《机器人技术及应用》课程建设探讨

《机器人技术及应用》课程建设探讨

刘红梅

沙洲职业工学院，江苏 张家港 215600

摘要：伴随着智能制造的不断推进，各行业制造工厂中工业机器人得到普及应用，工业机器人专业也成为一个热门专业。《机器人技术及应用》课程作为工业机器人专业的入门综合性课程具体讲授的相关内容也备受争议，本文针对高职院校学生特点及教学配套设备提出课程建设方案，供同行业教师探讨交流。

关键字：智能制造，课程建设，工业机器人

0 引言

自2015年国家科技部正式提出“工业智能工程”到“十三五”规划制定、实施，再到2021年4月“十四五”规划制定、实施，通过近6年的建设和发展，我国制造企业不断向数字化和智能化转型升级，根据“十四五”规划中调查数据显示，截止到2018年我国智能制造装备国内市场满足率已经超过了50%。

数据也说明了一个非常关键的问题，数字化、智能化的推进是离不开人才的培养，我国从2016年“十三五”规划的实施以来，各地高校陆续申请并开设了工业机器人专业、智能制造专业、工业机器人与自动控制专业等等相关专业，在这些专业中有一个相同点，就是不约而同的将《机器人技术及应用》这门课程作为该专业的入门课程进行讲授，让学生通过这门课程了解机器人技术所涉及到的理论知识体系结构、工业机器人的分类及实体结构等相关内容。本文选取沙洲职业工学院机电工程系工业机器人专业进行研究，撰写论文供高职院校老师进行参考、研究。

1 机器人技术及应用课程建设存在问题及解决方案

沙洲职业工学院是一所公办高职院校，现就该校机电工程系机器人专业学生开设《机器人技术及应用》相关课程存在问题进行探讨。

1. 1. 学生存在问题及解决方案

工业机器人专业学生男女比例失调较严重，并且普遍存在理论基础及自学能力较弱，但动手能力及对新型技能的接受能力较好。学生在大一入学时通过教研室主任对该专业介绍，已经对本专业涉及到的知识及毕业后未来就业方向有了一定的了解并产生了浓厚的兴趣，但学生自律性较差，必须要过段时间加强一下思想教育，即使是这样也会有部分学生对自己的专业产生一定的困惑。

根据学生以上存在问题，《机器人技能及应用》这门课程讲授过程需要以技术讲解及视频播放为主要授课形式，中间提炼出关键的理论知识插入其中。

1. 2. 教学配套设备存在问题及解决方案

自学校开设工业机器人专业至2021年以来，学校先后多次向机器人专业投入资金累计金额达500万元，但由于工业机器人教学设备价格昂贵，每次投入设备最多五台同型号设备，导致教学过程设备不统一，无法达到理论教学与实验实训所操作实际设备相统一。同时，由于本专业学生人数与教学操作设备数量相差较大，导致操作过程班级只有少部分学生能够真正得到训练，无法实现一人一机。

在多次实际教学验证过程中，总结出在这种情况下采用分组教学，每小组成员不超过5人，分配小组长，每批次操作过程可以让熟练掌握操作的小组长指导余下小组成员完成课上操作内容，这样可以最大限度使学生能够掌握教学内容，但这种方式的教学需要学生具有较好的学习自觉性才能达到教学目的。

1. 3. 师资队伍存在问题及解决方案

当前工业机器人专业年轻教师在理论教学中对知识点的难易程度上没有统一，使得理论教学过程学生掌握理论知识情况不容乐观，同时在实验实训操作过程中年轻教师对设备突发状况的应急处理能力相对较为薄弱。

针对上述问题，沙工机电系工业机器人专业领导要求教师在接下来的实际理论教学过程中，将理论知识转换成一个个教学案例结合设备运行视频进行讲解，使学生能够在最短的时间理解工业机器人中所涉及到的理论知识。沙工机电系领导多次同苏州汇博、徐州工业机器人培训基地、常州迈辉工业机器人等多家企业取得联系，在保证正常教学的前提下分批、多次外派教师进修，不断提高工业机器人专业教师队伍的实践教学能力。

2. 序号	课程内容	理论学时(32课时)	实验学时（16课时）
   第一讲	机器人的概述	2学时
   第二讲	机器人的组成与分类	2学时
   第三讲	机器人的应用	2学时
   第四讲	机器人的基本术语与图形符号	4学时
   第五讲	机器人主要技术参数及案例	2学时	2学时
   第六讲	机器人的工作原理及应用技术	4学时
   第七讲	机器人的机械结构	2学时	2学时
   第八讲	机器人的传动机构	2学时	2学时
   第九讲	机器人的驱动系统	2学时	2学时
   第十讲	机器人的控制系统概述	2学时	2学时
   第十一讲	机器人力控制	2学时
   第十二讲	机器人示教器		2学时
   第十三讲	机器人示教器及其功能	2学时
   第十四讲	机器人点动作	2学时
   第十五讲	机器人示教编程	2学时	2学时
   第十六讲	工业机器人案例解析		2学时

   机器人技术及应用课程建设构思

表2-1 课程结构设计

《工业机器人技术及应用》课程是一门综合性较强的机器人专业入门课程，涉及到工业机器人基础理论知识并培养学生的综合应用能力，在实际教学过程中参考教材选取：

《工业机器人技术基础》，刘小波主编，机械工业出版社，出版时间2020年4月；《工业机器人集成应用（ABB初级1+X》王志强等主编，高等教育出版社，出版时间2020年9月。具体课程结构如表2-1所示。

2.1 机器人技术及应用课程理论部分

机器人技术及应用课程理论部分教授主要内容包括机器人概述、基本结构、工作原理、组成、分类、当前智能制造企业中具体应用、机器人结构中的格中图形符号及专业术语、配置参数、典型工业机器人机械结构及典型案例应用等知识点。

2.2 机器人技术及应用实验部分

通过16课时的实验教学，让学生了解不同自由度工业机器人所应用的不同产线；熟悉工业机器人的操作安全；完成工业机器人的简单故障处理；了解6自由度工业机器人的机械结构；通过示教器使机器人完成简单的轨迹运行操作。

3 结论

本文通过对沙工机电系机器人专业中《机器人技术及应用》课程在实际教学中存在问题进行分析并提出课程建设建议，通过实际教学使学生能够更好的掌握这门课程所教授的知识。

通过《机器人技术及应用》课程引导学生对机器人专业产生浓厚兴趣，为其它专业课程的学习打下良好基础。

参考文献

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[6]. 鞠晓辉. 郑咏梅, 自主学习背景下高职院校学生学习动机现状调查及教学建议[J], 青岛职业技术学院学报，2021（1）: 36~41

作者简介：刘红梅，（1976年-），女，籍贯：吉林舒兰人，本科学历，硕士学位，讲师。研究方向：计算机基础教学、工业机器人、教育信息化。

基金项目：中国传统文化融入高职院校大学生健全人格培养教育研究，江苏省高校哲学社会科学研究项目，编号：2020SJA1494