Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Studenti odborných středních škol se utkali na kolbišti zřízeném firmou Festo s. r. o., která jim dala k dispozici své výukové laboratoře – v jedné z nich studenti řešili úlohy za pomoci pneumatického signálu (kategorie pneumatika) a ve druhé za pomoci elektrického signálu (kategorie elektropneumatika). Společnost Festo se podílela na organizaci spolu se Střední průmyslovou školou strojní a elektro Ústí nad Labem a Střední odbornou školou a středním odborným učilištěm v Lanškrouně.
Dvě kola soutěže
Letos byla soutěž dvoukolová. Nejprve proběhla regionální kola ve školicích střediscích Festo na středních školách v Ústí nad Labem, v Lanškrouně, v Plzni a v Kutné Hoře. V regionálních kolech soutěžilo celkem 29 družstev ze sedmnácti středních škol (dvanáct družstev v kategorii elektropneumatika a sedmnáct družstev v kategorii pneumatika). Do republikového kola postoupilo celkem čtrnáct dvoučlenných družstev (po sedmi v každé kategorii). A tak se na finále do hlavního střediska Festo v Praze-Modřanech sjelo 31. března 2011 celkem 28 studentů s jedenácti středoškolskými učiteli.
Po úvodním slově a seznámení s organizátory a s komisaři soutěže se studenti rozdělili na dvě skupiny a odešli do technických učeben pneumatiky a elektropneumatiky řešit úlohy, na které měli vymezený čas 135 minut. Pro doprovázející učitele byl v průběhu soutěže zorganizován přednáškový program. Ing. Zdeněk Haumer jim předvedl praktické ukázky novinek z výrobního programu pneumatiky, elektropneumatiky a elektrotechniky firmy Festo. Učitelé tak měli šanci se blíže seznámit s hi-tech novinkami na trhu v oboru.
Úloha s pneumatickým řídicím signálem
Soutěžící měli nejprve možnost prohlédnout si a vyzkoušet prvky ze stavebnice Festo Didactic, ze kterých měli sestavovat řídicí systém. V kategorii pneumatika mohli použít dvoučinné a jednočinné válce (kterými měli nahradit ejektor). Aktivními prvky pro realizaci řízení byly výkonové ventily řízené tlakem jak 5/2 bistabilní, tak ventily 3/2 NC i NO monostabilní, sekvenční časové ventily NO i NC, koncové snímače, ventily 3/2 NC/NO s pákou a s lomenou pákou, potřebnou k realizaci řízení s překryvnými signály, a ventily s logickou funkcí AND a OR. Studentům bylo sděleno, že logické ventily se vyrábějí jak samostatně, tak v trojblocích. Po seznámení s technikou bylo ze tří možností vylosováno jedno společné zadání. Každá skupina měla k dispozici drážkovaný hliníkový panel a potřebné množství pneumatických prvků, které si mohla ještě před vlastní realizací zkontrolovat podle svých nakreslených schémat (obr. 1, obr. 2).
V kategorii pneumatika bylo úkolem navrhnout řízení dvouosého manipulátoru s předepsaným sledem pohybů. Start manipulátoru měl být podmíněn stisknutím startovacího tlačítka S1 a současně detekcí krajních poloh válců 1A1 a 2A1 se zasunutou pístnicí. Studenti měli nejprve 45 minut na nakreslení realizačního schématu a posléze 90 minut na zapojení řídicích prvků na panelu. První družstvo stihlo zapojování za 23 minut. Správně a včas vyřešila úlohu z pneumatiky jen dvě družstva ze sedmi.
Úloha s elektrickým řídicím signálem
V kategorii elektropneumatika byla vylosována úloha Frézka s manipulačním přípravkem (obr. 3). Start poloautomatu měl být podmíněn stisknutím startovacího tlačítka S1 a současně detekcí krajní polohy válce 1A1 s vysunutou pístnicí.
Podobně jako v pneumatice, i zde měli žáci k dispozici pro realizaci výkonové části dvoučinné válce a bistabilní rozváděče 5/2, ale ovládané elektrickým signálem. Pro řízení měli použít dotykové nebo bezdotykové koncové snímače a reléové moduly. Studenti nejdříve navrhli a nakreslili řešení úlohy a poté byli rozděleni na jednotlivá pracoviště, kde zkontrolovali úplnost počtu prvků potřebných pro řešení podle svého návrhu. Následovalo 90 minut na zapojení prvků na panelech. Úlohu se podařilo správně a včas vyřešit čtyřem družstvům ze sedmi. Jen pro zajímavost, čas realizace úlohy prvního družstva byl naprosto stejný jako v pneumatice, také 23 minut. Jako absolutní vítěz bylo vybráno družstvo realizující zadání z elektropneumatiky.
Ing. Pavel Votrubec,Střední průmyslová škola strojní
a elektrotechnická Ústí nad Labem
Obr. 1. Studenti sestavují řídicí systém z prvků stavebnice Festo Didactic
Obr. 2. Řízení dvouosého manipulátoru: a) schéma úlohy: prvky pro řešení úlohy: dvojčinný válec (1A1) – pomalý pohyb pro oba směry, dvojčinný válec (2A1) – pomalý pohyb pro oba směry, jednočinný válec (3A1) jako náhrada za ejektor a přísavku, b) typové řešení
Obr. 3. Schéma úlohy řízení pohybů frézky
Obr. 4. Vítězné družstvo z průmyslovky v Ústí nad Labem se svým učitelem Ing. Pavlem Votrubcem
Tab. 1. Pořadí družstev ve finále soutěže Dovednosti v pneumatice a elektropneumatice
Jaká překvapení přinesla letošní soutěž spoluorganizátorům?
Pavel Votrubec (SPŠ SaE Ústí n. L.):
Protože letos se soutěž konala ve dvou kolech, zážitků je mnohem více než v loňském, prvním ročníku. Použili jsme náročnější zadání a výsledky v regionálních soutěžích i ve finálovém kole tomu odpovídaly. Při skutečné realizaci odpadlo mnohem více družstev než loni. Nemůžeme posoudit proč, rozbor nerealizovaných schémat jsme neprovedli, to jsme nechali na samotných soutěžících se svým kantorem v klidu domova. Avšak co můžeme objektivně hodnotit, je už opakovaná slabina soutěžících v ručním kreslení schémat. Myslíme si, že studenti se příliš spoléhají na softwarové kreslicí prostředky CAD/CAE a sami to nakreslit neumějí. Naopak pozitivní je, že schematickým značkám studenti do značné míry rozumějí a dokážou reálná schémata logického pneumatického řízení rychle a efektivně navrhnout a skutečně zrealizovat. Letos se vlastní schémata nehodnotila.
Jindřich Král (SOŠ a SOU Lanškroun):
Vzhledem k tomu, že se jednalo o relativně složité zadání, které vyžadovalo použití a zapojení jistého množství paměťových prvků, museli žáci propojit vysoký počet kontaktů a elektromagnetů. Z toho jsem měl velké obavy, protože, stejně jako můj kolega, jsem byl svědkem toho, že žáci pomocí simulačního programu dokážou schéma nakreslit a odladit, ale mají-li fyzicky zapojit úlohu, tak jako by najednou schématu nerozuměli, a dopouštějí se neuvěřitelných chyb. O to více nás překvapilo, s jakou rychlostí dokázala první dvě družstva v elektropneumatice úlohu zapojit a předvést funkci. Byl mezi nimi časový rozdíl pouhé čtyři minuty.