01项目背景
目前学校或多或少都有机电自动化实训站、工业机器人实训站或智能制造生产线等实训设备，用于学生的实验实训或竞赛实训。但这些设备往往成本较高，占地面积较大空，采购工位较少，无法满足学生的需求。此外，由于学生的熟练程度不一致，容易造成零件损坏和设备故障，教师对设备调试和维护感到厌倦，甚至出现安全隐患。
数字孪生技术的使用可以很好地解决上述问题。通过构建现有实训设备或生产线的数字孪生，并在孪生上开发不同的实训对象，可以帮助学生在虚拟环境中完成设备的编程、调试等任务，提高实训效率，减少设备故障。教师也可以把更多的时间和精力放在对学生的有效引导上，实现“理论、实践、虚拟”一体化教学。同时，在疫情期间，可以有效地远程进行各种实战训练，真正做到停课、学习、训练。
建立数字双胞胎，还原不同的训练对象。
虚实联动，实现数字模型与物理实体的同步操作。
实践，创建虚拟仿真在线教学环境
因此，开发面向工业机器人工程应用的虚拟仿真实验系统是非常必要的。可以解决高校经费短缺、教学资源分布不均的尴尬局面，让每一个学生都能操控与真实机器人相同的虚拟机器人，模拟多种应用场景，学习教学装置的使用和机器人在真实环境中的运动，避免学生因误操作损坏昂贵的机器人。
02项目特点
整个实验以1:1模拟黄淮学院工业机器人工程实验室的糖果产品包装实验生产线和实验平台，体现了虚实结合、仿真联动的教学思路。
该系统是一套基于糖果产品包装实验生产线的在线柔性智能制造实验仿真平台。依托2020年河南省虚拟仿真实验教学项目，通过1: 1建模和还原实验场景，构建了糖果包装自动化生产线实验模块，包括成品装箱、成品入库、焊接工位、搬运工工位、视觉工位、装卸工位等典型应用模块。
虚拟操作尽量与实际ABB机器人操作完全相同，使用户可以模拟整个机器人系统或其子系统，最终实现数字结对。该项目保留了丰富的应用程序接口和自动化指令，可以方便地集成机器人的各种功能。该平台采用PLC控制通信技术、ABB机器人运动控制算法和视觉感知算法搭建，用于培养学生在PLC控制、机器人教学和指令编写、视觉算法应用、探索6轴机器人在自动化生产线中的应用等方面的相关技能。详情如下:
PLC控制通信技术
通过与薄涂建立通信，自由编程PLC，实现机器人控制通信。
机器人运动控制算法
还原真实教学设备的界面和功能。
支持在线movej/movel/set/reset/wait time/wait di等运动控制指令。
机器人视觉感知算法
在掌握工业机器人集成系统建筑布局的基础上，进行节拍控制视觉控制算法的集成创新应用和机器人视觉识别送料的应用。
工业机器人维修与维护
工业机器人及系统维护虚拟实验系统用于辅助工业机器人维护及其他相关课程的教学。
03生产站
1.成品包装站:
为工业机器人编程，成品包装站实验模块的过程包括以下过程:
把大礼盒放在工作台上；
把小礼盒放在大礼盒里；
把大礼盒的盖子盖在大礼盒上面；
两个机器人配合分别按压大礼盒两侧，每个机器人按压两次。
2.成品仓储站:
为工业机器人编程，成品仓储站实验模块流程包括但不限于
将大礼盒存放在指定的工作台上；
从传送带上取下托盘，并将其安装在指定的支架上。
3.模拟焊接站:
PLC用于控制定位器、机器人启动、光电传感器、电磁阀等设备。了解如何通过控制工业机器人来完成焊接过程。
4.波特的立场:
了解设备的结构和工作方式，学习6轴工业机器人的示教和编程。学习如何通过控制工业机器人来完成搬运过程。
5.视觉系统站:
提供内置视觉算法识别不同角度、坐标、大小的圆、正方形、矩形、多边形、三角形的功能实现。支持PCV降维算法和摄像机标定。
6.可视进料站:
实验室现有机器人的指令编程与机器视觉算法相结合。机器视觉算法传到实验室现有机器人工件的坐标和角度，通过机器人的编程实现送料功能。
