智能制造实验教学中心成立于2023年11月,是由原有的两个省级实验教学示范中心(机械工程实验教学中心、汽车工程实验教学中心)和一个省级民办教育专项资金建设项目(智能装备实验教学中心)组成。现有专兼职教职工35人,具有高级职称的14人,中级职称的21人,且多位教师获得高级技师和技师技能证书,是一支由专业教师、实验教师、实验技术人员等组成的结构合理、技术思想素质较高的实验与教学和工程训练队伍。目前,智能制造工程实验教学中心包括实验(训)室7大类共计41个,使用面积7800多平方米,设备达1500多台套,设备原值总计4800多万元。形成了面向全校29个专业,年接待学生6000人,开设43门课程、169项实验项目的集科研、教研、项目设计、科技创新、设计竞赛、第二课堂及素质教育和研究工作为 一体的综合开放的实验实训基地。中心开设有五轴加工中心、三座标测量仪、3D打印、智能数控制造系统及柔性制造系统、工业机器人与智能视觉系统应用实训等先进制造技术实验实训项目,学生通过实验实训,动手能力增强,创新能力提升,综合素质显著提高,在全国和省级各类大学生科技竞赛中屡获大奖,毕业后深受企业好评。 中心按照社会需求、专业结构和专业建设的需要,加强与行业、企业的联系,积极引进社会企业,不断拓宽服务功能,增强社会适应性;集教学、科研、生产、培训多种功能于一体,已建设成为一个综合型的智能制造实验教学中心。中心充分利用社会资源,积极拓展校企合作,建立校企联合实验室和实习基地,实现了理论与实践相结合、实践与创新相结合、课内与课外相结合、学校与社会相结合。
学生在智能制造实验中心进行工程训练和顶岗实习,参与企业的生产过程,与企业零距离接轨。这种学习模式,打破了传统重理论、轻实践,重课堂、轻社会的教学模式,有效地促进了校企合作,强化了学生的工程实践能力,提升了就业质量。校企之间共同打造毕业生就业平台,既提升了学生的就业能力,又为企业提供了实用的应用型人才。
该场室建于2006年,经过不断的扩建和设备设施更新换代,目前已拥有最先进的数控加工设备,现已形成占地面积1100余平方米,设备仪器总值达2000万元,工位50个(单人单机),并配有200个工位的三间编程室。是国家教育部、财政部《国家级职业教育实训基地》、中国模具工业协会《中国模具技术人才教育培训基地》的挂牌单位。其中主要设备有五轴加工中心机床、加工中心机床、数控铣床、三坐标测量仪、数控车床、电火花、线切割加工机床、精雕机床、电脑等;实训项目有:五轴五联动加工、加工中心3D加工、数控铣2D加工、数控车加工、电火花、线切割加工、精雕加工、软件编程、精密测量、加工中心工、数控铣工、数控车工考证等。通过实训,使学生巩固和掌握数控机床与编程等课程的基本理论知识,掌握数控车、铣、加工中心的操作方法,提高学生的专业技能水平。
2003年6月北京精雕科技有限公司与广东白云学院开始合作,成立白云学院精雕数控培训中心,并在学校共同建立数控精雕实验室共投资精雕机6台,配套磨刀机2台、计算机31台和软件31套等设备,供学生实习使用。
2011年12月,北京精雕科技有限公司与广东白云学院本着“企业支持教育,教育服务企业”的原则,共同签订了“白云学院·北京精雕人才培养基地”的合作协议,挂牌后,精雕数控实验室场地面积扩展到五百平方米,精雕雕刻CAD/CAM软件JDPaint5.50计71套,对精雕数控编程室的教学电脑61台全部更新,磨刀机10台。
在10多年的合作基础上,于2014年同时联合广东白云学院机电工程学院和艺术设计学院创造性地建立北京精雕艺术学院,旨在将艺术创作、创意和设计同数控精密雕刻技术融合交叉,培养特色鲜明的交叉学科专业人才。至此,精雕数控实验室的设备设施条件已经达到了一个比较新的水平,基本能满足适应培养创新人才的需要,在真正掌握了现代制造技术(CNC雕刻技术)的工程人员,将会成为市场需求的热点。
该场室由广东白云学院与广州文博实业有限公司合作共建于2014年,占地面积400平方米,分3D设计区、3D打印区、产品展示区、培训区、阅览区和办公区6个功能区。广州文博实业有限公司提供3D打印机15台、cura 3D打印模型切片软件15套和最新的样机。场室还配备20工位的计算机房。实训项目有:机械设计与3D打印、产品设计与3D打印、3D打印原理与维护、3D打印机组装、3D扫描技术应用等。
本实验室面向机电一体化、机械工程和自动化专业开设《液压与气动》、《气动控制技术》《液压传动》和《PLC可编程序控制器原理及应用》等相关课程的教学实验,同时也可作为机、电、气和液一体化的综合实验台。实验元件均为透明有机材料制成,学生通过操作实验及课程设计,可以更准确、形象的深入了解、掌握液压、气动元件的结构,液压、气动回路的控制原理及设计方法等。还能通过实验掌握PLC可编程序控制的功能、控制原理及编程技巧等。
五、机器人离线编程与仿真实验室
ABB Robotstdio机器人虚拟仿真实验室利用计算机仿真技术进行机器人离线编程、半实物仿真,可进行机器人写字、火花塞搬运、物流箱码垛、汽车车灯涂胶、汽车喷涂等离线仿真项目教学。
图1 机器人离线编程与仿真实验室
a 火花塞搬运工作站 b 玻璃搬运工作站仿真 c 汽车前挡风玻璃涂胶
d 汽车车灯涂胶 e 车窗玻璃装配 f 综合实训工作站
图2 仿真工作站模型
六、工业机器人生产单元实验室
包含机器人模块化教学工作站(ABB)3套,工业机器人与智能视觉应用实验开发平台,机器人打磨工作站,机器人弧焊工作站,视觉检测机器人分拣工作站。
1、机器人模块化教学工作站
设备由工业机器人系统、PLC控制系统、电控箱、装配台、安全防护系统以及基础学习和实训套件、搬运实训套件、机床上下料实训套件、码垛实训套件、模拟涂胶实训套件等组成。能完成机器人技术的基础性培训教学,学习机器人的基本理论知识和基本操作技能,如机器人基本参数设置、轨迹规划、示教编程、基本调试、基本维护等技能。设备采用模块化设计,各实训套件电气相互独立,可简易拆装更换任意套件,使实训更加灵活,同时增强学生动手能力。
图3 机器人模块化教学工作站
该工作站主要设备包括
(1)基础学习和实训套件。包含轨迹示教模块和描图工具各1套,轨迹示教模块采用不锈钢加工制造,通过在平面、曲面上蚀刻不同图形规则的图案,可训练对机器人基本的点示教,直线、曲线运动足迹的掌握;学习点的定位及机器人运动路线选择优化。描图夹具采用焊接工装套件中的焊枪夹具,以焊丝为基准来进行,描图编程任务。
图4 轨迹示教模块
(2)搬运工作站。搬运工作站包含搬运工作站和吸盘夹具各1套。搬运工作站由两块底板组成,底板上分别由四组不同形状和编号的工件组成,有圆形、正方形、六边形等。可通过不同点对点的搬运训练提高编程能力。吸盘夹具采用吸盘式夹具,包含真空吸盘、吸盘夹具、机器人法兰盘连接件等组成。
图5 搬运套件
(3)机床上下料实训套件。机床上下料实训套件采用铝合金及铝型材构建,由落料机构、检料平台、立体库、模拟机床气动卡盘等组成。落料机构包含有推料气缸、磁性开关、顶料气缸、物料不足检测传感器、检测平台传感器,模拟机床气动卡盘采用两台机床气动卡盘组成,成品库共三层每层有三个工位。机器人按照机床的不同工艺要求加工时间和周期的不同,进行有效的协调。
图6 机床上下料实训套件
(4)模拟涂胶实训套件。模拟涂胶工装套件包含涂胶工作站和涂胶夹具各1套,涂胶工作站由套件底板与被涂胶对象组成,对被涂胶对象的多道轨迹进行模拟涂胶。涂胶夹具由:1只涂胶枪,夹具本体及法兰盘连接件组成。
图7 模拟涂胶实训套件与电控接线板
2、工业机器人与智能视觉系统应用实训平台
本设备包含六自由度工业机器人、智能视觉检测系统、RFID数据传输系统、PLC控制系统及一套供料、输送、装配、仓储机构,可通过此平台可以进行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调试、智能视觉流程编辑、工业机器人编程与调试、RFID数据传输应用等多方面训练。
图8 工业机器人与智能视觉系统应用实训平台
3、工业机器人弧焊工作站
本设备融合工业机器人与自动焊接等先进的自动化技术于一体,配有PLC控制系统、焊接单元和工件紧固单元,完成工业焊接机器人的各种应用训练。
图9 工业机器人弧焊工作站
4、工业机器人打磨工作站
工业机器人打磨工作站主要由 IRB1410工业机器人系统、砂带机、上料工作台、PLC 可视化控制柜、安全护栏等组成。用户可以示教机器人完成抛光作业,抛光工件主要为五金零件。
图10 工业机器人打磨工作站
5、视觉检测机器人分拣工作站
视觉检测机器人分拣工作站包括SCARA机器人、DELTA并联机器人、机器视觉检测系统、振动送料器、皮带输送线、电气控制系统及其他等组成,集成了机器人技术、视觉检测技术、传感器检测技术、PLC编程技术、气动技术、电机驱动等技术,以不同种类工件的搬运分拣及码垛为主线,基于机器视觉获取工件的颜色及位置信息,采用双机器人协调配合,完成分拣与码放,模拟3C及食品等行业的典型生产过程。
图11 视觉检测机器人分拣工作站