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摘要：随着社会的快速发展，工业机器人应用日趋广泛，各高校也纷纷开展工业机器人相关教学。但教学设备普遍灵活性较差，仅适用于单一练习。本文基于HD1XKB工业机器人技能实训台，采用基础模块或学生自建模块进行学习，这样虚实结合的机器人实训系统，可以完成工业机器人编程教学课程的基本技能训练任务，该实训系统使学生技能训练的时间更长，技能训练的安全性更高，同时也锻炼了學生的三维绘图能力。
Abstract： With the rapid development of society， industrial robots are increasingly widely used in Colleges and universities have also launched industrial robots related teaching. However， the general flexibility of teaching equipment is poor， and it is only applicable to single practice. Based on the HD1XKB industrial robot skill training platform， this paper adopts the basic module or student self-modeling module to study， so the virtual-real robot training system can complete the basic skills training tasks of the industrial robot programming teaching course. The training system makes the students'skills training longer and the skills training safer. It is more complete， and it also exercises the students' ability of 3D drawing.
关键词：工业机器人;HD1XKB;实训台
Key words： industrial robot;HD1XKB;training platform
0 引言
随着时代步伐的发展，德国提出工业4.0战略，我国于2015年作出了建设世界一流大学和一流学科的重大战略决策，明确指出高等学校“着力培养具有历史使命感和社会责任心，富有创新精神和实践能力的各类创新型、应用型、复合型优秀人才的建设任务。教育部为应对当前科技革命、产业变革和新经济的高速发展，确保“中国制造2025”、“一带一路”、“互联网+”全民创业，重大战略国策落到实处，加快推进高等教育改革和发展步伐，顺应时代发展潮流，尽快培养出拥有工程设计、工程实践、创新思维、数字化思维能力的工程科技创新和产业创新人才[1]。现代生产过程中，工业机器人应用日趋广泛。因此，各高校纷纷开展工业机器人相关教学，同时也出现了许多实训设备。但是现有设备不同程度存在以下两个问题：通用性较差，仅适用某一工业机器人;主次分配不当，教学中出现其它自动化设备的学习占比大于工业机器人的情况。因此，本文采用模块化设计，重点在于可以灵活设计用于实训及考核工业机器人相关技能的模块，满足机器人实训教学、考核的灵活与多样性需求[2]。
1 工业机器人运动学模型
本文采用ABB Robotics最新一代六轴工业机器人，六轴标定如图1所示，运动范围如表1所示，也是ABB推出一款迄今最小的多用途工业机器人-紧凑、敏捷、轻量，仅重25kg，荷重3kg，最大工作行程为580mm，底座下方拾取距离112mm，专为使用基于机器人的柔性自动化的3C行业而设计[3-5]。
2 实训硬件系统的创建
2.1 模块的建立
为了让学生更直观认识到机器人各个轴之间的运动，采用虚拟平台进行编程学习。本文采用ABB Robotics的ABB公司IRB120型号的机器人，该型号机器人是ABB公司推出的最小、速度最快和功能最齐全的六轴工业机器人，其外形如图1所示;实训平台采用HD1XKB工业机器人技能考核实训台，实训平台如图2所示。根据教学计划需要学生熟练操作MoveJ、MoveL、MoveC和MoveAbsJ等指令。学生根据需要在三维绘图软件里建立模块，本例在proe5.0中建立基础模块，如图3所示。
2.2 实训系统搭建
把建立好的HD1XKB实训台导入到Robotics中，并放置在水平台上。把ABB模型库中的IRB120机械手臂导入到系统，并把其放置在HD1XKB实训台中间;在设备模型库Training Objects中导入MyTool工具，并把工具安装在法兰盘上;把基础模块导入到系统中，并把其放在水平台工作区3上。建立好的实训系统如图4所示。
2.3 相关参数设置
采用FlexPendant进行对机器人进行示教，示教之前需要对机器人进行创建系统，后再确定P10、P20、P30、P40和P50共计5个点的位置，采用示教器中的修改位置进行确定位置，P10为起始点、P20为圆弧起点及左半圆弧终点、P30为右半圆弧中点、P40为右半圆弧终点、P50为左半圆弧的中点，要求如图5所示，其它参数采用默认。
3 程序编写、仿真及实践
程序编写有两种方法：第一种方法是通过路径指定、示教指令功能完成目标点的创建及指令的创建;第二种方法是通过FlexPendant里的虚拟示教器中的程序编辑器进行程序编写及位置点的修改。先新建例行程序，命名为yuan，输入程序如图6所示，输入完程序后进入调试界面，进行调试修改，最终仿真结果完全按照预定的点运动，包括关节运动、线性运动和圆弧运动。最后把仿真正确的程序载入到机器人，大大提高了学生的兴趣，实践如图7所示。
4 结语
基于HD1XKB工业机器人技能实训台，可以在实训台上进行模块化训练，模块可以根据学习要求自己建立，除了以上基础模块之外还可以进行激光雕刻、工件焊接、搬运模块及异步输送带模块的学习。采用虚实结合的方法，激发了学生的学习兴趣，综合提高了学生的三维绘图能力和机器人编程能力。
参考文献：
[1]鲍艳，李鸿儒，张羽，等.“新工科”背景下以自制教仪服务于实验教学的探讨与实践[J].实验技术与管理，2018（9）：239-242.
[2]许鸿飞，李鉴川，韩日明，等.基于stm32的工业机器人实训模块设计[J].机械工程师，2018（9）：54-55.
[3]李艳侠，李彬.工业机器人应用技术-基于ABB机器人IRB120[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2018.
[4]杨妍，潘松峰.三自由度工业机器人动力学分析[J].制造业自动化，2018（9）：51-53.
[5]郭联金.智能制造背景下机电专业实训室的升级改造[J].实验技术与管理，2018（9）：158-161.
Abstract： With the rapid development of society， industrial robots are increasingly widely used in Colleges and universities have also launched industrial robots related teaching. However， the general flexibility of teaching equipment is poor， and it is only applicable to single practice. Based on the HD1XKB industrial robot skill training platform， this paper adopts the basic module or student self-modeling module to study， so the virtual-real robot training system can complete the basic skills training tasks of the industrial robot programming teaching course. The training system makes the students'skills training longer and the skills training safer. It is more complete， and it also exercises the students' ability of 3D drawing.
关键词：工业机器人;HD1XKB;实训台
Key words： industrial robot;HD1XKB;training platform
0 引言
随着时代步伐的发展，德国提出工业4.0战略，我国于2015年作出了建设世界一流大学和一流学科的重大战略决策，明确指出高等学校“着力培养具有历史使命感和社会责任心，富有创新精神和实践能力的各类创新型、应用型、复合型优秀人才的建设任务。教育部为应对当前科技革命、产业变革和新经济的高速发展，确保“中国制造2025”、“一带一路”、“互联网+”全民创业，重大战略国策落到实处，加快推进高等教育改革和发展步伐，顺应时代发展潮流，尽快培养出拥有工程设计、工程实践、创新思维、数字化思维能力的工程科技创新和产业创新人才[1]。现代生产过程中，工业机器人应用日趋广泛。因此，各高校纷纷开展工业机器人相关教学，同时也出现了许多实训设备。但是现有设备不同程度存在以下两个问题：通用性较差，仅适用某一工业机器人;主次分配不当，教学中出现其它自动化设备的学习占比大于工业机器人的情况。因此，本文采用模块化设计，重点在于可以灵活设计用于实训及考核工业机器人相关技能的模块，满足机器人实训教学、考核的灵活与多样性需求[2]。
1 工业机器人运动学模型
本文采用ABB Robotics最新一代六轴工业机器人，六轴标定如图1所示，运动范围如表1所示，也是ABB推出一款迄今最小的多用途工业机器人-紧凑、敏捷、轻量，仅重25kg，荷重3kg，最大工作行程为580mm，底座下方拾取距离112mm，专为使用基于机器人的柔性自动化的3C行业而设计[3-5]。
2 实训硬件系统的创建
2.1 模块的建立
为了让学生更直观认识到机器人各个轴之间的运动，采用虚拟平台进行编程学习。本文采用ABB Robotics的ABB公司IRB120型号的机器人，该型号机器人是ABB公司推出的最小、速度最快和功能最齐全的六轴工业机器人，其外形如图1所示;实训平台采用HD1XKB工业机器人技能考核实训台，实训平台如图2所示。根据教学计划需要学生熟练操作MoveJ、MoveL、MoveC和MoveAbsJ等指令。学生根据需要在三维绘图软件里建立模块，本例在proe5.0中建立基础模块，如图3所示。
2.2 实训系统搭建
把建立好的HD1XKB实训台导入到Robotics中，并放置在水平台上。把ABB模型库中的IRB120机械手臂导入到系统，并把其放置在HD1XKB实训台中间;在设备模型库Training Objects中导入MyTool工具，并把工具安装在法兰盘上;把基础模块导入到系统中，并把其放在水平台工作区3上。建立好的实训系统如图4所示。
2.3 相关参数设置
采用FlexPendant进行对机器人进行示教，示教之前需要对机器人进行创建系统，后再确定P10、P20、P30、P40和P50共计5个点的位置，采用示教器中的修改位置进行确定位置，P10为起始点、P20为圆弧起点及左半圆弧终点、P30为右半圆弧中点、P40为右半圆弧终点、P50为左半圆弧的中点，要求如图5所示，其它参数采用默认。
3 程序编写、仿真及实践
程序编写有两种方法：第一种方法是通过路径指定、示教指令功能完成目标点的创建及指令的创建;第二种方法是通过FlexPendant里的虚拟示教器中的程序编辑器进行程序编写及位置点的修改。先新建例行程序，命名为yuan，输入程序如图6所示，输入完程序后进入调试界面，进行调试修改，最终仿真结果完全按照预定的点运动，包括关节运动、线性运动和圆弧运动。最后把仿真正确的程序载入到机器人，大大提高了学生的兴趣，实践如图7所示。
4 结语
基于HD1XKB工业机器人技能实训台，可以在实训台上进行模块化训练，模块可以根据学习要求自己建立，除了以上基础模块之外还可以进行激光雕刻、工件焊接、搬运模块及异步输送带模块的学习。采用虚实结合的方法，激发了学生的学习兴趣，综合提高了学生的三维绘图能力和机器人编程能力。
参考文献：
[1]鲍艳，李鸿儒，张羽，等.“新工科”背景下以自制教仪服务于实验教学的探讨与实践[J].实验技术与管理，2018（9）：239-242.
[2]许鸿飞，李鉴川，韩日明，等.基于stm32的工业机器人实训模块设计[J].机械工程师，2018（9）：54-55.
[3]李艳侠，李彬.工业机器人应用技术-基于ABB机器人IRB120[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2018.
[4]杨妍，潘松峰.三自由度工业机器人动力学分析[J].制造业自动化，2018（9）：51-53.
[5]郭联金.智能制造背景下机电专业实训室的升级改造[J].实验技术与管理，2018（9）：158-161.