GUANG DONG JIAO YU
文/广州市增城区职业技术学校黄冬梅
—、绪论
（一）简述研究背景，提出问题
随着我国工业现代化的深入发展，在家用电器、航天航空、汽车和大型机械制造业等方面对金属板壳零件的需求量大幅提升。这些都需要有足够的冲压设备生产能力保证。然而，各大小冲压关联企业却面临着劳动力成本大幅提升和生产工作环境恶劣所导致的招工难的尴尬境况。如何保证生产质量、提升产能、降低成本，成为整个冲压行业急需解决的问题。在此背景下，结合工业机器人所开发岀来的各种类型的冲压流水线自动化生产线应运而生。 工业智能化与自动化技术的发展，催生了庞大的专业技术人才需求缺口。因此，全国各大专业院校为了适应社会人才需求，在几年的时间里，开设了不少跟智能制造相关的自动化类和机器人专业类的课程。
但是，各学校却因为受到场地、空间、资金和安全等因素的影响，难以完全按照企业生产线规模进行教
学实践，甚至不能配备适合职业岗位需求、具备实际操作训练要求的实训设备和平台，致使专业教学与实际生产脱钩，严重影响到专业人才培养的质量。因此，如何开发适合专业实训教学要求，又符合智能自动化生产职业岗位要求的实训平台，成了我们急需解决的问题。
（二）提出问题的解决方案：设计开发工业机器人自动化实训教学平台，以“冲压流水线自动化生产线”为例应用机器人进行自动化生产既节省了工时成本，解决了目前大多数企业用工难的问题，又解决了极端、危险作业环境（如冲压作业和危险物料搬运、加工等工作环境）由人工操作存在危
险的问题，现已成为工业自动化生产的
发展趋势。在目前很多企业陷入用工难
的大环境下，机器人因其机械性能强、
稳定性好、可编程等优点在工业和智能
家居等领域得到了飞速的发展。随着智
能领域和自动化深入的发展，未来机器
人在智能制造、工业自动化和家居智能
化等方面将发挥不可替代的作用。
为了服务社会的发展和企业智能
自动化岗位的需求，各大职业院校需要
与时俱进，开发近似实际生产要求的教
学实训实践平台和实训厂室，给学生创
造更多的自动化生产实践机会，为社会
输送符合岗位需求的自动化技能型人
才。
工业机器人在冲压流水线自动化
生产线上的应用，是智能制造、自动化
生产的典型案例之一。
本文以“冲压流水线自动化生产
线设计”为例，应用ABB公司的
IRB120机器人，论述了冲压流水线教
学实训工作台的设计开发过程，为工业
机器人自动化实训教学平台开发提供
参考。
为什么采用IRB120机器人呢？因
为当前从全球范围来说，比较岀名的工
业机器人公司有安川、ABB、发那科、
库卡等。本实训工作台所采用的是
ABB公司的IRB120机器人。它继承了
该系列机器人的所有功能、缩减占用面
积、机型轻量化，具有低投资、高产出
的优势。目前在自动化生产线被广泛地
应用，具有代表意义。
（三）确定冲压流水线自动化生产
线实训平台的功能及设计开发流程
依据“冲压流水线”实际工作情
况，确定该自动化生产线近似实际工业
生产的实训平台的功能和冲压流水线自
动化生产线实训工作台的设计和开发过
程。
①冲压流水线自动化生产线实训平
台的功能：此工作台中，应用具有六轴
运动能力、高机械自由度的IRB120机
器人，将它配上工具（如夹爪等）再
采用液压驱动来实现物料夹取搬运和加
工的工作。物料在传动过程中，光电传
感器将物料的位置信息应用外部传感信
号传送给机器人和PLC，实现系统自动
检测和自动控制的目的。操作人员还可
以通过示教器、触摸屏参与机器人的控
制，实现人机交互。控制系统是机器人
的大脑，通过机器人的编程指令（冲
压流水线自动化生产线的编程指令在后
面“ABB机器人程序设计”部分有专
工作票管理系统门的介绍）支配机器人完成规定的运
动路径和动作，最终完成冲压流水线的
自动化生产过程。
②冲压流水线自动化生产线实训工
作台的设计和开发流程包括：冲压流水
线自动化生产线工作流程设计；冲压流
水线自动化生产线硬件的选择；工作台
设计；I0分配设计；触摸屏设计；PLC
与ABB机器人程序设计；自动化生产
线工作台的运行调试与功能实现等。
二、冲压流水线自动化生产线实训
工作台的设计与具体开发过程
（一）冲压流水线自动化生产线实
训平台工作流程设计
依据企业“冲压流水线”工作实
际，设计冲压流水线自动化生产线工作
平台自动化工作流程，其具体工作流程
如图1所示。
机器人先从未成品码垛区将物块搬
scm文件
岀放到料井，再经自动系统的传感、检测、传动和加工，最后将物料放在成品码垛区，完成整个自动化生产的过程。
（二）冲压流水线自动化生产线实训平台硬件的选择
冲压流水线自动化生产线实训平台的硬件主要由ABB/IRB120机器人、三菱GT200触摸屏、西门子S7-1200 PLC等构成，运用电脑对应的编程软件编写相应程序及制作触摸屏画面，载入系统完成调试即可实现整个自动化系
统的功能。下面讲解工作平台具体的设计与调试的过程。
（三）冲压流水线自动化生产线工作平台的设计与调试的过程
1.工作台的设计以及示教点的确定
根据生产实际需要，设计的生产线工作台及示教点如图2所示，示教点的名称和作用如表1所示。
表1示教点的名称和作用
位点编号位点注释
home Home点
2Area_1_1码垛夹爪取料位
3Area_2_1料塔加工位
4Area_3_1皮带搬料位
5Area_4_1气缸放料位
6Area_5_1取料检测位
7Area_6_1检测位
8Area_7_1码垛夹爪放料位
表2RB IO对照关系
IO名称注解
DI10-1触摸屏的D11拨码
DI10-9皮带末端光电信号
DI10-10冲压完成信号
DI10-11触摸屏流水线按钮
DI10-12触摸屏写字按钮
DO10-9夹爪
DO10-10放料至冲压位
DO10-11触发PLC启动检测信号
DO10-14吸盘
物块被运输到传动带另一
端
图1工作流程
在口上
方约1mm处校点
Are<
图2工作台和工作，点
设置示教点时必须注意，各个示教
点都必须设置在机器人的奇点之内，否
则机器人超岀其工作范围将无法完成
工作任务。
2.IO分配设计
①RB型号：ABB/IRB120
②RB IO卡名称：DSQC652（见
表2）
3.触摸屏设计
根据生产线设计要求，制作人机交
互界面一一触摸屏。触摸屏选择的是三
菱GT2000。先应用三菱触摸屏软件GT
Designer3制作好触摸屏界面，再载入
三菱GT2000触摸屏中。操作人员可以
通过设计好的触摸屏实现启动、停止、
复位和模式切换等控制功能。
4.西门子PLC程序设计
流水线的自动控制部分由西门子
GUANG DONG JIAO YU
S7-1200完成。在冲压流水线系统中，PLC扫描传感信号和机器人的信号，进行程序运算，输出指令控制皮带和气缸实现自动控制。首先用西门子打造的集成机动化编程软件TIA portal vl4编写PLC程序，再将程序装载到西门子S7-1200PLC中。根据冲压流水线生产线设计要求，设计具体PLC程序如下：
输入注释
Fir$t_Scan_On S0.0
-CO
赛位皮帯
V）
S0J
皮帯末端信号
匕）
应用TIA portal v14仿真程序，仿真成功后载入西门子S7-1200PLC中。
5.ABB机器人程序设计
应用仿真软件Robotstudio编写机器人程序。ABB工业机器人仿真软件RobotStudio是针对ABB机器人开发的。它包含了ABB所有的机器人，有模拟示教器，跟真实的示教器一样的操作功能。可以在软件里模拟出你的使用环境，进行编程，然后把做好的项目直接下载到你现场的控制器里。冲压流水线的机器人主程序和子程序的设置如图3所示。编写好的程序仿真成功后再写入到实际的机器人中。
①主程序与子程序的设置
码垛搬运
初始化
码垛返回（拆跺
*码垛放
码垛取
图3主程序与子程序的设置
邮购盒
②冲压流水线自动化生产线机器人程序M0DULELx_x
PR0C main()
reg1:=0；
reg2:=0；
MoveAbsJ Home\NoEOffs,
v200, fine,tool0；
FORiFROM1TO6DO
reg2：=reg2+1；
reg1:=reg1+1；
MoveLOffs(Su_Q{reg1},0,0,
100)，v200，fine，tool0；
MoveLSu_Q{reg1},v200,fine,
tool0；
xi；
MoveLOffs(Su_Q{reg1},0,0,
100)，v200，fine，tool0；
MoveLOffs(f_1,0,0,100),
v200，fine，tool0；
MoveL f_1，v200，fine，tool0；
fan；
MoveLOffs(f_1，0，0，100)，
v200，fine，tool0；
WaitTime5；
ENDPROC
ENDMODULE
将以上程序仿真成功后写入到实
际的机器人中。
6.调试
①先对各个设置的示教点示教
（示教过程及示教点确定如图4、图5
所示）。
窑炉技术
②逐步测试机器人每条运行路径，
完成整系统的运行调试
启动运行，先用示教器进行人机交
互，使机器人逐步运行每条运动指令，
调试并确保每个操作过程准确无误。之
后再进行整个流水线的自动运行调试，
测试每个控件和按钮，确保它们正常工
作。
三、应用与反思
“冲压流水线自动化生产线教学实
训工作台”将整个冲压流水线自动生
图4home点示教
图5产品检测位示教
产过程集成到了一个实训平台。设计与
开发完成后投入到实际实训教学之中。
学生通过系统实训，提升了工业机器人
在自动化生产领域的应用与认识，以及
实际操作能力，为社会培养更符合岗位
需求的技能型人才奠定基础。
在“冲压流水线自动化生产线教
学实训平台”的设计开发过程中也遇
到了一些问题：
1.为了节约成本，减少工作台占用
面积，整个平台只采用一台机器人参与
基于PVE的中职网络攻防技术课程云实训平台的设计与实现
文/珠海市第一中等职业学校高安邦
uv喷涂工艺一、引言
随着信息技术的发展，互联网已经渗透到我们社会生活的方方面面。互联网在给我们的工作、生活带来便利的同时，网络空间安全的形势也越来越严峻。尤其是最近几年，网络安全事件层岀不穷，例如2013年的斯诺登事件、2017年的Wannacry病毒，等等。这些网络安全事件给我们的隐私安全、社会安全带来了极大的威胁，同时也给我们的网络空间安全教育敲响了警钟。习近平总书记在2018年4月21日全国网络安全和信息化工作会议上指岀，没有网络安全就没有国家安全，就没有经
济社会稳定运行，广大人民众利益也
难以得到保障。2018年4月，教育部
公布最新《学位授予和人才培养学科
目录》增设“网络空间安全”一级学
科。在此基础上，很多大学增设了网络
空间安全学院，网络空间安全人才培养
体系逐步完善，网络安全人才培养方兴
未艾。
中职网络安全教育起步晚，基础薄
弱，面临着教学内容繁复、实验条件缺
乏等现实问题。中职网络攻防技术课程
的主要内容涵盖：操作系统渗透测试及展频原理
加固（Windows操作系统渗透测试及加
固、Linux操作系统渗透测试及加固等）、
Web应用渗透测试及加固（SQL注入、
命令注入、文件上传等漏洞渗透测试及
加固）、BT5和KaliLinux系统常见工具的
使用等。在课程实训过程中，学生需要
使用到WindowsXP、Windows2003、Win-
dows7、Windows2008R2等Windows系列
的操作系统，以及BackTrack5、Kali
Linux、ubuntu、CentOS等Linux系列的操
作系统。
相比于网络攻防技术课程对实训
环境的较高要求，我们当前的单机实训
方式已经显露岀了很多缺陷和不足。然
而，要购买公司全套安全产品建立网络
自动化作业，机器人工作区域又不能超岀其奇点范围。因此，工作台的尺寸受到限制，必需严格控制在机器人的奇点范围之内，否则机器人将不能正常运行。
2.除了各个工作区域需要遵循以上要求之外，机器人运行过程中所涉及的各个示教点和运行路径也必须控制在奇点范围内。
3.机器人运行过程中不能与工作台任何部位产生碰撞，否则不仅会造成生产线事故，也会损坏机器人。例如，“冲压流水线自动化生产线工作台”中的机器人，完成气缸放料后从该点运行到下次取料检测位的过程中，需要绕过一个较高的冲压工作区，此时机器人运行路径设计不好就会与冲压工作区发生碰撞，造成事故。
以上提岀在“冲压流水线自动化
生产线工作台”设计与实际应用过程
中岀现的问题和解决的办法，为以后的
工业机器人自动化生产线工作平台设
计与开发提供参考。
四、结语
随着智能领域和自动化深入的发
展，未来机器人在智能制造、工业自动
化和家居智能化等方面将发挥不可替
代的作用。
为了服务社会的发展和企业自动
化岗位的需求，各大职业院校已经相继
开设了工业机器人方向的自动化专业，
如何培养有专业技能水平、能解决实际
生产问题的自动化技能型人才，需要各
职业院校的技能实训教学与时俱进，开
发近似实际生产要求的教学实训实践平
台，突破因场地、时长和安全等因素对
技能教学实践的影响，给学生创造跟更
多的自动化生产实践机会，方能更好地
为社会输送符合实际岗位需求的自动化
技能型人才。
“冲压流水线自动化生产线教学实
训平台的设计”以冲压流水自动化生
产线为例，讲述了整个自动化系统如何
采用西门子PLC进行自动控制，运用
ABB工业机器代替人工进行物料搬运
和自动加工的全过程，系统描述了整个
自动化生产线实训平台的设计与开发的
过程，为工业机器人自动化实训教学平
台开发提供了参考。
责任编辑朱守锂
