一、系统简介
VS-BCF02型 工业机器人实训平台是在高校多年机器人教学、实验基础上,本系统由机器人工作站和机器人本体构成,机器人本体可根据客户需求,选用ABB和安川两种六轴工业机器人,系统均涵盖工业机器人工作站的搭建、机器人基本操作、机器人示教器的认知、机器人通讯、机器视觉、机器人码垛作业、机器人搬运作业、机器人焊接打磨作业、机器人装配作业、机器人视觉分拣等一系列实际应用技术。可作为高等院校、职业技术学院、职业培训机构机器人系统教学、培训的辅助工具。
二、系统优势
1.VS-BCF02型 工业机器人实训平台采用双轴单座变位机,通过工作台的翻转和回转使固定在变位机上的工件实现焊接、装配两种功能。具有高精度、高性价比、结构精巧、安全可控等特点;
2.快换卡具的设计使机器人实现了一机多用的功能(上下料、焊接打磨、码垛、搬运、装配、视觉分拣等),节省了机器人的成本。每个卡具都有两个定位点,从而实现了快换的精确定位;
3.视觉系统采用普通工业数字相机,采用了Labview开发平台,并调用NI的图像工具包进行开发。该方案具有开发周期短,维护较容易等特点可教会学生自己编写代码进行图像采集、图像处理等,完成更多的任务要求,具有更好的灵活性与性价比;
4.拥有完善的工业机器人教学体系,每套教学系统均配备了详细的教学实训指南,该教材由中国电子学会嵌入式系统与机器人分会联合编制;
三、系统组成
LG-BCF02型 工业机器人实训平台由工业机器人本体、机器人控制柜及示教器、机器人工作台、上位机、触摸屏、气路系统、空气压缩机、电控系统、视觉系统、变频调速皮带输送机、变位机、分拣平台、码垛平台、快速交换卡具、自动上料系统组成。
★提供工业机器人实训平台省级或以上第三方检测机构出具的检测报告,原件备查。
四、配置及参数
序号 |
项目名称 |
规格参数 |
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工业机器人实训平台 |
★包括工业机器人本体、工业机器人控制器和工业机器人示教器,以上三部分需同厂家原厂配套,机器人本体和其他单元(如上料机构、变位机、快换系统等)配合负责完成搬运、码垛、装配、模拟焊接、打磨、视觉分拣等各项实训内容。 |
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工业机器人本体 |
ABB 120-3/0.58 |
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安装方式 |
地面、悬挂、倾斜 |
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本体颜色 |
石墨白 |
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最大臂展半径 |
580mm |
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驱动方式 |
交流伺服驱动 |
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防护要求 |
IP30 |
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轴数 |
6 |
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重复定位精度 |
额定负载时≤±0.01mm |
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特性 |
集成信号源手腕设10路信号 |
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各轴操作范围 |
回转 |
+165°至-165° |
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立臂 |
+110°至-110° |
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横臂 |
+70° 至-90° |
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腕 |
+160°至-160° |
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腕摆 |
+120°至-120° |
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腕转 |
+400°至-400° |
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各轴最大速度 |
回转 |
250°/s |
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立臂 |
250°/s |
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横臂 |
250°/s |
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腕 |
320°/s |
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腕摆 |
320°/s |
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腕转 |
420°/s |
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可搬重量(公斤) |
3kg |
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手臂内置接线 |
手臂内置配线≥40 |
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机器人本体自重(公斤) |
25kg |
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机器人底座尺寸 |
180mmX180mm |
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作业温度 |
5°C~45°C |
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最大湿度 |
80%,不得结露 |
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最大噪音(分贝) |
≤70dB(A) |
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TCP最大速度 |
6.2m/s |
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TCP最大加速度 |
28m/s2 |
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加速时间 |
0.07s(0~1m/s) |
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紧凑型控制柜 |
型号 |
ABB IRC5-C |
尺寸(毫米) |
449×442×310(mm) |
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环境温度 |
0°C ~ 45°C |
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最大湿度 |
95% |
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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 |
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控制软件 |
BaseWare 机器人操作系统、编程语言:RAPID、文本格式:PC-DOS |
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电源 |
单相220V,50-60Hz |
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额定功率 |
4KVA(变压器容量) |
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防护等级 |
IP30 |
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操作面板 |
安装在控制柜上 |
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编程单元 |
便携式示教器,具备操纵杆和键盘、彩色触摸式显示、具中、英文菜单选项。 |
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安全性 |
紧急停止,自动模式停止,测试模式停止等 |
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输入输出 |
数字式直流24V输入输出板 |
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接口 |
具备PC-Interface接口,可实现机器人与计算机通讯 |
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示教器 |
图形化彩色触摸屏、操纵杆、热插拔,运行时可插拔;12键薄膜键盘、支持USB存储器、防护等级IP54、紧急停机。 |
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可移动式操作台 |
工作台需包含触摸屏、上料系统、机器人底座、机器人本体、机器人示教器、变位机系统、快换系统、工件、码垛平台、分拣平台、下料系统、机器视觉系统等 尺寸:1800×1200×900(mm) 材料:铝型材 夹具支架:铝型材与铝板。尺寸:480×120×312 码垛平台:铝板。尺寸:300×300×20 机器人底座:45号钢。尺寸:300×350×20 相机支架:铝型材及Q235机加件。总高度650mm,臂长350mm 脚轮:底部装有脚轮可以使平台方便移动,同时可以将脚轮底部的固定支撑顶起使脚轮离地以便使平台方便的固定在地面上。 |
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供气系统 |
供气系统由气泵、调压阀、空气过滤器、电磁阀、旋钮式调压阀、真空发生器、手阀、压力传感器等构成。 气泵:30L无油静音空压机 |
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PLC模块 |
西门子S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC 数字量14 点输入/10 点输出,模拟量 2 路输入,1 个以太网通信端口;配套PC/MPI编程电缆。 |
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HMI |
显示器:7” TFT |
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工业机器人底座 |
底座材料45钢镀铬。采用较重材料,螺栓紧固,保证机器人的运行安全。底座尺寸300×350×20 |
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快换夹具 |
采用气动元件驱动,重复精度±0.01mm;总体尺寸:480×120×312(mm);结构件材料铝合金,氧化处理;提供4种可夹持工具,包括焊接工具、真空吸盘工具、气动夹持工具及备用机械手;可实现快速更换夹持工具。 |
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变位机模块 |
采用双轴单座变位机,可通过变位机实现焊接、打磨和装配功能;通过变位机的回转和翻转,对固定在变位机底座上的工件进行模拟焊接;通过机器人与变位机的配合,将工件装配到变位机底座上;重复定位精度:0.02 mm;材料:铝合金、镀锌钢板; 尺寸:290×200×310(mm)。 |
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工件 |
焊接工件:铝桶 码垛工件:亚克力块(分黑、红、蓝三种颜色) 分拣工件:亚克力块(按颜色进行分拣) 搬运工件:铝桶(气动夹爪夹持搬运) 打磨工件:铝桶 装配工件:铝桶(由机器人气动夹具夹持将铝桶安装到变位机上) |
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TCP标定尖锥 |
不锈钢;功能:机器人工具中心点定位 尺寸:φ12×45mm |
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井式上料模块 |
功能:由井式送料模块、输送带模块组成,将工件从送料模块送出到输送带运行至末端由机器人夹取搬运至装配固定气缸上进行装配操作。可实现送料、检测、运输、搬运、装配等实训操作。 井式送料模块有双轴气缸1只、电磁阀1个、磁开关1个、光纤传感器1个。配置标准安装机构。 输送带模块由三相异步电机1个、末端感应传感器及输送带标准配置安装机构组成。 |
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输送系统 |
尺寸:800×280×80(mm) 用4080线体专用铝型材做框架,普通输送带传送,输送带宽度200mm。电机采用220V 60W减速电机配链轮传动,调速器调速,速度在0-20m/min 之间连续可调。 |
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码垛模块 |
由方形井式送料机构、码垛底盘组成,工件由送料机构送出,机器人将工件搬运到码垛底盘上进行码垛操作。由双轴气缸1只、电磁阀1个、磁开关1个、光纤传感器2个,并配置标准安装机构,移动式底板,标准电气接口。 |
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搬运模块 |
工件数量:4个 工件尺寸:φ87×100 工件材料:铝合金 卡具:四爪手指气缸及相关连接夹具。 |
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模拟焊接模块 |
固定焊接工件,并由伺服控制变位机与机器人配合进行位置切换,完成焊接实训。 伺服电机1个、伺服驱动器1个、并配置标准安装机构,移动式底板,标准电气接口。 |
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模拟打磨模块 |
机器人夹取工件至本单元进行打磨、去毛刺操作,同时配备多种头等进行更换 直流电机3个、电磨磨头套装1套、抛光打磨托盘1个,配备亚克力防护罩,移动式底板,标准电气接口。 |
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装配模块 |
装配固定模块组成,配置可移动/固定式底板装配固定模块由指夹气缸1只、电磁阀1个、磁开关1个及安装支架组成,标准电气接口。对工一大一小的圆型工件进行装配。 |
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视觉分拣模块 |
主要是配合工业机器人做智能检测工件角度缺陷及自动对位等以及工业机器人视觉学习开发使用;工业相机,要求如下:像素:≥130W像素; 分辨率:≥1280×960; 像素尺寸:≥3.75μm× 3.75μm; 光谱:彩色; 支持自定义AOI,降低分辨率、f≥16mm F1.4:12毫米工业镜头,百万像素相机; 配套同轴光源,光源大小≥80mm×80mm;准环形光源,直径≥70mm,照射角度≥90度,带模拟控制器;配套同轴光源及光源控制器:发光窗口≥50mm*50mm含调光控制电源;机器视觉兼视觉开发环境。 |
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机器人离线编程教学软件 |
(1)仿真系统支持ABB、KUKA,Fanuc、安川、新松、埃夫特、广州数控、熊猫、斯陶比尔、UR(优傲)、傲博等多种机器人,提供50种以上的各品牌机器人模型和大量生产线组件库; (2)支持多种格式的三维CAD模型,可导入扩展名为step、igs、stl等格式; (3)可通过导入CAD模型快速生成运动组件,并对组件特征树进行操作和修改; (4)支持关节型机器人、Delta(空间三自由度并联机构机器人)、SCARA(平面关节型机器人)、直角坐标等各种结构的机器人; (5)允许通过专用的模板和程序语言定制各种机器人和自动化工具的运动控制。算法支持包含3-5轴的通用机床、3-6个旋转轴的串联,并联,双臂,AGV小车,等机器人及生产线上对应的工装夹具,传送带,变位机,导轨等辅助设备; (6)提供工业机器人虚拟教学模块,能够通过虚拟示教器对机器人的手动操作以及程序代码的自动运行,也能直连客户指定的实际示教器; (7)提供强大的API功能支持,允许开展大量机器人机构的自动化应用。可进行仿真和应用于程序机器人取放物体和应用于复杂的多机器人同步运动等; (8)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、轴超限等; (9)支持多机器人同步运动仿真,能够实现5个及以上机器人与外部轴的同步 运动; (10)具有自动化生产线仿真功能,包含码垛机、AGV小车、串联机器人在内的功能模块; (11)真实的模拟效果(如焊接火花效果、喷漆上色效果、雕刻效果); (12)提供多视角的观察,并可实现运动视角镜头追踪; (13)支持虚拟传感器的建模与仿真,支持视觉,激光距离,力传感等传感器的仿真,效果接近真实传感器的效果; (14)场景中的物理实体具有真实世界中的物体的物理效果,可以进行碰撞检测并具备刚体运动的效果,具备设置重力,摩擦系数等参数能力,并能根据这些参数模拟物体的真实运动效果,用户可以按照真实世界中的逻辑对场景进行建模,减少了建模的复杂性。 (15)具有离线编程功能,支持ABB,三菱,Fanuc,安川,川崎等品牌机器人的代码; (16)可生成仿真运动视频(AVI或者Mp4格式)并导出。 ★投标需提供机器人离线编程教学软件著作权证书原件备查,并提供不少于十张的软件截图。 |
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★配套课程和教学资源包 |
1、工业机器人课程资源
★投标时提供内容相对应的不少于十张的课件截图。 2、PLC编程教学课件资源 (1)S7-1200PLC的认知:S7-1200PLC简介、S7-1200PLC工作原理及运行模式、S7-1200PLC特点、S7-1200PLC扩展功能、PLC应用技术人才培养; (2)TIA博图软件的使用:TIA 博图集成软件开发平台、TIA 博图集成软件简介、入门实例; (3)控制单元的程序设计、指令编写、硬件选型和设计、课后思考与练习等内容。模块至少包括:八路抢答器、三相异步电机的星三角降压启动、运料小车往返控制、十字路口交通灯的控制、电动机组的启停控制、HMI控制液体混合、G120变频器的电机控制。 (4)小型自动化生产线的设计 课件资源具有产品的搬运、检测和传输分拣功能,整个系统由送料单元、机械手搬运单元、步进电机多点定位输送单元和传送带输送分拣单元等组成。具体的项目设计要求如下: 1)本设计的要求使用通过触摸屏与控制台按钮操作,控制生产线的自动运行。生产线通电以后,系统自行检测初始状态是否满足运行条件,如不满足则自行复位或手动调整,若满足则触摸屏显示准备就绪; 2)在准备就绪的情况下,按下启动按钮,生产线开始按顺序运行,供料单元开始工作,电机驱动转盘将工件送到物料台上;电机运行10秒后,若物料台光电开关没有检测到物料,说明已没有物料,开始报警;若检测到物料,则一号搬运机械手开始动作; 3)物料台有料,一号机械手臂伸出并下降夹取工件,夹取到工件后机械手上升缩回并旋转到右侧限位;然后机械手伸出下降将工件放到步进电机输送单元的供料台上,一号搬运机械手恢复到初始状态,等待下一次运行; 4)当步进电机输送单元传感器检测到供料台工件后,步进电机前往高度检测单元进行检测;到达后通过超声波传感器进行高度检测,检测完毕后;步进电机运行到二号搬运机械手位置; 5)到达二号搬运机械手位置后;二号搬运机械手伸出、爪夹取工件,机架台上升,旋转到右限位,伸出手臂,机架台下降,手爪放松,将工件放到传送带上,同时二号搬运机械手复位; 6)当传送带单元传感器检测到工件时,传送带开始工作,根据工件的颜色、材料进行分拣;分拣结束后,供料台回到供料位置,等待下一次运行。 (5)用户手册:包括与S7-1200、有关硬件、软件和通信的手册,数量不少于二十多种。 ★投标时提供内容相对应的不少于十张的课件截图。 |
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计算机(选配) |
用于与机器人进行通讯和视觉的二次开发 配置要求: |
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云智能实验室安全管理系统 |
本平台将无线传输、信息处理等物联网技术应用用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌握数据与分析数据。
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实验室智能电源管理系统 |
实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成,整个实验室配置一套管理系统。投标时现场演示以下1-4项功能视频。 主要功能: 1、上电系统自测 (1)主电路及控制电路上电后对线路系统进行输入电压的过压、欠压;线路对地漏电;输出负载过流的检测,任一故障存在电源输出断开。 (2)故障内容有相应文字显示。 (3)对故障进行语音报警。 2、运行检测保护 (1)输入过压、欠压、输出过流、漏电,任一故障出现将自动跳闸,实施保护。 (2)对故障进行语音报警。 (3)保护阀值可进行现场设置。 3、漏电功能测试 (1)按下漏电测试按钮,装置会自动提供一个漏电测试信号,使保护器跳闸。 (2)重新进行上电进入自己检测状态,文字显示“开机检测中....”,无故障情况下,实训室智能电源管理系统恢复供电。 4、过压保护 (1)运行中,出现输入过压,实训室智能电源管理系统将跳闸。 (2)对应的“过压相”进行文字显示。 (3)语音播报“线路过压,请注意”。 5、过流保护 (1)运行中,三相电源中任一相出现过流,实训室智能电源管理系统将跳闸。 (2)对应的“过流相”进行文字提示。 (3)语音播报“线路过流,请注意” 6、漏电保护 (1)运行中,三相中任一相出现漏电,实训室智能电源管理系统将跳闸。 (2)对“漏电”进行文字显示。 (3)语音播报“线路漏电,请注意”。 7、电源监控 (1)可对各相电压进行数值显示及曲线显示,显示精度±5V (2)可对各相电流进行数值显示及曲线显示,显示精度±0.1A (3)高压保护电压设置: ①设置范围<300V,输入1A; ②动作时间:2-5S,输入单位0.1S (4)欠压保护电压设置: ①设置范围:>154V,输入单位1V ②动作时间:2-5S,输入单位0.1S (5)过流保护电流设置: ①设置范围:<20A,输入单位0.01A; ②动作时间:0.5-2S,输入单位0.1S |