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機器人基礎(chǔ)應(yīng)用實訓(xùn)設(shè)備
能夠滿足工業(yè)機器人操作與運維、工業(yè)機器人操作編程等職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)（初級、中級）的基礎(chǔ)訓(xùn)練
一、基本參數(shù)要求
1、輸入電源：三相五線制AC 220V±10% 50HZ
2、輸入功率：5kw
3、工作環(huán)境：1） 溫度： -10℃～+40℃
2） 相對濕度：≤90%（+20℃）
3） 海拔高度：≤4000m
4）空氣清潔，無腐蝕性及爆炸性氣體，無導(dǎo)電及能破壞絕緣的塵埃
4、設(shè)備重量: 120kg
5、安全：具有接地保護、漏電保護功能，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套的高強度安全型實驗導(dǎo)線。
二、功能要求
機電一體化基礎(chǔ)實訓(xùn)設(shè)備要求由一臺六軸工業(yè)機器人、書寫工作站、曲面軌跡工作站、碼垛工作站、實訓(xùn)桌、電氣控制部分組成。搭載工業(yè)機器人的基礎(chǔ)應(yīng)用模塊，可以對機器人的應(yīng)用進行擴展。
1、實訓(xùn)臺：實訓(xùn)臺桌面能夠安放實訓(xùn)模塊、機器人等機械件。鋁鋼結(jié)構(gòu),帶滾輪（滾輪帶有剎車）,單面兩抽屜,抽屜采用網(wǎng)孔板,安裝有電器控制部分的電器元件，設(shè)備安裝靈活。桌面上要開有1個長方形過線孔，套有工程塑料防護套，避免電線電纜刮傷。
2、工業(yè)機器人要求：要求六軸工業(yè)機器人，系統(tǒng)控制器為工業(yè)級的六軸機器人控制器?？刂葡到y(tǒng)要界面美觀、操作方便、功能齊全、性能穩(wěn)定。
控制系統(tǒng)需支持多品牌示教:支持ABB品牌機器人示教器操作界面及ABB的RAPID編程語言，可實現(xiàn)對機器人本體的示教編程及再現(xiàn)運行。
控制系統(tǒng)開放程度要高：提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，可進行應(yīng)用層的二次開發(fā)，提供應(yīng)用層界面開發(fā)DEMO及源碼，滿足高標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)、研發(fā)需求。
外部通信接口豐富：控制箱需有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通訊接口，能滿足教學(xué)、科研場景下與不同外部模塊的通訊要求（支持視覺模塊應(yīng)用及開發(fā)）。
操作安全性高：在保證本體結(jié)構(gòu)強度的同時，多軸斷電剎車，在任何情況下都能保證既“傷不到人”，也“傷不到設(shè)備”。
3、碼垛實訓(xùn)模塊：碼垛模型分為兩部分：碼垛物料盛放平臺（包含16塊正方形物料、8塊長方形物料），碼垛平臺：均采用優(yōu)質(zhì)鋁材制作表面陽極氧化處理?？刹捎梦P夾具對碼垛物料進行自由組合進行機器人碼垛訓(xùn)練。
4、曲面TCP實訓(xùn)模塊要求：通過在平面、曲面上蝕刻不同圖形規(guī)則的圖案（平行四邊形、橢圓、凹字形圖案等多種不同軌跡圖案），工作站配有焊槍夾具?？赏ㄟ^焊槍描繪圖形，訓(xùn)練對機器人基本的點示教，平面直線、曲線運動/曲面直線、曲線運動的軌跡進行模擬焊接。還可以通過TCP輔助示教裝置訓(xùn)練機器人的工具坐標(biāo)建立。
5、書寫工作站要求：書寫工作站由書寫平臺、書寫筆夾具等組成。書寫平臺可供A3紙大小紙張平放、也可根據(jù)要求自由更換紙張大小。書寫筆夾具可軸向移動，保護在書寫過程中筆尖與紙面接觸不造成筆尖損壞。
6、系統(tǒng)仿真軟件模型：系統(tǒng)仿真軟件模型，配套機器人品牌仿真軟件使用。所有模型都與實物采用1：1比例建模，含系統(tǒng)整體及各組成設(shè)備模型，可進行相應(yīng)的仿真訓(xùn)練、離線編程?？梢园凑找欢ǖ臄?shù)據(jù)格式導(dǎo)入導(dǎo)出仿真的數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件可以直接在真實的多功能多應(yīng)用工業(yè)機器人設(shè)備上。
7、教材
教材要具有實操與應(yīng)用技巧、應(yīng)用案例精析、虛擬仿真、現(xiàn)場編程、工作站系統(tǒng)集成、工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。
8、工業(yè)機器人多品牌仿真及實操、實控軟件：能仿真控制至少五種品牌（ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數(shù)等，）工業(yè)機器人；需構(gòu)建ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數(shù)等機器人示教器模擬界面，能分別采用ABB機器人的RAPID編程語言、庫卡機器人的KRL編程語言、安川機器人的INFORM編程語言、FANUC機器人的Karel編程語言和廣數(shù)機器人的編程語言等離線模擬示教編程；能仿真示教盒按鍵、菜單、狀態(tài)顯示功能并進行編輯和提示。能實現(xiàn)本次機器人運動控制仿真，包括零點標(biāo)定、手動操控、示教編程等。
具有集成功能、預(yù)置功能、操作主功能、輔助示教功能。其中，集成功能為多機型、多模式等功能的實現(xiàn)；預(yù)置功能為機器人示教操作前的一些預(yù)備工作的設(shè)置功能；示教系統(tǒng)操作的主功能為三種模式下的示教操作功能的實現(xiàn)；輔助示教功能是為了幫助初學(xué)者便于快速的學(xué)習(xí)操作及編程而設(shè)定的一些參考和錯誤提示功能?？蓪I(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設(shè)計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設(shè)計成果進行仿真和驗證。預(yù)留二次開發(fā)接口，機器人模型和場景用戶可以自己添加；
軟件需能兼容在本次機器人控制器平臺中運行，能調(diào)用控制器底層運動控制函數(shù)庫，如運動、邏輯、工藝等；多品牌示教器虛擬界面能顯示手持示教盒上，通過在手持示教盒的操控能實現(xiàn)多品牌示教器界面及編程語言對實體機器人本體的示教編程及再現(xiàn)運行，實現(xiàn)實體機器人點到點、直線、圓弧、連續(xù)軌跡等運動，搭配周邊設(shè)備可實現(xiàn)碼垛、書寫等應(yīng)用的實訓(xùn)。對本實訓(xùn)室工業(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設(shè)計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設(shè)計成果對本實訓(xùn)室機器人通訊仿真，驗證，控制。
三、實訓(xùn)項目
1、硬件的安裝與調(diào)試
1）工業(yè)機器人底座的安裝與調(diào)試技術(shù)
2）工業(yè)機器人安裝與調(diào)試技術(shù)
3）工業(yè)機器人自動換夾具安裝與調(diào)試技術(shù)
4）繪圖單元的安裝與調(diào)試
5）碼垛工作站的安裝與調(diào)試
6）曲面工作站安裝與調(diào)試
2、電氣安裝與調(diào)試
1）工業(yè)機器人本體與控制器之間的電氣連接與調(diào)試技術(shù)
2）工業(yè)機器控制器和PLC之間電氣連接與調(diào)試技術(shù)
3）工業(yè)機器人夾具電氣連接與調(diào)試技術(shù)
4）供料單元和輸送分揀單元上的傳感器安裝于調(diào)試
3、編程調(diào)試和應(yīng)用
1）工業(yè)機器人編程調(diào)試軟件的安裝
2）工業(yè)機器人通過示教器對工業(yè)機器人的運作過程調(diào)試
3）通過計算機軟件對工業(yè)機器人的運作過程調(diào)試
4）通過I/0板對機器人運作的控制
5）機器人控制數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用
6）工業(yè)機器人碼垛運行的編寫
7）工業(yè)機器人平面軌跡運行的編寫
8）工業(yè)機器人垂直軌跡運行的編寫
9）可編程控制器程序的編寫和設(shè)計
四、設(shè)備參數(shù)（單套）
一、基本參數(shù)要求
1、輸入電源：三相五線制AC 220V±10% 50HZ
2、輸入功率：5kw
3、工作環(huán)境：1） 溫度： -10℃～+40℃
2） 相對濕度：≤90%（+20℃）
3） 海拔高度：≤4000m
4）空氣清潔，無腐蝕性及爆炸性氣體，無導(dǎo)電及能破壞絕緣的塵埃
4、設(shè)備重量: 120kg
5、安全：具有接地保護、漏電保護功能，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套的高強度安全型實驗導(dǎo)線。
機電一體化基礎(chǔ)實訓(xùn)設(shè)備要求由一臺六軸工業(yè)機器人、書寫工作站、曲面軌跡工作站、碼垛工作站、實訓(xùn)桌、電氣控制部分組成。搭載工業(yè)機器人的基礎(chǔ)應(yīng)用模塊，可以對機器人的應(yīng)用進行擴展。
1、實訓(xùn)臺：實訓(xùn)臺桌面能夠安放實訓(xùn)模塊、機器人等機械件。鋁鋼結(jié)構(gòu),帶滾輪（滾輪帶有剎車）,單面兩抽屜,抽屜采用網(wǎng)孔板,安裝有電器控制部分的電器元件，設(shè)備安裝靈活。桌面上要開有1個長方形過線孔，套有工程塑料防護套，避免電線電纜刮傷。
2、工業(yè)機器人要求：要求六軸工業(yè)機器人，系統(tǒng)控制器為工業(yè)級的六軸機器人控制器?？刂葡到y(tǒng)要界面美觀、操作方便、功能齊全、性能穩(wěn)定。
控制系統(tǒng)需支持多品牌示教:支持ABB品牌機器人示教器操作界面及ABB的RAPID編程語言，可實現(xiàn)對機器人本體的示教編程及再現(xiàn)運行。
控制系統(tǒng)開放程度要高：提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，可進行應(yīng)用層的二次開發(fā)，提供應(yīng)用層界面開發(fā)DEMO及源碼，滿足高標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)、研發(fā)需求。
外部通信接口豐富：控制箱需有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通訊接口，能滿足教學(xué)、科研場景下與不同外部模塊的通訊要求（支持視覺模塊應(yīng)用及開發(fā)）。
操作安全性高：在保證本體結(jié)構(gòu)強度的同時，多軸斷電剎車，在任何情況下都能保證既“傷不到人”，也“傷不到設(shè)備”。
3、碼垛實訓(xùn)模塊：碼垛模型分為兩部分：碼垛物料盛放平臺（包含16塊正方形物料、8塊長方形物料），碼垛平臺：均采用優(yōu)質(zhì)鋁材制作表面陽極氧化處理?？刹捎梦P夾具對碼垛物料進行自由組合進行機器人碼垛訓(xùn)練。
4、曲面TCP實訓(xùn)模塊要求：通過在平面、曲面上蝕刻不同圖形規(guī)則的圖案（平行四邊形、橢圓、凹字形圖案等多種不同軌跡圖案），工作站配有焊槍夾具?？赏ㄟ^焊槍描繪圖形，訓(xùn)練對機器人基本的點示教，平面直線、曲線運動/曲面直線、曲線運動的軌跡進行模擬焊接。還可以通過TCP輔助示教裝置訓(xùn)練機器人的工具坐標(biāo)建立。
5、書寫工作站要求：書寫工作站由書寫平臺、書寫筆夾具等組成。書寫平臺可供A3紙大小紙張平放、也可根據(jù)要求自由更換紙張大小。書寫筆夾具可軸向移動，保護在書寫過程中筆尖與紙面接觸不造成筆尖損壞。
6、系統(tǒng)仿真軟件模型：系統(tǒng)仿真軟件模型，配套機器人品牌仿真軟件使用。所有模型都與實物采用1：1比例建模，含系統(tǒng)整體及各組成設(shè)備模型，可進行相應(yīng)的仿真訓(xùn)練、離線編程?？梢园凑找欢ǖ臄?shù)據(jù)格式導(dǎo)入導(dǎo)出仿真的數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件可以直接在真實的多功能多應(yīng)用工業(yè)機器人設(shè)備上。
7、教材
教材要具有實操與應(yīng)用技巧、應(yīng)用案例精析、虛擬仿真、現(xiàn)場編程、工作站系統(tǒng)集成、工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。
8、工業(yè)機器人多品牌仿真及實操、實控軟件：能仿真控制至少五種品牌（ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數(shù)等，）工業(yè)機器人；需構(gòu)建ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數(shù)等機器人示教器模擬界面，能分別采用ABB機器人的RAPID編程語言、庫卡機器人的KRL編程語言、安川機器人的INFORM編程語言、FANUC機器人的Karel編程語言和廣數(shù)機器人的編程語言等離線模擬示教編程；能仿真示教盒按鍵、菜單、狀態(tài)顯示功能并進行編輯和提示。能實現(xiàn)本次機器人運動控制仿真，包括零點標(biāo)定、手動操控、示教編程等。
具有集成功能、預(yù)置功能、操作主功能、輔助示教功能。其中，集成功能為多機型、多模式等功能的實現(xiàn)；預(yù)置功能為機器人示教操作前的一些預(yù)備工作的設(shè)置功能；示教系統(tǒng)操作的主功能為三種模式下的示教操作功能的實現(xiàn)；輔助示教功能是為了幫助初學(xué)者便于快速的學(xué)習(xí)操作及編程而設(shè)定的一些參考和錯誤提示功能?？蓪I(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設(shè)計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設(shè)計成果進行仿真和驗證。預(yù)留二次開發(fā)接口，機器人模型和場景用戶可以自己添加；
軟件需能兼容在本次機器人控制器平臺中運行，能調(diào)用控制器底層運動控制函數(shù)庫，如運動、邏輯、工藝等；多品牌示教器虛擬界面能顯示手持示教盒上，通過在手持示教盒的操控能實現(xiàn)多品牌示教器界面及編程語言對實體機器人本體的示教編程及再現(xiàn)運行，實現(xiàn)實體機器人點到點、直線、圓弧、連續(xù)軌跡等運動，搭配周邊設(shè)備可實現(xiàn)碼垛、書寫等應(yīng)用的實訓(xùn)。對本實訓(xùn)室工業(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設(shè)計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設(shè)計成果對本實訓(xùn)室機器人通訊仿真，驗證，控制。
三、實訓(xùn)項目
1、硬件的安裝與調(diào)試
1）工業(yè)機器人底座的安裝與調(diào)試技術(shù)
2）工業(yè)機器人安裝與調(diào)試技術(shù)
3）工業(yè)機器人自動換夾具安裝與調(diào)試技術(shù)
4）繪圖單元的安裝與調(diào)試
5）碼垛工作站的安裝與調(diào)試
6）曲面工作站安裝與調(diào)試
2、電氣安裝與調(diào)試
1）工業(yè)機器人本體與控制器之間的電氣連接與調(diào)試技術(shù)
2）工業(yè)機器控制器和PLC之間電氣連接與調(diào)試技術(shù)
3）工業(yè)機器人夾具電氣連接與調(diào)試技術(shù)
4）供料單元和輸送分揀單元上的傳感器安裝于調(diào)試
3、編程調(diào)試和應(yīng)用
1）工業(yè)機器人編程調(diào)試軟件的安裝
2）工業(yè)機器人通過示教器對工業(yè)機器人的運作過程調(diào)試
3）通過計算機軟件對工業(yè)機器人的運作過程調(diào)試
4）通過I/0板對機器人運作的控制
5）機器人控制數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用
6）工業(yè)機器人碼垛運行的編寫
7）工業(yè)機器人平面軌跡運行的編寫
8）工業(yè)機器人垂直軌跡運行的編寫
9）可編程控制器程序的編寫和設(shè)計
四、設(shè)備參數(shù)（單套）
| 序號 | 名稱 | 主要技術(shù)參數(shù) | 數(shù)量 | 單位 | 備注 | |||
| 1 | 實訓(xùn)臺 | 實訓(xùn)臺尺寸：1400*950*1550，鋁鋼結(jié)構(gòu),帶滾輪（滾輪帶有剎車）,單面兩抽屜,抽屜采用網(wǎng)孔板,安裝有電器控制部分的電器元件，設(shè)備安裝靈活。桌面上開有1個長方形過線孔，套有工程塑料防護套，避免電線電纜刮傷。 | 1 | 臺 | ||||
| 2 | 書寫工作站 | 包含書寫平臺，采用A4紙、書寫筆、書寫筆夾具等組成 | 1 | 套 | ||||
| 3 | 碼垛單元 |
由單元底板、物料存放版、碼垛底板組成。底板表面經(jīng)過電鍍處理。 物料尺寸：175*45*5mm 10塊。 |
1 | 套 | ||||
| 4 | 曲面TCP實訓(xùn)單元 | 曲面TCP實訓(xùn)模塊，底板表面經(jīng)過電鍍處理，TCP軌跡實訓(xùn)板采用鋁合金，表面經(jīng)過鋁化處理。平面、曲面上蝕刻不同圖形規(guī)則的圖案（平行四邊形、五角星、橢圓、風(fēng)車圖案、凹字形圖案等多種不同軌跡圖案），且該模型左前方配有TCP示教輔助裝置。 | 1 | 套 | ||||
| 7 | 可編程控制器 |
供電電源：AC100-240 64K大容量的RAM存儲器 主機 32入/32出 晶體管輸出 內(nèi)置獨立3軸100kHz定位功能(晶體管輸出型) |
1 | 只 | ||||
| 8 | 人機界面 | 7寸，串口，USB口，以太網(wǎng)口，人機界面產(chǎn)品的設(shè)計符合工業(yè)環(huán)境。 | 1 | 只 | ||||
| 10 | 按鈕單元 | 指示燈3只；按鈕2只；急停按鈕1只；轉(zhuǎn)換開關(guān)1只;17位接線端子1條；鐵盒子1只。 | 1 | 只 | ||||
| 11 | 開關(guān)電源 | 規(guī)格：24V 6A | 1 | 只 | ||||
| 12 | 三層端子 | 輸入13位，輸出16位；共三層，一層為電源負(fù)極端子、二層為信號端子、三層為電源正極端子。帶有模組安裝。 | 2 | 只 | ||||
| 13 | 信號連接電纜1 | 15芯D型接頭連接電纜，長度3m。 | 1 | 條 | ||||
| 14 | 信號連接電纜2 | 17芯D型接頭連接電纜，長度3m。 | 1 | 條 | ||||
| 15 | 單相漏電開關(guān) | 型號：DZ47LE-32 C32 | 1 | 只 | ||||
| 16 | 繼電器 | 型號：松下 DC24V | 10 | 只 | ||||
| 17 | 無油空氣壓縮機（空壓機） | W58 | 1 | 臺 | ||||
| 18 | 六軸機器人 |
具有6個自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)級；到達(dá)距離475-580mm；承重能力≤3kg；各軸運動范圍：軸1旋轉(zhuǎn)范圍≤+165°～ -165°，軸2手臂旋轉(zhuǎn)范圍≤+110°～ -110°，軸3手臂旋轉(zhuǎn)范圍≥+70°～ -90°，軸4手腕旋轉(zhuǎn)范圍≤+160°～ -160°，軸5彎曲旋轉(zhuǎn)范圍≤+120°～ -120°，軸6翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)范圍≤+400°～ -400°。提供機器人控制原代碼，供學(xué)校二次開發(fā)。機器人控制方面需提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，提供源碼及開發(fā)DEMO。 1、控制器能兼容運行多品牌仿真及實操、實控軟件，通過軟件中的多品牌虛擬示教界面及編程語言實現(xiàn)機器人點到點、直線、圓弧、連續(xù)軌跡等運動控制；包括（1）手寫輸入字體，機器人復(fù)現(xiàn)；（2）通過示教器虛擬仿真示教編程，數(shù)模再現(xiàn)運行；（3）在線示教編程，通過示教器在線編程，實體機器人與數(shù)模機器人同步再現(xiàn)自動運行。 2、控制器所搭載的自主品牌系統(tǒng)需提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，提供源碼及開發(fā)DEMO，可滿足高標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)、研發(fā)需求。 3、搭載的控制系統(tǒng)編程語言可中英文切換，編程操作直觀方便，系統(tǒng)長時間運行穩(wěn)定可靠，*多可控制8軸。 4、要求機器人主體以及外殼采用非金屬高強度輕質(zhì)材料制成。操作安全性高：本體采用由先進制造工藝高強度輕質(zhì)材料制成，在保證本體結(jié)構(gòu)強度的同時，大大提高了其操作時安全性，電機也可限扭矩輸出，多軸斷電剎車，在任何情況下都能保證既“傷不到人”，也“傷不到設(shè)備”, 大幅降低六軸機器人的上手使用門檻，為安全教學(xué)和科研保駕護航。 5、要求外部通信接口豐富：控制箱具有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通訊接口，能滿足教學(xué)、科研場景下與不同外部模塊的通訊要求。 6、工業(yè)器人應(yīng)用技術(shù)控制系統(tǒng)軟件：要求具有機器人程序編輯與目標(biāo)點定位、機器人動作控制、實驗對象動作控制、數(shù)據(jù)通信等功能。 |
1 | 套 | ||||
| 19 | 實訓(xùn)臺方凳 |
桌面：防靜電膠皮全面覆蓋桌面，面板選用三聚氰胺聚合板，厚度不小于25mm。 凳架：鋼架結(jié)構(gòu)，鋼管壁厚不小于1.2mm，橫截面不小于40*40mm，防銹漆采用靜電噴涂工藝 |
4 | 把 | ||||
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