虛擬仿真在高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用研究

吳櫻櫻

摘要：近幾年來，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)以及信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)器教學(xué)課程也開始在高職教育中普及開來。要想提升高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的質(zhì)量和效率，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的。本篇文章圍繞虛擬仿真在高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用展開了論述，首先闡述了虛擬仿真對(duì)于高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的意義，隨后則是探討了具體的應(yīng)用情況，以此供相關(guān)教師參考。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué);意義分析;應(yīng)用研究

引言：

在高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中虛擬仿真技術(shù)可以作為一項(xiàng)有效的教育手段，通過虛擬技術(shù)可以為高職學(xué)生營(yíng)造更為良好的學(xué)習(xí)氛圍，讓機(jī)器人教學(xué)更加生動(dòng)形象，有利于學(xué)生更加扎實(shí)的掌握相關(guān)的理論知識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生在這方面的專業(yè)技能。而這就要求高職院校必須要加強(qiáng)虛擬仿真技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用，做好虛擬通訊方面的建立工作以及各種虛擬路徑的規(guī)劃，進(jìn)而提升教學(xué)過程當(dāng)中的仿真效果。

一、虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用于高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的意義

首先，是基于我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展所要求的。我國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的需求量也越來越大，而這也進(jìn)一步加劇了該行業(yè)的人才需求。因此，為了推動(dòng)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，理應(yīng)加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)方面的研究，加大這方面的人才培養(yǎng)力度。其次，在高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)能夠進(jìn)一步提升人才培養(yǎng)的效果。工業(yè)機(jī)器人教學(xué)要繼續(xù)強(qiáng)化理論教學(xué)，同時(shí)也要開展各種形式的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)和能力培養(yǎng)相統(tǒng)一。而運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)就可以達(dá)到這一人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過為學(xué)生模擬對(duì)應(yīng)的虛擬環(huán)境，讓學(xué)生將所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)運(yùn)用于工業(yè)機(jī)器人實(shí)際制造當(dāng)中，進(jìn)而提升學(xué)生的知識(shí)遷移能力，豐富學(xué)生的技能以及在實(shí)際工作當(dāng)中的經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生在畢業(yè)之后快速的適應(yīng)自動(dòng)化以及智能化的工作環(huán)境。除此之外，虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用于高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)中還可以提升教學(xué)過程當(dāng)中的安全性。因?yàn)椴糠止I(yè)機(jī)器人在進(jìn)行安裝或者是試驗(yàn)的時(shí)候，會(huì)涉及到一些安全隱患，例如焊機(jī)、氣動(dòng)裝置等，在這些試驗(yàn)領(lǐng)域容易引發(fā)安全問題，進(jìn)而威脅到學(xué)生的人身安全。但是通過虛擬仿真技術(shù)則可以避免這些安全事故，同時(shí)，還能讓學(xué)生獲得學(xué)習(xí)和練習(xí)的機(jī)會(huì)[1]。

二、虛擬仿真在高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)中的具體運(yùn)用

（一）從機(jī)器人工作環(huán)境模擬的角度進(jìn)行分析和探討

高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)生需要在對(duì)應(yīng)的工作環(huán)境當(dāng)中，對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行遷移和運(yùn)用，此時(shí)就需要虛擬仿真技術(shù)來為學(xué)生模擬對(duì)應(yīng)的工作環(huán)境。虛擬仿真技術(shù)主要借助的是各種集成軟件，通過在集成軟件當(dāng)中輸入具體的數(shù)據(jù)信息，可以為學(xué)生模擬出真實(shí)的工業(yè)機(jī)器人工作場(chǎng)景。而學(xué)生在這個(gè)虛擬環(huán)境當(dāng)中就可以了解工業(yè)機(jī)器人的工作情況，以及在工作當(dāng)中可能出現(xiàn)的一些問題，進(jìn)而對(duì)機(jī)器人的程序或者是機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善。除了運(yùn)用集成軟件進(jìn)行環(huán)境模擬以外，學(xué)生還可以借助一些三維建模技術(shù)，比如UG等來模擬機(jī)器人的工作情景，而在這個(gè)過程當(dāng)中除了可以讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人的性能進(jìn)行完善以外，還可以培養(yǎng)學(xué)生的建模能力，有利于提升學(xué)生的空間思維能力，對(duì)于提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)有著重要的作用。

（二）從機(jī)器人虛擬路徑規(guī)劃的角度進(jìn)行分析和探討

工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用于實(shí)際工業(yè)活動(dòng)當(dāng)中是需要對(duì)應(yīng)的路徑規(guī)劃的，而路徑規(guī)劃的科學(xué)與否將會(huì)直接影響到工業(yè)機(jī)器人的工作質(zhì)量和工作效率，而這也是高職工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)活動(dòng)中的重要內(nèi)容。因此，針對(duì)這一教學(xué)內(nèi)容，教師也可以加大虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)來模擬機(jī)器人的路徑規(guī)劃。而學(xué)生通過虛擬仿真技術(shù)能夠檢驗(yàn)自己的設(shè)計(jì)思維是否嚴(yán)密，設(shè)計(jì)的邏輯是否存在問題，有利于幫助學(xué)生改善自身的設(shè)計(jì)理念。同時(shí)，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)軟件對(duì)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃進(jìn)行分析，學(xué)生可以更加直觀形象的去觀察機(jī)器人，在實(shí)際工作當(dāng)中軌跡的運(yùn)行情況，并做好對(duì)應(yīng)的算法計(jì)算，從而幫助學(xué)生提高在機(jī)器人路徑規(guī)劃方面的設(shè)計(jì)能力。

（三）從機(jī)器人虛擬通訊模擬的角度進(jìn)行分析和探討

在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，工業(yè)機(jī)器人相互之間是需要進(jìn)行通訊的，通過這種通訊鏈接實(shí)現(xiàn)上下游生產(chǎn)操作。而學(xué)生在學(xué)習(xí)這一工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)技術(shù)的時(shí)候就需要為機(jī)器人構(gòu)建對(duì)應(yīng)的通訊鏈接，然后實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)器人的協(xié)調(diào)操作，但是教室無法為學(xué)生提供更多的機(jī)器人進(jìn)行學(xué)習(xí)，此時(shí)，就需要借助虛擬仿真技術(shù)來展開對(duì)應(yīng)的實(shí)際教學(xué)以及操作練習(xí)。同時(shí)，相對(duì)于學(xué)生運(yùn)用真實(shí)的機(jī)器人進(jìn)行訓(xùn)練而言，這種虛擬技術(shù)可以降低實(shí)操過程當(dāng)中的危險(xiǎn)系數(shù)，減少意外事故的發(fā)生。同時(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程當(dāng)中還能夠培養(yǎng)自己的知識(shí)綜合運(yùn)用能力，豐富自己的工作經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生更加扎實(shí)的掌握機(jī)器人虛擬通訊建立的原理[2]。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，虛擬仿真技術(shù)對(duì)于高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)而言是非常重要的，教師應(yīng)該加大虛擬仿真技術(shù)在高職機(jī)器人教學(xué)中的運(yùn)用，發(fā)揮在教學(xué)當(dāng)中的價(jià)值，以此來提升教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 毛芳芳. 競(jìng)賽機(jī)制下虛擬仿真技術(shù)在高職工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊， 2020， v.28;No.721（23）：102-102.

[2] 袁正， 馬國(guó)清， 張磊，等. "互聯(lián)網(wǎng)+"時(shí)代工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J]. 課程教育研究， 2020（11）：1.