机器人实验室建设方案

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业机器人实验室建设方案(参考样例)*************************公司I目 录

II第一部分

机器人国内外发展概况及人才需求分析1.1 机器人国际发展状况人等前沿方向。美国、欧盟、日本、韩国都制定了本国的机器人发展战略。工业机器人已经成为展示一个国家制造水平和科技水平的重要标志，在技术发达国ABB

FANUC、MOTOMANKUKA

、美国的Adept

、意大利COMAU等，已经成为其所在国的支柱性产业。据联合国欧洲经济委UNECE2008年全球工业机器人装机总量已超过100万套，2007年全球新安装的工业器人的数量达到2011年将达到12按品种分：弧焊、点焊、装配机器人应用的最多；其次是搬运（上下料、冲压、压铸、铸运机器人）和密封涂胶机器人；其中：焊接26%，喷涂8%，洁净8%，搬运/装配57%，其他1%。、IC、MEMS、速度和负载能力等方面的指标不断提高。据IFR

200820062402007一年世界新安装个人服务机器人达100万套。预计2011年家用、娱乐与医疗康复等服务机器人将发展拥有1700成长，预估2010年约有171亿美元，2025年将有517亿美元的市场规模。最近美国、欧盟、//娱乐机器人、家用服务机器人和危险作业机器人。1.2 机器人国内发展状况率方面正发挥着越来越重要作用。在世界范围内工业机器人平均年增长率在

5-8％左右，在中国乃至在亚洲各类工业机器人正在以

20-25％速度增长，预计到

2011

年中国新安装各类工业机器人

9500

台，市场保有量将达到

48600

）以汽车工业自动化生产线为例，制造生产线严重依赖进口，如一条白车身焊接生产线约有

60-100

100%依赖进口，国际竞争力。随着我国逐步进入老龄化社会，我国助老助残型服务机器人需求量将面临井喷式增也在稳步快速提升。我国政府十分重视机器人技术的研究与开发，尤其是自

863

础理论、关键技术、系统集成和研发基地建设等方面取得重要进展：

在工业机器人研发方面积累了重要基础：开发出多种面向汽车、航空、物流等行系统集成与工程应用等方面积累了大量的经验。国家“高档数控机床与基础制造装备”重大专项设立了“焊接机器人、喷涂机器人、搬运机器人“等研究方向，对工业机器人的研发与产业化进一步支持。

服务机器人研发方兴未艾：

“十五”和十一863

计划重点支持了个人卫生护理机器人、陪护机器人、中医按摩机器人、多功能助行康复机器人、网络化远程上肢康复训练机器人、老人残障者智能型室内助动系统、老人残障者上下楼梯助行系统等助老助残机器人，面向中小学生和大学生的教育娱乐机器人，面向矿难、地震救援和极地科考的危险环境作业和双足与仿生机器人等。

极端作业机器人取得创新成果：

通大学、南开大学等单位，开发出

装配、IC

硅片传输、高性能（高速、高精度、高加速度）封装、细胞操作、纳米结构操作与组装等微纳米操作机器人与精密作业装备。机器人研发与产业化基地建设取得重要进展：经过二十多年的发展，形成了以哈尔关注。综上，机器人在工业领域已得到广泛的应用IC、微纳制造、生物制造等先进领域和教育娱乐、助老助残、家政服务、危险环境作业等非制

1.3 机电电器类人才需求分析

后，我国机电行业等制造业迅猛发展，产业结构大幅度调整，社会对机电类人才需求发生很大变化。的信息可知，机电一体化的专业人才十分迫切，其工资待遇甚至超过了本科生、硕士生，特别是对懂得机器人技术、已不能满足实际需要。一直处在前列。 岗位人才需求状况在综合沿海地区以及本地的机电等机电行业的发展的信息我们发现用人单位急需以下岗位人才(1)

机电产品的制造加工，人员需求增长

16.4%;(2)

机电产品的组装、调试

人员需求增长

12.8%;(3)

机电设备的操作、维护

人员需求增长

6.4%;(4)

机电产品的销售、技术服务、检验与管理

人员需求增长

5.2%;(5)

自动化生产线的调试维护等

人员需求增长

9.3%;;(6)

生产现场工艺技术人员

人员需求增长

5%;(7)

数控机床的操作、编程、维护维修人才

人员需求增长

；(8)

模具工艺设计

人员需求增长

。软件、，微电子、激光技术，并采用各种新型的传感器来检测和控制，其产品的制造手段也不断更新，如激光加工、数控加工等等。在以机电类为主的专业中，机电一体化专业较之其他专业在选择就业岗位的面积上要更加的广阔，加上某些岗位人才的奇缺，特别是一些经济发达地区对机电一体化专业的高职毕业生实际需求是巨大的，因此在培养这个专业学生的时候侧重点就放在了如何突出机电一体化专业作为电气、自动化、机械制造等专业的补充与延伸这一优势上，使这些学生的能力也从单纯的电类知识扩展到了与机械知识的共融，能更好地适应用人单位的需求。以下是部分社会调查报告，仅供参考：机电发展前景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机电就业前景1

很好，供不应求还算可以有点困难很难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%

11

技术型管理型综合型没区别第二部分

机器人实验室建设规划根据院系发展规划，着力提高教学与专业建设，本实验室建设方案充分体现机器人发展趋势与应用动向，所展示的机器人类型丰富，涉及内容全面。以结合生产实际的实训为核心设施，注重基础训练，适当兼顾未来应用的新型机器人，拓展学生视野。建设成为国内先进、特色明显，具有示范代表性的机器人主题实验室。机器人实验室总体采取分区教学模式，包括：基础训练区、应用综合实训区、拓展展娱乐创新机器人、特种机器人、仿人形机器人的演示与操作，寓教于乐，提高学生学习兴趣、拓宽知识面，为在更高领域的研究夯实基础。系统提供开放性的平台，可根据教学需背景开展应用课题研究。2.1

基础训练区2.1.1

最小机电系统连接与控制实训平台产品用途：电机控制基础训练训练内容和产品特色： 机电系统的最小组成（电机、驱动器、控制器）和基本原理，能够完成配线图的绘制和连接； 能够对电机完成基本的控制，包括：气动停止、调速、换向等； 掌握电机控制的几种基本方式：专用控制卡、PLC、变频控制、电子调速控制； 系统包括：一套控制卡+伺服驱动器+伺服电机；一套PLC+步进驱动器+步进电+变频电机；一套电子调速器+调速电机，基本覆盖了工业上常用的电机和控制方式。2.1.2

基础提高训练设备单轴或双轴控制实训平台产品用途：在掌握电机基本控制系统的基础上完成一个基本的搬运装配作业过程。训练内容和产品特色： 掌握脉冲当量换算，驱动器细分当量换算等基本控制算法； 掌握简单气动系统的组成和连接； 掌握机械传动部件的选择，结构件的设计，传感器的选择和使用，电机的选择和使用； 能够采用

编程完成对电机和气缸的位置控制。

控制。乒乓球搬运三轴工作台-

-产品用途：在掌握电机基本控制系统的基础上完成乒乓球的转运过程。训练内容和产品特色： 掌握

轴直线插补和圆弧插补基本控制算法； 掌握最佳路径规划的基本思想和实现方法； 掌握直线电动缸的基本原理； 能够采用

编程完成对电机和气缸的位置控制。 系统组成：二轴伺服驱动系统（电机、电动缸）、一轴气动驱动系统（气缸、电

控制。2.2 综合应用实训区2.2.1 多控制四轴码垛机器人系统-

-产品用途：完成直角坐标机器人的实训，模拟工业码垛搬运机器人的运行。实训内容和产品特色： 直角坐标机器人的结构和工业码垛机器人的运行过程； 掌握直角坐标机器人的多种控制方法（控制卡、 机器人本体可拆装组合，控制系统可插拔式连接，开放性好； 能够采用控制卡和

编程完成对电机和气缸的位置控制。 系统组成：三轴电机驱动直线系统（步进、伺服混合驱动）、一轴电机驱动旋转 控制卡、、手动控制三种控制方式，一体化电控柜。2.2.2

自由度多控制模块化可拆装机器人系统 -

-产品用途：完成多关节串联机器人的实训，模拟工业串联机器人的运行。实训内容和产品特色： 串联机器人的结构原理； 掌握串联机器人的多种控制方法（控制卡、 各模块可任意组合，组装成不同自由度的串联机器人，动手实训效果好； 能够采用控制卡和

编程完成对电机和气缸的位置控制。 系统组成：六轴电机驱动关节系统（步进、伺服混合驱动）、一路气动手爪系统 控制卡、、手动控制三种控制方式，一体化电控柜。2.2.3

自由度弧焊机器人工作站系统-

-产品用途：完成弧焊机器人的实训，采用工业级串联机器人进行。实训内容和产品特色： 工业串联弧焊机器人的结构原理； 掌握基本的机器人自动焊接（弧焊）工艺； 掌握弧焊工业机器人的编程操作和日常维护作业； 系统组成：全伺服工业机器人，工业级自动弧焊系统。2.2.4

自由度搬运装配机器人工作站系统产品用途：完成搬运装配机器人作业的实训，采用工业级串联机器人进行。实训内容和产品特色： 掌握搬运工业机器人的编程操作和日常维护作业； -

-2.2.5

自由度点焊机器人工作站系统（体积较大，可选）产品用途：完成点焊机器人的实训，采用工业级串联机器人进行。实训内容和产品特色： 工业点焊串联机器人的结构原理； 掌握基本的机器人自动焊接（点焊）工艺； 掌握点焊工业机器人的编程操作和日常维护作业； 系统组成：全伺服工业机器人，工业级自动点焊系统。2.2.6 模块化多机器人柔性制造自动化物流综合实训系统握机器人的实际应用。实训内容和产品特色： 多机器人协作：串联机器人、并联机器人、直角坐标机器人、气动机器人及气电混合机器人；-

- 多种控制方式：工控机、嵌入式、ＰＬＣ，总线、变频、组态等； 多传感器融合：机械、光电、机器视觉、电容、电阻、光学等 模块化设计，模块即可独立运行亦可联机运行； 掌握各类机器人的集成应用、编程操作和日常维护作业。2.2.7 智能移动机器人产品用途：完成移动智能机器人的应用综合实训，了解和掌握移动机器人的关键技术。实训内容和产品特色： 了解和掌握移动机构原理和特点； 了解全自主移动机器人的智能特性，多传感（激光雷达、声纳、红外、视觉等）融合等； 了解智能移动机器人的基本算法； 可完成避障、跟踪、编队等演示； 掌握智能移动机器人的日常维护作业。-

-2.2.8 AGV

小车产品用途：完成

AGV

小车的应用综合实训，了解和掌握

AGV

小车的关键技术。实训内容和产品特色： 了解和掌握

AGV

小车原理和特点； 了解全

AGV

小车的轨迹跟踪规划和传感器类型； 了解

AGV

小车的基本算法； 可完物料自动化运输； 掌握

AGV

小车的日常维护作业。2.3 拓展展示区2.3.1 仿人形机器人

行走、踢球等动作。动作可以学生自己来编程，提供编程环境和接口，展示效果非常好。-

-2.3.2 特种爬壁机器人侦察摄像机，无线数字传输到终端监控器上，展示效果非常好。2.3.3 特种球形机器人示效果非常好。-

-2.3.4 可重构并联机器人6-SPS

伸缩式并联机器人 6-PSS

滑块式并联机器人 6-PSS

剪式并联机器人 3-Delta

型并联机器人

是机构创新理想的平台。-

-第三部分

机器人机电教学模式探讨3.1

机器人推荐教学模式及教学理念博实机器人公司经过多年与各高等院校、职业类院校的产品合作，积累了丰富的教学模块化机器人等设备，建议如下措施和理念： 机器人包含拆装组合，因此工作台比较重要，台面配以胶皮，防止零件损伤及划伤台面，平台面积要足够放置机器人各模块以及放置电控部分达到机器人运行要求，建议平台分出运行区、装配区、拆分区、零件区、工具区等。平台上装配区等需配备零件分拣盒，用以存放小的零件和螺钉，并贴标签明示区别各模块。 建议机器人教学分组进行，将每班级每

人一组进行，每组学生各司其职，从拆分到清点、清洗零件、装配、检验、控制、电气装配、运行等逐级负责，由此锻炼学生独立动手能力以及团队合作能力，技术掌握熟练后，可组织每组进行竞赛。 -学生学习，学生动手-教师指导的互动模式，并可收集国内外各类机器人资料进行兴趣教学。 建议教师无论机电软各部分，均从基础知识开始进行，让学生扎实的了解机器人是如何设计和产生的，从低到高的技术进展模式。又可以在此过程中，学习到各专业的基础知识，使得机器人设备不仅表现在机器人技术，也表现在普通机电设备的教学应用上。 必要时将学生按照兴趣程度及掌握水平等分组，针对更高级的机器人技术讲解，给学生以更大的发展空间。 实验室教师应熟悉机器人各部分知识，并制定相应的实验室操作规程，并监督学生严格按照规程操作，避免不必要的零件损耗，保障安全避免事故的发生。实验完毕，按照操作规程整理设备和工具，锻炼学生责任心。 机器人教学过程中，实验室教师可人为制造一些故障和作业，让学生善于发现和解决问题，比如电气故障，无法运行，从最简单的线路连接查起，逐步上升到软件级别，锻炼学生解决问题的思路和方法。 按照提供的技术资料，学生可自行设计类似的机器人模块结构，教师可鼓励学生从操作、检测到设计全部掌握的一体式技术层面。3.2

提供的资料介绍 机器人发展史：从古至今阐述机器人的产生、发展及未来变化；可根据内容制作为电子展板形式； 各机器人设备展板与资料； 各机器人拆装工具与备品备件。3.3

校企合作与培训说明现阶段，各所职业类及高等院校始终以培养品格优良、知识全面、技能熟练、特长突出的“技能英才”为培养目标，坚持“经营职教”的办学理念，实行“校企合一”的办学模