中职学校开展“工业机器人应用”教学设想

摘 要：目前，中国政府提出“中国制造2025”战略规划，其中以机器人为代表的智能制造是难点，也是挑战，是思路更是出路。而综合国力取决于劳动力的强弱、取决于劳动者的素质、取决于熟识工业机器人行业的人才质量和数量。人才的需求也呈金字塔状，不仅需求高层次的毕业生从事研发工作，也需求高职高专院校毕业生从事方案设计与维修工作，还需要大量的中职毕业生从事工业机器人的调试、操作与维护工作。因而在中等职业学校开设工业机器应用与维护职业教育，为企业输送新型人才具有现实意义。该文对机电应用技术专业（工业机器人方向）技能及课程、就业岗位、教学实验、实验设备建设、课程开发等全面分析，提出工业机器人应用与维护教学方案，意在中职学校实施教学成为现实。

关键词：中职 工业机器人 教学

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）05（c）-0186-03

信息化时代，使工业经济步入智能化。以机器人为代表的智能制造，促进工业企业创新发展。成为现代工业生产不可缺少的好帮手，在提高产品质量、加快产品更新、促进制造业的精密化、增强产品的竞争力方面，发挥越来越重要的作用。为了迎合这一新兴行业的发展，为企业输送新型人才迫在眉睫。因而，中等职业教育必须顺应经济社会发展，培养工业机器人应用与维护方面的技术技能人才。

1 工业机器人发展现状

当前，以机器人为代表的智能制造，正逐步成为全球新一轮生产技术革命浪潮中最澎湃的浪花。推动着各国经济发展的进程。随着工业互联网、云计算、物联网等新一代信息技术的快速发展，社会智能化的发展趋势日益显现。就国际形势来看，美国“再工业化”战略 、德国“工业4.0”战略、日本“机器人新战略”等，均将“机器人产业”作为发展重点，试图通过数字化、网络化、智能化夺回制造工业化优势。就国内发展而言，经济下行压力增大，环境约束日益趋紧，人口红利逐渐摊薄，产业转型势在必行。目前，中国政府提出“中国制造2025”战略规划，其中以机器人为代表的智能制造是难点，也是挑战，是思路更是出路。

近年来，随着劳动力成本的上升和工厂自动化程度的提高，中国工业机器人市场正步入快速发展阶段。据统计，2015年我国机器人销量达11.2万台，增幅超过50%，中国已经成为全球最大的工业机器人市场。中国企业的机器人使用数量约占全球使用量的1/4，预计到2017年，我国工业机器人的数量将居全球之首。然而，机器人技术人才急缺，“高薪难聘机器人技术人才”已成社会热点问题。因此，机器人产业发展，人才培养必须先行。

与此同时，随着社会市场经济发展对人才规格和结构需求的新变化，中等职业教育也面临着前所未有的巨大挑战，中等职业学校应顺应社会需求，协同企业大力推动结构调整，转型升级，在新型工业化的新形势下培养新型技术人才，显得尤为重要。企业对工业机器人技术人才不同层次的需求，也促使在中等职业学校开设工业机器应用与维护相关知识，传授工业机器人系统操作、编程、运行、组装与维护，为企业输送新型人才具有现实意义。

2 中职学校开展工业机器人应用技术教学设想

在中等职业学校开展工业机器人职业教育，必须解决“培养什么样的工业机器人技术人才”、“如何培养工业机器人技术人才”及“工业机器人技术人才怎么用”等问题。通过对部分院校的考察及到企业的调研，初步提出在中等职业学校开展“工业机器人应用技术”的教学设想及方案，教学方案还有许多方面需要完善。希望能引起更多专业人士关注，使工业机器人应用与维护专业培养方案尽快日臻完善，为中职教育开辟新途径，为企业培养新型人才创造条件。

2.1 中职机电技术应用专业（工业机器人方向）课程安排

鉴于中等职业学校专业目录中，还没有工业机器人应用与维护专业，我们可以在机电技术应用专业开设机电技术应用专业（工业机器人方向），在工业机器人的知识传授方面也仅限于掌握工业机器人的结构、工业机器人的组装与维护、工业机器人的操作等层面。安排中等职业学校机电技术应用专业（工业机器人方向）相应的课程。

（1）文化基础课程。语文、数学、英语、物理、德育（职业生涯规划、职业道德与法律、经济政治与社会、哲学与人生）、计算机应用基础、体育。

（2）专业课程。电气制图、机械制造工艺、液压与气压传动、电气控制与PLC、电机控制、电气CAD、工厂供电与供配电系统、单片机技术应用、市场營销等。

（3）工业机器人专业课程。工业机器人基础、工业机器人拆装与调试、工业机器人操作与编程、工业机器人电器控制与维修。

2.2 中职机电应用技术专业（工业机器人方向）就业岗位

中等职业学校机电应用技术专业（工业机器人方向）从事企业机器设备的使用与维护、调试与维修、销售、推广与售后技术支持，以及机器人工作站的设计安装。鉴于中等职业学校机电应用技术专业（工业机器人方向）课程知识体系，将中职工业机器人就业岗位确定为掌握工业机器人的安装、维护、维修、操作、调试、运行与管理等方面的工作任务。

工业机器人运用到生产中去，发挥多大的作用，不仅取决于产品的复杂性，还取决于周边设备的配套程度，解决这种问题需要高技术人才，而中职开设工业机器人应用与维护专业主要是为企业培养掌握工业机器人的安装、维护、操作、运行等方面的初级技术人才。

因而，中职工业机器人技术人才就业岗位大体可分为工业机器人维修工、工业机器人编程人员、维修电工、机器人销售等。

（1）工业机器人维修工。能够对工业机器人本体进行安装与调试、能读通工业机器人的结构图纸、能够排除工业机器人的机械相关故障、能够安装调试工业机器人各类夹具。

（2）工业机器人编程人员。能够从事工业机器人系统编程示教、工业机器人工作站辅助设计、工业机器人程序编制、工业机器人电气系统安装与调试。

（3）维修电工。能够进行电气元件安装、配接线、电气系统调试、控制系统调试、驱动系统调试、s机电系统调试。

（4）工业机器人销售员。熟悉工业机器人技术及型号、具备营销策划及客户需求分析能力。

2.3 中职机电应用技术专业（工业机器人方向）教学实验实习项目

在中职机电应用技术专业开设工业机器应用，针对课程设置和培养目标，开设相关工业机器人应用与维护实验实训必不可少。根据中职教学特点，应从工业机器人操作、应用、维护等方面设置相应实验和实训项目。

（1） 认识工业机器人。熟悉并掌握机器人安全操作规程；认识工业机器人的基本组成部分和各部分的作用。了解并掌握机器人开机、关机操作。

（2） 认识工业机器人各种传感器。认识工业机器人各种类型的传感器；通过实验体会各种传感器的作用。

（3）认识工业机器人控制系统。认识工业机器人电控系统组成；理解工业机器人电控系统各部分的功能。

（4）示教器的启动及各参数的设置。熟悉示教器各按键操作；熟悉基本示教操作；掌握机器人的坐标模式、运动模式、工具坐标系及工件坐标系；掌握机器人的倍率设置、显示模式、运行模式。

（5）程序和文件管理操作。熟悉掌握在示教器中新建程序、选择程序、示教操作；熟悉掌握在示教器中文件的拷贝、粘贴、删除、运行操作。

（6）设置机器人系统的相关参数。理解掌握用户权限的级别及使用；掌握对权限的管理操作；掌握系统参数的设置；掌握轴参数的设置；掌握校准操作；掌握寄存器的设置；掌握输入输出设置。

（7）机器人搬运。掌握修改运动指令的类型、位置数据、速度值、速度单位、CNT值、附加动作指令；综合运用前面讲过的各种指令编写程序实现机器人搬运动作。

（8）机器人码垛。熟悉基本示教操作；掌握机器人关节坐标系、工具坐标系、工件坐标系、运行编制程序。

2.4 中职机电应用技术专业（工业机器人方向）实验设备建设

在中职学校开展工业机器人知识教学，必须配备相应实验设备，以满足学生实习实训，小到几十万，大到几千万的实验设备，在部分院校已经投入使用，目前，在工业机器人实验建设大体有这样几种情况：

（1）工业机器人组装与维护实验设备。主要满足学生熟悉工业机器人的组成、联接、维护实训。

（2）工业机器人基础实验设备。主要是学生掌握工业机器人操作、模拟工业机器人搬运、码跺、转移、打磨、绘图。

（3）工业机器人操作实验设备。主要是工业机器人利用末端夹具及气泵吸盘，可以完成打磨（磨具）、绘图（绘笔）、焊接（与焊机联结）、喷涂（与喷枪联结）等实验。

（4）工业机器人联机实验设备。由几台工业机器人联机或工业机器人与车床（铸、锻、切、割、注塑等）联机，完成系列操作，如组装器件、加工器件、锻铸钢件等实验。

（5）工业机器人联组成型设备。由一组工业机器人和多种机械设备联组，完成一系列不间断的部件组织成型工作。

因而，中職工业机器人的教学只需建设组装与维护和基础实验室就能满足教学，有条件的也可建立工业机器操作实验室和工业机器人联机实验室。

当然，要完成中职学校工业机器人教学工作，师资培训和教材也必不可少。可喜的是目前许多工业机器人生产厂家也和中职、高职院校合作，成立工业机器人产学联盟，针对中职和高职教学特点进行师资培养和教材开发，中职版工业机器人技术专业建设标准已规划成型，中职版工业机器人应用与维护相关教材已出版发行，积极推动了工业机器人在中职实施教学的步伐，使中职开展工业机器人职业教学成为可能。

参考文献

[1] 王保军，滕少峰.工业机器人基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2015：10.

[2] 石伟平.时代特征与职业教育创新[M].上海：上海教育出版社，2006：12.

[3] 王宏甲.新教育风暴[M].北京：中国人民大学出版社，2012：9.