淺談中職學校工業(yè)機器人的仿真教學實踐

黃秀芳

【摘要】隨著科學和技術(shù)的發(fā)展，機器人已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的工業(yè)現(xiàn)場，無論是高職院校，還是基礎(chǔ)的中職學校都要跟上時代的步伐。因此，在學校教學過程中相應(yīng)地開設(shè)工業(yè)機器人的相關(guān)課程是十分必要的。本文從社會、學校及學生等層面分別對中職學校的工業(yè)機器人仿真教學實踐進行探索研究，不斷完善與提高該課程的教學秩序和質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】中職學校;工業(yè)機器人;仿真教學

隨著社會的進步和勞動力成本的增加，機器人已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的工業(yè)現(xiàn)場。而隨著工業(yè)機器人的廣泛使用，工業(yè)機器人課程技術(shù)教學也被列入中職學校機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的一門理論與實踐相結(jié)合的課程。中職學校機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的教學是以培養(yǎng)學生快速掌握工業(yè)機器人技術(shù)為第一任務(wù)的一門課程。可是，目前中職學校工業(yè)機器人教學中普遍存在的難題是資源匱乏。那么，如何解決這個問題？筆者認為，運用虛擬仿真軟件進行教學是十分必要的措施。

一、從社會層面來看，仿真教學是建立資源節(jié)約型社會的需求

工業(yè)機器人的應(yīng)用十分廣泛，種類也特別多，大家眾所周知的“四大家族”品牌機器人——KUKA、ABB、FANUC、YASNAC，它們不僅在使用與操作上就存在很大的差異，而且各自造價昂貴。對于中職學校來說，想要將所有種類的機器人系統(tǒng)配備齊全，顯然是根本不可能實現(xiàn)的事情：原因一，機器人造價昂貴，中職學校無力支付;原因二，機器人體積龐大而中職學校規(guī)模小無法容納，并且目前國家也積極建設(shè)節(jié)約型社會，我們應(yīng)立足社會、從實際出發(fā)。因此，仿真教學成為當前較為流行的一種編程方式，仿真教學軟件的開發(fā)與投入使用，對中職學校開展工業(yè)機器人的教學具有很大的促進作用。

二、對中職學校來說，仿真教學是人才培養(yǎng)的需求

中等職業(yè)技術(shù)學校要跟上時代的步伐，要培養(yǎng)更多為國家的發(fā)展作貢獻的技能型人才，但不是所有的中職學校都具有雄厚的資金去置辦充足的教學設(shè)備，少部分學校也有一定的難處，因為它的實訓場地與實訓設(shè)備很有限，學生的實際操作不能同時同步進行。這極大地限制了學生動手操作的機會，也延誤了學生及時鞏固課堂知識的最佳時機。仿真教學軟件的開發(fā)與投入使用既能極大地減少學生學習的時間，也能有效地降低培訓成本。學生可以在電腦上反復模擬操作，發(fā)現(xiàn)錯誤及時糾正。因此，仿真教學是機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)關(guān)于工業(yè)機器人人才培養(yǎng)的需求，也是人才培養(yǎng)方案實現(xiàn)和驗證的最佳途徑。

三、對學生個人來講，仿真教學是保護學生人身安全的需要

在教學過程中運用工業(yè)機器人仿真軟件進行編程具有以下幾種優(yōu)勢：（1）為操作者節(jié)約了機器人停機的時間，因為當操作者正編寫下一個任務(wù)的程序時，機器人還可繼續(xù)不停機工作。（2）改善編程者的編程環(huán)境，編程者面對一臺電腦與虛擬機器人遠比面對實際的工業(yè)機器人要安全得多。（3）離線編程軟件普遍適用于各種類型的機器人進行相應(yīng)的編程，其使用范圍比較廣，并且可以使程序達到最優(yōu)化。（4）可以通過仿真預(yù)知將要發(fā)生的問題，從而及時將問題解決，減少損失。（5）可把復雜任務(wù)進行分解，然后逐步編程，在離線編程軟件中，學生能夠根據(jù)CAD模型中的幾何特征（關(guān)鍵點、輪廓線、平面、曲面等）自動生成軌跡。（6）學生在仿真編程的時候，不僅能形象地查看機器人工作過程，而且能準確判斷如發(fā)生碰撞、出現(xiàn)奇異點、超出工作空間等錯誤。

機器人教學實訓需要其對應(yīng)的專業(yè)實訓對象，其危險系數(shù)比較高，為減少學生在實訓過程中導致的設(shè)備損耗和工業(yè)機器人在運行過程中的一些誤操作而造成的損失，仿真教學軟件的開發(fā)與投入使用既可以解決學生的人身安全問題，又可以提高學生模擬練習的學習機率，可謂一舉兩得。

工業(yè)機器人是中職學校機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的一門理論性與實踐性很強的課程。雖然中職學校的實驗設(shè)備和實訓場地受限，但是工業(yè)機器人離線編程系統(tǒng)正不斷向智能化、專業(yè)化飛快發(fā)展，并且用戶操作也越來越簡便，離線程序能快速生成控制程序，最終實現(xiàn)機器人的實時仿真，為學生學習工業(yè)機器人的編程提供了便利的條件。因此，在教學過程中，我們應(yīng)大力發(fā)揮仿真軟件的作用，把工業(yè)機器人的相關(guān)知識內(nèi)容巧妙地講授給學生，這樣不僅可以調(diào)動學生的學習興趣，還可以提高學生的綜合能力，最終為社會培養(yǎng)更多的熟練掌握工業(yè)機器人技術(shù)的技能型人才。

參考文獻：

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[3]龔仲華，夏怡.工業(yè)機器人技術(shù)[M].人民郵電出版社，2017.

責任編輯? 陳小鳳