JDAI-1工業(yè)機(jī)器人與智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
一、產(chǎn)品概述
本設(shè)備以工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺為核心，將機(jī)械、氣動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制、變頻調(diào)速、編碼器技術(shù)、PLC控制技術(shù)有機(jī)地進(jìn)行整合，結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速傳輸線上的不同物料進(jìn)行快速的檢測(cè)、組裝。為了方便實(shí)訓(xùn)教學(xué)，系統(tǒng)進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)，可以完成各類機(jī)器人單項(xiàng)訓(xùn)練和綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練，可完成各類機(jī)器人單項(xiàng)訓(xùn)練和綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練?？梢赃M(jìn)行六軸機(jī)器人示教、定位、抓取、裝配等訓(xùn)練，包含六自由度工業(yè)機(jī)器人、智能視覺檢測(cè)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高速傳輸?shù)墓ぜM(jìn)行分揀、檢測(cè)、搬運(yùn)、裝配、存儲(chǔ)等操作。
該平臺(tái)各組件均安裝在型材桌面上，機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)。通過此平臺(tái)可以進(jìn)行機(jī)械組裝、電氣線路設(shè)計(jì)與接線、PLC編程與調(diào)試、智能視覺流程編輯、工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試應(yīng)用等多方面訓(xùn)練，適合職業(yè)院校、技工學(xué)校自動(dòng)化類相關(guān)專業(yè)《工業(yè)機(jī)器人與控制技術(shù)》、《自動(dòng)化技術(shù)》等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，適合自動(dòng)化技術(shù)人員進(jìn)行工程訓(xùn)練及技能比賽。
二、技術(shù)性能
1. 輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€～220V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜1.5kVA
4. 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)尺寸：2200mm×1200mm×1500mm
5. 安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成
該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)由STEP SD500型六自由度工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、歐姆龍智能視覺檢測(cè)系統(tǒng)、可編程控制器（PLC）系統(tǒng)、四工位供料單元、環(huán)形輸送單元、工件存儲(chǔ)盒供料單元、工件組裝單元、倉(cāng)庫(kù)單元、廢品回收桶、各類工件、型材實(shí)訓(xùn)桌、型材電腦桌等組成。
1. 新時(shí)達(dá)STEP SD500型六自由度工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)
由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制器、示教單元、輸入輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器和抓取機(jī)構(gòu)組成，裝備吸盤、視覺攝像頭等，可對(duì)工件進(jìn)行吸取、搬運(yùn)、裝配、測(cè)量、拆解等操作，也可以根據(jù)智能視覺相機(jī)識(shí)別不同顏色對(duì)工件裝配。
機(jī)器人本體由六自由度關(guān)節(jié)組成，固定在型材實(shí)訓(xùn)桌上，具有6個(gè)自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝
第1軸工作范圍為+170°/-170°，旋轉(zhuǎn)速度370°/s
第2軸工作范圍為+110°/-110°，旋轉(zhuǎn)速度370°/s
第3軸工作范圍為+40°/-220°，旋轉(zhuǎn)速度430°/s
第4軸工作范圍為+185°/-185°，旋轉(zhuǎn)速度300°/s
第5軸工作范圍為+125°/-125°，旋轉(zhuǎn)速度460°/s
第6軸工作范圍為+360°/-360°，旋轉(zhuǎn)速度600
的工作半徑為500mm
有效負(fù)載5kg
機(jī)器人示教單元有液晶顯示屏、使能按鈕、急停按鈕、操作鍵盤，用于參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)示教、位置編輯、程序編輯等操作。
2. 歐姆龍智能視覺檢測(cè)系統(tǒng)
配備一套歐姆龍F(tuán)Z5-L350智能視覺系統(tǒng)，由視覺控制器、白色光源、視覺相機(jī)及監(jiān)視顯示器等組成。用于檢測(cè)工件的特性，如數(shù)字、顏色、形狀等，還可以對(duì)裝配效果進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)操作。通過I/O電纜連接到PLC或機(jī)器人控制器，也支持串行總線和以太網(wǎng)總線連接到PLC或機(jī)器人控制器，對(duì)檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
3. 西門子可編程控制器單元
配備西門子S7-1200可編程控制器，自帶以太網(wǎng)通訊模塊、數(shù)字量擴(kuò)展模塊控制機(jī)器人、電機(jī)、氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，處理各單元檢測(cè)信號(hào)，管理工作流程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。
4.四工位供料單元
由移動(dòng)井式料庫(kù)、推料氣缸、無桿氣缸和光電傳感器組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，用于將工件庫(kù)中的工件依次推出到環(huán)形輸送線。提供不同顏色的標(biāo)準(zhǔn)工件，雜色疊加等不合格工件。多工位的供料設(shè)計(jì)，使得供料方式多樣化，可以進(jìn)行單一的上料，也可以進(jìn)行不同顏色的組合上料，以及對(duì)上料速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)上料形式的多樣化。
7.5環(huán)形輸送單元
包含一套交流調(diào)速系統(tǒng)，由三菱D720變頻器、三相交流電機(jī)、環(huán)形板鏈（傳送帶）、光纖傳感器等組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，用于傳輸工件。
★6.工件存儲(chǔ)盒供料單元
包含一套步進(jìn)電機(jī)推桿、DM556步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、料盒存儲(chǔ)槽等組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，當(dāng)一個(gè)工件存儲(chǔ)盒被取走會(huì)自動(dòng)退出下一個(gè)工件存儲(chǔ)盒，用于工件存儲(chǔ)盒自動(dòng)供料。
7.工件組裝單元
由工件存儲(chǔ)盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，用于裝配工件。工件盒內(nèi)設(shè)有4個(gè)工件槽用于放置工件，機(jī)器人可以根據(jù)不同配方按照上位機(jī)設(shè)定顏色進(jìn)行放置工件。
8.倉(cāng)庫(kù)單元
由工件存儲(chǔ)盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，機(jī)器人用于放置裝配完的組件進(jìn)行堆垛，也可以通過機(jī)器人對(duì)裝配完成的組件進(jìn)行拆垛。
9.廢品回收桶
安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌左后側(cè)，用于機(jī)器人自動(dòng)放置被檢測(cè)出來的無用工件或不合格品。
10.以太網(wǎng)路由器
以太網(wǎng)路由器將PLC、機(jī)器人控制器、智能視覺控制器組成一個(gè)以太網(wǎng)局域網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的相互傳輸，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的高層次應(yīng)用，同時(shí)可以培養(yǎng)和考核學(xué)生對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的使用技能。
★11.實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)軟件（為了避免知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)需提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書和演示）該系統(tǒng)集成遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源管理系統(tǒng)，通過手機(jī)或其他移動(dòng)終端系統(tǒng)監(jiān)控查詢學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源開關(guān)狀態(tài)；單獨(dú)開啟關(guān)閉學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源；全部開啟或全部關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源功能；定時(shí)開啟關(guān)閉電源功能。
該系統(tǒng)還可通過 PC 控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，也可通過手持移動(dòng)控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，可自由設(shè)定任意一處與電控模塊引腳有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷路、對(duì)地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動(dòng)模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號(hào)通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置?？筛鶕?jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號(hào)通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置。可根據(jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量和故障設(shè)置類型。
所有配備驅(qū)動(dòng)模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。
用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，通過主控計(jì)算機(jī)控制每一臺(tái)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、遠(yuǎn)程起動(dòng)、信息反饋、考核評(píng)分等功能。
集成無線多功能數(shù)據(jù)采集、分析、控制系統(tǒng)可實(shí)時(shí)長(zhǎng)時(shí)間記錄電壓、電流等，并生成趨勢(shì)曲線。
★12.便攜式電子信號(hào)測(cè)試記錄模塊
1）具備電壓、電流、溫度采集，可以記錄觀察電壓、電流跳變的圖像數(shù)據(jù)，精度±0.05%真有效值測(cè)量USB數(shù)據(jù)傳輸，彩屏LCD顯示
2）具有示波器、虛擬頻譜儀、虛擬萬用表、虛擬數(shù)字量輸入輸出模塊。
3）集雙通道電子信號(hào)圖像數(shù)據(jù)采集記錄儀、頻譜分析儀和邏輯分析儀于一體，不低于20M，具有1KHz基準(zhǔn)方波輸出接口；圖像數(shù)據(jù)可以按時(shí)間和電壓輸出到EXCEL、BMP和OSC；數(shù)據(jù)記錄4G；FFT、相關(guān)和功率譜頻譜分析，F(xiàn)FT支持8～1048576點(diǎn)的選擇，支持triangular、cosine、Bohman、Parzen等 18種窗；
4）功率譜支持自功率譜和互功率譜的計(jì)算；相關(guān)支持自相關(guān)和互相關(guān)的計(jì)算；
5）虛擬任意波形輸出模塊，頻率25Mz ，輸出波形：正弦波，三角波，方波，TTL，任意波形。
6）虛擬萬用表模塊：直流電壓，量程60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V；交流電壓測(cè)量，量程 60.00mV 、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V；直流電流測(cè)量，量程 60.00mA 、600.00mA 、6.000A、10.00A；交流電流測(cè)量，量程 60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A；電阻測(cè)量，量程 600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M 、60.00 M；電容測(cè)量，量程 40.00nF 、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF；二極管測(cè)量 0V~2.0V
★13、自動(dòng)化創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用云平臺(tái)模塊
本平臺(tái)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于自動(dòng)化信息技術(shù)并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)，進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并提供豐富的數(shù)據(jù)分析工具方便更加準(zhǔn)確的掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。
1）數(shù)據(jù)云系統(tǒng)上傳2）手機(jī)app數(shù)據(jù)查詢3）歷史數(shù)據(jù)查詢4）數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)
5）短信報(bào)警6）微信報(bào)警7）微信反向控制8）二次開發(fā)
四、軟件
1. 機(jī)器人調(diào)試編程軟件
本設(shè)備使用機(jī)器人專用調(diào)試編程軟件，可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程和調(diào)試。該軟件具有文本編輯區(qū)、位置列表區(qū)、屬性指示區(qū)、項(xiàng)目管理區(qū)等窗口，可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試時(shí)可對(duì)機(jī)器人進(jìn)行如下操作：程序編輯、伺服開和關(guān)、運(yùn)行速度設(shè)置、各關(guān)節(jié)位置給定、運(yùn)行和停止、單步執(zhí)行指令、連續(xù)執(zhí)行指令、程序跳轉(zhuǎn)執(zhí)行等。同時(shí)該軟件提供底層驅(qū)動(dòng)接口函數(shù)，可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)使用及進(jìn)行深層次機(jī)器人控制技術(shù)的研究。
2.工件裝配流程編輯軟件
提供一個(gè)本設(shè)備專用的工件裝配流程編輯軟件，通過PLC下載口與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以將工件的裝配流程進(jìn)行隨意編輯，并下發(fā)給PLC。每組的三個(gè)工件盒，每個(gè)工件盒的四個(gè)工位都可以設(shè)置成需要的工件，可選編號(hào)、顏色、高度，不同位置可選相同工件。軟件配合PLC和機(jī)器人程序，實(shí)現(xiàn)工件裝配流程的多樣化。
★3、電工電子虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與考核軟件（為了避免知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)需提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書）
采用三維仿真技術(shù)的大型仿真實(shí)訓(xùn)軟件。涵蓋模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的主要實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目可根據(jù)需要設(shè)有實(shí)訓(xùn)目的、實(shí)訓(xùn)器件、實(shí)訓(xùn)電路、電路原理、通電測(cè)試、故障檢測(cè)等多種訓(xùn)練任務(wù)。
具有三維可視化、智能化、全交互的特點(diǎn)，集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性于一身。適用范圍電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、維修電工仿真實(shí)訓(xùn)、電子技能仿真實(shí)訓(xùn)等。
★4、維修電工職業(yè)資格考評(píng)軟件（為了避免知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)需提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書）
能進(jìn)行維修電工職業(yè)資格模擬考試，題型有單選題，判斷題，操作題，軟件有記時(shí)打分的功能，有大量的模擬試題，針對(duì)某些新穎，靈活試題會(huì)相應(yīng)的并提供專業(yè)級(jí)的解題思路。
★5、電氣控制仿真軟件（為了避免知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)需提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書）
以三維仿真交互技術(shù)和三維動(dòng)畫視覺表現(xiàn)及多媒體數(shù)字技術(shù)為核心，能進(jìn)行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實(shí)訓(xùn)、電氣基礎(chǔ)訓(xùn)練、元器件識(shí)別檢測(cè)。
五、配置清單
序號(hào)
名 稱
主要部件、器件及規(guī)格
數(shù)量
備注
1
實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
2000mm×1200mm×1400mm
1臺(tái)
2
工業(yè)機(jī)器人
6軸工業(yè)機(jī)器人本體：SD500
1臺(tái)
新時(shí)達(dá)
機(jī)器人控制器：SRC3.1
1套
3
智能視覺系統(tǒng)
視覺控制器：FZ5-L350
1臺(tái)
歐姆龍
視覺相機(jī)：ZFX-SC10
1臺(tái)
4
可編程控制器系統(tǒng)
PLC主機(jī)：S7-1200 CPU 1215C AC/DC/繼電器
1只
西門子
數(shù)字量輸出模塊：SB1222 4輸出
1只
5
交流調(diào)速系統(tǒng)
變頻器：FR-D720S-0.4kW
1套
交流減速電機(jī)
6
步進(jìn)系統(tǒng)
步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器DM556
1套
步進(jìn)電機(jī)：42BYG
7
路由器
4P以太網(wǎng)路由器
1臺(tái)
8
實(shí)訓(xùn)模塊
四工位供料單元、環(huán)形輸送單元、工件存儲(chǔ)盒供料單元、工件組裝單元、倉(cāng)庫(kù)單元等
1套
9
氣泵
氣泵
1臺(tái)
10
電腦
H81主板 雙核G1840處理器 2G內(nèi)存 500G硬盤集顯19.5寸顯示器
1臺(tái)
六、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1. 機(jī)器視覺系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試
2. 六軸工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試
3. 六軸工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系統(tǒng)和機(jī)器視覺坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)定及相互轉(zhuǎn)換
4. 工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺系統(tǒng)綜合應(yīng)用的安裝與調(diào)試
5. 機(jī)器視覺系統(tǒng)模板設(shè)置、編程與調(diào)試
6. 通過示教單元手動(dòng)調(diào)試工業(yè)機(jī)器人
7. 通過示教單元設(shè)置、修改各控制點(diǎn)坐標(biāo)
8. 通過示教單元編寫、修改工業(yè)機(jī)器人程序
9. 機(jī)器人追蹤坐標(biāo)整定
10. 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的軟件二次開發(fā)編程
11.智能視覺圖像輸入編輯與調(diào)試
12.智能視覺結(jié)果給出編輯與調(diào)試
13.智能視覺顏色比對(duì)測(cè)量
14.智能視覺編號(hào)比對(duì)測(cè)量
15.智能視覺尺寸比對(duì)測(cè)量
16.智能視覺角度測(cè)量
17.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用
18.PLC程序編程與調(diào)試
19.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用
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