中職學校開展“工業(yè)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(zhàn)略規(guī)劃，其中以機器人為代表的智能制造是難點，也是挑戰(zhàn)，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(yè)機器人行業(yè)的人才質量和數(shù)量。人才的需求也呈金字塔狀，不僅需求高層次的畢業(yè)生從事研發(fā)工作，也需求高職高專院校畢業(yè)生從事方案設計與維修工作，還需要大量的中職畢業(yè)生從事工業(yè)機器人的調試、操作與維護工作。因而在中等職業(yè)學校開設工業(yè)機器應用與維護職業(yè)教育，為企業(yè)輸送新型人才具有現(xiàn)實意義。該文對機電應用技術專業(yè)（工業(yè)機器人方向）技能及課程、就業(yè)崗位、教學實驗、實驗設備建設、課程開發(fā)等全面分析，提出工業(yè)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(xiàn)實。

關鍵詞：中職 工業(yè)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(yè)經濟步入智能化。以機器人為代表的智能制造，促進工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。成為現(xiàn)代工業(yè)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(yè)的精密化、增強產品的競爭力方面，發(fā)揮越來越重要的作用。為了迎合這一新興行業(yè)的發(fā)展，為企業(yè)輸送新型人才迫在眉睫。因而，中等職業(yè)教育必須順應經濟社會發(fā)展，培養(yǎng)工業(yè)機器人應用與維護方面的技術技能人才。

1 工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)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(fā)展的進程。隨著工業(yè)互聯(lián)網、云計算、物聯(lián)網等新一代信息技術的快速發(fā)展，社會智能化的發(fā)展趨勢日益顯現(xiàn)。就國際形勢來看，美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略 、德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略、日本“機器人新戰(zhàn)略”等，均將“機器人產業(yè)”作為發(fā)展重點，試圖通過數(shù)字化、網絡化、智能化奪回制造工業(yè)化優(yōu)勢。就國內發(fā)展而言，經濟下行壓力增大，環(huán)境約束日益趨緊，人口紅利逐漸攤薄，產業(yè)轉型勢在必行。目前，中國政府提出“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃，其中以機器人為代表的智能制造是難點，也是挑戰(zhàn)，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(yè)機器人市場正步入快速發(fā)展階段。據(jù)統(tǒng)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(yè)機器人市場。中國企業(yè)的機器人使用數(shù)量約占全球使用量的1/4，預計到2017年，我國工業(yè)機器人的數(shù)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(yè)發(fā)展，人才培養(yǎng)必須先行。

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

2 中職學校開展工業(yè)機器人應用技術教學設想

在中等職業(yè)學校開展工業(yè)機器人職業(yè)教育，必須解決“培養(yǎng)什么樣的工業(yè)機器人技術人才”、“如何培養(yǎng)工業(yè)機器人技術人才”及“工業(yè)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(yè)的調研，初步提出在中等職業(yè)學校開展“工業(yè)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(yè)人士關注，使工業(yè)機器人應用與維護專業(yè)培養(yǎng)方案盡快日臻完善，為中職教育開辟新途徑，為企業(yè)培養(yǎng)新型人才創(chuàng)造條件。

2.1 中職機電技術應用專業(yè)（工業(yè)機器人方向）課程安排

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

（1）文化基礎課程。語文、數(shù)學、英語、物理、德育（職業(yè)生涯規(guī)劃、職業(yè)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(yè)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(tǒng)、單片機技術應用、市場營銷等。

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

2.2 中職機電應用技術專業(yè)（工業(yè)機器人方向）就業(yè)崗位

中等職業(yè)學校機電應用技術專業(yè)（工業(yè)機器人方向）從事企業(yè)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(yè)學校機電應用技術專業(yè)（工業(yè)機器人方向）課程知識體系，將中職工業(yè)機器人就業(yè)崗位確定為掌握工業(yè)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(yè)機器人運用到生產中去，發(fā)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(yè)機器人應用與維護專業(yè)主要是為企業(yè)培養(yǎng)掌握工業(yè)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(yè)機器人技術人才就業(yè)崗位大體可分為工業(yè)機器人維修工、工業(yè)機器人編程人員、維修電工、機器人銷售等。

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

（2）工業(yè)機器人編程人員。能夠從事工業(yè)機器人系統(tǒng)編程示教、工業(yè)機器人工作站輔助設計、工業(yè)機器人程序編制、工業(yè)機器人電氣系統(tǒng)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(tǒng)調試、控制系統(tǒng)調試、驅動系統(tǒng)調試、s機電系統(tǒng)調試。

（4）工業(yè)機器人銷售員。熟悉工業(yè)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(yè)（工業(yè)機器人方向）教學實驗實習項目

在中職機電應用技術專業(yè)開設工業(yè)機器應用，針對課程設置和培養(yǎng)目標，開設相關工業(yè)機器人應用與維護實驗實訓必不可少。根據(jù)中職教學特點，應從工業(yè)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(yè)機器人。熟悉并掌握機器人安全操作規(guī)程；認識工業(yè)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(yè)機器人各種傳感器。認識工業(yè)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(yè)機器人控制系統(tǒng)。認識工業(yè)機器人電控系統(tǒng)組成；理解工業(yè)機器人電控系統(tǒng)各部分的功能。

（4）示教器的啟動及各參數(shù)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(tǒng)的相關參數(shù)。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(tǒng)參數(shù)的設置；掌握軸參數(shù)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(shù)據(jù)、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(xiàn)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(jié)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(yè)（工業(yè)機器人方向）實驗設備建設

在中職學校開展工業(yè)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(yè)機器人實驗建設大體有這樣幾種情況：

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

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

（3）工業(yè)機器人操作實驗設備。主要是工業(yè)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(lián)結）、噴涂（與噴槍聯(lián)結）等實驗。

（4）工業(yè)機器人聯(lián)機實驗設備。由幾臺工業(yè)機器人聯(lián)機或工業(yè)機器人與車床（鑄、鍛、切、割、注塑等）聯(lián)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(yè)機器人聯(lián)組成型設備。由一組工業(yè)機器人和多種機械設備聯(lián)組，完成一系列不間斷的部件組織成型工作。

因而，中職工業(yè)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(yè)機器操作實驗室和工業(yè)機器人聯(lián)機實驗室。

當然，要完成中職學校工業(yè)機器人教學工作，師資培訓和教材也必不可少?？上驳氖悄壳霸S多工業(yè)機器人生產廠家也和中職、高職院校合作，成立工業(yè)機器人產學聯(lián)盟，針對中職和高職教學特點進行師資培養(yǎng)和教材開發(fā)，中職版工業(yè)機器人技術專業(yè)建設標準已規(guī)劃成型，中職版工業(yè)機器人應用與維護相關教材已出版發(fā)行，積極推動了工業(yè)機器人在中職實施教學的步伐，使中職開展工業(yè)機器人職業(yè)教學成為可能。

參考文獻

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