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依托企业的真实产品再造,改革焊接机器人项目课堂
发布时间:2022-04-27  点击量:

机械工程系《机器人焊接技术》主讲教师 孟祥海

一、指导思想

根据国家教育部指示精神,高校要积极推动教师全员参与课程理念创新、内容创新和模式创新,形成打造“金课”、淘汰“水课”的教学改革氛围。加强高水平课程建设与应用,提升课程的高阶性、创新性和挑战度。开展国家级线下一流课程、国家级线上线下混合式一流课程和国家级社会实践一流课程的建设。混合教学模式与传统“以教师为中心”的课堂教学相比,多了线上课程教学,注入了不同的教育目标、技术手段与应用方式,增强教学效果,增强学生知识整合能力和知识运用能力,促进教师专业化水平的提高。

一、基本信息

课程名称:机器人焊接技术

课程性质:专业核心课程与唐山松下和唐山开元机器人合作开发的项目化课程

授课对象:20焊接11    教学课时:72

使用教材:焊接机器人编程及应用  

、整体改革设计思路

焊接专业由于其特殊性,操作技术难度大,学生在实训过程中难免产生负面情绪和抗拒心理。因此,打破原来填鸭式教学势在必行。在项目实施过程中:

1)产品订单式加工,市场调研机器人焊接技术应用较广的行业,确定与中小微企业的合作订单和合作方式,寻求真实项目作为实操课题。(2)实施双循环轮岗制,实行班级大循环和组内小循环。每组不超过6-7人,根据责任确定岗位。首次分组可由组员自行选择岗位,后续按照逻辑关系依次岗选人。(3)根据企业真实产品合格要求,制定产品评价标准,尽量保障焊接完成的产品能直接满足市场需求。做到“作品如人品,要表里如一”。(4)课证融合显特色,对接1+X证书标准,提前谋划《焊接机器人编程与维护职业技能等级证书》考核内容。

、教学目标

1.素质目标

1)能够分组合作,具有很强的增强团队意识。

2)能够独立思考,查阅资料,具有分析问题,解决问题的能力。

3)能够具有市场调研、方法创新和自我认知的能力。

4)能够进行有效的人际沟通和协作,集体荣誉感,责任感和创新精神。

5)能够热爱劳动,具有较强的实践能力和精益求精的工匠精神。

2.知识目标

1)掌握常见机器人的结构、工作原理及应用场合。

2)掌握焊接机器人直线轨迹编程与示教的工艺过程。

3)掌握焊接机器人圆弧轨迹编程与示教的工艺过程。

4)掌握焊接机器人摆动轨迹编程与示教的工艺过程。

5)掌握焊接机器人组合件轨迹编程与示教的工艺过程。

6)掌握焊接机器人焊接工艺参数设定的方法。

3.能力目标

1)能够熟练操作六轴焊接机器人,确定焊接类型的能力。

2)能正确选用与焊接产品相配套的焊接材料,制定工艺参数的能力。

3)会分析典型焊接产品的焊接加工过程,编写示教点及属性的能力。

4)能进行焊接产品外观检测,撰写产品质量报告的能力。

5)能根据焊接产品缺陷,优化焊接程序及工艺参数的能力。

6)能够具备初级焊接机器人调试员上岗的综合能力。

最终,培养学生的爱国情怀,从事该行业所需的人际交往能力团结协作与沟通能力。使学生具备甘于奉献、爱岗敬业的职业道德,保护环境的职业情感,强烈的社会责任感和吃苦耐劳精神。

、教学改革设计

1)确定项目实施所需的企业产品

通过市场调研,锅炉压力容器行业机器人的应用日益增多,在锅炉部分部件上可以综合运用到焊接机器人编程的知识点,确定了焊接加工产品为锅炉部件。

(2)项目设计及任务分工

根据产品的生产过程和加工特点,设计1封闭式项目,2个开放式项目。然后根据项目特点,分解为2个子任务,由简入难,循序渐进,更好引导学生学习兴趣和主动学习能力。

(3)线上+线下统筹结合

   利用教学资源平台,把原来在课堂上介绍基本理论、基本观点、基本方法,主要是原理、案例、观点,通过互联网的教学运用,即时在线接受教师指导,打破时间、空间限制。通过在线作业和讨论等环节,以及学生后台在线、学习时间统计掌控学生学习情况,为线下课程教学提供指导。

4)依托岗位,合理分工

根据岗位需求,学生持证上岗,真实模拟工作流程,让学生体会到作为一名产业工人的责任。

六、课堂实施过程

(1)发布任务单

每组以张贴任务单的形式接受任务。

(2)小组任务分析

学生主动通过资源平台或上网寻找资料,对任务进行分析,总结,最后每个小组派一名代表进行汇报基本流程。

(3)产品焊前组对

每组由装配员采用松下气体保护焊机进行焊前点固,注意产品尺寸的精度。

(4)机器人轨迹编程

本部分为项目的重点也是难点,注意引导学生编程流程、要点等逻辑关系,老师巡回指导。

5)焊接参数VR仿真

  由于学生没有操作气体保护焊的经历,因此前期通过VR焊接,体会焊接熔池的控制,找到合理的焊接电流、电压等参数

 6)课堂及时发现问题

在教学过程中,学生发现问题后,首先经过小组讨论,认真分析后如果问题还不能解决再写到本组黑板上,作为课后讨论。

(7)产品展示及检验

   由检验员进行产品质量分析与检测,主要是外观检测和焊缝尺寸检测,记录到评价表中。

8)汇报项目完成情况

   由组长代表每小组汇报锅炉部件产品加工完成情况,尤其是对质量缺陷做出自我分析和改进措施。

、教学效果

该教学过程改变了传统教学模式,以产品加工为导向,让项目过程贯穿整个课堂。通过线上线下教学,丰富了教学手段,学生没有时间“玩了”,只能不停地完成一项接一项的任务,学生都感觉时间“不够用了”。另外,结合国内焊接行业有影响力的“国宝级”焊匠的故事,帮助学生树立爱岗敬业,刻苦钻研你,精益求精,吃苦耐劳,爱护环境,团结协作的优良品德同时使学生在课后表现出对该门课程的浓厚兴趣,积极性得到很大提高。

、教学反思

由于本课程学时相对少,项目比较复杂、且数量多,导致个别小组的个别同学不能完整把六个岗位轮一遍,尤其是编程员的调试过程不能完全掌握。因此,以后根据项目运行情况适当删减项目或任务,做到精选项目,提高项目运行过程控制和结果质量。

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