機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)施方案

...wd......wd......wd...機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案(參考樣例)I目錄第一局部機(jī)器人國內(nèi)外開展概況及人才需求分析機(jī)器人國際開展?fàn)顩r機(jī)器人國內(nèi)開展?fàn)顩r機(jī)電電器類人才需求分析第二局部機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃根基訓(xùn)練區(qū)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)區(qū)/拓展展示區(qū)第三局部機(jī)器人機(jī)電教學(xué)模式探討機(jī)器人推薦教學(xué)模式及教學(xué)理念提供的資料介紹校企合作與培訓(xùn)說明機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室針對(duì)教師與學(xué)生教學(xué)效果II第一局部機(jī)器人國內(nèi)外開展概況及人才需求分析1.1機(jī)器人國際開展?fàn)顩r人等前沿方向。美國、歐盟、日本、韓國都制定了本國的機(jī)器人開展戰(zhàn)略。工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為展示一個(gè)國家制造水平和科技水平的重要標(biāo)志，在技術(shù)興旺國ABBFANUC、MOTOMANKUKA、美國的Adept、意大利COMAU等，已經(jīng)成為其所在國的支柱性產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委UNECE2008年全球工業(yè)機(jī)器人裝機(jī)總量已超過100萬套，2007年全球新安裝的工業(yè)器人的數(shù)量到達(dá)1060002011年將到達(dá)12按品種分：弧焊、點(diǎn)焊、裝配機(jī)器人應(yīng)用的最多；其次是搬運(yùn)〔上下料、沖壓、壓鑄、鑄運(yùn)機(jī)器人〕和密封涂膠機(jī)器人；其中：焊接26%，噴涂8%，干凈8%，搬運(yùn)/裝配57%，其他1%。、IC、MEMS、速度和負(fù)載能力等方面的指標(biāo)不斷提高。據(jù)IFR200820062402007一年世界新安裝個(gè)人服務(wù)機(jī)器人達(dá)100萬套。預(yù)計(jì)2011年家用、娛樂與醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)機(jī)器人將開展擁有1700成長，預(yù)估2010年約有171億美元，2025年將有517億美元的市場(chǎng)規(guī)模。最近美國、歐盟、//娛樂機(jī)器人、家用服務(wù)機(jī)器人和不安全作業(yè)機(jī)器人。1.2機(jī)器人國內(nèi)開展?fàn)顩r率方面正發(fā)揮著越來越重要作用。在世界范圍內(nèi)工業(yè)機(jī)器人平均年增長率在5-8％左右，在中國乃至在亞洲各類工業(yè)機(jī)器人正在以20-25％速度增長，預(yù)計(jì)到2011年中國新安裝各類工業(yè)機(jī)器人9500臺(tái)，市場(chǎng)保有量將到達(dá)48600〕以汽車工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線為例，制造生產(chǎn)線嚴(yán)重依賴進(jìn)口，如一條白車身焊接生產(chǎn)線約有60-100100%依賴進(jìn)口，國際競(jìng)爭力。隨著我國逐步進(jìn)入老齡化社會(huì)，我國助老助殘型服務(wù)機(jī)器人需求量將面臨井噴式增也在穩(wěn)步快速提升。我國政府十分重視機(jī)器人技術(shù)的研究與開發(fā)，尤其是自863礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)集成和研發(fā)基地建設(shè)等方面取得重要進(jìn)展：在工業(yè)機(jī)器人研發(fā)方面積累了重要根基：開發(fā)出多種面向汽車、航空、物流等行系統(tǒng)集成與工程應(yīng)用等方面積累了大量的經(jīng)歷。國家“高檔數(shù)控機(jī)床與根基制造裝備〞重大專項(xiàng)設(shè)立了“焊接機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人“等研究方向，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步支持。服務(wù)機(jī)器人研發(fā)方興未艾：“十五〞和十一863方案重點(diǎn)支持了個(gè)人衛(wèi)生護(hù)理機(jī)器人、陪護(hù)機(jī)器人、中醫(yī)按摩機(jī)器人、多功能助行康復(fù)機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人、老人殘障者智能型室內(nèi)助動(dòng)系統(tǒng)、老人殘障者上下樓梯助行系統(tǒng)等助老助殘機(jī)器人，面向中小學(xué)生和大學(xué)生的教育娛樂機(jī)器人，面向礦難、地震救援和極地科考的不安全環(huán)境作業(yè)和雙足與仿生機(jī)器人等。極端作業(yè)機(jī)器人取得創(chuàng)新成果：通大學(xué)、南開大學(xué)等單位，開發(fā)出裝配、IC硅片傳輸、高性能〔高速、高精度、高加速度〕封裝、細(xì)胞操作、納米構(gòu)造操作與組裝等微納米操作機(jī)器人與精細(xì)作業(yè)裝備。機(jī)器人研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)取得重要進(jìn)展：經(jīng)過二十多年的開展，形成了以哈爾關(guān)注。綜上，機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用IC、微納制造、生物制造等先進(jìn)領(lǐng)域和教育娛樂、助老助殘、家政服務(wù)、不安全環(huán)境作業(yè)等非制1.3機(jī)電電器類人才需求分析后，我國機(jī)電行業(yè)等制造業(yè)迅猛開展，產(chǎn)業(yè)構(gòu)造大幅度調(diào)整，社會(huì)對(duì)機(jī)電類人才需求發(fā)生很大變化。的信息可知，機(jī)電一體化的專業(yè)人才十分迫切，其工資待遇甚至超過了本科生、碩士生，特別是對(duì)懂得機(jī)器人技術(shù)、已不能滿足實(shí)際需要。一直處在前列。崗位人才需求狀況在綜合沿海地區(qū)以及本地的機(jī)電等機(jī)電行業(yè)的開展的信息我們發(fā)現(xiàn)用人單位急需以下崗位人才(1)機(jī)電產(chǎn)品的制造加工，人員需求增長16.4%;(2)機(jī)電產(chǎn)品的組裝、調(diào)試人員需求增長12.8%;(3)機(jī)電設(shè)備的操作、維護(hù)人員需求增長6.4%;(4)機(jī)電產(chǎn)品的銷售、技術(shù)服務(wù)、檢驗(yàn)與管理人員需求增長5.2%;(5)自動(dòng)化生產(chǎn)線的調(diào)試維護(hù)等人員需求增長9.3%;;(6)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工藝技術(shù)人員人員需求增長5%;(7)數(shù)控機(jī)床的操作、編程、維護(hù)維修人才人員需求增長；(8)模具工藝設(shè)計(jì)人員需求增長。軟件、，微電子、激光技術(shù)，并采用各種新型的傳感器來檢測(cè)和控制，其產(chǎn)品的制造手段也不斷更新，如激光加工、數(shù)控加工等等。在以機(jī)電類為主的專業(yè)中，機(jī)電一體化專業(yè)較之其他專業(yè)在選擇就業(yè)崗位的面積上要更加的廣闊，加上某些崗位人才的奇缺，特別是一些經(jīng)濟(jì)興旺地區(qū)對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)的高職畢業(yè)生實(shí)際需求是巨大的，因此在培養(yǎng)這個(gè)專業(yè)學(xué)生的時(shí)候側(cè)重點(diǎn)就放在了如何突出機(jī)電一體化專業(yè)作為電氣、自動(dòng)化、機(jī)械制造等專業(yè)的補(bǔ)充與延伸這一優(yōu)勢(shì)上，使這些學(xué)生的能力也從單純的電類知識(shí)擴(kuò)展到了與機(jī)械知識(shí)的共融，能更好地適應(yīng)用人單位的需求。以下是局部社會(huì)調(diào)查報(bào)告，僅供參考：機(jī)電開展前景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機(jī)電就業(yè)前景1

很好，供不應(yīng)求還算可以有點(diǎn)困難很難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%

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技術(shù)型管理型綜合型沒區(qū)別第二局部機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃根據(jù)院系開展規(guī)劃，著力提高教學(xué)與專業(yè)建設(shè)，本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案充分表達(dá)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用動(dòng)向，所展示的機(jī)器人類型豐富，涉及內(nèi)容全面。以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)訓(xùn)為核心設(shè)施，注重根基訓(xùn)練，適當(dāng)兼顧未來應(yīng)用的新型機(jī)器人，拓展學(xué)生視野。建設(shè)成為國內(nèi)先進(jìn)、特色明顯，具有示范代表性的機(jī)器人主題實(shí)驗(yàn)室。機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室總體采取分區(qū)教學(xué)模式，包括：根基訓(xùn)練區(qū)、應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)區(qū)、拓展展娛樂創(chuàng)新機(jī)器人、特種機(jī)器人、仿人形機(jī)器人的演示與操作，寓教于樂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、拓寬知識(shí)面，為在更高領(lǐng)域的研究夯實(shí)根基。系統(tǒng)提供開放性的平臺(tái)，可根據(jù)教學(xué)需背景開展應(yīng)用課題研究。2.1根基訓(xùn)練區(qū)2.1.1最小機(jī)電系統(tǒng)連接與控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)產(chǎn)品用途：電機(jī)控制根基訓(xùn)練訓(xùn)練內(nèi)容和產(chǎn)品特色：機(jī)電系統(tǒng)的最小組成〔電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器〕和基本原理，能夠完成配線圖的繪制和連接；能夠?qū)﹄姍C(jī)完成基本的控制，包括：氣動(dòng)停頓、調(diào)速、換向等；掌握電機(jī)控制的幾種基本方式：專用控制卡、PLC、變頻控制、電子調(diào)速控制；系統(tǒng)包括：一套控制卡+伺服驅(qū)動(dòng)器+伺服電機(jī)；一套PLC+步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器+步進(jìn)電+變頻電機(jī)；一套電子調(diào)速器+調(diào)速電機(jī)，基本覆蓋了工業(yè)上常用的電機(jī)和控制方式。2.1.2根基提高訓(xùn)練設(shè)備單軸或雙軸控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)產(chǎn)品用途：在掌握電機(jī)基本控制系統(tǒng)的根基上完成一個(gè)基本的搬運(yùn)裝配作業(yè)過程。訓(xùn)練內(nèi)容和產(chǎn)品特色：掌握脈沖當(dāng)量換算，驅(qū)動(dòng)器細(xì)分當(dāng)量換算等基本控制算法；掌握簡單氣動(dòng)系統(tǒng)的組成和連接；掌握機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇，構(gòu)造件的設(shè)計(jì)，傳感器的選擇和使用，電機(jī)的選擇和使用；能夠采用編程完成對(duì)電機(jī)和氣缸的位置控制?？刂?。乒乓球搬運(yùn)三軸工作臺(tái)--產(chǎn)品用途：在掌握電機(jī)基本控制系統(tǒng)的根基上完成乒乓球的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。訓(xùn)練內(nèi)容和產(chǎn)品特色：掌握軸直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)基本控制算法；掌握最正確路徑規(guī)劃的基本思想和實(shí)現(xiàn)方法；掌握直線電動(dòng)缸的基本原理；能夠采用編程完成對(duì)電機(jī)和氣缸的位置控制。系統(tǒng)組成：二軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)〔電機(jī)、電動(dòng)缸〕、一軸氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)〔氣缸、電控制。2.2綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)區(qū)2.2.1多控制四軸碼垛機(jī)器人系統(tǒng)--產(chǎn)品用途：完成直角坐標(biāo)機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，模擬工業(yè)碼垛搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)行。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：直角坐標(biāo)機(jī)器人的構(gòu)造和工業(yè)碼垛機(jī)器人的運(yùn)行過程；掌握直角坐標(biāo)機(jī)器人的多種控制方法〔控制卡、機(jī)器人本體可拆裝組合，控制系統(tǒng)可插拔式連接，開放性好；能夠采用控制卡和編程完成對(duì)電機(jī)和氣缸的位置控制。系統(tǒng)組成：三軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線系統(tǒng)〔步進(jìn)、伺服混合驅(qū)動(dòng)〕、一軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)控制卡、、手動(dòng)控制三種控制方式，一體化電控柜。2.2.2自由度多控制模塊化可拆裝機(jī)器人系統(tǒng)--產(chǎn)品用途：完成多關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，模擬工業(yè)串聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)行。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：串聯(lián)機(jī)器人的構(gòu)造原理；掌握串聯(lián)機(jī)器人的多種控制方法〔控制卡、各模塊可任意組合，組裝成不同自由度的串聯(lián)機(jī)器人，動(dòng)手實(shí)訓(xùn)效果好；能夠采用控制卡和編程完成對(duì)電機(jī)和氣缸的位置控制。系統(tǒng)組成：六軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)系統(tǒng)〔步進(jìn)、伺服混合驅(qū)動(dòng)〕、一路氣動(dòng)手爪系統(tǒng)控制卡、、手動(dòng)控制三種控制方式，一體化電控柜。2.2.3自由度弧焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)--產(chǎn)品用途：完成弧焊機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，采用工業(yè)級(jí)串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)展。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：工業(yè)串聯(lián)弧焊機(jī)器人的構(gòu)造原理；掌握基本的機(jī)器人自動(dòng)焊接〔弧焊〕工藝；掌握弧焊工業(yè)機(jī)器人的編程操作和日常維護(hù)作業(yè)；系統(tǒng)組成：全伺服工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)級(jí)自動(dòng)弧焊系統(tǒng)。2.2.4自由度搬運(yùn)裝配機(jī)器人工作站系統(tǒng)產(chǎn)品用途：完成搬運(yùn)裝配機(jī)器人作業(yè)的實(shí)訓(xùn)，采用工業(yè)級(jí)串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)展。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：掌握搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人的編程操作和日常維護(hù)作業(yè)；--2.2.5自由度點(diǎn)焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)〔體積較大，可選〕產(chǎn)品用途：完成點(diǎn)焊機(jī)器人的實(shí)訓(xùn)，采用工業(yè)級(jí)串聯(lián)機(jī)器人進(jìn)展。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：工業(yè)點(diǎn)焊串聯(lián)機(jī)器人的構(gòu)造原理；掌握基本的機(jī)器人自動(dòng)焊接〔點(diǎn)焊〕工藝；掌握點(diǎn)焊工業(yè)機(jī)器人的編程操作和日常維護(hù)作業(yè)；系統(tǒng)組成：全伺服工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)級(jí)自動(dòng)點(diǎn)焊系統(tǒng)。2.2.6模塊化多機(jī)器人柔性制造自動(dòng)化物流綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)握機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：多機(jī)器人協(xié)作：串聯(lián)機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、氣動(dòng)機(jī)器人及氣電混合機(jī)器人；--多種控制方式：工控機(jī)、嵌入式、ＰＬＣ，總線、變頻、組態(tài)等；多傳感器融合：機(jī)械、光電、機(jī)器視覺、電容、電阻、光學(xué)等模塊化設(shè)計(jì)，模塊即可獨(dú)立運(yùn)行亦可聯(lián)機(jī)運(yùn)行；掌握各類機(jī)器人的集成應(yīng)用、編程操作和日常維護(hù)作業(yè)。2.2.7智能移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品用途：完成移動(dòng)智能機(jī)器人的應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)，了解和掌握移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：了解和掌握移動(dòng)機(jī)構(gòu)原理和特點(diǎn)；了解全自主移動(dòng)機(jī)器人的智能特性，多傳感〔激光雷達(dá)、聲納、紅外、視覺等〕融合等；了解智能移動(dòng)機(jī)器人的基本算法；可完成避障、跟蹤、編隊(duì)等演示；掌握智能移動(dòng)機(jī)器人的日常維護(hù)作業(yè)。--2.2.8AGV小車產(chǎn)品用途：完成AGV小車的應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)，了解和掌握AGV小車的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和產(chǎn)品特色：了解和掌握AGV小車原理和特點(diǎn)；了解全AGV小車的軌跡跟蹤規(guī)劃和傳感器類型；了解AGV小車的基本算法；可完物料自動(dòng)化運(yùn)輸；掌握AGV小車的日常維護(hù)作業(yè)。2.3拓展展示區(qū)2.3.1仿人形機(jī)器人行走、踢球等動(dòng)作。動(dòng)作可以學(xué)生自己來編程，提供編程環(huán)境和接口，展示效果非常好。--2.3.2特種爬壁機(jī)器人偵察攝像機(jī)，無線數(shù)字傳輸?shù)浇K端監(jiān)控器上，展示效果非常好。2.3.3特種球形機(jī)器人示效果非常好。--2.3.4可重構(gòu)并聯(lián)機(jī)器人6-SPS伸縮式并聯(lián)機(jī)器人6-PSS滑塊式并聯(lián)機(jī)器人6-PSS剪式并聯(lián)機(jī)器人3-Delta型并聯(lián)機(jī)器人是機(jī)構(gòu)創(chuàng)新理想的平臺(tái)。--第三局部機(jī)器人機(jī)電教學(xué)模式探討3.1機(jī)器人推薦教學(xué)模式及教學(xué)理念博實(shí)機(jī)器人公司經(jīng)過多年與各高等院校、職業(yè)類院校的產(chǎn)品合作，積累了豐富的教學(xué)模塊化機(jī)器人等設(shè)備，建議如下措施和理念：機(jī)器人包含拆裝組合，因此工作臺(tái)比較重要，臺(tái)面配以膠皮，防止零件損傷及劃傷臺(tái)面，平臺(tái)面積要足夠放置機(jī)器人各模塊以及放置電控局部到達(dá)機(jī)器人運(yùn)行要求，建議平臺(tái)分出運(yùn)行區(qū)、裝配區(qū)、拆分區(qū)、零件區(qū)、工具區(qū)等。平臺(tái)上裝配區(qū)等需配備零件分揀盒，用以存放小的零件和螺釘，并貼標(biāo)簽明示區(qū)別各模塊。建議機(jī)器人教學(xué)分組進(jìn)展，將每班級(jí)每人一組進(jìn)展，每組學(xué)生各司其職，從拆分到清點(diǎn)、清洗零件、裝配、檢驗(yàn)、控制、電氣裝配、運(yùn)行等逐級(jí)負(fù)責(zé)，由此鍛煉學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力，技術(shù)掌握熟練后，可組織每組進(jìn)展競(jìng)賽。-學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)生動(dòng)手-教師指導(dǎo)的互動(dòng)模式，并可收集國內(nèi)外各類機(jī)器人資料進(jìn)展興趣教學(xué)。建議教師無論機(jī)電軟各局部，均從根基知識(shí)開場(chǎng)進(jìn)展，讓學(xué)生扎實(shí)的了解機(jī)器人是如何設(shè)計(jì)和產(chǎn)生的，從低到高的技術(shù)進(jìn)展模式。又可以在此過程中，學(xué)習(xí)到各專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，使得機(jī)器人設(shè)備不僅表現(xiàn)在機(jī)器人技術(shù)，也表現(xiàn)在普通機(jī)電設(shè)備的教學(xué)應(yīng)用上。必要時(shí)將學(xué)生按照興趣程度及掌握水平等分組，針對(duì)更高級(jí)的機(jī)器人技術(shù)講解，給學(xué)生以更大的開展空間。實(shí)驗(yàn)室教師應(yīng)熟悉機(jī)器人各局部知識(shí)，并制定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室操作規(guī)程，并監(jiān)視學(xué)生嚴(yán)格按照規(guī)程操作，防止不必要的零件損耗，保障安全防止事故的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)完畢，按照操作規(guī)程整理設(shè)備和工具，鍛煉學(xué)生責(zé)任心。機(jī)器人教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)室教師可人為制造一