JWDZ-BCF01型 工業(yè)機器人基礎(chǔ)實訓(xùn)工作站

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

一、工業(yè)機器人參數(shù)要求

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

1、機器人本體由六自由度關(guān)節(jié)組成，固定在型材實訓(xùn)桌上，具有6個自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機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、整機重量：≧23.50KG

11、防護(hù)等級：≧IP65

12、重復(fù)定位精度：≦±0.05mm

二、實訓(xùn)臺及相關(guān)配件：

1、整個平臺為立式結(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、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；平臺面板為多用途可擴(kuò)展設(shè) 計方式，擴(kuò)展靈活；采用氣動夾具：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。

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

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

★投標(biāo)時提供工業(yè)機器人實訓(xùn)平臺省級或以上檢測單位出具的檢測報告。

三、主要功能板塊：

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

2、流水線模塊：流水線應(yīng)用場景與工廠實際物流情況相似，可進(jìn)行機器人點位示教編程與調(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、立體倉庫：存儲自動裝配工件；倉位數(shù)量：≥3列3層9個；倉位承重：≥2Kg；倉位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件種類：≥3種9個；工件模塊包括自動裝配母件、子件等。

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

★5、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(yīng)用用于自動化遠(yuǎn)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(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(dāng)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(yīng)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(yīng)多個終端設(shè)備。

(7)通過手機端可以實現(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)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。

需提供云智能實驗室安全管理系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書原件備查，并現(xiàn)場演示1-3項功能視頻。

★6、實驗室智能電源管理系統(tǒng)

實訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測保護(hù)電路、顯示電路、語音報警電路等組成，整個實驗室配置一套管理系統(tǒng)。投標(biāo)時現(xiàn)場演示以下7.1-7.4項功能視頻。

主要功能：

6.1上電系統(tǒng)自測

（1）主電路及控制電路上電后對線路系統(tǒng)進(jìn)行輸入電壓的過壓、欠壓；線路對地漏電；輸出負(fù)載過流的檢測，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）對故障進(jìn)行語音報警。

6.2運行檢測保護(hù)

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

（2）對故障進(jìn)行語音報警。

（3）保護(hù)閥值可進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)置。

6.3漏電功能測試

（1）按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護(hù)器跳閘。

（2）重新進(jìn)行上電進(jìn)入自己檢測狀態(tài)，文字顯示“開機檢測中....”，無故障情況下，實訓(xùn)室智能電源管理系統(tǒng)恢復(fù)供電。

6.4過壓保護(hù)

（1）運行中，出現(xiàn)輸入過壓，實訓(xùn)室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對應(yīng)的“過壓相”進(jìn)行文字顯示。

（3）語音播報“線路過壓，請注意”。

6.5過流保護(hù)

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

（2）對應(yīng)的“過流相”進(jìn)行文字提示。

（3）語音播報“線路過流，請注意”

6.6漏電保護(hù)

（1）運行中，三相中任一相出現(xiàn)漏電，實訓(xùn)室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對“漏電”進(jìn)行文字顯示。

（3）語音播報“線路漏電，請注意”。

6.7電源監(jiān)控

（1）可對各相電壓進(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動作時間：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動作時間：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動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S

★投標(biāo)時提供工業(yè)機器人實訓(xùn)平臺省級或以上第三方機構(gòu)出具的檢測報告原件備查。

四、實訓(xùn)平臺可完成的實訓(xùn)項目

1、工業(yè)機器人現(xiàn)場編程與實訓(xùn)操作

2、PLC與工業(yè)機器人的通訊技術(shù)實訓(xùn)

3、PLC對工業(yè)機器人的電氣集成控制應(yīng)用

4、工業(yè)機器人模擬軌跡實訓(xùn)

5、工業(yè)機器人搬運與碼垛工藝的應(yīng)用

6、工業(yè)機器人復(fù)雜裝配體的組裝實訓(xùn)

7、PLC基本功能實訓(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、氣動控制元件的安裝與調(diào)試

10、機器人末端夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計認(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、智能視覺顏色比對測量

14、智能視覺編號比對測量

15、智能視覺尺寸比對測量

16、 智能視覺角度測量

17、 智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用

五、教學(xué)配套資源：

（一）教學(xué)課件資源

★1、工業(yè)機器人課程資源

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

（16）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；

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

（18）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；

（19）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；

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

（21）提供汽車生產(chǎn)線工業(yè)機器人應(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簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、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、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(xí)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?？刂?、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(jìn)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(fù)位或手動調(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(jìn)電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復(fù)到初始狀態(tài)，等待下一次運行；

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

5）到達(dá)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(fù)位；

6）當(dāng)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(jìn)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。

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