工業機器人虛擬仿真實訓中心建設研究

李江玲

摘? 要：伴隨著深入推進“中國制造2025”的國家戰略，使用工業機器人的智能制造作為主導必然會成為在企業發展中新舊動能替換的趨勢。正在借助智能制造系統展開技術升級的，想要轉型的企業，都需要高水平工業機器人技能人才。在培養這批技能人才的同時，工業機器人虛擬仿真實訓中心的建設是最為關鍵的，良好的資源和設備的充分利用才會造就真正有技術水平的技能人才，所以文章對工業機器人虛擬仿真實訓中心的建設研究給與一定的建議。

關鍵詞：工業機器人;建設;實訓;虛擬仿真

中圖分類號：TP242.2 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

工業機器人虛擬仿真實訓中心建設的目的是為了培養出一批可以進行智能制造及其相關產業的高科技工業機器人技能人才。所以，在基地建設中，與工業機器人相關的實際操作訓練室的建設，應當用智能制造技術作為主題。在基地建設當中，我們應該滿足以下兩方面要求，一方面需要滿足智能制造技術的調試、編程、應用等有技能需求的人，另一方面還需要滿足對工業機器人有需求的企業，比如正在借助智能制造系統進行轉型的企業和智能制造系統集成企業。正是這些對工業機器人高技能高水平人才的需求，才產生了工業機器人虛擬仿真實訓中心的建設需求，因此，一個高端的工業機器人虛擬仿真實訓中心的建設，是這些高技能高水平工業機器人技能人才的搖籃。

2 工業機器人虛擬仿真實訓中心的硬件建設

工業機器人虛擬仿真實訓中心的建設，應當依照智能制造技術對其的要求來建設，工業機器人虛擬仿真中心的硬件建設，不應該單純的是工業機器人實際訓練操作室的建設，還包括一些其他的實際操作訓練室的建設，例如機械加工裝配的專業技能、數控加工基本技能、電子電工專業技能、單片機ARM嵌入系統基本技能、工業網絡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際操作訓練室的建設。

2.1 工業機器人專業技能實際操作訓練室的建設

機械加工裝配專業技能實際操作訓練室的建設，需要配備的實際操作訓練平臺，包括普通車床、機械裝配、銑床等實際操作訓練平臺。這些建設主要用于完成機械零部件的普通機械加工，以及學習機械加工的基本技能與基本知識，要有識圖能力，懂得辯圖，熟練使用量具夾具等，為將來的工業機器人實際操作打下堅實的基礎。與此同時，還要進行裝配機械零部件的練習，學習裝配技能，為了工業機器人最終本體的調整與裝配及其智能制造單元的各種零部件裝配打下堅實的基礎。

電工電子專業技能實際操作訓練室的建設，需要配備電工電子所使用的基本工具、電氣的控制線路、儀器等以及機床控制中的線路、電子元器件等。這些設備的建設用于增強人們的電子元器件的識別能力，機床電氣的線路控制能力，電氣中控制線路的分辨能力，儀器儀表的使用能力等，這些全面的設備，能夠實現電子電工實際操作訓練室的最優化，為將來工業機器人的裝備及使用提供更加優秀的人才。

2.2 工業機器人基本技能實際操作訓練室的建設

數控加工基本技能實際操作訓練室的建設，需要配備加工中心、數控車床還有數控車床所需要的各種量具和刀具以及所涉及的工裝夾具。這些設備的建設主要是為了有效地提高這些技能人員的加工中心和數控車床的加工工藝的編寫，還有在實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床操作、加工、編程、調試、維護等專業技能能力，這些建設是必須的，只有投入資源建設，才能達到我們建設實際操作訓練室的最終目標。

可編程控制器基本的技能實際操作訓練室的建設，需要配備擁有工業以太網接口的PLC和其總線的觸摸屏以及其各種外設的控制的實際操作訓練平臺，這些設備的建設主要是用于提高技能人員對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的使用，以及編程控制器的控制系統的程序調試和程序設計。為了可以實現觸摸屏組態控制和人機交互界面的運行、監控和編程等能力提升的要求，可編程控制器的專業技能實際操作室的建設是不可或缺的。

ARM嵌入系統和單片機基本技能實際操作訓練室的建設，需要配備ARM嵌入系統開發平臺和單片機實際操作訓練的套件。ARM嵌入系統的建設主要用于技能人員的ARM系統的GPIP輸出控制和WindowsCE開發平臺的構建，還有CAN總線通信控制以及PWM直流電機調速控制的能力的開發。單片機實際操作訓練套件的建設主要用于提高技能人員的單片機C程序的調試運行以及編制和單片機控制電路板的焊接。因此，為了達到建設工業機器人虛擬仿真中心的最終目標，這些建設也是同樣不可或缺的。

工業網絡的控制和智能傳感基本技能實際操作訓練室的建設，需要配備的PLC控制器和觸摸屏以及RFID智能物料管理系統、CCD工業視覺識別系統、自適應力傳感器等通信設備，必須要以工業以太網的總線結構為基礎。此實際操作訓練室的建設是為了提高技能人員的工業CCD工業視覺中的物料識別和以太網中的組網通訊以及調整自適應力傳感器等技能，這些技能是未來應用的關鍵環節，是重中之重，故此，建設工業機器人虛擬仿真中心的最終目標，這些設備建設更是同樣不可或缺的。

2.3 工業機器人的核心技能實際操作訓練室的建設

工業機器人的基本操作和編程實際訓練室的建設是工業機器人的核心技能實際操作訓練室建設中的基礎實際操作訓練室建設，需要配備在當前智能制造企業中使用較為廣泛的工業機器人，與此同時，為了能夠使實際訓練操作室在將來的應用中更加多樣化和全面化，在建設中我們應該選用EFFORT、FANUC、KUKA等品牌的機器人。該實際操作訓練室的建設主要是為了提高技能人員對于工業機器人的了解，對于工業機器人的運行和調試以及維護有一定的能力，這是建設工業機器人仿真實訓中心的主要目標，同樣也是我們建設的重中之重。

工業機器人智能仿真制造應用技術實際操作訓練系統的建設中，其系統主要包含：

1臺功能齊全的數控車床;1臺配套齊全的工業機器人;1臺功能齊全的數控加工中心;1套倉庫管理系統;1套產品加工狀態檢測視頻系統;1套機床工件自檢測系統;1套以工業以太網為基礎的主控PLC及觸摸屏;1套智能的制造執行系統軟件;2臺使用于主控和CAM加工的計算機以及其他配套部件。

在整套系統建設完成后，可以利用工業以太網組網進行通訊，來實現制造系統中的智能化管理運行。這個系統將會作為整個工業機器人實際訓練操作室建設的核心建設，工業機器人實際操作訓練室建成后，可以用來提高技能人員的智能制造系統的管控能力和調試、運行、安裝、維護智能制造單元的能力。建設好這一實訓室是工業機器人虛擬仿真實訓中心的建設成功之基礎，在建設過程中一定要重視，不能掉以輕心。設備的安裝及調試，一定要先由專業的人員來進行，保證設備的安全穩定。

3 工業機器人實際操作訓練基地的軟件建設

在工業機器人實際操作訓練基地的建設中，一定會離不開軟件的建設作為技術支撐。依照當前企業對于高工業機器人技能人才的需求，以及現代智能制造技術中軟件應用的發展形式，工業機器人仿真實訓中心的建設，最根本的軟件建設是零件CAM自動加工、工業機器人虛擬仿真離線編程、CAD三維設計這三大類軟件系統的整體建設。在CAM自動加工軟件的選擇中，可以優先選用嵌入RobotMaster的MasterCAM軟件。在工業機器人的虛擬仿真離線編程的軟件選擇時，可以優先參考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，當然最終的軟件選用還要依據工業機器人的品牌來最終確定軟件類型。在CAD三維設計軟件的選擇中，因為它是工業機器人虛擬仿真實訓中心的基礎設計軟件，需要兼顧系統集成的需求，建議配置AutoCAD軟件以及SolidWorks軟件。

4 工業機器人虛擬仿真實訓中心建設施工

加強工程建設中的施工人員管理。在工業機器人虛擬仿真實訓中心建設施工時，施工現場的施工人員大多數有可能會是農民工，相對來講他們的文化水平會偏低，施工的技術比較薄弱，以至于對于現代很多施工技術的規章制度以及施工技術標準了解不深入。這樣會使得工程的施工過程中很容易出現操作失誤，進而引發工程質量問題，甚至會出現安全事故。現場施工人員的施工技能和文化素養都對于工程的質量有十分大的影響。因此，在施工前，一定要對于施工人員進行細致的工程培訓，進行一定程度的技術培訓，充分提高現場施工人員的個人素質和施工水平，保證施工質量，同時還要制定詳細的施工制度和監管制度，使工業機器人虛擬仿真實訓中心可以高質量的建成。

5 結束語

工業機器人虛擬仿真實訓中心建設最主要的是實訓中心的構成，其中核心技術就是工業機器人的建造要完整可用，軟件系統的選擇要合情合理，硬件系統的安裝調試要達到標準，不能夠在施工中掉以輕心，使得整個工程建設的質量受到影響，本文對于建設所應用的軟件和硬件都有一定的分析，現場施工的施工人員素質水平在施工前一定要進行現場確認，盡量減少應為施工人員的操作失誤帶來的惡性事故。

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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