自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試綜合實訓(xùn) 學(xué)習(xí)指南

《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試綜合實訓(xùn)》－－學(xué)習(xí)指南一、課程性質(zhì)與任務(wù)經(jīng)過企業(yè)調(diào)研和崗位分析，機電一體化專業(yè)畢業(yè)生主要從事機電設(shè)備的維修、操作、技術(shù)、管理四個崗位工作，在對典型工作任務(wù)進行分析的基礎(chǔ)上，選取自動化生產(chǎn)線和數(shù)控機床維修為本專業(yè)的教學(xué)載體，據(jù)此開設(shè)《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試綜合實訓(xùn)》課程?！蹲詣踊a(chǎn)線調(diào)試與維護》是一門專業(yè)綜合實訓(xùn)課程，開設(shè)在第五學(xué)期。涵蓋了可編程控制器技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、氣動技術(shù)、觸摸屏技術(shù)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等自動化技術(shù)的應(yīng)用，將機械、電氣、氣動、機械手、傳感器、PLC控制和通訊等技術(shù)通過模塊化的形式綜合展現(xiàn)給學(xué)生，旨在讓學(xué)生了解現(xiàn)代化工業(yè)進程中工業(yè)產(chǎn)品被加工的方式，認識機電一體化設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運動、驅(qū)動、傳感、控制方式，能夠?qū)υO(shè)備進行安裝、編程、調(diào)試、故障診斷和排除。二、教學(xué)內(nèi)容組織1、內(nèi)容選取原則依據(jù)“四個符合”的原則選取教學(xué)內(nèi)容：圖1教學(xué)內(nèi)容選取原則2、內(nèi)容選取過程在專業(yè)指導(dǎo)委員會指導(dǎo)下，課程組與行業(yè)企業(yè)專家一起，對教學(xué)內(nèi)容進行選取和規(guī)劃，在進行充分的企業(yè)調(diào)研基礎(chǔ)上，選擇具有典型生產(chǎn)線安、調(diào)、維功能需求的教學(xué)載體，教學(xué)內(nèi)容的選取過程如圖2所示。在情境課程教學(xué)中，學(xué)生是主體，教師是學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)者，有計劃的通過對本地圖2教學(xué)內(nèi)容的選取過程示意圖區(qū)較有影響力的生產(chǎn)線企業(yè)實地走訪調(diào)研，與行業(yè)專家座談，了解生產(chǎn)線相關(guān)職業(yè)活動的內(nèi)容，將材料分段序化，然后分析、提取、總結(jié)出若干典型的工作任務(wù),形成“生產(chǎn)線典型工作任務(wù)匯總表”；在此基礎(chǔ)上，提煉出滿足實際崗位工作任務(wù)所需要的知識、能力、素質(zhì)，形成“知識、能力、素質(zhì)描述一覽表”，將實際的典型工作任務(wù)轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)性工作任務(wù)，提煉出《生產(chǎn)線的操作、編程與維護》綜合實訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)情境。既要滿足當前典型生產(chǎn)線的崗位要求，同時兼顧相關(guān)行業(yè)發(fā)展的新知識新技術(shù)。3、教學(xué)內(nèi)容選取以自動典型生產(chǎn)線組裝仿真設(shè)備“YL-335B”為教學(xué)載體，以“自動生產(chǎn)線安裝、調(diào)試、參數(shù)設(shè)置”為課程的核心技術(shù)技能，基于工作過程，對教學(xué)內(nèi)容進行教學(xué)單元設(shè)計，形成本課程的具體學(xué)習(xí)型任務(wù)，如圖3所示。圖3教學(xué)內(nèi)容選取詳圖組織企業(yè)專家、骨干教師分析、提煉、重構(gòu)和序化學(xué)習(xí)型任務(wù)中的知、能、素要素，結(jié)果如下。表1學(xué)習(xí)型任務(wù)涵蓋的知識技能點序號學(xué)習(xí)型工作任務(wù)知識、能力、素質(zhì)1生產(chǎn)線輔助性工作：適應(yīng)生產(chǎn)性實訓(xùn)基地職業(yè)情境氛圍；初步認知各設(shè)備基本功能、安全運行規(guī)范與管理、工藝流程、生產(chǎn)組織形式、各道工序其崗位職責(zé)；準備壓縮空氣、工件、供電、工藝文件所要求的各種表格等材料。操作面板各個指令器件和的識別：高壓電防護知識與意識；儀器工具的使用；現(xiàn)場管理知識，安全規(guī)范、工藝流程、作業(yè)指導(dǎo)書的初步認知；工作積極主動、嚴謹細致，吃苦耐勞，有責(zé)任心和強烈的求知欲。2生產(chǎn)線設(shè)備的操作：能完成生產(chǎn)線的啟動與停止；各種工件的填裝；正確處理常見的故障；能完成導(dǎo)軌調(diào)節(jié)；能進行連續(xù)的生產(chǎn)，并在生產(chǎn)過程中進行有效的品質(zhì)控制。生產(chǎn)線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：生產(chǎn)線檢驗規(guī)范；生產(chǎn)線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；生產(chǎn)線產(chǎn)品檢驗規(guī)范；執(zhí)行工藝流程與作業(yè)指導(dǎo)書的能力；工作積極主動、嚴謹細致，有強烈責(zé)任心和安全意識。3生產(chǎn)線設(shè)備維護：分析界定生產(chǎn)線設(shè)備故障原因，自己排除或請他人排除；針對突發(fā)故障，制定應(yīng)急處理預(yù)案，保證生產(chǎn)線正常使用；制定生產(chǎn)線保養(yǎng)計劃，正確選用維護工具與耗材實施設(shè)備保養(yǎng)。生產(chǎn)線各系統(tǒng)單元的原理與結(jié)構(gòu)，維護保養(yǎng)知識：設(shè)備維護步驟、方法；維護工具、耗材的相關(guān)知識；設(shè)備維護操作規(guī)范，維護、保養(yǎng)計劃；能吃苦耐勞，較強的分析判斷能力。4生產(chǎn)線組裝設(shè)備編程：熟悉設(shè)備軟件界面，能對生產(chǎn)設(shè)備編程，調(diào)整各種設(shè)備參數(shù)：對生產(chǎn)線裝置位置的確定、速度的確定。看懂設(shè)備的說明書，操作手冊等技術(shù)資料，理解操作手冊中編程指令:熟悉生產(chǎn)線的工作原理；會手工編程；嚴謹細致的工作態(tài)度。5生產(chǎn)與工藝優(yōu)化：制定生產(chǎn)計劃，設(shè)計并執(zhí)行工藝流程；生產(chǎn)組織，包括人員安排、準工時制定等。生產(chǎn)材料與條件的準備；針對特定產(chǎn)品套裝，確定生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。了解設(shè)備性能指標，生產(chǎn)線產(chǎn)能，合理制定生產(chǎn)計劃。規(guī)范作業(yè)程序和工作標準，從環(huán)境管理，人員管理方面提高提高生產(chǎn)效率。了解生產(chǎn)設(shè)備性能指標，影響產(chǎn)能的因素:理解各種設(shè)備參數(shù)對加工質(zhì)量的影響；能對生產(chǎn)線設(shè)備運行狀況、工序能力、產(chǎn)品品質(zhì)進行評估及分析，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并能及時處理；針對具體產(chǎn)品編制工藝文件；具有良好的溝通能力，管理能力與協(xié)調(diào)能力，有團隊精神。教學(xué)內(nèi)容的選取不僅力求滿足行業(yè)企業(yè)的崗位需求，還充分考慮學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的需要。將企業(yè)技術(shù)文件、工藝文件、行業(yè)標準納入教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅在生產(chǎn)線參數(shù)設(shè)置和生產(chǎn)線工藝編制等技術(shù)方面具有扎實的理論功圖4四個核心技術(shù)四個一體化底，具備熟練的生產(chǎn)線操作技能，滿足崗位需求，順利就業(yè)，還能通過方法能力、社會能力等方面的系統(tǒng)鍛煉，獲得全面的職業(yè)能力，為個人職業(yè)生涯的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，使學(xué)生贏在就業(yè)起跑線。表2教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時一覽表序號主要內(nèi)容課時目的情境14掌握對自動生產(chǎn)線加工工藝過程中機械位置變化、機械速度變化、指示燈狀態(tài)變化的描述。情境216掌握拆裝機械和電器元件的方法情境314掌握一般零件的測繪方法情境422掌握氣動元件在生產(chǎn)線機械上的調(diào)整的方法和繪制氣路圖。情境520掌握傳感器的安裝、接線和調(diào)整的方法，繪制電路圖。情境632了解電動元件在生產(chǎn)線中的作用及其工作原理情境78掌握PLC的安裝、接線和編程的方法，繪制PLC電路圖。將大賽機制引入實訓(xùn)課堂，培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識、團隊協(xié)作、熱愛科學(xué)、勇于實踐的精神情境8拓展訓(xùn)練12理解掌握FESTO等多種生產(chǎn)線的設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的拓展遷移能力。總計128三、情境描述根據(jù)“自動生成線安裝與調(diào)試”課程典型工作任務(wù)和培養(yǎng)目標，該學(xué)習(xí)領(lǐng)域確定了7個學(xué)習(xí)情境，情境描述如表3：表3情境描述序號名稱學(xué)校內(nèi)容相關(guān)知識企業(yè)內(nèi)容情境一減速器、球閥拆裝正確拆卸減速器、球閥兩個部件，初步量取各零件總體尺寸；在拆卸過程中掌握減速器總成、各零部件及其相互間的連接關(guān)系、拆裝方法和步驟及注意事項；正確使用常用工具和專用工具；零部件拆裝后的正確放置、分類與清洗方法；養(yǎng)成文明生產(chǎn)、安全操作常識的良好習(xí)慣。查閱模塊一經(jīng)過課程內(nèi)容的重組實施，使學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣有了顯著提高，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，連續(xù)在企業(yè)的實習(xí)經(jīng)歷實現(xiàn)了學(xué)生對崗位的適應(yīng)能力，培養(yǎng)專業(yè)情感，就業(yè)競爭力得到有效提高，得到企業(yè)的普遍認可。情境二減速器零件圖基礎(chǔ)環(huán)境設(shè)置根據(jù)減速器零件實際尺寸正確設(shè)置比例、圖幅等基礎(chǔ)環(huán)境；學(xué)習(xí)尺寸標注、線形及繪圖工具的使用等基本知識。查閱模塊二情境三物體投影方法與選擇根據(jù)物體形體結(jié)構(gòu)，正確選擇投影方法；學(xué)習(xí)掌握物體的正投影法、三視圖及點、線、面投影規(guī)律及其之間的空間關(guān)系，掌握第三角投影法及其特點，對點線面進行投影分析，了解其視圖的投影特點和作圖。查閱模塊三情境四減速器零件結(jié)構(gòu)分析及軸測圖繪制熟悉機器中常見的形體，繪制減速器零件軸測圖；在軸測圖繪制過程中，學(xué)習(xí)基本體和組合體形狀分析基本知識，掌握其視圖的投影特點和作圖方法。查閱模塊四情境五減速器零件圖及裝配圖繪制正確繪制減速器零件圖、裝配圖；在繪圖過程中，學(xué)習(xí)掌握機械零件的常用表達方法、零件視圖選擇、尺寸標注、常見工藝結(jié)構(gòu)、標準件及常用件等基本知識，繪、讀零件圖、裝配圖的方法與步驟等。查閱模塊五情境六減速器、球閥零部件測繪正確測量減速器、球閥零部件尺寸，繪制全套零件圖和裝配圖；在測繪過程中，學(xué)習(xí)掌握一般測繪程序和步驟；學(xué)會部件分解，繪制裝配示意圖；繪制出零件草圖，并標注尺寸線和尺寸界線；掌握常用測量工具的測量方法，并進行尺寸測量，標注尺寸數(shù)值，進行尺寸圓整和協(xié)調(diào)，確定配合，公差及表面粗糙度及技術(shù)要求；確定被測零件的材料、種類、名稱、熱處理方法及表面要求等；編制標準件、外協(xié)件明細表等。查閱模塊六情境七繪圖軟件選擇根據(jù)企業(yè)需求選擇合適的制圖軟件；學(xué)習(xí)AutoCAD、Pro/E等常用繪圖軟件的主要功能、特點及工作界面。查閱模塊七注：在學(xué)習(xí)情景中完成若干工作任務(wù)，以任務(wù)引發(fā)學(xué)習(xí)動機，查閱學(xué)習(xí)相關(guān)知識，再返回學(xué)習(xí)情景完成工作任務(wù)。四、課時分配表4課時分配序號主要內(nèi)容學(xué)時分配作業(yè)題量目的合計理論教學(xué)課內(nèi)實訓(xùn)情境14221掌握對情境2164126掌握情境3144102掌握一般零件的情境4224182掌握情境5184143掌握情境6324283情境710281掌握將大賽機制引入實訓(xùn)課堂，培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識、團隊協(xié)作、熱愛科學(xué)、勇于實踐的精神。情境8拓展訓(xùn)練12483在三個技術(shù)方面：工業(yè)機械手、PLCS7-300編程、立體倉庫應(yīng)用進行拓展。開拓學(xué)生的視野，提高學(xué)習(xí)興趣?？傆?282810020五、教學(xué)要點：1、生產(chǎn)線組成生產(chǎn)線由供料、裝配、加工、分揀和輸送等5個工作站組成。輸送站作為主站，觸摸屏連接到輸送單元PLC。2、工作單元裝置側(cè)部分的裝配要求⑴加工和裝配等工作單元裝置側(cè)部分的裝配工作已經(jīng)完成，須在工作臺面上完成其定位工作。⑵完成供料單元裝置側(cè)的機械裝配、氣路連接和電氣接線以及在工作臺面上定位。（PLC側(cè)電氣接線已經(jīng)完成，裝置側(cè)電氣接線應(yīng)與PLC側(cè)對應(yīng)）⑶完成分揀單元裝置側(cè)的安裝和調(diào)整以及工作單元在工作臺面上定位。①分揀單元的三個出料滑槽、傳送機構(gòu)支座已裝配成組件。②金屬、光纖傳感器支架只安裝光纖傳感器。③在金屬傳感器支架上安裝金屬傳感器。④進料口物料檢測傳感器采用光纖傳感器。⑷輸送單元的直線導(dǎo)軌已經(jīng)安裝在底板上并定位到工作臺面上，繼續(xù)完成該單元裝置側(cè)的機械裝配、氣路連接和電氣接線。3、電路設(shè)計和電路連接供料、加工和裝配等工作單元的電氣接線已經(jīng)完成，要求繼續(xù)完成分揀和輸送單元電路設(shè)計和電路連接。分揀單元電路連接完成后應(yīng)根據(jù)運行要求設(shè)定變頻器有關(guān)參數(shù)（其中要求斜坡下降時間或減速時間參數(shù)不小于1.5s）。變頻器參數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)以表格形式記錄在所提供的電路圖上。設(shè)計輸送單元的電氣控制電路，并根據(jù)所設(shè)計的電路圖連接電路；電路圖應(yīng)包括PLC的I/O端子分配、伺服電機及其驅(qū)動器控制電路。電路連接完成后應(yīng)根據(jù)運行要求設(shè)定伺服電機驅(qū)動器有關(guān)參數(shù)，參數(shù)應(yīng)以表格形式記錄在所提供的電路圖上。4、程序編制及調(diào)試系統(tǒng)的工作模式分為單站工作和全線運行模式。工作模式的切換必須在系統(tǒng)和各工作站均處于停止狀態(tài)時才能進行。⑴單站運行方式?輸送單元機械手單步測試，傳送工件功能的單周期測試。?分揀單元應(yīng)完成對原料工件（擬裝入供料單元料倉的工件）的預(yù)處理，剔除其中的廢品工件（黑色工件）或被金屬零件堵塞的工件。預(yù)處理過程如下：若上電后分揀站處于初始狀態(tài)，則可按下啟動按鈕SB1，工作站啟動，變頻器驅(qū)動傳動電動機以頻率為28Hz的速度正向運行。然后以不高于每秒1次的頻率從進料口人工放下工件。工件分揀要求為：被金屬零件堵塞的工件到達1號滑槽中間時，推料氣缸1動作，把工件推到1號槽中，當黑色工件到達2號滑槽中間，推料氣缸1動作，工件對被推到2號槽中。最后，正常工件從槽3推出。分揀過程中，工件被推入滑槽時傳送帶無需停止。若在運行過程中按下停止按鈕SB2，工作站在完成傳送帶上所有工件的分揀后停止運行。⑵聯(lián)機運行方式?正常工作流程：按供料→裝配→加工→分揀的順序。工件分揀要求：如果金屬工件上的小園柱零件為白色，則該工件到達1號滑槽中間，傳送帶停止，工件對被推到1號槽中；如果塑料工件上的小園柱零件為白色，則該工件到達2號滑槽中間，傳送帶停止，工件被推到2號槽中；如果工件上的小園柱零件為黑色，則該工件到達3號滑槽中間，傳送帶停止，工件對被推到3號槽中。工件被推出滑槽后，該工作單元的一個工作周期結(jié)束。僅當工件被推出滑槽后，才能再次向傳送帶下料。分揀站電動機運行頻率為HMI界面上指定值（40～50Hz）的80%。運行中觸摸停止按鈕，在本工作周期完成后系統(tǒng)