VS-IR04工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學實訓平臺

一,、項目建設(shè)簡介
（一）設(shè)計原則
      項目建設(shè)方案緊貼“工業(yè)4.0”發(fā)展背景,，以當前*的工業(yè)機器人技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工廠和智慧制造為主題,，為學校打造一個專門針對工業(yè)機器人人才培養(yǎng)的基地,，在培養(yǎng)本校專業(yè)學生的同時，可為當?shù)仄髽I(yè)提供一個工業(yè)機器人人才培養(yǎng)和進階的平臺,。
      項目建設(shè)以工業(yè)機器人專業(yè)課程體系為主線,，配套所需的軟硬件,，實現(xiàn)專業(yè)人才的培養(yǎng)。根據(jù)不同功能,，分為工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學應(yīng)用實訓室和工業(yè)機器人離線編程仿真實訓室。

（項目建設(shè)整體布局效果圖,、圖片僅供參考）

      VS-IR04工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學實訓平臺：以《工業(yè)機器人基礎(chǔ)知識》,、《工業(yè)機器人應(yīng)用基礎(chǔ)》兩門專業(yè)核心課程為主線，配套工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學工作站為實踐硬件平臺,，包含豐富的教學資源和實驗指導資料,。該實驗室以培養(yǎng)工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)用人才為目標，可以提供工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)認知,、關(guān)鍵部件組成,、基本設(shè)置及操作、在線示教編程,、簡單軌跡規(guī)劃,、工作站結(jié)構(gòu)了解及搭建、工業(yè)機器人模擬工藝應(yīng)用實踐等內(nèi)容的教學工作,，面對對象主要包括在校機械類,、電氣類等專業(yè)的學生、企業(yè)一線職工及社會人員,，可以進行基礎(chǔ)教學和知識技能培訓,，也可以向本地企業(yè)推廣工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)，為其轉(zhuǎn)型升級提供技術(shù)指導和支持,。

（工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學應(yīng)用實訓室布局效果圖,、圖片僅供參考）

      工業(yè)機器人離線編程仿真實訓室：以《工業(yè)機器人離線編程仿真技術(shù)及應(yīng)用》專業(yè)核心課程為主線，配套工業(yè)機器人離線編程仿真軟件,，包含豐富的教學資源和實驗指導資料,。該實訓室以培養(yǎng)工業(yè)機器人技術(shù)高級應(yīng)用人才為目標，以工業(yè)機器人離線編程仿真技術(shù)為核心,，可以提供工業(yè)機器人虛擬教學,、離線編程仿真及應(yīng)用等內(nèi)容的教學工作，面對對象主要包括具有較高學習能力和技能水平的在校學生,、企業(yè)高級技術(shù)工人,，使其深入學習工業(yè)機器人離線編程仿真技術(shù)。

（工業(yè)機器人離線編程仿真實訓室布局效果圖,、圖片僅供參考）

（二）建設(shè)內(nèi)容
      項目建設(shè)主要包含工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學應(yīng)用實訓室和工業(yè)機器人離線編程仿真實訓室,。

      離線編程仿真實訓室主要側(cè)重于老師的實際操作講解，用于實訓前的理論培訓,，創(chuàng)新性的把企業(yè)的培訓模式與理論課教學結(jié)合起來,，把枯燥的理論課教學變?yōu)樵诶蠋煵僮饕龑碌?ldquo;做學教”一體化互動教學
      基礎(chǔ)教學應(yīng)用實訓室側(cè)重于學生的實際操作訓練和討論,，該室是讓學生通過真實的實訓教學來掌握專業(yè)知識與技能，把過去的驗證性實訓教學提升為學生的自主動手學習,，對學生在學習過程中遇見的工業(yè)機器人調(diào)試方面問題不拘泥于一種解決方法,，突出學生解決問題方面能力的擴展，特別強調(diào)學生的“學”和實際解決問題,、動手能力的訓練,。
（三）實訓內(nèi)容
      為方便使用工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學實訓設(shè)備進行教學工作，針對工業(yè)機器人的操作特點和工作站的組成,，我公司定制設(shè)計了多項實訓任務(wù),，實現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動式教學，讓學生在學習技能的過程中明確目標,、在挑戰(zhàn)中完成學習,，實訓任務(wù)及目標內(nèi)容可根據(jù)學校要求做定制修改，同時,，為便于教學,，我公司為學校提供了豐富的教學資源，包括實訓指導教材,、視頻錄像,、實訓習題等內(nèi)容。

二,、建設(shè)方案
（一）工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學應(yīng)用實訓室

（圖片僅供參考,，請以實物為準）

1、工業(yè)機器人
（1）設(shè)備簡介
      采用國內(nèi)外品牌ABB IRB-120-3/0.6工業(yè)機器人,，6關(guān)節(jié),，有效負載3Kg，臂展0.58米,，重復定位精度±0.01mm（ISO標準）,，配套防護等級IP30，工業(yè)緊湊型控制柜,，帶機器人控制軟件（PROBOTWARE5.0）版本,。
      底座由20mm厚鋼板焊接而成?？刂破?20V電源,，本體到控制器７m長電纜，示教器具中文操作界面,，本體到示教器7m長線纜,，支持熱插拔。帶DC24V 16in/16out IO卡。帶二次開發(fā)選項,，提供基于VB和C#的二次開發(fā)功能,；帶DeviceNet通訊方式；在機器人使用壽命內(nèi),，使用機器人離線軟件進行實時程序,、IO、機器人3D動態(tài)動作監(jiān)控,。遠程機器人系統(tǒng)備份與恢復功能,；具有自動工具重量與載荷檢測設(shè)定功能；具有機器人全壽命保養(yǎng)自動維護檢測系統(tǒng)功能,；自帶自定義可編程IO；具有3D實時舒適搖桿手動操作系統(tǒng),；具有電池電量環(huán)保節(jié)省功能,；提供終身機器人系統(tǒng)功能升級；支持RAPID編程語言規(guī)范,，并直接解釋執(zhí)行,；機器人控制系統(tǒng)原配固態(tài)存儲器容量1G，并支持USB擴展為副存儲器,；控制器帶視頻接口,；具有機器人運動軌跡實時微調(diào)功能。
（2）配置清單

 （3）技術(shù)參數(shù)

2、基礎(chǔ)臺架
（1）設(shè)備簡介
基礎(chǔ)臺架為鋁型材搭至而成的雙層結(jié)構(gòu)件,；上層臺面具有T型槽方便安裝,，下層用于放置控制柜；四個腿腳帶4個高度可調(diào)的活動腳輪,，工作臺可自由移動,。機架由型材搭接而成，圓角,，側(cè)面1.2mm冷軋鋼包封,，底部配置萬向剎車滑輪及上下伸縮固定支撐柱，方便支撐與移動,。桌面采用帶T型槽的面板型材制作而成,，方便不同實訓對象的安裝與拆卸。一側(cè)開門，三面封板,，門上安裝凹式拉手和門鎖或磁力扣,，底部封鋼板，系統(tǒng)控制部分水平配滑道放置在實訓臺中央前門開時,，控制掛板可拉出,。
尺寸：1800mm×1200mm×800mm(長×寬×高)，承重260公斤,。
（2）設(shè)備圖片

（圖片僅供參考,，請以實物為準）

（3）配置清單

3、基礎(chǔ)培訓模塊
（1）設(shè)備簡介
      基礎(chǔ)培訓工作臺用來進行工業(yè)機器人基礎(chǔ)培訓實訓,，可完成工業(yè)機器人操作方式選擇,、速度調(diào)整、坐標系設(shè)定及手動操作機器人等基礎(chǔ)操作實訓,，程序編寫,、啟動執(zhí)行程序和停止程序等運動編程實訓，機器人零點設(shè)定及系統(tǒng)維護等技能實訓,，工具 TCP 標定,、坐標系設(shè)置、復雜運動軌跡編程等能力實訓,，還可以利用軟筆在工作臺面上模擬書法寫字實訓,，以增加學習的樂趣。
      基礎(chǔ)培訓工作臺,，主要由軌跡規(guī)劃/寫字繪圖面板,、TCP標定筆形工具等組成。其中,，軌跡規(guī)劃/寫字繪圖面板為一種可隨時更換繪圖底板的300×200×150的方形工作臺,。TCP標定為機器人校準工具坐標所用，材質(zhì)為ABS,。筆形工具采用通用軟筆,，可由氣動工具快速夾取。材質(zhì)為ABS
（2）設(shè)備圖片

（筆形工具）                （繪圖板）

（3）配置清單

4,、氣動夾具模塊
（1）設(shè)備簡介
      工業(yè)機器人采用氣動夾爪實現(xiàn)抓取筆形工具、模擬工件和物料,，氣動夾爪的結(jié)構(gòu)件采用鋁合金材料,，進行陽極氧化處理,，保證使用壽命。氣動驅(qū)動元件采用日本 SMC 品牌,，保證穩(wěn)定的抓持力,。
      實驗臺臺架上工具庫，提供了三個筆形工具的存儲位置,，每個位置都配有到位檢測裝置并可顯示工具是否放置到位,。同時，工具庫還提供了一個筆形工具固定安裝位置,。
（2）設(shè)備圖片

 （圖片僅供參考,，請以實物為準）

（3）配置清單

5,、PLC模塊
（1）設(shè)備簡介
      采用西門子S7-1200PLC,，包含24KB程序存儲器、16KB數(shù)據(jù)存儲器,、10KB保持性存儲器,。板載數(shù)字量IO為24點輸入/16點輸出；包含4個高速計數(shù)器,、3路100kHz脈沖輸出、布爾運算0.15u/s指令,、移動字1.2u/s指令,、實數(shù)數(shù)字運算3.6u/s指令；接口包含1個以太網(wǎng)接口和一個RS485接口,。周邊相關(guān)元器件全部配齊,。
（2）設(shè)備圖片

（圖片僅供參考，請以實物為準）

（3）配置清單

6、模擬上下料模塊
（1）設(shè)備簡介
      模擬工業(yè)壓鑄機構(gòu),，壓鑄端采用氣缸頂料,，出料端采用真空吸盤，吸取物料,，然后通過氣缸將吸取的物料,，拉至合適的位置，實現(xiàn)機器人抓取,。
      包含一套模擬沖壓加工設(shè)備,，可實現(xiàn)物料的入料、沖壓和出料動作,，采用氣缸驅(qū)動,，缸徑10mm，行程為50mm/100mm，帶磁性開關(guān),?？勺孕信袛嗌狭衔皇欠裼形锪希捎脙?nèi)置小型放大器型光電傳感器實現(xiàn)檢測,，檢測方式為擴散反射型,，檢測距離5mm～100mm。包含取料檢測傳感器,，采用放大器內(nèi)置圓柱型光電傳感器實現(xiàn)檢測,，為對射型傳感器，檢測距離20m,。
（2）設(shè)備圖片

（圖片僅供參考,，請以實物為準）

（3）配置清單

7,、模擬物料傳輸碼垛模塊
（1）設(shè)備簡介
      裝置主要由自動送料模塊、輸送帶模塊,、物料暫存模塊組成,。其中自動送料模塊通過頂料氣缸自動送料，通過傳輸線將物料傳輸?shù)轿恢?。機器人開始抓取物料,。物料位置通過位置傳感器檢測，氣缸通過PLC信號驅(qū)動,。
      輸送帶模塊,，可實現(xiàn)物料傳送，支撐結(jié)構(gòu)為鋁合金,，PVC皮帶傳動,，采用步進電機驅(qū)動，扭矩2.2Nm,，電流4A,。包含自動上料裝置，采用氣缸驅(qū)動,，缸徑16mm,，行程50mm，帶磁性開關(guān),。
      自動送料模塊可自行判斷料庫是否已空,，采用光纖傳感器實現(xiàn)檢測,，傳感器與放大器分離型，檢測距離36mm,。輸送帶末端有物料到位傳感器,，采用內(nèi)置小型放大器型光電傳感器實現(xiàn)檢測，檢測方式為擴散反射型,，檢測距離5mm～100mm,。物料暫存模塊材料鋁合金，支撐為型材,，可多暫存6個物料,。
（2）設(shè)備圖片

（圖片僅供參考，請以實物為準）

（3） 配置清單

8、操控臺
（1）設(shè)備簡介
      操控臺包含了操作面板,、IO 組件,、觸摸屏等組成，分別實現(xiàn)不同功能和教學內(nèi)容,。操作面板由鑰匙開關(guān),、指示燈、蜂鳴器和按鈕組成,，可實現(xiàn)對工作站開啟,、停止、復位和急停操作,。IO 組件包含8 個數(shù)字量輸入選擇開關(guān)和 8 個數(shù)字量輸出LED指示燈，實現(xiàn)與 PLC 數(shù)字量 IO模塊的通信控制,；采用配套工業(yè)用電源和安裝導軌,，利用7寸彩色觸摸屏作為人機交互接口，可以實現(xiàn)對工業(yè)機器人運行模式和程序控制,、模擬生產(chǎn)線工作臺相關(guān)氣動元件和電動元件控制,、工作站運行監(jiān)控等功能。
（2）設(shè)備圖片

（圖片僅供參考,，請以實物為準）

（3）配置清單

9、供氣系統(tǒng)
（1）設(shè)備簡介
      供氣系統(tǒng)包含氣泵,、氣源處理裝置和電磁閥,。其中，氣泵采用德國進口,，全銅線繞組,，啟動電流小,，動力強勁，持續(xù)恒壓工作,。額定功率780W,、壓力0.7MPa、流量135L/min,、儲氣量30L,。氣源處理裝置包含調(diào)壓閥和空氣過濾器，其工作介質(zhì)為空氣,，調(diào)壓范圍為0.15MPa~0.9MPa,，濾芯精度為40μm。電磁閥為兩位五通換向閥,。
（2）設(shè)備圖片

（圖片僅供參考,，請以實物為準）

（3） 配置清單

10、安全防護系統(tǒng)
（1）設(shè)備簡介
      為保證工業(yè)機器人設(shè)備安全,，每臺工業(yè)機器人多功能基礎(chǔ)實訓臺都配有獨立的安全防護裝置,。防護裝置采用鋁合金型材框架透明亞克力板進行防護，整個安全防護裝置裝有安全光幕進行防護,。
      工業(yè)機器人基礎(chǔ)教學工作站提供了安全防護系統(tǒng),，整體尺寸為3000mm*3000mm*1900mm，將人員與設(shè)備物理隔離,，保證安全,。安全防護房由鋁合金和鋼化玻璃構(gòu)成，安裝有關(guān)門檢測傳感器防止工業(yè)機器人運行中人員進入引發(fā)危險,，提供三色報警燈提示工作站當前狀態(tài),，并在多個顯著位置設(shè)置系統(tǒng)急停開關(guān)，可在發(fā)生危險時及時停止設(shè)備運行,。安全光幕由LSL40安全光幕,、工業(yè)安全防護欄等安全防護裝置構(gòu)成，對設(shè)備和人員提供必要的安全防護,，營造工業(yè)環(huán)境情景,，提高學院安全操作意識。采用國內(nèi)瑞科（ROKO）LSL40四周型安全區(qū)域光幕,，對人員和機器人四周*防護,，進行侵入有效安全防護。
（2）設(shè)備圖片

（圖片僅供參考,，請以實物為準）

（3）配置清單

 （二）工業(yè)機器人離線編程仿真實訓室
1,、SUNNYTECH工業(yè)機器人離線編程軟件
（1）系統(tǒng)簡介
      通過使用學習機器人離線編程軟件，掌握機器人除示教編程外的較常用的第二種編程方式,，解決復雜路徑編程問題,。學習多種機器人的6軸,，移動機器人，7軸機器人,，外部tcp等多種編程方式,，通過實際機器人工作檢驗離線編程的有效。同時軟件嵌入多個應(yīng)用場景和工藝實踐,，使學生可脫離實體學習多項機器人知識,。

（2）實訓目標
      1.學習離線編程的編程模式與習慣，促進對國外常用軟件的學習,。
      2.學習離線編程與實體應(yīng)用的結(jié)合,。
      3.通過虛擬場景學習多項機器人應(yīng)用技術(shù)。
      4.通過軟件學習機器人的理論知識,。
（3）項目特色
      軟件在功能上與行業(yè)內(nèi)主流軟件*,，讓學生更容易過渡到主流軟件的學習。離線編程產(chǎn)生的程序為工業(yè)級精度和工藝性,，可直接用于實際,。虛擬場景為實際工業(yè)移植，與實際的貼合度高,。
2,、功能參數(shù)
（1）正版軟件，可提供持續(xù)的技術(shù)支持服務(wù),；
（2）可實現(xiàn)多個品牌多個型號的工業(yè)機器人進行模型導入,、軌跡規(guī)劃、運動仿真和控制代碼輸出,，實現(xiàn)離線編程（參考品牌ABB,、KUKA、Staubli,、廣州數(shù)控,、新時達等主流品牌）；
（3）可實現(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；
（4）采用通用3D技術(shù),，與CAD教學銜接,，支持prt(UG)、prt(ProE),、CATPart(CATIA),、sldpart(Solidworks)等3D CAD系統(tǒng)的模型文件導入，可通過三維球功能對模型進行平移,、旋轉(zhuǎn)操作,；
（5）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；
（6）包含豐富的軌跡調(diào)整優(yōu)化工具包,，如碰撞檢查,、工業(yè)機器人可達性、姿態(tài)奇異點,、軸超限,、節(jié)拍估算、軌跡自動調(diào)整優(yōu)化等功能,；
（7）包含豐富的工藝應(yīng)用工具包,，如自由設(shè)計定義工具及其坐標信息，實際工件與模型工件的坐標校準確保軌跡精度,，碼垛工藝包模擬真實物料抓取擺放過程,，通過點云數(shù)據(jù)直接生成打孔軌跡，支持APT Source和NC格式G代碼的導入并自動轉(zhuǎn)化為工業(yè)機器人運動軌跡等功能,；
（8）提供工業(yè)機器人虛擬教學模塊,，如虛擬示教器、機器人部件裝配,、自動生成仿真運動視頻并上傳云端等內(nèi)容,；
（9）軌跡與CAD模型特征關(guān)聯(lián)，可根據(jù)CAD模型的改變自動更新軌跡數(shù)據(jù),，即CAD模型尺寸變大,，軌跡可自動更新無需編輯操作；
（10）可實現(xiàn)物料搬運碼垛工藝仿真,，即通過設(shè)置工藝過程機器人可抓取模擬物料從A點抓取后搬運到B點并放下,；
（11）可實現(xiàn)將編程結(jié)果仿真運行過程并輸出動畫，上傳云端自動生成而二維碼,，通過瀏覽器可直接播放,；
3、工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)方面課程教材及教學資源
4,、配置清單