工业机器人虚拟仿真技术
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前言

随着我国经济的不断发展和技术的不断进步,工业机器人在工业生产中的应用越来越广泛、普遍,甚至在日常生活中也见到了工业机器人应用的案例。由于过去我国对工业机器人技术领域的教育存在“重研发轻应用、偏理论缺实践”的现象,导致工业机器人技术行业出现了人才的结构性矛盾,掌握工业机器人应用技术的人才已经出现较大缺口。而在工业机器人应用型人才的培养上也遇到诸多问题,例如工业机器人实训设备成本高、占地面积大、生均台套数少,特别是工业机器人动作控制的数学原理比较抽象,如果学习人员在没有任何基础知识的情况下,就直接学习操作工业机器人设备,会存在较大人身与设备财产安全风险。

编写本书的目的正是为了解决在没有真实工业机器人设备的情境下,也能开展工业机器人应用技术的理论知识教学和仿真操作训练的问题,从而为后续开展真实工业机器人操作教学奠定基础。

本书在形态上,吸取大部分实操类教材图文并茂、浅显易懂的优点;摒弃满篇都是操作截图、毫无理论知识支撑的缺点;吸取大部分理论类教材知识体系结构完整、创新性强的优点;摒弃枯燥乏味、抽象难以理解的缺点。采用纸质书嵌入多媒体数字资源的方法,将操作视频、原理知识讲解视频、虚拟动画等素材以二维码方式嵌入在书中相关页面上,将原本用文字和图片无法描述的内容更加形象生动地展示出来,供读者扫描、实时观看。

本书在内容上,摒弃传统的以知识逻辑结构为线索的教材编写体系,而是将知识体系打散,以够用为原则进行取舍,将知识讲解分析与技能训练指导相结合,按照项目实施的需要重新组织知识模块,将其分散在各个项目单元中。根据以上思路,本书以若干个虚拟仿真项目为载体,将项目划分为若干个任务,并按照这些项目完成的先后顺序进行编写。编写每个项目单元时,以整个项目的完整工作过程为线索,对完成每个项目所需要的理论知识和项目任务的实施步骤进行二次设计与整合,能够有效引导学生养成“学中做、做中学”的学习方法,改进了“先集中知识阐述,最后设计课程实践内容”的不足之处。本书既可用于指导有真实实训设备的教学过程,也可以用于指导数字化虚拟设备的模拟仿真实训。

本书由高校“双师”型教师和三菱电机自动化(中国)有限公司的工程师“双元”合作开发,是校企深度融合、长期合作的成果,也是“双高校”高水平专业群的一项重要建设成果。

建议在完成“线性代数”“SolidWorks三维建模”等前导课程后,再开始本课程的学习。

本书建议采用64学时开展相关课程的教学活动。具体学时分配建议见下表:

本书由黄金梭、周庆慧担任主编,沈正华、杨弟平担任副主编。项目一的任务引导、项目五整体由温州职业技术学院黄金梭编写;项目二、项目三的任务引导由温州职业技术学院周庆慧编写;项目四整体由温州职业技术学院沈正华编写;项目一的知识学习由三菱电机自动化(中国)有限公司杨弟平编写,同时,杨弟平参与了所有项目案例载体的教学设计工作;项目三的知识学习由温州职业技术学院杨清全编写;项目二的知识学习由东南电子股份有限公司鲁文杰提供,并负责参与该项目案例的教学转化设计工作;最后,本书由温州职业技术学院黄金梭统稿。在本书编写过程中,三菱电机自动化(中国)有限公司提供了许多宝贵经验和建议,并提供了大量的素材,对本书的编写工作给予了大力支持及指导,在此表示衷心感谢。

由于编者水平有限,书中难免有错漏之处,恳请读者批评指正。

编者