高職院校工業機器人實訓室建設探討

高霞

（長江職業學院，湖北 武漢 430074）

高職院校工業機器人實訓室建設探討

高霞

（長江職業學院，湖北 武漢 430074）

文章從工業機器人技術專業人才培養目標及課程體系設置入手，闡述工業機器人實訓室建設的必要性，并給出了實訓室建設的思路、方案及預期目標。

工業機器人；人才培養；實訓室建設

勞動力的短缺和制造業的迅猛發展，使工業機器人代替人工將成為發展趨勢。為適應社會變革，培養工業機器人應用型人才已經迫在眉睫，許多高職甚至本科院校也相繼開設了工業機器人技術專業。但是工業機器人應用需要進行多門學科的綜合運用，不僅要掌握基礎理論知識，更要具備實踐應用能力。工業機器人實訓環節對于鞏固學生對理論的理解，特別是培養其動手解決實際問題的創新能力至關重要。因此，工業機器人實訓室的建設是非常有必要的。

1 工業機器人技術專業人才培養目標

通過多方面的網絡調研、走訪企業、同類院校等，制定出了工業機器人技術專業的人才培養目標，即培養主要面向工業機器人制造商、工業機器人系統集成商和應用企業，在生產、管理、服務第一線能從事工業機器人的安裝、現場編程、調試、維修、維護、保養、運行和管理，以及工業機器人銷售和售后服務工作，具有基本的專業技術理論知識、應用能力、良好職業道德和職業生涯發展基礎，德智體美全面發展的高素質技術技能人才。

從以上培養目標定位來看，高職院校的工業機器人技術專業的學生要求在工業機器人的現場操作編程、運行維護、日常保養、安裝調試等方面要達到一定能力。若是具備結合生產工藝和工件的類型，通過手動示教編程并結合周邊的輔助設施，使機器人完成特定任務的能力，則將更受到企業的青睞，而高職院校的實訓室建設應該始終圍繞著培養目標來進行。

2 工業機器人人才培養課程體系

圍繞人才培養目標，根據調研，了解到工業機器人應用崗位有以下六種：工業機器人操作、工業機器人現場管理、工業機器人維修應用、工業機器人裝配調試、工業機器人應用開發和工業機器人銷售服務。對這些崗位信息進行工作任務分析，從識圖、儀器儀表使用等基礎能力，到現場編程、人機界面開發等專項能力，再到故障診斷、自動線維護等綜合能力，構建“任務驅動，能力遞進”專業課程體系，除了一些專業基礎課程之外，還開設了與本專業直接關聯的課程，如工業機器人應用技術、工業機器人離線編程及仿真、工業機器人操作及編程、工業機器人裝調、工業機器人工作站系統集成等。而這些課程無一例外都需要相應的實訓設備來支持，所以高職院校所建立的實訓室首先要能為這些課程服務。

3 工業機器人實訓室設計思路

根據統計，2015年工業機器人行業，四大巨頭瑞士ABB、日本發那科及安川電機、德國庫卡領占中國市場比重高達70%左右，而四者中又以ABB在校企合作方面，如多用途平臺離線編程、仿真系統設計、教學資源建設等方面更甚，這對于新增設本專業而當前市面相關教學資源匱乏的院校而言是非常有利的幫助和支持。故工業機器人實訓室平臺筆者選擇了ABB，學生學習和掌握ABB機器人的使用技能，有助于擴展其就業面。

經過網上及企業走訪了解到，企業把工業機器人買回來以后，想要把標準的機器人變成一臺可以投入生產的專用自動化設備，這就需要工業機器人操作人員結合生產工藝和工件的類型，通過手動示教編程并結合周邊的輔助設施，才能使機器人完成特定的任務。故對工業機器人的教學應該著眼于工業機器人工作站集成系統，將工業機器人、機械結構、電氣控制、傳感應用、視覺檢測、氣動驅動等技術融合，配以多種工藝實現，以工業機器人為核心平臺，實現綜合教學實訓，而不是單單僅局限于工業機器人本身的操作。因此，可以選擇自動化生產線方案。

4 工業機器人實訓室設計方案

工業機器人技術專業實訓室設計為理實一體化的實訓室，可以將其劃分為軟件教學區和硬件實操區。軟件教學區可以配備足夠的計算機，根據課程教學體系需要安裝軟件，如ABB工業機器人離線編程軟件RobotStudio、生產過程監控仿真軟件、三維建模軟件、PLC軟件等，并為學生提供學習ABB工業機器人相關知識的教學資源。而硬件實操區，則包括由1臺四關節工業機器人、2臺六關節工業機器人、傳送線、安全護欄等構成的一條能夠搬運、碼垛、拆垛、分揀、裝配、噴涂等應用完整的、可循環動作的自動化生產線。該生產線的傳送線部分按照實訓室的形狀，一般為長方形布局，在傳送線兩端放置2臺六關節機器人，用于搬運、噴涂和碼垛，在傳送線中間位置，放置1臺帶有視覺系統的四關節機器人，用于分揀。

生產線工作流程設計如下：六關節機器人從貨倉中將按照一定形式碼垛好的底盒進行拆垛，并且送到傳送線上至4關節機器人處停止，四關節機器人對從供料倉中取出的各種材質或形狀的物料進行視覺分揀，并送到傳送帶上的底盒，裝滿物料的底盒被送到另一六關節機器人處，該機器人將物料及底盒搬運到涂膠機處進行涂膠，涂膠完畢再將物料及底盒搬運到傳送線上，送到傳送線起始位置，再由第一臺六關節機器人將其碼垛到碼垛平臺。

5 工業機器人實訓室預計能達到的目標

（1）工業機器人實訓室將涵蓋目前工業機器人四大常見應用中的三種：搬運碼垛、分揀裝配、噴涂，可以讓學生接觸到更多的應用，學習到不同應用領域中的機器人操作及編程等，同時讓學生接觸到實際生產中多種類型的機器人。

（2）工業機器人是通過與不同電氣設備及加工工藝等結合完成制造過程中各個工序，是實現智能制造的最優執行終端，故對工業機器人的教學應該著眼于工業機器人工作站集成系統，將工業機器人、機械結構、電氣控制、傳感應用、視覺檢測、氣動驅動等技術融合，配以多種工藝實現，以工業機器人為核心平臺，實現綜合教學實訓，而不是單單僅局限于工業機器人本身的操作。該實訓室的生產線將工業機器人深度集成，學生能夠很好地了解系統設計原理、機器人編程及調試方法、生產線集成工作、現場編程等工業機器人課程的核心技術。

（3）該實訓室中，自動化生產線中的各個機器人，既可聯動操作，也可以單獨控制。在單獨控制中可以解決工業機器人基礎教學過程中涉及的教學點和技能點，方便更多的學生同時進行操作，提高實訓設備的利用率；而聯動控制，則可以將學生前面所學的各種基礎知識，如機械、電氣控制、PLC、傳感、氣動等與工業機器人結合綜合應用，有助于學生系統地了解工業機器人的集成應用，完善技術操作能力，滿足多層次個性化教學需求。

（4）該實訓室可以承擔工業機器人技術專業的專業基礎和核心課程，如電機與電氣控制、PLC、液壓與氣動技術、傳感器與檢測技術、工業機器人應用技術、工業機器人編程及操作、工業機器人離線仿真、工業機器人系統集成等課程的實訓學習。

綜上所述，該實訓室既可以確保教學過程的延續性，又更貼近實際生產過程，使學生將來能更快地進入企業工廠上崗就業。

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：工業機器人技術。