高職院校《焊接機器人》課程改革與實踐

許芙蓉

摘要：根據(jù)《焊接機器人》課程特點，結合高職院校辦學定位，本文從教學內容、教學方法、課程學習評價等方面提出了《焊接機器人》課程建設和教學改革的設想，使學生熟練掌握焊接機器人技術，以達到促進職業(yè)教育改革與智能制造技術相融合的目標。

關鍵詞：焊接機器人;教學改革;實踐教學

中圖分類號：G712.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2019）01-0258-01

前言：智能制造最終目標是實現(xiàn)“設計過程、制造過程和制造裝備智能化”，包括產品設計中的數(shù)字化，制造過程中的傳感信息化和網絡化，制造裝備的數(shù)字化和智能化。其中，制造裝備的智能化是實現(xiàn)整體制造智能化的前提和基礎。在所有的智能化制造裝備中，機器人無疑是柔性制造自動化的集中體現(xiàn)[1]。

隨著智能制造計劃的推進，工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應用將會飛速發(fā)展。截止到2015年底，我國焊接機器人保有量83081臺，其中弧焊機器人占80%以上[2-4]。預計未來十年，我國焊接機器人的裝機量將保持兩位數(shù)以上的增長，這就意味著將來會有越來越多的焊接工人被焊接機器人取代。焊接機器人的大量應用不僅將焊接工人從勞動強度大、作業(yè)條件惡劣的工作中解脫出來，而且可以大大提高焊接效率，保證焊接質量。所以，面對焊接智能化新的發(fā)展需求，定位于培養(yǎng)適應社會需要的高層次技術應用型人才的高職院校必須加大焊接機器人技能型人才的培養(yǎng)力度。

1.教學模式

根據(jù)焊接智能化新的發(fā)展需要，結合學院的實踐條件，在《焊接機器人》課程教學過程中采用“項目式”教學模式，重新編排教學內容，并開發(fā)焊接機器人任務書、收集典型焊接機器人應用視頻、增加焊接機器人應用案例教學等。在《焊接機器人》課程教學改革過程中，通過任務發(fā)布，結合焊接機器人應用視頻，調動學生學習的主動性、創(chuàng)造性和積極性，最終完成任務。通過具體學習和實踐訓練，使學生在完成任務過程中理解焊接機器人的基礎知識;掌握利用焊接機器人示教器進行編程，使學生從軟件、硬件兩方面均掌握焊接機器人應用技術，以促進《焊接機器人》課程的教學改革。

2.教學內容

從嚴格意義上講，焊接機器人是一個焊接機器人系統(tǒng)或工作站，通常包括機器人本體、機器人控制柜、焊機系統(tǒng)及送絲單元、變位機、工裝夾具等部件。在生產應用中，焊接機器人與變位機、弧焊電源等周邊設備實現(xiàn)柔性化集成，才能發(fā)揮其作用。焊縫存在有平焊、橫焊、立焊、仰焊等焊接位置，若能協(xié)調控制變位機，使工件被焊處總處于水平的焊接位置，將會大大提高焊接質量。弧焊電源和工裝夾具等也要在機器人統(tǒng)一控制下做相應的協(xié)調運動，才能保證整個系統(tǒng)高效率、高質量地工作[5]。因此首先要讓學生熟練操作焊接機器人系統(tǒng)，使學生對焊接機器人應用技術硬件方面有全面的認識和理解。

焊接機器人焊接質量的好壞直接決定了其在工業(yè)生產中應用水平的高低，在機器人焊接中影響焊縫成形質量的因素主要有起收弧穩(wěn)定性、起收弧位置、焊接電流、電壓、焊接速度、焊槍擺動幅度及頻率、焊槍擺動左右停留時間、干伸長、熔滴過渡形式、保護氣體流量等，這些因素的控制得當與否直接決定了焊縫成形質量的好壞。這是一個典型的多輸入、多輸出的非線性時變系統(tǒng)，控制難度極大。學生必須掌握影響焊縫成形的因素，并在實踐焊接過程中實時調整參數(shù)，才能編定正確的機器人焊接程序，獲得高質量焊縫[6]。

根據(jù)知識和技能由簡至難遞增的規(guī)律，采用“項目式”教學，開設3mm不銹鋼板對接焊縫機器人編程與焊接，騎座式低碳鋼管一板垂直俯位機器人編程與焊接等具體實訓項目進行訓練。學生通過完成具體項目任務，既能熟練掌握機器人示教操作能力，還能學會設置和修改示教點的插補方式、示教速度、空走點和焊接點等重要知識點。

3.課程考核評價體系

考核評價是檢驗教學方法在教學體系中是否可行、能否作為以后考核標準來進一步優(yōu)化的一種方式，運用合理的考核評價對學生的努力給予肯定，有助于激發(fā)學生學習興趣，同時也能準確反饋學生的學習效果，使其能夠從中發(fā)現(xiàn)不足之處，解決問題，形成從理論到實踐再到理論的學習方法，具有良好的學習效果。

在引入任務驅動法教學的同時，建立以任務驅動法為核心的評價體系，將原有以“結果”為標準的評價方法改變?yōu)檎麄€任務完成的“過程”。在完成過程中，以所涉及到的知識點作為評價準則，形成動態(tài)化的考核方式，進一步了解學生的學習情況。通過各個環(huán)節(jié)的指標加權對學生做出科學評定。

將以往以單一教師評價為主的評價方式，擴展到教師評價、學生小組互評、學生自評相結合的評價模式，保證了評價的客觀性、專業(yè)性和準確性，以進一步增強教師教學主體意識、提高學生的自身操作能力。

4.結語

本文結合焊接機器人發(fā)展現(xiàn)狀以及高職院校的辦學定位，探索出適宜高職院校的焊接機器人課程教學模式，提出了課程教學改革方法。課程的教學改革，豐富了教學內容，調動了學生的積極性，使學生獲得焊接機器人相關專業(yè)知識，掌握了焊接機器人應用技術和操作技能，增強了個人就業(yè)優(yōu)勢，達到了預期的改革目標。

參考文獻：

[1]路浩，呂安松.焊接機器人及其在高速列車智能制造中的應用[J].焊接設備及材料，2015（11）53-55.

[2]梁文麗.全球機器人市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析[J].機器人技術與應用，2016（1）：44-48.

[3]桂仲成，吳建東.全球機器人產業(yè)現(xiàn)狀趨勢研究及中國機器人產業(yè)發(fā)展預測[J].東方電氣評論，2014（12）：4-10，

[4]梁文麗.快速增長的中國機器人市場[J].機器人技術與應用，2014（3）：2-7.

[5]陳丙森.計算機輔助焊接技術.北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[6]王會方，馮月貴，胡靜波，等.弧焊機器人焊接質量控制研究綜述[J].現(xiàn)代焊接，2013（3）：12-17.