工业机器人实训中心系统集成技术的应用研究

摘要

工业机器人是机电一体自动化生产装置，靠电力驱动，由计算机控制伺服系统来实现如运动、定位、逻辑判断等功能的一种机器，并可以自动执行工作。随着工业机器人技术的发展，和其应用的不断扩大，我国已经成为全球第二大应用市场。其应用对于助推我国制造业转型升级，提高产业核心竞争力功不可没。但与之形成鲜明对比的是，工业机器人相关专业的人才培养却落后于市场的发展。我国职业教育界在意识到这种情况后，已开始大力加强相关专业的建设。但针对职业院校教学需求的工业机器人系统集成案例几乎为零，教学设备的开发成为制约相关专业发展的问题和瓶颈。
　　本研究运用文献调查法、经验总结法、描述性研究法和系统科学方法，综合运用了工业机器人技术、PLC技术、HMI技术、工业现场总线技术、气动技术和系统集成技术，研究解决工业机器人实训系统集成设计所面临的问题，而更深层次的意义与价值在于提供教学用工业机器人应用系统集成设计的思路与方法。在研究过程中，首先对工业机器人专业相关教学文件和相关企业的调查结果进行研究，从中逐步解读、分析出工业机器人实训教学系统的工作任务，也就是本课题系统集成设计所要解决的问题和达到的要求。之后将工业机器人实训中心这样一个大系统分解为基础实训平台、典型应用实训平台这样两个小系统，选定了工业机器人实训中心各实训平台的工作装备，确定了其基本形制，解决工业机器人应用系统执行机构的问题。然后提出了工业机器人系统集成设计时，关于工业机器人选型的基本原则、思路与需要注意的地方，进行了各实训平台所用工业机器人的具体型号确定，并略过工艺软件的讨论。再然后提出了外部控制系统设计和选型的基本原则，并通过对工作任务、工作装备的综合考虑，进行了其系统设计，特别是工业现场总线的选型。最后进行具体控制设备的选型，完成了整个系统集成设计，并分别对两个子系统进行仿真的方式验证了设计。

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第一章 绪 论

1.1 绪 论

1.2 论文的研究背景及意义

1.3 研究动态

1.4 论文的主要内容及相关章节介绍

第二章 工业机器人典型应用与系统集成

2.1 工业机器人典型应用

2.2 工业机器人系统集成设计的意义

2.3 工业机器人系统集成设计的一般步骤与方法

2.4 本章小结

第三章 工业机器人实训教学系统工作任务

3.1 专业培养目标

3.2 工业机器人相关企业调研

3.3 工业机器人实训教学系统工作任务

3.4 本章小结

第四章 实训工作装备

4.1 基础实训平台

4.2 典型应用实训平台

4.3 本章小结

第五章 工业机器人的选型

5.1 工业机器人四大家族

5.2 具体选型

5.3 工艺辅助软件的选择和使用

5.4 本章小结

第六章 外部控制系统

6.1 外部控制系统总体设计

6.2 工业现场总线的选用

6.3 控制设备选型

6.4 系统故障安全的考虑

6.5 本章小结

第七章 系统集成设计仿真

7.1 仿真方法

7.2 机械系统仿真及结果

7.3 电气系统仿真及结果

7.4 仿真结论

7.5 本章小结

第八章 学习效果评价

8.1 评价方式

8.2 评价内容

8.3 本章小结

第九章 总结与展望

9.1 总 结

9.2 展 望

致谢

参考文献