高职工业机器人技术专业建设探讨概要

1、职业教育研究工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手 或多自由度机器 人，是技术发展最成熟、应用领域最多的一类机器人。高档数控机床和机器人被 列入中国制造2025十大领域之一，工信部关于推进工业机器人产业发展 的指导意见提出，2020年我国将形 成较为完善的工业机器人产业体系，机器人 密度将达 到100以上，工业机器人装机量将达到100万台。当前，我国工业机器 人人才需求旺盛，全国很多高职院校均已开始工业机器人技术专业招生 。一、工业机器人发展状况工业机器人主要应用于焊接、搬运、装配、喷涂和机床上下料等工业自 动化领域。目前，国内使用的 工业机器人主要分为日系和欧系两种，具体可分为 泗大（市场

2、占比约50%'和川小”两个阵营：四大”即为瑞典ABB、日本FANUC及YASKAWA （安川、德国KUKA，“四小”为 日本OTC、PANASONIC、NACHI及KAWASAKI 。国内工业机器人（市场占比约20%生产厂商主要有沈阳新松、南京艾斯顿和广州数控等全球工业机器人年装机量如图1所示，2014年全球工业机器人密度如图2所示，国内工业机器人保 有量如下页图3所示，我国工业机器人不同领域的需 求情况 如下页图4所示。精密减速机、交流伺服电机和控制器是机器人的关键核心部件。我国工业机器人与世界水平相比，高精度机器人减速机基本依赖进口，伺服电机和驱动器 大多需要进口，机器人控制器性能

3、与国外差距较大。未来工业机器人总体应用趋势 为：重载、高速、高精度；智能化；信息化和网络化。摘要：介绍了工业机器人的发展状况、人才需求，对国内高职院校工业机器人 技术专业设置、培养目标及课程关键词：工业机器人；工业机器人技术专业；专业设置；课程体系 中图分类号:G718文献标识码：A文章编号：1672-5727（2016 10-0033-04高职工业机器人技术专业建设探讨牛志斌（山西机电职业技术学院 山西 长治046011作者简介：牛志斌（1971 一 ,男，硕士，山西机电职业技术学院教授，研究方向为 数控机床维修、数控技术教学。图1全球工业机器人年装机量示意图（万台2520151050199

4、42000200420062008200920102011201220132014（61010.26.511.816.615.917.922.5图22014年全球工业机器人密度示意图（台/万人400350300250200150100500韩国日本德国意大利美国台湾地区中国大陆34733914014021管理世界332016.10职业教育研究二、工业机器人的人才需求近年来，我国机器人产业发展迅猛，销量以年均25%的速度增长,2014年以来，我国连续两年成为全球第一大工业机器人市场，2015年国内工业机器人 保有量更是达到23.5万 台。我国已成为全球机器人 产业最受瞩目的市场之一，人才缺口巨大

5、。从2011年开始，我国已经超过美国成为全球制 造业产出第一大国，但随着我 国人口老龄化趋势加 居h工作年龄人口开始逐年下降。综合多种因素，我国制造 业的未来，急需发展工业机器人产业，急需大量的机器人专业人才。据机械工业 信息研究院的统计数 据，2013年我国数控机床和机器人专业毕业生为20.8万人，年度缺口 20万人，到2020年大概需要20万工业机器人应用人才。广发证券发展研究中心对我 国2015 2020年工业 机器人应用专业人才需求情况 的预测如图5所示。由于机器人及智能装备产业迅猛发展，对机器 人专业人才的需求越来越大，工 业机器人的广泛应 用，将成为中国制造”向“中国创造”转变的关

6、键。因此，紧跟技术进步和社会需求，为企业培养急需的工 业机器人高端技术技能型人才，是 高职院校当前的 重要任务之一。三、工业机器人技术专业设置情况据教育部专业备案平台统计，全国高职院校开设工业机器人技术专业的情况 是：2013年有2所,2014年有9所,2015年有45所（其中江苏省有10所,2016年可望达到100所,具体如图6所示。目前，在国内高职院校中，工业机器人技术专业人才培养刚刚起步，多数院校 都是在2013年后开始该 专业招生工作。由此可见，构建合理有效、适应企业岗 位人才需求的工业机器人技术人才培养模式，加强该专业课程体系建设、实训室 建设和师资队伍建设，成为高职院校工业机器人技

7、术相关专业建设的当务之急 。四、工业机器人技术专业人才培养目标定 位分析（一工业机器人产业链分析由下页图7可知，在工业机器人产业链中，从事工程安装调试、项目设计集 成以及后续服务的下游产业是适应高职院校工业机器人技术专业人才培养目标需求的。（二在职人员、中职中专、高职高专及应用型本科工业机器人技术专业人才 培养目标工业机器人技术专业人才培养目标是：培养机器图3国内工业机器人保有量示意图（万台252015105020082009201020112012201320142015( 年2.83.34.87.2101317.523.5图4我国工业机器人不同领域需求示意图其他涂胶切割装配码垛物料搬运喷涂

8、焊接0%10%20%30%6%4%14%15%19%27%（单位：万人图5工业机器人应用人才需求情况预测图4.46.69.21215.419.2201520162017201820192020图6工业机器人技术专业开设院校数示意图100806040200201320142015201645100管理世界342016.10职业教育研究人研发（博士 /硕士、工程设计（本科、机器人及生产线安 装、调试、维护、运行、系统集成与故障诊断（高职/技师等高端技能型专门 人才。高职院校工业机器人技术专业应面向制造类、应用类等企业，培养从事工业机器人安装、调试、运行、维修和维护保养等工作的技术技能型人才。该专业

9、 毕业生应掌握机械设计装调、PLC、智能传感、伺服变频、机器人仿真与编 程和自动化控制系统集成等知识和技能要求，需要具备电气与机械方面的综合应用 能力。具体如图8所示。五、高职工业机器人技术专业课程设置范例（一工业机器人技术专业课程体系某高职院校工业机器人技术专业课程体系如图9所示。根据当地工业机器人技术人才需求市场调研，确定了该校工业机器人技术专业人才的目标定位，是面向制造类、应用类、集成类企业，培养工业机器人的编程、维护、集成能力，主要从事的工作 是：工业机器人的现场编程、离线编程、系统维护及故障诊断维修；工业机器人该专业主要就业岗位集成系统的安装与调试；工业机器人销售和售后服务工作 为：

10、中小型企业技术研发、产品升级设计与制造、系统集成应用及经营管理等 工作的项目主管及工程师；在国家大中型企业自动化生产线机器人工位从事安 装、调试、运行、维修和维护保养等技术工作的机电维修工。（二实训条件建设工业机器人技术专业实训条件建设投资巨大，可以充分利用现有实验、实训设备，逐步逐年进行规划、完善，建设的基本原 则是：总体规划、分步实施。实训室建设依次分为基础、仿真、工作站、简 单系统和复杂 系统等，具体由机器人技术基础实训室、机器人技术 仿真实训室、 机器人编程与操作实训室、机器人系统 集成实训室及机器人智能制造综合实训室 等组成。1 .机器人技术基础实训室配置全开放的教学机器人平台，学习

11、工业机器人 技术基础知识，掌握机器人典 型机械结构、控制架构和软件操作方法，设备注重开放性及可参与性，学生可亲 自动手对机器人进行拆装组合，锻炼学生的识图 能力、工具使用能力和装配工艺 能力。其承担的主要 实训项目有：工业机器人基本认识，电机选型与性能 测试， 机电设备典型传动与元器件选型，机器人机电 系统拆装与联接，减速器减速原理与 安装，工业机器 人构形与应用，机电设备安装与调试，PLC与人机界 面编程与通 讯，气动元器件选型与管路连接，典型传感器安装与应用及机电设备故障诊断与处 理等。2 .机器人技术仿真实训室配置数字模型仿真、半实物仿真和实物验证系统工业机器人技术专业课程体系工业机器人

12、应用系统三维建模公共平台课程毕业设计和顶岗实习液压与气动技术运动控制技术电气专业英语工业机器人技术基础机械基础电气CAD电气控制技术工程制图电子技术电工技术拓展课程机器人焊接基础虚拟仪器技术数控机床操作及应用企业经营管理营销实务可编程控制器技术应用工业机器人工作站系统集成上下料机器人工作站系统应用弧焊机器人工作站系统应用工业机器人系统维 护工业机器人离线编程工业机器人现场编程工控组态与现场总线技术专业核心课程文化基础与素质拓展图9工业机器人技术专业课程体系图图7工业机器人产业链图附加值上游下游数据来源：东北证券关键零部件机器人单元产品项目设计集成工程安装调试后续服务本科研发人员高职高专方案设计

13、与 应用工程师中职中专调试人员在职人员操作人员需要电气和机械综合知识 基础，包括机械制图三维软件、PLC、变频 器、机器人仿真与编程使用工业机器人的工厂，系统集成商中具有电气自动化相关知识，经过 系统培训使用工业机器人的工厂一般产业工人需短期培训就能掌握基本操图8不同类型职业院校工业机器人技术专业人才培养目标(ABB公司技术资料示意图管理世界352016.10职业教育研究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学习机器人系统参数对性能的影响，模拟操作机器 人、搭建典型机器人工作 站和生产线等，可实现模拟 仿真作业。通过实际机器人工作站验证仿真效果，降 低教学和实训成本，提高安全性。其承担的主要实训项目有：机器人编程与操作， CAD建模与导入，仿真过程操作，机器人作业应用仿真和虚拟仿真操作机器人3 .机器人编程与操作实训室配置各种典型的工业机器人和简单的作业工

16、具，学习操作单独的机器人，熟练 掌握工业机器人的编程 操作。其承担的主要实训项目有：工业机器人示教器 编程 操作，工业机器人示教指令和参数设定，机器人坐标系的建立，工业机器人I/O控 制应用，工业机器 人简单外设，简单轨迹运行编程与示教，工业机器人 搬运、装 配、焊接、码垛编程与示教及并联机器人分拣作业编程等。4 .机器人系统集成实训室配置各种典型的工业机器人工作站，学习工业机 器人的系统成站技术、各种 典型的作业工艺、典型的外设和通信接口技术等。其承担的主要实训项目有：工 业机器人初始化与参数设置，工业机器人I/O分配与接线，工业机器人与PLC的 I/O通讯，工业机器人 安装与接线，工业机器人编程与调试，工业机器人上 下料、 焊接、打磨、喷涂工作站安装与接线，工业机器人上下料、焊接、打磨、喷涂工作站编程与调试，工业机器人上下料、焊 接、打磨、喷涂工作站夹具选择与设计及工业机器人维修保养等。5 .机器人智能制造综合实训室配置典型多工业机器人工作站及常用外围设备，学习工业机器人系统成线技术 掌握智能生产管理、PLC主控、总线与网络通信、人机交互（HMI、作业流程优化等核心技术，提高大系统掌控能力。其承担的主要实训项目有：生产 线综合维护，复杂自动化系统 安