智能制造单元系统集成应用实训平台的设计与实现

针对智能制造类专业综合实训教学需求,设计了智能制造单元系统集成应用实训平台。该平台集成智能仓储物流、工业机器人、数控加工、智能检测等模块,利用物联网、工业以太网实现信息互联,融入MES系统实现数据采集与可视化,接入云服务实现一体化联控。基于该平台设计了硬件搭建及电气接线、通信组态及调试、各单元智能化改造和控制网络集成调试4个由易到难的实训项目,还在此基础上拓展设计了创新性、开发性实训项目,夯实了学生的知识基础,提升了学生的综合能力、创新开发能力及职业素养。     

控制类多学科融合虚拟仿真教学资源建设

开发了控制类多学科融合虚拟仿真实验教学系统。将虚拟仿真技术和互联网技术应用到控制系统设计、控制系统网络构建、机器人控制和智能制造等实践教学中。在该系统下构建了过程控制系统虚拟实验、DCS网络虚拟实验以及工业机器人控制系统等实验内容,构建了统一的管理与共享平台。该系统覆盖过程控制、运动控制等自动化核心课程,涉及控制网络、机器人技术、智能制造等科技前沿,为新工科背景下电气信息类专业教育教学改革探索奠定基础。     

工业机器人实验项目开发与实践

分别以实验室现有的晶圆搬运机器人、SCARA机器人、TX60六轴工业机器人为基础平台,开发了机器人机械结构测绘、机器人控制电路设计、基于PLC的SCARA机器人控制系统设计、基于GT-400-SV控制卡的SCARA机器人控制系统设计和TX60工业机器人操作与应用共5项机器人综合性实验项目。着重从机器人的整体结构、控制方法、实际应用3个方面引导学生对工业机器人知识的学习与掌握。所开发的实验项目在2010级和2011级2届本科生中投入了应用,收到了良好的教学效果。     

独轮机器人实验平台

独轮机器人融合了机械、电子、计算机、自动控制等多学科知识,开展独轮机器人实验对培养学生综合运用理论知识解决工程实际问题的能力具有重要的推动作用。针对"移动机器人与智能技术"课程教学需要,开发了由独轮机器人、上位机调试软件和"8"字形轨道组成的独轮机器人实验平台。实验验证了机器人机械结构设计、硬件电路设计、控制算法以及软件设计的可行性、有效性。利用该实验平台开设了独轮机器人拆装与设计,控制电路设计与测试,上位机软件开发与调试,横滚、俯仰平衡控制,转向循迹控制等实验项目。通过该课程的学习,学生在智能机器人领域的系统设计和创新实践能力得到了明显提高。     

工业无线网络的智能搬运机器人实验平台设计

为提升搬运机器人的智能化水平,加强控制中心对现场的监控能力,根据智能制造企业实际生产需求,基于实验室承担的科研项目,将双目视觉、搬运机器人和工业无线等技术相结合,设计开发了该智能搬运机器人实验平台。使用PLC作为智能搬运机器人的主控制器,利用双目视觉对目标物分类和定位,通过工业无线实现控制中心和智能搬运机器人之间的数据通讯,设计HMI远程显示智能搬运机器人运行状态。实验表明,智能搬运机器人可完成目标物检测、抓取和搬运功能,控制中心可完成对现场的实时监控。     

机器人自动化综合实验教学平台设计

设计了基于工业机器人的自动化综合实验平台,以满足自动化类专业各科目及综合项目的实验要求。该实验平台采用以PLC为主控制器、视觉系统为检测装置,将机器人和传送系统作为执行部件,添加HMI为远程管理控制单元,利用工业交换机联接起来,实现自动化、智能化。实验表明,平台具有较高的运行速度和准确度,完全满足工业流水线类型识别、位置检测及分拣的需求,还能胜任多门自动化课程的教学与实验。该实验平台适用性广,满足自动化类人才培养需求,可综合锻炼学生处理复杂工程问题的能力。     

工业机器人自动视觉检测综合实训平台的设计与实践

为了使学生掌握智能机器人系统设计及集成应用技术,设计了工业机器人自动视觉检测综合实训平台。该平台集成了工业机器人、机器视觉、智能检测、立体仓库等模块,通过工业以太网组建高度集成化的自动化柔性生产线。基于产教融合教学模式,分层次设计了工业机器人操作实训、自动加工检测生产线PLC程序开发实训、图像识别程序开发实训、工业机器人与自动加工检测生产线综合实训项目。实践表明,该实训平台可以满足机器人工程专业人才培养需求,充分激发学生的自主学习热情,提高学生创新能力与解决工程问题的能力,为学生后续学习打下了坚实的实践基础。     

基于CBE+CDIO理念的工业机器人技术实训项目设计北大核心

提出了基于CBE+CDIO理念进行工业机器人教学设计的新模式,依托校企联合开发的"智能制造技术创新与应用开发平台"进行了工业机器人技术应用课程模块化实训项目设计,以"码垛工作站的安装与调试"实训项目为例,进行了"构思—设计—实施—运行"4个阶段的教学设计。实施表明,CBE+CDIO理念在工业机器人应用技能人才培养中的应用可以在保证较高培养质量的同时,有效加快相关行业应用型人才培养的速度。     

基于CBE+CDIO理念的工业机器人技术实训项目设计

提出了基于CBE+CDIO理念进行工业机器人教学设计的新模式,依托校企联合开发的"智能制造技术创新与应用开发平台"进行了工业机器人技术应用课程模块化实训项目设计,以"码垛工作站的安装与调试"实训项目为例,进行了"构思—设计—实施—运行"4个阶段的教学设计。实施表明,CBE+CDIO理念在工业机器人应用技能人才培养中的应用可以在保证较高培养质量的同时,有效加快相关行业应用型人才培养的速度。     

智能制造背景下机电专业实训室的升级改造

为满足《中国制造2025》制造强国战略和智能制造对专业技术人才的需求,充分发挥实训室在高职教学、科研和人才培养中的核心作用,对学校原有的YL-335B自动化生产线实训台进行了升级和改造。采用性能更好的第三代PLC控制器,丰富设备的控制功能;增加FX3U-ENET-ADP以太网通信模块,拓展设备的网络通信能力;新增工业机器人、机器视觉检测单元,设计出多模块综合性实训项目;新建3D打印创新实训室,可以把数字化模型打印为实际产品。实训室及时更新和优化了实训资源,促进课程和教学改革。     

一种基于PLC及工业机器人的码垛工作站设计

目前,以PLC及工业机器人为核心的应用系统已经在各个生产领域得到广泛运用。设计了一种使用西门子PLC和ABB工业机器人的码垛工作站,该工作站的主要部件由S7-1200西门子PLC和IRB120工业机器人构成,完成物料自动输送的控制和码垛的功能。文中介绍了系统的总体方案、硬件选型和软件设计。     

智能机器人及其教学应用:创新意蕴与现实挑战

第三次人工智能浪潮的到来,掀起了人类历史上最具颠覆性的智能化革命,深刻地改变了技术与人的关系。以人工智能(AI)为驱动力的智能机器人技术,正逐步进入学校与课堂,赋能教学创新,催生了整合智能机器人的新型教学与学习生态系统。基于此,从智能机器人的内涵出发,梳理智能机器人的发展特征与教学功能;结合智能机器人的教学应用典型案例,审视智能机器人作为教学赋能之要素。通过计算与连接工具,探讨智能机器人助力精准教学、实践创新能力培养,开展智慧学伴、智能测评、大数据教学过程管理、人机协同"双师课堂"等方面的教学应用;从教学系统变革层面出发,以智能机器人为增强要素,促进教育系统的协同与治理;支持教师数字素养提升,补偿性教育技术应用,教学管理智能化,助力学校教育"智"理等;同时,结合现实提出智能机器人在教学应用中面临的五大挑战,以期为智能时代智能机器人的教育应用与发展,提供参考与思路。     

足球机器人综合实验课简介

足球机器人研究作为智能机器人领域最具有挑战性的问题之一，在最近几年内发展迅速，得到大家的广泛的关注。此文较详细地介绍了类中型机器人平台的系统结构组成及以它为教学试验平台综合实验课的特点与效果。     

“中国制造2025”背景下智能制造人才培养服务平台构建研究

在"中国制造2025"背景下,一系列智能制造产业宏观政策出台,高职院校需要紧跟智能制造产业发展趋势,构建以智能工厂、工业机器人、精密测量和先进制造等智能环境为基础的人才培养平台,以满足新形势下政府、企业和学校对智能制造产业发展的需求。     

基于FPGA的工业机器人运动控制器设计

为了提高工业机器人的位置控制精度,解决传统运动控制器实时性、可重构性较差的问题,针对一款具有六自由度的工业机器人,设计了基于FPGA的模糊PID运动控制器。控制器的运行效果达到了预期要求,在实时性、准确性以及可重构性等方面均取得了较好的效果。     

多元化培养模式的智能制造专业课程架构研究

结合当前专业背景与产业发展需求,注重通识教育与应用型技能培养是该课程体系构建的基本思想。通过开展产教融合的方式培养学生实践能力,以科技创新为主导的方式锻炼学生思维能力;探索多元化教学模式的智能制造专业课程体系构建研究,以培养具有本校特色的卓越人才。     

自动磨抛系统中工业机器人示教操作过程分析

根据ABB IRB4400机器人结构和D-H运动学模型,分析了ABB六轴工业机器人示教的过程,讨论了机器人示教运动的理论基础,论述了自动磨抛系统的工业机器人运行轨迹与速度、工件坐标与工具坐标等系统参数的设定方法。     

智能制造背景下自动化类专业综合实践平台的设计与实践

该文结合自动化类专业实践环节实际情况,设计了基于智能制造的自动化类专业综合实践平台,重点介绍了实践平台设计方案、硬件组成、实验项目以及实施成效。实践证明,实践平台能满足智能制造背景下自动化类专业人才培养实践要求,提高了学生的动手能力、工程设计能力、系统意识和创新意识,为自动化类专业人才培养提供了可借鉴的新途径。     

基于西门子S7-1200 PLC和HSR612(Ⅰ型)工业机器人的智能颜色识别分拣系统的开发

某校工业机器人实训室的Ⅰ期实训设备为5台华中数控HSR612(Ⅰ型)工业机器人,能完成工业机器人的基础操作与编程实训任务。具体的实训项目有写字描图、圆球搬运、物料码垛、机械装配以及模拟冲压。除去模拟冲压有1个数字信号与PLC进行通讯,其他任务均为机器人单体任务。由于单体机器人实训已经不能满足学生对机器人工作站,机器人生产线知识掌握的需求,故计划将其中一台机器人进行功能二次开发(智能颜色识别分拣系统),在不影响原有功能的基础上,增加新的功能,使机器人单体实训变成机器人小型工作站实训。     

三自由度气动并联平移机器人平台的设计

基于工业生产中广泛使用的高速并联机器人应用背景,设计了一种三自由度气动并联平移机器人平台。针对气动并联机器人平移运动的需求,设计驱动臂机构驱动机器人运动,设计辅助臂机构约束机器人的转动自由度。采用MATLAB和ADAMS对气动并联机器人进行运动学仿真。针对气动并联机器人平台系统的非线性和不确定外扰,采用线性自抗扰控制算法进行机器人运动控制。利用该平台进行实验教学,可以培养学生的分析、综合、设计、探索和创新能力,提高学生的工程素养。