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基于焊接机器人对高职院校焊接专业发展的影响

张国权 杨永洪 钟腾清
  
天云媒体号
2023年22期
1.昆明铁道职业技术学院 云南昆明 650208 2.中国船舶集团有限公司 云南昆明 650208

摘要:科技的进步,我国经济社会的不断发展,焊接技术在工业生产中的地位也越来越重要。随着我国大力提倡制造业转型升级,“机器换人”成为制造业发展的必然趋势,焊接机器人将成为未来焊接生产领域的主流。目前,我国对焊接机器人人才培养的需求缺口在不断扩大,如何培养高素质、高技能的焊接技术人才是高职院校急需解决的问题。本文从焊接机器人发展现状出发,分析了焊接机器人对高职院校焊接专业人才培养提出的新要求,并在此基础上探讨了高职院校焊接专业如何培养高素质、高技能的人才,提出了几点具体建议,旨在为我国高职院校焊接专业学生的职业发展提供借鉴。

关键词:焊接机器人;高职院校;专业发展

一、焊接机器人发展现状

焊接机器人是一种集机械、电子、信息技术于一体的新型自动化焊接设备,可提高生产效率,降低生产成本,从而使企业实现由“人海战术”向“机器换人”转型升级。目前,焊接机器人主要包括示教再现型机器人、离线编程型机器人和智能焊接机器人。其中,离线编程型机器人应用最广泛,但这种机器人存在维护成本高、操作人员技能要求高等问题。智能焊接机器人可通过编程完成指定的任务,具有灵活性高、稳定性好、智能化程度高等特点,是未来焊接生产的主流。当前,我国对焊接机器人人才需求缺口较大,因此,高职院校必须要重视对焊接机器人应用领域与人才培养方面的研究,以培养出更多适应企业岗位需求的高素质技能型人才。

1.应用领域

焊接机器人的应用领域非常广泛,可用于汽车制造、机械制造、航天航空、船舶制造、船舶建造等行业。在汽车制造业中,焊接机器人可以在车身钣金加工、车身装配、喷漆等工艺中代替人工,完成汽车焊接生产线的自动化升级。在机械制造领域,焊接机器人可以代替人工完成工件的焊接生产,包括数控机床加工、飞机零部件加工等。在航天航空领域,焊接机器人可用于火箭发动机的组装和焊接生产,包括火箭发动机壳体的组装和焊接生产,以及飞机零部件的焊接生产。在船舶制造领域,焊接机器人可用于船体结构的加工和制造,包括船舶制造中船体结构的自动化焊接和船舶舱室的自动化装配。在航天航空领域,焊接机器人可用于航天器装配、航天器对接机构的自动装配和卫星整星自动组装等。在航空航天领域,焊枪自动编程和自动控制技术是保证航天飞行器成功实现精确对接的关键技术。因此,将机器人技术与航天航空技术结合起来应用于航天航空领域,可以有效提高航天航空制造水平。

2.国内的发展现状

近年来,我国工业机器人技术发展迅速,并逐步与国际接轨。2017年,中国成为全球首个自主研发出工业机器人的国家。从2013年开始,我国机器人产业保持持续增长,并在2016年实现了销售收入403亿元。截至目前,中国工业机器人市场规模已超过210亿元,预计未来几年将继续保持高速增长的态势。随着中国机器人产业的迅速发展,焊接机器人作为一种自动化焊接设备在国内得到了广泛的应用。从产品结构上来看,我国焊接机器人主要包括弧焊机器人、平面型焊接机器人和弧焊自动送丝机等。从具体应用来看,焊接机器人主要应用于汽车制造业、工程机械制造等领域。

二、焊接机器人对焊接技术人才的要求

在制造业的生产过程中,工业机器人能够替代人力劳动,实现高效率的生产,从而促进企业生产效率和产品质量的提高。目前,在我国很多制造业企业中,焊接机器人已得到广泛应用,特别是在汽车制造、造船、家电制造等领域。然而,我国焊接机器人人才短缺严重阻碍了焊接机器人的发展。由于市场需求与人才供给之间的矛盾,企业迫切需要有能力、有技术的焊接人才。对于焊接技术人才而言,其应具备以下几个方面的能力:

专业理论知识。要想熟练掌握工业机器人的操作技能,必须先学习相关理论知识,如焊接技术、机械制图、机械原理等。

实践技能。目前我国的焊接机器人多为示教编程方式,这就需要学生不仅要掌握编程技能,还要掌握示教编程方式。由于焊接机器人对编程的要求比较高,需要学生具备较强的逻辑思维能力和实践能力。

职业素养。工业机器人在实际生产中有许多规范操作要求,如安全、卫生、环保等方面,因此企业对焊接技术人才提出了很高的要求。

团队合作精神。工业机器人系统调试、运行等工作需要多人协同完成,在实际生产中需要团队合作精神。

创新能力。目前我国制造业面临着转型升级的问题,企业生产过程中对产品质量的要求越来越高,因此企业需要具有创新能力、能够设计新产品的人才。

职业生涯规划意识。焊接技术人才在今后很长一段时间内都会从事这个行业,因此具有良好的职业生涯规划意识很重要。

1.学习焊接机器人的相关知识

在企业生产加工中,由于涉及到大量的机械制图知识,因此在高职院校焊接技术专业教学中,学生必须要学习机械制图知识,使其具有较强的空间思维能力。如果学生能够熟练地掌握机械制图知识,那么在以后的学习过程中就能够更好地理解工业机器人的工作原理。对于焊接机器人而言,其主要用于焊接过程中对工件位置、工件角度和焊枪姿态等进行精确控制,因此在实际操作中需要学生掌握机械制图知识。在教学过程中,教师要多带领学生到企业参观工业机器人的实际工作环境,使学生能够切身体会到工业机器人在实际生产中的应用场景。

焊接机器人其中一个组成部分就是控制系统。而控制系统则需要学习机械原理、电子技术、单片机等知识。只有具备了这些基础知识,才能更好地进行焊接机器人编程操作。

2.教师应加强对学生进行专业指导

为了提高焊接技术人才的培养质量,高职院校在开展焊接专业教学过程中应注重对学生进行专业指导,以便培养出企业需要的焊接技术人才。作为一名合格的教师,要在教学中注重培养学生的自主学习能力,引导学生善于思考、善于创新。在实践教学中,教师要引导学生理论联系实际,指导学生参与到焊接机器人的组装、调试和运行中去。此外,教师还可以引导学生将所学理论知识应用到焊接机器人系统调试和运行过程中,以提高学生对理论知识的理解和应用能力。教师在开展焊接机器人专业指导时还应注重培养学生的团队合作精神和职业素养。在实际教学中,教师要引导学生团结协作,共同完成任务。另外,教师在开展专业指导时还要指导学生树立正确的人生观、价值观、职业观。教师还要注重培养学生创新能力和设计新产品的能力。在焊接机器人应用过程中会出现很多问题,需要焊接技术人才具有较强的创新能力和设计新产品的能力。

3.加强校企合作,培养学生的实践能力

目前,各行业对高技能人才的需求不断增加,为了更好地培养高技能人才,高职院校应积极与企业合作,加强校企合作。目前很多高职院校在实习实训中仍存在学生动手能力差、不能完全掌握技术操作等问题。为解决这些问题,学校可与企业合作开展学生的实习实训活动,从而培养学生的实践能力。学校可将企业生产技术和经验融入到实训教学中,在企业生产技术人员的指导下完成实训项目。除此之外,还可以邀请一些有经验的企业技术人员给学生授课,通过这种方式可以使学生更好地了解相关技术知识,从而提高学生的学习质量。

三、如何培养高素质、高技能的焊接人才

高职院校焊接专业应积极适应新形势,加快对学生的素质教育,提高学生的职业素养,以适应未来制造业对人才的要求。

1.教学内容。

目前,绝大多数高职院校焊接专业教学内容中只有手工电弧焊、CO2气体保护焊和激光焊、电阻焊等焊接技术,而在未来的职业市场上,焊接机器人的应用会越来越广泛。因此,高职院校要更新教学内容,根据工业机器人技术发展情况和未来焊接行业的发展趋势,更新课程内容,使课程内容与企业岗位相结合,从而培养出适合社会发展需要的高素质、高技能焊接人才。

2.重视实践教学。

目前我国在“职教二十条”中已经明确,高职院校在实践教学方面做出较大的调整,但有些高职院校还是只注重理论教学,而忽视了实践教学。高职院校要根据工业机器人技术的发展趋势和企业实际生产需求设置课程内容,将学生进行岗位技能培养与理论知识学习有机结合起来。同时还要注重校企合作模式,让学生进入企业进行顶岗实习,增强他们的工作技能和社会实践能力。

3.提高教师队伍水平。

要培养出高素质、高技能的焊接人才离不开优秀的师资队伍。高职院校要加大对教师队伍的培训力度,鼓励教师参加各种焊接专业培训、比赛和取证活动。此外,还要培养一支教学经验丰富、专兼结合的“双师型”教学团队。

4.加强校企合作力度。

高职院校要加强与企业间的合作力度,深入到企业一线进行调研和分析工作中遇到的问题。在此基础上建立校企合作长效机制,形成校企合作共赢模式。高职院校要充分利用现有资源和条件开展各种形式的校企合作活动,鼓励企业参与到教学过程中来,让学生在课堂上学习到相应的实践知识和技能。

四、结束语

焊接机器人的普及将改变传统的焊接生产方式,生产效率大大提高,对焊接人才的技能要求也会越来越高。高职院校焊接专业应以市场为导向,加强“双师型”教师队伍建设,使学生的理论知识与实践能力同步提高,并培养学生的创新精神和实践能力,使学生更好地适应未来企业对高素质人才的需求。高职院校应针对当前我国焊接产业发展现状,制定相应的焊接专业人才培养方案,努力培养满足企业需求的高素质、高技能人才。

1.高职院校应重视理论知识和实践能力并重的培养方式。

重视焊接技术专业理论知识的学习与巩固,使学生不仅掌握操作技能,而且具有良好的专业素养和创新能力。在传统教学过程中,教师多注重理论知识的传授与掌握,忽视了学生实践能力的培养。高职院校应注重实践教学环节和技能竞赛环节,引导学生提高综合素质和创新能力。通过参加技能竞赛或创新大赛,可以使学生在实践中提高自己。

2.高职院校应重视理论知识和实践技能的结合。

一方面要夯实基础知识,另一方面要注重实践环节培养。在教学过程中要进行实习实训,使学生通过实训掌握理论知识。应积极开展校企合作,让企业参与到教学中来,提高教学质量。应重视学生创新能力的培养和创新成果转化为生产力等方面的培养。

3.高职院校应重视学生综合能力培养和人文素质培养。

焊接专业是一门综合性学科,对学生综合能力要求较高。在实际教学过程中教师不能只注重知识传授和技能训练,应将理论知识与实践技能相结合。在焊接机器人技术普及后,焊接工作环境发生了巨大变化,学生不仅要掌握基本操作技能,还要注重人文素质培养和职业素养养成。应重视学生人文素质培养和职业素养养成对学生未来就业能力的影响。

4.高职院校应重视产学结合与校企合作教育模式。

应积极与企业合作开发先进适用的焊接机器人技术课程体系、开发相应教材、建立校内外实习实训基地、成立企业导师工作室等方式提高人才培养质量。企业导师工作室是在企业内由企业专家组成的指导委员会或以兼职教师为主的指导团队,其成员具有丰富的理论知识和实践经验,可以有效地弥补高职院校在焊接专业教学中实践技能不足的问题。

5.高职院校应重视校企合作机制的建立与完善。

校企合作机制是校企合作中不可或缺的重要一环。焊接机器人技术是一个新兴学科、交叉学科、跨界学科和高新技术密集的综合性领域。焊接机器人技术与传统焊接生产相比具有很大差异性,只有加强校企合作机制建设才能培养出符合企业需求的高素质、高技能人才。高职院校应通过建立校企合作机制来提高人才培养质量和技术创新能力;通过校企合作机制来提升学生综合素质和创新能力;通过校企合作机制来培养高素质、高技能人才。

焊接机器人技术对人的要求较高,因此在焊接机器人技术人才培养过程中应注重对学生综合能力和人文素质教育的培养,使学生在学习过程中具备良好的心理素质和高尚道德情操。高职院校应将技能人才培养与人文素养教育相结合,全面提高学生综合素质。

参考文献:

[1]潘云.基于工作过程的高职院校焊接专业课程教学改革模式研究[J].中国高新区,2018(11):55.

[2]邓生银,陈一凡,刘翠莲,杨增锐.基于混合现实的工业机器人结构装调实训教学研究[J].软件,2022,43(04):41-43.

[3]梁萌.关于高职数学分层次教学中数学建模知识的设置[J].山东工业技术,2016(04):244.

作者简介:

1.张国权(1994.03-),男,彝族,云南楚雄,本科,助理实验师,研究方向为智能焊接技术;

2.杨永洪(1973.09-),男,汉,云南昆明,本科,实验师,研究方向为机械加工技术;

3.钟腾清(1985.09-),男,汉,云南昭通,大专,高级技师,研究方向为金属熔化焊。

基金:2023年度云南省教育厅科学研究基金项目“六轴焊接机器人教学设备研发”(课题编号:2023J1924)

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