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    2015年《中国制造2025》规划落地,明确将工业机器人列入大力推动突破发展十大重点领域之一,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用。其中工业机器人作为智能制造中的重要载体,所以它被称作“制造业皇冠上的明珠”。根据《工信部关于推进工业机器人产业发展的指导意见》,到2020年,要建立完善的智能制造装备产业体系,产业销售收入超过3万亿元,实现装备的智能化及制造过程的自动化。并明确我国未来十年机器人产业的发展重点主要为两个方向:一是开发工业机器人本体和关键零部件系列化产品,推动工业机器人产业化应用,满足我国制造业转型升级迫切需求;二是加强机器人专业人才培养,搭建机器人全产业链的教育、教学平台,积极应对新一轮产业革命的挑战。

为了响应国家号召顺应社会发展职业技术类院校担负起了培养具备深厚理论基础和实际操作能力,能从事工业机器人模拟、编程、调试、操作、销售及自动化生产系统维护维修与管理等工作的高端应用型技术人才的重任。 

工业机器人的“一体化教学”以能力培养为目标,将理论教学和实际教学联系起来。通过多媒体课件模块化可拆装串联机器人实训系统工业机器人基本技能操作平台实训系统工业机器人典型应用工作站实训系统工业型焊接喷涂机器人实训系统工业型视觉分拣机器人实训系统等来组织教学,边教、边学、边做来完成教学任务,以实现知识要求、能力要求、素质要求的综合目标。这种理论教学与实践教学为一体的做法,可以充分发挥学生的主体作用,将理论学习与实际训练结合起来,注重培养学生解决实际问题的能力。该实训教学可以满足如下要求:  

·满足低年级学员进行理论教学的实训教学要求

·满足中年级学员进行工业机器人基础教学实训教学要求

·满足中高年级学员进行工业机器人典型工艺实训教学要求

·满足高年级学员进行工业机器人实践应用实训教学要求

·从理论到实践、从简单到复杂的系统学习工业机器人的相关知识

第一章 工业机器人一体化实训室设计规划 

一、 实训室建设目标

通过建立工业机器人智能实训室,能够实现以下目标:

1. 理论与实际相结合;

2. 提高学生社会就业竞争力;

3. 教学和研究一体化;

4. 打造“校中企”的实训模式,创新工业4.0智能工厂综合实训教学模式;

5. 在当地打造成工业机器人智能化综合实训示范基地;

6. 让学生实训后具备智能制造企业决策能力;

7. 培养具备高端制造领域运作模式和工业机器人控制技术的高级人才;

8. 培养具备工业机器人创新思维与智能工厂整合能力的复合型管理人才;

9. 智能化实训室要以数字化思维和数字化管理模式为中心的管理体制

二、 实训室教学成长规划

认识—让学生通过从观念上的机器人到实际工业工业机器人构造的认识。

理论—从认知层面学习掌握理论、原理、创新思维和技术知识。

验证—让学生通过仿真软件验证理论实施方案。

实操—通过工业机器人智能装备与数字化软件系统相结合对所学原理与技术进行实践,掌握工业加机器人在工厂运作中智能制造、智能生产、智能物流运营管理以及信息流通活动协作技能。

演练—根据实验设计,学生通过动脑和动手提升理论与实际的紧密结合能力,深入工业机器人智能化跨领域活动各个环节团队运作能力。

应用—以满足行业市场需求为任务,模拟高端制造企业实际场景,完成应用操练,形成工业制造生产企业智能化改造的“战略”意识。

集成—培养学生科技创新意识,利用所学原理知识和掌握的研发技能训练,形成整体工业4.0智能工厂“战略”布局,转化为更为符合中国制造2025战略的层面,提升知识技能系统化。

三、 工业机器人智能化实训室的优势特点

本工业机器人一体化实训室不同于以往一般院校建立的工业工程、电气自动化、生产物流实训室,它依托工业4.0、中国制造2025,将制造业向智能化转型,提升制造业的智能化水平,提高资源效率。

同时以硬件环境建设、软件环境搭建以及课程体系建设并重的方式实施,确保学校在工业机器人硬件设备投入的情况下,通过软件平台以及丰富的实践教学课程体系,开展智能化生产、智能制造、智能物流实训实验,充分培养学生在机电一体化、电气工程、电子技术、生产管理、物流工程、工业工程及其相关专业的综合实践应用和科研创新能力。

1. 工业性:硬件产品配置的标准件均采用工业一线品牌,非标件的加工和电气配线均符合国际化工业标准,软件系统均符合企业运行标准,最大程度的缩短了与工业级设备的差距。

系统以工业工业机器人智能化项目为设计目标,该系统可全自动化、高效率、高精度的制造工业级产品,并可通过机器视觉技术检测精度及准确性。其中工控系统、视觉检测系统、工业机器人、工业总线、工业柔性传输线等设备与工业生产应用相一致,将现代化工业现场的各项先进生产制造技术充分融合并展现。

2. 开放性:产品开放了电路气路配线、机械装调等功能,使学生可以真正实现动手实操。电气部分的扩展体现在接口自由,机械部分的扩展体现在系统可通过添加新的模块单元来完成系统升级。

3. 产品高端性:产品主要电气元件和传动机构均选用德、日进口一线工业品牌产品;机械加工零件如钢制、铝制零件均在保证高标准加工精度的同时,进行了表面氧化、喷涂等处理方式。可确保设备在保证质量和稳定性的同时,达到外形美观的特点。

4. 技术实用性:公司可为用户量身定制国际领先水准的机器人系统完整解决方案,覆盖点焊、弧焊、搬运、码垛、装配、打磨、抛光、喷涂、机床上下料等各种作业,可广泛应用于汽车、汽车零部件、工程机械、电子电器、军工、冶金、食品、医药、家居、休闲用品等行业。

5. 系统层次化:系统由理论教学到模拟教学、由仿真演示到实际操作、由简单应用到复杂系统集成,层层递进。

6. 便捷性:各系统均采用模块化设计理念,每个系统均由支撑平台、刹车脚轮、配电板、执行部分组成。具备结构风格统一、升级扩展灵活等特点,使得实训能够更加安全便捷的进行。

7. 安全性:设备具有接地保护、过载保护、短路保护、漏电保护功能、具有误操作保护功能、安全性符合相关的国标标准、所有材质均符合环保标准。所有元器件满足国家CCC认证。

本实训室最大亮点在于改进常规的软、硬件脱节与只做不研或者只研不做的弊端,通过软件集成实训室所有的智能设备,建设创新、智能、自动、方便快捷的实训室。移植企业运营管理模式,将传统制造业通过互联网思维优化整合与智能化集成并且转化为高校教学是我司最大的特色。 


第二章 工业机器人一体化实训室教学资源配置 

配置列表

编号 

名   称 

说    明 

数量 

 

 

1

 

 

工业机器人仿真实训系统

包含了所有的机器人(如ABB、库卡、三菱、发那科等),有模拟示教器,跟真实的示教器一样的操作、功能,包含建模功能 机器人离线轨迹编程 动画效果与SMART组件的使用 带导轨和变位机的机器人系统创建与应用等,可以在软件里模拟出你的使用环境,进行编程,然后把做好的项目直接下载到你现场的控制器里。

 

 

50套

 

 

2

 

 

模块化可拆装串联机器人实训平台

系统主要面向低年级学生,侧重于工业机器人的理论知识的感官教学,让学生可以掌握工业机器人的基本知识:机器人的工作原理、机器人的系统结构、机器人的坐标系、机器人的工作范围的认知等。机器人的拆装:拆解机器人、认知电机减速器等关键器件、多自由度的分别组装及测试等。机器人的示教与编程:触摸屏示教器控制机器人运行、电脑端软件控制机器人运行等。

 

 

5套

 

3

 

工业机器人基本技能应用实训平台

系统主要面向中年级学生,围绕教学实训的核心技能点,不仅可以学习工业机器人的基本知识和技能,还简单的模拟再现了工业机器人在工业应用中的多个场景:轨迹描画实训、工件装配实训、检测排列实训、车窗涂胶装配实训、零件码垛实训、图块搬运实训、视觉识别等。

 

 

5套

4

工业机器人典型应用实训平台

该平台面向中年级学生,侧重于工业机器人与周边系统的链接、联机的离线编程,通过3种典型实训模块:手机装配、车轮码垛及检测排列、车窗涂胶装配。

 

5套

5

工业机器人焊接喷涂打磨实训平台

该平台面向中年级学生,侧重于工业机器人与周边系统的链接、联机的离线编程,通过真实的焊接、喷涂、打磨培养学生在工业实际中的真实应用技能。

 

5套

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第三章 一体化实训室展示 

一、 一体化实训室设计例 

按照教学一体化实训室的功能要求,对该实训室进行了区域划分

(一) 教学区:

·可以容纳50名学员上课学习

·可作为礼堂来举办中型报告会等

·配备现代化多媒体教学系统,包括音响系统、投影系统等,方便老师与学员的互动教学。

(二) 讨论资讯区

·提供各类纸质书籍等技术资料

·桌面摆放电脑(电脑学校自备),将机器人仿真软件安装到电脑上,同时可进行仿真练习

(三) 仓库、消防区

·划分有清洁工具区域统一放置清洁工具

·配备完备的消防用具防范于未然

·配备衣帽间用于学员更换工作用衣帽鞋子等(衣帽鞋自备)

·具备仓库功能存放易耗品包装箱、实训用物料等物资

(四) 串联机器人实训设备区

(五) 基本技能实训设备区

(六) 典型应用实训设备与工业应用型机器人实训设备区

(七) 休息、展示区域

·课间休息区:温馨优雅、可供老师和学员课间休息时使用

·产品展示区:在进门两侧均进行配置,展示校园风采、培训成果、获奖情况等

 

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