随着科技的不断进步，人工智能、大数据、物联网等新兴技术逐渐渗透到各个行业，给传统制造业带来了前所未有的变革。在这个变革的时代，智能工业机器人实训平台应运而生，为培养具有创新精神和实践能力的新一代制造业人才提供了有力支撑。
一、智能工业机器人实训平台的概念和特点是指通过现代信息技术手段，结合工业机器人的实际操作和应用，为学生提供模拟实际生产环境的实践教学场所。
它具有以下特点：
1.高度仿真：该实训平台可以模拟实际的工业生产环境，让学生在虚拟环境中操作，提高他们的实践能力。
2.个性化定制：培训平台可以根据企业需求为企业定制专属培训方案，提高培训效果。
3.安全性高：实训平台采用先进的安全措施，确保学生在实际操作过程中的安全。
4.开放性：培训平台可以与其他教育资源相结合、信息系统无缝连接，实现资源共享和信息交换。
二、智能工业机器人实训平台在制造业中的应用价值
1.提高人才培养质量：智能工业机器人实训平台可以帮助学生快速掌握工业机器人的操作技能，提高人才培养质量。
2.促进产学研结合：实训平台可以为企业提供技术支持，帮助企业解决实际生产中的问题，促进产学研结合。
3.提升企业竞争力：通过实训平台培养的人才具有较强的实践能力和创新能力，有助于提升企业的整体竞争力。
4.促进产业升级：智能工业机器人实训平台的推广应用，有助于推动传统制造业向智能制造转型，实现产业升级。
三、智能工业机器人实训平台的发展现状及前景目前国内外涌现出一批优秀的智能工业机器人实训平台，如德国的“OPCUAforFactoryAutomation”等。这些平台正在推动制造业转型升级、对提高人才培养质量起到了积极的作用。
随着中国的快速发展随着美国制造业的发展，智能工业机器人培训平台将会得到越来越广泛的应用和发展。
总结：智能工业机器人实训平台作为新一代制造业人才培养的重要载体，具有重要的战略意义。在未来的发展过程中，我们应该加大对实训平台研发的投入，不断完善平台功能，提高教学质量，为中国的制造业发展贡献力量。
一、技术性能
1、输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3、装置容量：＜1.5kVA
4、实训平台尺寸：2300mm×1200mm×800mm，各部件采用优质铝合金和不锈钢机加工成型，精度高，外观无划痕等。
5、控制柜尺寸（机器人）：540mm×410mm×800mm
6、安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准
二、设备结构与组成
智能工业机器人实训平台采用ABB六自由度工业机器人系统、传送系统、可编程控制器（PLC）系统、视觉检验系统、分拣系统、供料单元、加工系统、装配系统、仓库单元、各类工件、电气控制柜、型材实训桌、型材电脑桌等组成。
1、六轴机器人（ABB）
6轴控制机械手：重量不大于25kg，最高荷重3kg，工作范围达580mm，能通过柔性（非刚性）自动化解决方案执行一系列作业，重复定位精度：0.01 mm，轴1旋转：工作范围+165°～ -165°，轴2手臂+110°～ -110°，轴3手臂+70°～ -90°，轴4手腕+160°～ -160°，轴5弯曲+120°～ -120°，轴6翻转+400°～ -400°。机器人高度：700 mm，机器人底座尺寸：180×180 mm。可就机器人使用寿命内，使用机器人离线软件进行实时程序，IO，机器人3D动态动作监控。远程机器人系统备份与恢复功能，自动工具重量与载荷检测设定功能，在示教器实现人机互动界面的开发，并提供基于VB和C#的二次开发功能，机器人全寿命保养自动维护检测系统功能，机器人运动轨迹实时微调功能，自带IO自定义可编程按钮，3D实时舒适摇杆手动操作系统，电池电量环保节省功能，终身机器人系统功能升级（高级用户），支持RAPID编程语言规范，并直接解释执行，支持ROBOTAPPS的开发，机器人控制系统软件必须基于WINCE平台，机器人控制系统原配固态存储器容量不得低于1G，并支持USB扩展为副存储器，机器人控制系统必须支持运行ROBOTWARE6.0以上的版本。
IRC5机械手控制柜：尺寸258*450*580mm，单相220V供电，控制软件RAPID,紧凑型，防护等级IP20
机器人示教器：重量1KG，彩色图形界面触摸屏，操作杆和紧急停止按钮，左右手操作支持，USB储存器支持。
配套：RW机器人操作系统，机器人与控制电缆7米，示教器与机器人电缆10米，机器人操作系统，碰撞检测软件，主从通信模块，16进16出数字输入输出板。
(参考图)
2、可编程控制器单元
配备可编程控制器、数字量扩展模块、以太网通信模块等，用于读写RFID系统的工件数据，控制机器人、电机、气缸等执行机构动作，处理各单元检测信号、数据传输等任务。
3、工位供料单元
模块尺寸400*400mm，由光电传感器、推料缸灯组成，具有出料工位提供物料，使得实验具有观赏性。
4、输送单元
模块尺寸1100*770mm，由直线执行器及搬运机械手组成，由多种气缸组成的机械手负责工件的抓取及摆放。直线执行器由伺服电机及同步带组成，负责带动机械手精确移动，从而实现将工件在各单元之间的精确搬运。可运动与不少于二个方向。
5、工件模拟加工单元
模块尺寸400*400mm，由旋转缸、加工缸及渐变彩灯等组成，系统需配有加工系统，有制作工艺的标准流程。加工时因具有加工提示。
6、装配单元
模块尺寸400*400mm，由旋转缸、加工缸及渐变彩灯等组成，需要有物料装配过程，能与原物料结合。装配时因具有装配提示。
7、视觉检测系统
模块尺寸780*300mm，配备传送带、视觉相机、光纤传感器、4轴机械手等，可识别物料的颜色及分辨产品是否合格，最后传送物料到分拣单元。
8、分拣单元
模块尺寸770*400mm，主要由铝合金型材基体、推料缸、光电传感器、颜色传感器、接近开关、光纤传感器等组成。采用单相电机完成运输功能，通过传感器，运输中通过PLC的运算对物料进行分拣工作。完成对毛坯件材质、颜色、高度的检测并将不合格工件检出。
9、仓库单元
模块尺寸320*220mm，将分拣好的材料完成码垛存储的功能。
10、机器人电气控制柜
用于安装机器人控制器、PLC、变频器及调速控制器等电气部件，采用网孔板的结构，便于器件拆装、电气布局，增加了设备的实训性能。通过航空电缆线与型材实训桌相连，强弱电分离，连接安全可靠。
11、视觉识别系统
视觉识别机构由识别摄像头（要求灵敏度1.8V/lux-sec@550nm，分辨率2048×1536，光谱响应400nm～1000nm，帧率15fps @ 1600 x 1200/30 fps @ 800 x 600）、茶色亚克力遮光罩、LED补充光源等组成，配套视觉识别软件，对物料进行检验是否合格。
12、现代PLC电气先进控制云平台
本平台将物联网技术运用于将PLC信息并将数据上传至云平台，进行海量数据存储，并提供丰富的数据分析工具方便更加准确的掌握数据与分析数据。需现场演示，本平台可实现以下几个功能： 数据云系统上传，手机app数据查询，历史数据查询，数据分析统计，微信反向控制。
机器人控制原理系统平台：
(1)采用DS28335作为主芯片设计，3.5KW工业级驱动模块，配置制动器，位置传感器，伺服电机，具有转速控制，位置控制，采用LABVIEW等语言作为上位机控制系统，采用7寸彩色触摸屏显示，支持高级语言MATLAB开发平台，用户无需C语言及硬件知识，可专注算法研究。
(2)、A/D和D/A通道：除DSP本身所带的A/D通道外，还需额外扩展4路以上12位的D/A转换通道，可编程生成任意波形，输出电压范围最大为±10V。3)、外扩I/O：除DSP本身的I/O口外，需扩展多路光耦隔离输出口（6路以上）、多路光耦隔离输入口（6路以上）
(3)、人机界面：采用7寸以上彩色触摸屏，显示电机实时转速、频率，当前的日期、时间等。提供人机交换界面及上位机软件，实现启动、停止、频率调节、给定转速调节、PID调节等控制；同时上位机可实时观测电流、速度反馈等。
(4)、上位机软件：通过上位机可以实现启动、停止、频率调节、给定转速调节、PID参数设定等功能；同时可实时观测电流、速度反馈等波形。
(5)、通信接口：1个CAN接口，1个USB接口，1个10M/100M以太网接口，方便用户扩展。
(6)、功率模块：采用IPM模块，最大输出功率3.5kW。
(7)、保护功能：具有过压、过流与过热保护功能，当保护发生时立刻封锁PWM脉冲输出。
(8)、能提供源代码供学生实验时进行程序修改调试，并提供相关的实验指导书。开放部分PWM接口（6路以上）、I/O口、CAP口、AD、DA 等等外围电路接口，供不同实验扩展使用，即DSP板应该为开放可二次开发板。利用DSP仿真器将不同的控制算法下载到DSP芯片中，各种标准接口（SCI、JTAG等），显示模块，捕获脉冲产生单元，光码信号处理单元，电源，电机控制单元，电机驱动芯片以等，支持多种电机控制，支持24V系统和高压系统。
14.3D仿真系统：本系统采用三维设计，仿真度高，与设备1：1配套，全零件拆装，接线，程序运行仿真等，提供照片及实验（含各设备的联调）的演示，具有相关的原理图。
三、实验所需完成的实验项目
项目一 PLC程序编程与调试
项目二 工业机器人示教单元使用
项目三 工业机器人软件使用
项目四 工业机器人基本指令操作
项目五 工业机器人工件的跟踪抓取
项目六 工业机器人的动作编程应用
项目七、材料分拣的编程应用
项目八、整个系统的编程与应用
项目九、机器视觉识别系统
项目十、机器人控制系统原理底层开发 |
