JG-IRB01型 工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維實(shí)訓(xùn)平臺

一、總體概述
1、本設(shè)備是工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)訓(xùn)練綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)備采用模塊化配置思路，主要包括機(jī)器人單元、裝配單元、視覺單元、運(yùn)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(jī)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(xùn)練及考核任務(wù)，可快速更換不同模塊，實(shí)現(xiàn)不同難度不同技能點(diǎn)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(shí)現(xiàn)的編程過程、提高軌跡復(fù)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(xué)生針對工業(yè)機(jī)器人的操作和編程的教學(xué)需求，任務(wù)源于工業(yè)的特征也使其更加適于作為訓(xùn)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(jī)器人技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、軟件技術(shù)、相機(jī)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(jī)器人相關(guān)專業(yè)技術(shù)應(yīng)用方面的培訓(xùn)課程的教學(xué)、訓(xùn)練和工程實(shí)踐，包括從單項(xiàng)技術(shù)(技能)到綜合技術(shù)（技能）培訓(xùn)，滿足學(xué)生動手能力的強(qiáng)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(diǎn)
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(jì)，實(shí)訓(xùn)功能可有學(xué)員自主搭配；
4. PLC與機(jī)器人系統(tǒng)配合使用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的協(xié)調(diào)運(yùn)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(jī)功耗：≤1.5 kW；
4. 安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線
5、外形尺寸 長寬高：2100*1200*1400mm。
四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：
1.工業(yè)機(jī)器人安裝、初始化與備份恢復(fù)考核項(xiàng)目
2.工業(yè)機(jī)器人手動控制及基本參數(shù)設(shè)置
3.工業(yè)機(jī)器人 IO通信及總線通信
4.工業(yè)機(jī)器人單軸運(yùn)動與線性運(yùn)動控制
5.工業(yè)機(jī)器人工具 TCP參數(shù)標(biāo)定
6.工業(yè)機(jī)器人工件坐標(biāo)系參數(shù)標(biāo)定及多坐標(biāo)系切換
7.工業(yè)機(jī)器人多類型工具快速更換
8.簡單平面軌跡、復(fù)雜空間軌跡編程
9.工業(yè)機(jī)器人打磨工藝應(yīng)用考核項(xiàng)目
10.工業(yè)機(jī)器人焊接工藝應(yīng)用考核項(xiàng)目
11.工業(yè)機(jī)器人去毛刺工藝應(yīng)用考核項(xiàng)目
12.工業(yè)機(jī)器人與變位機(jī)聯(lián)合運(yùn)動控制考核項(xiàng)目
13.視覺覺傳感器的安裝、通訊與檢測考核項(xiàng)目
14.工業(yè)機(jī)器人快換工具的技術(shù)選型與應(yīng)用考核項(xiàng)目
15.CCD相機(jī)與光源的組成和工作原理考核項(xiàng)目
16.工業(yè)視覺顏色識別、尺寸識別、形狀識別案例實(shí)操考核項(xiàng)目
17.工業(yè)機(jī)器人與 CCD視覺系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用考核項(xiàng)目
18.RIFD識別分揀應(yīng)用與調(diào)試考核項(xiàng)目
19.系統(tǒng)單元 HMI觸摸屏基本編程與調(diào)試考核項(xiàng)目
20.組態(tài)軟件的安裝與通信設(shè)置考核項(xiàng)目
21.PLC基本編程與調(diào)試考核項(xiàng)目
22.PLC與工業(yè)機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用考核項(xiàng)目
23.PLC伺服電機(jī)速度位置控制功能的應(yīng)用考核項(xiàng)目
24.PLC程序故障的設(shè)置與排除考核項(xiàng)目
25.PLC程序故障的設(shè)置與排除考核項(xiàng)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(xiàng)目
27.傳感器信號故障的設(shè)置排除等考核項(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(yùn)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)。

•  ★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(yuǎn)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(jìn)行查詢歷史數(shù)進(jìn)行查詢。

•  ★報警信號為 PLC 主機(jī)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。

•  ★通過手機(jī)端可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)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(jī)器人，提供 50 種以上的各 品牌機(jī)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(dǎo)入擴(kuò)展名為 step 、 igs 、 stl 等格式；

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

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

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

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

（ 7 ）提供強(qiáng)大的 API 功能支持，允許開展大量機(jī)器人機(jī)構(gòu)的自動化應(yīng)用�？蛇M(jìn)行仿真和應(yīng)用于程序機(jī)器人取放物體和應(yīng)用于復(fù)雜的多機(jī)器人同步運(yùn)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(jī)器人可達(dá)性、姿態(tài)奇異點(diǎn)、軸超限等；

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

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

（ 11 ）真實(shí)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(shí)現(xiàn)運(yùn)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(shí)傳感器的效果；

（ 14 ）場景中的物理實(shí)體具有真實(shí)世界中的物體的物理效果，可以進(jìn)行碰撞檢測并具備剛體運(yùn)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(shí)運(yùn)動效果，用戶可以按照真實(shí)世界中的邏輯對場景進(jìn)行建模，減少了建模的復(fù)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(jī)器人的代碼；

（ 16 ）可生成仿真運(yùn)動視頻（ AVI 或者 Mp4 格式）并導(dǎo)出。

正版軟件，需提供工業(yè)機(jī)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(diǎn)：

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

（ 2 ）軟件通過實(shí)訓(xùn)要求，了解實(shí)訓(xùn)目的和控制要求。

（ 3 ）實(shí)訓(xùn)器件采用三維仿真實(shí)物組件，讓學(xué)生了解控制實(shí)驗(yàn)中所需的元件。

（ 4 ）通過器件庫，學(xué)生可進(jìn)行器件布局，對各控制回路進(jìn)行模擬接線。

（ 5 ）通過 I/O 分配布置，將鼠標(biāo)移到 I/O 分配地址資源相應(yīng)部分能查看到相對應(yīng)的實(shí)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(shí)現(xiàn)接線仿真。

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

（ 8 ）接線完成實(shí)現(xiàn)通電運(yùn)行，通過鼠標(biāo)進(jìn)行上電運(yùn)行，軟件會以動畫形式進(jìn)行動作演示。

2 、軟件仿真項(xiàng)目

（ 1 ）雙面銑床控制

（ 2 ）工業(yè)洗衣機(jī)控制

（ 3 ）皮帶運(yùn)輸線控制

（ 4 ）電鍍生產(chǎn)線控制

（ 5 ）運(yùn)料小車控制

（ 6 ）音樂噴泉控制

（ 7 ）簡易機(jī)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(jī)啟�？刂�

（ 14 ）電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

（ 15 ）電動機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制

（ 16 ）可逆運(yùn)行反接制動控制

（ 17 ）三速電機(jī)控制

（ 18 ）星角降壓啟動控制

（ 19 ）數(shù)碼管點(diǎn)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(shí)訓(xùn)仿真軟件

（ 1 ）應(yīng)適用于電氣控制及電工培訓(xùn)，仿真軟件應(yīng)收集有電拖專業(yè)里最基礎(chǔ)、最重要的 18 種電路，電動機(jī)反接制動控制電路、三相電動機(jī)機(jī)械制動控制電路、時間繼電器自動控制電動機(jī) Y- Δ降壓起動電路、接觸器自動控制電動機(jī) Y- Δ降壓起動電路、自耦補(bǔ)償控制的電動機(jī)降壓起動控制電路、生產(chǎn)機(jī)械行程控制電路、雙重聯(lián)鎖電動機(jī)可逆控制電路、有過載保護(hù)的電動機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)電氣控制電路、直流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路、直流電動機(jī)的制動控制電路、直流電動機(jī)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(jī)運(yùn)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(jī)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(shí)際接線、課堂練習(xí)四大模塊。軟件還包括安全用電常識，常用電工工具，常用導(dǎo)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(jī)與變壓器：包括三相異步電動機(jī)，單機(jī)異步電動機(jī)，伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，直流電機(jī)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(xué)型交互課件，視頻部分在大型的一流企業(yè)實(shí)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(shí)際的感受儀器的使用方法、注意事項(xiàng)，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(shí)訓(xùn)仿真軟件著作權(quán)原件備查。

（五）教學(xué)課件資源

1 、工業(yè)機(jī)器人課程資源

•  工業(yè)機(jī)器人的概述：工業(yè)機(jī)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(jī)器人的分類；

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

•  工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)：工業(yè)機(jī)器人的連桿參數(shù)和齊次坐標(biāo)變換矩陣。

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

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

•  工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用：焊接機(jī)器人的應(yīng)用、搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用、碼垛機(jī)器人的應(yīng)用、涂裝機(jī)器人的應(yīng)用、裝配機(jī)器人的應(yīng)用；

•  提供汽車生產(chǎn)線工業(yè)機(jī)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(yùn)行模式、 S7-1200PLC 特點(diǎn)、 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(shí)例；

（ 3 ）控制單元的程序設(shè)計(jì)、指令編寫、硬件選型和設(shè)計(jì)、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(jī)的星三角降壓啟動、運(yùn)料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機(jī)組的啟�？刂啤� HMI 控制液體混合、 G120 變頻器的電機(jī)控制。

（ 4 ）小型自動化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)

課件資源具有產(chǎn)品的搬運(yùn)、檢測和傳輸分揀功能，整個系統(tǒng)由送料單元、機(jī)械手搬運(yùn)單元、步進(jìn)電機(jī)多點(diǎn)定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求如下：

1 ）本設(shè)計(jì)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行，供料單元開始工作，電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)盤將工件送到物料臺上；電機(jī)運(yùn)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(yùn)機(jī)械手開始動作；

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

4 ）當(dāng)步進(jìn)電機(jī)輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進(jìn)電機(jī)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(jī)運(yùn)行到二號搬運(yùn)機(jī)械手位置；

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