工业机器人理实一体化实训平台
工业机器人操作与编程课程教学设计
关键词:工业机器人；混合式教学设计；翻转课堂引言工业机器人操作与编程课程不仅是工业机器人技术专业的核心课程，同时也在机电一体化技术等专业开设。
该课程要求学生在了解工业机器人基本结构基础上，掌握机器人轨迹类应用的现场编程与调试方法。
课程对学生的逻辑思维能力和动手操作能力有较高要求。
互联网技术的日益发展对高等职业教育信息化不断提出新的要求和挑战。
大规模在线开放课程MOOC作为一种新兴的教学和学习模式，在2008年由加拿大学者DaveCormier和BryanAlexander提出。
这是一种将课程资源和参与者聚集到开放式网络平台上，对学习者进行知识讲解和问题讨论的互联网教学模式，具有开放性、大规模和社会性等特点，是提升高质量教学资源公开性和教育过程公平性的一个重要举措[1]。
本文将在教学内容重构、课程资源库建设和教学过程设计的基础上，探索工业机器人操作与编程课程线上线下混合式教学模式改革。
1混合式教学改革的必要性分析教师的“教”和学生的“学”双方面组成了教学行为，二者的协同性直接决定教学质量[2]。
线下面对面授课，优势在于教与学的及时有效互动；自由的学习时空、丰富多样的学习资源、实现个性化学习需求则是线上教学的显著优势。
但是单一的线上或线下教学模式在教学实践过程中暴露出如下问题。
1.1单一线下教学问题分析传统线下教学模式，教师是教学活动的主体，学生被动接受教师灌输的知识。
这种教学模式忽视了学生的认知主体地位，不利于培养学生的创新思维和激发学生的求知欲望。
其次，工业机器人操作与编程课程知识点和操作技能点较多，但分配课时数仅为32学时，教师只能以中等水平学生为准设计课堂教学方案，无暇顾及不同层次学生的学习需求。
再者，因班级学生人数较多，教师在讲授机器人实操要领时，学生只能聚众围观，无法仔细观看教师的示范性操作，教学效果不甚理想。
1.2单一线上教学问题分析病毒肺炎疫情期间，在教育部“停课不停教、停课不停学”的号召下，工业机器人操作与编程课程开展了基于网络平台的线上教学。
DLRB-120B工业机器人基础实训系统
DLRB-120B型工业机器人基础技能实训系统一、设备概述：工业机器人基础技能实训系统由六轴工业机器人、实训台、描图轨迹模块、零件码垛模块、图块搬运模块、检测排列模块、双吸盘夹具、抓手夹具及绘图笔夹具等组成。
工业机器人通过不同的夹具可分别完成绘图、搬运、码垛、检测排列等不同的工作任务。
二、设备特点：1）系统采用计算机仿真现代化信息技术手段，通过操作、模拟、仿真三个培训层面，解决专业培训理论、实验、实习和实际应用脱节的问题。
2）系统操作安全（多重人身、设备安全保护）、规范，使用灵活，富有现代感。
3）模块化结构，各任务模块可与机器人组合完成相应任务4）开放式设计：可根据实训内容选择机器人夹具及载体模型；并根据学员意愿选择在实训平台的安装位置及方向；且具有很好的延伸型，客户可根据自己的需求开发新模型及夹具。
5）模具化运用：所有模型及夹具全部装入一次开模制作的物料存储箱内，使用保存方便快捷，节约空间，便于管理。
三、技术参数1）．输入电源：单相三线制AC220V±10％50HZ，2）．工作环境：温度-10℃－+40℃，相对湿度<85％（25℃），无水珠凝结海拔<4000m3）．电源控制：自动空气开关通断电源，有过压保护、欠压保护、过流保护、漏电保护系统。
4）．输出电源：（1）单相交流220V±10％50HZ ；由启动开关控制输出，并设有保险丝保护。
（2）直流稳压电源：24V/1A5）．外形尺寸：1500mm×800mm×1500mm四、各模块简介1）实训台实训台体采用优质钢板（板厚1.2mm）制作，表面喷涂处理；实训台面采用型材结构搭建，可任意安装机器人或其它执行机构；并有不锈钢网孔电气安装板（板厚1.5mm），用于安装控制器件与电源电路；实训台上配有相应的操作面板和指示灯，分别为“启动”、“停止”、“复位”、“上电”，并且具备急停功能；可编程逻辑控制器安装于电气网孔板上，实现机器人与各任务模块的组合；实训台底脚上安装有脚轮，能够方便移动与定位。
工学一体化课程教案《工业机器人工作站安装与调试》
参与教师提问，回忆机器人激光切割任务工单所学的运动指令。
通过提问和互动，检查学生对基础知识的掌握情况，引入物块搬运任务的重要性。
PPT展示、实物展示
讲授法、提问法
学生能够阐述机器人机器人激光切割任务工单所学的运动指令
新课讲授（40分钟）
五、教学策略建议：
鉴于学生们的兴趣点和学习需求，教案设计时应注重理论与实践的结合，增加实验操作和项目实践的比例，鼓励学生自主探索，培养创新思维。同时，考虑到学生个体差异，教学内容应兼顾深度与广度，设置分层次的学习目标，满足不同水平学生的需求。
六、课堂互动与评价方式：
课堂上应采用互动式教学，如小组讨论、案例分析等，激发学生参与度，促进知识内化。评价方式除传统的考试外，还应引入项目评估、同伴互评等多元评价体系，全面考察学生的综合能力和团队协作精神。
详细讲解物块搬运任务涉及的机器人控制指令，如能够对物料块的搬运进行轨迹规划；能够使用I/0控制指令Set和Reset 控制夹爪的打开和关闭
跟随教师讲解，记录重要指令和步骤。
使用白板或电子屏幕，演示控制指令的编写和流程图。
白板、电子屏幕演示。
讲授法、演示法。
学生掌握物块搬运任务所需的基本控制指令。
教师演示（40分钟）
学习环节四实施计划教学活动设计
学习环节
序号
4
学习环节
名称
实施计划
教学单元
序号及名称
项目四 工业机器人搬运工作站的编程与调试 任务1 一个物块的搬运
学时
40
教学时间
1-10周，4节课每周
教学地点
搬运工业机器人实训区
学习目标
机器人一体化专业教室建设方案
聚焦于课堂
专注于教学
上海广硕教育科技有限公司
典型应用案例——智能制造生产线
基本配置： 一台数控斜床身车床 一台数控磨床 一台五轴加工中心 一个立体仓库 一条自动输送线 三台机器人
聚焦于课堂
专注于教学
上海广硕教育科技有限公司
典型应用案例——CIM柔性制造生产线
特点：
工业4.0微型自动生产线 真实加工 系统全面 教材配套完善
一体化教材与学材开发
柯马现有的讲义： 1、《机器人编程1》 2、《机器人电气》 3、《机器人机械》 4、《机器人编程2》（高级） 先讲义，后教材，成熟一门，编写一门
聚焦于课堂
专注于教学
上海广硕教育科技有限公司
拟开发机器人专业核心教材
工业 机器 人应 用与 维护 职业 认知
工业 机器 人工 作站 维护 保养 及应 用系 统调 整
工作过程系统化课程（教学分析）
普适性教材
个性化教材
任务、项目、问题 实验、范例 聚焦于课堂 专注于教学 上海广硕教育科技有限公司
一体化教学资源开发
序号 1 2 3 4 5 6 课 堂 教 类别 资源名称 人才培养方案 课程标准 教学大纲 学期授课计划 课程单元设计 应用案例 资源类型 文档 文档 文档 文档 文档 文档 格式 .doc或者.docx .doc或者.docx .doc或者.docx .doc或者.docx .doc或者.docx jpg或者.doc 开发数量（个或者大小） 1 1 1 1 5-10 30
1987
C3G 9000 控制单元
2003
SMART Laser 用于 远程激光焊
ATHOMO 单元
1990
2005
2011
新工科背景下智能制造理实一体化实训室建设探讨
《装备制造技术》2019年第11期1智能制造理实一体化实训室建设背景2015年国务院印发了《中国制造2025》，是我国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领[1]；2016年印发《智能制造发展规划（2016—2020年）》[2]，这都为“十三五”期间落实数字化制造、智能化制造奠定了基础。
高等院校作为培养智能制造应用性技术型高技能人才培养基地，就迫切需要其在课程设置、实训室建设要深度融合，如CAD/CAM、3D打印、AR/AI技术、云计算、物联网、大数据等融合，这对智能制造、人工智能等产业人才的培养提出了更高的要求。
2智能制造理实一体化实训室建设思路为适应数字化、网络化、智能化人才培养的需要，围绕全生命周期智能制造典型生产环节面向的职业岗位，建立以机电类专业为核心，包含数控技术、模具设计与制造、增材制造、电气自动化等专业群，培养智能制造高技能应用人才。
随着设备智能化水平的提高，原一线技术人员的工作内容将被智能机器取代，一线技术人员的岗位内容转向智能机器维护、智能设备调控等，智能化、集成化和网络化的生产特点对一线技术工人的综合能力提出了新要求[3]。
而高等院校在课程设置、实训（实验）安排并未真正做好学科交叉融合，所以很难向智能制造类企业输出能对接岗位要求的一线技能人才。
现以建设智能制造实训室实际为依据，按照“设备自动化+生产精益化+管理信息化+人工高效化”的构建思路，将数控机床、工业机器人、检测设备、数据信息采集管控设备等典型加工制造设备，集成为智能制造单元“硬件”系统，结合数字管控技术、数字化设计技术、物联网技术、加工技术、RFID数字信息技术等“软件”的综合运用，构成智能制造产线平台。
实现具备零件数字化设计和工艺规划、加工过程实时制造数据采集、加工过程自动化、基于RFID加工状态可追溯以及加工柔性化等功能。
3智能制造理实一体化实训室建设方案通过对企事业单位调研，结合本校专业建设规划，建设智能制造为核心，包含数车、数铣、加工中心、六轴多关节机器人、在线检测单元、立式料架、机器人导轨、立体仓库、中央控制系统、MES系统、双层倍数链输送线、电子看板等，如图1所示。
使用pnetlab搭建网络专业理实一体化教学、实验平台
使用pnetlab搭建网络专业理实一体化教学、实验平台
姚友军
【期刊名称】《电子质量》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】eve-ng是一款非常好的集中式管理的虚拟网络实验平台,但它的专业版价格不菲,pnetlab很好地解决了用户权限管理的问题,适合于搭建小组实验实训平台,该文通过在个人计算机上的windows 10环境下使用vmware workstation搭建pnetlab网络环境,详细介绍了用户权限的管理,再迁移致esxi云端,实现集中式管理。
【总页数】4页(P64-66)
【关键词】虚拟化;vwmare workstation;vmware esxi;eve-ng;pnetlab
【作者】姚友军
【作者单位】南京江宁高等职业技术学校
【正文语种】中文
【中图分类】G712;TP393
【相关文献】
1.中职院校计算机网络技术专业理实一体化教学改革与实践——以河源理工学校计算机网络技术专业为例
2.技工院校模具理实一体化教学平台的搭建
3.网络搭建课程实现理实一体化教学的研究与实践
4.中职院校《网络搭建及应用》课程中“理
实一体化”教学模式的研究与实践5.培养学生实训指导员,优化理实一体化课堂教学——以汽修专业理实一体化教学为例
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XXXX学院_工业机器人专业建设方案_培训
XXXX学院工业机器人专业建设方案2016/02/28目录一、建设目的3二、工业机器人专业人才培养体系32.1工业机器人人才岗位分析32.2 工业机器人人才培养目标42.3 工业机器人专业中职课程体系建设5三、工业机器人专业配套教学资源63.1工业机器人配套系列教材63.2中职工业机器人专业教学资源库73.3工业机器人产教联盟会员11四、工业机器人实训基地建设114.1基础实验室114.2机器人维护维修实验室154.3机器人焊接实验室174.4机器人自动化加工单元实验室21五、建议方案及报价33一、建设目的由于人力成本的快速上升，全球产业结构深度调整，越来越多的企业装配自动化设备来提高产能、降低人力成本。
以全球代工帝国富士康集团为代表的机器人计划是：三年后将目前的1万台机器人增至100万台。
由此看出，中国作为“世界工场”正在快速进行技术升级，顺应制造技术的向前发展，自动化生产时代的到来已是一种趋势。
可以预计，未来的几年中，企业对于自动化高层次人才的需求越来越大，而目前我国能够掌握机器人操作、调试、维修的技能人才极度缺乏，国内大中专院校机器人专业开设几乎为空白，所以，开设机器人相关专业，建设机器人实训基地是亟需解决的问题。
开设机器人专业、建设机器人实训基地为适应目前高素质、复合型人才培养的需要，通过教学、实操训练可以为企业培养大量自动化高层次人才，避免将来人才缺乏的问题。
同时把实验室建设成实验教学体系合理、开放共享、特色鲜明、培养高素质人才的重要平台,达到全国有较高知名度的一流水平机器人实验教学示范中心。
二、工业机器人专业人才培养体系2.1工业机器人人才岗位分析工业机器人操作工业机器人操作与编程机器人应用企业工业机器人现场管理工业机器人维护、工艺及现场管理机器人应用企业工业机器人维修应用机械、电气、控制的安装、检测与维修机器人应用、机器人制造企业工业机器人装配调试机器人安装、电气调试、装配（本体装配）机器人应用、机器人制造企业工业机器人应用开发自动化生产线设计与应用、工作站装调、工作站设计与改造机器人应用企业、集成厂商工业机器人销售服务产品集成解决方案，售前技术销售方案、售后产品调试安装交付等机器人制造企业、机器集成厂商中职人才岗位需求则主要集中在工业机器人设备维修、装配与调试、工业机器人的应用开发与系统集成设等岗位，主要分为技术与销售两条人才培养路线。
工业机器人离线编程与仿真【项目二】教案
手动关节运动方式是对机器人的关节轴进行独立操作，机器人末端工具
教师对任务做简要介绍。
学生可扫码观看“微课7：任务3工业机器人系统建立”。
教学环节
教学内容
说明
相关知识
（ 分钟）
考核评价
（ 分钟）
的运动轨迹不一定是直线轨迹。但是在实际的操作调整过程中，经常需要机器人末端工具沿某条直线进行运动。手动线性运动与手动关节运动时机器人末端工具的运动轨迹是不同的，此时机器人末端轨迹是直线。
三、教学重点和难点
（一）教学重点：
用“两点法”完成工业机器人周边模型的放置。
（二）教学难点：
用框架法放置周边模型。
教学环节
教学内容
说明
导入新课
（ 分钟）
1.考勤
2.整理着装， 整理工位。
3.导入新课：
任务描述
工业机器人周边模型的放置是指在工业生产线上，为了提高机器人的稳定性、生产效率和安全性而配置的一些辅助设备、配件或组件。这些设备、配件或组件主要用于支持工业机器人工作，例如提供电源、数据传输、气源、冷却系统、工具夹持、监控与控制等功能。本任务包括：导入周边模型、利用Freehand工具栏操作周边模型、摆放周边模型。
一、教学内容分析
本次课的内容：为了提高机器人的稳定性、生产效率和安全性而配置的一些辅助设备、配件或组件，这些设备、配件或组件主要用于支持工业机器人工作。本任务包括：导入周边模型、利用Freehand工具栏操作周边模型、摆放周边模型。此任务是ABB工业机器人离线编程必备项目，为后续学习打基础。
二、教学目标与要求
二、导入与操作周边模型
2.2.1 导入机器人周边模型。
【教师】操作演示“导入propeller table”，也就是一个带螺旋桨的特殊桌子”。
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供货产品技术规格偏离表
全部使用工业级控制芯片及成熟的控制电路，确保硬使用实时控制系统及重要数据的多重保护技术，确保
态的计算及自动控制；
实现机器人空间轨迹及状态的自动规划及自动控制；
总线传输底层协议，实现了数据的安
该单元软件通过可视化技术，让学生能够在三维图形世界中观察虚拟机器人，并通过手持盒交互式对机器人进品牌：华数
型号：HSR-LSYTH-JA 13台
HSR-LS-STU-JA 12台
参数：
1、工业机器人控制系统参数
1.1 完全工业用机器人控制器，最多可同时控制8根轴
1.2全部使用工业级控制芯片及成熟的控制电路，确保硬件系统的安全可靠；。