工业机器人行业应用现状及教学发展趋势探讨

彭军飞

摘 要 工业机器人在我国工业生产中发挥着越来越重要的作用，加快了生产速度，推动了人类社会的发展。在工业机器人生产领域不断地扩大，机器人生产的逐日变得复杂的大环境下，工业机器人人才开始面临紧缺。技工院校、高职院校和高等院校在培养工业机器人人才的任务也逐渐艰巨且富于挑战。

关键词 工业机器人;应用现状;机器人教学

社会上，科学技术的飞速发展，电子技术、网络技术、信息通信技术等技术不断被更迭，使得工业机器人在发展速度上也持续提升。当代，中国渐渐成为世界工业机器人使用最超前的大国，在各行各业每一领域都开始慢慢运用起工业机器人。将来，对工业机器人的应用人才的需求在数量上肯定会持续上升，所以在工业机器人快速应用的当下，也需要开始思虑到如何展开对机器人应用人才的培养[1]。

1工业机器人的定义

处在最早时期的工业机器人，只是作为人类生产中搬运材料工具或零件的设备，属性上有一定的可编程性。工业机器人最大的特征就是可以帮助人类处理较为复杂和繁重的工作，其起重能力强、运行速度快、操作精准度极高，在提高生产效率方面有着非常之大的贡献。

工业机器人一开始被设计的样式基本形同于人类手臂的样子，往往采用六关节设计模式，可以在空间内做完较为简易的运动和操作。在机器人手臂末端，加上装配不同的工具，可以满足不同功能的操作。以机器人使用功能的不同，可以将其归类成焊接机器人、喷涂机器人、搬运机器人、涂胶机器人等几类。不同功能的机器人手臂上的操作工具和设备不同，这是区分工业机器人功能较为显著的特征。

工业机器人最明显的特点主要包括精度和重复精度高、运行速度快。比如在汽车生产线或者手机装配线一类领域中，精度和重复精度是基础且较高的要求，倘若精度发生改变，会导致产品次品率有上升的可能性，企业将会面临无法估算的损失。

工业机器人除了在工业生产中发展得比较迅速，在医疗、社会服务、人类居家生活和军事等领域的应用也越来越频繁，无论哪一种工业机器人，都在影响着人类社会发展的格局。

2当前行业中对工业机器人的应用情况

（1）汽车行业。汽车行业是使用工业机器人最早的行业之一，也是当下世界应用工业机器人数量最多的领域。比如日本丰田、德国宝马基本上配套数量已经达到了100%的自动化生产线，其中最为明显的就是工业机器人“站位”的应用。在汽车生产中，工业机器人被分配的主要工作就是做好搬运、焊接、喷漆、涂胶以及部分器件安装等操作。其中搬运任务就是让工业机器人把汽车中的一些部件，搬运到下一个生产的环节上进行组装。焊接是工业机器人在汽车生产环节中比较典型的运用，因为焊接属于特殊工种，在过去人工操作通常会面临着各种危险;焊接也需要一定程度地熟练，并且需要富含技术，焊接点的完整程度直接影响着汽车车身强度以及运行的安全情况，因此汽车生产环节中，焊接就变得十分重要。喷漆基本上就是利用工业机器人对车身部分零部件实施喷涂处理，和人工喷涂进行比较，让工业机器人操作这一环节，可以有效避免油漆对人体造成的不必要伤害，同时呈现的喷涂效果也较为理想。一旦开展了调试，就可以大量喷涂生产，同时生产一致性非常高。涂胶机器人主要是负责汽车部分玻璃的黏合操作，其特点是涂胶均匀、一次成型、无过多废胶[2]。

（2）化工、食品生产中。在化工生产中，工业机器人可以运送一些人类无法直接接触的化学原料，并且可以进行原料的混合、化工运作等。化工生产本是危险性极高的行业之一，也是对人体伤害较大的行业。工业机器人的应用有效改变了化工生产格局，降低人受到危害的同时，还提高了生产效率。在食品生产中，通过不同工业机器人在食品生产线上的安装和运作，替代了传统生产线人工站位。减少食品生产和包装过程中的人工参与，能够有效提升食品安全质量，降低人工生产带来的不健康因素。

（3）军事应用。无人机、无人探测车、自动排爆车等是工业机器人在军事中最典型的应用。军事环境较为复杂，危险程度高。工业机器人在军事活动中，在某些方面可以有效替代人类操作，从而降低牺牲率，提高军事效果[3]。

（4）电子产品行业。在电子产品装配中，例如手机的装配生产，工业机器人发挥了重要作用，主要表现在精度高、速度快、产品一致性好。在电子产品装配生产中，常采用并联机器人，其特点是操作范围小，但是速度极快。针对某一特定生产线的数据表明，对比传统人工操作，采用机器人生产后，次品率下降了超过 75%，操作速度提升近 300%。因此工业机器人在电子行业中贡献极为突出。此外，在电子配件检测、搬运和包装中，工业机器人也起到了明显作用。

3学校在工业机器人上的教学发展趋势

工业机器人的课程在职业院校和高等院校都有开展，但是侧重点不同。高等院校的工业机器人主要以设计、仿真、高难度应用、精细化再开发等为主，而职业院校則是以当前市场上主流工业机器人的应用和维护为主，二者都是为工业机器人生产应用提供人才支撑。就目前工业机器人在各行各业大规模的应用及趋势，很明显其维护和调试人员缺口较大，因此职业院校在开展工业机器人专业时，必须要围绕这两点进行。工业机器人的维护专业主要包括机械维护和电气维护，包含两个大学科的知识，因此未来在开设此类课程中，应在基础课程中同时开展机械基础和电气基础课程，以培养较为综合的工业机器人维护人才。有些院校则是在原有专业基础上增加机器人维护课程，例如在机械专业中开展机械维保课程、电气机电专业则开展电气维保课程，二者人才的综合便是工业机器人维保人才。将来，工业机器人应用领域的范围会越来越广，在一些领域的应用也会慢慢从基础逐渐上升到复杂、精细化层面。工业机器人的发展一定会推动人类社会进步的步伐，此外大量工业机器人生产、维护和应用调试的人才需求也会面临严重缺乏。因此，在机器人行业前进的同时，也必须加快提高工业机器人应用人才队伍建设的进程。

参考文献

[1] 刘焱.工业机器人的应用现状与发展趋势研究[J].湖北农机化， 2019（8）：5.

[2] 沈玲，刘甘霖.职业院校工业机器人实训基地建设与探讨[J].内燃机与配件，2018（12）：253-255.

[3] 曹泓浩.工业机器人的应用现状及发展趋势[J].科技风，2019 （5）：145.