虛擬仿真在高職工業機器人教學中的應用研究

吳櫻櫻

摘要：近幾年來，隨著我國科學技術以及信息技術的進一步發展，機器教學課程也開始在高職教育中普及開來。要想提升高職工業機器人教學的質量和效率，虛擬仿真技術的應用是必不可少的。本篇文章圍繞虛擬仿真在高職工業機器人教學中的應用展開了論述，首先闡述了虛擬仿真對于高職工業機器人教學的意義，隨后則是探討了具體的應用情況，以此供相關教師參考。

關鍵詞：虛擬仿真;高職工業機器人教學;意義分析;應用研究

引言：

在高職工業機器人教學活動當中虛擬仿真技術可以作為一項有效的教育手段，通過虛擬技術可以為高職學生營造更為良好的學習氛圍，讓機器人教學更加生動形象，有利于學生更加扎實的掌握相關的理論知識，并培養學生在這方面的專業技能。而這就要求高職院校必須要加強虛擬仿真技術在工業機器人教學中的應用，做好虛擬通訊方面的建立工作以及各種虛擬路徑的規劃，進而提升教學過程當中的仿真效果。

一、虛擬仿真技術運用于高職工業機器人教學的意義

首先，是基于我國工業機器人發展所要求的。我國作為制造業大國，對于工業機器人的需求量也越來越大，而這也進一步加劇了該行業的人才需求。因此，為了推動我國工業機器人行業的可持續發展，理應加強工業機器人技術方面的研究，加大這方面的人才培養力度。其次，在高職工業機器人教學中運用虛擬仿真技術能夠進一步提升人才培養的效果。工業機器人教學要繼續強化理論教學，同時也要開展各種形式的實踐教學活動，實現教學和能力培養相統一。而運用虛擬仿真技術就可以達到這一人才培養目標，通過為學生模擬對應的虛擬環境，讓學生將所學習的理論知識運用于工業機器人實際制造當中，進而提升學生的知識遷移能力，豐富學生的技能以及在實際工作當中的經驗，幫助學生在畢業之后快速的適應自動化以及智能化的工作環境。除此之外，虛擬仿真技術運用于高職工業機器人教學活動中還可以提升教學過程當中的安全性。因為部分工業機器人在進行安裝或者是試驗的時候，會涉及到一些安全隱患，例如焊機、氣動裝置等，在這些試驗領域容易引發安全問題，進而威脅到學生的人身安全。但是通過虛擬仿真技術則可以避免這些安全事故，同時，還能讓學生獲得學習和練習的機會[1]。

二、虛擬仿真在高職工業機器人教學活動中的具體運用

（一）從機器人工作環境模擬的角度進行分析和探討

高職工業機器人教學具有較強的實踐性，學生需要在對應的工作環境當中，對所學的理論知識進行遷移和運用，此時就需要虛擬仿真技術來為學生模擬對應的工作環境。虛擬仿真技術主要借助的是各種集成軟件，通過在集成軟件當中輸入具體的數據信息，可以為學生模擬出真實的工業機器人工作場景。而學生在這個虛擬環境當中就可以了解工業機器人的工作情況，以及在工作當中可能出現的一些問題，進而對機器人的程序或者是機械結構進行改善。除了運用集成軟件進行環境模擬以外，學生還可以借助一些三維建模技術，比如UG等來模擬機器人的工作情景，而在這個過程當中除了可以讓學生對機器人的性能進行完善以外，還可以培養學生的建模能力，有利于提升學生的空間思維能力，對于提升學生的綜合素養有著重要的作用。

（二）從機器人虛擬路徑規劃的角度進行分析和探討

工業機器人運用于實際工業活動當中是需要對應的路徑規劃的，而路徑規劃的科學與否將會直接影響到工業機器人的工作質量和工作效率，而這也是高職工業機器人課程教學活動中的重要內容。因此，針對這一教學內容，教師也可以加大虛擬仿真技術的運用，運用虛擬仿真技術來模擬機器人的路徑規劃。而學生通過虛擬仿真技術能夠檢驗自己的設計思維是否嚴密，設計的邏輯是否存在問題，有利于幫助學生改善自身的設計理念。同時，教師還可以引導學生運用相關軟件對機器人的軌跡規劃進行分析，學生可以更加直觀形象的去觀察機器人，在實際工作當中軌跡的運行情況，并做好對應的算法計算，從而幫助學生提高在機器人路徑規劃方面的設計能力。

（三）從機器人虛擬通訊模擬的角度進行分析和探討

在實際工業生產活動當中，工業機器人相互之間是需要進行通訊的，通過這種通訊鏈接實現上下游生產操作。而學生在學習這一工業機器人設計以及生產技術的時候就需要為機器人構建對應的通訊鏈接，然后實現多個機器人的協調操作，但是教室無法為學生提供更多的機器人進行學習，此時，就需要借助虛擬仿真技術來展開對應的實際教學以及操作練習。同時，相對于學生運用真實的機器人進行訓練而言，這種虛擬技術可以降低實操過程當中的危險系數，減少意外事故的發生。同時，學生在學習過程當中還能夠培養自己的知識綜合運用能力，豐富自己的工作經驗，讓學生更加扎實的掌握機器人虛擬通訊建立的原理[2]。

三、結束語

綜上所述，虛擬仿真技術對于高職工業機器人教學而言是非常重要的，教師應該加大虛擬仿真技術在高職機器人教學中的運用，發揮在教學當中的價值，以此來提升教學的有效性。

參考文獻：

[1] 毛芳芳. 競賽機制下虛擬仿真技術在高職工業機器人課程教學中的應用研究[J]. 科技經濟導刊， 2020， v.28;No.721（23）：102-102.

[2] 袁正， 馬國清， 張磊，等. "互聯網+"時代工業機器人虛擬仿真實驗教學研究[J]. 課程教育研究， 2020（11）：1.