淺談機電一體化與工業機器人結合教學

吳洪兵

[摘 要] 工業機器人是面向工業生產領域的多關節機械手，它能在生產環節替代人工完成生產活動。隨著國家智能制造政策的引領，工業機器人技術受到企業的廣泛關注；機電一體化是電氣自動化專業重要的專業課，是工業生產領域自動控制的基礎課程，學生在全面地掌握了上述兩門課程后，其電氣自動化專業相關技能才能得到快速提升。這兩門課程有區別但又有相通性，如果將這兩門課程有機地結合起來，將大大提升專業影響力，提高教學效率。將從機電一體化與工業機器人結合教學模式入手，探討機電一體化與工業機器人結合教學的方式方法。

[關 鍵 詞] 機電一體化；工業機器人；結合教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）13-0130-01

作為職業院校來講，在教學過程中要積極運用一體化教學方法，使課堂教學從傳統的講授法轉變為學生為主體、老師輔助學習的模式，在理論知識學習的同時，注重學生的動手能力、語言表達能力、溝通能力、團隊協作能力的培養，快速提高學生的綜合素質，從而滿足企業對人才的需求，讓學生也能更好地適應社會崗位需要。機電一體化與工業機器人都屬于動手操作性較強的課程，將兩門課程結合在一起進行學習，有助于提高學生對自動化控制領域相關知識的理解，快速提升學生技能。

一、機電一體化與工業機器人結合教學的原因

作為智能制造的兩大熱門課程，機電一體化與工業機器人結合教學，它的好處體現在：（1）知識點整合，提高教學效率。在教學過程中，兩門課程有很多知識點存在重復，學習進度存在不合理性。將機電一體化和工業機器人結合教學，促使兩門課程形成一個理論系統，進行有效的整理后，最終形成合理的教學計劃，使兩門課程聯系更加緊密，教學效果也能得到提高。（2）提高設備利用率。工業機器人實訓室里面，機電一體化設備不可或缺，如果作為兩門單獨的課程進行學習，那么實訓設備肯定會出現重復購置，造成不必要的浪費，使用率也不高，結合教學可以減少設備投入，提升實訓設備使用率。（3）促進教師提高。工業機器人作為新知識，懂專業教學的教師很少。結合教學可以促使教師在教學過程中不斷學習該知識，教學生的同時也提升了自己。

二、機電一體化與工業機器人結合教學的具體方法

（一）突出能力本位，制訂教學計劃

在機電一體化與工業機器人結合的教學活動中，教學目標是讓學生掌握機電一體化、工業機器人的相關知識技能，利用綜合實訓平臺完成從原料到成品再到打包的整個生產過程控制。機電一體化作為自動化控制基礎，工業機器人作為執行裝置，將學生綜合能力的提升作為教學重點，以此為依據確定課程的知識結構和教學內容。將知識點和技能點進行整理，結合兩門課程的特征進行有序編排，最終確定教學計劃。

作為自動化控制領域的兩門重要課程，機電一體化與工業機器人相輔相成，缺少了機電一體化，工業機器人的自動生產也就成為空談。在開展兩門課程的教學過程中，以機電一體化作為教學主體，對其核心內容比如PLC編程、傳感器、氣動、變頻器等內容有了大概認識后，引入工業機器人教學，兩者結合教學，提高學生興趣的同時，促進學生相關知識與技能的提升。

在教學過程中，首先進行PLC相關知識的學習，例如：PLC的基本指令、常開常閉觸點、輸入輸出信號等，再慢慢引入傳感器的相關內容，然后讓學生摸索工業機器人的控制信號，試探性地讓他們用PLC的輸出信號控制工業機器人的運行、停止。PLC觸點及輸入輸出指令的知識較為抽象，學生學起來比較吃力，而通過這種結合、摸索的學習方式，有助于加深學生對知識的理解。

（二）實行一體化教學，理論聯系實際

中職院校的學生普遍學習能力不強，主動學習意識差。傳統課堂的教學模式，教師滔滔不絕地在講臺上講課，學生在下面聽得昏昏欲睡，長此以往學生對課堂產生了厭煩感，學習效率難以提高。一體化教學模式將課堂還給學生，讓他們做學習的主人，教師起到輔助的作用。通過分組學習、小組分工等形式充分調動學生積極性，查詢資料、制訂計劃、方案展示、小組評價等活動，讓不同層次的學生都在課堂上找到自己的位置，大家的學習興趣高了，效率自然也就提高了。

同時一體化教學在理論知識學習的同時，注重動手操作能力的培養，以及學生職業素養的養成。懂理論會操作，同時具備一定的職業素養，能夠滿足企業和社會對人才的需求，積極推行一體化教學，理論聯系實際的教學模式是非常必要的。

工業機器人課程要求學生能夠根據任務要求，編寫出機器人運行程序，并配合PLC、傳感器、氣動系統、變頻器/伺服驅動系統等外圍設備，完成調試工作，使設備正常可靠運行。學習該課程的前提是學生要對電類專業課有一定的基礎，當學生基礎較差時，學習起來較為困難，教學效果和教學質量也不理想。同時，該課程的學習任務普遍較大，一名學生可能要耗費很長時間才能完成，但往往是顧此失彼，最后的成果并不理想。行之有效的教學方法，是該課程教學的前提。

專業教師要在教學過程中不斷摸索機電一體化與工業機器人結合教學的方式方法，尋找課程的相通性。運用合理的教學方法，理論聯系實踐，督促學生學習進步，促使學生綜合能力得到快速提升。

參考文獻：

[1]葉輝，管小清.工業機器人實操與應用技巧[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2]狄建雄.機電一體化設備組裝與調試[M].南京：江蘇教育出版社，2009.