泉州轻工职业学院机器人技术资源建设计划书

1、 机器人技术资源建设计划书项目名称：机器人技术资源建设规划技术领域：机电、数控领域项目负责部门：智能工业系项目负责人：茆政吉项目联系人：蔡荣盛联系电话：059536207066申请时间：2016年03月9日一、机器人实训平台概述目前，在由“中国制造”走向“中国创造”的过程中，我国政府高度重视装备制造业及其关键零部件产业的发展，政策支持力度不断加大。2015年中国政府工作报告中提出，“制造业是我们的优势产业。要实施中国制造2025，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国”。“中国制造2025”是未来十年我国实施制造强国战略的行动纲领。“中国制造2025”时代，工业

2、生产将呈现前所未有的特征，真正实现工业生产的灵活性，极大提高生产效率和资源利用率，重新定义技术、生产与人的关系，人将不仅是技术与产品之间的中介，而更多地成为价值网络的节点，将重新成为生产过程的中心。因此，它对人才提出了全新的要求。首先，智能生产系统将完成大部分的简单劳动，人将从生产线上解放出来，不再需要生产线上的“螺丝钉”。智能工厂里的员工不再是简单的操作工，而主要是产品的设计者和智能生产系统的管理者，需要极高的分析问题、解决问题的能力。其次，由于生产流程的动态性，小批量、个性化生产将成为主流，产品的最终形态将与生产者密切相关，而不是像传统工业生产中那样只与设计者有关。“工业4.0”模糊了设计

3、者与制造者之间的界限，跨学科能力成为“工业4.0”时代的人才特征。每个生产者都将成为产品形态的设计者、创造者，所以即使是一线的生产者也需要掌握丰富的产品全知识。再其次，“中国制造2025”明确提出十大重点领域，每个领域都需要大量的高端技能型人才，与传统的高端技能型人才不同的是，他们不仅要有精湛的操作技能，更应具备对智能网络高度的理解与运用能力。为了能够紧跟时代的步伐，同时也为了更好的培养出适应社会发展的人才，学院确定了此工业机器人实训平台的建设内容。此平台结合“产学研用”，使学生在生产实习中，学习到智能制造生产的结构、流程，领悟到先进制造技术的实质，掌握机器人操作、调试、维修的技能，培养了高素

4、质、复合型人才，并且搭建学校和企业的合作平台，开展企业员工培训，为企业进行智能制造生产示范，对于教学及区域经济的发展提高有着重要的意义。此项目将机器人实务、机械拆装、机器人电气安装、机器人的应用用于教学培训实践当中，形成直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育模式。并且搭建学校和企业的合作平台，开展企业员工培训，为企业进行工业机器人应用做示范。二、实训室建设规划根据院系发展规划，着力提高教学与专业建设，本实验室建设方案充分体现机器人发展趋势与应用动向，所展示的机器人类型丰富，涉及内容全面。以结合生产实际的实训为核心设施，注重基础训练，适当兼顾未来应用的新型机器人，拓展学生视

5、野。建设成为国内先进、特色明显，具有示范代表性的机器人主题实验室。机器人实验室总体采取分区教学模式，包括：基础训练区、智慧型机器人实验区、工业机器人应用实验区。三部分既相互区分又相互联系，由浅入深，由单机到系统，技术具有连续性。由实验平台模拟到实际工业现场应用，让学生逐步掌握机器人技术、工业机器人现场应用与操作、工业控制与运动控制等机器人实用技术。在掌握机器人高级技术应用的同时，训练学生动手能力、操作能力和故障检测维护能力。同时通过教育娱乐创新机器人、特种机器人、仿人形机器人的演示与操作，寓教于乐，提高学生学习兴趣、拓宽知识面，为在更高领域的研究夯实基础。系统提供开放性的平台，可根据教学需要与

6、专业建设要求开展多层次全方位的二次开发与研究，也可结合机器人技术与当地工业背景开展应用课题研究。2.1 基础训练实验区 乐高机器人实验室该实验区配置按照每个班级30人进行配置,而且比较适合各年级的学生学习。目的是为了让学生了解现代的机械工程，以及机器人原理等，并且对学生在学习工程技术和机器人系统来说也可以得到一种提高。所以此方案能够满足不同阶段在科技学习和创新学习上的需要，不仅可以满足学生在机器人课程和技术课程上的学习，还可以让学生参加关于乐高的一系列的国内赛和国际赛等。编号品名产品描述数量单价（元）合计（元）1EV3机器人套装套装内包括NXT可编程的智能积木块、可充电的锂电池、伺服电机、触动

7、传感器、光电传感器、超声波传感器、声音传感器以及足够搭建的乐高积木。另外还有转换线、USB导线、分类盒、搭建手册等。1580001200002机器人配件库配件库套装含多种组件，提供更多的梁、轴、连接件及多种特殊组件，如起重机钓钩、钓轮等。蓝色中型乐高储物盒，配有分类盘。152000300003电格总计： 210，000元，大写：贰拾壹万圆整2.2 智慧型机器人实验区. 本实验区主要是针对国际奥林匹克机器人大赛”（WRO， World Robot Olympiad），该项是机器人世界杯系列活动是一项综合教育与科技的国际性活动，亦是学术成分最高的赛事；机器人竞赛是为了推动

8、机器人技术的发展，培养学生创新能力；在智能技术突飞猛进的发展、教育理念的不断更新，作为综合了信息技术、电子工程、机械工程等机器人技术，也在为教育改革贡献自己的力量，明确建设发展方向。编号品名产品描述数量单价（元）合计（元）1KNR基本套装WRO比赛机器人套装6260001560002Labview2013版本正版Labview2013版本1600060003KNR进阶套件WRO比赛机器人套装34000120004感测元件、耗材费机构、组件等耗材110000100005教育训练费用来回差旅、教育费用12720027200价格总计： 211，200元，大写：贰拾壹万壹仟贰佰圆整2.3工业机器人应用

9、实验区 工业机器人应用实验区单元的建设，主要是机器人机械拆装平台组成，从而让学生完成工业机器人的机械部分和电气部分的学习。2.3.1工业机器人机械拆装实训平台l 技术特点：1） 贴近工程实践：此平台集成六轴工业机器人拆装工程实际模块，用于教学的各个机器人相关课程而设计。2） 模块化设计：所有零部件均为模块化设计，可及时更换或升级，确保所有机器人相关教学的实用性。3） 资料完备：配置详细说明书和全流程视频教程，详细介绍各部分的机械拆装、调试过程。4） 运输和安装方便，便于教学或培训的灵活设计安排。l 可以开展的实训实验项目： +工业机器人基本操作编程 +工业机器人拆卸及装配工艺等知识+工业机器人

10、关键零部件及基本结构形式 +工业机器人装配精度测试和调整+工业机器人装配精度测试和调整 +模拟雕刻动作编程+模拟夹持动作编程 +模拟吸取动作编程设备配置清单：标准配置序号产品名称产品参数功能与特点1机器人本体1.型号：HSR-JR608;2.轴数：6 ;3.最大负载：8KG ;4.重复定位精度：0.04mm ;5.重量：128KG机器人拆装2电控柜1.型号：HSR-PE608;2.尺寸:0.7m*0.57m*1.2m;3.控制系统：基于自主知识产权的NCUC工业现场总线技术，支持总线式全数字伺服驱动单元和绝对值式伺服电机，支持总线式远程IO单元。机器人运动控制3装配桌A1.尺寸：1.3m*0.

11、6m*0.75m ；2.机器人工装夹具； 3.重量188KG装配机器人1、2轴4装配桌B1.尺寸：1m*0.6m*0.75m 2.重量121KG装配机器人3、4、5、6轴5悬臂吊1.高度2.3m;行程2.5m 2.负荷300KG吊装拆装部件6安装底架1.大小3m*3m*0.1m 2.重量800KG支撑整个工作站7测试线缆1.编码器线10m 2.电源线10m 3.数量3套关键部件测试选择配置8卡爪1、卡爪（写字）2、卡爪（吸盘）3、卡爪（夹持）各种动作编程9拆装工具扭力扳手、卡簧钳、排油设备、内六角扳手等机器人安装10护栏范围2.89m*2.89m*0.8m保护操作人员11笔记本电脑观看视频教程

12、12机器人零件更换损坏部件13精度检测测试设备1.测试平台2.测试夹具测试装配精度14急停按钮紧急制动价格预算总计： 500，000元，大写：伍拾万圆整三、 工业机器人教学资源库系统3.1课程体系设置3.1.1机器人教学知识体系根据具体已有的数控、机电一体化等专业进行灵活选配课程资源。课程类型课程名建议课时机器人课程资源包机械设计基础（机械工程基础，机械基础、增加RV及谐波减速器）54机械制图54电工电子技术基础54传感器技术54机器人实务72PLC控制系统应用与维护72工业机器人操作与编程 72工业机器人装配与调试72工业机器人电气控制与维修723.1.2机器人课程的教学模式课程的教学模式：

13、项目式教学活动设计、理实一体化教学3.1.2.1部分实训教学内容： 1）机器人实务学习领域机器人实务教学方法和手段任务式理实一体化教学。学习重点通过乐高机器人掌握机器人基础计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识开展丰富多彩的机器人活动。 职业行动能力掌握机器人基础机械机构、运动轨迹等知识。职业知识内容通过活动提高学生对科技活动及知识的兴趣，培养学生动手能力、创新能力；提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；充分体会“做中学，玩中学”的无穷乐趣。教学基本条件乐高机器人实验区2）工业机器人技术学习领域工业机器人技术/机器人技术应用实训教学方法和手段理实一体化教学、多媒体教学学习重点机器

14、人分类和组成、操作几何学，正交坐标系、齐次变换、机器人的坐标系，正问题、关节变量与手部位姿的关系，掌握操作机的微分运动、雅可比矩阵及其变换，动力学方程的推导、了解动力学方程的应用，位置控制与力控制策略、组合控制策略。职业行动能力具备分析、计算机器人坐标系统的能力，具备分析机器人运动的几何关系的能力，具备工业机器人轨迹控制设计的能力。职业知识内容工业机器人的发展概况，工业机器人的结构，工业机器人的运动学及动力学，工业机器人的控制，工业机器人的环境感觉技术，工业机器人的编程语言，工业机器人系统。以典型工业机器人为例，系统地讲述工业机器人各大组成部分及其应用。教学基本条件机械设计及创新实训室、工业机

15、器人应用实验区、多媒体教室3）工业机器人操作与编程学习领域工业机器人操作与编程教学方法和手段项目式教学、理实一体化教学学习重点手动模式下的机器人操作、工业机器人坐标系统、编程语言介绍及其基本指令，I/O信号介绍及配置，机器人系统重启指令介绍，程序保存，系统备份，机器人系统配置及安装。职业行动能力 具备手动控制工业机器人的能力，辨别工业机器人坐标系统中各坐标轴的移动旋转的正负方向，能按照既定的工作任务，设计动作顺序，设定运动参数，识别I/O信号分配，能独立完成程序调试。职业知识内容机器人坐标系统组成和方向判别、位置速度运动控制方法、I/O信号分配设置、工作任务的逻辑分析与设计。教学基本条件智慧型

16、机器人实验区4）工业机器人装配与调试学习领域工业机器人装配与调试教学方法和手段项目式教学学习重点圆柱坐标机器人装拆、六关节机器人装拆、桁架机器人拆装职业行动能力 通过完成学习领域课程内的学习情景任务，学生能够了解工业机器人技术的基本概念和基本理论，了解工业机器人系统的基本硬件结构体系以及它的工作原理，学会工业机器人的模块化组装、调试、控制与维护的基本方法，能学会用工业机器人的编程语言，编写较简单的调试程序。职业知识内容1. 能完成相关资料的检索。2. 能概述工业机人的结构组成和工作原理。3. 能够正确阅读工业机器人部件装配图、零件图和技术文件，进行机械部件装配。4. 能够正确阅读工业机器人的电

17、气原理图、电气安装图，完成电气装配。5. 能够编写适用于不同工作任务的工业机器人调试程序。6. 能够使用工业机器人安装与调试常用的机械工具，电子工具和相关仪器仪表。7. 能够及时详细地记录工业机器人安装与调试过程的工作日记、总结工作经验已供日后的使用。8.能够学会机器人的模块化组装、调试方法。教学基本条件工业机器人应用实验区3.2 师资队伍 茆政吉。台湾大学电机工学博士。泉州轻工学院院长、继续教育学院院长。主要研究领域：机器视觉、动力学轨迹分析设计、工控自动化等。李 俊。德国慕尼黑大学认知系统与机器人专业博士，马尔堡大学认知系统建模博士后，泉州装备所课题组长、研究员，泉州高层次创新创业人才。主

18、要研究方向为系统建模，机器视觉、人机交互、控制算法、机器人自适应控制技术等。汤仪平。华侨大学博士后。曾参与完成国家自然科学项目和福建省重大产学研项目，至今发表10多篇学术论文，申请6项发明专利，其中有3项授权，主要研究工业过程控制与优化，智能检测与信息集成。 陈肖丹。高级讲师，高级技师。曾在国营企业从事十年电力工程安装调试，电子产品设计；多次带领学生参加电气类技能竞赛，获得国家二等奖.省一等奖。主要研究电气自动化方向。黄重成。讲师，技师。曾在国企三明铁路机械厂从事起重机的设计工作，指导学生参加全省“数控机床安装、调试、维修”获二等奖，长期从事数控编程技术的教学与研究、数控设备的应用与维护，发表在CN刊物学术论文2篇。蔡荣盛。讲师，高级技师。曾参与省教育厅科技项目隧道用810型热熔焊机与焊枪的优化设置的研究，并于2013年赴天津参与骨干教师培训，现有2项实用新型专利和一项外观专利，多次到企业挂职锻炼，主要研究数控技术、自动化设计领域。四、实训室总体预算规划4.1经费预算表1：项目资金投入预算 单位：万元 序号建设内容资金预算20161机器人基础训练实验区 212智慧型机器人实验区.21.123工业机器人实验区504 师资培训105场地建设10合计112.12五、