关于技校工业机器人技术课程的初探

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摘 要：随着科技的进步机器人应用领域的不断扩展和深化，工业机器人已成为一种高新技术产业对工业自动化发挥了重大的作用，促进未来工业生产和社会发展起深远的影响。在中国更多的企业在使用工业机器人取代繁杂的人工工作，因而缺少熟练掌握工业机器人安装、操作和维护的技术人员。作为以技术为主的学校，紧跟发展的步伐为社会各行业培养所需的技能人才。本文通过阐述我国工业机器人的发展现状和趋势，探讨了当前技工学校开展工业机器人应用课程的必要性和可行性，对开设工业机器人的课程存在的困难作出分析，并提出了解决办法。

关键词：工业机器人 机电一体化 课程体系

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0221-02

工业机器人是机器人的一种，它由操作机，控制器，伺服驱动系统和检测传感器装置构成，可反复编程，完成各种操作自动化，也可以生产生活中所需的机械设备。这种产品可以解放人的劳动力，也大大提高了生产业的效率，对于产品的质量也很高，所以说工业机器人对生产行业起到了相当大的作用。工业机器人是一种机器装置，可以自动执行一些难度较高的生产，而且机器人自身的动力系统和控制系统是比较方便我们运用的，因为它能代替人类做一些不可能或者很难完成的事情，或者遵循事先的编程来运行，新型的工业机器人还会依据人工智能技术制定的原则需求行动。装备制造业自动化水平的不断提高，更多的生产厂家使用工业机器人进行产品加工制造。工业机器人是一种专门为工业领域设计的多关节机械手，在程序的控制下实现各种复杂运动和高难操作。工业机器人被广泛应用于搬运物料、自动焊接、部件喷漆、表面抛光等工业领域。

1 专业人才培养目标的定位

近年来，工业机器人不断普及在企业生产中，所以企业迫切需要相关的技术人才。高校培养的是研发型人才、高职高专培养的是具备一定理论的技能型人才，相比之下技校则主要是培养实际应用、熟悉基本操作与保养维护的技术工人及操作人员。技校以培养应用技术型人才为主，学生的知识水平、技能实力、就业导向应与高校、高职有所不同，因此必须探索适合技校的工业机器人课程教学方案。企业要求相应的专业人才需具备全面的职业能力，从而要求技校走工学结合的人才培养模式道路，其中校企合作有利于工学结合的人才培养模式顺利推进。工业机器人课程应定位于为企业培养能够完成工业机器人编程、操作维护的技术型人才。工业机器人最先应用于汽车制造工业，主要用于焊接，喷漆，上、下物料和搬运。如今工业机器人深化和提高了人的手、足和大脑功能，替代人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人生产企业需要大批人才氖禄器人生产、安装、调试、营销和售后技术服务，工业机器人的应用企业则需要大量人才从事机器人的维护保养和编程操作。为满足机器人关联市场对技能型人才的需求，技校在机电一体化专业的主要课程中加入“工业机器人应用”课程，开设机器人的专业方向。

2 专业课程开设的方向

在课程开设的思路上，机电一体化专业紧贴机器人岗位需求、课程内容和教学的过程适应工作岗位要求。按需求开设专业课程，依据企业的用人标准和岗位技术要求，培养从事机器人生产、调试、安装、维护、保养和营销等多方面应用技能型人才。在理论教学和技能培养上，全方位提高学生的知识、技能、素养，建立“以工业机器人应用为核心”的课程体系结构。在教学过程中，除了基础知识学习和综合训练，再通过“机械基础知识模块、电气自动化专业知识模块、嵌入式系统知识模块”、以及“机器人编程训练模块”为重心的专业技能训练模式。

2.1 基础知识学习与综合训练

该模块侧重强化基础知识的学习，培养学生机电专业岗位的基本素质。引导学生形成遵纪守法的思想观念和健康的心理素质，形成积极向上的人生价值观和乐观的职业心态，从而适应以后的工作。开展相关的职业规划教育，引导学生规划职业生涯。鼓励学生提高数学能力、英语水平和计算机基础技能，为以后的专业课程学习做好铺垫和适应各类企业的机电技术工作岗位。

2.2 机械技术知识的学习

机械技术知识的学习重点在传授机械原理、机械制图、液压与气动、AUTOCAD、机制工艺方面的相关知识，培养学生机械方面的基本技能和职业素质。从机械手臂开始学习，从而了解机器人的基本机械结构和组成原理，并进一步分解与装配。与此同时学习机械图纸的阅读与绘制，掌握公差与配合的基础原理知识。最后学习机器人液压与气动系统的基本组成和原理，了解其复杂结构与运动方式，剖析各机械零件与其典型机构，掌握机械加工工艺的流程与编制方法。通过理论与实践教学的协作，为学生打下扎实的机械基础知识。

2.3 电气自动化知识的学习

工业机器人应用牵涉到电工技术、PLC、电气自动化控制、变频器应用、交流伺服、步进驱动、触摸屏应用与组态开发等多门自动化类课程的知识和技能。根据工业机器人的组成，分解成多个模块结构，进行理论与实训一体教学，掌握以电气控制为核心的自动化知识。为了保证学生的知识水平和操作技能紧贴企业的要求，学生需要考取维修电工中级证书、电工上岗证书等相关专业证书。

2.4 嵌入式系统的学习

嵌入式系统的学习以工业机器人为方向进行教学，包括电子技术基础、电子测量、C语言、传感器应用、FPGA应用、单片机应用等课程。教学过程可以先让学生动手装配调试机器人的电路，学习嵌入式系统的硬件电路结构原理和调试方法。同时使用C语言完成机器人的软件开发和升级调试，从而掌握嵌入式软件系统开发的过程和规范。在教学活动过程中，紧密围绕机器人，融合机械基础、电工电子、传感器、C语言、单片机、FPGA应用等课程的知识和技能，完成以电路控制为核心的嵌入式系统学习。通过教学实践表明培养学生的嵌入式系统应用能力，更利于他们适应机器人装调与维护工作岗位。

2.5 专业技术能力的训练

工业机器人专业作为机电一体化学科的拓展，涉及知识范围广、内容全新抽象，在实施教学过程中我们要采取与之相适应的教学模式和方法。在教学实践中适当增加理论与实践一体化的教学的比例，要把总课时至少一半的时间分配给技能实战训练，并且建立足够的训练机构，能专业的指导技能训练。这些具体的技能训练内容包含：工程制图测绘实训、零部件拆装、电工基本技能实训、电子装配实训、电气绘图训练、维修电工实训、小型智能产品装调实训和机器人编程集训。培养工业机器人是很重要的环节，应该以培养学员对机器人编程的技能为主，因为这个岗位的操作技能要求很重要。其实训内容以机器人工业搬运、工业弧焊为操作实例，采用多媒体仿真操作与实物操作相组成，培养学生工业机器人的操作维护技能和开发应用技术。

3 专业教学的具体措施

（1）针对工业机器人专业的特点，我们要不断深入了解行业发展的趋势，密切关注企业需求。师资力量是培养人才的重要部分，教师的能力高教学的能力相对就高，培养的学生也会比普通教师要高一些，所以加强师资力量是非常重要的。同时，加强人才引进的力度，引进高层次型、实践型人才，聘请企业专家作为学校的专、兼职教师，不断提高教师团队的整体实力。

（2）在教学过程中，教师要做到言传身教，为了提高学生的安全意识，创建分组活动，相互交流促进学生之间的互动热情，这样能更好的加强学生操作能力，提高安全意识。改革以往通过用试卷来简单的考核学生，考核就是检查学生们对任务的完成情况，个人的变现以及团队的表现都能决定最后的评比，而且可以通过小组之间的评比，来进行公正合理的考察，以及完成该任务的个人和团队表现来综合考核学生。

（3）根据工业机器人专业人才培养目标的要求，以突出培养学生职业能力和职业综合素质为目标，遵循学生认知规律和技能成长规律，构建以“生产性实训”为特征的“基本技能训练、专项技能训练、综合技能训练”的实践教学条件体系，满足本专业课程教学的需要。从生产实际出发，对学生进行真刀实枪训练。加强对学生技能的训练，让学生更能胜任一个岗位，而且还要培养学生的职业道德以及素养，这两个因素决定着学生工作水平的高低，让学生们在用人单位竞争时更有优势。

（4）课后要引导学生自主创新与相互合作。在课堂上，老师要主动鼓励学生，因为机器人的学习和设计有不同的方法，所以学生之间最重要的就是交流，老师加入到学生之中，鼓励带动学生，相互讨论自己的设计方法，最后可以进行意见总结。这样的学习过程，可以锻炼学生自主解决问题的能力，学生提出问题的同时也在思考问题，这也大大提高了学生们的思考能力。在实践中，学生不仅掌握了相关知识技能，又锻炼了个人的实践与创新能力。除了课堂常规教学外，老师可以适当布置一些课外的机器人设计任务，提高学生的学习兴趣，激发他们的学习热情，老师们也应当加入学生的学习过程中，给予学生更多交流的机会，这样更容易了解学生在学习设计过程中会遇到的各种各样的问题。

4 结语

工业机器人是一个有深度发展潜力的学科，并且衍生出许多与之相对应各行业，因而技校学生在其中有巨大的发展空间。技校机电一体化专业要开设工业机器人方向的课程w系，必须紧密联系机器人应用的岗位需求。我们采用培养学生就职能力方面为主的教学方式，让学生更能适应技能职业岗位的技术应用水平，能在以后的工作中面对各种挑战，提高了学生的岗位适应能力，开拓不同领域资源为他们创造更多优质的就业机会。

参考文献

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