虚拟仿真专业实训室之先进控制与机器人一体化智能实训室建设方案

随着工业4.0的到来，先进控制技术和机器人一体化已经成为制造业发展的重要方向。为了满足学校培养先进控制技术、机器人技术应用及研发的专业人才的需求，我们提出了一种“先进控制技术与机器人一体化”智能实训室解决方案。该方案以“中国制造2025”发展战略为背景，紧贴实际需求，通过理论与实践相结合、虚拟与现实相结合的方式，为学生提供一个综合培养先进控制技术和机器人技术的平台。

该智能实训室主要由三大部分组成：理论教学区、一体化实训设备区和数字实训课程区。

首先，理论教学区配置了多功能桌椅和3D-LED演示大屏，可用于日常理论教学工作，也可作为学习讨论区和产教融合课程研创讨论区。通过3D-ELD演示大屏和XR互动演示资源开发系统相结合，可以从多角度、多场景来讲解理论知识，帮助学生理解消化。同时，该区域还可以作为产教融合课程研讨的演示和技术预演的区域。

其次，一体化实训设备区由4套机器人实训设备组成，可用于开展先进控制技术与机器人控制的实训实操教学。实训平台以汽车零部件皮带惰轮的加工装配为对象，可以实现产品下单、自动供料、传输、分拣、装配、检测、成品入库等全系列生产加工过程。通过云MES进行制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理，生产过程还可通过工业互联网技术进行远程数据采集与设备状态监控。

最后，数字实训课程区由25套数字化工作站组成，工作站中配置了工业机器人离线编程仿真软件、PLC编程仿真软件、HMI编程仿真软件、VR设备、数字虚拟仿真软件及相关仿真资源包，可用于开展虚拟仿真教学与工业互联网集成等教学实训。

在虚拟仿真实训项目资源方面，我们提供了工业机器人高危作业虚拟仿真实训、工业机器人单元建模认知虚拟仿真实训和工业机器人作业设计规划虚拟仿真实训等项目。

在软硬件设备方面，我们配备了多功能桌椅、数字孪生资源展呈系统、XR互动演示资源开发系统、MR混合现实设备系统、3D互动大屏、数字孪生实训中控系统、机器人离线编程仿真软件、移动端VR沉浸交互系统、先进控制技术课程组织平台、机器人实训设备、生产线仿真软件及资源包、数字孪生可视化程控系统和数字孪生资源开发引擎等设备和软件。

通过以上建设方案，我们可以为学生提供一个先进的先进控制技术与机器人一体化智能实训室，帮助他们掌握先进的控制技术和机器人技术，提高他们的实践能力和创新能力，为我国的制造业发展做出贡献。