工業(yè)機(jī)器人嵌入機(jī)電一體化研究

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摘要：隨著中國制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛的使用，為了解決工業(yè)機(jī)器人才緊缺的問題，將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)嵌入機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，對于機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修改，融入工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的專業(yè)課程，讓機(jī)電一體化的學(xué)生參加工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用證書的考試并獲得證書，既滿足教育部提出的“畢業(yè)證+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”的要求，也可以充分鍛煉學(xué)生在工業(yè)機(jī)器人方面的能力，滿足工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)方案的需求，滿足企業(yè)對于機(jī)電一體化人才從事更高一級(jí)的設(shè)備維修與維護(hù)和直接面向工業(yè)機(jī)器人工作對象的需求，使得學(xué)生更好的勝任工作崗位，促進(jìn)機(jī)電一體化學(xué)生的就業(yè)，為社會(huì)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)的專業(yè)技能型人才。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用；機(jī)電一體化專業(yè)；人才培養(yǎng)方案

0引言

根據(jù)工信部發(fā)展規(guī)劃，2020年我國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才缺口將近20萬，且每年有望在增速25%以上，制造業(yè)高技能人才缺口逐年加大，因此工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才結(jié)構(gòu)性矛盾也日益突出。面對企業(yè)對工業(yè)機(jī)器人人才的需求，切實(shí)需要實(shí)用、有效的教學(xué)資源培養(yǎng)更多能適應(yīng)社會(huì)需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才。工業(yè)機(jī)器人本質(zhì)也是一種機(jī)電一體化設(shè)備，工業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)有三大領(lǐng)域，分別是伺服電機(jī)、控制器和減速器，這些課程也是機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，但是機(jī)電一體化專業(yè)的課程更加側(cè)重于工廠電氣控制、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)等課程的講解，為了解決工業(yè)機(jī)器人快速培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人人才，將工業(yè)機(jī)器人課程植入機(jī)電一體化專業(yè)的課程中，使得機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生具備工業(yè)機(jī)器人人才技能。

1機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案的改革研究的重要意義

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

2工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)方案調(diào)研

2.1對安陽市周邊高職院校工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)方案調(diào)研

課題組對安陽市周邊開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的近10所高職院校進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，通過調(diào)研各院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才培養(yǎng)方案，目前工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)方案中無論是人才素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)都區(qū)別不大，課題組著重從課程方面研究，經(jīng)過調(diào)研課程安排區(qū)別也不是很大，以安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院人才培養(yǎng)方案為例如表1。

2.2對安陽周邊高職院校機(jī)電一體化人才培養(yǎng)方案調(diào)研

課題組同樣對于安陽周邊開設(shè)機(jī)電一體化專業(yè)的近10所高職院校進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，通過調(diào)研各院校機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，人才素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)都區(qū)別不大。通過調(diào)研目前機(jī)電一體化專業(yè)培養(yǎng)方案中的課程區(qū)別不是很大，以安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院人才培養(yǎng)方案為例如表2。

2.3對安陽市工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)人才需求調(diào)研

課題組通過走訪部分相關(guān)企業(yè)，目前我市經(jīng)營工業(yè)機(jī)器人的企業(yè)不多，目前有安陽德眾工業(yè)自動(dòng)化有限責(zé)任公司、哈工大安陽智能制造機(jī)器人小鎮(zhèn)等公司，經(jīng)過調(diào)研對于工業(yè)機(jī)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(diào)研發(fā)現(xiàn)，一些公司由于缺少專業(yè)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行維護(hù)人才，以及專業(yè)的編程操作人員，只能放棄采用工業(yè)機(jī)器人，所以安陽需要培養(yǎng)一批素質(zhì)較高，技術(shù)過硬的工業(yè)機(jī)器人人才。

2.4對數(shù)據(jù)分析并找到目前兩種人才培養(yǎng)方案的聯(lián)系以及企業(yè)對于工業(yè)機(jī)器人人才技能的需求

經(jīng)過課題組的調(diào)研發(fā)現(xiàn)安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院人才培養(yǎng)方案上的差別在于機(jī)電一體化專業(yè)側(cè)重于通用設(shè)備的自動(dòng)化生產(chǎn)線的檢測維護(hù)改造和運(yùn)行管理等方面的人才的培養(yǎng)，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的側(cè)重于工業(yè)機(jī)器人操作、工業(yè)機(jī)器人調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線維護(hù)、工業(yè)機(jī)器人設(shè)備集成和改造等方面的培養(yǎng)，以安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院的課程對比來看，工業(yè)機(jī)器人和機(jī)電一體化專業(yè)課程僅有三門專業(yè)課的差別，再加上工業(yè)機(jī)器人從本質(zhì)上來講就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，將機(jī)電一體化專業(yè)中的一些專業(yè)課深入研究，就可以引入工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，讓機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生既能夠滿足本專業(yè)人才崗位能力需求，同時(shí)也可以滿足工業(yè)機(jī)器人人才崗位能力的需求。從企業(yè)對于工業(yè)機(jī)器人人才能力需求分析，從事工業(yè)機(jī)器人相關(guān)工作的學(xué)生需要能讀懂工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、液壓、氣動(dòng)、電氣系統(tǒng)圖；會(huì)使用電工、電子常用工具和儀表，能安裝、調(diào)試工業(yè)機(jī)器人機(jī)械、電氣系統(tǒng)；能選用工業(yè)機(jī)器人外圍部件，能從事工業(yè)機(jī)器人及周邊產(chǎn)品銷售和技術(shù)支持；完成機(jī)器人精密組裝，能夠集成機(jī)器人周邊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外圍設(shè)備通信，機(jī)器人簡單示教調(diào)試和生產(chǎn)過程中操作機(jī)器人等工作，需要學(xué)生們具備設(shè)備拆裝、電氣控制部分的安裝、工業(yè)機(jī)器人與外圍設(shè)備通訊、機(jī)器人調(diào)試以及操作編程等能力。

3機(jī)電一體化專業(yè)的教學(xué)對策

3.1根據(jù)數(shù)據(jù)分析對機(jī)電一體化專業(yè)和工業(yè)機(jī)器人

兩種培養(yǎng)方案的聯(lián)系進(jìn)行準(zhǔn)確定位對比安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)方案的課程與機(jī)電一體化專業(yè)的課程，為工業(yè)機(jī)器人課程融入機(jī)電一體化課程提供了基礎(chǔ)，從工業(yè)機(jī)器人課程安排來看，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的課程是將機(jī)電一體化專業(yè)中的電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)和數(shù)控編程換成了工業(yè)機(jī)器人概論、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程、和工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真課程，最后的綜合設(shè)計(jì)也有所不同，分別為機(jī)電專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)和工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。

3.2合理編排增減教學(xué)內(nèi)容

通過分析兩個(gè)專業(yè)的聯(lián)系，為了使得機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生既可以完成本專業(yè)人才培訓(xùn)計(jì)劃，同時(shí)滿足工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才能力需求，合理安排教學(xué)內(nèi)容，增加《工業(yè)機(jī)器人概論》、《工業(yè)機(jī)器人編程與應(yīng)用》以及《工業(yè)機(jī)器人離線編程》等課程，去除掉《機(jī)械制造基礎(chǔ)》、《數(shù)控編程》、以及《電力電子》課程。機(jī)電一體化專業(yè)《傳感器》這門課程中，選用教材是既要展示出傳統(tǒng)傳感器的種類和工作原理，同時(shí)也要講述工業(yè)機(jī)器人設(shè)備上使用的視覺、壓力、溫度和濕度等傳感器，側(cè)重于工業(yè)機(jī)器人的傳感器的工作原理安裝使用方法；《自動(dòng)化生產(chǎn)線》課程教材選擇的時(shí)候側(cè)重于工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線的工作原理的介紹，這樣在講述的過程中，學(xué)生們可以更加清楚了解工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)線上的使用；在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中，講述機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的時(shí)候，將工業(yè)機(jī)器人零部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)融入進(jìn)去，例如講減速器的時(shí)候可以將工業(yè)機(jī)器人使用的RV減速器、諧波減速器融入進(jìn)去，這樣可以讓機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生更好的了解工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)；在實(shí)訓(xùn)課程方面，安排有金工實(shí)訓(xùn)、機(jī)加工實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人操作實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人電氣與裝配實(shí)訓(xùn)。通過這些教學(xué)設(shè)計(jì)與改革，培養(yǎng)出符合工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的能力需求的機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生。

3.3優(yōu)化教學(xué)方法，改進(jìn)教學(xué)手段

基于工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用考核試點(diǎn)的建設(shè)，該考核試點(diǎn)建設(shè)過程中，基于平臺(tái)開發(fā)了新形態(tài)課程及資源包，技術(shù)基礎(chǔ)類資源包，操作與編程類資源包，維護(hù)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(nèi)容，同時(shí)可以將資源包到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，建立翻轉(zhuǎn)課堂資源，使得機(jī)電一體化專業(yè)的同學(xué)們可以在課下多接觸一些工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的專業(yè)的知識(shí)，學(xué)生們通過學(xué)習(xí)知識(shí)與老師交流，可以加深理解對于知識(shí)的理解和掌握程度。

3.4轉(zhuǎn)變考核評價(jià)方法

課程考核方式改革要著眼于科學(xué)全面地評價(jià)學(xué)生的綜合素質(zhì)，強(qiáng)化實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的考核，把“注重考核學(xué)生實(shí)際能力”、“全面考核”、“過程考核”等先進(jìn)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(jī)制，發(fā)揮考核促進(jìn)教法和學(xué)法改進(jìn)的作用。

3.5提高教師素質(zhì)

教師水平是影響和決定教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，要想學(xué)生在取得學(xué)歷證書的同時(shí)也獲得職業(yè)技能證書，需要老師也具有“雙素質(zhì)”，這也是高校提出“雙師型”教師隊(duì)伍內(nèi)在需求。所以在教學(xué)改革與教學(xué)過程中，還特別重視和強(qiáng)化“雙師型”教師的培養(yǎng)與成長。鼓勵(lì)機(jī)電一體化教師去工業(yè)機(jī)器人企業(yè)兼職，積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，并把這種實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步充實(shí)和豐富到教學(xué)內(nèi)容中，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.6優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

新時(shí)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(xué)水平，盡可能多了解學(xué)生的喜好，充分利用新媒體、新技術(shù)、新理論在學(xué)生中的優(yōu)勢，堅(jiān)持教學(xué)手段創(chuàng)新。積極學(xué)習(xí)多媒體教學(xué)理論和技術(shù)，例如數(shù)字化、信息化教學(xué)，不拘泥于課本，采用圖片、音頻、視頻等多種教學(xué)手段結(jié)合，為學(xué)生營造真實(shí)、具體、生動(dòng)的工作場景氛圍，盡可能消除對于機(jī)電一體化或是工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的陌生感，引導(dǎo)學(xué)生“體驗(yàn)式”學(xué)習(xí)，充分獲得知識(shí)，將教學(xué)設(shè)計(jì)融入信息化手段，讓學(xué)生們更好的理解和掌握課程知識(shí)。

4結(jié)論

總之，將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)嵌入機(jī)電一體化專業(yè)中，加速工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)速度，同時(shí)也為機(jī)電一體化專業(yè)提供新的就業(yè)途徑，為社會(huì)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)的專業(yè)技能型人才。

作者:王艷波 單位:安陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系