工业机器人技术专业人才培养方案

新闻编辑: 发布日期:2021-05-28
一、专业名称
专业名称:工业机器人技术专业(460305)
二、入学要求
高中阶段教育毕业、中等职业学校毕业或具备同等学力
三、修业年限
三年学制
四、职业面向
职业面向表
所属专业
大类
(代码)
所属专业类
(代码)
对应行业
(代码)
主要职业类别
(代码)
主要岗位群
或技术领域举例
装备制造
大类
(56)
 
自动化类
(5603)
 
通用设备制造业
(34);
专用设备制造业
(35)
 
工业机器人系统操作员
(6-30-99-00);
工业机器人系统运维员
(6-31-01-10);
自动控制工程技术人员
(2-02-07-07);
电工电器工程技术人员
(2-02-11-01);
设备工程技术人员
(2-02-07-04)
工业机器人应用系统集成;
工业机器人应用系统运行
维护;
自动化控制系统安装调试;
销售与技术支持
 
 
五、培养目标及培养规格
(一)培养目标
本专业群培养理想信念坚定,德、智、体、美、劳全面发展,具有一定的科学文化水平,良好的人文素养、职业道德和创新意识,精益求精的工匠精神,较强的就业能力和可持续发展的能力;掌握本专业群必须的知识和技术技能,面向通用设备制造业、专用设备制造业的自动控制工程技术人员、电工电器工程技术人员、设备工程技术人员等职业群,能够从事工业机器人应用系统集成、工业机器人应用系统运行维护、自动化控制系统安装调试、销售与技术支持等工作的高素质复合型技术技能人才。
(二)培养规格
本专业毕业生应在素质、知识和能力等方面达到以下要求:
(一)素质培养规格
1.坚决拥护中国共产党领导和我国社会主义制度,在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下,践行社会主义核心价值观,具有深厚的爱国情感和中华民族自豪感。
2.崇尚宪法、遵法守纪、崇德向善、诚实守信、尊重生命、热爱劳动,履行道德准则和行为规范,具有社会责任感和社会参与意识。
3.具有质量意识、环保意识、安全意识、信息素养、工匠精神和创新思维。
4.勇于奋斗、乐观向上,具有自我管理能力、职业生涯规划的意识,有较强的集体意识和团队合作精神。
5.具有健康的体魄、心理和健全的人格,掌握基本运动知识和 1~2 项运动技能,养成良好的健身与卫生习惯、良好的行为习惯。
6.具有一定的审美和人文素养,能够形成 1~2 项艺术特长或爱好。
(二)知识培养规格
1.掌握必备的思想政治理论、科学文化基础知识和中华优秀传统文化知识。
2.熟悉与本专业相关的法律法规以及环境保护、安全消防、文明生产等相关知识。
3.熟悉机械制图、掌握电气制图的基础知识。
4.掌握工业机器人技术基础、电工电子技术、电机与拖动、液压与气动技术的基础。
5.掌握工业机器人现场编程、工业机器人离线编程与仿真、电气控制与 PLC、变频器原理与应用的相关知识。
6.熟悉智能制造、焊接技术的相关知识。
7.掌握机器视觉、传感器、单片机控制技术相关知识。
8.掌握工业机器人系统集成应用、工业机器人应用系统调试运行的相关知识。
9.熟悉工业机器人系统维护、C 程序开发技术、移动机器人技术相关知识。
10.熟悉市场营销、专业英语、项目管理、企业管理等相关知识。
(三)能力培养规格
1.具有探究学习、终身学习、分析问题、解决问题和适应岗位变更的能力。
2.具有本专业必需的信息技术应用和维护能力;能自觉、有效地获取、评估、鉴别、使用信息;具有数字化生存能力。
3.具有良好的语言、文字表达能力和沟通能力。
4.能读懂工业机器人系统机械结构图,液压、气动、电气系统图。
5.会使用电工、电子常用工具和仪表,能安装、调试工业机器人机械、电气系统。
6.能选用工业机器人外围部件,能从事工业机器人及周边产品销售和技术支持。
7.能进行工业机器人应用系统电气设计,能进行工业机器人应用系统三维构建。
8.能使用视觉系统进行尺寸检测、位置检测等。
9.能熟练对工业机器人进行现场编程、离线编程及仿真。
10.能集成工业机器人工作站,编写基本人机界面程序。
11.能按照工艺要求对工业机器人典型应用系统进行集成、编程、调试、运行和维护,能编写工业机器人及应用系统技术文档。
 
六、课程设置及要求
(一)课程体系与课程设置
1.课程体系描述
综合分析岗位典型工作任务对工作过程的要求,把工业机器人技术专业的专业能力培养分解为工业机器人操作能力、应用编程能力和调试维修能力三条主线,并分别经过技术基础能力、核心专业能力、综合专业能力、拓展专业能力四个专业能力学习阶段的培养,达到企业“准员工”对基本专业能力的要求,完成对学生企业“准员工”培养,同时兼顾学生职业发展必需的基础知识和技能的学习与培养,并通过第五阶段岗位工作能力培养——在顶岗实习中完成企业实际生产任务的作业,完成岗位工作能力的培养,实现由“企业准员工”到社会“职业工作者”的转变,达到专业人才培养目标。
  1. 课程体系结构图
 
(二)实践教学体系
按照学生技能发展规律,构建了“能力递进”的实践教学体系。在教学过程中注重实践教学,通过实验室操作演示,虚拟仿真实验相互配合,完成部分课程实践教学。实践教学按照专业基础能力、专业核心能力、综合能力和拓展能力四个阶段,分层推进、逐步展开。根据实践内容的不同,充分运用校内实践教学条件,开展课内一体化、校内整周实践、校外教学型实习和校外顶岗实习等不同形式教学活动,对于专业核心课程,如《PLC技术》等,实施一体化教学。《金工实训》等课程,属校内整周实践课程,在校内实训基地完成教学。第三学期寒假在校外实习基地进行,实现岗位技能实训与就业的接轨。
训练分项 对应训练内容 备注
公共实训(基本技能训练) 1.电工电子技能训练;(校内整周实践)
2.焊工技能训练;(校内整周实践)
3.液压气动技能训练(课内一体化实训)
4.CAD技能训练(课内一体化实训)
 
单项专项技能训练 1.PLC技能训练(课内一体化实训)
2.数控铣床技能训练(校内整周实践)
3.电气控制技能训练(课内一体化实训)
4.工业机器人操作与编程训练(校企合作企业教学实训)
 
综合实训(核心技能训练) 1.自动化生产线系统实训;(课内一体化实训)
3.工业机器人工作站实训;(校企合作企业教学实训)
4.1+X证书初/中级培训;(校外合作企业实训)
6.毕业设计(校企合作)
 
企业实训
(岗位适应训练)
1.认知实习;(校企合作)
2.跟岗实习;(校外实训基地)
3.顶岗实习。 (校外实训)
 
 
 
(三)创新创业教育体系
将“知识(学科基础知识、专业教育知识)、能力(分析问题能力、解决实际问题能力、研究探索能力等)、素质(组织管理、团队合作、工匠精神等)”的培养要求,分解到课程体系和各个培养环节去达成,构建对应的矩阵关系。据此,开展课程体系、课程内容改革、系列实训课程和系列创新创业活动,逐步形成“实验实训、创新竞赛、创新创业培训、毕业设计”三位一体的创新人才培养模式。

 
 
   
(四)劳动教育体系
以实习实训课为主要载体开展劳动教育,进行劳动精神、劳模精神、工匠精神专题教育。开设劳动教育课程,其他课程须结合学科、专业特点有机融入劳动教育内容,同时每学期设立劳动周。另外,注重围绕创新创业,结合学科和专业特点,结合产业新业态与劳动新形态,利用闲暇时间开展包括专业服务、社会实践、勤工助学等在内的劳动教育。
七、学时与学分
(一)学时、学分安排
总学时数为2978,每16-18学时计1学分。
(二)学分安排
公共基础课程32学分,专业基础课程39学分,专业核心及拓展课程62学分,人文素养选修6学分,专业选修课程4学分,技能选修课程4学分,集中实践模块43学分,共190学分。
 
八、教学进程总体安排
(一)综合教学环节分配表
  

学期
教学周数 集中实践 专业实习 顶岗实习 机动及公益劳动 军训及入学教育 毕业设计 考试考核 毕业教育 学期周数 寒暑假期 合计
16       1 2   1   20 5 25
16 2     1     1   20 7 27
13 1 4   1     1   20 5 25
17 1     1     1   20 7 27
14 4     1     1   20 5 25
0     19         1 20   20
合计 76 5 4 21 5 2   5 1 120 29 149
 
  • 课程设置总表
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  教学进程安排表
课程
类别
课程性质 课程
代码
课程名称

学时分配 学分

建议开设时间及周学时数 备注
理论学时 实践学时
(16)

(16)
三(13) 四(17) 五(14)  
必修课程 公共基础课程   思想道德修养与法律基础 32 32   2 2            
  毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 58 58   3   2 2        
  形势与政策 48     3 1-4学期,每学期12学时课外讲座      
  体育与健康 64     4 2 2          
  大学英语 96     6 4 2          
  高等数学 96     6 4 2          
  信息技术 64     4 4            
  大学生职业发展与就业指导 28     2         2    
  军事理论 32     2 2            
小计(占总学时17% 518     32 18 8 2   2    
专业基础课程   电工电子技术 128     8 4 4          
  工程制图与电气CAD 128     8 4 4          
  机械基础 96     6   6          
  C语言程序设计 64     4   4          
  液压与气压传动技术 78     5     6        
  电机与电气控制技术 78     5     6        
  工业机器人技术基础 52     3     4        
小计(占总学时20% 624     39 8 18 16        
专业
核心课程
  PLC技术 102     6       6      
  工业机器人应用系统建模 78     5     6        
  工业机器人离线编程与仿真 78     5     6        
  工业机器人现场编程 102     6       6      
  机器人视觉技术及应用 68     4       4      
  工业机器人应用系统集成 68     4       4      
  工业机器人装调与维修技术 84     5         6    
  自动化产线安装与调试 84     5         6    
小计(占总学时22% 664     40     12 20 12    
专业
拓展课程
  智能制造概论 56     3         4    
  移动机器人技术 56     3         4    
  数控技术 68     4       4      
  毕业设计(含答辩) 84     5         6    
  市场营销 68     4       4      
  1+X工业机器人操作与运维 56     3         4    
小计(占总学时13% 388     22       8 18    
总计 2194     133 26 26 28 28 30    
集中实践模块   军事技能训练 60   2周 4 2w            
  金工实训 30   1周 2   1w          
  电工实训 30   1周 2   1w          
  数控加工(车或铣)实训 30   1周 2         1w    
  1+X工业机器人操作与运维强化实训 60   2周 4       1w  1w    
  专业实习 120   4周 7     4w        
  创业培训 60   2周 3         2w    
  顶岗实习 304   19周 19           19w  
小计(占总学时23%       43              
  总计 2768     176              
(三)素养提升课程设置
由教务处统一组织并通过教务系统在线选课。
(一)选修课程设置及学时分配
(人文素质修满6学分,专业选修课修满4学分,专业技能修满4学分)
类型 序号 课程名称 学分 总学时 实践
学时
学时安排
人文素质选修领域 1 文学著作赏析 2 30     2        
2 应有文写作 2 30         2    
3 书法 2 30     2        
4 礼仪 2 30         2    
5 中华优秀传统文化 2 30       2      
6 信息科学与社会 2 30       2      
7 劳动教育 2 30       2      
8 创新创业教育 2 30         2    
9 大学生心理健康教育 2 30     2        
专业技术选修领域 1 机器人技术 2 30 16     2      
2 增材制造技术 2 30 16       2    
3 机械CAD/CAM 2 30 16         6  
4 智能控制技术 2 30 16       2    
专业技能选修领域 1 国家绘图员 4 60 60     6      
2 电焊工 4 60 60     6      
3 钳工 4 60 60       6    
4 车工 4 60 60       6    
5 维修电工 4 60 60       6    
总计(占总学时7%   14 210              
 
 
九、实施保障
(一)师资队伍
1.队伍结构
学生数与本专业专任教师数比例不高于25:1,“双师型”教师占专业教师比一般不低于60%,专任教师队伍要考虑职称、年龄,形成合理的梯队结构。
2.专任教师
具有高校教师资格和本专业领域有关证书;有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心具有电气自动化、机器人工程等相关专业本科及以上学历;具有扎实的本专业相关理论功底和实践能力;具有较强信息化教学能力,能够开展课程教学改革和科学研究;每5年累计不少于6个月的企业实践经历。
3.专业群带头人
具有讲师及以上职称,能够较好地把握国内外行业、专业发展,能广泛联系行业企业,了解行业企业和用人单位对工业机器人技术专业人才的需求实际,教学设计、专业研究能力强,组织开展教科研工作能力强,在本区域或本领域具有一定的专业影响力。
4.兼职教师
主要从本专业相关企业聘任,具备良好的思想政治素质、职业道德和工匠精神,具有扎实的机器人技术专业知识和丰富的的实际工作经验,具有中级及以上相关专业职称,能承担专业课程教学、实习实训指导和学生职业发展规划指导等教学任务。
(二)教学设施
1.专业教室基本条件
配备黑(白)板、多媒体计算机、投影设备、音响设备,互联网接入或WiFi 环境,并具有网络安全防护措施。安装应急照明装置并保持良好状态,符合紧急疏散要求、标志明显、保持逃生通道畅通无阻。
2.校内实践教学条件
1.电工电子实训教学
主要设备:电工实验台、电工(电子)实验器材、电工(电子)教学实验板、计算机、晶体管测试仪、集成电路测试仪、信号发生器、数字式示波器、测量电桥等。
考核项目:安全用电,触电急救;基本电工工艺训练;照明与动力线路的安装、调试;异步电动机控制系统的安装调试及故障处理;电子仪表的使用;常用电子元器件识别与测试;电子产品制作等;以及与高级电工取证相关的训练项目。
2.金工实训
主要设备:电焊机,钳工工作台
考核项目:手工电弧焊、气割气焊
3.PLC 可编程技术实训教学
主要设备: PLC、计算机、指示灯、按钮、微机等。
考核项目:以 PLC 为核心,通过利用博途软件,与按钮与传感器的配合运行,模拟生产现场,实现信号、电机控制。
4. 工业机器人系统维护的实训教学
主要设备:埃斯顿工业机器人、自动化生产线
考核项目:掌握工业机器人编程方法;能编写维护保养计划,对工业机器人系统进行维护保养;能识别工作站系统故障类型,并能排除常见故障; 熟悉工作站系统生产工艺,熟悉系统整体程序架构,能根据生产要求,对工作站系统程序进行调整; 能进行正常系统维护并编写相关运行维护报告。
5.工业机器人系统集成应用的实训教学
主要设备:ABB 工业机器人、计算机、PLC、气爪、传感器等。
考核项目:工业机器人操作与编程调试、工业机器人与 PLC 组态控制、工业机器人与PLC 联调运行。
6.自动化生产线系统调试运行的实训教学
主要设备:传感器、PLC、触摸屏、变频器、自动生产线操作台、微机等。
考核项目:使用博途软件进行,视觉系统编程调试、工业机器人编程调试、变频器参数设置及调试、PLC 编程调试、触摸屏编程调试、PLC 与视觉联调、工业机器人与 PLC 联调、触摸屏与 PLC 联调、码垛机器人与 PLC 联调、系统综合调试运行。
6. 企业顶岗实习
    企业顶岗实习是进一步提高学生的实践操作能力,使学生自身价值和社会价值得以实现。教师通过远程网络、跟踪反馈等形式进行辅导答疑,加深学生对职业环境的体验,加强学生与企业的对接。
3.校外实践教学条件
校外实训基地基本要求为:具有稳定的校外实训基地;选择能够提供开展工业机器人实践的制造企业作为校外实训基地,工业机器人调试维修实训设施齐备,实训岗位、实训指导教师确定,实训管理及实施规章制度齐全。与专业建立紧密联系的校外实训基地达 5 个以上。
4.信息化资源
支持信息化教学方面的基本要求为:具有可利用的数字化教学资源库、文献资料、常见问题解答等信息化条件;鼓励教师开发并利用信息化教学资源、教学平台,创新教学方法,引导学生利用信息化教学条件自主学习,提升教学效果。
(三)教学资源
教学资源主要包括能够满足学生专业学习、教师专业教学研究和教学实施所需的教材、图书文献及数字教学资源等。
1.教材选用基本要求
按照国家规定选用优质教材,禁止不合格的教材进入课堂。学校应建立专业教师、行业专家和教研人员等参与的教材选用机构,完善教材选用制度,经过规范程序择优选用教材。
2.图书文献基本要求
图书文献配备能满足人才培养、专业建设、教科研等工作的需要,方便师生查询、借阅。专业类图书文献主要包括:机器人手册、机械零部件设计手册、机械设计手册、电气工程师手册、机械工程国家标准、机床夹具设计手册等机械工程师必备手册资料,以及两种以上机械工程专业学术期刊和有关机械设计与制造的实务案例类图书。
3.数字教学资源基本要求
建设、配备与本专业有关的音视频素材、教学课件、数字化教学案例库、虚拟仿真软件、数字教材等专业教学资源库,应种类丰富、形式多样、使用便捷、动态更新,能满足教学要求。
(四)教学方法
1.理论课主要教学方法,根据课程不同采用合适的教学方法与手段:
(1)方法:引导文教学法、实物模型教学法、三维建模教学法等;
手段:多媒体、实物、计算机等;
组织:理论部分采用多媒体授课、实践部分在机房讲授、指导、练习、讲评。
(2)方法:引导文教学法、案例教学法、项目教学法等;
手段:多媒体、机构实物、机器人仿真运动视频等;
组织:理论部分采用多媒体授课、参观机构、分析运动原理。
(3)方法:引导文教学法、案例教学法、项目教学法等;
手段:多媒体、典型工业机器人工作站、工业机器人运动等;
组织:理论部分采用多媒体授课、典型零件分析。
2.实践技能课程
采用“讲-演-练-评”实践教学方法。
(五)教学评价
严格落实培养目标和培养规格要求,加大过程考核、实践技能考核成绩在课程总成绩中的比重。严格考试纪律,健全多元化考核评价体系,完善学生学习过程监测、评价与反馈机制,引导学生自我管理、主动学习,提高学习效率。强化实习、实训、毕业设计(论文)等实践性教学环节的全过程管理与考核评价。
1.对于理论课程
考试课:考勤 15%、作业 15%、课堂表现 10%,期末考试 60%;
考查课:课堂表现,平时作业,学习态度,课内考试各占 50%。
2.对于实践技能课程
采用每一个单元考核为:学习成果(60%)+职业素质(遵守时间 20%+团结协作 20%)。评价主体:教师评价(40%)+小组互评(50%)+学生自评(10%)(每次小组互评时,90 分以上限 10%以内)。课程总成绩:(每一单元考核成绩*单元学时数)/课程总学时。
(六)质量保障
 
2.系部层面加强日常教学组织运行与管理,定期开展课程建设水平和教学质量诊断与改进,建立健全巡课、听课、评教、评学等制度,建立与企业联动的实践教学环节督导制度,严明教学纪律,强化教学组织功能,定期开展公开课、示范课等教研活动。
十、毕业要求
(一)学分要求
毕业最低学分180学分。
(二)证书要求
取得的证书
序号 证书名称 发证单位 获取时间 备注
1 计算机初级 教育部 第一学期 必取
2 普通话等级证(二级乙等) 山东省语言文字工作委员会 第一、二学期 必取
3 维修电工中级 人力资源和社会保障部 第四、五学期 必取
4 工业机器人操作与运维(1+x) 教育部 第四、五学期 必取
5 工业机器人应用与编程员 教育部 第四、五学期 选取