產教融合背景下工業機器人實訓基地建設分析

李美菊

（德州職業技術學院，山東德州 253034）

0 引言

制造產業發展必須重視人才的培養，而實訓階段則是培養技術型人才的重要環節，因此，怎樣構建更加符合當前需求，進行產教融合，全面性提高技術型人才培養的實訓基地則是目前制造產業所重點關注的。工業機器人是一種具備先進科學技術的數字設備，目前廣泛運用于農業、醫學、工業等多個領域，也是現代工業技術發展的重要助力手段。國內制造業的創新與發展都離不開工業機器人專業的技術型人才，目前雖然各大企業對于工業機器人人才的需求越來越高，不過卻在高技術人才的培養方面存在不足。將培養技術型人才為主要目標的高職院校相繼開辦工業機器人相關專業，而這些工業機器人相關專業的開設能夠明顯緩解人才匱乏的現狀，不過如此一來也直接導致師資力量不足、培養方式滯后、實訓設備匱乏、實訓機會不足等情況的產生。

1 工業機器人實訓基地的時代背景

現階段，一些發達國家相繼將目光轉向智能制造業，并且設計長久的制造業發展策略，致力于爭搶制造業的發展先機?，F在，各個國家的科技革命及產業革新都呈現出歷史性的交匯，各個國家都將智能制造業看做制造業發展的主要助力。

在第四次工業革命到來之前，國家在從“中國制造”成功轉型“中國創造”時，也頒布了相關發展策略，堅持創新、強化基礎、智能轉型、健康發展的發展理念。這也是未來國家發展為制造強國的重要發展準則，重點表明信息與制造技術的完美結合才是加強企業綜合能力的重要手段，而智能制造一直以來都是這方面的主要發展方向。高職院校作為培養人才的主要場所，必須要大力相應國家智能創造的發展理念，積極創新與完善教育體系與教學制度，實行產教融合的教育理念，企業與院校共同合作建立工業機器人實訓基地，以此來加大對工業機器人產業技術型人才的培養。

2 建設工業機器人實訓基地的作用

建設工業機器人實訓基地是智能制造產業穩定快速發展所必須具備的，也是智能制造業對于技術型人才的需求，同時也是智能制造業對于人才的重要訓練培養條件。隨著眾多優秀高階職業院校的不斷發展，相應國家智能制造業的發展策略，因此建立工業機器人實訓基地是非常重要的。對此，需要提出工業機器人實訓基地的建設規劃設計，基地的建設主要可以分為軟件開發與硬件設施兩個方面組成，主要有機器人功能實訓平臺、機器人技術的運用平臺、機器人虛擬仿真功能實訓平臺等。基地建設完成后還可以做到智能制造運用單元以及智能制造技術的開發服務等。

3 產業融合背景下工業機器人實訓基地的具體建設分析

3.1 建立工業機器人的功能實訓平臺

工業機器人的功能實訓平臺要做到對工業機器人運用生產系統集成等技術實訓功能進行開發與完善。以工業機器人的功能運用方向來看，通過對工業機器人的實際運用，可以讓學生對于各種類型和功能的機器人在運行方式和工作內容上進行深入掌握，因此工業機器人實訓平臺也是培養學生機器人實際操作能力和實踐能力的主要手段。通常進行的實訓內容分為：工業機器人運動操作、工業機器人的結構焊接、工業機器人的相關數據設定、工業機器人的運動、工業機器人在示教器中的編程、工業機器人的操作與控制、工業機器人的相關接線方式、工業機器人利用PLC 的掌控與程序編輯、工業機器人IO 的程序編輯、工業機器人和抓手夾具的使用操作、工業機器人和吸盤夾具的使用操作等。

3.2 建立工業機器人運用實訓室

與企業的相關崗位進行對接，比如在某汽車公司的汽車組裝制造生產中，建立工業機器人自動焊接以及自動噴涂等實訓室，其中焊接實訓一般分為機器人與焊接器械兩個方面，機器人則是通過機器人本身與相關控制系統構成，焊接器械則是通過焊接控制系統、焊鉗、送絲器、變位器等構成，利用機器人以及變位器的位置交互合作，通過機械臂前段的焊鉗來進行變位器中的組件焊接。可以在以下幾個方面展開實訓：焊接設備的工作原理教學、機器人程序編輯教學、焊接設備線路布局連接教學、焊接技術教學等。噴涂機器人是如今工業機器人中較為廣泛運用的類型，主要用來取代人工來開展對組件的噴涂工作。利用裝置在機器人前方的噴槍霧化油漆液以及噴漆泵等設備的相互合作，對工業組件進行表面噴漆。利用工業機器人來代替人工進行噴涂，可以有效地提高工作質量以及組件表面噴漆的光滑平整，使其噴漆更加均勻，并且在生產效率方面也遠遠高于人工，可以24 h 不間斷地工作，并且這種方式不會受到環境因素的影響，也可以有效地避免傳統人為噴漆方式由于操作不當而導致的質量問題。運用工業機器人進行噴涂工作對于人為的操作需求非常低，并且容錯率高，效率也較傳統工藝有著明顯的提升，還可以降低對于噴涂設備的成本，按照組件類型及規格的不同，可以通過再次編程的方式來使其進行匹配。有著工作效率高、噴涂質量高、工作穩定性強等優勢。

3.3 建立工業機器人智能柔性制造單位實訓平臺

在工業機器人技術運用實踐訓練平臺中，工業機器人技術運用智能產線來開展，這種設備通常是利用工業機器人、WGV、托盤輸配線、裝配輸送系統、視覺系統、總體控制系統、立體倉庫等部分組成。系統的主要目的便是利用堆垛機來將相關組件從立體倉庫中取出，并通過WGV 機器人來將其運送到托盤輸配線中，再利用視覺系統對組件進行辨識，辨識成功后再通過工業機器人將其裝箱。該實訓平臺也在職業院校技能大賽中展露身影，該賽事是在“中國制造2025”的背景下，對于智能制造業的創新發展對人才的需求，主要針對高職院校工業機器人的相關技術、自動化技術、機電一體化技術等各個相關學科，利用專業水平的比賽，來推動高職院校中工業機器人相關學科的創新與發展。優化課程、提高對于人才的培養力度、緩解智能制造產業人才日益短缺的問題、提高工業機器人技術型人才的數量和專業技術水平，做到人才的質量、數量雙豐收。

3.4 建立工業機器人的虛擬仿真實訓室

虛擬仿真工業機器人實訓室配備多種實訓系統，做到對機器人的模擬拼裝、拆卸。實訓系統包含對工業機器人的構造了解、工業機器人的結構拆卸、工業機器人的結構組裝三個方面。工業機器人的構造了解包括工業機器人的概念、發展歷程、構造重點的了解、機器人種類了解等，為機器人構造的拆解與組裝實訓給予知識基礎。

通過這些機器人實訓平臺和實訓室的建設，不但可以作為高職院校學生的實訓場所，還可以作為相關企業的技術性工作人員以及高職院校中老師和學生們技術水平的培養場地。建設工業機器人實訓基地，也可以進一步創造工業機器人服務隊伍，顯著地加強高職院校中老師們的教學水平以及實際操作能力，使其更加正確地引導學生進行學習與操作，同時也更加利于校企聯合，進行深入的研究與發展。

4 預期效益

4.1 預期的社會效益

建立技術共享，以促進四川省多個高職院校工業機器人相關學科建設為例。以資源技術的共享為中心，校企聯合，合作加強對教師以及學生的培養力度，帶動工業機器人相關學科在高職院校中的開設與發展，并提高社會效益。為數十所高職院校提供技術與資源支持，共影響近6000 名學生。以四川省為基礎，積極引進相關技術，使企業大力培養智能制造業的技術型人才，顯著促進智能制造業的創新與發展，每年都可以做到對智能制造業人才培養達到2500 余人次。

通過加強企業與學校的合作，使得院校、政府、相關企業、制造行業集結于一體，相關行業、企業、院校三方大力合作，真正實現產教融合，構建人才合作培養、過程合作管理、責任合作承擔的合作體系，共同建立培養技術人才、科技研發、企業員工培訓、教學、技能評測、咨詢、服務于一體的實訓基地，推動院校、行業、企業的共同發展。

同時，培養實力更加雄厚的師資隊伍，利用校企聯合的良好基礎，構建更加完備的教師企業實訓體系，并且企業兼顧教師的招聘體系，提高院校與院校、院校與企業的溝通，建立院校與企業相互相通的專業化教師隊伍。以此來提高教師隊伍的整體實力，在技術教學、科學研發等方面取得更加優秀的成績。

4.2 預期的經濟效益

在服務產業方面，工業機器人實訓基地建設完成后，利用產教融合的理念，推動四川省相關企業的快速發展，推進相關產業的新增產值近2 億元，促使企業的智能化發展。并且，對于四川省各大高職院校進行合作培訓，對外開放智能制造培訓服務，包括學生與教師以及相關企業職工的技術培訓，帶動經濟效益的提高，預計工業機器人實訓基地每年都可以針對各大高職院校學生和教師，以及相關企業的職工共計1300 人次。

5 結束語

在產教融合背景下建設工業機器人實訓基地，不但需要重視現有的工業機器人技術，還要規劃發展未來的新型技術。經過技術的融合，工業機器人實訓基地終將發展成一種集教學、科學研究、生產、實訓于一體的綜合性開發基地。其中，對于人才的培養也是需要重點關注的，也是促進智能制造業穩定發展的重要手段。