焊接機器人在實際教學中的創新研究

孫雨峰

（張家口機械工業學校，河北 張家口 075000）

焊接機器人在工業生產中已經被廣泛運用，在學校教學中，學生已經對其相關技術有了初步的了解和掌握，但是大部分的知識主要是理論學習。所以現階段增加焊接機器人在實際教學中對學生創新能力和動手能力的培養，可以有效地提高學生的綜合素質，幫助學生更好地適應時代變化。也使學生認識到機器人焊接智能化發展現狀及未來發展趨勢，從而提升學習興趣。

1 焊接機器人在實際教學的概念

焊接機器人課程是以實際操作為核心，除了基礎知識文化課以外，將焊接機器人的原理、操作規程、焊接工藝、檢驗標準、安全生產理念等知識融入到實際操作中，實行理實一體化教學。各項目教學根據內容需要在理論教室、仿真機房、實訓室、企業生產現場等交替進行。本課程在教學中重點關注學生技能細節訓練和強化安全生產意識。

2 焊接機器人在實際教學中現存的問題

2.1 學生缺乏學習興趣

在焊接機器人實際教學中學生缺乏學習興趣，學習熱情不高是重要問題之一，學生們并不愿意積極主動地投入到焊接機器人技術的學習中，這也就使得教師在開展教學活動的過程中，課堂教學的效率大打折扣。那么作為焊接機器人技術專業教師，有責任也有義務去為我們中國焊接機器人技術領域注入新鮮的血液，努力提高學生對于焊接機器人的學習熱情。所以，教師在開展教學活動的過程中，就要適當地借助現代信息化技術與實操教學，激發學生對于焊接機器人技術學習的熱情。焊接機器人相對其他焊設備而言，學生在日常生活中接觸得比較少的，甚至沒有過接觸，實操課可滿足學生的好奇心，為教學質量奠定了基礎，可以有效地調動起學生的積極性，幫助學生燃起對于焊接機器人學習的熱情。例如，教師在開展教學活動的過程中，可以在課堂上給學生們展示焊接機器人的操作和焊接試件。

2.2 焊接機器人實操教學成本較高

焊接機器人在工業制造領域的應用表現出較高的靈活性和效益性，同時在制造業獲得了較廣泛的應用。所以相關課程的教學尤為重要，但是受到我國焊接機器人教學水平現狀的制約，我國焊接機器人的實操教學環境還處于一個比較單一的階段，很多技術無法在實踐中實現。嚴重限制了焊接機器人教學的發展，阻礙了學生的學習進度。

2.3 焊接機器人編程教學枯燥難懂

編程技術屬于焊接機器人焊接綜合處理與控制系統教學中的重要部分，焊接機器人的教學主要包含有模擬感覺器官進行焊接的傳感技術學習、根據經驗知識的模型建立技術學習和進行實際焊接控制的控制技術學習，這三大技術的綜合教學促進了焊接機器人實操教學的發展，因此對于編程教學具有較高的要求。利用傳感技術，需要模擬焊接工人在實際工作過程中面對焊件的視覺、觸覺等進行編程，系統構成相對復雜。并且，在模型建立過程中，需要根據焊接工人的知識和經驗進行有針對性的編程，并且需要及時調整。編程教學復雜難懂是教學中的主要障礙。

3 焊接機器人在實際教學中的創新

結合各項目教學目標、重點和難點，通過典型案例轉化而來的生產任務激發學生學習興趣，以完成具體產品的焊接加工為任務驅動，建立模塊化架構，達到“知識預習，熟原理；分組匯報，知方法；仿真訓練，熟技術；實焊演練，養技能；焊后檢驗，找缺陷”。各項目均按五個步驟組織教學實施。

3.1 培養學生的編程能力

編程的過程其實是一個很枯燥很乏味的過程，在以往傳統的教學模式中，教師往往會給出一個指令，讓學生們進行編程，在這種情況下，學生們感受不到編程的快樂，而可以直觀地呈現在學生眼前的就僅僅是長時間的輸代碼，無聊的編程，慢慢地，學生們就會對編程產生一種枯燥乏味甚至會產生抵觸的心理。這極大程度地扼殺了學生對于焊接機器人學習的熱情，同時，也不利于對學生編程能力的提高。所以，教師在開展教學活動的過程中，要培養學生的編程能力。保證了學生們在編程過程中的樂趣，然后學生們在進行自主編程的過程中，不斷地嘗試，不斷地完善自己的程序，可以有效地提高學生的編程能力。

3.2 建立特色化教學模式

自制的軌跡模擬動畫，讓學生對示教運動軌跡規劃有了更直觀的認識；自建機器人焊接缺陷庫，收納了機器人焊接操作中出現過的焊接缺陷、原因分析及診改措施，為學生缺陷分析和診改提供強有力的借鑒和參考；焊縫外觀檢驗評分系統，使焊縫評分時間明顯縮短，且該系統可幫助師生快速統計評分結果；射線探傷和超聲波探傷技術的應用，自己可以及時的檢驗焊縫，直觀顯示焊縫存在缺陷。

3.3 提高學生的創新能力

創新能力是一個人最為寶貴的能力。所以，教師在開展教學活動的過程中，就可以適當地加強對學生創新能力的培養。焊接機器人操作作為一個順應時代潮流的技術，教師在開展教學活動的過程中，就要適當地借助這一平臺，激發學生的創新能力，提高學生的綜合素養。教學過程中還將立德樹人貫穿始終，利用“焊接機器人又有新突破”等視頻提高學生對機器人焊接新理念、新技術、新應用認知；利用化工廠安全事故動畫及企業工程師講解安全案例提高學生安全意識；利用焊接領域著名先進事跡和大國工匠精神，不斷激勵學生腳踏實地、堅守專業、熱愛勞動、崇尚技能、德技并修。

4 總結

焊接機器人是工業自動化生產的需求，是促進工業智能制造的必然途徑。面對焊接機器人實際教學中產生的問題，加強實操教學，運用現代化手段促進教學質量，從綜合素質出發，提升學生掌握編程技術，提升焊接水平以及增強協調控制能力上入手，保證焊接機器人教學質量的提升與長遠發展。