FMS系统在高职教学中的应用

沈侃

摘要：FMS是柔性制造系统的英文简称，现在越来越多的高校将柔性制造系统引入到教学中，作为职业类院校将FMS引入，不断提高学生的就业竞争力，使学生出校门前就可以了解并学会最先进的技术，在走上工作岗位时将技术带到企业的生产管理中去。本文就FMS（柔性制造）系统在教学中发挥的作用进行阐述。

关键词：柔性制造系统 高职院校 教学应用

1 概述

随着十八届三中全会提到我国将大力发展职业教育，各职业院校在生源紧张的情况下，为了更好地提高学生就业竞争力，各院校对实训室的建设加大投入，特别是经过国家示范性高职院校建设对原有设备也进行了升级和改造，购置新型设备，实验设备的型号有所增加，将现在最为先进的FMS（柔性制造）系统引入到高等职业教育中。

2 柔性制造系统在高等职业教育中的应用

2.1 FMS系统的基本组成 FMS系统的基本组成可按照客户要求定制，可简单到只有两个工作单元，也可以扩展到十几个工作单元。我们以一套定制的FMS系统为例，它的组成有供料单元，检测单元，高库单元，传送单元，KUKA机械手，Emco数控机床，RV-M1机械手，装配单元和仓储单元，还有机器人专区，同样也有不同的工作站，分别是提取单元，取放单元，肌肉单元和Robotino。因此FMS系统是高自动化程度的制造系统。本次所谈及的柔性制造系统是指在切削加工和钻孔装配中以先进的自动化和高水平的柔性为目标的制造系统。

2.2 FMS系统的主要功能 柔性制造系统在教学中最大的功能就是将现实企业工厂中的技术引入到学校中，那么学校的FMS系统中涵盖了绝大部分工业生产中所涉及的应用技术，主要包括工业现场总线技术、网络通信技术、机械传动与执行机构技术、PLC控制技术、电气控制技术、气动技术、电子技术、组装技术、故障检测与排除技术、传感器技术、过程控制、组态控制等。工作单元之间具有柔性结合方式，可以任意组合，系统开放性强，可以不断地将新技术融入到系统中，为学生提供了一个开放性、创新性实践平台，帮助学生从系统整体角度去认识柔性制造系统各组成部分。每个工作单元可根据设定任务，选择相应功能和技术参数的气动元件、传感器、电气元件及标准型材集成而成。学生可以完成设计、装配、编程、调试、维护和故障排除、测试与控制的综合训练。

2.3 FMS在高职教学中的应用 在职业教育中，各高职院校注重的是学生动手能力的培养，特别是机电一体化技术专业，将FMS系统引入到教学中。通常机电一体化技术专业会先进行基础的学习，FMS系统的基础就是对各个工作单元的了解，从气动技术，机械装配技术，PLC控制技术，电气组装等。用I/O通讯协议和Profibus总线来建立工作站间的联系。FMS系统在教学中，传感器检测模拟的工件有无，颜色分类等；气动技术将工件推出，阻挡，夹取工件；真空技术也可以对工件进行搬运；传送带技术在使用过程中除了传送功能外，还可以加阻挡气缸。例如其中一套的FMS系统的运行顺序如下：供料单元在初始位，推动气缸伸出到位，摆臂气缸左摆。首先料仓传感器检测工件的有无，料仓内没有工件，报警灯会亮起来，提醒需要加入工件；料仓内加入工件，按下复位按钮并启动，推动气缸回缩到位，料仓检测到工件推动气缸将工件推出，摆臂气缸在确认工件推出的信号后，摆臂气缸右摆将工件吸住左摆放到下一工作单元提升单元；提升单元传感器检测工件，并且通过传感器检测工件的颜色与属性，当检测不出工件的颜色与属性时，直接将工件当做废工件推出；气伺服仓库根据提升单元的颜色检测将工件放在不同的仓库层，当工件放满之后会将工件放到传送带上，进入到加工环节。工件在传送带传送的过程中，都添加了阻挡气缸，以便可以使客户添加各类单元站成为从站。加工完成之后机械手再次将工件拿出放在传送带上，使之进入下一个加工单元。当工件传送到RV-M1机械手时，传送带阻挡气缸伸出，机械手将工件夹取放入到加工位，模拟工件的钻孔；钻孔结束后通过机械手再次放到传送带上，通过传送带进入到最后的装配单元。装配单元从传送带上使用气动机械手将工件放在检测台上，对工件进行检测，通过检测放入到相应的托盘中。当托盘中的工件放满后给个信号到仓储单元，仓储单元使用电机传动的方式将托盘放入到指定的单元内。当FMS运行中，学生可以将所有的基础学习融合到柔性制造系统中，并且可以对其进行编程，通讯，能够使系统运行。FMS系统在教学中，可以系统整体运行，也可以将其拆开单站运行，任意组合，这种方式不仅可以让学生掌握了最先进的自动化技术，而且可以在将来的工作中举一反三，到了企业实际中也可以灵活运用。

3 FMS系统在教学中的发展趨势

FMS系统是实现未来工厂模拟的新举措。因此各类职业院校特别是高职院校按照专业要求对FMS系统进行私人订制，可以构建简单的工程模拟，也可进行整体的系统搭建。如FMS系统在单项技术如加工中心（NC）、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及调度技术等的发展提供了可供集成一个整体系统的技术基础；由于产业转型升级，由过去传统的、相对稳定的市场，发展为动态多变的市场。对于职业在教学中运用的发展趋势：向小型化，单元化方向发展；向模块化，集成化方向发展；单项技术性能与系统性能不断提高；应用范围不断扩大。因此FMS系统除了在未来的企业技术领域得到广大的应用以外，更多的院校也将引入校园，使学生技能也有逐步的提高，更快适应企业需求。

参考文献：

[1]蒋庆全.FMS的现状及发展[J].机械工业自动化，1999（1）：21-25.

[2]李卫京.面向二十一世纪的柔性制造系统[J].机械工程与自动化，2004（6）：83-85.

[3]郭聚东，钱惠芬.柔性制造系统的优势与发展趋势[J].综述，2004（3）：3-6.