摘要：工业机器人是应用于工业场景机器人的总称，它可以通过手动示教或编程的方式实现自动化运行，可以替代工人完成一些简单重复或者有害的工作。随着智能化不断发展，未来十年我国需要数百万与工业机器人相关的各类专业人才，特别是掌握工业机器人应用与维护专业基础理论知识和操作技能，能独立从事机电设备、工业机器人的安装、编程、调试、维修、运行和管理等方面的工作任务，具有较好的实践经验，能进行机器人系统维护和保养、机器人工作站安装、调试、维修与运行管理第一线需要的高技能人才。本文就基于项目式教学的工业机器人实训设备的研制展开探讨。
关键词：工业机器人；多功能；基础实训
引言
目前我国机器人产业发展迅速，已有多家公司掌握机器人核心技术，但是机器人专业人才相对缺乏，严重影响了机器人的使用效率。目前市场上的机器人教学实训设备较为简单，与工业设备结合不够紧密，很难达到理想的效果。为了适应企业的发展需要，研发一套可以快速培养机器人专业人才的教学设备已变得极为迫切。
1项目化训练单元简介
工业机器人综合实训平台的设计应用工业现场主流技术应用，选取工业典型的工艺应用，运用项目式教学的手法，以埃夫特3kg机器人及其气动夹爪为基本载体，完成模拟上下料及码垛、基础TCP标定、模拟压铸、写字绘图、工具快换等项目化实验实训。设备满足学生做实验、课程设计，毕业设计的需要和学校承接工程之需求，理论和实践相结合的学习模式便于学生快速掌握机器人操作编程及相关工艺应用知识。
2工业机器人实训设备的现状
目前市场上的工业机器人越来越多，品牌也各种各样，但与工业机器人品牌相对应的培训设备较少，技术工人或者初学者想要快速学会工业机器人并且投入应用有很大难度。想要学会工业机器人的使用需要花费很多精力和时间，目前市面上的工业机器人培训设备存在诸多缺点。首先，市面上工业机器人培训设备单一；很多工业机器人培训设备都是由一台单一的工业机器人本体加一张工作台，这种培训设备应用单一，可培训任务较少，所学习知识难以融入实际生产应用。该种设备用来培训任务不够直观，学生学完疑惑较多，不知该知识点可用于何处。其次，市面上工业机器人培训设备比较危险；很多工业机器人培训设备没有设置安全保护装置，学生或培训学员在初学的时候由于不够熟练容易误操作，导致工业机器人经常撞车或撞到旁边同学。很多参观学习的人群观看工业机器人运动的时候喜欢用手去指，或者直接把头伸过去看，由于没有安全保护装置，很容易给观看者造成人身伤害。再次，市面上的工业机器人培训设备基本没有对应的培训教材，教学培训一般只有工业机器人使用手册，而手册又不利于初学者学习，想要理解手册很难，很容易使学生一学就忘，无对应资料复习。
3工业机器人实训设备建设思路
工业机器人实训室是工业机器人技术专业开展实训教学的重要载体，需承担“工业机器人编程项目”“工业机器人系统集成”等核心课程的教学任务。实训室集工业机器人机电认知设备、工业机器人操作设备、传感技术、自动化技术以及离线编程仿真于一体的全方位多功能工业机器人实训室，主要培养具备独立思考、规范操作和系统集成的专业技术人员及设备操作人员，能够从事工业机器人等机电设备调试、维修与应用能力的高端技术工人和生产管理者，充分培养学生在工业机器人技术专业的综合实践能力。工业机器人实训室建设方案以工业机器人设备为基础、以离线编程为手段、以专业教学和课程体系为核心、以师资培训为保障的工业机器人整体解决方案，能够全方位提高和训练学生的综合实践能力。在教学过程中践行“双元制”与“理实一体化”教学模式，使企业与学校、实践技能与理论知识紧密结合，极大缩短了企业用人与学校育人之间的距离。
4实训平台控制系统设计
4.1电气控制设计
电气控制电路为主电路，主要为PLC、工业机器人、传感器和其他执行器件供电的控制电路。该电气控制电路的器件全部安装在网孔板上。
电气控制电路的工作原理为：合上低压断路器SQ1，按下面板上电按钮SB1，中间继电器KA1得电，线圈吸合，常开触点闭合，继电器KM1得电，线圈吸合，常开触点闭合，主电压接通给PLC和工业机器人供电，主电压经过直流电源输出24V给控制电路供电，此时设备上电。
4.2电路连接与调试
按照电气原理图进行电路的连接与调试，通过电路连接与调试，不仅可以培养学生的动手能力，还能培养学生的布线和接线方面的规范意识和电工工具的使用，让学生自己看图接线和调试，可以增加学生对元器件的熟悉程度，了解各个元器件的用途，锻炼学生对工具的使用，包括剪线钳、压线钳和剥线钳等，还能利用万用表对线路的通断进行调试，了解不同线路的功能，从而在后期的故障诊断方面发挥作用，因为不论是机器人输入和输出的信号调试、外部气缸伸缩动作调试，还是机器人系统和外部传感器的通讯，都是通过电路实现的。
4.3工业机器人轨迹编程
轨迹编程步骤：按下三角形轨迹按钮，工业机器人自动运行三角形轨迹任务，任务编号显示1，触摸屏上显示机器人运行状态，运动完成后回到起始点，触摸屏上显示机器人停止状态。按下搬运按钮，工业机器人自动运行搬运运动，任务编号显示2，触摸屏上显示机器人运行状态，运动完成后回到起始点，触摸屏上显示机器人停止状态。
4.4气路设计
气动电路主要给推料气缸、机器人机械夹手、提供气压。该气路由气动二联体、气动快接头、消音器、电磁阀、气缸、节流阀构成，气路安装在设备的桌面上。
4.5工业机器人离线仿真
机器人在仿真环境中是任务的执行对象，本软件能在软件仿真环境中生成机器人的运动程序，然后把仿真环境中生成的机器人文件传送到机器人硬件控制系统。六轴机器人拆装维护平台使用的机器人是埃夫特ER3A-C60，该机器人可以通过ER-Robotstudio软件对其进行编程。
结语
工业机器人综合实训平台功能多，可培训项目多，在一定程度上弥补了职业院校教学资源的不足，提升了工业机器人专业的人才培养质量，在教学培训方面展现出较高的价值。此外有效地解决了工业机器人产业人才严重短缺的问题，提升工业机器人相关的技术应用人才水平。
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