工业机器人技术说课

工业机器人技术说课（共8篇）

1.工业机器人技术说课 篇一

《工业机器人技术基础》教学大纲

一、课程基本信息

课程名称:工业机器人技术基础 学时:48 适用对象: 工业机器人技术专业、电气自动化技术专业、机电一体化技术专业 考核方式:考查

二、课程简介

机器人学是一门高度交叉的前沿学科,机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成,是一项综合性很强的新技术。通过该课程的学习,使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况,为今后从事工业机器人的操作管理、维护维修、系统安装调试和集成设计的工作打下基础。

三、课程性质与教学目的

本课程是专业基础课,通过本课程的学习,使学生了解机器人及其应用,掌握机器人系统组成、机构、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置,它不是机械、电子的简单组合,而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合,通过这门课的学习,使学生对机器人有一个全面、深入的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识分析问题解决问题的能力。第1章概述

机器人的基本概念,机器人的组成原理、机器人应用与外部的关系、机器人应用技术的现状 第2章机器人的基础知识

机器人的分类、机器人的基本术语与图形符号、机器人的技术参数、机器人的运动学基础、机器人的动力学基础

第3章机器人的机械结构系统

机器人的机械结构系统、机器人的腕部机构、机器人的手部机构、机器人的行走机构 第4章机器人的驱动系统

机器人的驱动系统概述、电动机及其特性、液压驱动系统及其特性 第5章机器人的控制系统

机器人的控制系统、伺服控制系统及其参数、交流伺服电动机的调速、机器人控制系统结构、机器人控制的示教再现、机器人控制系统举例第6章机器人的感觉系统

机器人的传感技术、机器人的内部传感器、机器人的外部传感器、机器人的视觉系统、机器人传感器的选择

第7章机器人的语言系统

机器人的语言系统概述、常用的机器人语言简介、机器人的离线编程、机器人的编程示例 第8章工业机器人及其应用

工业机器人概述、焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人、装配机器人

五、需要说明的问题

1.本大纲适用于工业机器人技术、电气自动化技术、机电一体化技术专业;2.本大纲的学时为参考学时,学时如有变化,任课教师可在此大纲的基础上增减一些内容。3.选用教材时要尽量选用新版教材,或最新获奖教材。

4.习题和实验内容着重加深基本概念的理解,基本方法的运用和创新能力的培养,从而巩固课堂教学效果。2017年8月24日

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2.工业机器人技术说课 篇二

工业机器人抓取作业是工业生产中的一个重要应用。在传统的应用中, 工业机器人执行的抓取操作一般通过示教或者离线编程的方式来实现的, 抓取作业的起始位姿和终止位姿是预先设定好的, 在这种情况下, 一旦工作对象与工作环境改变, 既定抓取动作则会失效。利用计算机数字图像处理技术对工业机器人抓取的环境及目标进行识别并进行定位, 基于以太网将目标数据通信至工业机器人, 工业机器人进行抓取。

通过以Kawasaki的FS03N工业机器人为基础, 研究并构建了一个基于单目视觉的机器人抓取试验系统。该系统的工作原理和工作过程为:当目标对象存在于工业机器人抓取作业区时, 在计算机的控制下, 通过摄像头获取对象图像数据, 然后对采集到的图像进行数字图像处理并将目标物位置信息通信至工业机器人, 最终控制工业机器人实现对指定目标物的抓取, 并将其放到指定位置。

2 基于网络通信的工业机器人的单目视觉系统

建立的基于网络通信与数字图像处理的工业机器人抓取系统硬件组成如图1所示。系统以Kawasaki FS03N机器人为基础, 研究并建立了如图2所示的系统平台。系统平台包含三个单元:图像处理单元、网络通信单元以及工业机器人单元。图像处理单元采用的是三星SHC-730P摄像头和大恒DH-CG400的图像采集卡。工业机器人单元选配的控制柜为带网络适配器的D系列控制器。工业机器人为6轴关节型机器人, 端部配气动夹爪。系统侧边配皮带输送机, 用来下料。

3 图像处理及数据通信

设定工业机器人要抓取的目标为一立方体工件, 要对其进行识别和定位, 主要步骤为滤波、轮廓提取、目标定位以及数据通信。

3.1 滤波

图像在采集、传输及处理过程中往往会存在一定程度的噪声干扰, 噪声恶化了图像质量, 使图像模糊, 淹没了特征, 给图像分析带来了困难。考虑背景图像中目标和背景一般都具有不同的统计特性, 即不同的均值和方差, 为保留一定的边缘信息, 采用了选择式掩膜平滑方法, 这种方法是以尽量不模糊边缘轮廓为目的。

图像的均值计算公式[2]:

方差计算公式为[2]:

3.2 轮廓提取

区域生长是根据目标物特点将像素或者子区域聚合成更大区域的方法。种子点的选取是根据工业机器人抓取的目标物的颜色、灰度特点设定的。区域生长后的图像其背景为白色, 目标为黑色, 使用边界跟踪进行轮廓提取。

3.4 目标定位

图像中的目标物位置表明着在工作台面中的目标物相对于摄像头的位置, 使用目标物质心法来标记目标物相对于摄像头的位置, 这需要使用图4 (a) 的处理结果标记目标物质心, 计算公式:

A-目标物面积

x0, y0-区域相对于屏幕左上角图像的中心坐标。

选择整个目标区域的边缘角落四点连接成对角线 (图5中蓝色线) , 根据目标正方体的形状特征, 找到正方体中心线 (图5中红色线) 。根据中心线可计算出目标物相对于摄像头的偏转角度。

3.5 数据通信

受到工业机器人控制器底层不开放的影响, 无法在物理层上进行改动。在工业机器人控制器之外使用计算机作为服务器, 工业机器人控制器作为客户端形成客户机/服务器模式 (Client/Server) 。通过将任务合理分配到Client端和Server端来实现控制作业。

在进行网络通讯时, 有两种通讯协议可供选择, 分别是TCP (Transmission Control Protocol传输控制协议) 协议与UDP (User Datagram Protocol用户数据报协议) 协议, 二者都是TCP/IP参考模型中传输层中的协议。其中, TCP协议是一种可靠的面向连接的协议, 如图6所示, 在进行通讯时, 首先通过三步握手以建立通信双方的连接, 然后进行通信。TCP协议中提供了数据确认和数据重传的机制, 以保证能够将数据正确地传输。UDP协议是一种不可靠的无连接协议, 通信时不需要建立连接, 直接向一个IP地址发送数据, 没有数据确认与重传机制, 不保证能够将数据正确地传输, 但是实时性较高。本系统对实时性要求并不高, 遂采用TCP协议来传输目标物的位置和角度信息。

结论

将数字图像处理技术和网络通信技术应用于工业机器人抓取技术研究中, 给出了选择式掩膜平滑的滤波方法及区域生长和边界跟踪的轮廓提取的方法, 实现了基于以太网的通信, 最终实现了工业机器人对目标物的抓取, 算法基于Visual C++2010编程实现的。整个系统构成简单, 开发成本较低。试验结果验证了算法, 能够为机器人智能化提供一定的借鉴意义

摘要：为实现工业机器人能实现自主识别并抓取指定的目标, 提出了一种基于数字图像处理和网络通信的解决方法。方法中采用选择式掩膜平滑方法对图像进行滤波, 采用了区域生长法和边界跟踪进行轮廓提取, 实现对目标物质心的标记以及对目标物方位、角度的确定, 使用网络通信将目标物数据发送给工业机器人, 后者实现抓取。试验结果表明, 该方法在结构环境下能够获得较好的识别及定位效果, 为工业机器人抓取提供了目标信息。

关键词：工业机器人,网络通信,数字图像处理

参考文献

[1]王修岩, 程婷婷.基于单目视觉的工业机器人目标识别技术研究[J].机械设计制造, 2011 (4) :155~157.

[2]刘海波等.Visual C++数字图像处理技术详解[M].北京:机械工业出版, 2010.

[3]宋韬.基于G代码的双工业机器人协调作业的网络控制[J].自动化仪表, 2011 (8) :40~46.

[4]王健强, 吕游.一种面向工业机器人智能抓取的视觉引导技术研究[J].机械设计与制造, 2009 (9) :172~174.

[5]陈美宏等.基于PC机的工业机器人控制平台[J].控制与检测, 2010 (11) :53~56.

[6]日本机器人学会.机器人技术手册[M].北京:科学出版社, 2007.

3.工业机器人的关键技术及应用趋势 篇三

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。

4.工业机器人技术说课 篇四

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

5.工业机器人技术说课 篇五

加快现代职业教育发展，是发挥我国巨大人力优势，促进大众创业、万众创新的战略之举。职业教育既有产业特性，又有教育属性。左手牵着产业，右手挎着教育。如何在“大众创业、万众创新”背景下深化教育教学改革，主动对接行业产业需求进行人才培养，培养高素质大众创业、万众创新的生力军？我校工业机器人技术专业从推进专业与产业、学校与企业、课程体系与职业岗位深度对接等方面进行了一些人才培养的研究与探索。

一、对接产业联盟，创建专业与产业对话协作机制

专业建设离不开产业结构，人才培养离不开企业需求，学校培养的学生才能直接服务地方产业。昆山机器人产业发展迅猛，机器人产业为昆山的高科技新兴产业体系，昆山机器人产业基地既是苏州市特色产业基地，也是国家火炬省特色产业基地，聚集了一千多家机器人方面的企业。为了给产业的发展提供技术支撑，苏州成立了多家工业机器人技术产业联盟。这也为我校工业机器人技术专业的开设和人才培养创设了优质的社会环境。在工业机器人技术人才培养过程中，我校积极加入专业与产业的对话协作机构，成为工业机器人技术产业联盟、机器人与智能装备产业技术创新战略联盟会员单位，学校多渠道搭建专业与产业联盟对话平台，定期邀请联盟企业与行业技术专家来校开设讲座、举办论坛和专题研讨，共同研究制订专业人才培养方案与课程标准；研究探索适合本专业的办学模式。通过与产业联盟的密切对话，促进了学校与行业的信息交流，密切了工业机器人技术专业人才培养与企业人才需求的联系。

二、加强校企合作，夯实校企一体化办学模式

校企合作是培养适应生产、建设、管理、服务第一线所需要的技能型专门人才的重要途径，是学校实现与市场接轨的重要举措。通过校企合作，将企业实际的岗位需求、生产内容渗透进教学过程、教学内容及课程标准，实现工作与学习一体化，学校培养与企业需求零距离对接。夯实紧密的校企一体办学模式，把“工学结合、校企合作”作为工业机器人技术专业人才培养的重要切入点，由此带动专业建设与人才培养定位的调整，引导教学模式、内容、方法的变革与创新。采取校企之间学生订单培养、实训基地共建、合作师资培养、教材联合开发等方式，实现校企深度融合。利用“冠名式”“交互式”等合作方式，全面推行体验实习、尝试实习、顶岗实习。通过这种有层次的生产实习方式，将工学交替贯穿于整个教学中，使学生逐步适应企业的要求，完成职业角色的转化。通过开展多样化的校企一体办学模式，全面提高学生职业能力及职业素养，让学校和企业的设备技术、环境文化实现优势互补，切实提高了工业机器人技术专业培养目标的针对性和实效性，提高技能型人才的培养质量。

三、依据产业岗位，构建职业化的课程体系

课程体系的构建是人才培养的重要内容，学校要依据职业岗位及内涵特点构建课程体系。通过明确就业岗位群，对岗位典型职业工作过程进行分析后，融入职业岗位对知识、素质、能力等方面的要求，将若干个企业岗位归结为一个职业群，从中梳理职业的主要活动内容，分辨出支撑该职业的知识与技能，确定相邻社会职业的技能知识联结点，突出“内容的出发点是对所从事的岗位有意义”的基本原则，采取“项目引领，任务驱动，能力递进”的方法构建专业课程体系，使工业机器人技术专业课程设置紧密围绕职业岗位、生产实践的需要来组织，体现产业领域的职业行动能力。

四、引入职业标准，促进教学与生产的深度对接

职业标准是国家对从事某项职业的人员在能力与素质上提出的基本要求，是行业企业对从业人员岗位资格的规范要求。工业机器人技术专业人才培养过程中要注重行业与企业的职业标准、工艺规范的融入。通过教学内容与生产岗位的深度对接来实施教学活动，使教学内容更具有职业性，教学过程整体上体现“教学性”“生产性”与“标准性”。教学过程中学生通过边学边做边对照标准，不断进行自我验证和自我丰富，技能规范、职业标准意识得到提高，不足得到改进。通过不断积累，学生的职业素养得到了有效的提升。

五、强化“双创”教育，提升学生综合素养

在“大众创业、万众创新”的形势下，专业建设必须注重学生综合素养的提升，特别是开展创新教育与创业教育，为学生多样化选择、多路径成才、终生发展搭建“立交桥”。在工业机器人技术人才培养过程中，一方面通过定期邀请优秀毕业生、创业老板来校开设创业专题讲座，对在校学生做好创业意识和创业品质的教育和引导；另一方面，以省、市创新创业大赛为载体进行创业能力教育，以定期开设创新培训课为载体进行创业知识教育、创业技能教育。同时，重视创新创业能力和技巧的培养，在建设工业机器人技术专业课程体系时，既将创新创业教育相关课程纳入人才培养方案，又注重强化创新创业教育，重点加强创业技巧、管理技术等方面的培训，增加管理、营销、经济法律等选修课程的比例。

6.工业机器人技术说课 篇六

江西省电教馆

马立国

尊敬的各位评委、老师：大家上午好！

我今天说课的题目是《设计封面》。我将分六个阶段完成说课：

一、说教材；

二、说学情；

三、说教法与学法；

四、说教程。不足之处敬请予以批评指正。

一、说教材：

（一）教材地位和作用

《设计封面》是电子工业版初中信息技术新教材七年级第一册，第二单元的第8课。应该说我在本课的教学中体会深刻。当我第一次认真地看完了本课教科书以及有关的参考资料时，无论从教材编写中的几个环节看还是从学生要撑握的知识技能看，我的第一个感觉就是这课好象大部分的学习内容都应是让学生单独完成。通过认真的分析和思索后我总算理清了本课教学思路，现将再次与大家一起探讨。

（二）学习目标

本课的知识目标为：了解杂志封面的组成和布局。我把本课的技能目标确定为：掌握图片与艺术字的插入；掌握图片和艺术字大小位置的更改。情感目标确定为：初步培养对封面框架的合理布局能力；培养学生的协作学习能力。通过对各种杂志封面的欣赏与设计，培养学生的审美观，并通过自己的设计，制作出一张精美的封面，体会到成功的快乐。

（三）重点难点

操作的重点：图片和艺术字的插入、图片和艺术字大小位置的更改，设置合适的环绕方式。

操作的难点：图片和艺术字的环绕方式的调整，并使其自由摆放。

二、说学情

一部分初一的学生在小学时期就接触过电脑，对word操作已经有了初步的了解。能够简单运用所学的知识对文字进行排版，但是这种横平竖直、白纸黑字的老格调让他们感觉不再新鲜。一篇成功的版面设计，不但要文章精彩，还应该有漂亮的版面设计。通过本节课的学习，使他们能够运用“艺术字”及“图片”来修饰文档、美化文档，因此学生在学习这节的时候，学习兴趣一定会很高，效率也会好。但是在这节课中还是存在一些难点：

在学习插入艺术字和图片时，在设置样式和格式方面学生要掌握不是很难，但是在操作过程中学生对已经存在的图片和艺术字的位置、大小等结构还不能很好的掌握。

三、说教法与学法

采用任务驱动和自主探究的教学方法，学生通过“接受任务――探究学习――尝试操作――综合运用”的学习方法，在不经意间获得知识。

四、说教程

在有效的一节课时间里，为了突破重难点，我首先设计了两大任务：〈一〉请同学在文档中插入图片并更改图片的大小和位置。〈二〉请同学在文档中插入艺术字并更改艺术字的大小和位置。并要求学生分工完成，我要求每位同学分别去对任务〈一〉和任务〈二〉进行自主学习操作。任务<一>中我又设计了两个子任务，子任务1：请同学在文档中插入一幅自己满意的图片作封面背景。子任务2：请同学参考书本32页对插入的背景图进行移动以及大小的更改操作。任务<二>中我也设计了两个子任务，子任务1：请同学们在文档中插入艺术字作为杂志名称。子任务2：请同学对艺术字进行移动及大小的更改操作。

我在巡视的过程中也积极参与到了他们中去，我对部分同学给予提示和帮助，也给几位基础差一点的同学手把手的指点，很快的20分钟就过去了，大部分学生都完成的很好。提示学生保存作品，边做边保存。

最后的10分钟是学生作品上传以及展示与点评的时间。让学生在两分钟内将作品上传到相应的文件夹内。教师挑一些有代表性的作品进行展示和简单的点评。点评的方式我也分了两种方式进行，第一由教师来点评，从完成情况，版面的设计，布局，页面的美观，艺术字的大小等等几个方面进行简单的点评，肯定优点，提出不足。第二种方式，挑选一位同学来评价作品，这样既锻炼了学生的口才，又在无形中给自己的作品一个很大的提高，因为你要评价别人的作品，指出别人的优缺点，那么你自己对这个部分比较了解才行。

7.工业机器人技术说课 篇七

随着工业技术不断向智能化方向发展, 工业机器人应用技术越来越广泛地应用于各行各业, 工业机器人已成为高新技术产业之一, 对工业生产和社会发展起着重要作用。工业机器人应用技术实验实训室的合理建设与开发对培养工业机器人应用技术生产一线的高技能人才至关重要。

1 实验实训室硬件及软件建设

工业机器人应用技术实验实训室采用理实一体化课室, 划分为多媒体教学区、实操区。多媒体教学区应配备足够电脑, 根据课程教学体系需要安装的软件包括FX-3U程序设计软件及仿真软件、Win CC组态软件, OPC信息采集软件、ABB工业机器人Robot Studo软件等等, 为学生提供ABB工业机器人操作学习视频。

实验实训室操作区根据功能分为五大工作站, 分别为总控制站、焊接站、数控加工站、视觉检测站和装配仓储站五大模块。实验实训室配置的可编程控制器采用三菱FX-3U系列PLC, 主站与从站之间采用CClink通讯, 焊接站配备弧焊机器人, 总控制站配备搬运机器人, 视觉检测站配备工业照相机及视觉检测系统完成工件宽度及半径检测, 装配仓储站配置堆垛仓储机器人, 完成工件循环搬运仓储工作。

2 工业机器人应用技术实验实训室功能体系构建

2.1 实验实训所能覆盖的课程

工业机器人应用技术实验实训覆盖电工电子技术、液压与气动技术、工业机器人应用技术、SIMATIC Win CC Explore组态软件、MX OPC Configurator软件、传感器与检测技术、可编程控制器原理与应用 (FX系列) 、现场总线技术等课程, 使学生综合掌握工业控制监控组态及OPC数据采集、三菱FX系列程序编程调试、CClink网络通讯、步进电机驱动、工业机器人示教编程与操作、工业机器人自动焊接系统参数设置与焊接操作等综合训练[1,2]。

工业机器人应用技术实验实训室的建设能够为工业机器人应用技术、机电维修与管理专业、机电一体化专业、电气自动化专业级、机械制造与自动化专业等提供相关的实验、实训、毕业设计等实践环节的训练。运行实践证明该项目的建设符合社会需求、满足相关专业技能培养的需要。

2.2 功能包含技术要点

(1) Win CC组态软件。包括Win CC组态软件的系统环境设置、变量建立与采集, 过程画面创建、变量关联仿真、消息系统设置、报表脚本系统等基本操作及软件深化学习训练。

(2) 可编程控制器技术。在实验实训中强化SFC编程技能, 灵活使用传感器、深化步进电机驱动、理解PLC与工业机器人之间I/O连接与通讯、掌握机器人输入输出信号接线方法。步进电机驱动控制如图1所示[3], 其中Y2、Y3为方向控制信号, M8029为脉冲输出结束标志。PLC与机器人之间I/O连接与通讯地址如表1所示。

(3) OPC数据采集软件。包括与三菱仿真软件程序信息采集和与FX-3U系列PLC信息采集;变量的建立、程序的仿真等。

(4) FX系列可编程控制器CClink网络通讯。利用CClink网络进行主从站通信, 实现系统的集中和远程控制。包括合理设置各从站的站号及所占站数, 确定启动数据链接方式, 合理分配主从站通讯地址, 编写主、从站通讯程序等。主站CClink通讯程序设计流程如图2所示, 从站1通讯程序如图3所示[4]。

3 工业机器人应用技术实验实训项目开发

工业机器人应用技术实验实训室的总控制站、焊接站、数控加工站、视觉检测站和装配仓储站五大模块各工作站既可单独编程控制调试, 也能过总控制站联机控制。

3.1 焊接站

焊接站包括电气控制柜、出料模块、搬运机械手、焊接工作台、焊接机器人、接料台五大部分。电气控制柜由PLC、CClink通讯模块、漏电开关、电源开关按钮、启停按钮、复位急停按钮等电器元件组成。焊接单元接收到启动信号, 工件从出料模块料仓落到带料转盘, 带料转盘由步进电机驱动, 当物料由传动带输动到传动带末端, 传感器信号输出, 由搬运机器手搬用物料到焊接转盘, 工件由转盘驱动到焊接工位, 当焊接工作台夹紧推杆伸出固定工件后, PLC发出信号Y17, 机器人输入信号DI10_1为1, 焊接机器人动作, 焊接完成机器人输出信号DO10_1输出, PLC输入信号X17接通, 夹紧推杆复位, 转盘驱动, 工件到位后由搬运机器手将工件搬运到接料台放下, 机器手下限位信号输出, 此输出信号通过CClink通讯传送到主站, 由主站控制搬运机器人将工件搬运至数控加工站。

3.2 数控加工单元

数控加工单元配置电气控制柜和数控铣床, 数控铣床为FANUC 0i mate-MD系列, 数控铣床工作台配置液压站和安全防护罩。液压站由液压卡盘、液压换向电磁阀等组成, 完成工件的夹紧定位。安全防护罩由罩子及开门气缸等组成。数控机床加工站接收启动信号, 防护罩前门上升到上限, 发出信号到主站, 工件经过焊接站将工件焊接完成后由搬运机器人搬运到该站, 防护罩前门下降至下限, 液压站夹紧装置夹紧工件, 进行钻孔加工, 加工完成, 液压夹紧装置松开, 防护罩前门上升到上限, 发出信号到主站, 搬运机器人搬运工件到视觉检测站。该站运用了PLC与数控机床结合的技术, 再加上液压站、液压卡盘等达到自动生产的效果。通过本站可以进行PLC、液压、数控机床等多项训练, 更加了解液压技术的控制及工作原理, 数控与PLC的通讯及工作原理等。

3.3 视觉检测单元

视觉检测单元设备构成包括电气控制柜、视觉检测系统 (工件宽度检测系统、工件半径检测系统) 、龙门机器手、传送带、挡料杆等装置。由数控加工站搬运的工件经传送带传送, 通过工业照相机拍摄成像, 使用工件尺寸测量系统对比宽度、半径加工精度。合格产品通过传送带传送至装配仓储站, 对不合格工件, 使用龙门机器手从输送带剔除。

3.4 装配仓储站

装配仓储单元由电气控制柜、配件送料装置、输送带、机器人四大部分组成。配件送料装置送料转盘由步进电机驱动。由视觉监测站检测合格的工件传送到位, 送料装置推出工件, 使用工业机器人实现装配, 装配完成后使用机器人放置工件入库实现仓储。实训中联机调试时要求完成四个合格工件的工作循环仓储, 需堆垛仓储四个工件, 此时机器人要求采用循环指令进行编程控制。

3.5 总控制站

总控制站配置主站PLC、搬运机器人、主控台电脑, 完成各站联机控制和搬运机器人的控制, 实现工件由焊接站到数控加工站、数控加工站到视觉检查站的搬运。

生产线联机控制流程为主站发出启动指令, 焊接站将工件由出料模块传送搬运至焊接工作台进行焊接, 焊接完成后将工件搬运至接料台, 发出指令至主站, 主站发出指令到数控加工站, 数控机床加工站安全防护罩前门上升, 搬运机器人将工件由焊接站搬运到数控站加工, 加工完成发出信号到主站, 搬运机器人搬运工件到视觉检测站, 主站发出信号至视觉检测站进行半径和宽度检测, 合格工件传送至装配仓储站进行装配仓储, 主站控制完成四个合格工件的堆垛仓储。

4 结束语

在实训中, 要求学生自测PLC及机器人输出输出信号地址, 强化电工及PLC操作技能、熟悉工作流程, 每个项目要求学生进行系统的PLC控制、监控组态控制、机器人示教编程, 完成全面训练。为实现单机与联机控制, 各分站启动、停止等与主站重叠信号在程序中应进行合理的并联设计。

实验实训室可编程控制器系统采用CClink通讯, 为学习总线技术提供了更多训练, 拓宽控制技术, 对FX-3U实训编程进行了深度研究。

在实训过程中采用分组轮换实训方式, 每个工作站要求既能采用电气柜面板开关进行操作, 也能利用监控组态软件界面控制, 充分利用实训资源, 综合掌握专业知识。

实验实训项目的合理开发能够培养学生良好的协作能力, 使之具有自主学习新知识、新技能的主动性和方法。工业机器人应用技术实验实训室建成以来, 为相关专业开设了大量的实验实训课程, 使用率达到90%以上, 开发的实验实训项目体系适合社会岗位需求, 相关专业学生就业率高, 待遇好, 受到合作企业的高度认可。

摘要：主要从工业机器人应用技术实验实训室软、硬件建设与实验实训项目体系构建等方面进行研究探讨, 针对项目开发中的技术要点展开分析, 对项目体系工作流程进行了详细阐述, 概述了实验实训项目开发中的应用体会。

关键词：工业机器人,实验实训室,项目体系开发,系统控制

参考文献

[1]罗庚合.机电一体化实验实训项目建设[J].实验室研究与探索, 2009 (28) :172.

[2]魏志丽.虚拟工业机器人实验实训室的建设与研究[J].自动化技术与应用, 2013 (32) :85.

[3]张万忠.可编程控制器应用技术[M].北京:化学工业出版社, 2012.

8.工业机器人技术说课 篇八

【关键词】现代学徒制 工业机器人 工学结合 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）11C-0113-02

一、工业机器人技术课程教学的现状

目前，我国的工业机器人技术相对于西方发达国家还有一定的差距，国内国产的机器人在工业机器人市场的占比还非常小。更重要的是，目前高校对培养工业机器人技术人才的课程建设还没有形成自己的系统。各个高校工业机器人技术课程几乎都不相同，十分混乱，这种状况如果不尽快改变，中国的机器人产业将面临更为严峻的挑战。

目前工业机器人技术课程在高校中往往设置为理论课程，授课过程以理论教授为主，按章节顺序授课。由于这门课程牵涉到非常多的数学运算，这对于职业院校的学生来说难度非常大。而且就算学会了这些理论知识，真正去操作控制机器人又要学习相关的操作规程和参数设置。这样既浪费了时间，同时授课效率又较低。不仅如此，在纯理论授课过程中，学生是被动地接受知识，主动性差，容易出现厌学情绪。

工业机器人技术课程也曾探索以项目式教学的方法进行授课，虽然在项目式教学授课过程中，理论和实践知识的传授有实际的设备作辅助，学生在学习的过程中有直观的认识，但是，在授课中发现，老师虽然给学生布置了任务，即针对一个项目完成相关任务，但很大一部分学生学习的主动性不强，一个老师负责对所有学生督促又力不从心；同时学生在遇到问题时都要找老师去解决，这样授课进程比较慢，影响了教学进度。

二、现代学徒制教学模式及其流程

（一）现代学徒制教学模式概述。目前，很多专家学者在解释现代学徒制时往往从不同层面来论述，比如有的专家认为：从学校层面讲，现代学徒制是一种人才培养模式，主要以工学结合为核心，通过顶岗实习和订单培养等方式培养学生（学徒）岗位实践能力与基本理论知识，其是“学校和企业深度合作的典型模式，也是半工半读、工学交替的最佳形式”。学校层面实施现代学徒制，一般具有明确的人才培养目标、培养途径、培养时间与地点安排、课程内容安排和考核方式等，因此，它是一套较完整的人才培养模式，如图1所示。上述论述是从宏观上介绍现代学徒制的内涵，即工学结合，但是没有论述“工与学”的具体实施方案。在具体实施过程中授课过程的“学”也要按照现代学徒制的授课模式，即现代学徒制学校授课。

教育部《关于开展现代学徒制试点工作的意见》指出：“现代学徒制有利于促进行业、企业参与职业教育人才培养全过程，实现专业设置与产业需求对接，课程内容与职业标准对接，教学过程与生产过程对接，毕业证书与职业资格证书对接，职业教育与终身学习对接，提高人才培养质量和针对性。”可见，现代学徒制是需要行业或企业参与的，但是往往政策从制定到实施有一个过程。从目前情况来看，对现代学徒制多数是学校一方比较热心，而企业的积极性不高，当然企业积极性不高的因素很多。在这种“企业缺位”的情况下，院校在积极探索与企业合作模式期间，不能等，针对职业院校的一些专业课程，可以先行以现代学徒制的教学模式进行教学改革。笔者针对工业机器人技术课程，探索以现代学徒制的模式进行授课，通过实践，发现在“企业缺位”的情况下，依托实验实训教学也可以取得良好的教学效果。

（二）现代学徒制教学模式的流程。对高职学生来讲，工业机器人技术课程要培养学生熟练掌握操作工业机器人的技能，能对工业机器人设备进行安装、调试和维护。由培养目标来看，该课程的实践动手能力要求很高。因此，该课程配备有专门的工业机器人实训室，实训室就可以看作“工厂车间”。根据现代学徒制的特点即工学结合，学生去上课既是去学习又是去工作，把学习“工作化”。

“工作化”的学习过程，老师的角色在“车间领导”、“质量检验员”、“同事”和“师傅”之间变换。针对工业机器人技术课程，传授理论知识的时候，要把“师傅”的角色扮演好；到“工厂车间”即实训室上课，首先要扮演“车间领导”的角色，把“工作任务”即实训内容要求、注意事项、“工作方法”传达给各个“工人”即每个学生，安排好“工班组长”即学生小组长，由组长负责制；在“工作”过程中，老师又要扮演好“同事”的角色，及时发现“工作”的缺陷和不足，及时指导；最后完成“工作”后，在考核阶段老师要扮演好“质量检验员”的角色。在这个流程中，每个学生都有自己的任务，每个学生也都有督促者也就是“工班组长”，有问题可以及时向组长反映，整个组都解决不了，最终由“车间领导”来解决，这种“反馈机制”非常及时有效，做到了工学结合。在工业机器人课程授课过程中，这种仿照现代学徒制的模式取得了良好的效果。

三、现代学徒制教学模式在工业机器人技术课程中的实施

（一）实施措施。工业机器人技术课程实践性比较强，有工业机器人等实训设备，实训设备和企业生产所用的设备相同，在教学过程中，相关知识点体现在实训项目中。当然，现代学徒制教学模式要想取得良好的效果，还要采取以下措施：

1.企业调研，结合企业的实际生产制定教学项目。工业机器人技术课程的教学项目设置以企业的实际生产作为依据，如在“机器人的基本操作”教学项目中操作流程就严格按照企业操作规程进行操作。

2.以企业车间管理的模式把班级成员进行分组，选出组长、副组长。企业车间生产管理就是车间管理人员对生产过程进行计划、组织、指挥、协调和控制，以提高生产效率。在学徒制模式下，老师的角色就是充当“生产车间”管理人员，要把“工作任务”分配好，并根据任务要求，分组完成工作以提高学习效率。

3.强化身份认同，明确责任。强化身份认同，就是让学生感受到学徒制模式下自己就是“生产者”。各小组在互相竞争中完成项目任务要求，组长作为负责人要带领本小组完成教学项目。

4.教学项目任务讲解，知识点传授。作为“车间管理人员”的“师傅”要按照公司实际生产模式把任务分解，在分解任务的过程中要强调“生产过程”的注意事项及操作要领，把知识融入项目分解过程中。

5.在组长的带领下完成项目。完成任务讲解后，老师作为“师傅”兼“车间管理者”只需要做协调工作，项目实施过程中出现的各种状况应首先由小组长和组员配合解决，组长是任务实施的领导者和组织者。这样在完成项目过程中充分发挥学生的主观能动性，有利于知识的掌握。

6.教学过程中，有组长或者组长指定学生汇报“工作”进展情况。实际生产过程，作为“管理者”要掌握任务的进展状况，同样在学徒制模式下，老师也需要掌握学生的学习状况。在项目实施的各个环节有汇报的情况下，老师就很容易掌握学生的状况。

7.组织考核验收。考核是指在项目完成后，根据项目实施的环节要求进行考察。要制定详细的评分标准，比如机器人在搬运过程中，有没有掉落工件、动作的规划是否合理等。

8.各个组进行总结汇报。总结汇报的目的就是进行工作反思，在项目实施过程中出现了哪些问题、有什么工作环节要进行改进的，都要做总结。总结也是对项目实施的一个反馈形式，是对问题的分析、改进。

在这些环节中，老师开始是“师傅”的角色，当把知识点讲解完，项目任务布置以后，各个组长开始担起“师傅”的角色了，从而形成老师带组长、组长带学员的“师徒关系”。在教学过程中，如何体现“工学”结合呢？就是把项目的完成当作“工作”去做，知识点的掌握结合项目里的任务所需。

（二）教学案例。以工业机器人技术中“试教再现”教学项目为例进行现代学徒制模式授课。该项目是目前工业机器人作业的基础，实训设备就是真实的工业机器人。授课前设置好项目的具体任务、完成时间和要求。根据班级人数分好组，选定组长和副组长。该项工作可以在上课前提前通知班里的班干部，在上课之前就要完成。由于是实训操作，要把操作要点手把手地教给学习者，示范操作。在这个过程中，老师是“师傅”，所有学员都是“徒弟”，但是要重点教授组长。当然，中途如果小组成员或老师感觉组长掌握知识比较慢，可以调换组长。当示范操作完成以后，下面的工作就是让组长担任“师傅”的角色。小组成员有不懂的地方可以及时询问组长，这样在学习中遇到问题不至于拖沓。验收考核可以根据情况在每个小组里随机抽查，由于存在随机性，所以要求每个同学都必须掌握操作要点。

“试教再现”教学项目是模拟企业实际生产过程，这个项目就是“工作”，针对该项目的理论课程学习可以按小组的形式通过讲授、讨论和总结的形式进行。

实施现代学徒制教学发现，学生的学习积极性显著提高，且学习效率大幅提升，特别是在教学过程中能激发组长的学习潜能。组长作为“师傅”，不但自己要掌握教学项目的知识，而且要教会组里的所有组员。在总结汇报环节，小组成员分工协作，不仅学会了知识，而且能在讲台上表达出来，提升了学生的综合素质。

【参考文献】

[1]邵长春.项目式教学在《工业机器人技术》课程中的应用[J].亚太教育，2015（5）

[2]胡秀锦.“现代学徒制”人才培养模式研究[J].河北师范大学学报，2009（3）

[3]岑华锋.现代职业教育体系视角下现代学徒制构建研究[J].职教论坛，2013（6）

【基金项目】2015年柳州铁道职业技术学院立项课题“模块化机器人实训设备在教学中的应用研究与实践”（2015-B10）

【作者简介】邵长春（1985— ），男，硕士，柳州铁道职业技术学院讲师。