工业机器人专业实训室建设方案
工业机器人产教融合实训基地建设的创新与实践
2021 年 6 月
江苏科技信息
Jiangsu Science & Technology Information
No.16
June，
2021
工业机器人产教融合实训基地建设的创新与实践
赵
斌，
胡志刚
（江苏工程职业技术学院，江苏 南通 226007）
摘要：加强职业教育实训基地建设是职业教育的一项重要任务，文章结合江苏工程职业技术学院工业
中规模最大、设备最为先进的库卡工业机器人实训基
行业开展技术培训、举办行业和专业建设论坛，扩大
地。库卡（KUKA）工业机器人实训基地设备配置情
了实训基地在行业的影响力。
况如表 1 所示。
学校与南通市人社局合作，建设开放共享型实训
表 1 库卡（KUKA）工业机器人实训基地设备配置
培训单元名称
主要设备型号及软件
成 3 期以上的授课、
“课程带教”
考核合格后，
颁发由德
“发明杯”大学生创新创业大赛一等奖、江苏省职业院
国库卡机器人公司授权的工业机器人师资认证证书。
校技能大赛一等奖、
“挑战杯”江苏省大学生科技作品
基地硬件配置完全按照库卡学院标准建设，并由
竞赛一等奖、全国工业机器人焊接大赛二等奖等突出
库卡机器人公司完成安装调试，基地在取得师资认证
学校充分发挥基地的育人功能，借鉴库卡学院完
编程、电气维护和机械维护等课程的培训，取得培训
善的培训体系和工业机器人职业资格标准，着力培养
合格证书的教师再进行“课程带教”环节培训，在库卡
高素质智能制造技术技能人才。近年来，专业学生获
学院培训讲师的指导下开展机器人课程辅助教学，完
职业院校工业机器人专业建设思路和策略(一)
职业院校工业机器人专业建设思路和策略(一)职业院校工业机器人专业建设思路和策略建设目标•培养具备工业机器人系统设计和维护能力的高素质工程技术人才•提高学生的实践操作能力和解决问题的能力•适应工业自动化发展的需求，为企业提供人才支持人才培养方案•设计合理的课程体系–基础理论课程：工业机器人原理、电气控制基础、机械结构设计等–实践操作课程：工业机器人编程、系统调试与维护、自动化生产线集成等–学生项目实践：组织学生参与工业机器人项目实践，提升实践能力•关注学生素质培养–强化学生的创新思维和实际操作能力–提供跨学科的学习机会，培养学生的综合素质–组织学生参与竞赛和实践项目，增强学生的团队合作能力•实践教学改革–建立实验室和实训中心，提供真实工作场景的模拟环境–引入先进的工业机器人设备，提供实践操作的机会–加强与企业合作，开展产学合作项目，提供实习机会师资队伍建设•提高教师专业素养–加强教师的教学能力培养，提供师资培训课程–鼓励教师参与科研活动，提升专业水平•引进优秀教师–聘请行业内专业人士担任客座教授，提供实践经验分享–开展教师交流合作，引进其他院校的教师进行专题讲座•建立导师制度–为每位学生分配专门的导师，提供个性化指导和学术支持–导师定期与学生进行面对面交流，关注学生的学习情况和成长问题实践基地建设•与企业建立合作关系–学校与工业机器人相关企业签署合作协议，实现资源共享–与企业共同设立实践基地，提供实践机会和师资支持•建立行业联盟–组织院校工业机器人专业的教师和企业代表成立行业联盟–定期召开座谈会、研讨会等，促进学校与企业的深度合作•建设示范基地–联合企业共同建设工业机器人示范基地，供学生实践操作和展示成果–吸引更多的学生和企业参观，提升专业的知名度和影响力教育国际化•开展国际交流项目–与国外高水平职业院校开展合作项目，开设双学位课程–组织学生参加海外交流活动，拓宽国际视野和语言能力•引进国外优秀教育资源–合理利用互联网技术，引进国外优秀教学资源–推动教师参与国际学术研讨和合作项目，提升教育质量以上是对职业院校工业机器人专业建设思路和策略的一些建议，旨在促进专业的发展和学生的全面素质提升，为工业自动化行业培养更多高素质的人才。
实训基地建设方案
实训基地建设方案随着社会的发展和科技的进步，实训基地的建设越来越受到大家的重视。
实训基地作为提供学生实践能力培养的场所，发挥着重要的作用。
本文将从实训基地的定义、建设目标、建设内容和建设方案等方面进行探讨。
一、实训基地的定义与建设目标实训基地是指学校或企事业单位为了培养学生实践能力，提供实际工作环境和设备，以及相关的实训教学资源的固定场地。
建设实训基地的目标是为了满足学生实践能力培养的需求，提供与专业相关的实践机会，使学生能够在真实的环境中进行综合实践，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
二、实训基地的建设内容1. 基础设施建设：实训基地的基础设施建设是提供学生实践教学所必需的硬件条件，包括实验室、工作室、工作间等。
根据不同专业的需求，建设相应的场地和设施，确保学生能够在实训基地中进行专业实践。
2. 实训设备的完善：实训基地的建设还需要配备相应的实训设备，例如工业机器人、实验仪器、模拟器等。
这些设备的投入将直接影响学生的实践效果和培养效果，因此需要精心选择和合理配置。
3. 实训教材和课程：建设实训基地需要制定相应的实训教材和课程，以提供学生在实践过程中所需的指导和教育资源。
这些教材和课程应当与实训基地的建设目标和具体专业需求紧密结合，为学生提供系统完整的实践培训。
三、实训基地的建设方案1. 合理规划基地布局：基于实训基地的具体情况和专业需求，合理规划基地内各个区域的布局。
区分不同专业的实训区域，确保每个专业都能得到合适的实践场地和设施。
同时，要考虑到实训基地的扩展性，预留足够的空间以适应未来的发展。
2. 优化硬件设施投入：在实训基地建设中，需要根据专业需求选择适当的硬件设施。
同时，要合理配置设备，避免资源浪费。
可以根据专业实践的重要性和需求程度进行优先级排序，确保重点专业得到优先满足，然后再逐步向其他专业拓展。
3. 质量管理与持续改进：实训基地的建设不能仅仅停留在设施投入上，还需要注重质量管理和持续改进。
工业机器人实训系统介绍-南京旭上
工业机器人控制系统
1.虚拟工业机器人
虚拟机器人是在计算机中构造虚拟的六自由度工业机器人应用环境（如 机器人搬运、焊接、喷涂等），学员可以使用真实的手持示教盒，操作虚拟 工业环境中的虚拟机器人，包括示教、再现、离线编程等。都能在系统中通 过工业机器人的三维图形仿真出来。
虚拟焊接场景
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
虚拟堆垛场景
2.工业机器人手持示教盒
• 考核系统将工业机器人上的各类控制信号进行了分类展开，信号可方便观测 和设置。 • 模块化结构，可组合、扩展 • 可进行工业机器人的连接、参数调整实验 • 可进行工业机器人故障及维修实验 • 多台考核系统可智能化联网及集中管理 • 智能化考核系统具有教师/学生登录管理、自动出卷、自动成绩统计等功能
为了能够让学生能够更好、更快的掌握机器人的操作及编 程，该实训系统采用真实的示教盒对虚拟机器人进行操作。 手持示教盒可根据客户的需求配置.
3.工业机器人控制系统
为了能够让虚拟机器人与真实工业机器人的运动相一致， 虚拟机器人的控制由真实机器人控制系统来完成。 该系统引入汽车行业通用的CAN总线传输底层协议，实现 了数据的安全、实时传输，确保系统的安全、稳定。 该系统实现了基于CANOpen总线的DSP301及DSP402标 准，确保控制系统的安全性、开放性。
工业机器人教学整体解决方案
2014.11.14
一、公司简介
• 南京旭上数控技术有限公司致力于工业机器人、数控机床、数控维修教学实 验设备、自动化教学实训设备及教学仿真软件的开发与制造。公司通过了 “IS0 9001：2000版质量管理体系”认证。中国质量诚信企业协会授予我公 司“江苏质量诚信AAA级品牌企业”。南京市机器人产业联盟成员。 • 本公司是2007/2008/2009/2010/2011/2012/2013连续七年中央职业教育实训 基地建设项目（数控机床综合实验、实训、培训、考核、机电综合实训、全 数字伺服原理实验系统）中标单位。
人工智能机器人创新实训室建设方案
人工智能机器人创新实验室建设方案目录一、人工智能机器人创新实验室建设背景 (3)二、建设方案 (4)1.建设目的 (4)2. 方案概述 (5)3. 实验室教育设备 (5)3.1 移动机器人 (5)3.2 虚谷号开源硬件AI实验箱 (9)3.3 协作机器人实训台 (11)3.4 工业机器人综合应用实训平台 (14)4、专业核心课程设置及要求 (19)5. 实验室布局 (22)6、设备列表及预算 (24)三、方案优势 (24)一、人工智能机器人创新实验室建设背景2019年教育部公布《普通高等学校高等职业教育（专科）专业目录》其增补专业中包含了人工智能技术服务专业。
根据三部委联合印发《制造业人才发展规划指南》数据测算，至2025年，新一代信息技术产业人才缺口将达950万人，机器人领域人才缺口将达450万人。
以往单纯依托院校输送应用人才的培养机制已难以满足未来市场需要，需要政府、企业、教育机构、第三方行业组织等共同推动我国机器人应用人才的培养与发展。
所以为应国家发展战略以及市场人才的需要，结合我市人工智能教育发展现状，以国务院《新一代人工智能发展规划》和教育部《教育信息化2.0行动计划》为指导，我市要以培养符合智能化社会需求、具备良好人工智能意识、技术创新思维和智慧社会责任等人工智能学科核心素养人才为宗旨，从人工智能课程规划、人工智能实验室建设、人工智能教学师资培养以及人工智能教学活动的开展等多维度来全面推进人工智能教育，形成良好的人工智能教育生态环境，为培养习近平总书记关于教育工作系列重要讲话精神中强调更好地实施科教兴国战略和人才强国战略所需科技人才奠定基础。
二、建设方案1.建设目的机器人创新实验室是一个既贴近于工业化生产、又立足于培训的场景；既能充分地体现学员参与性、又能使教学与工业实际无缝对接的加工制造系统。
目的是构造一个高真实度的生产运作环境，为学生和产业工人工程实践教学提供一个先进的、创新的、密切联系工业生产实际的工程实践平台。
机器人实验室项目建设
机器人实训室工程建设调研报告一、机器人实验室建设意义和必要性1、机器人技术介绍机器人由操作机〔机械本体〕、操纵器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动操纵、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、操纵技术、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分爽朗，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反响和分析判定能力，又有机器可长时刻持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上讲它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和效劳性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
机器人领域开展近几年有如下几个趋势：1．工业机器人性能不断提高〔高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修〕，而单机价格不断下落，平均单机价格从10.3万美元落至2021年的1万美元，可见其门槛落低之快，足以遇见其应用推广速度。
2．机械结构向模块化、可重构化开展。
例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；已有模块化装配机器人产品咨询市。
3．机器人操纵系统向基于PC机的开放型操纵器方向开展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，操纵方式日见小巧，且采纳模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
4．机器人中的传感器作用日益重要，除采纳传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而远控机器人那么采纳视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策操纵；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
工业机器人实训方案
工业机器人实训方案一、引言随着人工智能和先进技术的快速发展，工业机器人在生产领域的应用日益广泛。
为了提高工业机器人操作的效率和安全性，建立一个合理的实训方案是至关重要的。
本文将介绍一种工业机器人实训方案，旨在帮助学习者掌握机器人操作技巧和应对实际工作场景的能力。
二、实训目标1. 掌握基本机器人操作技术：学习者需要了解工业机器人的基本知识和操作技巧，包括机器人的组成结构、工作原理以及常见操作指令等。
2. 培养机器人编程能力：通过实际操作，学习者将学会使用编程语言编写机器人的运动轨迹和任务流程，实现自动化生产和控制。
3. 提高机器人安全操作意识：学习者需要了解机器人的安全规范和操作流程，掌握正确的安全操作方法，以避免潜在的人身和设备损害。
4. 实践应用知识：通过模拟实际工作场景，学习者将能够将所学到的知识应用于实际生产过程中，提高工作效率和质量。
三、实训内容1. 理论学习阶段：- 了解工业机器人的分类和应用领域；- 学习机器人的工作原理和常见操作指令；- 掌握机器人的编程语言和开发环境。
2. 模拟实训阶段：- 学习者将进行实际机器人的搭建和调试过程；- 利用仿真软件进行机器人编程和任务模拟，如基于ROS（机器人操作系统）的机器人仿真；- 完成一系列机器人操作任务，如自动化装配、物料搬运等。
3. 实际应用阶段：- 将机器人应用于实际生产环境中，与其他设备和系统进行集成；- 学习者将与实际工作人员一起合作，解决实际工作中的问题，并进行相关的优化和改进。
四、实训设备和环境1. 机器人设备：- 基本装配型工业机器人（如SCARA机器人、多关节机械臂等）；- 相关传感器和执行器。
2. 编程环境：- 机器人编程语言（如C++、Python等）；- 机器人控制软件（如ROS、ABB RobotStudio等）。
3. 实训场地：- 设备安装区域和实验平台；- 仿真环境。
五、实训评估和考核1. 实训任务完成情况的评估：根据学习者在实际操作中的表现和任务完成情况评估其技术水平和能力。
机器人实验室建设方案
机器人实验室建设方案(参考样例)目录第一部分机器人国内外发展概况及人才需求分析 (3)1.1机器人国际发展状况 (3)1.2机器人国内发展状况 (4)1.3机电电器类人才需求分析 (5)第二部分机器人实验室建设规划 (9)2.1基础训练区 (9)2.1.1最小机电系统连接与控制实训平台 (9)2.1.2基础提高训练设备 (10)2.2综合应用实训区 (11)2.2.1多控制四轴码垛机器人系统 (11)2.2.26自由度多控制模块化可拆装机器人系统 (12)2.2.36自由度弧焊机器人工作站系统 (13)2.2.46自由度搬运装配机器人工作站系统 (14)2.2.56自由度点焊机器人工作站系统（体积较大，可选） (15)2.2.6模块化多机器人柔性制造/自动化物流综合实训系统 (15)2.2.7智能移动机器人 (16)2.2.8AGV小车 (17)2.3拓展展示区 (17)2.3.1仿人形机器人 (17)2.3.2特种爬壁机器人 (18)2.3.3特种球形机器人 (18)2.3.4可重构并联机器人 (19)第三部分机器人机电教学模式探讨 (20)3.1机器人推荐教学模式及教学理念 (20)3.2提供的资料介绍 (21)3.3校企合作与培训说明 (21)3.4机器人实验室针对教师与学生教学效果 (21)II第一部分机器人国内外发展概况及人才需求分析1.1机器人国际发展状况机器人技术是多学科交叉与综合的高技术，对国民经济和国家安全具有重要的战略意义，具有广阔的应用前景和市场。
在汽车、电子、石化、自动化等工业领域已得到广泛的应用，目前正向教育、娱乐、助老助残、危险环境作业等服务领域发展，并正在形成巨大的产业。
机器人技术与仿生及纳米技术的结合出现了仿生机器人、纳米机器人、医疗机器人等前沿方向。
美国、欧盟、日本、韩国都制定了本国的机器人发展战略。
工业机器人已经成为展示一个国家制造水平和科技水平的重要标志，在技术发达国家已经建成一批工业机器人制造厂，如：瑞典的ABB、日本的FANUC、MOTOMAN、德国的KUKA、美国的Adept、意大利COMAU等，已经成为其所在国的支柱性产业。
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工业机器人技术专业实训室建设方案
该工业机器人实训体系建设方案是根据目前工业机器人建设的最新要求，
吸收国内外同类建设方案优点，充分考虑学校区域工业机器人发展特点和区域
人才培养的需求，并结合工业机器人教学的特点精心构建而成。
该建设方案集成多种实验实训系统，提供了众多实验例程与典型应用，便
于学生、老师熟悉和掌握工业机器人的实际应用。
为符合学校物工业机人专业的建设目标和要求，实训室方案的丰富建设经
验与优势、以及专业的定制化服务能力，根据学校的需求，特此设计提出了一个
以院校专业学科建设为宗旨的工业机器人应用实训室综合解决方案，方案包含工
业机器人的基础实训室建设和工业机器人典型应用实训室建设。
2 实训体系配置及预算
注：本配置表是按照专业建设最全面的设备来配置，仅供参考，我司会根据合作院校的具体
需求来定制化配置或调整。
述特色化专业课程体系完整配套），具体建议如下：（此配置暂以30人/班配置）
工业机器人综合实验室实训服务体系报价表
序号 实训体系\服务项目名称 数量 单
位
单价（元） 总价（元） 备 注
一、工业机器人基础知识实训体系
1 机器人认知实训室 30 台 ¥14, ¥423,
2 工业机器人仿真实训室 15 台 ¥55, ¥825,
3 工业机器人编程与调试实训室 5 台 ¥275, ¥1,375,
二、工业机器人工程应用技术实训体系
4 工业机器人装配应用工作站 2 台 ¥328, ¥656,
5 工业机器人焊接应用工作站 2 台 ¥314, ¥628,
6 工业机器人分拣应用工作站 2 台 ¥442, ¥884,
7 工业机器人搬运应用工作站 2 台 ¥276, ¥552,
8 工业机器人机床上下料工作站 2 台 ¥321, ¥642,
合计金额 ¥5,985,
注：本表方案是按照专业建设最全面的设备来配置，仅供参考。我司会根据具体的需求来定制
化配置。
3 工业机器人实训室详细设计方案
工业机器人多功能实训室
实训目标
通过多功能实训室建设能够满足工业机器人编程、系统调试、以及机电设备的
安装与调试实训教学。通过实训使学生掌握工业机器人应用的以下技能：
1） 熟悉工业机器人应用系统的基本组成；
2） 熟练掌握工业机器人编程与调试的能力；
3） 熟练掌握工业机器人示教器的使用方法与技巧；
4） 熟练掌握工业机器人示教器的编程与示教功能；
5） 掌握工业机器人离线编程的基本能力；
6） 掌握工业机器人安全使用规范；
7） 掌握工业机器人码垛应用的编程与调试方法；
8） 掌握工业机器人轨迹规划的编程与调试方法；
9） 掌握工业机器人TCP定点的编程与调试方法；
10） 掌握工业机器人固定位置排序的的编程与调试方法。
实训项目
1） 工业机器人的基本认识实训；
2） ABB机器人控制器结构认识；
3） ABB控制器IO接线实训；
4） FlexPendant主要组成实训；
5） ABB示教器基本操作实训；
6） ABB示教器运动操作实训；
7） ABB 机器人的 IO 通信及应用；
8） ABB机器人的程序数据设置实训；
9） 实训外设的安装与调试；
10） 机器人基本运动指令实训；
11） 平面矩形描图编程与示教实训；
12） 平面圆形描图编程与示教实训；
13） 固定位置搬运编程与示教；
14） 平面矩阵码垛编程与示教；
15） 码垛编程与示教。
实训效果
通过系统的实训课程训练，使学生掌握工业机器人应用系统的组成、编程、调
试以及机电设备的安装方面的知识与技能。为后续的机器人的典型应用与综合应用
打下坚实的基础。
建议配置
按照工业机器人实训教学的特点，实训室按照理实一体化形式进行建设，实训
室内部设实践操作区、工具集中管理区、理论学习讨论区。便于开展理实一体化教
学。实训室效果图如下。
表1 主要设备配置清单
设备名称 品牌型号 数量 单位
1
ABB 机器人本体 ABB IRB120 12 台
2
ABB机器人控制器 IRC5 紧凑型控制器 12 台
3
实训台架 一体式/模块化 12 台
4
机器人夹具 快速换装夹具，顶尖夹头，搬运训练夹头，轨迹规划夹头 12 套
5
坐标标定模块 12 套
6
TCP标定模块 12 套
7
轨迹规划模块 12 套
8
码垛模块 12 套
9
气泵 根据集中供气或单独供气进行具体配置
10
11
12
13
14
15
16
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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12
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
ET ，及以上。
客户端：操作系统——Win XP/Win7；浏览器——IE8及以上；
（4）产品介绍
本系统是由华兴鼎盛科技有限公司专门为职业教育针对工业机器人教学而开
发的，本系统采用3D虚拟仿真技术实现真实的机器人结构展示、机器人本体与控
制系统的拆装、机器人编程操作、机器人系统维护等实训项目。对真实的实训实训
设备操作实训进行一个补充，减低学生学习难度，提高教学效率，解决真实设备无
法实现的实训项目，如机器人拆装，维护与保养等。
虚拟仿真软件界面
工业机器人结构展示
工业机器人本体爆炸图