机器人基础应用实训设备_工业机器人实训实验教学平台

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机器人基础应用实训设备

能够满足工业机器人操作与运维、工业机器人操作编程等职业技能等级标准（初级、中级）的基础训练
一、基本参数要求
1、输入电源：三相五线制AC 220V±10% 50HZ
2、输入功率：5kw
3、工作环境：1）温度： -10℃～+40℃
2）相对湿度：≤90%（+20℃）
3）海拔高度：≤4000m
4）空气清洁，无腐蚀性及爆炸性气体，无导电及能破坏绝缘的尘埃
4、设备重量: 120kg
5、安全：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。

二、功能要求
机电一体化基础实训设备要求由一台六轴工业机器人、书写工作站、曲面轨迹工作站、码垛工作站、实训桌、电气控制部分组成。搭载工业机器人的基础应用模块，可以对机器人的应用进行扩展。
1、实训台：实训台桌面能够安放实训模块、机器人等机械件。铝钢结构,带滚轮（滚轮带有刹车）,单面两抽屉,抽屉采用网孔板,安装有电器控制部分的电器元件，设备安装灵活。桌面上要开有1个长方形过线孔，套有工程塑料防护套，避免电线电缆刮伤。
2、工业机器人要求：要求六轴工业机器人，系统控制器为工业级的六轴机器人控制器。控制系统要界面美观、操作方便、功能齐全、性能稳定。
控制系统需支持多品牌示教:支持ABB品牌机器人示教器操作界面及ABB的RAPID编程语言，可实现对机器人本体的示教编程及再现运行。
控制系统开放程度要高：提供轨迹插值运算，整合开发套件、运动控制函式库等各项工具，可进行应用层的二次开发，提供应用层界面开发DEMO及源码，满足高标准下的教学、研发需求。
外部通信接口丰富：控制箱需有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通讯接口，能满足教学、科研场景下与不同外部模块的通讯要求（支持视觉模块应用及开发）。
操作安全性高：在保证本体结构强度的同时，多轴断电刹车，在任何情况下都能保证既“伤不到人”，也“伤不到设备”。
3、码垛实训模块：码垛模型分为两部分：码垛物料盛放平台（包含16块正方形物料、8块长方形物料），码垛平台：均采用优质铝材制作表面阳极氧化处理。可采用吸盘夹具对码垛物料进行自由组合进行机器人码垛训练。
4、曲面TCP实训模块要求：通过在平面、曲面上蚀刻不同图形规则的图案（平行四边形、椭圆、凹字形图案等多种不同轨迹图案），工作站配有焊枪夹具。可通过焊枪描绘图形，训练对机器人基本的点示教，平面直线、曲线运动/曲面直线、曲线运动的轨迹进行模拟焊接。还可以通过TCP辅助示教装置训练机器人的工具坐标建立。
5、书写工作站要求：书写工作站由书写平台、书写笔夹具等组成。书写平台可供A3纸大小纸张平放、也可根据要求自由更换纸张大小。书写笔夹具可轴向移动，保护在书写过程中笔尖与纸面接触不造成笔尖损坏。
6、系统仿真软件模型：系统仿真软件模型，配套机器人品牌仿真软件使用。所有模型都与实物采用1：1比例建模，含系统整体及各组成设备模型，可进行相应的仿真训练、离线编程。可以按照一定的数据格式导入导出仿真的数据文件，该数据文件可以直接在真实的多功能多应用工业机器人设备上。
7、教材
教材要具有实操与应用技巧、应用案例精析、虚拟仿真、现场编程、工作站系统集成、工业机器人技术应用等相关内容。
8、工业机器人多品牌仿真及实操、实控软件：能仿真控制至少五种品牌（ABB、KUKA、安川、FANUC、广数等，）工业机器人；需构建ABB、KUKA、安川、FANUC、广数等机器人示教器模拟界面，能分别采用ABB机器人的RAPID编程语言、库卡机器人的KRL编程语言、安川机器人的INFORM编程语言、FANUC机器人的Karel编程语言和广数机器人的编程语言等离线模拟示教编程；能仿真示教盒按键、菜单、状态显示功能并进行编辑和提示。能实现本次机器人运动控制仿真，包括零点标定、手动操控、示教编程等。
具有集成功能、预置功能、操作主功能、辅助示教功能。其中，集成功能为多机型、多模式等功能的实现；预置功能为机器人示教操作前的一些预备工作的设置功能；示教系统操作的主功能为三种模式下的示教操作功能的实现；辅助示教功能是为了帮助初学者便于快速的学习操作及编程而设定的一些参考和错误提示功能。可对工业机器人电气硬件的系统设计，包含电控系统、主电路、控制电路、人机界面等器件选型测试，同时可对设计成果进行仿真和验证。预留二次开发接口，机器人模型和场景用户可以自己添加；
软件需能兼容在本次机器人控制器平台中运行，能调用控制器底层运动控制函数库，如运动、逻辑、工艺等；多品牌示教器虚拟界面能显示手持示教盒上，通过在手持示教盒的操控能实现多品牌示教器界面及编程语言对实体机器人本体的示教编程及再现运行，实现实体机器人点到点、直线、圆弧、连续轨迹等运动，搭配周边设备可实现码垛、书写等应用的实训。对本实训室工业机器人电气硬件的系统设计，包含电控系统、主电路、控制电路、人机界面等器件选型测试，同时可对设计成果对本实训室机器人通讯仿真，验证，控制。
三、实训项目
1、硬件的安装与调试
1）工业机器人底座的安装与调试技术
2）工业机器人安装与调试技术
3）工业机器人自动换夹具安装与调试技术
4）绘图单元的安装与调试
5）码垛工作站的安装与调试
6）曲面工作站安装与调试
2、电气安装与调试
1）工业机器人本体与控制器之间的电气连接与调试技术
2）工业机器控制器和PLC之间电气连接与调试技术
3）工业机器人夹具电气连接与调试技术
4）供料单元和输送分拣单元上的传感器安装于调试
3、编程调试和应用
1）工业机器人编程调试软件的安装
2）工业机器人通过示教器对工业机器人的运作过程调试
3）通过计算机软件对工业机器人的运作过程调试
4）通过I/0板对机器人运作的控制
5）机器人控制数据库的建立和应用
6）工业机器人码垛运行的编写
7）工业机器人平面轨迹运行的编写
8）工业机器人垂直轨迹运行的编写
9）可编程控制器程序的编写和设计
四、设备参数（单套）

序号	名称		主要技术参数	数量		单位		备注
1	实训台		实训台尺寸：14009501550，铝钢结构,带滚轮（滚轮带有刹车）,单面两抽屉,抽屉采用网孔板,安装有电器控制部分的电器元件，设备安装灵活。桌面上开有1个长方形过线孔，套有工程塑料防护套，避免电线电缆刮伤。	1		台
2	书写工作站		包含书写平台，采用A4纸、书写笔、书写笔夹具等组成	1		套
3	码垛单元		由单元底板、物料存放版、码垛底板组成。底板表面经过电镀处理。物料尺寸：175455mm 10块。	1		套
4	曲面TCP实训单元		曲面TCP实训模块，底板表面经过电镀处理，TCP轨迹实训板采用铝合金，表面经过铝化处理。平面、曲面上蚀刻不同图形规则的图案（平行四边形、五角星、椭圆、风车图案、凹字形图案等多种不同轨迹图案），且该模型左前方配有TCP示教辅助装置。	1		套
7	可编程控制器		供电电源：AC100-240 64K大容量的RAM存储器主机 32入/32出晶体管输出内置独立3轴100kHz定位功能(晶体管输出型)	1		只
8	人机界面		7寸，串口，USB口，以太网口，人机界面产品的设计符合工业环境。	1		只
10	按钮单元		指示灯3只；按钮2只；急停按钮1只；转换开关1只;17位接线端子1条；铁盒子1只。	1		只
11	开关电源		规格：24V 6A	1		只
12	三层端子		输入13位，输出16位；共三层，一层为电源负极端子、二层为信号端子、三层为电源正极端子。带有模组安装。	2		只
13	信号连接电缆1		15芯D型接头连接电缆，长度3m。	1		条
14	信号连接电缆2		17芯D型接头连接电缆，长度3m。	1		条
15	单相漏电开关		型号：DZ47LE-32 C32	1		只
16	继电器		型号：松下 DC24V	10		只
17	无油空气压缩机（空压机）		W58	1		台
18		六轴机器人	具有6个自由度，串联关节型工业级；到达距离475-580mm；承重能力≤3kg；各轴运动范围：轴1旋转范围≤+165°～ -165°，轴2手臂旋转范围≤+110°～ -110°，轴3手臂旋转范围≥+70°～ -90°，轴4手腕旋转范围≤+160°～ -160°，轴5弯曲旋转范围≤+120°～ -120°，轴6翻转旋转范围≤+400°～ -400°。提供机器人控制原代码，供学校二次开发。机器人控制方面需提供轨迹插值运算，整合开发套件、运动控制函式库等各项工具，提供源码及开发DEMO。 1、控制器能兼容运行多品牌仿真及实操、实控软件，通过软件中的多品牌虚拟示教界面及编程语言实现机器人点到点、直线、圆弧、连续轨迹等运动控制；包括（1）手写输入字体，机器人复现；（2）通过示教器虚拟仿真示教编程，数模再现运行；（3）在线示教编程，通过示教器在线编程，实体机器人与数模机器人同步再现自动运行。 2、控制器所搭载的自主品牌系统需提供轨迹插值运算，整合开发套件、运动控制函式库等各项工具，提供源码及开发DEMO，可满足高标准下的教学、研发需求。 3、搭载的控制系统编程语言可中英文切换，编程操作直观方便，系统长时间运行稳定可靠，*多可控制8轴。 4、要求机器人主体以及外壳采用非金属高强度轻质材料制成。操作安全性高：本体采用由先进制造工艺高强度轻质材料制成，在保证本体结构强度的同时，大大提高了其操作时安全性，电机也可限扭矩输出，多轴断电刹车，在任何情况下都能保证既“伤不到人”，也“伤不到设备”, 大幅降低六轴机器人的上手使用门槛，为安全教学和科研保驾护航。 5、要求外部通信接口丰富：控制箱具有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通讯接口，能满足教学、科研场景下与不同外部模块的通讯要求。 6、工业器人应用技术控制系统软件：要求具有机器人程序编辑与目标点定位、机器人动作控制、实验对象动作控制、数据通信等功能。		1		套
19		实训台方凳	桌面：防静电胶皮全面覆盖桌面，面板选用三聚氰胺聚合板，厚度不小于25mm。凳架：钢架结构，钢管壁厚不小于1.2mm，横截面不小于40*40mm，防锈漆采用静电喷涂工艺		4		把

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