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工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
目录历史沿革主要特点组成结构发展前景收缩展开历史沿革19捷克作家卡雷尔・查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词，剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表、特征和功能的机器，是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想。 20世纪40年代中后期，机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0.2所示，这是一种主从型控制系统，主机械手的运动。系统中加入力反馈，可使操作者获知施加力的大小，主从机械手之间有防护墙隔开，操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视，主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。 1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现，这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。 工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。 20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。 由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。
主要特点戴沃尔提出的工业机器人有以下特点:将数控机床的伺服轴与遥控操纵器的连杆机构联接在一起，预先设定的机械手动作经编程输入后，系统就可以离开人的辅助而独立运行。这种机器人还可以接受示教而完成各种简单的重复动作，示教过程中，机械手可依次通过工作任务的各个位置，这些位置序列全部记录在存储器内，任务的执行过程中，机器人的各个关节在伺服驱动下依次再现上述位置，故这种机器人的主要技术功能被称为“可编程”和“示教再现”。 1962年美国推出的一些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形主要由类似人的手和臂组成。后来，出现了具有视觉传感器的、能识别与定位的工业机器人系统。 工业机器人最显著的特点有以下几个： (1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。 (2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 (3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。 (4)工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。 当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。当前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。 （1）技术先进工业机器人集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，通过对过程实施检测、控制、优化、调度、管理和决策，实现增加产量、提高质量、降低成本、减少资源消耗和环境污染，是工业自动化水平的最高体现。 （2）技术升级工业机器人与自动化成套装备具备精细制造、精细加工以及柔性生产等技术特点，是继动力机械、计算机之后，出现的全面延伸人的体力和智力的新一代生产工具，是实现生产数字化、自动化、网络化以及智能化的重要手段。 （3）应用领域广泛工业机器人与自动化成套装备是生产过程的关键设备，可用于制造、安装、检测、物流等生产环节，并广泛应用于汽车整车及汽车零部件、工程机械、轨道交通、低压电器、电力、IC装备、军工、烟草、金融、医药、冶金及印刷出版等众多行业，应用领域非常广泛。 （4）技术综合性强工业机器人与自动化成套技术，集中并融合了多项学科，涉及多项技术领域，包括工业机器人控制技术、机器人动力学及仿真、机器人构建有限元分析、激光加工技术、模块化程序设计、智能测量、建模加工一体化、工厂自动化以及精细物流等先进制造技术，技术综合性强。
组成结构工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。 工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。 工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。 工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。 示教输入型的'示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。 具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。
发展前景中国
中国的工业机器人 我国工业机器人起步于上世纪1970年初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。 1970年我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，当前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。 随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。中国产业洞察网分析师李强认为，人口红利的持续消退，给机器人产业带来了重大的发展机遇；在国家政策支持下，产业有望迎来爆发期。 《-中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》显示，全球工业机器人的应用领域也有所扩大。，在德国市场，除了汽车行业，食品行业显著增加了机器人的利用。可见，在药品和化妆品行业和塑料行业，机器人的投资潜力巨大。预计亚洲将成为工业机器人行业发展最快的地区。 截止20末，中国运行中的工业机器人数量超过5万台，应用程度与发达国家相比存在较大差距，如运行数量约为日本的1/10、德国的1/4，可见中国工业机器人行业未来发展空间较大。 根据3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，中国在“十二五”时期将加快发展战略性新型产业。国务院在相关决定中指出：“发展战略性新型产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略”，包括“高端装备制造产业”、“新材料产业”、“新能源产业”及“节能环保产业”等。前瞻网分析预测，今后十年我国高端装备制造业的销售产值将占全部装备制造业销售产值的30%以上。工业机器人行业作为高端装备制造产业的重要组成部分，必将在此期间得到更多的政策扶持，实现进一步增长。 中国到将成为全球最大的工业机器人消费国。预计到，中国机器人市场需求量将达3.5万台，占全球总量的16.9%，成为规模最大的机器人市场。专家表示，未来3年中国工业机器人市场复合增速可达30%，爆发性增长可期。 尽管各大企业面临着转型升级的阵痛，但不少具备实力、具有长远眼光的企业已经在此阵痛中寻找到了新的出路。山推作为国内大型工程机械生产厂家和推土机行业龙头企业，在自动化焊接设备的应用上应该说走到了国内同行的前列，其在20世纪90年代中期就开始应用焊接机器人和自动化焊接专机。这些举措不仅使企业的生产效率得到了有效提高，也转变了员工的传统观念。 引进机器人的裨益在三一重机的快速发展上也可窥一二。产业洞察网《中国工业机器人行业市场发展趋势及投资规划分析报告》显示，两台机器人现身三一重机生产线。此后，企业销量突飞猛进，机器人队伍也随之壮大。在不久前投产的三一重机临港产业园中，就能看到200多台机器人各司其职，忙着切割、焊接、涂装或者涂胶等工作，个个都是以一当五的好手。 当前，国外已经研制和生产了各种不同的标准组件，而中国作为未来工业机器人的主要生产国，标准化的过程是发展趋势。 中国制造业面临着向高端转变，承接国际先进制造、参与国际分工的巨大挑战。加快工业机器人技术的研究开发与生产是中国抓住这个历史机遇的主要途径。因此我国工业机器人产业发展要进一步落实：第一，工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径，政府要对国产工业机器人有更多的政策与经济支持，参考国外先进经验，加大技术投入与改造；第二，在国家的科技发展计划中，应该继续对智能机器人研究开发与应用给予大力支持，形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面；第三，部分国产工业机器人质量已经与国外相当，企业采购工业机器人时不要盲目进口，应该综合评估，立足国产。 智能化、仿生化是工业机器人的最高阶段，随着材料、控制等技术不断发展，实验室产品越来越多的产品化，逐步应用於各个场合。伴随移动互联网、物联网的发展，多传感器、分布式控制的精密型工业机器人将会越来越多，逐步渗透制造业的方方面面，并且由制造实施型向服务型转化。 工业机器人最先大规模使用的区域将会出如今发达地区。随着产业转移的进行，发达地区的制造业需要提升。基於工人成本不断增长的现实，工业机器人的应用成为最好替代方式。未来我国工业机器人的大范围应用将会集中在广东、江苏、上海、北京等地，其工业机器人拥有量将占全国一半以上。 日益增长的工业机器人市场以及巨大的市场潜力吸引世界著名机器人生产厂家的目光。当前，我国进口的工业机器人主要来自日本，但是随着诸如“机器人”类似的具有自有知识产权的企业不断出现，越来越多的工业机器人将会由中国制造。 中国成最大工业机器人市场 在现在的社会里，机器人的运用范围越来越广泛，即使在很多的传统工业领域中人们也在努力使机器人代替人类工作，在食品工业中的情况也是如此。目前人们已经开发出的食品工业机器人有包装罐头机器人、自动午餐机器人和切割牛肉机器人等，机器人在食品加工领域应用得如鱼水。 中国到或成为全球最大的机器人市场 25日，中国机器人产业发展高峰会议在张家港举行。工业和信息化部装备工业司副司长王卫明的透露，预计中国到20或成为全球最大的机器人市场。 王卫明这一“预计”无疑让众多关心中国机器人市场的与会商家有点窃喜。眼下，中国市场可谓是机器人热潮涌动。王卫明说，不久前他去参加一个机床展，竟然展出的一半产品是机器人。 机器人需求猛增 “人力成本的逐年上涨，将刺激制造业对机器人的需求。”王卫明称，汽车行业使用机器人最多，医药等行业的增长需求甚至达到100%以上，全球机器人销量16.8万台。 “机器换人”已是大势所趋 未来的5至10年将成为中国市场的爆发期，业界对此普遍持乐观态度。曲道奎认同这一观点。作为国内领先的机器人制造企业新松机器人自动化股份有限公司的掌舵人，他在会上不断提醒企业要意识到该行业的残酷性。他呼吁，在机器人这个高端产业里中国要避免处于产业链低端位置。 在中国廉价劳动力优势逐渐消失的背景下，“机器换人”已是大势所趋。面对机器人产业诱人的大蛋糕，中国各地都行动了起来，机器人企业、机器人产业园如雨后春笋般层出不穷，积极投身这场“掘金战”中。 王卫明在会上指出，国内在机器人产业化方面存在诸多问题。面对将要到来的“机器人时代”，中国未来将加强顶层设计，组建国家级的机器人产业发展专家咨询委员会；完善标准体系建设；加大对机器人国产化的政策支持力度；支持国产工业机器人的应用和示范等。 20安徽工业机器人产业规模预计超200亿元 根据安徽省战略性新兴产业区域集聚发展试点实施方案，国家支持在皖打造机器人、新型显示两大产业集聚试点。芜马合地区作为目前我国唯一的工业机器人产业集聚试点，发展目标是到年培育3家至5家产值超50亿元的龙头企业，形成产业规模超200亿元。 目前，芜湖市已规划用地5000亩建设机器人产业园，依托埃夫特、瑞祥工业、陀曼精机等企业，集聚产业科技创新要素，打造以主机为龙头、关键零部件协作配套的机器人全产业链。芜湖市早在20就启动了工业机器人项目，如今，领军企业安徽埃夫特公司已形成系列化工业机器人研发和制造能力，实际装机台数位居自主品牌之首，在汽车、家电、机械加工等多个行业得到广泛应用。该市正在建设的6个重点项目，涉及工业机器人整机项目以及伺服电机、驱动及控制系统、精密减速机等配套的核心零部件项目。
国外
在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的有效手段。 机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。 1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。 日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人，并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。 根据日本政府年指定的一份计划，日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元，拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准，百万工业机器人相当于千万劳动力，是当前日本全部劳动人口的15%。 我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。当前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。 一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须具备5个要素即5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。
摘要：作为工业机器人不可或缺的关键组成部分，控制系统对于机器人技术的发展在很大程度上起到了制约作用。本文首先概括与总结了机器人控制系统相关的研究成果，重点对控制系统的结构特点、开放性的软件以及开放式的硬件实现方式较为详细地进行了阐述。接着对于多机器人协同控制应用现状进行总结，最后提出了其在该领域将来的发展趋势。
【关键词】机器人;控制系统;协同控制
在制造业发展过程当中，工业机器人扮演着非常重要的角色。在当前背景下，工业机器人对生成需求日益提升。一方面，工业机器人要求具备更加理想的柔性以及开放性，另一方面还要求其具备与工业生产不同设备之间的兼容性，使工业机器人能够与不同生产设备形成一套综合的控制系统。当前工业机器人技术最前沿的科研成果与物理学科息息相关。当前对于我国科研机构而言，工业机器人开放式控制系统的研究已经成为非常关键、非常重要的科研课题。不论是运动学，还是动力学都和工业机器人控制系统具有非常密切的关联。工业机器人在低速平稳运行当中，工业机器人惯性力离心力都是非常微弱的，可以忽略不计。在这种情况下，摩擦力、重力是影响工业机器人稳定性以及动态性的主要因素。这就充分显示出工业机器人控制系统和物理学具有非常紧密的关联。所以本文从物理学角度对于工业机器人控制系统从以下几个方面展开论述分析。
1工业机器人控制系统相关概述
1.1工业机器人控制系统
机器人是工业机器人控制系统的核心和灵魂所在。机器人主要由四大部分组成，第一部分为机器人本体，第二部分是控制系统，第三部分是驱动，最后一部分为传感器。因此，从总体上来看，硬件部分以及软件部分共同组成了工业机器人的控制系统。对工业机器人控制系统在指令传感器的基础上进行控制，进而使机器人完成相应动作或者任务。工业机器人控制系统主要由三部分组成，第一部分是主控单元，第二部分是执行机构，最后一部分是检测单元。在以上三个部分当中，作为整个控制系统核心和关键的主控单元，对机器人进行运动学计算、进行运动规划以及插补计算是其主要的功能。通过以上流程，主控单元将运动控制指令向执行机构进行传输，在很大程度上控制系统开放性制约着机器人的开放性。这是因为工业机器人所有动作指令的发出者均为控制系统。
1.2开放式控制系统
在研究领域，还没有一个针对工业机器人控制系统开放性的权威公认的定义。对于开放性，IEEE曾经做出过这样的定义表述，在不同平台之间，系统在应用的时候能够自由的进行移植，而且能够与其它系统实现相互交互，为用户提供的交互方式是一致的。对于开放性系统，库卡机器人集团创始人也曾经进行过定义。开放性系统，计算机和操作系统运行环境是商业化的标准，同时计算机和操作系统硬件以及软件接口具有开放性，而且计算机与操作系统的控制器也应当具备开放式的结构，呈现出标准化模块化的特征。也就是说，用户在使用过程当中，对机器人仅需通过简单的指令就能够进行操作。与此同时在工序发生变化的情况下，对于系统也能够以最小的代价最短的时间进行修改，通过这种修改，能够对新的需求予以满足。在与机器人有关的相关研究课题当中，控制系统一直以来是一个非常热门的研究课题。近年来，对于机器人的研究主要聚焦于其自身技术以及功能。随着在工业生产过程当中，机器人应用广泛性不断增强，对于工业生产系统而言，机器人已经成为了一个非常重要的标准部件，将生产线上的各种设备的控制系统通过互联网或者工业总线进行有效的连接。对于现在生产装备而言，形成一个具有综合性全面性的控制系统，成为了一种重要的发展趋势。这对于整个控制系统信息数据的流通传递共享起到了显着的加速作用。但是，现代工业生产过程当中，由不同厂家的设备组成生产设备，当前要将大部分设备综合在一起，形成一个综合全面的自动化，系统存在着比较大的困难。因此，在当前的工业生产过程当中，设备的开放性是一个备受关注的话题。除了受自身技术发展影响之外，工业机器人控制系统的开放性等其他影响因素的制约。整体上来看，主要有两个因素会影响到其开放性。第一，开放的自动化设备。控制器在工业生产系统当中，会给用户生产者诸多好处，包括可扩展、可联网、可移植等等。此外，控制系统开放程度增强的可行性随着当前计算机互联网技术商品化水平的提升而不断增强。迄今为止，针对何谓机器人控制系统的开放性还没有形成一个明确的具有权威性统一性的定义。整体上来看，开放式主要体现在可扩展性、互操作性、可移植性可增减性三个方面。可扩展性指的就是第三方设备生产者能够增加硬件设备和软件设备，使得功能得到扩充。互操作性的就是控制器的核心部分，能够与外界的一个计算机或者多个计算机进行信息的交换。可移植性则指的是在不同的环境下，机器人的应用软件能够相互之间进行移植。可增减性则指的是在实际需求的基础上，机器人系统的性能以及功能能够非常便捷化的进行增减。如果要实现上述特性、要求，计算机控制系统的硬件应当是标准化的体系结构应当具有开放性界面。
1.3控制系统的开放性概述
当前在国际上，开放式控制系统是重要的发展趋势，特别是在发达国家在工业机器人开放式控制系统领域，展开了非常激烈的竞争。GNGC研究计划之后，美国为了推出模块化控制系统，又制定了OMAC开发计划，希望通过该计划的实行来提升本国的自动化装备水平。欧盟对控制系统的开放性要求进一步增强，也在积极推行OSICA计划。在该领域，日本也正在积极部署，日本的很多装备制造业企业联合推行OSEC计划，该计划推行的主要目的是使得控制系统结构的灵活性进一步增强。日本的科研机构在整个自动化领域之内，根据自身的研究成果，与美国欧洲等国家在该领域的相应科研机构进行广泛的交流。在相应设计标准上达成一致。在应用方面，工业机器人涉及的领域是非常广泛的。因此，要使相应的标准完全统一的困难是非常大的。然而，部分统一标准在特定应用领域是可行的，而且是非常有帮助的。例如，在半导体工业自动化制造设备领域，已经有了标准化交互界面，该交互界面由上层监控系统与机器生产者用户，以及上层仿真软件商品进行交互信息的共享。现阶段，在市场当中，开放性水平已经成为了商品化工业机器人获得市场竞争力的关键要素。工业机器人控制系统的开放性是必须的。得出这一结论，一方面，是出于机器人技术发展趋势以及发展方向。另一方面，是出于工业机器人应用的工业领域自动化发展需求。但是，不论是从技术实现的可能性角度来看，还是从技术成本角度来看，追求严格意义上的开放性体系结构是没有必要的。目前，在工业生产过程当中，机器人系统的数量是非常庞大的，而且技术进步速度也是令人瞠目结舌。要制定一个完全的绝对的开放标准，是根本没有办法实现的。现阶段在工业机器人控制系统领域，探讨和研究的重点是可行的控制系统开放式结构，使得控制系统的开放程度在现有计算机技术以及信息技术发展成果的基础上，进一步提升。
2工业机器人开放式控制系统的实现方式
2.1硬件实现方式
从硬件结构的角度来看，开放式控制系统主要包括两个部分，第一个部分是基于PC总线系统，第二个部分是基于VME总线系统。在很多方面pc具有突出的优势，例如开放性较强，具有非常理想的软件开发环境，具有较为良好的通讯功能，成本不高。所以对于机器人开放式控制系统而言，当前很多机器人厂商将主要研究和开发对象，其中与基于PC总线系统。因此，基于这一硬件结构的机器人开放式控制系统，主要包括应主要包括四种硬件实现方式。第一种硬件实现方式为PC+运动控制卡。第二种硬件实现方式为基于IPC+运动控制卡。第三种硬件实现方式为基于PLC的控制系统。最后一种硬件实现方法为基于通用PC+工业实时以太网。第一种硬件实现方式对于PC实时性要求不高，具备开放性这是其主要优势。然而这种硬件实现方式也具有一定的缺陷，例如，对于运动控制卡的要求比较高，同时DSP也需要搭配。对于这种PC+运动控制卡的控制系统的研究比较早。对于机器人运动控制，我国研究学者也进行了大量的研究，他们所设计出来的机器人运动控制器对其运动控制的可靠性进行了大幅度提升。机器人动态运动通过国外研究者的不断研究开发得以实现。国外研究学者开发的自由度机器人控制系统平台同时可以实现与环境的快速交互功能。第二种硬件实现方式影响简单，整体结构也比较紧凑，这是其显著优势。除此之外，开放性和兼容性也更加理想。这种模式与上一种模式的区别在于，机器人在PC机上进行运动学求解轨迹规划以及插补算法。这种模式对于控制卡的数据处理压力能够起到非常显著的缓解作用。与此同时，机器人工控机与运动控制卡在该模式下分工明确，对于基于IPC+运动控制卡的控制系统，我国很多学者也进行了不同程度的研究，如六轴工业机器点位、轨迹控制的实现等等。第三种硬件实现方式在硬件的连接方面特别简单，联网功能也非常强大。所以基于PLC的控制系统可以对多机器人通过互联网实现监控。对机器人，我国学者在ABPLC的基础上，实现了运动控制。最后一种硬件实现方式的主要优势在于控制效率高、可拓展性强。主要是因为网络化发展是工业机器人开放式控制系统将来的主要发展趋势和发展方向。在该领域的研究方面，我国已经实现了机器人控制器的分布式网络以及计算机的分布式网络。与此同时，也实现了对于机器人分布式控制网络的监控。
2.2软件实现方法
现阶段，在软件功能的实现方面，大部分研究机构的基础主要以硬件开放式架构为主，并在此基础上，通过开放式纯软件控制技术艺来实现相应的软件功能。通常情况下，在工控机Windows或者LINUX环境下，开放式软件控制进行运算，全部的运动控制运算以及逻辑运算，通过软件本身的内核来完成。数据的传输以及信号的传输由硬件负责。一部分学者开发出了通用软件包，适用于机器人控制，该通用软件包程序是开源的，通过互联网能够对程序进行下载。此外，一部分学者此外针对纯开放式软件控制技术，也有一部分学者进行了研究探讨。在纯开放式软件控制技术的基础上，我国研究学者开发了纯软件开放式控制系统，并基于该控制系统，实现了六种工业机器人的控制。
3基于开放式控制系统的多机器人协同
针对基于开放式软件架构以及硬件架构的多机多机器人协同用之运动控制，现阶段的研究成果相对是比较丰硕的`。例如通过多层等级式的控制体系结构，天津大学的宋伟科实现了多机器人的系统与主控系统的实时任务调度。对于多机器人协同控制系统的离线编程系统，廖彦京平等学者进行了开发以及研究。国外主流机器人公司目前已经研究开发出开放式结构控制器，该控制器基于PC和实时以太网。Motoman通过大量的实验，研制出双机器人协调焊接。KUKA公司实现了机器人在车间的实践应用，将多机器人协同控制技术成功地应用于奔驰车间，通过自己研发的IRC5控制器，ABB公司与Robotstudio机器人的编程与离线轨迹规划软件，通过双机器人协调焊接，在开放式结构控制器方面，实现了三台机器人的精准联动。对于软件接口以及硬件接口，正是由于开放式控制系统进行了标准化定义，因此在标准设计基础之上，所设计出来的第三方软件以及第三方硬件在向控制系统集成过程当中实现就比较简单了。这对于厂商的依赖性起到了大幅度降低作用。所以，在自身生产需求的基础上，企业能够对设备相应的增减。现阶段，在工业焊接、工业焊接、喷涂以及零部件的装配等领域，多机器人均已得到广泛的应用。
4工业机器人的控制系统总体方案
对于整个控制系统而言，机器人硬件系统能够提供比较理想的物质基础，硬件部分是软件部分工作的平台。对于工业机器人整个控制系统的性能以及扩展性而言，控制系统的硬件部分起到了决定性作用，本文在模块化以及开放性原则要求的基础上，设计如图1所示的硬件部分。控制系统硬件结构通过上图能够看出，主要通过两级计算机架构的形式来实现控制系统的主体，这种形式的主要优势在于能够完成相对较为复杂、精细的作业任务，对于相应的任务，能够较为精细、快速、可靠地进行分解，能够并行完成任务。在硬件架构的顶层，利用了具有成熟、可靠以丰富的接口的工控机作为上位机。在需要更换下位机的选择合适的接口即可。除此之外，上位机的储存容量以及运算速度也有要求，这是为了更好地处理机器人轨迹规划、实现插补算法以及正逆求解机器人。同时，在具体需要的基础上，工控机可以选择主流操作系统，如Windows、Linux等，为了在软件层面，提供机器人控制系统的扩展空间，可以安装比较成熟的软件工具，例如，可以配置可视化的软件开发环境，例如Qt、MicroSoftVisualC++等。开发出承担机器人控制软件功能的人机交互界面。对于下位机而言，采用了由Galil公司推出的DMC-2163运动控制卡，运行独立，能够对六个电机同时进行控制，与上位机等设备通信过程中，通过RS232以及Ethernet等接口进行，运动速度快、可靠性高，为了在完成指令程序的过程中还能够具备向控制卡中下载、烧录等功能，Galil还在独立于上位机运行的控制卡中封装了指令解析器。
从概念的提出迄今为止，很多国家以及机构对于机器人开放式控制系统进行了不同层面不同深度的研究，而且目前已经取得了非常丰硕的研究成果。为了执行全球自动化公司标准，日本1994年提出了OSEC计划，美国在同一年为了实现用户需求，制定相应的功能模块，提出了OMIC计划，也就是说控制系统应当具备标准化的接口层。OMC计划选择即插即用的模式，通过简单的连接将特定功能模块、控制系统进行连接，通过上述模式实现相应的功能。欧盟在开发了整个标准系统平台，并将这一平台应用于工业生产当中，与此同时具备平台通用性。机器人控制软件随着科学技术的不断发展，在研究开发方面也取得了非常显著的突破和进展。GPRO在通过大量的实验开发以及实验设计，提出了自主机器人系统。卡内基梅隆大学在为了促使控制算法实验的实现，以及为了进一步简化仿真开发出机器人控制软件。跨平台开发得以实现，标志性事件是提出了开源软件项目。执行文件随着开源机器人操作系统的开发实现了单独设计，与此同时开源机器人操作系统在机器人运行过程当中得到了实现，不受机器人硬件约束是开源机器人操作系统的主要优势所在，在不同的机器人之间均能够适用。基于开放式控制系统的多机器人协同运动控制随着科学技术的不断发展，得到了非常显着的进步。特别是国内相关研究领域，例如对于多个工业机器人，天津一些高校通过多层等级是控制体系结构，实现了其与主控系统任务之间的调度功能。除此之外，还有一些学者研究和开发了多机器人系统控制系统。从国外对于该领域的研究情况来看，已经推出了开放式结构控制器。该控制器建立在PC和实时以太网基础之上。与此同时，还开发出了相应的多机器人协同控制系统，并将以上系统成功地应用于工业生产实践过程当中。
6结论
综上所述，作为工业机器人至关重要的组成部分控制系统，对于机器人技术的发展，在很大程度上起着决定性以及制约性作用。不论是国内还是国外研究领域当中，工业机器人控制系统已经成为一项非常重要的研究课题。本文对于有关工业机器人控制系统相关的研究成果进行了总结归纳以及梳理，希望能够为相关的研究提供一点理论基础。
工业机器人开放式控制系统研究论文
摘要：随着科技与经济的迅速发展，工业机器人在现代制造业中扮演的角色也越来越重要，其对机器人运动控制系统提出了更高的要求。作为工业机器人的重要组成部分，控制系统也在一定程度上制约了机器人技术的发展。本文从机器人开放式控制系统概述出发，介绍了几种主流开放式控制系统的实现方法，并对控制系统的未来发展寄予展望。
关键词：工业机器人；开放式控制系统；实现方法；发展展望
伴随德国工业4.0与战略中国2025计划的提出，传统制造业也面临改革和升级，以机器为主导的自动化设备越来越受欢迎。制造业要求机器人更强的柔性与开发性，能够与工业生产中不同的设备通过总线或者以太网连接到同一网络平台，以形成一套综合控制系统。但是就目前的状况来看，不同厂家的机器人控制系统只遵循相关厂家的要求和标准，采用封闭的编程语言与控制器，用户在根据需求进行调整中遇到的困难是极大的，因此工业机器人开放式控制系统的研究成为了国内外科研机构研究的重点。
一、工业机器人控制系统
工业机器人控制系统以机器人为核心，机器人由机器人本体、控制系统、驱动以及传感器组成。由此可知，硬件和软件组成了工业机器人控制系统，它依据指令和传感器对机器人进行控制，促使其完成规定动作或任务。工业机器人控制系统主要由主控单元、执行机构以及检测单元组成。作为整个系统的核心，主控单元主要对机器人进行运动学的计算、运动规划以及插补计算等，将用户的运动控制指令传输到执行机构。由于工业机器人的所有动作指令均来源于控制系统，因此控制系统在很大程度上限制了工业机器人的开发性。
二、开放式机器人控制系统
现阶段来说，工业机器人控制系统的开发性还没有较为严格的.定义，从IEEE对“开放”的官方定义来看，开放系统应满足系统的应用可以在不同的平台之间移植，与其他应用系统相互交互，为用户提供一致的交互方式[1]。对于开放式控制器来说，它应具有接口标准化、模块化的开放式结构，使得用户只要具备简单的机器人知识就可操作机器人，不必深入了解机器人的内部结构，以便在工序发生变化时用尽量少的时间和代价修改系统，以满足新的应用。
三、开放式控制系统的实现方法
1.开放式控制系统的硬件实现方法开放式控制系统硬件结构主要包括基于PC总线系统和VME总线系统，由于PC开放性强、软件环境开发优良、通讯功能良好及成本低廉，它成为了大部分机器人厂商机器人开放式控制系统的主要研究和开发对象。其硬件实现方法有以下四种：一是基于“PC+运动控制卡”，优势表现在对PC实时性要求低，具备开发性等，但是对运动控制卡要求较高，同时还需搭配DSP；基于“IPC+运动控制卡”，优势在于影响更为简单，整体也更为紧凑，在具有开发性的基础上还具有兼容性，与前者的区别在于更能缓解控制卡的数据处理压力，此种模式下工控机与运动控制卡有明确的分工；基于PLC的控制系统，在硬件连接方面十分简单，同时具有强大的联网功能，以实现对多机器人的监控；最后基于“通用PC+工业实时以太网”的控制系统，控制效率高，且可拓展性极强。2.开放式控制系统的软件实现方法就目前来说，在开放式控制系统的软件实现方面，大部分机构均是以硬件开放式架构为基础，利用开放式纯软件控制技术来实现的。纯软件控制技术多运行于工控机上Windows或Linux环境下，所有的运动控制运算与逻辑运算都由软件本身的内核完成，硬件仅仅负责I/O信号的传输[2]。此时便可选择高性能的伺候网络来构建伺候通讯平台，方便的接入多个机器人，以实现对多机器人的控制。
四、开放式控制系统的发展与展望
随着科技与经济的迅速发展，工业机器人在现代制造业中扮演的角色也越来越重要，即其对机器人运动控制系统提出了更高的要求。对于如何实现开放式控制系统的问题，来自伦敦大学的学者在采用分层结构的基础上提出了开放式机器人控制器的结构。从开放式控制系统的概念提出至今，许多国家出资对此进行了研究与探索，其中最具影响力的三个为：欧盟的OSACA（OpenSystemArchitectureforControlwithAutomationSystem），由欧洲的研究机构和控制器厂商共同提出且于19完成开发；日本的OSEC，由日本国内一些大型机械及机电制造商于1994年提出，意在为全球的自动化公司制定一种标准；美国于1994年提出的OMAC，区别于前两个计划的是OMAC的控制系统具有标准化的接口层，此时用户便于制定满足自己需求的一系列特定功能模块，“即插即用”，方便连接到简单的控制系统。计算机快速发展的同时，具备平台通用性的机器人控制软件也在快速发展，从20的自主机器人系统CLARAty一直到20采用分布式处理构架的开源机器人操作系统ROS，可执行文件能够单独被设计，系统本身能够自带控制算法与指令。就目前来说，虽然还没有严格意义上的完全开发的控制系统，但随着科技的发展，未来工业机器人开放式控制系统在工业领域的前景是不可估量的。
自动化工业系统中工业机器人是一种不可或缺的设备,为人类社会进步和历史发展奠定基础。随着社会生产力的全面提升,越来越多的劳动力被需要,这就使得逐渐凸显出重复劳动力的问题,为了有效解决上述问题,机器人是一种良好措施。虽然工业机器人研究方面具备一定成绩,但是相比国外发达国家来说,还是具备一定差距,为此需要进一步研究六自由度工业机器人,集中阐述运动控制系统。
1设计运动控制系统基本方案
基于六自由度工业机器人基本系统的基础上来构建控制系统,六自由度工业机器人运动控制系统主要包括两个部分：软件和硬件。软件主要就是用来完成机器人轨迹规划、译码和解析程序、插补运算,机器人运动学正逆解,驱动机器人末端以及所有关节的动作,属于系统的核心部位。硬件主要就是为构建运动控制系统提供物质保障[1]。
2设计硬件控制系统
在六自由度工业机器人的前提下,利用ARM工控机来设计系统方案。下位机模块是DMC-2163控制卡。通过以太网工控机能够为DMC-2163提供相应的命令,依据命令DMC-2163执行程序,并且能够发出控制信号。利用伺服放大器对系统进行放大以后,驱动设备的所有电机进行运转,保障所有环节都能够进行动作。工业机器人通过DMC-2163输送电机编码器的位置信号,然后利用以太网来进行反馈,确保能够实时监控和显示机器人的实际情况。第一,DMC-2163控制卡,设计系统硬件的时候,使用Galil生产的DMC控制器,保障能够切实满足设计的性能和精度需求,选择DMC-2163控制器来设计六自由度工业机器人,依据系统API来二次开发工控机。第二,嵌入式ARM工控机。实际操作中为了满足系统高性能、可靠、稳定的需求,使用嵌入式FreescaleIMx6工控机,存在1.2GHz主频率。Cortex-A9作为CPU，拥有丰富的硬件资源,能够全面满足设计六自由度机器人的需求[2]。
3设计和实现控制系统软件
3.1实现NURBS插补依据系统给定的控制顶点、节点矢量、权因子来对NURBS曲线进行确定,插补NURBS曲线的关键实际上就是利用插补周期范围内存在的步长折线段来对NURBS曲线进行逼近,因此,想要实现NURBS插补就需要切实解决密化参数和轨迹计算两方面内容。第一,密化参数。实际上就是依据空间轨迹中给定的补偿来对参数空间进行映射,利用给定步长来计算新点坐标和参数增量。第二,轨迹计算。实际上就是在具体体现空间回轨迹的时候合理应用参数空间坐标进行反向映射,以便于能够得到对应的映射点,也就是插补轨迹新点坐标。为了有效提升插补实时性以及速度,需要进行预处理,确保可以降低计算量。通过阿当姆斯算法,有机结合前、后向差分来进行计算,保障能够防止计算隐式、复杂的方程。为了确保可以有效地进行插补计算,设计过程中通过Matlab平台进行仿真处理[3]。3.2实现ARM工控机基于ARM工控机来展现六自由度工业机器人运动控制系统的软件,实际操作中开发软件环境是首要问题,把Linux系统安装在FreescaleIMx6中,构成ubuntu版本的控制系统,并且系统中移入嵌入式Qt,并且在ubuntu中移入DMC控制器中的Linux库[4]。利用图形用户界面来设计软件,构件主体框架的时候合理应用QMainWindows,为了能够全面实现系统所有模块的基本功能,需要合理应用QDialog、QWidget类,通过Qt信号、配置文件、事件管理、全局变量等来展现模块的信息交流功能。控制软件系统包括以下几方面内容：第一,文档管理模块。文档管理模块能够保存文件、重新构建文件,是一种可以被DMC-2163解析的文档二字符指令集,以便于能够简单控制代码测试机器人的轴[5]。第二,与下位机通讯模块,这部分实际上就是通过DMCComandOM函数来对编码器数值进行关节转角数据的获取,计算运动轨迹的时候应用正逆运动学,同时利用DMCdownloadFile()函数,在控制器中下载运动指令。第三,人机界面模块。这种模块主要就是用来更新和显示机器人运动状态的,此外也能够设置用户输入的数据,保障能够实时监控和控制机器人的.基本情况。第四,运动学分析模块,在已经获取末端连杆姿态和位置的基础上,来对机器人转角进行计算的方式就是逆解。在已经计算出关节转动角度的基础上,来对空间中机器人姿态和位置进行求解的方式就是运动学正解。机器人想要正确运行的前提就是运动学分析模块,并且对机器人目标点是否符合实际情况进行分析,保障能够及时更改错误。第五,轨迹规划模块。这种模块可以为完成基本运动作业提供依据,不仅可以完成圆弧运动和直线运动,也能够进行NURBS插补,保障能够自由地进行曲线运动。第六,机器人在完成十分复杂的再现和示教操作的时候,利用再现模式界面来对示教动作进行自动操作。第七,设置系统。设计的过程中应该对系统进行合理设置,如限制运动权限、进入系统的密码、机器人系统参数等。在设置系统参数的时候,能够在六自由度工业机器人中来实现控制系统软件的基本作用,以此来保障控制软件系统设计的通用性。第八,状态显示模块。这种模块可以具体显示完成作业的进度、机器人安装的姿态和位置、控制器I/O。第九,设置机器人参数,一般来说主要包括伺服驱动倍频比/分频比、运动学DH参数,六自由度工业机器人设计结构取决于DH参数;机器人DMC控制卡输送单个脉冲过程中的关节转动角度取决于倍频比/分频比[6]。3.3运行系统软件软件控制系统设计中成功测试各模块以后,在程序主框架中进行合理应用,以便于设计实现机器人系统。成功测试系统软件以后具备运动控制系统的基本功能。
4结语
综上,在基于目前已经存在的六自由度机器人系统上来设计运动控制系统,嵌入式ARM工控机和DMC-2163控制卡是硬件系统设计的关键。在Ubuntu的基础上构建Qt平台,此时合理科学地设计软件系统。此外把NUBRS插补计算方式融入到控制系统中,保障在轨迹空间中机器人末端能够形成自由曲线轨迹。运动控制系统为机器人提供图形界面,能够为系统运行提供比较好的扩展性、高通用性,并且操作也十分方便,因此这种运动控制系统应用具备广阔的前景。
参考文献
[1]张鹏程,张铁.基于矢量积法的六自由度工业机器人雅可比矩阵求解及奇异位形的分析[J].机械设计与制造,(8):152-154.
[2]张鹏程,张铁.基于包络法六自由度工业机器人工作空间的分析[J].机械设计与制造,(10):164-166.
[3]倪受东,丁德健,张敏，等.视觉功能六自由度工业机器人的研制[J].制造业自动化,,34(24):1-4,9.
[4]吴应东.六自由度工业机器人结构设计与运动仿真[J].现代电子技术,(2):74-76.
[5]田东升,胡明,邹平，等.基于ANSYS的六自由度工业机器人模态分析[J].机械与电子,2012(2):59-62.
[6]栾本言,孙首群,田科技，等.六自由度工业机器人位姿误差的补偿方法[J].信息技术,(1):191-194.
在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势，我很有幸参加了学校组织的20xx年8月17号到9月2号机器人培训。这次培训学习的主要内容有工业机器人安全事项、工业机器人结构及参数、Robot studio 机器人仿真软件等，在培训期间，通过张玉山老师专业的指导、教练示范、讲解，加上我们的动手实践，不仅提高了我们的业务水平，而且也为后续学习机器人奠定了基础。
此次培训时间虽短，但内容安排紧凑、形式多样，取得了很好的效果。在张老师的精心指导下，老师们的大力配合下，此次培训内容进行的非常顺利。几天的学习，大家认真倾听，认真记录，认真思考，收获很多。本次培训学习的是工业机器人仿真，前几天主要以介绍工业机器人的结构、参数为主，随后我们学习了工业机器人仿真软件，开始学习时由于不熟悉仿真软件的操作环境，在对工件坐标系的创建、运动轨迹的仿真、操作窗口的意外关闭等内容经常出错，再加上以前从未接触过机器人，被一些小问题搞的团团转，一次次的请教老师，直到把问题弄明白为止。这次培训我看到了他人的长处，也发现了自己很多方面的不足，深深地感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业技能的缺乏，特别是专业理论、专业技能，还有教学方法、教学理论方面都有待加强，理论知识只有通过实践、应用到实际操作过程中，才能深刻理解和掌握。因此，作为职业学校教师来说，就应该把实践教学环节放在一个重要的位置，从学生一入学开始就不断地培养学生的实际动手能力，等到毕业时就能够在短暂的培训后马上进入正常工作，给企业就能够带来稳定和及时的利润，职业教育的目标也就得到了充分的体现。
通过这次机器人培训学习，我感触很深，收获很大。作为一名技校教师要经常学习先进的科学技术和最新的研究理论，时刻更新丰富自己的知识，用最新的理论知识指导自己的教学，指导自己的理念，使自己的思想有所突破、有所创新，为我校为社会多做贡献。
工业机器人培训心得体会在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势，我很有幸参加了学校组织的20xx年8月17号到9月2号机器人培训。这次培训学习的主要内容有工业机器人安全事项、工业机器人结构及参数、Robot studio 机器人仿真软件等，在培训期间，通过张玉山老师专业的指导、教练示范、讲解，加上我们的动手实践，不仅提高了我们的业务水平，而且也为后续学习机器人奠定了基础。
此次培训时间虽短，但内容安排紧凑、形式多样，取得了很好的效果。在张老师的精心指导下，老师们的大力配合下，此次培训内容进行的非常顺利。几天的学习，大家认真倾听，认真记录，认真思考，收获很多。本次培训学习的是工业机器人仿真，前几天主要以介绍工业机器人的结构、参数为主，随后我们学习了工业机器人仿真软件，开始学习时由于不熟悉仿真软件的操作环境，在对工件坐标系的创建、运动轨迹的仿真、操作窗口的意外关闭等内容经常出错，再加上以前从未接触过机器人，被一些小问题搞的团团转，一次次的请教老师，直到把问题弄明白为止。这次培训我看到了他人的长处，也发现了自己很多方面的不足，深深地感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业技能的缺乏，特别是专业理论、专业技能，还有教学方法、教学理论方面都有待加强，理论知识只有通过实践、应用到实际操作过程中，才能深刻理解和掌握。因此，作为职业学校教师来说，就应该把实践教学环节放在一个重要的位置，从学生一入学开始就不断地培养学生的实际动手能力，等到毕业时就能够在短暂的培训后马上进入正常工作，给企业就能够带来稳定和及时的利润，职业教育的目标也就得到了充分的体现。
机器人学科是一个涵盖知识面很广的交叉学科。机器人是集机械、电路、程序为一体自动控制的典型代表，它含软件编程也包含有硬件开发，机器人是一个非常好的培养学生综合素质和综合解决问题能力的教学工具。现在国内外都开始重视机器人，将其作为一种工具和手段应用到教学中去。20xx年，我校把机器人引进了校园。成立了“机器人课外活动小组”，并将其作为校本课程进行授课。作为学校机器人活动小组的辅导教师，在几年的机器人教学实践中，总结到一些经验，下面跟大家分享我的一些机器人教学做法。
一、从设计和搭建入手
据我所知，目前可以应用到中小学机器人教学的器材主要有几家厂商在做，如国外的乐高、国内的中鸣、广茂达、纳英特等，这些厂商提供的机器人器材一般都是各种独立的模块，如红外传感器、马达、超声波传感器、伺服电机等等，这些零散的部件需要搭建起来才是一个整体。机器人的搭建是工程学的一部分，涉及的很多内容，如杠杆、齿轮配比、轮子和轮轴、梁、摩檫力、重心等。小学生的心理年龄特征是爱玩各种积木电玩，但是他们对上面的搭建知识一知半解。根据学生这一特点，我一开始让学生开始接触机器人的时候，先让学生搭建一些小车，或者一些他们认为很好玩的东西，然后介绍一些简单的杠杆、齿轮、摩擦力、重心的知识。从结构开始的好处还可以让他们了解各种部件的连接方法，熟悉搭建方法，这样对以后的编程控制有很大的帮助，不然到了以后的编程控制，他们会经常出错，不知道那个模块接在那个端口，程序出错后也不会调试。因为没有编程控制，学生很能快就认为所谓的机器人跟他们平时玩的四驱车、遥控车没什么两样，这时要趁热打铁了，开始教学生编程控制，让学生编程控制小车在特定的条件下停或者转弯，让学生分辩出机器人的小车跟他们以前玩四驱车、遥控车不同，让它们保持对机器人持久的好奇心和兴趣。
二、将课堂交给学生
每堂课都以学生为中心，以问题为牵动，促使学生主动进行探究式学习，充分发挥学生的主动性和创造性，老师只是作为课堂组织者、合作者。学生自己去研究，去观察，去发现。通过生动、直观、有趣的实际情境，激发了学生的兴趣和参与热情。在教学《小鹰出巢》一课时，我设计这样一个环节，当学生的机器人都能成功出巢时，我安排学生尝试前驱、后驱、左驱、右驱，看看机器人是怎样在运行，在尝试完成后，再抛出第二个探究任务，最后让学生结合生活实际，讨论生活中哪些机器人是前驱，哪些车是后驱，哪些车是四驱车。这样贴近实际生活，调动起学生参与的积极性及学习的热情，充分体现了学生学习的主动性。
三、让学生时刻体验成功的乐趣
老师对学生的每一点成功，每一点进步，每一个创意，都给予肯定，随时让学生有成功的自豪感。例如：我们每课的任务完成了，都会出现恭喜的成功，并提示你得了多少分的界面。为了让学生能想得到、做得到、实现得了，我们采用先让学生自主的去探究，当学生感到迫切需要帮助的时候，就组织大家针对所遇到的困难和问题进行共同探讨，再对自己的程序进行调试，教师适当参与，经过小组的共同努力，终于感受到成功的快乐，就这样让他们在学习的过程中始终有成就感。
四、使合作学习成为习惯
第一合作学习对于后进的学生无疑是一个福音，也有助于思维敏捷，创造能力强的学生在小组学习中展示自己的才华，从而赢得同伴的尊重，互助互学。因此在教学中把学生分成4人一组合作小组。在合作学习中，让学生自主设计、自我控制。为了营造更好的学习氛围，鼓励学生创造，老师也参与学生之间的讨论。在评价任务完成的效果时，我也总会评价小组的合作学习如何，哪个小组积极发挥的团队的力量解决了难题，我会做出积极的赞赏和表扬，使学生不但认识到团队合作的力量，久而久之具备了团队合作的精神。
五、在评价中使学生体验成功
评价可以包括自我评价、同学评价及教师评价。智能机器人的任务完成情况评价，可以从完成任务的方式和完成任务的效率上进行衡量，用最简单的方式、最快的速度完成特定的任务一般就是最佳方案。在同学互评过程中，教师要引导学生多进行正面的、鼓励性的评价。另外，教师在评价的过程中也应该重视人文性，对于学生的合作精神、钻研精神等应该予以充分的肯定。
总之，智能机器人作为一种较年轻开放性的教育平台，大的方向来讲，需要教师一直在实践中不断地探究、反思，这其中不乏对教材提出质疑、调整、改进等，对机器人提出想法，对工作提出自己的思路。小的方向来讲还需要教师善于观察生活，从中发现问题，精心设计任务，要对学生合理引导、积极鼓励。只有这样，智能机器人进课堂才会真正给学生带来发自内心的快乐，才能更有效地提高学生的信息素养。
这学期我们在研究性学习课上学习了智能机器人。我对此非常感兴趣。我们的课程主要为对智能机器人进行了解与它在实际应用的领域。我们对它并不是很了解，但是经过了这一学期的课程后，对它有了一定的认识。智能机器人无论是在工业领域，还是娱乐领域，都是当今社会补课缺少的元素。智能机器人并非是一定要有实体，它可以是在计算机上的某种程序，例如：智能聊天工具……等一切得到人类指令并进行人性化判断和回复的，在我认为都可称作只能机器人。
人类对智能机器人的开发还有着一段距离，但我相信这是我们可以达到的！在课上我们观看了《铁甲钢拳》、《复仇者联盟2：奥创纪元》这两部影片。这里主要为我们展现出人们对智能机器人的想象，想象是科学事业的发展前提。在中国古代，人们的飞天梦，这就是一种想象，再有了想象之后，才有了目标和人们去实现他的动力，这才成就了那些伟大的科学家。
在《铁甲钢拳》中，男主角在垃圾场拾到早在很久的只能拳击机器人，他有一个非常bug的一个功能就是模仿人类的动作，因此在最后的拳王争霸赛上男主角的父亲亲自上场开启模仿功能机型比赛，虽败犹荣。这就是智能机器人可以对人累的动作进行判别与模仿。
在《复仇者联盟2：奥创纪元》中钢铁侠的科技对人们留下了深刻的印象，在此之中钢铁侠的铠甲和智能化的系统贾维斯都是人工智能的表现。
在我们生活中智能机气人也无处不再，比如扫地机器人等等……我们接触了机器人，机器人的程序没有太多的难点，我们并没有学习过C语言，可以说零基础基础，我们目前并没有实际操作。我们主要学习简单的指令来进行LED灯的控制，说起来只要两个字，做起来真的不是那么简单。
我看那些对机器人进行编程和操控感觉特别的炫。我个人对机器人也有这浓厚的兴趣。我也一直想着学好英语在将来可能进行编程之类的工作，但突然发现我的英语着实是有点差，不过虽然如此我也要努力去实现自己的梦想，现如今我学习美术并不代表不能从事这个事业，我相信在将来我可以自己进行编程和设计一个属于自己的智能机器人。
很庆幸能够选修《智能机器人》这门课，通过了这门课使我对智能机器人有了一个更加清晰的认识，同时也激起了我对此方面的研究的兴趣。之前就对机器视觉，认知心理学，机器学习和人工智能颇感兴趣，并对此进行了深入的了解，通过这门课，我认识到，智能机器人作为这些学科的交叉产物，是个综合应用这些知识的最好的平台。通过这门课，我也从新认识了智能机器人制作的.艰辛和困难性，使我认识到之前对此不以为然，眼高手低态度得幼稚。同时也教育我，任何一个项目本身所呈现的问题只是完成该项目所需工作的冰山一角，做任何事，都必须以谦恭，认真的态度对待。同时也是我懂得了，再将事情坐完之前不可轻易对此做出评价。
通过这门课我系统的认识了机器人的感念，综上所述,目前机器人无碰路径规划大致可分为两类:全局规划方法和局部规划方法.在全局规划方法中,主要是基于构形空间的自由空间法:将机器人和障碍物映射到构形空间,得到障碍区域和自由区域,然后在自由区域里寻找最佳路径;在局部规划方法中,主要是人工势场法:对障碍物建立排斥势场,对目标点建立吸引势场,根据传感装置反馈回来的机器人与障碍物之间的距离,在排斥力和吸引力的共同作用下,机器人绕开障碍物向目标点移动.通过这门课使我了解到智能机器人所必需的三部分，就如上面所列的，人工智能，超级计算机和机械结构。三者是组成智能机器人不可或缺的部分，人工自能赋予机器人，判断，推理，学习的能力。超级计算机提供强大的处理数据的能力，使的机器人能够快速对传感器信号经处理，同时对人工智能技术提供支持。机械结构是机器人的物理组成部分，一个机器人机械结构所具有的自由度数的多少，以及结构强度的大小，决定了机器人活动的灵活性。三者只有相互结合，紧密联系，才能实现机器人的智能化。机器人路径规划技术未来的研究重点是“仿人、仿生”智能。
虽然《智能机器人》只是一门选修课，但却是我受益匪浅，在这短短八周的时间里，这门课给我最大的帮助就是，激发了我对智能机器人相关领域的学习和研究的强烈兴趣，同时也是我认识到我们大学生所学课程的重要性，十分感谢倪建军老师的严谨教学。
这学期我们开设了只能机器人课程，虽然是选修课，但是大家还是有很多感兴趣的部分。
我们的课程主要以介绍机器人为主，而这次的机器人课程主要以讲解机器人的历史发展和应用为主。第一章，我们主要学习机器人的历史、发展已经其基本介绍。第二章开始老师给我们讲解了机器人的基本构成结构及图像处理。第三四章主要讲解了机器人核心灵魂所在--“大脑”。最后一章是简单概述告诉我们如何去设计一个简单的几人。然后倪老师为我们扩展了一些知识，关于运算方法方面的知识，主要为模糊规则运算。
我们接触了机器人，机器人的程序没有太多的难点，我们学习过C语言，可以说有点编程基础，但是实际动手操作实在算不上好。我们主要学习如何使用电脑控制机器人，连接说起来只要两个字，做起来真的不是那么简单。去新实验楼看了实体只能机器人大家都觉的好高端。
时间如流沙般从指间滑落，短短的十周的机器人机器人课程在每天的忙碌与充实中度过，也对智能机器人有了一定的了解。感谢老师对我们的辛勤教导，祝老师在新的一年里身体健康、合家欢乐！
我大学学习的是电气自动化，毕业之后找不到合心意的工作，要么是需要有经验的，要么是在公司做那种普工，在公司又没有机会接触到技术含量的工作，后来综合考虑了一下就打算到武汉学习工业机器人技术。
当初也是在网上随便找找看有没有哪家比较靠谱的，因为现在类似的机构还是挺多的，不知道是真是假，我基本上都联系过，每一家说的话大同小异，把我都绕晕了。后来我看到武汉有一家还挺不错，就跟客服聊了下，也给了他们联系方式，不过他们从来没有乱打电话打扰我的生活和工作，这让我对他们的初步印象还是不错的。后期就一直跟那边的专业课老师咨询，对我的问题每次都很耐心的解答。
他们邀请我过去武汉的实训基地进行参观，我想着过去看看也是对他们那边的情况有个进一步的了解，万一觉得不好的话免得自己上当，然后就去了。那里的接待老师很实在，参观讲解的时候都是实事求是的。在那边参观的时候，我其实就决定要进行这个工业机器人培训了。等我回家跟家里人商量了一番，家人也觉得现在这个行业发展的很好，都很支持我来学习这个。
上课期间，讲课的时候老师讲的不快，有基础的同学不要对自己放松，一定要按照老师说的做，不要以为自己学过就对自己放松，不要高估自己，有时候就是有基础的太高估自己所以就学不好。所以，不管是对于有基础跟没基础的，我们都要按照老师说的去学习。否则，基础打不好，后面的课程学起来就会很困难。如果基础不好，遇到不
金石兴机器人学院
会的不懂的就去问老师、学习好的同学，千万不要觉得不好意思，学习态度很重要。我们去金石兴培训都是带着理想去的，所以一定不要做让自己后悔的事情。
学习要找对方法。我们在没培训之前可能没有接触过这些，不知道怎么去做，该怎么做。所以在学习过程中要认真听讲，勤做笔记，如果不会也要抄下来，一遍抄不会就多抄几遍。当时我们班有个0基础的同学，跟上课程有点吃力，他就用手机把老师讲的录音下来，晚自习或者课下的时候就一遍一遍听录音补课，有不懂得就立马去找老师解答，后来他考核的结果还挺不错的。另外自信心很重要，如果问题弄不明白，可能会对自己没有信心，对以后的学习产生负面的影响。像我，做第一个项目的时候，虽然老师在做的时候讲的很仔细，自己听的也很明白。但是，如果让自己不看老师的代码自己写的话，就会发现很多自己不懂的问题。然后我就想为什么自己不懂，为什么老师会这么写。慢慢的对这个项目就熟悉起来。对自己也有很到的信心。
在这里学习，我们每天早上还有每日一讲，每一天上课前，都会有同学对自己的经历或者心得体会或者是行业认识做个分享。我觉得这样的模式非常的好，大家都是来自不同地方的人，也有不同的生活工作经历，分享出来可以从中明白一些道理，而且通过这种每日一讲，让我的表达能力得到了提高，这为我后面的面试有很大的帮助。
在平时学习中，我们的班主任密切关注我们的状况，学习中遇到瓶颈感到沮丧时，班主任会及时跟我们谈心鼓励我们，经常问我们学的怎么样，能不能跟的上，有哪些觉得困难的·····学习的进度
金石兴机器人学院会根据我们的情况有所调整，所以我和同学们都能跟得上。
到这里学习的人都是有强烈目的的，所以大家都很用功，每天晚自习到晚上9点半，曾经在大学时不怎么上课的我，在这种学习氛围的影响下，一刻都不敢松懈。我知道工业机器人是个新兴的行业，在未来会发展的越来越好，在这个行业做个两三年，工业机器人行业的薪资绝对是不低的，之前没毕业的时候老师经常拿一个学长给我们做榜样，现在据说每月过万了。可惜我大学时贪玩不曾好好努力，现在到这里就必须要好好学习。我想法简单，学好一点，学完之后就可以推荐到好点的单位，之后努力赚钱，不让父母觉得我不争气。
我选择了工业机器人行业就不会后悔，这是一个有发展，有钱途的行业，我也会在这个行业不断努力，为自己的美好未来奋斗。同时也希望我的这些心得能对将要从事这个行业的人有所帮助，愿大家都能过上自己想要的生活！
机器人学科是一个涵盖知识面很广的交叉学科。机器人是集机械、电路、程序为一体自动控制的典型代表，它含软件编程也包含有硬件开发，机器人是一个非常好的培养学生综合素质和综合解决问题能力的教学工具。现在国内外都开始重视机器人，将其作为一种工具和手段应用到教学中去。20xx年，我校把机器人引进了校园。成立了“机器人课外活动小组”，并将其作为校本课程进行授课。
作为学校机器人活动小组的辅导教师，在几年的机器人教学实践中，总结到一些经验，下面跟大家分享我的一些机器人教学做法。
一、从设计和搭建入手
据我所知，目前可以应用到中小学机器人教学的器材主要有几家厂商在做，如国外的乐高、国内的中鸣、广茂达、纳英特等，这些厂商提供的机器人器材一般都是各种独立的模块，如红外传感器、马达、超声波传感器、伺服电机等等，这些零散的部件需要搭建起来才是一个整体。机器人的搭建是工程学的一部分，涉及的很多内容，如杠杆、齿轮配比、轮子和轮轴、梁、摩檫力、重心等。小学生的心理年龄特征是爱玩各种积木电玩，但是他们对上面的搭建知识一知半解。根据学生这一特点，我一开始让学生开始接触机器人的时候，先让学生搭建一些小车，或者一些他们认为很好玩的东西，然后介绍一些简单的杠杆、齿轮、摩擦力、重心的知识。从结构开始的好处还可以让他们了解各种部件的连接方法，熟悉搭建方法，这样对以后的编程控制有很大的帮助，不然到了以后的编程控制，他们会经常出错，不知道那个模块接在那个端口，程序出错后也不会调试。因为没有编程控制，学生很能快就认为所谓的机器人跟他们平时玩的四驱车、遥控车没什么两样，这时要趁热打铁了，开始教学生编程控制，让学生编程控制小车在特定的条件下停或者转弯，让学生分辩出机器人的小车跟他们以前玩四驱车、遥控车不同，让它们保持对机器人持久的好奇心和兴趣。
二、将课堂交给学生
每堂课都以学生为中心，以问题为牵动，促使学生主动进行探究式学习，充分发挥学生的主动性和创造性，老师只是作为课堂组织者、合作者。学生自己去研究，去观察，去发现。通过生动、直观、有趣的实际情境，激发了学生的兴趣和参与热情。 在教学《聪明的机器人卫士——避障传感器的使用》一课时，我设计这样一个情境，“博物馆里有一件镇馆之宝，需要找一名最聪明的机器人卫士来看守，想不想让你们的机器人成为最聪明的卫士？”在学生情绪高涨的时候，我又提出这样的思考问题，“能完成这样任务的机器人应该先具备什么样的能力？”引出本课的学习重点避障传感器的使用。这样的开头离学生的实际生活很近，让学生认识到机器人是为人类生活服务的，调动起学生参与的积极性及学习的热情。在讲解完避障传感器如何使用后，接下来抛出第二个学习任务，即用所学的知识保护镇馆之宝，即编写围绕圆形障碍物走的这一程序，学生们一直紧紧转绕这一主题开展学习活动，充分体现了学生学习的主动性。
三、让学生时刻体验成功的乐趣
老师对学生的每一点成功，每一点进步，每一个创意，都给予肯定，随时让学生有成功的自豪感。例如：为了让学生能想得到、做得到、实现得了，我们采用先让学生自主的去探究，当学生感到迫切需要帮助的时候，就组织大家针对所遇到的困难和问题进行共同探讨，再对自己的程序进行调试，教师适当参与，经过小组的共同努力，终于感受到成功的快乐，就这样让他们在学习的过程中始终有成就感。例如在学生初步学习了《轨迹识别传感器的应用》一课后，我特别设计了一节综合实践课，目的是拓展应用。组织学生参加机器人运动会为主题开展的课堂教学活动，由于情境自然充满乐趣，学生充满激情投入到各项比赛中，我设计了三种类型的跑道轨迹，即三个比赛项目，这三个比赛项目由易到难，由浅入深，逐步深入，
注重了知识的层次性。作为一节综合实践课，在课堂上除了注重活动的准备及开展以外只需坚持启发引导点拨的原则，重难点知识则通过学生实践、小组学习交流讨论以及教师适当点拔等方式帮助学生理解掌握。在引导学生交流比赛经验及心得的时候，要侧重于以下几个问题的解决。即：
1、当走黑线的时候如何设置轨迹识别传感器变量的值？
2、如何应用两个轨迹识别传感器？要考虑哪几种情况？
3、你用了几个轨迹识别传感器，你的程序是怎样编写的？
4、电机的速度受哪些因素的影响？怎样来调节？
5、机器人实践中要综合考虑哪些因素？围绕这些问题考察学生对知识的掌握和实践的体会。这样学生在活动中自始至终都有收获。
四、使合作学习成为习惯
第一合作学习对于后进的学生无疑是一个福音，也有助于思维敏捷，创造能力强的学生在小组学习中展示自己的才华，从而赢得同伴的尊重，互助互学。第二机器人的种类多，价格又比较昂贵，难以实现学生人手一台，所以学生学习采用合作学习的方式比较好。
因此在教学中把学生分成若干个合作小组，课堂上可以自由组成学习小组，成员三人到五个为佳，在每一节课的实施中，在抛出学习任务之前，我都向学生强调你可与其他同学组成搭档共同完成这一任务，在小组确立之后，学生再从教师处领取机器人，分工开始拼装、编程、下载、调试。在合作活动之前，教师应该注意各小组的分工状况是否合理。如动手能力强的可以主要负责拼装机器人的操作任务、逻辑思维能力强的可以主要负责机器人的程序编制教师也可以直接参与分工，以保证每组的人员配置都尽可能合理。
在合作学习中，教师应减少对学生学习过程的干预和控制，让学生自主设计、自我控制。为了营造更好的学习氛围，鼓励学生创造，教师还应该放下架子，“蹲”下来参与学生之间的讨论。因此作为教师的我每次也都会参与到某一个小组，扮演组内的一名成员，与学生共同完成任务，这样做不但能更好地让学生体验到团队合作的力量，还能了解学生在团队合作中存在的问题，从而帮助学生更好的与人合作。在评价任务完成的效果时，我也总会评价小组的合作学习如何，哪个小组积极发挥的团队的力量解决了难题，我会做出积极的赞赏和表扬，使学生不但认识到团队合作的力量，久而久之具备了团队合作的精神。
五、在评价中使学生体验成功
评价可以包括自我评价、同学评价及教师评价。智能机器人的任务完成情况评价，可以从完成任务的方式和完成任务的效率上进行衡量，用最简单的方式、最快的速度完成特定的任务一般就是最佳方案。在同学互评过程中，教师要引导学生多进行正面的、鼓励性的评价。另外，教师在评价的过程中也应该重视人文性，对于学生的合作精神、钻研精神等应该予以充分的肯定。例如教学《机器人吹灭蜡烛》这一课，老师总结并宣布下课之后，还有一组同学在场地上使劲调试。原来他们的“机器人”即使看到“蜡烛”也仍旧在原地打转，不会吹灭蜡烛，我询问情况之后，安慰他们并建议下次上课的时候再调试，而他们却坚决不肯，我只能破例同意他们把机器人带回家调试。第二天，他们兴冲冲地跑来给我演示他们的成果，他们成功了！我表扬了他们刻苦钻研的精神，在后来的学习中，他们钻研的劲头更足了。总之，智能机器人作为一种较年轻开放性的教育平台，大的方向来讲，需要教师一直在实践中不断地探究、反思，这其中不乏对教材提出质疑，对机器人提出想法，对工作提出自己的思路。小的方向来讲还需要教师善于观察生活，从中发现问题，精心设计任务，要对学生合理引导、积极鼓励。只有这样，智能机器人进课堂才会真正给学生带来发自内心的快乐，才能更有效地提高学生的信息素养。
在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势，很有幸参加了由苏州镒升贸易有限公司和我们学校组织的校企合作工学结合——工业机器人项目。该公司是苏州市高兴技术企业，主要从事自动化贸易，该公司是爱普生机器人在中国的销售和技术服务中心。
我们学习的是工业机器人课程，而工业机器人的主要作用是从事工业生产。我们也开设有机器人课程，但是我们的课程主要以介绍机器人为主，而这次的工业机器人课程主要以应用为主。前四天，我们主要学习机器人的动作指令、程序的控制语句和四轴机器人调试。开始学习时由于不熟悉EPSON VC+5.0的操作环境，很多小问题吧我搞得团团转，一次次的请导师帮助，现在想来还有点不好意思，不管多小的问题导师一遍遍的讲解直到听懂为止，有时候一个小问题导师都能讲好几遍，在调试四轴机器人似的时候，关于如何机械手坐标系，导师讲了好几遍，当问我们会了没时?我很不好意思的说了一句：“还不太明白”，导师又把机器人现场调试了一遍，又细致讲解了一遍又一遍。
换了教室后，我们接触了六轴机器人，机器人的程序没有太多的难点，我们学习过C语言，可以说有点编程基础，但是实际动手操作实在算不上好。第四天我们主要学习如何使用电脑控制机器人，连接说起来只要两个字，做起来真的不是那么简单。学会用以太网连接控制器、区分吊装与台面安装的坐标区别、回原点的注意点、区分六轴机器人和四轴机器人刹车释放的不同点、控制模式的切换还有那操作时各种各样的的注意点，一天都在讲解注意点和连接、调试六轴机器人中度过。
时间如流沙般从指间滑落，短短的一周工业机器人课程在每天的忙碌与充实中度过，从一开始见到那机械手的陌生，到现在可以对它进行简单地编程操作，我们每一步的进步都离不开导师们辛勤的付出!
一、实习目的：
1.实习目的和意义：
对于工科生来说，学习工科知识重要的是在于实践。理论知识往往过于标准化，特别是对于机械专业的同学，仅仅靠掌握理论，一点实际操作经验都没有的话，事实上是没有实际效应的，现实中的事情往往是千变万化的，运用起来解决具体情况多半是教条的。无数事实证明：只有将理论知识与实践很好的结合起来，才能学有所长，学有所用，为了将知识转化为自己所真正拥有的能力，面对充满竞争与压力的社会环境。。
2.实习单位发展情况：
1955年，作为新中国“一五”期间156项前苏联援建重点建设项目之一，经毛泽东主席批示，中国最大的拖拉机制造厂在洛阳涧西原隋炀帝的皇家御苑破土动工。经过三年的建设完善，1958年7月20日，一拖第一辆拖拉机下线。1959年11月1日，一拖正式落成。1990年被国务院企业管理委员会评为“国家一级企业”，1997年，中国一拖集团将与拖拉机相关的业务、资产、负债人员重组后进行股份制改造，依法设立了第一拖拉机股份有限公司。之后，股份公司在境外发行H股股票，并于同年6月23日在香港上市。1999年“东方红”商标被国家行政管理局认定为中国驰名商标，2015年“东方红”牌系列(履带、轮式)拖拉机和工业推土机、“洛阳”牌压路机三大系列产品荣获“河南省名牌产品”称号。2000年1月公司整体通过ISO9002：1994质量管理体系认证，并于2015年5月整体通过ISO9001：2000质量管理体系认证。目前，公司为进一步满足生产及市场发展的需要，从2015年起在公司范围内全面贯彻实施环境/职业健康安全管理体系标准，确保2015年通过第三方认证，建立起一个以ISO9001质量管理体系为基础，ISO9001与ISO14001及OHSMS管理体系有机结合，融为一体的有序、高效的管理平台，全面提升公司管理水平。
3.实习要求：
此次实习我们要达到以下几点：1：通过下厂生产实习，深入生产第一线进行观察和调查研究，获取必须的感性知识和使学生叫全面地了解机械制造厂的生产组织及生产过程，了解和掌握本专业基础的生产实际知识，巩固和加深已学过的理论知识，并为后续专业课的教学，课程设计，毕业设计打下基础。2：在实习期间，通过对典型零件机械加工工艺的分析，以及零件加工过程中所用的机床，夹具量具等工艺装备，把理论知识和实践相结合起来，分析和解决问题的工作能力。3：通过记实习日记，写实习报告，锻炼与培养我们的观察，分析问题以及搜集和整理技术资料等方面的能力。
二、实习内容：
1.安全教育：
第一天的安全教育，师傅给我们看安全生产记录还有事故案例，一些注意事项加血淋淋的案例，惨不忍睹，但还要做笔记，这些血淋淋的案件给人们敲响了警钟。老师给我们提了很多要求：
1) 不允许穿凉鞋进厂;
2) 进厂必须穿长裤;
3) 禁止在厂里吸烟，打闹，被发现者罚款;
4) 注意高空，有天车及悬挂物要绕行;
5) 进厂后衣服做到三紧，不得背背包进厂; 2.齿轮讲座：
齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法等分类。
另外，齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮;按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮;按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮;按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低，常用于尺寸较大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差，可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方，与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
3.铸造厂：
该厂主要采用熔模铸造法生产，熔模铸造尺寸精确，铸件表面光洁，无分型面，不必在加工或少加工。熔模铸造工序较多，生产周期较长，受型壳强度限制，铸件重量一般不超过25kg，适用于多种金属及合金的中小型、薄壁、复杂铸件的生产。
熔模铸造的工艺流程如下：制作母模——制作压型——制作蜡模——制作型壳——脱蜡——焙烧和造型——浇注——脱壳。
采用石蜡造型，熔模制造的生产流程基本如下：化腊(1：1的石蜡硬脂酸，防止腊模变软)——腊模——装配——熔腊——焙烧(焙烧炉，未熔干净的腊滴蒸发)——铸造。
4.动力机械厂：
一拖动力机械有限公司简介：该公司是中国一拖集团有限公司骨干专业公司之一，由一拖柴油机公司和第一拖拉机股份有限公司于2015年共同投资专业生产动力机械的公司。其前身为第一拖拉机股份有限公司第一发动机厂，自1958年建厂以来，已累计生产各类柴油机60多万余台。主要生产发动机及其零部件，主要产品有三种：1、YTR105柴油机(用于农用机械，工程机械。目前至今已售出12万台)2、4125系列柴油机(用于配备履带式拖拉机)3、发动机组;厂内的机加车间主要生产零件，缸盖，缸体，有多条生产线。
4、参观工装制造厂：
立铣刀的工艺过程：1、钻孔，攻丝2、钻孔及背3、铣端齿4、打印5、热处理6、磨前面7、清扫8、研孔磨外圆9、磨锋。
深孔钻工艺过程：1、车削2、铣齿3、铣背4、铣扁尾5、打印，钻工艺钻6、热处理7、磨前面及抛槽8、研磨外圆9、磨柱后角及磨锋。
定位键工艺过程：1、刨方面2、留磨(两连件)3、划线4、孔成，去削5、HRC40-506、切开箱体加工。
5. 第一装配厂：
厂房内机床主要有摇臂钻床，转塔式六角车床和全自动花键轴铣床等。
此车间主要是进行履带式拖拉机的装配和整机装配，还有轴类零件，花键，和箱体的机加工。
进入车间，三个大型的数控加工中心非常凸显，进一步从师傅那了解到，这三台大型数控加工中心为日本进口，主要加工对象为变速箱箱体加工，他代替了以前的硬性加工生产线，增加了企业生产的灵活性，体现一拖集团向柔性化制造的企业发展方向。第一装配车间的产品：四档变速器。
6.工艺材料研究所：
(1)样品制备室
电热鼓风干燥箱;砂轮机;钻床;钳工台
(2)原子吸收室
原子吸收分光光度计：
金属试样的溶液→利用物质波长的唯一性来测定试样中微量或低含量元素的含量。
(3)直读光谱分析仪
本仪器可同时测量十几到几十种元素的含量。利用光电转换：光能→电能，测量方便，只须测量电流几次取平均值即可。
7.洛轴：
轴承生产工序：
材料准备(锻造工艺产品)——车削(去除氧化层)——热处理(淬火+回火，使硬度在HRC60-66)——磨削——装配 主要产品：转盘轴承轧机轴承轧机轴承风力发电机轴承系列水利工程用轴承精密机床轴承剖分式轴承精密机床轴承转台轴承。
滚动轴承的装配过程：
一是通过热胀冷缩的方式直接将滚子放入沟槽中;二是先将内圈偏离外圈圆心，放入七个完全进入深沟的滚珠以及一个没有完全进入深沟的滚珠，然后在施加外力的作用下滚珠慢慢进入深沟，同时内圈会回到中心位置。
8.国机重工：
一拖(洛阳)工程机械有限公司，于2013年8月脱离一拖，加入国机重工，成立国机重工洛阳有限公司，主打产品为压路机，该公司共有五个车间：结构件车间、铆接车间、机械加工车间、涂装车间、组装车间。
9.中信重工：
中信重工机械股份有限公司(原洛阳矿山机器厂)，公司主要产品有：采掘机械、提升机械、选煤机械、破碎与粉磨机械、水泥机械、冶金轧钢机械、环保机械、发电设备、大功率减速器、大型铸锻件等。可为矿山、建材、冶金、有色、电力、化工、环保和其他基础工业领域提供成套重大技术装备、工程成套服务。产品远销亚、非、欧、美、澳等国家和地区，在国内外占据较大的市场份额。
10.沃德福机器人工厂：
我们参观的洛阳沃德福机器人科技有限公司拥有机器人核心技术，致力于RV减速器及工业机器人研发、制造、工业机器人系统集成应用等数字化智能高端装备制造的企业。
在参观中见到了解了日本FANUC、德国KUKA、瑞典ABB等机器人，简单学习了机器人关节减速器的核心设计技术，摆线轮减速和行星轮减速部分的关键连接技术，减速器内多齿啮合运动的间隙补偿技术等。
11.曲轴讲座:
曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。
为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力，曲轴轴颈往往作成中空的。在每个轴颈表面上都开有油孔，以便将机油引入或引出，用以润滑轴颈表面。为减少应力集中，主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。
曲轴平衡重(也称配重)的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩，有时也可平衡往复惯性力及其力矩。当这些力和力矩自身达到平衡时，平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。
12.河柴重工：
连杆的加工工艺过程:热处理→机械加工粗磨面(定位：1面2销)→钻/铰孔→矩形连杆盖→铣/磨内藏面→铣两平面→铣分开面→去内孔余量→磨两平面→钻两个定位销孔→铣磨两平面→钻孔(h=3.5mm d=17mm)→铣齿3.5mm→连杆盖钻空2螺纹孔(M4X16)→孔倒角→去棒毛坯→检查→镗大孔→拆开释放应力→瓦小孔→检查以加工面→探伤(有无折裂裂纹)→磨/镗大孔/小孔→压衬套(冷却到120℃)→压进大连杆大孔→定位销→对秤杆称重(3500~3525ɡ)。
13.摩托车发动机装拆：
发动机是摩托车的动力之源，是把热能转化成机械能的一个装置，它就如一个人的心脏，摩托车的性能好坏很大程度取决于发动机的设计和制造水平。目前市面上流行的摩托车发动机大部分都是由三大机构和五大系统组成的。(“三大机构”一：机体机构;二：曲轴连杆机构;三：配气机构。“五大系统”一：燃料供给系统;二：进排气系统;三：冷却系统;四：润滑系统;五：点火系统。)
14.参观洛阳博物馆。
三、实习总结或体会
之前我总以为根据自己从书上、从课堂上所学到的知识应该对企业的生产情况有了比较深刻的了解。通过本次生产实习感想很多，体会也很深，扩展了我的知识面，对书本理论知识给予了一个很好的补充，真正脚踏实地进入到工厂生产重点地带支了解生产过程，支认识工厂，了解设备，深入全面了解本专业职业定位，为将来工作有了一定的导向作用，恶劣的工作环境激励我更加努力去学习，为将来竞争更好的工作岗位作好准备工作。
在这个科技时代中，高技术产品种类繁多，生产工艺、生产流程也各不相同，但不管何种产品，从原料加工到制成产品都是遵循一定的生产原理，通过一些主要设备及工艺流程来完成的。因此，在专业实习过程中，首先要了解其生产原理，弄清生产的工艺流程和主要设备的构造及操作。其次，在专业人员指导下，通过实习过程见习产品的设计、生产及开发等环节，初步培养我们得知识运用能力。
在实习过程中，我们在公司简介栏里总能看到工厂所属设备从德国，西班牙，意大利，日本引进的字样，而我们国产的设备总是躲在工厂的角落里。自动化稍高一点的设备就需要引进这足以让我们感到沉重，沉重的是感到了我们国家机械行业的落后，在一拖看到的冲压设备还都是建国初期的老设备。作为一名机械类的学生，我们有责任改进我们国家机械行业落后的局面，只有通过我们刻苦的学习，我们就是要把有用的东西学好，培养自己的创新能力和实践动手操作能力，以承担起我国机械行业复兴的重担!
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