VS-IR04型 工业机器人基础教学实训平台

 

一、项目建设简介
（一）设计原则
      项目建设方案紧贴“工业4.0”发展背景，以当前*先进的工业机器人技术，结合物联网工厂和智慧制造为主题，为学校打造一个专门针对工业机器人人才培养的基地，在培养本校专业学生的同时，可为当地企业提供一个工业机器人人才培养和进阶的平台。
      项目建设以工业机器人专业课程体系为主线，配套所需的软硬件，实现专业人才的培养。根据不同功能，分为工业机器人基础教学应用实训室和工业机器人离线编程仿真实训室。

（项目建设整体布局效果图、图片仅供参考）

      工业机器人基础教学应用实训室：以《工业机器人基础知识》、《工业机器人应用基础》两门专业核心课程为主线，配套工业机器人基础教学工作站为实践硬件平台，包含丰富的教学资源和实验指导资料。该实验室以培养工业机器人技术基础应用人才为目标，可以提供工业机器人结构认知、关键部件组成、基本设置及操作、在线示教编程、简单轨迹规划、工作站结构了解及搭建、工业机器人模拟工艺应用实践等内容的教学工作，面对对象主要包括在校机械类、电气类等专业的学生、企业职工及社会人员，可以进行基础教学和知识技能培训，也可以向本地企业推广工业机器人应用技术，为其转型升级提供技术指导和支持。

（工业机器人基础教学应用实训室布局效果图、图片仅供参考）

      工业机器人离线编程仿真实训室:以《工业机器人离线编程仿真技术及应用》专业核心课程为主线，配套工业机器人离线编程仿真软件，包含丰富的教学资源和实验指导资料。该实训室以培养工业机器人技术高级应用人才为目标，以工业机器人离线编程仿真技术为核心，可以提供工业机器人虚拟教学、离线编程仿真及应用等内容的教学工作，面对对象主要包括具有较高学习能力和技能水平的在校学生、企业高级技术工人，使其深入学习工业机器人离线编程仿真技术。

（工业机器人离线编程仿真实训室布局效果图、图片仅供参考）

（二）建设内容
      项目建设主要包含工业机器人基础教学应用实训室和工业机器人离线编程仿真实训室。

 
      离线编程仿真实训室主要侧重于老师的实际操作讲解，用于实训前的理论培训，创新性的把企业的培训模式与理论课教学结合起来，把枯燥的理论课教学变为在老师操作引导下的“做学教”一体化互动教学
      基础教学应用实训室侧重于学生的实际操作训练和讨论，该室是让学生通过真实的实训教学来掌握专业知识与技能，把过去的验证性实训教学提升为学生的自主动手学习，对学生在学习过程中遇见的工业机器人调试方面问题不拘泥于一种解决方法，突出学生解决问题方面能力的扩展，特别强调学生的“学”和实际解决问题、动手能力的训练。
（三）实训内容
      为方便使用工业机器人基础教学实训设备进行教学工作，针对工业机器人的操作特点和工作站的组成，我公司定制设计了多项实训任务，实现任务驱动式教学，让学生在学习技能的过程中明确目标、在挑战中完成学习，实训任务及目标内容可根据学校要求做定制修改，同时，为便于教学，我公司为学校提供了丰富的教学资源，包括实训指导教材、视频录像、实训习题等内容。

二、建设方案
（一）工业机器人基础教学应用实训室

（图片仅供参考，请以实物为准）

1、工业机器人
（1）设备简介
      采用国内外知名品牌品牌ABB IRB-120-3/0.6工业机器人，6关节，有效负载3Kg，臂展0.58米，重复定位精度±0.01mm（ISO标准），配套防护等级IP30，工业紧凑型控制柜，带机器人控制软件（PROBOTWARE5.0）版本。
      底座由20mm厚钢板焊接而成。控制器220V电源，本体到控制器７m长电缆，示教器具中文操作界面，本体到示教器7m长线缆，支持热插拔。带DC24V 16in/16out IO卡。带二次开发选项，提供基于VB和C#的二次开发功能；带DeviceNet通讯方式；在机器人使用寿命内，使用机器人离线软件进行实时程序、IO、机器人3D动态动作监控。远程机器人系统备份与恢复功能；具有自动工具重量与载荷检测设定功能；具有机器人全寿命保养自动维护检测系统功能；自带自定义可编程IO；具有3D实时舒适摇杆手动操作系统；具有电池电量环保节省功能；提供终身机器人系统功能升级；支持RAPID编程语言规范，并直接解释执行；机器人控制系统原配固态存储器容量1G，并支持USB扩展为副存储器；控制器带视频接口；具有机器人运动轨迹实时微调功能。
（2）配置清单

 （3）技术参数

2、基础台架
（1）设备简介
基础台架为铝型材搭至而成的双层结构件；上层台面具有T型槽方便安装，下层用于放置控制柜；四个腿脚带4个高度可调的活动脚轮，工作台可自由移动。机架由型材搭接而成，圆角，侧面1.2mm冷轧钢包封，底部配置万向刹车滑轮及上下伸缩固定支撑柱，方便支撑与移动。桌面采用带T型槽的面板型材制作而成，方便不同实训对象的安装与拆卸。一侧开门，三面封板，门上安装凹式拉手和门锁或磁力扣，底部封钢板，系统控制部分水平配滑道放置在实训台前门开时，控制挂板可拉出。
尺寸：1800mm×1200mm×800mm(长×宽×高)，承重260公斤。
（2）设备图片

（图片仅供参考，请以实物为准）

（3）配置清单

3、基础培训模块
（1）设备简介
      基础培训工作台用来进行工业机器人基础培训实训，可完成工业机器人操作方式选择、速度调整、坐标系设定及手动操作机器人等基础操作实训，程序编写、启动执行程序和停止程序等运动编程实训，机器人零点设定及系统维护等技能实训，工具 TCP 标定、坐标系设置、复杂运动轨迹编程等能力实训，还可以利用软笔在工作台面上模拟书法写字实训，以增加学习的乐趣。
      基础培训工作台，主要由轨迹规划/写字绘图面板、TCP标定尖锥、笔形工具等组成。其中，轨迹规划/写字绘图面板为一种可随时更换绘图底板的300×200×150的方形工作台。TCP标定尖锥为机器人校准工具坐标所用，材质为ABS。笔形工具采用通用软笔，可由气动工具快速夹取。材质为ABS
（2）设备图片

（笔形工具）                （绘图板/尖锥）

（3）配置清单

4、气动夹具模块
（1）设备简介
      工业机器人采用气动夹爪实现抓取笔形工具、模拟工件和物料，气动夹爪的结构件采用铝合金材料，进行阳极氧化处理，保证使用寿命。气动驱动元件采用日本 SMC 品牌，保证稳定的抓持力。
      实验台台架上工具库，提供了三个笔形工具的存储位置，每个位置都配有到位检测装置并可显示工具是否放置到位。同时，工具库还提供了一个笔形工具固定安装位置。
（2）设备图片

 （图片仅供参考，请以实物为准）

（3）配置清单

5、PLC模块
（1）设备简介
      采用西门子S7-1200PLC，包含24KB程序存储器、16KB数据存储器、10KB保持性存储器。板载数字量IO为24点输入/16点输出；包含4个高速计数器、3路100kHz脉冲输出、布尔运算0.15u/s指令、移动字1.2u/s指令、实数数字运算3.6u/s指令；接口包含1个以太网接口和一个RS485接口。周边相关元器件全部配齐。
（2）设备图片

（图片仅供参考，请以实物为准）

（3）配置清单

6、模拟上下料模块
（1）设备简介
      模拟工业压铸机构，压铸端采用气缸顶料，出料端采用真空吸盘，吸取物料，然后通过气缸将吸取的物料，拉至合适的位置，实现机器人抓取。
      包含一套模拟冲压加工设备，可实现物料的入料、冲压和出料动作，采用气缸驱动，缸径10mm，行程为50mm/100mm，带磁性开关。可自行判断上料位是否有物料，采用内置小型放大器型光电传感器实现检测，检测方式为扩散反射型，检测距离5mm～100mm。包含取料检测传感器，采用放大器内置圆柱型光电传感器实现检测，为对射型传感器，检测距离20m。
（2）设备图片

（图片仅供参考，请以实物为准）

（3）配置清单

7、模拟物料传输码垛模块
（1）设备简介
      装置主要由自动送料模块、输送带模块、物料暂存模块组成。其中自动送料模块通过顶料气缸自动送料，通过传输线将物料传输到指定位置。机器人开始抓取物料。物料位置通过位置传感器检测，气缸通过PLC信号驱动。
      输送带模块，可实现物料传送，支撑结构为铝合金，PVC皮带传动，采用步进电机驱动，扭矩2.2Nm，电流4A。包含自动上料装置，采用气缸驱动，缸径16mm，行程50mm，带磁性开关。
      自动送料模块可自行判断料库是否已空，采用光纤传感器实现检测，传感器与放大器分离型，检测距离36mm。输送带末端有物料到位传感器，采用内置小型放大器型光电传感器实现检测，检测方式为扩散反射型，检测距离5mm～100mm。物料暂存模块材料铝合金，支撑为型材，可*多暂存6个物料。
（2）设备图片

（图片仅供参考，请以实物为准）

（3） 配置清单

8、操控台
（1）设备简介
      操控台包含了操作面板、IO 组件、触摸屏等组成，分别实现不同功能和教学内容。操作面板由钥匙开关、指示灯、蜂鸣器和按钮组成，可实现对工作站开启、停止、复位和急停操作。IO 组件包含8 个数字量输入选择开关和 8 个数字量输出LED指示灯，实现与 PLC 数字量 IO模块的通信控制；采用配套工业用电源和安装导轨，利用7寸彩色触摸屏作为人机交互接口，可以实现对工业机器人运行模式和程序控制、模拟生产线工作台相关气动元件和电动元件控制、工作站运行监控等功能。
（2）设备图片

（图片仅供参考，请以实物为准）

（3）配置清单

9、供气系统
（1）设备简介
      供气系统包含气泵、气源处理装置和电磁阀。其中，气泵采用德国进口，全铜线绕组，启动电流小，动力强劲，持续恒压工作。额定功率780W、压力0.7MPa、流量135L/min、储气量30L。气源处理装置包含调压阀和空气过滤器，其工作介质为空气，调压范围为0.15MPa~0.9MPa，滤芯精度为40μm。电磁阀为两位五通换向阀。
（2）设备图片

（图片仅供参考，请以实物为准）

（3） 配置清单

10、安全防护系统
（1）设备简介
      为保证工业机器人设备安全，每台工业机器人多功能基础实训台都配有独立的安全防护装置。防护装置采用铝合金型材框架透明亚克力板进行防护，整个安全防护装置装有安全光幕进行防护。
      工业机器人基础教学工作站提供了安全防护系统，整体尺寸为3000mm*3000mm*1900mm，将人员与设备物理隔离，保证安全。安全防护房由铝合金和钢化玻璃构成，安装有关门检测传感器防止工业机器人运行中人员进入引发危险，提供三色报提示工作站当前状态，并在多个显著位置设置系统急停开关，可在发生危险时及时停止设备运行。安全光幕由LSL40安全光幕、工业安全防护栏等安全防护装置构成，对设备和人员提供必要的安全防护，营造工业环境情景，提高学院安全操作意识。采用国际国内知名品牌瑞科（ROKO）LSL40四周型安全区域光幕，对人员和机器人四周全方位防护，进行侵入有效安全防护。
（2）设备图片

（图片仅供参考，请以实物为准）

（3）配置清单

 （二）工业机器人离线编程仿真实训室
1、SUNNYTECH工业机器人离线编程软件
（1）系统简介
      通过使用学习机器人离线编程软件，掌握机器人除示教编程外的*常用的二种编程方式，解决复杂路径编程问题。学习多种机器人的6轴，移动机器人，7轴机器人，外部tcp等多种编程方式，通过实际机器人工作检验离线编程的有效。同时软件嵌入多个应用场景和工艺实践，使学生可脱离实体学习多项机器人知识。

（2）实训目标
      1.学习离线编程的编程模式与习惯，促进对国外常用软件的学习。
      2.学习离线编程与实体应用的结合。
      3.通过虚拟场景学习多项机器人应用技术。
      4.通过软件学习机器人的理论知识。
（3）项目特色
      软件在功能上与行业内主流软件一致，让学生更容易过渡到主流软件的学习。离线编程产生的程序为工业级精度和工艺性，可直接用于实际。虚拟场景为实际工业移植，与实际的贴合度高。
2、功能参数
（1）正版软件，可提供持续的技术支持服务；
（2）可实现多个品牌多个型号的工业机器人进行模型导入、轨迹规划、运动仿真和控制代码输出，实现离线编程（参考品牌ABB、KUKA、Staubli、广州数控、新时达等主流品牌）；
（3）可实现工业机器人多种编程模式选择，如手持工具或手持工件；
（4）采用通用3D技术，与CAD教学衔接，支持prt(UG)、prt(ProE)、CATPart(CATIA)、sldpart(Solidworks)等3D CAD系统的模型文件导入，可通过三维球功能对模型进行平移、旋转操作；
（5）轨迹生成基于CAD数据，简化轨迹生成过程，提高精度，可利用实体模型、曲面或曲线直接生成运动轨迹；
（6）包含丰富的轨迹调整优化工具包，如碰撞检查、工业机器人可达性、姿态奇异点、轴超限、节拍估算、轨迹自动调整优化等功能；
（7）包含丰富的工艺应用工具包，如自由设计定义工具及其坐标信息，实际工件与模型工件的坐标校准确保轨迹精度，码垛工艺包模拟真实物料抓取摆放过程，通过点云数据直接生成打孔轨迹，支持APT Source和NC格式G代码的导入并自动转化为工业机器人运动轨迹等功能；
（8）提供工业机器人虚拟教学模块，如虚拟示教器、机器人部件装配、自动生成仿真运动视频并上传云端等内容；
（9）轨迹与CAD模型特征关联，可根据CAD模型的改变自动更新轨迹数据，即CAD模型尺寸变大，轨迹可自动更新无需编辑操作；
（10）可实现物料搬运码垛工艺仿真，即通过设置工艺过程机器人可抓取模拟物料从A点抓取后搬运到B点并放下；
（11）可实现将编程结果仿真运行过程并输出动画，上传云端自动生成而二维码，通过浏览器可直接播放；
3、工业机器人技术基础方面课程教材及教学资源
4、配置清单