MPS模塊化生產(chǎn)教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)在實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

趙小飛 韓興言

摘要：MPS模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)是一個典型的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，本文將亞德客模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)中一個物料分揀循環(huán)單元引入到氣壓傳動課程綜合實訓(xùn)中，采用任務(wù)驅(qū)動、工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)方法，讓學(xué)生與企業(yè)實際工作環(huán)境“零距離”對接，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和知識的綜合應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng);任務(wù)驅(qū)動

MPS（Modular Production System）模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)是一個典型的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，其具有綜合性、模塊化和易擴(kuò)充性等特點，包含了工業(yè)生產(chǎn)中的送料、加工、輸送、檢驗、分揀、送庫等環(huán)節(jié)，控制系統(tǒng)一般選擇PLC控制，適合小批量的定制生產(chǎn)，是現(xiàn)代制造業(yè)、控制行業(yè)的發(fā)展方向[1]。下面以亞德客模塊化生產(chǎn)加工單元–物料分揀循環(huán)單元為例，介紹其在氣壓傳動綜合實訓(xùn)中應(yīng)用。

一、亞德客模塊化生產(chǎn)加工單元–物料分揀循環(huán)單元介紹

亞德客物料分揀循環(huán)單元涵蓋了設(shè)備裝調(diào)、繼電器控制、PLC控制、氣壓傳動及傳感器檢測技術(shù)的相關(guān)知識，它是各單科知識的學(xué)習(xí)與實際生產(chǎn)設(shè)備之間的橋梁。

二、亞德客物料分揀循環(huán)單元在氣壓傳動綜合實訓(xùn)中應(yīng)用

1.實訓(xùn)任務(wù)發(fā)布

（1）物料分揀循環(huán)單元功能要求。當(dāng)按下啟動按鈕時，機(jī)械手首先復(fù)位到起始位置，然后機(jī)械手運動到取料位置，供料缸頂出物料，機(jī)械手取料，機(jī)械手搬運物料到目的地，機(jī)械手放料，機(jī)械手返回到取料位置繼續(xù)循環(huán)。當(dāng)按下停止按鈕時，機(jī)械手完成本輪動作循環(huán)，返回到初始位置。

（2）學(xué)生任務(wù)下發(fā)。根據(jù)已提供的機(jī)械裝配圖和所需零部件搭建物料分揀循環(huán)單元工作平臺;根據(jù)單元的功能要求利用已提供的液壓元器件設(shè)計氣動控制回路;根據(jù)單元功能要求利用已提供的電氣元器件設(shè)計電氣控制回路;根據(jù)設(shè)計的氣動控制回路、電氣控制回路對整機(jī)進(jìn)行安裝調(diào)試;根據(jù)單元功能要求編寫PLC控制程序并進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。

2.小組任務(wù)協(xié)調(diào)及分配。學(xué)生領(lǐng)取任務(wù)工單后采用小組合作的方式完成整機(jī)的設(shè)計及裝調(diào)。在小組中可以將總?cè)蝿?wù)分解成氣動部分設(shè)計及裝調(diào)、電氣部分設(shè)計及裝調(diào)，PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)、整機(jī)的裝配及調(diào)試四部分，整個小組劃分為三個小組先完成前三個任務(wù)再合作完成第四個任務(wù)。

3.分項任務(wù)完成

（1）氣動回路設(shè)計。本物料分揀循環(huán)單元工作平臺氣動部分實現(xiàn)的功能主要有氣動機(jī)械手和供料機(jī)構(gòu)兩部分。氣動機(jī)械手由一個擺動氣缸、一個雙軸氣缸、一個多位置固定氣缸、一個手指氣缸構(gòu)成一個圓柱坐標(biāo)系的氣動機(jī)械手。供料機(jī)構(gòu)由一個單桿活塞氣缸完成供料動作。其氣動原理圖：

（2）電氣控制原理回路設(shè)計。電氣控制系統(tǒng)主要由開關(guān)電源、啟動按鈕、可編程控制器、氣缸磁性感應(yīng)開關(guān)、電磁氣動換向閥等組成。其原理圖：本工作臺所采用的磁性開關(guān)為兩線制，磁性開關(guān)的棕色線接入PLC的輸入點，藍(lán)色線短接到0V;電磁閥線圈接線正極接24V，負(fù)極接入PLC的輸出點。

（3）工作平臺所需零部件和工具的準(zhǔn)備。小組成員根據(jù)教師提供的物料分揀循環(huán)單元工作平臺的裝配圖，領(lǐng)取元件及工具為整機(jī)安裝和調(diào)試做準(zhǔn)備。

4.小組成員互檢和教師考核。學(xué)生按照工單要求分組完成各項任務(wù)后進(jìn)行組內(nèi)互檢，然后提交給教師進(jìn)行檢查，檢查無誤后對學(xué)生該階段的工作進(jìn)行考核。

5.整機(jī)安裝注意事項

（1）氣管的剪切、安裝、布線、綁扎要保證不漏氣、整齊美觀。

（2）氣缸速度的調(diào)節(jié)，節(jié)流閥的首先節(jié)流閥應(yīng)該調(diào)至最小，然后再慢慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般可調(diào)節(jié)氣缸伸出的速度比縮回的速度稍慢。

（3）當(dāng)氣管綁扎完成后可通過手動調(diào)節(jié)氣缸動作，通過聽聲音來判斷接到哪個電磁閥。

（4）鋪設(shè)線路時注意使用不同顏色的導(dǎo)線進(jìn)行區(qū)分保持整潔美觀。

6.PLC程序編制及整機(jī)調(diào)試。各小組成員合作完成機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝調(diào)試、氣動回路的安裝及調(diào)試、電氣回路安裝及調(diào)試后，最后進(jìn)行程序編制及整機(jī)調(diào)試以實現(xiàn)該工作單元的功能要求。

7.教師考核。

8.實訓(xùn)報告編寫。

三、小結(jié)

在整個氣動綜合實訓(xùn)中，以模塊化生產(chǎn)教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)加工單元為載體將企業(yè)工作案例引入到課程實訓(xùn)中，通過采用任務(wù)驅(qū)動，工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)方法讓學(xué)生與企業(yè)實際工作環(huán)境“零距離”對接，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和知識的綜合應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)

王銀月.基于PROFIBUS的模塊化制造系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)上海市：華東理工大學(xué)，2012.

鄧玲黎，吳衛(wèi)榮.基于工作過程的MPS課程教學(xué)設(shè)計與實踐廈門城市職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2012，14（4）：63–68.