工業(yè)機器人行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀及教學(xué)發(fā)展趨勢探討

彭軍飛

摘 要 工業(yè)機器人在我國工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，加快了生產(chǎn)速度，推動了人類社會的發(fā)展。在工業(yè)機器人生產(chǎn)領(lǐng)域不斷地擴大，機器人生產(chǎn)的逐日變得復(fù)雜的大環(huán)境下，工業(yè)機器人人才開始面臨緊缺。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)也逐漸艱巨且富于挑戰(zhàn)。

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

社會上，科學(xué)技術(shù)的飛速發(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)不斷被更迭，使得工業(yè)機器人在發(fā)展速度上也持續(xù)提升。當(dāng)代，中國漸漸成為世界工業(yè)機器人使用最超前的大國，在各行各業(yè)每一領(lǐng)域都開始慢慢運用起工業(yè)機器人。將來，對工業(yè)機器人的應(yīng)用人才的需求在數(shù)量上肯定會持續(xù)上升，所以在工業(yè)機器人快速應(yīng)用的當(dāng)下，也需要開始思慮到如何展開對機器人應(yīng)用人才的培養(yǎng)[1]。

1工業(yè)機器人的定義

處在最早時期的工業(yè)機器人，只是作為人類生產(chǎn)中搬運材料工具或零件的設(shè)備，屬性上有一定的可編程性。工業(yè)機器人最大的特征就是可以幫助人類處理較為復(fù)雜和繁重的工作，其起重能力強、運行速度快、操作精準(zhǔn)度極高，在提高生產(chǎn)效率方面有著非常之大的貢獻(xiàn)。

工業(yè)機器人一開始被設(shè)計的樣式基本形同于人類手臂的樣子，往往采用六關(guān)節(jié)設(shè)計模式，可以在空間內(nèi)做完較為簡易的運動和操作。在機器人手臂末端，加上裝配不同的工具，可以滿足不同功能的操作。以機器人使用功能的不同，可以將其歸類成焊接機器人、噴涂機器人、搬運機器人、涂膠機器人等幾類。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)機器人功能較為顯著的特征。

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。比如在汽車生產(chǎn)線或者手機裝配線一類領(lǐng)域中，精度和重復(fù)精度是基礎(chǔ)且較高的要求，倘若精度發(fā)生改變，會導(dǎo)致產(chǎn)品次品率有上升的可能性，企業(yè)將會面臨無法估算的損失。

工業(yè)機器人除了在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展得比較迅速，在醫(yī)療、社會服務(wù)、人類居家生活和軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越頻繁，無論哪一種工業(yè)機器人，都在影響著人類社會發(fā)展的格局。

2當(dāng)前行業(yè)中對工業(yè)機器人的應(yīng)用情況

（1）汽車行業(yè)。汽車行業(yè)是使用工業(yè)機器人最早的行業(yè)之一，也是當(dāng)下世界應(yīng)用工業(yè)機器人數(shù)量最多的領(lǐng)域。比如日本豐田、德國寶馬基本上配套數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了100%的自動化生產(chǎn)線，其中最為明顯的就是工業(yè)機器人“站位”的應(yīng)用。在汽車生產(chǎn)中，工業(yè)機器人被分配的主要工作就是做好搬運、焊接、噴漆、涂膠以及部分器件安裝等操作。其中搬運任務(wù)就是讓工業(yè)機器人把汽車中的一些部件，搬運到下一個生產(chǎn)的環(huán)節(jié)上進(jìn)行組裝。焊接是工業(yè)機器人在汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)中比較典型的運用，因為焊接屬于特殊工種，在過去人工操作通常會面臨著各種危險;焊接也需要一定程度地熟練，并且需要富含技術(shù)，焊接點的完整程度直接影響著汽車車身強度以及運行的安全情況，因此汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，焊接就變得十分重要。噴漆基本上就是利用工業(yè)機器人對車身部分零部件實施噴涂處理，和人工噴涂進(jìn)行比較，讓工業(yè)機器人操作這一環(huán)節(jié)，可以有效避免油漆對人體造成的不必要傷害，同時呈現(xiàn)的噴涂效果也較為理想。一旦開展了調(diào)試，就可以大量噴涂生產(chǎn)，同時生產(chǎn)一致性非常高。涂膠機器人主要是負(fù)責(zé)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[2]。

（2）化工、食品生產(chǎn)中。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(jìn)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）軍事應(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[3]。

（4）電子產(chǎn)品行業(yè)。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(xiàn)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學(xué)校在工業(yè)機器人上的教學(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(xì)化再開發(fā)等為主，而職業(yè)院校則是以當(dāng)前市場上主流工業(yè)機器人的應(yīng)用和維護(hù)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(hù)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(jìn)行。工業(yè)機器人的維護(hù)專業(yè)主要包括機械維護(hù)和電氣維護(hù)，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(hù)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(hù)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。將來，工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域的范圍會越來越廣，在一些領(lǐng)域的應(yīng)用也會慢慢從基礎(chǔ)逐漸上升到復(fù)雜、精細(xì)化層面。工業(yè)機器人的發(fā)展一定會推動人類社會進(jìn)步的步伐，此外大量工業(yè)機器人生產(chǎn)、維護(hù)和應(yīng)用調(diào)試的人才需求也會面臨嚴(yán)重缺乏。因此，在機器人行業(yè)前進(jìn)的同時，也必須加快提高工業(yè)機器人應(yīng)用人才隊伍建設(shè)的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉焱.工業(yè)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研究[J].湖北農(nóng)機化， 2019（8）：5.

[2] 沈玲，劉甘霖.職業(yè)院校工業(yè)機器人實訓(xùn)基地建設(shè)與探討[J].內(nèi)燃機與配件，2018（12）：253-255.

[3] 曹泓浩.工業(yè)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技風(fēng)，2019 （5）：145.