工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)工作站

JWDZ-BCF01型 工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)工作站

   JWDZ-BCF01型 工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)工作站是專門針對(duì)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的一套實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，按照模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要由六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人、PLC模塊、電氣控制系統(tǒng)等組成，可進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)開發(fā)、維護(hù)維修、示教等方面專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，能夠完成關(guān)鍵設(shè)備的特性和參數(shù)設(shè)置、工業(yè)機(jī)器人手動(dòng)控制及基本參數(shù)設(shè)置、工業(yè)機(jī)器人IO通信及PLC信息交互、工業(yè)機(jī)器人單軸運(yùn)動(dòng)與線性運(yùn)動(dòng)控制、工業(yè)機(jī)器人工具TCP參數(shù)標(biāo)定、工業(yè)機(jī)器人工件坐標(biāo)系參數(shù)標(biāo)定及多坐標(biāo)系切換、基于關(guān)鍵點(diǎn)的軌跡編程、模擬碼垛工藝應(yīng)用編程、工業(yè)機(jī)器人與PLC的通訊與聯(lián)調(diào)、觸摸屏控制應(yīng)用等實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

一、工業(yè)機(jī)器人參數(shù)要求

采用六自由度工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制器、示教單元、輸入輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器和抓取機(jī)構(gòu)組成。

1、機(jī)器人本體由六自由度關(guān)節(jié)組成，固定在型材實(shí)訓(xùn)桌上，具有6個(gè)自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝

2、第1軸工作范圍：≧+170°/-170°，最大旋轉(zhuǎn)速度≧370°/s，臂展≧198mm，功率≧200W。

3、第2軸工作范圍：≧+110°/-110°，最大旋轉(zhuǎn)速度≧400°/s，臂展≧141.25mm，功率≧400W。

4、第3軸工作范圍：≧+40°/-220°，最大旋轉(zhuǎn)速度≧430°/s，臂展≧260mm，功率≧200W。

5、第4軸工作范圍：≧+180°/-180°，最大旋轉(zhuǎn)速度≧300°/s，臂展≧25mm，功率≧100W。

6、第5軸工作范圍：≧+125°/-125°，最大旋轉(zhuǎn)速度≧600°/s，臂展≧280mm，功率≧100W。

7、第6軸工作范圍：+360°/-360°，最大旋轉(zhuǎn)速度≧600，臂展≧86.5mm，功率≧100W。

8、最大臂展：≧600mm

9、有效負(fù)載：≧5kg

10、整機(jī)重量：≧23.50KG

11、防護(hù)等級(jí)：≧IP65

12、重復(fù)定位精度：≦±0.05mm

二、實(shí)訓(xùn)臺(tái)及相關(guān)配件：

1、整個(gè)平臺(tái)為立式結(jié)構(gòu)，主要框架和工作面采用工業(yè)鋁型材搭建，電器柜可以安裝工控機(jī)、IO口擴(kuò)展板、電磁閥安裝位置、變頻器安裝位置、PLC安裝位置，電氣接線部分為抽屜式結(jié)構(gòu)，便于接線，預(yù)留擴(kuò)展區(qū)域，便于設(shè)備的擴(kuò)展。工作平臺(tái)為可以靈活安裝各功能模塊的導(dǎo)槽式或矩陣螺絲孔式。尺寸：≥1400mm×1000mm×900mm；材料：鋁合金+鋼板；平臺(tái)面板為多用途可擴(kuò)展設(shè) 計(jì)方式，擴(kuò)展靈活；采用氣動(dòng)夾具：最大負(fù)載能力：≥3kg；最大抓取范圍：≥15cm×15cm；最高抓取精度：≥1mm；帶安裝機(jī)架。

2、觸摸屏：≥7英寸；液晶顯示屏分辨率：≥800×480；組態(tài)：嵌入式組態(tài)；提供與PLC通訊相配套的端口線和工控機(jī)連接的端口線。

3、物料：尺寸：≥50mm×30mm×15mm；材料：金屬材質(zhì)；數(shù)量：≥10個(gè)。

4、PLC：S7-200 SMART，CPU ST60，DC/DC/DC，機(jī)載 I/O：36個(gè)24V DC 數(shù)字輸入；24 DO 24V DC；電源：直流 20.4-28.8V DC， 程序存儲(chǔ)器/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 50 KB。

5、氣源氣路：采用無(wú)油靜音氣泵或集中氣源供氣；配有調(diào)壓過濾器、氣路等氣動(dòng)元件；排氣壓力：≥0.7Mpa；流量：≥20L/min；噪音量：≤70dB。

★投標(biāo)時(shí)提供工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)省級(jí)或以上檢測(cè)單位出具的檢測(cè)報(bào)告。

三、主要功能板塊：

1、分揀搬運(yùn)碼垛： 配備圓形、三角形、方形等物料模板；機(jī)器人可精準(zhǔn)完成各種形狀物料分揀搬運(yùn)；可擴(kuò)充配置視覺組件，選配視覺條件下可完成全自動(dòng)分揀（含顏色、位置、坐標(biāo)、角度等識(shí)別）；

2、流水線模塊：流水線應(yīng)用場(chǎng)景與工廠實(shí)際物流情況相似，可進(jìn)行機(jī)器人點(diǎn)位示教編程與調(diào)試，可根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容不同而設(shè)置不同挑選形式，可根據(jù)工件不同采用不同的夾取夾具。

3、立體倉(cāng)庫(kù)：存儲(chǔ)自動(dòng)裝配工件；倉(cāng)位數(shù)量：≥3列3層9個(gè)；倉(cāng)位承重：≥2Kg；倉(cāng)位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件種類：≥3種9個(gè)；工件模塊包括自動(dòng)裝配母件、子件等。

4、工業(yè)機(jī)器人末端安裝電磁吸盤，可匹配多種夾具。同時(shí)至少配備4種工裝夾具，夾具有專門的工具架安放，每個(gè)夾具的負(fù)重至少在3kg以上。按照實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的要求可分別配合工業(yè)機(jī)器人完成物料夾取、軌跡模擬、寫字繪圖等工作。

★5、云智能實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)

本平臺(tái)將無(wú)線傳輸、信息處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用用于自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制。設(shè)備端運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等上傳至云平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應(yīng)用層關(guān)聯(lián)掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。

(1)電壓、電流等模擬量數(shù)據(jù)顯示。

(2)輸入開關(guān)監(jiān)控，輸出開關(guān)等數(shù)字量控制。

(3)遠(yuǎn)程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。

(4)顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據(jù)

(5)可按照日期、日間進(jìn)行查詢歷史數(shù)進(jìn)行查詢。

(6)報(bào)警信號(hào)為PLC主機(jī)模擬量采集數(shù)值或者開關(guān)量可以自由設(shè)定，如當(dāng)模擬量輸入超過設(shè)定電壓時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，通過物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用軟件將報(bào)警信號(hào)上傳到云平臺(tái)，通過云平臺(tái)向設(shè)置的終端推送報(bào)警信號(hào)，每臺(tái)設(shè)備可對(duì)應(yīng)多個(gè)終端設(shè)備。

(7)通過手機(jī)端可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制PLC的輸出及監(jiān)視PLC的輸入狀態(tài)變化。

(8)數(shù)據(jù)顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關(guān)狀態(tài)輸入，開關(guān)控制輸出，以及云端連接二維碼。

(9)聯(lián)網(wǎng)設(shè)置界面：設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)連接云平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

需提供云智能實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書原件備查，并現(xiàn)場(chǎng)演示1-3項(xiàng)功能視頻。

★6、實(shí)驗(yàn)室智能電源管理系統(tǒng)

實(shí)訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測(cè)保護(hù)電路、顯示電路、語(yǔ)音報(bào)警電路等組成，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室配置一套管理系統(tǒng)。投標(biāo)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)演示以下7.1-7.4項(xiàng)功能視頻。

主要功能：

6.1上電系統(tǒng)自測(cè)

（1）主電路及控制電路上電后對(duì)線路系統(tǒng)進(jìn)行輸入電壓的過壓、欠壓；線路對(duì)地漏電；輸出負(fù)載過流的檢測(cè)，任一故障存在電源輸出斷開。

（2）故障內(nèi)容有相應(yīng)文字顯示。

（3）對(duì)故障進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。

6.2運(yùn)行檢測(cè)保護(hù)

（1）輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現(xiàn)將自動(dòng)跳閘，實(shí)施保護(hù)。

（2）對(duì)故障進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。

（3）保護(hù)閥值可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置。

6.3漏電功能測(cè)試

（1）按下漏電測(cè)試按鈕，裝置會(huì)自動(dòng)提供一個(gè)漏電測(cè)試信號(hào)，使保護(hù)器跳閘。

（2）重新進(jìn)行上電進(jìn)入自己檢測(cè)狀態(tài)，文字顯示“開機(jī)檢測(cè)中....”，無(wú)故障情況下，實(shí)訓(xùn)室智能電源管理系統(tǒng)恢復(fù)供電。

6.4過壓保護(hù)

（1）運(yùn)行中，出現(xiàn)輸入過壓，實(shí)訓(xùn)室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對(duì)應(yīng)的“過壓相”進(jìn)行文字顯示。

（3）語(yǔ)音播報(bào)“線路過壓，請(qǐng)注意”。

6.5過流保護(hù)

（1）運(yùn)行中，三相電源中任一相出現(xiàn)過流，實(shí)訓(xùn)室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對(duì)應(yīng)的“過流相”進(jìn)行文字提示。

（3）語(yǔ)音播報(bào)“線路過流，請(qǐng)注意”

6.6漏電保護(hù)

（1）運(yùn)行中，三相中任一相出現(xiàn)漏電，實(shí)訓(xùn)室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對(duì)“漏電”進(jìn)行文字顯示。

（3）語(yǔ)音播報(bào)“線路漏電，請(qǐng)注意”。

6.7電源監(jiān)控

（1）可對(duì)各相電壓進(jìn)行數(shù)值顯示及曲線顯示，顯示精度±5V

（2）可對(duì)各相電流進(jìn)行數(shù)值顯示及曲線顯示，顯示精度±0.1A

（3）高壓保護(hù)電壓設(shè)置：

①設(shè)置范圍<300V，輸入1A;

②動(dòng)作時(shí)間：2-5S，輸入單位0.1S

（4）欠壓保護(hù)電壓設(shè)置：

①設(shè)置范圍：>154V，輸入單位1V

②動(dòng)作時(shí)間：2-5S，輸入單位0.1S

(5)過流保護(hù)電流設(shè)置：

①設(shè)置范圍：<20A,輸入單位0.01A;

②動(dòng)作時(shí)間：0.5-2S，輸入單位0.1S

★投標(biāo)時(shí)提供工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)省級(jí)或以上第三方機(jī)構(gòu)出具的檢測(cè)報(bào)告原件備查。

四、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與實(shí)訓(xùn)操作

2、PLC與工業(yè)機(jī)器人的通訊技術(shù)實(shí)訓(xùn)

3、PLC對(duì)工業(yè)機(jī)器人的電氣集成控制應(yīng)用

4、工業(yè)機(jī)器人模擬軌跡實(shí)訓(xùn)

5、工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)與碼垛工藝的應(yīng)用

6、工業(yè)機(jī)器人復(fù)雜裝配體的組裝實(shí)訓(xùn)

7、PLC基本功能實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、基本指令、接線、編程下載等） 

8、觸摸屏的編程與應(yīng)用

9、氣動(dòng)控制元件的安裝與調(diào)試

10、機(jī)器人末端夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)認(rèn)知

11、智能視覺圖像輸入編輯與調(diào)試

12、 智能視覺結(jié)果給出編輯與調(diào)試

13、智能視覺顏色比對(duì)測(cè)量

14、智能視覺編號(hào)比對(duì)測(cè)量

15、智能視覺尺寸比對(duì)測(cè)量

16、 智能視覺角度測(cè)量

17、 智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用

五、教學(xué)配套資源：

（一）教學(xué)課件資源

★1、工業(yè)機(jī)器人課程資源

（15）工業(yè)機(jī)器人的概述：工業(yè)機(jī)器人的定義、發(fā)展與應(yīng)用、基本組成及技術(shù)參數(shù)、工業(yè)機(jī)器人的分類；

（16）工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)：工業(yè)機(jī)器人的1軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的2軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的3軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的4軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的5軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的6軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的行走結(jié)構(gòu)、工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)單元；

（17）工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)：工業(yè)機(jī)器人的連桿參數(shù)和齊次坐標(biāo)變換矩陣。

（18）工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)：工業(yè)機(jī)器人控制裝置、工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)裝置、工業(yè)機(jī)器人檢測(cè)裝置；

（19）工業(yè)機(jī)器人的編程：工業(yè)機(jī)器人的編程方式、工業(yè)機(jī)器人的示教編程、工業(yè)機(jī)器人的編程語(yǔ)言、工業(yè)機(jī)器人的語(yǔ)言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能、常用工業(yè)機(jī)器人編程語(yǔ)言、工業(yè)機(jī)器人的離線編程、工業(yè)機(jī)器人的離線編程仿真軟件及編程示例；

（20）工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用：焊接機(jī)器人的應(yīng)用、搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用、碼垛機(jī)器人的應(yīng)用、涂裝機(jī)器人的應(yīng)用、裝配機(jī)器人的應(yīng)用；

（21）提供汽車生產(chǎn)線工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的高清視頻。

★2、PLC編程教學(xué)課件資源

（1）S7-1200PLC的認(rèn)知：S7-1200PLC簡(jiǎn)介、S7-1200PLC工作原理及運(yùn)行模式、S7-1200PLC特點(diǎn)、S7-1200PLC擴(kuò)展功能、PLC應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)；

（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發(fā)平臺(tái)、TIA 博圖集成軟件簡(jiǎn)介、入門實(shí)例；

（3）控制單元的程序設(shè)計(jì)、指令編寫、硬件選型和設(shè)計(jì)、課后思考與練習(xí)等內(nèi)容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機(jī)的星三角降壓?jiǎn)?dòng)、運(yùn)料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動(dòng)機(jī)組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機(jī)控制。

（4）小型自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)

課件資源具有產(chǎn)品的搬運(yùn)、檢測(cè)和傳輸分揀功能，整個(gè)系統(tǒng)由送料單元、機(jī)械手搬運(yùn)單元、步進(jìn)電機(jī)多點(diǎn)定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求如下：

1）本設(shè)計(jì)的要求使用通過觸摸屏與控制臺(tái)按鈕操作，控制生產(chǎn)線的自動(dòng)運(yùn)行。生產(chǎn)線通電以后，系統(tǒng)自行檢測(cè)初始狀態(tài)是否滿足運(yùn)行條件，如不滿足則自行復(fù)位或手動(dòng)調(diào)整，若滿足則觸摸屏顯示準(zhǔn)備就緒；

2）在準(zhǔn)備就緒的情況下，按下啟動(dòng)按鈕，生產(chǎn)線開始按順序運(yùn)行，供料單元開始工作，電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤將工件送到物料臺(tái)上；電機(jī)運(yùn)行10秒后，若物料臺(tái)光電開關(guān)沒有檢測(cè)到物料，說(shuō)明已沒有物料，開始報(bào)警；若檢測(cè)到物料，則一號(hào)搬運(yùn)機(jī)械手開始動(dòng)作；

3）物料臺(tái)有料，一號(hào)機(jī)械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機(jī)械手上升縮回并旋轉(zhuǎn)到右側(cè)限位；然后機(jī)械手伸出下降將工件放到步進(jìn)電機(jī)輸送單元的供料臺(tái)上，一號(hào)搬運(yùn)機(jī)械手恢復(fù)到初始狀態(tài)，等待下一次運(yùn)行；

4）當(dāng)步進(jìn)電機(jī)輸送單元傳感器檢測(cè)到供料臺(tái)工件后，步進(jìn)電機(jī)前往高度檢測(cè)單元進(jìn)行檢測(cè)；到達(dá)后通過超聲波傳感器進(jìn)行高度檢測(cè)，檢測(cè)完畢后；步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行到二號(hào)搬運(yùn)機(jī)械手位置；   

5）到達(dá)二號(hào)搬運(yùn)機(jī)械手位置后；二號(hào)搬運(yùn)機(jī)械手伸出、爪夾取工件，機(jī)架臺(tái)上升，旋轉(zhuǎn)到右限位，伸出手臂，機(jī)架臺(tái)下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時(shí)二號(hào)搬運(yùn)機(jī)械手復(fù)位；

6）當(dāng)傳送帶單元傳感器檢測(cè)到工件時(shí)，傳送帶開始工作，根據(jù)工件的顏色、材料進(jìn)行分揀；分揀結(jié)束后，供料臺(tái)回到供料位置，等待下一次運(yùn)行。

（5）用戶手冊(cè)：包括與S7-1200、有關(guān)硬件、軟件和通信的手冊(cè)，數(shù)量不少于二十多種。

★課件資源提供詳細(xì)的配件實(shí)物圖片及參數(shù)功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設(shè)計(jì)、氣動(dòng)原理圖、電氣原理圖、硬件組態(tài)等，圖文并茂。投標(biāo)時(shí)提供內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的不少于十張的課件截圖。