職業院校工業機器人課程建設的研究

鄔麗娜

（江蘇省蘇州市職業大學電子信息工程學院，江蘇 蘇州 215104）

1 工業機器人課程建設方案

從2016年，美的集團斥資46億歐元收購德國百年機器人制造商庫卡，到2019年華為拋棄全球最大代工工廠富士康，比亞迪成為華為旗下主要的代工工廠之一。由于現在工業機器人技術專業的畢業生總量很少，企業緊缺的人才主要通過招收其他相關專業畢業生，并通過培訓來解決人才缺口問題[1]。

在上述背景下，蘇州職業大學開設的智能控制專業在借鑒德國的雙元制教育模式后對工業機器人課程建設和發展進行了一系列摸索和研究。

工業機器人課程建設具體框架如圖1所示。課程建設總體方案分為三部分：硬件建設即工業機器人實訓中心的建設；軟件方面即“1+X”證書制度的推廣和師資隊伍建設；輔助建設即成立學生社團，開展“校企聯動、以賽促教”創新型實踐教學模式。

圖1 工業機器人課程建設框架示意圖

2 工業機器人實訓中心建設理念

2.1 工業機器人離線仿真實訓室建設

在工業機器人教學中普遍存在著理論知識抽象難懂和實訓設備系統復雜、成本高昂的特點，在示教及再現的教學過程中引入仿真環節，發揮仿真技術在工業機器人教學中的優勢和重要性[2]。在離線仿真實訓室的建設方面可以考慮硬件投入40～50套臺式電腦，一臺工業機器人工作站。軟件方面可以選擇ABB機器人品牌配套的RobotStudio軟件，該軟件在工業機器人的離線編程和虛擬仿真方面應用已經相當完善了。以《工業機器人離線編程（ABB）》教材為主，騰訊課堂App上相應課程為輔實現案例式教學。結合騰訊課堂App上案例課程設置由易到難的4個機器人項目，分別是：（1）IRB2600工業機器人涂膠仿真項目；（2）IRB2600工業機器人激光切割仿真項目；（3）IRB460工業機器人碼垛搬運仿真項目；（4）IRB2600工業機器人弧焊作業仿真項目[3]。

2.2 工業機器人編程操作實訓室建設

根據工業機器人市場占有率及系統開放性的影響，以ABB機器人為主引入KNT-PJR6C工作站機器人實訓系統。編程操作實訓室主要用于工業機器人的編程、操作等訓練、I/o量使用、工作站調試與維護等實習實訓及對外培訓等。配套不同的工具來實現不同的功能，例如，焊接機器人、搬運機器人、拋光打磨機器人等[4]。使學生了解機器人結構，關節及坐標，掌握工業機器人編程與操作技能。以40個人為一個標準班，投入200萬設備為例，實訓室左邊放置5臺機器人，右邊配備投影儀等多媒體授課教學資源，學生學習完即可進行實踐操作，理實一體、講練結合，十分利于學生掌握工業機器人編程與操作技能[5]。

2.3 技能大賽實訓室建設

我校在2016年購買了全國職業院校技能大賽工業機器人技術應用設備，接著連續三年安排教師和學生參加江蘇省“工業機器人技術應用”賽項，獲得了不錯名次。

該賽項考核的專業知識主要有：工業機器人的操作與編程、機器人視覺、PLC編程、傳感器、氣壓傳動、機械裝夾、觸摸屏技術、工業網絡控制等[6]。

3 軟件方面建設

3.1 “1+X”證書制度的推廣

2019年1月國務院印發了《國家職業教育改革實施方案》（國發〔2019〕4號），提出把學歷證書與職業技能等級證書結合起來，探索實施“1+X”證書制度。該方案提出“深化復合型技術技能人才培養培訓模式改革，借鑒國際職業教育培訓普遍做法，制訂工作方案和具體管理辦法，啟動“1+X”證書制度試點工作”。其中“1”為學歷證書，“X”為若干職業技能等級證書[7]。我校專業教師現正積極與兄弟院校合作參與工業機器人操作與運維職業技能等級證書標準的制定工作。在今后課程教學中將采用《工業機器人操作與運維》教材，并安排組織學生參加相應考核。通過“1+X”證書制度試點深化教師、教材、教法“三教”改革，提升職業教育質量和學生就業能力。

3.2 師資隊伍建設

師資力量是培養人才的重要組成部分。我校今后將繼續引進工業機器人的高層次人才與實踐性人才，同時安排智能控制專業教師參加工業機器人的培訓和進入相關企業學習。工業機器人師資培訓一般采取滾動教學、逐級梯進、理論實際相結合的方式進行教學[8]。此外還鼓勵相關教師多參加考核認證，去獲得相應證書如教育部的IAAT認證、KUKA工程師認證、ABB工程師認證等[9]。

3.3 輔助建設方面

除了以上探索之外，我校還在學生社團設立和“校企聯動、以賽促教”創新型實踐教學模式的推廣上進行了嘗試。主要從三個方面著手實施：（1）以工業機器人為例，與匯博等企業聯動共建校內實訓平臺；（2）完善和發展深度企業合作的校內實習基地——博眾、凡特思學院，開展“小課程多模塊”的校企合作動態課程[10]；（3）針對江蘇省技能大賽、全國高職院校工業機器人虛擬仿真大賽、大學生機器人大賽、吳中區校企技能大賽等各項賽事，挑選學生中精英成立工業機器人技術社團，重點培養并參加賽事。根據上述三個方向制定新型實訓教學模式和動態課程體系，從而達到把學生培養成具有創新能力的高技能的應用型專業人才。

4 結語

通過對我校工業機器人課程結構的詳細分析，以及工業機器人實訓基地和校企合作介紹，“校企聯動、以賽促教”創新型實踐教學模式。這些經驗有利于其他職業院校對工業機器人實訓基地進行規劃與建設，對提高學生動手能力，提升教師教學水平，做好校企合作與社會培訓有積極的促進作用。