淺談中職學校工業機器人的仿真教學實踐

黃秀芳

【摘要】隨著科學和技術的發展，機器人已被廣泛應用于各個領域的工業現場，無論是高職院校，還是基礎的中職學校都要跟上時代的步伐。因此，在學校教學過程中相應地開設工業機器人的相關課程是十分必要的。本文從社會、學校及學生等層面分別對中職學校的工業機器人仿真教學實踐進行探索研究，不斷完善與提高該課程的教學秩序和質量。

【關鍵詞】中職學校;工業機器人;仿真教學

隨著社會的進步和勞動力成本的增加，機器人已廣泛應用于各個領域的工業現場。而隨著工業機器人的廣泛使用，工業機器人課程技術教學也被列入中職學校機電技術應用專業的一門理論與實踐相結合的課程。中職學校機電技術應用專業的教學是以培養學生快速掌握工業機器人技術為第一任務的一門課程。可是，目前中職學校工業機器人教學中普遍存在的難題是資源匱乏。那么，如何解決這個問題？筆者認為，運用虛擬仿真軟件進行教學是十分必要的措施。

一、從社會層面來看，仿真教學是建立資源節約型社會的需求

工業機器人的應用十分廣泛，種類也特別多，大家眾所周知的“四大家族”品牌機器人——KUKA、ABB、FANUC、YASNAC，它們不僅在使用與操作上就存在很大的差異，而且各自造價昂貴。對于中職學校來說，想要將所有種類的機器人系統配備齊全，顯然是根本不可能實現的事情：原因一，機器人造價昂貴，中職學校無力支付;原因二，機器人體積龐大而中職學校規模小無法容納，并且目前國家也積極建設節約型社會，我們應立足社會、從實際出發。因此，仿真教學成為當前較為流行的一種編程方式，仿真教學軟件的開發與投入使用，對中職學校開展工業機器人的教學具有很大的促進作用。

二、對中職學校來說，仿真教學是人才培養的需求

中等職業技術學校要跟上時代的步伐，要培養更多為國家的發展作貢獻的技能型人才，但不是所有的中職學校都具有雄厚的資金去置辦充足的教學設備，少部分學校也有一定的難處，因為它的實訓場地與實訓設備很有限，學生的實際操作不能同時同步進行。這極大地限制了學生動手操作的機會，也延誤了學生及時鞏固課堂知識的最佳時機。仿真教學軟件的開發與投入使用既能極大地減少學生學習的時間，也能有效地降低培訓成本。學生可以在電腦上反復模擬操作，發現錯誤及時糾正。因此，仿真教學是機電技術應用專業關于工業機器人人才培養的需求，也是人才培養方案實現和驗證的最佳途徑。

三、對學生個人來講，仿真教學是保護學生人身安全的需要

在教學過程中運用工業機器人仿真軟件進行編程具有以下幾種優勢：（1）為操作者節約了機器人停機的時間，因為當操作者正編寫下一個任務的程序時，機器人還可繼續不停機工作。（2）改善編程者的編程環境，編程者面對一臺電腦與虛擬機器人遠比面對實際的工業機器人要安全得多。（3）離線編程軟件普遍適用于各種類型的機器人進行相應的編程，其使用范圍比較廣，并且可以使程序達到最優化。（4）可以通過仿真預知將要發生的問題，從而及時將問題解決，減少損失。（5）可把復雜任務進行分解，然后逐步編程，在離線編程軟件中，學生能夠根據CAD模型中的幾何特征（關鍵點、輪廓線、平面、曲面等）自動生成軌跡。（6）學生在仿真編程的時候，不僅能形象地查看機器人工作過程，而且能準確判斷如發生碰撞、出現奇異點、超出工作空間等錯誤。

機器人教學實訓需要其對應的專業實訓對象，其危險系數比較高，為減少學生在實訓過程中導致的設備損耗和工業機器人在運行過程中的一些誤操作而造成的損失，仿真教學軟件的開發與投入使用既可以解決學生的人身安全問題，又可以提高學生模擬練習的學習機率，可謂一舉兩得。

工業機器人是中職學校機電技術應用專業的一門理論性與實踐性很強的課程。雖然中職學校的實驗設備和實訓場地受限，但是工業機器人離線編程系統正不斷向智能化、專業化飛快發展，并且用戶操作也越來越簡便，離線程序能快速生成控制程序，最終實現機器人的實時仿真，為學生學習工業機器人的編程提供了便利的條件。因此，在教學過程中，我們應大力發揮仿真軟件的作用，把工業機器人的相關知識內容巧妙地講授給學生，這樣不僅可以調動學生的學習興趣，還可以提高學生的綜合能力，最終為社會培養更多的熟練掌握工業機器人技術的技能型人才。

參考文獻：

[1]連碩教育教材編寫組.工業機器人仿真技術[M].電子工業出版社，2018.

[2]朱林，吳海波.工業機器人仿真與離線編程[M].北京理工大學出版社，2017.

[3]龔仲華，夏怡.工業機器人技術[M].人民郵電出版社，2017.

責任編輯? 陳小鳳