高職院校工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室建設(shè)探討

高霞

（長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430074）

高職院校工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室建設(shè)探討

高霞

（長(zhǎng)江職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430074）

文章從工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)及課程體系設(shè)置入手，闡述工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的必要性，并給出了實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的思路、方案及預(yù)期目標(biāo)。

工業(yè)機(jī)器人；人才培養(yǎng)；實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

勞動(dòng)力的短缺和制造業(yè)的迅猛發(fā)展，使工業(yè)機(jī)器人代替人工將成為發(fā)展趨勢(shì)。為適應(yīng)社會(huì)變革，培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用型人才已經(jīng)迫在眉睫，許多高職甚至本科院校也相繼開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)。但是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用需要進(jìn)行多門(mén)學(xué)科的綜合運(yùn)用，不僅要掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，更要具備實(shí)踐應(yīng)用能力。工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)對(duì)于鞏固學(xué)生對(duì)理論的理解，特別是培養(yǎng)其動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新能力至關(guān)重要。因此，工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)是非常有必要的。

1 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

通過(guò)多方面的網(wǎng)絡(luò)調(diào)研、走訪(fǎng)企業(yè)、同類(lèi)院校等，制定出了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，即培養(yǎng)主要面向工業(yè)機(jī)器人制造商、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成商和應(yīng)用企業(yè)，在生產(chǎn)、管理、服務(wù)第一線(xiàn)能從事工業(yè)機(jī)器人的安裝、現(xiàn)場(chǎng)編程、調(diào)試、維修、維護(hù)、保養(yǎng)、運(yùn)行和管理，以及工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售和售后服務(wù)工作，具有基本的專(zhuān)業(yè)技術(shù)理論知識(shí)、應(yīng)用能力、良好職業(yè)道德和職業(yè)生涯發(fā)展基礎(chǔ)，德智體美全面發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

從以上培養(yǎng)目標(biāo)定位來(lái)看，高職院校的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生要求在工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)場(chǎng)操作編程、運(yùn)行維護(hù)、日常保養(yǎng)、安裝調(diào)試等方面要達(dá)到一定能力。若是具備結(jié)合生產(chǎn)工藝和工件的類(lèi)型，通過(guò)手動(dòng)示教編程并結(jié)合周邊的輔助設(shè)施，使機(jī)器人完成特定任務(wù)的能力，則將更受到企業(yè)的青睞，而高職院校的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)應(yīng)該始終圍繞著培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)進(jìn)行。

2 工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)課程體系

圍繞人才培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)調(diào)研，了解到工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用崗位有以下六種：工業(yè)機(jī)器人操作、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)管理、工業(yè)機(jī)器人維修應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人裝配調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用開(kāi)發(fā)和工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)售服務(wù)。對(duì)這些崗位信息進(jìn)行工作任務(wù)分析，從識(shí)圖、儀器儀表使用等基礎(chǔ)能力，到現(xiàn)場(chǎng)編程、人機(jī)界面開(kāi)發(fā)等專(zhuān)項(xiàng)能力，再到故障診斷、自動(dòng)線(xiàn)維護(hù)等綜合能力，構(gòu)建“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，能力遞進(jìn)”專(zhuān)業(yè)課程體系，除了一些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之外，還開(kāi)設(shè)了與本專(zhuān)業(yè)直接關(guān)聯(lián)的課程，如工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程及仿真、工業(yè)機(jī)器人操作及編程、工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)、工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)集成等。而這些課程無(wú)一例外都需要相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備來(lái)支持，所以高職院校所建立的實(shí)訓(xùn)室首先要能為這些課程服務(wù)。

3 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)思路

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年工業(yè)機(jī)器人行業(yè)，四大巨頭瑞士ABB、日本發(fā)那科及安川電機(jī)、德國(guó)庫(kù)卡領(lǐng)占中國(guó)市場(chǎng)比重高達(dá)70%左右，而四者中又以ABB在校企合作方面，如多用途平臺(tái)離線(xiàn)編程、仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)、教學(xué)資源建設(shè)等方面更甚，這對(duì)于新增設(shè)本專(zhuān)業(yè)而當(dāng)前市面相關(guān)教學(xué)資源匱乏的院校而言是非常有利的幫助和支持。故工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室平臺(tái)筆者選擇了ABB，學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握ABB機(jī)器人的使用技能，有助于擴(kuò)展其就業(yè)面。

經(jīng)過(guò)網(wǎng)上及企業(yè)走訪(fǎng)了解到，企業(yè)把工業(yè)機(jī)器人買(mǎi)回來(lái)以后，想要把標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人變成一臺(tái)可以投入生產(chǎn)的專(zhuān)用自動(dòng)化設(shè)備，這就需要工業(yè)機(jī)器人操作人員結(jié)合生產(chǎn)工藝和工件的類(lèi)型，通過(guò)手動(dòng)示教編程并結(jié)合周邊的輔助設(shè)施，才能使機(jī)器人完成特定的任務(wù)。故對(duì)工業(yè)機(jī)器人的教學(xué)應(yīng)該著眼于工業(yè)機(jī)器人工作站集成系統(tǒng)，將工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制、傳感應(yīng)用、視覺(jué)檢測(cè)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)融合，配以多種工藝實(shí)現(xiàn)，以工業(yè)機(jī)器人為核心平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)綜合教學(xué)實(shí)訓(xùn)，而不是單單僅局限于工業(yè)機(jī)器人本身的操作。因此，可以選擇自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)方案。

4 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)方案

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)為理實(shí)一體化的實(shí)訓(xùn)室，可以將其劃分為軟件教學(xué)區(qū)和硬件實(shí)操區(qū)。軟件教學(xué)區(qū)可以配備足夠的計(jì)算機(jī)，根據(jù)課程教學(xué)體系需要安裝軟件，如ABB工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程軟件RobotStudio、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控仿真軟件、三維建模軟件、PLC軟件等，并為學(xué)生提供學(xué)習(xí)ABB工業(yè)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)的教學(xué)資源。而硬件實(shí)操區(qū)，則包括由1臺(tái)四關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人、2臺(tái)六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人、傳送線(xiàn)、安全護(hù)欄等構(gòu)成的一條能夠搬運(yùn)、碼垛、拆垛、分揀、裝配、噴涂等應(yīng)用完整的、可循環(huán)動(dòng)作的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。該生產(chǎn)線(xiàn)的傳送線(xiàn)部分按照實(shí)訓(xùn)室的形狀，一般為長(zhǎng)方形布局，在傳送線(xiàn)兩端放置2臺(tái)六關(guān)節(jié)機(jī)器人，用于搬運(yùn)、噴涂和碼垛，在傳送線(xiàn)中間位置，放置1臺(tái)帶有視覺(jué)系統(tǒng)的四關(guān)節(jié)機(jī)器人，用于分揀。

生產(chǎn)線(xiàn)工作流程設(shè)計(jì)如下：六關(guān)節(jié)機(jī)器人從貨倉(cāng)中將按照一定形式碼垛好的底盒進(jìn)行拆垛，并且送到傳送線(xiàn)上至4關(guān)節(jié)機(jī)器人處停止，四關(guān)節(jié)機(jī)器人對(duì)從供料倉(cāng)中取出的各種材質(zhì)或形狀的物料進(jìn)行視覺(jué)分揀，并送到傳送帶上的底盒，裝滿(mǎn)物料的底盒被送到另一六關(guān)節(jié)機(jī)器人處，該機(jī)器人將物料及底盒搬運(yùn)到涂膠機(jī)處進(jìn)行涂膠，涂膠完畢再將物料及底盒搬運(yùn)到傳送線(xiàn)上，送到傳送線(xiàn)起始位置，再由第一臺(tái)六關(guān)節(jié)機(jī)器人將其碼垛到碼垛平臺(tái)。

5 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室預(yù)計(jì)能達(dá)到的目標(biāo)

（1）工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室將涵蓋目前工業(yè)機(jī)器人四大常見(jiàn)應(yīng)用中的三種：搬運(yùn)碼垛、分揀裝配、噴涂，可以讓學(xué)生接觸到更多的應(yīng)用，學(xué)習(xí)到不同應(yīng)用領(lǐng)域中的機(jī)器人操作及編程等，同時(shí)讓學(xué)生接觸到實(shí)際生產(chǎn)中多種類(lèi)型的機(jī)器人。

（2）工業(yè)機(jī)器人是通過(guò)與不同電氣設(shè)備及加工工藝等結(jié)合完成制造過(guò)程中各個(gè)工序，是實(shí)現(xiàn)智能制造的最優(yōu)執(zhí)行終端，故對(duì)工業(yè)機(jī)器人的教學(xué)應(yīng)該著眼于工業(yè)機(jī)器人工作站集成系統(tǒng)，將工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制、傳感應(yīng)用、視覺(jué)檢測(cè)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)融合，配以多種工藝實(shí)現(xiàn)，以工業(yè)機(jī)器人為核心平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)綜合教學(xué)實(shí)訓(xùn)，而不是單單僅局限于工業(yè)機(jī)器人本身的操作。該實(shí)訓(xùn)室的生產(chǎn)線(xiàn)將工業(yè)機(jī)器人深度集成，學(xué)生能夠很好地了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理、機(jī)器人編程及調(diào)試方法、生產(chǎn)線(xiàn)集成工作、現(xiàn)場(chǎng)編程等工業(yè)機(jī)器人課程的核心技術(shù)。

（3）該實(shí)訓(xùn)室中，自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中的各個(gè)機(jī)器人，既可聯(lián)動(dòng)操作，也可以單獨(dú)控制。在單獨(dú)控制中可以解決工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)教學(xué)過(guò)程中涉及的教學(xué)點(diǎn)和技能點(diǎn)，方便更多的學(xué)生同時(shí)進(jìn)行操作，提高實(shí)訓(xùn)設(shè)備的利用率；而聯(lián)動(dòng)控制，則可以將學(xué)生前面所學(xué)的各種基礎(chǔ)知識(shí)，如機(jī)械、電氣控制、PLC、傳感、氣動(dòng)等與工業(yè)機(jī)器人結(jié)合綜合應(yīng)用，有助于學(xué)生系統(tǒng)地了解工業(yè)機(jī)器人的集成應(yīng)用，完善技術(shù)操作能力，滿(mǎn)足多層次個(gè)性化教學(xué)需求。

（4）該實(shí)訓(xùn)室可以承擔(dān)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和核心課程，如電機(jī)與電氣控制、PLC、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人編程及操作、工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)仿真、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成等課程的實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)。

綜上所述，該實(shí)訓(xùn)室既可以確保教學(xué)過(guò)程的延續(xù)性，又更貼近實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，使學(xué)生將來(lái)能更快地進(jìn)入企業(yè)工廠(chǎng)上崗就業(yè)。

Discussion on Industrial Robots Training Room Construction in Higher Vocational Colleges

GAO Xia
（Yangtze River Vocational College，Wuhan，Hubei 430074，China）

Thepaperbeginswith industrial robot technology professional talents'traininggoaland the curriculum system setting，then analyzes the necessity of construction of industrial robot training room，and puts forward idea，scheme and the expected goalof the training room construction.

industrial robots；talent training；training room construction

TP242

A

2095-980X（2016）11-0151-02

2016-10-04

高霞（1980-），女，湖北十堰人，碩士，講師，主要研究方向：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)。