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工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室解決方案
一、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室建設(shè)背景
隨著現(xiàn)代制造業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，制造企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用型人才需求量較大，特別是對(duì)工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用、維護(hù)、管理人才需求較強(qiáng)和要求較高，為企業(yè)培養(yǎng)急需的技能應(yīng)用型人才是高職院校的主要任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用涉及到多門學(xué)科知識(shí)， 學(xué)生不僅要掌握理論知識(shí)， 還要具備工程技術(shù)應(yīng)用能力。而實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生鞏固理論知識(shí)， 特別是培養(yǎng)其解決實(shí)際工程問題的能力、工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力至關(guān)重要。高職院校應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源，積極與企業(yè)開展校企合作，創(chuàng)建更加貼合實(shí)際工程應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，為學(xué)生提供解決實(shí)際工程問題及提高創(chuàng)新能力的條件和機(jī)會(huì)。
二、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室解決方案
工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室歸屬于高校自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用等專業(yè)，為了讓教學(xué)更加貼近真實(shí)的工作任務(wù)，我公司制定了專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求，使教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作崗位任務(wù)相符，并以此為依據(jù)建設(shè)規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，經(jīng)過我公司的研究和探討，該實(shí)訓(xùn)室可劃分為基礎(chǔ)區(qū)、編程及操作區(qū)、綜合訓(xùn)練區(qū)和機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)室四個(gè)功能區(qū)域。各區(qū)域既相互區(qū)分又相互聯(lián)系，由淺入深，由單機(jī)到系統(tǒng)，技術(shù)具有連續(xù)性。由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬到實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，由工業(yè)機(jī)器人到特種機(jī)器人，讓學(xué)生逐步掌握機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與操作、工業(yè)控制與運(yùn)動(dòng)控制等機(jī)器人實(shí)用技術(shù)。在掌握機(jī)器人高級(jí)技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力、操作能力和故障檢測(cè)維護(hù)能力。同時(shí)通過教育娛樂創(chuàng)新機(jī)器人、特種機(jī)器人、仿人形機(jī)器人的演示與操作，寓教于樂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、拓寬知識(shí)面，為在更高領(lǐng)域的研究夯實(shí)基礎(chǔ)。系統(tǒng)提供開放性的平臺(tái)，可根據(jù)教學(xué)需要與專業(yè)建設(shè)要求開展多層次全方位的二次開發(fā)與研究，也可結(jié)合機(jī)器人技術(shù)與當(dāng)?shù)毓I(yè)背景開展應(yīng)用課題研究。
三、方案應(yīng)用效果
1、基礎(chǔ)區(qū):機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室
（1）供學(xué)生完成機(jī)器人常用步進(jìn)電機(jī)的*小機(jī)電組成、原理、測(cè)試特性訓(xùn)練
（2）供學(xué)生完成機(jī)器人常用伺服電機(jī)的*小機(jī)電組成、原理、測(cè)試特性訓(xùn)練
（3）供學(xué)生完成機(jī)電基礎(chǔ)和各種典型電機(jī)自動(dòng)化設(shè)備的*小機(jī)電組成、原理特性訓(xùn)練
（4）可供學(xué)生了解機(jī)器人機(jī)械和電氣系統(tǒng)元器件的基本組成和認(rèn)知，完成典型2～6自由度串聯(lián)機(jī)器人電氣接線、編程、調(diào)試、故障診斷訓(xùn)練；串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和PLC控制機(jī)器人技術(shù)的區(qū)別；也可組織賽事。是理想的工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)訓(xùn)練平臺(tái)。
2、編程及操作區(qū):工業(yè)機(jī)器人編程及操作實(shí)訓(xùn)室
（1） 供學(xué)生完成單機(jī)小負(fù)載多功能工業(yè)機(jī)器人操作編程控制訓(xùn)練及應(yīng)用；
（2）單機(jī)中等負(fù)載工業(yè)常用的器人操作編程控制、快換系統(tǒng)訓(xùn)練及應(yīng)用；與視覺集成應(yīng)用，可組織賽事。
（3）供學(xué)生完成并聯(lián)分揀工業(yè)機(jī)器人及視覺系統(tǒng)工作站集成編程應(yīng)用訓(xùn)練。
3、綜合訓(xùn)練區(qū):工業(yè)機(jī)器人智能制造綜合實(shí)訓(xùn)室（FMS、CIMS、工業(yè)4.0）
（1）可用于參于比賽和多機(jī)器人協(xié)同作業(yè)實(shí)訓(xùn)。學(xué)生可對(duì)工業(yè)機(jī)器人、智能視覺、輸送系統(tǒng)、柔性、現(xiàn)場(chǎng)總線及集成技術(shù)得到綜合訓(xùn)練和提高。
（2）用于完成典型工業(yè)機(jī)器人在智能制造柔性生產(chǎn)線系統(tǒng)中的應(yīng)用及外圍機(jī)光電氣等外圍設(shè)備集成技術(shù)、系統(tǒng)故障診斷、編程維護(hù)等綜合實(shí)訓(xùn)。以訓(xùn)練學(xué)生適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)基于機(jī)器人的智能制造生產(chǎn)線人才需要。
4、機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)區(qū):（純模型仿真+半實(shí)物仿真+實(shí)物驗(yàn)證系統(tǒng)）
（1）工業(yè)機(jī)器人虛擬原理仿真建模訓(xùn)練。
（2） 虛擬原理仿真驗(yàn)證實(shí)物。
（3）用于學(xué)生工業(yè)機(jī)器人仿真軟件訓(xùn)練。
（4）工業(yè)機(jī)器人虛擬實(shí)操仿真實(shí)操編程訓(xùn)練。有真實(shí)控制機(jī)器人體驗(yàn)。能為實(shí)際操作工業(yè)機(jī)器人打下基礎(chǔ)。
（5）典型六自由度工業(yè)機(jī)器人仿真編程實(shí)物驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床 實(shí)訓(xùn)設(shè)備 實(shí)訓(xùn)裝置 教學(xué)儀器 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 教學(xué)設(shè)備 實(shí)訓(xùn)臺(tái) 考核裝置 技能考核 電工電子 實(shí)驗(yàn)裝置 數(shù)控技術(shù) 實(shí)訓(xùn)考核 技能實(shí)訓(xùn) 數(shù)控系統(tǒng) 電氣控制 自控實(shí)訓(xùn) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 數(shù)控軟件 數(shù)控實(shí)訓(xùn) 電氣技術(shù) 數(shù)控設(shè)備 數(shù)控銑床 高教設(shè)備 教學(xué)車床 數(shù)控機(jī)床 職教設(shè)備 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實(shí)驗(yàn)
隨著現(xiàn)代制造業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，制造企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用型人才需求量較大，特別是對(duì)工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用、維護(hù)、管理人才需求較強(qiáng)和要求較高，為企業(yè)培養(yǎng)急需的技能應(yīng)用型人才是高職院校的主要任務(wù)。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用涉及到多門學(xué)科知識(shí)， 學(xué)生不僅要掌握理論知識(shí)， 還要具備工程技術(shù)應(yīng)用能力。而實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生鞏固理論知識(shí)， 特別是培養(yǎng)其解決實(shí)際工程問題的能力、工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力至關(guān)重要。高職院校應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源，積極與企業(yè)開展校企合作，創(chuàng)建更加貼合實(shí)際工程應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，為學(xué)生提供解決實(shí)際工程問題及提高創(chuàng)新能力的條件和機(jī)會(huì)。
二、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室解決方案
工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室歸屬于高校自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用等專業(yè)，為了讓教學(xué)更加貼近真實(shí)的工作任務(wù)，我公司制定了專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求，使教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作崗位任務(wù)相符，并以此為依據(jù)建設(shè)規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，經(jīng)過我公司的研究和探討，該實(shí)訓(xùn)室可劃分為基礎(chǔ)區(qū)、編程及操作區(qū)、綜合訓(xùn)練區(qū)和機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)室四個(gè)功能區(qū)域。各區(qū)域既相互區(qū)分又相互聯(lián)系，由淺入深，由單機(jī)到系統(tǒng)，技術(shù)具有連續(xù)性。由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬到實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，由工業(yè)機(jī)器人到特種機(jī)器人，讓學(xué)生逐步掌握機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與操作、工業(yè)控制與運(yùn)動(dòng)控制等機(jī)器人實(shí)用技術(shù)。在掌握機(jī)器人高級(jí)技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力、操作能力和故障檢測(cè)維護(hù)能力。同時(shí)通過教育娛樂創(chuàng)新機(jī)器人、特種機(jī)器人、仿人形機(jī)器人的演示與操作，寓教于樂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、拓寬知識(shí)面，為在更高領(lǐng)域的研究夯實(shí)基礎(chǔ)。系統(tǒng)提供開放性的平臺(tái)，可根據(jù)教學(xué)需要與專業(yè)建設(shè)要求開展多層次全方位的二次開發(fā)與研究，也可結(jié)合機(jī)器人技術(shù)與當(dāng)?shù)毓I(yè)背景開展應(yīng)用課題研究。
三、方案應(yīng)用效果
1、基礎(chǔ)區(qū):機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室
（1）供學(xué)生完成機(jī)器人常用步進(jìn)電機(jī)的*小機(jī)電組成、原理、測(cè)試特性訓(xùn)練
（2）供學(xué)生完成機(jī)器人常用伺服電機(jī)的*小機(jī)電組成、原理、測(cè)試特性訓(xùn)練
（3）供學(xué)生完成機(jī)電基礎(chǔ)和各種典型電機(jī)自動(dòng)化設(shè)備的*小機(jī)電組成、原理特性訓(xùn)練
（4）可供學(xué)生了解機(jī)器人機(jī)械和電氣系統(tǒng)元器件的基本組成和認(rèn)知，完成典型2～6自由度串聯(lián)機(jī)器人電氣接線、編程、調(diào)試、故障診斷訓(xùn)練；串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和PLC控制機(jī)器人技術(shù)的區(qū)別；也可組織賽事。是理想的工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)訓(xùn)練平臺(tái)。
2、編程及操作區(qū):工業(yè)機(jī)器人編程及操作實(shí)訓(xùn)室
（1） 供學(xué)生完成單機(jī)小負(fù)載多功能工業(yè)機(jī)器人操作編程控制訓(xùn)練及應(yīng)用；
（2）單機(jī)中等負(fù)載工業(yè)常用的器人操作編程控制、快換系統(tǒng)訓(xùn)練及應(yīng)用；與視覺集成應(yīng)用，可組織賽事。
（3）供學(xué)生完成并聯(lián)分揀工業(yè)機(jī)器人及視覺系統(tǒng)工作站集成編程應(yīng)用訓(xùn)練。
3、綜合訓(xùn)練區(qū):工業(yè)機(jī)器人智能制造綜合實(shí)訓(xùn)室（FMS、CIMS、工業(yè)4.0）
（1）可用于參于比賽和多機(jī)器人協(xié)同作業(yè)實(shí)訓(xùn)。學(xué)生可對(duì)工業(yè)機(jī)器人、智能視覺、輸送系統(tǒng)、柔性、現(xiàn)場(chǎng)總線及集成技術(shù)得到綜合訓(xùn)練和提高。
（2）用于完成典型工業(yè)機(jī)器人在智能制造柔性生產(chǎn)線系統(tǒng)中的應(yīng)用及外圍機(jī)光電氣等外圍設(shè)備集成技術(shù)、系統(tǒng)故障診斷、編程維護(hù)等綜合實(shí)訓(xùn)。以訓(xùn)練學(xué)生適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)基于機(jī)器人的智能制造生產(chǎn)線人才需要。
4、機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)區(qū):（純模型仿真+半實(shí)物仿真+實(shí)物驗(yàn)證系統(tǒng)）
（1）工業(yè)機(jī)器人虛擬原理仿真建模訓(xùn)練。
（2） 虛擬原理仿真驗(yàn)證實(shí)物。
（3）用于學(xué)生工業(yè)機(jī)器人仿真軟件訓(xùn)練。
（4）工業(yè)機(jī)器人虛擬實(shí)操仿真實(shí)操編程訓(xùn)練。有真實(shí)控制機(jī)器人體驗(yàn)。能為實(shí)際操作工業(yè)機(jī)器人打下基礎(chǔ)。
（5）典型六自由度工業(yè)機(jī)器人仿真編程實(shí)物驗(yàn)證。