JG-IRB01型 工業(yè)機器人操作與運維實訓平臺

一、總體概述
1、本設(shè)備是工業(yè)機器人專業(yè)教學訓練綜合實訓設(shè)備采用模塊化配置思路，主要包括機器人單元、裝配單元、視覺單元、運動軌跡單元、碼垛單元、快換工具單元、打磨單元、焊接單元、去毛刺單元、倉庫單元、人機交互單元、PLC 單元、離線編程單元、桌面平臺單元以及氣泵等。根據(jù)訓練及考核任務，可快速更換不同模塊，實現(xiàn)不同難度不同技能點的考核。系統(tǒng)深度集成了離線編程技術(shù)，軟件不僅包含硬件平臺的三維模型資源，還大大簡化了涂膠、打磨、焊接、碼垛等工藝實現(xiàn)的編程過程、提高軌跡復現(xiàn)精度、避免發(fā)生碰撞干涉。該工作站不僅滿足了職業(yè)院校不同專業(yè)學生針對工業(yè)機器人的操作和編程的教學需求，任務源于工業(yè)的特征也使其更加適于作為訓考平臺。平臺展示了工業(yè)自動化智能制造、生產(chǎn)數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化等思想，涉及智能控制技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)、機電一體化技術(shù)、計算機應用技術(shù)、軟件技術(shù)、相機測量技術(shù)等領(lǐng)域的知識和技能。
2、本設(shè)備適用于中級到高級工以上的高技能人才在工業(yè)機器人相關(guān)專業(yè)技術(shù)應用方面的培訓課程的教學、訓練和工程實踐，包括從單項技術(shù)(技能)到綜合技術(shù)（技能）培訓，滿足學生動手能力的強化，為解決在工作崗位所遇到的技術(shù)問題提供有建設(shè)性的解決方案。
二、系統(tǒng)特點
1、突出高（高端職業(yè)技能）、新（新興職業(yè)技能）、長（長周期技能開發(fā)）、前（前瞻性技能開發(fā)）；
2、在自控產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上包含典型品牌產(chǎn)品；
3. 模塊化設(shè)計，實訓功能可有學員自主搭配；
4. PLC與機器人系統(tǒng)配合使用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的協(xié)調(diào)運作。
三、技術(shù)參數(shù)
1. 交流電源：單相 AC 220V±10% 50 Hz；
2. 溫度：-10～40 ℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）；
3. 整機功耗：≤1.5 kW；
4. 安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關(guān)的國家標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線
5、外形尺寸 長寬高：2100*1200*1400mm。
四、實訓內(nèi)容：
1.工業(yè)機器人安裝、初始化與備份恢復考核項目
2.工業(yè)機器人手動控制及基本參數(shù)設(shè)置
3.工業(yè)機器人 IO通信及總線通信
4.工業(yè)機器人單軸運動與線性運動控制
5.工業(yè)機器人工具 TCP參數(shù)標定
6.工業(yè)機器人工件坐標系參數(shù)標定及多坐標系切換
7.工業(yè)機器人多類型工具快速更換
8.簡單平面軌跡、復雜空間軌跡編程
9.工業(yè)機器人打磨工藝應用考核項目
10.工業(yè)機器人焊接工藝應用考核項目
11.工業(yè)機器人去毛刺工藝應用考核項目
12.工業(yè)機器人與變位機聯(lián)合運動控制考核項目
13.視覺覺傳感器的安裝、通訊與檢測考核項目
14.工業(yè)機器人快換工具的技術(shù)選型與應用考核項目
15.CCD相機與光源的組成和工作原理考核項目
16.工業(yè)視覺顏色識別、尺寸識別、形狀識別案例實操考核項目
17.工業(yè)機器人與 CCD視覺系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊應用考核項目
18.RIFD識別分揀應用與調(diào)試考核項目
19.系統(tǒng)單元 HMI觸摸屏基本編程與調(diào)試考核項目
20.組態(tài)軟件的安裝與通信設(shè)置考核項目
21.PLC基本編程與調(diào)試考核項目
22.PLC與工業(yè)機器人網(wǎng)絡(luò)通訊應用考核項目
23.PLC伺服電機速度位置控制功能的應用考核項目
24.PLC程序故障的設(shè)置與排除考核項目
25.PLC程序故障的設(shè)置與排除考核項目。
26.系統(tǒng)參數(shù)故障的設(shè)置排除、電氣接線故障的設(shè)置排除考核項目
27.傳感器信號故障的設(shè)置排除等考核項目
五、模塊配置：

六、設(shè)備各模塊主要技術(shù)參數(shù)

七、配套軟件及管理系統(tǒng)

（二）云智能實驗室安全管理系統(tǒng)

本平臺將 無線傳輸 、信息處理等 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 應用用于自動化遠程控制。設(shè)備端運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等上傳至云平臺。 物聯(lián)網(wǎng) 系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應用層關(guān)聯(lián)掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。

•  ★電壓、電流等模擬量數(shù)據(jù)顯示

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

•  ★遠程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。

•  顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據(jù)

•  可按照日期、日間進行查詢歷史數(shù)進行查詢。

•  ★報警信號為 PLC 主機模擬量采集數(shù)值或者開關(guān)量可以自由設(shè)定，如當模擬量輸入超過設(shè)定電壓時產(chǎn)生報警，通過物聯(lián)網(wǎng)自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設(shè)置的終端推送報警信號，每臺設(shè)備可對應多個終端設(shè)備。

•  ★通過手機端可以實現(xiàn)遠程控制 PLC 的輸出及監(jiān)視 PLC 的輸入狀態(tài)變化。

•  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。

•  聯(lián)網(wǎng)設(shè)置界面：設(shè)置現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。

（二） 工業(yè)機器人離線編程軟件 ：

（ 1 ）仿真系統(tǒng)支持 ABB 、 KUKA ， Fanuc 、安川、新松、埃夫特、廣州數(shù)控、熊貓、斯陶比爾、 UR （優(yōu)傲）、傲博等多種機器人，提供 50 種以上的各 品牌機器人模型和大量生產(chǎn)線組件庫；

（ 2 ）支持多種格式的三維 CAD 模型，可導入擴展名為 step 、 igs 、 stl 等格式；

（ 3 ）可通過導入 CAD 模型快速生成運動組件，并對組件特征樹進行操作和修改 ;

（ 4 ）支持關(guān)節(jié)型機器人、 Delta （空間三自由度并聯(lián)機構(gòu)機器人）、 SCARA （平面關(guān)節(jié)型機器人）、直角坐標等各種結(jié)構(gòu)的機器人；

（ 5 ）允許通過專用的模板和程序語言定制各種機器人和自動化工具的運動控制。算法支持包含 3-5 軸的通用機床、 3-6 個旋轉(zhuǎn)軸的串聯(lián)，并聯(lián)，雙臂， AGV 小車，等機器人及生產(chǎn)線上對應的工裝夾具，傳送帶，變位機，導軌等輔助設(shè)備；

（ 6 ）提供工業(yè)機器人虛擬教學模塊，能夠通過虛擬示教器對機器人的手動操作以及程序代碼的自動運行，也能直連客戶指定的實際示教器；

（ 7 ）提供強大的 API 功能支持，允許開展大量機器人機構(gòu)的自動化應用�？蛇M行仿真和應用于程序機器人取放物體和應用于復雜的多機器人同步運動等；

（ 8 ）包含豐富的軌跡調(diào)整優(yōu)化工具包，如碰撞檢查、工業(yè)機器人可達性、姿態(tài)奇異點、軸超限等；

（ 9 ）支持多機器人同步運動仿真，能夠?qū)崿F(xiàn) 5 個及以上機器人與外部軸的同步 運動；

（ 10 ）具有自動 化生產(chǎn)線仿真功能，包含碼垛機、 AGV 小車、串聯(lián)機器人在內(nèi)的功能模塊；

（ 11 ）真實的模擬效果（如焊接火花效果、噴漆上色效果、雕刻效果）；

（ 12 ）提供多視角的觀察，并可實現(xiàn)運動視角鏡頭追蹤；

（ 13 ）支持虛擬傳感器的建模與仿真，支持視覺，激光距離，力傳感等傳感器的仿真，效果接近真實傳感器的效果；

（ 14 ）場景中的物理實體具有真實世界中的物體的物理效果，可以進行碰撞檢測并具備剛體運動的效果，具備設(shè)置重力，摩擦系數(shù)等參數(shù)能力，并能根據(jù)這些參數(shù)模擬物體的真實運動效果，用戶可以按照真實世界中的邏輯對場景進行建模，減少了建模的復雜性。

（ 15 ）具有離線編程功能，支持 ABB ，三菱， Fanuc ，安川，川崎等品牌機器人的代碼；

（ 16 ）可生成仿真運動視頻（ AVI 或者 Mp4 格式）并導出。

正版軟件，需提供工業(yè)機器人離線編程軟件著作權(quán)證書原件備查，并提供不少于十張的軟件截圖。

（三） PLC 控制編程仿真軟件

1 、軟件特點：

（ 1 ）軟件以 PLC 為原型，實現(xiàn)基本指令、應用指令以及順序控制指令的仿真模擬。

（ 2 ）軟件通過實訓要求，了解實訓目的和控制要求。

（ 3 ）實訓器件采用三維仿真實物組件，讓學生了解控制實驗中所需的元件。

（ 4 ）通過器件庫，學生可進行器件布局，對各控制回路進行模擬接線。

（ 5 ）通過 I/O 分配布置，將鼠標移到 I/O 分配地址資源相應部分能查看到相對應的實物。

（ 6 ）通過符號庫，選擇正確的符號放置有 T 型圖正確位置，實現(xiàn)接線仿真。

（ 7 ）在原理圖中進行模擬仿真連接電路，按步驟連接正確后才能進行下一條的接線操作。

（ 8 ）接線完成實現(xiàn)通電運行，通過鼠標進行上電運行，軟件會以動畫形式進行動作演示。

2 、軟件仿真項目

（ 1 ）雙面銑床控制

（ 2 ）工業(yè)洗衣機控制

（ 3 ）皮帶運輸線控制

（ 4 ）電鍍生產(chǎn)線控制

（ 5 ）運料小車控制

（ 6 ）音樂噴泉控制

（ 7 ）簡易機械手控制

（ 8 ）大小球傳送裝置控制

（ 9 ）循環(huán)彩燈控制

（ 10 ）停車場車位控制

（ 11 ）小推車控制

（ 12 ）三層電梯控制

（ 13 ）電動機啟�？刂�

（ 14 ）電動機正反轉(zhuǎn)控制

（ 15 ）電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制

（ 16 ）可逆運行反接制動控制

（ 17 ）三速電機控制

（ 18 ）星角降壓啟動控制

（ 19 ）數(shù)碼管點亮控制

（ 20 ）交通燈控制

（ 21 ）恒壓供水系統(tǒng)控制

需提供 PLC 控制編程仿真軟件著作權(quán)證書原件備查。

（四）電氣控制技能實訓仿真軟件

（ 1 ）應適用于電氣控制及電工培訓，仿真軟件應收集有電拖專業(yè)里最基礎(chǔ)、最重要的 18 種電路，電動機反接制動控制電路、三相電動機機械制動控制電路、時間繼電器自動控制電動機 Y- Δ降壓起動電路、接觸器自動控制電動機 Y- Δ降壓起動電路、自耦補償控制的電動機降壓起動控制電路、生產(chǎn)機械行程控制電路、雙重聯(lián)鎖電動機可逆控制電路、有過載保護的電動機單向運轉(zhuǎn)電氣控制電路、直流電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路、直流電動機的制動控制電路、直流電動機調(diào)速控制電路、鉆床電氣控制電路、平面磨床控制電路、車床電氣控制電路、繞線式電動機運轉(zhuǎn)控制電路、電動葫蘆控制電路、接觸器控制的雙速電動機調(diào)速電路、能耗制控制電路。每種線路分為元件結(jié)構(gòu)、原理分析、實際接線、課堂練習四大模塊。軟件還包括安全用電常識，常用電工工具，常用導線連接，手工焊接工藝等；電工儀表：包括萬能表，電能表，鉗型電流表，直流電橋，配電板等；電機與變壓器：包括三相異步電動機，單機異步電動機，伺服電機，步進電機，直流電機等；低壓電器；包括交流接觸器：繼電器，低壓斷路器，熔斷器，起動器，主令電器等；照明電路安裝：包括熒光燈，兩地控制燈。軟件形式上有多媒體演示動畫課件和自學型交互課件，視頻部分在大型的一流企業(yè)實景拍攝，所使用的設(shè)備與工藝流程，皆為生產(chǎn)車間現(xiàn)在正在使用的生產(chǎn)技術(shù)。情景模擬軟件支持多媒體播放，讓你切身實際的感受儀器的使用方法、注意事項，能夠身臨其境地感受到操作儀器的逼真效果。

需 提供電氣控制技能實訓仿真軟件著作權(quán)原件備查。

（五）教學課件資源

1 、工業(yè)機器人課程資源

•  工業(yè)機器人的概述：工業(yè)機器人的定義、發(fā)展與應用、基本組成及技術(shù)參數(shù)、工業(yè)機器人的分類；

•  工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)：工業(yè)機器人的 1 軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的 2 軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的 3 軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的 4 軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的 5 軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的 6 軸結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的機身結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的行走結(jié)構(gòu)、工業(yè)機器人的驅(qū)動裝置和傳動單元；

•  工業(yè)機器人的運動學與動力學：工業(yè)機器人的連桿參數(shù)和齊次坐標變換矩陣。

•  工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)：工業(yè)機器人控制裝置、工業(yè)機器人驅(qū)動裝置、工業(yè)機器人檢測裝置；

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

•  工業(yè)機器人的典型應用：焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用；

•  提供汽車生產(chǎn)線工業(yè)機器人應用的高清視頻。

2 、 PLC 編程教學課件資源

（ 1 ） S7-1200PLC 的認知： S7-1200PLC 簡介、 S7-1200PLC 工作原理及運行模式、 S7-1200PLC 特點、 S7-1200PLC 擴展功能、 PLC 應用技術(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、 TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；

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

（ 4 ）小型自動化生產(chǎn)線的設(shè)計

課件資源具有產(chǎn)品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統(tǒng)由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設(shè)計要求如下：

1 ）本設(shè)計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產(chǎn)線的自動運行。生產(chǎn)線通電以后，系統(tǒng)自行檢測初始狀態(tài)是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調(diào)整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；

2 ）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產(chǎn)線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅(qū)動轉(zhuǎn)盤將工件送到物料臺上；電機運行 10 秒后，若物料臺光電開關(guān)沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；

3 ）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉(zhuǎn)到右側(cè)限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態(tài)，等待下一次運行；

4 ）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；

5 ）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉(zhuǎn)到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；

6 ）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據(jù)工件的顏色、材料進行分揀；分揀結(jié)束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。

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