在艺科深度融合的时代背景下，机械臂等智能机器人正逐步打破传统艺术设计的创作边界，成为艺术与科技专业教学不可或缺的实践载体。将机械臂引入实验室教学，既是响应新文科建设对跨学科人才培养的现实要求，也补齐了艺术设计从创意构思到实体物化之间的实践短板。

通过本次机械臂实操培训，以真实制造为依托，以实验室设备实操为核心，引导师生打通算法、代码、工艺与艺术表达的链路，让创意不再局限于屏幕，实现人机协同创作，帮助学生建立技术思维与艺术审美双重素养，构建一个多维度、重融合、跨学科的能力体系，并配以扎实的创新型实验实践课程，为复合型艺术科技人才培养筑牢实践根基。

华中师范大学 “艺术与科技”特色交叉学科平台

欣志机器人系统有限公司

华中师范大学美术学院一楼104智能化设计实验室

2026年8月11日至13日

蒲阳 副教授

冯宇增 实验室教师

（1）教学模式创新：突破纯软件虚拟教学，完成建模—编程—实体加工全流程实操训练。

（2）创作范式创新：把机械臂作为艺术创作媒介，探索人机协同的艺术新语言。

（3）教研协同创新：实训同步开展开放性实验，实现课堂教学与科研预研双向联动。

工程师从工业机器人行业认知入手，介绍了智能制造产业发展现状、工业机器人应用场景及岗位分类。随后重点开展了实验室实训安全规范培训，涵盖机器人设备安全操作准则、紧急停止装置使用方法、设备启停安全流程、用电安全及事故应急处理流程等内容。

在理论基础环节，参训人员系统学习了工业机器人本体结构、运动轴系原理、控制柜组成、示教器功能及各模块工作原理。理论讲解之后，参训人员进行了实验室安全隐患识别、紧急停机实操、设备外观与模块识别等实训环节。

熟练掌握机器人基础手动操作，完成设备启停、点位控制等基础操作。

熟练掌握热线切割与铣削两类建造工艺的基本操作。

首先，设备基础实操阶段。参训人员学习机器人开机、自检、关机、断电流程及控制柜参数基础查看方法。随后在工程师指导下，逐一操作示教器，熟悉按键功能、界面操作及坐标系切换（世界、关节、工具、用户坐标系）。在手动运动控制环节，参训人员进行了关节运动、线性运动、圆弧运动实操训练，逐步掌握精准控制机器人末端姿态的技巧。工具中心点（TCP）校准与工具坐标系设定是当天下午的重点实训内容。

其次，进行铣削与热线切割两类建造工艺的初次实操训练。在铣削环节，大家学习了铣刀的安装与更换、加工路径的手动示教、主轴转速与进给速度的参数调节，并在泡沫材料上进行了首次平面试切；在热线切割环节，参训人员掌握了热线张紧调节、电源参数设定及切割路径规划，初步体验了热塑材料快速成型的工艺特点。经过反复练习，每位参训人员均独立完成了设备启停、多坐标系切换、手动点位移动、TCP校准及设备日常点检的全套操作。

通过设计作品原型的实操，打通“艺术设计—算法编程—机械控制—实体落地”的全技术链条。

首先是编程调试与进阶测试环节。参训人员系统学习了机器人编程基础知识—程序创建、删除、保存、调用，以及程序跳转、注释、参数设置等操作。随后，参训人员根据实训需求，手动示教点位，编写搬运、定点移动等基础程序，进而学习程序调试技巧，包括单步运行、程序复位、速度调节、轨迹优化等方法，并尝试解决轨迹偏移、运动卡顿等基础问题。对铣削工艺和热线切割工艺深入测试。

其次是复杂曲面加工挑战。参训人员使用铣削工艺对泡沫材料进行了复杂曲面处理，在不同速度和主轴转速条件下进行对比测试，通过多点位示教与路径优化，完成了从平面到三维曲面的进阶加工。与此同时，热线切割组进行了X轴、Y轴、XY轴三个方向的非线性切割实操对比测试，进一步验证不同切割策略对成型效果的影响，加深了对机器人运动轨迹规划与热线切割工艺之间关联的理解，为后续设计作品的精准落地积累了关键工艺数据。

最后，重点根据设计作品搭建Grasshopper电池组与机器人控制之间的数据链路。参训人员学习了如何通过参数化建模软件生成加工路径、如何将路径数据转换为机器人可识别的代码、以及如何通过电池组实时调整加工参数。这一环节打通了“艺术设计—算法编程—机械控制”的中间环节，让参训人员真正理解从数字模型到实体物料的完整转化逻辑。

本次机械臂实操培训为艺术与科技专业搭建起人机共创的实践桥梁。通过三天的“实操为主、理论为辅”的密集训练，参与训练营的师生从理论认知到动手调试，不仅掌握了工业机器人实操、编程调试、设备维护等核心技能，更在“艺术设计—算法编程—机械控制—实体落地”的全技术链条中获得了宝贵的跨学科数字建造实践经验。更重要的是，师生在实验室中完成算法思维与艺术表达的碰撞，也为后续课程建设埋下创新种子。技术为艺术拓宽边界，艺术赋予技术人文温度。在未来，实验室将持续深耕艺科交叉方向，把实训成果转化为教学案例、创作作品与科研课题，不断探索智能机器人介入艺术设计的更多可能性，助力复合型创新人才培养。