“工业机器人维修维护实训”课程教学研究

杨莫庸

(辽宁轨道交通职业学院,辽宁 沈阳 110023)

0 引言

随着“工业4.0”的概念在德国的首次提出,以“智能制造、数字孪生”为主的新一代工业革命已经悄然到来,而工业机器人作为工业自动化领域中不可或缺的生产线系统集成主流设备,起到了不可替代的作用;工业机器人在码垛、涂胶、搬运、焊接等领域发挥着无与伦比的优势。生产一线低技能产业工人正逐步被工业机器人替代,中国现在已经成为世界第一机器人需求大国,同时中国也成了工业机器人技术技能型人才需求的第一大国[1]。与此同时,具有工业机器人拆装应用、工业机器人维修维护保养等技能的人才在各行各业中就业形式非常紧俏,人才呈现出供不应求的态势。工业机器人的应用在各行各业掀起了一股浪潮,越来越多的职业院校开设了工业机器人相关课程[2]。

按照新经济时代对管理人才的全新定义,高等教育应把重心放在培养创新型、技术型、综合型人才上,学生不但要牢牢掌握专业理论知识,更要具备较强的动手能力[3]。可以预见到,在未来的产业竞争中,不仅仅需要学生具有专业的理论知识,更强调动手的实际操作能力。以工业机器人应用为例,工厂更加需要具有能对机器人进行拆装、维修、维护、保养、更换机器人润滑油等技能的人才。本文将以工业机器人维修维护的实训课程为研究对象,深入打造工业机器人领域的精品课程。在授课过程中,教师须培养学生的动手实践能力,为学生未来的就业及实际工作打下坚实的基础。

1 课程教学主要内容与现状分析

1.1 课程教学主要内容

工业机器人维修维护实训课程的教学目标,不仅需要教师在培养学生掌握工业机器人技术基本原理的同时,更加要求培养其掌握工业机器人的拆装、维修、维护与保养的技能,以满足学生在未来工作中对自动化产线的管理、维护与保养作业的需求。本课程主要讲解工业机器人本体接线、工业机器人本体拆解、工业机器人六轴减速机装配与更换、工业机器人润滑油的注入与更换、同步带张紧与更换、工业机器人常见故障排除、工业机器人定期检修与保养、工业机器人维修后精度测试、机器人维修维护用工量具的使用等技能知识。同时教师在教学的过程中,也要强调在生产作业过程中在保证人身安全为首要条件的情况下,再满足生产作业的要求以及优化装配作业流程。

1.2 课程教学现状分析

工业机器人维修维护实训课程的建设,不仅需要学生掌握工业机器人技术、工业机器人维修维护的理论知识,更加注重培养学生真正动手对工业机器人本体进行拆装、维修、维护与保养操作的能力。

在目前的课程教学培养体系下,存在如下主要问题:在当前的实训室中,由于学生人数较多,工业机器教学设备数量有限,不能保证每组同学都能有足够的时间参与到工业机器人维修维护的实际操作练习中,或者只能参与到工业机器人个别模块组件的实操练习中。在课程教学过程中,也存在工业机器人装配、维修维护专用的工量具准备不齐全,不能给学生带来专用工量具使用的直观体验;再者学生没有意识到工业机器人维修维护实训课程的重要性,缺乏自主学习的积极性。

2 课程教学改革内容

2.1 培养学生独立思考、解决问题的能力

在学习过程中,学生独立思考以及独立解决问题的能力,是学生终身学习能力的核心要素之一。在传统的教学过程中,老师是整个教学环节中的绝对主体:老师在教、学生在听,相当于老师把知识直接灌输给学生而没有得到学生的及时反馈。学生如果没有经过自己独立思考的过程,就无法很好地消化所学的知识,即没有真正地理解其中的道理没有成为自己真正掌握的知识。

在今后的教学过程中,教师要把握学生既是教学的对象,又是教学过程中的主体。教师在教学过程中,要逐渐培养学生独立思考、解决问题的习惯与能力。可以从以下几点去引导:教师可以营造好的学习氛围,激发学生独立思考的兴趣及独立解决问题的成就感,在轻松愉快的学习氛围中,可以使学生思维更加活跃,想象力丰富,增强记忆的牢固性;教师采用在课堂上精心准备的教学设计和教学案例,引导学生思考与讨论,在每节课都留一些学生独立思考的时间,并让同学把思考的结果互相分享。在轻松愉快的教学环境下,教师最后再进行点评,可以增强学生独立思考、解决问题的能力,促进学生在未来的学习与工作中可以多、快、好、省地完成工作与学习的任务。

2.2 优化教学课程培养体系

课程建设需对传统的教学课程培养体系进行改革,打破传统教学培养体系下注重理论学习、动手实践操作占比小的壁垒。

首先要紧密结合社会用工的实际需求,院校需建立有针对性的教学课程培养体系,以使学生真正接触到未来工作中所需要的知识和技能,不至于在未来的真实工作环境中感到陌生与不适。

优化教学课程培养体系要以人为本,充分考虑满足学生个性化发展的需求,这样可以提高学生的学习兴趣与自主学习的主观能动性,利于学生未来的发展。

教学课程培养体系改革,要注重校企合作。院校需建立以工作过程为导向、岗位需求为目标的模块化课程教学培养体系,建立理论与实际相结合的职业素养体系。

2.3 教学资源与案例的开发与设计

教学资源与案例的开发与设计应紧绕课程教学的目标,充分满足学生个性化发展的需要,培养学生的创新精神,促进学生多元发展。

院校可以为学生开发文献、题库等资源充足的网络资料库,培养学生自主的学习能力,学生可以带着疑问在资料库里查找答案,这种独立思考、解决问题的能力对学生未来的工作会起到不可估量的作用。其次可以建立基于工业机器人维修维护的语音、视频等资源供学生学习,使学生在学习的过程中,有更加直观的感受,提高学生学习的兴趣,起到身临其境的学习过程。

教师可以开发与设计实际工程中的案例,例如工业机器人减速机更换、润滑油更换等,供学生设计与学习,可以把工作场所与课堂学习环境相结合,以实现学校和工厂的无缝对接。可通过开发使用以实际工程项目为导向的活页式教材、情景模拟的工程实践教学方式、学生分组讨论、各组互相评价、教师总结发言的模式进行多元化教学,提高学生的学习兴趣与成效。

2.4 实训室建设

基于工业机器人维修维护实训室的建设,首先要保证学生在工业机器人维修与维护课程学习过程中的完整性和系统性,并且与未来真实的工作环境相匹配,可将实训室划分为工业机器人本体的维修维护与电气控制柜及线缆的维修维护两大类功能。

在实训室建设中,保证可供学生实践练习的工业机器人设备充足,保证每组学生都能参与到工业机器人维修维护的各个模块的练习;要保证实训室宽敞明亮、安全干净,为学生的生产、学习保驾护航。

可用虚实结合的方式开展教学,在实训室学生可以先通过软件进行工业机器人维修维护仿真练习,在理论及仿真没有问题的情况下,可以进行实际工业机器人拆装、维修、维护及保养等操作练习,真正达到理实一体化的学习过程,增强学生的动手能力,也激发了学生的学习兴趣,为学生未来的工作打下了坚实的基础。

3 结语

在当下社会的工作模式下,用人单位更加注重学生的动手实践能力与学生的职业素养。文章对基于工业机器人维修维护的实训课程教学进行了深入的分析研究与探讨,具有针对性的课程培养体建设、教学资源设计与开发等课程改革可以推动高职院校的课程发展与创新,可以匹配企业的需求与对学生能力的要求。文章中的教学研究成果在学生课程上进行了实践检验,取得了良好的成效。即提高学生学习兴趣的同时,培养了学生动手实践能力,为学生未来工作打下坚实的基础。本课程的研究成果可以推广到院校其他的课程实践教学活动中。