创新教育改革新型机电技术---教学机器人机械手项目
高职教育作为一种现代教育的形态，是经济、社会发展到一定阶段的产物。它必须根据区域产业结构的演进、生产技术的变化、经济增长的速度等不断调整优化自身的发展战略定位。
本项目设计开发目前工业企业急需的自动焊接、切割、抛光打磨、冲压取件、自动喷漆、自动装配机之机械手、机器人等设备，并把工业企业卐急需的自动焊接、切割、抛光打磨、冲压取件、自动喷漆、自动装配机之机械手、机器人等转化为产、学、研，教学做，市场营销一体化新型机与电大学生创新与创业的新型教学产品，把机电高职教育与工业企业技术升级成功对接。正是这种对接，极大强化了学校与企业的互动，解决了以往□ 阻碍产学研，校企合作存在的一系列问题。通过对接加强了与企业的沟通与协作，努力为学生在企业展示自我、施展才干〒搭建平台，增强校企合作、共生共赢的依存和关联度。转型发展、创新发展、提升发展，从而顺时应变，奋发有为，成为区域工业创新体系的发动机。
经过市场调查，工业企业希望机与电专业的本科、高职、中专中技的毕业学生需要掌握的核心技能是：一是要求毕业生熟练掌握控制系统Ψ （PLC、变频器、触摸屏、实时监控与仿真软件）与直流电机的配合与连接；二是要求熟练◎掌握控制系统与步进电机的配合与连接；三是要求熟练掌握控制系统与伺服电机的配合与连接；四是要求熟练掌握控制系统与气动元件的配合与连接；五是要求熟练掌握控制系统（运动控制卡）与X、Y、Z三维及三维＠以上坐标的伺服/步进电机的配合与连接；六是要求熟∞练掌握常用传感器和机械结构的配合与连接。高职高专机↓电、机电一体化、自动化、电子信息等专业的毕业生以上的核心专业技能①如果学习掌握好，再加上良好的思想作风和品德，必定成为受工业企业欢迎的高技能人才。
技术创新项目
1、AT-Q1机器人焊接自动化教学实训（自动编程机器人焊接教学实训系统）（运动控制器控制，示教学＠习型，方便编程）
自动编程焊接机具有：开放式结构、学♀习型自动编辑程序，使用简便、功能丰富、可靠性高等。随着像激光焊接、激光雕刻机，三位坐标测量仪等新兴设备的兴起，在工业各个方面都表现出其巨大的开发潜力和应用前景。学习型焊接机器人应用于教学，使教学直接与工业最新技术接轨。焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分Ψ。机器人由机器人本体█和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以等离子焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机、焊枪（钳）等部分组成。、学习型焊接机器人控制系统（先进的即画即所得自动编程系统）
1）学习型焊接机器人控制系统软件基于Windows，采用DSP技术开发，硬件采用PCI接口，具有6轴联动功能。系统主要功能：
联动轴数：6轴6联动
程序校验功能Ψ
自动、点动、步进、手摇、回零功能
快速定位（G00）、直线插补（G01）
圆弧插补（G02、G03）
扩展圆弧（圆弧+直线）插补（G02、G03）
暂停（G04）、螺纹功能（G33）
设置/返回电器原点G29、G30)
反向间隙补偿、光斑半径≡补偿（G40、G41、G42）
坐标旋转功能（G68、G69）
子程序调用
静态/动态仿真
自动加减速控制
最大空载步进频率：1MHz
AutoCAD图形文件转换功能（DXF文件）
2）运行程序可由电脑操作或面板操作
面板操作：面板上共六个按键，分别为：+X、-X+、Y、-Y、Start、Stop。可按+X、-X+、Y、-Y正向或反向移动工作台。按Start键，运行程序；按Stop键，停止运行。
电脑操作：用鼠标点击“开始”或按回¤车键，可自动←运行程序。
3）方便维修教学〖
为方便维修教学，控制系统做成示教板形式，学员在其学习过程中能⌒ 够清楚认识到：（1）学习焊接机器人控制系统的组成（2）X、Y、Z轴及C轴电机的运转、电机变速（3）自动电焊机系统的运行（4）传感器和限位开关的执行（5）继电器的动作（7）接触器的动作（8）手动脉冲的转动系统的变化等。在其部分中加有故障模拟用的各种开关，能让教员准确的制造各种部件的故障和教员设立各种部件的故障让学员予№以排除。学习型CNC009焊接教学机器人为学校提供各种故障模拟的同时也提供老师的维修培训，也方便老师指导学生为工业、企业开展学习型焊接机器人、学习型激光焊接、学习型激光雕刻机，学习型三位坐标测量仪等新兴设备的应用开发，实现技术教学的最大效ω益。
2、AT-Q2自动喷涂教学机械╳人、机械手
众所周知，油漆一般都添加了易挥发易燃液体，它们的混合，侵入到人体就会有毒，会对人的健康产生危害。随着企业现代化、自动化水平的提高，在喷漆等高危、污染工作环境，人工手工作业，越来越不能满足连续化生产的需要，在工业生产领域中各类产品的喷涂，如手机外壳，PDA，MP3，手提电脑，电动工具外壳，各类电子产品外壳，玩具等，都有较好的推广♀和应用前景，另外，还能提高工作效率，减少喷漆时对人体的危害，也是稳定产品质量╱↑的重要手段。市场需求大，该产品容易形成规模、容易实现产业化。珠海市华普自动化科技有限公司开发的四轴五维自动编程CNC2009数控系统，不需要依赖高级工程师编程，普通工人稍※加学习，就可独立完成机器人、机械手动作编程。
3、AT-Q3 五自由度取料教学机械手（PLC控制，直流电机驱动）
五自由度取料教学机械手是机◎电一体化教学、实验、实训平台，主要用于大中专院校机、电、自动化、电子、测控等专业学生学习实验相关机构原理及控制原理，应用PLC、单片机等实现对教学机械手各电气部分和机械机构的控制，学习■掌握直流减速电机、行程开关、电磁阀等与控制驱动部件的使用，了解夹取机构、齿轮传送机构等的基本原理与应用。五自由度取料教学机械手涉及知识面较广，对培养学∮生综合应用能力具有非常好的教学效果，是工科院校实验实训教学的良好平台。为满足不同用户的需要，在机械设计上采用模块化结构，具有多种机械传动机构，同时，控制电路应用独立化、模块化设计理念，完成机械手本体与控制器分离，用户可」以根据自身要求选择配置不同品㊣牌和性能的PLC、单片机控制器和信号转换电路板产品，方便学生创【新开发，为客户的二次开发提供良好平台。
结构概述：五自由度取料教学机械手主要包括机械手本体、控制器和运料车三个部分。机械手本体包括转动基座底盘、臂机构、肘机构、夹钳机构等4个动作转轴，另外，有一个程序控制的△放料台（运料小车），控制器包括主控制CPU、电源模块、急停开关、信号变换电路」及驱动电路等。整个装置由行程开关准确定位，手臂的终端还有可灵活张合的机械夹钳可完成对物体进行拾放，并形成连续运动，结合复杂程序，可以模仿工业机械手自动取料工作过程。
配套的工程教学内容：材料选择，结构工艺，机构的自由度，齿斜轮传动，轴的结构，组合和装配，可编程序控制器指令，电气控制。
4、AT-Q4 三/五轴普及应⊙用型教学XYZ机械手（数控台）教学XYZ机械手，XYZ教学机械手
三/五轴普及应用型教学XYZ机械手（数控台），是一▆种先进的机电生产设备，广泛应在工业机械手、雕刻、点胶、SMT贴片、搬运、检测装置、断层射线扫描、小型数控机床等领域。
工业企业希望机与电专业的本科、高职、中专中技的毕业学生需要掌握：控制系统与步进电机的配合与连接；掌握控制系统与伺服电机的配合与连接；控制系统（运动控制卡）与X、Y、Z三维及三维以上坐标的伺服/步进电机的配合与连接。
教学领域通过“三/五轴普及应用型教学XYZ机械手（数控台）”的学习，努力为学生在企业展示自我、施展才干搭建∑ 平台，增强校企合作、共生共赢的依存和关联度。
1、HP-AT-ACNC4-5轴程序控制器，全面支持CAM/MACH3/文泰/TYPE常用CNC软件，普通电脑安装软件后，可与程序控制器通信，编程。
2、龙门架构，机身整体10mm厚高強度进口铝合金材，坚固耐用，惯量小，动态性能稳定,长时间使用不变形，精度稳定，使定位精◣度更加精确。
3、直交龙门XYZC一体＠ 化直线导轨采用直径16的表面镀钛的轴承钢，表面硬度60度以上，丝杆采用直□ 径14双螺母(自动消隙)T型丝杆和全新ICAN57、42、35、35步进马达，可充分保证坚固●耐用精密等性能。
4、滑座行程，工作台尺寸按用户要求，最大移动速度：2.5 m/min，由4-5个ICAN步进电机带动低压电气控制箱一台及控制箱工作台支架。
4、机械手扫描探测夹具架, 夹具架C轴旋转头。
5、电源及辅助开关、电器材料。
5、AT-Q5 四自由度气动机械手
澳特AT-4气动机械手可完成：手爪抓取物料，手臂上下、前后移动并旋转 1800等动作，用于╳工业生产中自动抓取冲压、锻压的自动上下物料。本系统由日本三菱PLC控制，行程定位准确，运行可靠。随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个企业。
澳特AT-4气动机械手参数：
作动型式 复动式
使用流体 空气
使用压力范围 Kgf/cm2 (KPa) 1.5~9(150~900)
R 轴 180o 63X180o
X 轴 机种(缸径mm) 20( 20) 32( 32)
出力(Kgf) 3.1xP 8xP
Y 轴 机种(缸径mm) 20( 20) 32( 32)
出力(Kgf) 3.1xP 8xP
Z 轴 0-90o
四自由度气动机械手是机电一体化技术的典型↘产品,该机械手应用¤四个两种类型的气缸实现所有的动作,并留有底层的控制接口,使单片机、PLC以及♀计算机可方便地对其进行控制。该机械手可以广泛应用在气动技术、单片机原理与应用、PLC与电器控制、计算机控制技术等课程的工程教学与实训中，教学效果理想。利用机〇械手实现：编程—安装—调试—运行—检卐测的实际训练，并在实训指导手册的指引下获取更多接近实际工业应用的工作经验。通过实际★操作，进一步强▲化PLC编程的技能和实际应用能力，同时，认识常用传感器和气动元件，了解气动机械手的多种工业应用。
配套的工程教学内容：机械手的构成，元件选择，气动系统的组合和装配，可编程基本∑ 指令，使用机械手电＠气控制箱。
6、AT-Q6 3-5轴取料教学机械手
AT-Q送料取料3-5轴机械手 采用横排结构。自主开发的新型支架，其和滑道一体的结构█，不仅减小了安装空间，而且还降低了生产成本，强化了滚轮结构，实现了高速平稳运行。机械手桁架可以独立安装到地面，简化机械结构和电控，运行稳定，维护方便。
机台优点：
1.上下手臂采用进口精密线性滑轨,改良了传统导杆式作过程产生的晃动程度, 机台横行采用步进ξ/伺服/变频马达作▼驱动,运动速度快,定位准确, 可实行横行轴多点置物;
2.机台横行采用变频马达驱动,动作速度平顺,定位精准;确保动作、位移平稳、准确。提升了夹点的准确性。,固定旋转90度,可配合固定模或移动模取出产品，
3.引拔座采用高强度机械传动结构，加厚耐用的角度旋转架，独特灵活的机座旋转架。中文电〖脑操作控制，可记忆存档产品工艺参数。3-5轴，操作范围广、动作灵活，特别适合喷涂较复杂的工件，保证品质、提高工效。
7、AT-Q7 自动切割、喷涂、焊接、送料轨道式教学机械手
自动切割、喷涂、焊接、送料多功能机械手采←用直角坐标形式，由X,Y,Z,R腕关节旋转轴四轴组成。X轴，Y轴,Z轴，R轴均由伺服或步进电机驱动。切割、喷涂、焊接、送料分别由Z轴多种机械臂组合而成，Z轴多种机械臂组角度可以电脑调整，采用国内最先进的四轴学习型控制系统，具有良好的工作稳定性，人机界面友好，编程和操作及维护方便；操作】简便性。控制精度高，性能稳定。主电机采用200-1000W步进电机；配人机面板⊙，方便4自由各项参数修改；重复定◆位精度±0.05mm。配电气控制箱。供电电源：220V、50Hz；电源容量：2KVA。机械臂粗壮牢固，转动灵活，速度可控。
并具有生产产量的统计，显示功能；系统存储多个工作程序，根据生产需要可以任意选择，便于生产的选择和管理。
8、AT-Q8 五自由度直角坐标教学机器人（运动控制器控制，示ξ 教学习型，方便编程）
我公司自主研发生产的AT-Q14五自由度↓直角坐标机器人采用直角坐标结构，步进电机气动混合驱动，最大工作负载2公斤，重复定位精◣度±0.05mm。采用6路工业运动卡控制及其系统，控制精度高，性能稳定。配电气控制箱。具有手动示教自动编程功能，产品主用于家电、汽车、摩托车、轻工等〓行业零部件的搬运、弧焊、涂胶、喷涂、切割、剁码、职业教学、科研等领√域。供电电源：220V、50Hz；电源容量：2KVA。
该系统为学生提供一个开放性、创新性的实验平台，通过对各类典型机☆电产品的亲自组装、调试和应用开发等创新实验，让学生全面掌握机电一体化技术的应用和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控◤制原理；掌握机械传动部件的选择，结构件的设计，传感◣器的选择和使用，电机▅的选择和使用，计算机编程★和调试等，使学生对机电系统的设计，装配，调试能力均能得到综合训练。
产品特点
多种控制：机器人系统集成手动控制、PLC控制、运动控制卡或嵌入式控制；
系统开放：基于PC运动控制器的开放式运动控制平台，动态链接库和控制函数全面开放、控制灵活，方便二次开发，学生可根据需要进行机电控制系统的应用编程和调试；
9、AT-Q9 6自由度步进电机■驱动教学机械手（运动控制器控制，示教∞学习型，方便编程）
步进电↘机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制∞元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机ㄨ则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等〇特点。使得在速度、位置等≡控制领域用步进电机来控制变的非常的简单，产品主要用于:打印机，雕刻机，医疗仪器，舞台灯光，工业机械手、工业机械人等自动化设备仪器上。1、6轴联动，采用5.6寸液晶屏执行ISO国际标准G代码；
控制系统采用多层线路板，32位高性能ω的CPU和超大规模可编程器件FPGA，系统的整个工艺采用表贴元器件，从而△使整套系统更为紧凑；
3、采用AFDX05运动控制芯片，多达20级的运动指令∮缓冲区，特别适合高速↓多线段或圆弧连续插补♀的运动控制；
4、48路输入，40路输出接口；
5、全光耦隔离，抗干扰性强，运行稳定；
6、有手动，自动，归零，手轮，编辑，录入操作，单步手轮模式≡；
7、可通过键盘或示教盒对机械手进操作；在示教编程的基◎础上，指挥六个》步进/伺服电机∞完成指定的动作；
8、示教编程过ξ程支持绝对位置、相对位置、延时、等待任意IO口输入信号、控制任意IO口输出信号、程序段循环调用等等。
9、六个轴采用数字交流伺服和步进电机驱动方式，适合精度高。
配套的工程教学内容：机械手的构成，材料选择，涡轮涡杆传动，步进电机工作原理，6轴步进电机驱动控制系统，机械手电气控制箱。
10、AT-Q10 6轴教学机器人（运动控制器控制，示教学习型，方便编程）
我公司开发研制ZHHP-RB06 6轴工业通用机械手，产品融入了新技术和新工艺，其特点是结构合理，性能先进，精度高，实用性强，六个轴采用步进和数字交流伺服电机驱动方式，适合精度高，快速作々业的需要。产品规格500*600*1500mm。采用垂直多关节串连结构，最大工作负载5公斤，重『复定位精度±0.05mm。主要应用于工业生产中焊接，工业喷漆，涂胶，切割、等作业。产品主要ξ 用于机床、家电、汽车、摩托车、轻工等行业部件》的搬运、弧焊、涂胶、喷涂、切割、装卸和搬运、教学、科研等领域。在今后10年20年，该产品将广泛应用，市场前景广阔。
产品特点：
1、控制器采用AFDX05运动控制芯片，多达20级的运动指令缓冲区，特别适合高速多线Ψ段或圆弧连续插补的运动控制；6轴联动，采用5.6寸液晶屏执行ISO国际标准G代码；采用多层线路板，32位高性能的CPU和超大规模可编程器件FPGA，系统的整个工艺采用表贴元器件，从而使整套系统更为紧凑；
2、48路输入，40路输出接口，全光耦隔离，抗干扰性强，运行稳定
3、有手动，自动，归零，手轮，编辑，录入操作，单步手轮模式；可通过键盘或示教盒对机械手进操作；在示教编程的基础上，指挥六个步进/伺服电机完成指定的动作
4、主↘要零配件配置有6轴控制系统及电气箱，步进马达，星形减速机，铝合金手臂、支架，钢材底座
5、示教编程过程支持绝对位置、相对位置、延时、等待任意IO口输入信号、控制任意IO口输出信号、程序段循环调用等等。
6、工作速度，灵活可调，产品适←用于教学、科研，适用于机床、家电、汽车、摩托车、轻工等行业部件的搬运、弧焊、涂胶、喷涂、切割、等领域。在今后10年20年，该产品将广泛应用，市场前景广阔。
技术参数：
项目 参数
型号 AT-Q
自由度 6
驱动方式 3步进、3伺服混▅合驱动
有效负载 3kg
重复定位精度 ±0.5 mm
运动范围 J1轴 ±150°
J2轴 ＋120°～－85°
J3轴 ＋85°～－170°
J4轴 ±160°
J5轴 ±115°
J6轴 ±300°
额定速度 J1轴 2.18rad/s，125°/s
J2轴 2.09rad/s，120°/s
J3轴 2.18rad/s，125°/s
J4轴 3.93rad/s，225°/s
J5轴 2.53rad/s，145°/s
J6轴 5.24rad/s，300°/s
周围环境 温度 0～45℃
湿度 20～80％（不结露）
振动 4.9m/s2以下
其他 1、 避免与易燃易爆及腐蚀性气体、液体接触；
2、 勿溅水、油、粉尘；
3、 远离电器噪声源（等离子）。
安装方式 立式安装
本体质量 62kg
尺寸（臂长*宽*高） 650*500*1500mm
功率 4KW
机器人机械手在中小企业产业中应用，对于降低了工人误操作带来的残次零件风险，降低成本，减少人工用量，减少恶劣工况环境对工人身体的影响，改善劳动条件，减轻工人劳动程度；提高生产效率，稳定产品质量；对于企业加快技术创新，技术升级▃速度、提高企业竞争力，产业转型都具有十分重要的意义。
学校企业除了开展机电制造技术、工艺方面的基本技能训练外，还体现在对具有典型工业背景的机电系统直接认知和亲手运行等综合训练项目上，更蕴含于创新实践训练项目〒中。训练项目强调机械、电子与计算机控制技术的结合，打破学科界限，涵盖现代设计、制造、测试、控制和管理各『方面，最大限度地体现为工业服务的新技术创新的理念。对于非技术因素，工程教育的任务侧重于学生观念、意识和态度的形成。在这样一个产业结构不断调整、科学技术迅猛发♂展、多元文化交融碰撞的时代，工业自动化新技术创新与应用中心立足提升区域经济∏发展水平，在“融入”上做文章，在“对接”上下工夫，在“服务”上创特色。
