機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試項(xiàng)目技能大賽選手訓(xùn)練策略探討與案例分析

沈正寒

摘要：機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試項(xiàng)目是技能大賽傳統(tǒng)常設(shè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)覆蓋面廣，參賽隊(duì)伍規(guī)模大。本文對該項(xiàng)目學(xué)生訓(xùn)練技術(shù)、技能和技巧存在的問題進(jìn)行分析，總結(jié)共性特點(diǎn)，提供可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械組裝；編程調(diào)試

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9094-（2016）07C-0037-04

江蘇省職業(yè)學(xué)校技能大賽已經(jīng)連續(xù)舉辦了10屆，筆者作為參賽隊(duì)的教練，已連續(xù)7屆指導(dǎo)學(xué)生參與其中，并取得較好成績。通過歷年來省級競賽的前期訓(xùn)練和后期參賽過程，總結(jié)出了一些經(jīng)驗(yàn)，希望與同行交流。本文以機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試項(xiàng)目為藍(lán)本，通過參賽過程中遇到的問題作為案例，來具體分析訓(xùn)練過程中的策略。

一、機(jī)械組裝

（一）施工準(zhǔn)備不充分

學(xué)生在裝配之前對組裝過程中所需的零配件沒有做好充足的儲備，對可編程控制器、觸摸屏和按鈕模塊也沒有做好維護(hù)。

第一種情況：在訓(xùn)練中學(xué)生總自以為是地認(rèn)為裝配時(shí)所有配件都是齊全的，但往往在實(shí)際安裝過程中，少螺絲螺母、少墊片的情況卻經(jīng)常會出現(xiàn)，如事先未重視，自己沒有充分備料，往往會為了一個(gè)螺絲四處尋找，從而耽誤時(shí)間。

第二種情況：在每次訓(xùn)練前一天晚上就應(yīng)將PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊維護(hù)好。學(xué)生經(jīng)常會在訓(xùn)練中發(fā)現(xiàn)裝線時(shí)模塊上接插端口由于長期使用松動，造成插線接觸不良沒有信號的問題，如果在訓(xùn)練中再去緊固模塊端子將是非常麻煩的工作。

第三種情況：在裝配開始之前，學(xué)生應(yīng)根據(jù)安裝圖紙將散亂的機(jī)械配件按類整理擺放好，該用什么配件找什么配件，而且在施工前應(yīng)將部件上需要套配的螺絲螺母都安裝好，否則也會耽誤一定的時(shí)間。

總結(jié)：根據(jù)施工前準(zhǔn)備工作的具體要求，教師應(yīng)當(dāng)督促學(xué)生做好施工前的準(zhǔn)備工作，促使學(xué)生養(yǎng)成良好習(xí)慣。

（二）圖紙分析不到位

學(xué)生在組裝前，沒有充分理解、分析裝配圖，存在盲目施工的現(xiàn)象

第一種情況：有的圖紙要求在安裝時(shí)將黑色塑料端蓋的厚度計(jì)算到安裝尺寸中，但學(xué)生往往會走馬觀花般看圖紙，習(xí)慣性地不考慮黑色塑料端蓋的尺寸就裝配，造成安裝尺寸（除高度尺寸）全錯(cuò)。

第二種情況：在安裝時(shí)學(xué)生對于圖紙中特殊尺寸熟悉程度不夠，如在安裝轉(zhuǎn)盤電機(jī)時(shí)要求高度為152mm，其實(shí)題目就是要求學(xué)生在安裝時(shí)將轉(zhuǎn)盤電機(jī)高度放到最低（正好是152mm），但如果在平時(shí)訓(xùn)練中沒有記憶特定的尺寸，學(xué)生并不知道152mm就是轉(zhuǎn)盤電機(jī)最低高度，以至于在實(shí)際組裝中習(xí)慣性地先安裝皮帶機(jī)高度，然后再安裝調(diào)整轉(zhuǎn)盤電機(jī)高度，造成裝不到152mm，不得不再次返工。

第三種情況：在安裝要求較高的圖紙中，氣缸上的磁性開關(guān)和節(jié)流閥的安裝朝向都是一目了然的，如在安裝前沒有留意觀察，會造成圖中磁性開關(guān)要求在推手氣缸正上方垂直安裝，而學(xué)生卻將磁性開關(guān)安裝在推手氣缸側(cè)面等類似的錯(cuò)誤。

總結(jié)：圖紙分析要到位，在初期基礎(chǔ)訓(xùn)練中應(yīng)注重幫助學(xué)生理解圖紙安裝的要求，并在平時(shí)將機(jī)械部件的特定尺寸進(jìn)行整理并記憶。

（三）裝機(jī)順序不合理

學(xué)生對于裝機(jī)過程有認(rèn)識上的誤區(qū)，長期的訓(xùn)練甚至?xí)箤W(xué)生產(chǎn)生自負(fù)的心態(tài)，認(rèn)為不論按照什么順序裝，都可以完成快速裝配。

第一種情況：在組裝機(jī)械手部件時(shí)，訓(xùn)練中要求學(xué)生在組裝過程中就將機(jī)械手四維度上的限位傳感器一并裝好，但學(xué)生在實(shí)際操作中往往會先組裝機(jī)械手部件，甚至在機(jī)械手固定在臺面上之后再一個(gè)一個(gè)地安裝傳感器，這樣的裝配安排無形中會增加安裝難度，裝配時(shí)間也會被拉長。

第二種情況：在安裝過程中，學(xué)生會慣性思維，總認(rèn)為應(yīng)當(dāng)先將所有部件都裝配到位后再接線，所以每次都會在接線、接氣管前就將觸摸屏安裝到位，但實(shí)際施工中，由于觸摸屏安裝位置往往會對電路和氣路的裝接走向存在干擾，因此，先安裝的觸摸屏就顯得礙手礙腳。

第三種情況：機(jī)械組裝中如果學(xué)生沒有按照科學(xué)有效的安裝順序來裝配，則在整個(gè)裝配過程中就會為了安裝某個(gè)部件頻繁來回走動，這種不必要的走動在拉長裝配時(shí)間的同時(shí)，也會在某種程度上影響到自己的心態(tài)。

總結(jié)：在平時(shí)的訓(xùn)練中要引導(dǎo)學(xué)生和教師一起多思考、多積累，設(shè)計(jì)出一套適合自己的裝配套路，并要讓學(xué)生習(xí)慣于按照科學(xué)合理的步驟，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M(jìn)行安裝。

（四）使用工具不規(guī)范

學(xué)生往往不會嚴(yán)格按照要求去使用工具，而是根據(jù)現(xiàn)有工具的情況，用什么工具順手就用那個(gè)工具。

第一種情況：學(xué)生在安裝機(jī)械手限位擋板上的限位螺絲、緩沖器以及左右限位傳感器時(shí)，應(yīng)使用扳手固定螺母，但學(xué)生會圖方便，用尖嘴鉗來扳螺母，造成螺母損傷的同時(shí)也導(dǎo)致螺母固定不牢固。

第二種情況：在組裝評分表中要求綁扎帶切割不能留余太長，必須小于1mm且不割手，學(xué)生在使用一般斜口鉗或者剪刀時(shí)很難一次將綁扎帶剪到位，必須返工。但如果使用專門用來剪電子元件管腳的斜口鉗就可以一次剪到位。

總結(jié)：工欲善其事必先利其器，有一套稱心如意的工具往往能夠事半功倍，研究機(jī)械安裝過程并搜索整理出一套適合的工具，在平時(shí)的訓(xùn)練中熟練使用會對訓(xùn)練起到很好的效果。

（五）裝配過程不細(xì)致

學(xué)生在裝配時(shí)有得過且過的心態(tài)，對于配合度要求較高、安裝難度比較大的尺寸往往裝不到位。

第一種情況：在組裝機(jī)械部件時(shí)，已明確要求學(xué)生將圖紙上組裝尺寸在臺面上和皮帶機(jī)上測量標(biāo)記好再進(jìn)行安裝，但學(xué)生在施工中會認(rèn)為尺寸事先標(biāo)注在臺面上會浪費(fèi)時(shí)間，所以裝哪個(gè)部件就量哪個(gè)部件的安裝尺寸，導(dǎo)致組裝尺寸會出現(xiàn)累計(jì)誤差。

第二種情況：接線端子所接號碼管整齊、大小一致，導(dǎo)線號碼管標(biāo)號方向一致，在平時(shí)訓(xùn)練中如未提出嚴(yán)格要求，則學(xué)生在實(shí)際施工中就會有得過且過，造成不必要的失分。endprint

總結(jié)：教師學(xué)生一起認(rèn)真研究機(jī)械組裝評分表，平時(shí)的每一次安裝都將評分細(xì)項(xiàng)落實(shí)并嚴(yán)格安裝評分表給學(xué)生評分，從嚴(yán)要求學(xué)生規(guī)范組裝行為，在訓(xùn)練中不斷改正組裝過程中的缺陷，總結(jié)出一套行之有效的精細(xì)化的組裝工藝。

（六）故障分析不準(zhǔn)確

學(xué)生在組裝完成進(jìn)行調(diào)試過程中會出現(xiàn)一些故障，在排除過程中并不是都能快速準(zhǔn)確地查到故障點(diǎn)并加以排除。

第一種情況：在調(diào)試過程中最常見的故障是傳感器沒有信號，對于這類故障學(xué)生一般都能順利排查出故障，學(xué)生更多的是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在排除故障。但經(jīng)驗(yàn)并不穩(wěn)妥，當(dāng)經(jīng)驗(yàn)沒有起到作用的時(shí)候，學(xué)生往往會大費(fèi)周折才能排除故障。如傳感器電纜線串聯(lián)電阻斷開、傳感器電纜線冷壓端子處斷線、插線本身內(nèi)斷等故障并不容易一眼發(fā)現(xiàn)，一旦出現(xiàn)類似故障，就需要學(xué)生根據(jù)電路原理采用萬用表測量的方法，“順藤摸瓜”來排除故障。

總結(jié)：教師要將電氣原理圖進(jìn)行詳細(xì)講解，促使學(xué)生理解電氣原理，在平時(shí)訓(xùn)練中增加專項(xiàng)排障訓(xùn)練，嚴(yán)格要求學(xué)生在采用萬用表測量法排除故障的同時(shí)不斷積累排障的經(jīng)驗(yàn)。

二、程序調(diào)試

（一）分析題意不細(xì)致

學(xué)生在分析題意時(shí)有偏差，造成編寫的程序不能完全滿足控制要求。

第一種情況：學(xué)生在遇到難度較大的題目或者是文字描述有玄機(jī)的題目時(shí)，容易出現(xiàn)理解偏差，如在沒有吃透題意的情況下就動手編程，直接后果就是不能達(dá)到題目要求，或者編程走了彎路，簡單的變復(fù)雜。

第二種情況：學(xué)生在閱讀題目時(shí)有求快的心態(tài)，尤其是在有競爭對手的情況下更是如此，往往稍微冷靜一點(diǎn)就能看懂的文字內(nèi)容卻一眼帶過。如指示燈未按要求進(jìn)行閃爍，觸摸屏在特定情況下未有報(bào)警信息提示，機(jī)械手點(diǎn)一次按鈕動一個(gè)動作做成機(jī)械手自動連續(xù)動作等問題都是這樣造成的。

總結(jié)：在平時(shí)訓(xùn)練中，要培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力，在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段教師要耐心指導(dǎo)學(xué)生將題目分析清楚，看完整個(gè)題目再開始寫程序，切不可看一點(diǎn)做一點(diǎn)或者看個(gè)大概就開始編程。在平時(shí)教師要注重多收集各地比賽題目，看到比練到的更多，學(xué)生對分析題目的把握能力也會得到很大提高。

（二）程序邏輯不合理

學(xué)生在編程前所做思考不夠充分，解決問題的方法選擇上有偏差。

第一種情況：在機(jī)電一體化這個(gè)項(xiàng)目的編程過程中，對于金白黑物料的分辨是關(guān)鍵的一步，不同的裝機(jī)類型再結(jié)合不同的題意要求有時(shí)會使物料分辨有多種方法可供學(xué)生在編程中選擇，在訓(xùn)練中如不能選擇最可靠的方法對物料進(jìn)行分辨，很容易造成在程序中將物料種類分辨錯(cuò)誤，導(dǎo)致在系統(tǒng)運(yùn)行過程中對物料的處理出錯(cuò)。

第二種情況：學(xué)生在平時(shí)訓(xùn)練中所編程序的邏輯性不是特別強(qiáng)，程序在調(diào)試中出現(xiàn)問題的幾率比較高。編寫程序是建立在理論思維上的，調(diào)試程序才是真實(shí)的，程序的調(diào)試量能夠說明學(xué)生在邏輯思維上的能力，同時(shí)程序的調(diào)試量小也是訓(xùn)練中能按時(shí)完工的保證。

總結(jié)：教師應(yīng)當(dāng)在學(xué)生做完題目后嚴(yán)格按照評分表給予打分，找出運(yùn)行過程中存在的問題，并要求學(xué)生完善程序再調(diào)試。如果當(dāng)時(shí)訓(xùn)練情況不理想，教師應(yīng)當(dāng)坐下來和學(xué)生一起分析程序，幫助學(xué)生理清邏輯思路后，要求學(xué)生重新做該題。學(xué)生也必須每天認(rèn)真歸納總結(jié)編程心得體會。

（三）程序調(diào)試不夠快

目前，技能大賽在機(jī)械組裝方面的要求不斷提高，負(fù)責(zé)組裝的學(xué)生完成組裝過程的時(shí)間也被拉長，相對來說減少了負(fù)責(zé)編程的學(xué)生編程調(diào)試時(shí)間。

舉例：①在平時(shí)的訓(xùn)練中，學(xué)生已經(jīng)做過單料、多料、連續(xù)放料等各種類型的程序，在訓(xùn)練中極少出現(xiàn)學(xué)生現(xiàn)有編程能力解決不了的題目，但考慮到組裝時(shí)間被拉長的因素，而學(xué)生編程調(diào)試能力并未有顯著提高的前提下，在規(guī)定的4個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)調(diào)試完成是有一定困難的。

教師要充分利用自身理論基礎(chǔ)和學(xué)生的實(shí)踐能力，平時(shí)師生多交流，互相討論，互相啟發(fā)思路，一起探究解決問題行之有效的方法。

（四）人機(jī)界面難求快

分析目前技能大賽的出題趨勢，觸摸屏不但制作量大而且難度在不斷提高，學(xué)生在編程過程中有相當(dāng)一部分時(shí)間是用來做觸摸屏的。

在平時(shí)的訓(xùn)練中，學(xué)生對于觸摸屏的制作有功底，完成人機(jī)界面制作要求沒有問題，但由于觸摸屏制作量的加大，觸摸屏上要求實(shí)現(xiàn)的功能也不斷在加深而且觸摸屏與PLC程序的配合度要求也已大幅度提高，所以學(xué)生在制作界面，觸摸屏控件對應(yīng)PLC控件的設(shè)置以及觸摸屏結(jié)合PLC進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試的總體時(shí)間被拉長。因而平時(shí)做題要緊跟大賽趨勢，教師要結(jié)合現(xiàn)有題目研究設(shè)計(jì)增加觸摸屏制作量，增大觸摸屏難度再讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。

（五）程序輸入不夠穩(wěn)

學(xué)生經(jīng)過長期的訓(xùn)練，運(yùn)用鍵盤輸入程序的速度已經(jīng)很快，在快速輸入程序的過程中經(jīng)常會輸入錯(cuò)誤指令。

學(xué)生在平時(shí)訓(xùn)練中自身已經(jīng)具備了一定的實(shí)時(shí)思考實(shí)時(shí)編程的能力，但在做題目時(shí)如果盲目求快就會造成輸入錯(cuò)誤指令的問題，如在西門子S7-200 PLC程序輸入過程中時(shí)間繼電器T5寫成T15，中間繼電器M100.0寫成M10.0，計(jì)數(shù)器C5寫成C6等等類似錯(cuò)誤，這類問題將會給后面程序調(diào)試過程增加潛在難度。

如果學(xué)生出現(xiàn)打錯(cuò)指令的問題，自己是會認(rèn)識到錯(cuò)誤的，也會很懊悔，此時(shí)教師如果一味的批評會使學(xué)生產(chǎn)生消極的情緒。教師應(yīng)該學(xué)會理性思考問題，在訓(xùn)練或者比賽中學(xué)生會有很大的心理壓力，甚至?xí)庇谇蟪?，打錯(cuò)指令也是可以理解的，教師應(yīng)當(dāng)循循善誘的教導(dǎo)學(xué)生，告訴學(xué)生物極必反的道理，在編寫程序的過程中要想清楚了再輸入，切不可手比眼快。

（六）心理狀態(tài)易浮躁

學(xué)生在訓(xùn)練中不能被比賽之外的人和事所影響，要保持好自己的心態(tài)，要實(shí)施調(diào)控。

在比賽中，學(xué)生會受到外界環(huán)境的影響，看見對手的不論裝機(jī)速度還是編程調(diào)試速度都比自己快，或者題目不僅量大而且難度也大，自己感覺很難在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，學(xué)生的心理起伏較大，如果沉不住氣，就會打亂自己的節(jié)奏，出現(xiàn)類似編程不實(shí)時(shí)保存、編程輸入錯(cuò)誤指令、編程思路邏輯混亂等問題。

因而，平時(shí)要注意學(xué)生心態(tài)的磨練，在訓(xùn)練中要引入競爭機(jī)制，在學(xué)校要經(jīng)常內(nèi)部比賽，選拔出最優(yōu)秀的選手，另外還要分階段多進(jìn)行針對不同訓(xùn)練重點(diǎn)的測試并嚴(yán)格控制測試時(shí)間，根據(jù)評分表詳細(xì)打分。平時(shí)教師和學(xué)生要多溝通，面對學(xué)生的心理難題，教師要告訴學(xué)生，如果老師遇到這種緊張環(huán)境會如何調(diào)整心態(tài)。要告訴學(xué)生，你的對手就是你自己，要和過去的自己去比，這樣你才能變得更好。

以上內(nèi)容從機(jī)械組裝、程序調(diào)試兩個(gè)方面分析了在技能競賽中參賽選手常出現(xiàn)的問題并輔以案例分析。能夠把針對性的訓(xùn)練策略運(yùn)用在訓(xùn)練過程中，學(xué)生就會在此基礎(chǔ)上應(yīng)用自如。讓學(xué)生學(xué)得明白，練得有效，比得優(yōu)異，需要教師去總結(jié)，所以訓(xùn)練策略的總結(jié)和應(yīng)用影響著整個(gè)教學(xué)過程和教學(xué)效果。

（責(zé)任編輯：謝傳兵）

Abstract： Electromechanical integration equipment assembly and debugging is a traditional project in skills competition， which has a wide coverage of professional skills and a large scale of technical teams. Based on the student training skills， techniques and the existing problems of this project， this paper summarizes the common characteristics of the previous strategies and provides experience for reference.

Key words： Electromechanical Integration； equipment assembly； programming and debuggingendprint