關于技校工業(yè)機器人技術課程的初探

熊倩

摘 要：隨著科技的進步機器人應用領域的不斷擴展和深化，工業(yè)機器人已成為一種高新技術產(chǎn)業(yè)對工業(yè)自動化發(fā)揮了重大的作用，促進未來工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展起深遠的影響。在中國更多的企業(yè)在使用工業(yè)機器人取代繁雜的人工工作，因而缺少熟練掌握工業(yè)機器人安裝、操作和維護的技術人員。作為以技術為主的學校，緊跟發(fā)展的步伐為社會各行業(yè)培養(yǎng)所需的技能人才。本文通過闡述我國工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，探討了當前技工學校開展工業(yè)機器人應用課程的必要性和可行性，對開設工業(yè)機器人的課程存在的困難作出分析，并提出了解決辦法。

關鍵詞：工業(yè)機器人 機電一體化 課程體系

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（a）-0221-02

工業(yè)機器人是機器人的一種，它由操作機，控制器，伺服驅動系統(tǒng)和檢測傳感器裝置構成，可反復編程，完成各種操作自動化，也可以生產(chǎn)生活中所需的機械設備。這種產(chǎn)品可以解放人的勞動力，也大大提高了生產(chǎn)業(yè)的效率，對于產(chǎn)品的質(zhì)量也很高，所以說工業(yè)機器人對生產(chǎn)行業(yè)起到了相當大的作用。工業(yè)機器人是一種機器裝置，可以自動執(zhí)行一些難度較高的生產(chǎn)，而且機器人自身的動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是比較方便我們運用的，因為它能代替人類做一些不可能或者很難完成的事情，或者遵循事先的編程來運行，新型的工業(yè)機器人還會依據(jù)人工智能技術制定的原則需求行動。裝備制造業(yè)自動化水平的不斷提高，更多的生產(chǎn)廠家使用工業(yè)機器人進行產(chǎn)品加工制造。工業(yè)機器人是一種專門為工業(yè)領域設計的多關節(jié)機械手，在程序的控制下實現(xiàn)各種復雜運動和高難操作。工業(yè)機器人被廣泛應用于搬運物料、自動焊接、部件噴漆、表面拋光等工業(yè)領域。

1 專業(yè)人才培養(yǎng)目標的定位

近年來，工業(yè)機器人不斷普及在企業(yè)生產(chǎn)中，所以企業(yè)迫切需要相關的技術人才。高校培養(yǎng)的是研發(fā)型人才、高職高專培養(yǎng)的是具備一定理論的技能型人才，相比之下技校則主要是培養(yǎng)實際應用、熟悉基本操作與保養(yǎng)維護的技術工人及操作人員。技校以培養(yǎng)應用技術型人才為主，學生的知識水平、技能實力、就業(yè)導向應與高校、高職有所不同，因此必須探索適合技校的工業(yè)機器人課程教學方案。企業(yè)要求相應的專業(yè)人才需具備全面的職業(yè)能力，從而要求技校走工學結合的人才培養(yǎng)模式道路，其中校企合作有利于工學結合的人才培養(yǎng)模式順利推進。工業(yè)機器人課程應定位于為企業(yè)培養(yǎng)能夠完成工業(yè)機器人編程、操作維護的技術型人才。工業(yè)機器人最先應用于汽車制造工業(yè)，主要用于焊接，噴漆，上、下物料和搬運。如今工業(yè)機器人深化和提高了人的手、足和大腦功能，替代人完成繁重、單調(diào)的重復勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)機器人生產(chǎn)企業(yè)需要大批人才從事機器人生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、營銷和售后技術服務，工業(yè)機器人的應用企業(yè)則需要大量人才從事機器人的維護保養(yǎng)和編程操作。為滿足機器人關聯(lián)市場對技能型人才的需求，技校在機電一體化專業(yè)的主要課程中加入“工業(yè)機器人應用”課程，開設機器人的專業(yè)方向。

2 專業(yè)課程開設的方向

在課程開設的思路上，機電一體化專業(yè)緊貼機器人崗位需求、課程內(nèi)容和教學的過程適應工作崗位要求。按需求開設專業(yè)課程，依據(jù)企業(yè)的用人標準和崗位技術要求，培養(yǎng)從事機器人生產(chǎn)、調(diào)試、安裝、維護、保養(yǎng)和營銷等多方面應用技能型人才。在理論教學和技能培養(yǎng)上，全方位提高學生的知識、技能、素養(yǎng)，建立“以工業(yè)機器人應用為核心”的課程體系結構。在教學過程中，除了基礎知識學習和綜合訓練，再通過“機械基礎知識模塊、電氣自動化專業(yè)知識模塊、嵌入式系統(tǒng)知識模塊”、以及“機器人編程訓練模塊”為重心的專業(yè)技能訓練模式。

2.1 基礎知識學習與綜合訓練

該模塊側重強化基礎知識的學習，培養(yǎng)學生機電專業(yè)崗位的基本素質(zhì)。引導學生形成遵紀守法的思想觀念和健康的心理素質(zhì)，形成積極向上的人生價值觀和樂觀的職業(yè)心態(tài)，從而適應以后的工作。開展相關的職業(yè)規(guī)劃教育，引導學生規(guī)劃職業(yè)生涯。鼓勵學生提高數(shù)學能力、英語水平和計算機基礎技能，為以后的專業(yè)課程學習做好鋪墊和適應各類企業(yè)的機電技術工作崗位。

2.2 機械技術知識的學習

機械技術知識的學習重點在傳授機械原理、機械制圖、液壓與氣動、AUTOCAD、機制工藝方面的相關知識，培養(yǎng)學生機械方面的基本技能和職業(yè)素質(zhì)。從機械手臂開始學習，從而了解機器人的基本機械結構和組成原理，并進一步分解與裝配。與此同時學習機械圖紙的閱讀與繪制，掌握公差與配合的基礎原理知識。最后學習機器人液壓與氣動系統(tǒng)的基本組成和原理，了解其復雜結構與運動方式，剖析各機械零件與其典型機構，掌握機械加工工藝的流程與編制方法。通過理論與實踐教學的協(xié)作，為學生打下扎實的機械基礎知識。

2.3 電氣自動化知識的學習

工業(yè)機器人應用牽涉到電工技術、PLC、電氣自動化控制、變頻器應用、交流伺服、步進驅動、觸摸屏應用與組態(tài)開發(fā)等多門自動化類課程的知識和技能。根據(jù)工業(yè)機器人的組成，分解成多個模塊結構，進行理論與實訓一體教學，掌握以電氣控制為核心的自動化知識。為了保證學生的知識水平和操作技能緊貼企業(yè)的要求，學生需要考取維修電工中級證書、電工上崗證書等相關專業(yè)證書。

2.4 嵌入式系統(tǒng)的學習

嵌入式系統(tǒng)的學習以工業(yè)機器人為方向進行教學，包括電子技術基礎、電子測量、C語言、傳感器應用、FPGA應用、單片機應用等課程。教學過程可以先讓學生動手裝配調(diào)試機器人的電路，學習嵌入式系統(tǒng)的硬件電路結構原理和調(diào)試方法。同時使用C語言完成機器人的軟件開發(fā)和升級調(diào)試，從而掌握嵌入式軟件系統(tǒng)開發(fā)的過程和規(guī)范。在教學活動過程中，緊密圍繞機器人，融合機械基礎、電工電子、傳感器、C語言、單片機、FPGA應用等課程的知識和技能，完成以電路控制為核心的嵌入式系統(tǒng)學習。通過教學實踐表明培養(yǎng)學生的嵌入式系統(tǒng)應用能力，更利于他們適應機器人裝調(diào)與維護工作崗位。

2.5 專業(yè)技術能力的訓練

工業(yè)機器人專業(yè)作為機電一體化學科的拓展，涉及知識范圍廣、內(nèi)容全新抽象，在實施教學過程中我們要采取與之相適應的教學模式和方法。在教學實踐中適當增加理論與實踐一體化的教學的比例，要把總課時至少一半的時間分配給技能實戰(zhàn)訓練，并且建立足夠的訓練機構，能專業(yè)的指導技能訓練。這些具體的技能訓練內(nèi)容包含：工程制圖測繪實訓、零部件拆裝、電工基本技能實訓、電子裝配實訓、電氣繪圖訓練、維修電工實訓、小型智能產(chǎn)品裝調(diào)實訓和機器人編程集訓。培養(yǎng)工業(yè)機器人是很重要的環(huán)節(jié)，應該以培養(yǎng)學員對機器人編程的技能為主，因為這個崗位的操作技能要求很重要。其實訓內(nèi)容以機器人工業(yè)搬運、工業(yè)弧焊為操作實例，采用多媒體仿真操作與實物操作相組成，培養(yǎng)學生工業(yè)機器人的操作維護技能和開發(fā)應用技術。

3 專業(yè)教學的具體措施

（1）針對工業(yè)機器人專業(yè)的特點，我們要不斷深入了解行業(yè)發(fā)展的趨勢，密切關注企業(yè)需求。師資力量是培養(yǎng)人才的重要部分，教師的能力高教學的能力相對就高，培養(yǎng)的學生也會比普通教師要高一些，所以加強師資力量是非常重要的。同時，加強人才引進的力度，引進高層次型、實踐型人才，聘請企業(yè)專家作為學校的專、兼職教師，不斷提高教師團隊的整體實力。

（2）在教學過程中，教師要做到言傳身教，為了提高學生的安全意識，創(chuàng)建分組活動，相互交流促進學生之間的互動熱情，這樣能更好的加強學生操作能力，提高安全意識。改革以往通過用試卷來簡單的考核學生，考核就是檢查學生們對任務的完成情況，個人的變現(xiàn)以及團隊的表現(xiàn)都能決定最后的評比，而且可以通過小組之間的評比，來進行公正合理的考察，以及完成該任務的個人和團隊表現(xiàn)來綜合考核學生。

（3）根據(jù)工業(yè)機器人專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求，以突出培養(yǎng)學生職業(yè)能力和職業(yè)綜合素質(zhì)為目標，遵循學生認知規(guī)律和技能成長規(guī)律，構建以“生產(chǎn)性實訓”為特征的“基本技能訓練、專項技能訓練、綜合技能訓練”的實踐教學條件體系，滿足本專業(yè)課程教學的需要。從生產(chǎn)實際出發(fā)，對學生進行真刀實槍訓練。加強對學生技能的訓練，讓學生更能勝任一個崗位，而且還要培養(yǎng)學生的職業(yè)道德以及素養(yǎng)，這兩個因素決定著學生工作水平的高低，讓學生們在用人單位競爭時更有優(yōu)勢。

（4）課后要引導學生自主創(chuàng)新與相互合作。在課堂上，老師要主動鼓勵學生，因為機器人的學習和設計有不同的方法，所以學生之間最重要的就是交流，老師加入到學生之中，鼓勵帶動學生，相互討論自己的設計方法，最后可以進行意見總結。這樣的學習過程，可以鍛煉學生自主解決問題的能力，學生提出問題的同時也在思考問題，這也大大提高了學生們的思考能力。在實踐中，學生不僅掌握了相關知識技能，又鍛煉了個人的實踐與創(chuàng)新能力。除了課堂常規(guī)教學外，老師可以適當布置一些課外的機器人設計任務，提高學生的學習興趣，激發(fā)他們的學習熱情，老師們也應當加入學生的學習過程中，給予學生更多交流的機會，這樣更容易了解學生在學習設計過程中會遇到的各種各樣的問題。

4 結語

工業(yè)機器人是一個有深度發(fā)展?jié)摿Φ膶W科，并且衍生出許多與之相對應各行業(yè)，因而技校學生在其中有巨大的發(fā)展空間。技校機電一體化專業(yè)要開設工業(yè)機器人方向的課程體系，必須緊密聯(lián)系機器人應用的崗位需求。我們采用培養(yǎng)學生就職能力方面為主的教學方式，讓學生更能適應技能職業(yè)崗位的技術應用水平，能在以后的工作中面對各種挑戰(zhàn)，提高了學生的崗位適應能力，開拓不同領域資源為他們創(chuàng)造更多優(yōu)質(zhì)的就業(yè)機會。

參考文獻

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