葛大衛(wèi)

（北京信息職業(yè)技術學院電子與自動化學院，北京 100015）

工業(yè)機器人在現代工業(yè)制造領域起著舉足輕重的作用，最為世界上最大的工業(yè)機器人市場，中國工業(yè)機器人的裝機量占全球市場裝機量的36%左右。據工信部測算，2020 年我國的工業(yè)機器人裝機量預計會達到100 萬臺，屆時工業(yè)機器人專業(yè)的人才需求會進一步加大，超過20 萬人。

《工業(yè)機器人應用技術》課程，作為機電一體化技術專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，以六自由度工業(yè)機器人為對象，使學生全面學習工業(yè)機器人的基礎理論知識，掌握工業(yè)機器人的編程和操作技能，學習工業(yè)機器人系統(tǒng)的控制原理及工業(yè)機器人的維修和調試技能，培養(yǎng)學生在工業(yè)機器人技能方面分析和解決問題的能力，為學生將來從事相關專業(yè)的工作打下良好的基礎。

一、課程分析

（一）課程總體設計

《工業(yè)機器人應用技術》課程采用“任務驅動”的教學模式開展教學。通過難易程度不同的教學活動、訓練項目，使學生完成面向實際的專業(yè)訓練。項目設計強調工程背景，緊密聯(lián)系企業(yè)實際，訓練項目都是源自實際工程項目，不僅培養(yǎng)學生掌握解決實際問題的能力，更在團隊精神、合作意識、學習能力、創(chuàng)新精神、組織才能等方面得到充分訓練，由此培養(yǎng)出真正具有核心職業(yè)能力的學生。

（二）學情分析

本課程的授課對象是高職機電一體化技術專業(yè)二年級的學生。前導課程為《電子電路》《電機與拖動》《液壓與氣動》《可編程序控制器應用》等課程。

（三）軟件準備

本課程使用的仿真軟件是Robotstudio。Robotstudio 是一款由ABB 公司研發(fā)的機器人仿真編程軟件。它的主要作用是幫助用戶在電腦上模擬構建一個機器人系統(tǒng)，并對它的程序和功能進行調試，從而找到最合適的設計和工作方案，確保用戶能夠順利完成現實的機器人系統(tǒng)部署。

（四）硬件設備準備

我校采用華航唯實的流水線教學工作站，工作站型號：CHL-JC-01-A，工作站主要包含工業(yè)機器人系統(tǒng)、工業(yè)機器人底座、3D軌跡版、流水線工作臺、刀具庫、操作面板、安全防護欄、配電箱、空氣壓縮機。

二、教學項目設計

本課程通過完成四項典型工作項目達到培養(yǎng)學生核心職業(yè)能力的目的。

（一）項目1 認識工業(yè)機器人

該項目通過線上和線下學習活動，使學生了解工業(yè)機器人的概念和發(fā)展概況；能夠按不同標準對工業(yè)機器人進行分類；掌握工業(yè)機器人組成及技術參數；能夠正確分析工業(yè)機器人的常用坐標系；掌握工業(yè)機器人常用傳感器；了解工業(yè)機器人采用的運動控制器；掌握工業(yè)機器人編程方式；能夠識別工業(yè)機器人的典型應用。

（二）項目2 讓工業(yè)機器人動起來

該項目通過學生在Robotstudio 軟件上仿真和流水線教學工作站上實操的方式，使學生掌握建立工業(yè)機器人虛擬工作站；安全操作工業(yè)機器人；正確設置系統(tǒng)參數、備份與恢復系統(tǒng)；正確使用關節(jié)操縱和線性操作的方式手動操作工業(yè)機器人；正確設置工具坐標系、工件坐標系和有效載荷；實現標準IO 版和DI、DO、AI、AO 信號的配置。

（三）項目3 軌跡繪制的編程與調試

該項目通過學生在Robotstudio 軟件上仿真和流水線教學工作站上實操的方式，能夠正確分析軌跡繪制任務；能夠正確建立RAPID 程序和程序數據；能夠正確使用位置運動指令；能夠正確使用IO 控制指令；能夠正確使用賦值指令；能夠正確編寫軌跡繪制的編程；能夠正確調試軌跡繪制程序。

（四）項目4 搬運操作的編程與調試

該項目通過學生在Robotstudio 軟件上仿真和流水線教學工作站上實操的方式，使學生能夠正確分析搬運操作任務；能夠正確使用FUNCTION 指令；能夠正確使用TRAP 中斷程序等指令；能夠正確編寫搬運操作的程序；能夠正確調試搬運操作程序。

三、考核方式設計

根據《工業(yè)機器人應用技術》課程的特點，本課程采用理論考核和實操考核相結合的考核方式。

（一）理論考核：主要針對項目1 認識機器人中的學習內容，考核工業(yè)機器人的發(fā)展過程、分類與組成、坐標系、結構、傳感器、控制系統(tǒng)等基礎知識。

（二）實操考核：由項目2-項目4 三個實操項目組成，教師根據學生對項目完成的情況，依據評分標準，給出考核分數。

項目2讓工業(yè)機器人動起來：要求學生根據題目要求完成：正確開關機；設置控制面板；建立工件坐標系和工具坐標系；添加IO 板和DI、DO 信號；手動操縱工業(yè)機器人完成物料的搬運任務。

項目3 軌跡繪制的編程與調試：要求學生根據題目要求完成：建立工件坐標系和工具坐標系；建立程序和程序數據；使用常見指令實現直線和曲線軌跡的編程；完成軌跡繪制的調試。

項目4 搬運操作的編程與調試：要求學生根據題目要求完成：建立工件坐標系和工具坐標系；建立程序和程序數據；使用偏移指令實現搬運碼垛成俗的編程；完成搬運操作的調試。

四、結語

本文分析了高職《工業(yè)機器人應用技術》課程的特點，設計了四個教學項目，并對考核方式進行了分析，采用“任務驅動”的教學模式，提高了課程的教學效果，經過多輪教學實踐，教學效果良好。