工业机器人相关技术

工业机器人相关技术（精选9篇）

篇1：工业机器人相关技术

社会需求

工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。目前我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。中国工业机器人市场近年来持续表现强劲，市场容量不断扩大。工业机器人的热潮带动机器人产业园的新建。到目前为止，上海、徐州、常州、昆山、哈尔滨、天津、重庆、唐山和青岛等地均已经着手开建机器人产业园区。产业的发展急需大量高素质高级技能型专门人才，人才短缺已经成为产业发展的瓶颈。

培养目标

本专业主要培养德、智、体、美全面发展，具有在生产一线从事工业机器人及其相关机电设备的安装、编程、调试、运行维护和设备管理的高端技能型专门人才。

培养拥护党的基本路线，具备德、智、体、美等全面发展的综合素质，掌握使用工业机器人为主的工业控制、自动化应用等必备知识，具备从事工业机器人自动化生产线安装、调试、维护、系统集成的综合职业能力，适应工业机器人操作、工业机器人调试、工业机器人生产线维护、工业机器人设备集成和改造等职业岗位任职要求的高素质技术技能应用型人才。能力要求

要求学生通过三年的学习，能够掌握一般工业机器人的结构、运动原理等基本知识，掌握机器人的安装调试、编程操作、维护与维修的技能，并具有良好的实际生产水平，满足工业机器人应用的技能要求。具有良好的团结协作、钻研、踏实肯干的职业精神与专业素养。

相关优秀院校 南阳职业学院 主要课程：

专业核心课程：《机器人机械系统》、《机器人控制技术》、《机器人视觉与传感技术》、《工业机器人应用与编程》、《现场总线技术及其应用》。

主要实践环节：《典型电气控制设备专项训练》、《自动生产线的集成与控制》、《嵌入式控制系统专项训练》、《机器人机械系统专用周》、机器人技术综合实训、《电工电子实训》、《顶岗实习Ⅰ》、《毕业实践》。就业面向

1)面向机器人及其关联设备制造企业，从事机器人及其相关机电设备的应用、编程、调试和系统集成;2)面向机器人及其关联设备销售企业(主要代理公司)，从事机器人及其相关机电设备的应用、编程、调试和维护;3)面向拥有机器人及其关联设备的公司(主要自动化企业)，从事机器人及其相关机电设备的运行维护和系统集成。

培养模式

1、双证教学，以赛促学

获得学历证的同时，取得维修电工、机器人操作、CAD绘图员等证书中的至少一项以上的职业资格证书，鼓励学生多取得职业资格证书。同时鼓励和支持学生参加省部级等各类大赛，培养工业机器人技术高素质应用型专门人才。面向工程应用的教学模式：

1、课程的多种目标当中，突出面向工程应用的职业能力和职业素养的培养目标；

2、课程教学的载体是真实的生产设备与自动化生产线；

3、以完整的工作过程来设计实训项目和任务；

4、行为主体是学生；行为的引导是教师；

5、注重设置理论实践一体化课程教学情境。

就业前景

1、就业岗位

工业机器人系统的模拟、编程、调试、操作、销售及工业机器人应用系统维护维修与管理、生产管理及服务等。

2、职业前景

无锡乃至长三角地区高职层次的“机器人及其相关机电设备的运行、维护和管理”人才的缺口较大，需求较多，在人力成本上升的背景下，工业机器人前景进入了一个大发展的时代。机器人正在代替人工完成劳动强度大、劳动环境恶劣的生产过程，工业机器人的应用也催生了大量新岗位，包括工业机器人的安装、调试及维护、维修等。同时，机器人制造商需求大量制造、编程与调试、安装与维护、销售等技术服务人员。适应岗位

1、机器人制造厂商： 机器人组装：销售、售后支持的技术和营销人才；

2、机器人系统集成商：机器人工作站的开发、安装调试、技术支持等专业人才；

3、机器人的应用企业：机器人工作站操作、编程调试、维护等技术人才。

4、机电一体化专业的工作岗位

篇2：工业机器人相关技术

工业机器人技术专业的就业方向

工业机器人专业毕业之后，就业的方向很多，可以根据自己的职业发展方向来把握将来从事的`职业。工业机器人应用专业的主要就业岗位包括工业机器人应用工程师、工业机器人机械工程师、工业机器人电气工程师、工业机器人视觉工程师、工业机器人算法工程师、工业机器人系统集成工程师、工业机器人售前售后工程师、工业机器人软件开发工程师、工业机器人硬件工程师、工业机器人PLC工程师等。

篇3：校企合作共建工业机器人技术中心

关键词：校企合作,工业机器人技术中心,职业教育,培训

1 校企共建工业机器人技术中心的背景

1.1 工业机器人发展趋势

根据国际机器人联合会最新统计数据, 2015年全球工业机器人销量约24.8万台, 其中中国工业机器人销量约6.7万台, 约占全球销量的四分之一, 成为全球最大的工业机器人市场。目前, 全球每销售5台机器人, 就有一台是在中国安装的。“按照目前中国机器人安装量的增长速度, 人才需求早处于干渴状态了。”但是由于高校、职校及培训机构的课程设置仍然滞后, 配套设施匮乏, 所以很难形成系统的教学流程。

1.2 学校实训基地现状

长春汽车工业高等专科学校自2012年成立工业机器人专业以来其实训资源主要是来自一汽大众捐赠的5台KUKA C2机器人作为日常教学培训之用, 利用这5台KUKA C2机器人只能使工业机器人技术专业的学生熟悉机器人的基本结构, 完成对机器人的一些基本操作。虽然后来又通过奥地利政府贷款项目引进了1台KUKA C4机器人和3台igm机器人, 但由于新购进的设备数量有限, 并且也没有实现多机联动, 所以也无法满足职业教育的需求, 更无法满足社会服务的需求。

为此, 我校与长春市施耐利自动化工程有限公司进行校企合作, 在长春汽车工业高等专科学校设立工业机器人技术中心。

2 校企共建工业机器人技术中心的目的

(1) 借助工业机器人技术中心开展机器人系统集成研发, 协同创新, 开展机器人技术的应用研发, 共同推进机器人等高科技产品的研制、机器人产品市场的应用推广, 促进地方经济发展。

(2) 借助企业力量, 开展社会培训服务, 打造特色鲜明的工业机器人技术专业人才培养基地为地方经济发展提供技术支持。

(3) 深化校企合作, 把企业先进技术及时引入课堂, 实现专业技术与先进制造技术“零缝隙”对接;培养一批高水平的培训师队伍, 为推进职业教育的发展提供平台。

3 校企共建工业机器人技术中心的成果

(1) 2016年5月27日, 我校与长春市施耐利机器人自动化工程有限公司共建的机器人技术中心正式启动。新建的工业机器人技术中心包含了三大功能区:工业机器人基础功能区、工业机器人实战功能区、工业机器人技术研发功能区。

1工业机器人基础功能区:我们将原有的5台KUKA C2机器人系统进行了升级;同时根据职业教育教学需求又进行多功能化、自动化建设:增加了PLC系统, 加装了抓手、吸盘、焊枪等模拟工具;另外我们还改造一套机器人作为机械拆装实训使用。

通过改造, 工业机器人基础功能区可以开展工业机器人技术基础培训, 能够完成工业机器人基础编程、高级编程、电气维护维修等技能培训任务。

2工业机器人实战功能区:在现有KUKA C4机器人基础上, 增加PLC系统、远程控制系统、白车身模型, 构成具有实际功能任务的工作站实训系统, 完成工业机器人点焊技术的培训。同时我们还新建了五个工作站:抓件焊接工作站、双轴变位工作站、双面抓手工作站、气动/伺服点焊工作站、视觉测量工作站。

通过引进企业先进技术, 在工业机器人实战功能区可以开展工业机器人综合实战技能培训, 满足企业在工业机器人应用领域定制化的技术培训服务。

3工业机器人技术研发功能区:与企业联合建设一个机器人系统集成研发中心, 可进行非标机器人系统的研发工作, 对外进行社会技术服务工作。

(2) 课程模块开发。我们根据企业的需求和技术的发展前沿, 开发6个培训课程:工业机器人编程技术、机器人网络应用与诊断、机器人安全回路设计、机器人驱动系统、机器人典型工艺应用、MQB新标准应用。

我校工业机器人技术中心正式投入使用以来, 在短短的一个月时间里就圆满地完成了一汽轿车公司技术部和冲压车间共2个班次的技术人员KUKA C4工业机器人培训任务。机器人技术中心的启用是我校培养高端机器人技术技能人才、加强机器人专业内涵建设的重要举措, 标志着我校向“应用型、专业化、开放式”的世界一流高等职业院校又迈出了坚实的一步。

参考文献

[1]黄浩.高职物流专业实训基地建设的实践与思考[J].中国市场, 2014, (2) .

篇4：工业机器人的技术发展及其应用

【关键词】工业机器人；市场需求；关键技术；问题

工业机器人制造和发展的过程中涉及到的技术和领域非常多，包括机械、电子和计算机等，通过多种高新技术的整合形成的一种综合式的研究领域，因此，工业机器人在发展的过程中对所有涉及到的科学领域都一定的联系。随着工业机器人发展的标准化和网络化等成都越来越高，其在使用的过程中能够满足人们的更多需求，本文对工业机器人的技术发展和应用进行了简单的分析。

1、机器人发展历程

1.1 国内发展史

我国的工业机器人起步较晚，大概在上世纪70年代才开始进行工业机器人的研究，到目前为止，我国的工业机器人发展已经经历了30多年的时间。对于工业机器人的前期研究，其主要是自主研发，在这一过程中面临的问题较多，导致发展较为缓慢，随后我国将其列入到我国的国家计划中，发展速度开始加快，特别是几个五年计划中对工业机器人发展的技术支持，为我国的工业机器人发展提供了充足的动力。近些年来，随着科学技术的不断发展，我国的工业机器人生产和制造逐渐为用户带来了巨大的经济效益，而机器人的自动化生产也逐渐被引进我国，国内的各行各业也在逐渐将生产设备向着自动化技术前进，这都为我国的工业机器人发展创造了良好的外部环境。截止到目前，我国的北进和上海等城市已经拥有了具有自主知识产权的工业机器人产品，一些产品已经投入了市场，为我国的工业机器人发展创造了良好的条件。

1.2 国外发展史

世界上工业机器人发展最先进的国家是日本，在当前，全球大约有40%的工业机器人来源于日本，其不论是在工业机器人的技术含量以及市场的发展中都具有非常大的优势，占据着世界机器人市场的最大份额。在2004年，日本将工业机器人的发展列入到国家的新产业发展战略中，随后又在其他的发展战略中将工业机器人发展列入其中，通过日本政府的重视，日本的工业机器人发展具有非常好的技术和经济等支持，为日本的工业机器人发展创造了良好的外部条件。此外，还有机器人的诞生地美国，其对机器人的研究最早，经过40多年时间的发展，美国的工业人机器人已经具有非常雄厚的资金和技术支持，国内的工业机器人生产商具有较高的科研能力，为美国工业机器人的发展提供了有力的技术和资金支持，其他的像西方的发达国家，其对工业机器人的发展都具有相当高的重视，这为其国内的工业机器人发展创造了良好的氛围。

2、工业机器人发展趋势和特点

对于工业机器人，其主要是为了满足制造生产的高效和高精度，为此，未来的工业机器人发展将逐渐向着高速、高精和智能化等方向发展，通过日本的机械学会对工业机器人的发展研究得知，随着工业机器人的精度设计水平提高，其将会向着重复定位精度方向发展，这为工业机器人的应用创造了非常大的优势。此外，各种新材料的开发和利用也使得工业机器人能够不断减轻自身的重量，为其应用提供更加便利的条件，下面对工业机器人的技术特点进行了简单的介绍：

首先是工业及其热的精密化和柔性化等特点，工业机器人在开发和使用的过程中涉及到的技术种类较多，为了保证工业机器人的快速发展，需要通过有效的技术检测来对工业机器人的管理进行优化调度和控制等，实现工业机器人的品质和产量双增加。此外，随着当前可持续经济发展理念的盛行，工业机器人的发展也将逐渐向着低能耗、无污染的方向前进，着将是为来工业机器人的发展最高水平。

然后是工业机器人的自动化成套装备，其在生产的过程中更加注重产品的精细化加工和生产，随着我国工业机器人的发展，其逐渐向着高智能化的方向前进，从而实现工业生产的自动化和数字化等特点。

然后是工业机器人以及成套的自动化设备，这是工业生产中的重要设备，像制造业中的生产、安装和检测等都对其具有较高的技术要求，且这些设备广泛应用在汽车的整体以及单个零件的生产中，此外还有军工和金融等多个行业。

3、国际市场需求分析

根据IFR的相关统计数据可以得知，工业机器人的生产和销售目前已经达到了一个非常可观的水平，在2008年，全球的工业机器人安装就达到了11.3万套，而对应的销售额也达到了62亿美元的总体水平，大约占据了整体市场容量的三分之一左右。随后，每年的工业机器人生产和安装也在逐渐增加，除了2008年和2009年金融危机的影响，后续几年工业机器人的生产和销售额都在稳步增长中。对于我国当前的工业机器人生产、制造和销售，仅仅有30%是国产的工业机器人，而其他的市场份额几乎被美日德等发达国家占据完全，通过对我国工业机器人的市场进行调查研究可以发现，当前我国的工业机器人市场需求是非常大的。在国际市场上，我国是工业机器人进口最大的国家之一，且我国的工业机器人发展速度也是非常快的。随着工业机器人技术的不断成熟，国际上也出现了一批具有高端技术的工业机器人生产厂家，像KUKA和ABB等，这些工业机器人生产商的技术水平非常高，在国际市场 上占有非常高的地位。

通过对工业机器人的发展趋势进行研究可以发现，其在制造业中的应用具有非常广阔的前景，像机械加工和焊接等操作汇总，机器人的使用能够大大提高施工水平，且产品的质量也非常高，避免了人工操作过程中可能出现的各种失误。通过工业机器人的生产和发展，其大大推动了世界工业技术的发展。像产线的装配机器人，其在自动化装配产线中的应用减少了工人的劳动强度，减少了生产过程中的人工成本，为企业的发展创造了更大的价值。

4、工业机器人技术分析

对于常规的工业机器人来说，其组成部分主要包括机械主体和控制系统等，通过这几个基本的组成部分就能够实现一些常规的工业生产操作。对于工业机器人来说，其中的控制系统和传动系统等对其具有决定性的影响，为了保证工业机器人的高精度生产和高性能运行以及稳定的操作等，需要对工业机器人的这些系统进行有效的控制。在当前，我国的工业机器人研究对其中的关键性技术仍然没有完全掌握和开发，这对我国的工业机器人发展具有非常大的限制。

4.1高精度减速机

在当前我国的工业机器人发展中，高精度机器人的关节减速器大部分都是依赖国外的厂家提供，这对我国的工业机器人发展是一项严重的限制。为了更好的实现我国工业机器人的国产化，我国的部分高校开始致力于高精度摆线针轮减速机的开发和研究，到目前为止，我国已经研究出了能够替代谐波减速机的相关产品，但由于我国的相关技术还不完善，高精度减速机的研制过程中还存在着一些技术问题，下面对其进行了简单的分析：

首先是材料的成型控制技术，为了保证工业机器人的正常使用，需要对其RV减速机的减速齿轮进行高耐磨等性能的提高，这样才能保证工业机器人的高精度，因此，对于RV减速机的相关材料具有非常高的要求，这体现在材料化学中的各种构成材料含量等的控制方面。然后是对于一些特殊部件的加工技术，对于RV减速机，其中的非标特殊轴承是最为复杂的组成元件之一，在生产的过程中需要保证其间隙的准确性，这就要求对该器件的生产采用一些特殊的生产模式，但在当前我国还没有找到最佳的生产方法。然后是装配技术的精密性，对于工业机器人，其在使用的过程中具有较大的减速效果，因此，在进行实际的装配时需要结合当前的精密装配技术来实现工业机器人的精密装配，保证其良好的减速效果，通过对RV输出轴侧隙的零标准控制，使工业机器人具有较好的静刚度。

4.2电机和高精度伺服驱动器

对于工业机器人，其在使用的过程中需要具有较高精度的控制，而传统的电机和驱动器很难满足这一要求，为此需要采用专业的电机和驱动器来实现对工业机器人的精确控制。在国外的工业机器人生产中，以及设计制造了专业的电机和驱动器设备，其能够保证工业机器人的高效节能和低噪音等效果。而在我国国内的工业机器人制造和生产中，还没有专门的高性能电机和伺服器制造企业，主要是其中的关键技术没有掌握，下面对其进行了简单的介绍：首先是伺服控制器的快响应技术，在当前的工业机器人电机驱动中主要是由三个方面控制的，每一部分对工业机器人的电机驱动都有非常重要的影响，像驱动器内环的深度等，其是影响工业机器人电机驱动的关键性技术，对电机的电流环具有直接的影响，但由于我国的电流环在干扰观测和前馈补偿算法等方面的设计存在着较大的差距，导致其内部的预测模型无法实现对闭环的优化。此外，还有在线参数的自整定技术辨识功能较差等都对我国的工业机器人电机和驱动具有较大的影响。

5、总结

随着我国经济的高速发展，我国的工业机器人发展迎来了一个新的发展机遇，特别是企业对工业机器人的需求增加，国内的工业机器人发展技术不断成熟以及国家的大力支持等，这些都为我国的工业机器人发展创造了良好的条件。但由于我国的工业机器人起步较晚，很多的核心技术还没有完全掌握，因此，相关部门需要加快对我国工业机器人发展的人才支持，促进我国的工业机器人的研究和发展。

参考文献

[1]骆敏舟，方健，赵江海.工业机器人的技术发展及其应用[J].机械制造与自动化，2015，01：1-4.

[2]计时鸣，黄希欢.工业机器人技术的发展与应用综述[J].机电工程，2015，01：1-13.

篇5：《工业机器人技术》课程教学改革

摘要：《工业机器人技术》是一门多学科交叉的、理论与实践结合紧密的课程。本文结合《工业机器人技术》课程特点和教学中存在的若干问题，提出建立贯穿教学内容的主线，改善实践条件和鼓励自我探索的改革措施。实践表明这些改革措施是合理的，并在教学中取得了良好的效果。

关键词：工业机器人；教学改革；应用型本科

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）25-0074-02

当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革加速进行，国家实施创新驱动发展、“中国制造2025”、“互联网+”等重大战略，机器人技术专业领域的人才需求愈趋旺盛，因此培养具有创新性，符合社会实践岗位的人才是当前应用型本科院校进行《工业机器人技术》课程教学改革的核心。

一、《工业机器人技术》课程教学现状

《工业机器人技术》是机电一体化、自动化等相关专业的专业方向课之一，涵盖机器人结构、机器人运动学、动力学、轨迹规划、机器人控制等内容[1][2]，涉及机械原理、机械设计、电子电路技术、自动控制原理、传感器技术等知识，是一门多学科交叉、理论与实践紧密结合的课程，对培养学生机电一体化、自动控制技术的综合实践能力具有重要意义。

目前我院的机械设计及其自动化专业和自动化专业均尝试开设《工业机器人技术》课程，课程被安排在第七学期开课，理论32课时，实践8课时，在教学过程中主要存在问题如下：

1.课程需要的先学知识欠缺。学生在学习《工业机器人技术》这门课程之前，需要具备一定的机械结构和控制理论方面的基础知识，而大部分应用型本科院校中，机械设计及其自动化专业和机电一体化专业的同学具有力学、运动学、机械结构、电工、电子方面的知识却缺乏控制理论的基础知识，自动化专业的同学具有控制理论、电机拖动、信号与系统等方面的知识却缺乏力学、机械结构方面的知识，导致在这些专业开设《工业机器人技术》都有不少的障碍，学生难以对课程产生整体认识。

2.缺乏适合的教材。应用型本科院校以本科教育为主，面向区域经济社会，以学科为依托，以应用型专业教育为基础，以社会人才需求为导向，培养高层次应用型人才，要求学生具有一定的理论素养，以满足应用所学理论知识进行科技创新的需要，同时要求学生掌握本专业相关技术，具有较强的实践动手能力。工业机器人的相关教材有的偏重理论讲解，而有的教材却流于产品说明或用户指南[3]，难以适应应用型本科学生的特点与教学需求。

3.涉及的概念抽象。工业机器人的控制以运动学和动力学为基础，这就离不开D-H坐标系的建立和空间坐标的变换，即使能让学生看到机器人实体也难以直观展现抽象的坐标系、工作空间、关节空间等概念。此外运动学、动力学方程的推导、微分运动分析等抽象、复杂的数学推导很容易让学生望而却步，丧失学好该课程的信心，不利于课堂教学的开展[4]。

4.实践条件缺乏。目前的工业机器人产品缺乏规范性，品牌繁杂且互不兼容，开放程度较低，因此如何选择具体的工业机器人进行实践教学也是面临的一个难题，而且机器人造价不菲，受资金和场地等条件的制约，构建专门的机器人实验室的成本太高，这就造成了目前这门课程的实践条件缺乏，实践环节难以开展，无法充分调动学生的学习热情。

二、改革措施的探索

《工业机器人技术》的教学目的包括：使学生了解有关机器人技术方面的基本知识和机器人学的基本原理和方法，掌握机器人所涉及的基本理论和关键技术，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识解决专业领域内实际问题的能力，为此对课程进行如下三个方面的改革。

1.建立贯穿教学内容的主线。坐标变换、运动学、动力学、机器人本体结构、机器人控制是《工业机器人技术》的关键部分，为了让学生将零散的知识有个整体的认识，先从机器人的机械结构入手，讲解机器人三大组成部分（机械部分、传感部分、控制部分）的关系[5]。由于机器人控制的本质是对下列方程式的双向控制[2]：

V（t）？圮T（t）？圮C（t）？圮θ（t）？圮X（t）

（其中：X（t）为末端执行装置的状态，包括位置、姿态和开闭状态等，θ（t）为关节变量，C（t）为作用在各关节上的力矩矢量，T（t）为各传动电动机的力矩矢量，经过变送器送到各个关节，V（t）为施加在电动机上的电流或电压矢量。）

以机器人双向控制方程式为主线，以典型机器人（如PUMA560）为例，对坐标变换、运动学、动力学、轨迹规划、机器人控制系统进行由浅及深的讲解，明确各个部分内容在上述控制方程式中的作用，先对机器人控制有个全局的了解，再细化到实现机器人控制的每一个层级，带着问题一层一层剖析，整个课程的学习就连贯起来了，而且学生也能明白地知道每次课在整个机器人控制中的位置，目标明确了，更能调动学习的主动性和积极性。最后，结合授课老师的科研项目或对具体对象控制过程的相关视频资料，展开典型工业机器人的应用分析，如喷涂、焊接、码垛机器人，使学生对所学基础内容的工程应用有深入的了解和直观的认识。此外，在课程授课过程中穿插与课程内容有关的机器人最新研究成果，比如本田公司的双足机器人、用于军队和康复治疗的穿戴式机器人等，不仅对于提高同学们的学习兴趣有一定的帮助，而且能拓宽同学们的视野，提高其领悟力。

2.改善实践条件。工业机器人的实践环节作为《工业机器人技术》教学体系中的重要组成部分，将学生的综合素质培养和创新能力培养作为核心，在加强学生对基础理论知识理解的同时，更培养学生运用所学知识的实践操作能力和创新能力。工业机器人的认识实验共2学时，主要以实验室现有的6轴工业机械手为对象，了解工业机器人基本结构与工作原理，熟悉机器人机械结构特点、电气线路硬件情况及手动运行机械臂，观察关节运动情况。机器人的运动学、动力学、轨迹规划和运动仿真共4学时，利用MATLAB的robotics toolbox实现[6]，利用ADAMS软件强大的仿真模块，在Simulink中实现对虚拟样机的控制操作，最后安排2学时到校外企业观摩工业机器人的工程应用，增强对所学知识应用场景的切身体验。后继的工业机器人技术实践环节拟引入ABB公司的Robot Studio建立工业机器人离线编程示教工作站[7]，以数字化工厂为实践平台，增加学生的动手??践、创新的机会。

3.鼓励自我探索。哈佛前校长认为，教学内容固然重要，但对于学生影响更为深远的是教学方法[8]。《工业机器人技术》是一门较难的课程，通过前述机器人双向控制方程式将分散的知识点贯穿成一整体，帮助同学明确每一部分在整个机器人控制中的作用，每开始新的知识点前，必用启发式的问题，引导学生思考在已有知识的基础上，如何往下一步展开，从而引起学生的学习兴趣，鼓励学生在课后搜集相关资料，主动寻找答案。以参与期末综合评分作为激励，分组在课堂上展开讨论，最后由老师对研讨情况进行点评、总结和补充讲解，让学生带着问题学习，充分调动学生的学习积极性，通过这个过程，学生的自我学习、探索和创新能力可以得到有效培养。

三、结语

《工业机器人技术》对学生难，对授课老师也是很大的挑战，由于没有完全适应的教材，授课老师需要根据教学目标选定的授课内容，引入紧跟时代潮流的知识丰富教学内容，整理讲义，选择能激发学习兴趣的教学方法，有效培养学生的综合应用所学知识解决实际问题的能力和工程实践能力，?@个过程永无止境。课程教学改革是一个长期、不断深化的过程，相信在后续的教学过程中会有不断的改进和完善。

参考文献：

篇6：工业机器人相关技术

会议背景

中国是世界机器人需求增长率最高的国家之一，去年销量为2.26 万台，同比大增51%,而美德等国的比例均在40%以下，预计2014 年中国的工业机器人销量将成为全球第一。国内市场上已有5 万台左右工业机器人在服役，占全球总量的4.5%,保有量位居日、韩之后排亚洲第三，市场需求增速位列全球第一。

随着我国产业结构不断调整升级，全球制造业中心向中国转移，我国的机器人市场将会进一步扩大。有统计显示，2004 年以来，国内机器人市场年平均增长率达到40%以上;2011年增长率达到51%,机器人新安装量达到23000 台。国际机器人联合会预测，到2014 年中国将成为全球最大的机器人市场。国家有关部门加大了对工业机器人产业的关注程度，“十二五”规划中明确了对工业机器人产业予以重点扶持。

中国碰到非常尴尬的情况是，整机可以做出来，但是整体价格下不来，在成本上面根本没有竞争优势，所以走成本优势出路不大。中国机器人生产企业面临着机遇与挑战：一方面是巨大的市场空间;另一方面则是要与狼共舞，跟国际巨头短兵相接，争夺市场。

会议组织机构

主办：重庆市人民政府

重庆市商委

重庆市经信委

MMI现代机械工业杂志 协办：重庆市立嘉会议展览有限公司 承办：上海信闻信息科技有限公司

会议议程

9：00—9：10 开幕致词

把加快发展智能制造放在突出位置 工业和信息化部装备工业司相关领导

机器人产业规划与政策导向，倾力打造“机器人之都” 重庆市领导（经信委/商委/两江新区主管领导）

主题：工业机器人产业发展趋势及应用领域案例解析

9：10—9：40

第一讲 中国机器人产业发展及国产化趋势解析 蔡鹤皋 院士

9：40—10：10 第二讲

计算机模式识别与智能系统在机器人应用中的最新技术与趋势 郑南宁院士 所长 西安交通大学人工智能与机器人研究所 10：10—10：30 茶歇或自由交流时间

10：30—10：50 第三讲

IT软件服务商与机器人生产商之间无缝合作，实现真正的智能制造 赞助商发言

10：50—11：20 第四讲

新型机器人及其应用领域前景、许礼进

奇瑞汽车

11：20—11：40 第五讲

打造匹配中国市场需求的机器视觉产品及服务 赞助商

11：40—12：30 领袖对话: 分享机器人在汽车行业的最新应用与经典案例

※ 汽车制造中冲压/涂装/焊接生产线上的机器人成功应用案例，汽车及汽车发动机总装中的整体解决方案

※ 汽车厂商对工业机器人的需求及要求

※ 工业机器人在汽车领域应用的常见故障/问题及其解决方案 ※ 工业机器人厂商的产品线规划及新推出机器人的应用优势 李刚

机器人部总经理，中国区

ABB Alwin Berninger

董事总经理，亚太区

库卡自动化设备（上海）有限公司 李世航

规划总监

江淮汽车

Breuillot Marc

焊接经理，亚洲区

雪铁龙汽车有限公司 胡昌华

制造工程部总装技术总师

东风汽车公司技术中心

12：30—14：00 午宴

主题：工业机器人前沿技术与先进加工工艺

14：00—14：30 第五讲

全球领先电机技术助力工业机器人制造 赞助商（电机技术企业）如：减速机、伺服电机、控制器 14：30—15：00 第六讲

机器人关键零部件制造技术 发那科

15：00—15：30 茶歇或自由讨论时间

15：30—16：00 第七讲

借鉴前沿机热处理加工以及相关防锈经验，增加工业机器人控制精度

16：00—16：30 第八讲

3D测量技术在工业机器人制造中的应用 赞助商

16: 30—17：30

技术讨论：分享工业机器人研发难点及制造工艺 徐方

院长

中央研究院，沈阳新松机器人自动化股份有限公司 李伯基 副总经理

广州数控设备有限公司

后藤英树 总经理

安川電機（中国）有限公司 朱世强

副主任

浙江大学机器人研究中心

诚邀赞助企业

赞助商向主办方交纳30000元（人民币；叁万元整）会议赞助费，赞助商冠名享受以下优惠条件。

A、享受独家冠名权(AAA第X届海峡两岸功能材料科技与产业峰会)会前，赞助商公司名称、商标和演讲题目将展示在会议相应的媒体广告上，包括第十四届重庆立嘉机械展览会会刊杂志和网站上。B、赞助企业领导拥有15-30分钟演讲时间；

C、会前，赞助商的公司名称、商标和演讲题目、将通过直邮、传真及电子

邮件等方式通知到与会单位；

D、赞助商宣传资料可由会议主办方夹放至会议资料中； E、赞助商的公司名称、商标将出现在会场背景上；

F、赞助商的公司名称、商标、产品图片和演讲内容将出现在会议资料上； G、会后，赞助企业名称和大体演讲内容将出现在与之合作的网站和杂志上； H、赞助商将得到会议参会人员的名单和具体联系方式； I、赞助企业有5人免费午餐供应和出席酒会资格； J、赞助商有可享受4星级酒店2个标间住宿两晚。

K、会后，赞助企业将获得立嘉机械展相关展报、会刊杂志及精美礼品；

重庆立嘉会议展览有限公司

联系电话：023—86308309 传真：023--86308301

篇7：工业机器人相关技术

4结束语

随着国家战略需要应用型人才的支持,工业机器人技术专业的教学,高职院校是培养应用型人才的重要载体，抓好工业机器人人才的培养，推进培训布局促进工学结合。在当前形势下,深化校企一体化逐步形成“以工作为导向,必须采取校企联盟、合作、联合培养模式,逐步提高职业能力”的人才培养模式。结合企业机器人技术教学研究、生产实践经验和学校教学模式,为“中国制造2025”做出贡献,共同促进我国工业机器人专业人才的培养,从而有效地满足企业和社会的需要。

参考文献：

[1]郝建豹.工业机器人技术及应用课程建设的探索[J].广东职业技术教育与研究,(01).

篇8：工业机器人相关技术

自从20世纪50年代以来,以美国、德国、日本为主的世界工业强国,陆续开始在工业生产线上应用简单的工业机器人设备,目的是节省人力成本和提升生产效率,经过半个多世纪的发展,随着自动化技术、传感器技术、计算机技术、机械制造技术的迅速发展,目前这些国家已经建立起了完整的工业机器人产业体系,并在工业机器人键技术领域取得了领先优势。特别是在新一轮的科技革命和全球化竞争背景下,各国纷纷将机器人产业提升到国家战略层面,加大扶持力度,力争继续在工业机器人核心技术领域保持领先地位。

21世纪以来,我国人口结构逐步老龄化,劳动力成本快速上升,我国制造业长期以来依赖的人口红利逐渐消失。同时,随着全球化进程的不断推进,印度、越南等国家的制造业也开始崛起,我国人力成本相对这些国家已经不再具备优势,因此,我国制造业面临巨大的产业升级压力,为了保持我国制造业的优势地位,建立先进的、新型的制造体系迫在眉睫,面对新形势,制造业面临的挑战和机遇并存,可以预见,工业机器人必将成为我国制造业升级的重要依据力量,因此,研究工业机器人产业的技术和产业情况具有重要的研究意义。

二、工业机器人的关键技术发展趋势

机器人学是一门典型的交叉学科,工业机器人是一种集成了各领域技术的高科技机电一体化产品,设计制造工业机器人需要运用自动化控制技术、计算机技术、传感器技术、人工智能技术、机械工程技术、电子技术、通信技术、新材料技术、新能源技术、仿生技术等等。工业机器人关键技术的涵盖面非常广泛,本文选取了几种具有代表性的关键技术的发展方向。

(一)新材料技术。

很多工业机器人的零部件应具有高耐磨性以及高刚性才能保证其高精度,因此,对制造材料具有很高的要求,尤其是体现在对材料化学元、含量、金相组织控制,以及超常规热处理工艺方面[2]。

(二)人工智能技术。

工业机器人的智能化、拟人化作业能力也应加强,以满足工业机器在生产流水线的应用需要,这将是机器人的又一发展方向。人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法和技术,但是,目前科学家仍然无法完全掌握人脑的运行机制,从而也无法设计出具备高智能的工业机器人。

(三)新型伺服器技术。

伺服器是工业机器人的关键技术之一,伺服器能够根据变化的目标物体,精准地控制机器人的下一步动作,伺服器性能的优劣,关系到整个机器人的质量优劣。

(四)新型减速器技术。

随着工业机器人技术向高精度、高响应速度、高稳定性方向发展,现有的减速器已经不能满足发展要求,研究新型减速器技术势在必行。况且,我国现有减速器技术本身就落发达工业国家,因此,在该领域还有很大发展空间。

(五)新型控制器技术。

随着工业机器人复杂度的提高,采用单CPU芯片的硬件架构和基于传统算法的软件架构逐渐不能满足要求,工业机器人的控制器技术逐渐向多CPU、并行化发展,算法逐渐向人工智能方向发展。

三、工业机器人的产业应用现状举例

工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。下文例举了几种目前市场需求量较大的工业机器人。

(一)焊接机器人。

由于焊接工作产生的有毒烟气和辐射,因此,大型工厂多采用焊接机器人来从事焊接作用,其主要工作原理是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的,使之能进行焊接,切割,焊接机器人适用于机电设备整机及零部件的点焊作业,其优点包括:稳定和提高焊接质量,保证其均一性;提高生产率,一天可24小时连续生产;改善工人劳动条件,可在有害环境下长期工作;降低对工人操作技术的要求;缩短产品改型换代的周期,减少相应的投资设备;可实现批量产品焊接自动化;节省地面空间[2]。

(二)装配机器人。

由于现代化工厂中的生产流水线的速度和精度要求越来越高,传统的人工操作越来越不能满足要求,装配机器人主要用于工业流水线中产品的组装,一次投资可使用多年,可以大大节省人力成本,提高生产效率。

(三)搬运机器人。

传统的搬运工作采用人工搬运或者叉车,吊机等。搬运机器人是一种可以实现重负载的工业机器人,拥有速度快、精度高、24小时作业等优势。

(四)材料加工机器人。

材料加工机器人具有广泛的功能,包括:切割、打磨、抛光等加工应用。还可以适合加工多种类型的材料,如:铜、铁、铝合金、玻璃钢、木材、有机树脂等等。

(五)喷涂机器人。

喷涂机器人包括全方位的喷涂和涂装机器人,为制造业客户提供一个完整的涂装自动化解决方案。工业喷涂机器人的优点包括:更大的灵活性,从固定的自动化;通过机器人视觉减少到最小的错误;具有高速性能的最大化吞吐量;超长的系统运行时间[2]。

四、结语

本文对工业机器人关键技术的发展趋势作了简要介绍,例举了工业机器人关键技术的一些代表性发展方向,同时,介绍了工业机器人产业应用的情况。希望能够对从事工业机器人生产、设计、销售的从业者和工业机器人教学科研人员起到参考作用。

我国政府历来十分重视工业机器人的发展,2016年发布的《机器人产业发展规划(2016~2020年)》中明确指出:“十三五”时期是我国机器人产业发展的关键时期,应该把握国际机器人产业发展趋势,整合资源,制定对策,抓住机遇,营造良好发展环境,打造机器人全产业链竞争能力,促进我国机器人产业实现持续健康快速发展,形成具有中国特色的机器人产业体系,为制造强国建设打下坚实基础[3]。

全球经济调整和我国的人口老龄化趋势给我国经济发展带来挑战的同时,也给我国工业机器人技术和产业的发展创造了机遇,目前,随着产业结构的调整升级和劳动力的成本快速上升,工业机器人早已不再是科研院所的实验品,已经大量应用于我国工业实际生产当中,相信以我国人民的聪明才智和顽强奋斗的精神,我国的工业机器人关键技术技术和产业必将获得极大发展,甚至在国际舞台上占领战略领先优势。

摘要：随着经济全球化进程的推进和我国人口逐步老龄化,工业机器人已经逐渐成为我国工业生产中的重要装备。工业机器人作为一种典型的复合型高科技产品,其发展水平不但反映了国家工业水平的高低,也将影响国家工业的发展和盛衰。本文简要分析了工业机器人关键技术发展趋势和工业机器人的产业应用,希望能为读者构建工业机器人产业发展现况的基础认识。

关键词：工业机器人,关键技术,产业应用

参考文献

[1]李团结.机器人技术[M].北京:电子工业出版社,2009:16~17

[2]上海发那科公司.应用方案[EB/OL].[2016-6-1].http://www.shanghai-fanuc.com.cn/

[3]工信部,国家发改委,财政部.机器人产业发展规划(2016~2020年)[R].2016,3:1~3

[4]骆敏舟,工业机器人的技术发展及其应用[J].机械制造与自动化,2015,44(1):1

篇9：工业机器人的关键技术及应用趋势

机器人控制技术

机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。

关键技术包括：

（1）开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器（RC），运动控制器（MC），光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器（RC）和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器（RC）的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。

（2）模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。

（3）机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。

（4）网络化机器人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。

移动机器人（AGV）

移动机器人（AGV）是工业机器人的一种类型，它由计算机控制，具有移动、自动导航、多传感器控制、网络交互等功能，它可广泛应用于机械、电子、纺织、卷烟、医疗、食品、造纸等行业的柔性搬运、传输等功能，也用于自动化立体仓库、柔性加工系统、柔性装配系统（以AGV作为活动装配平台）；同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输工具。

国际物流技术发展的新趋势之一，而移动机器人是其中的核心技术和设备，是用现代物流技术配合、支撑、改造、提升传统生产线，实现点对点自动存取的高架箱储、作业和搬运相结合，实现精细化、柔性化、信息化，缩短物流流程，降低物料损耗，减少占地面积，降低建设投资等的高新技术和装备。

点焊机器人

焊接机器人具有性能稳定、工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点，焊接质量明显优于人工焊接，大大提高了点焊作业的生产率。

点焊机器人主要用于汽车整车的焊接工作，生产过程由各大汽车主机厂负责完成。国际工业机器人企业凭借与各大汽车企业的长期合作关系，向各大型汽车生产企业提供各类点焊机器人单元产品并以焊接机器人与整车生产线配套形式进入中国，在该领域占据市场主导地位。

随着汽车工业的发展，焊接生产线要求焊钳一体化，重量越来越大，165公斤点焊机器人是目前汽车焊接中最常用的一种机器人。2008年9月，机器人研究所研制完成国内首台165公斤级点焊机器人，并成功应用于奇瑞汽车焊接车间。2009年9月，经过优化和性能提升的第二台机器人完成并顺利通过验收，该机器人整体技术指标已经达到国外同类机器人水平。

弧焊机器人

弧焊机器人主要应用于各类汽车零部件的焊接生产。在该领域，国际大型工业机器人生产企业主要以向成套装备供应商提供单元产品为主。本公司主要从事弧焊机器人成套装备的生产，根据各类项目的不同需求，自行生产成套装备中的机器人单元产品，也可向大型工业机器人企业采购并组成各类弧焊机器人成套装备。在该领域，本公司与国际大型工业机器人生产企业既是竞争亦是合作关系。

关键技术包括：

（1）弧焊机器人系统优化集成技术：弧焊机器人采用交流伺服驱动技术以及高精度、高刚性的RV减速机和谐波减速器，具有良好的低速稳定性和高速动态响应，并可实现免维护功能。

（2）协调控制技术：控制多机器人及变位机协调运动，既能保持焊枪和工件的相对姿态以满足焊接工艺的要求，又能避免焊枪和工件的碰撞。

（3）精确焊缝轨迹跟踪技术：结合激光传感器和视觉传感器离线工作方式的优点，采用激光传感器实现焊接过程中的焊缝跟踪，提升焊接机器人对复杂工件进行焊接的柔性和适应性，结合视觉传感器离线观察获得焊缝跟踪的残余偏差，基于偏差统计获得补偿数据并进行机器人运动轨迹的修正，在各种工况下都能获得最佳的焊接质量。

激光加工机器人

激光加工机器人是将机器人技术应用于激光加工中，通过高精度工业机器人实现更加柔性的激光加工作业。本系统通过示教盒进行在线操作，也可通过离线方式进行编程。该系统通过对加工工件的自动检测，产生加工件的模型，继而生成加工曲线，也可以利用CAD数据直接加工。可用于工件的激光表面处理、打孔、焊接和模具修复等。

关键技术包括：

（1）激光加工机器人结构优化设计技术：采用大范围框架式本体结构，在增大作业范围的同时，保证机器人精度；

（2）机器人系统的误差补偿技术：针对一体化加工机器人工作空间大，精度高等要求，并结合其结构特点，采取非模型方法与基于模型方法相结合的混合机器人补偿方法，完成了几何参数误差和非几何参数误差的补偿。

（3）高精度机器人检测技术：将三坐标测量技术和机器人技术相结合，实现了机器人高精度在线测量。

（4）激光加工机器人专用语言实现技术：根据激光加工及机器人作业特点，完成激光加工机器人专用语言。

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（5）网络通讯和离线编程技术：具有串口、CAN等网络通讯功能，实现对机器人生产线的监控和管理；并实现上位机对机器人的离线编程控制。

真空机器人

真空机器人是一种在真空环境下工作的机器人，主要应用于半导体工业中，实现晶圆在真空腔室内的传输。真空机械手难进口、受限制、用量大、通用性强，其成为制约了半导体装备整机的研发进度和整机产品竞争力的关键部件。而且国外对中国买家严加审查，归属于禁运产品目录，真空机械手已成为严重制约我国半导体设备整机装备制造的“卡脖子”问题。直驱型真空机器人技术属于原始创新技术。

关键技术包括：

（1）真空机器人新构型设计技术：通过结构分析和优化设计，避开国际专利，设计新构型满足真空机器人对刚度和伸缩比的要求；

（2）大间隙真空直驱电机技术：涉及大间隙真空直接驱动电机和高洁净直驱电机开展电机理论分析、结构设计、制作工艺、电机材料表面处理、低速大转矩控制、小型多轴驱动器等方面。

（3）真空环境下的多轴精密轴系的设计。采用轴在轴中的设计方法，减小轴之间的不同心以及惯量不对称的问题。

（4）动态轨迹修正技术：通过传感器信息和机器人运动信息的融合，检测出晶圆与手指之间基准位置之间的偏移，通过动态修正运动轨迹，保证机器人准确地将晶圆从真空腔室中的一个工位传送到另一个工位。

（5）符合SEMI标准的真空机器人语言：根据真空机器人搬运要求、机器人作业特点及SEMI标准，完成真空机器人专用语言。

（6）可靠性系统工程技术：在IC制造中，设备故障会带来巨大的损失。根据半导体设备对MCBF的高要求，对各个部件的可靠性进行测试、评价和控制，提高机械手各个部件的可靠性，从而保证机械手满足IC制造的高要求。

洁净机器人

洁净机器人是一种在洁净环境中使用的工业机器人。随着生产技术水平不断提高，其对生产环境的要求也日益苛刻，很多现代工业产品生产都要求在洁净环境进行，洁净机器人是洁净环境下生产需要的关键设备。

关键技术包括：

（1）洁净润滑技术：通过采用负压抑尘结构和非挥发性润滑脂，实现对环境无颗粒污染，满足洁净要求。

（2）高速平稳控制技术：通过轨迹优化和提高关节伺服性能，实现洁净搬运的平稳性。

（3）控制器的小型化技术：根据洁净室建造和运营成本高，通过控制器小型化技术减小洁净机器人的占用空间。

（4）晶圆检测技术：通过光学传感器，能够通过机器人的扫描，获得卡匣中晶圆有无缺片、倾斜等信息。