機器人實訓總結模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機器人實訓總結，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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摘 要：中等專業學校作為為社會提供最多技術人才的資源庫，注重的是學員的實踐能力了，所以實訓基地的建設尤其重要。

關鍵詞 ：計算機；基地建設；技能型人才

中圖分類號：TG659-4 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772-（2015）02-0196-02

江蘇省江陰中等專業學校始建于1951年，是首批國家級重點職業學校、首批江蘇省重點職業中學、首批江蘇省四星級中等職業學校和高水平示范性職業學校、國家中等職業教育改革發展示范學校立項建設單位、江蘇省高水平現代化職業學校立項建設單位。學校占地249畝，建筑面積12.9萬平方米，在校學生5 000多人，是一所培養高素質技能型人才的綜合性中等專業學校。

我校計算機應用專業是首批江蘇省示范專業、省品牌專業、無錫市重點專業和第三批國示范重點建設專業。計算機實訓基地曾被評為國家高技能人才培訓基地，2013年根據省教育廳、財政廳《關于進一步加強職業學校高水平示范性實訓基地建設的通知》（蘇教職〔2012〕34號）要求，申報成為高水平示范性實訓建設基地。經過一年多的實訓基地的建設工作，我校在實訓基地的建設與管理過程中，學校銳意創新，多方借力，深化實訓基地內部管理與運行機制，從以下幾個方面凸顯基地特色，取得很好的成效。

一、立足現在，著眼未來，細化計算機專業方向

隨著信息技術的發展，開設計算機應用專業的學校越來越多，學校原有的以計算機應用為主的專業優勢得到削弱。因此，在“十二五”期間，學校堅持專業辦學的市場導向原則，結合本地實際，通過充分的調研論證，把計算機應用專業發展的重點轉到專業的“精細化”發展上。一方面對原有的計算機應用專業進行內涵的提升，突出“3+4”（3年中職+4年應用本科）一體化人才的培養；另一方面，積極開發新的社會緊缺的計算機類的應用型專業，2013年，新開設了計算機平面設計專業。

2013年以來，學校在國家職業教育改革示范性學校建設過程中，計算機應用應用專業深化與江陰市信息化協會的合作，成立了由政府、企業工程師和學校計算機專業的骨干教師組成的校企合作委員會，利用資源共建共享、優勢互補的原則，在真實的工作崗位上開展計算機類專業實訓，教學成效顯著。

二、積極教育，厚德勵技，優化專業人才培養目標

在專業人才培養目標上，學校堅持面向信息服務業，及時把握IT發展動態，優化專業人才培養目標。通過深入、廣泛的調查研究，學校將人才培養目標定位為：具有與本專業領域相適應的文化水平、良好的職業道德、吃苦耐勞的工作態度、嚴謹規范的工作作風，掌握本專業領域的技術基礎知識和基本技能，具備終身學習發展能力，達到計算機應用類（辦公自動化、數字媒體制作、網絡技術應用等方向）中級工技能水平的具有項目主管潛質的高素質技術技能型人才。

基于以上人才培養目標，學校本著“積極德育塑人品、積極教學育人才、積極拓展繪人生”的原則，創新學生積極教育體系。具體做法如下所示。

1.堅持立德樹人、全面發展，完善“積極德育”工程

學校實施德育導師制，對學生進行德育教育。學校聘請社會勞動模范、行業企業技術能手等人員擔任德育導師，通過講壇、授課、交流等形式，借助德育導師的模范與引領，培養學生的專業修養，創新德育課程教學。

2.剖析專業及課程，夯實“積極教學”工程

學校以“積極教學”為落腳點，通過專業剖析，厘清計算機專業相應的崗位職業活動，構建以職業能力為依據的課程體系。在專業技能課程的教學實施過程中，本著“生產合格產品，培養合格人才”的教學思路，以典型項目（服務）為載體設計教學活動，以職業技能鑒定為參照強化技能訓練。同時，學校聯合企業技術專家和課程專家，制訂課程教學標準，開發以“工作過程為導向”專業技能課程特色教材。在專業細化、小班化教學、項目推進的實施下，學校創造條件讓學生進入好企業、有發展的崗位進行定崗實習，通過企業的培養使學生成長為優秀的員工，這樣才能使專業辦學出現良性循環。

3.開展“九個一”活動項目，做強“積極拓展”工程

學校在實施職業教育“雙證制”的前提下，每年舉辦計算機文化節，學生在學習之余，積極開展第二課堂，并將課堂實踐教學模塊向課外拓展，以“九個一”項目為主線（做一名金手指、裝一臺電腦、組建一個局域網、設計一個網站、辦一份電子報刊、出一份海報、制作一分鐘宣傳片、獲取一張ATA證書、走進一家IT企業），分層遞進，鼓勵學生參加專業社團，通過自身的努力，實現一專多能，考取多個職業資格證書。目前為止，我校計算機專業利用江蘇省高水平實訓基地建設項目專項建設資金300萬元（江陰地方財政需配套350萬元）,按照省高水平實訓基地建設評審要求，第一年度到帳的200萬元，學校根據實訓基地申報書中的規劃，將新增和改造10個實訓室（具體見項目申報書）。學校將省財政計算機實訓基地專項撥款到帳的200萬元前期投入主要用于以下幾個計算機基地建設項目。

序號建設項目內容預算資金（萬元）

第一，改造第4、第5、第9、第11和第12機房，報廢五個實驗室計算機 216臺。添置一體化教學用計算機200臺。并將1、2機房改造成2個高級辦公自動化實訓室。將第4機房改造成1個印刷編輯排版綜合實訓室，第5機房改造成網頁設計與制作實訓室，第9機房改造成1個圖形圖像實訓室。 75.5

第二，改造和擴建1個計算機網絡技術實訓室。 44.5

第三，新建2個動畫設計與制作實訓室。 53.5

第四，計算機實訓基地的網絡改造。 22.5

第五，其它（學生創新工作室、各室投影設備等）。 4

合計 200

此外，企業對學校的實訓基地建設也給予極大的幫助與支持。學校現代圖文工作室，全部由江陰現代辦公設備有限公司提供支持。

三、夯實基礎，銳意創新，完善實訓基地管理體制

學校圍繞高水平示范性實訓基地的建設目標，進一步強化實訓基地各項管理工作，建立起完善的基地管理體制。

1.實施“分線分塊”管理，構建基地日常管理體系

管理體系框架如下：

崗位名稱工作職責

實訓中心主任總體負責實訓基地的建設、運行和管理等各項工作；負責實訓教學安排、職業技能鑒定安排，實訓中心人員管理。

實訓指導教師負責學生計算機類實訓教學實施。

輔導員具體負責計算機專業實訓德育工作，指導實訓教師進行職業道德和職業素養教育。

對外培訓與校企服務110負責人具體負責對外培訓和企業技術服務，包括制定培訓計劃，實施培訓管理，承接對外項目開發等業務。

2.積極實施實訓基地日常巡查制度

為了及時了解實訓基地運行狀態，學校實施實訓基地安全巡查、教學巡查制度。重點查教師教學常規、學生學習常規，發現問題及時與教師溝通、與班主任溝通，并立即加以解決。

3.實施實訓基地晚自習值班制度

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【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01C-0074-03

按照工信部的發展規劃，到2020年，我國工業機器人裝機數量將達到100萬臺，大概需要20萬工業機器人技術應用的相關從業人員。這就意味著，從2016年開始到2020年，平均每年需要培養3萬名以上的工業機器人應用人才。但是，與工業機器人應用人才的需求逐年增長相比，工業機器人方面的人才培養卻處于滯后狀態。目前，本科院校培養的機器人相關人才，大多從事原理研究、本體開發及特種機器人開發等，因此，國內急缺工業機器人應用技術方面的對口人才。

隨著機器人技術的飛速發展，工業機器人已廣泛應用于各個領域的工業現場。為了適應機器人技術人才的需求，工業機器人技術應用課程應運而生。工業機器人技術應用課程是高職院校機電一體化技術專業的專業必修核心課程，而課程又處在人才培養的核心地位。該課程是廣西職業技術學院2016年工學結合優質核心課程立項建設的課程，它的開設對接了現代工業機器人相關產業的發展要求，培養目標是滿足工業機器人相關產業高技能人才的需求。本課程主要是培養學生綜合運用所學知識來解決與機器人技術有關問題的能力；根據典型案例進行程序編寫及應用控制理論的相關知識解決實際問題的能力；以及團結協作、吃苦耐勞、精益求精的職業素養，為就業夯實基礎。

一、課程性質與定位

（一）課程性質

該門課程是高職高專院校機電一體化技術專業必修的核心課程。學生通過對工業機器人技術應用內容的學習，掌握機器人的基本知識、基本原理、基本方法和綜合應用技術。課程主要內容包括機器人的基礎操作知識I/O通信、程序數據、程序編程和硬件連接等。本課程主要目標是為學生畢業后從事工業機器人操作、安裝、編程、調試、維護、保養以及生產管理等工作打下良好的基礎。

（二）課程定位

課程以機電一體化設備PLC控制與調試、機床電氣線路維修及液壓和氣動系統的應用與維修為前導課程，同時也是學習工業機器人現場編程與調試、工業機器人離線編程、自動化生產線安裝與調試等后續課程的基礎，起著承上啟下的銜接作用。

二、基于工作過程的課程設計

（一）設計思路

緊扣機電一體化技術專業人才培養方案，校企合作進行課程設計和典型工作任務的開發。改變傳統的以知識傳授為主要特征的學科式課程模式，以工程項目、工作任務來重組課程內容。同時將職業素質培養、職業技術標準融入課程。課程實施采用工學結合、校企合作、“教學做”一體化的教學模式，課程評價以過程性評價為主，用典型工作任務的完成情況來考核課程內容的掌握情況，具體設計思路如下：

1.組建包括學院專任教師和ABB（中國）有限公司、庫卡機器人（上海）有限公司、南寧燎旺車燈有限責任公司、廣西宏智科技有限公司企業專家的課程開發和實施團隊。

2.引入工業機器人技術的職業標準，以南寧燎旺車燈有限責任公司等企業的工業機器人操作、安裝、編程、調試職業崗位的工作過程為導向，分析業崗位的工作任務，按照一定的邏輯關系進行排序，對完成工作任務需具備的知識、能力、素質做出較為詳細的描述，形成團隊成員認可、思路清晰、層次分明的工作任務分析表。

3.根據職業能力的復雜程度，整合典型工作任務。召開有企業專家、課程建設團隊人員參與的課程標準建設會議，確定本課程的工程項目，并將工程項目即學習模塊細化，具體劃分為若干學習任務。

4.在課程教學方法與教學手段的設計上，按照“項目引領、任務驅動”的模式，以工業機器人的實際應用情況為載體，對原有課程內容進行解構與重構，將課程內容分成認識工業機器人、讓工業機器人動起來、工業機器人基本訓練和工業機器人技術應用四個主要模塊，每個模塊又分為若干學習任務來組織教學。

5.在教學效果考核上，采用過程評價與結果評價相結合的方式，側重過程考核，重點考核學生完成工作任務的能力。

（二）課程目標

本課程總體目標是為了學生畢業后能從事工業機器人設備的操作、安裝、編程、調試、維護、保養工作，并使學生提高自學能力，能追蹤幾種常見品牌的機器人使用方法和機器人方面的新技術、新發展。

通過本課程的學習，學生能全面掌握知識目標、能力目標和素質目標。知識目標：掌握機器人的基礎操作知識，I/O通信、程序數據、程序編程和硬件連接等。能力目標：熟練操作機器人，能獨立完成機器人的基本操作，根據典型工作任務進行程序編寫調試及應用工業機器人技術解決實際應用問題。素質目標：注重職業道德和誠信教育，提高學生的綜合素質。

（三）具體工作過程分析

根據崗位對知識、技能和素質三方面的能力需求及學生的認知規律，解構課程傳統知識，根據實際的工作過程，由淺到深，由簡單到復雜，重組課程內容。調整后的學習模塊及學習任務如表1。

三、課程標準實施建議

（一）教學方法

將“項目引領、任務驅動”貫穿教學過程的始終，針對不同的學習任務和學習情境，選用不同特點的教學方法，主要教學方法如表2所示。

（二）教學評價

由注重知識考核，轉變為注重能力和過程考核，采取實操、作業展示、項目任務完成考核和期末筆試等多種方式進行考核，采用過程考核與結果考核相結合的綜合考核方式，其中過程考核成績占60%，結果考核成績占40%。

為了加強對學生能力的考核，過程考核采用教師評價和學生自評相結合的方式，每個學習模塊完成后，由各小組提交一份工作總結，教師根據總結的內容和內涵進行評分，并進行小組內答辯，對提出創新見解的小組適當加分，小組成績由教師先給出各小組得分，組長再根據組員在工作完成中所起的作用和表現狀況，給出各組員的得分，教師將每個學生的個人成績與小組分配成績相加，得出課程過程考核的最終考核成績，如表3所示。

（三）師資條件

組成一支職稱結構、學歷結構、年齡結構、專兼比例合理的課程教學團隊。主講老師應具備碩士以上學歷或者中級以上職稱，應具有2年以上控制系統實際項目設計經驗，具有扎實的機器人專業知識和熟練的機器人操作技能，能綜合運用行動導向教學法，動手能力強；輔助老師應具有較強的控制系統安裝與調試方面的技術技能，具有較豐富的企業一線經驗。

（四）教學條件

“教、學、做”一體化實訓場所如機器人實訓室、自動化生產技術控制實訓室，實訓室配備先進的工業機器人實訓裝置、常用電工工具等，并具備多媒體教學的環境條件，以具有工業機器人等先進自動控制設備的企業作為校外實訓基地。

（五）教學資源

1.教材使用與建設。根據校內實訓室和校外實訓基地條件，校企專家合作編寫適合以工作過程為導向組織教學的校本教材和實訓指導書。校本教材不僅可以促進學生的個性發展，還可以有效提高教師的業務能力和課程開發水平。

2.教W資料建設。以課程標準為依據，完善習題試題、視頻動畫及操作手冊等教學資料庫，便于學生課下自學和拓展提高。

3.建設課程網站。課程網站的建設利于課程資源整合和共享，便于學生課前預習和課后復習，充實學生的課余生活，激發學生自主學習的興趣，提高課程的教學質量。

【參考文獻】

[1]姜大源.論高等職業教育課程的系統化設計――關于工作過程系統化課程開發的解讀[J].中國高教研究，2009（4）

[2]湯曉華，蔣正炎，陳永平，欒秋平.工業機器人應用技術[M].北京：高等教育出版社，2015

[3]朱英華.試論工作過程系統化課程標準的開發思路――以汽車機械基礎為例[J].職業，2015（12）

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一、機電一體化專業開設的必要性

在世界經濟復蘇乏力的背景下，中國經濟增速出現回落，2015年增長幅度為6.9%，國際環境仍然復雜嚴峻，對制造加工型企業的自動化改造是保證企業降低成本、緩解用工不足壓力的有效途徑之一。同時，工業機器人的大規模應用是現代化企業自動化改造的重要手段，我國“世界工廠”的地位也決定了我國必將成為工業機器人的最大市場。未來三年，中國工業機器人處于國家政策紅利、工業轉型升級需求釋放、人口紅利減弱、市場需求增長的機遇疊加期[1]。這也意味著這一領域技能人才缺口之大。機械、汽車、電子、電氣控制、機電一體化等專業都是傳統的工科類專業，企業對相關人才的需求已經由單一型人才發展到復合型、應用型人才[2]，而工業機器人專業正是多種學科的綜合應用，對培養相關專業學生的綜合應用能力有著重要的意義。新專業的開設因為是面向工業現場的實用型人才培養，緊密結合國家《中國制造2025》計劃，且為增加校企合作辦學，為展開實用型科研課題的研究打下基礎，正因為其是新興事物，因此在相關領域哪怕有一點成果都是開創性的，有益于成績取得以及學校知名度的提升。重慶市農業機械化學校（以下簡稱學校）依托機電一體化專業開設工業機器人應用與維護專業方向，符合重慶市推進機器人產業發展的政策導向，能更好地服務地方經濟。

二、專業發展前景

工業機器人作為一種高技術含量的設備，在使用過程中其設計、制造、安裝、調試、操作、維護等工作需要大量的專業技術人員[3]。隨著我國工業機器人生產廠家、應用行業的增多和裝機量的爆發式增長，工業現場嚴重缺乏該類人才。從崗位需求來看，工業機器人專業的學生可以在企事業單位從事以下三個方面工作：制造工業機器人產品；銷售工業機器人；利用工業機器人設備進行生產等。第一種需要完成工業機器人的設計、零部件生產、裝配、安裝、調試和售后服務等工作；第二種主要工作是機器人銷售、專業的技術咨詢服務；第三種主要包括工業機器人設備操作和設備的維護保養。從技術層面來看，工業機器人技術是機械加工與裝配、電工電子、計算機編程、傳感器技術、電機傳動技術、網絡通信等技術的結合體，學生通過這些技術的培養成為復合型技能人才，將具備發展潛力和廣闊的就業前景。

三、專業職業能力崗位分析

（一）工業機器人操作、維護崗。崗位工作任務：根據生產工藝參數進行工業機器人編程、調試以達到生產需要；負責上料和裝夾；負責備件管理；負責機器人操作及程序錄入、日常點檢與數據維護、完成生產任務；負責產品質量控制及提升；負責工業機器人故障處理和設備維護保養工作；負責建立工業機器人操作資料檔案；參與工業機器人生產技術改進工作；負責工業機器人現場8S工作。崗位能力要求：機電基礎知識，精通ABB、庫卡（KUKA）、發那科（FANUC）、安川電機(YASKAWA)、國產機器人等至少1種機器人示教編程、仿真編程與調試能力；簡單英文操作界面的識讀能力；工業機器人本體與控制器的維護能力；二氧化碳保護焊、弧焊、點焊焊接不同金屬材料的參數和焊接姿態的設定能力；焊接圖、機械圖的識讀能力；熟悉各種機械加工制造；熟練運用office辦公軟件；量具的使用能力；工裝夾具調整技能。職業素養要求：勤奮好學，愛崗敬業，吃苦耐勞，認真負責，積極上進。

（二）工業機器人裝配、調試崗。崗位工作任務：負責協助銷售人員做好客戶、經銷商的技術支持工作；負責以工業機器人為核心的自動化單元機械和電氣安裝；負責生產現場工業機器人本身參數設置、程序編制、工裝夾具的調試、工藝參數設置、聯鎖信號的設定、故障排除；負責生產過程質量控制，質量問題的分析及改進；負責反饋現場問題，并能給出合理化建議；負責現場客戶的應用培訓和產品驗收；負責項目后期問題處理。崗位能力要求：機電基礎知識，精通ABB、庫卡（KUKA）、發那科（FANUC）、安川電機(YASKAWA)、國產機器人等至少1種機器人配置、示教、編程與調試；能閱讀中英文工業機器人技術資料；能識讀機械、焊接、電氣圖紙；具備一定的電氣電子基礎，了解低壓配電及電機驅動；熟悉工業機器人控制系統，工業機器人周邊設備及周邊設備的連接和調試；熟悉工業機器人與PLC通信相關參數配置及PLC編程；熟悉機器人點焊、弧焊、二氧化碳保護焊、涂膠、搬運、碼垛、滾邊、裝配、噴涂、磨削、去毛刺、上下料等典型應用；能完成工業機器人培訓的教學任務；善于處理人際關系。職業素養要求：良好的溝通能力、協調組織能力、團隊合作精神、吃苦耐勞、有責任心，積極主動。

（三）機器人銷售、服務崗。崗位工作任務：負責客戶的開拓、客戶需求分析、提出相應銷售解決方案、維護好客戶關系、進行商業談判、標書的制作、參與招標、合同的簽訂、合同的跟進；產品、行業、競爭對手信息收集整理和合理利用；制定項目的跟進安排并付諸實施，并完成銷售額；維護公司產品品牌形象。崗位能力分析：數控、自動化、機電一體化、計算機、市場營銷等專業，機器人專業畢業更佳；熟悉機器人的應用；語言表達能力強，善于了解并分析客戶需求；招投標的專業知識；商務談判能力；承壓能力；協調組織能力；熟練運用office辦公軟件。職業素養要求：開拓精神，吃苦耐勞，文明禮貌，團隊合作精神。

（四）機器人教師崗。目前就業市場上提供了大量從事兒童與青少年科技教育崗位，主要為樂高積木機器人系列。崗位工作任務：建立學生有關檔案；編寫教案，高質量完成教學任務；課后總結，提升授課技巧；負責學生上課期間的安全；維護與學生的良好關系，與家長溝通學習情況。崗位能力分析：樂高積木機器人的裝配、編程、調試；具有較強的中文表達能力，普通話標準；動手能力強；編程能力；熟練運用office辦公軟件能力；團隊管理能力。職業素養要求：有愛心、耐心、責任心，創新意識，親和力。從以上分析可以看出，崗位不同側重點不同、深度不同，且涉及到的知識和技能范疇大，除了要傳統的機電技能外，還需要很多新知識支撐。學校要培養出滿足企業需要的員工，需要定好位，購置適當的設備，推進師資建設、教育教學資源建設。

四、專業培養規格

培養從事工業機器人模擬、編程、操作、裝配、調試、銷售、教學及自動化生產系統維護維修與管理等工作的應用型技術人才。

五、專業實訓室建設

學校在原有機電一體化和機械加工實訓室基礎上新建工業機器人創新實訓室，該實訓室包括2套ABB六自由度工業機器人本體，3套江蘇匯博工業機器人本體，2套工業機器人電氣系統拆裝平臺，1臺工業機器人機械拆裝平臺，自動化生產線控制模塊；機器人夾具包括：搬運碼垛夾具、寫字夾具、雙交位夾具、真空吸盤、噴槍；機器人配套訓練工具：平面碼垛模塊、寫字平臺、模擬焊接激光筆、模擬拋光工具、涂膠模塊、仿機床上下料模塊、立體倉庫模塊，一批樂高積木；專用的計算機實訓室軟件：工業機器人離線編程軟件、PLC編程軟件。

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【關鍵詞】虛擬仿真技術/平臺；虛擬仿真訓練系統；實訓教學

一、虛擬仿真實訓系統的三維建模技術及軟件研究

虛擬仿真系統的功能主要體現在它可以讓使用者借助于專用的視、聽、觸覺等具有感知功能的設備，進入仿真系統制造的虛擬空間，并且還能夠與虛擬環境中的人和物體進行實時交互，從而感知和操作虛擬環境中的各種對象，最終達到身臨其境的效果。它的組成主要是把計算機作為主要的部分，其次綜合利用三維圖形、多媒體、仿真等技術構建起一個逼真的虛擬系統。從它的組成部分和應用程序來看，虛擬仿真實訓系統對三維圖形的利用還是十分頻繁的，因此我們應當對其進行重點研究。虛擬仿真實訓系統在工業機器人上的應用設計主要是利用三維建模軟件，通過虛擬現實標準語言建立虛擬環境中的實體模型表現出來，最后通過描述它們之間的結構關系，快速、真實地顯示三維虛擬工業機器人，并為工業機器人控制系統提供一個研究觀察平臺。本段主要通過對虛擬仿真實訓系統的三維建模技術及軟件研究，來發現虛擬仿真技術的優點和研究其未來的發展方向。

Maya軟件是美國Autodesk公司出品的世界頂級的三維動畫軟件，通過對Maya軟件的運用，能夠使虛擬仿真實訓系統在一定程度上提高制作三維動畫的效率和品質，調節出仿真的角色動畫，使其得出更加真實的效果。這是因為Maya軟件不僅僅包括一般三維和視覺效果制作的功能，而且還能夠和世界上最先進的建模、數字化布料模擬、毛發渲染、運動匹配技術相結合，使得虛擬仿真實訓系統所創造出的畫面更加真實有立體感。

二、虛擬仿真技術在各領域內的作用

隨著科技的發展，虛擬仿真技術在一些高科技等高端領域的地位越來越凸顯出來，地位與作用也逐漸提升。尤其是在移動互聯網的應用與開發、手機游戲設計及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的價值更為突出。

Maya軟件是虛擬仿真技術的一種，它應用的對象是專業的影視廣告，角色動畫，電影特技等。它能夠在工作的過程中展現的比較靈活，易學易用，制作出動畫的效率非常高，渲染出畫面的真實效果比較強，它對畫面中角色動作的捕捉尤為清晰，與畫面角色的綁定的聯系性也十分緊密，是虛擬仿真實訓系統中一個比較不錯的系統軟件。MAX軟件它最開始的應用是在電腦游戲中的動畫制作，后來又進一步的開始參與影視片的特效制作，MAX軟件還被廣泛地應用于廣告、影視、工業設計、建筑設計、多媒體制作、游戲、輔助教學以及工程可視化等領域，也就是虛擬仿真實訓系統當中。它強大的立體三維功能被新媒體、影視動畫、游戲動畫等領域廣泛運用。

三、虛擬仿真技術為機器智能實驗課帶來的好處

虛擬仿真技術的應用為現代化的社會帶來了許多的方便，讓機器實驗課、項目實訓的智能科學與技術專業實驗教學越來越豐富化。虛擬仿真技術的應用可以有效地提高教學的質量和效率。通過對虛擬仿真技術的應用，使得上級和下級、老師和學生的客戶信息以及實訓項目、實訓指導、模擬操作、技能測評等等的信息存儲在管理信息庫中，與此同時，上級和下級或是老師和學生之間就可以通過客戶機對下級或者學生之間的實訓進行遠程的指導與管理。

隨著時代的發展，科技的進步，虛擬仿真技術在在現代職業技能教學中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術的不斷完善和發展，將為機器智能實驗課等實訓課程帶來更多的方便和益處。由于它能夠為人們提供一種高級的人機接口，具備交互性、想象性、沉浸性等特點，所以它主要的應用領域在政府、企業、學校等這些需要實訓學習環境的地方。

四、虛擬仿真實訓系統的應用領域和發展趨勢

作為一項新興的科學技術，虛擬仿真技術還處在一個不斷探索前進與不斷完善的階段當中，其發展趨勢呈一個不斷上升的大幅增長的趨勢。從目前來看，雖然目前政府、教育部門、學校、教師都已經認識到了虛擬仿真技術對于職業教育實踐性教學環節的重要作用和發展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決，因此虛擬仿真技術正在與教育、培訓等領域不斷地相適應和匹配。

其次，雖然目前政府、教育部門、學校、教師都已經認識到了虛擬仿真技術對于職業教育實踐性教學環節的重要作用和發展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決。雖然目前政府、教育部門、學校、教師都認識到了虛擬仿真技術對于職業教育實踐性教學環節的重要作用和發展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決。例如：虛擬仿真技術對計算機及相關硬件的要求比較高，但是這些方面的發展不能夠滿足人們對虛擬仿真技術的需要，虛擬仿真軟件數據是一個龐大的數據庫，三維立體仿真軟件的應用對顯卡和顯示器等也有很高的要求，也就是說，虛擬仿真系統對硬件的要求較高。因此需要對計算機及相關硬件的發展有一個更高的要求。最后，教學類虛擬仿真軟件的質量還有待提高、對虛擬仿真技術的研發標準也不統一和對虛擬仿真技術應用不夠廣泛等等，這些都是需要發展改善的地方，也是未來虛擬仿真技術發展的一個大的趨勢。

五、虛擬仿真實訓系統的價值和市場經濟效益

虛擬仿真實訓系統作為一個高端的科技系統，對政府、企業、學校等的發展，起到了至關重要的作用，并為其創造了更大的價值。同時虛擬仿真技術的不斷發展，也在打開了市場，擴大了市場份額的同時為市場創造了更多的經濟利益。

在市場經濟為主導的今天，虛擬仿真實訓系統也為市場經濟的發展做了一定的貢獻，為市場經濟的發展添磚加瓦，在自己發展得同時也促進了市場經濟的發展。因此，我們應當不斷地發展虛擬仿真實訓系統，使其深入到更多的地方，讓更多的地方和人們體會到虛擬仿真實訓系統為人們帶來的價值。

總結

虛擬仿真實訓系統的日漸完善，使得人們的生活也不斷的豐富活躍起來，政府、企業、學校等地方對其的應用，也促進了虛擬仿真實訓系統的發展。本論文通過闡論虛擬仿真實訓系統的虛擬仿真機器人機械臂模型用到的三維建模技術及軟件（如Maya、Max等）、原理以及虛擬仿真技術的應用領域和發展趨勢的研究，探討了虛擬仿真實訓系統的價值和市場經濟價值，同時也為虛擬仿真實訓系統的發展奠定了理論基礎。

參考文獻：

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中圖分類號：G712？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）01-0186-02

機器人課程是教育和高科技的結合，由于機器人自身的特點和對未來社會的影響，機器人不僅僅是全面素質教育的好教材、好辦法，而且是科普教育的重要園地。機器人教學也從一個側面反映了學校信息與自動化領域基礎研究和高技術發展的水平。

一、項目分析

1.理實一體項目教學的優點。改變了傳統教學中的理論加實驗教學模式，而當前的實驗教學大多以實驗箱為實驗平臺，開設的也多為驗證性實驗。導致學生過度追求實驗結果，而忽略了硬件設計、軟件調試等過程。整個課程結束后，許多學生也未能真正了解清楚機器人工作的全過程，采用理實一體工作過程的項目化教學，學生由簡入繁，由淺入深，更能掌握機器人的技術要領。項目式教學可以開拓老師和學生的思維，學生的主動性得到極大鼓勵，突出學生的個性發展，增強競爭意識和創新思路，更可以在團隊合作中加強與人交流的能力和協作配合能力。把工作過程引入課程，在課堂上體現微工業，學生更能在學校里提前感知工作環境和工業要求。

2.機器人平臺特色。四川信息職業技術學院電子系機器人教學采用本院自主開發的創意之星”機器人競賽及實訓平臺。這是一套用于高等工程創新實踐教育的模塊化機器人平臺，可通過數百個基本“積木”單元的組合，搭建出各種發揮想象力的機器人，并可為自己搭建出的機器人編程。因此，無論是機械、電子還是電氣專業，都可以基于該平臺，根據需要選擇自己的側重點，承載學生的實驗、實訓、課程設計、畢業設計或技能競賽。AVR單片機、高端ARM處理器等。

二、教學項目的規劃與實施步驟

教學組織中，老師的引領和規劃很重要。學生很容易接受知識，在熱心操作時，往往忽略操作注意事項，經常會有學生由于錯誤操作而損壞控制面板。所以老師必須多番強調和檢查指導。在教學實施時，要體現工業5S工作標準化要求。通過5S對環境施以現場規范化管理，可以在改善實訓室形象、提高質量、降低損耗及提升學生綜合素養等方面達到意想不到的效果。具體教學中，共劃分六項主要內容，分別是：組裝機器人、搭建軟件平臺、測試舵機控制器、機器人控制指令、讓機器人動起來、機器人二次開發競賽。其具體的實施步驟又如下分為項目團隊的建立、項目任務計劃的制定、項目制作、項目檢查評估、項目資料歸檔或應用等主要項目任務塊。

1.機器人項目的團隊建立。從學生中合理的選擇各具特長的成員來組成項目團隊，并為各個成員、團隊之間營造互幫互助的學習活動氣氛，引導他們形成良性競爭。選擇各具特長的成員其原因在于彌補相互之間的不足，使他們能夠在相互交流、幫助的團隊合作環境下，一起解決問題，讓學生能夠體會到團隊合作的重要性所在，使他們的團隊合作能力能夠得到提升。團隊成員確定好過后，就要對他們各自的工作任務進行明確的劃分，讓他們每個人都能夠找到其自身在團隊中的角色位置，有效的為團隊做出貢獻，保證整個機器人項目的順利完成。總之，在進行團隊建立的時候，考慮到每個學生成員的特征屬性是重點，尤其是其專業特長、性格等。然后還要在團隊成員中民主的推選出負責人，使團隊隊長來落實具體的工作細節。

2.細化、制定任務計劃。選隊中的負責人要負責組織團隊成員，集思廣益的對具體任務計劃進行細化與制定，使具體的工作步驟能夠明確下來，并得到所有成員的認同。機器人的系統復雜度非常高，包含各種硬件與軟件程序，這也正是其代表先進科學技術水平能力的關鍵所在。本文的教學實踐過程當中，由各個小組去自行的收集與設計機器人功能目標，比如清潔功能機器人、醫療服務機器人等。這些機器人的設計與實現目的是為人類減輕勞作負擔，比如清潔功能機器人主要幫助人們打掃環境衛生，提高人們的生活環境質量；醫療服務機器人主要是幫助人們在醫院就醫的過程當中，可以減少不必要的肢體運動，一方面方便醫院患者，另一方面簡化醫院醫護工作人員的工作量。有了機器人的功能目標后，團隊中的各個人員就需要根據自身的專業特長所在，接受各自的任務任命。比如一部分學生主要負責機器人的體型結構設計，進行設計圖繪制；負責機器人電路的學生主要工作是紅外避障電路、電源穩壓電路、鍵盤輸入電路、電機驅動電路、單片機電路制作；負責計算機程序設計的學生，主要工作是對機器人的各種功能程序進行設計與調試，使機器人具有可以思考的靈魂；最后就是機器人控制人機交互界面設計的學生，他們主要是提高機器人控制的操作性，使機器人的操控能夠直觀、簡便等。總之，要根據學生的特征、特長來劃分工作任務，這樣才能保障項目的順利進行與最終完成。

3.項目制作。一切的團隊組建與任務規劃、分配完成后，就需要進行實際的項目制作、任務實施。首先每個團隊成員對于自身的工作任務要認識透徹，了解自身工作的重要性，知道自己是否能夠有效的完成好任務對于整個項目的影響是決定性的，因為任何一部分工作沒有完成好，都會導致機器人項目失敗。成功完成了機器人的制作，實現了機器人的功能之后，所有的團隊成員還必須集中起來根據完成情況編寫相應的報告或是論文，且這個環節是教學工作的重點，應為根據報告或是論文能夠對學生的實際知識能力情況進行清楚的了解。在本文的教學過程當中，要求學生編寫報告與論文各一份，其主要內容為實施項目的過程細節、難點的攻克以及機器人的具體功能實現情況等，這在學生完成了機器人項目制作后，進一步鞏固了他們的知識能力。

4.項目的考核與評估。對項目的考核與評估是摸清學生實際素質能力的關鍵途徑，首先要由團隊的負責人來進行機器人項目的完成情況總結匯報，然后由各個成員對其自身的工作完成情況、完成質量進行自我評估。然后再根據項目實施過程中，各個隊員的實際表現情況，老師給出統一的評估，使每個學生能夠客觀的認識自身優勢與不足。為此，在項目的實施過程當中，老師還應當多去項目實施現場做觀察與指導，認真收集每個成員的表現情況。對于發現的問題，老師應當及時的給出指正與引導，使學生在項目進行過程當中可以得到有效的能力發展。

5.項目資料歸檔或應用。為使學生養成良好的習慣，項目結束后，教師監督學生將項目工作資料整理歸檔，材料包括項目申報書、進度表、機器人機械結構圖、程序設計流程、機器人控制程序、項目結項書、項目報告講義等。

三、教學實施效果

實踐證明，硬件設備上，該教學平臺可靠性高，靈活性強，解決了目前機器人系統不能靈活拼拆組合，實現既可“獨立”又可“復用”的技術問題。軟件教學上，理實一體教學模式，學生能更好接受知識，創造發揮機器人的形態和行動能力，團隊協作得到充分展現，該課程得到了學生的普遍認可和支持。

參考文獻：

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0179-02

一、引言

實踐教學是高等教育的重要環節，是實現人才培養目標的有效途徑和重要保證。隨著社會的進步和發展，對人才的需求也發生了很大的變化，給實踐教學帶來一些新的問題和新的挑戰。我校機械電子工程專業的培養目標中強調了機電結合的高級工程技術人才，為了培養“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的創新型工程技術人才，適應現代社會的要求，就必須要優化實踐教學內容，推進實踐教學方法和實踐教學體制改革。而營造培養高素質創新工程技術人才的實踐教學環境，提供合適的實踐訓練平臺是達到培養目標的重要保障。為此，我校2012年在共建基金支持下成立了柔性制造實驗室，通過柔性制造系統對實際工業自動化生產中的模擬運行，讓學生了解和掌握現代機電系統運行控制技術，培養學生的實踐能力和創新能力。本文圍繞該柔性制造系統在我校機械電子工程專業實踐培養上的應用，就我校在教學改革上的措施進行論述。

二、柔性制造系統

柔性自動生產線是將微電子學、計算機信息技術、控制技術、機械制造和系統工程有機地結合起來，是一種技術復雜、高度自動化系統，柔性制造技術更是當前機械制造業適應市場動態需求及產品不斷迅速更新的主要手段，是先進制造技術的基礎。

通過該系統，能使學生可通過實驗了解柔性制造自動化生產實訓系統的基本組成和基本原理，能為學生提供一個開放性的，創新性的和可參與性的實驗平臺，讓學生全面掌握機電氣一體化與物流技術的應用開發和集成技術，能夠幫助學生從系統整體角度去認識系統各組成部分，從而掌握柔性制造相關系統的組成、功能及控制原理。促進學生在機械設計制造、電氣自動化、數字控制技術、機器人技術、計算機技術、傳感器技術、生產線技術等方面的學習，并對數控加工、電機驅動及控制技術、PLC控制系統的設計與應用、機器人控制技術、高級語言編程等技能得到實際的訓練，激發學生的學習興趣，使學生在光機電氣一體化系統的設計、裝配、調試能力等方面均能得到綜合提高。系統組成如圖1所示，共分為總控系統、自動化立體庫及碼垛機、自動化輸送線系統單元、CCD形狀顏色尺寸檢測單元、上下料搬運機器人單元、數控加工單元、串聯機器人裝配與分揀單元、視覺導引搬運AGV幾個單元部分。系統模擬某自動化加工、分揀、自動裝配及自動出入庫完整制造過程。立體庫由兩排貨架及中間的碼垛機構成，實現毛坯及成品部件的存儲；傳送線負責從立體庫取件、傳送工件到到各工作單元及傳送入庫；通過圖像識別功能，對工件進行形狀與顏色識別，通過信息識別，六自由度行走搬運機器人可選擇把工件放入相應的數控加工設備（車削加工中心或銑削加工中心）當中。加工完畢，通過CCD視覺裝置進行高度與直徑等尺寸識別。并為下一工序做好準備。

該柔性制造系統可聯機/單機兩種運行模式，方便學生進行PLC控制、生產線控制、機器人控制及數控機床應用實訓。

三、柔性制造系統在機械電子工程專業實踐能力培養中的應用

1.課程實驗實訓。利用該柔性制造系統的各組成單元，對原有相關課程中的實驗內容進行了調整整合，增加了綜合性實驗環節內容設計，根據教師授課情況，結合學生特點進行選取。主要服務的課程包括：機電傳動與控制（步進電機、伺服電機控制）、PLC控制技術（立體庫碼垛機控制、傳送線控制）、機器人技術（分揀機械手、搬運機械手）、機床數控技術（數控加工單元）、傳感與測試技術（傳送線、CCD等單元）、機電一體化技術。

2.實習實訓環節。根據專業特點及實習實訓要求，對原有實習實訓環節進行了改革。將原第七學期三周的實習環節分割成幾個模塊，其中一個模塊是2.5天的柔性制造系統實習實訓模塊，每次二十余人分成多個小組進行該模塊的實習實訓。對學生獲得的專業知識和專業技能進行的一次全面考核和綜合檢驗。按照機械電子工程專業設置的要求，通過柔性制造系統平臺開展的集中實踐教學環節，讓學生完成的主要任務為：氣路、電路或控制回路的構成的模擬設計及運行調試；根據工作要求對PLC控制程序進行修改或編寫，模擬實際的控制過程；對人為設定的故障（電氣及PLC故障）進行故障診斷及排除練習，提高學生解決實際問題的能力；模擬系統的各單元之間可以通過I/O進行通訊，將多個加工單元連接構成系統。通過這個教學環節，讓學生自己動手來搭建實際機電一體化設備，以此來提高學生解決實際工程問題的能力。實習的內容：①柔性制造系統基礎知識教學。主要講授柔性制造系統技術的一些基本概念，讓學生對柔性制造系統有全面的了解和認識。②立體庫系統設計。通過對立體庫實際操作，了解立體庫工作過程；以立體庫結構設計及PLC控制為主要教學內容，了解并掌握立體庫結構設計技術，學生能夠完成單元格的設計出圖。了解立體庫控制要求，采用PLC實現取、送工件的控制設計。③搬運線設計。以搬運線為教學對象，使學生了解掌握生產線工作原理及操作方法，了解生產線基本結構及控制方法，了解典型分揀、傳送、檢測環節的設計方法及操作。④AGV尋跡車設計。了解尋跡車基本結構組成和功能；了解AGV尋跡車車體結構設計方法，了解尋跡車控制原理和操作。⑤機械手。了解工業機器人基本原理，了解和掌握工業機器人機構及基本結構設計知識，掌握工業機器人操作知識，了解和掌握機器人控制原理，掌握機器人編程控制，利用測繪技術實現實物的測繪建模使學生在掃描和建模。⑥數控機床編程操作。以典型車、銑零件為對象，讓學生能夠通過動手實踐將其數控加工程序編制出來，并在數控車及數控銑削加工中心完成各自零件的裝夾、對刀及加工仿真操作。

本實習重點強化動手能力的訓練，鼓勵學生在對柔性制造系統全面了解和認識的基礎上，獨立完成系統的運行和各分系統的設計操作。

四、結論

柔性制造實驗教學系統的建成與投入使用，豐富提高了我校機械電子工程專業在開放性實驗室的實驗教學和實訓的能力。以此平臺為基礎，在授課教師及實驗教師的共同努力下，有針對性地開展相關實驗、實訓項目，使學生可以更好地掌握機械、電子、電氣、液壓、自動控制、數控等專業知識，并以實際設備為對象，建立機電一體化設備調試、運行、維護等相關能力，有效地對應本專業培養目標要求。經過學習和訓練，學生的綜合素質得到提高并激發了部分學生的專業學習興趣和科技創新興趣，為今后的能力培養和就業發展打下了基礎。

通過一年多時間的應用，實驗、實訓等項目內容在不斷充實完善，在其間也發現了一些問題，例如包括對指導教師的能力要求、系統運行耗材費用控制等將在今后工作中逐步完善。

參考文獻：

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為全面貫徹我國高等教育中對在校大學生的素質教育，提高學生的工程實踐能力和創新能力，太原理工大學工程訓練中心從2001年6月份開始，秉承“求實創新、服務地方”的辦學宗旨，充分發揮、利用以及整合百年老校的教學資源，堅持常規的金工實習和電子工藝實習向現代化工程實踐教學方向轉化、由操作技能實訓向局域網下的技術集成方向轉化、由操作技能實訓向技能與管理相結合的方向轉化、由操作技能實訓向技能與創新實踐相結合的方向轉化以及工程訓練的教學過程與面向市場的教學產品相結合、與相應學科的創新實驗基地相結合，工程訓練中心的教育教學改革實現完整的育人功能，堅持以人為本、育人至上、艱苦奮斗、勤儉辦學、注重過程、追求實效的建設理念，堅持走自我改造、自我完善的內涵式發展道路，將以前單純從事金工教學的的實習工廠，改造成了門類齊全、結構合理、全國可比、具有地方特色的綜合性的國家級實驗教學示范中心。

一、中心實踐教學改革方法與手段

中心經過幾年的實踐與建設，目前已具有濃厚文化氛圍的優良實習環境，具有涵蓋基礎訓練、綜合訓練和創新訓練的完善的教學體系，建立了以學生為中心的服務、開放型的管理體制，以及初具規模的“八五七”教學體系，即滿足學生實訓的八個基礎教學車間、五條教學示范生產線和七個大學生創新實踐基地，充分發揮了工程訓練中心這個實踐教學的有益平臺。

（一）深化教學理念改革

中心首先從教學內涵上進行改革，由原來單純的金工實習變成了綜合性的工程實訓。在每個工種的實訓中，通過多媒體教學手段，介紹大工程背景，講解典型課件，演示試件范例，不僅使學生掌握本工種的加工背景、加工工藝應用范圍，還要了解本工種與其他工種的關系。以大工程意識、創新意識和工程實踐綜合能力的培養為主線，注重培養學生的工程素質和非技術素質。

（二）深化教學體系改革

緊緊圍繞學生實訓的目標，對中心的實訓體系進行改革，可使得學生在校學習的四年中，一直有機會在工程訓練中心進行實踐鍛煉。大一學生工業認識實訓、大二學生工程實踐實訓、大三學生創新實踐實訓、大四學生進行畢業工程設計。同時，為充分發揮和利用工程訓練中心這個硬件平臺，開設了三門實踐創新選修課，舉辦五條教學示范生產線的專題講座，播放講解相應的社會化大企業的現代化生產線教學片為學生參考學習。

（三）實踐教學手段改革

調動一切積極因素，通過自制教具、自制產品模具來激發學生的創新意識。各個工種充分發揮和利用多媒體教學手段激發學生的學習興趣。

（四）實踐教學產品的改革

在實踐教學過程中，使學生的實訓產品盡可能與社會化的產品相結合。培養學生的質量意識、責任意識、成本經濟意識和安全意識等。

（五）改進實訓文化氛圍

中心通過創辦《工訓簡報》、中心網站等方式，使參加實訓的學生切身感受到工程實訓的文化氣息無處不在，隨時隨地接收工程知識的熏陶。《工訓簡報》用于通報中心工作重點，展示實踐教學成果，總結實踐教學新經驗，為師生開辟學習交流園地；中心創辦的網站，在每個教學車間配備的觸摸屏和投影儀上可以直觀地學習和了解中心創新實踐教學的最新內容和最新成果以及發展動向，使更多學生多渠道了解中心的創新實踐內容，自由選擇和加入創新實踐活動之中，達到提高學生實踐動手能力和整體綜合素質、提升辦學質量的目的。

（六）校校聯合，校企聯合，共建學生創新實踐基地

中心分別與北京大學、北京博創科技有限公司以及中國教學儀器總公司聯合成立了ROFISH和ROBOT以及機械創新設計制作三個智能控制和慧魚實訓基地，這三個實踐基地以提高學生實踐動手能力為宗旨，實行全天候開放，隨時接待學生來訪，并積極開展各項機器人知識培訓、進行機器人制作指導和機器人相關項目的研發。在全校范圍選拔優秀學生組成機器人團隊，參加國際國內的大學生競賽活動，在競賽中檢驗和促進學生的實踐動手和研發能力。

（七）走出去請進來，挖潛力練內功

在中心教職員工中立標兵、樹形象，在各個工種選拔技術能手、首席指導師傅，在工作中給與大力支持，在生活上給與相應補助，同時在全校范圍內招聘已退休的老教授組成中心的實踐教學指導督導組，對中心的實踐教學全過程進行督導和指導，確保實踐教學各項指標的貫徹和落實。與國內先進院校互派骨干交流學習，中心陸續接待了來自日本橫濱大學、北京工業大學、西安電子科技大學、中國石油大學、湖南大學、華北電力大學、華南理工大學等國內外幾十所院校的專家學者來我中心做客交流。中心也派出人員多次在省和華北地區的有關工程訓練中心的會議上做典型發言進行交流。同時，中心積極發揮人員和設備潛力，向其他高校開放運行，近幾年共接待了來自省內的太原科技大學、太原大學、晉中學院等6所院校近兩千余人次的學生來中心進行實訓，在省內外起到了示范輻射作用。

二、中心實踐教學改革取得的成果

中心上下積極參與實踐教學改革，成果豐碩。近幾年，中心獲得了教育部教學成果二等獎一項、中心教師在各種刊物34篇、出版實踐教學教材兩部、獲得各種教學產品和教具專利五項，特別是參與創新實踐制作的師生近幾年來制作的各類機器人參加了國際國內的機器人大賽獲得冠軍十項、亞軍四項的優異成績，工程訓練中心機器人團隊并獲得了山西省五四青年獎狀。

三、中心實踐教學改革中遇到的問題和工作體會

1.評為國家級實驗教學示范中心后，壓力加大，工作量加大，投入產出不成比例。

教育部加大了對國家級實驗教學示范中心的要求和檢查力度，每年都要對中心工作進行年度總結報告，并且每年都需要中心參加多次國家級聯席會議和交流會議，每次會議都需要總結發言，并且在會后領回來多重任務。其中教育部給與中心的投入數額有限，省里的配套資金難以落實到位，許多實踐教學改革的成果大打折扣。

2.教育部的實踐教學任務與所在學校的政策脫節，教師積極性難以保證。

教育部對國家級實驗教學示范中心的檢查內容包括實驗教學體系、內容的改革，編寫教材、開設創新性實驗的數量、教學儀器設備的改造和設計制作等，上述這些檢查的項目并未列入學校對教師的考核標準之內，得不到工作量的計算。這些工作量大繁瑣，不是靠突擊可以完成的，必須堅持長期教學工作的積累，也不是個別人能夠完成的，要由全體參加實訓教學的指導教師們集體努力。所以必須有政策支持和支撐，否則難以維持國家級示范中心的健康有序發展。

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關鍵詞 ：理實一體化課程 弧焊機器人操作與編程 精品教材 課程開發 立體化資源

課 題：北京市職業院校教師素質提高工程·優秀青年骨干教師培養計劃項目資助。

一、開發理實一體化課程弧焊機器人操作與編程教材的必要性

大型焊接結構及新型結構材料的應用對焊接技術提出了很高的要求，反過來也促進了焊接技術與焊接工藝的發展，促進了焊接生產的機械化和自動化。弧焊機器人、點焊機器人、自動焊接生產線在我國制造業中應用越來越廣泛。雖然，國內關于機器人方面的專著、教材已經有很多，但普遍是偏向理論與研究，不能滿足實際操作與應用的需要，更沒有適合高職層次的以弧焊機器人操作與編程為主的教材。目前企業的弧焊機器人操作與編程人員的培養只能依靠各種機器人生產廠家的培訓或產品使用手冊，缺乏相關的系統學習與理論指導，因此，開發以操作為主，兼顧基本理論的高職弧焊機器人操作方面的教材是十分必要的。

二、教材開發方法與過程

該教材的開發以培養學生綜合素質為基礎，以職業能力為本位；以企業需求為基本依據，以就業為導向；適應企業技術發展，體現教學內容的先進性和前瞻性。

1.進行企業調研明確設置課程的必要性

在進行課程開發之前，我們針對北京在制造業中的焊接技術應用情況進行了企業調研，如航天一院211廠、航天二院699廠、航天二院283廠、北京中麗制機工程有限公司、北京地鐵車輛廠、北京重型電機廠等。通過對企業專家工人訪談，提取典型工作任務，分析崗位職業能力，按照人才培養目標、就業崗位要求，在課程體系中設置了旨在培養技能應用、職業素質及社會、方法能力的核心課程，如焊接結構生產、焊接方法與設備、弧焊機器人操作與編程等。

該課程的設置主要圍繞自動焊接中弧焊機器人的基本操作與編程內容。通過該課程學習，使學生掌握工業機器人的應用，如搬運、碼垛及弧焊機器人的自動焊接技術和焊接工藝知識和配套設備的使用能力。同時通過焊接工藝與自動化技術的系統學習，使學生具備理論基礎的應用能力，奠定可持續發展的基礎。

2.根據課程目標確定教學內容與教學項目

依據焊接技術及自動化專業對焊接機器人操作與編程高端技能型人才的培養目標要求，課程內容主要包含工業機器人的基本概念、分類及應用，弧焊機器人的基本操作與編程等。為實現理實一體化教學，教學項目的設計要基于工作過程。該課程共包含六個項目，每個項目包含1～2個工作任務，項目內容編排按照學習目標，知識準備、任務實施、教學評價、學后感言及思考與練習。實現以源于企業的真實工作任務為載體，以學生為主體，通過“教學訓做評”一體化教學，培養學生機器人操作與編程的能力；滿足現代制造企業機器人相關工作崗位對高端技能型人才的專業技術能力、職業素養和創新能力的培養要求。

3.立體化教學資源的開發與建設

為激發學生的學習興趣，加強學習效果，與該教材配套開發了多種立體化教學資源。如設備圖片，實時錄像及二、三維動畫，仿真軟件及網絡教學環境等。仿真訓練還可以提高設備安全性，使用離線編程軟件，進行計算機仿真操作，如機器人選型、機器人操作、機器人編程及典型焊接接頭的焊接仿真訓練，使學生在虛擬環境下完成機器人操作的基本訓練，以便在實際環境實訓時提高設備的安全性。以網絡教學平臺為學生提供自主學習之便，將課程資料如課程標準、技術資料、電子教案、多媒體課件、習題、自我檢測及課程問卷等全部上網，學生可以通過網絡實現自主學習。

三、教材特色

教材的編寫貫徹先進的教學理念，以技能訓練為主線，相關知識為支撐，重點培養學生的操作能力。教材特色與創新體現在以下幾個方面。

一是構建基于工作過程的教材體系結構，以學生為中心，實現理實一體化教學。該教材打破了傳統教材的章節體系結構，采用了更加適合于職業技能型人才培養的基于工作過程的項目和任務的內容體系結構。將學習任務及要求在“工作任務書”中進行描述；將完成任務必需的理論知識和操作方法在每一任務的“知識準備”中進行陳述；將教學組織和實施方法在“任務實施”中進行建議；將每一項目的教學效果在“教學評價”和“學后感言”中進行總結和反思；將新技術、新知識在“知識拓展”中進行介紹。這樣的教材體系結構便于實現以學生為中心，進行理實一體化教學，學生邊學邊練，通過學習可以掌握機器人弧焊崗位所要求的操作技能。

二是符合專業人才培養目標和課程標準，以真實工作任務為載體，循序漸進學習理論知識、掌握專業技能、培養職業素質，滿足企業對高端技術技能型人才的崗位需求。該教材經歷了從講義校本教材教材出版的積累和完善過程，以編者多年的企業經歷及對機器人焊接崗位人才要求的調研，以企業實際案例為基礎，依據該專業對弧焊機器人應用方面高端技術技能型人才的培養目標，廣泛征求了企業專家和同類學校教師的意見，以企業應用廣泛、銷量世界排名第一的ABB機器人為例，介紹其基本操作與編程方法，以達到觸類旁通的目的，在實際操作中學會工業機器人的基本理論。

從認識工業機器人、手動操縱機器人、工業機器人編程、典型接頭焊接與編程、工業機器人的離線編程等方面，由淺到深、由簡單到復雜、由局部到全部，使學生按照認知規律，理解工業機器人的結構和工作原理，掌握機器人操縱與編程的方法。項目內容涵蓋了工業機器人及弧焊應用的主要內容，每個任務在相關的理論知識陳述之后，安排學生動手操縱機器人，并使學生在掌握理論、提高技能的同時逐步建立規范的工作意識。

三是填補了國內高職層次弧焊機器人操作類教材的空白，提升了焊接技術及自動化專業畢業生的應用層次。該教材的出版填補了國內高職層次弧焊機器人操作教材的空白。學生通過學習可以掌握先進的機器人焊接技術，從而提升了畢業生的應用層次。

四是與企業技術人員共同開發，使教材的內容與使用更符合企業的崗位要求。

四、教材使用效果

作為專業核心課程教材，在學校2006級焊接技術及自動化專業學生作為講義使用；根據使用情況經過修訂編寫出校本教材在2007級和2008級學生中使用；經過再修訂于2011年4月正式出版，出版教材已作為學校2009級以后學生的教學用書。該教材在2013年經過遴選被評為北京市高等教育精品教材。

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中圖分類號：TB49 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

變壓器是利用電磁感應的原理改變交流電壓的裝置，主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換等，按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器等。隨著變壓器行業的快速發展，對各類變壓器裝置的性能參數、質量等級、使用壽命等提出了更加嚴格的要求和更高的發展目標，目前隨著原材料性能的提升以及智能制造技術的出現和發展，能夠研發并制造出性能優越，質量過硬的各類變壓器產品已經成為各生產制造企業和科研機構的首要任務，傳統的手工制造方式已經不能有效滿足各類變壓器的生產要求，同時人工操作的固有偏差性和人為差異不同程度地影響著變壓器的質量和使用壽命。為此，有必要設計一套人工智能化柔性生產制造系統，使變壓器生產制造去人工化，實現變壓器智能化生產。

1 工作站設計方案

變壓器自動化生產工作站是一個實際應用系統，包括硬件系統的詳細設計和軟件系統的編寫優化。在硬件設計中，經過研究分析，最終確定該系統應包含以下三部分功能機構，分別是：（1）變壓器繞制；（2）變壓器搬運；（3）變壓器焊接和質量檢測。在軟件設計中應包含以下四部分功能程序，分別是：原點復位、繞制程序、搬運動作、放電焊接和質量檢測。

2 系統硬件設計

對硬件結構進行設計，主要包括如下三個部分。

2.1 變壓器繞制部分

選用NITTOKU全自動高速繞線機，最高轉速可達10000 RPM，實際使用控制在5000～6000 RPM，加減速時間控制在3～5 s，可以滿足24 h不間斷生產，同時通過編制繞線程序控制機器運行，繞制狀態穩定高效，中途斷線可將電子信號傳遞至搬運系統，機械手可直接將不良品送至不良品區。

2.2 工件搬運部分

工件在搬運過程中為達到不同位移要求，故分為機械手搬運，搬運車搬運，轉換夾搬運三個部分。

機械手主要負責在抓取骨架和將繞制完成的線圈進行焊接和檢測時進行工件位移，經過選擇后，可選用MITSUBISHI-RV-6SDL型工業機器人，此種型號最大可承重6 kg，具有6自由度方向，可在立體空間任何一點進行位置編輯，具有移動精度高，工作穩定的特點。

搬運車和轉化夾主要負責在繞線機和后續生產系統之間的工件位置相互轉移，可利用尼龍塊制作搬運車，并將其固定在傳送帶上，轉換夾可選用鋼質材料，夾取工件時有力度，耐磨度高。

2.3 變壓器焊接和檢測部分

焊接部分采用PC-PAS 301t型放電焊機，焊接時注意須調整放電電流至1.0～2.0 A之間，放電時間控制在0.5～1.0 s之間，焊接時與插針有接觸的頂針在完成焊接操作500次后，須進行打磨處理，并檢查牢固程度。

檢測部分采用HIOKI 3541型電橋，使用時須依據生產作業指導書的要求設定電阻值合格范圍，對于合格品和不良品可由綠燈和紅燈指示，與線圈插針接觸的頂針須檢查其牢固程度和氧化情況，有問題時須及時更換。

3 軟件系統設計

軟件系統分為以下四個部分。

（1）工作站復位程序。

在每日開機后和機器故障修復后，需要將工作站的各個機械電氣部分進行原點復位，其中包括機械位置的校正，傳感器檢測是否正常，工作站各系統有無故障等。

（2）變壓器繞制程序。

變壓器繞制程序應符合繞制規則，編寫后的程序須經過實驗試生產，并逐步優化繞線程序。

（3）各部搬運程序。

具體編寫搬運程序時，先編寫主體框圖，按照工作的先后順序編寫順序流程圖，存儲為主程序。然后依次編寫各部位搬運的具體程序，并存儲為子程序。

（4）焊接和檢測程序。

編寫焊接程序應根據搬運程序的信號觸發焊接程序，同時，可依據示教手柄檢證插針最佳焊接位置，要求須正對插針頂端，距離1～2 mm。

檢測程序即收集傳輸過來的電阻值大小，看是否符合設定要求，符合亮綠燈，超出范圍亮紅燈，達到質量檢測的效果。

4 工作站調試和故障修復報告

4.1 使用環境

工作站可在4O的區域內進行布置，供電電壓為AC 220v 50～60 HZ，氣動部分須接壓縮空氣，焊接部分須接氬氣。

4.2 系統調試說明

根據方案的要求，調試過程共分3大部分：硬件調試、軟件調試、軟硬件聯調。硬件進行手動調試，觀測有無撞擊和運動不暢，軟件進行模擬調試，在編程軟件中進行示教演示，找尋可優化程序點，進行逐一優化，軟硬聯調為試生產調試，讓工作站依據控制程序自行進行生產，看有無錯誤報警和可改進的地方。

4.2.1 硬件調試

（1）變壓器繞制機、搬運車的滑軌的滑動部位動作緩慢，發現缺少油脂，隨即涂抹油脂，減小摩擦，故障得以修復。（2）機械手抓取工件時，與夾具配合較緊，發出較生硬的聲音，隨即拆下較緊夾具，對配合部位進行細微研磨，磨薄0.3 mm后，故障得以修復。

4.2.2 軟件調試

（1）繞線程序在編制完成后，模擬時出現語法錯誤，檢查時發現A，B程序塊同時運行時，程序塊跳離語句少編入一字符，導致語法錯誤，隨即編入該字符，故障得以修復。（2）搬運車程序出現限位報警，檢查程序時發現，搬運車在左移動時的位置量編寫錯誤，導致觸及限位報警，隨即更改位置量，故障得以修復。

4.2.3 軟硬聯調

（1）繞線程序存在繞制偏槽的現象，通過更改槽間起繞位置，故障得以解決。（2）機械手在抓取線圈進行焊接時，出現焊接不良，經分析原因為焊針和插針未正對，隨即對機械手和焊針在程序中的位置進行微調，在保證正對和距離1～2 mm后，焊接良好，故障得以修復。

5 結語

以工業機器人為核心的變壓器自動化生產工作站是結合筆者個人所學和工作經驗逐漸積累并實踐總結出的，是筆者對機器人和自動化技術的理解和應用，這類制造系統在保證產品質量穩定性、提高生產效率、促進制造柔性化等諸多方面具有積極的促進作用。

參考文獻

[1] 蘭虎.工業機器人技術及應用[M].北京：機械工業出版社，2014.

篇10

技工教育是職業教育的重要組成部分，理清專業建設和管理思路，加強專業建設，是提升教育質量的重要途徑。廣州市機電技師學院作為廣州技工教育的重要一員，隨著珠江三角洲經濟的轉型升級，就業市場對高技能人才的需求旺盛，迎來了快速發展期。目前，已由前期的規模急速擴張階段轉變為全面重視質量提升的內涵建設階段，并逐漸形成了具有機電特色的技能人才培養體系。

一、加強專業建設與管理的意義

“辦學就是辦專業”，這是職業教育界的普遍共識。專業是技工院校內涵建設的核心和人才培養的關鍵載體，對技工院校教育教學質量與水平的提升、體現辦學特色和社會聲譽有著舉足輕重的影響和作用。專業建設是一項直接影響技工院校招生、學生培養及畢業生就業方向的教學基本建設，是貫穿技工教育始終的生命線。當前，技工院校存在一系列問題：專業結構不盡合理，不能完全適應經濟社會發展的需要；專業設置呈現趨同性趨勢，缺乏自身特色；辦學條件薄弱，教學質量不高；校企合作層次淺，學生就業對口率不高。這些問題都與專業建設水平息息相關，加強專業建設與管理是技工院校內涵發展和提升教育教學質量的必由之路。

二、專業建設與管理的探索

廣州市機電技師學院近十幾年緊貼市場需求，以“機”“電”兩大方向為主線開辦專業，對接先進制造產業鏈的上、中、下游各個環節，構建了以制造自動化技術與裝備為龍頭、現代設計與制造技術為核心、生產技術為支撐的專業布局，組建了專業群，“機”“電”專業特色凸顯。同時，學院辦學水平顯著提升，成為首批國家中等職業教育改革發展示范學校、廣東省首批“校企雙制”示范創建學校、廣州市首批技師學院、廣東省技工學校競爭力20強單位。

總結學院的專業建設與管理經驗，可概括為“上連天、下接地”“左拉政、右牽企”“前開新、后優舊”“中務本、修內涵”，具體含義如下。

“上連天、下接地”指專業建設的標準。“上連天”是指專業建設在人才培養定位、師資隊伍建設、實驗實訓設備采購、場地規劃、校企合作單位選擇等方面，標準上堅持高端引領、適度超前的原則；“下接地”是指專業在教學計劃安排、教學內容選擇、教學模式選擇、教學方法與手段選擇等課程實施層面，堅持從學生、教學條件、企業需求等實際情況出發，真正接地氣的原則。

“左拉政、右牽企”指專業建設的策略。“左拉政”是指專業建設要堅持與政府發展規劃、產業導向及區域經濟建設需求相適應的原則；“右牽企”是指專業建設的人才培養方案制定、實訓場地建設、師資培養等各方面都要堅持校企深度合作的原則。

“前開新、后優舊”指專業發展的路徑。“前開新”是指專業建設要密切關注行業、產業和企業需求的發展，尤其是四新（新知識、新設備、新技能、新工藝）技術的發展，堅持適時開設新課程、新專業的原則；“后優舊”是指專業建設要根據技術及區域經濟發展，堅持不斷優化調整教學內容、課程結構及專業設置的原則。

“中務本、修內涵”指專業建設的根本任務。“中務本、修內涵”是指專業建設的根本任務是加強內涵建設，堅持走質量和特色發展之路的原則；論語講“君子務本，本立而道生”，專業建設只要抓住內涵建設這個根本，就可以把專業建設好、發展好，專業內涵建設包含師資隊伍建設、課程體系、實訓基地建設等內容，其中師資隊伍建設又是專業內涵建設的核心內容。建設好專業師資隊伍，促進教師的專業化成長，是搞好專業建設的重中之重。

三、專業建設與管理思路的實踐

1.上連天、下接地

以學院品牌專業――數控加工專業為例來說明。“上連天”，數控加工專業建設始終堅持高端引領。在專業人才培養定位上，確立了以數控最高技術――多軸加工技術為培養內容的高技能人才培養定位，占領了數控技術制高點；設備上，采購了具有國際水平的德國德瑪吉五軸五聯動數控加工中心；師資隊伍建設上，先后引進了全國數控大賽金、銀牌獲得者，以及廣東省技術能手等一批高素質人才來校任教；場地規劃上，參照企業及世賽技能大賽場地布置要求進行場地規劃建設；校企合作上，堅持與行業著名企業合作，如與廣州數控設備有限公司、廣州型腔模具制造有限公司、巨輪智能裝備股份有限公司等企業簽訂了戰略合作協議，開展了企業新型學徒制人才培養等深度合作。目前，該專業是首批國家示范重點建設專業，師生參加廣州市、廣東省和全國各類數控技能競賽多次獲得冠亞軍，同時多名選手入選世界技能大賽國家隊。

“下接地”，數控加工專業課程實施層面始終堅持接地氣。課程體系進行了工學結合一體化課改。建設了技能大師工作室、技迪工作室、產教中心等校企合作平臺，將企業真實生產案例引入教學。數控加工專業在教學計劃安排、教學內容選擇、教學模式選擇、教學方法與手段選擇等方面，完全從企業需求、學生基礎、學校條件等實際情況出發，進行合理選擇與配置，教學質量受到了學生和企業的認可。

2.左拉政、右牽企

以學院特色專業――工業機器人應用與維護專業為例。“左拉政”，指的是工業機器人應用與維護專業建設始終積極響應政府關于產業轉型升級的號召，順應地方經濟對工業機器人人才的強烈需求。學院于2010年開設工業機器人應用與維護專業，成為我國最早開設此專業的職業院校。該專業先后爭取到了市、省及中央財政專項資金的支持，獲得了跨越式發展，現在成為國家級高技能人才培訓（工業C器人應用與維護項目）基地。

“右牽企”，指工業機器人應用與維護專業建設始終堅持校企合作。該專業先后與珠海漢迪自動化設備有限公司、ABB機器人工程公司、FANUC機器人有限公司等公司合作，校企共同制定了專業人才培養方案，共同建設工業機器人應用與維護聯合開發中心，共同開展課程教學，共同開展考核評價等，畢業生深受企業歡迎。

3.前開新、后優舊

以學院重點專業――機電一體化專業為例。“前開新”，指機電一體化專業始終關注技術及行業最新發展動向。機電一體化專業是學院開辦較早的專業，是學院重點專業、廣東省名專業。學院數控加工、工業機器人應用與維護、電梯安裝與維修等專業均脫胎于機電一體化專業。比如，當數控技術興起后，學院首先在機電一體化專業加入了數控編程技術課程，后來增開了數控車床實習，再后來數控加工專業從機電一體化專業獨立出來，成為了一個新專業。再如工業機器人技術興起后，也是先在機電一體化專業中開設工業機器人應用技術課程，后來以機電一體化專業（工業機器人應用與維護方向）試招生，最后獨立成為一個新專業。不斷開設新課程、新專業，適應了經濟社會發展需要，滿足了企業人才需求，也為學校發展注入了活力。

“后優舊”，機電一體化專業始終關注企業需求，優化教學內容、調整專業結構。隨著學制的調整、新課程的加入，機電一體化專業先后整合優化了金屬材料與熱處理、公差與配合、機械零件、理論力學等課程，調整了機電一體化專業（家電維修方向）等人才培養方向。對專業與課程進行的優化調整，保證了畢業生始終滿足企業需求，保障了專業發展常青。

4.中務本、修內涵