贵州大学教学项目实施案例 2019-05-06

为响应中国制造2025国家发展战略,为中国制造业转型升级培养急需的新型工程师人才,培养适应21世纪社会主义现代化建设需要的德、智、体全面发展,贵州大学机械工程学院提出培养具有机械工程、自动化控制、智能制造、“互联网+”等专业基础知识,掌握智能制造技术,特别是制造业信息化专业知识,具备在政府机关及企事业单位从事智能制造、制造业信息化系统规划设计、应用实施、运行管理、技术开发、教育培训等方面能力的高级工程技术人才。

结合以上人才培养目标,所需的实践教学内容有以下几点:

(1)机械设计、机械原理、机械制图等课程的实物认知教学和实践课程;

(2)机械工程控制基础、测试技术课程的实验验证;

(3)企业信息管理与信息系统、ERP系统及应用、MES系统及应用课程的操作实践和系统研究开发;

(4)智能制造技术与系统课程的实物认知教学和实践课程。

为此,特设置以下实践项目课程:

序号

专业课程名称

实验项目

学习目标

1

智能制造技术与系统

智能制造系统的智能装备认知实践

了解各种结构形式的机器人系统及应用



智能制造系统的应用实践

智能制造系统各部分的系统组成、工作原理认识及应用

2

机械设计

智能制造系统的开发实践

智能制造各组成系统的开发性实践



机器人结构认知

熟悉机器人结构特点与功能



机器人末端执行器实验

熟悉机器人末端执行器功能



自动化生产线的布局与安装

熟悉智能装备在自动化生产线的部署



工装设计

通过工装设计了解机器人工作站的设计部署



直线模组分析与校核实验

校核验证丝杠驱动模组的设计计算



减速器选型设计实验

验证减速器选型



输送线选型设计实验

验证带传动设计选型

3

机械原理

机器人作业范围绘制实验

验证并认知机器人作业范围



机器人复合运动分析实验

了解多轴联动的运动分析



谐波传动结构分析实验

了解谐波减速器及关键技术

4

机械制图

机器人三维模型设计

熟悉三维软件使用及机器人结构



机器人三维模型动画分析

熟悉三维动画的应用



堆垛机三维模型设计

熟悉三维设计及常用直线驱动方式

5

机械工程控制基础、测试技术

传感器的应用

了解传感器的原理及应用



机器人编程与控制

了解机器人系统的编程与控制



生产线调试

熟悉生产线联合调试



自动控制系统响应实验

了解运动控制仿真建模与PID控制

6

企业信息管理与信息系统、ERP系统及应用、MES系统及应用

信息系统的应用

掌握企业信息系统的应用



信息系统的开发

了解信息系统的开发

完成以上实践项目课程的实践教学平台所具备的功能有:

(1)具有典型的自动化生产环节相应的设备,包含数字化立体仓库、智能物流系统、智能装配系统;

(2)具备实现信息化系统的基础设施,包含完善的现场网络、丰富的传感器配置、能够实现统一的网络协议标准,足够运算能力和存储能力的服务器,便于部署的显示系统;

(3)具备足够开放的信息化系统软件,包括开放的MES、ERP、机器人操作系统等软件系统;

(4)安全的操作环境,包括采用安全的智能协作机器人,带安全防护机制的移动机器人系统,具有安全设计的立体仓库;

(5)足够的实验空间,包括从系统布局充分考虑学生的操作空间,可移动设计行成可变空间。

   

        智能制造系统实验室——桌面智能制造教学平台

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一款集成多类型小型机器人(移动小车、直角坐标机器人、平行四轴机器人、Scara机器人、Delta机器人、串联六轴机器人)应用的模块化智能制造教学平台,由数字化仓库模块、3D打印制作模块、数控加工模块、装配与仓储模块、移动输送模块组成,所有设备通过互联网连接到云平台。该平台重点用于学习掌握智能装备的原理及应用、物联网技术及应用。

支撑课程:机械设计基础、机械制造基础、机电传动控制、传感与检测技术、C语言程序设计、PLC原理与应用、工业网络技术、微机原理与接口技术、Python程序设计、机器视觉与图像处理、工业机器人技术及应用、工业网络技术、物联网技术及应用

实践项目:

机械类:认识机器人系统、工艺路线规划、机器人运动空间仿真、机器人工具及工装设计、环形输送系统设计、AGV小车设计开发

控制类:电气原理识图与实物认识、生产线工艺流程分析设计、机器人工作站编程运行、PLC程序设计、生产线联合运行调试、物联网系统通信调试及应用系统配置

综合类:智能工厂规划、改造项目1-RFID系统植入、改造项目2-MES系统配置与调试



工业机器人实验室——进阶型工业机器人多功能教学平台

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一款完全应用工业以太网技术、集成多种工业机器人应用场景的模块化教学设备。

支撑课程:机械设计基础、机械制造基础、机电传动控制、传感与检测技术、C语言程序设计、PLC原理与应用、工业网络技术、微机原理与接口技术、Python程序设计、机器视觉与图像处理、工业机器人技术及应用

实践项目:

机械类:机器人工作站系统组成认识、工艺分析与工装设、集成外部轴机器人系统运动空间仿真、机器人焊接工装夹具设计、机器人装配工装夹具设计、机器人工作站搭建与仿真

控制类:电气原理识图与实物认识、机器人工作站工艺流程分析设计、机器人工作站离线编程与仿真、机器人工作站profinet总线配置与通信测试、基于OpenCV视觉标定程序设计、机器人工作站联合调试运行

综合类:机器人焊接工作站系统设计、机器人装配工作站系统设计、机器人视觉分拣系统设计、机器人工作站创新设计





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