一、設(shè)備簡述

2012年7月發(fā)布的《"十二五"戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，在智能制造裝備產(chǎn)業(yè)要大力推進自動控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、關(guān)鍵零部件等裝置的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，開展基于機器人的自動化成形與加工裝備生產(chǎn)線、自動化倉儲與分揀系統(tǒng)以及數(shù)字化車間等典型智能裝備與系統(tǒng)的集成創(chuàng)新，推進智能制造技術(shù)和裝備在石油加工、煤炭開采、發(fā)電、環(huán)保、紡織、冶金、建材、機械加工、食品加工等典型領(lǐng)域中的示范應(yīng)用。

工業(yè)智能制造實訓(xùn)系統(tǒng)重點研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理和人機互動在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。同時結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)物流運營模式，結(jié)合學(xué)校電子技術(shù)、機電一體化、電氣自動化、生產(chǎn)管理、物流管理及其相關(guān)專業(yè)現(xiàn)階段建設(shè)情況，以及工業(yè)智能工廠實驗室規(guī)劃理念，進行綜合且專業(yè)化的設(shè)計，以工業(yè)4.0和“互聯(lián)網(wǎng)+”模式為實訓(xùn)教學(xué)研究載體，構(gòu)建一個高端精細(xì)化實體制造企業(yè)運作模式的實驗室。

本工作站包含了搬運碼垛、視覺分揀、運輸、入庫等工藝過程。同時工作站集成配套了離線編程軟件，軟件中內(nèi)嵌工作站三維模型環(huán)境，可以直接實現(xiàn)計算機輔助編程應(yīng)用。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)人員進行工程訓(xùn)練及技能學(xué)習(xí)。

二、設(shè)備主要參數(shù)

1、輸入電源：單相三線 AC220V±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：＜3kVA；

4、外形尺寸：2000mm×1200mm×1500mm；

5、安全保護：具有接地、漏電壓、漏電流保護，安全指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。

三、設(shè)備組成及功能

(一) IRB120六自由度機器人工作站

由機器人本體、機器人控制器、示教器等組成。

1、工業(yè)機器人本體

機器人負(fù)載≥3kg工作半徑≥580mm，工作范圍軸1 +165°～ -165°速度250°/s軸2 +110°～ -110°速度250°/s軸3 +70°～ -90°速度250°/s軸4 +160°～ -160°速度320°/s軸5 +120°～ -120°速度320°/s軸6 +400°～ -400°速度420°/s ；TCP速度不低于6.0m/S，加速度不低于28m/s；重復(fù)定位精度≤0.01mm；集成不少于10路信號源，4路氣源。機器人可任意角度進行安裝。

2、機器人控制器

IRC5是ABB第五代機器人控制器,采用RAPID工業(yè)機器人編程語言；內(nèi)置數(shù)字量不少于16DI/16DO；可擴展電子限位開關(guān)、5路安全輸出（1-7軸監(jiān)測）等安全選項；提供SafeMove功能，可實現(xiàn)靜態(tài)、速度、位置、方向監(jiān)測（機器人及附加軸）和至少8路功能啟動安全輸入和8路監(jiān)測輸出；配套PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)通訊組件；電源電壓單相222V，頻率50Hz/60H；工作環(huán)境溫度范圍0℃～ +45℃；工作環(huán)境相對濕度95%（無凝露）。

3、機器人示教器

采用圖形化彩色觸摸屏，觸摸屏不小于6.5寸，至少有10個鍵薄膜鍵盤、1個急停按鈕，功能可自定義；配備操縱桿，可控制多個軸運動；能夠進行熱插拔，運行時可插拔；支持，和機器人本體配套，示教盒控制電路的主要功能是對操作鍵進行掃描并將按鍵信息送至控制器,同時將控制器產(chǎn)生的各種信息在顯示屏上進行顯示。

4、底座

采用優(yōu)質(zhì)鋁板，尺寸250mm×250mm×15mm。上面配置工業(yè)導(dǎo)軌，可以有效的進行位移。

5、離線編程仿真軟件（RobotStudio基本版）

提供所選的RobotStudio功能，如配置，編程和運行虛擬控制器。還可以通過以太網(wǎng)對實際控制器進行編程，配置和監(jiān)控等在線操作。

(二) 快換工具

搬運手爪工裝

1、工具快換系統(tǒng)：機器人手臂安裝有法蘭端快換模塊，可實現(xiàn)不同工具間無需人為干涉自動完成切換，6路氣動信號，額定負(fù)載5kg，厚度38mm。

2、夾爪工具：含有工具端快換模塊與法蘭端快換模塊配套，可穩(wěn)固抓取搬運碼垛物料，夾頭為鋁合金材質(zhì)，采用氣動驅(qū)動，重復(fù)精度±0.01mm，閉合夾持力45N，開閉行程10mm。配有握力傳感器可以在觸摸屏上顯示當(dāng)前握力。

3、吸盤工具：含有工具端快換模塊與法蘭端快換模塊配套，結(jié)構(gòu)為鋁合金材質(zhì)，4mm直徑吸盤1個，20mm直徑吸盤2個，可穩(wěn)固抓取各種形狀的芯片零件及蓋板。

(三) 碼垛單元

1、原料臺由鋁型材配合導(dǎo)槽構(gòu)成，利用高度差實現(xiàn)物料自動排列，可滿足多個物料的存儲。

2、碼垛臺由臺面和支撐構(gòu)成，臺面為POM，尺寸140mm×110mm×10mm，采用鋁合金型材支撐，高度160mm，可滿足多種形式的碼垛。

3、包含模擬物料，材質(zhì)PVC，數(shù)量6個，采用工形設(shè)計方便夾爪夾持，可實現(xiàn)在兩個碼垛臺間的搬運、碼垛實訓(xùn)。

模擬流水線單元：

1、包含一個多功能料井，鋁合金材質(zhì)，兼容三種不同形狀(正方形、長方形、圓形)的物料塊，能以固定的姿態(tài)到達(dá)料井底部；

2、料井側(cè)面采用反射型光纖傳感器，

3、包含一個自動上料裝置，采用雙桿氣缸驅(qū)動，氣缸缸徑10mm，帶磁性開關(guān)，能實現(xiàn)物料從料井到傳送帶的上料動作；

4、包含一條輸送裝置，能實現(xiàn)物料傳送功能，輸送線長600mm，寬50mm，采用步進電機驅(qū)動，電壓24V；

5、采用平帶傳動，能調(diào)節(jié)皮帶松緊；

6、輸送帶末端有物料到位檢測傳感器，為漫反射型光電傳感器，PNP輸出，檢離距離100mm；

7、包含廢料去除裝置，采用筆形氣缸驅(qū)動，缸徑10mm；

8、尺寸520*640*300mm；

9、臺面采用鋁合金材質(zhì)，表面氧化處理

輸送線是本套設(shè)備中的基本單元，由鋁合金型材、皮帶輸送機構(gòu)、齒形傳送鏈、滾輪輸送機構(gòu)、護欄、光電傳感器、物料定位機構(gòu)等組成，傳輸線由PLC控制步進電機驅(qū)動，可控制范圍內(nèi)的任意速度。各物料定位機構(gòu)使各物料在工作區(qū)域準(zhǔn)確定位停止，實現(xiàn)相應(yīng)的檢測工序。

(四) 視覺檢測單元

視覺檢測單元分為形狀識別和顏色識別兩部分。

形狀識別模塊:

1、檢測項目：形狀搜索II、搜索、靈敏搜索、邊緣位置、邊緣寬度、邊緣個數(shù)，面積、色平均/偏差、標(biāo)簽；

2、能同時測量的數(shù)量32；

3、場景登錄數(shù)32；

4、帶有單次測量輸入信號，以及組合控制指令輸人信號；

5、帶有數(shù)字量輸入輸出交互信號。

(五) 立體倉庫

立體倉庫采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼板加工而成，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑，共有2層6列12個倉位，倉位安裝多個檢測裝置，檢測倉位狀態(tài)。

1、單層共2個料區(qū)，可分別用于存放。

(六) 操控面板

1、工作站啟動、停止、模式控制和急停按鈕，可實現(xiàn)對設(shè)備運行操作；

2、故障及設(shè)備運行狀態(tài)指示燈；

3、多個電路信號及氣路信號的快接插口，可以方便完成電氣接線及調(diào)試訓(xùn)練；

4、包含工業(yè)HMI觸摸屏作為人機交互接口，TPC7062TX，是一套以先進的Cortex-A8 CPU為核心（主頻600MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。該產(chǎn)品設(shè)計采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096）。同時還預(yù)裝了MCGS嵌入式組態(tài)軟件（運行版），具備強大的圖像顯示和數(shù)據(jù)處理功能。

(七) 總控系統(tǒng)

1、采用西門子新一代PLC S7-200smart實現(xiàn)集成控制，國際知名品牌，模塊化設(shè)計，可進行I/O模塊化擴展，提供RS485接口，共包含數(shù)字量44點輸入/40點輸出。

2、電氣控制元件采用國內(nèi)知名品牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，包含濾波、短路保險等安全機制。

3、工作臺正面提供運行安全裝置，采用光柵傳感器，光軸數(shù)量8，光軸間距40mm。

4、操作過程可通過攝像頭采集記錄，焦距2.8mm，焦段廣角，清晰度720p，感光面積1/3英寸，IP66防水防塵，可通過WiFi連接云端監(jiān)控，監(jiān)控信息可存儲在擴展存儲卡中。

5、供氣系統(tǒng)功率750W，排氣量60L/min，壓力0.7MPa，儲氣罐30L，靜音無油，配套知名品牌氣路控制元件和真空元件。

(八) 工作臺架

1、鋁合金框架，雙抽屜結(jié)構(gòu)，抽屜上放置網(wǎng)孔板，用于安裝電氣器件；

2、整體尺寸：2000mm×1200mm×700mm；

3、安裝臺面為鋁合金T型槽，臺面尺寸2000mm×1200mm，厚度20mm；

4、底部安裝有萬向腳輪和固定支撐，方便移動和固定。

（九）氣動控制實訓(xùn)單元

包含靜音空壓機，調(diào)壓過濾器、氣閥以及電磁閥，各部件應(yīng)滿足；

1、靜音空壓機:

（1）電源電壓220V，額定功率750W；

（2）容積流量60L/min，儲氣罐容量30L；

（3）轉(zhuǎn)速1360r/min

（4）壓力7har，噪音68db。

2、調(diào)壓過濾器

（1）調(diào)壓范圍0--0.8MPa；

（2）過濾精度5um；

（3）使用壓力1.0MPa。

3、氣閥:

能控制氣路的通斷。

(十) 配套工具

提供安裝、調(diào)試工作站所需工具一套，包括：工具箱1個、內(nèi)六角扳手1套、250mm活動扳手1把、螺絲刀1套、3米卷尺1個、斜口鉗1把、Y型端子鉗1把、裸端型端子鉗1把、剝線鉗1把、美工刀1把、萬用表1個、PLC編程線1根、觸摸屏編程線1根。

四、實訓(xùn)項目

任務(wù)一 機械及電氣安裝調(diào)試

（1）工業(yè)機器人工具快換系統(tǒng)的安裝及調(diào)試

（2）檢測單元機械裝配、傳感器電纜接線和氣路連接

（3）PLC控制系統(tǒng)的I/O接線

（4）工業(yè)機器人的工作原點姿態(tài)

任務(wù)二 工業(yè)機器人維護及操作

（1）工業(yè)機器人微校操作

（2）轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器更新操作

（3）工具TCP標(biāo)定

任務(wù)三 產(chǎn)品碼垛

任務(wù)四 產(chǎn)品入庫

任務(wù)五 視覺系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）工業(yè)視覺系統(tǒng)組成與連接

（2)工業(yè)視覺系統(tǒng)檢測過程實驗

（3)視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用

任務(wù)六 傳感設(shè)備調(diào)試

（1）機器人握力的實驗

（2）機器人位移實驗

（3）機器人手臂加速度實驗

（4）位移傳感實驗

（5）各類電機原理與應(yīng)用

（6）傳感器原理與選項

（7）系統(tǒng)各傳感器安裝與應(yīng)用

五、參考效果圖

同步PC版：

GLIR-1C型工業(yè)機器人傳感綜合控制平臺http://www.gaolian.tech/prodisplay.php?id=392