劉玲

摘 要 以全國職業(yè)院校技能大賽機電一體化賽項為例，通過學生學情分析，從軟件和硬件兩方面入手，設計了選手的工作任務，讓選手在高強度任務量的競賽中，既熟悉軟硬件每個環(huán)節(jié)，又掌握軟件操作技能，各有所長，在團隊比賽中選手既能相互幫助，又能獨當一面，最終取得較好成績。

關鍵詞 機電 技能大賽 訓練方法

全國職業(yè)院校技能大賽作為高職類院校最高規(guī)模的競賽受到各個高職類院校的極大關注，以賽促教、以賽促學旨在幫助職業(yè)教育得以更快更好的發(fā)展，教育部、地方政府到各高校，都將技能大賽作為一個提高廣大學生動手能力、帶動整個職業(yè)教育發(fā)展的平臺。機電一體化賽項做為機電類專業(yè)的核心賽項更是全面帶動機電類專業(yè)的教育發(fā)展方向。目前一些院校在選手訓練方法方面還是引用其他相關或相似賽項的經(jīng)驗，必定存在著一些問題。通過對選手具體學情分析的基礎上，以及對傳統(tǒng)訓練方法進行歸納和總結(jié)，基于學情、具體競賽設備，提出新的訓練方法，在有限的時間內(nèi)訓練出一支包含主力和替補選手的技能大賽隊伍。[1]

1 基礎學習階段

機電一體化競賽包含傳感器、PLC、氣動、電機拖動、工業(yè)機器人技術(shù)，是一門綜合性很強的競賽，具體有五個單元組成：顆粒送料單元、加蓋擰蓋單元、分揀單元、機器人單元、入倉單元。各單元包含的機電技術(shù)互相融合，因此需要正確掌握學生對相關技術(shù)的掌握程度，再進入到基礎學習階段。

1.1 各單元硬件講解

各職業(yè)院校學生校內(nèi)系統(tǒng)培養(yǎng)計劃所涉及書本上關于傳感器、PLC、氣動、電機拖動、工業(yè)機器人技術(shù)主要停留在理論上，對實物的演練非常少，因此針對此情況，務必對每個硬件講解到位，教練需借助說明書具體演示廣電傳感器，氣壓傳感器使用方法，并現(xiàn)場讓每名選手親手嘗試；PLC的銘牌，硬件接口需一個個解釋清楚具體含義；氣缸，電磁閥、匯流板需拆解說明原理；變頻器，步進驅(qū)動、伺服驅(qū)動設置方法應講解；工業(yè)機器人I/O板及6軸位需向選手說明。

1.2 軟件講解

機電一體化設備主要軟件有GX8.86、ROBOTSTADIO6.0、MCGS7.3；其中高職院校大都使用過GX8.86，對此軟件的說明只需讓選手們回憶起之前學習過的使用方法即可。而未設置工業(yè)機器人專業(yè)的院校未使用過ROBOTSTADIO6.0，教練需對此軟件的安裝進行演示，其中XP系統(tǒng)無法安裝6.0以上版本，需操作系統(tǒng)是WIN7及以上才可。此軟件的講解需要手把手教學，網(wǎng)絡上也有相關教學視頻供參考，某自學網(wǎng)上視頻較為齊全，可供選擇。此軟件的重點在于和機器人連接好后，可以及時修改機器人程序、配置I/O板，減輕了示教器屏幕太小，手指操作不方便的問題。第一難點在于程序上傳及下載，注意每次寫好程序后保存為模塊存放，因為加載程序只能加載模塊。第二難點在于652板配置，配置好后有32個I/O點需要配置。[2]

MCGS軟件用法較為簡單，注意：（1）安裝過程中務必選擇安裝全部的驅(qū)動；（2）設備窗口建立父設備的標準串口，下設RS485串口，其余組態(tài)按照一般組態(tài)軟件操作即可，變量鏈接時設置變量字長應對應PLC變量字長。

2 綜合訓練階段

綜合訓練是在軟硬件的基礎上按照單元的具體任務安裝調(diào)試，達到各單元設備具體動作要求。其中包含了PLC邏輯原理、機器人的控制、MCGS組態(tài)。在每個單元的邏輯控制中，PLC控制占主導地位，因此PLC的邏輯控制需要完全讀懂程序流程圖，教練需具體講解流程圖并讓選手理解，銘記于心，有了正確的控制流程，才能完成單元的邏輯控制。

2.1 完成各單元的任務要求

顆粒上料單元要求正確選擇藥片顏色和數(shù)量，此任務重點在于變頻器的頻率設置，三菱變頻器設置使用了外部輸入信號，采用高中低三速。選手在教練的教授過程中需正確掌握變頻器的設置。難點在于數(shù)量和顏色的控制，程序中需要設置變量，一個是設置數(shù)量的變量，另一個是利用光電傳感器區(qū)分藍色和白色藥片。

加蓋擰蓋單元邏輯重點在于時間控制，當檢測到藥瓶時，設置正確的時間加蓋極為重要，第二次檢測藥瓶時，也需要正確設置準確時間去擰緊瓶蓋。

分揀單元邏輯控制只用到PLC，關鍵點在于光電傳感器的感光參數(shù)設置，根據(jù)要求藥片數(shù)量來設置感光量，瓶蓋檢測傳感器檢測瓶蓋的顏色，注意瓶蓋顏色數(shù)據(jù)需要保存下來存儲在M區(qū)，送到公共存儲區(qū)為第四單元提供數(shù)據(jù)。

機器人單元難點在于PLC的I/O點需連接到機器人的652板上，對應的連接點競賽會提供列表，需要選手清楚32點的具體含義，重點在于步進電機位移，尋找原點后，每個電機的脈沖個數(shù)決定了其位移量，位移量是固定值。

入倉單元難點在于伺服電機控制，入倉正確性極為重要，位移量錯誤會導致電機卡死。難點在于和MCGS連接，此站需要和其余子站交換數(shù)據(jù)。

2.2 單元間相互信息傳遞

競賽設備分為五個單元，單元間有信息的傳遞，傳遞的方式使用了串口線的N：N協(xié)議，將第五站多為主站，其余為子站。

單元間信息傳遞的綜合訓練直接提供不包含通訊程序的程序，僅提供參數(shù)共享列表，標示了各站共享數(shù)據(jù)，旨在讓選手自行編寫通訊程序。使各站數(shù)據(jù)與第五單元交換。采取的策略為每一子站與主站通訊測試，子站間通訊測試，各站與MCGS通訊測試，方法為，在MCGS屏幕上設置各站的界面及變量，通過控制液晶屏來調(diào)試查看站與站之間是否正確通訊。

2.3 軟硬件結(jié)合調(diào)試

競賽題庫包含有設備安裝與調(diào)試，程序設計，系統(tǒng)優(yōu)化，故障檢測，電路設計。

在訓練方法中引入題庫，軟硬件結(jié)合調(diào)試。拆解各站，按分解圖拆解，賽項中雖然提供分解圖，但由于現(xiàn)場時間緊張，往往沒有時間用來仔細閱讀分解圖，務必需要訓練當中需要多次拆解元器件，最終達到分解圖只是作為參考而非指導的目的。

硬件安裝之后是電路設計，電路安裝接線需要多次反復練習，牢記于心的電路圖會對賽場大有幫助，程序設計一般不可能一次正確，需要選手訓練之中多次打開GX8.86調(diào)試界面進行觀察，看哪個硬件環(huán)節(jié)或電路設計有問題，及時改正。

3 單人模擬賽項

若是選手單學硬件或單學軟件，此種方法確實減輕了平時訓練量，但會導致賽場上可能無法溝通討論，某一個環(huán)節(jié)一損俱損，得不償失。訓練中需要每名選手都對賽項每個環(huán)節(jié)熟悉。單獨模擬賽項機能檢測選手訓練能力檢測，也是查找訓練過程中不足之處的好方法。

3.1 軟件單獨賽項

以各單元程序設計為要求，單人檢測編寫其中多個單元的程序，此賽項以硬件完好為基礎，無需安裝硬件接線。選手需完整回憶所測單元程序流程圖，根據(jù)流程圖編寫單元程序，動作要求會以任務書形式發(fā)布，選手仔細閱讀任務書，按照要求，完成程序設計。

程序設計選擇兩個單元及以上，重在檢測具體程序的編寫速度和準確率，同時也強迫選手使用了在線監(jiān)測功能來進行調(diào)試，因為在任務要求復雜的情況下，很難做到一次性完成所需要的所有程序，選手只能在不停的調(diào)試程序過程中既鞏固了單元的程序設計，也熟悉了軟件的調(diào)試功能。

軟件不局限于GX，也可以是機器人和MCGS軟件，甚至可以交叉測試，因為實際賽場上是多個軟件綜合使用，訓練選手技能能力的同時，也訓練了選手的心理素質(zhì)。單人賽項的設置，潛移默化地促使每個選手熟悉軟件，即使正式賽中可能是做硬件安裝的選手。

3.2 硬件單獨賽項

機電設備的安裝與調(diào)試占分比為20%，也是比較重要的一項，硬件的單獨賽項需要選手安裝接線，考驗選手對設備的了解程度，安裝精度，工藝的準確度，職業(yè)習慣。

賽項前，選手輪流拆解其余選手的硬件，拆解也是一種熟悉過程，拆解完成后。賽項中選手完成安裝任務書要求，此賽項已經(jīng)提供PLC程序，需要選手安裝精準，工藝正確，接線無誤，否則無法完成正確動作。

4 組隊模擬賽項

4.1 各司其職、相輔相成

全國職業(yè)院校技能大賽是教育部根據(jù)企業(yè)職業(yè)崗位任務分擬出來的賽項，針對性強、適用型好，機電一體化賽項需兩人分工協(xié)作，即各司其職，又相輔相成。選手之間的配合非常重要，可以分為：A選手安裝硬件和機器人程序，B選手電路設計及接線和編寫程序，AB故障排除。

此種任務安排主要考慮選手任務上的同時進行，有利于節(jié)省時間，2名選手的組合模擬賽項主要從題庫中任意搭配，抽取A站程序編寫，B站的硬件安裝，C站故障排除，全站的優(yōu)化，B站的電路設計，機器人程序或示教。時間完全等同于真是賽項，上午9：00到15：00，主力和替補隔日交替進行，互相之間發(fā)現(xiàn)問題，16：00后解決問題。

教練做好每場模擬賽的記錄，整理資料，以備日后查看。

4.2 競賽常態(tài)化

校內(nèi)模擬賽每周可以進行4次，每隊2次，其余時間解決賽中問題，總結(jié)討論。在校際間可建立模擬賽常態(tài)化，可以多次和兄弟院校切磋交流，發(fā)現(xiàn)彼此問題，互相學習優(yōu)點共同進步。

模擬賽的交流不僅鍛煉選手技能，同時也能培養(yǎng)良好的心理素質(zhì)，技能大賽訓練方法的探索旨在提供具體的訓練方案，將來，隨著技能大賽規(guī)模逐漸壯大，層次逐漸提高，內(nèi)容逐漸全面，有效的訓練方法必定得到更好的效果。[3]

參考文獻

[1] 唐振.機電類新型職業(yè)技能大賽選手培養(yǎng)模式探討[J].電子測試，2013.3.

[2] 沈正寒.機電一體化設備組裝與調(diào)試項目技能大賽選手訓練策略探討與案例分析[J].課程與教學，2016.6.

[3] 黃清鋒.機電一體化競賽項目訓練方法探索[J].職教論壇，2012.6.