JG-IRF04 型 四軸工業(yè)機器人與智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)平臺
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一、產(chǎn)品概述
1 、本設(shè)備以工業(yè)機器人與機器視覺為核心，將機械、氣動、運動控制、變頻調(diào)速、 PLC 控制技術(shù)有機地進(jìn)行整合，結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，實現(xiàn)對不同物料進(jìn)行快速的檢測、組裝。為了方便實訓(xùn)教學(xué)，系統(tǒng)進(jìn)行了專門的設(shè)計，可以完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練，可完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練。可以進(jìn)行六軸機器人示教、定位、抓取、裝配、入庫等訓(xùn)練，
2 、包含六自由度工業(yè)機器人、智能視覺檢測系統(tǒng)、 PLC 控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉儲機構(gòu)，可以實現(xiàn)對工件分揀、檢測、搬運、裝配、存儲等操作。
3 、該平臺各組件均安裝在型材桌面上，機械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機構(gòu)相對獨立，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計。通過此平臺可以進(jìn)行機械組裝、電氣線路設(shè)計與接線、 PLC 編程與調(diào)試、智能視覺流程編輯、工業(yè)機器人編程與調(diào)試應(yīng)用等多方面訓(xùn)練，適合職業(yè)院校、技工學(xué)校自動化類相關(guān)專業(yè)《工業(yè)機器人與控制技術(shù)》、《自動化技術(shù)》等課程的實訓(xùn)教學(xué)，適合自動化技術(shù)人員進(jìn)行工程訓(xùn)練及技能比賽。
二、技術(shù)性能
1. 輸入電源：單相～ 220V ± 10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度 -10 ℃～ +40 ℃ 相對濕度≤ 85% （ 25 ℃） 海拔＜ 4000m
3. 裝置容量：＜ 1.5kVA
4. 實訓(xùn)平臺尺寸： 1500mm × 880mm × 1400mm
5. 安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成
該實訓(xùn)平臺由 ABB IRB910SC 型四軸工業(yè)機器人系統(tǒng)、歐姆龍智能視覺檢測系統(tǒng)、可編程控制器（ PLC ）系統(tǒng)、供料單元、輸送單元、供料廢料暫存單元、加工廢料暫存單元、工件組裝單元、倉庫單元、各類工件、型材實訓(xùn)桌、型材電腦桌等組成。
1 、 ABB IRB910SC 型四軸工業(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，裝備氣動手爪、可對工件進(jìn)行搬運、裝配、拆解等操作。
（ 1 ）機器人本體由四自由度關(guān)節(jié)組成，固定在型材實訓(xùn)桌上，具有 4 個自由度。
（ 2 ）最大的工作半徑為 450mm
（ 3 ）最大負(fù)載 6kg
（ 4 ）機器人示教單元有液晶顯示屏、使能按鈕、急停按鈕、操作鍵盤，用于參數(shù)設(shè)置、手動示教、位置編輯、程序編輯等操作。
2 、歐姆龍智能視覺檢測系統(tǒng)
配備一套歐姆龍 FZ-350 智能視覺系統(tǒng)，由視覺控制器、白色光源、視覺相機及監(jiān)視顯示器等組成。用于檢測工件的特性，如數(shù)字、顏色、形狀等，還可以對裝配效果進(jìn)行實時檢測操作。通過 I/O 電纜連接到 PLC 或機器人控制器，也支持串行總線和以太網(wǎng)總線連接到 PLC 或機器人控制器，對檢測結(jié)果和檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
3 、西門子可編程控制器單元
配備西門子 S7-1200 CPU1214C AC/DC/RLY 可編程控制器，自帶以太網(wǎng)通訊模塊、數(shù)字量擴展模塊控制機器人、電機、氣缸等執(zhí)行機構(gòu)動作，處理各單元檢測信號，管理工作流程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。
4 、 RFID 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
采用西門子 RFID 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，安裝在環(huán)線輸送單元的左端圓弧處，電子標(biāo)簽已埋在工件內(nèi)部，檢測距離為 40mm 。當(dāng)工件從環(huán)線輸送單元經(jīng)過左端圓弧處時， RFID 檢測系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地讀取工件內(nèi)的標(biāo)簽信息，如編號、顏色、高度等信息，該信息通過工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線傳輸給 PLC ，用來實現(xiàn)工件的分揀操作。
5 、供料單元
由料斗、回轉(zhuǎn)臺、導(dǎo)料機構(gòu)、工件滑道、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、 I/O 接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、直流減速電機組成，主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位。
6 、輸送單元
包含一套交流調(diào)速系統(tǒng)，由三菱 D720 變頻器、三相交流電機、傳送帶、光纖傳感器等組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于傳輸工件。
7 、工件組裝單元
由工件光纖傳感器、加工臺、氣缸、小物料等組成，安裝在傳送帶上，用于裝配工件。
8 、倉庫單元
由鋁型材和機玻璃組成 3 × 3 庫體組成
9 、廢品暫存?zhèn)}
安裝在型材實訓(xùn)桌上，分別對供料異常物料暫存，對加工異常物料暫存。
10 、觸摸屏 7 寸，是一套以先進(jìn)的 Cortex-A8 CPU 為核心（主頻 600MHz ）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。
四、配套軟件及管理系統(tǒng)
1 、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)。
、; 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。
、; 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。
2 、智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)
通過本系統(tǒng)軟件了解組成智能制造生產(chǎn)線的電氣、氣動、 PLC 等元件的工作原理并對機電系統(tǒng)的設(shè)計、分析進(jìn)行虛擬仿真。通過選擇元件利用符合繪制二維回路圖或利用三維模型在系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)智能制造的動作而進(jìn)行虛擬仿真。本系統(tǒng)不僅實現(xiàn)工廠的三維仿真使虛擬現(xiàn)實仿真更加逼真，而且把通過仿真驗證的控制邏輯單元可用作監(jiān)視及控制模塊，使能夠?qū)崿F(xiàn)并行工程及軟件、硬件的并行設(shè)計。
仿真基本模塊包括：
、; 反饋控制和順序控制系統(tǒng)
、; 指示燈的與門 (AND) 控制
、; 物品傳送裝置
、; 單向氣缸控制
、; 雙缸聯(lián)動控制
、; 帶式輸送裝置系統(tǒng)
、; 滾筒式輸送裝置系統(tǒng)
、; 指示燈順序閃爍回路
、; 自動控制標(biāo)記打印操作控制
、; 電梯控制
、; 氣壓控制移動裝置
、; 工業(yè)機器人控制
、; 帶式傳送帶實習(xí)裝置
、; 氣壓傳動流水線實驗裝置
五、配置清單
序號 |
名 稱 |
主要部件、器件及規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
1 |
實訓(xùn)平臺 |
1500mm × 880mm × 1400mm |
1 臺 |
|
2 |
工業(yè)機器人 |
四軸工業(yè)機器人本體 ABB IRB910sc-3/0.45 |
1 臺 |
ABB |
機器人控制器 |
1 套 |
3 |
智能視覺系統(tǒng) |
視覺控制器： FZ-350 |
1 臺 |
歐姆龍 |
視覺相機： FZ-SC 彩色相機 |
2 臺 |
4 |
RFID 系統(tǒng) |
讀寫器： RF260R |
1 套 |
西門子 |
電子標(biāo)簽： A20 |
36 個 |
5
6 |
可編程控制器系統(tǒng) |
PLC 主機： S7-1200 CPU 1214C AC/DC/ 繼電器 |
1 只 |
西門子 |
數(shù)字量輸出模塊： SB1222 4 輸出 |
1 只 |
7 |
交流調(diào)速系統(tǒng) |
變頻器： FR-D720S-0.4kW |
1 套 |
|
8 |
觸摸屏 |
7 寸 TPC7062KI |
1 臺 |
|
9 |
實訓(xùn)模塊 |
供料單元、輸送單元、工件組裝單元、倉庫單元等 |
1 套 |
|
10 |
氣泵 |
靜音氣泵 |
1 臺 |
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六、實訓(xùn)項目
1. 機器視覺系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試
2. 六軸工業(yè)機器人系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試
3. 六軸工業(yè)機器人坐標(biāo)系統(tǒng)和機器視覺坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)定及相互轉(zhuǎn)換
4. 工業(yè)機器人與機器視覺系統(tǒng)綜合應(yīng)用的安裝與調(diào)試
5. 機器視覺系統(tǒng)模板設(shè)置、編程與調(diào)試
6. 通過示教單元手動調(diào)試工業(yè)機器人
7. 通過示教單元設(shè)置、修改各控制點坐標(biāo)
8. 通過示教單元編寫、修改工業(yè)機器人程序
9. 機器人追蹤坐標(biāo)整定
10. 工業(yè)機器人系統(tǒng)的軟件二次開發(fā)編程
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
18.PLC 程序編程與調(diào)試
19. 智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用
20. 變頻器與交流電機主電路的連接
21. 變頻器面板的參數(shù)設(shè)置與操作
22. 變頻器面板控制交流電機調(diào)速
23. 通過變頻器外部端子控制電機啟停
24. 氣動方向控制回路的安裝
25. 氣動速度控制回路的安裝
26. 氣動順序控制回路的安裝
27. 氣動系統(tǒng)氣路的連接
28. 磁性開關(guān)的位置調(diào)整
29. 氣動系統(tǒng)調(diào)試
30. RFID 數(shù)據(jù)讀寫編程與調(diào)試
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