以工业机器人专业为例浅谈项目化实训教学

发表时间:2021/1/28   来源:《教学与研究》2020年10月30期   作者:贡凯 张晖
[导读] 目前,我国制造业面临着工业机器人应用人才的巨大短缺
        贡凯  张晖
        河北经济管理学校   050071
        摘要:目前,我国制造业面临着工业机器人应用人才的巨大短缺。各中职制造专业相继开设了实用性强、与生产过程紧密结合的工业机器人应用技术课程。分析了工业机器人应用技术课程的项目建设,希望为培养制造业所需的高素质工业机器人技术人才提供一些建设思路。
        关键词:工业机器人;项目化;课程建设
引言
        发展高端数控机床和机器人是国家建设的重要规划。机械更新是智能制造时代工业发展的需要。很多企业原有的传统制造岗位,已经转化为工业机器人技术应用岗位的人才需求。目前,在国内中职院校,除了建设工业机器人技术专业外,许多制造业专业都开设了工业机器人应用技术课程。如何开展工业机器人课程建设,培养机械制造基础应用型人才是一项重要的研究内容。
一、项目化实训教学目标
1.1教学需求分析
        随着智能制造在自动化领域的发展,机器视觉和机器人得到了广泛的应用。为了适应新时代的发展,培养符合新工程要求的高素质综合型人才,在中职学校教学中,有必要增加机器视觉与机器人技术的教学实践内容。开设课程设计等实践教学环节,有助于学生掌握理论知识,事半功倍。
1.2教学使用价值
        本文以实际工业系统为原型设计,涵盖了包括过程控制在内的完整的自动化培训体系,运动控制和机器视觉系统。可实施包括自动化和人工智能专业主要核心课程和能力要求在内的自动化培训项目,使学生获得概念、设计、实施、操作的全周期系统训练和训练,培养学生的工程实践能力,工程设计能力、工程管理能力和创新能力。
二、项目化实训教学问题
        一般来说,学生对它不感兴趣,教学效果差。非理工科专业学生进入工作站实习时,对工业机器人没有专业知识,相当于白手起家学习。按照普通人的学习规律,在起步阶段必然要经历一个漫长而艰难的过程。因此,在短期的灌输式教学过程中,学生很难找到兴趣点和切入点,最终无法提高学习动机,无功而返。随着新经济、新技术的不断发展,中心开展的工业机器人培训内容也与时俱进,不断增加,层出不穷。然而,如何将其应用于非理工科专业的学时较少。但仍受固有观念的制约,培训模式单一,培训案例简单粗糙。二者之间存在着不可调和的矛盾,亟待解决。科学素养和人文情怀尚未确立。面向非理工科学生的工业机器人工程训练课程仍然局限于单一学科和技能训练的传统理念,没有实现跨学科的融合。考核机制相对简单,除了简单的模拟任务考核结果外,更注重实习后的成绩单绩效考核。这不仅严重制约了学生个性的发展,也抑制了学科间的互动。新经济对人才的要求不再局限于学习自己的专业知识。非理工科学生需要学习新技术和新领域。培养良好的科学素养,学会科学感受,有科学思想,学会沟通,善于合作,协调事物。这一要求也适用于机械专业的学生。


三、项目化实训教学策略方法探讨
3.1校企共建实训中心
        工业机器人实训中心建设投资大、技术门槛高、系统集成度高。单纯依靠学校的力量是软弱的。要采取校企合作共建的模式。要将企业的实际应用方案、项目、案例与学校工业机器人专业高技能人才培养的教学模式相结合[3],工业机器人应用技术培训中心的建设理念以国家专业标准为基础,以高技能人才培养为核心,基本技能培训和应用技术培训为主,生产科研为辅,坚持培训教学方便、循序渐进、统筹协调、生产与竞争、统一规划、分步实施的原则步骤。那个工业机器人应用技术培训中心建设框架如下:(1)工业机器人基本技能实训室包括机电基础技能实训设施、机器人基础实训包和高级机器人实训包。(2) 工业机器人应用技能工作室包括多控制四轴码垛机器人系统、多关节机器人及视觉系统、AGV机器人等辅助设备和工业机器人离线编程软件。(3) 工业机器人综合技能工作室包括数字仿真实训设施、工业机器人机械系统拆装实训平台、工业机器人电气系统拆装实训平台、智能生产工作岛。(4) 工业机器人辅助训练资源包括教学资源库平台、教师培训包、软件开发包和教材包。
3.2工业机器人综合应用实训建设
        工业机器人一般是工业生产中的一个中间环节。为了在生产中发挥更大的作用,需要与机器人的各个端部协同工作,形成一个智能化的生产工作岛。因此,工业机器人培训中心需要建立智能制造一体化生产设施,即外围应用技术设施。培训中心外围应用技术设施主要包括数控车床、数控加工中心、在线检测系统、数字仓库、RFID系统、智能生产管理系统、生产线大数据等。这些外围应用技术设施和工业机器人共同构成了智能生产作业岛上。那个工业机器人应用技术培训中心的建设是一项复杂的系统工程,它不是外围应用技术设施的简单组合。将工业机器人本体与控制系统、应用软件及外围应用技术设施相结合,编程形成一个完整的智能生产工作岛,形成一个完整的智能生产工作岛,用于生产和培训。即使学生通过数字仿真训练设施学习工业机器人的操作,也不意味着学生已经掌握了工业机器人的应用[6]。由于工业机器人通常是生产系统中间的工具,而不是终端,因此必须在整个生产系统中进行调试和应用。因此,学生只有通过对智能生产工作岛各种典型产品加工的综合培训,才能增强工业机器人的软硬件连接,学会编写和调试工业机器人常用应用程序,熟悉外围设备的使用和维护应用技术设施,掌握完整的智能制造生产加工方法和技能,最终从工业机器人初学者身上学习成长为具有一定知识和能力的“技工”。
四、结语
        项目化实训教学是加强学生实践能力和创新能力培养的重要起点。它对提高学生的综合素质,培养学生的实践创新能力具有不可替代的作用。本文设计的系统集成了多学科知识。帮助学生掌握机器视觉和机器人控制技术,使学生学会应用理论知识解决实际工程问题,深入了解典型工业自动化生产线的工艺流程。对培养具有新工科背景的复合型人才具有十分重要的教学效果。
参考文献
        [1] 崔家瑞,李擎,阎群,李希胜.自动化生产线实训研究型实验教学[J].中国冶金教育,2018(04):92-93+97.
        [2] THMSRB-3型工业机器人与智能视觉系统应用实训平台使用说明书[M].浙江天煌科技实业有限公司,2013.
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