機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的方案設(shè)計(jì)說明

1、 .機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案(參考樣例)*公司I .頁腳. 目錄第一部分  機(jī)器人國內(nèi)外發(fā)展概況及人才需求分析. - 3 -1.1機(jī)器人國際發(fā)展?fàn)顩r. - 3 -1.2機(jī)器人國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r. - 4 -1.3機(jī)電電器類人才需求分析. - 5 -第二部分  機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃. - 9 -2.1  基礎(chǔ)訓(xùn)練區(qū). - 9 -2.1.1  最小機(jī)電

2、系統(tǒng)連接與控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái) .- 9 -2.1.2  基礎(chǔ)提高訓(xùn)練設(shè)備 .- 10 -2.2綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)區(qū). - 11 -2.2.1多控制四軸碼垛機(jī)器人系統(tǒng) . - 11 -2.2.26 自由度多控制模塊化可拆裝機(jī)器人系統(tǒng) .- 12 -2.2.36 自由度弧焊機(jī)器人工作站系統(tǒng) .- 13 -2.2.46 自由度搬運(yùn)裝配機(jī)器人工作站系統(tǒng) .- 

3、;14 -2.2.56 自由度點(diǎn)焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)（體積較大，可選）.- 15 -2.2.6模塊化多機(jī)器人柔性制造/自動(dòng)化物流綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng) .- 15 -2.2.7智能移動(dòng)機(jī)器人 .- 16 -2.2.8AGV 小車 .- 17 -2.3拓展展示區(qū). - 17 -2.3.1仿人形機(jī)器人 .- 17 -2.3.2特種爬壁機(jī)器人 .- 18 -2.3.3特種球形機(jī)器人&#

4、160;.- 18 -2.3.4可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人 .- 19 -第三部分  機(jī)器人機(jī)電教學(xué)模式探討. - 20 -3.1  機(jī)器人推薦教學(xué)模式及教學(xué)理念. - 20 -3.2 提供的資料介紹. - 21 -3.3  校企合作與培訓(xùn)說明. - 21 -3.4  機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室針對教師與學(xué)生教學(xué)效果. - 21 -

5、II第一部分  機(jī)器人國內(nèi)外發(fā)展概況及人才需求分析1.1機(jī)器人國際發(fā)展?fàn)顩r機(jī)器人技術(shù)是多學(xué)科交叉與綜合的高技術(shù)，對國民經(jīng)濟(jì)和國家安全具有重要的戰(zhàn)略意義，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場。在汽車、電子、石化、自動(dòng)化等工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，目前正向教育、娛樂、助老助殘、危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)等服務(wù)領(lǐng)域發(fā)展，并正在形成巨大的產(chǎn)業(yè)。機(jī)器人技術(shù)與仿生及納米技術(shù)的結(jié)合出現(xiàn)了仿生機(jī)器人、納米機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人等前沿方向。美國、歐盟、日本、韓國都制定了本國的機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略。工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為展示一個(gè)國家制造水平和科技水平的重要標(biāo)志，在技術(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)建成一批工業(yè)機(jī)器人制造廠，如：瑞典的ABB 

6、 、日本的FANUC、MOTOMAN、德國的KUKA  、美國的Adept  、意大利COMAU等，已經(jīng)成為其所在國的支柱性產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（UNECE）報(bào)告，2008年全球工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)總量已超過100萬套，2007年全球新安裝的工業(yè)器人的數(shù)量達(dá)到106000套，預(yù)計(jì)2011年將達(dá)到12萬套。現(xiàn)階段機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)用分布按品種分：弧焊、點(diǎn)焊、裝配機(jī)器人應(yīng)用的最多；其次是搬運(yùn)（上下料、沖壓、壓鑄、鑄鍛、注塑等實(shí)質(zhì)上都是搬運(yùn)機(jī)器人）；再次是包裝、碼垛、拆垛機(jī)器人（也可以統(tǒng)稱為搬運(yùn)機(jī)器人）和密封涂膠機(jī)器人；其中：焊接26%，噴涂8%，潔凈8

7、%，搬運(yùn)/裝配57%，其他1%。隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷向食品、醫(yī)藥、IC、MEMS、光電子等極端制造領(lǐng)域拓展，出現(xiàn)了高速、高精、重載、輕量化機(jī)器人和微納米操作機(jī)器人、基于工業(yè)機(jī)器人概念的封裝與裝配精密作業(yè)裝備等高性能工業(yè)機(jī)器人與裝備，在精度、速度和負(fù)載能力等方面的指標(biāo)不斷提高。據(jù)IFR  2008年報(bào)告顯示，截至2006年底，世界累計(jì)安裝個(gè)人服務(wù)機(jī)器人約240萬套，2007一年世界新安裝個(gè)人服務(wù)機(jī)器人達(dá)100萬套。預(yù)計(jì)2011年家用、娛樂與醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)機(jī)器人將發(fā)展擁有1700臺(tái)套。日本機(jī)器人協(xié)會(huì)的調(diào)查報(bào)告顯示，服務(wù)機(jī)器人將有大幅的成長，預(yù)估201

8、0年約有171億美元，2025年將有517億美元的市場規(guī)模。最近美國、歐盟、日本、韓國等又先后制定了服務(wù)機(jī)器人的相應(yīng)研究國家計(jì)劃，都試圖搶占這方面高技術(shù)研-3-究制高點(diǎn)。目前服務(wù)機(jī)器人主要包括：助老/助殘機(jī)器人、教育/娛樂機(jī)器人、家用服務(wù)機(jī)器人和危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人。1.2機(jī)器人國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r中國正從制造大國走向制造強(qiáng)國，其中工業(yè)機(jī)器人作為一類高技術(shù)高附加值的重要基礎(chǔ)裝備，在汽車工業(yè)、航空制造、電子裝配和現(xiàn)代物流等規(guī)?；a(chǎn)中確保產(chǎn)品質(zhì)量與效率方面正發(fā)揮著越來越重要作用。在世界范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人平均年增長率在  5-8左右，在中國乃至在亞洲各類工業(yè)機(jī)器人正在以 20-25速

9、度增長，預(yù)計(jì)到 2011 年中國新安裝各類工業(yè)機(jī)器人 9500 臺(tái)，市場保有量將達(dá)到 48600 臺(tái)。（數(shù)據(jù)來源：中華人民共和國工業(yè)和信息化部運(yùn)行監(jiān)測協(xié)調(diào)局）以汽車工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線為例，制造生產(chǎn)線嚴(yán)重依賴進(jìn)口，如一條白車身焊接生產(chǎn)線約有 60-100 臺(tái)套單元機(jī)器人，其核心裝備焊接機(jī)器人 100%依賴進(jìn)口，嚴(yán)重受制于人。當(dāng)我國企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級換代，需要改造生產(chǎn)線工藝、或是替換相關(guān)部件等，不僅請國外專家進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與維護(hù)，價(jià)格十分昂貴，而且有一些成套設(shè)計(jì)技術(shù)與關(guān)鍵部件進(jìn)行封鎖，這樣嚴(yán)重制約了我國企業(yè)產(chǎn)品

10、轉(zhuǎn)型、技術(shù)改造、更新?lián)Q代等方面的國際競爭力。隨著我國逐步進(jìn)入老齡化社會(huì)，我國助老助殘型服務(wù)機(jī)器人需求量將面臨井噴式增長。隨著國內(nèi)生活水平的提高和教育投入的逐年遞增，我國教育型、娛樂型機(jī)器人的需求也在穩(wěn)步快速提升。我國政府十分重視機(jī)器人技術(shù)的研究與開發(fā)，尤其是自 863 計(jì)劃啟動(dòng)以來，一直將機(jī)器人作為重點(diǎn)支持的主題方向，國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要將智能服務(wù)機(jī)器人列為重點(diǎn)方向，以服務(wù)機(jī)器人和危險(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人應(yīng)用需求為重點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)方法、制造工藝、智能控制和應(yīng)用系統(tǒng)集成等共性基礎(chǔ)技術(shù)。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，在機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成和研發(fā)基地建設(shè)等方面取得重要進(jìn)展

11、：n   在工業(yè)機(jī)器人研發(fā)方面積累了重要基礎(chǔ)：開發(fā)出多種面向汽車、航空、物流等行業(yè)的弧焊、點(diǎn)焊、噴涂、搬運(yùn)等工業(yè)機(jī)器人，在工業(yè)機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)與控制、制造、系統(tǒng)集成與工程應(yīng)用等方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。國家“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”重大專項(xiàng)設(shè)立了“焊接機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人“等研究方向，對工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)與-4-產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步支持。n   服務(wù)機(jī)器人研發(fā)方興未艾：  “十五”和“十一”863 計(jì)劃重點(diǎn)支持了個(gè)人衛(wèi)生護(hù)理機(jī)器人、陪護(hù)機(jī)器人、中醫(yī)按摩機(jī)器人、多功能助行康復(fù)機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程上肢康復(fù)訓(xùn)

12、練機(jī)器人、老人/殘障者智能型室內(nèi)助動(dòng)系統(tǒng)、老人/殘障者上下樓梯助行系統(tǒng)等助老助殘機(jī)器人，面向中小學(xué)生和大學(xué)生的教育娛樂機(jī)器人，面向礦難、地震救援和極地科考的危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)和雙足與仿生機(jī)器人等。n   極端作業(yè)機(jī)器人取得創(chuàng)新成果： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院沈陽自動(dòng)化所、上海交通大學(xué)、南開大學(xué)等單位，開發(fā)出 MEMS 裝配、IC 硅片傳輸、高性能（高速、高精度、高加速度）封裝、細(xì)胞操作、納米結(jié)構(gòu)操作與組裝等微納米操作機(jī)器人與精密作業(yè)裝備。機(jī)器人研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)取得重要進(jìn)展：經(jīng)過二十多年的發(fā)展，形成了以哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院沈陽自

13、動(dòng)化所、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)等為代表的研究基地和以沈陽新松機(jī)器人公司、哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備公司、蘇州博實(shí)機(jī)器人技術(shù)有限公司、奇瑞汽車集團(tuán)公司等為代表的多個(gè)機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用基地，并得到地方政府與企業(yè)的高度關(guān)注。綜上，機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向IC、微納制造、生物制造等先進(jìn)領(lǐng)域和教育娛樂、助老助殘、家政服務(wù)、危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)等非制造領(lǐng)域發(fā)展，并正在形成巨大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。其技術(shù)發(fā)展趨勢是：高性能化（高速、高精、重載、輕量化）、極端化 （高溫、真空、微納米精度）、智能化（智能仿生）和網(wǎng)絡(luò)化。1.3機(jī)電電器類人才需求分析電類專業(yè)為社會(huì)培養(yǎng)機(jī)電類方面的生

14、產(chǎn)、管理、使用維護(hù)的第一線的高等技術(shù)應(yīng)用型人才。加入 WTO 后，我國機(jī)電行業(yè)等制造業(yè)迅猛發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)大幅度調(diào)整，社會(huì)對機(jī)電類人才需求發(fā)生很大變化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械與電子電氣已變得密不可分，尤其是電腦信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用和對各領(lǐng)域的滲透，機(jī)械設(shè)計(jì)、制造有了全新的理念，懂得電的如果不懂機(jī)械或者說懂得機(jī)械的不懂電將是一件很不可思議的事。機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)施、各種自動(dòng)化生產(chǎn)線都需要既懂得電又懂得機(jī)的專業(yè)人才去使用和維護(hù)。二十一世紀(jì)是電信息時(shí)代，人們-5-的生活與電腦密不可分，電子技術(shù)已滲透到機(jī)械制造的各個(gè)方面。根據(jù)在近幾年用工市場的信息可知，機(jī)電一體化的專業(yè)人才十分迫

15、切，其工資待遇甚至超過了本科生、碩士生，特別是對懂得機(jī)器人技術(shù)、PLC、變頻技術(shù)、數(shù)控技術(shù)的專業(yè)人才的需求量很大。每一個(gè)單位都需要有機(jī)電一體化的維護(hù)和修理的專業(yè)人員。隨著工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷進(jìn)步和人民生活水平的不斷改善，大量的更為先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備的投入已經(jīng)成為事實(shí)，靠單個(gè)外出培訓(xùn)已不能滿足實(shí)際需要。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然帶來對人才需求的增長，技術(shù)的進(jìn)步必然要求人員素質(zhì)的提高。許多企業(yè)一方面為了提高人員效率而精簡缺乏專業(yè)技能的冗余人員，另一方面又大量引入急需的專業(yè)技術(shù)人員。從近幾年畢業(yè)生的就業(yè)情況看，各個(gè)行業(yè)中，機(jī)電行業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)率一直處在前列。l崗位人才需求狀況在綜合沿海地區(qū)以及本地的機(jī)電等機(jī)電行業(yè)的發(fā)

16、展的信息我們發(fā)現(xiàn)用人單位急需以下崗位人才:(1)  機(jī)電產(chǎn)品的制造加工，人員需求增長 16.4%;(2)  機(jī)電產(chǎn)品的組裝、調(diào)試,  人員需求增長 12.8%;(3)  機(jī)電設(shè)備的操作、維護(hù),  人員需求增長 6.4%;(4)  機(jī)電產(chǎn)品的銷售、技術(shù)服務(wù)、檢驗(yàn)與管理,  人員需求增長 5.2%;(5)  自動(dòng)化生產(chǎn)線的調(diào)試維護(hù)等,  人員需求增長 9.3%;(6)&#

17、160; 生產(chǎn)現(xiàn)場工藝技術(shù)人員,  人員需求增長 5%;(7)  數(shù)控機(jī)床的操作、編程、維護(hù)維修人才,  人員需求增長 11.3%；(8)  模具工藝設(shè)計(jì),  人員需求增長 15.4%。上述崗位在原有傳統(tǒng)行業(yè)中融進(jìn)了高新技術(shù)。有些機(jī)電產(chǎn)品和大型生產(chǎn)線應(yīng)用了微機(jī)、軟件、PLC，微電子、激光技術(shù)，并采用各種新型的傳感器來檢測和控制，其產(chǎn)品的制造手段也不斷更新，如激光加工、數(shù)控加工等等。在以機(jī)電類為主的專業(yè)中，機(jī)電一體化專業(yè)較之其他專業(yè)在選擇就業(yè)崗位的面積上-6

18、-要更加的廣闊，加上某些崗位人才的奇缺，特別是一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對機(jī)電一體化專業(yè)的高職畢業(yè)生實(shí)際需求是巨大的，因此在培養(yǎng)這個(gè)專業(yè)學(xué)生的時(shí)候側(cè)重點(diǎn)就放在了如何突出機(jī)電一體化專業(yè)作為電氣、自動(dòng)化、機(jī)械制造等專業(yè)的補(bǔ)充與延伸這一優(yōu)勢上，使這些學(xué)生的能力也從單純的電類知識(shí)擴(kuò)展到了與機(jī)械知識(shí)的共融，能更好地適應(yīng)用人單位的需求。以下是部分社會(huì)調(diào)查報(bào)告，僅供參考：機(jī)電發(fā)展前景70.00%60.00%50.00%40.00%30.00%20.00%10.00%0.00%60.00%50.00%40.00%30.00%20.00%10.00%0.00%1機(jī)電就業(yè)前景1-7-非常好一般很不好不知道很好，供不應(yīng)求還算

19、可以有點(diǎn)困難很難類型機(jī)電人才更好就業(yè)50.00%45.00%40.00%35.00%30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%0.00%45.00%40.00%35.00%30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%0.00%40.00%35.00%30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%0.00%1機(jī)電創(chuàng)業(yè)可能性1機(jī)電人才就業(yè)遇到的問題1-8-技術(shù)型管理型綜合型沒區(qū)別很可能可能可能性很小不可能專業(yè)知識(shí)不夠?qū)I(yè)技能不夠市場需求不強(qiáng)就業(yè)競爭激烈第二部分  機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃根據(jù)院系發(fā)展規(guī)劃，

20、著力提高教學(xué)與專業(yè)建設(shè)，本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案充分體現(xiàn)機(jī)器人發(fā)展趨勢與應(yīng)用動(dòng)向，所展示的機(jī)器人類型豐富，涉及內(nèi)容全面。以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)訓(xùn)為核心設(shè)施，注重基礎(chǔ)訓(xùn)練，適當(dāng)兼顧未來應(yīng)用的新型機(jī)器人，拓展學(xué)生視野。建設(shè)成為國內(nèi)先進(jìn)、特色明顯，具有示范代表性的機(jī)器人主題實(shí)驗(yàn)室。機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室總體采取分區(qū)教學(xué)模式，包括：基礎(chǔ)訓(xùn)練區(qū)、應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)區(qū)、拓展展示區(qū)。三部分既相互區(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)器人高級技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生

21、動(dòng)手能力、操作能力和故障檢測維護(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。2.1  基礎(chǔ)訓(xùn)練區(qū)2.1.1  最小機(jī)電系統(tǒng)連接與控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)產(chǎn)品用途：電機(jī)控制基礎(chǔ)訓(xùn)練訓(xùn)練內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨機(jī)電系統(tǒng)的最小組成（電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器）和基本原理，能夠完成配線圖的-9-繪制和連接；¨能夠?qū)﹄姍C(jī)完成基本的控制，包括：

22、氣動(dòng)/停止、調(diào)速、換向等；¨掌握電機(jī)控制的幾種基本方式：專用控制卡、PLC、變頻控制、電子調(diào)速控制；¨系統(tǒng)包括：一套控制卡+伺服驅(qū)動(dòng)器+伺服電機(jī)；一套  PLC+步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+步進(jìn)電機(jī)；一套變頻器+變頻電機(jī)；一套電子調(diào)速器+調(diào)速電機(jī)，基本覆蓋了工業(yè)上常用的電機(jī)和控制方式。2.1.2  基礎(chǔ)提高訓(xùn)練設(shè)備單軸或雙軸控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)產(chǎn)品用途：在掌握電機(jī)基本控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成一個(gè)基本的搬運(yùn)裝配作業(yè)過程。訓(xùn)練內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨掌握脈沖當(dāng)量換算，驅(qū)動(dòng)器細(xì)分當(dāng)量換算等基本控制算法；¨掌握簡單氣動(dòng)系統(tǒng)的組成和連接；¨掌握機(jī)械

23、傳動(dòng)部件的選擇，結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，傳感器的選擇和使用，電機(jī)的選擇和使用；¨能夠采用 PLC 編程完成對電機(jī)和氣缸的位置控制。¨系統(tǒng)組成：一軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌）、一軸氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（氣缸、電磁閥、真空系統(tǒng)），PLC 控制。乒乓球搬運(yùn)三軸工作臺(tái)- 10 -產(chǎn)品用途：在掌握電機(jī)基本控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成乒乓球的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。訓(xùn)練內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨掌握 2 軸直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)基本控制算法；¨掌握最佳路徑規(guī)劃的基本思想和實(shí)現(xiàn)方法；¨掌握直線電動(dòng)缸的基本原理；¨能夠采用&#

24、160;PLC 編程完成對電機(jī)和氣缸的位置控制。¨系統(tǒng)組成：二軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（電機(jī)、電動(dòng)缸）、一軸氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（氣缸、電磁閥、真空系統(tǒng)），PLC 控制。2.2綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)區(qū)2.2.1多控制四軸碼垛機(jī)器人系統(tǒng)- 11 -產(chǎn)品用途：完成直角坐標(biāo)機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，模擬工業(yè)碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)行。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨直角坐標(biāo)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和工業(yè)碼垛機(jī)器人的運(yùn)行過程；¨掌握直角坐標(biāo)機(jī)器人的多種控制方法（控制卡、PLC）；¨機(jī)器人本體可拆裝組合，控制系統(tǒng)可插拔式連接，開放性好；¨能夠采用控制卡和 PLC 

25、;編程完成對電機(jī)和氣缸的位置控制。¨系統(tǒng)組成：三軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線系統(tǒng)（步進(jìn)、伺服混合驅(qū)動(dòng)）、一軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)（步進(jìn)驅(qū)動(dòng)），一路氣動(dòng)手爪系統(tǒng)（氣缸、電磁閥、真空系統(tǒng)）；¨控制卡、PLC、手動(dòng)控制三種控制方式，一體化電控柜。2.2.26 自由度多控制模塊化可拆裝機(jī)器人系統(tǒng)多控制機(jī)器人系統(tǒng)單控制機(jī)器人系統(tǒng)機(jī)器人各關(guān)節(jié)模塊- 12 -不同關(guān)節(jié)模塊組合后的不同自由度的機(jī)器人產(chǎn)品用途：完成多關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，模擬工業(yè)串聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)行。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨串聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理；¨掌握串聯(lián)機(jī)器人的多種控制方法（控制卡、PLC）；&#

26、168;機(jī)器人本體可拆裝組合（可拆到螺釘級），控制系統(tǒng)可插拔式連接，開放性好；¨各模塊可任意組合，組裝成不同自由度的串聯(lián)機(jī)器人，動(dòng)手實(shí)訓(xùn)效果好；¨能夠采用控制卡和 PLC 編程完成對電機(jī)和氣缸的位置控制。¨系統(tǒng)組成：六軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)系統(tǒng)（步進(jìn)、伺服混合驅(qū)動(dòng)）、一路氣動(dòng)手爪系統(tǒng)（氣缸、電磁閥、真空系統(tǒng)）；¨控制卡、PLC、手動(dòng)控制三種控制方式，一體化電控柜。2.2.36 自由度弧焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)- 13 -產(chǎn)品用途：完成弧焊機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，采用工業(yè)級串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨工業(yè)串聯(lián)弧

27、焊機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理；¨掌握弧焊串聯(lián)機(jī)器人的控制操作方法（專用控制器，示教盒）；¨掌握基本的機(jī)器人自動(dòng)焊接（弧焊）工藝；¨掌握弧焊工業(yè)機(jī)器人的編程操作和日常維護(hù)作業(yè)；¨系統(tǒng)組成：全伺服工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)級自動(dòng)弧焊系統(tǒng)。2.2.46 自由度搬運(yùn)裝配機(jī)器人工作站系統(tǒng)產(chǎn)品用途：完成搬運(yùn)裝配機(jī)器人作業(yè)的實(shí)訓(xùn)，采用工業(yè)級串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨工業(yè)串聯(lián)搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理（透明式設(shè)計(jì)，開放性好）；¨掌握搬運(yùn)串聯(lián)機(jī)器人的控制操作方法（專用控制器）；¨掌握常用的搬運(yùn)作業(yè)工具（手爪、真空吸附、電磁鐵等）；¨掌握

28、搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人的編程操作和日常維護(hù)作業(yè)；¨系統(tǒng)組成：工業(yè)機(jī)器人（伺服步進(jìn)混合驅(qū)動(dòng)），搬運(yùn)作業(yè)工具。- 14 -2.2.56 自由度點(diǎn)焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)（體積較大，可選）產(chǎn)品用途：完成點(diǎn)焊機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，采用工業(yè)級串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨工業(yè)點(diǎn)焊串聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理；¨掌握點(diǎn)焊串聯(lián)機(jī)器人的控制操作方法（專用控制器，示教盒）；¨掌握基本的機(jī)器人自動(dòng)焊接（點(diǎn)焊）工藝；¨掌握點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人的編程操作和日常維護(hù)作業(yè)；¨系統(tǒng)組成：全伺服工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)級自動(dòng)點(diǎn)焊系統(tǒng)。2.2.6模塊化多機(jī)器人柔性制造/自動(dòng)

29、化物流綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)產(chǎn)品用途：完成各類機(jī)器人在柔性制造系統(tǒng)和自動(dòng)化物流系統(tǒng)的應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)，了解和掌握機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨多機(jī)器人協(xié)作：串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、氣動(dòng)機(jī)器人及氣電混合機(jī)器人；- 15 -¨多種控制方式：工控機(jī)、嵌入式、，總線、變頻、組態(tài)等；¨多傳感器融合：機(jī)械、光電、機(jī)器視覺、電容、電阻、光學(xué)等¨模塊化設(shè)計(jì)，模塊即可獨(dú)立運(yùn)行亦可聯(lián)機(jī)運(yùn)行；¨掌握各類機(jī)器人的集成應(yīng)用、編程操作和日常維護(hù)作業(yè)。2.2.7智能移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品用途：完成移動(dòng)智能機(jī)器人的應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)，了解和掌握移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)

30、鍵技術(shù)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨了解和掌握移動(dòng)機(jī)構(gòu)原理和特點(diǎn)；¨了解全自主移動(dòng)機(jī)器人的智能特性，多傳感（激光雷達(dá)、聲納、紅外、視覺等）融合等；¨了解智能移動(dòng)機(jī)器人的基本算法；¨可完成避障、跟蹤、編隊(duì)等演示；¨掌握智能移動(dòng)機(jī)器人的日常維護(hù)作業(yè)。- 16 -2.2.8AGV 小車產(chǎn)品用途：完成 AGV 小車的應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)，了解和掌握 AGV 小車的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：¨了解和掌握 AGV 小車原理和特點(diǎn)；¨了解全 AGV&

31、#160;小車的軌跡跟蹤規(guī)劃和傳感器類型；¨了解 AGV 小車的基本算法；¨可完物料自動(dòng)化運(yùn)輸；¨掌握 AGV 小車的日常維護(hù)作業(yè)。2.3拓展展示區(qū)2.3.1仿人形機(jī)器人產(chǎn)品描述：仿人形，無線控制，16 個(gè)自由度，全進(jìn)口高性能伺服舵機(jī)控制，可完成跳舞、行走、踢球等動(dòng)作。動(dòng)作可以學(xué)生自己來編程，提供編程環(huán)境和接口，展示效果非常好。- 17 -2.3.2特種爬壁機(jī)器人產(chǎn)品描述：以軍用偵察和反恐防暴為應(yīng)用背景，可在復(fù)雜的墻面上快速低噪音爬行，帶有偵察攝像機(jī)，無線數(shù)字傳輸?shù)浇K端監(jiān)控器上，展示效果非常好。

32、2.3.3特種球形機(jī)器人產(chǎn)品描述：以軍用偵察和反恐防暴為應(yīng)用背景，可在地面、車底，狹窄的空間內(nèi)滾動(dòng)，帶有偵察攝像機(jī)，無線數(shù)字傳輸?shù)浇K端監(jiān)控器上；亦可帶有爆炸裝置，成為移動(dòng)的地雷，展示效果非常好。- 18 -2.3.4可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人6-SPS 伸縮式并聯(lián)機(jī)器人6-PSS 滑塊式并聯(lián)機(jī)器人6-PSS 剪式并聯(lián)機(jī)器人3-Delta 型并聯(lián)機(jī)器人產(chǎn)品描述：以新型的并聯(lián)機(jī)構(gòu)為對象，用同一套零部件通過不同的傳動(dòng)鏈組合可以變化出4 種不同的并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型（如上圖），具有不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)，是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新理想的平臺(tái)。-

33、60;19 -第三部分  機(jī)器人機(jī)電教學(xué)模式探討3.1  機(jī)器人推薦教學(xué)模式及教學(xué)理念博實(shí)機(jī)器人公司經(jīng)過多年與各高等院校、職業(yè)類院校的產(chǎn)品合作，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，特別機(jī)器人教學(xué)的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，針對校方機(jī)器人教育初期開展的實(shí)際情況，配合模塊化機(jī)器人等設(shè)備，建議如下措施和理念：l機(jī)器人包含拆裝組合，因此工作臺(tái)比較重要，臺(tái)面配以膠皮，防止零件損傷及劃傷臺(tái)面，平臺(tái)面積要足夠放置機(jī)器人各模塊以及放置電控部分達(dá)到機(jī)器人運(yùn)行要求，建議平臺(tái)分出運(yùn)行區(qū)、裝配區(qū)、拆分區(qū)、零件區(qū)、工具區(qū)等。平臺(tái)上裝配區(qū)等需配備零件分揀盒，用以存放小的零件和螺釘，并貼標(biāo)簽明示區(qū)別

34、各模塊。l建議機(jī)器人教學(xué)分組進(jìn)行，將每班級每 3-5 人一組進(jìn)行，每組學(xué)生各司其職，從拆分到清點(diǎn)、清洗零件、裝配、檢驗(yàn)、控制、電氣裝配、運(yùn)行等逐級負(fù)責(zé)，由此鍛煉學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，技術(shù)掌握熟練后，可組織每組進(jìn)行競賽。l教師教學(xué)采取理論與實(shí)踐結(jié)合模式，配合機(jī)器人所配資料進(jìn)行，教師動(dòng)手-學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)生動(dòng)手-教師指導(dǎo)的互動(dòng)模式，并可收集國內(nèi)外各類機(jī)器人資料進(jìn)行興趣教學(xué)。l建議教師無論機(jī)電軟各部分，均從基礎(chǔ)知識(shí)開始進(jìn)行，讓學(xué)生扎實(shí)的了解機(jī)器人是如何設(shè)計(jì)和產(chǎn)生的，從低到高的技術(shù)進(jìn)展模式。又可以在此過程中，學(xué)習(xí)到各專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，使得機(jī)器人設(shè)備不僅表現(xiàn)在機(jī)器人技術(shù)，也表現(xiàn)

35、在普通機(jī)電設(shè)備的教學(xué)應(yīng)用上。l必要時(shí)將學(xué)生按照興趣程度及掌握水平等分組，針對更高級的機(jī)器人技術(shù)講解，給學(xué)生以更大的發(fā)展空間。l實(shí)驗(yàn)室教師應(yīng)熟悉機(jī)器人各部分知識(shí)，并制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程，并監(jiān)督學(xué)生嚴(yán)格按照規(guī)程操作，避免不必要的零件損耗，保障安全避免事故的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)完畢，按照操作規(guī)程整理設(shè)備和工具，鍛煉學(xué)生責(zé)任心。l機(jī)器人教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)室教師可人為制造一些故障和作業(yè)，讓學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)和解決問題，比如電氣故障，無法運(yùn)行，從最簡單的線路連接查起，逐步上升到軟件級別，鍛煉學(xué)生解決問題的思路和方法。l按照提供的技術(shù)資料，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)類似的機(jī)器人模塊結(jié)構(gòu)，教師可鼓勵(lì)學(xué)生從操作、檢測到設(shè)計(jì)全部掌握的一體

36、式技術(shù)層面。3.2 提供的資料介紹l機(jī)器人發(fā)展史：從古至今闡述機(jī)器人的產(chǎn)生、發(fā)展及未來變化；可根據(jù)內(nèi)容制作為電子展板形式；l各機(jī)器人設(shè)備展板與資料；l各機(jī)器人拆裝工具與備品備件。3.3  校企合作與培訓(xùn)說明現(xiàn)階段，各所職業(yè)類及高等院校始終以培養(yǎng)品格優(yōu)良、知識(shí)全面、技能熟練、特長突出的“技能英才”為培養(yǎng)目標(biāo)，堅(jiān)持“經(jīng)營職教”的辦學(xué)理念，實(shí)行“校企合一”的辦學(xué)模式，推行“學(xué)校即企業(yè)，課室即車間，教師即師傅，學(xué)生即員工”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式，在管理方面推行企業(yè)化管理，在教學(xué)方面堅(jiān)持工作過程導(dǎo)向，在學(xué)生方面實(shí)行員工管理，完成教育教學(xué)從虛擬模擬真實(shí)的過渡。由于機(jī)器人技術(shù)對

37、校方是較新的機(jī)電技術(shù)范疇，機(jī)器人技術(shù)有其機(jī)電方面獨(dú)到的技術(shù)和范疇，因此從教師到學(xué)生都需要一個(gè)過程進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)方面的培訓(xùn)和整合，這就需要先期針對授課教師進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)深層次理論等方面的培訓(xùn)，合作企業(yè)蘇州博實(shí)機(jī)器人技術(shù)公司本著雙贏的理念，一直致力于同用戶進(jìn)行深層次、多方面的機(jī)器人技術(shù)合作。具體合作模式見校企合作協(xié)議書。3.4  機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室針對教師與學(xué)生教學(xué)效果博實(shí)公司設(shè)計(jì)機(jī)器人針對職業(yè)類院校的教學(xué)需求，知識(shí)面涵蓋從低端到高端逐步過渡的技術(shù)模式。機(jī)械上從零件設(shè)計(jì)加工工藝入手到最終裝配，擴(kuò)展到工業(yè)機(jī)器人典型結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法，以及機(jī)器人典型減速器類型等。并為職業(yè)教學(xué)考慮，增加常用的

38、齒輪傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、行星減速傳動(dòng)、諧波減速等。電氣方面從控制柜入手，從電氣- 21 -元器件組成種類及使用方法，到電氣設(shè)計(jì)原理及配線原則等，進(jìn)而提升到  PLC、嵌入式等工業(yè)常用控制系統(tǒng)上，并增加電氣硬件的原理和組成及詳細(xì)說明和使用方法等。軟件上使用工業(yè)設(shè)備常用的 VC 平臺(tái)，可以從最簡單語句開始逐漸了解機(jī)器人控制軟件的編制方法，進(jìn)而升級到機(jī)器人控制算法的數(shù)學(xué)模型及控制方法等。以下將就機(jī)器人機(jī)械、電氣、軟件、功能主要方面對機(jī)器人教學(xué)中對學(xué)生受業(yè)效果詳細(xì)說明：機(jī)械：Ø   傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與工業(yè)機(jī)器人