高职院校《焊接机器人》课程改革与实践

许芙蓉

摘要：根据《焊接机器人》课程特点，结合高职院校办学定位，本文从教学内容、教学方法、课程学习评价等方面提出了《焊接机器人》课程建设和教学改革的设想，使学生熟练掌握焊接机器人技术，以达到促进职业教育改革与智能制造技术相融合的目标。

关键词：焊接机器人;教学改革;实践教学

中图分类号：G712.3 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2019）01-0258-01

前言：智能制造最终目标是实现“设计过程、制造过程和制造装备智能化”，包括产品设计中的数字化，制造过程中的传感信息化和网络化，制造装备的数字化和智能化。其中，制造装备的智能化是实现整体制造智能化的前提和基础。在所有的智能化制造装备中，机器人无疑是柔性制造自动化的集中体现[1]。

随着智能制造计划的推进，工业机器人在制造业中的应用将会飞速发展。截止到2015年底，我国焊接机器人保有量83081台，其中弧焊机器人占80%以上[2-4]。预计未来十年，我国焊接机器人的装机量将保持两位数以上的增长，这就意味着将来会有越来越多的焊接工人被焊接机器人取代。焊接机器人的大量应用不仅将焊接工人从劳动强度大、作业条件恶劣的工作中解脱出来，而且可以大大提高焊接效率，保证焊接质量。所以，面对焊接智能化新的发展需求，定位于培养适应社会需要的高层次技术应用型人才的高职院校必须加大焊接机器人技能型人才的培养力度。

1.教学模式

根据焊接智能化新的发展需要，结合学院的实践条件，在《焊接机器人》课程教学过程中采用“项目式”教学模式，重新编排教学内容，并开发焊接机器人任务书、收集典型焊接机器人应用视频、增加焊接机器人应用案例教学等。在《焊接机器人》课程教学改革过程中，通过任务发布，结合焊接机器人应用视频，调动学生学习的主动性、创造性和积极性，最终完成任务。通过具体学习和实践训练，使学生在完成任务过程中理解焊接机器人的基础知识;掌握利用焊接机器人示教器进行编程，使学生从软件、硬件两方面均掌握焊接机器人应用技术，以促进《焊接机器人》課程的教学改革。

2.教学内容

从严格意义上讲，焊接机器人是一个焊接机器人系统或工作站，通常包括机器人本体、机器人控制柜、焊机系统及送丝单元、变位机、工装夹具等部件。在生产应用中，焊接机器人与变位机、弧焊电源等周边设备实现柔性化集成，才能发挥其作用。焊缝存在有平焊、横焊、立焊、仰焊等焊接位置，若能协调控制变位机，使工件被焊处总处于水平的焊接位置，将会大大提高焊接质量。弧焊电源和工装夹具等也要在机器人统一控制下做相应的协调运动，才能保证整个系统高效率、高质量地工作[5]。因此首先要让学生熟练操作焊接机器人系统，使学生对焊接机器人应用技术硬件方面有全面的认识和理解。

焊接机器人焊接质量的好坏直接决定了其在工业生产中应用水平的高低，在机器人焊接中影响焊缝成形质量的因素主要有起收弧稳定性、起收弧位置、焊接电流、电压、焊接速度、焊枪摆动幅度及频率、焊枪摆动左右停留时间、干伸长、熔滴过渡形式、保护气体流量等，这些因素的控制得当与否直接决定了焊缝成形质量的好坏。这是一个典型的多输入、多输出的非线性时变系统，控制难度极大。学生必须掌握影响焊缝成形的因素，并在实践焊接过程中实时调整参数，才能编定正确的机器人焊接程序，获得高质量焊缝[6]。

根据知识和技能由简至难递增的规律，采用“项目式”教学，开设3mm不锈钢板对接焊缝机器人编程与焊接，骑座式低碳钢管一板垂直俯位机器人编程与焊接等具体实训项目进行训练。学生通过完成具体项目任务，既能熟练掌握机器人示教操作能力，还能学会设置和修改示教点的插补方式、示教速度、空走点和焊接点等重要知识点。

3.课程考核评价体系

考核评价是检验教学方法在教学体系中是否可行、能否作为以后考核标准来进一步优化的一种方式，运用合理的考核评价对学生的努力给予肯定，有助于激发学生学习兴趣，同时也能准确反馈学生的学习效果，使其能够从中发现不足之处，解决问题，形成从理论到实践再到理论的学习方法，具有良好的学习效果。

在引入任务驱动法教学的同时，建立以任务驱动法为核心的评价体系，将原有以“结果”为标准的评价方法改变为整个任务完成的“过程”。在完成过程中，以所涉及到的知识点作为评价准则，形成动态化的考核方式，进一步了解学生的学习情况。通过各个环节的指标加权对学生做出科学评定。

将以往以单一教师评价为主的评价方式，扩展到教师评价、学生小组互评、学生自评相结合的评价模式，保证了评价的客观性、专业性和准确性，以进一步增强教师教学主体意识、提高学生的自身操作能力。

4.结语

本文结合焊接机器人发展现状以及高职院校的办学定位，探索出适宜高职院校的焊接机器人课程教学模式，提出了课程教学改革方法。课程的教学改革，丰富了教学内容，调动了学生的积极性，使学生获得焊接机器人相关专业知识，掌握了焊接机器人应用技术和操作技能，增强了个人就业优势，达到了预期的改革目标。

参考文献：

[1]路浩，吕安松.焊接机器人及其在高速列车智能制造中的应用[J].焊接设备及材料，2015（11）53-55.

[2]梁文丽.全球机器人市场统计数据分析[J].机器人技术与应用，2016（1）：44-48.

[3]桂仲成，吴建东.全球机器人产业现状趋势研究及中国机器人产业发展预测[J].东方电气评论，2014（12）：4-10，

[4]梁文丽.快速增长的中国机器人市场[J].机器人技术与应用，2014（3）：2-7.

[5]陈丙森.计算机辅助焊接技术.北京：机械工业出版社，1999.

[6]王会方，冯月贵，胡静波，等.弧焊机器人焊接质量控制研究综述[J].现代焊接，2013（3）：12-17.