收稿日期：2008-08-29作者简介：庄焕伟（1981-），男，广东潮州人，广东技术师范学院工业中心助教。
研究方向：机器人控制、电机运动控制。
广东技术师范学院学报2008年第12期Journal of Guangdong Polytechnic Normal University No ．12，２００8基于柔性制造系统的创新实训教学庄焕伟（广东技术师范学院工业中心，广东广州510665）摘要：本文介绍了广东技术师范学院工业实训中心利用柔性制造系统进行实训教学的模式，探讨了通过创新实训，充分提高和培养学生的各种实际能力。
关键词：实训教学；综合素质；柔性制造系统中图分类号：G 424.31文献标识码：A文章编号：1672-402X （2008）12-0088-031引言随着工业自动化技术的迅猛发展，现代自动生产加工系统中的控制和操作技术越来越复杂，往往综合了机械、气动、液压、传感器技术、PLC 及伺服驱动、数控技术、机器人技术、通信技术、柔性制造及计算机集成制造技术等多门学科；在传统的工程学科教学中，通常各门课程单独讲授，每门课程虽然都有相应的实验，但基本上是原理性的验证，一般都是某一特定知识点的实验，而且使用的设备一般是特定的实验平台，与实际工业生产用的设备有着较大的差异，致使学生很少有机会了解各种技术在实际工程中是如何被综合运用的，也致使学生在学习各门课程后，仍不具备有实际的综合工程应用能力，仍不能达到现代企业生产对人才的要求水平。
广东技术师范学院（以下简称学校）工业实训中心成立于2003年，是学校各系师生的实操训练中心和职业素质训导中心，工业中心按学科区域建设为艺术学部、工业工程学部、专业技术考证学部、信息技术学部、中文经管学部以及教育与外语学部等，已建有58个文理科实训室。
学生在完成专业理论课程的学习后，再到工业中心参加专业相关项目的实训，通过实训，不仅能使得学生掌握一些专业领域的先进技术，增强学生对工厂、企业、公司等环境的深入了解，并熟悉对对口专业基本设备的操作、维护和保养，同时有利于使学生把所学的知识与工程实践结合起来，培养学生的综合工程应用能力，首先，满足现代化企业对人才的需求，其次，使学生走上工作岗位后，能快速适应实际生产工作。
在柔性制造系统的实训教学中，我们进行创新的教学实践的尝试，围绕的中心思想是：充分发挥学生的主观能动性，激发学生的创新能力，以科学的方法转换学生的思维方式，系统地提高他们结合工程实际进行综合分析问题和解决问题的能力，使他们养成科学作风和团队协作精神。
在柔性制造系统的实训教学上，通过引导学生自行设计训练方案、自行编写加工程序、自行操作加工、自行检验，在较大程度上改变了老师讲授，学生被动接受的传统教学模式，取得了较好的教学效果。
2教学设备的组成和功能柔性制造系统FMS （Flexible Manufacturing Sys -tem ）是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对象变换的自动化机械制造系统；依各种生产要求的不同，柔性制造系统有各种不同的形式。
学校工业中心微型自动生产线实训室的柔性制造系统的组成如图1所示。
图1实训设备系统组成由图1可看出，该柔性制造系统主要由加工子系统、物料储运子系统和终端控制系统三部分组成。
（1）加工子系统由两台数控雕铣机和一台3D激光内雕机组成。
数控雕铣机为GTFMS系列数控雕铣机，采用GP21-MC型分体式全数字伺服数控系统，适用于非金属的雕铣和切割；3D激光内雕机利用低功率激光点在人造水晶块上雕刻出各种设计好的三维或二维造型，内雕机的XYZ三维工作台由基于PC的运动控制器控制。
（2）物料储运子系统由一个自动化立体仓库、一条自动输送线、两台上下料机械臂和一台工业机器人组成。
自动化立体仓库由仓位、导轨和叉车组成。
仓位是存放原料和成品的场所；叉车通过电机驱动在导轨上运动，用于在竖直平面内进行位置定位，当到达指定位置后，由气动装置驱使叉车伸出或缩回；在叉车上安装步进电机用于拖动传送带，实现对物料的自动存/取作业。
自动输送线由上料线和物料输送线两部分组成。
上料线是原料输入和成品输出的通道；物料输送线完成原料和成品在加工设备和立体仓库间的搬运。
上下料机械臂用于把物料输送线上的原料送到雕铣机的工作台上或者把雕铣机的工作台上的成品送到输送线上；而工业机器人则完成水晶原料和成品在输送线和内雕机之间的搬运。
（3）终端控制系统：负责FMS整线运行情况的监测、监控，管理FMS的信息和控制整个系统的协调、高效运行。
该系统包含实际生产加工的主要功能：来料分配、工件操作、工件加工及处理、立体仓库、工件输出、闭环柔性输送装置、数控加工等。
使用该系统可以完成不同复杂程度，各种主要课题的教学实训。
3实训教学的开展根据现有柔性制造系统的配置情况，在实训教学实践中，采用模块化教学方法，教学的过程从基础简单的操作和控制逐步扩展到复杂操作和控制。
（1）在基础层次的训练中，具体操作是将学生分组训练，每组学生要完成从模块的机械、气动与电器元件组装安装到工作站的气动与电气回路连接，再根据工艺要求进行编程、调试、操作、维修及故障排除；在工作站之间的连接和工作站与传送系统的连接过程中，学生可以了解到I/O通信和总线控制技术，并且通过终端系统的控制界面，了解系统的物流和信息流运行情况。
在该训练过程中，可以使学生将所学的专业知识加以综合应用，并能培养学生的学习能力、独立思考能力及团队合作精神。
（2）在高层次的训练中，采取开放的实训形式，即允许学生自己运用所学的机械设计基础理论、三维几何造型方法和数控编程知识，设计出富有个性的零件造型，制定其加工工艺并编写相关加工程序，在柔性制造系统上加工出实物模型。
这种形式可以激励学生的学习积极性，培养学生的创新性思维，学生的想象力和审美观得到充分的发挥和体现。
这样的学习过程符合行为导向和创造导向的教学思想，通过这样的系统实训，除了强化学生的专业知识和提升专业技能之外，还培养了学生的个人能力（决策和判断能力等）和社会能力（团队协作和责任心等）。
具体实施实训时，把参加实训的学生人数平均分成3个小组，对每个小组的成员进行优化组合，均衡各小组之间的实力，各小组承担一个独立任务，即每个小组完成一个作品的设计和加工。
第一、二个小组是利用雕铣机完成外雕作品，第三小组是利用3D 内雕机完成内雕作品，作品的图案和模型，由各小组学生自行设计、协调和统一；完成立体图案的设计后，顺利调入到加工设备的主计算机中，并运用对应的加工软件，分别编制加工程序；调试好加工设备，使其连接到终端控制系统上，处于等候控制系统的指令下达状态；最后把三台加工设备的加工任务组合起来，通过终端控制系统进行任务的调度和作业规划，并由终端控制系统控制物料储运系统，自动把原料送到各台加工设备，通过终端控制系统计算机调用各台加工中心内的特定加工程序，自动完成各道工序，加工完成后，要求由控制系统计算机控制物料储运系统把成品送到立体仓库。
在任务的安排上，都把每一大任务分割成若干小任务，使每位学生均衡的承担一定独立任务，用团队责任来激励每个学生全身心投入到实训中来。
对学生实训结果的考核，主要由三个部分组成：整条生产线的运行情况和运行合理性占总成绩的30%，各小组创建、加工的模型质量占总成绩的30%，实训报告占总成绩的40%。
这样既可以培养学生的团队精神，又在各小组之间建立竞争意思，并充分调动了每个学生学习的积极性。
学生在实训中所创作、加工出的作品实物如图2所示。
4结束语利用柔性制造系统，对机械类、电子类专业学生进行创新实训教学，能充分调动每个学生学习的主动性和积极性；在该系统的实训期间，学生不但把所学的专业理论知识与生产实践结合起来，提高了实践动手能力，而且在实训过程中树立了创新精神、团队精神及敬业精神等；在实训结束时，还能看到自己的付出所创作出的成果实物，不仅让他们体会了艰辛、乐趣和成就感，还有利于他们总结经验，改进不足，发扬优势。
在柔性制造系统实训课程上，采用开放的实训教学模式，极大的提高了学生的学习兴趣，培养了学生各方面的技能，提高了他们的综合素质；同时，实际生产线上的实训，也为学生提供了一次生产实践的实战演练机会，为他们今后走上社会，服务社会，缩短理论与实践的差距奠定良好的基础。
参考文献：［1］贾育秦.基于FMS的机电一体化教学培训系统开发［J］.太原科技大学学报，2006,27(5):364-367.［2］陈丽华,周骥平.通过实验教学提高学生的综合素质［J］.实验室研究与探索,2003,22(3):12-13,16.图2学生实训作品Innovation Training Based on FMSZHUANG Huan-wei（Industrial Training Center，Guangdong Polytechnic Normal University,Guangzhou510665，China）Abstracts:This paper introduces the training mode by using flexible manufacturing system of the Industrial Training Center,Guangdong Polytechnic Normal University.It also discusses how to fully enhance and cultivate the practical abilities of the students by innovative training.Key words:training teaching;quality;flexible manufacturing system。