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1+X工業(yè)機器人應(yīng)用編程實訓(xùn)設(shè)備方案

1+X工業(yè)機器人應(yīng)用編程實訓(xùn)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，靈活組合，平臺可進行工業(yè)機器人應(yīng)用編程項目（初級、中級）的實訓(xùn)考核與技能鑒定。依次遞進，高級別涵蓋低級別技能要求。平臺融入工業(yè)機器人技術(shù)、機械傳動技術(shù)、電子電工技術(shù)、多種作業(yè)技術(shù)、智能傳感技術(shù)、可編程控制技術(shù)、機器視覺技術(shù)、計算機技術(shù)、串口通信技術(shù)、以太網(wǎng)通訊技術(shù)、離線編程仿真技術(shù)等先進制造技術(shù)，涵蓋工業(yè)機器人、機械基礎(chǔ)、電氣運行與控制、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能傳感、智能制造等多門學(xué)科的專業(yè)知識。

一、工業(yè)機器人
由工業(yè)機器人本體、機器人底座、機器人控制柜和示教盒等組成，機器人本體需采用ABB型機器人。
1、機器人技術(shù)參數(shù)：
1) 自由度：6
2) 最大負載：≥3kg
3) 重復(fù)定位精度：0.02mm
4) 最大臂展：≥580mm
5) 各軸運動范圍：
J1軸≥±165°；J2軸≥±110°；J3軸≥+70°/ -90°；J4軸≥±160°；J5軸≥±120°；J6軸≥±400°；
6) 最大單軸速度：
J1軸≥250°/s；J2軸≥250°/s；J3軸≥250°/s；
J4軸≥320°/s；J5軸≥320°/s；J6軸≥420°/s；
2、可實現(xiàn)課程目標(biāo)及配套資源
開標(biāo)現(xiàn)場提供電子版教學(xué)學(xué)習(xí)資源。
電子版教學(xué)學(xué)習(xí)資源包含以下內(nèi)容：
1）1種六自由度機器人本體真人真實拆裝不低于10min詳細完整視頻；
2）1種四自由度 SCARA 機器人本體及各軸（不低于3個軸）裝配動畫視頻；
3）2種六自由度并聯(lián)機器人本體裝配動畫視頻；
4）2種六軸串聯(lián)機器人本體及各軸裝配動畫演示視頻
二、標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺
鋁型材搭建，前后可視化開關(guān)門，兩側(cè)和底部鈑金封板，為機器人、示教器、功能模塊的安裝提供標(biāo)準(zhǔn)的安裝接口，預(yù)留有標(biāo)準(zhǔn)氣源和電氣接口安裝位置，根據(jù)模塊的使用情況進行功能的擴展。同時為工業(yè)機器人、功能模塊、功能套件提供穩(wěn)定的電源，平臺上可牢固安裝多種功能模塊。
1、主要技術(shù)參數(shù)：
1) 實訓(xùn)臺尺寸（長×寬×高）：1300（±20mm）×1200（±80mm）×880mm
2) 模塊固定板：≥10個；3) 最大電氣接口容量：≥3組；
4) 實訓(xùn)模塊可任意組合放置，可固定
三、快換工具模塊
由固定底板、快換支架、檢測傳感器、快換盤（1套主盤，7套工具盤）等組成。根據(jù)不同的實訓(xùn)目標(biāo)和操作對象，提供多種不同的快換工具。
機器人末端工具需包括單吸盤工具、電機手爪工具、關(guān)節(jié)手爪工具、無源工具（包括繪圖筆工具，金屬筆工具，模擬焊槍工具）、激光筆工具，共7種工具。
1、快換支架技術(shù)參數(shù)：
1) 容量：4個快換工具
2、快換盤技術(shù)參數(shù)：
1) 快換裝置材質(zhì)：本體材質(zhì)鋁合金，緊鎖機構(gòu)合金鋼
2) 承重：≥3kg
3) 允許力矩：≥20N•m；4) 工作壓力：0.3-1MPa；
5) 重量：≤0.5kg
3、單吸盤工具技術(shù)參數(shù)：
1) 吸盤盤徑：20mm
2) 吸附力≥10N，配真空發(fā)生器和電磁閥
4、電機手爪工具技術(shù)參數(shù)：
1) 氣缸缸徑：≥12mm；2) 行程：≥24mm；
5、關(guān)節(jié)手爪工具技術(shù)參數(shù)：
1) 氣缸缸徑：≥12mm；2) 行程：≥24mm；
6、無源工具技術(shù)參數(shù)：
1) 工具類型：繪圖筆工具，金屬筆工具，模擬焊槍工具
7、激光筆工具技術(shù)參數(shù)：
1) 顏色：紅；2) 激光類型：點激光；
四、樣件套裝
實訓(xùn)項目的工作對象，含組裝套件（關(guān)節(jié)套件、電機套件）、碼垛套件（碼垛矩形套件、碼垛方形套件）。
關(guān)節(jié)套件由不少于3種零件組成，應(yīng)用時需包含電機套件共同使用，構(gòu)成總計6種零件的組裝套件。
1、組裝套件技術(shù)參數(shù)：
1) 數(shù)量：≥6套；2) 顏色種類：3種（紅、黃、藍）；
3) 零件種類：≥6種（關(guān)節(jié)套件3種、電機套件3種）
4) 可完全組裝或自定義組裝。
2、碼垛套件技術(shù)參數(shù)：
1) 零件種類：≥2種（方形、矩形）；
2) 方形零件顏色種類：≥2種（紅、藍）；
3) 方形零件數(shù)量：≥10個；
4) 矩形零件顏色種類：≥2種（紅、藍）；
5) 矩形零件數(shù)量：≥10個；
五、平面繪圖模塊
由固定底板、平面繪圖板、支架、不銹鋼拉手等組成。
主要技術(shù)參數(shù)：
1、平面繪圖模塊尺寸高度40-200mm多擋可變
2、適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；3) 圖樣張數(shù)：≥10張；
3、平面繪圖板尺寸（長×寬×高）：250×245×6mm
六、曲面繪圖模塊
由固定底板、曲面繪圖板、不銹鋼拉手等組成。模塊帶有基礎(chǔ)軌跡，也滿足自定義預(yù)設(shè)軌跡。
1、適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝
2、曲面繪圖板尺寸（長×寬×高）：250×200×35mm
3、預(yù)設(shè)圖案：直線、圓弧、曲線、正交坐標(biāo)系、非正交坐標(biāo)系
七、搬運模塊
由固定底板、不銹鋼拉手等組成。帶有多種不同類型的庫位，使用電機套件滿足機器人對不同零件的搬運。
主要技術(shù)參數(shù)：
1、適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
2、可容納零件個數(shù)：18個；4) 排列形式：3行6列；
八、碼垛模塊
由碼垛固定底板、不銹鋼拉手等組成。使用碼垛套件實現(xiàn)機器人碼垛解垛。
主要技術(shù)參數(shù)：
1、適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝
2、零件容量：矩形工件10個、方形工件10個，可混裝
九、通用電氣接口套件
適配機電一體化功能模塊，為模塊提供穩(wěn)定的電源和控制器資源。
包含總線模塊、數(shù)字量擴展模塊、模擬量擴展模塊、工業(yè)交換機。
1、主要技術(shù)參數(shù)：
（一）總線模塊
1）支持EtherCAT或DeviceNet
（二）數(shù)字量擴展模塊
1) 數(shù)字量通道：16DI/DO
2) 電源：DC24V
（三）模擬量擴展模塊
1) 模擬量通道：4AI/AO
2) 電源：DC24V
（四）工業(yè)交換機
1) 端口數(shù)量：8
2) 電源：DC24V
2、電氣接口模塊
電氣接口模塊安裝于標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺臺面上，包括3組通用電氣接口和1組電氣專用接口。通過快插線纜與各有源功能模塊進行連接，實現(xiàn)設(shè)備主控與各模塊之間的供電及通訊。
需滿足以下功能特點：
1）同類型接口通用；
2）不同類型接口防呆保護；
3）接口插座帶紅點方向指示；
4）接口通過快插電纜進行連接。
單套通用電氣接口模塊技術(shù)參數(shù)：
1）通道數(shù)：9；
2）電源：DC24V獨立供電；
3）數(shù)字量：5DI/DO；
4）模擬量：1AI/AO；
5）RJ45接口數(shù)：2；
6）控制源：機器人直接控制；
通用電氣接口技術(shù)參數(shù)：
1）電源：DC24V，端口數(shù)2
2）模擬量輸入接口：0-10V,DC24V獨立供電
3）模擬量輸出接口：0-10V,DC24V獨立供電
4）數(shù)字量輸入輸出接口1：1DI/1DO，DC24V獨立供電
5）數(shù)字量輸入輸出接口2：2DI/2DO，DC24V獨立供電
6）數(shù)字量輸入輸出接口3：2DI/2DO，DC24V獨立供電
7）RJ45接口數(shù)：2
專用電氣接口技術(shù)參數(shù)：
1）變位機伺服動力接口：SV1-1，引腳數(shù)6
2）變位機伺服編碼器接口：SV1-2，引腳數(shù)4
3）行走軸伺服動力接口：SV2-1，引腳數(shù)6
4）行走軸伺服編碼器接口：SV2-2，引腳數(shù)4
5）皮帶調(diào)速電機接口：AV1，引腳數(shù)5
6）旋轉(zhuǎn)供料機步進系統(tǒng)接口：DRV1，引腳數(shù)7
7）RFID接口：RFID，引腳數(shù)8
3、快插線纜
快插線纜主要用于電氣接口模塊與各功能模塊之間的電氣連接與信息傳輸。線纜兩端可實現(xiàn)快速插拔。
主要特點：
1）快插接頭防呆保護，快插連接器帶紅點方向指示；
2）不同類型電纜按顏色區(qū)分；
3）可快速連接不同的通用IO接口，實現(xiàn)對設(shè)備的控制；
4）可快速連接通用電源接口，實現(xiàn)模塊供電；
5）可快速連接變位機等模塊專用電氣接口，實現(xiàn)設(shè)備的供電與控制；
6）可快速連接通用以太網(wǎng)接口，實現(xiàn)以太網(wǎng)模塊通信，并從示教盒上監(jiān)控相應(yīng)變量。
主要技術(shù)參數(shù)：
1）通用電源線纜：黑色，線芯×2，M9雙頭快插
2）通用AI線纜：綠色，線芯×4，M9雙頭快插
3）通用AO線纜：橙色，線芯×5，M9雙頭快插
4）通用DI/DO線纜：灰色，線芯×M9雙頭快插
5）變位機模塊專用動力線纜：橙色，線芯×6，M15雙頭快插
6）變位機模塊專用編碼器線纜：綠色，線芯×4，M15雙頭快插
7）皮帶運輸模塊專用線纜：黑色，線芯×5，M15雙頭快插
8）旋轉(zhuǎn)供料模塊專用線纜：灰色，線芯×7，M15雙頭快插
9）RFID模塊專用線纜：黑色，線芯×8，M15雙頭快插
10）CAT6標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線：黑色或灰色，線芯×8，RJ45標(biāo)準(zhǔn)連接器
十、外圍控制器套件
包括控制器及人機界面。控制器，具有標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信接口，適用于實現(xiàn)簡單邏輯控制、高級邏輯控制、網(wǎng)絡(luò)通信與控制應(yīng)用，以及小型運動控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等高級應(yīng)用功能。人機界面具備舒適性、多功能和多集成接口的特點，不銹鋼前端面板，IP65防護等級，采用s7-1200。
1、控制器主要技術(shù)參數(shù)：
1）工作存儲器：125KB；
2）裝載存儲器：4MB；3）保持性存儲器：10KB；
4）數(shù)字量：14DI/10DO；5）模擬量：2AI/2AO；
6）位存儲器（M區(qū)）：8192字節(jié)；7）高速計數(shù)器：6路；
8）脈沖輸出：4路；9）以太網(wǎng)端口數(shù)：2個；
10）通信協(xié)議支持：PROFINET、TCP/IP、SNMP、DCP、LLDP、ISO-on-TCP、UDP、Modbus、S7等通信協(xié)議，PROFIBUS、AS接口通信擴展可支持
11）數(shù)據(jù)傳輸率：10/100Mb/s；
12）布爾運算執(zhí)行速度：0.08μs/指令；
13）移動字執(zhí)行速度：1.7μs/指令
14）實數(shù)數(shù)學(xué)運算執(zhí)行速度：2.3μs 指令
2、人機界面主要技術(shù)參數(shù)：
1）顯示屏≥7英寸的 TFT 顯示屏，16777216 色
2）分辨率≥800×480 像素；
3）操作方式：觸摸屏；4）背光無故障時間：80000H；
5）用戶內(nèi)存：12MB；6）電壓額定值：DC24V；
7）Interfaces 1個PROFINET接口（2個端口，帶集成開關(guān)）
8）防護等級：IP 65 (前面板，如果已安裝)后面板IP20
十一、裝配模塊
由氣動夾緊機構(gòu)、固定底板、不銹鋼拉手等組成?？捎糜诓糠止δ芴准墓潭梢杂糜诠ぷ鲗ο蟮墓潭?，動作可控。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
2) 雙軸氣缸行程：50mm；
3) V型塊固定夾持范圍：φ30mm～φ65mm；
十二、井式供料模塊
由井式供料機、固定底板、不銹鋼拉手等組成。用于儲存多種零件，根據(jù)實訓(xùn)要求，由機器人控制供料時機。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
2) 有機玻璃管長：≥150mm；
3) 驅(qū)動氣缸行程：≥75mm；
十三、皮帶運輸模塊
由皮帶輸送機、固定底板、不銹鋼拉手等組成。調(diào)速電機驅(qū)動皮帶輸送機，運輸多種不同的零件。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
2) 輸送機長度：≥600mm；
3) 有效工作寬度：≥60mm；
4) 最高速度：≥4m/min；
5) 控制電壓：DC24V；
6) 調(diào)速器：；
(1) 電壓：單相AC220V；(2) 頻率：50/60Hz；(3) 調(diào)速范圍：90-3000r/min；
十四、RFID模塊
由RFID讀寫器、固定底板、不銹鋼拉手等組成。RFID讀寫器感應(yīng)芯片，通過工業(yè)總線和以太網(wǎng)通信控制，對芯片進行信息的讀取和寫入。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
2) 通訊接口：RS422；
3) 讀寫器：
(1) 工作頻率/額定值：13.56MHz；(2) 作用范圍/最大值：140mm；(3) 傳輸率/無線電傳輸時/最大值：106kbit/s；
4）電子標(biāo)簽：
(1) 數(shù)量：≥12；(2) 用戶區(qū)內(nèi)存：1024bit；(3) 尺寸：Φ24×3mm；(4) 工作頻率：13.56MHz；(5) 固定類型：帶背膠；(6)感應(yīng)距離：2～20mm（根據(jù)設(shè)備不同）
十五、視覺檢測模塊
由視覺檢測系統(tǒng)、稱重單元、固定底板、不銹鋼拉手等組成。檢測零件的形狀、顏色、坐標(biāo)、重量等信息，通過以太網(wǎng)和模擬量通道將檢測結(jié)果發(fā)往機器人。
主要技術(shù)參數(shù)：
適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝
1、視覺檢測系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：
1) 1/3"CMOS成像儀：彩色；2) S接口/M12鏡頭：25mm；
3) 成像模式： 640×480；4) 光源：白色漫射LED環(huán)形燈；
5)通信和I/O：PROFINET、Modbus TCP、TCP/IP；
2、稱重單元主要技術(shù)參數(shù)：
1)稱重區(qū)域：≤φ67mm；2) 稱重范圍：0-1000g；3) 供電：DC18-30V；4) 精度：0.005%；5) 輸出信號：0±10V；
十六、倉儲模塊
由固定底板、立體倉庫、以太網(wǎng)I/O采集模塊、不銹鋼拉手等組成?？纱娣哦喾N零件，庫位均配有檢測傳感器，通過以太網(wǎng)I/O采集模塊，將信息傳輸給工業(yè)機器人，并可通過示教盒進行監(jiān)控。模塊通過快插線纜連接。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
2) 倉儲容量：≥6；
3) 兼容工件種類：≥2種；
4) 以太網(wǎng)I/O采集模塊：(1) 數(shù)據(jù)采集通道：≥8DI；(2) 通訊協(xié)議：Modbus TCP；(3) 供電電源：DC24V；
十七、旋轉(zhuǎn)供料模塊
由旋轉(zhuǎn)供料機、固定底板、不銹鋼拉手等組成。旋轉(zhuǎn)供料機步進電機驅(qū)動。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
2) 速度：≥20º/s；3) 負載：≥5kg；
4) 驅(qū)動：步進電機+諧波減速器；5) 諧波減速器減速比：80；
6) 轉(zhuǎn)盤直徑：300mm；7) 工件容量：≥6；
十八、變位機模塊
由變位機、固定底板、不銹鋼拉手等組成，通過信息交互控制變位機運動。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；2) 行程：±45°；
3) 速度范圍：10～30°/s；
4) 驅(qū)動方式：交流伺服+蝸輪蝸桿減速器；
5) 減速器減速比：≥50；6) 功率：100W；
7) 帶有絕對位置控制功能；
十九、棋盤模塊
主要由固定底板、棋盤刻線、不銹鋼拉手等組成。工業(yè)機器人按要求拾取碼垛零件在棋盤上進行定點搬運、碼垛、拼圖任務(wù)。
主要技術(shù)參數(shù)：
1）適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝
二十、上料暫存模塊
主要由固定底板、暫存臺支架、不銹鋼拉手等組成。模塊與井式供料模塊配套使用，承接井式供料模塊推出的樣件，暫時存放。
主要技術(shù)參數(shù)：
1）暫存零件數(shù)量：1；
2）適配標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)臺定位安裝；
二十一、PC Interface模塊
1、功能：
1) 機器人控制器和網(wǎng)絡(luò)連接的通訊接口；
2) 使用RobotStudio Online通過LAN口連接；
3) WebWare應(yīng)用程序；4) WebWare服務(wù)；
5) PC SDK可用于開發(fā)應(yīng)用程序；6) OPC server；
7) 包含Socket數(shù)據(jù)實時通信和RAPID信息隊列。
2、主要應(yīng)用：
1) WebWare服務(wù)提供；
2) 自動備份和版本控制的機器人程序；
3) 使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器實現(xiàn)本地或遠程訪問所產(chǎn)生的報告和信息診斷；
4) PC SDK；5) RAB(Robot Application Builder)組成部分；
6) 通過軟件開發(fā)包，根據(jù)實際流程設(shè)計對應(yīng)的交互界面；
7) IRC5 OPC Server；8) IRC5控制器的OPC接口(根據(jù)OPC標(biāo)準(zhǔn))。
二十二、Multitasking模塊
1、功能：
1) 最多可同時執(zhí)行20個包含主程序的任務(wù)；
2) 通常用在當(dāng)機器人正在運動時同時控制外圍設(shè)備或其他程序；
3) 執(zhí)行任務(wù)或上電時啟動/停止；
4) 使用標(biāo)準(zhǔn)的RAPID指令編寫任務(wù)程序；
5) 可設(shè)置任務(wù)優(yōu)先權(quán)(前臺程序,背景程序)；
6) 各任務(wù)可使用任何輸入輸出信號和文件系統(tǒng)；
7) 包含RAPID信息排隊系統(tǒng)。
2、主要應(yīng)用：
1) 后臺監(jiān)控；
2) 當(dāng)主程序停止運行后，可用一個任務(wù)來持續(xù)監(jiān)測某些信號的狀態(tài)(簡易的PLC功能)；3) 操作員人機對話窗口；
4) 設(shè)置一個同時執(zhí)行的任務(wù)為人機對話窗口，操作員可為下一個工作輸入?yún)?shù)，不必停止機器人的運行；
5) 控制外部設(shè)備；6) 機器人運行時可同時控制外部設(shè)備。
二十三、World zones模塊
1、特征：
1) 用來監(jiān)控機器人設(shè)定區(qū)域內(nèi)的位置和手腕配置；
2) 當(dāng)TCP或關(guān)節(jié)軸進入或退出區(qū)域時輸出信號；
3) 到達區(qū)域邊界時停止機器人并報警；
4) 立方體,圓柱體,球體和關(guān)節(jié)軸區(qū)域；
5) 機器人啟動或加載程序時自動啟動；
6) 自動和手動模式下都有效；
7) 在MultiMove系統(tǒng)中,每個機器人都有自己的安全區(qū)域,互不干涉。
2、主要應(yīng)用:
1) 當(dāng)機器人處在正確的位置時輸出一個信號；
2) 保護周邊設(shè)備；3) 機器人在設(shè)定區(qū)域內(nèi)互鎖。
二十四、控制系統(tǒng)與桌椅
進行系統(tǒng)控制與編程。
1、控制系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：
1) CPU：不低于I5；2) 顯示器尺寸：≥23英寸；
3) 內(nèi)存：≥8GB；4）機械硬盤：≥1TB；5）顯卡：獨顯，≥4G；
2、桌椅主要技術(shù)參數(shù)：
1) 采用折疊方式，尺寸（長×寬×高）：700×600×750mm（±10mm）
2）配套方凳尺寸（長×寬×高）：340×240×420mm（±10mm）
二十五、無油靜音氣泵
與系統(tǒng)配套。
二十六、模塊存儲柜
采用鋁合金及噴塑鋼板制成，可存儲系統(tǒng)模塊或收納其他物料。
主要技術(shù)參數(shù)：
1) 尺寸（長×寬×高）：1480×400×1140mm（±10mm）
2) 材質(zhì)：鋁型材、鈑金

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