机器人技术基础实验教学的改革与实践-教学研究-燕山大学.PDFVIP

第３８ 卷第２ 期 教学研究 Ｖｏｌ ３８ Ｎｏ ２ ２０１５ 年３ 月 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｍａｒ． ２０１５ 机器人技术基础实验教学的改革与实践 唐艳华 张庆玲 （燕山大学 机械工程学院， 河北 秦皇岛 ０６６００４ ） 　 　 ［摘　 要］　 根据机器人技术基础课程特点，在实验室现有ＡＢＢ ＩＲＢ１４ １０ 机器人的基础上自主开发了机器 人上下料平台实验系统，该系统采用真空吸附的工作原理实现板料的搬运。 制定并执行了机器人运动学控制 以及机器人上下料模拟实验教学方案，经机械电子工程专业学生实践，证明该实验方案能达到预期实验目的， 有效激发学生学习热情，在有限课时内锻炼学生的自主开发能力。 　 　 ［关键词］　 机器人；运动学；实验 　 　 ［中图分类号］　 Ｇ６４２．４　 　 ［文献标识码］　 Ａ　 　 ［文章编号］　 １００５⁃４６３４ （２０１５ ）０２⁃０１０３⁃０３ ０　 引言 据实验分析结果以及研究过程中的心得体会证明 该实验方案能达到预期实验目的，有效激发学生学 机器人学的有关课程实质上是迎接未来挑战 习热情，在有限课时内锻炼学生的自主开发能力。 ［１］ 的有力武器和理想助手 。 机器人教学在国内高 校中已被列入人工智能、 自动化、机电一体化等的 １　 实验设备简介 ［２］ 相关专业的课程之中 。 机器人技术基础是燕山 １．１　 ＩＲＢ１４１０工业机器人 大学机械工程学院机械电子工程专业较早开设的 一门针对高年级学生的专业课，主要介绍机器人 ＡＢＢ 公司的ＩＲＢ１４ １０ 工业机器人工作周期 运动学、动力学、雅可比矩阵、轨迹规划、机器人控 短、运行可靠，能大幅度提高生产效率。 该机器人 制以及机器人语言和离线编程等。 该课程内容抽 在弧焊、物料搬运和过程应用领域经历考验，能实 象、逻辑性强、学生不易理解吸收。 随着工业机器 现弧焊、装配、上胶、密封、机械管理、物料搬运等 人被广泛应用于生产实践当中，掌握机器人的基 功能。 承重能力为５ ｋｇ ，上臂可承受 １８ ｋｇ 的附加 本原理、控制过程以及应用实例，对于机械电子工 载荷；机器人工作范围大、最长能到达 １．４４ ｍ ；其 程专业本科生意义重大。 大臂背后设计有平行连杆及双轴承支承结构，对 传统的机器人技术基础课程，实验内容有限， 称分布的接触力使机械振动大为减小，因而比串 课时安排仅围绕理论教学大纲开展，无拓展性、开 行链接结构更为坚固、响应更为迅速、工作空间更 放性；实验形式单一，一切以教师的“ 教” 为中心， 为集中，非常适合模拟汽车冲压线的上下料任务。 学生只是被动地接受，演示型、验证型实验多，创 为本科生教学提供了良好的环境，为研究生科研 新型实验少，学生缺乏专业知识的综合应用能力， 搭建了良好的实验平台。 缺少独立动手和创新的机会，抑制了学生的想象 ＩＲＢ１４ １０ 工业机器人系统如图１ 所示，系统包 力、 自由发挥空间和学习兴趣。 随着社会对人才 括：ＡＢＢ ＩＲＢ１４ １０ 六自由度关节型串联机器人、Ｅｌ⁃ 创新能力和实