JDAI-1工業(yè)機器人與智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)平臺

 

一、產(chǎn)品概述

 

本設(shè)備以工業(yè)機器人與機器視覺為核心，將機械、氣動、運動控制、變頻調(diào)速、編碼器技術(shù)、PLC控制技術(shù)有機地進(jìn)行整合，結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，實現(xiàn)對高速傳輸線上的不同物料進(jìn)行快速的檢測、組裝。為了方便實訓(xùn)教學(xué)，系統(tǒng)進(jìn)行了專門的設(shè)計，可以完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練，可完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練。可以進(jìn)行六軸機器人示教、定位、抓取、裝配等訓(xùn)練，包含六自由度工業(yè)機器人、智能視覺檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉儲機構(gòu)，可以實現(xiàn)對高速傳輸?shù)墓ぜM(jìn)行分揀、檢測、搬運、裝配、存儲等操作。

 

該平臺各組件均安裝在型材桌面上，機械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機構(gòu)相對獨立，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計。通過此平臺可以進(jìn)行機械組裝、電氣線路設(shè)計與接線、PLC編程與調(diào)試、智能視覺流程編輯、工業(yè)機器人編程與調(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(jìn)行工程訓(xùn)練及技能比賽。

 

二、技術(shù)性能

 

1. 輸入電源：單相三線～220V±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：＜1.5kVA

 

4. 實訓(xùn)平臺尺寸：2200mm×1200mm×1500mm

 

5. 安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)

 

三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成

 

該實訓(xùn)平臺由STEP SD500型六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)、歐姆龍智能視覺檢測系統(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、工件存儲盒供料單元、工件組裝單元、倉庫單元、廢品回收桶、各類工件、型材實訓(xùn)桌、型材電腦桌等組成。

 

1. 新時達(dá)STEP SD500型六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)

 

由機器人本體、機器人控制器、示教單元、輸入輸出信號轉(zhuǎn)換器和抓取機構(gòu)組成，裝備吸盤、視覺攝像頭等，可對工件進(jìn)行吸取、搬運、裝配、測量、拆解等操作，也可以根據(jù)智能視覺相機識別不同顏色對工件裝配。

 

機器人本體由六自由度關(guān)節(jié)組成，固定在型材實訓(xùn)桌上，具有6個自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機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、手動示教、位置編輯、程序編輯等操作。

 

2. 歐姆龍智能視覺檢測系統(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、視覺相機及監(jiān)視顯示器等組成。用于檢測工件的特性，如數(shù)字、顏色、形狀等，還可以對裝配效果進(jìn)行實時檢測操作。通過I/O電纜連接到PLC或機器人控制器，也支持串行總線和以太網(wǎng)總線連接到PLC或機器人控制器，對檢測結(jié)果和檢測數(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)展模塊控制機器人、電機、氣缸等執(zhí)行機構(gòu)動作，處理各單元檢測信號，管理工作流程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。   

 

4.四工位供料單元

 

由移動井式料庫、推料氣缸、無桿氣缸和光電傳感器組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于將工件庫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，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，以及對上料速度進(jìn)行控制，實現(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、環(huán)形板鏈（傳送帶）、光纖傳感器等組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于傳輸工件。

 

★6.工件存儲盒供料單元

 

 包含一套步進(jìn)電機推桿、DM556步進(jìn)驅(qū)動、料盒存儲槽等組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，當(dāng)一個工件存儲盒被取走會自動退出下一個工件存儲盒，用于工件存儲盒自動供料。

 

7.工件組裝單元

 

 由工件存儲盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于裝配工件。工件盒內(nèi)設(shè)有4個工件槽用于放置工件，機器人可以根據(jù)不同配方按照上位機設(shè)定顏色進(jìn)行放置工件。

 

8.倉庫單元

 

  由工件存儲盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，機器人用于放置裝配完的組件進(jìn)行堆垛，也可以通過機器人對裝配完成的組件進(jìn)行拆垛。

 

9.廢品回收桶

 

 安裝在型材實訓(xùn)桌左后側(cè)，用于機器人自動放置被檢測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、機器人控制器、智能視覺控制器組成一個以太網(wǎng)局域網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的相互傳輸，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)的高層次應(yīng)用，同時可以培養(yǎng)和考核學(xué)生對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的使用技能。

 

★11.實驗室遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)軟件（為了避免知識產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場需提供計算機軟件著作權(quán)證書和演示）該系統(tǒng)集成遠(yuǎn)程實驗臺電源管理系統(tǒng)，通過手機或其他移動終端系統(tǒng)監(jiān)控查詢學(xué)生實驗臺的電源開關(guān)狀態(tài)；單獨開啟關(guān)閉學(xué)生實驗臺電源；全部開啟或全部關(guān)閉實驗臺電源功能；定時開啟關(guān)閉電源功能。

 

該系統(tǒng)還可通過 PC 控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實訓(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、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(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 的信號通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置?？筛鶕?jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點的數(shù)量和故障設(shè)置類型。

 

所有配備驅(qū)動模塊的實訓(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 串口通訊與其它實訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計算機控制每一臺實訓(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、信息反饋、考核評分等功能。

 

集成無線多功能數(shù)據(jù)采集、分析、控制系統(tǒng)可實時長時間記錄電壓、電流等，并生成趨勢曲線。

 

★12.便攜式電子信號測試記錄模塊

 

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算；相關(guān)支持自相關(guān)和互相關(guān)的計算；

 

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；交流電壓測量，量程   60.00mV  、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V；直流電流測量，量程 60.00mA  、600.00mA   、6.000A、10.00A；交流電流測量，量程  60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A；電阻測量，量程 600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M   、60.00 M；電容測量，量程  40.00nF  、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF；二極管測量    0V~2.0V

 

★13、自動化創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用云平臺模塊

 

本平臺將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用于自動化信息技術(shù)并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺，進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲，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

 

5）短信報警6）微信報警7）微信反向控制8）二次開發(fā)

 

四、軟件

 

1. 機器人調(diào)試編程軟件

 

  本設(shè)備使用機器人專用調(diào)試編程軟件，可以對機器人進(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)、項目管理區(qū)等窗口，可以對機器人進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試時可對機器人進(jìn)行如下操作：程序編輯、伺服開和關(guān)、運行速度設(shè)置、各關(guān)節(jié)位置給定、運行和停止、單步執(zhí)行指令、連續(xù)執(zhí)行指令、程序跳轉(zhuǎn)執(zhí)行等。同時該軟件提供底層驅(qū)動接口函數(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。每組的三個工件盒，每個工件盒的四個工位都可以設(shè)置成需要的工件，可選編號、顏色、高度，不同位置可選相同工件。軟件配合PLC和機器人程序，實現(xiàn)工件裝配流程的多樣化。

 

★3、電工電子虛擬仿真實訓(xùn)與考核軟件（為了避免知識產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場需提供計算機軟件著作權(quán)證書）

 

采用三維仿真技術(shù)的大型仿真實訓(xùn)軟件。涵蓋模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的主要實訓(xùn)項目。每個項目可根據(jù)需要設(shè)有實訓(xùn)目的、實訓(xùn)器件、實訓(xùn)電路、電路原理、通電測試、故障檢測等多種訓(xùn)練任務(wù)。

 

具有三維可視化、智能化、全交互的特點，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)仿真實驗、應(yīng)用電子技術(shù)仿真實驗實訓(xùn)、維修電工仿真實訓(xùn)、電子技能仿真實訓(xùn)等。

 

★4、維修電工職業(yè)資格考評軟件（為了避免知識產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場需提供計算機軟件著作權(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，軟件有記時打分的功能，有大量的模擬試題，針對某些新穎，靈活試題會相應(yīng)的并提供專業(yè)級的解題思路。

 

★5、電氣控制仿真軟件（為了避免知識產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場需提供計算機軟件著作權(quán)證書）

 

以三維仿真交互技術(shù)和三維動畫視覺表現(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、綜合技能虛擬實訓(xùn)、電氣基礎(chǔ)訓(xùn)練、元器件識別檢測。

 

五、配置清單

 

序號

 

名  稱

 

主要部件、器件及規(guī)格

 

數(shù)量

 

備注

 

1

 

實訓(xùn)平臺

 

2000mm×1200mm×1400mm

 

1臺

 

 

 

2

 

工業(yè)機器人

 

6軸工業(yè)機器人本體：SD500

 

1臺

 

新時達(dá)

 

機器人控制器：SRC3.1

 

1套

 

3

 

智能視覺系統(tǒng)

 

視覺控制器：FZ5-L350

 

1臺

 

歐姆龍

 

視覺相機：ZFX-SC10

 

1臺

 

4

 

可編程控制器系統(tǒng)

 

PLC主機：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

 

6

 

步進(jìn)系統(tǒng)

 

步進(jìn)驅(qū)動器DM556

 

1套

 

 

 

步進(jìn)電機：42BYG

 

7

 

路由器

 

4P以太網(wǎng)路由器

 

1臺

 

 

 

8

 

實訓(xùn)模塊

 

四工位供料單元、環(huán)形輸送單元、工件存儲盒供料單元、工件組裝單元、倉庫單元等

 

1套

 

 

 

9

 

氣泵

 

氣泵

 

1臺

 

 

 

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

 

 

六、實訓(xùn)項目

 

1. 機器視覺系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試

 

2. 六軸工業(yè)機器人系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試

 

3. 六軸工業(yè)機器人坐標(biāo)系統(tǒng)和機器視覺坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)定及相互轉(zhuǎn)換

 

4. 工業(yè)機器人與機器視覺系統(tǒng)綜合應(yīng)用的安裝與調(diào)試

 

5. 機器視覺系統(tǒng)模板設(shè)置、編程與調(diào)試

 

6. 通過示教單元手動調(diào)試工業(yè)機器人

 

7. 通過示教單元設(shè)置、修改各控制點坐標(biāo)

 

8. 通過示教單元編寫、修改工業(yè)機器人程序

 

9. 機器人追蹤坐標(biāo)整定

 

10. 工業(yè)機器人系統(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.智能視覺顏色比對測量

 

14.智能視覺編號比對測量

 

15.智能視覺尺寸比對測量

 

16.智能視覺角度測量

 

17.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用

 

18.PLC程序編程與調(diào)試

 

19.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用