關(guān)于技校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程的初探

熊倩

摘 要：隨著科技的進(jìn)步機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化，工業(yè)機(jī)器人已成為一種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)對工業(yè)自動化發(fā)揮了重大的作用，促進(jìn)未來工業(yè)生產(chǎn)和社會發(fā)展起深遠(yuǎn)的影響。在中國更多的企業(yè)在使用工業(yè)機(jī)器人取代繁雜的人工工作，因而缺少熟練掌握工業(yè)機(jī)器人安裝、操作和維護(hù)的技術(shù)人員。作為以技術(shù)為主的學(xué)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(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，探討了當(dāng)前技工學(xué)校開展工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用課程的必要性和可行性，對開設(shè)工業(yè)機(jī)器人的課程存在的困難作出分析，并提出了解決辦法。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 機(jī)電一體化 課程體系

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

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人的一種，它由操作機(jī)，控制器，伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感器裝置構(gòu)成，可反復(fù)編程，完成各種操作自動化，也可以生產(chǎn)生活中所需的機(jī)械設(shè)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(jī)器人對生產(chǎn)行業(yè)起到了相當(dāng)大的作用。工業(yè)機(jī)器人是一種機(jī)器裝置，可以自動執(zhí)行一些難度較高的生產(chǎn)，而且機(jī)器人自身的動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是比較方便我們運(yùn)用的，因?yàn)樗艽嫒祟愖鲆恍┎豢赡芑蛘吆茈y完成的事情，或者遵循事先的編程來運(yùn)行，新型的工業(yè)機(jī)器人還會依據(jù)人工智能技術(shù)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(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)品加工制造。工業(yè)機(jī)器人是一種專門為工業(yè)領(lǐng)域設(shè)計的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，在程序的控制下實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動和高難操作。工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于搬運(yùn)物料、自動焊接、部件噴漆、表面拋光等工業(yè)領(lǐng)域。

1 專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位

近年來，工業(yè)機(jī)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(guān)的技術(shù)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(shí)際應(yīng)用、熟悉基本操作與保養(yǎng)維護(hù)的技術(shù)工人及操作人員。技校以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才為主，學(xué)生的知識水平、技能實(shí)力、就業(yè)導(dǎo)向應(yīng)與高校、高職有所不同，因此必須探索適合技校的工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)方案。企業(yè)要求相應(yīng)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(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式道路，其中校企合作有利于工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式順利推進(jìn)。工業(yè)機(jī)器人課程應(yīng)定位于為企業(yè)培養(yǎng)能夠完成工業(yè)機(jī)器人編程、操作維護(hù)的技術(shù)型人才。工業(yè)機(jī)器人最先應(yīng)用于汽車制造工業(yè)，主要用于焊接，噴漆，上、下物料和搬運(yùn)。如今工業(yè)機(jī)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(fù)勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)需要大批人才從事機(jī)器人生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、營銷和售后技術(shù)服務(wù)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用企業(yè)則需要大量人才從事機(jī)器人的維護(hù)保養(yǎng)和編程操作。為滿足機(jī)器人關(guān)聯(lián)市場對技能型人才的需求，技校在機(jī)電一體化專業(yè)的主要課程中加入“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用”課程，開設(shè)機(jī)器人的專業(yè)方向。

2 專業(yè)課程開設(shè)的方向

在課程開設(shè)的思路上，機(jī)電一體化專業(yè)緊貼機(jī)器人崗位需求、課程內(nèi)容和教學(xué)的過程適應(yīng)工作崗位要求。按需求開設(shè)專業(yè)課程，依據(jù)企業(yè)的用人標(biāo)準(zhǔn)和崗位技術(shù)要求，培養(yǎng)從事機(jī)器人生產(chǎn)、調(diào)試、安裝、維護(hù)、保養(yǎng)和營銷等多方面應(yīng)用技能型人才。在理論教學(xué)和技能培養(yǎng)上，全方位提高學(xué)生的知識、技能、素養(yǎng)，建立“以工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用為核心”的課程體系結(jié)構(gòu)。在教學(xué)過程中，除了基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練，再通過“機(jī)械基礎(chǔ)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(jī)器人編程訓(xùn)練模塊”為重心的專業(yè)技能訓(xùn)練模式。

2.1 基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)與綜合訓(xùn)練

該模塊側(cè)重強(qiáng)化基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電專業(yè)崗位的基本素質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生形成遵紀(jì)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(yīng)以后的工作。開展相關(guān)的職業(yè)規(guī)劃教育，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃職業(yè)生涯。鼓勵學(xué)生提高數(shù)學(xué)能力、英語水平和計算機(jī)基礎(chǔ)技能，為以后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)做好鋪墊和適應(yīng)各類企業(yè)的機(jī)電技術(shù)工作崗位。

2.2 機(jī)械技術(shù)知識的學(xué)習(xí)

機(jī)械技術(shù)知識的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在傳授機(jī)械原理、機(jī)械制圖、液壓與氣動、AUTOCAD、機(jī)制工藝方面的相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械方面的基本技能和職業(yè)素質(zhì)。從機(jī)械手臂開始學(xué)習(xí)，從而了解機(jī)器人的基本機(jī)械結(jié)構(gòu)和組成原理，并進(jìn)一步分解與裝配。與此同時學(xué)習(xí)機(jī)械圖紙的閱讀與繪制，掌握公差與配合的基礎(chǔ)原理知識。最后學(xué)習(xí)機(jī)器人液壓與氣動系統(tǒng)的基本組成和原理，了解其復(fù)雜結(jié)構(gòu)與運(yùn)動方式，剖析各機(jī)械零件與其典型機(jī)構(gòu)，掌握機(jī)械加工工藝的流程與編制方法。通過理論與實(shí)踐教學(xué)的協(xié)作，為學(xué)生打下扎實(shí)的機(jī)械基礎(chǔ)知識。

2.3 電氣自動化知識的學(xué)習(xí)

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用牽涉到電工技術(shù)、PLC、電氣自動化控制、變頻器應(yīng)用、交流伺服、步進(jìn)驅(qū)動、觸摸屏應(yīng)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(jī)器人的組成，分解成多個模塊結(jié)構(gòu)，進(jìn)行理論與實(shí)訓(xùn)一體教學(xué)，掌握以電氣控制為核心的自動化知識。為了保證學(xué)生的知識水平和操作技能緊貼企業(yè)的要求，學(xué)生需要考取維修電工中級證書、電工上崗證書等相關(guān)專業(yè)證書。

2.4 嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)

嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)以工業(yè)機(jī)器人為方向進(jìn)行教學(xué)，包括電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子測量、C語言、傳感器應(yīng)用、FPGA應(yīng)用、單片機(jī)應(yīng)用等課程。教學(xué)過程可以先讓學(xué)生動手裝配調(diào)試機(jī)器人的電路，學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)原理和調(diào)試方法。同時使用C語言完成機(jī)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(xué)活動過程中，緊密圍繞機(jī)器人，融合機(jī)械基礎(chǔ)、電工電子、傳感器、C語言、單片機(jī)、FPGA應(yīng)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(xué)習(xí)。通過教學(xué)實(shí)踐表明培養(yǎng)學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力，更利于他們適應(yīng)機(jī)器人裝調(diào)與維護(hù)工作崗位。

2.5 專業(yè)技術(shù)能力的訓(xùn)練

工業(yè)機(jī)器人專業(yè)作為機(jī)電一體化學(xué)科的拓展，涉及知識范圍廣、內(nèi)容全新抽象，在實(shí)施教學(xué)過程中我們要采取與之相適應(yīng)的教學(xué)模式和方法。在教學(xué)實(shí)踐中適當(dāng)增加理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)的比例，要把總課時至少一半的時間分配給技能實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，并且建立足夠的訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，能專業(yè)的指導(dǎo)技能訓(xùn)練。這些具體的技能訓(xùn)練內(nèi)容包含：工程制圖測繪實(shí)訓(xùn)、零部件拆裝、電工基本技能實(shí)訓(xùn)、電子裝配實(shí)訓(xùn)、電氣繪圖訓(xùn)練、維修電工實(shí)訓(xùn)、小型智能產(chǎn)品裝調(diào)實(shí)訓(xùn)和機(jī)器人編程集訓(xùn)。培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人是很重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)員對機(jī)器人編程的技能為主，因?yàn)檫@個崗位的操作技能要求很重要。其實(shí)訓(xùn)內(nèi)容以機(jī)器人工業(yè)搬運(yùn)、工業(yè)弧焊為操作實(shí)例，采用多媒體仿真操作與實(shí)物操作相組成，培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器人的操作維護(hù)技能和開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。

3 專業(yè)教學(xué)的具體措施

（1）針對工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的特點(diǎn)，我們要不斷深入了解行業(yè)發(fā)展的趨勢，密切關(guān)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(xué)的能力相對就高，培養(yǎng)的學(xué)生也會比普通教師要高一些，所以加強(qiáng)師資力量是非常重要的。同時，加強(qiáng)人才引進(jìn)的力度，引進(jìn)高層次型、實(shí)踐型人才，聘請企業(yè)專家作為學(xué)校的專、兼職教師，不斷提高教師團(tuán)隊(duì)的整體實(shí)力。

（2）在教學(xué)過程中，教師要做到言傳身教，為了提高學(xué)生的安全意識，創(chuàng)建分組活動，相互交流促進(jìn)學(xué)生之間的互動熱情，這樣能更好的加強(qiáng)學(xué)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(xué)生，考核就是檢查學(xué)生們對任務(wù)的完成情況，個人的變現(xiàn)以及團(tuán)隊(duì)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(jìn)行公正合理的考察，以及完成該任務(wù)的個人和團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)來綜合考核學(xué)生。

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

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

4 結(jié)語

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

參考文獻(xiàn)

[1] 陳偉華.獨(dú)立學(xué)院《機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用》教學(xué)探討[J].中國科技信息，2012（7）：196.

[2] 唐洪濤.技工院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（29）：180.

[3] 梁曉明.淺談高職工業(yè)機(jī)器人專業(yè)一體化設(shè)置[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（34）：150.