工业机器人开放式运动控制实验教学方法

赵建勇，程 亚

（杭州电子科技大学 国家级计算机实验教学示范中心，杭州 310018）

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我国工业机器人连续五年成为全球第一大应用市场，然而掌握核心控制算法人才的缺乏，严重制约了我国机器人行业的发展及国家战略的实施。为加快机器人人才培养，越来越多的高等院校开设了机器人工程专业[1～3]，及机械、控制、计算机等专业也开设了机器人课程。工业机器人运动控制作为主要专业课程，具有理论与实践强耦合的特点，课程的教学需要开放的编程实验条件验证与支撑。然而，目前工业机器人运动控制相关实验教学[4～7]普遍存在以下三个问题：1）机器手臂不具备开放控制的条件。一旦开放，控制算法错误或者存在算法缺陷，将造成机器人手臂运行超限，从而导致机器人永久损坏，高校无法承受这样的经济损失。2）控制系统技术封闭。通过机器人示教系统进行的机器人编程模式只能进行应用编程，无法触及机器人关节运动控制算法编程，无法满足算法人才培养的需求。3）机器人实验教学平台普遍以实操为主开展应用案例教学。

虚拟仿真是通过软件仿真手段，模拟真实环境的运行过程及故障仿真。随着仿真技术的兴起，通过软件仿真解决传统各种实体实验缺陷，成为了当今各高校研究的热门课题[8～10]，为解决上述问题提供了新的方法。邓晓燕、张华文等对机器人实验教学平台进行了研究，建立了五/六自由度机械臂仿真实验平台[11～14]，能较好地反映机械臂的运动，在一定程度上促进了机器人实验教学的发展。……