第一篇：工業機器人柔性焊接工作站的技術方案設計細則。

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文中介紹了機器人柔性焊接工作站的技術方案以及關鍵部件變位機、智能搬運器、工件定位工裝的設計。通過方案設計，解決了變位機定位精度要求高、控制系統與機器人的通訊、智能搬運器的取貨動作、工件的快速定位卡緊等技術難題。

隨著工業自動化的普及和發展，焊接變位機的應用也逐漸普及，主要是在汽車，電子，機械等領域的焊接,焊接變位機結合焊接機器人組成一個小型流水線可以更好地節約能源和提高生產效率。

1、技術方案

機器人柔性焊接工作站立足于一小型自動化流水線作業，能焊接長度在2.5米以下的各種工件，集自動上料、半自動定位裝卡、自動焊接、自動卸貨于一體。從而降低工人勞動強度，提高生產效率。為了達到總體設計要求，制定了滿足要求的技術方案，該設備主要由工件定位工裝、智能搬運器、變位機、構件周轉架、碼垛架、送料機構、電氣及氣動系統等構成一小型流水線，見圖1。

主要流程：

1）上料機構把原材料輸送到工位一； 2）人工輔助裝卡定位；

3）變位機把裝卡好的工件旋轉到工位二； 4）機器人焊接位置1； 5）翻轉軸翻轉90度； 6）機器人焊接位置2； 7）翻轉軸翻轉180度； 深圳稻草人自動化培訓www.tmdps.cn

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8）機器人焊接位置3，工件焊接完成； 9）變位機把焊接完的工件旋轉到工位一；

10）智能搬運器到工位1取貨搬運到碼貨架。這樣一個流程結束，其中，工位一裝卡區和工位二焊接區同時進行，大大提高了焊接效率。

2、變位機的設計

變位機是機器人柔性焊接工作站的核心部件，主要由鋼結構、旋轉軸、翻轉軸、導軌、快速卡環等組成，如圖2。

各部分的主要功能： 1）鋼結構為支撐部件；

2）旋轉軸使工位一和工位二的位置互換，達到焊接、卸貨和裝卡目的；

3）兩個翻轉軸為工位1或工位2的變位，使得機器人在最有利于焊縫成型的位置焊接和工件裝卡；

4）導軌作用是導向智能搬運器橫移到變位機上取貨； 5）快速卡環主要是焊接不同工件時快速更換工裝。

機器人柔性焊接工作站焊接精度主要由變位機的精度確定，由于機器人柔性焊接工作站的焊接精度在0.5mm以內，即變位機直徑為3.8米的轉盤在旋轉180度后的定位精度在0.5mm以內，翻轉定位精度也要在0.5mm以內。為達到以上要求，傳動采用伺服電機+復式活齒減速器，傳動精度達到0.01mm。

3、智能搬運器的設計

智能搬運器主要由升降架，橫移架、導向套、橫移輪、伸縮叉臂等組成，通過三臺電機的運行，實現能同時升降、橫移、伸縮動作的功能，從而達到卸貨目的，如圖3。深圳稻草人自動化培訓www.tmdps.cn

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智能搬運器是機器人柔性焊接工作站實現流水作業的重要部件，主要作用是通過導軌把變位機上焊接完成的工件搬運到碼貨架，降低工人勞動強度，提高了碼垛效率。

4、工件定位工裝的設計

工件定位工裝主要由工裝支座、定位勾、定位架、氣缸等組成，工裝支座為通用型，根據不同工件更換不同的定位架安裝在工裝支座上，通過變位機快速卡環將整個工件定位工裝與變位機連接；如圖4。

為同時實現工件的定位卡緊，巧妙的利用氣缸的伸縮動作，通過彈簧、拉鉤，實現了工件的定位卡緊兩個動作。通過變異，這一機構被廣泛應用在其他工件的定位卡緊中。

5、控制系統設計

控制系統揉合了人機界面、伺服閉環驅動、PLC定位模塊等主流自動化控制元件，精度得到了保證，操作更便利，維護更簡單。深圳稻草人自動化培訓www.tmdps.cn

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6、結束語

本文通過對機器人柔性焊接工作站的方案設計以及重要部件變位機、智能搬運器、工件定位工裝的設計分析，在控制系統設計過程中揉合了人機界面、伺服閉環驅動、PLC等主流自動化控制元件；并通過PLC與焊接機器人通訊，使得焊接變位機與焊接機器人無縫聯接。解決了以下關鍵技術：

1）傳動采用伺服電機+復式活齒減速器，解決了變位機定位精度的高要求； 2）解決了控制系統與機器人通訊問題； 3）解決了工件的快速定位卡緊；

機器人柔性焊接工作站的設計及投入使用，極大的提高生產效率，與人工焊接比較，效率提高了3倍多，并且大大降低了工人的勞動強度。

第二篇：焊接機器人工作站組成（最終版）

焊接機器人工作站是怎樣組成？? 焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及? 軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統）、送絲? 機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統，如激光或攝像傳感? 器及其控制裝置等。? 安川的焊接機器人工作站一般主要有工業機器人、焊接電源、輔助變位機、工裝夾具、? 電氣控制設備、安全防護欄等 6? 個部分組成。

第三篇：《工業機器人技術基礎+++》教學大綱

《工業機器人技術基礎》教學大綱

一、課程基本信息

課程名稱:工業機器人技術基礎 學時:48 適用對象: 工業機器人技術專業、電氣自動化技術專業、機電一體化技術專業 考核方式:考查

二、課程簡介

機器人學是一門高度交叉的前沿學科,機器人技術是集力學、機械學、生物學、人類學、計算機科學與工程、控制論與控制工程學、電子工程學、人工智能、社會學等多學科知識之大成,是一項綜合性很強的新技術。通過該課程的學習,使得學生基本熟悉這門技術以及其發展狀況,為今后從事工業機器人的操作管理、維護維修、系統安裝調試和集成設計的工作打下基礎。

三、課程性質與教學目的

本課程是專業基礎課,通過本課程的學習,使學生了解機器人及其應用,掌握機器人系統組成、機構、運動分析、控制和使用的技術要點和基礎理論。機器人是典型的機電一體化裝置,它不是機械、電子的簡單組合,而是機械、電子、控制、檢測、通信和計算機的有機融合,通過這門課的學習,使學生對機器人有一個全面、深入的認識。培養學生綜合運用所學基礎理論和專業知識分析問題解決問題的能力。第1章概述

機器人的基本概念,機器人的組成原理、機器人應用與外部的關系、機器人應用技術的現狀 第2章機器人的基礎知識

機器人的分類、機器人的基本術語與圖形符號、機器人的技術參數、機器人的運動學基礎、機器人的動力學基礎

第3章機器人的機械結構系統

機器人的機械結構系統、機器人的腕部機構、機器人的手部機構、機器人的行走機構 第4章機器人的驅動系統

機器人的驅動系統概述、電動機及其特性、液壓驅動系統及其特性 第5章機器人的控制系統

機器人的控制系統、伺服控制系統及其參數、交流伺服電動機的調速、機器人控制系統結構、機器人控制的示教再現、機器人控制系統舉例第6章機器人的感覺系統

機器人的傳感技術、機器人的內部傳感器、機器人的外部傳感器、機器人的視覺系統、機器人傳感器的選擇

第7章機器人的語言系統

機器人的語言系統概述、常用的機器人語言簡介、機器人的離線編程、機器人的編程示例 第8章工業機器人及其應用

工業機器人概述、焊接機器人、搬運機器人、噴涂機器人、裝配機器人

五、需要說明的問題

1.本大綱適用于工業機器人技術、電氣自動化技術、機電一體化技術專業;2.本大綱的學時為參考學時,學時如有變化,任課教師可在此大綱的基礎上增減一些內容。3.選用教材時要盡量選用新版教材,或最新獲獎教材。

4.習題和實驗內容著重加深基本概念的理解,基本方法的運用和創新能力的培養,從而鞏固課堂教學效果。2017年8月24日

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第四篇：《工業機器人技術》課程教學改革

《工業機器人技術》課程教學改革

摘要：《工業機器人技術》是一門多學科交叉的、理論與實踐結合緊密的課程。本文結合《工業機器人技術》課程特點和教學中存在的若干問題，提出建立貫穿教學內容的主線，改善實踐條件和鼓勵自我探索的改革措施。實踐表明這些改革措施是合理的，并在教學中取得了良好的效果。

關鍵詞：工業機器人；教學改革；應用型本科

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0074-02

當前，世界范圍內新一輪科技革命和產業變革加速進行，國家實施創新驅動發展、“中國制造2025”、“互聯網+”等重大戰略，機器人技術專業領域的人才需求愈趨旺盛，因此培養具有創新性，符合社會實踐崗位的人才是當前應用型本科院校進行《工業機器人技術》課程教學改革的核心。

一、《工業機器人技術》課程教學現狀

《工業機器人技術》是機電一體化、自動化等相關專業的專業方向課之一，涵蓋機器人結構、機器人運動學、動力學、軌跡規劃、機器人控制等內容[1][2]，涉及機械原理、機械設計、電子電路技術、自動控制原理、傳感器技術等知識，是一門多學科交叉、理論與實踐緊密結合的課程，對培養學生機電一體化、自動控制技術的綜合實踐能力具有重要意義。

目前我院的機械設計及其自動化專業和自動化專業均嘗試開設《工業機器人技術》課程，課程被安排在第七學期開課，理論32課時，實踐8課時，在教學過程中主要存在問題如下：

1.課程需要的先學知識欠缺。學生在學習《工業機器人技術》這門課程之前，需要具備一定的機械結構和控制理論方面的基礎知識，而大部分應用型本科院校中，機械設計及其自動化專業和機電一體化專業的同學具有力學、運動學、機械結構、電工、電子方面的知識卻缺乏控制理論的基礎知識，自動化專業的同學具有控制理論、電機拖動、信號與系統等方面的知識卻缺乏力學、機械結構方面的知識，導致在這些專業開設《工業機器人技術》都有不少的障礙，學生難以對課程產生整體認識。

2.缺乏適合的教材。應用型本科院校以本科教育為主，面向區域經濟社會，以學科為依托，以應用型專業教育為基礎，以社會人才需求為導向，培養高層次應用型人才，要求學生具有一定的理論素養，以滿足應用所學理論知識進行科技創新的需要，同時要求學生掌握本專業相關技術，具有較強的實踐動手能力。工業機器人的相關教材有的偏重理論講解，而有的教材卻流于產品說明或用戶指南[3]，難以適應應用型本科學生的特點與教學需求。

3.涉及的概念抽象。工業機器人的控制以運動學和動力學為基礎，這就離不開D-H坐標系的建立和空間坐標的變換，即使能讓學生看到機器人實體也難以直觀展現抽象的坐標系、工作空間、關節空間等概念。此外運動學、動力學方程的推導、微分運動分析等抽象、復雜的數學推導很容易讓學生望而卻步，喪失學好該課程的信心，不利于課堂教學的開展[4]。

4.實踐條件缺乏。目前的工業機器人產品缺乏規范性，品牌繁雜且互不兼容，開放程度較低，因此如何選擇具體的工業機器人進行實踐教學也是面臨的一個難題，而且機器人造價不菲，受資金和場地等條件的制約，構建專門的機器人實驗室的成本太高，這就造成了目前這門課程的實踐條件缺乏，實踐環節難以開展，無法充分調動學生的學習熱情。

二、改革措施的探索

《工業機器人技術》的教學目的包括：使學生了解有關機器人技術方面的基本知識和機器人學的基本原理和方法，掌握機器人所涉及的基本理論和關鍵技術，培養學生綜合運用所學基礎理論和專業知識解決專業領域內實際問題的能力，為此對課程進行如下三個方面的改革。

1.建立貫穿教學內容的主線。坐標變換、運動學、動力學、機器人本體結構、機器人控制是《工業機器人技術》的關鍵部分，為了讓學生將零散的知識有個整體的認識，先從機器人的機械結構入手，講解機器人三大組成部分（機械部分、傳感部分、控制部分）的關系[5]。由于機器人控制的本質是對下列方程式的雙向控制[2]：

V（t）？圮T（t）？圮C（t）？圮θ（t）？圮X（t）

（其中：X（t）為末端執行裝置的狀態，包括位置、姿態和開閉狀態等，θ（t）為關節變量，C（t）為作用在各關節上的力矩矢量，T（t）為各傳動電動機的力矩矢量，經過變送器送到各個關節，V（t）為施加在電動機上的電流或電壓矢量。）

以機器人雙向控制方程式為主線，以典型機器人（如PUMA560）為例，對坐標變換、運動學、動力學、軌跡規劃、機器人控制系統進行由淺及深的講解，明確各個部分內容在上述控制方程式中的作用，先對機器人控制有個全局的了解，再細化到實現機器人控制的每一個層級，帶著問題一層一層剖析，整個課程的學習就連貫起來了，而且學生也能明白地知道每次課在整個機器人控制中的位置，目標明確了，更能調動學習的主動性和積極性。最后，結合授課老師的科研項目或對具體對象控制過程的相關視頻資料，展開典型工業機器人的應用分析，如噴涂、焊接、碼垛機器人，使學生對所學基礎內容的工程應用有深入的了解和直觀的認識。此外，在課程授課過程中穿插與課程內容有關的機器人最新研究成果，比如本田公司的雙足機器人、用于軍隊和康復治療的穿戴式機器人等，不僅對于提高同學們的學習興趣有一定的幫助，而且能拓寬同學們的視野，提高其領悟力。

2.改善實踐條件。工業機器人的實踐環節作為《工業機器人技術》教學體系中的重要組成部分，將學生的綜合素質培養和創新能力培養作為核心，在加強學生對基礎理論知識理解的同時，更培養學生運用所學知識的實踐操作能力和創新能力。工業機器人的認識實驗共2學時，主要以實驗室現有的6軸工業機械手為對象，了解工業機器人基本結構與工作原理，熟悉機器人機械結構特點、電氣線路硬件情況及手動運行機械臂，觀察關節運動情況。機器人的運動學、動力學、軌跡規劃和運動仿真共4學時，利用MATLAB的robotics toolbox實現[6]，利用ADAMS軟件強大的仿真模塊，在Simulink中實現對虛擬樣機的控制操作，最后安排2學時到校外企業觀摩工業機器人的工程應用，增強對所學知識應用場景的切身體驗。后繼的工業機器人技術實踐環節擬引入ABB公司的Robot Studio建立工業機器人離線編程示教工作站[7]，以數字化工廠為實踐平臺，增加學生的動手??踐、創新的機會。

3.鼓勵自我探索。哈佛前校長認為，教學內容固然重要，但對于學生影響更為深遠的是教學方法[8]?！豆I機器人技術》是一門較難的課程，通過前述機器人雙向控制方程式將分散的知識點貫穿成一整體，幫助同學明確每一部分在整個機器人控制中的作用，每開始新的知識點前，必用啟發式的問題，引導學生思考在已有知識的基礎上，如何往下一步展開，從而引起學生的學習興趣，鼓勵學生在課后搜集相關資料，主動尋找答案。以參與期末綜合評分作為激勵，分組在課堂上展開討論，最后由老師對研討情況進行點評、總結和補充講解，讓學生帶著問題學習，充分調動學生的學習積極性，通過這個過程，學生的自我學習、探索和創新能力可以得到有效培養。

三、結語

《工業機器人技術》對學生難，對授課老師也是很大的挑戰，由于沒有完全適應的教材，授課老師需要根據教學目標選定的授課內容，引入緊跟時代潮流的知識豐富教學內容，整理講義，選擇能激發學習興趣的教學方法，有效培養學生的綜合應用所學知識解決實際問題的能力和工程實踐能力，?@個過程永無止境。課程教學改革是一個長期、不斷深化的過程，相信在后續的教學過程中會有不斷的改進和完善。

參考文獻：

[1]李團結.機器人技術[M].北京：電子工業出版社，2009.[2]蔡自興.機器人學基礎[M].北京：機械工業出版社，2015.[3]于霜.高職院校工業機器人創新實踐教學研究[J].科技創新導報，2015，12（20）：25-25.[4]黃用華.理工科高校《工業機器人》課程教學改革淺析[J].科技信息，2012，（21）：20.[5]于楚泓.《工業機器人技術》課程教學改革探索[J].科技風，2017，（8）：54-54.[6]謝斌.基于MATLAB R obotics Toolbox的機器人學仿真實驗教學[J].計算機教育，2010，（19）：140-143.[7]高慧.工業機器人離線編程技術課程教學創新[J].佳木斯職業學院學報，2017，（7）.22-24.[8]戴敏，張志勝，史金飛.大學生創新與實踐能力培養的探索――“教育機器人設計與制作綜合實踐”課程建設的一點體會[J].東南大學學報：哲學社會科學版，2008，（s1）：259-261.

第五篇：工業機器人技術專業

社會需求

工業機器人作為先進制造業中不可替代的重要裝備和手段，已成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。目前我國正處于加快轉型升級的重要時期，以工業機器人為主體的機器人產業，正是破解我國產業成本上升、環境制約問題的重要路徑選擇。中國工業機器人市場近年來持續表現強勁，市場容量不斷擴大。工業機器人的熱潮帶動機器人產業園的新建。到目前為止，上海、徐州、常州、昆山、哈爾濱、天津、重慶、唐山和青島等地均已經著手開建機器人產業園區。產業的發展急需大量高素質高級技能型專門人才，人才短缺已經成為產業發展的瓶頸。

培養目標

本專業主要培養德、智、體、美全面發展，具有在生產一線從事工業機器人及其相關機電設備的安裝、編程、調試、運行維護和設備管理的高端技能型專門人才。

培養擁護黨的基本路線，具備德、智、體、美等全面發展的綜合素質，掌握使用工業機器人為主的工業控制、自動化應用等必備知識，具備從事工業機器人自動化生產線安裝、調試、維護、系統集成的綜合職業能力，適應工業機器人操作、工業機器人調試、工業機器人生產線維護、工業機器人設備集成和改造等職業崗位任職要求的高素質技術技能應用型人才。能力要求

要求學生通過三年的學習，能夠掌握一般工業機器人的結構、運動原理等基本知識，掌握機器人的安裝調試、編程操作、維護與維修的技能，并具有良好的實際生產水平，滿足工業機器人應用的技能要求。具有良好的團結協作、鉆研、踏實肯干的職業精神與專業素養。

相關優秀院校 南陽職業學院 主要課程：

專業核心課程：《機器人機械系統》、《機器人控制技術》、《機器人視覺與傳感技術》、《工業機器人應用與編程》、《現場總線技術及其應用》。

主要實踐環節：《典型電氣控制設備專項訓練》、《自動生產線的集成與控制》、《嵌入式控制系統專項訓練》、《機器人機械系統專用周》、機器人技術綜合實訓、《電工電子實訓》、《頂崗實習Ⅰ》、《畢業實踐》。就業面向

1)面向機器人及其關聯設備制造企業，從事機器人及其相關機電設備的應用、編程、調試和系統集成;2)面向機器人及其關聯設備銷售企業(主要代理公司)，從事機器人及其相關機電設備的應用、編程、調試和維護;3)面向擁有機器人及其關聯設備的公司(主要自動化企業)，從事機器人及其相關機電設備的運行維護和系統集成。

培養模式

1、雙證教學，以賽促學

獲得學歷證的同時，取得維修電工、機器人操作、CAD繪圖員等證書中的至少一項以上的職業資格證書，鼓勵學生多取得職業資格證書。同時鼓勵和支持學生參加省部級等各類大賽，培養工業機器人技術高素質應用型專門人才。面向工程應用的教學模式：

1、課程的多種目標當中，突出面向工程應用的職業能力和職業素養的培養目標；

2、課程教學的載體是真實的生產設備與自動化生產線；

3、以完整的工作過程來設計實訓項目和任務；

4、行為主體是學生；行為的引導是教師；

5、注重設置理論實踐一體化課程教學情境。

就業前景

1、就業崗位

工業機器人系統的模擬、編程、調試、操作、銷售及工業機器人應用系統維護維修與管理、生產管理及服務等。

2、職業前景

無錫乃至長三角地區高職層次的“機器人及其相關機電設備的運行、維護和管理”人才的缺口較大，需求較多，在人力成本上升的背景下，工業機器人前景進入了一個大發展的時代。機器人正在代替人工完成勞動強度大、勞動環境惡劣的生產過程，工業機器人的應用也催生了大量新崗位，包括工業機器人的安裝、調試及維護、維修等。同時，機器人制造商需求大量制造、編程與調試、安裝與維護、銷售等技術服務人員。適應崗位

1、機器人制造廠商： 機器人組裝：銷售、售后支持的技術和營銷人才；

2、機器人系統集成商：機器人工作站的開發、安裝調試、技術支持等專業人才；

3、機器人的應用企業：機器人工作站操作、編程調試、維護等技術人才。

4、機電一體化專業的工作崗位