工業(yè)機器人應(yīng)用現(xiàn)狀及教學(xué)發(fā)展趨勢

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摘要：工業(yè)機器人在我國工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率，加快了人類社會發(fā)展進程。隨著工業(yè)機器人生產(chǎn)領(lǐng)域的逐漸擴大化和機器人生產(chǎn)的日趨復(fù)雜化，工業(yè)機器人人才日益緊缺。技工院校、高職院校和高等院校在培養(yǎng)工業(yè)機器人人才的任務(wù)也逐漸艱巨且富有挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人；應(yīng)用現(xiàn)狀；機器人教學(xué)

1引言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息通信技術(shù)等技術(shù)飛速發(fā)展，使工業(yè)機器人的發(fā)展速度也不斷提高。21世紀后，中國逐漸成為世界工業(yè)機器人應(yīng)用大國，工業(yè)機器人的應(yīng)用也逐漸滲透至各個領(lǐng)域。未來，工業(yè)機器人的應(yīng)用人才需求量必然增加，因此在工業(yè)機器人快速應(yīng)用的同時，也必須要考慮機器人應(yīng)用人才的培養(yǎng)。

2工業(yè)機器人的概述

最早的工業(yè)機器人，是人類生產(chǎn)中用于搬運材料工具或零件的裝置，具有可編程性。工業(yè)機器人最大的特點是可以代替人類進行較為繁重的任務(wù)，其起重能力強、運行速度快、操作精準度極高，在提高生產(chǎn)效率方面有著非常之大的貢獻。工業(yè)機器人最初被設(shè)計成類似于人類手臂的形狀，一般采用六關(guān)節(jié)設(shè)計模式，能夠在空間內(nèi)完成較為簡單的運動和操作。在機器人手臂末端，通過裝配不同的工具，可以完成不同功能的操作。即根據(jù)機器人使用功能上分類，可以分為焊接機器人、噴涂機器人、搬運機器人、涂膠機器人等。不同功能的機器人手臂上的操作工具和設(shè)備不同，這是區(qū)分工業(yè)機器人功能最明顯的標志。工業(yè)機器人最明顯的特點主要包括精度和重復(fù)精度高、運行速度快。在例如汽車生產(chǎn)線、手機裝配線等行業(yè)中，精度和重復(fù)精度是絕對的要求，一旦精度被改變，很可能導(dǎo)致產(chǎn)品次品率上升，企業(yè)將蒙受巨大損失。最早人類曾用過以簡單步進電機和伺服電機構(gòu)成的機械手臂去完成生產(chǎn)線上的部分操作，結(jié)果均因為精度不夠、位置常常不精準，導(dǎo)致生產(chǎn)站位中無法缺少人類的配合。然后工業(yè)機器人的出現(xiàn)，直接解決了這一問題。工業(yè)機器人的運行速度之快，也導(dǎo)致生產(chǎn)速度的必然加快。工業(yè)機器人不僅在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展較快，在醫(yī)療、社會服務(wù)、人類居家生活和軍事中的應(yīng)用也越來越多，各式各樣的工業(yè)機器人，改變著人類社會發(fā)展的格局。

3工業(yè)機器人在行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1工業(yè)機器人在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

汽車行業(yè)是最早應(yīng)用工業(yè)機器人的行業(yè)之一，也是目前世界應(yīng)用工業(yè)機器人最多的領(lǐng)域。例如日本豐田、德國寶馬已經(jīng)配套了近乎100%的自動化生產(chǎn)線，其中必不可少的是工業(yè)機器人“站位”的應(yīng)用。在汽車生產(chǎn)中，工業(yè)機器人主要完成的工作任務(wù)有搬運、焊接、噴漆、涂膠和部分器件的安裝。其中搬運任務(wù)主要是由工業(yè)機器人將汽車上的某些部件，搬運至下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)中進行使用。焊接是工業(yè)機器人在汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最為典型的應(yīng)用，由于焊接是特殊工種，以往人工操作往往會帶來各種危險性；焊接也是熟練和富含技術(shù)的工種，焊接點的完整程度決定汽車車身強度和運行安全，因此汽車生產(chǎn)中的焊接環(huán)節(jié)尤為重要。噴漆主要是使用工業(yè)機器人對車身部分零部件進行噴涂處理，對比人工噴涂，工業(yè)機器人操作可以免去油漆對人體的傷害，同時噴涂效果均勻，一經(jīng)調(diào)試，可以批量噴涂生產(chǎn)，并且生產(chǎn)一致性極高。涂膠機器人主要是的汽車部分玻璃的黏合操作，其特點是涂膠均勻、一次成型、無過多廢膠。此外，工業(yè)機器人在汽車生產(chǎn)中幾乎無處不在，可以說工業(yè)機器人改變了汽車生產(chǎn)的格局。

3.2工業(yè)機器人在電子產(chǎn)品裝配中的應(yīng)用

在電子產(chǎn)品裝配中，例如手機的裝配生產(chǎn)，工業(yè)機器人發(fā)揮了重要作用，主要表現(xiàn)在精度高、速度快、產(chǎn)品一致性好。在電子產(chǎn)品裝配生產(chǎn)中，常采用并聯(lián)機器人，其特點是操作范圍小，但是速度極快。針對某一特定生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)表明，對比傳統(tǒng)人工操作，采用機器人生產(chǎn)后，次品率下降了超過75%，操作速度提升近300%。因此工業(yè)機器人在電子行業(yè)中貢獻極為突出。此外，在電子配件檢測、搬運和包裝中，工業(yè)機器人也起到了明顯作用。

3.3工業(yè)機器人在化工、食品生產(chǎn)中的應(yīng)用

在化工生產(chǎn)中，工業(yè)機器人可以運送一些人類無法直接接觸的化學(xué)原料，并且可以進行原料的混合、化工運作等。化工生產(chǎn)本是危險性極高的行業(yè)之一，也是對人體傷害較大的行業(yè)。工業(yè)機器人的應(yīng)用有效改變了化工生產(chǎn)格局，降低人受到危害的同時，還提高了生產(chǎn)效率。在食品生產(chǎn)中，通過不同工業(yè)機器人在食品生產(chǎn)線上的安裝和運作，替代了傳統(tǒng)生產(chǎn)線人工站位。減少食品生產(chǎn)和包裝過程中的人工參與，能夠有效提升食品安全質(zhì)量，降低人工生產(chǎn)帶來的不健康因素。

3.4工業(yè)機器人在軍事中的應(yīng)用

無人機、無人探測車、自動排爆車等是工業(yè)機器人在軍事中最典型的應(yīng)用。軍事環(huán)境較為復(fù)雜，危險程度高。工業(yè)機器人在軍事活動中，在某些方面可以有效替代人類操作，從而降低犧牲率，提高軍事效果。

4職業(yè)院校工業(yè)機器人教學(xué)發(fā)展趨勢

工業(yè)機器人的課程在職業(yè)院校和高等院校都有開展，但是側(cè)重點不同。高等院校的工業(yè)機器人主要以設(shè)計、仿真、高難度應(yīng)用、精細化再開發(fā)等為主，而職業(yè)院校則是以當前市場上主流工業(yè)機器人的應(yīng)用和維護為主，二者都是為工業(yè)機器人生產(chǎn)應(yīng)用提供人才支撐。就目前工業(yè)機器人在各行各業(yè)大規(guī)模的應(yīng)用及趨勢，很明顯其維護和調(diào)試人員缺口較大，因此職業(yè)院校在開展工業(yè)機器人專業(yè)時，必須要圍繞這兩點進行。工業(yè)機器人的維護專業(yè)主要包括機械維護和電氣維護，包含兩個大學(xué)科的知識，因此未來在開設(shè)此類課程中，應(yīng)在基礎(chǔ)課程中同時開展機械基礎(chǔ)和電氣基礎(chǔ)課程，以培養(yǎng)較為綜合的工業(yè)機器人維護人才。有些院校則是在原有專業(yè)基礎(chǔ)上增加機器人維護課程，例如在機械專業(yè)中開展機械維保課程、電氣機電專業(yè)則開展電氣維保課程，二者人才的綜合便是工業(yè)機器人維保人才。工業(yè)機器人的調(diào)試主要指在生產(chǎn)線中，大量主要程序已經(jīng)由工程師編寫完成，但是機器人在長久運行中，受到撞擊或其他因素，難免會導(dǎo)致機器人部分點位丟失或不準確，那么就需要機器人調(diào)試人才進行必要的調(diào)整，以保證生產(chǎn)線完整運行。

5結(jié)束語

未來，工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域?qū)^續(xù)擴大，在某些領(lǐng)域的應(yīng)用也會從基礎(chǔ)化逐漸發(fā)展到復(fù)雜化、精細操作化。工業(yè)機器人的發(fā)展必然加快人類社會進步的步伐，同時大量工業(yè)機器人生產(chǎn)、維護和應(yīng)用調(diào)試的人才緊缺也必然加劇。因此，在機器人行業(yè)發(fā)展的同時，提高工業(yè)機器人應(yīng)用人才隊伍的建設(shè)，也必須加快腳步。

參考文獻

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作者：胡樂峰 單位：萊蕪技師學(xué)院