工業機器人嵌入機電一體化研究

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摘要：隨著中國制造業的發展，工業機器人得到了廣泛的使用，為了解決工業機器人才緊缺的問題，將工業機器人技術嵌入機電一體化專業人才培養方案中，對于機電一體化專業人才培養方案進行修改，融入工業機器人專業的專業課程，讓機電一體化的學生參加工業機器人集成應用證書的考試并獲得證書，既滿足教育部提出的“畢業證+若干職業技能等級證書”的要求，也可以充分鍛煉學生在工業機器人方面的能力，滿足工業機器人人才培養方案的需求，滿足企業對于機電一體化人才從事更高一級的設備維修與維護和直接面向工業機器人工作對象的需求，使得學生更好的勝任工作崗位，促進機電一體化學生的就業，為社會培養更多的高素質的專業技能型人才。

關鍵詞：工業機器人集成應用；機電一體化專業；人才培養方案

0引言

根據工信部發展規劃，2020年我國工業機器人應用人才缺口將近20萬，且每年有望在增速25%以上，制造業高技能人才缺口逐年加大，因此工業機器人應用人才結構性矛盾也日益突出。面對企業對工業機器人人才的需求，切實需要實用、有效的教學資源培養更多能適應社會需要的高素質復合型人才。工業機器人本質也是一種機電一體化設備，工業機器人的核心技術有三大領域，分別是伺服電機、控制器和減速器，這些課程也是機電一體化專業學習的內容，但是機電一體化專業的課程更加側重于工廠電氣控制、機械設計、機械制造基礎等課程的講解，為了解決工業機器人快速培養工業機器人人才，將工業機器人課程植入機電一體化專業的課程中，使得機電一體化專業的學生具備工業機器人人才技能。

1機電一體化專業人才培養方案的改革研究的重要意義

目前機電一體化行業就業形勢雖然很好，但是隨著智能制造技術的發展，企業對于機電一體化人才要求越來越高，簡單設備維修維護的工作都分配給中職的學生來做，高職的學生主要從事更高一級的設備維修與維護，有一部分同學直接面向的工作對象就是工業機器人，為了更好的滿足崗位對于機電一體化人才能力需求，將工業機器人專業課程融入機電一體化專業課程中，使得學生更好的勝任工作崗位。

2工業機器人人才培養方案調研

2.1對安陽市周邊高職院校工業機器人人才培養方案調研

課題組對安陽市周邊開設工業機器人專業的近10所高職院校進行網絡調研，通過調研各院校工業機器人專業人才培養方案，目前工業機器人人才培養方案中無論是人才素質培養目標、專業培養目標都區別不大，課題組著重從課程方面研究，經過調研課程安排區別也不是很大，以安陽職業技術學院人才培養方案為例如表1。

2.2對安陽周邊高職院校機電一體化人才培養方案調研

課題組同樣對于安陽周邊開設機電一體化專業的近10所高職院校進行網絡調研，通過調研各院校機電一體化專業人才培養方案，人才素質培養目標和專業培養目標都區別不大。通過調研目前機電一體化專業培養方案中的課程區別不是很大，以安陽職業技術學院人才培養方案為例如表2。

2.3對安陽市工業機器人相關企業人才需求調研

課題組通過走訪部分相關企業，目前我市經營工業機器人的企業不多，目前有安陽德眾工業自動化有限責任公司、哈工大安陽智能制造機器人小鎮等公司，經過調研對于工業機器人人才所提供的工作崗位如表3。課題組通過對一些公司走訪調研發現，一些公司由于缺少專業工業機器人運行維護人才，以及專業的編程操作人員，只能放棄采用工業機器人，所以安陽需要培養一批素質較高，技術過硬的工業機器人人才。

2.4對數據分析并找到目前兩種人才培養方案的聯系以及企業對于工業機器人人才技能的需求

經過課題組的調研發現安陽職業技術學院人才培養方案上的差別在于機電一體化專業側重于通用設備的自動化生產線的檢測維護改造和運行管理等方面的人才的培養，工業機器人專業的側重于工業機器人操作、工業機器人調試、工業機器人生產線維護、工業機器人設備集成和改造等方面的培養，以安陽職業技術學院的課程對比來看，工業機器人和機電一體化專業課程僅有三門專業課的差別，再加上工業機器人從本質上來講就是機電一體化產品，將機電一體化專業中的一些專業課深入研究，就可以引入工業機器人相關的專業知識，讓機電一體化專業的學生既能夠滿足本專業人才崗位能力需求，同時也可以滿足工業機器人人才崗位能力的需求。從企業對于工業機器人人才能力需求分析，從事工業機器人相關工作的學生需要能讀懂工業機器人系統機械結構圖、液壓、氣動、電氣系統圖；會使用電工、電子常用工具和儀表，能安裝、調試工業機器人機械、電氣系統；能選用工業機器人外圍部件，能從事工業機器人及周邊產品銷售和技術支持；完成機器人精密組裝，能夠集成機器人周邊設備，實現機器人與外圍設備通信，機器人簡單示教調試和生產過程中操作機器人等工作，需要學生們具備設備拆裝、電氣控制部分的安裝、工業機器人與外圍設備通訊、機器人調試以及操作編程等能力。

3機電一體化專業的教學對策

3.1根據數據分析對機電一體化專業和工業機器人

兩種培養方案的聯系進行準確定位對比安陽職業技術學院工業機器人人才培養方案的課程與機電一體化專業的課程，為工業機器人課程融入機電一體化課程提供了基礎，從工業機器人課程安排來看，工業機器人專業的課程是將機電一體化專業中的電子技術、機械設計和數控編程換成了工業機器人概論、工業機器人應用編程、和工業機器人虛擬仿真課程，最后的綜合設計也有所不同，分別為機電專業畢業設計和工業機器人專業的畢業設計。

3.2合理編排增減教學內容

通過分析兩個專業的聯系，為了使得機電一體化專業的學生既可以完成本專業人才培訓計劃，同時滿足工業機器人專業人才能力需求，合理安排教學內容，增加《工業機器人概論》、《工業機器人編程與應用》以及《工業機器人離線編程》等課程，去除掉《機械制造基礎》、《數控編程》、以及《電力電子》課程。機電一體化專業《傳感器》這門課程中，選用教材是既要展示出傳統傳感器的種類和工作原理，同時也要講述工業機器人設備上使用的視覺、壓力、溫度和濕度等傳感器，側重于工業機器人的傳感器的工作原理安裝使用方法；《自動化生產線》課程教材選擇的時候側重于工業機器人自動化生產線的工作原理的介紹，這樣在講述的過程中，學生們可以更加清楚了解工業機器人在生產線上的使用；在《機械設計基礎》課程中，講述機械零部件設計的時候，將工業機器人零部件的結構和設計融入進去，例如講減速器的時候可以將工業機器人使用的RV減速器、諧波減速器融入進去，這樣可以讓機電一體化專業的學生更好的了解工業機器人的結構；在實訓課程方面，安排有金工實訓、機加工實訓、工業機器人操作實訓、工業機器人電氣與裝配實訓。通過這些教學設計與改革，培養出符合工業機器人專業的能力需求的機電一體化專業的學生。

3.3優化教學方法，改進教學手段

基于工業機器人集成應用考核試點的建設，該考核試點建設過程中，基于平臺開發了新形態課程及資源包，技術基礎類資源包，操作與編程類資源包，維護與維修類資源包，教師們不僅可以上課使用，豐富自己的課堂內容，同時可以將資源包到網絡平臺上，建立翻轉課堂資源，使得機電一體化專業的同學們可以在課下多接觸一些工業機器人相關的專業的知識，學生們通過學習知識與老師交流，可以加深理解對于知識的理解和掌握程度。

3.4轉變考核評價方法

課程考核方式改革要著眼于科學全面地評價學生的綜合素質，強化實踐能力、應用能力和創新能力的考核，把“注重考核學生實際能力”、“全面考核”、“過程考核”等先進理念貫徹到課程考核方式改革中，建立雙向式、溝通式的考核信息反饋機制，發揮考核促進教法和學法改進的作用。

3.5提高教師素質

教師水平是影響和決定教學質量的關鍵，要想學生在取得學歷證書的同時也獲得職業技能證書，需要老師也具有“雙素質”，這也是高校提出“雙師型”教師隊伍內在需求。所以在教學改革與教學過程中，還特別重視和強化“雙師型”教師的培養與成長。鼓勵機電一體化教師去工業機器人企業兼職，積累實際工作經驗，并把這種實踐經驗進一步充實和豐富到教學內容中，提高教學質量。

3.6優化教學設計

新時代的年輕人思維活躍，對新鮮事物接納度很高，教師要積極提升自身信息化教學水平，盡可能多了解學生的喜好，充分利用新媒體、新技術、新理論在學生中的優勢，堅持教學手段創新。積極學習多媒體教學理論和技術，例如數字化、信息化教學，不拘泥于課本，采用圖片、音頻、視頻等多種教學手段結合，為學生營造真實、具體、生動的工作場景氛圍，盡可能消除對于機電一體化或是工業機器人設備的陌生感，引導學生“體驗式”學習，充分獲得知識，將教學設計融入信息化手段，讓學生們更好的理解和掌握課程知識。

4結論

總之，將工業機器人技術嵌入機電一體化專業中，加速工業機器人人才培養速度，同時也為機電一體化專業提供新的就業途徑，為社會培養更多的高素質的專業技能型人才。

作者:王艷波 單位:安陽職業技術學院機電工程系