高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)建設(shè)探討概要

1、職業(yè)教育研究工業(yè)機器人是指面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手 或多自由度機器 人，是技術(shù)發(fā)展最成熟、應(yīng)用領(lǐng)域最多的一類機器人。高檔數(shù)控機床和機器人被 列入中國制造2025十大領(lǐng)域之一，工信部關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展 的指導(dǎo)意見提出，2020年我國將形 成較為完善的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)體系，機器人 密度將達 到100以上，工業(yè)機器人裝機量將達到100萬臺。當前，我國工業(yè)機器 人人才需求旺盛，全國很多高職院校均已開始工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)招生 。一、工業(yè)機器人發(fā)展狀況工業(yè)機器人主要應(yīng)用于焊接、搬運、裝配、噴涂和機床上下料等工業(yè)自 動化領(lǐng)域。目前，國內(nèi)使用的 工業(yè)機器人主要分為日系和歐系兩種，具體可分為 泗大（市場

2、占比約50%'和川小”兩個陣營：四大”即為瑞典ABB、日本FANUC及YASKAWA （安川、德國KUKA，“四小”為 日本OTC、PANASONIC、NACHI及KAWASAKI 。國內(nèi)工業(yè)機器人（市場占比約20%生產(chǎn)廠商主要有沈陽新松、南京艾斯頓和廣州數(shù)控等全球工業(yè)機器人年裝機量如圖1所示，2014年全球工業(yè)機器人密度如圖2所示，國內(nèi)工業(yè)機器人保 有量如下頁圖3所示，我國工業(yè)機器人不同領(lǐng)域的需 求情況 如下頁圖4所示。精密減速機、交流伺服電機和控制器是機器人的關(guān)鍵核心部件。我國工業(yè)機器人與世界水平相比，高精度機器人減速機基本依賴進口，伺服電機和驅(qū)動器 大多需要進口，機器人控制器性能

3、與國外差距較大。未來工業(yè)機器人總體應(yīng)用趨勢 為：重載、高速、高精度；智能化；信息化和網(wǎng)絡(luò)化。摘要：介紹了工業(yè)機器人的發(fā)展狀況、人才需求，對國內(nèi)高職院校工業(yè)機器人 技術(shù)專業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)目標及課程關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人；工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)；專業(yè)設(shè)置；課程體系 中圖分類號:G718文獻標識碼：A文章編號：1672-5727（2016 10-0033-04高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)建設(shè)探討牛志斌（山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西 長治046011作者簡介：牛志斌（1971 一 ,男，碩士，山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，研究方向為 數(shù)控機床維修、數(shù)控技術(shù)教學(xué)。圖1全球工業(yè)機器人年裝機量示意圖（萬臺2520151050199

4、42000200420062008200920102011201220132014（61010.26.511.816.615.917.922.5圖22014年全球工業(yè)機器人密度示意圖（臺/萬人400350300250200150100500韓國日本德國意大利美國臺灣地區(qū)中國大陸34733914014021管理世界332016.10職業(yè)教育研究二、工業(yè)機器人的人才需求近年來，我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，銷量以年均25%的速度增長,2014年以來，我國連續(xù)兩年成為全球第一大工業(yè)機器人市場，2015年國內(nèi)工業(yè)機器人 保有量更是達到23.5萬 臺。我國已成為全球機器人 產(chǎn)業(yè)最受矚目的市場之一，人才缺口巨大

5、。從2011年開始，我國已經(jīng)超過美國成為全球制 造業(yè)產(chǎn)出第一大國，但隨著我 國人口老齡化趨勢加 居h工作年齡人口開始逐年下降。綜合多種因素，我國制造 業(yè)的未來，急需發(fā)展工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)，急需大量的機器人專業(yè)人才。據(jù)機械工業(yè) 信息研究院的統(tǒng)計數(shù) 據(jù)，2013年我國數(shù)控機床和機器人專業(yè)畢業(yè)生為20.8萬人，年度缺口 20萬人，到2020年大概需要20萬工業(yè)機器人應(yīng)用人才。廣發(fā)證券發(fā)展研究中心對我 國2015 2020年工業(yè) 機器人應(yīng)用專業(yè)人才需求情況 的預(yù)測如圖5所示。由于機器人及智能裝備產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，對機器 人專業(yè)人才的需求越來越大，工 業(yè)機器人的廣泛應(yīng) 用，將成為中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的關(guān)

6、鍵。因此，緊跟技術(shù)進步和社會需求，為企業(yè)培養(yǎng)急需的工 業(yè)機器人高端技術(shù)技能型人才，是 高職院校當前的 重要任務(wù)之一。三、工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)設(shè)置情況據(jù)教育部專業(yè)備案平臺統(tǒng)計，全國高職院校開設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的情況 是：2013年有2所,2014年有9所,2015年有45所（其中江蘇省有10所,2016年可望達到100所,具體如圖6所示。目前，在國內(nèi)高職院校中，工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)剛剛起步，多數(shù)院校 都是在2013年后開始該 專業(yè)招生工作。由此可見，構(gòu)建合理有效、適應(yīng)企業(yè)崗 位人才需求的工業(yè)機器人技術(shù)人才培養(yǎng)模式，加強該專業(yè)課程體系建設(shè)、實訓(xùn)室 建設(shè)和師資隊伍建設(shè)，成為高職院校工業(yè)機器人技

7、術(shù)相關(guān)專業(yè)建設(shè)的當務(wù)之急 。四、工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標定 位分析（一工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈分析由下頁圖7可知，在工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈中，從事工程安裝調(diào)試、項目設(shè)計集 成以及后續(xù)服務(wù)的下游產(chǎn)業(yè)是適應(yīng)高職院校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標需求的。（二在職人員、中職中專、高職高專及應(yīng)用型本科工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才 培養(yǎng)目標工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)機器圖3國內(nèi)工業(yè)機器人保有量示意圖（萬臺252015105020082009201020112012201320142015( 年2.83.34.87.2101317.523.5圖4我國工業(yè)機器人不同領(lǐng)域需求示意圖其他涂膠切割裝配碼垛物料搬運噴涂

8、焊接0%10%20%30%6%4%14%15%19%27%（單位：萬人圖5工業(yè)機器人應(yīng)用人才需求情況預(yù)測圖4.46.69.21215.419.2201520162017201820192020圖6工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)開設(shè)院校數(shù)示意圖100806040200201320142015201645100管理世界342016.10職業(yè)教育研究人研發(fā)（博士 /碩士、工程設(shè)計（本科、機器人及生產(chǎn)線安 裝、調(diào)試、維護、運行、系統(tǒng)集成與故障診斷（高職/技師等高端技能型專門 人才。高職院校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)應(yīng)面向制造類、應(yīng)用類等企業(yè)，培養(yǎng)從事工業(yè)機器人安裝、調(diào)試、運行、維修和維護保養(yǎng)等工作的技術(shù)技能型人才。該專業(yè)

9、 畢業(yè)生應(yīng)掌握機械設(shè)計裝調(diào)、PLC、智能傳感、伺服變頻、機器人仿真與編 程和自動化控制系統(tǒng)集成等知識和技能要求，需要具備電氣與機械方面的綜合應(yīng)用 能力。具體如圖8所示。五、高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置范例（一工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程體系某高職院校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程體系如圖9所示。根據(jù)當?shù)毓I(yè)機器人技術(shù)人才需求市場調(diào)研，確定了該校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才的目標定位，是面向制造類、應(yīng)用類、集成類企業(yè)，培養(yǎng)工業(yè)機器人的編程、維護、集成能力，主要從事的工作 是：工業(yè)機器人的現(xiàn)場編程、離線編程、系統(tǒng)維護及故障診斷維修；工業(yè)機器人該專業(yè)主要就業(yè)崗位集成系統(tǒng)的安裝與調(diào)試；工業(yè)機器人銷售和售后服務(wù)工作 為：

10、中小型企業(yè)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品升級設(shè)計與制造、系統(tǒng)集成應(yīng)用及經(jīng)營管理等 工作的項目主管及工程師；在國家大中型企業(yè)自動化生產(chǎn)線機器人工位從事安 裝、調(diào)試、運行、維修和維護保養(yǎng)等技術(shù)工作的機電維修工。（二實訓(xùn)條件建設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)條件建設(shè)投資巨大，可以充分利用現(xiàn)有實驗、實訓(xùn)設(shè)備，逐步逐年進行規(guī)劃、完善，建設(shè)的基本原 則是：總體規(guī)劃、分步實施。實訓(xùn)室建設(shè)依次分為基礎(chǔ)、仿真、工作站、簡 單系統(tǒng)和復(fù)雜 系統(tǒng)等，具體由機器人技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)室、機器人技術(shù) 仿真實訓(xùn)室、 機器人編程與操作實訓(xùn)室、機器人系統(tǒng) 集成實訓(xùn)室及機器人智能制造綜合實訓(xùn)室 等組成。1 .機器人技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)室配置全開放的教學(xué)機器人平臺，學(xué)習

11、工業(yè)機器人 技術(shù)基礎(chǔ)知識，掌握機器人典 型機械結(jié)構(gòu)、控制架構(gòu)和軟件操作方法，設(shè)備注重開放性及可參與性，學(xué)生可親 自動手對機器人進行拆裝組合，鍛煉學(xué)生的識圖 能力、工具使用能力和裝配工藝 能力。其承擔的主要 實訓(xùn)項目有：工業(yè)機器人基本認識，電機選型與性能 測試， 機電設(shè)備典型傳動與元器件選型，機器人機電 系統(tǒng)拆裝與聯(lián)接，減速器減速原理與 安裝，工業(yè)機器 人構(gòu)形與應(yīng)用，機電設(shè)備安裝與調(diào)試，PLC與人機界 面編程與通 訊，氣動元器件選型與管路連接，典型傳感器安裝與應(yīng)用及機電設(shè)備故障診斷與處 理等。2 .機器人技術(shù)仿真實訓(xùn)室配置數(shù)字模型仿真、半實物仿真和實物驗證系統(tǒng)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程體系工業(yè)機器人

12、應(yīng)用系統(tǒng)三維建模公共平臺課程畢業(yè)設(shè)計和頂崗實習液壓與氣動技術(shù)運動控制技術(shù)電氣專業(yè)英語工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)機械基礎(chǔ)電氣CAD電氣控制技術(shù)工程制圖電子技術(shù)電工技術(shù)拓展課程機器人焊接基礎(chǔ)虛擬儀器技術(shù)數(shù)控機床操作及應(yīng)用企業(yè)經(jīng)營管理營銷實務(wù)可編程控制器技術(shù)應(yīng)用工業(yè)機器人工作站系統(tǒng)集成上下料機器人工作站系統(tǒng)應(yīng)用弧焊機器人工作站系統(tǒng)應(yīng)用工業(yè)機器人系統(tǒng)維 護工業(yè)機器人離線編程工業(yè)機器人現(xiàn)場編程工控組態(tài)與現(xiàn)場總線技術(shù)專業(yè)核心課程文化基礎(chǔ)與素質(zhì)拓展圖9工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程體系圖圖7工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈圖附加值上游下游數(shù)據(jù)來源：東北證券關(guān)鍵零部件機器人單元產(chǎn)品項目設(shè)計集成工程安裝調(diào)試后續(xù)服務(wù)本科研發(fā)人員高職高專方案設(shè)計

13、與 應(yīng)用工程師中職中專調(diào)試人員在職人員操作人員需要電氣和機械綜合知識 基礎(chǔ)，包括機械制圖三維軟件、PLC、變頻 器、機器人仿真與編程使用工業(yè)機器人的工廠，系統(tǒng)集成商中具有電氣自動化相關(guān)知識，經(jīng)過 系統(tǒng)培訓(xùn)使用工業(yè)機器人的工廠一般產(chǎn)業(yè)工人需短期培訓(xùn)就能掌握基本操圖8不同類型職業(yè)院校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(ABB公司技術(shù)資料示意圖管理世界352016.10職業(yè)教育研究Construction and Discussion of Industrial Robot Technical Specialty in HigherVocational CollegesNIU Zhi-bin(Shaan

14、xi Institute of Mechanical &Electrical Engineering , Changzhi Shaanxi 046011, ChinaAbstract:This paper introduces the development status and talent demand of the industrial robot and expounds the specialty construction, training goal and curriculum of industrial robot technology in higher vocati

15、onal colleges. Key words:industrial robot; industrial robot technology specialty; specialty construction; curriculum system學(xué)習機器人系統(tǒng)參數(shù)對性能的影響，模擬操作機器 人、搭建典型機器人工作 站和生產(chǎn)線等，可實現(xiàn)模擬 仿真作業(yè)。通過實際機器人工作站驗證仿真效果，降 低教學(xué)和實訓(xùn)成本，提高安全性。其承擔的主要實訓(xùn)項目有：機器人編程與操作， CAD建模與導(dǎo)入，仿真過程操作，機器人作業(yè)應(yīng)用仿真和虛擬仿真操作機器人3 .機器人編程與操作實訓(xùn)室配置各種典型的工業(yè)機器人和簡單的作業(yè)工

16、具，學(xué)習操作單獨的機器人，熟練 掌握工業(yè)機器人的編程 操作。其承擔的主要實訓(xùn)項目有：工業(yè)機器人示教器 編程 操作，工業(yè)機器人示教指令和參數(shù)設(shè)定，機器人坐標系的建立，工業(yè)機器人I/O控 制應(yīng)用，工業(yè)機器 人簡單外設(shè)，簡單軌跡運行編程與示教，工業(yè)機器人 搬運、裝 配、焊接、碼垛編程與示教及并聯(lián)機器人分揀作業(yè)編程等。4 .機器人系統(tǒng)集成實訓(xùn)室配置各種典型的工業(yè)機器人工作站，學(xué)習工業(yè)機 器人的系統(tǒng)成站技術(shù)、各種 典型的作業(yè)工藝、典型的外設(shè)和通信接口技術(shù)等。其承擔的主要實訓(xùn)項目有：工 業(yè)機器人初始化與參數(shù)設(shè)置，工業(yè)機器人I/O分配與接線，工業(yè)機器人與PLC的 I/O通訊，工業(yè)機器人 安裝與接線，工業(yè)機器人編程與調(diào)試，工業(yè)機器人上 下料、 焊接、打磨、噴涂工作站安裝與接線，工業(yè)機器人上下料、焊接、打磨、噴涂工作站編程與調(diào)試，工業(yè)機器人上下料、焊 接、打磨、噴涂工作站夾具選擇與設(shè)計及工業(yè)機器人維修保養(yǎng)等。5 .機器人智能制造綜合實訓(xùn)室配置典型多工業(yè)機器人工作站及常用外圍設(shè)備，學(xué)習工業(yè)機器人系統(tǒng)成線技術(shù) 掌握智能生產(chǎn)管理、PLC主控、總線與網(wǎng)絡(luò)通信、人機交互（HMI、作業(yè)流程優(yōu)化等核心技術(shù)，提高大系統(tǒng)掌控能力。其承擔的主要實訓(xùn)項目有：生產(chǎn) 線綜合維護，復(fù)雜自動化系統(tǒng) 安