伺服电机物料入库定位控制一体化教学应用

田海军

摘   要：在传统的机电一体化教学中，一直注重理论知识的讲述，这样也就没有突出实践教学的重要性，且在这种教学模式的影响下，虽然可以帮助学生掌握好理论知识，但是对于现阶段来说，身处生产一线的毕业生虽然掌握了过深的理论知识，但是自身的实践能力却并不足，从而也就限制了学生的学习与发展。且在工业生产的今天，新技术的加入使得机电一体化技术内容也开始丰富起来，这样也就必须要保证教学的有效性，从而促进学生实现更好更快的发展。因此在实际教学中就要全面对机电一体化教学进行改革，提高学生对问题的分析与解决能力。

关键词：机电一体化;教学改革;伺服电机;定位控制

选题来源：2009年国家人力资源和社会保障部下发【2009】86号文《技工院校一体化课程教学改革试点工作方案》，布置在全国技工院校开展工学结合一体化教学阶段性试点工作。2016年11月起，人社部在全国部分技工院校开展第三批一体化课程教学改革，《机电一体化技术》是试点专业之一。

选题价值：微任务在专业课程中的位置，机电一体化综合应用技术与供配电技术、电力拖动、电子技术、PLC应用技术、电气设备安装、传感技术、电机调速、驱动技术等组成了本专业的课程体系。本次任务通过PLC与伺服电动机的综合应用，实现物料入库控制，旨在培养学生综合调试操作的能力以及知识和技能迁移能力、团队协作、独立分析和综合决策的能力。本微任务源自企业典型生产过程。物料入库作业控制是整个物料管理关键的部分，是各物流行业物料必不可少的生产过程，机电一体化综合实训平台（SX-815L）融入了PLC技術、电工技术、变频技术、步进技术、伺服技术、传感技术等专业技术，微任务是在学习了PLC和伺服电动机的基础上对PLC和伺服电动机的综合应用，在物料入库工作任务中具有典型性。

学情分析：本微任务的学习者为17级电气自动化设备安装与维修专业（17青苗班）的学生（初中起点），本组学生共16人。学生已具备一定的专业基础知识和操作技能，通过前导学习，学生已掌握伺服电动机与PLC的基础应用，但对两个方向的综合使用及定位控制还不熟悉。 学生的积极性较高，思维活跃，动手能力较强，具备独立查找资料能力，有一定的安全意识和安装、编程的础。学生喜欢上网，喜欢网络交流，充满好奇心，表现欲强;态度认真、勤奋踏实肯学，喜欢与实际岗位一致的技术。但部分学生团队合作意识不强，不太善于总结反思。

任务描述：自动化立体仓库广泛应用于烟草、机械、电子、化工、纺织、印刷出版、制药、食品、港口码头、机场、商业配送、交通运输等行业领域，是企业重要的物料设施。校企合作单位某企业有一仓库管理生产线，现需要把物料成品放入立体仓库指定位置，现特请我院17级电气自动化设备安装与维修专业青苗班的学生来完成该系统的设计和调试任务。整个系统设计安装过程遵循相关标准要求及安全规范。让学生参与讨论，对教学思路进行创，设计意图消除了学生上课伊始的紧张感，激发学生的兴趣，通过观看图片，调动学生积极性，引导学生思考，调动课堂气氛，让学生意识到物料入位定位的重要性，接下来引入课题伺服电机物料入库定位控制。

学习重难点分析：任务实施中的定位控制是整个任务的核心内容，也是教学的重点内容。学生经验不足，需要反复练习并进行过程控制。突破方法;课前将学习任务发布于钉钉群、微信群等网络平台，学生自主学习。教师引导学生在课中完成X轴方向定位的PLC程序编写及调试，为Z轴方向定位奠定基础，通过查阅资料、小组讨论、互助交流，小组成员对本小组PLC程序编写存在的问题进行讨论、敢于发表自己的意见，并寻找解决问题的办法。

教学实施过程：根据教师安排（强弱搭配的原则）分组，观看校企合作某企业物料视频介绍及SX-815L自动生产线实训装备立体仓库入库的视频。专家介绍完此次任务后，小组根据PLC与伺服电动机的基础应用的设计经验，并在查阅文档资料后，小组分析讨论确定本次任务的步骤，小组长分配好每个成员的任务，进行角色扮演（程序员、操作员、接线员），并预算好时间，填写好以下计划表，交给教师审核。操作员可查阅资料完成PLC的I/0分配表，绘制伺服电机与PLC在X轴方向的接线图。组内其余同学对其完成内容进行检查并完善。程序员在电脑上用GX Developer完成PLC程序的编写，三菱PLSY指令及特殊数据寄存器D8140-D8143的应用，小组互助交流解决程序编写存在的困难，组内其余组员对程序进行检查，接线员对设备进行运行前的检查，并填写检查表交给教师审核，程序员运行程序，观察立体仓库入库情况是否符合本小组的设计要求。程序员进行调试运行，并由操作员填写记录表，对调试运行阶段出现的故障，小组观看教师发布的微课视频并学习，按照步骤进行故障检修。

总结评价：各小组派代表展示自己PLC与伺服电机在X轴方向的接线图，并在本组工作台进行成果展示。每个小组认真观摩其他小组的工作完成情况并进行评价。各小组代表对本小组任务完成情况进行总结和评价;每位学生对自己本次任务中的表现进行评价。听取企业专家的意见，企业专家根据学生整个任务过程的表现，从企业角度点评学生的整个学习过程。听取教师综合评价，完成个人总结与建议;同学们在钉钉APP上通过投票评选最优秀的小组。

参考文献：

[1]李晓红.机电一体化技术专业实践教学改革研究[J].吉林工程技术师范学院学报，2011，（35）：33-34.

[2]王宏波.高职机电一体化专业微课的多元化教学研究[J].神州，2016（14）：57.

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