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工农业论文

工业机器人关键结构的基础

1引言

《2015年智能制造国际会议》主题报告指出,虽然中国已成为全球制造业大国,但仍处于价值链的低中段,与先进国家相比仍存在较大差距[1]。为此,出台了一系列国家战略方针,包括新工程建设,以应对国家规划,适应科技和产业变革,实现制造业升级,支持服务创新驱动的发展[2]。新工程以新经济、新产业为背景。一方面要设立和发展一批新兴工程专业,另一方面要推进现有工程专业的改革创新。首先是指人工智能、智能制造、机器人、云计算等新兴产业的专业,以及传统工程的升级改造[3-4]。因此,如何在传统工程教学中探索适应新工程建设主题的学生培养模式,将成为新工程建设顺利实施的难点。工业机器人技术作为新工程中的智能科学和技术学科,已经渗透到制造业的各个领域。本课程的学习无疑在工程专业学生的就业甚至适应未来社会的发展中发挥着关键作用[5]。因此,如何让学生在课堂上快速掌握工业机器人技术,体验工业机器人在工程领域的作用,将成为新工程背景下工业机器人技术课程教育面临的难题。综上所述,我从事工业机器人相关技术研究多年,基于教学经验,工业机器人技术内容分为六自由工业机器人本体、终端执行器、教学仪器等关键部件,以OTC焊接机器人集成应用为例,探索教学实践方案。旨在提高学生对工业机器人技术的理解,为工业机器人技术乃至相关课程的教学提供详细的探索模式。

2实验平台简介

实验平台包括理论平台和实践平台。理论平台为IRB1410ABB工业机器人,具有六自由度,主要用于解释工业机器人的基本结构、理论知识和准备实践。理论解释如下:首先解释机器人本体的结构,使学生明确每个轴的位置、轴的转向功能、轴臂的名称、轴的原点位置和调整轴返回零点的方式。然后,讲解示教器的使用方法,为学生讲解示教控制机器人的方法。明确示教器中按键的功能,通过分类讲解按键的方法,讲解示教器的操作,让学生在学习ABB示教器操作的同时,推导其他机器人示教器的使用。最后,通过示教器的在线编程和编写的工件码垛程序,机器人可以自动完成码垛任务。为了使学生进一步了解工业机器人的基本结构和关键部件的作用,实现工业机器人灵活应用的目的,在解释上述理论平台的基础上,改变工业机器人本体,以同样6自由度的OTC焊接机器人为例,建立实际操作平台,组织学生完成教学实践活动,按要求完成以下任务:探索OTC焊接机器人示教器的使用;探索焊接机器人的启弧和灭弧;分组完成焊接机器人在铁板上写字的任务。(1)OTC焊接机器人概述:机器人本体与理论解释中的ABB机器人本体相似,具有6个自由度,携带6公斤、示教器和控制柜。焊枪末端执行器安装在第六轴的法兰上。焊接系统是日本OTC公司的焊接系统,包括DM-500焊接电源、送丝机构、机器人水冷焊枪系统、丝盘架、电缆、气管等。(2)字体焊接:设计需要焊接的文字,以“田”字为例。根据文字规划路径,路径先垂直(路径1)后水平(路径2)。示教器编写程序如下:程序编写完成后,点击“工位分配”,输入程序名称,点击写入。然后将示教器开关自动转动,控制器自动转动,按下启动按钮移动到安全位置,等待机器人焊接完成。

3小结

工业机器人技术是新工程建设的热点内容。探索工业机器人技术课程的教学实践计划,培养学生掌握知识点具有重要的教学意义。为此,本文在分析工业机器人关键结构的基础上,以OTC焊接机器人为例,设计了教学实践计划,旨在为工业机器人的教学提供详细的探索模式。


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