来，不仅提高了实习设备有效的运作时间，解决了部分实习经费，而且让学生真实感受了生产中的品质意识和效益观念。合理化配置的实习设备带来教学质量和经济效益的双赢。

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【关键词】单片机教学；项目教学

当今，以计算机为核心的控制技术飞速发展，单片机作为核心控制器的应用已经非常广泛。单片机这门课程作为电类的一门专业基础课也显得越来越重要。在职业学校的单片机教学中应该更加体现出理论与实践相结合的教学方式，这样才能更好的提高教学质量。近几年来，国家为了提倡加强学生动手能力，适应社会的发展和需要，举办了多种类别的竞赛活动，其中具有典型代表的是YL-236单片机组装与调试的比赛。竞赛中的题目基本都是以项目的形式出现的，在比赛中也就体现出了理论与实践相结合的教学成果。YL-236单片机组装与调试设备所包含的有电源模块，主机模块，显示模块，指令模块，交直流电机，步进电机，传感器模块，机械手模块等。利用这台设备进行教学，能实现绝大多数的项目模拟。

一、理论教学阶段

（1）项目设计。项目的设计直接决定学生所掌握知识的程度，对于每一个项目的选取也应考虑学校现有设备配置，以及学生的知识水平。只有这样的项目才能更加有效地调动学生的主动性与积极性。

（2）项目分析。为项目实施做好一切必要的准备工作。项目分析是培养学生思考问题、分析问题，解决问题的能力，更是整个项目能否正常实施的重要前提，因此，在项目分析时教师应做正确的引导、启发工作，使学生在整个项目实施过程中有的放矢，激发学习兴趣。

（3）项目实施。完成整个项目的要求，项目实施是整个项目教学过程的主要环节，也是最重要的环节，关系着整个项目教学的成败。教师在项目实施过程中可以给学生提供一定程度的帮助与指导，但不能主导学生的项目实施，让学生在整个实施过程充分体现其主体性，使其能在最后获得成就感，最终起到调动学生的内在动力与创造为的作用。

（4）项目测试。根据教学目标的设计要求，认真设计测试题目（以理论为主），检验学生在项目实施过程中对理论知识的掌握情况。虽然项目教学以学生及时动手做为主线，但也应注意避免在项目教学中迷失方向，因此，在整个项目教学过程中也应重视学生对完成项目任务所需的理论知识的掌握。那么项目测试就成为必不可少一个重要节环。

（5）项目评估。这一环节是整个项目教学的最后一步。老师要评估每个小组在整个项目的得分，在教学过程中每一个学生的问题，综合评价学生的学习能力，创新能力和潜在能力，让他们有一个更全面的了解自己的多面性，通过集成评估发现的各自优势，以达到全面发展的学生。这也恰好体现了项目教学的目的和意义。

二、项目教学法单片机教学实践

传统单片机教学的中的教学内容一般是从发展历史、应用开始说起，逐步深入。从表面看能很好体现教学梯度性，但实质是要求学生首先掌握极其枯燥的硬件组成与软件指令，这些知识对于大学生来说可能也存在着一定的学习难度，更何况是我们所面对的如此素质基础的中职生，如果不进行一定教学改革，势必会使学生在一开始便产生对单片机这门课程的厌烦情绪，更不用谈什么主动学习和激发兴趣了。

（1）基于YL-236设备的三色球的颜色识别。①项目设计理由。单片机控制机械手进行红球，黑球，黄色的识别与选取，主要考察学生对逻辑控制的编程方法，并且容易激发学生的学习兴趣。使被动的学习状态转变为主动的学习状态，能充分体现项目教学法的优点。②项目教学过程。教师引导学生完成对本项目的分析任务：本项目是单片机控制机械臂的动作来选取“黑”，“白”，“黄”三种颜色的球，抓取后放到指定的位置。本项目的难点在于颜色的识别，由于机械臂的动作部分属于一个顺序执行的过程，所以主要应带领学生分析三种颜色球的识别过程。机械臂可以在工位一和工位二两个工位进行球的抓取，并且同过工位一和工位二下方的光电传感器对球的颜色初步判断，如果不能判断出颜色则需要用到机械臂手抓里的光纤传感器进行再次识别。③项目内容：任务一：到工位一抓取黑球放到三工位，如果光电传感器检测为低电平则为白球或者黄球，则放弃抓取等待。如果为高电平则为黑球直接抓取。任务二：到工位一抓取白球放到三工位，如果光电传感器检测为低电平则为白球或者黄球，此时应该用光纤传感器进行检测，如果为高电平则为白球直接抓取，否则为黄球，放弃抓取等待。任务三：到工位一抓取黄球放到三工位，如果光电传感器检测为低电平则为白球或者黄球，此时应该用光纤传感器进行检测，如果为低电平则为黄球直接抓取，否则为白球，放弃抓取等待。④一工位颜色识别程序流程图。

⑤注意问题。在调试的过程中应注意光电传感器灵敏度的调节，分别把黑球，黄球，白球放在工位上用螺丝刀旋转调节旋钮。调节到黑球刚好不能检测到信号，黄球和白球能检测到信号。调节光纤传感器的时候用螺丝刀轻轻旋转光纤放大器旋钮，使白色球能检测到信号黄色球不能检测到信号。⑥程序的编写与调试：利用万利软件在电脑上进行程序的编写，根据任务书要求和所画出的程序流程图在计算机上进行程序的编写与调试。此过程应侧重于学生对程序调试能力的培养。⑦教师的指导：教师在整个过程中起到的作用是对各组产生的问题加以归纳，并分析产生问题的原因，针对问题对学生进行现场的指导。

总结学生在完成项目中出现的问题，以及各种编程方法。并举例讲解最优方案。让完成较好的组别发言讲解心得体会，让完成较差的组别分析原因。

三、整个过程中注意的问题

项目教学过程中，学生自主操作时间占过程的主要部分，时间的控制和任务完成的控制尤为重要，应注重在项目实施过程中的每一环节认真检查，确保项目实施的有序进行。项目教学法的具体实践中，教师应成为一名向导和顾问。应该是帮助学生在独立研究的道路上迅速前进，引导学生如何在实践中发现问题，分析问题，解决问题。

学生作为学习的主体，通过项目教学法把理论与实践有机地结合起来，不仅提高了理论水平和技能，而且又在教师引导下，培养了解决问题的能力。可以说，项目教学法是师生共同完成项目，共同取得进步的教学方法。

参考文献：

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【关键词】机电综合实训 就业为导向 课程设置

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）07-0032-02

2013年五年制高等职业教育实行“4.5+0.5”人才培养模式，而机电一体化综合实训课程开设在在校学习的最后一学期。机电一体化专业是培养既懂机械设计又掌握电气控制的复合型人才，这就要求学生必须在企业中进行实践锻炼，在真实的职业场景中工作才能提高技能水平。针对该情况，我系在机电一体化专业学生学完主要专业课程后进行机电综合实训课程的教学，让学生综合运用机电综合知识。安排机电综合实训课程，结合本校实际，主要研究光机电一体化设备，YL?235A型机电一体化设备采用模块化设计。包括主令电器模块、传感器模块、控制模块、变频器模块、驱动电磁阀、被控制的机械机构。其中机械机构包括运料机构、传送带机构、推料机构、机械手机构。这样一个设备很好地阐述了什么是机电一体化专业。机电一体化专业就是利用现在先进的控制设备，控制生产机械自动完成生产的自动化过程。这套设备虽小，但它涉及了机电一体化专业各个方面的知识。

一 学校机电综合实训课程设置的现状

目前我校将机电专业培养学生技能的方向定为车工、钳工、数控和维修电工，都是单一的实训，而机电综合实训课程是把整个机电专业的有机集合，将机和电的课程通盘考虑。

机电综合实训课程是机电一体化系统的硬件连接、控制原理、控制软件编制、安装调试与操作的综合实训。正因为我校机电专业能根据企业所需人才要求提供实效性较强的课程，所以这个有十多年办学历程的专业到今天依然充满活力，依然有很多学生要求就读该专业。

但从毕业生的反映看，我校机电专业课程设置上也存在不少问题：（1）过分强调理论教学，不注重理论与实践教学的合理安排；（2）一些简单的专业课占用课时过多；（3）没有以就业为目标，设置范围窄；（4）苏州的外资企业所占比例较高，企业要求特征明显，很多企业需要员工具备一定英语能力，而机电专业以男生为主，英语学习自然薄弱，专业英语课程安排还需加强。

二 以就业为导向，深化机电综合课程实训理念

职业教育课程必须主动适应市场经济的需求，改变过去以学科为导向设置职业教育课程的旧理念，树立以市场经济为导向的职业教育课程改革新理念，根据社会人才市场、职业市场的需求，进行课程改革。

根据企业的需要，对机电一体化实训课程教学内容进行调整。笔者在调查中发现，一些企业内涵虽然不同，但有一个共同的观点，即不唯学历重能力；对人才都有一个共同的要求，即良好的品质、较高的知识层次、较强的创新能力和较强的动手实践能力。职业院校毕业生进入企业，知识面广很重要。例如，销售人员要懂维修，技术人员要了解市场、掌握推销技巧，具备多方面技能的人才最受企业垂青。因此，坚韧的意志力和职业操守对学生非常重要。高素质的技能型人才，在企业中起着非常重要的作用。企业不仅需要能进行科技创新的教授、院士、专家，更需要能将技术成果转化为生产力的技能型人才。

同时对实验室实施“7S”管理模式。“7S”意指：战略、结构、制度、作风、人员、技能和共同的价值观，这是美国一流的咨询企业Mekinsey公司提出的企业成功管理的“7S”模式。前三个是企业的硬件，后四个则是一个企业成功的“软件”设备。我们的实训课程也采用这样的管理模式，从教学中培养学生的职业素质。

三 以就业为导向，制定实训课程教学措施

以实效性有效评价和课程设置，杜绝了理论教学体系。根据项目教学法的教学特色，把“YL?235A”型光机电一体化设备实训项目分成几个小任务，使用任务驱动的方法，围绕任务引出知识点或解决方案，结合实际操作，总结提高，激发学生的学习兴趣，培养学生理解和应用理论知识的能力，加强实践能力。提高学习的过程感性知识，提高综合能力。我校机电专业学生有近千人，为我区培养了大量的机电综合型人才，继续办好机电专业是专业发展的需要，也是社会发展趋势所需技术人员的培养需求，以就业为导向的需求。职业学校应参与教育市场的竞争，我认为一个重要方面是课程或课程体系的竞争，可提供学生最大效能的教学内容。机电专业提高办学能力，提升毕业生的市场竞争力，必须把实际的企业项目引入课堂教学，教与求对接，为学生提供贴近企业的机会，提高学生的学习兴趣，提高他们的专业领悟能力。

四 以就业为导向，优化机电专业综合实训课程

教材改革和企业需求对接，使用结合本校实际的校本教材是培养合格人才的重要保障。我校机电一体化专业五年制学生在机电专业综合知识的基础上，进行机电综合实践教学。在工学结合模式下，贯穿整个课程的不是知识，而应是职业技能。为此，我们围绕学生职业能力的要求，建立了机电综合课程能力的标准体系，在此基础上编写教学大纲，为了使课程更适合各行业需求，在示范建设期间，我们联合行业专家共同成立专业委员会，与行业专家共同开发职业课程，这样开发出来的课程与学生将来的职业岗位相匹配，更能满足工学交替的学习要求。

实施项目教学，设置教学内容，因材施教。先练后讲，先学后教，强调学生的自主学习，积极参与，从尝试入手，从练习开始，调动学生学习的主动性、创造性、积极性，学生为“主角”，老师为“配角”，实现师生角色的换位，有利于加强对学生自主学习能力和创新能力的培养。笔者从多个方面对项目教学法进行了尝试性的研究与实践，也取得了一定效果。

1.用“以项目为载体，任务引领，工作过程为导向”的职业教育教学理念，指导教学

改变以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。

规范、有序组织学生进行实训，对学生，通过转变学习方式，在主动积极的学习环境中，激发好奇心和创造力，培养学生分析和解决实际问题的能力。对教师，指导学生，转变教育观念和教学方法，从简单的知识传递者转变为指导者。针对机电一体化设备，分层次教学，为了让学生学习和掌握机电一体化设备的装配和调试，遵循从简单到复杂、从单一到综合、从一般功能逐步到特殊功能的原则，组织教学项目和规划工作任务，这样更符合职业学校学生的认知心理和认知特点。

2.职业能力的形成与系统的学科知识相关程度不大，而与完成工作任务的工作过程知识的相关程度却较大

任务的设计，专业知识和工作流程知识的整合，专业技能训练的整合。每一项工作任务，用“工作任务”表述学生需要做的事情及其要求，让学生明确“做什么、学什么”。在相关知识中，介绍专业知识和工作过程中所涉及的工作任务。在指定完成的工作任务中，提出完成工作任务的步骤，检查方法，指导学生完成分配的工作任务。每个任务还设计了评价表，对学生完成的工作进行评价。工作过程包含的内容、方式、方法、经验、对象、工具和其他因素，呈现在学生面前，让学生掌握该技能知识。根据这一理念，让学生可以创建真正的职业情景，促进学生和机电一体化设备安装工程技术人员角色之间的转换，帮助学生形成职业素质和能力。

3.注重理论与实践相结合

为完成一个项目，涉及如何做的问题，这就要求学生结合工程的原理分析，设计流程。但实践的结果又问学生：是不是这样的？是不是与书上一样？真正地做到“做中学”的目的。

项目教学中，学习过程成为一种人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是项目的完成过程。在工程实践过程中，理解和掌握课程要求的知识和技能，经历创新的艰辛与快乐，培养分析问题和解决问题的思路和方法。

4.结合目标教学，实行目标考核和单元考核

考核评价也多元化，师生评、生生评、考工评，平时的职业素养表现也计入考核，力求与企业对接，培养企业需要的具备良好职业素养及扎实职业技能的人才。

机电综合实训课程设置应对接企业，培养“既懂机又会电”的实用型人才，把技术的综合应用能力、实践能力和创新能力作为交叉点和教学重点，课程建设实现以工作过程为导向――确定课程设置、以职业技能为依据――组织课程内容、以典型产品为载体――设计实训内容、以职业技能鉴定为参照――强化技能训练。因此，随着职业技术教育改革的深化，在高职机电一体化专业教学中，有必要创新实训教学模式，强化机电综合实践技能和职业素养的培养，提高实训的效果。根据我们的教学实践认为，今后，我们将进一步拓宽办学思路，加大改革力度，以培养学生的实践技能为目的，走出一条具有我校特色的工学结合办学之路。

参考文献

[1]尹耕钦、于坤安、杨晓珍.五年制高职机电一体化专业的教学改革[J].机械职业教育，2011（3）

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关键词:PLC;项目教学;评价方法

中图分类号:G42 文献标识码:A

文章编号:1009-0118(2012)09-0145-02

本文通过PLC项目教学的探讨与实践的介绍,目的是想使PLC课程的教学易于教师讲授和学生学习,最终使PLC课程的开设更符合企业用人需要和学生学习兴趣。

一、引言

项目教学是采用项目式的组织形式实施课程的教学目标,使得对学生的知识传授与能力培养与企业的实际需要达到高度统一,这也就是实施PLC项目教学的目的。

如何开展PLC课程的项目教学呢?本文将从PLC项目教学的教学条件、项目设计、效果评价方法及教学实践四个方面来阐述PLC项目教学有关问题。

二、实现PLC项目教学的条件

进行PLC课程的项目教学,需要具备一定的教学条件。首先是能够将整个课程划分为若干个项目,其次是具有进行项目教学的实践基础——设备,再次是有能够实现项目教学的场所——多媒体教室或一体化教室。以下对上述几点进行分析说明。

(一)能够将课程划分为若干个项目

PLC课程的内容特别适合项目教学,原因是PLC开发过程是一个从分析控制要求,到主电路及I/O设计,再到PLC程序设计,最后进行综合调试的过程。这一工作过程,无论是简单的PLC控制系统,还是复杂的PLC控制系统,都是如此。因此,可以根据这一特点将PLC课程中基本知识、接线训练、设计方法、综合调试等按照先简单、后复杂的原则,用项目的方式组织起来,由浅入深的进行教学。

(二)容易实现项目教学的实践条件

项目教学宜在实验室进行,换句话说项目教学需要实践条件的,否则,项目教学就成为纸上谈兵。在精品课程建设过程中,考虑到PLC实验室建设花费不是很大,综合规划实验室建设的规模和档次,为实现项目式教学奠定坚实基础。

(三)创建项目教学的场所

项目教学不仅要有实验室,还应建立具有多媒体设备和PLC演示设备的专用教室。为精讲多练,提升教学效果,提高教学质量,建立集实验设备和多媒体设备于一体的理论实践一体化教室,是项目教学的努力目标。

三、PLC教学的项目设计

(一)PLC课程项目设计的基本原则

PLC课程的项目设计,从教学方面来说是有一定规律可循的,作者认为可遵循以下几项原则:

1、由简单到复杂

项目设计遵循的第一个原则就是由简单到复杂。这一原则十分重要,因为学生在学习过程中是需要成功来激励的。如PLC课程项目设计的第一个项目就是从最简单的电机起保停控制开始,让学生比较容易的进行项目实施并且能够成功的完成项目,使他们在今后的项目实施过程中充满信心。

2、由单一到综合

项目设计遵循的第二个原则就是由单一到综合。训练应从单项训练开始,然后再过渡到综合训练。如设计机械手PLC控制系统时,可以先从机械手的手动操作控制、自动操作控制这些单一训练开始,再过渡到具有手动、自动、单步、单周期的这种综合训练,确保学生能够一步步地完成各个项目。

3、将基础知识、连接训练、设计技能融为一体

项目设计遵循的第三个原则是将PLC的基本知识、PLC外部接线训练、PLC程序设计的技能有机结合。在项目教学的不同阶段,完成不同基础知识、PLC外部连接训练、PLC程序设计方法的项目教学。如在介绍PLC最基本知识的项目中,可借助学生过去学过的电工知识,使用转换法进行PLC程序设计的项目教学;在有了PLC的基本知识后,这时的项目教学中可使用逻辑法和时序法进行PLC程序设计;在介绍状态继电器时,采用状态转移图及步进顺控法进行PLC的程序设计的教学项目;最后在介绍应用指令时,可采用经验法或综合设计法进行PLC程序设计的教学项目。

(二)PLC课程具体项目设计

PLC课程的项目具体应当如何设计呢?这是实施项目教学关键之所在。作者认为PLC项目不仅应满足学生综合素质的提高与高技能培养的要求,还应当是实际生活中应用广泛并且学生十分熟悉的内容。只有应用广泛才能使学生体会到PLC的重要性,只有学生熟悉才能引起学生的兴趣。基于这一认识,选择电动机的控制、交通灯的控制和机械手的控制这些人们熟悉且随处可见对象作为项目教学的主要内容,是十分适合的。

按照PLC项目设计的基本原则并结合以上思路将PLC项目教学的项目类型、项目名称、项目教学的内容及项目教学的教学目标列于表1中。

通过上述8个项目的实施,学生应当能够理解PLC的内部各种继电器及其功能,掌握PLC控制系统的接线和程序设计的方法,能够进行中等复杂程度的PLC控制系统的设计与调试。采取PLC项目教学的方式,并配合项目教学给出一些训练课题,相信学生能够从理解到应用实现平稳过渡,从而完成PLC课程的教学目标。

四、PLC项目教学的评价

采取PLC项目教学,当教学过程完成后该如何测量与评估其教学效果呢?作者认为不能仅进行基本知识的理论考试,还应当结合实际开展综合考核,如给出一些指定的项目,让学生个人独立或二人组合作完成某个项目。根据项目的实施情况主要考察学生以下几个方面:

(一)学生是否掌握了PLC的接线。

(二)学生是否掌握了PLC基本指令的应用。

(三)学生是否掌握了PLC程序的设计方法。

(四)学生是否掌握了PLC控制系统的设计与调试。

(五)学生独立完成或合作完成项目的能力。

综合考核是以PLC知识的应用作为基础、以实际工作能力的测试为目标的考试,这种考核应在实验(训)室现场进行。在有条件的情况下,职业技术学院应努力实现这种考核。

五、PLC项目教学的实践

(一)加强PLC项目教学条件建设

PLC课程的教学进行了多年,但教学效果并不理想,究其原因作者认为,最主要原因是教学目标不明确,教学重点不突出,训练不充分;其次是教学设备与教学条件有缺陷。

如何来解决这一问题,使学生学完这一课程后,能够掌握这一课程的知识点,特别是能够顺利的完成PLC控制系统的设计与调试,这是我们进行PLC项目教学的最终目的。

开设PLC项目教学以来,结合PLC精品课程的建设,积极进行实验(训)室的基础建设,增添PLC设备数量并提高设备档次,有条件的还应建立了多媒体专用教室,为实施PLC项目教学创造良好的教学环境。

(二)拟定PLC项目教学大纲并开发PLC项目教学教材

具备了PLC项目教学的条件后,首先要解决的问题就是要根据需要拟定PLC课程的项目教学方案,即课程教学大纲。将PLC项目教学以教学文件的形式固定下来,使承担PLC教学的教师以项目教学的课程大纲为依据,完成PLC课程的教学任务。在新的PLC课程大纲指导下,保证PLC项目教学的基本质量。

积极编写实施项目教学的教材和实训指导书。有了教材,教师实施项目教学有了基础,有了教材,也方便了学生学习。

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Abstract： Although many higher vocational colleges open automobile manufacture and assembly technology courses， the lack of practical automobile assembly training condition has restrained the practical training of this specialty. So it is necessary to design and develop simulated automobile assembly line open to practical teaching. Any single university cannot copy the huge system project， so the existing equipment and those can be added are taken as the foundation to study the design of the simulated automobile assembly line. The emphasis is to show the section set， technical process and part of the feasible assembly operation work.

关键词： 实训教学；模拟；汽车总装线；设计

Key words： practical teaching；simulation；automobile assembly line；design

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0254-03

基金项目：课题名称：基于实训教学的模拟汽车总装线研发，编

号：DZ2013A-05。

作者简介：张宪辉（1970-），男，辽宁庄河人，现任大连职业技术学院汽车工程学院副院长，副教授，高级技师，研究方向为汽车检测与维修技术。

0 引言

长期以来，绝大多数高职院校汽车制造与装配技术专业在实训教学项目的设计和开发等方面没有本质上的进展，依然参考汽车检测与维修技术专业，沿袭着总成拆装及系统检查和检测实训项目，没有体现出汽车制造装配专业的专业特色，无法满足学生在校内就能熟悉和了解汽车总装线的工段划分、工艺流程以及实际的项目操作等专业知识和技能的要求。因此，如何在学校能力所及的范围内，设计和开发面向实训教学的经济实用的模拟汽车总装线成为一项十分必要的课题。

1 汽车生产厂总装线基本情况分析

1.1 汽车总装线的主要设备 尽管各汽车生产厂的产品不同，但其总装线上采用的设备类型都基本相同，主要包括以下六个方面：①输送设备。该类设备是用于汽车总装配线各总成分装线以及大总成上线的输送，主要有摩擦滑橇输送链、轻型悬链、双板式带输送链、机动滚道柔性线输送链、物流吊运小车、磁导航车、积放链输送机等。②汽车装配线大总成上线设备。大总成上线设备是指发动机、前桥、后桥、驾驶室、车轮等总成在分装、组装后送至总装配线并在相应工位上线所采用的输送、吊装设备。③各种油液加注设备。主要包括燃油、油、冷却液、制动液、制冷剂等各种汽车装配线加注设备。④出厂检测设备。主要包括前束试验台、侧滑试验台、转向试验台、前照灯检测仪、制动试验台、车速表试验台、排气分析仪等设备。⑤专用汽车装配线设备。包括车号打号机、罗纹紧固设备、车轮装配专用设备、自动涂胶机、液压桥装小车等。⑥工业机器人。主要在汽车生产中的点焊、弧焊、铆接、涂胶、喷涂等工序中应用。

1.2 汽车总装线的布置形式 汽车总装线的布置对于装配的效率以及车间内的物流起着决定性的作用，不同的整车厂会根据实际情况合理布置总装线。通过调研汇总，目前主要有以下几种布局类型：①总装车间划分成“仪表板工段、前围工段、动力总成工段、车门工段”等四个工段。②长安福特马自达汽车厂将总装车间划分成“分装线、线束区、内饰区、报架区、总装区、检测线”等几个部分。③一汽轿车工厂将总装车间划分成“一次内饰装配线、底盘线、二次内饰线、整车完整性检查、整车检测线”等几个工段。④长城哈弗汽车总装线由“内饰线、底盘线、外饰线和检测线”组成。⑤蒙派克车型将生产线分为“内饰线、底盘线、综合线”三条主生产线和“发动机、后桥、车门及仪表板”四条分装线。

无论是哪种总装线布局类型，尽管它们划分的装配线名称不同、数量不同，但论其功能都大致相同，都分为分装线和主装线两大部分，其中分装线主要包括：发动机变速器（前桥）分装线、后桥分装线、仪表板分装线等；主装线主要包括：内饰线、底盘线、综合线、整车检测线等。分装线预先将各大总成组装完毕，分别运至总装线的相应工段，在总装线的各对应工段完成总成与车身的组装，在总装线还要完成整车组装后的性能检测。

2 基于实训教学的模拟汽车总装线的设计定位

通过对汽车生产厂总装线基本情况的分析可以看出，一条实际的汽车总装生产线主要由以下几方面元素构成：

①空间和面积充足的车间厂房。②总装生产线设备。③工段设计与布局。

由此可以看出，汽车总装生产线是一个庞大的系统工程，在职业院校有限的条件下完全复制和效仿汽车总装生产线是不切实际的。本文研究的核心不是要模拟汽车总装线的高自动化程度，也不是要全面覆盖实际汽车总装线的所有环节和操作项目，而是要通过合理的设计来体现各类汽车总装线的基本工段框架、典型的装配工艺流程、主要的装配线操作项目，实现装配线常用工具的使用训练。因此，结合目前高职院校的实际情况，本文将研究重点放在了“基于实训教学”和汽车总装线的“模拟”两个方面。研究将不涉及实际汽车总装线中的自动输送设备（包括机械手等）、昂贵的装配线专用设备和工业机器人等设备设施，也不考虑备品存储、物流运输、路试跑道、淋雨线等环节，而是利用学校已有的和有能力购置的设备设施，采用工位固定、人员相对运动的形式进行模拟汽车总装线设计，重点研究如下几个方面的内容：①进行模拟汽车总装线的基本布局设计。布局的设计应能在一定程度上适应不同车型装配工艺流程的变化要求。②工段设计。在模拟汽车总装线基本布局的基础之上，设计出能够与实际汽车总装线工段设置基本吻合的、可实施的工段排列组合。③进行模拟汽车总装线设备设施的配置研究及布置设计。

3 基于实训教学的模拟汽车总装线的具体设计

在上述分析基础之上，结合高职院校场地和实训设施的实际情况，本文分别从模拟汽车总装线的基本布局、装配线工段设计以及总装线设施配置及布置等三个方面进行了设计研究。

3.1 模拟汽车总装线的基本布局设计 通过对各类汽车装配线的调研、分析和总结，本文在进行模拟汽车总装线布局设计研究时，不仅对总装线进行了重点研究，也对与之配套的分装线进行了规划布置。在满足布局能适应多种汽车装配工艺流程变化要求的同时，兼顾考虑学校场地因素，最终形成了图1所示的基本布局图。

如图1所示，总装线由四个工段区组成，按直线排列，每个工段区以一个地藏式举升机为载体（采用地藏式举升机的目的是一方面可使车身轻松运送和放置在相应的工段区，并且方便每个工段实施装配操作时高度的调整；另一个方面能够最大限度节省车间的有效空间）。在总装线四个工段的侧方，对应建有四个分装区（数量可以根据实际需要调整），分装区用于汽车各总成的组装调试，之后输送到对应的总装工段，完成与车身的对接与组装。如此，形成了一个微缩版的模拟汽车总装线。该模拟总装线的各工段和分装区可以灵活调整，以适应不同车型的总装要求。

在空间场地允许的条件下，建议车间长度不小于50米，宽度不小于20米（其中总装线宽度为10米、通道宽度2米、分装区宽度8米），高度视采用的吊装运输设备的形式而定，一般不应低于5米。这样可以保证总装线的每个工段区有12.5米（长）×10米（宽）的作业空间，分装区拥有不小于12.5米（长）×8米（宽）的作业空间。如此，1000平方米的车间既不会给学校带来较大的负担，也基本能够满足模拟汽车总装线的实训需求。

3.2 装配线工段设计 基于实训教学的模拟汽车总装线可以参考具体汽车生产厂的总装线布置形式进行工段设计，也可以按照一般的通用性布置形式进行工段设计。以本校汽车装配专业为例，根据汽车装配实训室的整体布局，在总装线的工段设计上，如图2所示，以四个地藏式举升机为载体形成总装线的四个工段区，按装配顺序依次直线排列为：内饰工段、底盘工段、综合工段、检测工段。

在内饰工段可以设计线束安装、内饰板安装、仪表台安装、操纵台安装等实训操作项目；在底盘工段可以安排各种油管、前/后悬架、动力总成、油箱、排气管、车轮等部件总成的安装操作项目；在综合工段可以安排完成座椅、电瓶、备胎、后备箱附件、雨刷、介质加注、车门调整、线路管路插接等实训内容；在检测工段可以根据学校具备的检测设施开展诸如专用仪器诊断、四轮定位、四合一综合性能检测等一系列性能测试。

为配合总装线的各种作业项目，在总装线四个工段的侧方，依次对应建有五个分装区，分别是：内饰件分装区、动力总成分装区+底盘分装区（共同与底盘工段对应）、其它附件存放区、工具间。在此需要说明的是，动力总成分装区和底盘分装区的布置是相邻且相互贯通的，这样设计主要是因为目前乘用车多以前置前驱动为主，发动机和变速器总成组装完毕后需要装配到前桥总成上之后，再作为一个整体安装到车身，所以这两个分装区要共同对应总装线的底盘工段；其它附件存放区主要为总装线上的综合工段的装配项目提供物资供应，而工具间主要用于存放总装线各工段需要使用的工具，并重点为检测工段提供检测用的设备设施。

3.3 设备配置与布局 为能模拟实现汽车总装线的整体运行，满足必要的实训项目的实施，经过对实际汽车装配线所用设备类型及功用的深入研究，结合本校汽车装配实训室的实际条件，确定了模拟汽车总装线所用的基本设备，具体如下：①吊装及搬运工具。汽车总装线是一条庞大的传送线，输送设备是保证汽车总装线正常工作的最基本保障。由于受场地及资金所限，故采用人工吊装及搬运方式来完成汽车及部件的传送：在车身传输方面，我们采用了体积小巧、易于操作的小型移动龙门架吊车来实现车身的吊装（见图2），采用车身台车完成车身的运输，台车能够从举升机平台内侧通过，以保证车身可以被顺利输送到下一个工段。②升降工具。在总装线的每个工段，都装有一台地藏式举升机，以用于每个工段部件和总成装配时将车身升降至合适的高度位置；在总成传输方面，主要采用液压搬运车；在实施总成升降作业时，主要采用液压升降移动平台车、堆高叉车、发动机小吊、液压升降托架等设备。③装配工具。为实现模拟汽车装配线真实的操作，我们配置了装配线上普遍使用的气动工具、电动工具及机械式装配工具，并配套在模拟总装线各工段两侧的墙壁上安装了气源接口、拉伸式电源插排及照明用工作灯（见图3）。④加注工具。可以配置自动变速器油加注机、制动液加注机、转向油液加注机、空调制冷剂加注机等价格相对适中的加注设备来满足必要的实训操作项目的要求。⑤检测工具。如果学校条件允许，可以在检测工段的位置配置四轮定位仪和四合一检测线，这样基本能够满足对下线汽车性能检测的各种要求，如果没有条件，配置专用检测仪器及通用型检测仪器来进行整车检测工段的各种检测项目也是很有必要的。

4 结语

本文主要是结合本校的实际情况对面向实训教学的模拟汽车总装线的设计进行有益的探索，并不是一定之规，譬如，如果条件允许，可以将吊装运输工具改为天车（如图4所示），也可以对总装线的工段数量和顺序以及分装线的数量和功能进行重新设计划分。由于各院校实际条件的差异，本文所设计的方案必然会存在这样或那样的不足，谨以此方案作为“引玉”之石，能够从中有所启发就实现本文研究的意义了。

参考文献：

[1]唐晓军.汽车企业车间的安全管理[J].汽车工程师，2013（06）.

篇10

关键词：数控加工中心；ATC装置；常见故障；诊断分析；维修维护

ATC装置是数控加工中心进行多道工序加工的前提条件，在实际生产过程中，加工中心半数以上的故障与其有关，ATC性能的好坏直接影响着加工成本和加工质量[1]。

1数控中心ATC装置结构特点及换刀控制分析

1.1结构特点。ATC装置主要由刀库、刀具、主轴、拉杆、换刀臂升降液压缸、换刀臂等部分组成[2]。刀库的功能是存储整个数控加工中需要的各种型号道具，并根据系统程序指令，将下一步加工所需刀具准确的运送到换刀位置，同时接收上一步加工过程中所使用的刀具。传统数控换刀时需要将主轴上的刀具送回刀库，然后才能从刀库中取出新刀具，由于这两个动作分别运行，导致换刀时间较长、加工效率较低。随着数控技术的不断发展，数控加工中心采取机械手同时完成还刀、取刀操作，提高了加工效率。ATC装置的驱动方式主要三种形式：交流异步电动机驱动，换刀成本低、定位准、稳定性好、速度快，通常用于比较频繁换刀的中小型数控加工中心；伺服驱动，根据T代码指令执行动作，换刀精度高、成本高、稳定性强；液压驱动，需要足够的液压动力，运动速度及准确性受到环境、油温、油压等因素的影响，用于不需要频繁换刀的大中型数控加工中心。1.2换刀控制。ATC装置刀库中的选刀方式主要有四种：刀具编码方式，对刀具进行编码并且采用特殊的刀柄结构，换刀时只需根据相应的编码就能找到刀具，虽然编程代码简单，但刀柄结构较为复杂，容易出现问题；刀套编码方式，对刀座进行编码，该方式显著的特点是刀具用完之后必须放回原位，降低了加工效率；顺序选刀方式，将刀具按照加工的顺序依次放入刀座中，一旦加工顺序发生改变，就需要重新装入刀具，即使是不同的加工工序采用相同顺序的刀具，也需要重新装入。虽然该方式控制比较简单，但控制效率较低；随机选刀方式，利用存储器的数据表结构，在换刀时同步更新刀具、刀座与主轴之间的关系，刀库换刀与主轴换刀可以同步完成，与前面三种方式相比，该方式加工效率高，满足现代化的数控加工生产需求[3]。

2数控加工中心ATC装置常见故障诊断及处理方法

在数控加工过程中，ATC装置经常出现故障，根据上述的ATC装置结构及换刀控制原理的分析，对于ATC装置常见故障诊断、原因分析及处理方法归纳如下。2.1刀套破裂原因分析：装入刀具时损坏、刀套未定位前有倒刀动作或未回位定位前刀盘旋转。故障处理：更换刀套、调整刀盘定位接近开关。2.2刀库无法运转原因分析：电压不正常、气压低、磁簧开关故障、电线松动。故障处理：检查电源是否良好；调整气源压力；每一个开关是否正常工作、电线是否接好。2.3传动马达烧坏原因分析：组件不能运转、刀具超重、刹车烧坏、电源缺相、电压不正确。故障处理：检查刀套滑动部位是否运转顺畅；检查刀具重量是否超过规定值、检查刹车器线圈是否损坏；检查电源是否缺相及电压等级是否匹配。2.4换刀时出现刀具掉落及拉刀现象原因分析：刀具太重造成刀臂变形、刀臂及刀具的夹刀点的校正不正确、刀具被撞击变形、刀套内的加紧弹簧已疲劳。故障处理：在换刀之前检查刀具质量；重新校正；换新刀臂并重新调整；调整并更换弹簧。2.5倒刀时刀掉落原因分析：刀具质量超过限定值、刀套内的弹簧夹力不够、刀套没有定位好。故障处理：检查总质量；调整或更换。2.6刀套准备好后无法正常降落原因分析：刀具过重或过长、汽缸泄露、刀具松动、气压低。故障处理：确定刀具重量及长度；检查汽缸；紧固螺钉；检查气压。2.7换刀时无法回归原因分析：电线接触不良、刀臂弯曲。故障处理：用换刀命令来进行换刀动作，检查电线故障；扳手旋转，如旋转后仍然无法回归，则需要更换刀具。

3结束语

综上所述，数控加工中心ATC装置常见故障有很多，只有掌握其控制原理及装置结构，对已经发生故障及维修方法进行总结归纳，以后遇到类似的故障就能大大提高维修效率，降低对人力物力资源的耗损，对于数控机床的日常维护和应用具有重要的现实意义。

作者:卞仕新 单位:江苏省宝应中等专业学校

参考文献：

[1]张永强.立式加工中心ATC装置常见故障的诊断与分析[J].汽车实用技术，2010(6)：28-29.