机器人实训总结模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇机器人实训总结，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

摘 要：中等专业学校作为为社会提供最多技术人才的资源库，注重的是学员的实践能力了，所以实训基地的建设尤其重要。

关键词 ：计算机；基地建设；技能型人才

中图分类号：TG659-4 文献标志码：A 文章编号：1000-8772-（2015）02-0196-02

江苏省江阴中等专业学校始建于1951年，是首批国家级重点职业学校、首批江苏省重点职业中学、首批江苏省四星级中等职业学校和高水平示范性职业学校、国家中等职业教育改革发展示范学校立项建设单位、江苏省高水平现代化职业学校立项建设单位。学校占地249亩，建筑面积12.9万平方米，在校学生5 000多人，是一所培养高素质技能型人才的综合性中等专业学校。

我校计算机应用专业是首批江苏省示范专业、省品牌专业、无锡市重点专业和第三批国示范重点建设专业。计算机实训基地曾被评为国家高技能人才培训基地，2013年根据省教育厅、财政厅《关于进一步加强职业学校高水平示范性实训基地建设的通知》（苏教职〔2012〕34号）要求，申报成为高水平示范性实训建设基地。经过一年多的实训基地的建设工作，我校在实训基地的建设与管理过程中，学校锐意创新，多方借力，深化实训基地内部管理与运行机制，从以下几个方面凸显基地特色，取得很好的成效。

一、立足现在，着眼未来，细化计算机专业方向

随着信息技术的发展，开设计算机应用专业的学校越来越多，学校原有的以计算机应用为主的专业优势得到削弱。因此，在“十二五”期间，学校坚持专业办学的市场导向原则，结合本地实际，通过充分的调研论证，把计算机应用专业发展的重点转到专业的“精细化”发展上。一方面对原有的计算机应用专业进行内涵的提升，突出“3+4”（3年中职+4年应用本科）一体化人才的培养；另一方面，积极开发新的社会紧缺的计算机类的应用型专业，2013年，新开设了计算机平面设计专业。

2013年以来，学校在国家职业教育改革示范性学校建设过程中，计算机应用应用专业深化与江阴市信息化协会的合作，成立了由政府、企业工程师和学校计算机专业的骨干教师组成的校企合作委员会，利用资源共建共享、优势互补的原则，在真实的工作岗位上开展计算机类专业实训，教学成效显著。

二、积极教育，厚德励技，优化专业人才培养目标

在专业人才培养目标上，学校坚持面向信息服务业，及时把握IT发展动态，优化专业人才培养目标。通过深入、广泛的调查研究，学校将人才培养目标定位为：具有与本专业领域相适应的文化水平、良好的职业道德、吃苦耐劳的工作态度、严谨规范的工作作风，掌握本专业领域的技术基础知识和基本技能，具备终身学习发展能力，达到计算机应用类（办公自动化、数字媒体制作、网络技术应用等方向）中级工技能水平的具有项目主管潜质的高素质技术技能型人才。

基于以上人才培养目标，学校本着“积极德育塑人品、积极教学育人才、积极拓展绘人生”的原则，创新学生积极教育体系。具体做法如下所示。

1.坚持立德树人、全面发展，完善“积极德育”工程

学校实施德育导师制，对学生进行德育教育。学校聘请社会劳动模范、行业企业技术能手等人员担任德育导师，通过讲坛、授课、交流等形式，借助德育导师的模范与引领，培养学生的专业修养，创新德育课程教学。

2.剖析专业及课程，夯实“积极教学”工程

学校以“积极教学”为落脚点，通过专业剖析，厘清计算机专业相应的岗位职业活动，构建以职业能力为依据的课程体系。在专业技能课程的教学实施过程中，本着“生产合格产品，培养合格人才”的教学思路，以典型项目（服务）为载体设计教学活动，以职业技能鉴定为参照强化技能训练。同时，学校联合企业技术专家和课程专家，制订课程教学标准，开发以“工作过程为导向”专业技能课程特色教材。在专业细化、小班化教学、项目推进的实施下，学校创造条件让学生进入好企业、有发展的岗位进行定岗实习，通过企业的培养使学生成长为优秀的员工，这样才能使专业办学出现良性循环。

3.开展“九个一”活动项目，做强“积极拓展”工程

学校在实施职业教育“双证制”的前提下，每年举办计算机文化节，学生在学习之余，积极开展第二课堂，并将课堂实践教学模块向课外拓展，以“九个一”项目为主线（做一名金手指、装一台电脑、组建一个局域网、设计一个网站、办一份电子报刊、出一份海报、制作一分钟宣传片、获取一张ATA证书、走进一家IT企业），分层递进，鼓励学生参加专业社团，通过自身的努力，实现一专多能，考取多个职业资格证书。目前为止，我校计算机专业利用江苏省高水平实训基地建设项目专项建设资金300万元（江阴地方财政需配套350万元）,按照省高水平实训基地建设评审要求，第一年度到帐的200万元，学校根据实训基地申报书中的规划，将新增和改造10个实训室（具体见项目申报书）。学校将省财政计算机实训基地专项拨款到帐的200万元前期投入主要用于以下几个计算机基地建设项目。

序号建设项目内容预算资金（万元）

第一，改造第4、第5、第9、第11和第12机房，报废五个实验室计算机 216台。添置一体化教学用计算机200台。并将1、2机房改造成2个高级办公自动化实训室。将第4机房改造成1个印刷编辑排版综合实训室，第5机房改造成网页设计与制作实训室，第9机房改造成1个图形图像实训室。 75.5

第二，改造和扩建1个计算机网络技术实训室。 44.5

第三，新建2个动画设计与制作实训室。 53.5

第四，计算机实训基地的网络改造。 22.5

第五，其它（学生创新工作室、各室投影设备等）。 4

合计 200

此外，企业对学校的实训基地建设也给予极大的帮助与支持。学校现代图文工作室，全部由江阴现代办公设备有限公司提供支持。

三、夯实基础，锐意创新，完善实训基地管理体制

学校围绕高水平示范性实训基地的建设目标，进一步强化实训基地各项管理工作，建立起完善的基地管理体制。

1.实施“分线分块”管理，构建基地日常管理体系

管理体系框架如下：

岗位名称工作职责

实训中心主任总体负责实训基地的建设、运行和管理等各项工作；负责实训教学安排、职业技能鉴定安排，实训中心人员管理。

实训指导教师负责学生计算机类实训教学实施。

辅导员具体负责计算机专业实训德育工作，指导实训教师进行职业道德和职业素养教育。

对外培训与校企服务110负责人具体负责对外培训和企业技术服务，包括制定培训计划，实施培训管理，承接对外项目开发等业务。

2.积极实施实训基地日常巡查制度

为了及时了解实训基地运行状态，学校实施实训基地安全巡查、教学巡查制度。重点查教师教学常规、学生学习常规，发现问题及时与教师沟通、与班主任沟通，并立即加以解决。

3.实施实训基地晚自习值班制度

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【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）01C-0074-03

按照工信部的发展规划，到2020年，我国工业机器人装机数量将达到100万台，大概需要20万工业机器人技术应用的相关从业人员。这就意味着，从2016年开始到2020年，平均每年需要培养3万名以上的工业机器人应用人才。但是，与工业机器人应用人才的需求逐年增长相比，工业机器人方面的人才培养却处于滞后状态。目前，本科院校培养的机器人相关人才，大多从事原理研究、本体开发及特种机器人开发等，因此，国内急缺工业机器人应用技术方面的对口人才。

随着机器人技术的飞速发展，工业机器人已广泛应用于各个领域的工业现场。为了适应机器人技术人才的需求，工业机器人技术应用课程应运而生。工业机器人技术应用课程是高职院校机电一体化技术专业的专业必修核心课程，而课程又处在人才培养的核心地位。该课程是广西职业技术学院2016年工学结合优质核心课程立项建设的课程，它的开设对接了现代工业机器人相关产业的发展要求，培养目标是满足工业机器人相关产业高技能人才的需求。本课程主要是培养学生综合运用所学知识来解决与机器人技术有关问题的能力；根据典型案例进行程序编写及应用控制理论的相关知识解决实际问题的能力；以及团结协作、吃苦耐劳、精益求精的职业素养，为就业夯实基础。

一、课程性质与定位

（一）课程性质

该门课程是高职高专院校机电一体化技术专业必修的核心课程。学生通过对工业机器人技术应用内容的学习，掌握机器人的基本知识、基本原理、基本方法和综合应用技术。课程主要内容包括机器人的基础操作知识I/O通信、程序数据、程序编程和硬件连接等。本课程主要目标是为学生毕业后从事工业机器人操作、安装、编程、调试、维护、保养以及生产管理等工作打下良好的基础。

（二）课程定位

课程以机电一体化设备PLC控制与调试、机床电气线路维修及液压和气动系统的应用与维修为前导课程，同时也是学习工业机器人现场编程与调试、工业机器人离线编程、自动化生产线安装与调试等后续课程的基础，起着承上启下的衔接作用。

二、基于工作过程的课程设计

（一）设计思路

紧扣机电一体化技术专业人才培养方案，校企合作进行课程设计和典型工作任务的开发。改变传统的以知识传授为主要特征的学科式课程模式，以工程项目、工作任务来重组课程内容。同时将职业素质培养、职业技术标准融入课程。课程实施采用工学结合、校企合作、“教学做”一体化的教学模式，课程评价以过程性评价为主，用典型工作任务的完成情况来考核课程内容的掌握情况，具体设计思路如下：

1.组建包括学院专任教师和ABB（中国）有限公司、库卡机器人（上海）有限公司、南宁燎旺车灯有限责任公司、广西宏智科技有限公司企业专家的课程开发和实施团队。

2.引入工业机器人技术的职业标准，以南宁燎旺车灯有限责任公司等企业的工业机器人操作、安装、编程、调试职业岗位的工作过程为导向，分析业岗位的工作任务，按照一定的逻辑关系进行排序，对完成工作任务需具备的知识、能力、素质做出较为详细的描述，形成团队成员认可、思路清晰、层次分明的工作任务分析表。

3.根据职业能力的复杂程度，整合典型工作任务。召开有企业专家、课程建设团队人员参与的课程标准建设会议，确定本课程的工程项目，并将工程项目即学习模块细化，具体划分为若干学习任务。

4.在课程教学方法与教学手段的设计上，按照“项目引领、任务驱动”的模式，以工业机器人的实际应用情况为载体，对原有课程内容进行解构与重构，将课程内容分成认识工业机器人、让工业机器人动起来、工业机器人基本训练和工业机器人技术应用四个主要模块，每个模块又分为若干学习任务来组织教学。

5.在教学效果考核上，采用过程评价与结果评价相结合的方式，侧重过程考核，重点考核学生完成工作任务的能力。

（二）课程目标

本课程总体目标是为了学生毕业后能从事工业机器人设备的操作、安装、编程、调试、维护、保养工作，并使学生提高自学能力，能追踪几种常见品牌的机器人使用方法和机器人方面的新技术、新发展。

通过本课程的学习，学生能全面掌握知识目标、能力目标和素质目标。知识目标：掌握机器人的基础操作知识，I/O通信、程序数据、程序编程和硬件连接等。能力目标：熟练操作机器人，能独立完成机器人的基本操作，根据典型工作任务进行程序编写调试及应用工业机器人技术解决实际应用问题。素质目标：注重职业道德和诚信教育，提高学生的综合素质。

（三）具体工作过程分析

根据岗位对知识、技能和素质三方面的能力需求及学生的认知规律，解构课程传统知识，根据实际的工作过程，由浅到深，由简单到复杂，重组课程内容。调整后的学习模块及学习任务如表1。

三、课程标准实施建议

（一）教学方法

将“项目引领、任务驱动”贯穿教学过程的始终，针对不同的学习任务和学习情境，选用不同特点的教学方法，主要教学方法如表2所示。

（二）教学评价

由注重知识考核，转变为注重能力和过程考核，采取实操、作业展示、项目任务完成考核和期末笔试等多种方式进行考核，采用过程考核与结果考核相结合的综合考核方式，其中过程考核成绩占60%，结果考核成绩占40%。

为了加强对学生能力的考核，过程考核采用教师评价和学生自评相结合的方式，每个学习模块完成后，由各小组提交一份工作总结，教师根据总结的内容和内涵进行评分，并进行小组内答辩，对提出创新见解的小组适当加分，小组成绩由教师先给出各小组得分，组长再根据组员在工作完成中所起的作用和表现状况，给出各组员的得分，教师将每个学生的个人成绩与小组分配成绩相加，得出课程过程考核的最终考核成绩，如表3所示。

（三）师资条件

组成一支职称结构、学历结构、年龄结构、专兼比例合理的课程教学团队。主讲老师应具备硕士以上学历或者中级以上职称，应具有2年以上控制系统实际项目设计经验，具有扎实的机器人专业知识和熟练的机器人操作技能，能综合运用行动导向教学法，动手能力强；辅助老师应具有较强的控制系统安装与调试方面的技术技能，具有较丰富的企业一线经验。

（四）教学条件

“教、学、做”一体化实训场所如机器人实训室、自动化生产技术控制实训室，实训室配备先进的工业机器人实训装置、常用电工工具等，并具备多媒体教学的环境条件，以具有工业机器人等先进自动控制设备的企业作为校外实训基地。

（五）教学资源

1.教材使用与建设。根据校内实训室和校外实训基地条件，校企专家合作编写适合以工作过程为导向组织教学的校本教材和实训指导书。校本教材不仅可以促进学生的个性发展，还可以有效提高教师的业务能力和课程开发水平。

2.教W资料建设。以课程标准为依据，完善习题试题、视频动画及操作手册等教学资料库，便于学生课下自学和拓展提高。

3.建设课程网站。课程网站的建设利于课程资源整合和共享，便于学生课前预习和课后复习，充实学生的课余生活，激发学生自主学习的兴趣，提高课程的教学质量。

【参考文献】

[1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计――关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究，2009（4）

[2]汤晓华，蒋正炎，陈永平，栾秋平.工业机器人应用技术[M].北京：高等教育出版社，2015

[3]朱英华.试论工作过程系统化课程标准的开发思路――以汽车机械基础为例[J].职业，2015（12）

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一、机电一体化专业开设的必要性

在世界经济复苏乏力的背景下，中国经济增速出现回落，2015年增长幅度为6.9%，国际环境仍然复杂严峻，对制造加工型企业的自动化改造是保证企业降低成本、缓解用工不足压力的有效途径之一。同时，工业机器人的大规模应用是现代化企业自动化改造的重要手段，我国“世界工厂”的地位也决定了我国必将成为工业机器人的最大市场。未来三年，中国工业机器人处于国家政策红利、工业转型升级需求释放、人口红利减弱、市场需求增长的机遇叠加期[1]。这也意味着这一领域技能人才缺口之大。机械、汽车、电子、电气控制、机电一体化等专业都是传统的工科类专业，企业对相关人才的需求已经由单一型人才发展到复合型、应用型人才[2]，而工业机器人专业正是多种学科的综合应用，对培养相关专业学生的综合应用能力有着重要的意义。新专业的开设因为是面向工业现场的实用型人才培养，紧密结合国家《中国制造2025》计划，且为增加校企合作办学，为展开实用型科研课题的研究打下基础，正因为其是新兴事物，因此在相关领域哪怕有一点成果都是开创性的，有益于成绩取得以及学校知名度的提升。重庆市农业机械化学校（以下简称学校）依托机电一体化专业开设工业机器人应用与维护专业方向，符合重庆市推进机器人产业发展的政策导向，能更好地服务地方经济。

二、专业发展前景

工业机器人作为一种高技术含量的设备，在使用过程中其设计、制造、安装、调试、操作、维护等工作需要大量的专业技术人员[3]。随着我国工业机器人生产厂家、应用行业的增多和装机量的爆发式增长，工业现场严重缺乏该类人才。从岗位需求来看，工业机器人专业的学生可以在企事业单位从事以下三个方面工作：制造工业机器人产品；销售工业机器人；利用工业机器人设备进行生产等。第一种需要完成工业机器人的设计、零部件生产、装配、安装、调试和售后服务等工作；第二种主要工作是机器人销售、专业的技术咨询服务；第三种主要包括工业机器人设备操作和设备的维护保养。从技术层面来看，工业机器人技术是机械加工与装配、电工电子、计算机编程、传感器技术、电机传动技术、网络通信等技术的结合体，学生通过这些技术的培养成为复合型技能人才，将具备发展潜力和广阔的就业前景。

三、专业职业能力岗位分析

（一）工业机器人操作、维护岗。岗位工作任务：根据生产工艺参数进行工业机器人编程、调试以达到生产需要；负责上料和装夹；负责备件管理；负责机器人操作及程序录入、日常点检与数据维护、完成生产任务；负责产品质量控制及提升；负责工业机器人故障处理和设备维护保养工作；负责建立工业机器人操作资料档案；参与工业机器人生产技术改进工作；负责工业机器人现场8S工作。岗位能力要求：机电基础知识，精通ABB、库卡（KUKA）、发那科（FANUC）、安川电机(YASKAWA)、国产机器人等至少1种机器人示教编程、仿真编程与调试能力；简单英文操作界面的识读能力；工业机器人本体与控制器的维护能力；二氧化碳保护焊、弧焊、点焊焊接不同金属材料的参数和焊接姿态的设定能力；焊接图、机械图的识读能力；熟悉各种机械加工制造；熟练运用office办公软件；量具的使用能力；工装夹具调整技能。职业素养要求：勤奋好学，爱岗敬业，吃苦耐劳，认真负责，积极上进。

（二）工业机器人装配、调试岗。岗位工作任务：负责协助销售人员做好客户、经销商的技术支持工作；负责以工业机器人为核心的自动化单元机械和电气安装；负责生产现场工业机器人本身参数设置、程序编制、工装夹具的调试、工艺参数设置、联锁信号的设定、故障排除；负责生产过程质量控制，质量问题的分析及改进；负责反馈现场问题，并能给出合理化建议；负责现场客户的应用培训和产品验收；负责项目后期问题处理。岗位能力要求：机电基础知识，精通ABB、库卡（KUKA）、发那科（FANUC）、安川电机(YASKAWA)、国产机器人等至少1种机器人配置、示教、编程与调试；能阅读中英文工业机器人技术资料；能识读机械、焊接、电气图纸；具备一定的电气电子基础，了解低压配电及电机驱动；熟悉工业机器人控制系统，工业机器人周边设备及周边设备的连接和调试；熟悉工业机器人与PLC通信相关参数配置及PLC编程；熟悉机器人点焊、弧焊、二氧化碳保护焊、涂胶、搬运、码垛、滚边、装配、喷涂、磨削、去毛刺、上下料等典型应用；能完成工业机器人培训的教学任务；善于处理人际关系。职业素养要求：良好的沟通能力、协调组织能力、团队合作精神、吃苦耐劳、有责任心，积极主动。

（三）机器人销售、服务岗。岗位工作任务：负责客户的开拓、客户需求分析、提出相应销售解决方案、维护好客户关系、进行商业谈判、标书的制作、参与招标、合同的签订、合同的跟进；产品、行业、竞争对手信息收集整理和合理利用；制定项目的跟进安排并付诸实施，并完成销售额；维护公司产品品牌形象。岗位能力分析：数控、自动化、机电一体化、计算机、市场营销等专业，机器人专业毕业更佳；熟悉机器人的应用；语言表达能力强，善于了解并分析客户需求；招投标的专业知识；商务谈判能力；承压能力；协调组织能力；熟练运用office办公软件。职业素养要求：开拓精神，吃苦耐劳，文明礼貌，团队合作精神。

（四）机器人教师岗。目前就业市场上提供了大量从事儿童与青少年科技教育岗位，主要为乐高积木机器人系列。岗位工作任务：建立学生有关档案；编写教案，高质量完成教学任务；课后总结，提升授课技巧；负责学生上课期间的安全；维护与学生的良好关系，与家长沟通学习情况。岗位能力分析：乐高积木机器人的装配、编程、调试；具有较强的中文表达能力，普通话标准；动手能力强；编程能力；熟练运用office办公软件能力；团队管理能力。职业素养要求：有爱心、耐心、责任心，创新意识，亲和力。从以上分析可以看出，岗位不同侧重点不同、深度不同，且涉及到的知识和技能范畴大，除了要传统的机电技能外，还需要很多新知识支撑。学校要培养出满足企业需要的员工，需要定好位，购置适当的设备，推进师资建设、教育教学资源建设。

四、专业培养规格

培养从事工业机器人模拟、编程、操作、装配、调试、销售、教学及自动化生产系统维护维修与管理等工作的应用型技术人才。

五、专业实训室建设

学校在原有机电一体化和机械加工实训室基础上新建工业机器人创新实训室，该实训室包括2套ABB六自由度工业机器人本体，3套江苏汇博工业机器人本体，2套工业机器人电气系统拆装平台，1台工业机器人机械拆装平台，自动化生产线控制模块；机器人夹具包括：搬运码垛夹具、写字夹具、双交位夹具、真空吸盘、喷枪；机器人配套训练工具：平面码垛模块、写字平台、模拟焊接激光笔、模拟抛光工具、涂胶模块、仿机床上下料模块、立体仓库模块，一批乐高积木；专用的计算机实训室软件：工业机器人离线编程软件、PLC编程软件。

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【关键词】虚拟仿真技术/平台；虚拟仿真训练系统；实训教学

一、虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究

虚拟仿真系统的功能主要体现在它可以让使用者借助于专用的视、听、触觉等具有感知功能的设备，进入仿真系统制造的虚拟空间，并且还能够与虚拟环境中的人和物体进行实时交互，从而感知和操作虚拟环境中的各种对象，最终达到身临其境的效果。它的组成主要是把计算机作为主要的部分，其次综合利用三维图形、多媒体、仿真等技术构建起一个逼真的虚拟系统。从它的组成部分和应用程序来看，虚拟仿真实训系统对三维图形的利用还是十分频繁的，因此我们应当对其进行重点研究。虚拟仿真实训系统在工业机器人上的应用设计主要是利用三维建模软件，通过虚拟现实标准语言建立虚拟环境中的实体模型表现出来，最后通过描述它们之间的结构关系，快速、真实地显示三维虚拟工业机器人，并为工业机器人控制系统提供一个研究观察平台。本段主要通过对虚拟仿真实训系统的三维建模技术及软件研究，来发现虚拟仿真技术的优点和研究其未来的发展方向。

Maya软件是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，通过对Maya软件的运用，能够使虚拟仿真实训系统在一定程度上提高制作三维动画的效率和品质，调节出仿真的角色动画，使其得出更加真实的效果。这是因为Maya软件不仅仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还能够和世界上最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合，使得虚拟仿真实训系统所创造出的画面更加真实有立体感。

二、虚拟仿真技术在各领域内的作用

随着科技的发展，虚拟仿真技术在一些高科技等高端领域的地位越来越凸显出来，地位与作用也逐渐提升。尤其是在移动互联网的应用与开发、手机游戏设计及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的价值更为突出。

Maya软件是虚拟仿真技术的一种，它应用的对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。它能够在工作的过程中展现的比较灵活，易学易用，制作出动画的效率非常高，渲染出画面的真实效果比较强，它对画面中角色动作的捕捉尤为清晰，与画面角色的绑定的联系性也十分紧密，是虚拟仿真实训系统中一个比较不错的系统软件。MAX软件它最开始的应用是在电脑游戏中的动画制作，后来又进一步的开始参与影视片的特效制作，MAX软件还被广泛地应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域，也就是虚拟仿真实训系统当中。它强大的立体三维功能被新媒体、影视动画、游戏动画等领域广泛运用。

三、虚拟仿真技术为机器智能实验课带来的好处

虚拟仿真技术的应用为现代化的社会带来了许多的方便，让机器实验课、项目实训的智能科学与技术专业实验教学越来越丰富化。虚拟仿真技术的应用可以有效地提高教学的质量和效率。通过对虚拟仿真技术的应用，使得上级和下级、老师和学生的客户信息以及实训项目、实训指导、模拟操作、技能测评等等的信息存储在管理信息库中，与此同时，上级和下级或是老师和学生之间就可以通过客户机对下级或者学生之间的实训进行远程的指导与管理。

随着时代的发展，科技的进步，虚拟仿真技术在在现代职业技能教学中的作用也越来越明显。虚拟仿真技术的不断完善和发展，将为机器智能实验课等实训课程带来更多的方便和益处。由于它能够为人们提供一种高级的人机接口，具备交互性、想象性、沉浸性等特点，所以它主要的应用领域在政府、企业、学校等这些需要实训学习环境的地方。

四、虚拟仿真实训系统的应用领域和发展趋势

作为一项新兴的科学技术，虚拟仿真技术还处在一个不断探索前进与不断完善的阶段当中，其发展趋势呈一个不断上升的大幅增长的趋势。从目前来看，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决，因此虚拟仿真技术正在与教育、培训等领域不断地相适应和匹配。

其次，虽然目前政府、教育部门、学校、教师都已经认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。虽然目前政府、教育部门、学校、教师都认识到了虚拟仿真技术对于职业教育实践性教学环节的重要作用和发展前景，但在实际中，依然存在着许多问题亟待解决。例如：虚拟仿真技术对计算机及相关硬件的要求比较高，但是这些方面的发展不能够满足人们对虚拟仿真技术的需要，虚拟仿真软件数据是一个庞大的数据库，三维立体仿真软件的应用对显卡和显示器等也有很高的要求，也就是说，虚拟仿真系统对硬件的要求较高。因此需要对计算机及相关硬件的发展有一个更高的要求。最后，教学类虚拟仿真软件的质量还有待提高、对虚拟仿真技术的研发标准也不统一和对虚拟仿真技术应用不够广泛等等，这些都是需要发展改善的地方，也是未来虚拟仿真技术发展的一个大的趋势。

五、虚拟仿真实训系统的价值和市场经济效益

虚拟仿真实训系统作为一个高端的科技系统，对政府、企业、学校等的发展，起到了至关重要的作用，并为其创造了更大的价值。同时虚拟仿真技术的不断发展，也在打开了市场，扩大了市场份额的同时为市场创造了更多的经济利益。

在市场经济为主导的今天，虚拟仿真实训系统也为市场经济的发展做了一定的贡献，为市场经济的发展添砖加瓦，在自己发展得同时也促进了市场经济的发展。因此，我们应当不断地发展虚拟仿真实训系统，使其深入到更多的地方，让更多的地方和人们体会到虚拟仿真实训系统为人们带来的价值。

总结

虚拟仿真实训系统的日渐完善，使得人们的生活也不断的丰富活跃起来，政府、企业、学校等地方对其的应用，也促进了虚拟仿真实训系统的发展。本论文通过阐论虚拟仿真实训系统的虚拟仿真机器人机械臂模型用到的三维建模技术及软件（如Maya、Max等）、原理以及虚拟仿真技术的应用领域和发展趋势的研究，探讨了虚拟仿真实训系统的价值和市场经济价值，同时也为虚拟仿真实训系统的发展奠定了理论基础。

参考文献：

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中图分类号：G712？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）01-0186-02

机器人课程是教育和高科技的结合，由于机器人自身的特点和对未来社会的影响，机器人不仅仅是全面素质教育的好教材、好办法，而且是科普教育的重要园地。机器人教学也从一个侧面反映了学校信息与自动化领域基础研究和高技术发展的水平。

一、项目分析

1.理实一体项目教学的优点。改变了传统教学中的理论加实验教学模式，而当前的实验教学大多以实验箱为实验平台，开设的也多为验证性实验。导致学生过度追求实验结果，而忽略了硬件设计、软件调试等过程。整个课程结束后，许多学生也未能真正了解清楚机器人工作的全过程，采用理实一体工作过程的项目化教学，学生由简入繁，由浅入深，更能掌握机器人的技术要领。项目式教学可以开拓老师和学生的思维，学生的主动性得到极大鼓励，突出学生的个性发展，增强竞争意识和创新思路，更可以在团队合作中加强与人交流的能力和协作配合能力。把工作过程引入课程，在课堂上体现微工业，学生更能在学校里提前感知工作环境和工业要求。

2.机器人平台特色。四川信息职业技术学院电子系机器人教学采用本院自主开发的创意之星”机器人竞赛及实训平台。这是一套用于高等工程创新实践教育的模块化机器人平台，可通过数百个基本“积木”单元的组合，搭建出各种发挥想象力的机器人，并可为自己搭建出的机器人编程。因此，无论是机械、电子还是电气专业，都可以基于该平台，根据需要选择自己的侧重点，承载学生的实验、实训、课程设计、毕业设计或技能竞赛。AVR单片机、高端ARM处理器等。

二、教学项目的规划与实施步骤

教学组织中，老师的引领和规划很重要。学生很容易接受知识，在热心操作时，往往忽略操作注意事项，经常会有学生由于错误操作而损坏控制面板。所以老师必须多番强调和检查指导。在教学实施时，要体现工业5S工作标准化要求。通过5S对环境施以现场规范化管理，可以在改善实训室形象、提高质量、降低损耗及提升学生综合素养等方面达到意想不到的效果。具体教学中，共划分六项主要内容，分别是：组装机器人、搭建软件平台、测试舵机控制器、机器人控制指令、让机器人动起来、机器人二次开发竞赛。其具体的实施步骤又如下分为项目团队的建立、项目任务计划的制定、项目制作、项目检查评估、项目资料归档或应用等主要项目任务块。

1.机器人项目的团队建立。从学生中合理的选择各具特长的成员来组成项目团队，并为各个成员、团队之间营造互帮互助的学习活动气氛，引导他们形成良性竞争。选择各具特长的成员其原因在于弥补相互之间的不足，使他们能够在相互交流、帮助的团队合作环境下，一起解决问题，让学生能够体会到团队合作的重要性所在，使他们的团队合作能力能够得到提升。团队成员确定好过后，就要对他们各自的工作任务进行明确的划分，让他们每个人都能够找到其自身在团队中的角色位置，有效的为团队做出贡献，保证整个机器人项目的顺利完成。总之，在进行团队建立的时候，考虑到每个学生成员的特征属性是重点，尤其是其专业特长、性格等。然后还要在团队成员中民主的推选出负责人，使团队队长来落实具体的工作细节。

2.细化、制定任务计划。选队中的负责人要负责组织团队成员，集思广益的对具体任务计划进行细化与制定，使具体的工作步骤能够明确下来，并得到所有成员的认同。机器人的系统复杂度非常高，包含各种硬件与软件程序，这也正是其代表先进科学技术水平能力的关键所在。本文的教学实践过程当中，由各个小组去自行的收集与设计机器人功能目标，比如清洁功能机器人、医疗服务机器人等。这些机器人的设计与实现目的是为人类减轻劳作负担，比如清洁功能机器人主要帮助人们打扫环境卫生，提高人们的生活环境质量；医疗服务机器人主要是帮助人们在医院就医的过程当中，可以减少不必要的肢体运动，一方面方便医院患者，另一方面简化医院医护工作人员的工作量。有了机器人的功能目标后，团队中的各个人员就需要根据自身的专业特长所在，接受各自的任务任命。比如一部分学生主要负责机器人的体型结构设计，进行设计图绘制；负责机器人电路的学生主要工作是红外避障电路、电源稳压电路、键盘输入电路、电机驱动电路、单片机电路制作；负责计算机程序设计的学生，主要工作是对机器人的各种功能程序进行设计与调试，使机器人具有可以思考的灵魂；最后就是机器人控制人机交互界面设计的学生，他们主要是提高机器人控制的操作性，使机器人的操控能够直观、简便等。总之，要根据学生的特征、特长来划分工作任务，这样才能保障项目的顺利进行与最终完成。

3.项目制作。一切的团队组建与任务规划、分配完成后，就需要进行实际的项目制作、任务实施。首先每个团队成员对于自身的工作任务要认识透彻，了解自身工作的重要性，知道自己是否能够有效的完成好任务对于整个项目的影响是决定性的，因为任何一部分工作没有完成好，都会导致机器人项目失败。成功完成了机器人的制作，实现了机器人的功能之后，所有的团队成员还必须集中起来根据完成情况编写相应的报告或是论文，且这个环节是教学工作的重点，应为根据报告或是论文能够对学生的实际知识能力情况进行清楚的了解。在本文的教学过程当中，要求学生编写报告与论文各一份，其主要内容为实施项目的过程细节、难点的攻克以及机器人的具体功能实现情况等，这在学生完成了机器人项目制作后，进一步巩固了他们的知识能力。

4.项目的考核与评估。对项目的考核与评估是摸清学生实际素质能力的关键途径，首先要由团队的负责人来进行机器人项目的完成情况总结汇报，然后由各个成员对其自身的工作完成情况、完成质量进行自我评估。然后再根据项目实施过程中，各个队员的实际表现情况，老师给出统一的评估，使每个学生能够客观的认识自身优势与不足。为此，在项目的实施过程当中，老师还应当多去项目实施现场做观察与指导，认真收集每个成员的表现情况。对于发现的问题，老师应当及时的给出指正与引导，使学生在项目进行过程当中可以得到有效的能力发展。

5.项目资料归档或应用。为使学生养成良好的习惯，项目结束后，教师监督学生将项目工作资料整理归档，材料包括项目申报书、进度表、机器人机械结构图、程序设计流程、机器人控制程序、项目结项书、项目报告讲义等。

三、教学实施效果

实践证明，硬件设备上，该教学平台可靠性高，灵活性强，解决了目前机器人系统不能灵活拼拆组合，实现既可“独立”又可“复用”的技术问题。软件教学上，理实一体教学模式，学生能更好接受知识，创造发挥机器人的形态和行动能力，团队协作得到充分展现，该课程得到了学生的普遍认可和支持。

参考文献：

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0179-02

一、引言

实践教学是高等教育的重要环节，是实现人才培养目标的有效途径和重要保证。随着社会的进步和发展，对人才的需求也发生了很大的变化，给实践教学带来一些新的问题和新的挑战。我校机械电子工程专业的培养目标中强调了机电结合的高级工程技术人才，为了培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的创新型工程技术人才，适应现代社会的要求，就必须要优化实践教学内容，推进实践教学方法和实践教学体制改革。而营造培养高素质创新工程技术人才的实践教学环境，提供合适的实践训练平台是达到培养目标的重要保障。为此，我校2012年在共建基金支持下成立了柔性制造实验室，通过柔性制造系统对实际工业自动化生产中的模拟运行，让学生了解和掌握现代机电系统运行控制技术，培养学生的实践能力和创新能力。本文围绕该柔性制造系统在我校机械电子工程专业实践培养上的应用，就我校在教学改革上的措施进行论述。

二、柔性制造系统

柔性自动生产线是将微电子学、计算机信息技术、控制技术、机械制造和系统工程有机地结合起来，是一种技术复杂、高度自动化系统，柔性制造技术更是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段，是先进制造技术的基础。

通过该系统，能使学生可通过实验了解柔性制造自动化生产实训系统的基本组成和基本原理，能为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电气一体化与物流技术的应用开发和集成技术，能够帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握柔性制造相关系统的组成、功能及控制原理。促进学生在机械设计制造、电气自动化、数字控制技术、机器人技术、计算机技术、传感器技术、生产线技术等方面的学习，并对数控加工、电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、机器人控制技术、高级语言编程等技能得到实际的训练，激发学生的学习兴趣，使学生在光机电气一体化系统的设计、装配、调试能力等方面均能得到综合提高。系统组成如图1所示，共分为总控系统、自动化立体库及码垛机、自动化输送线系统单元、CCD形状颜色尺寸检测单元、上下料搬运机器人单元、数控加工单元、串联机器人装配与分拣单元、视觉导引搬运AGV几个单元部分。系统模拟某自动化加工、分拣、自动装配及自动出入库完整制造过程。立体库由两排货架及中间的码垛机构成，实现毛坯及成品部件的存储；传送线负责从立体库取件、传送工件到到各工作单元及传送入库；通过图像识别功能，对工件进行形状与颜色识别，通过信息识别，六自由度行走搬运机器人可选择把工件放入相应的数控加工设备（车削加工中心或铣削加工中心）当中。加工完毕，通过CCD视觉装置进行高度与直径等尺寸识别。并为下一工序做好准备。

该柔性制造系统可联机/单机两种运行模式，方便学生进行PLC控制、生产线控制、机器人控制及数控机床应用实训。

三、柔性制造系统在机械电子工程专业实践能力培养中的应用

1.课程实验实训。利用该柔性制造系统的各组成单元，对原有相关课程中的实验内容进行了调整整合，增加了综合性实验环节内容设计，根据教师授课情况，结合学生特点进行选取。主要服务的课程包括：机电传动与控制（步进电机、伺服电机控制）、PLC控制技术（立体库码垛机控制、传送线控制）、机器人技术（分拣机械手、搬运机械手）、机床数控技术（数控加工单元）、传感与测试技术（传送线、CCD等单元）、机电一体化技术。

2.实习实训环节。根据专业特点及实习实训要求，对原有实习实训环节进行了改革。将原第七学期三周的实习环节分割成几个模块，其中一个模块是2.5天的柔性制造系统实习实训模块，每次二十余人分成多个小组进行该模块的实习实训。对学生获得的专业知识和专业技能进行的一次全面考核和综合检验。按照机械电子工程专业设置的要求，通过柔性制造系统平台开展的集中实践教学环节，让学生完成的主要任务为：气路、电路或控制回路的构成的模拟设计及运行调试；根据工作要求对PLC控制程序进行修改或编写，模拟实际的控制过程；对人为设定的故障（电气及PLC故障）进行故障诊断及排除练习，提高学生解决实际问题的能力；模拟系统的各单元之间可以通过I/O进行通讯，将多个加工单元连接构成系统。通过这个教学环节，让学生自己动手来搭建实际机电一体化设备，以此来提高学生解决实际工程问题的能力。实习的内容：①柔性制造系统基础知识教学。主要讲授柔性制造系统技术的一些基本概念，让学生对柔性制造系统有全面的了解和认识。②立体库系统设计。通过对立体库实际操作，了解立体库工作过程；以立体库结构设计及PLC控制为主要教学内容，了解并掌握立体库结构设计技术，学生能够完成单元格的设计出图。了解立体库控制要求，采用PLC实现取、送工件的控制设计。③搬运线设计。以搬运线为教学对象，使学生了解掌握生产线工作原理及操作方法，了解生产线基本结构及控制方法，了解典型分拣、传送、检测环节的设计方法及操作。④AGV寻迹车设计。了解寻迹车基本结构组成和功能；了解AGV寻迹车车体结构设计方法，了解寻迹车控制原理和操作。⑤机械手。了解工业机器人基本原理，了解和掌握工业机器人机构及基本结构设计知识，掌握工业机器人操作知识，了解和掌握机器人控制原理，掌握机器人编程控制，利用测绘技术实现实物的测绘建模使学生在扫描和建模。⑥数控机床编程操作。以典型车、铣零件为对象，让学生能够通过动手实践将其数控加工程序编制出来，并在数控车及数控铣削加工中心完成各自零件的装夹、对刀及加工仿真操作。

本实习重点强化动手能力的训练，鼓励学生在对柔性制造系统全面了解和认识的基础上，独立完成系统的运行和各分系统的设计操作。

四、结论

柔性制造实验教学系统的建成与投入使用，丰富提高了我校机械电子工程专业在开放性实验室的实验教学和实训的能力。以此平台为基础，在授课教师及实验教师的共同努力下，有针对性地开展相关实验、实训项目，使学生可以更好地掌握机械、电子、电气、液压、自动控制、数控等专业知识，并以实际设备为对象，建立机电一体化设备调试、运行、维护等相关能力，有效地对应本专业培养目标要求。经过学习和训练，学生的综合素质得到提高并激发了部分学生的专业学习兴趣和科技创新兴趣，为今后的能力培养和就业发展打下了基础。

通过一年多时间的应用，实验、实训等项目内容在不断充实完善，在其间也发现了一些问题，例如包括对指导教师的能力要求、系统运行耗材费用控制等将在今后工作中逐步完善。

参考文献：

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为全面贯彻我国高等教育中对在校大学生的素质教育，提高学生的工程实践能力和创新能力，太原理工大学工程训练中心从2001年6月份开始，秉承“求实创新、服务地方”的办学宗旨，充分发挥、利用以及整合百年老校的教学资源，坚持常规的金工实习和电子工艺实习向现代化工程实践教学方向转化、由操作技能实训向局域网下的技术集成方向转化、由操作技能实训向技能与管理相结合的方向转化、由操作技能实训向技能与创新实践相结合的方向转化以及工程训练的教学过程与面向市场的教学产品相结合、与相应学科的创新实验基地相结合，工程训练中心的教育教学改革实现完整的育人功能，坚持以人为本、育人至上、艰苦奋斗、勤俭办学、注重过程、追求实效的建设理念，坚持走自我改造、自我完善的内涵式发展道路，将以前单纯从事金工教学的的实习工厂，改造成了门类齐全、结构合理、全国可比、具有地方特色的综合性的国家级实验教学示范中心。

一、中心实践教学改革方法与手段

中心经过几年的实践与建设，目前已具有浓厚文化氛围的优良实习环境，具有涵盖基础训练、综合训练和创新训练的完善的教学体系，建立了以学生为中心的服务、开放型的管理体制，以及初具规模的“八五七”教学体系，即满足学生实训的八个基础教学车间、五条教学示范生产线和七个大学生创新实践基地，充分发挥了工程训练中心这个实践教学的有益平台。

（一）深化教学理念改革

中心首先从教学内涵上进行改革，由原来单纯的金工实习变成了综合性的工程实训。在每个工种的实训中，通过多媒体教学手段，介绍大工程背景，讲解典型课件，演示试件范例，不仅使学生掌握本工种的加工背景、加工工艺应用范围，还要了解本工种与其他工种的关系。以大工程意识、创新意识和工程实践综合能力的培养为主线，注重培养学生的工程素质和非技术素质。

（二）深化教学体系改革

紧紧围绕学生实训的目标，对中心的实训体系进行改革，可使得学生在校学习的四年中，一直有机会在工程训练中心进行实践锻炼。大一学生工业认识实训、大二学生工程实践实训、大三学生创新实践实训、大四学生进行毕业工程设计。同时，为充分发挥和利用工程训练中心这个硬件平台，开设了三门实践创新选修课，举办五条教学示范生产线的专题讲座，播放讲解相应的社会化大企业的现代化生产线教学片为学生参考学习。

（三）实践教学手段改革

调动一切积极因素，通过自制教具、自制产品模具来激发学生的创新意识。各个工种充分发挥和利用多媒体教学手段激发学生的学习兴趣。

（四）实践教学产品的改革

在实践教学过程中，使学生的实训产品尽可能与社会化的产品相结合。培养学生的质量意识、责任意识、成本经济意识和安全意识等。

（五）改进实训文化氛围

中心通过创办《工训简报》、中心网站等方式，使参加实训的学生切身感受到工程实训的文化气息无处不在，随时随地接收工程知识的熏陶。《工训简报》用于通报中心工作重点，展示实践教学成果，总结实践教学新经验，为师生开辟学习交流园地；中心创办的网站，在每个教学车间配备的触摸屏和投影仪上可以直观地学习和了解中心创新实践教学的最新内容和最新成果以及发展动向，使更多学生多渠道了解中心的创新实践内容，自由选择和加入创新实践活动之中，达到提高学生实践动手能力和整体综合素质、提升办学质量的目的。

（六）校校联合，校企联合，共建学生创新实践基地

中心分别与北京大学、北京博创科技有限公司以及中国教学仪器总公司联合成立了ROFISH和ROBOT以及机械创新设计制作三个智能控制和慧鱼实训基地，这三个实践基地以提高学生实践动手能力为宗旨，实行全天候开放，随时接待学生来访，并积极开展各项机器人知识培训、进行机器人制作指导和机器人相关项目的研发。在全校范围选拔优秀学生组成机器人团队，参加国际国内的大学生竞赛活动，在竞赛中检验和促进学生的实践动手和研发能力。

（七）走出去请进来，挖潜力练内功

在中心教职员工中立标兵、树形象，在各个工种选拔技术能手、首席指导师傅，在工作中给与大力支持，在生活上给与相应补助，同时在全校范围内招聘已退休的老教授组成中心的实践教学指导督导组，对中心的实践教学全过程进行督导和指导，确保实践教学各项指标的贯彻和落实。与国内先进院校互派骨干交流学习，中心陆续接待了来自日本横滨大学、北京工业大学、西安电子科技大学、中国石油大学、湖南大学、华北电力大学、华南理工大学等国内外几十所院校的专家学者来我中心做客交流。中心也派出人员多次在省和华北地区的有关工程训练中心的会议上做典型发言进行交流。同时，中心积极发挥人员和设备潜力，向其他高校开放运行，近几年共接待了来自省内的太原科技大学、太原大学、晋中学院等6所院校近两千余人次的学生来中心进行实训，在省内外起到了示范辐射作用。

二、中心实践教学改革取得的成果

中心上下积极参与实践教学改革，成果丰硕。近几年，中心获得了教育部教学成果二等奖一项、中心教师在各种刊物34篇、出版实践教学教材两部、获得各种教学产品和教具专利五项，特别是参与创新实践制作的师生近几年来制作的各类机器人参加了国际国内的机器人大赛获得冠军十项、亚军四项的优异成绩，工程训练中心机器人团队并获得了山西省五四青年奖状。

三、中心实践教学改革中遇到的问题和工作体会

1.评为国家级实验教学示范中心后，压力加大，工作量加大，投入产出不成比例。

教育部加大了对国家级实验教学示范中心的要求和检查力度，每年都要对中心工作进行年度总结报告，并且每年都需要中心参加多次国家级联席会议和交流会议，每次会议都需要总结发言，并且在会后领回来多重任务。其中教育部给与中心的投入数额有限，省里的配套资金难以落实到位，许多实践教学改革的成果大打折扣。

2.教育部的实践教学任务与所在学校的政策脱节，教师积极性难以保证。

教育部对国家级实验教学示范中心的检查内容包括实验教学体系、内容的改革，编写教材、开设创新性实验的数量、教学仪器设备的改造和设计制作等，上述这些检查的项目并未列入学校对教师的考核标准之内，得不到工作量的计算。这些工作量大繁琐，不是靠突击可以完成的，必须坚持长期教学工作的积累，也不是个别人能够完成的，要由全体参加实训教学的指导教师们集体努力。所以必须有政策支持和支撑，否则难以维持国家级示范中心的健康有序发展。

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关键词 ：理实一体化课程 弧焊机器人操作与编程 精品教材 课程开发 立体化资源

课 题：北京市职业院校教师素质提高工程·优秀青年骨干教师培养计划项目资助。

一、开发理实一体化课程弧焊机器人操作与编程教材的必要性

大型焊接结构及新型结构材料的应用对焊接技术提出了很高的要求，反过来也促进了焊接技术与焊接工艺的发展，促进了焊接生产的机械化和自动化。弧焊机器人、点焊机器人、自动焊接生产线在我国制造业中应用越来越广泛。虽然，国内关于机器人方面的专著、教材已经有很多，但普遍是偏向理论与研究，不能满足实际操作与应用的需要，更没有适合高职层次的以弧焊机器人操作与编程为主的教材。目前企业的弧焊机器人操作与编程人员的培养只能依靠各种机器人生产厂家的培训或产品使用手册，缺乏相关的系统学习与理论指导，因此，开发以操作为主，兼顾基本理论的高职弧焊机器人操作方面的教材是十分必要的。

二、教材开发方法与过程

该教材的开发以培养学生综合素质为基础，以职业能力为本位；以企业需求为基本依据，以就业为导向；适应企业技术发展，体现教学内容的先进性和前瞻性。

1.进行企业调研明确设置课程的必要性

在进行课程开发之前，我们针对北京在制造业中的焊接技术应用情况进行了企业调研，如航天一院211厂、航天二院699厂、航天二院283厂、北京中丽制机工程有限公司、北京地铁车辆厂、北京重型电机厂等。通过对企业专家工人访谈，提取典型工作任务，分析岗位职业能力，按照人才培养目标、就业岗位要求，在课程体系中设置了旨在培养技能应用、职业素质及社会、方法能力的核心课程，如焊接结构生产、焊接方法与设备、弧焊机器人操作与编程等。

该课程的设置主要围绕自动焊接中弧焊机器人的基本操作与编程内容。通过该课程学习，使学生掌握工业机器人的应用，如搬运、码垛及弧焊机器人的自动焊接技术和焊接工艺知识和配套设备的使用能力。同时通过焊接工艺与自动化技术的系统学习，使学生具备理论基础的应用能力，奠定可持续发展的基础。

2.根据课程目标确定教学内容与教学项目

依据焊接技术及自动化专业对焊接机器人操作与编程高端技能型人才的培养目标要求，课程内容主要包含工业机器人的基本概念、分类及应用，弧焊机器人的基本操作与编程等。为实现理实一体化教学，教学项目的设计要基于工作过程。该课程共包含六个项目，每个项目包含1～2个工作任务，项目内容编排按照学习目标，知识准备、任务实施、教学评价、学后感言及思考与练习。实现以源于企业的真实工作任务为载体，以学生为主体，通过“教学训做评”一体化教学，培养学生机器人操作与编程的能力；满足现代制造企业机器人相关工作岗位对高端技能型人才的专业技术能力、职业素养和创新能力的培养要求。

3.立体化教学资源的开发与建设

为激发学生的学习兴趣，加强学习效果，与该教材配套开发了多种立体化教学资源。如设备图片，实时录像及二、三维动画，仿真软件及网络教学环境等。仿真训练还可以提高设备安全性，使用离线编程软件，进行计算机仿真操作，如机器人选型、机器人操作、机器人编程及典型焊接接头的焊接仿真训练，使学生在虚拟环境下完成机器人操作的基本训练，以便在实际环境实训时提高设备的安全性。以网络教学平台为学生提供自主学习之便，将课程资料如课程标准、技术资料、电子教案、多媒体课件、习题、自我检测及课程问卷等全部上网，学生可以通过网络实现自主学习。

三、教材特色

教材的编写贯彻先进的教学理念，以技能训练为主线，相关知识为支撑，重点培养学生的操作能力。教材特色与创新体现在以下几个方面。

一是构建基于工作过程的教材体系结构，以学生为中心，实现理实一体化教学。该教材打破了传统教材的章节体系结构，采用了更加适合于职业技能型人才培养的基于工作过程的项目和任务的内容体系结构。将学习任务及要求在“工作任务书”中进行描述；将完成任务必需的理论知识和操作方法在每一任务的“知识准备”中进行陈述；将教学组织和实施方法在“任务实施”中进行建议；将每一项目的教学效果在“教学评价”和“学后感言”中进行总结和反思；将新技术、新知识在“知识拓展”中进行介绍。这样的教材体系结构便于实现以学生为中心，进行理实一体化教学，学生边学边练，通过学习可以掌握机器人弧焊岗位所要求的操作技能。

二是符合专业人才培养目标和课程标准，以真实工作任务为载体，循序渐进学习理论知识、掌握专业技能、培养职业素质，满足企业对高端技术技能型人才的岗位需求。该教材经历了从讲义校本教材教材出版的积累和完善过程，以编者多年的企业经历及对机器人焊接岗位人才要求的调研，以企业实际案例为基础，依据该专业对弧焊机器人应用方面高端技术技能型人才的培养目标，广泛征求了企业专家和同类学校教师的意见，以企业应用广泛、销量世界排名第一的ABB机器人为例，介绍其基本操作与编程方法，以达到触类旁通的目的，在实际操作中学会工业机器人的基本理论。

从认识工业机器人、手动操纵机器人、工业机器人编程、典型接头焊接与编程、工业机器人的离线编程等方面，由浅到深、由简单到复杂、由局部到全部，使学生按照认知规律，理解工业机器人的结构和工作原理，掌握机器人操纵与编程的方法。项目内容涵盖了工业机器人及弧焊应用的主要内容，每个任务在相关的理论知识陈述之后，安排学生动手操纵机器人，并使学生在掌握理论、提高技能的同时逐步建立规范的工作意识。

三是填补了国内高职层次弧焊机器人操作类教材的空白，提升了焊接技术及自动化专业毕业生的应用层次。该教材的出版填补了国内高职层次弧焊机器人操作教材的空白。学生通过学习可以掌握先进的机器人焊接技术，从而提升了毕业生的应用层次。

四是与企业技术人员共同开发，使教材的内容与使用更符合企业的岗位要求。

四、教材使用效果

作为专业核心课程教材，在学校2006级焊接技术及自动化专业学生作为讲义使用；根据使用情况经过修订编写出校本教材在2007级和2008级学生中使用；经过再修订于2011年4月正式出版，出版教材已作为学校2009级以后学生的教学用书。该教材在2013年经过遴选被评为北京市高等教育精品教材。

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中图分类号：TB49 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

变压器是利用电磁感应的原理改变交流电压的装置，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换等，按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器等。随着变压器行业的快速发展，对各类变压器装置的性能参数、质量等级、使用寿命等提出了更加严格的要求和更高的发展目标，目前随着原材料性能的提升以及智能制造技术的出现和发展，能够研发并制造出性能优越，质量过硬的各类变压器产品已经成为各生产制造企业和科研机构的首要任务，传统的手工制造方式已经不能有效满足各类变压器的生产要求，同时人工操作的固有偏差性和人为差异不同程度地影响着变压器的质量和使用寿命。为此，有必要设计一套人工智能化柔性生产制造系统，使变压器生产制造去人工化，实现变压器智能化生产。

1 工作站设计方案

变压器自动化生产工作站是一个实际应用系统，包括硬件系统的详细设计和软件系统的编写优化。在硬件设计中，经过研究分析，最终确定该系统应包含以下三部分功能机构，分别是：（1）变压器绕制；（2）变压器搬运；（3）变压器焊接和质量检测。在软件设计中应包含以下四部分功能程序，分别是：原点复位、绕制程序、搬运动作、放电焊接和质量检测。

2 系统硬件设计

对硬件结构进行设计，主要包括如下三个部分。

2.1 变压器绕制部分

选用NITTOKU全自动高速绕线机，最高转速可达10000 RPM，实际使用控制在5000～6000 RPM，加减速时间控制在3～5 s，可以满足24 h不间断生产，同时通过编制绕线程序控制机器运行，绕制状态稳定高效，中途断线可将电子信号传递至搬运系统，机械手可直接将不良品送至不良品区。

2.2 工件搬运部分

工件在搬运过程中为达到不同位移要求，故分为机械手搬运，搬运车搬运，转换夹搬运三个部分。

机械手主要负责在抓取骨架和将绕制完成的线圈进行焊接和检测时进行工件位移，经过选择后，可选用MITSUBISHI-RV-6SDL型工业机器人，此种型号最大可承重6 kg，具有6自由度方向，可在立体空间任何一点进行位置编辑，具有移动精度高，工作稳定的特点。

搬运车和转化夹主要负责在绕线机和后续生产系统之间的工件位置相互转移，可利用尼龙块制作搬运车，并将其固定在传送带上，转换夹可选用钢质材料，夹取工件时有力度，耐磨度高。

2.3 变压器焊接和检测部分

焊接部分采用PC-PAS 301t型放电焊机，焊接时注意须调整放电电流至1.0～2.0 A之间，放电时间控制在0.5～1.0 s之间，焊接时与插针有接触的顶针在完成焊接操作500次后，须进行打磨处理，并检查牢固程度。

检测部分采用HIOKI 3541型电桥，使用时须依据生产作业指导书的要求设定电阻值合格范围，对于合格品和不良品可由绿灯和红灯指示，与线圈插针接触的顶针须检查其牢固程度和氧化情况，有问题时须及时更换。

3 软件系统设计

软件系统分为以下四个部分。

（1）工作站复位程序。

在每日开机后和机器故障修复后，需要将工作站的各个机械电气部分进行原点复位，其中包括机械位置的校正，传感器检测是否正常，工作站各系统有无故障等。

（2）变压器绕制程序。

变压器绕制程序应符合绕制规则，编写后的程序须经过实验试生产，并逐步优化绕线程序。

（3）各部搬运程序。

具体编写搬运程序时，先编写主体框图，按照工作的先后顺序编写顺序流程图，存储为主程序。然后依次编写各部位搬运的具体程序，并存储为子程序。

（4）焊接和检测程序。

编写焊接程序应根据搬运程序的信号触发焊接程序，同时，可依据示教手柄检证插针最佳焊接位置，要求须正对插针顶端，距离1～2 mm。

检测程序即收集传输过来的电阻值大小，看是否符合设定要求，符合亮绿灯，超出范围亮红灯，达到质量检测的效果。

4 工作站调试和故障修复报告

4.1 使用环境

工作站可在4O的区域内进行布置，供电电压为AC 220v 50～60 HZ，气动部分须接压缩空气，焊接部分须接氩气。

4.2 系统调试说明

根据方案的要求，调试过程共分3大部分：硬件调试、软件调试、软硬件联调。硬件进行手动调试，观测有无撞击和运动不畅，软件进行模拟调试，在编程软件中进行示教演示，找寻可优化程序点，进行逐一优化，软硬联调为试生产调试，让工作站依据控制程序自行进行生产，看有无错误报警和可改进的地方。

4.2.1 硬件调试

（1）变压器绕制机、搬运车的滑轨的滑动部位动作缓慢，发现缺少油脂，随即涂抹油脂，减小摩擦，故障得以修复。（2）机械手抓取工件时，与夹具配合较紧，发出较生硬的声音，随即拆下较紧夹具，对配合部位进行细微研磨，磨薄0.3 mm后，故障得以修复。

4.2.2 软件调试

（1）绕线程序在编制完成后，模拟时出现语法错误，检查时发现A，B程序块同时运行时，程序块跳离语句少编入一字符，导致语法错误，随即编入该字符，故障得以修复。（2）搬运车程序出现限位报警，检查程序时发现，搬运车在左移动时的位置量编写错误，导致触及限位报警，随即更改位置量，故障得以修复。

4.2.3 软硬联调

（1）绕线程序存在绕制偏槽的现象，通过更改槽间起绕位置，故障得以解决。（2）机械手在抓取线圈进行焊接时，出现焊接不良，经分析原因为焊针和插针未正对，随即对机械手和焊针在程序中的位置进行微调，在保证正对和距离1～2 mm后，焊接良好，故障得以修复。

5 结语

以工业机器人为核心的变压器自动化生产工作站是结合笔者个人所学和工作经验逐渐积累并实践总结出的，是笔者对机器人和自动化技术的理解和应用，这类制造系统在保证产品质量稳定性、提高生产效率、促进制造柔性化等诸多方面具有积极的促进作用。

参考文献

[1] 兰虎.工业机器人技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2014.

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技工教育是职业教育的重要组成部分，理清专业建设和管理思路，加强专业建设，是提升教育质量的重要途径。广州市机电技师学院作为广州技工教育的重要一员，随着珠江三角洲经济的转型升级，就业市场对高技能人才的需求旺盛，迎来了快速发展期。目前，已由前期的规模急速扩张阶段转变为全面重视质量提升的内涵建设阶段，并逐渐形成了具有机电特色的技能人才培养体系。

一、加强专业建设与管理的意义

“办学就是办专业”，这是职业教育界的普遍共识。专业是技工院校内涵建设的核心和人才培养的关键载体，对技工院校教育教学质量与水平的提升、体现办学特色和社会声誉有着举足轻重的影响和作用。专业建设是一项直接影响技工院校招生、学生培养及毕业生就业方向的教学基本建设，是贯穿技工教育始终的生命线。当前，技工院校存在一系列问题：专业结构不尽合理，不能完全适应经济社会发展的需要；专业设置呈现趋同性趋势，缺乏自身特色；办学条件薄弱，教学质量不高；校企合作层次浅，学生就业对口率不高。这些问题都与专业建设水平息息相关，加强专业建设与管理是技工院校内涵发展和提升教育教学质量的必由之路。

二、专业建设与管理的探索

广州市机电技师学院近十几年紧贴市场需求，以“机”“电”两大方向为主线开办专业，对接先进制造产业链的上、中、下游各个环节，构建了以制造自动化技术与装备为龙头、现代设计与制造技术为核心、生产技术为支撑的专业布局，组建了专业群，“机”“电”专业特色凸显。同时，学院办学水平显著提升，成为首批国家中等职业教育改革发展示范学校、广东省首批“校企双制”示范创建学校、广州市首批技师学院、广东省技工学校竞争力20强单位。

总结学院的专业建设与管理经验，可概括为“上连天、下接地”“左拉政、右牵企”“前开新、后优旧”“中务本、修内涵”，具体含义如下。

“上连天、下接地”指专业建设的标准。“上连天”是指专业建设在人才培养定位、师资队伍建设、实验实训设备采购、场地规划、校企合作单位选择等方面，标准上坚持高端引领、适度超前的原则；“下接地”是指专业在教学计划安排、教学内容选择、教学模式选择、教学方法与手段选择等课程实施层面，坚持从学生、教学条件、企业需求等实际情况出发，真正接地气的原则。

“左拉政、右牵企”指专业建设的策略。“左拉政”是指专业建设要坚持与政府发展规划、产业导向及区域经济建设需求相适应的原则；“右牵企”是指专业建设的人才培养方案制定、实训场地建设、师资培养等各方面都要坚持校企深度合作的原则。

“前开新、后优旧”指专业发展的路径。“前开新”是指专业建设要密切关注行业、产业和企业需求的发展，尤其是四新（新知识、新设备、新技能、新工艺）技术的发展，坚持适时开设新课程、新专业的原则；“后优旧”是指专业建设要根据技术及区域经济发展，坚持不断优化调整教学内容、课程结构及专业设置的原则。

“中务本、修内涵”指专业建设的根本任务。“中务本、修内涵”是指专业建设的根本任务是加强内涵建设，坚持走质量和特色发展之路的原则；论语讲“君子务本，本立而道生”，专业建设只要抓住内涵建设这个根本，就可以把专业建设好、发展好，专业内涵建设包含师资队伍建设、课程体系、实训基地建设等内容，其中师资队伍建设又是专业内涵建设的核心内容。建设好专业师资队伍，促进教师的专业化成长，是搞好专业建设的重中之重。

三、专业建设与管理思路的实践

1.上连天、下接地

以学院品牌专业――数控加工专业为例来说明。“上连天”，数控加工专业建设始终坚持高端引领。在专业人才培养定位上，确立了以数控最高技术――多轴加工技术为培养内容的高技能人才培养定位，占领了数控技术制高点；设备上，采购了具有国际水平的德国德玛吉五轴五联动数控加工中心；师资队伍建设上，先后引进了全国数控大赛金、银牌获得者，以及广东省技术能手等一批高素质人才来校任教；场地规划上，参照企业及世赛技能大赛场地布置要求进行场地规划建设；校企合作上，坚持与行业著名企业合作，如与广州数控设备有限公司、广州型腔模具制造有限公司、巨轮智能装备股份有限公司等企业签订了战略合作协议，开展了企业新型学徒制人才培养等深度合作。目前，该专业是首批国家示范重点建设专业，师生参加广州市、广东省和全国各类数控技能竞赛多次获得冠亚军，同时多名选手入选世界技能大赛国家队。

“下接地”，数控加工专业课程实施层面始终坚持接地气。课程体系进行了工学结合一体化课改。建设了技能大师工作室、技迪工作室、产教中心等校企合作平台，将企业真实生产案例引入教学。数控加工专业在教学计划安排、教学内容选择、教学模式选择、教学方法与手段选择等方面，完全从企业需求、学生基础、学校条件等实际情况出发，进行合理选择与配置，教学质量受到了学生和企业的认可。

2.左拉政、右牵企

以学院特色专业――工业机器人应用与维护专业为例。“左拉政”，指的是工业机器人应用与维护专业建设始终积极响应政府关于产业转型升级的号召，顺应地方经济对工业机器人人才的强烈需求。学院于2010年开设工业机器人应用与维护专业，成为我国最早开设此专业的职业院校。该专业先后争取到了市、省及中央财政专项资金的支持，获得了跨越式发展，现在成为国家级高技能人才培训（工业C器人应用与维护项目）基地。

“右牵企”，指工业机器人应用与维护专业建设始终坚持校企合作。该专业先后与珠海汉迪自动化设备有限公司、ABB机器人工程公司、FANUC机器人有限公司等公司合作，校企共同制定了专业人才培养方案，共同建设工业机器人应用与维护联合开发中心，共同开展课程教学，共同开展考核评价等，毕业生深受企业欢迎。

3.前开新、后优旧

以学院重点专业――机电一体化专业为例。“前开新”，指机电一体化专业始终关注技术及行业最新发展动向。机电一体化专业是学院开办较早的专业，是学院重点专业、广东省名专业。学院数控加工、工业机器人应用与维护、电梯安装与维修等专业均脱胎于机电一体化专业。比如，当数控技术兴起后，学院首先在机电一体化专业加入了数控编程技术课程，后来增开了数控车床实习，再后来数控加工专业从机电一体化专业独立出来，成为了一个新专业。再如工业机器人技术兴起后，也是先在机电一体化专业中开设工业机器人应用技术课程，后来以机电一体化专业（工业机器人应用与维护方向）试招生，最后独立成为一个新专业。不断开设新课程、新专业，适应了经济社会发展需要，满足了企业人才需求，也为学校发展注入了活力。

“后优旧”，机电一体化专业始终关注企业需求，优化教学内容、调整专业结构。随着学制的调整、新课程的加入，机电一体化专业先后整合优化了金属材料与热处理、公差与配合、机械零件、理论力学等课程，调整了机电一体化专业（家电维修方向）等人才培养方向。对专业与课程进行的优化调整，保证了毕业生始终满足企业需求，保障了专业发展常青。

4.中务本、修内涵