郑州市信息技术学校 工业机器人技术应用专业 人才培养方案

2019
08/15
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郑州市信息技术学校


工业机器人技术应用专业


人才培养方案






二〇二一年三月





一、专业名称及代码

专业名称:工业机器人技术应用

专业代码:660303

二、入学要求

招生对象:普通初中毕业生或具有同等学历者

学习形式:全日制

三、修业年限

全日制,三年。

四、职业面向

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五、培养目标与培养规格

(一)培养目标

面向现代制造业中使用工业机器人完成生产的企业,以及与工业机器人技术有关的职业领域的生产、服务、管理一线岗位。培养掌握工业机器人运行与维护专业的基础理论和操作技能,能独立从事工业机器人应用系统的安装、调试、编程、维修、运行与管理等方面的工作任务,具有一定操作实践经验,能服从生产管理的技术技能型人才。

(二)培养规格

工业机器人计算应用专业的毕业生应具有以下知识、技能和素质:

1、素质要求

热爱机器人运行岗位,有较强的安全意识与职业责任感;

有较高的团队合作意识,能吃苦耐劳;

能刻苦钻研专业技术,终身学习,不断进取提高;

有较好的敬业意识,忠实于企业;

严格遵守企业的规章制度,具有良好的岗位服务意识;

严格执行相关规范、标准、工艺文件和工作程序及安全操作规程;

爱护设备及作业器具;着装整洁,符合规定,能文明生产 ;

2、知识要求

掌握中等职业教育阶段和专业基本素质必需的文化基础知识;

掌握必要的人文科学知识;

掌握一定水平的计算机基础知识。

掌握相应的文化基础、计算机基础等知识;

掌握机械图样的基础理论知识;

掌握机械基础、电工识图、装配维修电工的基本理论知识;

掌握液压与气动控制的基本理论知识;

掌握一般机电设备安装的基本理论知识;

掌握常规机械部件的检测知识;

掌握机器人的结构与原理等基础知识;

掌握机器人控制、与编程等理论基础知识;

掌握机器人工作站安装与调试的基础理论知识;

3、技能要求

具有一定的文化素养及职业沟通能力,能用行业术语、文化与同事和客户沟通交流;

具有应用计算机和网络进行一般信息处理的能力,以及借助工具书阅读本专业英文资料的初步能力;

具有普通钳工、电工、质量检测及一般机电设备安装等基本操作技能;

能读懂机器人设备的结构安装和电气原理图;

能构建较复杂的 PLC 控制系统;

能编制工业机器人控制程序;

具有机器人工作站的日常维护与运行的基本能力;

具有机器人工作站常见故障诊断与排除技能;

具有机器人工作站周边设备的维护与调试的能力;

具备机器人工作站正常运行维护的初步工作经验;

六、课程设置及要求

主要包括公共基础课程和专业(技能)课程。

(一)公共基础课程

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(二)专业(技能)课程

1. 课程名称:《电工技术基础》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课。通过本课程的学习使学生了解工业供电的基础知识和电工工具;认识常用低压电器并掌握其电路符号、结构和功能;掌握经典继电器控制电路的结构和工作原理;培养学生安全用电的意识;

教学内容和要求:本课程主要介绍家用供电和工业供电的基础知识,包括电压、频率、相序等;介绍常见低压电器(空气开关、熔断器、接触器、继电器、主令电器等)电路符号、结构和功能;介绍经典继电器控制电路(起保停、互锁、闪烁等)的工作原理。要求学生能够设计具有简单功能的控制电路。

2. 课程名称:《CAD绘图基础》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课程。通过本课程的学习使学生较快掌握AutoCAD软件的绘图环境设置、基本绘图和编辑命令的使用、以及打印输出等应用能力,在此基础上,理论联系实际,结合学生上机实践,使学生掌握AutoCAD相关知识和操作技能。

教学内容和要求:本课程主要介绍AutoCAD 软件的界面的操作;基本绘图命令、编辑命令、标注命令的使用方法,以及打印输出等;AutoCAD软件绘制平面图形的方法和技巧;简单介绍AutoCAD软件绘制三维图形的方法和技巧。

3. 课程名称:《PLC技术应用》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课。通过本课程的学习使学生了解工业控制的基本逻辑和流程;掌握PLC程序编写的方法与技巧;学会PLC经典控制电路的编写。

教学内容和要求:本课程主要介绍PLC的硬件组成、硬件接线和工作原理;PLC编程软件的基本操作;起保停电路、互锁电路、闪烁电路等经典PLC梯形图程序的编写。要求学生能够编写简单梯形图程序并通过软硬件调试完成特定功能。

4. 课程名称:《C语言基础》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课。通过本课程的学习使学生了解计算机程序的执行过程;理解计算机程序的结构组成;培养学生计算机编程思维。

教学内容和要求:本课程主要介绍C语言基本的数据类型;四则运算、逻辑运算、比较运算;C语言程序的顺序控制、选择控制、分支控制、循环控制等控制流程。要求学生能够编写简单的C语言程序完成特定的功能。

5. 课程名称:《机械制图》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课。通过本课程的学习培养学生空间想象能力;使学生熟练掌握识读和绘制常见机械零部件的基本技能;培养学生严谨认真的工作态度。

教学内容和要求:本课程主要介绍制图基本知识与技能;徒手绘制草图的技能;机械制图国家标准;投影法;简单的机械零件图和装配图的识读和绘制。要求学生能够绘制出符合国标的常见机械零件的图样和识读简单装配图。

6. 课程名称:《单片机基础》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课。通过本课程的学习使学生能够理解各种传感器的工作原理和应用;了解程序控制逻辑和执行流程;了解单片机存储器及I/O通讯的工作原理;加强学生对程序的控制的理解。

教学内容和要求:本课程主要介绍51单片机的硬件结构和工作原理;单片机编程Kail软件的基本操作;各种常见传感器的使用方法;LED灯的点亮、闪烁、循环,数码管的静态显示等简单程序的编写。要求学生能够选择合适的传感器和元件编写单片机程序完成特定的简单功能。

7. 课程名称:《机械基础》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课。通过本课程的学习使学生了解构成工业机器人的常见机械结构和零件的工作原理、结构、型号、特点、应用场合和选用方法。

教学内容和要求:本课程主要介绍构成工业机器人的常见机械机构,包括紧固件(螺钉连接、螺栓连接、双头螺柱连接、紧定螺钉连接)、传动件(带传动、链传动、齿轮传动)、支撑件(轴承、弹簧、轴等)、标准件(卡簧、键、联轴器等)。要求学生掌握各种机械结构的工作原理和特点并能够正确选择和使用。

8. 课程名称:《液压与气动技术》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业基础课。通过本课程的学习使学生能够了解液压与气动系统的组成与工作原理;认识常见液压气压元件并了解其符号、功能和结构;能够读懂简单液压气压回路并能说出工作过程。

教学内容和要求:本课程主要介绍液压系统的组成和工作原理;介绍常见液压气压元件(溢流阀、换向阀、流量阀、压力表等)的功能和结构;常见液压气压回路图的工作原理和连接方法。要求学生能够根据原理图正确选择液压气压元件并完成回路的连接。

9. 课程名称:《工业机器人技术基础》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业核心课。通过本课程的学习,使学生掌握工业机器人的系统组成;掌握工业机器人的手动操作,示教器的使用,具备编写工业机器人程序的基本能力;掌握工业机器人基础应用的现场编程方法,培养学生较强的工程意识和创新能力。

教学内容和要求:了解工业机器人的基本构成和功能;掌握工业机器人的程序语言;掌握工业机器人的基础手动操作;掌握工业机器人示教器的基本应用;掌握工业机器人示教器的基本编程;能够使用示教器对工业机器人进行简单的调试和操作;了解工业机器人操作和编程时需要注意的安全条例,并认真执行。

10. 课程名称:《工业机器人操作与编程》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业核心课。通过本课程的学习使学生能够熟练安全使用工业机器人示教器;掌握常用ABB标准I/O 板配置的操作方法;掌握系统输入、输出与I/O信号关联的操作;能够正确设定程序数据;能够使用U盘上传下载机器人程序;能够编写调试工业机器人简单控制程序;

教学内容和要求:本课程主要介绍工业机器人示教器功能和使用,包括开机、关机、界面设置等;工业机器人的基本手动操作,包括单轴运动、线性运动、重定位运动、三个重要程序数据等;介绍工业机器人的程序结构和编程方法,包括程序模块、例行程序、中断程序、函数等;介绍工业机器人的编程指令,包括运动指令、I/O指令、逻辑指令、运算指令、流程控制指令等;介绍常见机器人控制程序的编写和调试方法,包括轨迹、码垛程序。要求学生能够根据要求进行简单程序的编写并调试程序完成特定功能。

11. 课程名称:《工业机器人离线编程》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业核心课。通过本课程的学习使学生了解工业机器人离线编程软件的应用场合;学会使用离线编程软件搭建虚拟化仿真环境;能够运用软件提供的工具进行机器人轨迹的生成并进行动画仿真。能够将机器人轨迹进行后置处理生成工业机器人系统可执行的程序代码。

教学内容和要求:本课程主要介绍工业机器人离线编程软件的界面操作;工业机器人虚拟化仿真环境的搭建流程和注意事项,包括导入机器人、导入安装工具、导入工件、导入系统等;机器人轨迹生成、轨迹编辑、轨迹优化、轨迹后置命令的使用方法;工业机器人仿真动画的设计、录制、保存、导出等操作。要求学生能选择合适的工业机器人搭建给定功能的仿真环境并生成轨迹,后置得到程序代码并导出仿真动画。

12. 课程名称:《工业机器人系统维护与保养》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业核心课。通过本课程的学习使学生了解工业机器人安全操作规范,认识工业机器人安全标识,培养安全操作意识;学会正确查阅工业机器人随机光盘说明书;能够对机器人系统进行日常的维护操作;了解工业机器人系统保养的内容和要求;培养严谨认真的工作态度。

教学内容和要求:本课程主要介绍工业机器人安全操作规范,包括安装、编程、调试、维护、保养、维修等人员的操作注意事项;介绍工业机器人说明书的查阅方法和技巧;介绍工业机器人日常维护工作的内容和操作方法,包括时间设定、系统备份还原、零点校准、更换编码器电池、更新转数计数器、程序数据的设定、更换工具等;介绍工业机器人系统保养的内容与要求,包括保养工具的使用、机器人本体、控制柜等。要求学生能够正确操作系统维护的工作内容,并能正确填写维护保养单。

13. 课程名称:《工业机器人工作站安装与调试》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业核心课。通过本课程的学习使学生掌握整台常见工业机器人工作站设备的安装、调试及检测等基本作业技能和工程管理基础知识,培养学生综合职业素养。

教学内容和要求:本课程主要介绍工业机器人工作站的构成及基本功能;工业机器人工作站安装施工安全管理和注意事项;工业机器人工作站安装作业安全技能;工业机器人工作站安装的工序、工艺;要求学生知晓工业机器人工作站调试基础技术;知晓工业机器人工作站验收评价方法。

14. 课程名称:《工业机器人工作站维护与保养》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业核心课。通过本课程的学习,学生能够以独立或者小组合作的形式,通过教师指导和借助工业机器人手册,外围设备手册等资料,根据机器人工作站维护、保养卡的内容,能够在规定时间内完成对工业机器人工作站的检查、维修、保养,对部分零件、电子元件的更换,并进行信息反馈。在工作过程中,能够按照劳动安全和环境保护规定正确的使用工具、设备,并对完成的任务进行记录、存档、评价和反馈。

教学内容和要求:本课程主要介绍工业机器人工作站的构成及其基本功能;工业机器人的基本操作和外围设备的简单操作;工业机器人维护与保养的流程;工业机器人工作站外围设备的维护和保养流程;要求学生学会正确使用工具、设备对工业机器人工作站进行维护和保养;知晓工业机器人工作站维护和保养的相关资料的撰写。

15. 课程名称:《机器人制作》

课程目标:本课程是工业机器人技术应用专业的一门专业核心课。通过本课程的学习使学生能够正确使用机器人制作工具;能够选用合适零件对机器人进行结构设计;能够对自己的工作进行有条理的安排;培养学生75现场管理的意识和能力。

教学内容和要求:本课程主要介绍教学机器人套件各结构件的总类和使用方法,包括齿轮、链条、接头、连杆等;介绍机器人套件的传感器、执行器的总类和使用方法,包括红外传感器、接触式传感器、超声波传感器、电机等;介绍机器人套件的编程界面和方法。要求学生能够根据特定要求选择合适组件,搭建出结构稳定的机器人,并编写程序完成控制要求。


七、教学进程总体安排

表1 教学进程总体安排表

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八、实施保障

主要包括师资队伍、教学设施、教学资源、教学方法、学习评价、质量管理等方面。

(一)师资队伍

1、专任专业教师基本条件

具有中等职业学校教师资格证书;具有机电类专业高级工及以上职业资格证书或相应技术职称;具有任务驱动、项目式、工作过程导向理实一体化课程教学能力;

目前学校具有机器人相关专业教师 5人,具备机器人专业教师还需要进一步培养或从企业引入。

2、兼职教师基本条件

主要由企业工程技术人员组成,具有本专业技师及以上职业资格证书或相应技术职称。

(二)教学设施

工业机器人技术应用专业是一个实践性很强的专业,为了满足本专业办学需要,学校建设了计算机基础实训室、CAD实训室、电工电子实训室、焊接技能实训室、PLC实训室、单片机实训室、工业机器人认知实训室、工业机器人离线编程仿真实训室、工业机器人在线编程实训室、等20多个专业实训室。本专业所有专业基础课、专业核心技能课及实训教学全部安排在实训室上课,采用“教、学、练、做”四位一体的授课形式,以提高教学质量。同时,校企合作建立了多个稳定地校外实习、实训基地,涵盖了工业机器人设计生产、工业机器人系统集成、工业机器人设备应用等类型的企业。学生在基地可以完成认识实习、生产实习、毕业顶岗实习等实践性教学任务,各个基地都配备有兼职的实训指导教师。同时本专业成立了工作室,引导学生参与企业创新科研项目。

(三)教学资源

校企合作共同打造数字化教学案例库。教学团队充分利用校企合作资源,收集企业项目实战案例,并依托网络教学平台将案例整理汇编成教学案例库,运用到各门理论和实践教学课程中,达到案例信息完整、案例选择与人才培养标准和教学内容一致,满足技能培养目标。同时紧密围绕本专业职业岗位群的人才培养目标,聘请企业专家与专业教师共同开发专业核心技能课程的教材,使每个单元的教学目标与企业技能需要相对应,实现教材项目化、实战化、自我学习化和可操作化。

(四)教学方法

在教学上采用“情境教学法”、“项目教学法”和“工作流程导向法”等方法开展教学,将企业实景搬进课堂,把课堂搬到车间,按照企业的工作流程安排组织教学,最大程度地在课堂上再现企业的工作场景,教师和学生分别兼具师傅和徒弟的双重身份。

1、情境教学法

在教学过程中具体应用“情境教学法”,尽可能在课堂上营造出高端制造企业生产和服务场景,根据教材中对应学习情境的工作流程图,导入真实的工作场景,引导学生现场安装、调试、编程,并在此基础上进行必要的引申,让学生举一反三。

2、工作流程导向法

在内容的组织上,以项目为单位进行划分,每个项目对应有若干项任务,每个任务对应有若干个项目单。这些任务的顺序其实就是制造企业实际工作顺序,体现了制造企业实际的工作流程。因此,中鑫创投严格按照教材中安排的任务顺序完成教学,引导学生填写完成项目单,以实现工作流程导向教学方法。

3、项目教学法

针对每节课要完成的项目,提出任务要求;对完成项目所需要的理论进行讲解,其中包含后续任务中需要使用到的知识点;每个项目任务开始之前,对所需要的关键步骤、参数要求及注意事项进行讲解说明;之后在实验设备上进行验证,最后按照实施环节《项目单》要求,在机器人工作站上完成实际任务。整个过程按照提出问题—分析问题—列出解决思路和步骤—实际操作--最终解决问题—反馈总结的顺序进行。

这种教学方法不仅充分调动了学生学习的主动能动性和兴趣,培养了学生严谨的工作思路,也在最大程度地让学生深刻理解理论知识,快速将理论知识转化为实践经验,从而培养了学生实际动手解决问题的能力。

4、技能点授课思路

采用提出问题——尝试解决问题——分析问题——最终解决问题的顺序进行讲解,即先给学生设定一个待解决的问题,然后让学生尝试解决,解决未果,对问题进行分析,引出新技能,并讲解相关技能要点;最后运用新技能最终解决问题;对解决问题的过程进行总结和进一步引申,得出解决类似问题可采用的工作思路和方法。

5、总体教学思路

教学中,每一个项目或任务采用的宏观教学法都是引导文法(又称六步教学法),即通过书面文本(引导文),引导学生完成实际工作过程固有的六个步骤:资讯、决策、计划、实施、检查、评估。根据课程的特点,有些项目在六步法的基础上进行了一些简化或变异。引导文法的具体做法是:教师通过下发引导文进行情境导入,一步步引导着学生完成工作过程,就像教师拉着学生的手。在每一步中,教师与学生承担不同的任务和扮演不同的角色。

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引导文法中的六个步骤在项目或任务中的反复实施,能够使学生在操作过程中的主动性、独立性越来越强,并且在持续改进的过程中,培养学生的专业能力、社会能力、方法能力,使之在学校就能养成良好的工作习惯。


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(五)学习评价

人才培养方案中的所有开设课程可采用百分制评定成绩。考试考核方法可以根据各门课程的特点采用不同的考核方式,适当引入相关过程考核,逐步引入行业评价、企业评价、社会评价,实现教考分离。

(六)质量管理

在课程教学运行实施中,要建立适应工学结合的人才培养模式的教学管理制度,进行科学合理的教学运行调度;调配好各类教学资源,保证课程教学的顺利开展;成立以课程负责人为主,校企人员共同参加的课程教学工作组,根据课程教学的需要,由多名教师共同完成1门课程教学任务,形成理论部分以校内教师为主,实践操作以企业教师为主的职业核心技能课程教学机制;建立实训室开放管理制度,保证学生的职业技能训练效果,切实提高学生的职业能力。

加强各项教学管理规章制度建设,规范教学管理文件,明确教学管理重点和管理模式。完善教学质量监控与保障体系,形成教学督导、教师、学生、社会教学评价体系以及完整的信息反馈系统。建立具有可操作性的激励机制和奖惩制度;加强对毕业生质量跟踪调查和收集企业对专业人才需求反馈信息。

九、毕业要求

按本计划修完规定的学分,并取得至少一个专业岗位的技术等级证书,准予毕业。

十、附录

(一) 教学进程安排表

工业机器人技术应用专业教学进程时间分配如表所示

    教学进程时间分配表(单位:/周/节)


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(二)专业人才培养方案变更审批表

专业人才培养方案变更审批表

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