第一篇：工業機器人技術專業人才需求調研報告

《工業機器人技術》專業人才需求調研報告

一、工業機器人技術發展現狀

1.工業機器人正向全球范圍內普及

生產力在不斷進步，推動著科技的進步與革新。自工業革命以來，人力勞動已經逐漸被機械所取代，工業機器人的出現是人類在利用機械進行社會生產史上的一個里程碑。全球諸多國家近半個世紀的工業機器人的使用實踐表明，工業機器人的普及是實現自動化生產，提高社會生產效率，推動企業和社會生產力發展的有效手段。隨著工業機器人向更深更廣方向的發展以及機器人智能化水平的提高,機器人的應用范周還在不斷地擴大,已從汽車制造業推廣到其他制造業,進而推廣到諸如采礦機器人、建筑業機器人以及水電系統維護維修機器人等各種非制造行業。此外,在國防軍事、醫療衛生、生活服務等領域機器人的應用也越來越多,如無人偵察機(飛行器)、警備機器人、醫療機器人、家政服務機器人等均有應用實例。機器人正在為提高人類的生活質量發揮著重要的作用。

“工業4.0”兩大主題，“智慧工廠”重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現；“智能生產”主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。工業機器人屬于上述信息物理融合系統（CPS）或“物理計算”理念或課題（Physical Computing）。據統計，目前全世界大約有100萬機器人在世界各個角落辛勤工作，特別是在人類難以勝任的危 險環境里。日本是機器人密度最高的國家，每10萬人中就有295個機器人。目前，全球工業機器人裝機總量已達到100多萬臺，主要分布在日本、美國、德國等發達國家。機器人新增的需求主要來自中國等新興市場，日本等發達國家的保有量較為平穩。

在我國，工業機器人的最初規模應用是在汽車和工程機械行業，主要用于汽車及工程機械的噴涂及焊接。工業機器人主要以點焊、弧焊、裝配和搬運機器人為主，我國的工業機器人市場已經開始形成，特別是加入WTO以后，對各種以工業機器人為主的先進自動化裝備的需求日益迫切。我國現有的機器人研究開發和應用的工程單位超過200家，其中從事工業機器人研究和應用的超過80家。基本掌握了操作機的設計制造技術、控制系統硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規劃技術，開發出弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人，目前生產的各類工業機器人中有90%以上用于生產中。

2.中國將成為全球最大的機器人市場

近年來，中國已成為工業機器人增長最快的國家之一。2004年以來，國內機器人市場年均增長率達到40%以上。2011年，我國工業機器人市場增長率更是高達51%，位居全球第一。23000臺的絕對增量也僅次于日韓，排在全球第三位。中國工業機器人幾年內或將迎來井噴式發展，而非簡單的線性增長。這種井噴式增長，與我國人口和經濟現狀密切相關。過去我們曾依靠低廉而充沛的人力資源，將中國發展為世界最大制造業大國。但隨著用工成本的增長，“人才紅利”取代“人口紅利”，成為中國制造向中國智造轉變的關鍵。在這樣一個 2 轉折點上，工業機器人的井噴式增長，既反映出這樣的趨勢，也將為中國制造提“智”奠定堅實基礎。

機器人產業作為高端智能制造的代表，在新一輪工業革命中將成為制造模式變革的核心和推進制造業產業升級的發動機。數據顯示，國內工業機器人市場需求日益強勁，新安裝量年均增長高達40%。三年內，機器人的應用會有快速的增加，五年后，機器人的應用就會有一個直線式的上升。可見，我國機器人的應用是今后發展的一個大趨勢。

3.國家政策扶持機器人產業的發展

2012年4月，科技部出臺《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》和《服務機器人科技發展“十二五”專項規劃》，提出“十二五”期間將重點培育發展工業和服務機器人新興產業。其間，我國將攻克一批智能化高端裝備，發展和培育一批高技術產值超過100億元的核心企業。在第二個“規劃”中，提出攻克工業機器人本體、精密減速器、伺服驅動器和電機、控制器等核心部件的共性技術，自主研發工業機器人工程化產品，實現工業機器人及其核心部件的技術突破和產業化。服務機器人規劃中提到，全球服務機器人的產值將由2010年的約171億美元，增加到2025年的517億美元。我國將重點培育發展服務機器人新興產業，重點發展公共安全機器人、醫療康復機器人、仿生機器人平臺和模塊化核心部件等四大任務。

2012年8月，財政部公示2012年智能制造裝備項目擬支持單位名單，共有64個項目入圍，其中機器人相關的上市公司項目達到9 個，包括掛在柴可力的WP517系列發動機柔性自動化裝配生產線、軟控股份和賽輪股份的輪胎行業工業機器人產業化、寶信軟件的基于開放式標準總線大型自控系統、海立股份的空調壓縮機柔性自動化裝配生產線、三一重工的自動導引車AGV系統工程機械產品加工應用、海大集團的面向包裝物流領域搬運機器人、天地科技的高端液壓支架智能焊接加工車間以及振華重工的海上鉆井平臺裝備制造智能化焊接車間等。國家政策顯示將大力扶持機器人及工業自動化產業的發展。

中國本周公布了實施制造強國戰略的首個十年行動綱領《中國制造2025》，她被視為中國版的“工業4.0”規劃，為繼改革開放以來，再次向西方開放式學習。行動綱領提出：緊密圍繞重點制造領域關鍵環節，開展新一代信息技術與制造裝備融合的集成創新和工程應用。支持政產學研用聯合攻關，開發智能產品和自主可控的智能裝置并實現產業化。依托優勢企業，緊扣關鍵工序智能化、關鍵崗位機器人替代、生產過程智能優化控制、供應鏈優化，建設重點領域智能工廠/數字化車間。對于機器人，圍繞汽車、機械、電子、危險品制造、國防軍工、化工、輕工等工業機器人、特種機器人，以及醫療健康、家庭服務、教育娛樂等服務機器人應用需求，積極研發新產品，促進機器人標準化、模塊化發展，擴大市場應用。突破機器人本體、減速器、伺服電機、控制器、傳感器與驅動器等關鍵零部件及系統集成設計制造等技術瓶頸。

4.工業機器人應用人才教育 2012年5月30日

興產業發展規劃》工業機器人等高端裝備制造產業已列入“十二五”國家戰略性新興產業。預計到2015年中國機器人市場需求總量將占全球比重16.9%成為全球第一大市場。10年后機器人產業將是一個上萬億元產值的產業集群。目前，不少教育集團也將目光轉向工業機器人應用人才教育領域，希望為我國的高端制造業和工業機器人應用的發展添磚加瓦，通過職業教育和企業人才培訓來助力“中國智造”。

工業4.0時代背景下，信息化與全球化融合、個性化和定制化生產方式和生活方式以及大數據、云計算、虛擬化生活等等新技術的和理念的涌現，都給現代工業機器人應用人才培養模式帶來新的挑戰。這就要求我們的職業教育和人才培訓要培養出適應第三次工業革命需要的創新型人才和高素質勞動者。

二、工業機器人人才需求

1.機器人及智能裝備產業的發展迫切需要大量高技能人才 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。

2.工業機器人的日益廣泛應用需要高技能專門人才

傳統制造業的改造提升、人工成本快速提高促使企業用工業機器人來提高產業附加值、保證產品質量，使工業機器人及智能裝備產業面臨前所未有的發展時機。目前在長三角地區使用工業機器人的企業六千多家，人才缺口達5000人左右。不僅企業需要工業機器人現場編程、機器人自動化線維護等方面的人才，還需要大量從事工業機器人安裝調試和售后服務等工作的專門人才。隨著我國制造業的發展，預計未來3-5年，工業機器人的增速有望達到25%，高技能人才缺口將逐年加大。

3．工業機器人應用人才結構性矛盾突出

目前國內高職院校尚無工業機器人應用方面的對口專業，從事工業機器人現場編程、機器人自動線維護、工業機器人安裝調試等崗位的人員主要來自對電氣自動化技術、機電一體化等專業畢業生的二次培訓，而且短期培訓難以達到崗位要求。

4.工業機器人應用人才荒

伴隨著機器人熱的另外一個隱憂也隨之浮出水面，那就是工業機器人應用工程師的人才荒。一臺工業機器人（機械臂）能否投入到生產當中去，以及能發揮多大的作用，取決于生產工藝的復雜性，產品的多樣性還有周邊設施的配套程度。而解決這些問題卻需要3到5名相關的操作維護和集成應用人才。目前，機器人在汽車制造以外的一般工業領域應用需求快速增長，而相應的人才儲備數量和質量卻捉襟見肘。

工業機器人應用（系統集成）是典型的多學科交叉融合的行業，目前的當務之急，是大量培養掌握機器人系統知識并能與各行業工藝要求相結合的應用工程人才，幫助用戶解決機器人的應用的實際問題，取得實效，以此開拓機器人市場。從一些招聘要求不難看出，操 作機器人的技術人員，是目前企業中最缺的技術工人。企業把工業機器人買回來以后，想要把標準的機器人變成一臺可以投入生產的專用自動化設備，這就需要機器人應用工程師結合生產工藝和工件的類型，通過手動示教編程并結合周邊的輔助設施，才能使機器人完成特定的任務。

5.機器人技術對接區域經濟

許昌市作為河南省中原城市群的主要城市之一，在許昌市建設的國家電子信息產業園、中原電氣谷，為機械加工、汽車后市場、電子信息類專業的發展提供了強大的支撐，入住的企業急需高水平技能型的機械加工、電子信息等專業從業人員。此外還有服務于許昌周邊地區及珠江三角洲和江浙等沿海經濟發達地區的從業人員。機器人技術集電子、信息、物流、自動控制、數控技術于一體，許昌一些現代化水平比較高的企業（比如：富士康集團新鄭工業園區、中煙集團許昌公司、許繼集團、森源電氣）開始越來越多地應用工業機器人。一方面是工業機器人應用高端技術人才需求飆升，一方面是相應的人才供應奇缺，更為重要的是，工業機器人應用及高端技術人才的大量缺口，已經開始制約相關技術領域的進展，成為地方產業發展的掣肘。因為，強化校企合作，推行嵌入式課程，創新專業申辦，崗位實訓等學科教育創新模式，通過開設短期培訓班或專業共建模式，引入實務課程，提升教育質量。推行“出口即入口”教育模式，即為從人才培養的最終就業目標倒過來設計課程內容，解決學生就業問題。

三、專業建設基礎條件 我院具備工業機器人技術專業的辦學條件。我院現有機電一體化技術、電氣自動化技術、機械設計與自動化、應用電子技術等高職專科專業，這些為我系工業機器人技術專業的申辦提供了良好的基礎。

1.初步建立了一支結構合理、素質優良的專業教學團隊 我院有機電一體化技術、應用電子技術省級教學團隊，他們有扎實的專業基礎、有多年的教學經歷并積累了較為豐富的教學經驗，完全可以勝任工業機器人技術專業的教學工作。機電一體化技術、電氣自動化技術、機械設計與自動化、應用電子技術等專業現有33位專任教師、46位從企業引進的企業能工巧匠作兼職教師，專任教師中碩士21人，副高職稱以上18人，“雙師型”教師28人，許昌市學術技術帶頭人3人，河南省教育廳學術帶頭人1人。

2.實驗實訓條件良好

目前機電一體化技術、電氣自動化技術、機械設計與自動化、應用電子技術專業現有功能實訓室12個，綜合實訓室4個，兩個省級重點實習實訓基地、一個中央財政支持的提升專業服務產業發展能力建設項目，每年企業培訓1200人次。2014年新建機器人實訓室，能同時容納40人進行工業機器人實訓，滿足教學需要。校中廠兩個，可容納50人進行生產性實訓，滿足“學徒制”教學的要求。

3.積極探索工學結合人才培養模式，并收到了良好效果 我院重點建設專業機電一體化技術的大部分課程都可以移植到工業機器人技術專業，這也為該專業的創建也提供了堅實的基礎和可借鑒的經驗。積極推行工學結合人才培養模式和實施“工作站”式的 頂崗實習管理模式，對培養應用性人才起到了顯著的作用，應屆畢業生出現了供不應求的狀況。

4.科研和社會服務取得了一定成果

五年來相關專業的骨干教師主持及參與教科研課題20余項，與當地企業合作開設PLC、組態軟件、觸摸屏等多種培訓課程，并每年為企業培訓技師、高級技師、中高級維修電工300余人。在國內外重要學術期刊上發表論文30多篇，其中核心期刊12篇，被EI檢索的文章5篇。

5.學生競賽連創佳績

在近五年中，機電工程系在省部級及以上職業院校技能競賽中獲得一等獎4個、二等獎8個，三等獎17個。

四、專業定位

根據工業機器人應用的要求不同，結合生產實踐經驗，對工業機器人應用人才培養的目標與工廠或客戶的實際需求結合起來，為企業輸送一批既具備工業機器人控制系統知識，又能結合工藝和生產要求，能提出自動化解決方案并組織實施的應用人才。1.培養目標

本專業培養擁護黨的基本路線，德、智、體、美等全面發展，具有良好的科學文化素養、職業道德和扎實的文化基礎知識。具有獲取新知識、新技能的意識和能力，能適應不斷變化的工作需求。熟悉企業生產流程，具有安全生產意識，嚴格按照行業安全工作規程進行操作，遵守各項工藝流程，重視環境保護，并具有獨立解決非常規問題 的基本能力。掌握現代工業機器人安裝、調試、維護方面的專業知識和操作技能，具備機械結構設計、電氣控制、傳感技術、智能控制等專業技能，能從事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、生產管理及服務于生產第一線工作的高素質高技能型人才。2.職業崗位

根據工業機器人應用技術崗位的不同，對人才培養的內容定位為面向培養面向汽車、機械加工、食品、電子等行業企業，主要從事包含自動化成套裝備中工業機器人作業單元的現場編程、調試維護、故障診斷、人機界面、觸摸屏編程等生產技術管理工作，以及工業機器人技術銷售和售后服務工作。工程師崗位分成3類：工業機器人現場示教編程維護工程師、工業機器人系統開發方案工程師、工業機器人系統集成應用工程師。

機電工程系 2015年5月20日

第二篇：園藝技術專業人才需求調研報告

園藝技術專業人才需求調研報告

園藝技術是一種以農業和農村為載體的新型生態旅游業。近年來，伴隨全球農業的產業化發展，人們發現，現代農業不僅具有生產性功能，還具有改善生態環境質量，為人們提供觀光、休閑、度假的生活性功能。隨著收人的增加，閑暇時間的增多，生活節奏的加快以及競爭的日益激烈，人們渴望多樣化的旅游，尤其希望能在典型的農村環境中放松自己。于是，農業與旅游業邊緣交叉的新型產業——都市園藝應運而生。

一、申請增設專業的主要理由

1、開辦“園藝園藝”專業是適應國民經濟建設和城市化發展的基本需要，而進行的一項專業調整改革。

在城市化水平日趨提高的中國，創立和發展都市園藝既具有必要性、又具有緊迫感，主要表現在以下幾個方面：新的國家經濟建設任務和目標的實現，客觀上要求都市園藝與之相適應。隨著工業化和農村城鎮化的發展，將導致大城市的不斷擴張，加緊了其對周邊農村人口和區域的滲透，使農村與城市在生態、經濟、社區等方面表現出逐步融合的趨勢，客觀上導致了都市園藝的形成與發展。城市生態環境質量下降，增加了發展都市園藝的緊迫感。伴隨著工業化的進程和城市的不斷擴張，一部分原屬園藝作物的綠色空間將不斷地被城市或城市郊區所取代，人口、建筑物、交通尤其是工業會加速集中，隨之而來的是城市生態環境日趨惡化。為了滿足城市居民對綠色空間的渴望，在都市發展園藝業就顯得更加緊迫。人們生活觀念的更新，使都市園藝成為新的消費時尚。隨著我國經濟的進一步發展和城市居民收入水平的不斷提高，人們的生活消費習性及生產觀念也在發生著日新月異的變化，旅游觀光、休閑度假、體驗自然田園生活將成為新的消費時尚。這種消費傾向的變化，將會對都市園藝的發展提出新的要求。

都市的發展，要求都市中的園藝要相應的配套，都市園藝是現代都市不可或缺的元素，都市園藝是現代都市的標志之一。從都市園藝的類型、模式以及潛在的市場空間來看，其需求的相應的專業人才空間巨大。2009年教育部新增設的普通高等教育高職高專專業44種，都市園藝專業就是其中之一，這也說明了市場對該專業人才的迫切需求。

2、開辦 “園藝技術”專業是我省園藝行業人才的需要。

我省對都市園藝建設人才的需要量很大，特別是本科和高職專科畢業生，由于我省只有個別院校設置了園藝專業，且每年畢業生數量有限，因此，我省這方面的人才多數來源于發達地區院校，而外省都市園藝專業的人才還不能滿足全國大中城市的需求，且都市園藝植物又具有地域性差異強的特點，使外來技術人員難以適應本土的都市園藝建設之中，我們有必要培養自己的都市園藝建設者。目前我院園藝技術專業是我省院校中設置較早的院校，我省目前園藝建設行業的很多人才就來源于我院培養的專業人才，相信在此基礎上“園藝技術”專業的開設更將為我省都市園藝行業培養更多更好的行業人才。

3、開辦“園藝技術”專業是林業類院校調整辦學方向和提高教學競爭力的需要。

高職院校要保持旺盛的生命力和持久的吸引力，就必須在專業設置和教學內容上與時俱進，開拓創新，充分利用高職院校的基礎優勢，尋找符合當今社會潮流，具有時代特色的辦學方向。我國林業正處在由傳統林業向現代林業轉軌的過渡時期，林業領域正孕育著一場新的生產方式、經營方式的變革，資源配置的手段和方式正日益多元化，林業資源的概念有了新的內涵，它同人的生態定向、生態環境、城市景觀等緊密聯系在一起，這就使林業資源開發向更高產業層次轉化成為可能，開辦“園藝技術”專業能夠將林業資源和林業經濟的傳統辦學優勢，轉化為培養林業轉型的多學科交叉的復合型人才的優勢，這是林業轉型的需要，也是林業職業院校辦學思路轉型的需要，是林業院校生存發展壯大的根本出路所在。

4、開辦“園藝技術”專業能夠保持該專業教育的入學和就業的人才供求兩旺。

傳統園藝教育面臨市場就業和生源質量的巨大壓力，這與幾十年一貫制傳統專業設置和教學模式有很大關系，利用現有優勢將傳統長線專業改造成為當今社會經濟新興的熱門專業，必將形成林業院校人才供求兩旺的良好局面，高職高專教育尤其是農林高職高專才能辦出活力和動力。園藝技術專業從申辦開始我們就依據工作過程進行教學設計，更加注重學生實踐操作能力訓練。河北省省會及各城鎮的城市規劃及城市化一度比較落后，隨著近幾年經濟的好轉，城市規劃及都市園藝力度逐漸加大，對園藝技術人才的需求容量巨大。與該專業人才需求對口的企事業單位和部門包括：本專業畢業生主要面向都市園藝生產與管理部門、園藝場、花卉生產和銷售企業、園藝高新科技園區、觀光農業園區、森林公園、種苗公司、園林綠化管理部門、農業旅游企業、園藝產品檢驗檢測部門等。目前，這類與都市園藝建設相關的單位和部門人才奇缺，難以適應都市園藝和城鎮發展的需要，所以該專業的設置較好地適應了這一發展需要。

二、園藝技術人才需求預測

目前，在北京、上海、湖南、廣東、遼寧等沿海地區和都市園藝發展較快地區已有多年辦學經驗。但河北省都市園藝（觀光農業、城郊農業）發展已經初具規模，都市園藝都已起步，而且發展初具規模，但苦于缺乏專業技術人員，只好高薪從外省聘請技術人員指導，但外省技術專家又不能很好融入當地鄉土，使都市園藝行業發展受到制約，走了不少彎路。我們通過深入都市園藝企業調查，得出如何培養既具有都市園藝技術，又深知當地自然條件特點的技術人才就成了眾多都市園藝投資者的迫切需要和都市園藝行業亟待解決問題。通過調查我們還得到不少地方政府都把現代農業技術作為地方經濟發展的途徑之一，要大力發展，大力扶持，而都市園藝又是現代農業技術的主要組成部分，勢必會得到越來越多政府部門的重視與扶持，所以說都市園藝行業在山西轉型發展期間會有廣闊舞臺。此外，在調查當中各都市園藝經營者體現了對人才的極度渴求，初步調查顯示每年需求都市園藝行業人才在80——100人，我們相信隨著我省轉型跨越發展政策的不斷深入實施，都市園藝行業會不斷發展壯大，對于都市園藝專業技術人才的需求會越來越大。

農林技術系 二○一二年九月八日

第三篇：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

第四篇：工業機器人調研報告

調研報告

一、本課題的來源及意義

本課題研究的是直角坐標電力控制機械手升降、伸縮部分的設計。機械手是機器人的一個重要組成部分，它是隨著機器人技術和傳感器技術的不斷成熟而不斷發展的。而機器人在現代生產中應用日益廣泛，作用越來越重要，工業機械手尤其如此，因此設計實用高效的機械手對于機械設計者來說是個富有意義和挑戰的課題。

通常機械手由多自由度機械臂和末端夾持器組成。機械手通過多自由度機械臂的姿態調整和末端夾持器的動作完成操作任務。球坐標機械手突出特點是具有較強的機動性、靈活性，機構承載能力強，具有較好的通用性，重復定位精度高，動作速度快，能夠成功的應用于包裝、上下料以及工業生產等廣泛領域；而電力控制中步進電機可直接實現數字控制，控制結構簡單，控制性能好，通常不需要反饋就能對位置和速度進行控制，位置誤差不會累積；在機器人中，機械手起著連接和承受外力的作用，機械臂需要承受物料的重量和手部、手腕、手臂自身的重量，其結構、工作范圍、靈活性以及抓重大小、定位精度等對機械手性能影響很大。綜上所述，設計球坐標步進電機驅動的機械手是個很有意義的課題。

二、國內外發展狀況

專用機械手經過幾十年的發展，如今已進入以通用機械手為標志的年代。通用機械手的應用和發展又促進了智能機器人的研制。智能機器人涉及的知識內容不僅包括一般的機械、液壓、氣動等基礎知識，而且還應用了一些電子技術、電視技術、通信技術、計算技術無線電控制、仿生學和假肢工藝等，因此它是一項綜合性較強的新技術。目前國內外對發展這一新技術都很重視。幾十年來，這項技術的研究和發展一直比較活躍，設計在不斷修改，品種在不斷增加，應用領域也在不斷擴大。

早在20世紀40年代，隨著原子能工業的發展，以出現了模擬關節式的第一代機械手。50~60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機械手和數控示教再現型機械手。這種機械手也稱第二代機械手。

1968～1970年，又相繼把通用機械手用于汽車車身的點焊和沖壓生產自動線上，使第二代機械手這一新技術進入了應用階段，70年代機械手可以說是處于技術發展階段。

80年代以來，國際機械手的發展速度平均保持在25%～30%的年增長率（其中1986、1987、1993、1994年略低，無增長）。如此高的增長率有其深刻的社

會背景。首先，60年代末70年代初，由于世界石油價格的沖擊，國際競爭加劇，產品更新換代的速度也越來越快，致使30年代～50年代逐步建立起來的單一產品的大規模生產流水線上遇上了在改變產品品種是，原有的單一產品專用生產裝置改變的困難（時間、投資、停產等）以及如何實現多品種、中小批量或混流生產的自動化難題。為此，“柔性生產”的概念及其試驗性的設計就誕生了。這些因素都促進了機械手的高速發展。

我國機械手起步較晚,經過30多年的發展。我國機器手的研究，有了長足的發展，有的方面已達到了世界先進水平。但與先進的國家相比，還有很大距離，從總體上看，我國機器手的研究仍然任重道遠。

三、本課題研究目標和內容 本文研究的直角坐標電液控制機械手升降伸縮部分的設計，包括機械結構方案的確定，電動機控制系統的確定（設計選型和校核），編制PLC梯形圖，繪制I/O端子接線圖，控制系統原理圖，驅動電路原理圖，升降及伸縮機構零件圖和裝配圖。（任務量為3張零號圖紙）目標是希望通過本課題，能鞏固和加強專業基本理論知識，理解機械手的功能、組成及工作原理，研究步進電機的性能，熟悉以PLC為核心的編程與控制裝置應具備的基本功能，掌握整個機電一體會系統的設計思想和具體方法；同時訓練專業基本技能，提高自己查閱資料，獨立分析問題和解決問題的能力，為以后深造研究打下良好基礎。

四、本課題研究的方法和手段 研究方法：主要是搜索相關文獻，包括圖書館電子資源CNKI學術網絡總庫，Springer link電子期刊，專業圖書上課筆記，以及機器人等期刊，網上的豆丁網以及百度文庫中的許多論文和專利；通過對已有產品的分析，對信息進行分類和整理，作為依據，確定在我的機械手設計中相應的參數，并對其進行改進和提高。研究手段：首先是前期準備，收集相關資料，查閱中外文獻，請教老師和同學；同時學習使用AutoCAD軟件。然后進行機械手的總體設計包括機械手俯仰伸縮機械結構方案的確定，機械傳動部分的結構，繼而進行電力驅動部分選型和計算，分析工藝流程，繪制PLC的端子接線圖和控制圖，最后編寫論文。努力在老師的指導下，定期完成工作任務。

五、本課題可行性分析和已具備的實驗條件

已具備的條件：

我國的機器人研究始于70年代。經過近20年努力，特別是經過“七11.”攻關、“ 863”計劃，取得了一批重要成果，已經系統掌握了機器人控制系統硬件設計、軟件設計、機器人語言等技術。就全國來說，目前我國機器人研究開發工作做得較好的地區是:以中科院沈陽自動化研究所為首的東北地區機器人工程中心，以機電部廣州機床所為龍頭的華南地區的機器人工程中心。而各工程中心_L作的側重點又有所不同:東北地區以特種機器人、水下機器人開發為L,華北地區以噴漆Y1lt人、焊接機器人開發為主，華東地區以搬運機器人、裝配機器人、移動機器人開發為主。

我國的高等院校，如長沙國防科技大學、上海交通大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業大學等在步行機器人、精密裝配機器人及7自由度機器人研制等前沿領域內也做出了可喜的成績，有了相當的基礎。

通過調研，我知道直角坐標型機器人能夠在空間中的任意兩點距離中移動，所以能夠抓取離地面較高，或者中間有障礙的工件，其位置精度高，位置誤差與臂長成正比等。為了在X軸和Y軸的自由移動，可以滾珠絲杠與螺母相連接完成旋轉便直線的運動，通過行星齒輪減速機可以使機器人運轉更穩使控制更精確。通過交流伺服電機的閉環反饋能達到相當高的精度要求。

該機械手的基本技術參數如下： 水平橫梁：3500mm,50mm/s 豎直大臂：1500mm,50mm/s 負載重量：200Kg；

驅動方式：交流伺服電機驅動 樣式如圖1-1

圖1-1 直角坐標機械手

六、進度安排

第一周：獲得設計題目，制定畢業設計進度計劃；查閱相關資料；著手進行外文

翻譯。

第二周：通過實地調查研究和查閱相關資料，完成實習（調研）報告；完成外文翻譯，并對其進行完善。

第三周：對機械手相關知識，軟件進行學習和準備工作。第四周：選定傳動機構，確定機械手整體機械結構部分。第五周：計算選定結構的參數和精度，并著手畫AutoCAD圖。第六周：確定具體的細節結構，著手畫裝配圖。

第七周：對相關的電機進行選型，查閱在實際中能買到的型號。第八周：對機械部分進行計算校核。第九周：PLC選型。

第十周：對機械手控制部分，分析動作順利，畫梯形圖。第十一周：對控制部分進行整理。第十二周：編寫設計計算說明書1份。

第十三周：整理畢業設計材料，對其進行完善、補充；準備畢業設計答辯。第十四周：進行畢業設計答辯。

七、主要參考文獻

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第五篇：調研報告(工業機器人)

大連交通大學信息工程學院2011屆本科生畢業設計（論文）實習（調研）報告

調研報告工業機器人的概念工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。工業機器人展現狀與前景展望 2.1工業機器人的發展簡史

1920年捷克作家卡雷爾·查培克在其劇本《羅薩姆的萬能機器人》中最早使用機器人一詞，劇中機器人“Robot”這個詞的本意是苦力，即劇作家筆下的一個具有人的外表，特征和功能的機器，是一種人造的勞力。它是最早的工業機器人設想。

20世紀40年代中后期，機器人的研究與發明得到了更多人的關心與關注。50年代以后，美國橡樹嶺國家實驗室開始研究能搬運核原料的遙控操縱機械手，如圖0.2所示，這是一種主從型控制系統，主機械手的運動。系統中加入力反饋，可使操作者獲知施加力的大小，主從機械手之間有防護墻隔開，操作者可通過觀察窗或閉路電視對從機械手操作機進行有效的監視，主從機械手系統的出現為機器人的產生為近代機器人的設計與制造作了鋪墊。

1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念，并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術控制機器人的關節，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人。現有的機器人差不多都采用這種控制方式。1959年第一臺工業機器人在美國誕生，開創了機器人發展的新紀元。

2.2工業機器人的特點

戴沃爾提出的工業機器人有以下特點:將數控機床的伺服軸與遙控操縱器的連桿機構聯接在一起，預先設定的機械手動作經編程輸入后，系統就可以離開人的輔助而獨立運行。這種機器人還可以接受示教而完成各種簡單的重復動作，示教過程中，機械手可依次通過工作任務的各個位置，這些位置序列全部記錄在存儲器內，任務的執行過程中，機器人的各個關節在伺服驅動下依次再現上述位置，故這種機器人的主要技術功能被稱為“可編程”和“示教再現”。

1962年美國推出的一些工業機器人的控制方式與數控機床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。后來，出現了具有視覺傳感器的、能識別與定位的工業機器人系統。

當今工業機器人技術正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強的對作業環境的自適應能力的方向發展。目前，對全球機器人技術的發展最有影響的國家是美國和日本。美國在工業機器人技術的綜合研究水平上仍處于領先地位，而日本生產的工業機器人在數量、種類方面則居世界首位。

2.3工業機器人的構造與分類工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座和執行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統包括動力裝置和傳動機構，用以使執行機構產生相應的動作；控制系統是按照輸入的程序對驅動系統和執行機構發出指令信號，并進行控制。

工業機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動；圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作；球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮；關節型的臂部有多個轉動關節。

工業機器人按執行機構運動的控制機能，又可分點位型和連續軌跡型。點位型只控制執行機構由一點到另一點的準確定位，適用于機床上下料、點焊和一般搬運、裝卸等作業；連續軌跡型可控制執行機構按給定軌跡運動，適用于連續焊接和涂裝等作業。

工業機器人按程序輸入方式區分有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是將計算機上已編好的作業程序文件，通過RS232串口或者以太網等通信方式傳送到機器人控制柜。

示教輸入型的示教方法有兩種：一種是由操作者用手動控制器(示教操縱盒)，將指令信號傳給驅動系統，使執行機構按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍；另一種是由操作者直接領動執行機構，按要求的動作順序和運動軌跡操演一遍。在示教過程的同時，工作程序的信息即自動存入程序存儲器中在機器人自動工作時，控制系統從程序存儲器中檢出相應信息，將指令信號傳給驅動機構，使執行機構再現示教的各種動作。示教輸入程序的工業機器人稱為示教再現型工業機器人。

具有觸覺、力覺或簡單的視覺的工業機器人，能在較為復雜的環境下工作；如具有識別功能或更進一步增加自適應、自學習功能，即成為智能型工業機器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應環境，并自動完成更為復雜的工作。

2.3.1 點焊機器人

焊接機器人具有性能穩定、工作空間大、運動速度快和負荷能力強等特點，焊接質量明顯優于人工焊接，大大提高了點焊作業的生產率。

點焊機器人主要用于汽車整車的焊接工作，生產過程由各大汽車主機廠負責完成。國際工業機器人企業憑借與各大汽車企業的長期合作關系，向各大型汽車

生產企業提供各類點焊機器人單元產品并以焊接機器人與整車生產線配套形式進入中國，在該領域占據市場主導地位。

隨著汽車工業的發展，焊接生產線要求焊鉗一體化，重量越來越大，165公斤點焊機器人是目前汽車焊接中最常用的一種機器人。2008年9月，機器人研究所研制完成國內首臺165公斤級點焊機器人，并成功應用于奇瑞汽車焊接車間。2009年9月，經過優化和性能提升的第二臺機器人完成并順利通過驗收，該機器人整體技術指標已經達到國外同類機器人水平。

2.3.2弧焊機器人

弧焊機器人主要應用于各類汽車零部件的焊接生產。在該領域，國際大型工業機器人生產企業主要以向成套裝備供應商提供單元產品為主。本公司主要從事弧焊機器人成套裝備的生產，根據各類項目的不同需求，自行生產成套裝備中的機器人單元產品，也可向大型工業機器人企業采購并組成各類弧焊機器人成套裝備。在該領域，本公司與國際大型工業機器人生產企業既是競爭亦是合作關系。關鍵技術包括：

(1)弧焊機器人系統優化集成技術：弧焊機器人采用交流伺服驅動技術以及高精度、高剛性的RV減速機和諧波減速器，具有良好的低速穩定性和高速動態響應，并可實現免維護功能。

(2)協調控制技術：控制多機器人及變位機協調運動，既能保持焊槍和工件的相對姿態以滿足焊接工藝的要求，又能避免焊槍和工件的碰撞。

(3)精確焊縫軌跡跟蹤技術：結合激光傳感器和視覺傳感器離線工作方式的優點，采用激光傳感器實現焊接過程中的焊縫跟蹤，提升焊接機器人對復雜工件進行焊接的柔性和適應性，結合視覺傳感器離線觀察獲得焊縫跟蹤的殘余偏差，基于偏差統計獲得補償數據并進行機器人運動軌跡的修正，在各種工況下都能獲得最佳的焊接質量。

2.3.3激光加工機器人

激光加工機器人是將機器人技術應用于激光加工中，通過高精度工業機器人實現更加柔性的激光加工作業。本系統通過示教盒進行在線操作，也可通過離線方式進行編程。該系統通過對加工工件的自動檢測，產生加工件的模型，繼而生成加工曲線，也可以利用CAD數據直接加工。可用于工件的激光表面處理、打孔、焊接和模具修復等。

關鍵技術包括：

(1)激光加工機器人結構優化設計技術：采用大范圍框架式本體結構，在增大作業范圍的同時，保證機器人精度；

(2)機器人系統的誤差補償技術：針對一體化加工機器人工作空間大，精度高等要求，并結合其結構特點，采取非模型方法與基于模型方法相結合的混合機器人補償方法，完成了幾何參數誤差和非幾何參數誤差的補償。

(3)高精度機器人檢測技術：將三坐標測量技術和機器人技術相結合，實現了機器人高精度在線測量。

(4)激光加工機器人專用語言實現技術：根據激光加工及機器人作業特點，完成激光加工機器人專用語言。

(5)網絡通訊和離線編程技術：具有串口、CAN等網絡通訊功能，實現對機器人生產線的監控和管理；并實現上位機對機器人的離線編程控制。

2.3.4真空機器人真空機器人是一種在真空環境下工作的機器人，主要應用于半導體工業中，實現晶圓在真空腔室內的傳輸。真空機械手難進口、受限制、用量大、通用性強，其成為制約了半導體裝備整機的研發進度和整機產品競爭力的關鍵部件。而且國外對中國買家嚴加審查，歸屬于禁運產品目錄，真空機械手已成為嚴重制約我國半導體設備整機裝備制造的“卡脖子”問題。直驅型真空機器人技術屬于原始創新技術。

關鍵技術包括：

(1)真空機器人新構型設計技術：通過結構分析和優化設計，避開國際專利，設計新構型滿足真空機器人對剛度和伸縮比的要求；

(2)大間隙真空直驅電機技術：涉及大間隙真空直接驅動電機和高潔凈直驅電機開展電機理論分析、結構設計、制作工藝、電機材料表面處理、低速大轉矩控制、小型多軸驅動器等方面。

(3)真空環境下的多軸精密軸系的設計。采用軸在軸中的設計方法，減小軸之間的不同心以及慣量不對稱的問題。

(4)動態軌跡修正技術：通過傳感器信息和機器人運動信息的融合，檢測出晶圓與手指之間基準位置之間的偏移，通過動態修正運動軌跡，保證機器人準確地將晶圓從真空腔室中的一個工位傳送到另一個工位。

(5)符合SEMI標準的真空機器人語言：根據真空機器人搬運要求、機器人作業特點及SEMI標準，完成真空機器人專用語言。

(6)可靠性系統工程技術：在IC制造中，設備故障會帶來巨大的損失。根據半導體設備對MCBF的高要求，對各個部件的可靠性進行測試、評價和控制，提高機械手各個部件的可靠性，從而保證機械手滿足IC制造的高要求。

2.3.5潔凈機器人

潔凈機器人是一種在潔凈環境中使用的工業機器人。隨著生產技術水平不斷提高，其對生產環境的要求也日益苛刻，很多現代工業產品生產都要求在潔凈環境進行，潔凈機器人是潔凈環境下生產需要的關鍵設備。

關鍵技術包括：

(1)潔凈潤滑技術：通過采用負壓抑塵結構和非揮發性潤滑脂，實現對環境無顆粒污染，滿足潔凈要求。

(2)高速平穩控制技術：通過軌跡優化和提高關節伺服性能，實現潔凈搬運的平穩性。

(3)控制器的小型化技術：根據潔凈室建造和運營成本高，通過控制器小型化技術減小潔凈機器人的占用空間。

(4)晶圓檢測技術：通過光學傳感器，能夠通過機器人的掃描，獲得卡匣中晶圓有無缺片、傾斜等信息。

2.4工業機器人的應用

工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。20世紀50年代末，美國在機械手和操作機的基礎上，采用伺服機構和自動控制等技術，研制出有通用性的獨立的工業用自動操作裝置，并將其稱為工業機器人；60年代初，美國研制成功兩種工業機器人，并很快地在工業生產中得到應用；1969年，美國通用汽車公司用21臺工業機器人組成了焊接轎車車身的自動生產線。此后，各工業發達國家都很重視研制和應用工業機器人。由于工業機器人具有一定的通用性和適應性，能適應多品種中、小批量的生產，70年代起，常與數字控制機床結合在一起，成為柔性制造單元或柔性制造系統的組成部分。

2.5工業機器人的發展前景

在發達國家中，工業機器人自動化生產線成套設備已成為自動化裝備的主流機器人發展前景及未來的發展方向。國外汽車行業、電子電器行業、工程機械等行業已經大量使用工業機器人自動化生產線，以保證產品質量，提高生產效率，同時避免了大量的工傷事故。全球諸多國家近半個世紀的工業機器人的使用實踐表明，工業機器人的普及是實現自動化生產，提高社會生產效率，推動企業和社會生產力發展的有效手段。機器人技術是具有前瞻性、戰略性的高技術領域。國際電氣電子工程師協會IEEE的科學家在對未來科技發展方向進行預測中提出了4個重點發展方向，機器人技術就是其中之一。1990年10月，國際機器人工業人士在丹麥首都哥本哈根召開了一次工業機器人國際標準大會，并在這次大會上通過了一個文件，把工業機器人分為四類：⑴順序型。這類機器人擁有規定的程序動作控制系統；⑵沿軌跡作業型。這類機器人執行某種移動作業，如焊接。噴漆等；⑶遠距作業型。比如在月球上自動工作的機器人；⑷智能型。這類機器人具有感知、適應及思維和人機通信機能。日本工業機器人產業早在上世紀90年代就已經普及了第一和第二類工業機器人，并達到了其工業機器人發展史的鼎盛時期。而今已在第發展三、四類工業機器人的路上取得了舉世矚目的成就。日本下一代機器人發展重點有：低成本技術、高速化技術、小型和輕量化技術、提高可靠性技術、計算機控制技術、網絡化技術、高精度化技術、視覺和觸覺等傳感器技術等。根據日本政府2007年指定的一份計劃，日本2050年工業機器人產業規模將達到1.4兆日元，擁有百萬工業機器人。按照一個工業機器人等價于10個勞動力的標準，百萬工業機器人相當于千萬勞動力，是目前日本全部勞動人口的15%。我國工業機器人起步于70年代初，其發展過程大致可分為三個階段：70年代的萌芽期；80年代的開發期；90年代的實用化期。而今經過20多年的發展已經初具規模。目前我國已生產出部分機器人關鍵元器件，開發出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業機器人。一批國產工業機器人已服務于國內諸多企業的生產線上；一批機器人技術的研究人才也涌現出來。一些相關科研機構和企業已掌握了工業機器人操作機的優化設計制造技術；工業機器人控制、驅動系統的硬件設計技術；機器人軟件的設計和編程技術；運動學和軌跡規劃技術；弧焊、點焊及大型機器人自動生產線與周邊配套設備的開發和制備技術等。某些關鍵技術已達到或接近世界水平。一個國家要引入高技術并將其轉移為產業技術（產業化），必須具備5個要素即5M: Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有著“機器人王國”之稱的日本相比，我國有著截然不同的基本國情，那就是人口多，勞動力過剩。刺激日本發展工業機器人的根本動力就在于要解決勞動力嚴重短缺的問題。所以，我國工業機器人起步晚發展緩。但是正如前所述，廣泛使用機器人是實現工業自動化，提高社會生產效率的一種十分重要的途徑。我國正在努力發展工業機器人產業，引進國外技術和設備，培養人才，打開市場。日本工業機器人產業的輝煌得益于本國政府的鼓勵政策，我國在十一五綱要中也體現出了對發展工業機器人的大力支持。

3結束語

工業機器人是機械科學技術的一個分支，它的發展需要機械及其他門類學科的發展來推動，它的發展也能推動工業系統的整體發展。它有其獨特的優勢與劣勢，和其他技術一樣，需要不斷地設計應用修改和完善。

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