楊艷艷

摘 要：近年來(lái)，工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越普遍，不僅可以大幅度地提升了工業(yè)生產(chǎn)效率，還可以降低人力成本，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷作業(yè)。尤其是在一些高精端領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人起到了非常重要的作用。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，對(duì)于相應(yīng)的技術(shù)人才素質(zhì)提出了更高的要求，為了滿足就業(yè)需求，職業(yè)院校必須做好工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才的培養(yǎng)工作，工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地是開展工業(yè)機(jī)器人教育、提升學(xué)生動(dòng)手和實(shí)踐能力的場(chǎng)所。本文主要研究高職院校如何建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地，以供相關(guān)單位參考借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 實(shí)訓(xùn)室 建設(shè)

現(xiàn)階段，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域可以說(shuō)是大放異彩，已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化的重要支柱。從國(guó)內(nèi)的工業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，無(wú)人工廠以及熄燈工廠開始被人們知曉，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展步入快車道。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)以及技術(shù)發(fā)展的需要，培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才成為迫切需要解決的問(wèn)題。由于工業(yè)機(jī)器人涉及許多學(xué)科，既要求理論知識(shí)，也要求實(shí)踐和應(yīng)用能力，因此開展工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用人才培養(yǎng)，需要采取校企合作、產(chǎn)教融合的方式，依靠建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。高職院校建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，可以從以下幾個(gè)方面入手。

一、實(shí)訓(xùn)室硬件方面

硬件建設(shè)是實(shí)訓(xùn)室的基礎(chǔ)條件，只有完善相應(yīng)的硬件設(shè)備，才能促進(jìn)實(shí)訓(xùn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化技術(shù)的代表，在工業(yè)生產(chǎn)操作中的應(yīng)用十分廣泛，例如，常見的焊接工作、噴涂工作、打磨和組裝工作、分揀工作、產(chǎn)品測(cè)試以及檢測(cè)等。以機(jī)器人代替人工的方式，既可以保證生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，又可以保證生產(chǎn)的效率。工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)，結(jié)合工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)際，配備3個(gè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，分別是柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室、Foxbot工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室、Nachi工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室，其中包括機(jī)械手、富士康工業(yè)機(jī)器人以及多個(gè)型號(hào)的多關(guān)節(jié)機(jī)器人，可以很好地滿足機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)課程。實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方面，場(chǎng)地面積達(dá)到300平方米，空間豐富，方便教學(xué)活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展。這些豐富的實(shí)訓(xùn)室資源，為高職院校開展工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)課程提供了硬件基礎(chǔ)。

實(shí)訓(xùn)活動(dòng)的開展，可以采取項(xiàng)目式教學(xué)模式，以某個(gè)項(xiàng)目任務(wù)為導(dǎo)向，讓學(xué)生劃分為小組，每3～5名學(xué)生為一個(gè)小組，并配備相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。例如，配備多媒體教學(xué)設(shè)備以及高清攝像機(jī)等，可以更好地進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作的演示工作，同時(shí)可以讓學(xué)生多個(gè)視角地進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。筆者所在學(xué)校在工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方面，并沒有采取綜合實(shí)訓(xùn)臺(tái)的方式，為了更加有效地開展實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，只有進(jìn)一步加大硬件建設(shè)，才能更好地滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需求。筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段，需要添加的外圍設(shè)備有以下幾種。

1.末端執(zhí)行裝置

所謂的末端執(zhí)行裝置，主要是那些安裝在機(jī)器人末端的裝置，一般情況下，該裝置是結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際要求而專門設(shè)計(jì)的。氣動(dòng)手爪、真空吸盤是機(jī)器人實(shí)訓(xùn)教學(xué)中最為常見的末端執(zhí)行裝置。為了保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果，可以結(jié)合工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)例，設(shè)計(jì)出幾款通用的機(jī)器手爪，以便完成一系列的機(jī)器操作。例如，借助真空吸盤進(jìn)行搬運(yùn)、開展模擬弧焊、使用氣動(dòng)式機(jī)械手爪進(jìn)行搬運(yùn)、機(jī)蓋打磨等。

2.外圍的電氣設(shè)備

外圍電氣也是實(shí)訓(xùn)室必不可少的內(nèi)容，通過(guò)機(jī)器人I/O和電氣控制裝置配合，拓展外圍電氣設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一系列的機(jī)器操作動(dòng)作。經(jīng)常使用到的電氣控制裝置元件有以下幾種。

（1）控制元件、執(zhí)行元件。包括繼電器、電磁閥、接觸器、真空發(fā)生器、急停開關(guān)、常閉按鈕、常開按鈕、蜂鳴器等控制元件;真空吸盤、氣缸、調(diào)速閥、彈性吸盤等執(zhí)行元件。

（2）傳感器。傳感器的用途在于信號(hào)檢測(cè)，其中紅外傳感器的最為常見。

（3）電纜。使用電纜連接外圍電氣設(shè)備，可以根據(jù)需求，選擇恰當(dāng)?shù)碾娋€規(guī)格進(jìn)行設(shè)備連接。

（4）控制器。使用西門子品牌的PLC控制器，將控制器安裝到總控制柜。

二、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的軟件建設(shè)

在工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的軟件建設(shè)方面，分別建設(shè)了CAD和CAM實(shí)訓(xùn)室;機(jī)位設(shè)置方面，共設(shè)置180多個(gè)機(jī)位。實(shí)訓(xùn)的軟件方面，常用的實(shí)訓(xùn)軟件有：ABBRobot-Studio、SolidWorks、FD On Desklight。其中，ABBRobot-Studio的軟件用途在于實(shí)現(xiàn)ABB機(jī)器人的離線仿真操作與編程操作;FD On Desklight的軟件用途在于實(shí)現(xiàn)Nachi機(jī)器人的離線仿真操作與編程操作;SolidWorks軟件的主要用途在于訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行三維建模，配合仿真軟件開展造型。ABBRobot-Studio軟件和FD On Desklight軟件，進(jìn)行機(jī)器人仿真，要具備的功能有以下幾種。

首先，離線編輯。工業(yè)機(jī)器人存在兩種編程模式，包括離線編程模式、在線編程模式，在線編程模式存在諸多局限，而且編程效率比較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲線的檢視工作和編程工作。離線編程模式是借助計(jì)算機(jī)模擬機(jī)器人真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)而編寫程序，通過(guò)虛擬示教器進(jìn)行演示。一般情況下，虛擬示教器和真實(shí)示教器在功能方面具有一致性，都可以進(jìn)行I/O、參數(shù)、編程和調(diào)試等功能的設(shè)置，通過(guò)虛擬的環(huán)境，讓機(jī)器人按照編制的程序自動(dòng)或者手動(dòng)運(yùn)行。從當(dāng)前的機(jī)器人應(yīng)用軟件來(lái)看，離線編程軟件缺乏通用軟件，一般情況下，企業(yè)由于生產(chǎn)模式的不同，工業(yè)機(jī)器人各有其特點(diǎn)，因此，離線編程模式更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

其次，仿真功能。借助軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)器人模擬仿真，在虛擬的環(huán)境中，演示相關(guān)指令帶來(lái)的機(jī)器人動(dòng)作，可以用于檢測(cè)機(jī)器人編程工作是否存在錯(cuò)誤，進(jìn)而完善編程程序。軟件的仿真功能十分重要，既可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的模擬運(yùn)行和演示，又可以大幅度地提升學(xué)生對(duì)于機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣。

最后，在線功能。借助數(shù)據(jù)線，將工業(yè)機(jī)器人和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，使用計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人完成生產(chǎn)操作?？梢越柚抡孳浖蟼鞴こ虘?yīng)用項(xiàng)目，配置工業(yè)機(jī)器人的參數(shù)，在線編輯和修改，完成機(jī)器人操作。