淺談《自動化生產線安裝與調試》課程建設

林喆 魏海波 張君薇 趙繼忠

遼寧裝備制造職業技術學院 （ 沈陽 110161 ）

目前，我國正在進行高職教育深層次的重大改革，各學校都在積極探索，努力實踐培養應用性人才的途徑與方法，加大力度培養生產第一線真正需要的應用型人才。《自動化生產線安裝與調試》作為高職教育機電一體化、機電設備管理與維修等專業的核心課程之一，面向企業和市場需求，主要培養學生自動化生產線的安裝、調試、操作和維護技能。

本文根據學生崗位的技能需要將課程內容整合為五個單元、六個情境和十個技能相互融合、相互交叉的項目式情境教學。以立體式的教學框架實現教、學、做相結合；以基于工作過程的教學方式培養學生操作技能；以自動化生產線實訓裝置為載體安排技能實訓；秉承“做中學，學中做”的原則，通過引進企業要素提高學生的職業素質，按任務的實施過程開展教學，培養學生技能綜合運用能力、良好的工作方法以及勞動組織方式等職業素養。

1 課程建設目標

學生通過前面專業基礎課程的學習，已經對電工電子技術、電氣控制與PLC技術、電機拖動技術、變頻器技術和傳感器與檢測技術等有了一個初步的了解和認識；掌握了相關器件及電路設計的基礎知識；本門課程就是要通過對自動化生產線安裝與調試過程的講解、分析和操作將學生頭腦中的相關器件“組裝”起來，形成一個“系統”的概念。本課程的設計理念與思路是：理論與實踐相結合；傳統與現代技術相結合；傳統教學手段與立體教學手段相結合；教書與育人相結合。為學生打下堅實的自動化生產線安裝與調試基礎，同時培養學生分析問題和解決問題的能力、實踐動手能力、設計和創新能力，為現代自動化生產企業培養“用得著、干得好”的高素質人才。

2 課程環境建設

課程采用亞龍公司生產的 YL-335A型自動化生產線實訓裝置模擬一個與實際生產情況非常接近的控制過程，主要由供料、加工、裝配、輸送和分揀等五個單元組成，各單元之間相互關聯，又具有較強的代表性。通過對控制過程六個情境的學習使學生得到一個非常接近實際的教學環境，達到模擬生產功能、整合學習目標的功能，從而縮短了理論教學與實際應用之間的距離。

為了實現學校與企業的零距離對接，使學生順利完成由學生到企業員工的角色轉變，營造良好的企業生產制造文化氛圍，課程按照企業的管理模式組織實訓教學，把實訓室模擬成企業的“車間”，將學生劃分成多個班組完成相應任務，盡可能與生產、建設、管理、服務第一線相一致，按照企業生產要求的生產操作流程、安全操作規程，營造真實的企業生產環境。

3 課程單元設計

課程依據自動化生產線安裝與調試工作過程，采用圖1所示的項目化教學方法，基于立體式的教學框架使學生在老師的演示和指導下，按照學習目標自我創設學習目標與方案，并通過實際操作將所學知識應用于自動化生產線安裝與調試過程中，提出學習過程中遇到的問題，分析思考解決方案。教師通過課堂教學，將學生在實踐中所學到的知識點連接起來，解決所遇到的問題，使學生掌握自動化生產線安裝與調試的技能和相關專業知識，培養學生從事自動化系統安裝、設計、維護的基本職業能力，同時培養學生的職業素質。

圖1 項目化教學方法

4 課程主要內容

通過系統深入的調研分析，《自動線的安裝與調試》課程所要學習的知識與技能包括五個單元和十個技能如表1所示。

根據所學知識點的難易程度，課程設計了六個學習情境：

(1)供料單元的安裝與調試

供料單元是自動化生產線中的起始單元，主要用于向系統中的其它單元提供原料，它主要由工料裝件管、工件推出氣缸、支架、閥組、端子排組件、可編程控制器、走線槽、底板、急停按鈕、啟動和停止按鈕組成。供料單元具有結構簡單、原理易懂和代表性強等特點，所以很適合作為第一個學習情境。通過對供料單元的安裝與調試，首先使學生學會使用電工工具和儀表，掌握電氣原理圖和氣路控制圖的識讀原則，能夠按照控制要求、結合本單元工作流程對供料單元進行安裝與調試，同時對西門子S7-200PLC的應用有一個初步的了解和認知。

表1 課程學習的五個單元和十個技能

(2)自動化生產線中傳感器的安裝與調試

傳感器是自動化生產線中不可缺少的部件，主要用于位置、材質、工件有無檢測以及轉速測量。作為自動化生產線的重要組成部分，傳感器具有使用范圍廣、適用性強和種類多等特點。通過對磁性開關、光電開關、光纖傳感器、電感式接近開關和光電編碼器等傳感器的安裝與調試，使學生熟悉各種傳感器的特點，學會各種類型傳感器的使用，掌握各檢測單元的基本功能，為后續課程的學習打下堅實的基礎。

(3)加工單元的安裝與調試

加工單元主要由手爪、氣動手指、伸縮氣缸、磁感接近開關和漫反射式光電傳感器組成，其主要功能是把待加工工件從物料臺移送到加工區域沖壓氣缸的正下方，對工件的沖壓加工后把加工完成的工件重新送回物料臺。通過對加工單元的安裝與調試，使學生了解自動化生產線中常用的沖壓操作過程，學會氣動手指的基本動作、工作原理和安裝調試方法。

(4)裝配單元的安裝與調試

裝配單元由簡易料倉、供料機構、回轉物料臺、機械手、半成品工件定位機構、氣動系統、電磁閥組和傳感器系統組成，主要功能是模擬兩個物料裝配過程，并通過旋轉工作臺模擬物流傳送過程。通過對裝配單元的安裝與調試使學生學會雙電控電磁閥的使用方法及注意事項，掌握擺臂氣缸如何調整旋轉角度及運動速度，能夠排除裝配單元的常見故障。裝配單元是自動化生產線中動作最多、結構最復雜和學習難度最大的一個單元，采用項目式情境教學法對自動化生產線工作流程的學習，有助于培養學生采用工程方法解決問題的能力。

(5)輸送單元的安裝與調試

輸送單元由機械手、伺服電機傳動組件、滑動軌道和PLC模塊組成，它是自動化生產線中動作次數最多的工作單元，也是自動化生產線中比較常見的一個部件。該單元主要功能是驅動機械手精確定位到指定單元的物料臺，并在物料臺上抓取工件，輸送到指定位置后放下。通過對輸送單元的安裝與調試，使學生掌握機械手的升降、伸縮、夾緊/松開和沿垂直軸旋轉四種自由度運動，學會伺服電機的傳動過程及采用西門子S7-200PLC精確定位的方法，能夠排除輸送單元的常見故障。

(6)分揀單元的安裝與調試

分揀單元由分揀機構、傳動機構、變頻器模塊、電磁閥組和PLC模塊組成，它是自動化生產線的終端單元，用于對上一單元送來的已加工、裝配的工件進行顏色等方面的檢測后完成分揀任務。通過對分揀單元的安裝調試，鍛煉學生根據功能要求進行氣路、控制電路設計的能力，掌握工程工作方式方法，培養嚴謹的工作作風。

5 結束語

通過五個單元、六個情境和十個技能相互融合、相互交叉的項目式情境教學實踐證明：

《自動化生產線安裝與調試》課程建設以工作過程為導向，基于工作任務處理知識、能力與素質的關系；以培養專業技術能力為主線，處理基礎理論與專業知識的關系，有效地實現了高技能人才培養目標與市場需求的一致性，保證了教育教學過程中“教、學、做”的一體化，創新性地將理論學習、技能培養和素質養成相互融合，突出了人才培養的應用性和針對性，實現了教學的整體優化，保證了課程教學目標和人才培養目標的實現。

[1]呂景泉等.自動化生產線安裝與調試.北京：中國鐵道出版社;2009.

[2]鮑風雨等.典型自動化設備及生產線應用與維護.北京：機械工業出版社,2009.

[3]李益生.我國高等職業教育發展的定位及發展趨勢.教育探索,2007(7).