工业机器人虚拟仿真实训中心建设研究

李江玲

摘  要：伴随着深入推进“中国制造2025”的国家战略，使用工业机器人的智能制造作为主导必然会成为在企业发展中新旧动能替换的趋势。正在借助智能制造系统展开技术升级的，想要转型的企业，都需要高水平工业机器人技能人才。在培养这批技能人才的同时，工业机器人虚拟仿真实训中心的建设是最为关键的，良好的资源和设备的充分利用才会造就真正有技术水平的技能人才，所以文章对工业机器人虚拟仿真实训中心的建设研究给与一定的建议。

关键词：工业机器人;建设;实训;虚拟仿真

中图分类号：TP242.2 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）11-0066-02

Abstract： With the in-depth promotion of the national strategy of "made in China 2025"， the use of intelligent manufacturing of industrial robots as the leading force will inevitably become the trend of replacing the old and new kinetic energy in the development of enterprises. Enterprises that are upgrading with the help of intelligent manufacturing systems， want to transform， all need high-level industrial

1 概述

工业机器人虚拟仿真实训中心建设的目的是为了培养出一批可以进行智能制造及其相关产业的高科技工业机器人技能人才。所以，在基地建设中，与工业机器人相关的实际操作训练室的建设，应当用智能制造技术作为主题。在基地建设当中，我们应该满足以下两方面要求，一方面需要满足智能制造技术的调试、编程、应用等有技能需求的人，另一方面还需要满足对工业机器人有需求的企业，比如正在借助智能制造系统进行转型的企业和智能制造系统集成企业。正是这些对工业机器人高技能高水平人才的需求，才产生了工业机器人虚拟仿真实训中心的建设需求，因此，一个高端的工业机器人虚拟仿真实训中心的建设，是这些高技能高水平工业机器人技能人才的摇篮。

2 工业机器人虚拟仿真实训中心的硬件建设

工业机器人虚拟仿真实训中心的建设，应当依照智能制造技术对其的要求来建设，工业机器人虚拟仿真中心的硬件建设，不应该单纯的是工业机器人实际训练操作室的建设，还包括一些其他的实际操作训练室的建设，例如机械加工装配的专业技能、数控加工基本技能、电子电工专业技能、单片机ARM嵌入系统基本技能、工业网络的控制和智能传感基本技能、智能制造单元综合技能、可编程控制器基本技能等实际操作训练室的建设。

2.1 工业机器人专业技能实际操作训练室的建设

机械加工装配专业技能实际操作训练室的建设，需要配备的实际操作训练平台，包括普通车床、机械装配、铣床等实际操作訓练平台。这些建设主要用于完成机械零部件的普通机械加工，以及学习机械加工的基本技能与基本知识，要有识图能力，懂得辩图，熟练使用量具夹具等，为将来的工业机器人实际操作打下坚实的基础。与此同时，还要进行装配机械零部件的练习，学习装配技能，为了工业机器人最终本体的调整与装配及其智能制造单元的各种零部件装配打下坚实的基础。

电工电子专业技能实际操作训练室的建设，需要配备电工电子所使用的基本工具、电气的控制线路、仪器等以及机床控制中的线路、电子元器件等。这些设备的建设用于增强人们的电子元器件的识别能力，机床电气的线路控制能力，电气中控制线路的分辨能力，仪器仪表的使用能力等，这些全面的设备，能够实现电子电工实际操作训练室的最优化，为将来工业机器人的装备及使用提供更加优秀的人才。

2.2 工业机器人基本技能实际操作训练室的建设

数控加工基本技能实际操作训练室的建设，需要配备加工中心、数控车床还有数控车床所需要的各种量具和刀具以及所涉及的工装夹具。这些设备的建设主要是为了有效地提高这些技能人员的加工中心和数控车床的加工工艺的编写，还有在实际操作中切削用量的选择以及各种刀具的选择，为了可以提高技能人员的机床操作、加工、编程、调试、维护等专业技能能力，这些建设是必须的，只有投入资源建设，才能达到我们建设实际操作训练室的最终目标。

可编程控制器基本的技能实际操作训练室的建设，需要配备拥有工业以太网接口的PLC和其总线的触摸屏以及其各种外设的控制的实际操作训练平台，这些设备的建设主要是用于提高技能人员对于可编程控制器的操作原理的了解和其所使用的指令系统的使用，以及编程控制器的控制系统的程序调试和程序设计。为了可以实现触摸屏组态控制和人机交互界面的运行、监控和编程等能力提升的要求，可编程控制器的专业技能实际操作室的建设是不可或缺的。

ARM嵌入系统和单片机基本技能实际操作训练室的建设，需要配备ARM嵌入系统开发平台和单片机实际操作训练的套件。ARM嵌入系统的建设主要用于技能人员的ARM系统的GPIP输出控制和WindowsCE开发平台的构建，还有CAN总线通信控制以及PWM直流电机调速控制的能力的开发。单片机实际操作训练套件的建设主要用于提高技能人员的单片机C程序的调试运行以及编制和单片机控制电路板的焊接。因此，为了达到建设工业机器人虚拟仿真中心的最终目标，这些建设也是同样不可或缺的。

工业网络的控制和智能传感基本技能实际操作训练室的建设，需要配备的PLC控制器和触摸屏以及RFID智能物料管理系统、CCD工业视觉识别系统、自适应力传感器等通信设备，必须要以工业以太网的总线结构为基础。此实际操作训练室的建设是为了提高技能人员的工业CCD工业视觉中的物料识别和以太网中的组网通讯以及调整自适应力传感器等技能，这些技能是未来应用的关键环节，是重中之重，故此，建设工业机器人虚拟仿真中心的最终目标，这些设备建设更是同样不可或缺的。

2.3 工业机器人的核心技能实际操作训练室的建设

工业机器人的基本操作和编程实际训练室的建设是工业机器人的核心技能实际操作训练室建设中的基础实际操作训练室建设，需要配备在当前智能制造企业中使用较为广泛的工业机器人，与此同时，为了能够使实际训练操作室在将来的应用中更加多样化和全面化，在建设中我们应该选用EFFORT、FANUC、KUKA等品牌的机器人。该实际操作训练室的建设主要是为了提高技能人员对于工业机器人的了解，对于工业机器人的运行和调试以及维护有一定的能力，这是建设工业机器人仿真实训中心的主要目标，同样也是我们建设的重中之重。

工业机器人智能仿真制造应用技术实际操作训练系统的建设中，其系统主要包含：

1台功能齐全的数控车床;1台配套齐全的工业机器人;1台功能齐全的数控加工中心;1套仓库管理系统;1套产品加工状态检测视频系统;1套机床工件自检测系统;1套以工业以太网为基础的主控PLC及触摸屏;1套智能的制造执行系统软件;2台使用于主控和CAM加工的计算机以及其他配套部件。

在整套系统建设完成后，可以利用工业以太网组网进行通讯，来实现制造系统中的智能化管理运行。这个系统将会作为整个工业机器人实际训练操作室建设的核心建设，工业机器人实际操作训练室建成后，可以用来提高技能人员的智能制造系统的管控能力和调试、运行、安装、维护智能制造单元的能力。建设好这一实训室是工业机器人虚拟仿真实训中心的建设成功之基础，在建设过程中一定要重视，不能掉以轻心。设备的安装及调试，一定要先由专业的人员来进行，保证设备的安全稳定。

3 工业机器人实际操作训练基地的软件建设

在工业机器人实际操作训练基地的建设中，一定会离不开软件的建设作为技术支撑。依照当前企业对于高工业机器人技能人才的需求，以及现代智能制造技术中软件应用的发展形式，工业机器人仿真实训中心的建设，最根本的软件建设是零件CAM自动加工、工业机器人虚拟仿真离线编程、CAD三维设计这三大类软件系统的整体建设。在CAM自动加工软件的选择中，可以优先选用嵌入RobotMaster的MasterCAM软件。在工业机器人的虚拟仿真离线编程的软件选择时，可以优先参考FANUC公司的Roboguide软件、KUKA公司的KUKA.SimPro3.0软件、ABB公司的RobotStudio软件以及Yaskawa公司的robotmotosimEG软件，当然最终的软件选用还要依据工业机器人的品牌来最终确定软件类型。在CAD三维设计软件的选择中，因为它是工业机器人虚拟仿真实训中心的基础设计软件，需要兼顾系统集成的需求，建议配置AutoCAD软件以及SolidWorks软件。

4 工业机器人虚拟仿真实训中心建设施工

加强工程建设中的施工人员管理。在工业机器人虚拟仿真实训中心建设施工时，施工现场的施工人员大多数有可能会是农民工，相对来讲他们的文化水平会偏低，施工的技术比较薄弱，以至于对于现代很多施工技术的规章制度以及施工技术标准了解不深入。这样会使得工程的施工過程中很容易出现操作失误，进而引发工程质量问题，甚至会出现安全事故。现场施工人员的施工技能和文化素养都对于工程的质量有十分大的影响。因此，在施工前，一定要对于施工人员进行细致的工程培训，进行一定程度的技术培训，充分提高现场施工人员的个人素质和施工水平，保证施工质量，同时还要制定详细的施工制度和监管制度，使工业机器人虚拟仿真实训中心可以高质量的建成。

5 结束语

工业机器人虚拟仿真实训中心建设最主要的是实训中心的构成，其中核心技术就是工业机器人的建造要完整可用，软件系统的选择要合情合理，硬件系统的安装调试要达到标准，不能够在施工中掉以轻心，使得整个工程建设的质量受到影响，本文对于建设所应用的软件和硬件都有一定的分析，现场施工的施工人员素质水平在施工前一定要进行现场确认，尽量减少应为施工人员的操作失误带来的恶性事故。

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robot skills. While cultivating these skilled personnel， the construction of the virtual simulation training center for industrial robots is the most crucial. only by making full use of good resources and equipment will we bring up skilled talents with real technical level. Therefore， this paper gives some suggestions on the construction of industrial robot virtual simulation training center.

Keywords： industrial robot; construction; training; virtual simulation