劉偉 李亞展 吳忠友

摘要：對(duì)“ 1+X ” 《特殊焊接技術(shù)》教材的研究開發(fā)背景、目的意義、內(nèi)容架構(gòu)及主要特色進(jìn)行了介紹，圍繞以專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，以項(xiàng)目應(yīng)用為導(dǎo)向，以專業(yè)技能為核心的編寫原則，充分體現(xiàn)職業(yè)技能認(rèn)知規(guī)律和技能等級(jí)逐級(jí)遞進(jìn)的特點(diǎn)。指出焊接機(jī)器人的廣泛應(yīng)用深刻地改變著焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，隨著汽車生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)點(diǎn)焊機(jī)器人設(shè)備和技能人才需求不斷提高，因此，開展“ 點(diǎn)焊機(jī)器人 ”模塊內(nèi)容的研究與開發(fā)，對(duì)于加快職業(yè)院校點(diǎn)焊機(jī)器人技術(shù)技能人才的培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：1+X;特殊焊接技術(shù);點(diǎn)焊機(jī)器人

中圖分類號(hào)：TG409 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-2003（2021）05-0030-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.05.06

0 ? ?前言

所謂“ 1+X ”證書泛指：“ 1 ”為學(xué)歷證書，“ X ”為若干職業(yè)技能等級(jí)證書。把學(xué)歷證書與職業(yè)技能等級(jí)證書結(jié)合起來，體現(xiàn)了職業(yè)教育作為一種類型教育的重要特征，是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)、完善職業(yè)教育和培訓(xùn)體系、深化產(chǎn)教融合校企合作的一項(xiàng)重要制度設(shè)計(jì)。

1 “ 1+X ”特殊焊接技術(shù)教材開發(fā)背景

1.1 國家政策導(dǎo)向

2019年2月，國務(wù)院發(fā)布了《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》[1]，首次提出啟動(dòng)“ 1+X ”證書制度試點(diǎn)工作，開啟了我國職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式和評(píng)價(jià)模式創(chuàng)新發(fā)展的新階段。為貫徹落實(shí)“ 方案 ”的相關(guān)要求，教育部等四部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于在院校實(shí)施“ 學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書 ”制度試點(diǎn)方案》。

1.2 教材開發(fā)的依據(jù)

按照教育部的要求，中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司科普教育中心、中船艦客教育科技（北京）有限公司作為經(jīng)國務(wù)院職業(yè)教育國際聯(lián)席會(huì)議批復(fù)職業(yè)教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)組織，組織行業(yè)龍頭企業(yè)的焊接專家、院校焊接教育專家，以2019年9月教育部頒布的《特殊焊接技術(shù)職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，按照“ 1+X ”特殊焊接技術(shù)職業(yè)技能等級(jí)要求，進(jìn)行活頁式教材的開發(fā)。

筆者作為“ 點(diǎn)焊機(jī)器人 ”模塊的主編，完成了（中級(jí)）和（高級(jí)）模塊相關(guān)內(nèi)容的撰寫工作。

1.3 教材開發(fā)的意義和作用

（1）滿足點(diǎn)焊機(jī)器人技能崗位需求。

近年來，由于人們對(duì)傳統(tǒng)焊接作業(yè)從業(yè)意愿急劇下降，職業(yè)院校焊接專業(yè)生源逐年減少，造成焊接崗位人員數(shù)量和質(zhì)量都難以滿足企業(yè)需求。例如：我國汽車車身及零部件生產(chǎn)一直是手工操作的懸掛式點(diǎn)焊和專機(jī)自動(dòng)焊占據(jù)焊接生產(chǎn)的主導(dǎo)地位，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境惡劣，焊接質(zhì)量不易保證，而且生產(chǎn)的柔性也很差，無法適應(yīng)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需要。隨著焊接機(jī)器人等先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備的出現(xiàn)，加速了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和設(shè)備的升級(jí)換代步伐，對(duì)點(diǎn)焊機(jī)器人技能崗位人員的需求尤為迫切。

（2）解決點(diǎn)焊機(jī)器人教學(xué)資源匱乏。

我國點(diǎn)焊機(jī)器人約占焊接機(jī)器人總數(shù)的46%[2]，然而，國內(nèi)的職業(yè)院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)普遍存在“ 重弧焊 ”“ 輕點(diǎn)焊 ”[2-3]現(xiàn)象，使得點(diǎn)焊機(jī)器人的教學(xué)資源非常稀少，給教學(xué)帶來困難。因此，點(diǎn)焊機(jī)器人操作及應(yīng)用教學(xué)資源亟待開發(fā)。

（3）構(gòu)建現(xiàn)代焊接技術(shù)職業(yè)教育體系。

2018年10月，教育部關(guān)于印發(fā)《中等職業(yè)學(xué)校焊接技術(shù)應(yīng)用專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》[4]等11項(xiàng)職業(yè)教育教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的通知【教職成函〔2018〕 8號(hào)】，其中包括《高等職業(yè)學(xué)校焊接及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》[5]，提供了設(shè)備清單，有效地促進(jìn)了“ 1+X ”特殊焊接技術(shù)職業(yè)技能等級(jí)證書試點(diǎn)工作的順利開展，對(duì)深化焊接專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)以及焊接專業(yè)復(fù)合型技術(shù)技能人才培養(yǎng)、評(píng)價(jià)模式的改革以及完善現(xiàn)代焊接技術(shù)職業(yè)教育體系，優(yōu)化現(xiàn)代焊接技術(shù)職業(yè)教育結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。

2 “ 1+X ” 《特殊焊接技術(shù)》教材內(nèi)容

2.1 基本結(jié)構(gòu)

全書由基礎(chǔ)知識(shí)、初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)四部分組成，每部分又分為實(shí)操篇和應(yīng)用篇。以初級(jí)為例，實(shí)操篇包括：焊條電弧焊技能訓(xùn)練、熔化極氣體保護(hù)電弧焊技能訓(xùn)練、鎢極氬弧焊（TIG焊）技能訓(xùn)練和火焰釬焊技能訓(xùn)練模塊;應(yīng)用篇?jiǎng)t列舉了實(shí)際生產(chǎn)中焊條電弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、鎢極氬弧焊和火焰釬焊等應(yīng)用實(shí)例。焊接實(shí)操項(xiàng)目實(shí)施流程如圖1所示。

2.2 點(diǎn)焊機(jī)器人實(shí)操內(nèi)容框架

焊接機(jī)器人課程內(nèi)容根據(jù)實(shí)操等級(jí)的相關(guān)知識(shí)和技能要求，按照先弧焊模塊、后點(diǎn)焊模塊的順序依次遞進(jìn)。“ 點(diǎn)焊機(jī)器人 ”模塊分為中級(jí)和高級(jí)。以點(diǎn)焊機(jī)器人模塊（中級(jí)）內(nèi)容為例：需掌握運(yùn)用插補(bǔ)指令進(jìn)行點(diǎn)焊機(jī)器人示教和編程;實(shí)施對(duì)碳鋼板搭接、疊接作業(yè)。點(diǎn)焊機(jī)器人模塊實(shí)操內(nèi)容框架如圖2所示。

2.3 點(diǎn)焊機(jī)器人模塊考評(píng)項(xiàng)目

點(diǎn)焊機(jī)器人模塊（中級(jí)）考評(píng)工件材質(zhì)為低碳鋼，槽盒形狀。針對(duì)焊點(diǎn)的位置、間距，以及焊點(diǎn)直徑和強(qiáng)度進(jìn)行考評(píng)，如圖3所示。

點(diǎn)焊機(jī)器人通過一把氣動(dòng)C型點(diǎn)焊鉗對(duì)工件實(shí)施點(diǎn)焊[6]，焊鉗的移動(dòng)軌跡及示教點(diǎn)位置示意如圖4所示。

圖中，P1～P4為示教點(diǎn)順序：P1—機(jī)器人待機(jī)點(diǎn)，P2—接近點(diǎn)，P3—第一個(gè)焊接點(diǎn)（該點(diǎn)要調(diào)用焊接控制器設(shè)定的焊接循環(huán)參數(shù)程序），P4—第二個(gè)焊接點(diǎn)（該點(diǎn)要調(diào)用焊接控制器的點(diǎn)焊參數(shù)），然后，機(jī)器人沿安全路徑返回待機(jī)點(diǎn)（圖略）。焊接后，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判。

點(diǎn)焊機(jī)器人模塊（高級(jí)）考評(píng)工件則選用不銹鋼材質(zhì)，杯子形狀，增加了焊接難度和焊接位置難度，如圖5所示。

圖中材質(zhì)為308不銹鋼（國標(biāo)牌號(hào)：06Cr20Ni11），板厚為1.2 mm，搭接點(diǎn)焊。首先對(duì)點(diǎn)焊機(jī)器人焊接不銹鋼工藝進(jìn)行分析，確定工藝參數(shù)，如表1所示。

焊接操作步驟：先將不銹鋼板卷成筒狀做成杯身，在杯身接合部位的搭接面進(jìn)行焊接（3點(diǎn)），再將杯身與杯子把手（2點(diǎn)）焊接在一起。

2.4 點(diǎn)焊機(jī)器人應(yīng)用案例

點(diǎn)焊機(jī)器人模塊（中級(jí)）應(yīng)用案例遴選了“ 機(jī)器人在轎車白車身焊裝線的應(yīng)用 ”，內(nèi)容框架如圖6所示。

點(diǎn)焊機(jī)器人模塊（高級(jí)）應(yīng)用篇遴選的是“ 不銹鋼電梯層門板機(jī)器人點(diǎn)焊 ”案例，重點(diǎn)掌握不銹鋼的機(jī)器人點(diǎn)焊工藝。

3 教材特色

3.1 創(chuàng)新性強(qiáng)

（1）體現(xiàn)書證融通性。反映特殊焊接技術(shù)職業(yè)崗位能力要求，與中、高職院校的相關(guān)專業(yè)課程有機(jī)銜接，實(shí)現(xiàn)書證融通，以滿足“ 教、學(xué)、考 ”合一的需要。

（2）采用最新國家標(biāo)準(zhǔn)。法定計(jì)量單位和最新名詞術(shù)語，形成本教材的一個(gè)新的特色。

（3）體現(xiàn)實(shí)用性和先進(jìn)性。教材內(nèi)容選取以適用性和先進(jìn)性為原則，以教、學(xué)、考必需，夠用為度，同時(shí)注重知識(shí)的先進(jìn)性，體現(xiàn)焊接新技術(shù)、新工藝、新方法、新標(biāo)準(zhǔn)、新技能[7]，以適應(yīng)職業(yè)和崗位的變化，有利于提高學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力和職業(yè)遷移能力。

（4）突出理論與實(shí)踐一體。教材編寫突出理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，注重從理論與實(shí)踐結(jié)合的角度闡明基本理論以及指導(dǎo)實(shí)踐。以初級(jí)為例，除詳述了四種焊接方法（SMAW、GMAW、GTAW、TS）[8]基礎(chǔ)知識(shí)與基本操作技能外，還精選了四種焊接方法在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用案例，有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的能力。

（5）教材新形態(tài)。采用項(xiàng)目—任務(wù)式結(jié)構(gòu)，每種焊接方法為一個(gè)項(xiàng)目，每一個(gè)項(xiàng)目下按由易到難的原則列舉了若干個(gè)技能操作任務(wù)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和技能形成規(guī)律。還用“ 師傅點(diǎn)撥 ”或“ 安全提示 ”等插圖（文），圖文并茂、簡明扼要、通熟易懂。

3.2 實(shí)操性強(qiáng)

（1）標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)操步驟。

教學(xué)活動(dòng)是由“ 教 ”與“ 學(xué) ”構(gòu)成的，點(diǎn)焊機(jī)器人操作是基本技能，但務(wù)必與焊接工藝相結(jié)合。如在操作前先對(duì)工件進(jìn)行工藝分析，然后根據(jù)焊接位置進(jìn)行焊鉗的示教點(diǎn)路徑規(guī)劃，一步一圖，使點(diǎn)焊機(jī)器人編程及焊接操作過程標(biāo)準(zhǔn)化。

（2）將典型應(yīng)用變作實(shí)操項(xiàng)目。

運(yùn)用生產(chǎn)過程常見的點(diǎn)焊生產(chǎn)案例作為實(shí)操內(nèi)容[9]，并對(duì)點(diǎn)焊效果進(jìn)行分析研究與評(píng)價(jià)。編者通過與安川、KUKA等機(jī)器人生產(chǎn)制造商以及汽車生產(chǎn)企業(yè)機(jī)器人操作人員進(jìn)行交流，確定相關(guān)知識(shí)與技能操作內(nèi)容，總結(jié)出符合生產(chǎn)要求的實(shí)操步驟，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力和工藝運(yùn)用能力。同時(shí)指出：點(diǎn)焊接機(jī)器人操作技能不僅是工業(yè)機(jī)器人和焊接系統(tǒng)的簡單結(jié)合， 而是從設(shè)計(jì)、工藝、流程等多個(gè)維度開展的焊接技術(shù)重構(gòu)[10]，從而深化學(xué)生對(duì)于點(diǎn)焊機(jī)器人操作技能的理解與應(yīng)用。

3.3 通用性強(qiáng)

“ 1+X ”《特殊焊接技術(shù)》教材點(diǎn)焊機(jī)器人模塊選擇了不同品牌的機(jī)器人，在中級(jí)和高級(jí)部分先后列舉安川和KUKA機(jī)器人[11]，分析不同品牌機(jī)器人的編程語言及操作特點(diǎn)，便于實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行參照和比較。

由于點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)通常是將不同生產(chǎn)廠家的部品組合在一起，如機(jī)器人、一體式焊鉗（含變壓器）、焊接控制器等，型號(hào)繁多，因此，在立足于對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行全面、有效整合的基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合教學(xué)實(shí)際需求，有目的地選擇最適宜的點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)，從而使點(diǎn)焊機(jī)器人的學(xué)習(xí)內(nèi)容能融合不同品牌機(jī)器人操作特點(diǎn)及焊接工藝。

3.4 應(yīng)用性強(qiáng)

工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大生產(chǎn)工藝過程有廣泛應(yīng)用，而點(diǎn)焊機(jī)器人占總焊接量90%以上，每輛汽車車身上大約有3 000～4 000個(gè)電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)[12]，對(duì)焊接質(zhì)量要求很高。教材針對(duì)性地選取了點(diǎn)焊機(jī)器人在汽車行業(yè)生產(chǎn)案例，并參照了生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書的要求。

4 結(jié)論

“ 1+X ”證書制度是一種面向職業(yè)院校校學(xué)生的新型人才評(píng)價(jià)體系，職業(yè)院校應(yīng)根據(jù)“ 1+X ”證書制度的實(shí)施要求，積極開展人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)方案的創(chuàng)新探索，系統(tǒng)梳理各學(xué)科專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)和定位，結(jié)合“ 1+X ”證書制度重構(gòu)人才培養(yǎng)模式，重新修訂人才培養(yǎng)方案，明確各專業(yè)的職業(yè)技能等級(jí)證書組合系列，為教學(xué)體系的重塑指明方向，為學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)劃和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)指導(dǎo)，做到以證促改、以證促學(xué)。

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