實驗簡介

本項目以大型船舶外立面噴涂機器人作業(yè)規(guī)劃和離線編程這一典型復(fù)雜作業(yè)場景應(yīng)用需求為背景，通過虛擬仿真手段構(gòu)建完整的大型機器人智能制造工程實現(xiàn)過程，以培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決復(fù)雜大型工程問題的能力，更重要的是讓學(xué)生在實驗過程中深刻體會到大國重器的使命感和自豪感，從這個意義上說，項目的建設(shè)具有高度的必要性和可行性。

設(shè)計原則

本項目擬建設(shè)開發(fā)的大型船舶外立面復(fù)雜噴涂作業(yè)機器人離線編程虛擬仿真實驗平臺緊密體現(xiàn)了“能實不虛”的建設(shè)原則，主要體現(xiàn)在：工業(yè)機器人復(fù)雜生產(chǎn)線占地面積大、物理實驗或?qū)嵱?xùn)成本高昂、整機實驗周期極長，且高空噴涂作業(yè)等復(fù)雜工藝本身具有重污染、高危險、易危害人身安全等不利因素存在，導(dǎo)致學(xué)生很難在實驗室中完成相應(yīng)的綜合性實體實驗，必須依托虛擬仿真技術(shù)開展。此外，基于仿真的離線編程技術(shù)本身也代表著當(dāng)前工業(yè)機器人以高智能性、高自主性為特點的最新發(fā)展趨勢。   因此，開展面向大型復(fù)雜作業(yè)場景的工業(yè)機器人離線編程虛擬仿真實驗教學(xué)，可調(diào)動學(xué)生參與實驗教學(xué)的積極性和主動性，提升學(xué)生工程實踐能力和增強創(chuàng)新創(chuàng)造精神，是提高相關(guān)課程教學(xué)水平的必然舉措，也是當(dāng)前新工科背景下新興機器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重要過程教學(xué)手段。

實驗?zāi)康?/b>

1）理解工業(yè)機器人的主要性能指標(biāo)定義和物理意義，掌握根據(jù)項目需求實現(xiàn)工業(yè)機器人選型的分析方法；

2）掌握機器人常用坐標(biāo)系的設(shè)置方法，掌握通過機器人構(gòu)型來確定機器人DH機構(gòu)參數(shù)的方法，實現(xiàn)機器人的正逆解求解；                                    

3）理解機器人工具手TCP的基本概念和基本設(shè)置原理，掌握利用六點法進行機器人末端執(zhí)行器標(biāo)定的數(shù)學(xué)原理和具體步驟；

4）理解機器人噴涂過程中涂層累積速率的基本概念和測量方法，掌握涂層累積靜態(tài)物理模型的構(gòu)建以及動態(tài)、多行程模型的優(yōu)化推導(dǎo)過程；                 

5）掌握面向特定噴涂工藝需求的最優(yōu)噴涂工藝參數(shù)優(yōu)化求解方法，掌握基于工件CAD模型的大型復(fù)雜表面分割處理和噴涂軌跡自動生成方法；                                    

6）掌握機器人編程語言的基本概念和語法規(guī)范，掌握利用后置處理生成可供機器人執(zhí)行的作業(yè)程序的一般方法；

7）掌握噴涂機器人作業(yè)質(zhì)量的量化評價指標(biāo)，掌握利用指標(biāo)進行噴涂質(zhì)量分析和優(yōu)化調(diào)整的基本原理和方法。

實驗要求

本實驗課程與國家和社會對于新工科背景下機器人工程專業(yè)的人才培養(yǎng)建設(shè)相對應(yīng)，通過本次實驗課程，學(xué)生應(yīng)身臨其境地感受機器人技術(shù)在國家智能制造行業(yè)中所起到的核心作用，觸發(fā)對大國工匠精神的理解，將正確的價值追求、理想信念和家國情懷有效地理解。同時學(xué)生應(yīng)培養(yǎng)參與實驗教學(xué)的積極性和主動性，提升學(xué)生工程實踐能力和增強創(chuàng)新創(chuàng)造精神。在專業(yè)知識方面，要求學(xué)生對于工業(yè)機器人離線編程中單元建模、噴涂軌跡規(guī)劃、后置處理等操作及知識點能夠熟練掌握，并把所學(xué)理論知識與實踐相結(jié)合。