[发明专利]一种新型工业机器人教学系统

说明书

本发明公开了一种新型工业机器人教学系统，该系统采用分布式系统结构，包括机器人示教器、云平台和终端软件。示教器使用以太网通讯协议，可以选择单机模式，通过本地网络直接与终端设备上的软件进行连接；示教器在网络模式下，通过云平台控制机器人进行运动。终端软件中含有多种机器人工作站，且工作站中的机器人模型可通过示教器进行编程控制，末端执行器与相关工件都可被操作。云平台在网络模式下可进行访问，为用户提供多种在线学习内容。本发明综合了虚拟仿真和实践操作的新型教学系统，该系统既可用于各院校的机器人教学工作，使学生通过虚拟操作练习，对工业机器人的工作原理和运动方式有了直观深入的了解。

技术领域

本发明涉及教学系统，尤其是一种新型工业机器人教学系统。

背景技术

在德国提出工业4.0概念后，中国也提出要实现中国制造2025的计划。随着中国从制造大国向“智造”强国的迈进，国内机器人行业呈现高速发展态势。虽然多种因素推动着我国工业机器人的发展，但一个越来越大的问题清晰地摆在我们面前，在中国推行工业机器人技术，遇到的最大瓶颈不是技术短缺，而是应用人才严重缺失。北京航空航天大学机器人所所长、机器人领域著名专家毕树生教授指出：“当前限制工业机器人技术应用和发展的关键不再是关键设备和技术，而是专业研发和应用人才的紧缺，长此以往，工业机器人行业将会畸形发展甚至未发展便萎缩。”

在工业机器人专业人才需求中，需求量最大的是基础的操作及维护人员以及掌握基本工业机器人应用技术的调试工程师和更高层次的应用工程师。中国机械工业联合会的统计数据表明，中国当前机器人应用人才缺口20万，并且以每年20％-30％的速度持续递增。因此，工业机器人专业人才的培养，要更加着力于应用型人才的培养。

职业院校中进行机器人建设以成了当务之急。由于工业机器人价格昂贵，无法大批引进。因此在教学和培训过程中，无法做到学员人手一台进行操作训练，造成实际操作不足。甚至由于学员经验不足、操作失误等原因，在操作过程中可能对其他学员或机器人系统产生危害。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型工业机器人教学系统，该系统既可用于各院校的机器人教学工作，使学生通过虚拟操作练习，对工业机器人的工作原理和运动方式有了直观深入的了解，完成对机器人知识的储备与技能的训练；也可用于使用机器人进行生产的企业，对员工进行机器人培训，使其快速上手。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述系统采用分布式系统结构，由机器人示教器、云平台和终端软件构成；

所述机器人示教器以ARM作为核心处理器，使用以太网通讯协议，还包括显示单元、输入单元、通讯单元、急停单元；

所述机器人示教器通过本地网络与终端设备上的终端软件进行连接，通过对终端软件的控制来控制虚拟机器人或实体机器人进行动作；所述机器人示教器还可通过无线网络与云平台进行无线连接，从而远程控制接入系统的不同品牌机器人进行动作。

进一步的，所述机器人示教器中，显示单元用于显示机器人程序，显示与用户交互结果；输入单元用于用户输入命令、运动参数、控制机器人完成示教过程；通讯单元用于与终端设备进行通讯，具备有线与无线两种模式，示教器可以选择单机模式，通过本地网络直接与终端设备上的软件进行连接，也可选择网络模式，通过云平台，享受多种在线功能；急停单元在实际的现场工业环境中，用于在机器人异常或因操作失误使机器人处于危险状态时，通过急停开关切断电源，停止虚拟设备运转。本发明中机器人为虚拟机器人不会发生危险状态，急停单元的设计旨在培养用户良好的安全意识。