低成本六轴工业机器人实践型教学方案

低成本六轴工业机器人人手一套实践型教学方案

一、方案提出的背景

1）学校机器人少，学生操作机器人的机会不多；蜻蜓点水；

2）学生对机器人结构不理解，影响其学习效果；知其然不知其所以然；

3）老师教一点，学生就学一点，没有自信心，没有兴趣；照猫画虎，没有触及本质；

4）目前机器人培训手段单一，师资贫乏，导致很多学生的学习效果企业不认可；培而不精，训而不专；

二、方案分析

要想得到很好的教学效果，实践是非常重要的环节，但是由于安全性、成本、是否方便上课等原因，导致目前机器人教学的实践效果受到很大的限制。一台6轴、全伺服的工业机器人，按照传统的模块划分如下：

1）机械本体；（底座、大臂、小臂等）

2）减速器、轴承、同步带、齿轮等；

3）驱动器、电机；

4）控制器、示教盒；

5）外部模块、总线、通讯等；

如果按照30人同时上课，人手一套的实践理论，结合机器人本身的特色，考虑成本因素，提出如下的方案：

1）以1kg~3kg负载的工业机器人为对象，500mm~700mm臂长，六轴，全伺服，主流控制系统；

2）配置2套完整的机器人，机器人+电控箱+主流控制系统和示教盒，随时可以操作、演示、学习等；

3）配置15套机械本体（底座、大臂、小臂等）+减速器、轴承、同步带、齿轮+内部电缆等；人手一套，2个学生一组，完成装配过程，如果需要体验精密加工过程，则机械本体直接提供铸造件和精加工图纸；

4）配置5套驱动器+电机+线缆+控制器+简易示教盒；学生组装完成的机器人本体在此步骤做整体测试；

5）配置5套外部模块、总线和通讯模块，机器人连接外部模块、总线等做高级使用；

6）全虚拟软件、半实物仿真、离线编程软件等。

一轴结构二轴结构

三轴结构四轴结构

五轴结构六轴结构

以上方案，既能保证理论性，又能保证完整的实践，各模块的具体成本为：

表1 分项报价清单

三、方案配置及成本（分为3kg和1kg两个版本）

表2 30人上课使用3kg负载六轴机器人

表3 30人上课使用1kg负载六轴机器人