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隨著科技的快速發展,機器人作為集機械、電子、控制、傳感以及計算機技術等多領域知識于一體的典型代表以及工業自動化的三大支柱之一,已廣泛應用于各個領域的工業現場。隨著工業機器人的廣泛應用,不少中高職院校都把機器人的教學引入教學大綱和實訓環節。
工業機器人是一門理論與實際相結合的課程。在教學過程中,教師應理論聯系實際,善于利用多媒體教學與實踐教學,多角度地激發和提高學生的學習興趣和學習能力,提高機器人基礎知識的教學效果,以達到預期的教學目的。
一、在理論教學中,要善于創設情境與利用多媒體教學
在傳統教學中,往往因為學校條件的限制,學生較少有機會接觸工業機器人實物,所以,為了讓學生對機器人技術及其應用有更好地了解和認識,要充分利用視頻和圖片讓學生了解什么是機器人,機器人產品會涉及哪些機構部分、哪些技術以及哪些領域。
在教學過程中,教師的課堂講授應該以視頻資料和圖片為載體,借助啟發式、討論式、互動式等教學方法,重點對工業機器人歷史、現狀、發展等方面進行介紹。通過直觀的圖片、形象的視頻,增加師生間的互動與交流,增進學生對所學知識的興趣。在講授機器人編程時,教師可采用任務驅動法,設計不同形式的任務,引導學生發現問題、分析問題、解決問題。
在理論課堂講授過程中,要充分利用機器人三維可視化離線編程和動態仿真系統。例如:如何實現將工件從A處搬運到B處。通過導入工件及機器人三維模型,在計算機上再現機器人及工件的三維虛擬世界,通過實現對機器人離線編程三維運動軌跡的規劃,模擬機器人運動,實現動態仿真。
二、在實訓教學中,要善于進行演練示范教學及開展小組競賽
工業機器人能代替人在危險有害的環境中作業,但又可能發生工業機器人傷人事故。在實訓過程中,教師和學生對機器人進行任何操作都必須注意安全。在進行編程、測試及維修等工作時,必須將機器人置于手動模式,并且建議在操作機器人時,用筆芯代替機器人末端執行器,并且降低機器人的運行速度。
在教學過程中,教師應正確演練示范教學,提高學生的操作規范認識以及安全認識,運用小組競賽方式,調動學生的學習熱情以及學習積極性。首先,讓學生熟悉示教器上各個按鈕的作用和操作。其次,在講授工業機器人的基礎操作指令MoveL、MoveJ、MoveC時,可以采取小組競賽的方式,進行機器人定位精度測量、操縱機器人并對測試點進行實際測量和重復定位精度測量結果的競賽,通過小組競賽成績和個人成績相結合的方式考查學生的掌握程度,通過小組競賽,提高學生的學習熱情。在掌握工業機器人的基礎操作指令后,可以讓學生自行設計機器手的行走路線,鼓勵學生自己動手實踐,將自己的想法通過實際操作來實現,既讓學生能夠掌握相關的技術,又鍛煉了學生的動手能力,培養了學生的創新能力。
三、課后指導要善于引導學生創新與合作
教師除了課堂教學外,可以布置一些課外的機器人設計任務,并且參與到學生學習設計當中,加強師生間的交流,了解學生學習過程中遇到的問題。在機器人學習及設計過程中,教師可以鼓勵學生設計不同的解決方案解決課堂問題,然后在課堂上討論自己的方案,互相交流意見,最后進行總結。在這一過程中,學生充分鍛煉了搜集資料、自主學習、提出問題和解決問題等能力。
四、結論
工業機器人是一門理論性和實踐性都很強的課程,但是現在教材普遍都是重理論輕實踐,而且校內的實驗設備缺乏。因此在教學中,我們應把理論知識貫穿于實踐中,通過實驗、仿真等辦法,充分利用多媒體教學以及實踐練習,深入淺出地將知識內容講授給學生,調動學生的學習積極性和主動性,使學生能夠相對容易地理解和吸收工業機器人的相關知識,提高學生的綜合能力。
參考文獻:
[1]郭溫,姜維.淺談機器人在高職高專教學中的應用[J]. 科技信息,2008(35).
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一、中高職工業機器人應用與維護專業發展的現狀與趨勢
目前我國現行的中職教育與高職教育在部分專業的銜接存在"脫軌"的不良現象。主要集中在培養目標、人才培養方案、課程體系、教學實施、實習就業等方面都不完善。例如:高職院校的工業機器人應用技術專業,由于實訓教學需要投入大量的資金,很多學校就將實訓課程課時進行壓縮。導致學生的實踐技能不足。同樣在中等職業學校的教學過程中,由于學生的基礎薄弱,基礎理論知識掌握的也不扎實。很多需要應用到的數學或物理等課程內容被刪減。隨著高考招生制度的改革,中高職專業銜接勢在必行,這就需要中職學校與高職院校兩個教育層次之間,人才培養目標、課程體系、教學內容、實習實訓等多方面的合理化承接,兩者既要有區別,同時也要在專業實訓內容與課程等多方面是相互補充,從而突出職業教育產生較高的教學質量與辦學效益。
二、優化中高職課程體系的融通與銜接
由于在專業課程設置上由于兩者的人才培養的層次不同,存在著部分的交集與重合,特別是中職階段需要參加分類招生考試,還要加入學業測試的文化課,這些課程也占據較多的教學學?r,從學生長發展遠角度考慮,需要根據實際需求調整課程設置進行中高職專業課程對接。在高職階段有些課程設置與中職重復,例如:機械制圖、機械專業基礎課程,學生已經在中職階段學習過,所以在學時安排上就要考慮適當的減少。加大專業實踐性強等課程的學時。
(一)明確中高職學生之間能力的差異
首先要從制造業領域的職業能力分析,從學生的實際就業去向著手,從對從業人員能力的要求及工作過程的復雜程度分析,由于中職生崗位能力的定位就是從事專業能力不高的崗位,技能較為單一。而高職學生則是從事職業能力較高的崗位,綜合應用能力較強。經分析明確中高職學生之間能力的差異后,在專業學習領域的課程體系上進行優化或重構,實現中高職課程體系的有效銜接。
(二)工業機器人應用與維護專業課程體系的優化
在中高職人才培養方案的有效銜接中,優化和重構課程體系是重要的環節之一。中高職的專業都有各自的課程體系,這就需要在各自的基礎上進行優化設置和完善課程體系。從中高職學生職業能力與層次差別上進行考慮,以促進工業機器人應用與維修專業的學生職業能力的提升。致力于中高職課程內涵建設與應用,并將歸納總結出如下:
1.是強化中職學生文化基礎課程的學習,提高學生文化素養以應對升學考試
為了學生的后續發展,應對中職課程體系中的文化素養課程進行有針對性的設置,并制定出相應的培養方案。引導中職學生對文化基礎課程進行學習,改變傳統的教學方法,激發中職學生對文化基礎課程的學習興趣。既可以規避中高職對機器人專業中的機電課程的重復學習。又為學生進入高職階段學習打好基礎,以促進高職人才培養目標的實現。
2.學生結合自身發展采選修課程的形式,選擇專業拓展課程的學習
中職學生的專業選修課程制定應根據學生的基礎和自身發展需求合理安排,可以適當的將部分高職的專業基礎課作為中職選修課程,即可以提高學生的專業知識基礎,又可以為高職階段的學習打下基礎。
3.積極構建模塊化的課程體系和人才培養模式
新型的人才培養模式應遵循崗位結合、以人為本的教育理念。高職學生應實現學分制和綜合評價的形式,所以在課程體系的開發模式上,盡量體現工學結合的教育內涵。為了能更好的呈現學生的職業能力的和個性發展的需求,課程體系需要按照模塊化分層設置,包括公共基礎課程模塊、專業課模塊、專業實踐模塊和選修課程。公共基礎模塊和專業課模塊的設置盡量合理并能夠對中高職學生所需要具備的理論知識素質和專業技能的集中體現。而專業實踐課模塊則具有一定的靈活性和機動性,主要是將相關的專業知識應用到相關領域。通過學生的技能實訓和企業頂崗實習等方式,讓學生達到所學專業知識與技能的綜合應用能力。選修模塊為了滿足學生的個性需求,中高職院校一般可提供的若干選修課程,拓展學生的綜合能力。高職實行學分制和模塊化教學也是適應學生個性發展的一種教育教學模式。
4.實踐課程的改革突出校企合作優勢
現在職業教育的發展校企合作勢在必行,只有學校和企業合作發揮各自的優勢,培養出崗位適應性強,實踐能力好的學生。所以專業實踐課程的改革應由專業課教師與制造類企業技術人員密切聯系與合作,根據企業崗位對知識和能力的需求、行業社會普遍性需求等諸多因素共同制定教學內容、共同開發校本教材或實踐手冊。這樣設置的課程即符合企業的需要,又能夠適應本專業社會的普遍人才要求。
三、大學生創新創業教育融入課程體系
隨著社會經濟高速發展與企業的快速轉型發展,大學生作為創業的主體來說具有高素質、高的創新思維等優勢。同時國家也出臺相關政策積極鼓勵大學生創業,對于高校畢業生的創業鼓勵政策十分優厚,畢業三年內未就業的可想享受國家的貼息貸款。對于工商登記和各項稅費實行減免,公司注冊沒有資金要求等一系列政策。在大中專學生課程體系中首先融入創業意識教育,要提高大學生自主創業的認識。大中專畢業學生作為社會主義現代化的建設者,必須承擔相應社會責任和歷史使命。其次大中專學生自主創業能夠為社會創造更多的就業機會和就業崗位,有利于緩解現階段社會的就業壓力。對大中專院校進行創業教育顯得尤為重要。
關鍵詞:工業4.0;智能科學與技術;創新課程體系;中國制造2025
0引言
智能科學與技術專業是教育部根據“面向國家戰略需求、面向世界科技前沿”的方針,為適應國家科學與技術發展的需要而設立的,專業代碼080907T。智能科學與技術專業屬于一個交叉學科,涵蓋了電子信息技術、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術領域的應用。因此,如何交叉學科,立足于工業智能化的發展方向和《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006―2020年)》的要求,適應國家對高質量的智能技術人才的社會需求,研究與實踐體現行業產業發展、技術進步和社會建設需求的智能科學與技術專業人才培養課程體系具有重大意義。
1創新課程體系的意義
德國率先提出的“工業4.0”概念其實就是將互聯網技術與嵌入式系統技術、計算機技術、先進制造技術等相結合,形成虛擬與現實相融合的智能制造系統。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動終端,在互聯網上選擇標準的或定制的貨品訂單,系統會采用人工智能、大數據、機器學習等技術在全球范圍整合資源、信息、物品和人,以高質量、低成本、高效率生產制造出產品,快速交付給客戶。
在制造領域,這種技術的漸進性進步可以被描述為工業化的第4階段,即“工業4.0”,如圖1所示。其中,第①階段以1784年的英國蒸汽機為代表;第②階段以1870年的電動機械發明與應用為代表;第③階段以使用電子與IT技術的自動化時代為代表;第④階段就是我們正在經歷的智能制造時代。當前,中國工業機器人銷量連續兩年行業增速在50%以上,行業進入成長期。另外,中國工業機器人使用密度遠低于主要發達國家,具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發展對相關專業人才的需求呈爆發趨勢,智能科學與技術專業畢業生今后的一個重要就業方向將是服務于產業界的機器人領域。
我們國家正在大力提倡的“中國制造2025”與德國提出的“工業4.0”有著異曲同工之妙,盡管兩國的工業、社會發展階段存在差異,但在智能制造領域、互聯網領域發展水平基本同步。通過國家層面大力推廣發展智能制造技術,以及在大學智能制造相關專業的課程改革,為我國的智能制造技術趕上甚至超過發達國家創造了千載難逢的機遇。
2智能科學與技術專業創新課程體系目標
如何充分利用民辦學校的企業資源優勢,辦好智能科學與技術專業是本專業面臨的重要挑戰之一。本著教育先行、為產業服務的辦學宗旨,根據行業中長期發展的需求,在保證專業知識體系完整性的前提下,結合“工業4.0”對專業人才知識、能力的需求,我們將專業定位側重于智能傳感與檢測技術,智能機器人傳動、驅動技術,智能機器人系統構建技術,嵌入式系統技術等。4年來的辦學實踐證明,我們的專業定位符合地區與行業發展需求,并具有一定的前瞻性。
基于以上專業定位,對智能科學與技術專業的人才培養課程體系進行深入的探索與實踐,涉及專業一體化的理論與實踐課程體系規劃,機器人實踐平臺升級,專業課程的教學設計、教學方法、考核方式改革,教學資源、師資隊伍、評估反饋機制建設等。通過有針對性地研究我們在專業教學中存在的問題,尋找解決問題的有效途徑,探索出符合現代高等教育發展規律、適應“工業4.0”及“中國制造2025”對專業人才知識及能力要求的創新課程體系,為國家、社會輸送高素質的應用型工程技術人才。
通過對智能科學與技術專業的面向“工業4.0”的創新課程體系的研究,在已運行4年的本專業課程體系的基礎上建立完善的智能科學與技術專業創新課程體系;完成課程體系面向“工業4.0”的課程群知識結構設計、理論與實踐一體化設計;總結課程教學手段和方法;完成高質量的教學資源建設;建立高水平的師資隊伍。
3創新課程體系構建方案
專業人才培養遵循工程教育思想,以項目為導向設計專業課程培養體系,將項目設計和實施貫穿于大學4年的教學過程之中,讓學生在校期間就有機會參與真實項目的開發與運作,獲得實踐經驗和實際操作能力,實現企業真實項目實踐與學校理論教學的無縫對接。設置面向“工業4.0”的創新課程群及項目群,對學生的知識、能力、素質進行全面培養,使學生得到全方位的鍛煉。
3.1支撐培養目標實現的一體化課程體系
專業課程體系的構建思路以行業與社會需求為根本。在此基礎上確定智能科學與技術專業人才的培養目標。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導,定制科學先進的人才培養模式和過程,最終建立面向“工業4.0”的智能科學與技術專業創新課程體系。
引進與國際接軌的課程體系,制定全新的適應我國國情的教學計劃,采用先進的教學理念與培養模式,初步構建以設計為中心,理論與實踐高度融合的應用型本科課程體系。
理論課程體系方面具體表現在適當降低理論知識的難度,著重培養學生理論結合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學的應用性,構建基礎理論平臺課程群與專業模塊化課程群相結合的理論教學體系,保證人才的基本規格和多樣化、個性化發展,增強學生對社會的適應性。
實踐課程體系方面,依據專業能力培養目標,以能力為本位,以項目為載體,以“學中做”和“做中學”為方法,統籌安排基礎實踐、專業實踐、創新訓練與實踐、創業訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業設計(論文)與企業實習等各類實踐教學環節,使實踐學期教學內容逐級遞進、逐步深化;將實踐學期實訓內容與理論學期的教學內容緊密銜接。系統化構建理論與實踐相結合、課內與課外相結合、學校與企業相結合,貫穿于大學教育全程的一體化實踐教學體系。本專業采用自頂而下的方式設計各級項目。一級項目(智能機器人綜合設計項目)的設計直接針對專業的培養目標,實踐學期的二級項目和基于專業課程的三級項目分別是一級項目培養能力的分解。
采用基于社會實際崗位的逆推法設計課程體系,如圖2所示。按照人才職業需求確定專業培養目標,將專業培養目標抽象為若干個專業核心應用能力,再根據每個專業核心應用能力所需的知識、能力、素質結構劃分不同的課程群。
設置課程群不僅要考慮智能科學與技術專業本身課程體系的科學性與遞進關系,還要充分研究專業相關的重點行業、大型企業崗位特點,針對人才市場的人才需求和崗位需求,把行業、企業、崗位所需與“工業4.0”相關的新知識、新技術、新平臺、新規范納入課程,實現專業課程體系與區域經濟及行業、企業的有效對接。目前,智能科學與技術專業現行的人才培養課程體系將專業定位側重于智能傳感與檢測技術、智能機器人傳動與驅動技術、智能機器人系統構建技術和嵌入式系統技術,包括智能系統的軟/硬件設計與開發,以及智能技術在工業控制領域的應用等。雖然該體系與面向“工業4.0”相關技術有一定的匹配度,但還需進一步改革,擬融合“通信規約”“IoT”“工業現場總線”等知識模塊構建“工業4.0”的CPS虛擬網絡課程群,融合“工業機器人”“智能傳感檢測”等構建“工業4.0”的CPS實體物理課程群。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業機器人開設相關的課程實驗、課程項目、實踐學期項目及實訓等。
智能科學與技術專業課程體系的構建分為基礎課程、專業基礎課程、專業崗位應用技能課程、專業方向和專業技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設置的對應性,前兩個階段與傳統大學基本一致,只是深度上淺顯一些,后兩個階段面向人才市場的崗位需求,著重培養企業用得上的專業人才。
3.2科學的人才培養質量評價體系
大連東軟信息學院智能科學與技術專業按照全面質量管理的理念,建立了全員參與、全過程監控、全方位評價的教學質量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結合,形成性考核評價與終結性考核評價相結合,定性評價與定量評價相結合,采取管理學確認有效的5W1H(Why-What-Where-When-Who-How)和PDCA(Plan-Do-Check-Action)方法進行評價,可以有效地保證各環節教學質量的穩步提升與持續改善。
智能科學與技術專業教學質量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學質量評價以及教學過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業、課程、項目、教材以及素質教育等環節落實工程教育理念的效果。教學質量評價主要包括教師教學質量評價,學生對課程的滿意度調查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等,由定量評價和定性評價組成。教學過程評價,主要從課程考核、實踐學期以及畢業設計(論文)3個關鍵環節展開。
3.3高水平師資隊伍建設
專業自成立以來就十分關注師資隊伍的培養,不斷強化專業師資隊伍建設,持續關注專業帶頭人和骨干教師建設,加強“雙師型”教師隊伍的培養力度。通過開展內部培訓、教學研討、企業實踐、學術研討等全方位的培養措施,努力建設一支結構合理、素質優良、教研科研水平高、技術服務能力強的教學團隊。在師資隊伍建設過程中,實施“引聘訓評”的雙師型師資隊伍建設發展方案。
3.4教學資源建設
根據課程體系改革方案,完善改革課程的教學大綱,積極開展專業課程教材、試題庫、項目庫、實驗指導書、教學案例、課件等教學資源建設,升級機器人系列實驗室。
[關鍵詞] CDIO;科技創新;大學生競賽
[中圖分類號]G642
[文獻標識碼]A
[文章編號]1671-5918(2015)24-0095-02
一、前言
《高等教育法》中規定高等教育的任務是“培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才”,所以大學生創新實踐能力培養應該成為高校培養方案的重要組成部分。CDIO工程教育模式為現行的高等工科教育和創新型工程人才培養提供了的有效途徑。
CDIO是以產品研發到運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程間緊密聯系的一種學習過程。高校大學生的科技項目和科技競賽均是按照CDIO工程教育模式進行的。學生結合自己的興趣與特長,參加大學生科技項目、實踐活動、科技競賽等來確定自己的發展方向。高校通過完善大學生科技創新活動管理,促進工程教育模式改革,培養學生實踐能力與創新能力。
二、基于CDIO工程教育構建的基礎平臺
(一)創新實踐硬件平臺
近年來,機械工程學院以CDIO工程教育理念打造大學生科技創新孵化器,搭建創新實踐平臺,建立機器人創新實驗室、機械基礎實驗室。表1為近三年機器人創新實驗室購置的主要設備。
創新實踐硬件平臺以機電綜合控制實驗為主,發展以單片機、微機、工控機、PLC為代表的機電控制技術,以信息的采集、處理、反饋以及接口技術為主線,在機、電、液、氣等多種系統中進行綜合創新平臺建設,取得長足、快速的發展,形成“設計、制造、控制、檢測”四位一體互相支持的一個完整實踐教學體系,完成實踐教學、實踐課程、理論課程的實驗、課程設計和畢業設計等教學任務。
(二)校企合作平臺
密切聯系行業和企業,建立了穩定的校外實訓基地,加強和推進了校外頂崗實習的力度。同時,建立健全了長效機制,完善管理制度和考核辦法,使企業、學校、學生三方受益,使校企合作、工學結合具有可持續發展能力。
為推進CDIO工程教育和“卓越工程師教育培養計劃”的開展與實施,在多年的產學研合作的基礎上,2010年我校依托經緯紡織機械股份有限公司建立了工程實踐教育中心,2012年獲批國家級建設單位。2013年天津工業大學一經緯紡機股份有限公司國家級工程實踐教育中心正式掛牌,標志著我院在校企合作方面邁出了更加堅實的一步。多年來企業為提升我校我院學生的工程素養,培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力作出了卓越貢獻。
(三)科技創新實際課題
機械工程學院基于CDIO工程教育吸引學生參與教師科研、學科競賽、大學生創新性實驗計劃等科技活動,結合國家大學生創新課題、學校創新課題、學院創新課題以及自擬(教師給定或自己選定)實驗項目,最后以實物或者論文形式提交實驗報告。以精心設計的課題、優質的管理、良好的儀器設備吸引教師、研究人員和學生參與。配備有經驗豐富的教師作指導將專業理論知識以趣味性、科學性、實用性和挑戰性形式傳授給學生,使得學生在此創新空間內充分發揮想象力與創造力,最大限度發揮他們的主觀能動性。考核依據是學生是否獲獎、發表科技論文、申請專利、各類挑戰杯獲獎等。
開展的課程主要設計實驗、課程設計、畢業設計,以及學校的“啟智夏令營項目”培訓課程;機械學院參加的大學生科技競賽項目主要有“全國大學生機械創新設計競賽”、“中國機器人大賽暨RoboCup公開賽”、“全國大學生工程訓練綜合能力競賽”、“全國三維數字化創新設計大賽”、“華北五省(市、自治區)大學生機器人大賽”等國內高水平競賽項目。每年參加全國、天津市、學校的科技競賽200余項,800余人次。每年學生參加的大學生競賽,獲得省部級及以上競賽獎項,獲省部級以上獎500人次。
三、基于CDIO模式實踐教學的體會
(一)實踐教學方法的建設
機械工程學院CDIO工程教育是將“培養和提高學生造型能力和模型制作樣機生產實踐能力和創新能力”確立為實踐教學培養目標。把建設“多層次、體系化、多樣化”的實驗教學體系確立為實踐教學發展目標。通過深化改革,全面開放實驗中心,完善資源共享機制,提高儀器設備的利用率和投資效益,將實驗中心建成貫穿學生實踐能力培養全過程,集設計、實驗、制作、制造、控制為一體的服務于多層次設計實踐教學活動和科技創新活動的實踐教學基地。
建立以學生為中心,實現以學生自我訓練為主的競賽教學模式。通過CDIO工程理念具體開展了圍繞專業核心課程建設多層次、系列化的學生競賽項目,學生能夠更多地進入實驗室進行科技創新活動。對本科生培養以創新性實踐和實訓為核心,以基礎理論教學、實踐教學環節、學術講座為支撐,構建創新型人才能力訓練體系。主要有科學研究方法的訓練、創新思維和創新方法的訓練、大學生創新實驗計劃和創業訓練等三個層次,以培養“高素質的工程技術人才”為根本目標,以“引導和深化理論教學,培養學生工程意識、工程能力和創新精神”為實踐教學理念,培養具有創新精神和工程實踐能力的高素質工程技術人才,將我院發展成為面向天津市機械制造類本科生實施創新實踐教學基地,成為為當地經濟建設和社會發展服務的人才培養基地和研究成果孵化基地。
(二)以科學嚴格的管理機制和激勵機制做保障
建立嚴格的管理與長期開放的機制,制定實踐教學管理文件。包括創新實踐中心管理制度、教師職責、活動小組管理制度、實驗室安全條例、實驗室開放管理制度、實驗室儀器設備借還登記管理制度。
以大三、大四高年級本科生為競賽活動選拔對象,由平時實踐課堂選拔一批參加夏令營培訓再擇優選取一定人員進行加強培訓,準備賽事。由指導教師統一管理、指導競賽,研究生輔助指導、配合工作,低年級本科生觀摩學習,以作為儲備力量培養,對參加競賽的學生要求賽后經驗總結,召開經驗交流會談,由高年級搭配低年級本科生攜手競賽,保證賽事經驗的傳承,對學生參加科技競賽提供一定的經費支持,對教師指導學生競賽給予獎勵等一系列在制度上給予保證。
(三)CDIO工程教育在機器人實踐中心的具體應用
針對不同學習階段和層次的學生特點及專業教學的需求,以機器人對象為載體,提供創新工程訓練的教學和實驗平臺。
學生通過對機械結構進行親自組裝、基本電子電路的搭建,信號檢測和分析調試,編寫控制軟件,控制機器人的各種行為,完成對人形機器人系統的各種演示、驗證和創新實驗。通過采購已有成型機器人產品,通過研究其設計方式、編程方法、控制方法等逐步建立設計的整體思路。對已有進產品行改造和挖掘包括二次編程設計實現更多功能,為進一步獨立設計產品打好基礎。由學生和教師利用實驗室資源或采買元器件獨立完成從方案設計、工程設計、工程安裝、軟件編程、運行調試的全過程。如何連接至人形機器人主板上;如何將編輯器、編譯器、調試器等硬件縮微集成。如何實現離線對人形機器人專用主芯片進行編程、固化;研究帶有遠程無線遙控功能和編輯示教功能的電子裝置,控制隊表演。研究數碼編程方法、語音指示說明的實現方法。研究機器人影像識別和傳輸方法等等內容,提高了各年級學生對機械結構、電子電路、信號分析、檢測技術與傳感器、控制技術、軟件硬件系統基礎等基本工程概念的理解和學習。
大四的這段時間里,在學校的安排下,我選擇了產業班計劃,獲得了寶貴的實習機會,得到了來自于工業生產第一線的工人師傅的實訓指導,不僅在專業知識方面有所擴展,并且在社會工作方面也有了一定經驗的積累。接下來,我匯報我的學習成果。
首先,我實習工作所在公司名為x有限公司,主要有光電科技領域內的技術開發;研發、生產、銷售:計算機及配件、機械設備及配件、工業自動化設備及配件、機械臂、攝影攝像設備、光源控制器、電子傳感器、測控儀器儀表及配件、工業打印機、圖像和數據采集卡、光學儀器、電子元器件;研發、銷售:軟件、電路功能測試系統,并提供相關技術咨詢及售后服務;計算機系統集成;視覺科技、工業自動化科技、機器人科技領域內的技術開發、技術服務、技術咨詢、技術轉讓;從事上述商品及技術的進出口業務。
自己的實際崗位和自己心里預期有所差別,但是也不能急功近利,所以我服從公司的安排,從基礎做起。我所擔任的職務是一名零件質量檢驗員,總結起來有一下幾點職責: 1、對機械零件加工質量進行把關,填寫零件檢驗記錄;2、對產品的質量提升方案資料歸集、整理及存入質量檔案,并跟進改善;3、對供應商產品質量進行指導,并提出可行性質量分析報告;4、對涉及到產品質量的工藝有自己的見解。
除此以外,我也爭取到了一些學習機會,對于視檢測技術有所了解,并且在公司安排下進行了學習,我所在的學習組采用的工業相機COGNEX(圖像攝取裝置),將目標攝取轉換成圖像信號,傳送到計算機的圖像處理系統VisionPro ViDi 3.2., 根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,與標準值(設計要求值)相比較,根據精確的結果誤差進行下一步指令,它在檢測缺陷和防止缺陷產品被配送到消費者的功能方面具有不可估量的價值。
其中,公司后期安排了對VisionPro ViDi 3.2.軟件的基礎學習,我在獲得領導同意的前提下進行了記錄保存。VisionPro ViDi 3.2.工具庫能夠滿足各種視覺需求,從幾何物品的定位、檢測、識別、測量,都能夠解決。結合PC-based應用開發,VisionPro ViDi 3.2.軟件能夠以很快的速度,為各種機器視覺應用創建解決方案,VisionPro ViDi 3.2.軟件提供中、英兩種語言選擇,全面兼容Win 7、Win8、Win10系統,客戶可在32位與64位間無縫切換。各工具之間的拖放可實現快速的數值、結果和圖像鏈接。工具組可重復使用的并縮短應用開發的時間。測量模塊:VisionPro ViDi 3.2.機器視覺測量軟件適用于各行業產品在線、離線尺寸測量,它包含幾十種幾何算法運算,十多種測量工具,使得測量變得簡單,強大。測量結果可以Excel ,Txt,等形式輸出,統計數據。定位模塊:系統內嵌智能形狀識別引擎,能夠識別常見的基本幾何圖形,對于復雜形狀,系統可以進行模板學習訓練,進而實現復雜形狀的識別。檢測模塊:系統內嵌智能形狀識別引擎,能夠識別常見的基本幾何圖形,對于復雜形狀,系統可以進行模板學習訓練,進而實現復雜形狀的識別。識別模塊:OCR、OCV,讀取和驗證產品或元件上的字母、數字、字符等,讀取數據通訊輸出,TCP/IP、I/O輸出。
此軟件的相關內容我有初步接觸,并且也能夠結合所學的專業知識加以理解。比如:整個過程與我們的自動控制反饋環節有相似的理念,都是在不斷的輸入測量誤差輸出比較再輸入的循環,而視覺檢測則是更具體更先進的一種技術應用,輸入采用工業高精度相機攝取,測量誤差有完善的系統處理軟件,能夠完成定位,檢測,比較一系列復雜的工作,是高度智能化,自動化的一種集中體現,輸出則和我們實驗室所采取的方法大同小異,I/O輸出最為普遍。