工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真教學(xué)應(yīng)用分析

工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真教學(xué)應(yīng)用分析摘要：工業(yè)機(jī)器人屬于未來主流應(yīng)用技術(shù)趨勢之一，為進(jìn)一步提高人才供應(yīng)質(zhì)量，使相關(guān)行業(yè)能夠得到重要的發(fā)展支持。應(yīng)當(dāng)從教學(xué)角度出發(fā)，探索虛擬化仿真教學(xué)方式，確保相關(guān)工作能夠順利展開。本文主要這對工業(yè)機(jī)器人虛擬化仿真教學(xué)進(jìn)行深入研究，以供參考。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；虛擬仿真；教學(xué)應(yīng)用引言：目前，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。為進(jìn)一步滿足相關(guān)行業(yè)需求，大量高校開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人操作課程，使教學(xué)內(nèi)容得到了豐富化轉(zhuǎn)變。但是，由于相關(guān)系統(tǒng)造價(jià)較為昂貴，因此學(xué)校普遍無法布設(shè)實(shí)訓(xùn)用設(shè)備，導(dǎo)致相關(guān)教學(xué)活動(dòng)無法正常展開，限制了人才培育效果。通過應(yīng)用虛擬化仿真教學(xué)方案，能夠有效擺脫實(shí)訓(xùn)設(shè)備限制，使學(xué)生能夠獲得操作經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)參與行業(yè)工作提供重要支持。1工業(yè)機(jī)器人仿真教學(xué)構(gòu)建平臺分析根據(jù)我國發(fā)布的職業(yè)教育改革指導(dǎo)方案規(guī)劃，工業(yè)機(jī)器人編程應(yīng)用與操作實(shí)踐教學(xué)需求開始得到廣泛重視。在教學(xué)工作中，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，需要結(jié)合虛擬化平臺，構(gòu)建對應(yīng)操作軟件，使教學(xué)活動(dòng)能夠順利展開。常規(guī)情況下，工業(yè)機(jī)器人仿真教學(xué)平臺需要包括環(huán)境搭建、物理參數(shù)配置、編程模擬等多方面功能。通過篩選與研究，Robotstudio平臺具有良好的適用性，其操作模塊可以滿足工業(yè)機(jī)器人教學(xué)需求，因此應(yīng)當(dāng)選擇該平臺作為構(gòu)建基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)具有可操作性的虛擬化仿真教學(xué)空間[1]。2虛擬仿真在工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用的途徑研究2.1構(gòu)建仿真化教學(xué)環(huán)境通過應(yīng)用Robotstudio搭建相關(guān)虛擬環(huán)境，能夠有效提高操作界面的友好級別，使學(xué)生與教師能夠順利應(yīng)用平臺展開教學(xué)流程。在搭建仿真環(huán)境的過程中，高職院校需要結(jié)合工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際類型，在內(nèi)部復(fù)現(xiàn)其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與功能，為后續(xù)教學(xué)工作提供支持。在軟件平臺界面內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與周邊裝置軌跡狀態(tài)仿真、運(yùn)動(dòng)操控等多方面需求，具有良好的仿真效果。這些功能可以依靠軟件平臺對應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)，如視圖/基本選項(xiàng)卡。該模塊屬于工業(yè)機(jī)器人仿真的核心展示頁面，在能夠?qū)?shí)際結(jié)構(gòu)、外部導(dǎo)入設(shè)備、用戶創(chuàng)建結(jié)構(gòu)、工作范圍狀態(tài)與運(yùn)行情況等信息以直觀方式進(jìn)行展現(xiàn)，屬于平臺的核心窗口。建模功能模塊負(fù)責(zé)提供建模任務(wù)途徑，其能夠創(chuàng)建用戶自行定義的外圍結(jié)構(gòu)裝置，同時(shí)也可以利用機(jī)械化工具、傳送帶等不屬于模型庫內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備。相對于其它平臺，Robotstudio基礎(chǔ)建模功能相對較為單一，因此可以結(jié)合AUTOCAD等軟件進(jìn)行建模處理，并導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)。該平臺能夠?qū)⑼鈬Ｐ娃D(zhuǎn)變成sa、stp等固定化格式，導(dǎo)入速度較快且準(zhǔn)確性高[2]。仿真功能模塊可以對工業(yè)機(jī)器人末端位置遇到的碰撞現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控與仿真處理，同時(shí)也可以提供信號檢查功能，使教師能夠要求學(xué)生深入了解相關(guān)運(yùn)行指令，提高教學(xué)效果。同時(shí)，Robotstudio還可以提供與物理設(shè)備一致的操作平臺，使學(xué)生能夠在練習(xí)過程中獲得足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高教學(xué)效果。此外，該平臺支持進(jìn)行錄像處理，其可以通過上傳機(jī)器人應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)多樣化操作表現(xiàn)。例如，可以將程序結(jié)果進(jìn)行錄像，并傳送至教學(xué)平臺中，使教師能夠直接批改學(xué)生成果，強(qiáng)化整體教學(xué)便捷性與實(shí)施質(zhì)量，具有重要應(yīng)用意義。2.2詳細(xì)參數(shù)教學(xué)仿真常規(guī)情況下，工業(yè)機(jī)器人主要用于生產(chǎn)與工藝處理流程，因此需要配置大量的基礎(chǔ)參數(shù)。為實(shí)現(xiàn)仿真教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)利用Robotstudio平臺進(jìn)行處理，使課堂教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬化參數(shù)設(shè)計(jì)目標(biāo)。通常情況下，自帶配置庫數(shù)據(jù)往往無法滿足自定義設(shè)備配置需求，因此院?？刹捎媚┒藙?chuàng)建工具進(jìn)行配置。平臺內(nèi)包含的末端創(chuàng)建工具存在兩種，即工具與機(jī)械裝置。工具創(chuàng)建可以提供焊槍、激光頭、吸盤等多種模擬類型，其具有內(nèi)部固定特征，不存在可以移動(dòng)的部件。通過創(chuàng)建此類型工具，可以實(shí)現(xiàn)雕刻、激光切割等仿真目標(biāo)，有利于工業(yè)機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)展開[3]。機(jī)械裝置創(chuàng)建屬于虛擬化環(huán)境的重要教學(xué)部分，其可以提供自帶應(yīng)用模型、傳輸帶、變位機(jī)等關(guān)鍵設(shè)施，使相關(guān)結(jié)構(gòu)能夠得到充分仿真與參數(shù)配置。針對一部分需要在內(nèi)部設(shè)置活動(dòng)部件的工具，如氣動(dòng)夾爪等，應(yīng)當(dāng)通過用戶自定義方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對工業(yè)機(jī)器人附加站點(diǎn)的應(yīng)用設(shè)備如接頭、電機(jī)、傳感設(shè)備等，可以利用Smart組件進(jìn)行參數(shù)配置。這一組件屬于生產(chǎn)線仿真的關(guān)鍵組成部分，通常情況下處于內(nèi)部封閉、外部保留接口的狀態(tài)。完成基礎(chǔ)參數(shù)配置后，機(jī)器人便可以自動(dòng)完成控制操作，進(jìn)而使學(xué)生的參數(shù)配置能夠得到充分鍛煉，有效節(jié)約教學(xué)資源并提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。2.3拓展仿真教學(xué)內(nèi)容在工業(yè)機(jī)器人虛擬化仿真教學(xué)過程中，需要確保技能培育能夠向高級范圍拓展。因此，虛擬開發(fā)平臺應(yīng)當(dāng)具備仿真調(diào)試、二次開發(fā)處理等功能。在創(chuàng)建仿真教學(xué)環(huán)境時(shí)，可以采用robotstudio提供的smart組件、screenmaker模塊、rapid程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保高級拓展教學(xué)需求得到有效滿足，為后續(xù)學(xué)生進(jìn)行編程與工業(yè)生產(chǎn)開發(fā)實(shí)踐提供重要支持。結(jié)論：綜上所述，在工業(yè)機(jī)器人虛擬化仿真教學(xué)工作中，應(yīng)當(dāng)采用Robotstudio平臺構(gòu)建基礎(chǔ)環(huán)境，使教師與學(xué)生能夠直接應(yīng)用相關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)良好教學(xué)目標(biāo)，為后續(xù)培養(yǎng)人才夯實(shí)基礎(chǔ)條件。參考文獻(xiàn)[1]袁正,馬國清,張磊,等."互聯(lián)網(wǎng)+"時(shí)代工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].課程教育研究,2020(11):1.[2]宋杰.基于CDIO理念的工業(yè)機(jī)器