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工业机器人论文精选(九篇)

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工业机器人论文

第1篇:工业机器人论文范文

关键词:工业机器人;教学;机电;控制

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.021

1 引言

目前,工业机器人正在全世界迅猛发展,中国的工业机器人市场也是一片欣欣向荣的景象。要实现“机器人替代人”除了需要先进的科学技术和制造工业技术之外,还需要一大批掌握工业机器人应用技术的专业性技术人才。与工业机器人结合最为紧密的专业,毫无疑问就是机电专业,工业机器人技术囊括了机械设计、机械制造和电子控制等几大专业。所以对于工业机器人教学,我们要把握准方向,要以机电方向为主,配合其他相关专业,真正的做到理论联系实际,培养出合格的工业机器人应用型人才。

2 工业机器人教学的基础课程

机器人学是一门综合了机械学、控制理论、电子学和力学的交叉性前沿学科。要想真正掌握工业机器人的应用技术,必须贮备一定理论的知识,否则仅仅是一名工业机器人操作工,而无法进一步的提升自我。工业机器人机电方向的基础核心课主要有机械工程制图、机械设计、机械原理、电子信息技术、机械控制理论、材料力学、理论力学和有限元分析等。机械工程制图是一切机械设计制造的基础,能绘制和看懂机械工程图是一个合格工业机器人应用工程师的基本能力。作为工业而机器人的使用者,不能仅仅关注机器的操作和使用,应当去探寻其实现的原理和方法。机械设计和机械原理很好为我们提供了这方面的途径。

3 工业机器人教学方法

工业机器人课程是兼具理论性和实践性的课程,对学生的要求不仅仅局限于对工业机器人本体机构和编程控制的了解,还起到培养学生创新性的作用。目前,各大本科及专科院校,对工业机器人的教学主要存在以下几点缺陷:

(1)课程进度快,内容抽象,学生理解困难。当前教学多运用多媒体教学,用幻灯片替代了以前板书,缺乏对机械理论的分析和公式的推导过程。虽然提高了教师的授课效率,但增加了学生理解的难度和较少了学生的思考时间。

(2)缺乏教学重点,知识点零星分散,学生难以从总体感知上有一个主观认识。首先,工业机器人教学既需要学习机器人的总体结构,还需要学习运动学、传动与驱动等,容易使学生产生迷惑,难以抓住重点。其次,工业机器人课程涉及到坐标方程变换、运动学方程及其推导、有限元的刚度矩阵计算和力雅克比与静力计算等,这一部分公式复杂、推导繁琐,是学生最缺乏耐心和兴趣的部分,但恰恰是这部分,才是这门课程的核心。

(3)教师主要是以理论讲解为主,缺少学生实际动手能力的锻炼。一方面,工业机器人设备昂贵,一般普通院校无力承担此费用;另一方面,即使开设实验课程也难以全方位覆盖全体学生,更不用说让学生独立完成工业机器人的设计任务。

针对工业机器人教学中所出现的问题,提出以下几点:1)明确工业机器人教学的核心任务。为了避免由于学科交叉对学生产生的困惑,可以以某一类型的工业机器人为参照,着重分析讲解,此类工业机器人的机械本体结构、运动方式、驱动原理、逻辑控制原理和末端轨迹规划等。通过此类工业机器人,使学生对机器人有一个全面的认识,关联所学的力学、电学等其他相关专业的知识,激发学生对工业机器人的兴趣。2)多媒体课件的内容仅仅是书本内容的提炼而已,难以提高学生的学习积极性。教师应当利用虚拟仿真技术和三维设计软件等工具,更加直观的表现工业机器人。比如,利用PROE、SOLIDWORKS和UG等三维设计软件绘制出某类型工业机器人的装配图和主要零部件图,使学生更加直观的认识机器人机构;利用前面建立的三维模型,运用ADAMS软件,对工业机器人的运动进行运动学分析。虚拟运动仿真与控制动画演示,让学生了解工业机器人真实的运动方式。3)由于经费和其他原因,工业机器人教学往往理论传授多于实验模拟。各大中专院校,应积极寻求与企业合作机会,以企业需求为导向,培养适合企业要求的应用型工业机器人人才。

4 工业机器人教学案列

如图1所示,取货机器人由四自由度组成,分别为行走自由度(Y方向)、臂伸缩自由度(X方向)、臂升降自由度(X方向)、臂回转自由度和爪张开自由度。将取货机器人分为五个子课题,分别选取不同专业学生进行设计,如表2所示。

通过将取货机器人结构的分解,将复杂问题简单化,待五组课题全部完成后,各小组之间相互学习,了解取货机器人的整体工作流程。 在老师的指导下,完成最后的总装配工程,用ADAMS软件,对工业机器人的运动进行运动学分析,虚拟运动仿真与控制动画演示,达到虚拟仿真的目的。此外,取货机器人在各大汽车厂使用较为普遍,通过校企联合的方式,组织学生实地考察,进一不了解取货机器人的工作环境和使用方法,做到理论联系实际。通过设计加考察的途径,加深学生对取货机器人的理解,使其不仅仅是工业机器人的“操作工”,更是工业机器人的应用专家。

5 结论

本文首先介绍工业机器人教学所需要的理论课程,其次分析传统工业机器人教学中存在的问题并创新性的提出交互式的教学方法,最后以取货工业机器人为案例进行分析。

第2篇:工业机器人论文范文

关键词:高职院校 工业机器人 实践教学

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)07(b)-0025-01

针对高职院校学生开展机器人教育,让学生在进入社会之前,了解工业机器人的发展现状,理解机器人的工作方式,学习编写机器人控制程序,提高分析问题和解决问题的能力,在此过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力,对今后工作的开展是有益处的,使高职院校的学生在将来激烈的工作应聘中更具竞争优势[1]。

1 存在的问题

工业机器人教育在高职院校的开展目前已有部分成效,但总结起来仍有一些局限性[2]。(1)高职院校学生在学习工业机器人这门课程之前,需要具备一定的机械结构和控制理论等方面的基础知识,而我国大部分高职院校在此方面课程开设上稍有欠缺,导致学生此环节基础薄弱。因此,学生缺乏必要的基础知识是面临的第一个问题。(2)目前用于教育的工业机器人产品缺乏规范性,品牌繁杂,且自成体系,互不兼容,开放度较低。因此,如何选择合适品牌的工业机器人用于实践教学是面临的第二个问题。(3)工业机器人教学所使用的“教材”质量不高,大多属于“产品说明”或“用户指南”之类。因此,教材的选择与编制是面临的第三个问题。(4)当前高职院校开展机器人教育,在一定程度上是由企业来推动的,教育职能部门的不重视是面临的第四个问题。(5)师资队伍的良莠不齐是工业机器人教育面临的第五个问题。因此,对高职院校学生开设的工业机器人课程进行教学方法的研究,意义深远。

2 具体的措施

针对上述目前教学中存在的问题,结合本人多年来的上课经验,现从以下几点阐述所采取的教学方法:

(1)明确高职院校学生对工业机器人课程的要求。高职院校的学生更加强调的是动手能力,是要学会如何“操作”。因此在课程教学过程中,对于那些理论较深的知识,尽量用简单的语言加以解释,并结合实践操作使学生理解。在最终考核的时候就可以直接采取实践操作的方式进行考核,而不采用传统的卷面理论考试。

(2)工业机器人产品选择。工业机器人产品是进行实践教学的主要载体,因此选购工业机器人时,除了考虑价格因素外,还要考虑学生的实际情况,所选的工业机器人应具有易操作性、环境适应性强、产品升级方便、兼容性好等特性。根据多年调研,ABB公司生产的多款离线编程工业机器人具备这样的性能,如RobotStudio型号的工业机器人。

(3)工业机器人教材的选择。工业机器人课程教材是学习机器人知识的主要来源。目前国内教育界还没有统一的工业机器人教材。根据本人多年的工业机器人课堂教学经验,ABB公司编写的工业机器人教材相比于市场上其他教材,该教材内容详实且浅显易懂,适合高职院校学生。

(4)针对高职院校学生确定合适的教学内容。根据笔者多年的教学经验,对高职院校学生开设的工业机器人课程大致包括的内容有:①工业机器人的概念、原理、结构、发展及应用等基础知识;②工业机器人的编程语言及程序开发;③工业机器人的硬件模块的搭建与维护;④工业机器人创新能力与知识竞赛;⑤与工业机器人相关企业建立实践互动环节。

(5)课堂教学策略。在课堂教学中应注重培养学生的独立性和自主性,启发学生的创造性,强调理论知识与实践环节的结合。因此,在教学策略上要注意一下几个方面。①教学思想的开放性。所谓教学思想的开放性,也就是在课堂教学是不以一种机械模式去从事教学活动,而是积极调动学生的积极性,使学生主动地去从事某种活动。开放性思想的形式是全方位、多角度的,通过这样的形式使课堂形成一种轻松、愉快的氛围,这样学生才会在一种愉悦、活泼的环境中学习。②学习方式的多样性。根据课堂上学习内容的不同,采取不同的学习方式。比如,在课堂教学中针对某一开放性的话题,就可以采用探究式的学习方式,这样学生不仅可以得到预设的答案或结果,又可以从不同角度探究富有创造性的超出预设答案或结果。再比如,针对一些比较难以理解的课堂内容,可以借助一些辅助设备,例如多媒体,通过动画给学生提供一个虚拟的学习环境,可直观形象的理解其所学习的内容,最大程度的发挥各自的想象力,以提高学习效率。③教学模式的综合性。针对高职院校工业机器人的教学,我们可以根据教学目标和教学内容,教学环境和教学条件来选择各种基本的教学方法或综合性的教学方法,如实验法、讨论法、演示法等。

(6)教学评价。不论是在国外还是国内,不论是高等院校还是高职院校,工业机器人教学作为一门课程,都还处于初步探索阶段,并没有引起教育职能部门的足够重视。因此,工业机器人在高校教学中的评价与普通课程也有所不同,一般采取定性定量相结合的方式来进行其教学效果的评价,且以定性为主。

3 结语

工业机器人的发明、研究及应用实践是以科学研究和社会生产为需求的,进入到教育是其领域的扩大与发展。但是,由于它所涉及知识的广泛性和涉及技术的综合性,这都使的工业机器人对教育而言具有更多的价值。因此,针对高职院校开设的工业机器人课程,开展对工业机器人课程教学体系进行深入研究,具有现实意义。有助于培养学生的逻辑思维能力和动手能力,这样课堂教学质量才会稳步上升的。以上教学方法经过了多年的教学实践验证,效果显著,但有些方法还存在不知,仍需加以改善。

参考文献

[1]张杰峰,刘传胜.离线编程示教的工业机器人教学研究[J].装备制造技术,2014(10):222-223.

第3篇:工业机器人论文范文

自从有了机器生产,流水线与手工的战争就没停止过。机器生产因为极大地提高了人类的生产力,加快了人类文明的进程而有把手工生产挤出历史舞台之势。然而越是现代化程度增加,我们越是发现更多的手工出现:缝纫店重现,DIY盛行,创意产业兴起,哪怕是一碗水饺,也打出“纯手工”的旗号;在一些行业,甚至出现了激烈的“人机之争”。似乎越是社会现代化,手工的生命力越强。

看起来,工业流水线与手工的角力中,手工方式正在从一味退却演变为主动攻守。那么,手工是卷土重来,还是从来不曾消失过?手工在流水线越来越占据生产主流的今天,因何种价值得以存活发展?人类造物的方式,是不是非此即彼不可调和?

机器与手的轮回

张福昌 张小开

没有哪个时代能像今天这样,最“先进”和最“原始”的生产方式如此集中地并存着,而且在某些时候或某些领域,“原始”的手工方式更占上风。

在人们曾经的憧憬里,“自动化”、“无人操作”一直是理想境界,因为那意味着人手乃至物质劳动的解放。今天的手工重现,是历史的退步?还是时尚的轮回?

手时代的辉煌

人在大自然面前是极其渺小的。但人又是智慧的,一直在利用各种工具改造自然,这个过程,从原始人的打击石器开始,已经有了上万年甚至更长的历史。在这漫长的岁月中,从社会出现了分工起,就产生了独立的手工业。直至进入大机器生产的工业化社会之前,都可视为手工业时代。

整个手工业时代,人类生产主要以个体手工劳动的方式进行。生产动力除了部分使用畜力、风力、水力之外,绝大部分依靠人力。生产过程大都在个体劳动的完整程序中独立完成,生产、设计、材料等全在生产者个人的直接把握之中,除去大型工艺、贵重物品以手工方式的整体合作劳动完成之外,日常工艺品的加工一般都由这种个人独立完成的方式进行。无论是在东方还是在西方,手工业文明都曾发展到一个辉煌的顶峰,这一成就的标志体现在它为社会生活服务所达到的普遍、完善的程度,和手工加工技艺所达到的令人赞叹的深度和精神。

表现在国内,经历了新石器时代彩陶文化的第一个手工业文明高峰之后,中国迅速进入以青铜器技术为标志的金属工艺高峰。战国时期的漆艺成熟使之成为中国手工艺史上的又一个高峰。随后,木工艺的发展使机织手工艺得到普及与提高。两汉之后,陶瓷工艺从陶器为主的时代进入了以瓷器为主的时代,经历了隋唐五代的发展,到两宋时期,瓷器的发展达到一个空前的高峰,推动元明之际陶瓷生产、消费以及向海外输出。宋元之际,中原传统的生活方式得到改变,从而促使中国室内家具的系统逐渐定型,在明代形成一种优雅的风范,挺拔简洁的造型和合理的使用功能构成了明代家具影响后世设计的主要特征。从明至清,是中国手工业面临历史转折的最后几个辉煌的世纪,在这一期间,各种手工艺赖以生存和发展的条件都已经成熟,技艺与经验的积累也达到空前的水准,几千年中原民族和边远地区民族文化之间的反复较量促进了各民族文化传统的融合,一种汇集了多民族文化精华的手工业文明逐渐形成,无论在日用工艺或欣赏工艺、宫廷工艺或民间工艺,无论是陶瓷、漆器、玉石、印染还是室内家具、建筑装饰、园林营造、商市街道、城市规划等诸方面都取得了卓越的成就。

在西方国家,文艺复兴前的数千年中,同样是以手工制作的方式来进行物品的生产并达到一个高峰,如古希腊、古罗马的各种工艺品和建筑式样,到12世纪的哥特式的文化,到17、18世纪文艺复兴以后的洛可可和巴洛克式的风格等都是手工制作的产品。

大工业时代手工的退却

人类从来没有停止过对自然的认识、改造和探索。现代科学史的奠基人、比利时科学史家乔治・萨顿认为,人类的科学史,很大程度上就是一部工具史。手工业时代的文明,也建立在各种工具的发明和使用基础之上。

16世纪到17世纪末,英国采矿业迅猛发展,产生了蒸汽机,从而引发了工业革命。从此,人类进入一个加速度发展的崭新时期。机器生产的广泛应用,科学技术的不断进步,使人类获得了物质和精神的双重解放。

显然,机器生产是人类生产力发展的方向,它代表着时展的潮流。由于机器流水线能够进行批量化的生产,大大提高了生产效率,手工生产的主导地位因此受到动摇,甚至逐渐从日常生活中隐去。

中华民族是一个历史悠久的民族,她的工具和技艺体系一度达到冠盖全球的巅峰。无论是鲁班的锯、诸葛亮的木马流牛、黄道婆纺织技术这样丰富生活的发明和革新,还是造纸术、指南针、印刷术、火药这些影响人类文明进程的四大发明,都向世界昭示着一个民族旺盛的创造力和生命力。这样的辉煌很容易满足习惯中庸之道的国人的需要,于是,当欧洲正如火如荼地进行工业革命的时候,我们的民族还在闭关锁国,躺在祖先的成绩上安睡。因此,当机器化生产的历史潮流滚滚而来的时候,我们受到的冲击也更大一些。

中国民族工业从清代末期“师夷长技以制夷”开始崛起,经历过历次战乱特别是十年浩劫的经济停滞之后,以惊人的速度走完欧洲两百年走过的过程。30岁以上的人至今仍对“实现四个现代化”的理想记忆犹新。虽然人的想像力有限,对四个现代化的憧憬最初只是“楼上楼下。电灯电话”,但在短短的几十年里,实践就以超乎想像的现实回报了我们。各种工厂建立起来,物质极大丰富,即使是普通百姓的生活水平,也非数十年前的贵族所能想像。相应地,中国国力增长,2001年GDP突破10万亿元,2006年突破20万亿元。

现代科学技术把各行各业推进到一个前所未有的高度,并且还在不可阻挡地继续发展。2007年10月深圳的高交会上,甚至出现了可以炒菜的机器人;2008年1月,俄罗斯出现了“电脑作家”创作的作品……机器正在越来越多地取代人的劳动,那些曾经福泽无数代人的手工技艺,正是随着科技进步走出人们的视野的。

是回归,更是超越

说现代工业冲击下手工生产方式消亡并不准确事实上,手工制作在工业文明发展的近300年间一直存在,而且也在不断发展之中。除了现代文明本身有一个渐进过程外。更因为人们本身也在为留住手工方式而努力。

不可否认,机器化生产极大地推动了生产力的大发展,然而标准化、批量化、大众化、功能主义、理性主义等等成了机器生产的主要特征,在给人类带来高质量生活水准的同时。也给人类精神、文化环境、生态环境带来巨大破坏,这些冲击使得人类开始反思机器生产的意义。

对于机器生产的反思,开始于英国以拉斯金、莫里斯等为代表的工艺美术运动。它反对当时过分装饰、矫揉造作的维多利亚风格以及机械化批量生产所造成的粗陋外形。他们主张“艺术与技术相结合”,“艺术家从事产品设计”、“师自然”等。不过他们反对工业文 明的理由逐渐变得不成立,随着机器制造技术的日益进步,以及现代设计的诞生,机器制造的产品不如手工产品的现象不复存在。相反,由于价廉物美的机制产品大量涌现,手工制品市场萎缩、从业人员锐减,手工产品反而成了低质的代名词。不过工艺美术运动在机器化大生产发展之初即开始了对其弊端的反思,对现代工业的人性化发展功不可没。

第三次产业革命的浪潮,让人们再次对整齐划一的工业产品进行反思,对充满智慧和浓郁生活气息、文化特色和个性的传统工艺品进行再认识。

无数事实证明,世界各地的传统工艺品,是世界各民族传统文化和精神的体现。不管是过去、现在还是将来,世界传统工艺品及其产业都应该是当地文化的核心组成部分。在仿效西方经济发展模式,高速发展现代产业,片面追求物质享受,拼命追求经济效益,以及商品功能至上的历史背景下,世界各国都不同程度地出现了传统文化的衰退、环境破坏以及资源能源的危机。

同时,“人-物”关系的表象化使得人和物之间几乎没有情感联系。无论是制造者和物品,还是使用者与物品之间,都没有一种情感纽带,商品成了冷冰冰的工具,从前那种凝聚了创造力和情感物温暖物品不复存在。正如日本民艺学家柳悦所说:手与机器的根本区别就在于,手总是与心相连的,而机器则是无心的。

在这样的背景下,对传统工艺品之美的再认识和传统工艺产业的再构及其振兴研究,正在成为世界各国关注的话题。日本民艺运动,为各国树立起标杆。

于是,在人类造物的过程中,经历了一次从手到机器再到手的过程。这种过程是人类社会发展、人类造物的发展以及人类生活水平提高的一种表现。不过,手的回归不是简单的回归,而是一种更高层次的超越:传统的手工艺制作是在当时的生产力条件下,为了满足人类的生存而制作物品的一种生产方式,其本质是一种以物质生产为主的生产模式。而如今的手工艺制作则是建立在对机器生产充分肯定的基础上,对手工制作的重新认识。这种认识本质是一种以精神、文化为主体的复兴,是一种审美和艺术实践的价值取向。而这种复兴则必然是建立在同现代工业、科技结合的基础上的,是一种在本质上不同于传统意义上的全新的生产方式。

近年来兴起的“创意产业”。很多即是基于这种回归和超越之上的手工及其延伸行业。“创意”正是手工回归并得以生存发展的基础。真正文明的社会是包容的社会

在一个开放的社会中,无论从文化结构、价值体系还是小到个人的生活方式都是多元的。一个真正文明的社会,是能够包容各种多元结构的社会。对于物品。不同的人有不同的追求。这也是机器制品不能完全取代手工产品的基础。

于是我们才看到:同一个人,可以开着代表高新技术的汽车,戴着机器切割但顶级设计师设计的珠宝,拎着据说是手工制作的世界顶级名牌皮箱,箱子里却有一件妻子织的毛衣和孩子做的小木偶……机器和手工的痕迹,在生活的每个领域交错纵横。

于是我们才看到:一方面机器轰鸣,一方面却有人开始重拾刀剪,恢复传统的手工技艺;一方面努力让机器替代人能够进行的任何劳动,一方面却用双手制作一些原本可用机器完成的东西;一方面高举技术革新的旗帜,一方面坚守“手工打造”的角落……

第4篇:工业机器人论文范文

[关键词]工业电气自动化;仪器仪表;控制

中图分类号:TM930 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0195-01

我国工业发展的不断深入,在工业生产中对于电气设备的自动化要求越来越高,企业的稳定长远发展已经离不开先进电气自动化仪表和自动化控制技术的支持,对这方面技术应用的熟练掌握是企业的内在要求。

一、工业自动化仪表概述

自动化仪表是操作装备的中心,是使用时保证安全的重要保证,也是其仪器构成成分。随着时代在进步,科技也不断发展,国内的制造行业需要不断的更新原本仅仅使用低成本和获得的市场优势,这是必然现象,也是振兴民族工业的关键所在。现在发展工业显得尤为重要,也得到国家的全力支持,与此同时很多公司也出现了社会认可的仪器,这种现象对于自动化仪器以及体系的形象进行了全面的保障,这就让国内产业的形式以及竞争能力都得到了很大的进步,增加在国际市场的比重,国内的很多公司已经可以向世界尖端企业进行比较。尤其这几年历来,发展特别迅速,国内自行研发了职能化执行构造、流量计和标变送器,这些已经在市场当中广泛的使用。而针对工业自动化仪表,其原理是通过先进的技术手段,不需要人员的现场操作与实际监控,可以将人们需要的数据与信息传递到末端,并在这里对数据与信息进行再次处理。这个阶段的工作原理是依据力矩平衡、电平衡、力平衡等原理通过传感器把现场测试的压力、温度、电流等参数通过变送器进行转换,并且将上述数字进行进一步放大,将放大的数值发送到显示元件,通过元件获得的数据与测试值进行对比,使之达到平衡状态。其是企业安全生产,排除重大隐患的前提。同时也是企业采集科学有效的数据与信息集成的前提。更是企业提高效益与良性循环的前提。相对与过去传统的热工仪表而言,它不需要手工操作,也不需要人在现场进行监督,而是自动地完成其记录、测量、控制等操作任务。并且会把这些信息最终传输到人们需要的数据终端。它不但省时、省力,更提高了记录、检测的准确与时效性。这也是现代化技术中所体现的低能耗、高效益产品。

二、关于工业电气自动化仪器仪表的技术分析

工业电气自动化仪器仪表在当下工业生产领域得到了较为广泛地应用,其在提升生产效率,实现产品质量方面,发挥着越来越重要的作用。在对这一问题进行研究时,我们必须明确工业自动化仪器仪表的相关概念。工业电气自动化仪器仪表,是对计算机技术、电子技术应用的一种高新技术手段,通过相关参数设定,可以更好地实现生产自动化目标。仪器仪表在发展过程中,相关功能得到了极大的丰富,其功能多样化发展模式,是当下仪器仪表发展的一个特点。在工业电气自动化发展过程中,如何提升控制效果,是我国工业化发展必须关注的一个问题。一般来说,工业自动化仪器仪表在应用过程中,涉及的技术手段主要有以下几种:

1、系统集成技术

系统集成技术是工业自动化仪器仪表应用过程中的一项关键技术,注重设计相应的模块通信、系统分析、物理层配置等方面,更好地满足对生产环节的有效监控。同时,系统集成技术更多是侧重于大规模生产而设计的, 它能够更好地提升生产效率,降低生产成本,实现工业化的效益型发展目标。

2、传感技术

传感技术更多应用于系统监控方面, 能够为系统控制提供有效地数据支持。传感技术是实现生产系统监测的重要构成部分,也是实现自动化控制过程中,不可或缺的一部分。

3、 智能技术

智能技术在工业电气自动化仪器仪表领域的应用, 主要表现为智能控制技术。在实际应用过程中, 需要根据实际情况,选择相应的控制工具和设备。在仪器仪表中的应用,能够实现高测控系统效益, 并且更好地使信息技术与工业仪器仪表进行了有效融合。

4、人机界面技术

人机界面技术的发展, 是实现对工业仪器仪表控制的关键内容,在设计过程中,需要为操作人员提供一个较好的人机互动界面。人机界面的设置,是进行系统操控的前提。操作人员通过设置相应的指令,利用通信线路将指令进行传达,实现设备的有效生产目标。同时,在进行人机界面设计过程中,需要考虑到人机界面的可维护性以及可拓展性,这一问题,对于工业自动化仪器仪表技术发展,具有十分重要的意义。

三、对工业电气自动化仪器仪表控制措施的研究

1、 理论体系完善

在工业电气的自动化仪器仪表的作用中,应当特别关心系统的智能化、自动化的实行,这对整个计算机技术的应用都有着关键的影响,在工业生存的过程中,由于计算机技术的推广,可以很顺利的实现工业电气自动化,这需要构建比较完善的理论体系,更加要明确工业电气的发展目标,不仅要完善工业电气的理论体系,更要完善计算机应用的实践,保证设计的相关要求符合设计理论的要求规定,根据实际发展的需要,更好的完善设计理论体系的要求规定,同时注意创新理念的应用,从而完善理论体系开始加强工业化的理论发展,有效的推进理论体系创新。

2、 技术手段应用问题

在工业电气自动化的仪器仪表控制应用中,对于会应用的技术手段主要包括两种,一种是嵌入式的技术手段,一种是网络的技术手段,而对于前者潜入式的技术手段主要应用在工业电气的相应系统中,在相关的系统设计过程中,应当加强相关技术的环节应用,对各个环节的功能有清晰的了解,并充分做好系统功能的量化工作,处理好工程进程中诸多问题的合理、有效解决。另外,在系统功能的另一个方面,应当根据系统的芯片设置问题,做好网络的连接准备,真正发挥系统功能的作用,在嵌入式的系统构成中,应当将计算机的技术应用做好相应的功能准备和寿命计算,从而更大程度上发挥系统功能的作用。对计算机技术的应用,除了嵌入式的技术而言,还有网络技术可以应用,在工业电气仪表仪器自动化的过程中,应当必须考虑如何应用网络技术的问题。该项技术的实施可以有效实现收集信息的传输和接收,并且在应用的过程中,还要注意通信与网络的两方面内容,如果在电气自动化的过程中能更好的利用该技术的话,会更有效的实行对生产系统的控制,从而提高达到提高生产效益的目的。

在我国经济不断发展,人民生活水平不断提升的过程中,应当需要加强对高科技技术的应用,并真正应用到工业技术产品中,从而更好的提升工业企业的经济效益,客观上也有利于提升整体社会的生产力。文章对工业工业电气自动化仪器仪表控制进行研究是侧重于对于这一技术的应用为前提的,这需要大量的技术投入才能实现。

参考文献

[1] 高磊.工业自动化仪表与自动化控制技术探讨[J].科技创新与应用,2015(14).

第5篇:工业机器人论文范文

教师自身的专业水平理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。

二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

1教材选用目的更加明确教材是高校实施培养计划的重要介质

直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2培养学生更具有方向性现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求

扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

3将工作经验融入教学将宝贵的工作经历融于课堂教学

可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。

4将企业中应用的前沿技术带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设

大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。

三结语

第6篇:工业机器人论文范文

【关键词】电机与变压器;教学方式改革;教材建设

“电机与变压器”是职业院校电工专业的一门专业理论课,是为生产实习课与解决实际技术问题问题奠定理论和技能基础的,其教学质量的高低直接影响着解决实际问题的能力。而目前采用的《电机与变压器》教材,多讲授比较传统的内容,遍布各公式较多,与近年来生产生活结合紧密、趣味性较强实例没有补充进来,因此让学生望而却步,学习起来缺乏主动性。而学校的教育目标主要是培养面向生产和社会实践一线的实用型、高级技术应用人才。围绕这一培养目标,《电机与变压器》课程教学应以必需、够用为度,重在强化应用和培养学生的实际操作技能,必须从教材建设、教学方法、实习教学等方面进行多种途径全面提高教学质量。

一、教材的建设

经济的快速发展对毕业生提出了新的要求,从近几年的人才招聘来看,社会和企业希望学生一毕业就能对工厂中的电机、变压器等相关设备比较熟悉并能够自如维护其正常运行。为了使教材内容更好满足工作需要,新教材内容要力求与职业教育的目标有机结合。首先,淡化公式的推导过程;注重公式内涵及应用;注重分析相关参量对电机变压器实际工作性能的影响;其次,简化电机变压器原理的分析;加强工业生产及生活中实际应用的举例;再次,新教材内容的编排上力求图文并茂、并考虑到学生的认知规律――由易到难,由简到繁,好奇心重。遵循学生的认知规律才能激发学生学习兴趣、调动学生自主学习的积极性。最后,要激发学生的探索积极性,必须注重实践。根据生产实际对技能型人才所需知识能力和素质结构的要求,强调理论与实践并重,理论为应用服务的原则。在理论教材中增加与生产实际联系紧密、可操作性强的实验内容及相应的工程背景,让学生提前对工厂设备及操作控制方法有足够的了解。

二、教学方式的改革

如何让学生在有限的时间内尽快掌握电机及变压器的基本理论知识,激发其学习兴趣,增强学习的积极性和主动性,,是一件值得探讨的问题。没有强烈的求知欲,不论教师投入多大的精力,学生学习的效果都不够理想。通常学生总是以积极的态度对待第一堂课,所以要争取从第一次课开始就应该培养学生的学习兴趣。在讲解电机与变压器绪论部分时要广泛查阅资料,精心备课,力求让学生对电机及变压器在生产实际及经济建设中的极其重要的作用有深刻的认识,明确学习该部分知识对将来工作有重要的现实意义,从而增强其求知的欲望。同时创造条件在实验室上第一节课,在实验室内可以直接把小型电机和变压器拆开,把它们的内部世界展现在同学们面前,这样做的日的是为了消除同学们对电机及变压器结构的神秘感,把抽象的事物具体化,增强其学好电机及变压器理论知识的信心。在拆装的过程中,对每一步骤的要领及注意事项加以说明,对电机及变压器的各组成部分,说明其相应的作用,一个看似“简单”的拆装,却激起了学生学习电机及变压器这门课的浓厚的兴趣。最后要把传统的教学方法与多媒体教学有机结合。在教学中采用多媒体动画等手段,来增强学生的感性认识,从而加深对理论知识的理解和掌握。如通过电生磁,三相对称绕组通入三相对称电流产生圆形旋转磁场;磁生电,旋转磁场切割导体感应出电动势和电流;电磁力,载流体在磁场作用下受电动力作用,形成电磁转矩,驱动电动机旋转等使学生很轻松的掌握异步电机的工作原理,提升教学效果。

三、创新实习教学

实习教学与理论教学同等重要,相辅相成。要调动学生探索的积极性和主动性,培养学生的创新精神和实践能力。必须改革目前的实习教学。首先,在基本实习的基础上增加课外实习。基本实习的目的主要是为了培养学生的动手能力,巩固已学理论知识,而课外实习是让学生进企业进工厂像其他工人一样亲自实操,通过课外实习可以激发学生的求知欲望,大幅度提高教学效果。其次,教师要积极引导学生应用计算机进行虚拟的实验仿真。利用MATLAB、AUTOCAD等软件,可以轻松方便的建立各种电机及变压器的的模型,并在设定实际条件下测试其特性,一方面加深学生对电机变压器实际工作性能的了解;另一方面为学生将来工业设计奠定坚实的基础。

参 考 文 献

[1]王国英.高职教育“订单式”人才培养模式的探索[J].当代职业教育.2010(11)

第7篇:工业机器人论文范文

关键词:开源软件,FAX服务器,防火墙,mail服务器

 

1、企业的常用软硬件现状

随着计算机技术、网络技术和企业本身的发展,企业对计算机软件、硬件、网络(互联网、局域网)、安全(系统、网络、信息)、企业信息化的要求越来越高、分得越来越细,例如:路由器、防火墙、防毒软件、ERP服务器、数据库服务器,文件服务器,打印服务器,还有web服务器,mail 服务器,fax服务器等。因为大多数企业都使用了微软产品,依据Microsoft 技术白皮书建议,服务器只做专业服务,不建议安装其他软件系统,即不同的服务器软件要安装在不同的机器上,随着用户数(license)的增加或软件升级(升级为企业版),企业的机器数量和软硬件费用也会变得越来越多,软硬件的管理也会变得越来越复杂。

2、 企业如何降低常用软硬件的费用

降低软件的费用通常有多种方案,例如:改用价格便宜的软件;自行开发;使用linux。在以上方案中目前最有可能的方案是使用linux,这是因为"linux从1991.9正式向外公布已有近20年的历史"[3]7页,有很多发行版本及使用人群。在很多发行版中我们选择了CentOS(在R H E L基础上发展起来的)作为中小企业的服务器系统软件,理由如下:

2.1、 ”Red Hat Enterprise Linux和Fedora已经成为主流的Linux发行版” [6] 前言页;”CentOS是在Red Hat Enterprise Linux.的源代码重新编译生成的发行版本,CentOS具有和RHEL很好的兼容性,拥有RHEL的诸多优点。” [1]11页。

2.2、 ”CentOS可以算是Red Hat Enterprise Linux的克隆版,但是免费。”[3]8页;”CentOS不会遇到任何版权问题,不存在认证和支持方面的费用。发表论文,防火墙。发表论文,防火墙。”[1] 12页。

2.3、 CentOS.性能稳定:”借助CentOS.不需要商业支持就可以体验RedHat Enterprise  Linux的稳定性、可靠性、和企业功能。”[6]4页;”linux可以连续运行数月、数年而无需要重新启动,与NT(死机)相比,这一点尤其突出.。” [1]7页。

2.4、 CentOS功能强大:”Linux现在已经拥有许多专业级别的数据库和办公程序集。其中不仅包括Oracle和IBM的数据库,而且还包括OpenOffice和Koffice的办公程序” [6] 15页,例如: CentOS自带图形界面、Firefox、OpenOffice和Java、C++、Perl 、PHP、Mysql,等脚本语言、程序设计语言和数据库,完全可以安装在个人电脑上使用。

2.5、远程管理方便:”使用linx远程管理十分方便:Linux可以通过命令行来操作的特点,就其本身来说十分适合进行远程管理,可以使用任何一种操作系统的机器” [5] 4页;例如:可以在windows下使用用telnet、ssh、 VNC(图形界面)远程管理CentOS系统。

2.6、”IPTABLES(linux的防火墙)已发展成为一个功能强大的防火墙,它已具备通常只会在专有的商业防火墙中才能发现的大多数功能。” [2] 1页。

2.7、”RHEL对Cpu的要求不是很高,。。。。。。如果系统单纯使用文本模式,则内存要求很低,一般的计算机内存都可以了;。。发表论文,防火墙。。。。。” [4]12页,所以安装CentOS系统时不选图形界面和汉字系统,系统速度会更快,可以将很多服务器软件安装在一台机器上,减少了机器数量和费用。也便于集中管理。

2.8、病毒少:到目前为止在CentOS系统上我们还没有发现病毒。

3、 用CentOS建立多功能服务器实现“一机多能”服务的简单说明(功能和过程):

3.1、在一台机器上安装CentOS系统(不安装图形界面和汉字)并配置DHCP、DNS、IPTABLES (防火墙+路由器)、SAMBA(文件+打印服务器)、POSTFIX(邮件服务器)、MYSQL(数据库)、FTP、TOMCAT(Web应用服务器)、Apache(WEB服务器) 、Telnet、VNC、VPN等,建立DHCP服务器、DNS服务器、防火墙、路由器­­(双网卡)、文件服务器、打印服务器、邮件服务器、MySQL服务器、FTP服务器、TOMCAT服务器、Apache服务器、Telnet服务器、VNC等服务器。见下面图1,安装配置过程详见CentOS的相关教程。

3.2、在多功能服务器上安装、配置开源软件HylaFAX、建立fax服务器,见上面图1“需要第三方软件支持的服务”中的FAX服务,详见HylaFAX的相关资料。

HylaFAX服务器可以实现用一个FAXmodem为局域网内所有的电脑提供传真发送功能,下面图2的左图是HylaFAX客户端监视HylaFAX收发情况的画面;下面图2的右图是用电脑发送fax的画面; 下面图3是用outlook通过多功能服务器中的邮件服务器自动接收FAX的画面(见上面图1“CentOS系统自带的服务”中的邮件服务)。发表论文,防火墙。

3.3、在多功能服务器上安装配置开源软件LeoBBS、建立论坛服务器,见上面图1“需要第三方软件支持的服务”中的论坛服务,详见LeoBBS的相关资料。下面图4是论坛主页,详见218.94.148.130/cgi-bin/leobbs/leobbs.cgi,需要Apache 和Perl环境支持。

3.4、在多功能服务器上安装、配置开源软件Sharetronix,建立微博服务器,见上面图1“需要第三方软件支持的服务”中的微博服务,详见Sharetronix的相关资料。发表论文,防火墙。

下图是微博主页,详见218.94.148.130/,需要PHP、Mysql和Apache环境支持。

3.5、在多功能服务器上安装、配置EAI软件,建立EAI服务器,见上面图1“需要第三方软件支持的服务”中的EAI服务,详见EAI的相关资料。

EAI是基于CentOS系统下用PHP+Mysql开发的异地多种数据库平台的同步软件,已经实现了两岸三地不同数据库平台(SYBASE和SQLSERVER)的相关数据的同步(包括新增、修改和删除),还有断点续传和LOG自动生成功能。下图是接收端的LOG(接收记录)。

下面是EAI实际应用情况的网络图

3.6、随着企业的发展,我们还可以随时在CentOS服务器上增加其他服务功能,例如:下图是在多功能服务器上增加了舆情监测服务平台,需要TOMCAT+JRE+MYSQL支持,

详见218.94.148.132:8080/WebNewsDisplay/show/new_login.jsp。发表论文,防火墙。

4、结束语

我们几乎是在零软件费用的情况下,在一台CentOS系统上建立了多功能的服务器系统,经过实际应用和测试,发现免费的多功能服务器系统的具有性能稳定、功能强大、方便实用等特性,相比其他产品(软件或硬件)不仅软件免费,而且在性能、功能、升级、扩展、管理等方面都非常不错,可以满足多数中小企业的基本要求,特别是可以用GHOST刻隆硬盘,在已有多功能服务器的情况下,只要30分钟左右,就可以安装一台新的多功能服务器,可以批量快速安装或作为备份使用,非常实用、方便、安全,完全可以作为中小企业免费的多功能服务器的解决方案。Mysql可以作为ERP或OA系统的后台,替代SQLSERVER等数据库,普通使用者可以用CentOS作为桌面系统,达到减少常用软硬件费用的目的,值得推广。

参考文献:

[1]梁如军,丛日权,周涛.CentOS 5系统管理[M].北京:电子工业出版,2008.7

[2](美)Michael Rash 陈健. Linux防火墙[M].北京:人民邮电出版社,2009.6

[3]曹江华著.RHEL 5.0 服务器构件与故障排除[M].北京:电子工业出版,2008.9

[4]卓文华讯,刘晓辉,陈洪彬编著.Red Hat Linux网络服务器管理及配置实战详解[M].北京:化工工业出版社,2010.4

[5]周洁、刘红兵、王国平编著.Red Hat Enterprise Linux5网络配置与管理基础与实践教程[M].北京: 电子工业出版社, 2009.2

[6][美]Richard Petersen著年孙天泽、袁文菊、李梅等译Fedora$ Red Hat Enterprise Linux参考大全[M].北京:电子工业出版社, 2009.9

第8篇:工业机器人论文范文

关键词:机器人教学;能力培养;实践教学

工科学生必须重视理论联系实际,培养自己的工程意识、工程思维、工程方法,以达到具有分析、解决工程实际问题的能力。现在许多大学对学生进行专业教育的同时,也使学生的知识和眼界相对封闭和狭窄。但是在社会实际工作中往往需要学生能够把相关学科知识融会贯通地运用,这在工程领域尤为突出。而机器人教学课程为解决上述矛盾提供了一种新的思路。作为一种综合性的学习科研活动,机器人教学课程打破了学科与学科之间的活动界线,加强了计算机科学、机械制造、电子工程以及工业自动化等几个相关学科间的横向联系,让学生能够从一个系统工程的角度,整体地理解自己所学的理论知识,拓宽专业知识面,开阔视野。

一、机器人课程教学的目的

机器人教学课程使大学生的创新教育、实践教育以及专业技术教育拥有全新的模式,激活和强化学生的多元能力特长,训练学生的创新能力和实践能力,训练学生自主建构知识的能力。机器人教学课程使学生在学习实践的过程中建构广域的工科知识基地,对材料、机械、电子、计算机硬件、软件均有直观地认知。在学习实践的过程中激发和强化他们的创造力、动手能力、协作能力、综合能力和进取精神。运用全新的评价体系,帮助学生全方位认知自己的能力结构和能力特点,为系统建构他们的能力特点打下基础。

在教学过程中注重对学生以下几个方面的素质进行培养和提升:培养和开发学生多学科知识综合应用能力;对机器人所涉及的多领域知识有直观的认知;培养学生的团队合作能力;激发学生探究本专业相关问题的兴趣;了解机器人技术的发展趋势。

二、机器人课程教学的内容与设计

机器人的核心是智能技术,其外延则涵盖了机械、电子、通讯、控制等多个学科和技术领域,是一个学科技术群。在充分学习和借鉴各个学校的教学经验的基础上,根据我校实际情况,笔者及其所在的教研组开发了一系列机器人教学课程,多方面、分层次地开展机器人教学活动。

以“未来之星”为平台的机器人教学课程作为机器人实践教学系列课程中的一个组成部分,正在发挥着越来越重要的作用。“未来之星”机器人是一种小型地面移动机器人,通过机载高度集成的Intel嵌入式主板,采用Windows操作系统,学生可以直接采用Visual C++环境开发机器人上位机程序,进行路径规划、语音交互、图像识别、动作编辑等实验。以“未来之星”为平台的机器人教学课程的教学内容主要分为基础理论与实践创新两大部分。其中基础理论部分包括:

1.机器人概述部分:介绍典型的著名机器人,包括轮式机器人、工业机器人、仿生机器人等各个类别的机器人。在概述部分每年都增加新的机器人的研究进展,使学生在了解历史的同时也开阔了眼界。

2.机器人整体系统部分:以未来之星机器人为教学平台,介绍其硬件电路系统和软件系统,其中硬件部分包括其系统架构、能源与驱动系统、传感器系统、控制系统电路和总线系统,软件部分包括软件开发平台的介绍和软件架构层次关系。

在基础理论部分讲解之后,都安排有针对性的实践项目,让学生的实践创新环节加深对所学知识的理解并在实际运用中加以创新。实践创新环节的设计包括:

1.硬件部分实践项目:这部分所安排的实践项目,属于基础性实验,包括:LCD及键盘电路的设计、建立串口通讯、串口通讯控制机器人、陀螺仪和倾角计在机器人上的基本应用。

2.软件部分实践项目:这部分的实践项目主要是使用VisualC++编程环境在PC端进行的策略和自主功能程序的开发,包括基础性实验和高级应用实验。

三、机器人课程教学环节的设计

在整个教学过程中,采用以实践教学为主、理论讲授为辅的教学方式。在学时的分配上理论与实验所占的学时比例为1∶1.5。实验以分组的方式进行,根据实验的难度和设备的数量,每组学生为2~4人,以便于学生之间进行交流和讨论。在实验的过程中,学生遇到自己难解决的问题可随时与教师进行交流,以利于教师及时解决学生的问题并实时把握学生的学习动态。由于学生的思维都相当活跃,教师与学生进行交流的过程同时也是一个教学相长的过程。学生在实验的过程中,学习兴趣和实践能力都在不断提高。

除了采用理论与实践相结合的教学方式外,教学中还设置了课堂讨论和专题作业论文的环节。为了调动学生的学习积极性,让他们充分参与到机器人的学习过程中,在每阶段的教学内容中都设置了讨论的问题,让学生自己来表述解题的方法、对问题的看法,并让他们之间进行互相辩论,老师作为一个仲裁者的身份进行讨论的组织和总结。专题作业论文是让学生完成一份关于机器人相关技术的调研报告,主要是为了拓展学生的知识面,同时把课堂学习的机器人知识与自己的专业知识结合起来。选题内容可从老师提出的一些题目中选取,也可由学生自定。

在考核方式上,采取理论考试与实践活动分别占30%和70%的评定方式,目的在于引导学生在理解基础理论知识的同时更加注重实践能力的培养。实践活动包括平时的实验项目和专题作业论文的完成情况以及课堂讨论中的表现等,以促进学生在学习的过程中得到多方面的能力培养和锻炼。

四、机器人课程教学的效果

在以上的学习实践过程中,尽管学生们在实验中出现了各种各样的错误,但学生的兴致很高,往往一直操作到下课还利用课余时间来继续未完成的实验。学生反映这种实践课程对他们的锻炼价值很大,因为把理论和实际之间的这层窗户纸给打通了,让学生对这门机器人课程有了一个系统的认识和理解。在课堂讨论的环节中,最初只是鼓励学生表述自己在实验中遇到的问题以及解决的方法,随着课堂讨论次数的增多,学生的思路逐渐开阔,对问题的看法也更加深入,辩论的氛围逐渐浓厚起来。在辩论中,学生感觉收获很大。通过以上的学习,学生主要有以下三方面收获:(1)知识方面:了解工科的基本知识框架、能力框架、专业方向;了解工科学生的知识和能力需求。(2)能力方面:发现自己的能力特长;培养动手能力,团队协作能力,创新能力;培养自学能力,演讲能力;培养自我认识能力;培养情报检索能力。(3)兴趣方面:进入真正以学生为本的学习氛围,在充满乐趣和成就感的氛围中自主体验式学习,自己发现要探索的知识点。

学生在接触和学习机器人的过程中,实际上是在机器人研究探索中对其他学科知识的拓展。随着机器人课程在各高校中变得越来越普遍,如何结合机器人技术的发展做好机器人的教学工作是许多机器人教育工作者关心的问题。笔者通过对机器人教学课程进行深入地理论研究,结合本校机器人教学的实际情况,对以“未来之星”机器人为平台的机器人教学课程进行了研究和探索,并在逾3年的实际教学工作中进行了实践,取得了良好的教学效果。

参考文献:

[1]王旭仁,何花,周全,等.深入完善“智能机器人”实践课程体系,促进实践教学[J].计算机教育,2009.

[2]郝卫东,李静,许敏.机器人技术综合实践课程建设研究[J].桂林电子科技大学学报,2009.

第9篇:工业机器人论文范文

统计机器翻译在短时期能够得以迅速发展,除了技术进步外,很大一方面要归功于很多开放源码的统计机器翻译工具,有些时候,正是因为这些开放源码的工具才使得某项技术被广泛接受和使用。例如,20世纪90年代初IBM公司的Brown等人提出了5个模型来刻画统计机器翻译,取得了不错的效果,但是在此之后很长一段时间内都没有被大家认可和接受,原因是他们的模型非常复杂,难以理解和实现。直到1999年,开源软件包Egypt的出现,才使得IBM的模型被广泛研究和使用。可以说Brown等人的工作为现代统计机器翻译奠定了深厚的基础,但其影响却是通过开源软件才得以实现,由此可见开源软件对于统计机器翻译这样一个复杂的研究课题的重要性。

1. 首个开源统计机器翻译工具包Egypt

Egypt是在1999年约翰霍普金斯大学统计机器翻译夏季讨论班上,由一些研究人员共同合作开发的统计机器翻译工具包。它包括4个模块;

Whittle: 语料库预处理模块;

GIZA: 用于从句子对齐的双语语料库中训练词语对齐;

Cairo: 词语对齐的可视化工具;

Decoder: 解码器,用来执行具体的翻译过程模块,这一模块没有开放源码。

其中,用于训练词语对齐的模块GIZA现在仍然被广泛使用,利用它能够非常方便地从大规模的双语文本中获得统计知识。GIZA++是GIZA的改进版,GIZA++实现了IBM公司提出的5个模型,其主要思想是利用EM算法对双语语料库进行迭代训练,由句子对齐得到词语对齐。GIZA是独立于语言的,能够对任何两种语言进行训练,这也是统计机器翻译的优点之一。现在几乎所有的统计机器翻译系统都利用这一工具进行词语对齐的训练。

2.语言模型训练工具SRILM

SRILM是一个建立和使用统计语言模型的开源工具包,从1995年开始由SRI 口语技术与研究实验室(SRI Speech Technology and Research Laboratory)开发,现在仍然不断推出新版本,被广泛应用于语音识别、机器翻译等领域。这个工具包包含一组C++类库、一组进行语言模型训练和应用的可执行程序等。利用它可以非常方便地训练和应用语言模型。给定一组连续的词,调用SRILM提供的接口,可以得到这组词出现的概率。

3. 机器翻译的自动评测工具Mteval

在一些著名的统计机器翻译国际评测中普遍使用自动评测与人工评测相结合的方法,例如美国国家技术和标准研究所(NIST)举行的评测。Mteval便是他们开发的自动评测工具,最新版本是mteval-11b.pl,是用Perl语言写成的。

4. 首个基于短语的统计机器翻译系统“法老”(Pharaoh)

“法老”是较早公开的统计机器翻译系统,由美国南加州大学信息科学实验室(Information Science Institute)的菲利普•科恩(Philipp Koehn)在2004年做博士论文期间编写的。“法老”包括两大部分: 训练和解码。训练过程用来从语料库中获得统计知识。它利用了已有的开源软件GIZA++和SRILM,GIZA++用来训练词语对齐,SRILM训练语言模型,但解码没有公开源代码。“法老”原理简单,易于使用,它的出现对于推动机器翻译研究起到了非常大的作用。

5. 中国首个开源的统计机器翻译系统丝路(SilkRoad)

“法老”的出现揭开了统计机器翻译的神秘面纱,然而其核心部分――解码器的源码仍然没有公开。为此,中国的研究人员联合开发了一个完全开放源代码的统计机器翻译系统――“丝路”。该系统由中国的五家研究机构和高校(中科院计算所、中科院自动化所、中科院软件所、厦门大学、哈尔滨工业大学)联合开发,并在2006年中国第二届统计机器翻译研讨会上。“丝路”包括以下模块: 语料预处理及后处理模块“仙人掌”、词语对齐模块“楼兰”、短语抽取模块“胡杨”、以及三个解码器(“骆驼”、“绿洲”和“商队”)。这是第一次将一个完整的统计机器翻译系统公开,极大地促进了国内统计机器翻译的快速发展。

6.摩西(Moses)

“摩西”是“法老”的升级版本,它增加了许多功能,是由英国爱丁堡大学、德国亚琛工业大学等八家单位联合开发的一个基于短语的统计机器翻译系统。来自这些单位的研究人员于2006年在约翰霍普金斯大学召开了一次研讨会,利用6个星期的时间共同开发了这一系统。整个系统用C++语言写成,从训练到解码完全开放源代码,可以运行在Windows平台和Linux平台。

7. 基于句法的统计机器翻译系统GenPar

GenPar工具包实现了一个基于句法的统计机器翻译系统。基于句法的方法将句法结构信息引入到统计机器翻译中来,目前已成为统计机器翻译领域的研究热点。但是构建基于句法的统计机器翻译系统远比构建基于短语的要困难得多,为了让研究者们很快进入这一领域,在JHU2005夏季研讨会上,由纽约大学艾•丹•米拉姆德(I. Dan Melamed)等人组成的统计机器翻译组开发了GenPar。

GenPar的基本原理是利用多文本语法(Multi-Text Grammar)实现多语言的句法分析、结构对齐和翻译。多文本语法是一种多种语言的同步语法,理论上比较完善,功能强大。GenPar有很多特点:首先,该系统是一个纯粹基于句法的模型,在翻译过程中充分利用了句法结构信息; 其次,它具有很好的定制能力,可以实现各种不同类型的基于同步语法的统计机器翻译,很适合于作为实验各种理论的研究平台。总的来看,该系统功能比较强大,但由于其比较复杂,掌握起来比较困难,性能比现有的基于短语的模型稍差。(本文作者米海涛为中科院计算所博士研究生)

链接

统计机器翻译第一人与Google

在统计机器翻译中有一位颇具传奇色彩的人物,就是毕业于德国亚琛工业大学的博士生弗朗茨•约瑟夫•欧赫(Franz Joseph Och)。在1999年他开发出了著名的IBM模型训练工具Giza。在2002年NIST评测中,取得第一名的亚琛工业大学的机器翻译系统也是由他开发的。2002年,欧赫从亚琛工业大学毕业后进入美国南加州大学信息科学研究所(ISI/USC)工作,同时作为Language Weaver公司的顾问,后来于2004年加盟了谷歌(Google)公司。

他所工作的每一个单位都稳拿当年NIST机器翻译评测的第一名。尤其是2005年的NIST评测中,他所在的谷歌公司开发的汉英机器翻译系统取得了0.35的BLEU值,比第二名的南加州大学(即他原来所在的单位)系统的性能提高了近5个百分点。在2006年评测中,除了汉英机器翻译的受限语料项目,其他所有项目的第一名都是谷歌公司。