王照信

隨著“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，以工業(yè)機(jī)器人為主導(dǎo)的智能制造成為企業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的必然趨勢(shì)。當(dāng)前無(wú)論是智能制造單元的系統(tǒng)集成商，還是利用智能制造進(jìn)行技術(shù)升級(jí)轉(zhuǎn)型的企業(yè)，都需要大量的懂工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的高技能人才。因此，職業(yè)院校培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人技能人才并進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)是十分必要的。本文就工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)進(jìn)行探討和研究。

一、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的目的

工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的目的是培養(yǎng)與智能制造技術(shù)相關(guān)的工業(yè)機(jī)器人技能人才。因此，基地建設(shè)應(yīng)以智能制造技術(shù)為主題進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人相關(guān)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)?；亟ㄔO(shè)一方面應(yīng)滿足智能制造系統(tǒng)集成企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人高技能人才的需求，并力求實(shí)訓(xùn)設(shè)備的先進(jìn)性、創(chuàng)新性；另一方面又要滿足國(guó)家工業(yè)機(jī)器人技能大賽和智能制造技術(shù)應(yīng)用、編程、調(diào)試大賽的需求。

二、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的硬件建設(shè)

根據(jù)智能制造技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的要求，工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的硬件建設(shè)不單純是工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)，還包括機(jī)械加工裝配基本技能、電工電子基本技能、數(shù)控加工專業(yè)技能、可編程控制器專業(yè)技能、單片機(jī)ARM嵌入系統(tǒng)專業(yè)技能、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制及智能傳感專業(yè)技能、智能制造單元綜合技能實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)。

1.工業(yè)機(jī)器人基本技能實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

機(jī)械加工裝配基本技能實(shí)訓(xùn)室主要配備普通車床、銑床、機(jī)械裝配實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，主要完成機(jī)械零件的普通加工，學(xué)習(xí)機(jī)械加工的基本知識(shí)和技能，學(xué)會(huì)讀圖、識(shí)圖，學(xué)會(huì)工、夾、量具的使用，為機(jī)器人手爪、工具、工件裝具制作打下基礎(chǔ)。同時(shí)，進(jìn)行機(jī)械零部件的裝配技能練習(xí)，為工業(yè)機(jī)器人本體的裝配與調(diào)整、智能制造單元零部件的裝配打下基礎(chǔ)。

電工電子基本技能實(shí)訓(xùn)室主要配備電工電子的基本使用工具、儀器儀表、電氣基本的控制線路、典型機(jī)床的控制線路、電子基本元器件，主要訓(xùn)練學(xué)生對(duì)各種電工電子工具儀器儀表的使用、電氣基本控制線路、機(jī)床電氣控制線路、各種電子元器件的識(shí)別、實(shí)用電子電路的焊接。

2.工業(yè)機(jī)器人專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

數(shù)控加工專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)室主要配備數(shù)控車床、加工中心及數(shù)控機(jī)床所需的各種刀具、量具，工裝夾具，主要訓(xùn)練學(xué)生數(shù)控車床和加工中心的加工工藝制定，刀具及切削用量的選擇，機(jī)床的操作、編程、加工、調(diào)整、調(diào)試及維護(hù)等專業(yè)技能，為智能制造單元的數(shù)控加工設(shè)備的使用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

可編程控制器專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)室主要配備具有工業(yè)以太網(wǎng)接口的PLC、基于工業(yè)以太網(wǎng)總線的觸摸屏及各種外設(shè)控制的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，主要用于完成學(xué)生可編程控制器的基本工作原理認(rèn)知、可編程控制器指令系統(tǒng)的運(yùn)用、可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和程序調(diào)試，以及觸摸屏組態(tài)控制、各控制組件間的通訊和人機(jī)交互界面的編程、運(yùn)行、監(jiān)控等技能訓(xùn)練。

單片機(jī)、ARM嵌入系統(tǒng)專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)室主要配備單片機(jī)實(shí)訓(xùn)套件，ARM嵌入系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)。單片機(jī)實(shí)訓(xùn)套件主要訓(xùn)練學(xué)生單片機(jī)控制電路板的焊接、單片機(jī)C程序的編制和調(diào)試運(yùn)行。ARM嵌入系統(tǒng)主要訓(xùn)練Windows CE開發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建、ARM系統(tǒng)的GPIP輸出控制、PWM直流電機(jī)調(diào)速控制、CAN總線通信控制。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制及智能傳感專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)室主要配備具有工業(yè)以太網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)的PLC控制器、觸摸屏、CCD工業(yè)視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)、RFID智能物料管理系統(tǒng)、自適應(yīng)力傳感器以及以DeviceNet、MODBUS為代表的工業(yè)以太網(wǎng)總線通信設(shè)備。實(shí)訓(xùn)室主要承擔(dān)著智能制造系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)的運(yùn)用訓(xùn)練，完成學(xué)生工業(yè)以太網(wǎng)的組網(wǎng)通訊、CCD工業(yè)視覺(jué)的物料識(shí)別、自適應(yīng)力傳感器的調(diào)整等技能訓(xùn)練。該項(xiàng)技能訓(xùn)練是智能控制技能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.工業(yè)機(jī)器人核心技能實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

工業(yè)機(jī)器人基本操作編程實(shí)訓(xùn)室是工業(yè)機(jī)器人核心實(shí)訓(xùn)室中的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室，要以當(dāng)前智能制造企業(yè)在用的主流機(jī)器人為主，同時(shí)兼顧技能訓(xùn)練的多樣性、多層面，選用KUKA、FANUC、EFFORT等品牌的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人技能訓(xùn)練的主要項(xiàng)目有工業(yè)機(jī)器人碼垛包裝、工業(yè)機(jī)器人拋光打磨、工業(yè)機(jī)器人裝配。該實(shí)訓(xùn)室主要訓(xùn)練學(xué)生工業(yè)機(jī)器人的操作與編程，機(jī)器人的I/O量的配置與使用，工業(yè)機(jī)器人的各種工作站調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)。

工業(yè)機(jī)器人技能大賽實(shí)訓(xùn)室主要以國(guó)賽及省賽的軟硬件技術(shù)要求為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。平臺(tái)主要由配有雙吸盤和雙氣手指夾具的四軸工業(yè)機(jī)器人，放置零件的兩個(gè)料盤，用于裝配檢測(cè)的環(huán)形裝配檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于異型零件定位的轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)，含有雙氣手指夾具、雙吸盤夾具和畫筆夾具的六軸工業(yè)機(jī)器人裝配分揀單元，零部件的視覺(jué)檢測(cè)裝置，各類夾具庫(kù)、控制系統(tǒng)，以及用于系統(tǒng)控制的PLC編程軟件、機(jī)器人離線編程的虛擬仿真軟件、伺服配置軟件、觸摸屏編程調(diào)試軟件等組成。實(shí)訓(xùn)室主要擔(dān)負(fù)工業(yè)機(jī)器人技能大賽參賽人員的訓(xùn)練任務(wù)，同時(shí)又是與兄弟院校進(jìn)行教學(xué)交流的平臺(tái)。

工業(yè)機(jī)器人智能制造應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要包括1臺(tái)全功能數(shù)控車床、1臺(tái)全功能數(shù)控加工中心、1臺(tái)帶第七軸行走軸及裝卸工件手爪的六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人、1套基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、1套機(jī)床工件自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、1套工件加工狀態(tài)檢測(cè)視頻系統(tǒng)、1套基于工業(yè)以太網(wǎng)的主控PLC及觸摸屏、1套智能制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件和2臺(tái)用于主控及CAM加工的計(jì)算機(jī)。整套系統(tǒng)利用工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的智能化管理運(yùn)行。該系統(tǒng)為整個(gè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的核心，主要訓(xùn)練學(xué)員智能制造系統(tǒng)的管控及智能制造單元的安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)技能。

三、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的軟件建設(shè)

工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)離不開軟件的支撐。根據(jù)當(dāng)前企業(yè)對(duì)技能人才的需求，以及智能制造技術(shù)軟件應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，基地主要進(jìn)行CAD三維設(shè)計(jì)、零件CAM自動(dòng)加工、工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真離線編程三大類軟件的建設(shè)。CAD三維設(shè)計(jì)軟件是工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件，兼顧系統(tǒng)集成的需求，主要配置SolidWorks軟件和AutoCAD軟件。CAM自動(dòng)加工軟件選用嵌入RobotMaster的MasterCAM軟件。機(jī)器人虛擬仿真離線編程軟件參考ABB公司的RobotStudio軟件、FANUC公司的Roboguide軟件、Yaskawa公司的robot motosimEG軟件、KUKA公司的KUKA.Sim Pro3.0軟件，具體以所購(gòu)置的機(jī)器人品牌確定軟件類型。通用機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真離線編程軟件以國(guó)內(nèi)華航唯實(shí)RobotArt軟件為主，根據(jù)實(shí)訓(xùn)基地的側(cè)重點(diǎn)輔助一款國(guó)外軟件進(jìn)行配置。

總之，工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)立足于智能制造對(duì)技能人才的需求，結(jié)合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，兼顧了高技能人才培養(yǎng)的特點(diǎn)。建成后的實(shí)訓(xùn)基地必將為中國(guó)智能制造業(yè)培養(yǎng)更多的高素質(zhì)技能人才。

（作者單位：濟(jì)南市技師學(xué)院）endprint