【眼界·案例】课堂中的协作机器人,是如何促进实践性学习的?

原创茶茶茶茶2017-05-19 07:452751

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美国俄亥俄州的RAMTEC就业中心是美国规模最大、最具综合性的机器人教育中心所在地。为了培养更多制造业技术人才,满足市场需求,这所学校引进了Universal Robots(优傲机器人)公司生产的协作机器人,为中学生到专业人士提供培训


RAMTEC中心位于俄亥俄州的Marion机械制造中心,一大批工业代表为RAMTEC投资,并参与制定该校课程。在当地公司开始引进工业机器人的新品种——协作机器人或者cobot——时,RAMTEC注意到了。传统的工业机器人需要固定在安全“牢笼”内,而协作机器人则不需要安全围栏,能够在不同的任务间灵活切换,人机协作完成工作。


机器人<a href='http://news.juesheng.com/jiaoyu/?read=all' target='_blank'>教育</a>


“经过调查,我们发现市场上最先进的协作机器人来自UR公司。我们一贯坚持走在工业技术设备的前面,确保我们的学生毕业后能够操作最新的设备。” RAMTEC的协调员Ritch Ramey表示。他负责监管俄亥俄州的九个Tri-Rivers就业中心,RAMTEC就业中心是其中的佼佼者。据估计,2020年制造业空缺岗位将达到200万个,而RAMTEC的目标就是弥合日益严峻的人才缺口。


“如果我们不填补这片空白,这些公司将再次搬到海外。单是俄亥俄州,我估计现在就有六万个就业机会,通过对高中生及技术工人进行编程、操控机器人与其他机械的二次培训,我们就可以弥补该州的技术人才缺口,而且,也将促进机器人取代人力从事枯燥乏味的低技术工作。”Ramey表示。


像剥洋葱一样简单


RAMTEC就业中心的机器人技术教师Clay Hammock认为,UR机器人能够用来教授多种技术。


“就像剥洋葱一样,把它拿过来,放在五年级学生面前,他们几分钟内就能进行编程;放在高中课堂上,学生能改进它的动作控制;放在成人课堂上,他们能够修改机器人的路径,或者对高速逻辑进行微调。”他补充道,“相对于现在市场上的其他机器人来说,UR机器人让教学变得简单易行。”


Kierstyn Graber是一名中学生,她在RAMTEC有几门课程。因为之前一直接触传统工业机器人,当UR机器人引进课堂之后,她惊讶地发现UR机器人是如此的好用。


“其他的机器人必须经过测试、计算、接入电脑、操控机器人、检测、返回调试等一系列程序才能正常运行。但UR机器人只需要点击触屏上的播放键,一切就能立刻运行。”这个学生感叹道。而且,她也喜欢UR机器人的自动模式,用户只需要拖拽机器人的手臂,就能“引导”它按照事先添加在屏幕上的路径移动,完成指定的任务。


安全也意味着平价


机器人教育


UR机器人的嵌入式安全系统能够控制机器人的手臂,当在移动路径中碰触到人或其他东西的时候,它就能自动停止。Clay Hammock认为对于课堂教学,安全是一个重要因素。他说,“UR机器人的好处在于我不必担心学生编程时受伤。我会先做一个快速的演示,之后就让学生自己试验。”


“传统的工业机器人必须通过‘牢笼’来保障安全,但UR机器人不需要建造昂贵的‘牢笼’,因而价格也相对低廉。“Ritch Ramey表示。他认为UR机器人将成为未来机器人教育的主角。


“从事机器人技术的年轻人并不总是像其他行业的员工一样,能够随机应变防范安全问题。而且,UR机器人不必专门花钱建造‘牢笼’,用这个价格,我们可以买好几个UR机器人。”Ritch Ramey接着说。另外,UR机器人也具备了机器人所需要的柔韧性。


“UR机器人能够在很多方面帮助学生,我们可以在教室里任意移动机器人,使其完成不同的任务。这一点也契合我们提倡的工业机器人教育模式。”


因为学校有3D打印机,Hammock要求他的学生为UR机器人设计机械臂。高中部的Canyon Gamble完成了任务,他解释说,“我先到网上查资料,参考了UR3机器人的面板图,然后从头开始,了解了机器人机械臂的安装过程,认真学习了I/O系统的工作原理。”他展示了自己制作的外号为“爪子”的末端执行器。


“我很喜欢这个机械臂,因为这是我对我进步的嘉奖。我也可以编程,而且能立刻看到它的效果。”


免费的技术支持、模拟器及网络资源


像Canyon这样的学生能够自己设计机械臂,这极大地提高了学生在课堂内外的参与度。免费的模拟器及UR网站上的资源是课程的重要组成部分,学生不需要用户许可就能够在线下载和使用。


“模拟器是一个强大的工具。因为在课堂上每个学生的学习风格都不同,有些学生希望课下复习,并且自己在家动手实践。所以即便我们没有足够的机器人,我们会有足够的模拟器,这能够满足大家的需要。”Hammock补充说模拟器也能用作评估工具。


“通过这些资源很多学生能够在课下做编程,我们在课堂上能够集中精力做更多有意思的事,比如与Allen Bradley的PLC融合。”Hammock在RAMTEC教学生如何通过Ethernet IP使用PLC给UR机器人发送命令,他让学生利用免费的技术支持与UR网址上的资源完成任务。


“我们会让学生写一个脚本程序,操作机器人完成一些高难度的任务。之后让学生自己上网理清思路,培养他们获取信息与下载相应文件的能力,就像在现实世界里一样。”


使用UR机器人的经历让Canyon Gamble产生了未来在工厂自动化方面谋求职业机会的想法。“如果我能开发一条生产线,让机器人交替工作,那该有多酷!”


(原文编译自RoboticsTomorrow,本文首发决胜互联网+,转载请注明来源。)

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