職業院校工業機器人實訓基地建設研究

劉朝華，鄧三鵬，王振華，蔣永翔

職業院校工業機器人實訓基地建設研究

劉朝華，鄧三鵬，王振華，蔣永翔

工業機器人應用型人才需求日益突出，而高素質的工業機器人人才培養離不開一流的實訓基地建設。從實訓基地建設的指導思想入手，著重探討了工業機器人實訓基地的建設方案，并詳細規劃了各種類型實訓室的建設內容。

職業院校；實訓基地；建設方案；工業機器人

機器人技術應用范圍涉及工業、農業、國防、醫療等眾多領域，是現代工業技術的基礎和支撐，是高新技術產業的重要組成部分，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。2012年5月，國務院通過了《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》，機器人等高端裝備制造產業已列入其中。2015年5月8日，國務院正式發布了《中國制造2025》，對我國制造業轉型升級和跨越發展作出了整體部署，在《中國制造2025》所提出的十大重點領域就包括機器人。

工業機器人是先進的機電一體化數字裝備，集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科高新技術于一體，技術附加值很高。中國制造業轉型升級都急需大量工業機器人專業人才，該類人才成為當前企業轉型升級過程中的搶手人才。雖然企業對于工業機器人專業人才的需求逐年增長，但高素質工業機器人人才的培養卻相對滯后。

以應用型技術技能人才培養為主要任務的職業院校紛紛開設工業機器人相關專業。目前，全國有超過120家職業院校開設了與機器人相關的專業。[1]大量相關專業的開辦將在一定程度上解決我國工業機器人人才短缺的問題，但同時，也出現了師資力量匱乏，培養方案不合理，實驗實訓設備短缺，實訓場地不足的問題。在技術技能型人才培養過程中，實訓環節起到了決定性的作用。[2-3]“巧婦難為無米之炊”，如何建設一個符合職業教育規律，適應學生學習過程，全方位提升技術技能水平的一流專業實訓基地將是一個值得研究的問題。

一、實訓基地建設指導思想

（一）遵循高等職業教育規律，符合學生的認知過程

高等職業教育以培養具備基本職業素養和較好專業實踐技能的人才為目標，因此，在工業機器人實訓基地的建設中，要突出實踐和理論的融合，把實驗和實訓連貫起來，形成一個以職業素養、技術應用能力培養為主線的實踐教學體系。同時，實訓基地的建設要堅持“從簡單到復雜、從仿真到實操、從部件到整機、從系統到綜合”的原則，最大程度的符合學生的認知過程。

（二）技術技能訓練與國家職業標準相結合

中國機械工業職業技能鑒定指導中心目前正在起草工業機器人產業國家職業技能標準，因此，工業機器人實訓基地的建設要能全面完成實訓教學任務與職業訓練功能，能按照職業技能考核要求的各種規范開展職業技能訓練和職業素質訓導。實訓基地建設的總體布局要合理，各種實驗、實訓室、實訓車間的規模要適當，具備齊全的滿足職業訓練所需的設備配置與足夠的工位，以保證學生充分的動手實踐機會。實訓基地的設備選型與配套，應做到先進性、真實（仿真）性、實用性和經濟性相結合。

（三）共享性原則

工業機器人實訓基地，既可以在條件較好的職業院校獨立建設，也可以采取校企聯合建設實訓基地的方式。企業投入設備，學校提供場地，融學校實訓與企業研發于一體，從而統籌人才、資金、設備和技術資源。基地應在區域范圍內面向其他學校學生開放，也面向社會開放，進行勞動力培訓、企業技術改造和技術創新等，最大限度地實現資源共享，使之成為技能型緊缺人才的培養培訓基地、校企合作的載體、工學研結合的平臺。

二、實訓基地建設方案

工業機器人實訓基地建設，主要分為：機器人技術基礎實訓室、工業機器人虛擬仿真實訓室、工業機器人操作編程實訓室、工業機器人系統集成實訓室和工業機器人智能制造綜合實訓室。實訓基地的建設堅持了“從簡單到復雜、從仿真到實操、從部件到整機、從系統到綜合”的原則，同時，每一個實訓室都緊密圍繞工業機器人專業的核心課程。通過這五大實訓室的技能訓練，學生能夠全面掌握工業機器人編程與操作、系統集成與維護的技術技能，能夠獨立從事工業機器人的安裝、編程、調試、維修、運行和管理等方面的工作任務。

（一）機器人技術基礎實訓室

配置全開放的教學機器人平臺，學習工業機器人技術基礎知識，掌握機器人典型機械結構，控制架構和軟件操作方法。學生可親自動手進行機器人拆裝組合，鍛煉學生的識圖能力、工具使用能力和裝配工藝能力。主要支撐工業機器人技術基礎核心課程。

（二）工業機器人虛擬仿真實訓室

配置純模型仿真、半實物仿真和實物驗證系統來學習機器人系統參數對性能的影響，模擬操作機器人，搭建典型機器人工作站和生產線等，實現模擬仿真作業。通過實際機器人工作站來驗證效果，降低教學和實訓成本，提高安全性。以世界知名離線編程軟件如Robotstudio、Roboguide、Robotmaster、Robcad等為訓練載體，主要支撐工業機器人仿真技術和離線編程等核心課程。

（三）工業機器人操作編程實訓室

配置典型的單體工業機器人和簡單的外圍輔助作業工具，學習操作單獨的機器人，熟練掌握工業機器人的編程操作，如工業機器人示教器基本操作、I/O配置、關鍵程序數據創建、軌跡規劃、基本程序編寫和基本錯誤修正等工作，主要支撐機器人編程與操作、工業機器人現場編程等核心課程。

（四）工業機器人系統集成實訓室

配置各種典型的工業機器人工作站，如碼垛機器人、噴涂機器人、焊接機器人和分揀機器人等工作站。主要學習工業機器人的系統成站技術，各種典型的作業工藝、典型的外設和通信接口技術等。主要支撐工業機器人工作站系統集成，工業機器人系統維護等核心課程。

（五）工業機器人智能制造綜合實訓室

圍繞柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）、工業4.0等高端智能制造方向，建設工業機器人智能制造綜合實訓室。配置典型工業機器人工作站及常用外圍設備學習工業機器人系統成線技術，掌握智能生產管理、PLC主控、總線與網絡通信、人機交互（HMI）和作業流程優化等核心技術，提高大系統掌握能力。主要支撐工業機器人應用綜合實訓等核心課程。

建設工業機器人實訓基地，既要關注現有工業機器人技術，又要著眼未來工業機器人新技術。通過技術合作、優勢互補，加強校企合作實訓基地建設，以此為依托，工業機器人實訓基地最終希望建設成為教學、科研、技術開發、生產、服務和培訓相結合的多功能綜合技術開發中心。人才培養的投入是巨大的，但站在為國家培養高素質工業機器人專業人才，推動中國智能制造快速發展的角度上看，這些投入是值得的，而且是很有必要的。希望本文提出的工業機器人實訓室建設的淺薄經驗與方案對我國高職院校工業機器人人才培養起到積極的推動作用。

[1]王曉婭.“工業4.0”時代技工院校機器人應用專業課程設置初探[C].中國職協2015年度優秀科研成果獲獎論文集（中冊），2015（12）.

[2]郭永濤,唐洪濤.工業機器人專業實訓基地建設調研報告[J].技術論壇，2015（13）：281-283.

[3]郭黎麗.對工業機器人應用技術專業實訓基地建設的探索與實踐[J].電子測量技術，2013（9）：124-125.

[責任編輯 蔣云柯]

天津職業技術師范大學教學改革與質量建設研究重點項目（項目編號：JGZ2015-02）

劉朝華,男，天津職業技術師范大學副教授，博士，主要研究方向為機器人與數控技術；鄧三鵬，男，天津職業技術師范大學教授，博士，主要研究方向為機器人與數控技術；王振華，男，江蘇匯博機器人技術股份有限公司總經理，博士，主要研究方向為工業機器人技術；蔣永翔，女，天津職業技術師范大學副教授，博士，主要研究方向為機器人與數控技術。

G712

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1674-7747（2017）03-0058-02