机器人实训基地建设方案.docx

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工业机器人理实一体化实训基地教学实训车间建设

技术方案

华中数控

2015年04月10日

目录

一、 项目背景 3.

1-1工业机器人项目背景分析 3

1-2工业机器人建设目的 4

1-3项目任务 5

1-4公司简介 6

二、 方案建设内容 8.

1机器人实习基地建设 8.

1-1应用实验室硬件建设 8

1-2实训基地基础设施建设 10

1-3实训仿真软件 10

1-4教学实训自动化总体布局 10

2工业机器人方向教学建设 1.0

2-1教学目标 10

2-2课程设置与教学资源库建设 12

2-3实验及学习教材 16

2-4实验教学 17

2-5教学实训主要设备 17

3工业机器人师资培训 2.3

4自动化实训教学内容设置 2.4

三、 自动化实训教学实施过程创新模式 2.6

四、 工业机器人理实一体化方案 2.7

一、项目背景

1-1工业机器人项目背景分析

2014年6月9日习近平在中国科学院第十七次院士大会、中国工程院第十二次院士大会上的讲话，针对当前的机器人市场形势，习近平主席指出：

“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点，影响全球制造业格局，而且我国将成为全球最大的机器人市场；

国务院总理李克强2月26日主持召开国务院常务会议指出：

部署加快发展现代职业教育。

大力推动专业设置与产业需求、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程“三对接”，积极推进学历证书和职业资格证书“双证书”制度，做到学以致用；开展校企联合招生、联合培养的现代学徒制试点，鼓励中外合作；

重庆将推进千亿元机器人产业发展战略目标：

到2015年，重庆

市机器人产业销售收入达到300亿元人民币，初步形成集聚检测设计平台、系统集成、整机及关键零部件研发制造的综合产业集群，机器人产业基地初具规模。

到2020年，重庆市机器人产业销售收入达到

1000亿元人民币，机器人产业成为新的支柱产业。

工业机器人是先进的软件控制、机电一体化数字化控制设备，集

机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科高新技术于一体，技术附加值很高。

对提高产品的质量与产量、保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义，用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、物流等诸多领域中。

正在日益改变着人类的生产和生活方式。

建设工业机器人实验室，为学校提供实用的、前沿的、可视化的运动控制教学装备（自控、机电一体化、计算机、自动化、数控等专业适用）；培养大量企业所需自动化操作、软件开发、机电一体化高层次人才，前景十分乐观。

未来中国机器人产业的迅猛发展，企业对机器人人才的需求也越来越大，武汉华中数控股份有限公司在各方面的鼎力支持下，将搭建工业机器人产教合作平台，提出“工业机器人理实一体化实验室”整体解决方案，期望与职业院校合理推进我国职业教育事业发展，为培养未来新型工业机器人操作、维修等方面的技工人才共同探讨创新之路。

1-2工业机器人建设目的

由于人力成本的快速上升，全球产业结构深度调整，迫使企业进行装配自动化设备，以提高产能、降低人力成本。

以全球代工帝国富士康集团为代表的机器人计划：

目前有1万台机器人，计划三年后增

至100万台。

表明中国作为“世界工场”正在快速进行技术升级，顺应制造技术的向前发展，自动化生产时代的到来已是一种趋势。

可以预

计，未来的几年中，企业对于自动化高层次人才的需求越来越大，而目前我国能够掌握机器人操作、调试、维修的技能人才极度缺乏，国内大中专院校机器人专业开设几乎为空白，所以，开设机器人相关专业，建设机器人实训基地是亟需解决的问题。

建设机器人专业，建设机器人实训基地为适应目前高素质、复合型人才培养的需要，通过教学、实操训练可以为企业培养大量自动化高层次人才，避免将来人才缺乏的问题。

同时把实验室建设成实验教学体系合理、开放共享、特色鲜明、培养高素质人才的重要平台。

达到全国有较高知名度的一流水平机器人实验教学示范中心。

1-3项目任务

本方案注重与重庆工业技师学院进行校企深度合作，实现工业机器人产教结合，建设工业机器人理实一体化实训基地。

针对目前重庆工业技师学院的课程设置现状，本方案设计将工业机器人的课程与学院数控技术、机电技术、机电一体化、汽车制造与检修四个相关专业课程体系融合，实现人才培养方向的多样性，提高专业教学水平。

华中数控依托华中科技大学的教学力量，针对当前中职院校，提供工业机器人人才培训理实一体化教学方案标准配置清单。

该方案从课程定位、课程体系设置、资源库建设、实训项目、教材使用等方面对学院工业机器人才培养和专业建设提供全方位服务与指导。

A.工业机器人人才培养方向：

1）机电设备制造企业、自动化、机电一体化设备运用企业从事工

业机器人设备的操作与维护、调试与维修，销售、推广与售后技术支持以及机器人工作站的设计安装等。

2）掌握工业机器人应用专业的基础理论和操作技能，具备机械结构设计、电气控制、传感技术、智能控制等专业技能,能独立从事大型机电设备、工业机器人应用系统的安装、调试、编程、维修、运行与管理等方面的工作任务；具有较好的实践经验，能进行生产管理具有创新精神和创业意识的高技能应用型人才。

B.工业机器人基地培养人才目标：

通过实训设备，结合相关专业学习，将机器人编程控制与操作紧密联系起来，着重培养既能够熟练操作机器人的技能，又掌握机器人编程控制，甚至能够对机器人相关设备进行调试和维修的服务于全社会高层次、高素质、复合型应用人才。

1-4公司简介

武汉华中数控股份有限公司（股票代码：

300161）创立于1994

年，注册资本1.6783亿元，是首批国家级“创新型企业”、全国机械工业先进集体、中国机床工具协会副理事长、数控系统分会理事长单位、全国机床数控系统标委会秘书长单位。

已获得国家科技进步二等奖1

项、省部级科技进步一等奖4项，有9项产品被评为国家级重点新产

品，华中数控系统被列入首批自主创新产品目录。

2009年，华中数

控光荣入选中央建国六十周年成就展和湖北省“荆楚辉煌60名片”。

2011年，光荣入选国家“十一五”重大科技成就展。

胡锦涛、吴邦国、

温家宝、李长春、王乐泉、刘延东、张德江等党和国家领导人先后对华中数控成果进行考察，对华中数控坚持产学研结合，推动科技成果转化，发展国家战略产业，给予高度评价。

数控技术是关系到我国产业安全、经济安全和国防安全的国家战略性高新技术。

从手机、家电、汽车的制造，到飞机、导弹、潜艇的制造，都离不开数控技术，是装备制造业中的核心技术，是我国加快转变经济发展方式，是实现我国机械产品从“制造”到“创造”升级换代的关键技术之一。

数控系统是先进高端制造装备的“大脑”，我们的使命是用中国“大脑”，装备中国制造。

华中数控拥有一支高素质的员工队伍，80%员工具有大学学历。

公司设立了国家博士后工作站，有十多名博士后在公司从事产品研发。

公司经营团队树立了坚定信念和目标：

追求卓越，做大做强，把华中数控发展成为世界一流的数控系统研发制造企业。

华中数控具有自主知识产权的数控装置形成了高、中、低三个档次的系列产品，公司在前期技术积累基础上，整合国家重大专项3个

课题的研发任务，瞄准国外高档数控系统的最高水平，研制了华中8型系列高档数控系统新产品，已有数十台套与列入国家重大专项的高档数控机床配套应用；具有自主知识产权的伺服驱动和主轴驱动装置性能指标达到国际先进水平，自主研制的5轴联动高档数控系统已有

150多台在汽车、能源、航空等领域成功应用。

公司研制的60多种

专用数控系统，应用于纺织机械、木工机械、玻璃机械、注塑机械以及雷达、火炮等武器装备。

公司红外热像仪产品已广泛应用于钢铁、能源、化工、医疗等行业。

为解决中国数控技能型人才的严重短缺，华中数控为全国700多所职业院校建设了数控培训中心，完成了数十所学校国家示范性数控实训基地建设任务，为各类学校配备数控机床及教学软件8000多台套，培训数控教师数千名！

国家对数控系统产业给予了前所未有的关注和支持。

从国务院关于发展装备制造业的若干意见，到纳入国家中长期发展规划的“高档数控机床与基础制造装备”国家重大专项，以及列入新兴战略产业的高端制造业，数控系统始终占据重中之重的位置。

中国已成为世界第一大数控机床消费国和生产国，国产中、高档数控系统替代进口空间巨大。

2011年1月13日，华中数控以良好的业绩和成长性获得政府主

管部门认可，成功登陆深圳证券交易所创业板，募集资金7.02亿元，成为数控系统行业首家上市企业，实现企业的历史性飞跃。

华中数控的目标是：

做世界一流的数控系统企业，用“中国大脑”，装备“中国制造”，装备“世界制造”。

二、方案建设内容

1、机器人实习基地建设

1-1 应用实验室硬件建设

实验室

名称

面积

硬件配置

数量

作用

展示

迎宾机器人

3

机器人实训基地的展示。

30㎡

实验室

魔方机器人

1

6轴关节工业机器

（1）认识机器人的运动特点和组

6

人（8KG）

成；

末端连接装置

（2）编制机器人的动作程序，掌

连接法兰等配件

（套）

握机器人的工作原理和操作方

基础

100-150

机器人仿真软件

50（点）

法；

实验室

㎡

i-motion桁架式

2

（3）了解机器人控制系统的组成

机械手5轴

和控制方法；

圆柱式机器人4

（4）试验研究机器人的控制规

轴

2

律；

（5）分析研究机器人的位置/力

混合控方法（需增加力传感器）。

工业

6轴关节工业机器

1

与实际应用的设备同步，更接近

应用

人（20KG）

企业生产设备，能够让学生在学

（自动化

50㎡

高精密全功能

校就能够对数控车床以及与工业

2

生产线）

数控车床

机器人全自动上下工件的操作、

实验室

自动立体料仓

1

使用、掌握一些故障排除方法。

焊接机器人

3

1、掌握机器人焊接特点、种类、

方法；

焊接

实验室

100㎡

离线编程系统

焊接电源（包括其

3

3

2、掌握机器人弧焊的离线编程方法。

3、能够熟练操作机器人进行电

控制系统）

弧焊的操作

送丝机

连接法兰

3

末端连接装置

焊接防护设备

3

电气控制器散件

10

1、掌握机器人结构及组成单元

维护 机器人本体

200-250

6

2、掌握机器人的电路原理

维修 桁架机器人本体

㎡

2

3、掌握机器人的机械结构及主要

实验室

功能部件

圆柱坐标机器人本体

2

4、掌握机电安装、联调

1-2 实训基地基础设施建设

场地：

300~800平方米

1-3

实训仿真软件

平板+仿真软件，每个实训班配套50个平板示教平台

1-4 教学实训自动线总体布局

项目通过优化车间自动化产线配套方案集成应用华数六轴通用工业机器人、自动料仓、数控车床、焊机等。

使得本车间可以满足多样化教学。

本实训车间可根据贵校实际情况，将焊接机器人