随着“工业4.0”和“中国制造2025”的实施,工业机器人在各行业的普及率越来越高,相关专业技术人员的需求量激增。为解决企业用工问题,大多数职业院校均开设了工业机器人相关专业,普遍采用理论与实践相结合的教学模式[1]。目前该教学模式存在以下几个问题:重理论、轻实践;设备易损坏,教学成本高;场地、设备有限,实操时长不足等。因此,一些职业院校引入了工业机器人仿真系统,但市面上的仿真系统大多以显示器、鼠标、键盘作为人机交互工具,不仅操作体验差、仿真度低而且实用案例少,很难取得理想的实训效果[2]。
《国家职业教育改革实施方案》明确指出,为适应“互联网+职业教育”发展需求,运用现代信息技术改进教学方式方法,推进虚拟工厂等网络学习空间建设和普遍应用。作为新一代信息技术的虚拟现实技术可以创设虚拟立体环境,提供视觉、听觉、触觉等全方位的感官体验。将虚拟现实技术应用于工业机器人实训教学,既可以提高学生的学习热情,又能够提高教学质量[3]。本文设计了一种基于虚拟现实技术的工业机器人实训装置(简称实训装置),该实训装置可提高实训课程质量,确保实训过程的安全性和高效性。
1 实训装置
2 关键技术实现方法
3 应用验证
4 教学应用及效果
5 结语
实训装置能有效解决工业机器人实训教学成本高、实训时长不足、易发生安全事故等问题,为工业机器人实训提供了新思路。教师利用该实训装置可选择或者搭建多种工作场景,让学生在工作体验中学习理论知识,提高操作技能。采用数字孪生技术,还可将该实训装置与实体工业机器人联系起来,实现虚拟环境和真实场景的联合教学。
参考文献
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[2] 周玮.虚拟现实技术在高职教育中的应用与探索[J].职业技术,2018,17(1):96-99.
[3] 刘俊,杨振国,董文杰,等.基于UNITY3D & HTCvive的工业机器人虚拟现实编程教学仿真系统的研究与开发[J].轻工科技,2018,34(8):93-95.
[4] 左文娟,宁萌,张秋菊,等.基于沉浸式VR递阶的机器人实训平台设计[J].实验技术与管理, 2021,38(12):184-187.
[5] 陈子健,卓勇,唐炳洋.Unity3D机器人焊接焊缝自动提取及轨迹规划与仿真[J].组合机床与自动化加工技术,2019(11): 8-12.
[6] 梁洸强,廖容.基于虚拟现实技术的工业机器人拆装实训课教学改革探索[J].装备制造技术, 2020(7):231-233.
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梁存仙 青岛市技师学院 |