工业机器人应用与维护

工业机器人应用与维护人才培养方案
工业机器人应用与维护专业组
2015年7月
一、专业名称
工业机器人应用与维护
二、入学要求
初中毕业生或具有同等学力者
三、基本学制
4年
四、培养目标
本专业主要面向工业机器人本体制造、工业机器人系统集成和使用的行业企业，培养从事工业机器人及系统设备组装、检测、调试、操作、维护和维修等工作，具备一定的理论知识和较强的实际操作技能，具有相关职业资格和职业生涯发展基础的高素质劳动者和技能型人才。

五、职业范围
根据教育部《中等职业学校专业目录》之规定，结合上海工业机器人产业的现实状况，本专业的对应专业（技能）方向、职业（岗位）、职业资格证书举例和见表1。

表1工业机器人应用与维护对应的职业范围
专业（技能）方向职业（岗位）职业资格证书
工业机器人应用与维护
工业机器人及其系统的使用和维护
维修电工高级工
低压电气上岗证工业机器人本体的维护和维修
工业机器人系统的组装和调试
工业机器人系统的维护和维修
工业机器人及其系统的销售及售后服务
工业机器人系统的应用设计
六、人才规格
本专业毕业生应具有以下职业素养、专业知识和技能。

（一）职业素养
1、具有良好的职业道德和信誉、敬业精神和责任心、健康的心理和体魄；
2、具有良好的工作态度、工作作风、表达能力和适应能力；
3、具有良好保密意识和对企业的忠诚度；
4、具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；
5、具备安全、环保、节能意识和严格按照行业安全工作规程进行操作的意识；
6、具有对新知识、新技能的学习能力，能适应不断变化的工作需求；
7、具备良好的执行能力、职业竞争和创新意识。

（二）专业知识和技能
1、具备电工技术、电子技术、电气技术和机械基础和机械制图的基础知识；
2、具备计算机技术、传感器技术、PLC技术和机器人技术的基础知识；
3、能熟练使用机器人及其系统的组装工具；
4、能熟练使用机器人及其系统的调试仪器；
5、能读懂工业机器系统的结构安装图和电气原理图，理解工业机器人系统应用方案；
6、能根据工业机器人系统应用方案，组装和调试工业机器人及其系统；
7、能使用、维护和维修工业机器人及其系统；
8、能收集、查阅工业机器人及其系统应用技术资料，对已完成的工作进行规范记录和存档；
9、具有工业机器人及其系统的销售及售后服务能力；
10、具有初步运用计算机处理工作领域内的信息和技术交流能力；
11、具有搜集、记录和整理技术资料的能力；
12、能读懂用英文标识的仪器设备面板和铭牌，具有借助工具阅读英文资料的能力。

七、主要接续专业
高职：机电一体化技术
机电设备维修与管理
自动化生产设备应用
本科：机械设计制造及其自动化
机械工程及其自动化
电气工程及其自动化
八、课程结构
本专业的课程结构如图1所示。

图1机电技术应用（工业机器人应用与维护方向）课程结构图
九、课程设置及要求
本专业课程设置分为公共基础课和专业技能课。

公共基础课包括德育课、文化课、体育与健康、艺术（或音乐、美术），以及其他
专业技能课
顶
岗实习电工技术基础与技能电子技术基础与技能
低压电气控制设备
机械常识与钳工实训
可编程控制器技术
传感器技术及应用机械制图
机械基础1、导线制作与工艺2、工装与夹具
3、机电一体化装置拆装
4、工业机器人技术基础
5、工业机器人编程与仿真
6、工业机器人基础应用
7、工业机器人典型应用
8、工业机器人工作站维护保养
9、综合实习与考证
专业必修课
专业选修课
1、工业机器人职业认知
2、单片机技术及应用
3、专业英语
4、液压与气压传动技术
5、运动控制技术
6、工业机器人综合应用
7、自动化生产线安装与调试
8、工业机器人创新应用
9、市场营销
1、语文
2、数学
3、英语
4、物理
5、德育学分课程
6、信息检索
7、语言能力与表达
公共选修课
职业生涯规划
职业道德与法律经济政治与社会
哲学与人生
心理健康
语文数学英语
计算机应用基础
体育与健康
公共艺术
公共基础课
专业核心课
自然科学和人文科学类选修课。

专业技能课包括专业核心课、专业必修课、专业选修课和顶岗实习等。

（一）公共基础课
1.公共必修课
序号课程名称主要教学内容和要求参考学时
1职业生涯规划
依据《中等职业学校职业生涯规划教学大纲》
开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

36
2职业道德与法
律
依据《中等职业学校职业道德与法律教学大
纲》开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

36
3经济政治与社
会
依据《中等职业学校经济政治与社会教学大
纲》开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

36
4哲学与人生
依据《中等职业学校哲学与人生教学大纲》
开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

36
5心理健康
依据《中等职业学校心理健康教学大纲》开
设，并注重培养学生职业兴趣，提高应对挫折、
求职就业、适应社会的能力。

36
6语文
依据《中等职业学校语文教学大纲》开设，
并与专业实际和行业发展密切结合。

198
7数学
依据《中等职业学校数学教学大纲》开设，
并与专业实际和行业发展密切结合。

180
8英语
依据《中等职业学校英语教学大纲》开设，
并与专业实际和行业发展密切结合。

198
9计算机应用
基础
依据《中等职业学校计算机应用基础教学大
纲》开设，并注重培养学生应用计算机解决工作
与生活中实际问题的应用能力。

144
10体育与健康
依据《中等职业学校体育与健康教学大纲》
开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

216
11公共艺术
依据《中等职业学校公共艺术课程教学大纲》
开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

36
2.公共选修课
序号课程名称主要教学内容和要求参考学时1语文36
2数学36
3英语36
4物理
依据《中等职业学校物理教学大纲》开设，
并与专业实际和行业发展密切结合。

72
5德育学分课程
6信息检索24
7语言能力
与表达
36
（二）专业技能课
1.专业核心课
序号课程名称主要教学内容和要求参考学时
1
电工技术
基础与技能
依据《中等职业学校电工技术基础与技能教学
大纲》开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

72
2
电子技术
基础与技能
依据《中等职业学校电子技术基础与技能教学
大纲》开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

152
3低压电气
控制设备
熟悉常用低压电器的功能、结构及原理、选用
方法，熟记低压电器的图形符号和文字符号，会分
析点动、连续运行、正反转、顺序控制、降压起动、
制动、多速等电动机基本控制线路的原理，能识读
电气布置图和接线图，并了解绘制原则，并会安装、
调试上述电动机基本控制线路。

60
4机械基础
依据《中等职业学校机械基础教学大纲》开设，
并与专业实际和行业发展密切结合。

72
5机械制图
依据《中等职业学校机械制图教学大纲》开设，
并与专业实际和行业发展密切结合。

72
6传感器技术
及应用
掌握传感器技术的作用、分类等基本概念，掌
握常用传感器的基本结构，基本原理、特性指标，
了解各种传感器应用范围、场合以及应用条件，了
解传感器的选用原则和方法，掌握常用传感器应用
电路的分析、组建。

60
7
可编程序
控制器技术
熟知常用小型可编程控制器的型号、结构、编
程元件等，会连接相应外围电路，掌握小型可编程
控制器的基本指令、功能指令，能熟练应用可编程
控制器的指令与基本程序，编制、调试一般应用程
序，能安装、维护简单的可编程控制器控制装置。

60
8
机械常识
与钳工实训
依据《中等职业学校机械常识与钳工实训教学
大纲》开设，并与专业实际和行业发展密切结合。

48
2.专业（技能）方向课
（1）必修课
序号课程名称主要教学内容和要求参考学时
1导线制作
与工艺
了解常用导线规格，掌握电缆线束的加工工
艺，多芯电缆导线束的制作及的保护工艺，多芯电
48
缆的压接连接工艺，同时掌握对热缩套管在制作中的工艺处理。

学会从导线加工开始到线束的组成、穿套、装配、焊接、压接等方面技能。

2工装与夹具
了解工装夹具的基本用途，工装夹具的设计原
理，基本方法和步骤。

了解工件产品零件的技术要
求，学会设计基本的机器人常用夹具。

48
3机电一体化
装置拆装
了解机电一体化装置组建的流程、传动形式、
原理图设计和绘制、元器件选用，掌握机械系统的
装配和调试，会安装调试传感器，会连接电路，会
应用PLC、交流变频器、触摸屏。

72
4工业机器人
技术基础
了解工业机器人的基本组成部分，了解其中各
单元结构，包括机器人本体、机器人示教器和机器
人控制柜，掌握机器人的硬件连接。

了解示教器中
软件平台系统主菜单各选项，掌握示教器的语言、
时间设定和常用信息事件日志查看等基本操作，熟
悉机器人数据的备份与恢复，掌握机器人的单轴运
动、线性运动和重定位运动这三种手动操纵模式，
了解机器人转数计数器更新操作。

了解机器人的
I/O通信种类，掌握常用标准I/O板的配置，掌握各
种输入输出信号的定义方法，了解系统输入/输出与
I/O信号的关联。

72
5工业机器人
编程与仿真
了解机器人程序数据分类，掌握建立程序数据
的操作，掌握三个关键程序数据的设定方法。

了解
机器人程序架构，掌握程序模块与例行程序的建立
方法，熟悉机器人常用RAPID指令，学会建立可
运行的基本RAPID程序，掌握程序基本调试步骤
与方法。

了解程序种类中功能程序与中断程序的使
用。

了解机器人仿真软件的应用，学会在仿真软件
中建立工作站，了解离线和在线功能的使用方法，
学会仿真运动机器人，了解仿真过程的录制。

72
6工业机器人
基础应用
掌握机器人工具数据、工件数据和载荷数据的
创建方法，示教目标点，搭建程序框架。

掌握基本
运动指令线性运动、关节运动和圆弧运动的运用，
了解信号控制指令，偏移指令和注释行备注程序的
使用。

了解机器人运动路线的选择优化，对机器人
应用技术有初步掌握。

96
7工业机器人
典型应用
了解机器人涂胶、装配搬运和焊接的各个工作
站布局设置，了解相关夹具工件，以及外围工装系
统。

学会常用IO信号配置与系统常用参数配置，
系统输入输出关联。

学会专用焊接软件设定与专用
焊接指令的使用，创建对应的程序数据。

了解中断
96
的应用，学会给复杂的程序数据赋值，了解数组、计时指令和触发指令等应用。

了解机器人系统与外界设备通信的基本方式，了解基于DeviceNet总线的标准IO板信号传输。

8
工业机器人
工作站维护保
养
了解机器人工作站常见故障诊断与处理方法。

了解机器人控制柜、机器人本体和机器人工具的周
期保养操作，了解各个保养对象，保养事项，保养
间隔时间与具体操作方法。

72
9综合实习
与考证
掌握工业机器人技术应用职业资格所要求的
应知、应会内容，达到工业机器人技术应用职业技
能鉴定要求。

96
（2）选修课
序号课程名称主要教学内容和要求参考学时
1工业机器人
职业认知
了解世界主流品牌工业机器人的特征及发展
方向。

了解企业对工业机器人技术人才的需求及企
业对工业机器人应用与维护岗位的要求。

54
2单片机技术
及应用
理解单片机的电路结构，理解C语言的基本结
构、语句、数据与运算、数组等，会Ｃ语言简单编
程，了解单片机定时／计数器的结构，理解中断系
统的定义、结构，理解中断系统及程序，理解LED
数码接口控制部件。

40
3专业英语
掌握工业机器人及其系统常用词汇、数字及时
间的表示方法；掌握专业文献中的常用符号、公式
以及方程的表示方法；掌握被动语态、强调句、长
句等翻译技巧；能借助工具阅读、理解专业英文资
料。

54
4液压与气压
传动技术
了解液压与气压传动的特点、应用和发展，掌
握液压与气压的缸、泵、阀等元件的结构和工作特
性，会识读简单液压与气压传动回路图，会连接传
动回路。

了解液压、气压传动系统的安装调试和故
障分析方法。

40
5运动控制
技术
解矢量控制、伺服控制的原理，掌握位置控制、
速度控制及力矩控制的基本方法，能使用步进电机
驱动器、变频器及伺服控制器来控制步进电机、交
流异步电动机及交流伺服电机。

为今后从事工业现
场机械设备和电气系统线路的安装、调试、维护、
修理打下基础。

40
6工业机器人
综合应用
了解四种工业机器人协同循环工作的自动化
生产线的整体布局，学会为每个工作站的机器人进
行系统参数配置，信号配置，程序数据设定和程序
48
编写。

了解机器人倒置后的三维坐标系变换，了解目标点位置的计算方法并赋值。

了解自动化生产线上视觉系统与多种传感器的应用，掌握各部分的信号关联与互锁，了解机器人系统对信号的逻辑控制功能。

了解基于现场总线PROFIBUS-DP实现机器人与外围设备进行数据实时交换的通信方式。

7自动化生产线
安装与调试
了解自动线生产线的基本组成及应用，掌握传
感器、单片机、液压与气动、PLC控制、变频控制、
运动控制、触摸屏、通信等常用技术，会机械、电
气及电子另部件的安装和调试；会自动化生产线安
装、调试与维护。

48
8工业机器人
创新应用
了解机器人实现人机对抗平台的组成部分，了解视觉系统拍照运算结果与机器人系统的实时数
据通信方式，以及机器人进行运动路径规划的方
法。

了解将工业机器人技术与现代计算机雕刻技术
相结合基本原理与实现方法。

9市场营销36
4.顶岗实习
顶岗实习是人才培养工作的重要环节，是专业教学计划的重要组成部分。

对于培养学生良好的职业素养、熟练的专业技能、较强的可持续发展能力等具有重要的意义。

学生顶岗实习的岗位应与其所学专业面向的岗位群基本一致。

应加强对学生的安全教育、法律法规教育，注重培养学生吃苦耐劳的精神和良好的职业素养。

顶岗实习的任务主要是感受企业文化，熟悉企业生产环境、生产组织与管理，熟悉企业主要产品的性能、生产工艺和生产过程，熟悉所在车间及班组的生产任务，在企业带教师傅的指导下进行生产活动，提高团队协作能力、锻炼实际动手操作能力，并了解新产品、新技术、新工艺、新材料等方面知识。

学校要加强对顶岗实习的管理，与实习企业共同制订学生顶岗实习协议和实习计划，落实企业带教师傅和学校管理指导教师，制订并实施相关管理制度，强化过程管理。

顶岗实习形式灵活多样，可采取毕业前集中实习或工学交替等多种方式。

顶岗实习成绩应根据企业带教师傅评价、学校管理指导教师评价、学生实习日记和实习报告等进行综合评定。

顶岗实习成绩不合格的学生不能获取顶岗实习所对应的学分，需延长顶岗实习时间直至获取学分达到毕业需获得的学分为止。

顶岗实习时间为一学年，包含一周毕业教育。

十、教学时间安排
（一）基本要求
1.每学年为52周，其中教学时间40周（含复习考试），假期12周。

周学时一般为
28学时（不含体锻课）。

顶岗实习一般按每周1.5学分（每周27学时）安排。

四年总学时数约为4300学时。

2.我校实行学分制，18学时为1个学分，三年制总学分不得少于230。

专业教育、社会实践、素质拓展教育、劳动教育等活动，以1周为1学分。

3.公共基础课程学时一般占总学时的四分之一，累计总学时约为一学年。

专业技能课程学时一般占总学时的二分之一，累计总学时约为二学年。

顶岗实习占总学时的四分之一，累计总学时约为一学年，要认真落实《中等职业学校学生实习管理办法》的规定和要求，在确保学生实习总量的前提下，学校可根据实际需要，集中或分阶段安排实习时间。

4.专业教学标准的课程设置中设立选修课程，其教学时数占总学时的比例约为14%。

5.为培养学生的创新能力，以任意选修课方式开设《工业机器人创新应用》课程，开设学期是情况而定。

6.考虑到学生毕业后可能从事工业机器人的销售工作，在第4学期以任意选修课方式开设《市场营销》课程。

7.第6学期安排的《综合实训及考证》，学生可在“企业标准化考核认证”和“低压电气上岗证”中任选一个。

8.第4、5、6三个学期的课程基本上都是专业核心课、专业必修课和专业选修课，拟采用一体化教学模式。

（二）教学安排建议
工业机器人应用与维护方向的教学安排建议见付表所示：
十一、教学实施
（一）教学要求
1.公共基础课
公共基础课的任务是引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，提高学生思想政治素质、职业道德水平和科学文化素养；为专业知识的学习和职业技能的培养奠定基础，满足学生职业生涯发展的需要，促进终身学习。

课程设置和教学应与培养目标相适应，注重学生能力的培养，加强与学生生活、专业和社会实践的紧密联系。

德育课、语文、数学、英语、计算机应用基础课、体育与健康课、艺术（或音乐、美术）课为必修课，按教育部统一制定的教学大纲执行。

本专业还根据需要，开设物理、信息检索、德育学分课程、语言能理与表达等自然科学类和人文学科课程，可作为公共基础课程列为选修课，以多种形式融入专业课程之中。

公共课程着重人格修养、文化陶冶及艺术鉴赏，并应注意与专业知识能相配合，尤应兼顾核心课程的融入，以期培养学生基本核心能力。

2.专业技能课
专业技能课程的任务是培养学生掌握必要的专业知识和比较熟练的职业技能，提高学生就业、创业能力和适应职业变化的能力。

课程内容要紧密联系生产劳动实际和社会实践，突出应用性和实践性，并注意与相关职业资格考核要求相结合。

专业技能课程教学应根据培养目标、教学内容和学生的学习特点，采取灵活多样的教学方法。

核心课程教学应以实践为核心，辅以必要的理论知识，以配合就业与继续进修的需求，并兼顾培养学生创造思考、问题解决、适应变迁及自我发展能力，必须使学生具有就业或继续进修所需基本知能。

实习实训是专业技能课程教学的重要内容，是培养学生良好的职业素养、强化学生实践能力和职业技能以及提高综合职业能力的重要环节。

学校和实习单位要按照专业培养目标的要求和专业教学标准的安排，共同制定实习计划和实习评价标准，组织开展专业教学和职业技能训练，并保证学生顶岗实习的岗位与其所学专业面向的岗位群基本一致。

重视校内教学实习和实训，特别是生产性实训。

要在加强专业实践课程教学、完善专业实践课程体系的同时，积极探索专业理论课程与专业实践课程的一体化教学。

（二）教学管理
教学管理要以人为本，科学规范，要适应以工作过程为导向的课程要求，建立健全配套的教学管理制度，在教学过程中及时总结反馈，不断改进。

通过教学管理合理利用教学资源，通过教学管理促进教师教学能力的提升，不断提高教学质量。

十二、教学评价
教学评价应体现评价主体、评价方式、评价过程的多元化，注意吸收行业企业参与，探索第三方评价。

校内校外评价结合；职业技能鉴定与学业考核结合；教师评价、学生互评与自我评价相结合；过程性评价与结果性评价相结合。

结合机电技术应用（工业机器人应用与维护方向）特点，教学评价可分为基础知识、基本能力、应用能力等三个方面。

1、基础知识评价：包括信息技术应用基础、电工技术、电子技术、电气技术、机械制图、机械基础、传感器技术和PLC技术等课程的常识性内容，评价可采用建立题库的方法，在不同学习阶段进行分类评价。

2、基本技能评价：包括信息技术应用、机器人及其系统的按装、调试、使用、维护、维修和销售等技能，评价学生操作的速度、规范性和正确率，评价的方法是要求学生达到合格水平，对未达合格水平的学生要明确指出存在的问题及解决的方法。

3、应用能力评价：不仅关注学生对基本知识的理解和基本技能的掌握，更要关注基本知识和基本技能在实践中运用与解决实际问题的能力水平，重视规范操作、安全文明生产等职业素质的形成，以及节约能源、节省原材料与爱护生产设备，树立遵纪守法、保护环境等意识与观念。

十三、实训实习环境
本专业应配备校内实训实习室和校外实训基地。

11
校内实训实习场所按核心课的要求配备，包括电工技能实训室、电子技能实训室、工业机器人仿真实训室、工业机器人基础应用实训室、工业机器人典型应用实训室、工业机器人综合应用实训室、工业机器人创新应用实训室和钳工工艺与技能实训室等9个实训室。

实训实习环境具有真实性或仿真性，具备实训、教研及展示等多项功能及理实一体化教学功能。

校内实训基地包括岗位技能实训室和综合技能实训中心。

以一个班级40名学生为标准班，主要设施设备及数量见表2。

表2工业机器人应用与维护方向实训实习的主要设备及数量
序号实训室名称主要工具和设施设备
名称数量
1电工技能
实训室电工技能实训台20万用表20
电压表20
电流表20单相电度表20
功率表20电流互感器20电桥20
兆欧表20钳形电流表20三相异步电动机10常用电工工具40
2电子技能
实训室电子技能实训台20低频信号发生器20双踪示波器20晶体管毫伏表20频率计20
万用表20元器件测试盒20常用电子工具40
3工业机器人仿
真实训室计算机40软件40
4工业机器人基
础应用实训室
（一）
示教台1
机器人系统6
操作控制系统板6
操作对象承载平台6
绘图描图任务载体6
码垛任务载体6
搬运任务载体6
夹具系统6
零件箱6
工具墙6
空气压缩机2
安全控制系统6
5工业网络控制
实训室西门子S7-200PLC11
12。