機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，只經(jīng)過機(jī)械或電氣技術(shù)的專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)的學(xué)生，無法滿足一些需要機(jī)電綜合技能的設(shè)備安裝與調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)崗位的工作要求。所以要使學(xué)生畢業(yè)前完成專業(yè)知識(shí)向?qū)I(yè)技能操作轉(zhuǎn)變，學(xué)生角色向企業(yè)員工角色轉(zhuǎn)變。

機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)課程的地位

機(jī)電專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程集合了氣壓技術(shù)、液壓技術(shù)、電機(jī)與電氣控制、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、PLC及其自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等相關(guān)課程，融合了實(shí)訓(xùn)和生產(chǎn)，是機(jī)電專業(yè)學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)前的綜合課程。

對(duì)五年制高職教育而言，由于培養(yǎng)目標(biāo)定位在為企業(yè)培養(yǎng)高技能型人才上，通過機(jī)電專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的提升、職業(yè)能力的培養(yǎng)、創(chuàng)新思維的發(fā)展，緊扣機(jī)電專業(yè)核心技術(shù)，即檢測(cè)、控制與執(zhí)行三大環(huán)節(jié)展開，同時(shí)需具備一定的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。

綜合實(shí)訓(xùn)課程建立在機(jī)電結(jié)合的基礎(chǔ)上，企業(yè)調(diào)查結(jié)果顯示，機(jī)電設(shè)備的控制很多都采用PLC作為控制系統(tǒng)。對(duì)機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)課程，選擇某生產(chǎn)流程的模擬控制系統(tǒng)為實(shí)訓(xùn)載體，通過模擬仿真控制，掌握生產(chǎn)崗位的控制技術(shù)，吳中中等專業(yè)學(xué)校選用了光機(jī)電一體化設(shè)備YL-235A自動(dòng)化生產(chǎn)加工系統(tǒng)。

PLC在機(jī)電一體化設(shè)備教學(xué)中的應(yīng)用

1.PLC在機(jī)電一體化設(shè)備中的功能

整個(gè)系統(tǒng)通過PLC控制，各個(gè)環(huán)節(jié)有序結(jié)合。該裝置配置了觸摸屏模塊、PLC、變頻器裝置、氣動(dòng)裝置、傳感器、氣動(dòng)機(jī)械手裝置、上料器、送料傳動(dòng)和分揀裝置等實(shí)訓(xùn)機(jī)構(gòu)。根據(jù)其特有的屬性，系統(tǒng)的控制部分采用觸摸屏模塊和PLC，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)電磁閥-氣缸構(gòu)成的氣壓驅(qū)動(dòng)裝置和變頻器控制步進(jìn)電機(jī)的傳送裝置，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。整個(gè)實(shí)訓(xùn)裝置的模塊之間連接方式采用安全導(dǎo)線連接，以確保實(shí)訓(xùn)操作的安全。系統(tǒng)分三大模塊：

（1）送料機(jī)構(gòu)的控制

采用24 V直流減速電機(jī)，轉(zhuǎn)速6 r/min；用于驅(qū)動(dòng)放料轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，PLC通過輸入信號(hào)發(fā)出輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)送料機(jī)構(gòu)運(yùn)行。

（2）機(jī)械手感應(yīng)機(jī)構(gòu)的控制

整個(gè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)能完成四個(gè)自由度動(dòng)作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。機(jī)械手的動(dòng)作通過磁性開關(guān)和接近開關(guān)的感應(yīng)信號(hào)傳送給PLC，PLC根據(jù)內(nèi)部程序執(zhí)行發(fā)出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電磁閥-氣缸完成機(jī)械手的動(dòng)作。

（3）物料傳送和分揀機(jī)構(gòu)的控制

由皮帶輸送、推料氣缸、變頻器、步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成，PLC通過感應(yīng)信號(hào)發(fā)出輸出信號(hào)給變頻器，變頻器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的傳送，通過傳感器感應(yīng)信號(hào)，使得PLC驅(qū)動(dòng)電磁閥-推料氣缸動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)物料分揀。

2.PLC在機(jī)電一體化設(shè)備控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)方法

建立一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，必須根據(jù)被控系統(tǒng)所要求的動(dòng)作，正確分配I/O口，綜合應(yīng)用順序功能圖，完成梯形圖的設(shè)計(jì)，達(dá)到所預(yù)定的動(dòng)作過程。

順序控制設(shè)計(jì)法是按照工藝要求，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有序地進(jìn)行操作。首先要根據(jù)工藝過程，畫出順序功能狀態(tài)圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。

順序功能圖是描述控制系統(tǒng)控制過程、功能和特性的一種圖形，是描述控制系統(tǒng)控制過程的一種有力工具。利用順序功能圖的方法已經(jīng)成為控制梯形圖設(shè)計(jì)的主要方法。利用PLC的編程元素（如狀態(tài)寄存器S和輔助繼電器M）來代替各步。

順序功能圖由工步、有向線段、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作組成。順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)又分為三種：單序列、選擇序列和并行序列三種形式。如圖1所示：

3.PLC在機(jī)電一體化設(shè)備中的教學(xué)方法

機(jī)電綜合實(shí)訓(xùn)課程采用項(xiàng)目、任務(wù)型教學(xué)，打破教材本身的框架，圍繞PLC課程在設(shè)備中的應(yīng)用展開，將其分解成若干個(gè)小任務(wù)，結(jié)合實(shí)際操作，了解該設(shè)備所能完成的任務(wù)和工作流程，分析設(shè)備的硬件組成和各元件功能。通過實(shí)際拆裝、編程與調(diào)試、故障診斷、維修及保養(yǎng)等，掌握該設(shè)備的裝配、操作和維護(hù)的能力。

實(shí)訓(xùn)課程采取階段式訓(xùn)練，并將企業(yè)的6S管理融入教學(xué)過程中。

1.設(shè)備認(rèn)知，熟悉設(shè)備和設(shè)備元件，拆裝注意事項(xiàng)，安全用電等。

2.掌握知識(shí)，掌握設(shè)備需具備的理論知識(shí)和操作步驟，注意細(xì)節(jié)，融入平時(shí)所積累的操作經(jīng)驗(yàn)和訣竅等。

3.拆裝操作，結(jié)合企業(yè)實(shí)際操作要求，理解拆裝順序和要求，學(xué)會(huì)工具和儀器的使用，理解設(shè)備結(jié)構(gòu)和各部件之間的關(guān)系，達(dá)到一定的技能水平。

4.編程與調(diào)試，掌握PLC編程方法，積累PLC程序編譯經(jīng)驗(yàn)，在調(diào)試過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和編程技巧，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

結(jié)論

機(jī)電一體化設(shè)備（YL-235A）實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)以PLC為控制系統(tǒng)，通過學(xué)生“做中學(xué)，學(xué)中做”，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、綜合應(yīng)用能力、產(chǎn)品生產(chǎn)和創(chuàng)新能力，根據(jù)一般的設(shè)計(jì)要求和動(dòng)作流程完成整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。