高職院校工業機器人技術專業虛擬仿真實訓室建設研究與實踐

摘 要：隨著我國制造業的發展，預計未來3-5年，工業機器人的增速有望達到25%，高技能人才缺口將逐年加大。企業不僅需要工業機器人現場編程、機器人自動化生產線維護等方面的人才，還需要大量從事工業機器人安裝調試和售后服務等工作的專門人才。這對高職院校工業機器人技術專業人才培養提出了更高的要求。因此，為滿足實踐教學，不斷解決實訓基地建設滯后、教學內容陳舊、教學效率不高等問題，本文提出了基于Visual one仿真軟件的高職院校工業機器人技術專業虛擬仿真實訓室建設的方法，滿足了專業教學需求。

關鍵詞：工業機器人技術;虛擬仿真;實訓室建設

現代裝備制造業是京津冀地區發展的重點，同時也是河北省的支柱產業。目前在京津冀地區使用工業機器人的企業六千多家，人才缺口達5000人左右。目前在汽車裝配及零部件制造、機械加工、電子電氣、橡膠及塑料、食品、木材與家具制等行業中，工業機器人已大面積取代一線工人完成相關作業;隨著工藝應用技術發展，工業機器人在物料搬運和碼垛拆垛，弧焊、點焊、噴涂、自動裝配、數控加工、去毛刺、打磨拋光等復雜工藝和惡劣工作環境下廣泛應用。而大多數職業院校業機器人技術專業實訓基地無法滿足學生技能的培養。隨著虛擬仿真技術的發展，虛擬仿真實訓中心可以為工業機器人技術專業學生提供虛擬交互設備，讓學生進行全面的實踐訓練，從而激發學生的創造力和鍛煉應用能力。因此，虛擬仿真實訓室建設尤為必要。

1 工業機器人技術專業虛擬仿真實訓室建設方案

（1）實訓基地建設調研。根據京津冀區域先進制造技術領域產業發展特點，以提高人才培養質量為目標，了解相關企業的新技術應用情況、崗位典型工作任務、設備應用情況、崗位遷移能力需求等內容，鼓勵企業人員參與并收集生產實際案例。

（2）實訓基地建設方案開發。根據先工業機器人技術專業人才培養目標和課程教學需要，結合生產性實訓案例，運用Visual one仿真軟件，設計開發生產性實訓基地建設方案。VisualOne提供全世界眾多機器人品牌數千組工業機器人虛擬仿真組件，并提供對應的運動仿真與效果渲染，可根據工程需求選擇相對應的組件進行設計，把人、機、環境系統作為仿真對象，充分考慮人和機器的特征與功能，合理分配人和機器承擔的操作職能，使之相互協調配合，達到生產和工作的最佳效果。

2 VisualOne虛擬仿真實訓室建設步驟

（1）搭建可視化布局，設計二維圖，拖拽所需組件放在合適位置，如圖1所示。

（2）工作站功能實現。設置組件功能及動作時間，如圖2所示。

（3）工業機器人示教編程。利用示教編程完成機器人路徑設置并實現末端執行器與外部設備的信號控制。如圖3所示。

3 成果展示

目前，我校虛擬仿真自動化生產線實訓室建設已完成，如圖4所示。包含：供料單元、裝配單元、智能碼垛單元。在學習對機械手本身的編程控制之外，更著重去學習機械手與外圍設備的關聯和配合，注重機械手的工作系統，培養和訓練我們的學生去發現、解決機器人系統問題。如圖4所示。

4 總結

工業機器人技術專業不僅需要機器人專業知識、一般學科知識與特定領域知識的深度融合，更需要大量成功的工業典型案例經驗。虛擬仿真實訓基地是依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通信等技術，對提升高職院校工業機器人技術專業學生創新精神和實踐能力有積極作用。

參考文獻：

[1]李江玲.工業機器人虛擬仿真實訓中心建設研究[J].科技創新與應用，2019（11）：66-67.

[2]鮑敏，鮑婕，喬陽.工業機器人虛擬仿真實訓中心建設研究[J].職業技術，2017，16（08）：121-122.

[3]劉海龍，張敏三，劉小勇.工業機器人智能工廠教學仿真實訓系統建設與應用研究[J].南方農機，2017，48（10）：13-14.

作者簡介：張德田（1981-），女，碩士，講師，主要從事機電一體化研究。