智能制造与新工科背景下机器人技术课程教学改革实践研究与探索

发布时间：2021-09-09 20:11

　　智能制造是实施《中国制造2025》行动计划提升我国制造实力的关键因素,为了全面提高我国工程教育人才培养质量,适应新工科教育理念对人才培养的定位,依托西安交通大学机械工程国家级实验教学中心,在机器人技术课程的实践教学中进行了一些改革和探索。主要就如何在机器人技术课程的实践教学中体现机械工程学生工程能力和创新能力的培养阐述具体做法。 

【文章来源】：中国现代教育装备. 2020,(19)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

机器人教育实践教学体系

机器人技术是智能制造过程中的重要支撑,对机器人人才的培养也应该在智能制造的环境中进行。为适应新工科的以智能制造实践为目的,西安交通大学机械工程国家级教学实验中心于2017年建设了多学科交叉融合的智能制造实验平台(如图2所示)。该平台以微涡发动机核心零部件的制造为载体,实现了产品设计、加工制造、智能管理、物流服务等的产品全生命周期运行和监控平台,将智能制造的机器人、数控机床、虚拟仿真、云平台、物联网、信息化管理等技术进行融合,具有无人化智能车间的基本功能和形态。利用该智能制造实验平台,教师设计了机器人为数控机床上下料的实验,使学生真切地感受到工业机器人在智能制造中的地位和作用。为了避免编程占用设备和在真实设备上操作时可能发生的碰撞,要求学生利用RobotMaster软件进行离线编程。通过在线编程和离线编程的体验,学生对机器人的离线编程和在线编程各自的特点有了深刻理解。

除了在第2部分介绍的围绕机器人技术的实践教学体系所设计的各个层次的实验,笔者依托西安交通大学机械工程基础国家级实验教学中心,围绕多学科交叉智能制造实验平台(如图3所示),开发了一款跨平台6自由度工业机器人虚拟仿真实验软件。该仿真软件(如图4所示)以华数HRT-6型6自由度工业机器人原型进行建模,应用Web语言开发,不仅可以实现6自由度工业机器人运动仿真的可视化,还可以实现工业机器人关节空间控制、直角坐标空间控制,典型I/O控制以及示教的仿真。示教仿真导出的程序可以直接控制华数HRT-6型6自由度实体工业机器人。在此软件基础上开发了基于智能制造工业机器人作业轨迹与过程仿真实验,能够满足工业机器人技术、制造工艺规划与FMS、数控技术、智能制造平台开发的各种课程设计及CDIO项目实践等课程的教学需要。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]智能制造背景下技术技能人才需求变化的调研与分析[J]. 王芳,赵中宁,张良智,丁林耀,丁明伟,王兰军.  中国职业技术教育. 2017(11)
[3]加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J]. 吴爱华,侯永峰,杨秋波,郝杰.  高等工程教育研究. 2017(01)
[4]《中国制造2025》与工程技术人才培养[J]. 《中国制造2025》与工程技术人才培养研究课题组.  高等工程教育研究. 2015(06)
[5]面向“中国制造2025”的工程科技人才培养质量提升路径探析[J]. 李拓宇,李飞,陆国栋.  高等工程教育研究. 2015(06)



本文编号：3392711