工業(yè)機器人裝調(diào)應(yīng)用與維護實訓(xùn)平臺

發(fā)布時間：2021-06-22 丨 瀏覽次數(shù)：

工業(yè)機器人裝調(diào)應(yīng)用與維護實訓(xùn)平臺

一、機器人裝調(diào)應(yīng)用與維護實訓(xùn)平臺功能說明

1、實訓(xùn)平臺功能

工業(yè)機器人裝調(diào)應(yīng)用與維護實訓(xùn)平臺設(shè)置內(nèi)容對應(yīng)工業(yè)機器人機械裝配與調(diào)試、電氣安裝與調(diào)試、機電聯(lián)調(diào)、機器人功能應(yīng)用、PLC應(yīng)用、故障維修等職業(yè)技術(shù)技能，涵蓋工業(yè)機器人機電裝調(diào)、工業(yè)機器人位置示教、工業(yè)機器人編程、工業(yè)機器人與PLC的通信、人機交互、可編程控制、氣動控制等專業(yè)核心能力和核心知識。

2、參數(shù)要求：

（1）整機功率≥1.5KW

（2）長/寬/高≥1350×650×1600mm（電氣裝調(diào)平臺）

（3）長/寬/高≥1600×880×1600mm（機械裝調(diào)平臺）

（4）耗氣量≥65L/MIN

（5）重量≥450KG

（6）伺服驅(qū)動器采用共直流母線控制方式，系統(tǒng)接口開放并可配置工藝軟件包

3、可開展的實訓(xùn)項目

工業(yè)機器人本體拆卸工藝認知

工業(yè)機器人本體裝配工藝認知

工業(yè)機器人機械關(guān)鍵零部件的基本結(jié)構(gòu)認知

工業(yè)機器人電氣原理圖設(shè)計與識圖

工業(yè)機器人電氣關(guān)鍵零部件認知

工業(yè)機器人電氣系統(tǒng)接線及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

工業(yè)機器人電氣系統(tǒng)故障排查和維護

工業(yè)機器人多功能夾具安調(diào)

工業(yè)機器人示教與編程

工業(yè)機器人軌跡描繪、搬運、碼垛案例實訓(xùn)

PLC和觸摸屏程序設(shè)計和調(diào)試

PLC和機器人聯(lián)調(diào)實訓(xùn)

二、工業(yè)機器人

1、機器人本體

1)具有6個自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人；

2)重復(fù)定位精度≦±0.02mm；

3)承重能力≥3kg；

4)水平到達距離≥571.5mm；

5)重量≥27kg；

2、額定速度

J1軸≥4.58rad/s，262.5°/s

J2軸≥4.58rad/s，262.5°/s

J3軸≥4.58rad/s，262.5°/s

J4軸≥4.58rad/s，262.5°/s

J5軸≥4.58rad/s，262.5°/s

J6軸≥7.33rad/s，420°/s

3、運動范圍

J1軸≥±180°

J2軸≥-155°/+5°

J3軸≥-20°/+240°

J4軸≥±180°

J5軸≥±95°

J6軸≥±360°

三、機器人電氣裝調(diào)實訓(xùn)平臺

1、實訓(xùn)平臺材質(zhì)及結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）尺寸≥1350mm×650mm×1600mm ；

（2）框架結(jié)構(gòu)件材料采用4040鋁型材架設(shè)，鋁型材壁厚≥2mm；桌面采用1.5mm厚的鈑金，表面鋪設(shè)靜電皮；

（3）電氣元件安裝板和操作面板相互獨立，操作面板采用掀蓋式結(jié)構(gòu)；

（4）前后門板：前門厚度采用1.5mm鈑金制成，配置扣鎖；后門板采用螺釘鎖緊；

（5）平臺側(cè)面預(yù)留重載連接器、航插、網(wǎng)口等接口；

（6）操作面板包含觸摸屏，提供急停按鈕、電源旋鈕等開關(guān)；

2、實訓(xùn)平臺主要組成部件參數(shù)

2.1、機器人控制器

（1）支持EtherCAT和NCUC兩種通訊協(xié)議

（2）電源：DC24V；

（3）NCUC總線接口≥2個外部；

（4）USB接口≥2個

（5）VGA≥1個（內(nèi)部使用視頻型號口）；

（6）LAN接口≥2個；

2.2、伺服驅(qū)動器

（1）采用 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，具有高分辨率絕對式編碼器接口，采用智能功率模塊（IPM），集成串口通信。適合工業(yè)機器人對高速度、高精度、低功耗、網(wǎng)絡(luò)化的要求。

（2）結(jié)構(gòu)緊湊、擴展靈活，直流共母線、一電源模塊拖多個驅(qū)動模塊

（3）輸入電源：單相 AC220V 或三相 AC220V

（4）采用 EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)，實時性強，接線簡單

（5）支持多個廠家的伺服電機，如華大電機、登奇電機、松下電機、多摩川電機等。

（6）支持高精度絕對式編碼器，最高分辨率可達23位

2.3、IO模塊

（1）EhterCAT總線式遠程IO模塊，可擴展。

（2）輸入信號點數(shù)≥32點

（3）輸出信號點數(shù)≥32點

2.4、示教器

（1）示教器外觀參數(shù)

觸摸屏尺寸≥8英寸；全觸屏操作，配備急停開關(guān)、鑰匙開關(guān)以及三段式安全開關(guān)；配備USB接口；

（2）示教器性能參數(shù)

運行內(nèi)存≥1G；存儲空間為≥2G；CPU頻率≥1GHz；外接電源DC24V，功率≥10W；運行環(huán)境溫度：0-60℃；防水等級：IP54

（3）示教器功能

手動控制機器人運動、機器人程序示教編程、機器人程序自動運行、機器人運行狀態(tài)監(jiān)視、機器人控制參數(shù)設(shè)置

（4）模式選擇

示教器通過旋轉(zhuǎn)開關(guān)選擇手動T1模式、手動T2模式、自動模式、外部模式4種模式。

2.5、PLC控制系統(tǒng)

（1）常規(guī)

尺寸 W ×H× D（mm）≥110 x 100 x 75

（2）CPU特征

1)用戶儲存器

工作≥100KB

負載≥內(nèi)置4MB，可用 SD 卡擴展，具體視卡容量而定

保持性寄存器≥10KB

2)板載數(shù)字 I/O≥14 點輸入/10點數(shù)出

3)板載模擬 I/O≥ 2路輸入

4)過程映像大小≥1024 字節(jié)輸入 (I)/1024 字節(jié)輸出 (Q)

5)位存儲器（M）≥ 8192 個字節(jié)

（3）通信

1) 接口：PROFINET 接口1個

2)類型：以太網(wǎng)

2.6、觸摸屏

1）尺寸（英才）≥7寸

2）顯示屏幕材質(zhì)：TFT液晶顯示屏，LED背光

3）分辨率（寬×高，像素）≥800×480

4）處理器≥ 4核、主頻≥ 1GHz

5）顯示顏色≥262K真彩

6）觸摸類型：電阻式觸摸屏

7）內(nèi)存≥256 MB

8）系統(tǒng)存儲≥4GB

9）接口

以太網(wǎng)口≥1 個 ，10/100M自適應(yīng)

RS 232 接口≥1個

RS 485 接口≥2 個

USB接口≥1（主）

10）供電電壓： DC24V（-20%，+20%）；

11）額定功率≥5W

四、機器人機械裝調(diào)實訓(xùn)平臺

1、實訓(xùn)平臺材質(zhì)及結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）尺寸≥1600mm×880mm×1600mm；

（2）框架結(jié)構(gòu)件材料采用4040鋁型材架設(shè)，鋁型材壁厚≥2mm；桌面采用20120鋁型材鋪設(shè)，壁厚≥3mm，表面鋪設(shè)靜電皮；臺面兩側(cè)邊框采用4040鋁型材，中間封板采用透明亞克力板；

（3）實訓(xùn)平臺底部安裝移動腳輪為福馬輪，承重≥200kg；

（4）機器人底座安裝采用可鎖緊式旋轉(zhuǎn)臺工裝；

（5）平臺背板采用網(wǎng)孔板，可掛置電腦顯示器；

（6）前門板：厚度≥1.5mm鈑金制成，配置扣鎖，外觀顏色：橙紅色；門板上方裝鍵盤抽屜；

（7）正面抽屜：配置≥3個抽屜；

（8）平臺內(nèi)部：可放電腦主機、工具箱、氣動控制元器件等；

2、機器人工裝

機器人配置底座旋轉(zhuǎn)工裝，旋轉(zhuǎn)部件采用優(yōu)質(zhì)深溝球軸承及推力球軸承，帶手動鎖緊功能，承重≥50kg。

機器人多功能夾具

1、包含軌跡描繪、碼垛和搬運3組功能夾具；

2、軌跡描繪夾具為末端帶尖端的描繪筆；

3、碼垛夾具：包含真空發(fā)生器和一個真空吸盤；

真空發(fā)生器：采用真空發(fā)生器，具備真空控制，最大真空度可達-85kpa；

4、搬運夾具：包含一個氣動夾爪、末端手指和一個電磁閥；

六、實訓(xùn)對象組件

1、軌跡描繪實訓(xùn)組件

（1）尺寸≥長190mm×寬190mm×高160mm；

（2）采用鋁型材搭設(shè)，軌跡面板為鋁板，包含曲線、圓形、多邊形等多種軌跡。

2、棒料搬運實訓(xùn)組件

（1）尺寸≥長190mm×寬190mm×高160mm；

（2）采用鋁型材搭設(shè)，面板為鋁板，含4個棒料料位和4個搬運料位。

（3）工件：鋁材棒料，尺寸≥直徑18mm×長120mm，數(shù)量4件。

3、物料碼垛實訓(xùn)組件

（1）尺寸≥長190mm×寬190mm×高160mm；

（2）采用鋁型材搭設(shè)，面板為鋁板，含8個料位和1個碼垛工位。

（3）工件：材料尼龍，尺寸≥長40mm×寬30mm×高20mm，數(shù)量8個。

七、機械及電氣拆裝工具

1、機械拆裝工具

內(nèi)六角扳手1套，10"活動扳手,扭力扳手2套，橡膠錘1個，銅棒1個，卡簧鉗1把等

2、電氣拆裝工具

T系列雙頭螺絲批1把、剝線鉗1把、一字螺絲刀1把、精密絕緣端子壓接鉗1把、精密歐式端子壓接鉗把、穿腮式迷你斜嘴鉗1把、萬用表1個等

八、編程終端

1、編程終端

CPU≥2.0HZ（雙核/四線程）、內(nèi)存≥4GB、硬盤≥500GB 、顯卡性能：HD530或同性能顯卡

2、顯示器

尺寸≥19.5英寸

分辨率≥1440*900

九、離線編程軟件

1)與工作站配套，可實現(xiàn)3個以上品牌每種品牌2個以上型號的工業(yè)機器人進行模型導(dǎo)入、軌跡規(guī)劃、運動仿真和控制代碼輸出，實現(xiàn)離線編程；

2)能實現(xiàn)工業(yè)機器人多種編程模式選擇，如手持工具或手持工件；

43采用通用3D技術(shù)，與CAD教學銜接，標準3D CAD系統(tǒng)的模型文件導(dǎo)入，如STEP,IGES，STL等，可對模型進行平移、旋轉(zhuǎn)操作；

4)軌跡生成基于CAD數(shù)據(jù)，簡化軌跡生成過程，提高精度，可利用實體模型、曲面或曲線直接生成運動軌跡；

5）支持多種路徑規(guī)劃方式：對于復(fù)雜的模型可以通過UG的CAM模塊生成刀位文件，導(dǎo)入離線編程系統(tǒng)進行模擬仿真生成代碼；能根據(jù)工藝要求規(guī)劃多個點確定刀具路徑，并根據(jù)仿真結(jié)果對點的位置姿態(tài)進行調(diào)整，生成相應(yīng)的代碼；

6）支持外部軸（變位機）運動與優(yōu)化：包括直線、旋轉(zhuǎn)軸等

十、交鑰匙工程，配套現(xiàn)場線路、氣路、安裝調(diào)試培訓(xùn)等

十一、工業(yè)機器人機電控制與裝調(diào)虛擬仿真實訓(xùn)與考評系統(tǒng)

1、分訓(xùn)練模式和考核模式，真實還原了六軸工業(yè)機器人拆裝、接線及調(diào)試環(huán)境。

2、系統(tǒng)訓(xùn)練模式包括J1-J6軸拆卸工藝與裝配調(diào)試工藝、電氣元器件安裝、電氣原理圖接線、機器人初步調(diào)試等不少10個虛擬仿真實訓(xùn)項目，不少于80個實訓(xùn)任務(wù)。

3、實訓(xùn)項目機器人5、6軸拆卸，包含機器人外部軸線纜、手腕體組件拆分、J5軸減速機組件及手腕體拆卸、J6軸末端法蘭組件拆卸、J6軸電機組件拆卸等不少于10個訓(xùn)練子任務(wù)；

4、實訓(xùn)項目機器人4、5、6軸的安裝與調(diào)試，包含手腕體組件裝配、小臂手腕體減速機組件裝配、J6軸主動軸組件裝配、J6軸從動軸組件裝配、J4軸減速機帶輪組件裝配、J4軸護線套組件裝配與線纜整理等不少于15個訓(xùn)練子任務(wù)；

5、實訓(xùn)項目機器人附件及外殼安裝，包含零點標識及小臂航插板安裝、零點標識及小臂航插板安裝等不少于3個實訓(xùn)子任務(wù)；

6、機器人電氣安裝與調(diào)試實訓(xùn)模塊，包含元器件安裝、電氣原理圖接線、機器人的調(diào)試共計3個實訓(xùn)項目，不少于20個虛擬仿真實訓(xùn)子任務(wù)；

7、系統(tǒng)具有自動評分功能，實訓(xùn)任務(wù)與考核任務(wù)均設(shè)計有評價打分標準，系統(tǒng)可以對學習者的每一個任務(wù)進行自動評分，并反饋給學習者和教師用戶；

8、系統(tǒng)考核模塊，老師用戶可根據(jù)課程時間與教學進度選擇實訓(xùn)考核任務(wù)與設(shè)置考核時間，其中考核任務(wù)可以從所有實訓(xùn)項目中任意選擇；

9、系統(tǒng)的每一個實訓(xùn)任務(wù)提供詳細的作業(yè)指導(dǎo)書，系統(tǒng)至少包括60個作業(yè)指導(dǎo)書，作業(yè)指導(dǎo)書中包含當前任務(wù)所需要的工具、零配件、操作方法、質(zhì)量要求控制點等內(nèi)容，并且有機器人詳細的爆炸圖和工藝說明；

10、每一個任務(wù)的以實際的機器人生產(chǎn)工廠為場景，設(shè)計有資料區(qū)、貨架區(qū)、預(yù)裝區(qū)、操作區(qū)、工具臺等區(qū)域，合理設(shè)計機器人裝調(diào)工藝流程。同時系統(tǒng)每個任務(wù)之間獨立運行，學習者的每一個操作都會被系統(tǒng)后臺記錄，系統(tǒng)支持每一個操作正向或負向反饋，實現(xiàn)學習過程全紀錄，實訓(xùn)過程中可以跳過當前任務(wù)進入下一個實訓(xùn)任務(wù)；

11、學習信息查詢，學習者可以查詢當前學習時長、班級排名、訓(xùn)練總得分等信息，同時可以查詢每一個項目子任務(wù)的完成情況、實際得分，錯誤點與扣分詳情等信息；

12、教學管理，教師可以通過后臺管理系統(tǒng)登錄，批量導(dǎo)入/刪除學生信息，管理學生學習成績，設(shè)置考試時間與考試項目，同時可以對學生學情進行統(tǒng)計分析，按照班級或?qū)嵱?xùn)項目查詢學習時長統(tǒng)計、實訓(xùn)任務(wù)統(tǒng)計、學生登陸統(tǒng)計、實訓(xùn)成績統(tǒng)計等；

13、背包系統(tǒng)，任務(wù)的設(shè)計采用游戲化的形式，背包系統(tǒng)針對每個任務(wù)的操作要求不同指定個性化的背包內(nèi)容，任務(wù)的順利實施需要以正確放入背包的工具和材料為前提，系統(tǒng)可以根據(jù)任務(wù)背包的使用規(guī)則進行評分；

14、系統(tǒng)模型需要有工業(yè)機器人機械本體拆裝實訓(xùn)臺、工業(yè)機器人電氣拆裝實訓(xùn)臺、組件裝配臺、裝配工具、料架等內(nèi)容；

15、系統(tǒng)練習模塊有語音和視頻引導(dǎo)學習，細化到每一個實訓(xùn)子任務(wù)的操作步驟，錯誤仿真操作系統(tǒng)會有提示，練習過程系統(tǒng)可記錄得分，引導(dǎo)語音提示要求采用播音級別；

16、系統(tǒng)采用沉浸式體驗設(shè)計，可在場景以第一視角任意漫游，支持漫游與鼠標操作兩種模式的自由切換。操作上更加逼近真實的實訓(xùn)操作。

17、系統(tǒng)性能參數(shù)：

1）采用MVC架構(gòu)技術(shù)，架構(gòu)更靈活高效，虛擬系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；

2）采用分布式系統(tǒng)架構(gòu)，隨時記錄學員練習和考核狀態(tài)，供教學機構(gòu)分析統(tǒng)計；

3）采用多種緩存技術(shù)，有效提高仿真系統(tǒng)的執(zhí)行效率，縮短響應(yīng)時間；

18、系統(tǒng)教務(wù)和教學管理參數(shù)：