TC-IJQ-A型中級機器人實訓(xùn)系統(tǒng)

一、概述：

  工業(yè)機器人作為先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。目前我國正處于加快轉(zhuǎn)型升級的重要時期，以工業(yè)機器人為主體的機器人產(chǎn)業(yè)，正是破解我國產(chǎn)業(yè)成本上升、環(huán)境制約問題的重要路徑選擇。中國工業(yè)機器人市場近年來持續(xù)表現(xiàn)強勁，市場容量不斷擴大。工業(yè)機器人的熱潮帶動機器人產(chǎn)業(yè)園的新建。上海、徐州、常州、昆山、哈爾濱、天津、重慶、唐山和青島等地均已經(jīng)著手開建機器人產(chǎn)業(yè)園區(qū)。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展急需大量高素質(zhì)高級技能型專門人才，人才短缺已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。本專業(yè)主要培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，具有在生產(chǎn)一線從事工業(yè)機器人及其相關(guān)機電設(shè)備的安裝、編程、調(diào)試、運行維護和設(shè)備管理的高端技能型專門人才。培養(yǎng)擁護黨的基本路線，具備德、智、體、美等全面發(fā)展的綜合素質(zhì)，掌握使用工業(yè)機器人為主的工業(yè)控制、自動化應(yīng)用等必備知識，具備從事工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線安裝、調(diào)試、維護、系統(tǒng)集成的綜合職業(yè)能力，適應(yīng)工業(yè)機器人操作、工業(yè)機器人調(diào)試、工業(yè)機器人生產(chǎn)線維護、工業(yè)機器人設(shè)備集成和改造等職業(yè)崗位任職要求的高素質(zhì)技術(shù)技能應(yīng)用型人才。

二、設(shè)備簡介：

我公司生產(chǎn)的工業(yè)機器人技術(shù)培訓(xùn)設(shè)備包含五個基礎(chǔ)模塊，分別是機器手臂單元、涂膠單元、視覺檢測單元、堆垛單元以及原料成品倉庫。如圖所示:

                                        工業(yè)機器人技術(shù)實訓(xùn)設(shè)備

1.  工作臺架：

1)鋁合金框架，碳鋼鈑金門，碳鋼鈑金側(cè)板及底板，正面和背面可打開存放設(shè)備及物品；

2)整體尺寸2200mm×1400mm×1500mm；

3)安裝臺面為鋁合金T型槽，臺面尺寸2200mm×1400mm，厚度20mm；

4)底部安裝有萬向腳輪和固定支撐，方便移動和固定。

2.工業(yè)機器人：

1)具有6個自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人；

2)工作范圍580mm；

3)額定負載3kg；

4)重復(fù)定位精度0.01mm；

5)安全性包括安全停、緊急停、2通道安全回路監(jiān)測、3位啟動裝置；

6)集成信號源為手腕設(shè)10路信號；

7)集成氣源為手腕設(shè)4路空氣（5bar）。

3.控制器：

1)采用先進的工業(yè)機器人控制軟件；

2)采用高級工業(yè)機器人編程語言；

3)內(nèi)置16路輸入/16路輸出的數(shù)字量I/O模塊。

4.示教器：

1)圖形化彩色觸摸屏；

2)操縱桿；

3)熱插拔，運行時可插拔。

5.底座：

1)材料鋁合金；

2)尺寸2200mm×1400mm×1500mm。

6.快換工具：

1)工具快換系統(tǒng)：機器人手臂安裝有法蘭端快換模塊，可實現(xiàn)不同工具間無需人為干涉自動完成切換，6路氣動信號，額定負載3kg，厚度38mm；

2)膠槍工具：含有工具端快換模塊與法蘭端快換模塊配套，總長140mm，外殼為鋁合金材質(zhì)，可以配合軌跡圖紙實現(xiàn)模擬零件外殼涂膠的軌跡編程實訓(xùn)，可更換筆芯設(shè)計且筆芯可10mm竄動防止碰撞損壞；

3)夾爪工具：含有工具端快換模塊與法蘭端快換模塊配套，可穩(wěn)固抓取搬運碼垛物料，夾頭為鋁合金材質(zhì)，采用氣動驅(qū)動，內(nèi)徑20mm，重復(fù)精度±0.01mm，閉合夾持力45N，開閉行程10mm；

4)吸盤工具：含有工具端快換模塊與法蘭端快換模塊配套，總長110mm，結(jié)構(gòu)為鋁合金材質(zhì)，6mm直徑吸盤2個，可穩(wěn)固抓取各種形狀的零件及蓋板；

5)鎖螺絲工具：含有工具端快換模塊與法蘭端快換模塊配套，結(jié)構(gòu)為鋁合金材質(zhì)，可實現(xiàn)對M4內(nèi)六角螺釘?shù)逆i緊。

7.噴涂單元：

1)3D軌跡圖板尺寸440mm×290mm，具有半經(jīng)50mm的拱形面，材質(zhì)碳鋼烤漆，厚度3mm；

2)軌跡路徑包含圓形、三角形、復(fù)雜輪廓和樣條曲線，以及不同位置、不同指向的基準(zhǔn)坐標(biāo)系；

3)提供工具TCP參數(shù)標(biāo)定用尖錐，材質(zhì)不銹鋼，可以隨意固定在3D軌跡圖板的任何位置；

4)包含2張軌跡圖紙，可自動吸附在3D軌跡圖板上。

8.碼垛單元：

1)碼垛臺由臺面和支撐構(gòu)成，臺面為POM，尺寸440mm×290mm，采用鋁合金型材支撐，高度195mm，可滿足多種形式的碼垛；

2)包含模擬物料，材質(zhì)PVC，尺寸70mm×70mm×40mm，數(shù)量6個，采用工形設(shè)計方便夾爪夾持，可實現(xiàn)在兩個碼垛臺間的搬運、碼垛實訓(xùn)。

9.視覺單元：

1)視覺檢測采用CCD拍照檢測，有效像素數(shù)1600×1200，彩色檢測，攝像面積7.1mm×5.4mm，場景數(shù)128個，可存儲圖像數(shù)43張，可利用流程編輯功能制作處理流程，支持串行RS-232C和網(wǎng)絡(luò)Ethernet通訊，提供高速輸入1點、高速輸出4點、通用輸入9點和通用輸出23點的并行通信，提供DVI-I監(jiān)控輸出；

2)提供環(huán)形光源，內(nèi)圓直徑90mm，外圓直徑120mm，供電電壓24V，供電電流440mA；

3)  視覺檢測結(jié)果和采集圖像信息通過12英寸顯示器即時顯示，方便視覺檢測參數(shù)調(diào)整和狀態(tài)監(jiān)控。

10.螺絲供料單元：

1）采用全自動設(shè)計，旋轉(zhuǎn)式分料設(shè)計，螺絲供給速度快，機器震動小，穩(wěn)定的螺絲供料和取料效果；

2）供料速率約為1粒/秒；

3）可實現(xiàn)對M4內(nèi)六角螺釘?shù)姆€(wěn)定供料。

8.原料庫：

1)單層共3個料區(qū)，可分別用于存放異形零件、蓋板和主體零件；

2)整體方形設(shè)計，方便機器人抓取物料。

9.操控面板：

1)提供工作站啟動、停止、模式控制和急停按鈕，可實現(xiàn)對設(shè)備運行操作；

2)提供故障及設(shè)備運行狀態(tài)指示燈；

3)提供多個故障設(shè)置點，可模擬不同情況下的故障；

4)提供多個電路信號及氣路信號的快接插口，可以方便完成電氣接線及調(diào)試訓(xùn)練；

5)包含工業(yè)HMI觸摸屏作為人機交互接口，顯示器為7英寸TFT，分辨率800×480，亮度350，對比度500:1，背光類型LED，觸控面板類型為4線電阻式，F(xiàn)lash存儲器128MB，RAM存儲器為128MB，處理器為 ARM RISC 528MHz，提供RS-232和RS-485串行接口。

10.總控系統(tǒng)：

1)采用高性能PLC實現(xiàn)集成控制，知名品牌模塊化設(shè)計，支持最多6個模塊擴展，方便升級；

2)電氣控制元件采用知名品牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，包含濾波、短路保險等安全機制；

3)工作臺正面提供運行安全裝置，采用光柵傳感器，光軸數(shù)量8，光軸間距40mm；

4)操作過程可通過攝像頭采集記錄，焦距2.8mm，焦段廣角，清晰度720p，感光面積1/3英寸，IP66防水防塵，可通過WiFi連接云端監(jiān)控，監(jiān)控信息可存儲在擴展存儲卡中；

5)供氣系統(tǒng)功率600W，排氣量118L/min，最大壓力8bar，儲氣罐24L，噪音52db，靜音無油，配套知名品牌氣路控制元件和真空元件。

三、控制軟件：

1、 MES生產(chǎn)管理軟件：

1）能完成從生產(chǎn)訂單到生產(chǎn)任務(wù)的合成，生產(chǎn)任務(wù)的統(tǒng)計，生產(chǎn)任務(wù)完成情況的統(tǒng)計，特殊情況（如未完成）的處理，系統(tǒng)操作人員的管理，庫存的管理以及正在生產(chǎn)的情況等；

2）加工設(shè)備等終端設(shè)備的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集和控制方式；

3）了解各種迥異不同的設(shè)備協(xié)議和工業(yè)現(xiàn)場協(xié)議的復(fù)雜性，以及相應(yīng)可能的互聯(lián)互通方式；

4）樹立安全意識，通過安全體系讓學(xué)生重視生產(chǎn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后的安全重大隱患及應(yīng)對方法；

5）打散的MES功能滲透到網(wǎng)絡(luò)平臺的各個角落，學(xué)生自然理解MES的作用和功能；

6）建立生產(chǎn)（實習(xí)）數(shù)據(jù)的私有（大）數(shù)據(jù)平臺，為師生提供可資使用的（大）數(shù)據(jù)集合；

7）通過整個架構(gòu)的軟硬件的防護，使學(xué)生真正建立起工業(yè)環(huán)境安全的重要性和安全保障手段；

8）實現(xiàn)手持設(shè)備與車間（產(chǎn)線）的互通互動。

2、3D虛擬仿真軟件：

3D 建模：基于針對外部 CAD 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)入過濾器，STEP、IGES、VRML 和 STL 的導(dǎo)入過濾器，CAD 基本功能，定義本地坐標(biāo)系統(tǒng)（主框架），用于對象的簡單相對定位，通過對幾何形狀、動力學(xué)特性、材料和物理屬性的參數(shù)設(shè)定進行建模，工業(yè)機器人系統(tǒng)和大量自動化元件的數(shù)據(jù)庫，功能強大的自動化機構(gòu)數(shù)據(jù)庫，DXF、STEP、IGES、VRML 和 STL 的導(dǎo)出過濾器。實時３Ｄ模擬，包括模擬物理效果，傳輸管道連接，鏈傳動，故障模擬，傳感器模擬，可以通過ＯＰＣ服務(wù)器通訊，連接任意ＰＬＣ控制器．虛擬再現(xiàn)真實的控制信號下的運動結(jié)果，軟件自身可以支持多種工業(yè)自動化設(shè)備控制語言S7-PLC MELFABASIC  KRL  RAPID V+。

3、手機管理教學(xué)軟件（目前正在研制開發(fā)，一般客戶可以不用加進去）：

1）具有自主的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和對應(yīng)的教學(xué)資源，提供永久免費使用權(quán)。針對每個模塊具有配套的實訓(xùn)教學(xué)視頻；

2）提供全自主手機教學(xué)軟件 APP，APP支持課程分類、網(wǎng)絡(luò)直播、課程學(xué)習(xí)、答疑交流等功能，并能夠?qū)W(xué)習(xí)進度進行記錄。與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺同步，免費提供學(xué)生使用。

4、智能實訓(xùn)室管理系統(tǒng)：

1）具備中央管理系統(tǒng)，能夠自動巡視各個實訓(xùn)室是否有人員，如無人員，可在15分鐘內(nèi)進行自動停機，自動切斷實訓(xùn)室主電源，實現(xiàn)財產(chǎn)安全和節(jié)能的目標(biāo)；2）電源智能控制與信息統(tǒng)計系統(tǒng)：具備智能控制實訓(xùn)設(shè)備的電源，防止學(xué)生私自上電造成人身、設(shè)備安全事故。具備教師考評信息統(tǒng)計。

四、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)：

1、工作電源：單相三線制 AC220V±10%，50Hz；

2、直流電源： 24VDC；

3、整機功率：≤2Kw；

4、安全保護措施：具有過載保護、短路保護、漏電保護等功能，所有電器 安全符合相關(guān)的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；

5、氣源：額定流量 55L/MIN  額定壓力 0.7MPa；

6、實驗臺尺寸（mm）：L2200×W1400×H1500。

五、實驗內(nèi)容：

1) 工業(yè)機器人機械本體拆裝調(diào)試：

1.同步帶輪的調(diào)整操作；

2.機械零點的校對；

3.減速機的安裝與更換；

4.伺服電機的安裝與更換；

5.密封膠的使用；

6.機械故障的排除。

2) 工業(yè)機器人電氣控制拆裝調(diào)試：

1.機器人電氣原理認知實驗；

2.電氣安裝與調(diào)試實驗；

3.機器人參數(shù)調(diào)試實驗；

4.伺服系統(tǒng)的安裝以調(diào)試；

5.伺服系統(tǒng)與控制器之間的通信連接；

6.IO接口模塊功能實驗；

7.以太網(wǎng)通信實驗；

8.控制器與PLC之間的實驗；

9.機器人電池更換及零點校準(zhǔn)；

10.PLC程序編程與調(diào)試；

11.電氣回路的安裝及調(diào)試；

12.機器人的編程與調(diào)試；

13.安全繼電器回路實驗。

3) 機器人軟件開發(fā)：

1.機器人運動學(xué)實驗；

2.機器人軌跡規(guī)劃認知實驗；

3.工業(yè)機器人示教編程在線實驗；

4.單元標(biāo)定實驗；

5.坐標(biāo)變換實驗；

6.運動學(xué)正逆解實驗；

7.虛擬示教實驗；

8.離線編程實驗。

4) 工業(yè)機器人基礎(chǔ)實訓(xùn)：

1.工業(yè)機器人操作與編程；

2.工業(yè)機器人集成應(yīng)用設(shè)計；

3. 工業(yè)機器人工裝夾具設(shè)計。