中職學校開展“工業機器人應用”教學設想

摘 要：目前，中國政府提出“中國制造2025”戰略規劃，其中以機器人為代表的智能制造是難點，也是挑戰，是思路更是出路。而綜合國力取決于勞動力的強弱、取決于勞動者的素質、取決于熟識工業機器人行業的人才質量和數量。人才的需求也呈金字塔狀，不僅需求高層次的畢業生從事研發工作，也需求高職高專院校畢業生從事方案設計與維修工作，還需要大量的中職畢業生從事工業機器人的調試、操作與維護工作。因而在中等職業學校開設工業機器應用與維護職業教育，為企業輸送新型人才具有現實意義。該文對機電應用技術專業（工業機器人方向）技能及課程、就業崗位、教學實驗、實驗設備建設、課程開發等全面分析，提出工業機器人應用與維護教學方案，意在中職學校實施教學成為現實。

關鍵詞：中職 工業機器人 教學

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（c）-0186-03

信息化時代，使工業經濟步入智能化。以機器人為代表的智能制造，促進工業企業創新發展。成為現代工業生產不可缺少的好幫手，在提高產品質量、加快產品更新、促進制造業的精密化、增強產品的競爭力方面，發揮越來越重要的作用。為了迎合這一新興行業的發展，為企業輸送新型人才迫在眉睫。因而，中等職業教育必須順應經濟社會發展，培養工業機器人應用與維護方面的技術技能人才。

1 工業機器人發展現狀

當前，以機器人為代表的智能制造，正逐步成為全球新一輪生產技術革命浪潮中最澎湃的浪花。推動著各國經濟發展的進程。隨著工業互聯網、云計算、物聯網等新一代信息技術的快速發展，社會智能化的發展趨勢日益顯現。就國際形勢來看，美國“再工業化”戰略 、德國“工業4.0”戰略、日本“機器人新戰略”等，均將“機器人產業”作為發展重點，試圖通過數字化、網絡化、智能化奪回制造工業化優勢。就國內發展而言，經濟下行壓力增大，環境約束日益趨緊，人口紅利逐漸攤薄，產業轉型勢在必行。目前，中國政府提出“中國制造2025”戰略規劃，其中以機器人為代表的智能制造是難點，也是挑戰，是思路更是出路。

近年來，隨著勞動力成本的上升和工廠自動化程度的提高，中國工業機器人市場正步入快速發展階段。據統計，2015年我國機器人銷量達11.2萬臺，增幅超過50%，中國已經成為全球最大的工業機器人市場。中國企業的機器人使用數量約占全球使用量的1/4，預計到2017年，我國工業機器人的數量將居全球之首。然而，機器人技術人才急缺，“高薪難聘機器人技術人才”已成社會熱點問題。因此，機器人產業發展，人才培養必須先行。

與此同時，隨著社會市場經濟發展對人才規格和結構需求的新變化，中等職業教育也面臨著前所未有的巨大挑戰，中等職業學校應順應社會需求，協同企業大力推動結構調整，轉型升級，在新型工業化的新形勢下培養新型技術人才，顯得尤為重要。企業對工業機器人技術人才不同層次的需求，也促使在中等職業學校開設工業機器應用與維護相關知識，傳授工業機器人系統操作、編程、運行、組裝與維護，為企業輸送新型人才具有現實意義。

2 中職學校開展工業機器人應用技術教學設想

在中等職業學校開展工業機器人職業教育，必須解決“培養什么樣的工業機器人技術人才”、“如何培養工業機器人技術人才”及“工業機器人技術人才怎么用”等問題。通過對部分院校的考察及到企業的調研，初步提出在中等職業學校開展“工業機器人應用技術”的教學設想及方案，教學方案還有許多方面需要完善。希望能引起更多專業人士關注，使工業機器人應用與維護專業培養方案盡快日臻完善，為中職教育開辟新途徑，為企業培養新型人才創造條件。

2.1 中職機電技術應用專業（工業機器人方向）課程安排

鑒于中等職業學校專業目錄中，還沒有工業機器人應用與維護專業，我們可以在機電技術應用專業開設機電技術應用專業（工業機器人方向），在工業機器人的知識傳授方面也僅限于掌握工業機器人的結構、工業機器人的組裝與維護、工業機器人的操作等層面。安排中等職業學校機電技術應用專業（工業機器人方向）相應的課程。

（1）文化基礎課程。語文、數學、英語、物理、德育（職業生涯規劃、職業道德與法律、經濟政治與社會、哲學與人生）、計算機應用基礎、體育。

（2）專業課程。電氣制圖、機械制造工藝、液壓與氣壓傳動、電氣控制與PLC、電機控制、電氣CAD、工廠供電與供配電系統、單片機技術應用、市場營銷等。

（3）工業機器人專業課程。工業機器人基礎、工業機器人拆裝與調試、工業機器人操作與編程、工業機器人電器控制與維修。

2.2 中職機電應用技術專業（工業機器人方向）就業崗位

中等職業學校機電應用技術專業（工業機器人方向）從事企業機器設備的使用與維護、調試與維修、銷售、推廣與售后技術支持，以及機器人工作站的設計安裝。鑒于中等職業學校機電應用技術專業（工業機器人方向）課程知識體系，將中職工業機器人就業崗位確定為掌握工業機器人的安裝、維護、維修、操作、調試、運行與管理等方面的工作任務。

工業機器人運用到生產中去，發揮多大的作用，不僅取決于產品的復雜性，還取決于周邊設備的配套程度，解決這種問題需要高技術人才，而中職開設工業機器人應用與維護專業主要是為企業培養掌握工業機器人的安裝、維護、操作、運行等方面的初級技術人才。

因而，中職工業機器人技術人才就業崗位大體可分為工業機器人維修工、工業機器人編程人員、維修電工、機器人銷售等。

（1）工業機器人維修工。能夠對工業機器人本體進行安裝與調試、能讀通工業機器人的結構圖紙、能夠排除工業機器人的機械相關故障、能夠安裝調試工業機器人各類夾具。

（2）工業機器人編程人員。能夠從事工業機器人系統編程示教、工業機器人工作站輔助設計、工業機器人程序編制、工業機器人電氣系統安裝與調試。

（3）維修電工。能夠進行電氣元件安裝、配接線、電氣系統調試、控制系統調試、驅動系統調試、s機電系統調試。

（4）工業機器人銷售員。熟悉工業機器人技術及型號、具備營銷策劃及客戶需求分析能力。

2.3 中職機電應用技術專業（工業機器人方向）教學實驗實習項目

在中職機電應用技術專業開設工業機器應用，針對課程設置和培養目標，開設相關工業機器人應用與維護實驗實訓必不可少。根據中職教學特點，應從工業機器人操作、應用、維護等方面設置相應實驗和實訓項目。

（1） 認識工業機器人。熟悉并掌握機器人安全操作規程；認識工業機器人的基本組成部分和各部分的作用。了解并掌握機器人開機、關機操作。

（2） 認識工業機器人各種傳感器。認識工業機器人各種類型的傳感器；通過實驗體會各種傳感器的作用。

（3）認識工業機器人控制系統。認識工業機器人電控系統組成；理解工業機器人電控系統各部分的功能。

（4）示教器的啟動及各參數的設置。熟悉示教器各按鍵操作；熟悉基本示教操作；掌握機器人的坐標模式、運動模式、工具坐標系及工件坐標系；掌握機器人的倍率設置、顯示模式、運行模式。

（5）程序和文件管理操作。熟悉掌握在示教器中新建程序、選擇程序、示教操作；熟悉掌握在示教器中文件的拷貝、粘貼、刪除、運行操作。

（6）設置機器人系統的相關參數。理解掌握用戶權限的級別及使用；掌握對權限的管理操作；掌握系統參數的設置；掌握軸參數的設置；掌握校準操作；掌握寄存器的設置；掌握輸入輸出設置。

（7）機器人搬運。掌握修改運動指令的類型、位置數據、速度值、速度單位、CNT值、附加動作指令；綜合運用前面講過的各種指令編寫程序實現機器人搬運動作。

（8）機器人碼垛。熟悉基本示教操作；掌握機器人關節坐標系、工具坐標系、工件坐標系、運行編制程序。

2.4 中職機電應用技術專業（工業機器人方向）實驗設備建設

在中職學校開展工業機器人知識教學，必須配備相應實驗設備，以滿足學生實習實訓，小到幾十萬，大到幾千萬的實驗設備，在部分院校已經投入使用，目前，在工業機器人實驗建設大體有這樣幾種情況：

（1）工業機器人組裝與維護實驗設備。主要滿足學生熟悉工業機器人的組成、聯接、維護實訓。

（2）工業機器人基礎實驗設備。主要是學生掌握工業機器人操作、模擬工業機器人搬運、碼跺、轉移、打磨、繪圖。

（3）工業機器人操作實驗設備。主要是工業機器人利用末端夾具及氣泵吸盤，可以完成打磨（磨具）、繪圖（繪筆）、焊接（與焊機聯結）、噴涂（與噴槍聯結）等實驗。

（4）工業機器人聯機實驗設備。由幾臺工業機器人聯機或工業機器人與車床（鑄、鍛、切、割、注塑等）聯機，完成系列操作，如組裝器件、加工器件、鍛鑄鋼件等實驗。

（5）工業機器人聯組成型設備。由一組工業機器人和多種機械設備聯組，完成一系列不間斷的部件組織成型工作。

因而，中職工業機器人的教學只需建設組裝與維護和基礎實驗室就能滿足教學，有條件的也可建立工業機器操作實驗室和工業機器人聯機實驗室。

當然，要完成中職學校工業機器人教學工作，師資培訓和教材也必不可少。可喜的是目前許多工業機器人生產廠家也和中職、高職院校合作，成立工業機器人產學聯盟，針對中職和高職教學特點進行師資培養和教材開發，中職版工業機器人技術專業建設標準已規劃成型，中職版工業機器人應用與維護相關教材已出版發行，積極推動了工業機器人在中職實施教學的步伐，使中職開展工業機器人職業教學成為可能。

參考文獻

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