工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)研究

李江玲

摘? 要：伴隨著深入推進(jìn)“中國(guó)制造2025”的國(guó)家戰(zhàn)略，使用工業(yè)機(jī)器人的智能制造作為主導(dǎo)必然會(huì)成為在企業(yè)發(fā)展中新舊動(dòng)能替換的趨勢(shì)。正在借助智能制造系統(tǒng)展開(kāi)技術(shù)升級(jí)的，想要轉(zhuǎn)型的企業(yè)，都需要高水平工業(yè)機(jī)器人技能人才。在培養(yǎng)這批技能人才的同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)是最為關(guān)鍵的，良好的資源和設(shè)備的充分利用才會(huì)造就真正有技術(shù)水平的技能人才，所以文章對(duì)工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)研究給與一定的建議。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;建設(shè);實(shí)訓(xùn);虛擬仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）11-0066-02

Abstract： With the in-depth promotion of the national strategy of "made in China 2025"， the use of intelligent manufacturing of industrial robots as the leading force will inevitably become the trend of replacing the old and new kinetic energy in the development of enterprises. Enterprises that are upgrading with the help of intelligent manufacturing systems， want to transform， all need high-level industrial

1 概述

工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的目的是為了培養(yǎng)出一批可以進(jìn)行智能制造及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高科技工業(yè)機(jī)器人技能人才。所以，在基地建設(shè)中，與工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，應(yīng)當(dāng)用智能制造技術(shù)作為主題。在基地建設(shè)當(dāng)中，我們應(yīng)該滿(mǎn)足以下兩方面要求，一方面需要滿(mǎn)足智能制造技術(shù)的調(diào)試、編程、應(yīng)用等有技能需求的人，另一方面還需要滿(mǎn)足對(duì)工業(yè)機(jī)器人有需求的企業(yè)，比如正在借助智能制造系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)型的企業(yè)和智能制造系統(tǒng)集成企業(yè)。正是這些對(duì)工業(yè)機(jī)器人高技能高水平人才的需求，才產(chǎn)生了工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)需求，因此，一個(gè)高端的工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)，是這些高技能高水平工業(yè)機(jī)器人技能人才的搖籃。

2 工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的硬件建設(shè)

工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)，應(yīng)當(dāng)依照智能制造技術(shù)對(duì)其的要求來(lái)建設(shè)，工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真中心的硬件建設(shè)，不應(yīng)該單純的是工業(yè)機(jī)器人實(shí)際訓(xùn)練操作室的建設(shè)，還包括一些其他的實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，例如機(jī)械加工裝配的專(zhuān)業(yè)技能、數(shù)控加工基本技能、電子電工專(zhuān)業(yè)技能、單片機(jī)ARM嵌入系統(tǒng)基本技能、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制和智能傳感基本技能、智能制造單元綜合技能、可編程控制器基本技能等實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)。

2.1 工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)

機(jī)械加工裝配專(zhuān)業(yè)技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，需要配備的實(shí)際操作訓(xùn)練平臺(tái)，包括普通車(chē)床、機(jī)械裝配、銑床等實(shí)際操作訓(xùn)練平臺(tái)。這些建設(shè)主要用于完成機(jī)械零部件的普通機(jī)械加工，以及學(xué)習(xí)機(jī)械加工的基本技能與基本知識(shí)，要有識(shí)圖能力，懂得辯圖，熟練使用量具夾具等，為將來(lái)的工業(yè)機(jī)器人實(shí)際操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，還要進(jìn)行裝配機(jī)械零部件的練習(xí)，學(xué)習(xí)裝配技能，為了工業(yè)機(jī)器人最終本體的調(diào)整與裝配及其智能制造單元的各種零部件裝配打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

電工電子專(zhuān)業(yè)技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，需要配備電工電子所使用的基本工具、電氣的控制線(xiàn)路、儀器等以及機(jī)床控制中的線(xiàn)路、電子元器件等。這些設(shè)備的建設(shè)用于增強(qiáng)人們的電子元器件的識(shí)別能力，機(jī)床電氣的線(xiàn)路控制能力，電氣中控制線(xiàn)路的分辨能力，儀器儀表的使用能力等，這些全面的設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)電子電工實(shí)際操作訓(xùn)練室的最優(yōu)化，為將來(lái)工業(yè)機(jī)器人的裝備及使用提供更加優(yōu)秀的人才。

2.2 工業(yè)機(jī)器人基本技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)

數(shù)控加工基本技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，需要配備加工中心、數(shù)控車(chē)床還有數(shù)控車(chē)床所需要的各種量具和刀具以及所涉及的工裝夾具。這些設(shè)備的建設(shè)主要是為了有效地提高這些技能人員的加工中心和數(shù)控車(chē)床的加工工藝的編寫(xiě)，還有在實(shí)際操作中切削用量的選擇以及各種刀具的選擇，為了可以提高技能人員的機(jī)床操作、加工、編程、調(diào)試、維護(hù)等專(zhuān)業(yè)技能能力，這些建設(shè)是必須的，只有投入資源建設(shè)，才能達(dá)到我們建設(shè)實(shí)際操作訓(xùn)練室的最終目標(biāo)。

可編程控制器基本的技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，需要配備擁有工業(yè)以太網(wǎng)接口的PLC和其總線(xiàn)的觸摸屏以及其各種外設(shè)的控制的實(shí)際操作訓(xùn)練平臺(tái)，這些設(shè)備的建設(shè)主要是用于提高技能人員對(duì)于可編程控制器的操作原理的了解和其所使用的指令系統(tǒng)的使用，以及編程控制器的控制系統(tǒng)的程序調(diào)試和程序設(shè)計(jì)。為了可以實(shí)現(xiàn)觸摸屏組態(tài)控制和人機(jī)交互界面的運(yùn)行、監(jiān)控和編程等能力提升的要求，可編程控制器的專(zhuān)業(yè)技能實(shí)際操作室的建設(shè)是不可或缺的。

ARM嵌入系統(tǒng)和單片機(jī)基本技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，需要配備ARM嵌入系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和單片機(jī)實(shí)際操作訓(xùn)練的套件。ARM嵌入系統(tǒng)的建設(shè)主要用于技能人員的ARM系統(tǒng)的GPIP輸出控制和WindowsCE開(kāi)發(fā)平臺(tái)的構(gòu)建，還有CAN總線(xiàn)通信控制以及PWM直流電機(jī)調(diào)速控制的能力的開(kāi)發(fā)。單片機(jī)實(shí)際操作訓(xùn)練套件的建設(shè)主要用于提高技能人員的單片機(jī)C程序的調(diào)試運(yùn)行以及編制和單片機(jī)控制電路板的焊接。因此，為了達(dá)到建設(shè)工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真中心的最終目標(biāo)，這些建設(shè)也是同樣不可或缺的。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的控制和智能傳感基本技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)，需要配備的PLC控制器和觸摸屏以及RFID智能物料管理系統(tǒng)、CCD工業(yè)視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)、自適應(yīng)力傳感器等通信設(shè)備，必須要以工業(yè)以太網(wǎng)的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。此實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)是為了提高技能人員的工業(yè)CCD工業(yè)視覺(jué)中的物料識(shí)別和以太網(wǎng)中的組網(wǎng)通訊以及調(diào)整自適應(yīng)力傳感器等技能，這些技能是未來(lái)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是重中之重，故此，建設(shè)工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真中心的最終目標(biāo)，這些設(shè)備建設(shè)更是同樣不可或缺的。

2.3 工業(yè)機(jī)器人的核心技能實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)

工業(yè)機(jī)器人的基本操作和編程實(shí)際訓(xùn)練室的建設(shè)是工業(yè)機(jī)器人的核心技能實(shí)際操作訓(xùn)練室建設(shè)中的基礎(chǔ)實(shí)際操作訓(xùn)練室建設(shè)，需要配備在當(dāng)前智能制造企業(yè)中使用較為廣泛的工業(yè)機(jī)器人，與此同時(shí)，為了能夠使實(shí)際訓(xùn)練操作室在將來(lái)的應(yīng)用中更加多樣化和全面化，在建設(shè)中我們應(yīng)該選用EFFORT、FANUC、KUKA等品牌的機(jī)器人。該實(shí)際操作訓(xùn)練室的建設(shè)主要是為了提高技能人員對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的了解，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行和調(diào)試以及維護(hù)有一定的能力，這是建設(shè)工業(yè)機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)中心的主要目標(biāo)，同樣也是我們建設(shè)的重中之重。

工業(yè)機(jī)器人智能仿真制造應(yīng)用技術(shù)實(shí)際操作訓(xùn)練系統(tǒng)的建設(shè)中，其系統(tǒng)主要包含：

1臺(tái)功能齊全的數(shù)控車(chē)床;1臺(tái)配套齊全的工業(yè)機(jī)器人;1臺(tái)功能齊全的數(shù)控加工中心;1套倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng);1套產(chǎn)品加工狀態(tài)檢測(cè)視頻系統(tǒng);1套機(jī)床工件自檢測(cè)系統(tǒng);1套以工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的主控PLC及觸摸屏;1套智能的制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件;2臺(tái)使用于主控和CAM加工的計(jì)算機(jī)以及其他配套部件。

在整套系統(tǒng)建設(shè)完成后，可以利用工業(yè)以太網(wǎng)組網(wǎng)進(jìn)行通訊，來(lái)實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)中的智能化管理運(yùn)行。這個(gè)系統(tǒng)將會(huì)作為整個(gè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)際訓(xùn)練操作室建設(shè)的核心建設(shè)，工業(yè)機(jī)器人實(shí)際操作訓(xùn)練室建成后，可以用來(lái)提高技能人員的智能制造系統(tǒng)的管控能力和調(diào)試、運(yùn)行、安裝、維護(hù)智能制造單元的能力。建設(shè)好這一實(shí)訓(xùn)室是工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)成功之基礎(chǔ)，在建設(shè)過(guò)程中一定要重視，不能掉以輕心。設(shè)備的安裝及調(diào)試，一定要先由專(zhuān)業(yè)的人員來(lái)進(jìn)行，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定。

3 工業(yè)機(jī)器人實(shí)際操作訓(xùn)練基地的軟件建設(shè)

在工業(yè)機(jī)器人實(shí)際操作訓(xùn)練基地的建設(shè)中，一定會(huì)離不開(kāi)軟件的建設(shè)作為技術(shù)支撐。依照當(dāng)前企業(yè)對(duì)于高工業(yè)機(jī)器人技能人才的需求，以及現(xiàn)代智能制造技術(shù)中軟件應(yīng)用的發(fā)展形式，工業(yè)機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)，最根本的軟件建設(shè)是零件CAM自動(dòng)加工、工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真離線(xiàn)編程、CAD三維設(shè)計(jì)這三大類(lèi)軟件系統(tǒng)的整體建設(shè)。在CAM自動(dòng)加工軟件的選擇中，可以?xún)?yōu)先選用嵌入RobotMaster的MasterCAM軟件。在工業(yè)機(jī)器人的虛擬仿真離線(xiàn)編程的軟件選擇時(shí)，可以?xún)?yōu)先參考FANUC公司的Roboguide軟件、KUKA公司的KUKA.SimPro3.0軟件、ABB公司的RobotStudio軟件以及Yaskawa公司的robotmotosimEG軟件，當(dāng)然最終的軟件選用還要依據(jù)工業(yè)機(jī)器人的品牌來(lái)最終確定軟件類(lèi)型。在CAD三維設(shè)計(jì)軟件的選擇中，因?yàn)樗枪I(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件，需要兼顧系統(tǒng)集成的需求，建議配置AutoCAD軟件以及SolidWorks軟件。

4 工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)施工

加強(qiáng)工程建設(shè)中的施工人員管理。在工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)施工時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)的施工人員大多數(shù)有可能會(huì)是農(nóng)民工，相對(duì)來(lái)講他們的文化水平會(huì)偏低，施工的技術(shù)比較薄弱，以至于對(duì)于現(xiàn)代很多施工技術(shù)的規(guī)章制度以及施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)了解不深入。這樣會(huì)使得工程的施工過(guò)程中很容易出現(xiàn)操作失誤，進(jìn)而引發(fā)工程質(zhì)量問(wèn)題，甚至?xí)霈F(xiàn)安全事故?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員的施工技能和文化素養(yǎng)都對(duì)于工程的質(zhì)量有十分大的影響。因此，在施工前，一定要對(duì)于施工人員進(jìn)行細(xì)致的工程培訓(xùn)，進(jìn)行一定程度的技術(shù)培訓(xùn)，充分提高現(xiàn)場(chǎng)施工人員的個(gè)人素質(zhì)和施工水平，保證施工質(zhì)量，同時(shí)還要制定詳細(xì)的施工制度和監(jiān)管制度，使工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心可以高質(zhì)量的建成。

5 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)最主要的是實(shí)訓(xùn)中心的構(gòu)成，其中核心技術(shù)就是工業(yè)機(jī)器人的建造要完整可用，軟件系統(tǒng)的選擇要合情合理，硬件系統(tǒng)的安裝調(diào)試要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，不能夠在施工中掉以輕心，使得整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量受到影響，本文對(duì)于建設(shè)所應(yīng)用的軟件和硬件都有一定的分析，現(xiàn)場(chǎng)施工的施工人員素質(zhì)水平在施工前一定要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，盡量減少應(yīng)為施工人員的操作失誤帶來(lái)的惡性事故。

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robot skills. While cultivating these skilled personnel， the construction of the virtual simulation training center for industrial robots is the most crucial. only by making full use of good resources and equipment will we bring up skilled talents with real technical level. Therefore， this paper gives some suggestions on the construction of industrial robot virtual simulation training center.

Keywords： industrial robot; construction; training; virtual simulation