机器人专业论文（精选6篇）
篇1：机器人专业论文
摘 要：本设计是根据机器人系统与PLC控制系统的之间的逻辑控制为准则，对两者之间信号的编码组合，然后提出汽车焊接系统集成行业自动程序标准化的方案，能够使用户程序做到可移植性，易读性，准确追踪故障点。
关键词：PLC；机器人；标准化引言
随着工业技术发展，工业机器人自动化生产线已成为当前智能化装备的主流及发展方向。机器人多用在自动工位上，由外围设备控制用户程序启动和运行，实现自动控制，提高了工厂的生产效率，降低损耗、实现效益扩大化。本文主要介绍着FANUC系统机器人由三菱PLC实现自动标准化控制方案。控制系统
2.1 系统结构设计
本系统的结构由机器人系统和PLC控制系统组成，采用CC-Link分散型I/O控制方案，系统结构如图1所示。PLC完成机器人的用户程序控制和现场总线信号采集，HMI完成显示信号状态、报警、控制管理等功能[1]。
2.2 系统工作原理
本系统是基于CC-Link现场总线的工业过程控制局域网，PLC对机器人的控制属于自动控制，通过PLC实现不同条件时对机器人不同用户程序的调用与控制，实现同一台机器人完成不同工作的柔性化控制。同时机器人程序运行过程中，PLC对机器人的特定段进行分段控制，对进入特定运动区域进行信号互锁与禁止保护，同时PLC处理采集机器人和外围设备信号反映到人机交互界面，供现场操作人员判断机器人的运行状态和故障处理[2]。标准化程序设计
3.1 标准化程序概念
在自动化系统集成行业中，标准化程序就是规范用户程序结构和逻辑，能够使用户程序结构清晰、简明易懂、缩短维护周期、可移植性提高，减少故障等。
3.2 标准化信号编码
首先我们对PLC与机器人（Robot在表中简称R）之间信号进行处理[3]，对工装夹具的车型及机器人的每个程序，每条路径做一些编码。如表格1所示。
3.3 标准化程序工作流程设计
在一个机器人和周围工装夹具的工作站的焊接过程中，分为两步：一是任务开始验证，在一个周期内每次程序运行，PLC都会对机器人的准备位做出判断，如果不在准备位，就会调用回到准备位的程序，让机器人回到准备位，这时准备位的验证任务关闭。二是任务开始，机器人给PLC发送一个请求继续（Request to Continue）的信号，然后PLC回馈机器人请求继续完成（Continue OK）的信号，这样就可以调用焊接程序，焊接程序的调用要根据每个工装夹具的车型号不同来调用。焊接完成之后，机器人回到原点，PLC会对当前工位的一些信号关闭，再关闭所有的信号，然后等待下一个开始工作的脉冲信号到来。如图2所示，机器人运动周期所有的信号处理和程序调用规则流程。
3.4 验证结果
本方案的设计已经在江苏北人机器人系统股份有限公司的部分项目上得到验证，在稳定性，可移植性，故障排除效率上得到现场维护工程师的首肯，在后期项目的方案设计上将逐步应用这套方案，并加以细节完善。结束语
总的来说，首先要理顺控制系统的结构及其原理，然后参照一些机器人系统的信号处理规则，提出PLC对机器人控制的一些标准，对两者之间的控制信号进行编码，设计出一个周期的工作流程图，使用户程序的逻辑顺序更清晰。并可以使项目可移植性，减少企业成本和维护周期。
参考文献：
[1]张正兵，李晓娜.机器人在焊接中的应用[J].电焊机，2008（06）：44-47.[2]杨秀文.自动化生产线中CC-Link总线技术及工业机器人通讯[J].机器人技术，2014（04）.[3]FANUC工业机器人编程手册[K].[机器人自动化专业论文]相关文章：
篇2：机器人专业论文
21世纪以来,国内外对机器人技术的发展越来越重视。机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一,自问世以来,就一直备受瞩目。40余年来,有关它的研究取得了长足的进展。各种形态、功能的机器人相继面世,而未来的机器人将是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器,是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。机器人技术被认为是对未来新兴产业发展具有重要意义的高技术之一。欧盟在第七框架计划(FP7)中规划了“认知系统与机器人技术”研究、美国启动了“美国国家机器人计划”、日本、韩国在服务型机器人方面也制定了相应的研究计划,我国在国家高技术研究发展计划(863计划)、国家自然科学基金、国家科技重大专项等规划中对机器人技术研究给予极大的重视.国内外产业界对机器人技术引领未来产业发展也寄予厚望.由此可见,机器人技术是未来高技术、新兴产业发展的基础之一,对于国民经济和国防建设具有重要意义。
你初印象中的机器人是什么样子的呢?是不是说一个长的像机器人样子的玩意就是机器人呢?其实说起机器人,我们头脑里马上会联想到那些会唱歌跳舞干工作而且有头有手的小东西。其实那只是机器人的狭意理解。人们提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。人们提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。可以说与人类类比的话,机器人的完整意义应该是一种可以代替人进行某种工作的智能程序化及自动化设备。近些年来,机器人技术研究和应用取得了突出的进展,但仍面临着巨大挑战。
作为人类20世纪最伟大的发明之一,机器人在短短的几十年内发生了日新月异的变化。近几年机器人已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。机器人技术的出现和发展,不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化,而且将对人类社会产生深远的影响。随着社会生产技术的飞速发展,机器人的应用领域不断扩展。从自动化生产线到海洋资源的探索,乃至太空作业等领域,机器人可谓是无处不在。目前机器已经走进人们的生活与工作,机器人已经在很多的领域代替着人类的劳动,发挥着越来越重要的作用,人们已经越来越离不开机器人帮助。一直以来,机器人就在逐步融入我们的生活中,每一年我们都可以看见新的机器人面世,也可以看到越来越多的机器人应用到各个领域。机器人行业的发展与30年前的电脑行业极为相似。今天在汽车装配线上忙碌的一线机器人,正是当年大型计算机的翻版。而机器人行业的利基产品也同样种类繁多,比如协助医生进行外科手术的机械臂、在伊拉克和阿富汗战场上负责排除路边炸弹的侦察机器人、以及负责清扫地板的家用机器人,还有不少参照人、狗、恐龙的样子制造机器人玩具。
机器人从面世到进入本世纪,发展不可以不谓之快,各国对其的研究与投产从未间断。据国际机器人联盟调查,2004年,全球个人机器人约有200万台,到2008年,还将有700万台机器人投入运行。按照韩国信息通信部的计划,到2013年,韩国每个家庭都能拥有一台机器人;而日本机器人协会预测,到2025年,全球机器人产业的“蛋糕”将达到每年500亿美元的规模(现在仅有50亿美元)。与20世纪70年代PC行业的情况相仿,我们不可能准确预测出究竟哪些用途将推动这个新兴行业进入临界状态。不过看起来,机器人很可能在护理和陪伴老年人的工作上大展宏图,或许还可以帮助残疾人四处走走,并增强士兵、建筑工人和医护人员的体力与耐力。
目前,我国从事机器人研发和应用工程的单位200多家,拥有量为3500台左右,其中国产占20%,其余都是从日本、美国、瑞典等40多个国家引进的。2000年已生产各种类型工业机器人和系统300台套,机器人销售额6.74亿元,机器人产业对国民经济的年收益额为47亿元,我国对工业机器人的需求量和品种将逐年大幅度增加。
在计算机技术、网络技术、MEMS技术等新技术发展的推动下,机器人技术正从传统的工业制造领域向医疗服务、教育娱乐、勘探勘测、生物工程、救灾救援等领域迅速扩展,适应不同领域需求的机器人系统被深入研究和开发。机器人技术所涉及的应用领域众多,其中包括工业机器人、移动机器人、医疗与康复机器人和仿生机器人领域等。
工业机器人已广泛应用于汽车工业的点焊、弧焊、喷漆、热处理、搬运、装配、上下料、检测等作业.在物流、码垛、食品和药品等领域,工业机器人正逐步代替人工从事繁重枯燥的包装、码垛、搬运作业.工业机器人研究的运动学标定、运动规划、控制等已有成熟的控制方案.但由于工业机器人是一个非线性、多变量的控制对象,而制造业也对机器人性能提出新需求,机器人的控制方法仍是研究重点,工业机器人技术也朝着智能化、重载、高精度、高速、网络化等方向发展.结合位置、力矩、力、视觉等信息反馈,柔顺控制、力位混合控制、视觉伺服控制等方法得到大量研究,以适应高速、高精度、移动机器人的应用广泛,覆盖了地面、空中和水下,乃至外太空.机器人利用航迹推算、计算机视觉、路标识别、无线定位、SLAM等技术进行定位;基于地图完成机器人运动路径的规划和运动控制;结合语音识别、图像识别,实现友好的人机交互,提供引导、解说、物品递送等服务.为家庭、老人、残障人服务的,具有单臂或多臂的移动机器人研究得到重视。
机器人技术的研究和应用已从传统的工业领域快速扩展到其他领域,如医疗康复、家政服务、外星探索、勘测勘探等.而无论是传统的工业领域还是其他领域,对机器人性能要求的不断提高,使机器人必须面对更极端的环境、完成更复杂的任务,因而,也为机器人研究提供了新的动力。过去的工业机器人又聋又哑,灵活性差,但是它们精确性好,效率也高。放弃了传感器,视觉系统等零部件后,可视化机器人正变的越来越普遍,功能也多了起来,这个行业正在经历急剧性的改变。通过对最近创业公司、机器人新应用以及技术发展的分析,可以发现这些改变在中国的发展趋势中已初见端倪,他们正不断的投资以及收购机器人公司。在过去的 50 多年里,制造业的工业机器人轻松地干着又脏又枯燥又危险的活,但是今天的顾客想要更加个性化的产品,想要有更快的机器人,同时成本在下降,公司高管们也希望自动化带来了更高的效率,在这个条件下,很多新的领域都出现并雇佣了移动和可视化机器人,尤其是中小企业和物流业,政府,农业,调查,建设和医疗也是如此。过去几年中,工业机器人领域的收入已经占了整个行业的销售额的 75%(据国际机器人联合会(IFR)报道)。在未来的几年里,据包括 IFR 等机构的预测,工业机器人领域将会出现两位数的年均复合增长率。无论如何,在研究工业机器人的五个最大用户国的数据中,除了中国外,其他四国的年复合增长率预测将达到 6% 到 9%,而中国则有望超过 25%。在政策刺激和自我驱动下,中国经济已经持续通过了工业化、城镇化和消费驱动增长的所有经济阶段。在机器人领域,驱动增长的因素有很多:出口汽车的质量水平要求达到能够被证明实现机器人自动化;政府 5 年多种激励计划培育本土机器人产业;不断增长的薪资改变了工人与工业机器人雇佣结构;高端工业机器人技术人才的大量需求。
如此看来,中国正在吞并买卖双方市场。不管怎样,对中国公司来说,占领国内的机器人市场需要他们支撑起当下缺失的部分,这很难,需要提高整体质量和精确度。如臂端工具,减速器和谐波传动这类零部件将需要实现本土制造,不再进口。中国风投公司正并购国际公司,同时投资国内致力于尝试完善零部件的公司和国际公司,并重新定位自己在国内的销售和制造方向。
工业机器人中在汽车领域应用的最多,多家汽车公司采用与人类和共同协作的机器人替代了旧式工业机器人,获得所需要的灵活性。这是一个由优傲开启的充满活力正在增长的的机器人领域,同时也充满了来 Kuka,ABB 和其他国际机器人公司的竞争。
这些协作机器人的主要优势是它们灵活、安全和能快速应用,还有便于训练。购买协作机器人投入生产可能不利于利润增长,但确是很好的业务,尤其是对于那些想要使用机器人的企业来说。在最近的针对农业这个对成本非常敏感的产业的调查中,我们发现很多公司都偏向于向农民提供机器人使用服务,而不是向他们售卖机器人。稀释、播种、灌溉、航空成像和分析就是这些农业机器人服务的典型案例。提供服务而不是销售产品的观念一直以来都是向市场推广未经测试过的产品的一个好方法,而相关创业公司也从中发现了规模经济的好处。分析利用无人机航拍的数据并规划出可以付诸实施的计划,这已经跨越了产业的边界,不仅仅是大型企业需要这项技术,还有石油和天然气公司、非政府组织,以及政府也希望利用这项技术来监控人类难以进入的区域。安全公司也将「机器人即服务」这一理念应用在了安保等领域。性能越来越好、价格越来越低的视觉系统,特别是低成本的 3D 视觉系统、导航系统和运动系统让很多创业公司能够为工厂、仓库和分发中心提供高效的物料搬运服务。在金融危机期间,物流行业的资本支出没有大幅增加,因为已有的系统似乎能够处理所有的载负。但是我们知道,消费者只想更快地拿到自己的货物,但物流仓库不会持续对新技术、新方法投入太多资金。进一步来说,这些新技术需要和物流行业现有的设施和系统兼容;很少有公司会为了新技术而重新建一个仓库,或者改变自己的方法和系统。中国同时也在刺激着国内的机器人产业增长。但中国在核心技术方面仍处于落后地位,所以需要一些公司成为拓荒者,用创新将产业向前推进。
通过分析已有的机器人技术研究工作,机器人技术的应用和研究显现出从工业领域快速向其他领域延伸扩展.而传统工业领域对作业性能提升的需求、其他领域的新需求,极大促进了机器人理论与技术的进一步发展.在工业领域,工业机器人的应用已不再仅限于简单的动作重复.对于复杂作业需求,工业机器人的智能化、群体协调作业成为解决问题的关键;对于高速度、高精度、重载荷的作业,工业机器人的动力学、运动学标定、力控制还有待深入研究;而机器人和操作员在重叠的工作空间合作作业问题,则对机器人结构设计、感知、控制等研究提出了确保人机协同作业安全的新要求.在工业领域以外,机器人在医疗服务、野外勘测、深空深海探测、家庭服务和智能交通等领域都有广泛的应用前景.在这些领域,机器人需要在动态、未知、非结构化的复杂环境完成不同类型的作业任务,这就对机器人的环境适应性、环境感知、自主控制、人机交互提出了更高的要求.1)环境适应性.机器人的工作环境可以是室内、室外、火山、深海、太空,乃至地外星球,其复杂的地面或地形、不同的气压变化、巨大的温度变化、不同的辐照、不同的重力条件导致机器人的机构设计和控制方法必须进行针对性、适应性的设计.通过仿生手段研究具有飞行、奔跑、跳跃、爬行、游动等不同运动能力的、适应不同环境条件的机器人机构和控制方法对于提高机器人的环境适应性具有重要的理论价值.2)环境感知.面对动态变化、未知、复杂的外部环境,机器人对环境的准确感知是进行决策和控制的基础.感知信息的融合、环境建模、环境理解、学习机制是环境感知研究的重要内容.3)自主控制.面对动态变化的外部环境,机器人必须依据既定作业任务和环境感知结果利用内建算法进行规划、决策和控制,以达到最终目标.在无人干预或大延时无法人为干预的情况下,自主控制可以确保机器人规避危险、完成既定任务.4)人机交互.人机交互对于提升机器人作业能力、满足复杂的作业任务需求具有重要作用.实时作业环境的三维建模,声觉、视觉、力觉、触觉等多种人机互的实现方式、人机交互中的安全控制等都是人机交互中的重要研究内容.针对上述问题的研究,通过与仿生学、神经科学、脑科学,以及互联网技术的结合,可能将加速机器人理论、方法和技术研究工作的进展.机器人技术与仿生学的结合,不仅可以促进高适应性的机器人结构设计方法的研究,对于机器人的感知、控制与决策方法的研究也能够提供有力的支持.机器人学与神经科学、脑科学的结合,将使得人–机器人间的应用接口更加方便,通过神经信号控制智能假肢、外骨骼机器人或远程遥操控机器人系统,利用生物细胞来提升机器人的智能,为机器人研究提供了新的思路.机器人学与互联网技术的结合,使机器人可以通过互联网获取海量的知识,基于云计算、智能空间等技术辅助机器人的感知和决策,将极大提升机器人的系统性能.机器人是人类的得力助手,能友好相处的可靠朋友,将来我们会看到人和机器人会存在一个空间里边,成为一个互相的助手和朋友。随着社会的发展,机器人将使人们从繁重的体力和危险的环境中解放出来,给人们带来更好的生活环境,使人们有更好的岗位去工作,去创造更好的精神财富和文化财富。展望21世纪,机器人将会与20世纪计算机的普及一样,深入地应用到各个领域。所以很多专家预测,在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展一个重要时期,也是智能机器人发展的一个关键时期。目前国际上很多国家,也对机器人对人类社会的影响的估计提出了新的认识,同时,我们也可以看到机器人技术,涉及到多个学科,机械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等,它是一个国家高技术实力的一个重要标准。
篇3：我国机器人产业专业人才储备不足
世界56%机器人用在中国据国际机器人联盟的统计显示,中国目前是应用机器人最多的国家,23万个机器人当中56%的机器人是中国在使用,其次是日本、美国、韩国。中国有如此巨大的机器人市场,但是产业创新弱、产业相对小、竞争能力差,成为中国机器人产业的发展“瓶颈”。高峰感叹,从产业链看,机器人产业上游是零部件,中游是机器人本体,下游则是系统集成,“国内机器人产业主要集中在下游的系统集成。工业机器人有三大核心技术:控制器、减速机、机器人专用伺服电机及其控制技术,而国内在这三项缺乏拔尖企业。”对于目前国内机器人产业“大市场、小份额”的现状,高峰认为,专业人才储备不足也是制约国内机器人产业难大踏步的原因。他直言,目前国内并没有专门的机器人专业,而一名机器人研发专业人才的培养往往要经过十几年的时间。
我国机器人产业专业人才储备不足“每年从我团队毕业的机器人专业博士就只有十几个人,这个专业要求他们是一个综合性的人才,机械、力学、电子,方方面面的专业都要掌握。为了补足人才缺口,企业开始尝试与高校合作培养的模式。”按需制造走出“中国特色”“目前来看,国内机器人企业的核心部件制造技术仍然相对国际顶尖水平有一定差距,但是在细分行业的系统集成应用上,还是有新的突破口。”除了市场布局之外,准确定位,找到自己的市场销售渠道对于国内机器人企业而言也很重要。
篇4：工业机器人专业双元制教学初探
关键词：双元制 工业机器人 教学改革
中国的职业教育一直在不断改革，以适应新新式、新变化，努力培养真正与企业生产接轨的应用型人才。在德国，双元制是职业教育的主要形式，在企业中应用很广，近几年也被我国的一些企业借鉴或采用。双元制是一种国家立法支持、校企合作共建的办学制度，即由企业和学校共同担负培养人才的任务，按照企业对人才的要求组织教学和岗位培训。《国务院关于大力发展职业教育的决定》中指出：职业教育要以服务现代化建设为宗旨，为提高劳动者素质特别是职业能力服务。实施双元制教学模式，对推进职业教育改革，加强与企业生产实际的紧密结合具有积极的现实意义和广阔的发展前景。中国的学校也纷纷推行双元制教育模式，学习德国双元制职业教育成功的经验，使现在的毕业生与以往的相比，从方方面面都有着显著的提高。
一、背景
2013年开始，国家、浙江省、嘉兴市相继出台和发布了“机器换人”政策与口号，并进行大力推广，实行一系列的优惠政策鼓励企业进行机器换人。但是，在嘉兴乃至全国，真正开设工业机器人专业并教学的学校极少，而企业则出现“买得起机器人也用不了机器人”的尴尬。笔者学校抓住机遇，在2013年申报了工业机器人应用与维护专业，现有在校生129人，并于2013年经浙江省人力资源和社会保障厅审批开办高级技工班。目前学校在两个高中起点班开设工业机器人实训教学已近一年。
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科高新技术于一体，技术附加值很高的设备。对此，国家没有相应的标准，学校也没有真正专业对口的师资。在这样的背景下，学校只能结合整个教研组乃至整个系部的力量摸索着边自学边教学，碰到问题及时求教企业技术人员，发挥企业的作用。
二、具体实施
1.前期准备
由于双元教育中所涉及企业的参与度高，因此在选择企业时学校必须进行多方考察、探讨，让企业也清楚认识到学校目前的专业情况以及未来的成长空间。双方必须达成共识，制订项目实施方案，协商确定“学校与企业协议”和“企业与学生协议”的具体内容。
2.实施途径
（1）双元招生。校企双方先后安排入学前的新生赴工业机器人制造或应用企业参观考察，相关企业提供职业发展指导，从而使学生进一步了解机器人专业。学校与公司开展工业机器人班选拔性考试，学生经选拔后既是学校的学生，又是公司的准员工。
（2）双元计划。根据公司专业人才需求，进行典型岗位、工作任务与职业能力分析及教学条件的分析。然后，校企双方共同确定人才培养目标、教学计划、课程设置，确定培训课程的教学内容与评价方式，并共同设计各类教学文件，确定教学进度。
（3）双元基地。公司方以工业机器人生产车间作为师生专业技术培训基地，对学校师生进行综合的生产性实训；学校则在公司方技术支持下，建立了工业机器人校内实训基地，在校内开展工业机器人的工作原理、组成及基础技术培训。校企两个实训基地互为补充，各有特色。
（4）双元教学。校企双方采用师徒结对、工学结合、产训一体等方式，全面开展面向工业机器人的双元教学，推进现代学徒制的建设。师徒结对是指学校机器人专业教师长期与该公司机器人专业工程师结对、机器人班学生与公司技术师傅结对两个层面的结对，前者侧重师资培养，后者则为学生培养。
（5）双元评价。学校与公司共同制定了工业机器人项目师生学习评价体系，做好过程性评价与考核工作，如《专业教师下企业实践手册》《教师教学质量考核办法》《工业机器人项目现代学徒制师生评价体系》等。
3.组织安排
现代学徒制模式下技能人才核心能力培养策略分为理论学习阶段、学徒阶段以及顶岗实习阶段，从这三个阶段来培养学生的专业核心能力与职业核心能力。
第一阶段为预备期，在学校以学习理论以及基本的技能为主，在企业以“企业体验”为主，组织几次参观企业、感受企业的文化内涵为主，并邀请企业的专家到学校来给学生讲解企业的文化、产品生产过程等内容，为第二阶段做准备。
第二阶段以“项目实训”和“轮岗实训”的形式进行。第一学期在学校用该企业生产的机器人在企业师傅的指导下按项目进行实训，并在六个项目中由学生任选三项目，进行项目实训并总结。第二学期在企业进行轮岗实训并在五个岗位中由学生任选二个岗位进行岗位轮训并总结。这阶段以强化技能为主，并学习剖析常见生产应用方案的特点，并初步接触自动生产线，以适应企业生产的要求，为第三阶段的顶岗实习做准备。
第三阶段学生在企业进行顶岗实习，并取得相应的技能等级证书和学历证书。
三、预期目标
一是提高人才核心能力的培养质量和针对性，真正实现教学与企业零距离对接。
二是优质就业，实施现代学徒制的学生优质就业，一次就业率96%以，专业对口率85%以上。
三是通过工业机器人现代学徒制的尝试，对其他专业的复合型高技能人才培养模式与管理制度有一定的借鉴作用。
四是创新新专业复合学科师资队伍的建设途径，适应工业转型升级的急切需要。
四、对双元制教育的思考
1.相关法律法规及政策支持
最早实施的德国联邦政府颁布了十多项有关职业教育的法令，而我国甚少。实施双元教育必然导致学生的部分规定课程参加不了，在对学生的毕业考核、相关技能等级认定方面必须出台相应的政策，或是以在企业的学习项目代替相应课程的成绩。
2.企业参与度问题
企业参与度不高是主要问题。企业讲究的是利益，因为双元教育的实施对企业来说付出了不少的人力物力，短时间是没有任何经济效益的，甚至可能造成生产的滞后，直接带来经济损失。目前在走访的企业当中，有认为学校是走形式的或是玩玩的，直接拒绝的也有。因此，参与合作的企业必须是紧密合作的，培养的学生正是该企业迫切需要的。双元制教育替代了毕业生入职后的再培训，使学生毕业后直接能到岗位上从事生产或相关技术工作。
3.学生管理
虽然学生进入企业学习，但还是学生的身份，年龄也小，有可能直接从事企业生产任务，企业师傅的教育不比在学校，学生有更大的自由空间，导致自控力和约束力上不强。因此需制定除学校以外的规章制度，并提前告知学生进行学习，如《学生生活管理制度》《考勤制度》《安全生产管理制度》等。学校对学生的入企阶段实施教师跟班策略。将整班学生分成三组，如机体安装、电路接线、程序调试，要求配备工作经验丰富，责任心强的校、企双班主任，每组派一名教师全程跟随管理，并做好相关记录。落实教学教育水平高、实践经验丰富的专业教师和企业师傅，加强对学生的思想、纪律、安全、学习等教育教学管理，确保学生安全、守纪，防止意外事故发生，每天早晚大巴车接送，确保对企业不造成任何负面影响。
篇5：工业机器人--论文
摘要：工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。
关键词：工业机器人；构造；中国工业机器人；发展前景；
由来
1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表，特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。
20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手。
所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元
特点
戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆机构联接在一起，预先设定的机械手动作经编程输入后，系统就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作，示教过程中，机械手可依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列全部记录在存储器内，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置，故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。
1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。目前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。
构造与分类
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆
柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。
应用
所谓工业机器人，就是具有简单记忆和可变控制程序的自动机械。它是在机械手的基础上发展起来的，国外称为industrial robot。工业机器人的出现将人类从繁重单一的劳动中解放出来，而且它还能够从事一些不适合人类甚至超越人类的劳动，实现生产的自动化，避免工伤事故和提高生产效率。，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。随着世界生产力的发展，必然促进相应科学技术的发展。工业机器人能够极大地提高生产效率，已经广泛地进入人们的生活生产领域。
20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。
由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。中国的工业机器人
我国工业机器人起步于70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。
70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。
进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一
批特种机器人。
从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。
虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。
工业机器人在世界其他主要国家的发展：
美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像Adept Technologe、American Robot、Emersom Industrial Automation 等。
德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于 日本和美国，其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型，而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后
工业机器人的发展前景
在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。
机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。
日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人，并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。
根据日本政府2007年指定的一份计划，日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元，拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准，百万工业机器人相当于千万劳动力，是目前日本全部劳动人口的15%。
我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制
造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。
一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须具备5个要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。
总结
篇6：机器人概论论文
摘要：简要回顾了机器人技术的发展历程，介绍了当今世界机器人技术。并预测了今后机器人技术的发展趋势及发展策略。
关键词： 机器人，机器人技术，发展
机器人的诞生与发展
1920年克作家卡雷尔.卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。剧情是这样的 ：罗萨姆公司把机器人作为人类生产的工业产品推向市场，让它去充当劳动力，以呆板的方式从事繁重的劳动。后来，罗萨姆公司使机器人具有了感情，在工厂和家务劳动中，机器人成了必不可少的成员。该剧预告了机器人的发展对人类社会的影响。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”(农奴)写成了“Robot”（机器人）。这也是人类社会首次使用“机器人”这一概念。
自动化技术的发展，特别是计算机的诞生，推动了现代机器人的发展。50年代是机器人的萌芽期，其概念是“一个空间机构组成的机械臂，一个可重复编程动作的机器”。1954年美国戴沃尔发表了“通用重复型机器人”的专利论文，首次提出“工业机器人”的概念；1958年美国联合控制公司研制出第一台数控工业机器人原型；1959年美国UNIMATION公司推出第一台工业机器人。60年代随着传感技术和工业自动化的发展，工业机器人进入成长期，机器人开始向实用化发 展，并被用于焊接和喷涂作业中。70年代随着计算机和人工智能的发展，机器人进入实用化时代。日本虽起步较晚，但结合国情，面向中小企业，采取了一系列鼓励使用机器人的措施，其机器人拥有量很快超过了美国，一举成为“机器人王国”。80年代，机器人发展成为具有各种移动机构、通过传感器控制的机器。工业机器人进入普及时代，开始在汽车、电子等行业得到大量使用，推动了机器人产业的发展。为满足人们个性化的要求，工业机器人的生产趋于小批量、多品种。90年代初期，工业机器人的生产与需求进入了高潮期：1990年世界上新装备机器人81000台，1991年新装备76 000台。1991年底世界上已有53万台工业机器人工作在各 条战线上。随后由于受到日本等国经济危机的影响，机器人产业也一度跌入低谷。近两年随着世界经济的复苏，机器人产业又出现了一片生机。90年代还出现了具有感知、决策、动作能力的智能机器人，产生了智能机器或机器人化机 器。随着信息技术的发展，机器人的概念和应用领域也在不断扩大。
机器人的现状
1、制造环境下作业的工业机器人
国际机器人联合会于1998年对世界上机器人的应用情况进行了调研，截止到1997年底，历年来世界上共销售工业机器人95万台，现役工业机器人总数为71.1万台。1997年世界上共 装备各种工业机器人85 000台，比1996年增长6.5%，销售额为48亿美元，比1996年减少4％。销售量上升而销售额下降主要是由于机器人单价下降和美元对其它货币之间的汇率变化造成的。预计1997～2002年世界机器人年平均增长9％，2001年销售量比1997年增长41％。在机械行业不景气的情况下，机器人能连续增长，也显示了机器人在工业生产中的重要性。
2、非制造环境下的特种机器人
随着机器人技术的发展，机器人智能程度在不断提高，这也拓宽了机器人的应用领域，出现了一些新的发展热点。
(1)仿人机器人 工业机器人是为工业大生产而设计的，为了适应各种不同的应用现场，其形状多种多样，但根本没有一点人模样，这也使很多机器人爱好者大失所望。为了使机器人更容易让人接受，也为了让机器人像人一样能完成各种工作，各国都在开发不同规格、不同 功能的仿人机器人。从仿人机器人的集成情况看，日本本田公司的P2、P3最先进。P2机器人于1996年问世，身高185 cm，体重210 kg。它能通过重力感应器和脚底的触觉感应器把地面的信息传到大脑（电脑），机器人的电脑再根据情况进行判断，进而平衡身体，稳步前进。它不仅可以走平路，而且可以爬台阶和在倾斜路面上行走；不仅可以推车，而且可以通过遥控拧螺钉。P3机器人是P2 机器人的改进型，它比P2更先进。P3身高160 cm，体重130 kg，与人类 更加接近。为了进一步推动仿人机器人的发展，日本于1998年推出了人型机器人计划。该计划为期5年，共分两个阶段：第一阶段为1998～1999年；第二阶段为2000～2002年，总投资200亿日元，这也是它的第三个机器人计划。日本的第一个机器人计划是1983年启动的“极限作业机器人”计划，为期8年，总投资155亿日元；第二个机器人计划是1991年启动的为期10年的“ 微机械技术”开发计划，总投资250亿日元，目前仍在执行中。
(2)军用机器人 随着武器系统的不断发展，士兵在战场上的生存条件越来越差。为了保护士兵的生命，无人作战系统的应用越来越广泛。军用无人作战系统按不同的应用空间分为水下机器人系统、地面机器人系统、无人机（空中机器人）和空间机器人系统。其中无人机发展最快，已得到广泛的应用。在北约对南联盟的空袭过程中就曾大量使用了无人机，其中有多驾被击落。微型无人机是90年代中期出现的一个新生事物，由于微型无人机在战场侦察、生化探测等诸多方面有着巨大的应用潜力，所以发展特别快。现在微型无人机还处于研究阶段，其飞行方式，有像飞机一样采用固定翼的，有像昆虫一样采用扑翼的，也有像直升飞机一样采用旋翼的。微型飞机遇到的主要困难有动力问题、空气动力学问题、通讯与控制问题、侦察传感器问题等。地面军用机器人很多人认为是很遥远的事情，对现在的战争影响不大，其实不然，美国从1999～2005财年计划投入4.586亿美元，2005年以前将有一大批遥控及半自主地面军用机器人装备美国陆海空三军。
(3)水下机器人和空间机器人 现在的水下机器人已能下潜到世界上最深的海底，空间机器人索杰纳也已成功地登上了火星。国家高技术研究发展计划(863计划)支持研制的6000 m自治水下机器人于1997年圆满完成了太平洋洋底调查任务，获得了大量数据和资料。这次应用调查任务的完成不但表明了我国已掌握研制水下机器人的高技术能力和手段，而且已经进入洋底多金属结核资源的探测应用的实用阶段，海底作业型机器人如探测、取物、救险、埋缆正在研制之中。
(4)服务机器人 这是指能在工业、农业生产中代替人的工作，从事家庭服务和社会服务的机器人。目前在非制造领域中已开发出多种实用化的服务机器人，如在农业中的收获机器人、嫁接机器人、除草机器人，在建筑业中的钢构架焊接、涂覆、检查、测量机器人，在电力工业 中的检查、清扫、除污、高空高压作业机器人，在石油、煤气行业中的管道和贮罐的检查、修补机器人，等等。
世界机器人之父恩格尔伯格认为，服务机器人与人们生活密切相关，服务机 器人的应用将不断改善人们的生活质量，这也正是人们所追求的目标。一旦服务机器人和其它机电产品一样被人们接受，走进千家万户，其市场将不可限量。恩格尔伯格创建的TRC公司的第一个服务机器人产品是医院用的“护士助手”机器人，它于1 985年开始研制，1990年开始出售，目前已在许多国家几十家医院投入使用，且市场前景看好。现在世界各国都在积极研制各种用途的服务机器人：智能轮椅、机器人病房、移动病人等助老助残机器人，火灾侦察、人员营救、灭火等消防机器人，高楼清洗、飞机清洗等保洁机器人，等等。
(5)微型机器人 微型机器人技术是正在兴起的机器人新领域，包括微机械及其基础材料、微电子、微驱动与控制技术、微测量技术、微传感器、微能源、微系统设计等。微小型机器人在民用、军用、科学实验中将大有用武之地。尽管其实用化还在研究之中，但已显现出远大前程。微小型机器人技术将会对机器人引发一场革命，并将对社会各方面产生重大影响。
机器人技术发展预测及策略
随着人类活动领域的不断扩展和对快捷舒适生活方式的要求，同时随着计算机技术的快速发展和人工智能研究的逐步深入，在本世纪机器人技术仍将保持高速的发展态势，并将呈现以下几方面的趋势：
1、开发具有高智能的智能机器人将成为机器人技术的一个发展重点。智能机器人具有较高的思维判断能力，语言理解和表达能力，能够较好地与人类交流，并能够完成比较复杂的任务。
2、较强的自适应性将成为未来机器人的一个重要发展方向。自适应性强意味着机器人能够自发调整自己的行为状态来适应外部环境的变化，从而提高了机器人工作的稳定性。
3、在工业机器人大力普及的同时，服务性机器人将快速走进人类生活的方方面面，而且拥有较强的语言交流能力，仿人形的外部特征的仿人机器人将极大拉近人类与机器人之间的距离。
4、多机器人协作以发挥群体智能的多机器人系统将越来越受到重视。虽然随着机器人技术的发展，机器人的能力不断提高, 机器人应用的领域和范围也在不断扩展，但是对于一些复杂的任务，单个机器人不再是最好的解决方案,而由是多个机器人组成的系统。
机器人技术将是决定一个国家现代化程度的重要标志。一个国家的机器人技术要发展首先需要国家的大力扶植,即国家从政策和资金上支持本国机器人产业的发展。在日本机器人产业发展的初期,日本出台了一系列支持本国机器人发展的政策,如购买本国机器人的公司会在税收上得到优惠,大力鼓励购买国产机器人,为机器人的发展提供了良好的环境;同时国家也在科研经费上支持机器人技术的研究,并以经费引导本国机器人技术的发展方向,为以后日本成为机器人行业最大的生产国和出口国奠定了基础。其次,各科研机构应勇于创新,大胆改革,依据“需求牵引、技术驱动”的方针,闯出一条适合国情的科研、生产、销售一体化的道路,使我国成为新的机器人王国。
在21 世纪，技术的发展将加快,市场的竞争将更加激烈,如何快速发展我国的机器人技术和产业已迫在眉睫。因此,为了我国未来机器人的发展,各科研机构应当改变过去各自为政的局面,加强彼此的技术交流与合作。我们一定能够完全自主制造出自己的工业机器人，并且将工业机器人推广应用到制作与非制造等广大的行业中，提高我国劳动力成本，提高我国企业的生产效率和国际竞争力，从整体上提高我国社会生产的安全高效，为实现伟大祖国的复兴贡献力量。
郑州轻工业学院
《机 器 人 概 论》论 文
题
目：论机器人
姓
名：樊
学
号：541101010108
所在学院：电气信息工程学院