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工业机器人应用编程一体化教学创新平台

      LG-IRC02A型 工业机器人应用编程一体化教学创新平台(A型)基于工业机器人应用编程“1+X”证书考核标准开发,满足相关院校考核站点建设和教学实训的要求;采用模块化设计,可组合进行初级、中级、高级三个等级的项目实训,依次递进,高级别涵盖低级别技能要求。用户可单桌面应用进行基础实训考核,也可双桌面拼接实现双机器人协作实训考核。 系统融入工业机器人技术、机械传动技术、电子电工技术、多种作业技术、智能传感技术、可编程控制技术、机器视觉技术、计算机技术、串口通信技术、以太网通讯技术等先进制造技术,涵盖工业机器人、机械设计、电气自动化、智能传感、智能制造等多门学科的专业知识。
1.工业机器人
1) 自由度:6
2) 最大负载:≥3kg
3) 重复定位精度:0.01mm
4) 最大臂展:≥580mm
5) 各轴运动范围:
J1轴≥±165°
J2轴≥±110°
J3轴≥+70°/ -90°
J4轴≥±160°
J5轴≥±120°
J6轴≥±400°
6) 最大单轴速度:
J1轴≥250°/s
J2轴≥250°/s
J3轴≥250°/s
J4轴≥320°/s
J5轴≥320°/s
J6轴≥420°/s
7)集成信号源:手腕设10路信号
8)集成气源:手腕设4路空气 (5 bar)
9)机器人安装:任意角度
10)防护等级:IP30
11)机器人控制系统:机器人配有控制系统及控制柜;控制硬件:多处理器系统:PCI 总线,奔腾CPU,大容量闪存,20sUPS 备份电源。控制软件:BaseWare 机器人操作系统,强大的RAPID编程语言:PC-DOS文本格式。
12)示教器具有彩色触摸屏,操纵杆,可以紧急停,可惯用左/右手切换,支持U盘,具有诊断软件,恢复程序,带时间标记登录;
13)输入输出:数字式直流24V,输入输出板16进/16出IO信号板。
14)电源:单相220V,50-60Hz;
15)额定功率:3KVA(变压器容量)
16)环境温度:0°C- 45°C
17)最大湿度:95%
18)安全性:紧急停止,自动模式停止,测试模式停止等
2.标准实训台
铝型材搭建,前后可视化开关门,两侧和底部钣金封板,为机器人、示教器、功能模块的安装提供标准的安装接口,预留有标准气源和电气接口安装位置,根据模块的使用情况进行功能的扩展。同时为工业机器人、功能模块、功能套件提供稳定的电源,平台上可牢固安装多种功能模块。
1) 实训台尺寸(长×宽×高):≥1300×1200×880mm
2) 模块固定板:≥10个
3) 最大电气接口容量:≥3组
4) 实训模块可任意组合放置,可固定
3.快换工具模块
由固定底板、快换支架、检测传感器、快换盘(1套主盘,7套工具盘)等组成。根据不同的实训目标和操作对象,提供多种不同的快换工具。机器人末端工具包括单吸盘工具、电机手爪工具、关节手爪工具、无源工具(包括绘图笔工具,金属笔工具,模拟焊枪工具)、激光笔工具,共7种工具。
3.1快换支架技术参数:
1) 支架外形尺寸(长×宽×高):300×300×180mm
2)底座尺寸(长×宽×高):300×300×8mm
3) 容量:4个快换工具
3.2快换盘技术参数:
1) 快换装置材质:本体材质铝合金,紧锁机构合金钢
2) 承重:≥3kg
3) 允许力矩:≥20N·m
4) 工作压力:0.3-1MPa
5) 重量:≤0.5kg
3.3单吸盘工具技术参数:
1) 吸盘盘径:20mm
2) 吸附力≥10N,配真空发生器和电磁阀
3.4电机手爪工具技术参数:
1) 气缸缸径:≥12mm
2) 行程:≥24mm
3.5关节手爪工具技术参数:
1) 气缸缸径:≥12mm
2) 行程:≥24mm
3.6无源工具技术参数:
1)  工具类型:绘图笔工具,金属笔工具,模拟焊枪工具
3.7激光笔工具技术参数:
1) 颜色:红
2) 激光类型:点激光
4.样件套装
实训项目的工作对象,含组装套件(关节套件、电机套件)、码垛套件(码垛矩形套件、码垛方形套件)。
关节套件由不少于3种零件组成,应用时需包含电机套件共同使用,构成总计6种零件的组装套件。
4.1组装套件技术参数:
1) 数量:≥6套
2) 颜色种类:3种(红、黄、蓝)
3) 零件种类:≥6种(关节套件3种、电机套件3种)
4) 可完全组装或自定义组装。
4.2码垛套件技术参数:
1) 零件种类:≥2种(方形、矩形)
2) 方形零件颜色种类:≥2种(红、蓝)
3) 方形零件数量:≥10个
4) 方形零件尺寸(长×宽×高):30×30×12mm
5) 矩形零件颜色种类:≥2种(红、蓝)
6) 矩形零件数量:≥10个
7) 矩形零件尺寸(长×宽×高):30×60×12mm
5.平面绘图模块
由固定底板、平面绘图板、支架、不锈钢拉手、定位销等组成。
1) 平面绘图模块尺寸(长×宽):≥300×300mm;高度40-200mm多挡可变
2) 适配标准实训台定位安装
3) 图样张数:≥10张
4) 平面绘图板尺寸(长×宽×高):≥250×245×6mm
6.曲面绘图模块
由固定底板、曲面绘图板、不锈钢拉手、定位销等组成。模块带有基础轨迹,也满足自定义预设轨迹。
1) 曲面绘图模块尺寸(长×宽×高):≥300×300×100mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 曲面绘图板尺寸(长×宽×高):≥250×200×35mm
4) 预设图案:直线、圆弧、曲线、正交坐标系、非正交坐标系
7.搬运模块
由固定底板、不锈钢拉手等组成。带有多种不同类型的库位,使用电机套件满足机器人对不同零件的搬运。
1) 外形尺寸(长×宽×高):≥300×300×40mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 可容纳零件个数:≥18个
4) 排列形式:≥3行6列
8.码垛模块
由码垛固定底板、不锈钢拉手等组成。使用码垛套件实现机器人码垛解垛。
1) 外形尺寸(长×宽×高):≥300×300×40mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 零件容量:矩形工件不少于10个、方形工件不少于10个,可混装
9.通用电气接口套件
适配机电一体化功能模块,为模块提供稳定的电源和控制器资源。
9.1 控制套件
包含总线模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块、工业交换机。
主要技术参数:
(一)总线模块
1)支持EtherCAT或DeviceNet
(二)数字量扩展模块
1) 数字量通道:16DI/DO
2) 电源:DC24V
(三)模拟量扩展模块
1) 模拟量通道:4AI/AO
2) 电源:DC24V
(四)工业交换机
1) 端口数量:8
2) 电源:DC24V
9.2  电气接口模块
电气接口模块安装于标准实训台台面上,包括3组通用电气接口和1组电气专用接口。通过快插线缆与各有源功能模块进行连接,实现设备主控与各模块之间的供电及通讯。
功能特点:
1)同类型接口通用;
2)不同类型接口防呆保护;
3)接口插座带红点方向指示;
4)接口通过快插电缆进行连接。
单套通用电气接口模块技术参数:
1)通道数:9
2)电源:DC24V独立供电
3)数字量:5DI/DO
4)模拟量:1AI/AO
5)RJ45接口数:2
6)控制源:机器人直接控制
通用电气接口技术参数:
1)电源:DC24V,端口数2
2)模拟量输入接口:0-10V,DC24V独立供电
3)模拟量输出接口:0-10V,DC24V独立供电
4)数字量输入输出接口1:1DI/1DO,DC24V独立供电
5)数字量输入输出接口2:2DI/2DO,DC24V独立供电
6)数字量输入输出接口3:2DI/2DO,DC24V独立供电
7)RJ45接口数:2
专用电气接口技术参数:
1)变位机伺服动力接口: SV1-1,引脚数:6
2)变位机伺服编码器接口 :SV1-2,引脚数:4
3)行走轴伺服动力接口: SV2-1,引脚数:6
4)行走轴伺服编码器接口: SV2-2,引脚数:4
5)皮带调速电机接口: AV1,引脚数:5
6)旋转供料机步进系统接口:DRV1,引脚数:7
7)RFID接口:RFID,引脚数:8
9.3快插线缆
快插线缆主要用于电气接口模块与各功能模块之间的电气连接与信息传输。线缆两端可实现快速插拔。
要求:
1)快插接头防呆保护,快插连接器带红点方向指示;
2)不同类型电缆按颜色区分;
3)可快速连接不同的通用IO接口,实现对设备的控制;
4)可快速连接通用电源接口,实现模块供电;
5)可快速连接变位机等模块专用电气接口,实现设备的供电与控制;
6)可快速连接通用以太网接口,实现以太网模块通信,并从示教盒上监控相应变量。
主要技术参数:
1)通用电源线缆:黑色,线芯×2,M9双头快插
2)通用AI线缆:绿色,线芯×4, M9双头快插
3)通用AO线缆:橙色,线芯×5,M9双头快插
4)通用DI/DO线缆:灰色,线芯×6,M9双头快插
5)变位机模块专用动力线缆:橙色,线芯×6,M15双头快插
6)变位机模块专用编码器线缆:绿色,线芯×4,M15双头快插
7)皮带运输模块专用线缆:黑色,线芯×5,M15双头快插
8)旋转供料模块专用线缆:灰色,线芯×7,M15双头快插
9)RFID模块专用线缆:黑色,线芯×8,M15双头快插10)CAT6标准网线: 黑色或灰色,线芯×8,RJ45标准连接器
10.外围控制器套件
包括控制器及人机界面。控制器采用模块化、紧凑型设计,可扩展,具有标准工业通信接口,适用于实现简单逻辑控制、高级逻辑控制、网络通信与控制应用,以及小型运动控制系统、过程控制系统等高级应用功能。人机界面具备舒适性、多功能和多集成接口的特点,不锈钢前端面板,IP65防护等级。
10.1控制器主要技术参数:
1)物理尺寸:130×100×75mm
2)工作存储器:125KB
3)装载存储器:4MB
4)保持性存储器:10KB
5)数字量:14DI/10DO
6)模拟量:2AI/2AO
7)位存储器(M区):8192字节
8)高速计数器:6路
9)脉冲输出:4路
10)以太网端口数:2个
11)通信协议支持:PROFINET、TCP/IP、SNMP、DCP、LLDP、ISO-on-TCP、UDP、Modbus、S7等通信协议,PROFIBUS、AS接口通信扩展可支持
12)数据传输率:10/100Mb/s
13)布尔运算执行速度:0.08μs/指令
14)移动字执行速度 :1.7μs/指令
15)实数数学运算执行速度:2.3μs 指令
10.2 人机界面主要技术参数:
1)显示屏≥7英寸的 TFT 显示屏,16777216 色
2)分辨率≥800×480 像素
3)操作方式:触摸屏
4)背光无故障时间:80000H
5)用户内存:12MB
6)电压额定值:DC24V
7)Interfaces 1个PROFINET接口(2个端口,带集成开关)
8)防护等级:IP 65 (前面板,如果已安装)后面板IP20
11.装配模块
由气动夹紧机构、固定底板、不锈钢拉手等组成。可用于部分功能套件的固定可以用于工作对象的固定,动作可控。
1) 模块外形尺寸(长×宽×高):≥300×150×53mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 双轴气缸行程:≥50mm
4) V型块固定夹持范围:φ30mm~φ65mm
12.井式供料模块
由井式供料机、固定底板、不锈钢拉手等组成。用于储存多种零件,根据实训要求,由机器人控制供料时机。
主要技术参数:
1) 模块外形尺寸(长×宽×高):≥300×300×319mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 有机玻璃管长:≥150mm
4) 驱动气缸行程:≥75mm
13.皮带运输模块
由皮带输送机、固定底板、不锈钢拉手等组成。调速电机驱动皮带输送机,运输多种不同的零件。
1) 外形尺寸(长×宽×高):≥600×300×180mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 输送机长度:≥600mm
4) 有效工作宽度:≥60mm
5) 最高速度:≥4m/min
6) 控制电压:DC24V
7) 调速器:
(1) 电压:单相AC220V
(2) 频率:50/60Hz
(3) 调速范围:90-3000r/min
14.RFID模块
由RFID读写器、固定底板、不锈钢拉手等组成。RFID读写器感应芯片,通过工业总线和以太网通信控制,对芯片进行信息的读取和写入。
1) 外形尺寸(长×宽×高):≥300×150×59mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 通讯接口:RS422
4) 读写器:
(1) 工作频率/额定值:13.56MHz
(2) 作用范围/最大值:140mm
(3) 传输率/无线电传输时/最大值:106kbit/s
5)电子标签:
(1) 数量:≥ 12
(2) 用户区内存:1024bit
(3) 尺寸 :Φ24×3mm
(4) 工作频率:13.56MHz
(5) 固定类型:带背胶
(6) 感应距离:2~20mm(根据设备不同)
15. 视觉检测模块
由视觉检测系统、称重单元、固定底板、不锈钢拉手等组成。检测零件的形状、颜色、坐标、重量等信息,通过以太网和模拟量通道将检测结果发往机器人。
1) 模块外形尺寸(长×宽×高):300×300×815mm
2) 适配标准实训台定位安装
15.1视觉检测系统主要技术参数:
1) 1/3"CMOS成像仪:彩色
2) S接口/M12镜头:25mm
3) 成像模式: 640×480
4) 光源:白色漫射LED环形灯
5)通信和I/O:PROFINET、Modbus TCP、TCP/IP
15.2称重单元主要技术参数:
1)称重区域:≤φ67mm
2) 称重范围:0-1000g
3) 供电:DC18-30V
4) 精度:0.005%
5) 输出信号:0±10V
16. 仓储模块
由固定底板、立体仓库、以太网I/O采集模块、不锈钢拉手等组成。可存放多种零件,库位均配有检测传感器,通过以太网I/O采集模块,将信息传输给工业机器人,并可通过示教盒进行监控。模块通过快插线缆连接。
1) 外形尺寸(长×宽×高):300×300×405mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 仓储容量:≥6
4) 兼容工件种类:≥2种
5) 以太网I/O采集模块:
(1) 数据采集通道:≥8DI
(2) 通讯协议:Modbus TCP
(3) 供电电源:DC24V
17. 旋转供料模块
由旋转供料机、固定底板、不锈钢拉手等组成。旋转供料机步进电机驱动。
主要技术参数:
1) 模块外形:≥300×300×270mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 速度:≥20º/s
4) 负载:≥5kg
5) 驱动:步进电机+谐波减速器
6) 谐波减速器减速比:≥80
7) 转盘直径:300mm
8) 工件容量:≥6
18.变位机模块
由变位机、固定底板、不锈钢拉手等组成,通过信息交互控制变位机运动。
主要技术参数:
1) 外形尺寸(长×宽×高):≥600×300×310mm
2) 适配标准实训台定位安装
3) 行程:≥±45°
4) 速度范围:10~30°/s
5) 驱动方式:交流伺服+蜗轮蜗杆减速器
6) 减速器减速比:≥50
7) 功率:≥100W
8) 带有绝对位置控制功能
19.棋盘模块
主要由固定底板、棋盘刻线、不锈钢拉手等组成。工业机器人按要求拾取码垛零件在棋盘上进行定点搬运、码垛、拼图任务。
主要技术参数:
1)外形尺寸(长×宽×高):≥300×300×40mm
2)适配标准实训台定位安装
20.上料暂存模块
主要由固定底板、暂存台支架、不锈钢拉手等组成。模块与井式供料模块配套使用,承接井式供料模块推出的样件,暂时存放。
主要技术参数:
1)外形尺寸(长×宽×高):≥300×150×170mm
2)暂存零件数量:1
3)适配标准实训台定位安装
21.PC Interface模块
21.1功能:
1) 机器人控制器和网络连接的通讯接口;
2) 使用RobotStudio Online通过LAN口连接;
3) WebWare应用程序;
4) WebWare服务;
5) PC SDK可用于开发应用程序;
6) OPC server;
7) 包含Socket数据实时通信和RAPID信息队列。
21.2主要应用:
1) WebWare服务提供;
2) 自动备份和版本控制的机器人程序;
3) 使用标准的浏览器实现本地或远程访问所产生的报告和信息诊断;
4) PC SDK;
5) RAB(Robot Application Builder)组成部分;
6) 通过软件开发包,根据实际流程设计对应的交互界面;
7) IRC5 OPC Server;
8) IRC5控制器的OPC接口(根据OPC标准)。
22.Multitasking模块
22.1功能:
1) 最多可同时执行20个包含主程序的任务;
2) 通常用在当机器人正在运动时同时控制外围设备或其他程序;
3) 执行任务或上电时启动/停止;
4) 使用标准的RAPID指令编写任务程序;
5) 可设置任务优先权(前台程序,背景程序);
6) 各任务可使用任何输入输出信号和文件系统;
7) 包含RAPID信息排队系统。
22.2主要应用:
1) 后台监控;
2) 当主程序停止运行后,可用一个任务来持续监测某些信号的状态(简易的PLC功能);
3) 操作员人机对话窗口;
4) 设置一个同时执行的任务为人机对话窗口,操作员可为下一个工作输入参数,不必停止机器人的运行;
5) 控制外部设备;
6) 机器人运行时可同时控制外部设备。
23.World zones模块
23.1特征:
1) 用来监控机器人设定区域内的位置和手腕配置;
2) 当TCP或关节轴进入或退出区域时输出信号;
3) 到达区域边界时停止机器人并报警;
4) 立方体,圆柱体,球体和关节轴区域;
5) 机器人启动或加载程序时自动启动;
6) 自动和手动模式下都有效;
7) 在MultiMove系统中,每个机器人都有自己的安全区域,互不干涉。
23.2主要应用:
1) 当机器人处在正确的位置时输出一个信号;
2) 保护周边设备;
3) 机器人在设定区域内互锁。
24. 无油静音气泵
与系统配套。
25. 模块存储柜
采用铝合金及喷塑钢板制成,可存储系统模块或收纳其他物料。
主要技术参数:
1) 尺寸(长×宽×高):≥1480×400×1140mm
2) 材质:铝型材、钣金
26.设备监控摄像头
1)传感器类型:1/2.7" Progressive Scan CMOS
2)最小照度彩色: 0.005 Lux @ (F1.2,AGC ON),0 Lux with IR
3)镜头:2.8mm,水平视场角:98.2°
4)调整角度水平:0°~355°;垂直:0°~75°
5)快门:1/3s~1/100000s
6)视频压缩标准:主码流: H.265/H,子码流: H.265/H.264/MJPEG
7)视频压缩码率:32Kbps~8Mbps
8)最大图像尺寸:2560×1440
9)通讯接口:1个RJ45 10M/100 M自适应以太网口
10)电源供应:DC12V±25%,Φ5.5mm圆口
11)尺寸:Φ121×92mm
27.系统操作终端
1)CPU:≥Intel Core i5;
2)内存:≥8G DDR4 2400;
3)硬盘:≧1TB SATA+256GB高速SSD固态硬盘;
4)显卡:独立显卡,显存≥4G;
5)操作系统:出厂预装Win10操作系统;
6)显示器:不低于21.5寸液晶显示器与主机同一品牌
7)键鼠:抗菌键盘鼠标,与主机同一品牌;
8)服务:整机一免费保修(含键盘,鼠标)、三年免费上门服务;
9)系统操作终端配套桌椅:采用折叠方式,尺寸(长×宽×高):700×600×750mm;配套方凳尺寸(长×宽×高):340×240×420mm。
28.系统集成与调试
1)安装设备到电箱之间的电缆;
2)安装需要网络设备的网络布线。
3)可通过网络在任意地点对PLC及机器人进行在线监控与调试。
29配套教学资源:
提供配套教学资源,不限于实训项目7个、PPT14个、视频14个、试题5套,配套教材、在线课程、仿真源文件。
关键词:
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