技工学校开设工业机器人应用课程的探讨

文/彭庆翔

摘 要：在我国产业转型升级的大环境下，越来越多的企业在寻求使用更多工业机器人代替繁复的人工工作，因而需要更多懂得工业机器人安装、操作、维护等技术的工人。作为技工学校，应该立足于为行业、企业培养所需的技能人才。本文通过阐述我国工业机器人的发展现状和趋势，探讨了当前技工学校开展工业机器人应用课程的必要性和可行性，对开展工业机器人的课程存在的困难作出分析，并提出了解决办法。

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关键词 ：技工学校 工业机器人课程

工业机器人是一种典型的机电一体化设备，它集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科于一体，在现代制造业中，应用广泛。从1962年世界上第一台工业机器人在美国问世，到现在已经半个世纪了，随着计算机、传感、人工智能等技术的不断发展，机器人技术也得到相应的发展，到现在，机器人已成为现代制造业中重要的自动化设备。

一、工业机器人在我国的发展现状和趋势

在上世纪下半叶起，世界机器人产业就一直保持稳定高速的增长，到了上世纪90年代，工业机器人产品年均增长达到10%以上，目前世界先进的工业国家都大量装备了工业机器人。联合国欧洲经济委员会（UNECE）和国际机器人联合会（IFR）发布的数据表明，目前世界平均每万名工人对应机器人数量为55台，日本最高，达到了350台，而我国仅为29台。UNECE和IFR数据也表明，近年我国的工业机器人新装机数量，年均增长量都在20%以上，成为世界上机器人产品增长速度最快的市场。未来，工业机器人将会中国的生产和社会发展起着越来越重要的作用。

二、技校学生学习机器人操作的必要性

国家对工业机器人的发展非常重视，中国工信部、科技部对于机器人产业给出了许多政策引导，2013年4月还成立了中国机器人产业联盟。上海机器人协会会长徐建国曾说：“目前是在中国发展机器人的最好时机。”

工业机器人的用工需求主要分三个方面，一是用户，二是系统集成商，三是产品制造商。

1.用户

用户是指使用机器人的企业，它们在使用机器人过程中，少不了对机器人的日常保养，还有一些基本的安装、设备的停开机等。上面已有论述，目前我国企业由于技术升级，需要在生产线上配置更多的工业机器人，因此产生了大量的操作人才需求。

2.系统集成商

系统集成商本身不生产机器人，他们会按照企业的需求，设计自动生产线，相应的材料配件通过购买，或者自己制造，其中就有成品机器人，最后完成生产线的安装和调试，他们会把生产线整体研发和制作好，再交付给企业用户使用。因此，系统集成商需要安装机器人，按用户需要编写机器人运动程序，进行调试，以及售后的维护维修服务，这里也需要大量的相关技能人才。

3.产品制造商

产品制造就是生产成品的机器人。世界工业机器人产品制造商主要是四家：ABB、KUKA（库卡）、FANUC（发那科）还有YASKAWA（安川）。我国工业机器人发展起步较晚，现在中国的机器人企业还处于发展的起步阶段。生产机器人的企业主要有沈阳新松机器人、安徽埃夫特、广州数控等。国外的机器人制造商可能不太会需要我国的技术人员，因为他们也怕自己技术被我们学会，但我国的企业对我国技术人员的需求是巨大的。虽然我国自主机器人产品在目前在国内市场占有率也才10%左右，但就像以前的家电，现在的计算机、手机、汽车等产品一样，在将来必然是我国自主品牌占有市场份额越来越多，从而需要的技能人才也将越来越多。

综上所述，在我国工业机器人的发展趋势下，需要越来越多掌握机器人技术、能操作机器人的技术工人。这就为技工学校开展机器人课，培养相关技能人才提出了新的要求。

三、技校学生学习机器人操作的可行性

众所周知，机器人技术在机电技术中处于高端地位。然而技校学生理论知识基础比较薄弱，可能在一些人看来，让技校学生去学习机器人技术是不大现实的，只有高等院校的教授、博士生、研究生等才能以机器人技术作为课题研究。但是，笔者认为这些看法实际上是混淆了研发与应用的区别。

2012年广东省机电一体化技能竞赛技工院校学生组的比赛中，首次引入了工业机器人的实践操作，通过操作机器人以及对机器人的动作编程，完成生产线上工件的搬运工作。参赛选手都是来自技工学校的学生。他们经过技能培训和自身刻苦的锻炼，在比赛前都已基本掌握机器人的操作和编程技能。在比赛中，绝大多数的选手都能在规定时间内完成机器人的控制编程，最终完成了工作任务。如此就说明了，技工学校的学生，是可以掌握机器人的基本操作技能的。

技工学校机电类专业的学生在3~4年的技校学习中，已经基本掌握了电气安装的技能，从包括伺服电动机、液压与气动、可编程序控制器，到传感器技术等专业知识和技能，对现代工业机器人的基本构成和操作已有足够的知识和技能储备。作为设备操作人员，他们并不需要过多的理论知识，也不需要深奥的设计和开发能力，他们只需要懂得机器人的安装、调试、日常维护，以及能进行一些较为简单的动作编程，即可满足一般的生产需要，至于将来能否更进一步深入掌握机器人技术，则需要看学生在工作实践中的知识和技术的进步情况，因人而异。

目前应该说，国家、社会、行业企业对机器人操作人才都有很大需求，技校学生的知识储备已足够，因此说，开展机器人技术应用课程的时机已经成熟。

四、在技校中开展机器人应用等课程仍需解决的一些问题

目前学校已在电气自动化专业高级班中开展工业机器人方向，设置了ABB工业机器人的操作实践课程。从目前教学的情况看，学生通过学习，能掌握基本操作和简单动作编程，但是由于机器人价格昂贵，学校不可能让学生对机器人进行拆装，而且由于相关教师也对机器人内部状况了解不多，因此，机器人的保养、维护等教学的展开比较困难。教师对机器人技术掌握还是不足，一些较复杂的编程指令需要教师更深入去学习。此外，机器人的工作对象非常多，需要的工艺流程也千差万别，因此教学的深度和广度都不能得到令人满意的水平，需要在今后机器人教学改革方面继续研究，也需要和教育部门和其他兄弟学校更多沟通和共同实践探索。

由此，笔者认为在技校中开展机器人应用的课程需要解决的困难在两个方面，一是投入、二是师资力量。

1.投入

一台工业机器人的完整系统至少十几万的价格，要形成教学规模，至少配备15台机器人系统，才能满足一个班的学生的学习需求。还有场地等和维护等配套措施，学校必须投入过百万的资金。在国家产业升级的需求下，希望能通过国家、政府的投入，使资金方面的问题能够得以解决。

2.师资

师资力量方面，很多技校教师的知识技能都是十几年前的。要满足机器人应用课程的教学，学校需要安排教师进行培训，特别是年轻教师，年轻教师吸收新知识、新技术的速度比较快。比如在2012年广东省机电一体化技能竞赛中，引入了机器人应用，许多参赛的年轻教师都能很好地完成机器人的操作与应用。但是，目前教师对机器人的知识技术储备应该说还是很不足的，因此，加大培训力度，才能更好地满足机器人课程师资的需要。

五、小结

工业机器人是未来我国产业升级转型重要的机电一体化设备，需要大量的相关技能人才。笔者认为，技工院校应该紧跟时代的需求，尽快开发工业机器人的专业和课程，以满足社会和企业的用工需求，也能为学生创造更多优质的就业机会。

（作者单位：广州市高级技工学校）