机器人试验室建设方案

机器人实验室建设方案机器人实验室建设方案 参考样例参考样例 目录 第一部分 机器人国内外发展概况及人才需求分析 - -3 3- - 1.11.1机器人国际发展状况 1.21.2机器人国内发展状况 1.31.3机电电器类人才需求分析 第二部分 机器人实验室建设规划 2.12.1基础训练区 2.1.1 最小机电系统连接与控制实训平 台. 2.1.2 基础提高训练设 备. 2.22.2综合应用实训区 2.2.1多控制四轴码垛机器人系 统. 2.2.26自由度多控制模块化可拆装机器人系 统 2.2.36自由度弧焊机器人工作站系 统 2.2.46自由度搬运装配机器人工作站系 统 2.2.56自由度点焊机器人工作站系统（体积较大，可 选）. 2.2.6模块化多机器人柔性制造 /自动化物流综合实训系 统 2.2.7智能移动机器 人. 2.2.8AGV 小 车 . 2.32.3拓展展示区 2.3.1仿人形机器 人. 2.3.2特种爬壁机器 人. 2.3.3特种球形机器 人. 2.3.4可重构并联机器 人. - -3 3- - - -4 4- - - -5 5- - - -9 9- - - -9 9- - -9 - -10- - -1111- - -11- -12- -13- -14- -15- -15- -16- -17- - -1717- - -17- -18- -18- -19- 第三部分 机器人机电教学模式探讨 - -2020- - - -2020- - - -2121- - - -2121- - - -2121- - 3.13.1机器人推荐教学模式及教学理念 II 3.23.2提供的资料介绍 3.33.3校企合作与培训说明 3.43.4机器人实验室针对教师与学生教学效果 第一部分 机器人国内外发展概况及人才需求分析 1.1机器人国际发展状况 机器人技术是多学科交叉与综合的高技术，对国民经济和国家安全具有 重要的战略意 义，具有广阔的应用前景和市场。在汽车、电子、石化、自动化等工业领域 已得到广泛的 应用，目前正向教育、娱乐、助老助残、危险环境作业等服务领域发展，并 正在形成巨大 的产业。机器人技术与仿生及纳米技术的结合出现了仿生机器人、纳米机器 人、医疗机器 人等前沿方向。美国、欧盟、日本、韩国都制定了本国的机器人发展战 略。 工业机器人已经成为展示一个国家制造水平和科技水平的重要标志， 在技术发达国 家已经建成一批工业机器人制造厂，如瑞典的ABB 、日本的FANUC、 MOTOMAN、德国的KUKA 、 美国的Adept 、意大利COMAU等，已经成为其所在国的支柱性产业。据联合 国欧洲经济委 员会 （UNECE） 报告，2008 年全球工业机器人装机总量已超过 100 万套，2007 年全球新安装 的工业器人的数量达到 106000 套，预计2011年将达到 12 万套。现阶段机器 人产品应用分布 按品种分弧焊、点焊、装配机器人应用的最多；其次是搬运（上下料、冲 压、压铸、铸 锻、注塑等实质上都是搬运机器人）；再次是包装、码垛、拆垛机器人（也 可以统称为搬 运机器人）和密封涂胶机器人；其中焊接 26，喷涂 8，洁净 8，搬运/ 装配 57，其他 1。 随着技术的进步和产业的发展，机器人的应用领域不断向食品、医药、 IC、MEMS、 光电子等极端制造领域拓展，出现了高速、高精、重载、轻量化机器人和微 纳米操作机器 人、基于工业机器人概念的封装与装配精密作业装备等高性能工业机器人与 装备，在精度、 速度和负载能力等方面的指标不断提高。 据 IFR 2008 年报告显示，截至2006 年底，世界累计安装个人服务机器 人约 240 万套， 2007 一年世界新安装个人服务机器人达 100 万套。预计 2011 年家用、娱乐 与医疗康复等服 务机器人将发展拥有 1700 台套。日本机器人协会的调查报告显示，服务机 器人将有大幅的 成长，预估 2010 年约有 171 亿美元，2025 年将有 517 亿美元的市场规模。 最近美国、欧盟、 日本、韩国等又先后制定了服务机器人的相应研究国家计划，都试图抢占这 方面高技术研 -3- 究制高点。目前服务机器人主要包括助老/助残机器人、教育/娱乐机器 人、家用服务机 器人和危险作业机器人。 1.2机器人国内发展状况 中国正从制造大国走向制造强国，其中工业机器人作为一类高技术高附 加值的重要基 础装备，在汽车工业、航空制造、电子装配和现代物流等规模化生产中确保 产品质量与效 率方面正发挥着越来越重要作用。在世界范围内工业机器人平均年增长率 在 5-8％左右， 在中国乃至在亚洲各类工业机器人正在以 20-25％速度增长，预计 到 2011年中国新安装 各类工业机器人 9500 台，市场保有量将达到 48600 台。 （数据来源中华人民共 和国工业和 信息化部运行监测协调局 ）以汽车工业自动化生产线为例，制造生产线严重依赖 进口，如一 条白车身焊接生产线约有 60-100 台套单元机器人，其核心装备焊接机器 人 100依赖进口， 严重受制于人。当我国企业进行产品结构升级换代，需要改造生产线工艺、 或是替换相关 部件等，不仅请国外专家进行重新设计与维护，价格十分昂贵，而且有一些 成套设计技术 与关键部件进行封锁，这样严重制约了我国企业产品转型、技术改造、更新 换代等方面的 国际竞争力。 随着我国逐步进入老龄化社会，我国助老助残型服务机器人需求量将 面临井喷式增 长。随着国内生活水平的提高和教育投入的逐年递增，我国教育型、娱乐型 机器人的需求 也在稳步快速提升。 我国政府十分重视机器人技术的研究与开发，尤其是自 863 计划启动以 来，一直将机 器人作为重点支持的主题方向，国家中长期科学和技术发展规划纲要将 智能服务机器 人列为重点方向，以服务机器人和危险作业机器人应用需求为重点，研究设 计方法、制造 工艺、智能控制和应用系统集成等共性基础技术。经过二十多年的发展，在 机器人技术基 础理论、关键技术、系统集成和研发基地建设等方面取得重要进展 在工业机器人研发方面积累了重要基础开发出多种面向汽车、航 空、物流等行 业的弧焊、点焊、喷涂、搬运等工业机器人，在工业机器人机构设计、驱动 与控制、制造、 系统集成与工程应用等方面积累了大量的经验。国家“高档数控机床与基 础制造装备”重大 专项设立了“焊接机器人、喷涂机器人、搬运机器人“等研究方向，对工 业机器人的研发与 -4- 产业化进一步支持。  服务机器人研发方兴未艾 “十五”和“十一”863 计划重点支持了 个人卫生护理机 器人、陪护机器人、中医按摩机器人、多功能助行康复机器人、网络化远 程上肢康复训练 机器人、老人/残障者智能型室内助动系统、老人/残障者上下楼梯助行系统 等助老助残机 器人，面向中小学生和大学生的教育娱乐机器人，面向矿难、地震救援和 极地科考的危险 环境作业和双足与仿生机器人等。  极端作业机器人取得创新成果 哈尔滨工业大学、中科院沈阳自动 化所、上海交 通大学、南开大学等单位，开发出 MEMS装配、IC 硅片传输、高性能（高 速、高精度、 高加速度）封装、细胞