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機器人基礎應用實訓設備
能夠滿足工業(yè)機器人操作與運維、工業(yè)機器人操作編程等職業(yè)技能等級標準（初級、中級）的基礎訓練
一、基本參數要求
1、輸入電源：三相五線制AC 220V±10% 50HZ
2、輸入功率：5kw
3、工作環(huán)境：1） 溫度： -10℃～+40℃
2） 相對濕度：≤90%（+20℃）
3） 海拔高度：≤4000m
4）空氣清潔，無腐蝕性及爆炸性氣體，無導電及能破壞絕緣的塵埃
4、設備重量: 120kg
5、安全：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。
二、功能要求
機電一體化基礎實訓設備要求由一臺六軸工業(yè)機器人、書寫工作站、曲面軌跡工作站、碼垛工作站、實訓桌、電氣控制部分組成。搭載工業(yè)機器人的基礎應用模塊，可以對機器人的應用進行擴展。
1、實訓臺：實訓臺桌面能夠安放實訓模塊、機器人等機械件。鋁鋼結構,帶滾輪（滾輪帶有剎車）,單面兩抽屜,抽屜采用網孔板,安裝有電器控制部分的電器元件，設備安裝靈活。桌面上要開有1個長方形過線孔，套有工程塑料防護套，避免電線電纜刮傷。
2、工業(yè)機器人要求：要求六軸工業(yè)機器人，系統(tǒng)控制器為工業(yè)級的六軸機器人控制器。控制系統(tǒng)要界面美觀、操作方便、功能齊全、性能穩(wěn)定。
控制系統(tǒng)需支持多品牌示教:支持ABB品牌機器人示教器操作界面及ABB的RAPID編程語言，可實現對機器人本體的示教編程及再現運行。
控制系統(tǒng)開放程度要高：提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，可進行應用層的二次開發(fā)，提供應用層界面開發(fā)DEMO及源碼，滿足高標準下的教學、研發(fā)需求。
外部通信接口豐富：控制箱需有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通訊接口，能滿足教學、科研場景下與不同外部模塊的通訊要求（支持視覺模塊應用及開發(fā)）。
操作安全性高：在保證本體結構強度的同時，多軸斷電剎車，在任何情況下都能保證既“傷不到人”，也“傷不到設備”。
3、碼垛實訓模塊：碼垛模型分為兩部分：碼垛物料盛放平臺（包含16塊正方形物料、8塊長方形物料），碼垛平臺：均采用優(yōu)質鋁材制作表面陽極氧化處理。可采用吸盤夾具對碼垛物料進行自由組合進行機器人碼垛訓練。
4、曲面TCP實訓模塊要求：通過在平面、曲面上蝕刻不同圖形規(guī)則的圖案（平行四邊形、橢圓、凹字形圖案等多種不同軌跡圖案），工作站配有焊槍夾具。可通過焊槍描繪圖形，訓練對機器人基本的點示教，平面直線、曲線運動/曲面直線、曲線運動的軌跡進行模擬焊接。還可以通過TCP輔助示教裝置訓練機器人的工具坐標建立。
5、書寫工作站要求：書寫工作站由書寫平臺、書寫筆夾具等組成。書寫平臺可供A3紙大小紙張平放、也可根據要求自由更換紙張大小。書寫筆夾具可軸向移動，保護在書寫過程中筆尖與紙面接觸不造成筆尖損壞。
6、系統(tǒng)仿真軟件模型：系統(tǒng)仿真軟件模型，配套機器人品牌仿真軟件使用。所有模型都與實物采用1：1比例建模，含系統(tǒng)整體及各組成設備模型，可進行相應的仿真訓練、離線編程。可以按照一定的數據格式導入導出仿真的數據文件，該數據文件可以直接在真實的多功能多應用工業(yè)機器人設備上。
7、教材
教材要具有實操與應用技巧、應用案例精析、虛擬仿真、現場編程、工作站系統(tǒng)集成、工業(yè)機器人技術應用等相關內容。
8、工業(yè)機器人多品牌仿真及實操、實控軟件：能仿真控制至少五種品牌（ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數等，）工業(yè)機器人；需構建ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數等機器人示教器模擬界面，能分別采用ABB機器人的RAPID編程語言、庫卡機器人的KRL編程語言、安川機器人的INFORM編程語言、FANUC機器人的Karel編程語言和廣數機器人的編程語言等離線模擬示教編程；能仿真示教盒按鍵、菜單、狀態(tài)顯示功能并進行編輯和提示。能實現本次機器人運動控制仿真，包括零點標定、手動操控、示教編程等。
具有集成功能、預置功能、操作主功能、輔助示教功能。其中，集成功能為多機型、多模式等功能的實現；預置功能為機器人示教操作前的一些預備工作的設置功能；示教系統(tǒng)操作的主功能為三種模式下的示教操作功能的實現；輔助示教功能是為了幫助初學者便于快速的學習操作及編程而設定的一些參考和錯誤提示功能?？蓪I(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設計成果進行仿真和驗證。預留二次開發(fā)接口，機器人模型和場景用戶可以自己添加；
軟件需能兼容在本次機器人控制器平臺中運行，能調用控制器底層運動控制函數庫，如運動、邏輯、工藝等；多品牌示教器虛擬界面能顯示手持示教盒上，通過在手持示教盒的操控能實現多品牌示教器界面及編程語言對實體機器人本體的示教編程及再現運行，實現實體機器人點到點、直線、圓弧、連續(xù)軌跡等運動，搭配周邊設備可實現碼垛、書寫等應用的實訓。對本實訓室工業(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設計成果對本實訓室機器人通訊仿真，驗證，控制。
三、實訓項目
1、硬件的安裝與調試
1）工業(yè)機器人底座的安裝與調試技術
2）工業(yè)機器人安裝與調試技術
3）工業(yè)機器人自動換夾具安裝與調試技術
4）繪圖單元的安裝與調試
5）碼垛工作站的安裝與調試
6）曲面工作站安裝與調試
2、電氣安裝與調試
1）工業(yè)機器人本體與控制器之間的電氣連接與調試技術
2）工業(yè)機器控制器和PLC之間電氣連接與調試技術
3）工業(yè)機器人夾具電氣連接與調試技術
4）供料單元和輸送分揀單元上的傳感器安裝于調試
3、編程調試和應用
1）工業(yè)機器人編程調試軟件的安裝
2）工業(yè)機器人通過示教器對工業(yè)機器人的運作過程調試
3）通過計算機軟件對工業(yè)機器人的運作過程調試
4）通過I/0板對機器人運作的控制
5）機器人控制數據庫的建立和應用
6）工業(yè)機器人碼垛運行的編寫
7）工業(yè)機器人平面軌跡運行的編寫
8）工業(yè)機器人垂直軌跡運行的編寫
9）可編程控制器程序的編寫和設計
四、設備參數（單套）
一、基本參數要求
1、輸入電源：三相五線制AC 220V±10% 50HZ
2、輸入功率：5kw
3、工作環(huán)境：1） 溫度： -10℃～+40℃
2） 相對濕度：≤90%（+20℃）
3） 海拔高度：≤4000m
4）空氣清潔，無腐蝕性及爆炸性氣體，無導電及能破壞絕緣的塵埃
4、設備重量: 120kg
5、安全：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。
機電一體化基礎實訓設備要求由一臺六軸工業(yè)機器人、書寫工作站、曲面軌跡工作站、碼垛工作站、實訓桌、電氣控制部分組成。搭載工業(yè)機器人的基礎應用模塊，可以對機器人的應用進行擴展。
1、實訓臺：實訓臺桌面能夠安放實訓模塊、機器人等機械件。鋁鋼結構,帶滾輪（滾輪帶有剎車）,單面兩抽屜,抽屜采用網孔板,安裝有電器控制部分的電器元件，設備安裝靈活。桌面上要開有1個長方形過線孔，套有工程塑料防護套，避免電線電纜刮傷。
2、工業(yè)機器人要求：要求六軸工業(yè)機器人，系統(tǒng)控制器為工業(yè)級的六軸機器人控制器。控制系統(tǒng)要界面美觀、操作方便、功能齊全、性能穩(wěn)定。
控制系統(tǒng)需支持多品牌示教:支持ABB品牌機器人示教器操作界面及ABB的RAPID編程語言，可實現對機器人本體的示教編程及再現運行。
控制系統(tǒng)開放程度要高：提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，可進行應用層的二次開發(fā)，提供應用層界面開發(fā)DEMO及源碼，滿足高標準下的教學、研發(fā)需求。
外部通信接口豐富：控制箱需有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通訊接口，能滿足教學、科研場景下與不同外部模塊的通訊要求（支持視覺模塊應用及開發(fā)）。
操作安全性高：在保證本體結構強度的同時，多軸斷電剎車，在任何情況下都能保證既“傷不到人”，也“傷不到設備”。
3、碼垛實訓模塊：碼垛模型分為兩部分：碼垛物料盛放平臺（包含16塊正方形物料、8塊長方形物料），碼垛平臺：均采用優(yōu)質鋁材制作表面陽極氧化處理。可采用吸盤夾具對碼垛物料進行自由組合進行機器人碼垛訓練。
4、曲面TCP實訓模塊要求：通過在平面、曲面上蝕刻不同圖形規(guī)則的圖案（平行四邊形、橢圓、凹字形圖案等多種不同軌跡圖案），工作站配有焊槍夾具。可通過焊槍描繪圖形，訓練對機器人基本的點示教，平面直線、曲線運動/曲面直線、曲線運動的軌跡進行模擬焊接。還可以通過TCP輔助示教裝置訓練機器人的工具坐標建立。
5、書寫工作站要求：書寫工作站由書寫平臺、書寫筆夾具等組成。書寫平臺可供A3紙大小紙張平放、也可根據要求自由更換紙張大小。書寫筆夾具可軸向移動，保護在書寫過程中筆尖與紙面接觸不造成筆尖損壞。
6、系統(tǒng)仿真軟件模型：系統(tǒng)仿真軟件模型，配套機器人品牌仿真軟件使用。所有模型都與實物采用1：1比例建模，含系統(tǒng)整體及各組成設備模型，可進行相應的仿真訓練、離線編程。可以按照一定的數據格式導入導出仿真的數據文件，該數據文件可以直接在真實的多功能多應用工業(yè)機器人設備上。
7、教材
教材要具有實操與應用技巧、應用案例精析、虛擬仿真、現場編程、工作站系統(tǒng)集成、工業(yè)機器人技術應用等相關內容。
8、工業(yè)機器人多品牌仿真及實操、實控軟件：能仿真控制至少五種品牌（ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數等，）工業(yè)機器人；需構建ABB、KUKA、安川、FANUC、廣數等機器人示教器模擬界面，能分別采用ABB機器人的RAPID編程語言、庫卡機器人的KRL編程語言、安川機器人的INFORM編程語言、FANUC機器人的Karel編程語言和廣數機器人的編程語言等離線模擬示教編程；能仿真示教盒按鍵、菜單、狀態(tài)顯示功能并進行編輯和提示。能實現本次機器人運動控制仿真，包括零點標定、手動操控、示教編程等。
具有集成功能、預置功能、操作主功能、輔助示教功能。其中，集成功能為多機型、多模式等功能的實現；預置功能為機器人示教操作前的一些預備工作的設置功能；示教系統(tǒng)操作的主功能為三種模式下的示教操作功能的實現；輔助示教功能是為了幫助初學者便于快速的學習操作及編程而設定的一些參考和錯誤提示功能?？蓪I(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設計成果進行仿真和驗證。預留二次開發(fā)接口，機器人模型和場景用戶可以自己添加；
軟件需能兼容在本次機器人控制器平臺中運行，能調用控制器底層運動控制函數庫，如運動、邏輯、工藝等；多品牌示教器虛擬界面能顯示手持示教盒上，通過在手持示教盒的操控能實現多品牌示教器界面及編程語言對實體機器人本體的示教編程及再現運行，實現實體機器人點到點、直線、圓弧、連續(xù)軌跡等運動，搭配周邊設備可實現碼垛、書寫等應用的實訓。對本實訓室工業(yè)機器人電氣硬件的系統(tǒng)設計，包含電控系統(tǒng)、主電路、控制電路、人機界面等器件選型測試，同時可對設計成果對本實訓室機器人通訊仿真，驗證，控制。
三、實訓項目
1、硬件的安裝與調試
1）工業(yè)機器人底座的安裝與調試技術
2）工業(yè)機器人安裝與調試技術
3）工業(yè)機器人自動換夾具安裝與調試技術
4）繪圖單元的安裝與調試
5）碼垛工作站的安裝與調試
6）曲面工作站安裝與調試
2、電氣安裝與調試
1）工業(yè)機器人本體與控制器之間的電氣連接與調試技術
2）工業(yè)機器控制器和PLC之間電氣連接與調試技術
3）工業(yè)機器人夾具電氣連接與調試技術
4）供料單元和輸送分揀單元上的傳感器安裝于調試
3、編程調試和應用
1）工業(yè)機器人編程調試軟件的安裝
2）工業(yè)機器人通過示教器對工業(yè)機器人的運作過程調試
3）通過計算機軟件對工業(yè)機器人的運作過程調試
4）通過I/0板對機器人運作的控制
5）機器人控制數據庫的建立和應用
6）工業(yè)機器人碼垛運行的編寫
7）工業(yè)機器人平面軌跡運行的編寫
8）工業(yè)機器人垂直軌跡運行的編寫
9）可編程控制器程序的編寫和設計
四、設備參數（單套）
| 序號 | 名稱 | 主要技術參數 | 數量 | 單位 | 備注 | |||
| 1 | 實訓臺 | 實訓臺尺寸：1400*950*1550，鋁鋼結構,帶滾輪（滾輪帶有剎車）,單面兩抽屜,抽屜采用網孔板,安裝有電器控制部分的電器元件，設備安裝靈活。桌面上開有1個長方形過線孔，套有工程塑料防護套，避免電線電纜刮傷。 | 1 | 臺 | ||||
| 2 | 書寫工作站 | 包含書寫平臺，采用A4紙、書寫筆、書寫筆夾具等組成 | 1 | 套 | ||||
| 3 | 碼垛單元 |
由單元底板、物料存放版、碼垛底板組成。底板表面經過電鍍處理。 物料尺寸：175*45*5mm 10塊。 |
1 | 套 | ||||
| 4 | 曲面TCP實訓單元 | 曲面TCP實訓模塊，底板表面經過電鍍處理，TCP軌跡實訓板采用鋁合金，表面經過鋁化處理。平面、曲面上蝕刻不同圖形規(guī)則的圖案（平行四邊形、五角星、橢圓、風車圖案、凹字形圖案等多種不同軌跡圖案），且該模型左前方配有TCP示教輔助裝置。 | 1 | 套 | ||||
| 7 | 可編程控制器 |
供電電源：AC100-240 64K大容量的RAM存儲器 主機 32入/32出 晶體管輸出 內置獨立3軸100kHz定位功能(晶體管輸出型) |
1 | 只 | ||||
| 8 | 人機界面 | 7寸，串口，USB口，以太網口，人機界面產品的設計符合工業(yè)環(huán)境。 | 1 | 只 | ||||
| 10 | 按鈕單元 | 指示燈3只；按鈕2只；急停按鈕1只；轉換開關1只;17位接線端子1條；鐵盒子1只。 | 1 | 只 | ||||
| 11 | 開關電源 | 規(guī)格：24V 6A | 1 | 只 | ||||
| 12 | 三層端子 | 輸入13位，輸出16位；共三層，一層為電源負極端子、二層為信號端子、三層為電源正極端子。帶有模組安裝。 | 2 | 只 | ||||
| 13 | 信號連接電纜1 | 15芯D型接頭連接電纜，長度3m。 | 1 | 條 | ||||
| 14 | 信號連接電纜2 | 17芯D型接頭連接電纜，長度3m。 | 1 | 條 | ||||
| 15 | 單相漏電開關 | 型號：DZ47LE-32 C32 | 1 | 只 | ||||
| 16 | 繼電器 | 型號：松下 DC24V | 10 | 只 | ||||
| 17 | 無油空氣壓縮機（空壓機） | W58 | 1 | 臺 | ||||
| 18 | 六軸機器人 |
具有6個自由度，串聯關節(jié)型工業(yè)級；到達距離475-580mm；承重能力≤3kg；各軸運動范圍：軸1旋轉范圍≤+165°～ -165°，軸2手臂旋轉范圍≤+110°～ -110°，軸3手臂旋轉范圍≥+70°～ -90°，軸4手腕旋轉范圍≤+160°～ -160°，軸5彎曲旋轉范圍≤+120°～ -120°，軸6翻轉旋轉范圍≤+400°～ -400°。提供機器人控制原代碼，供學校二次開發(fā)。機器人控制方面需提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，提供源碼及開發(fā)DEMO。 1、控制器能兼容運行多品牌仿真及實操、實控軟件，通過軟件中的多品牌虛擬示教界面及編程語言實現機器人點到點、直線、圓弧、連續(xù)軌跡等運動控制；包括（1）手寫輸入字體，機器人復現；（2）通過示教器虛擬仿真示教編程，數模再現運行；（3）在線示教編程，通過示教器在線編程，實體機器人與數模機器人同步再現自動運行。 2、控制器所搭載的自主品牌系統(tǒng)需提供軌跡插值運算，整合開發(fā)套件、運動控制函式庫等各項工具，提供源碼及開發(fā)DEMO，可滿足高標準下的教學、研發(fā)需求。 3、搭載的控制系統(tǒng)編程語言可中英文切換，編程操作直觀方便，系統(tǒng)長時間運行穩(wěn)定可靠，*多可控制8軸。 4、要求機器人主體以及外殼采用非金屬高強度輕質材料制成。操作安全性高：本體采用由先進制造工藝高強度輕質材料制成，在保證本體結構強度的同時，大大提高了其操作時安全性，電機也可限扭矩輸出，多軸斷電剎車，在任何情況下都能保證既“傷不到人”，也“傷不到設備”, 大幅降低六軸機器人的上手使用門檻，為安全教學和科研保駕護航。 5、要求外部通信接口豐富：控制箱具有RS232,RS485,USB,Ethernet,EtherCAT等通訊接口，能滿足教學、科研場景下與不同外部模塊的通訊要求。 6、工業(yè)器人應用技術控制系統(tǒng)軟件：要求具有機器人程序編輯與目標點定位、機器人動作控制、實驗對象動作控制、數據通信等功能。 |
1 | 套 | ||||
| 19 | 實訓臺方凳 |
桌面：防靜電膠皮全面覆蓋桌面，面板選用三聚氰胺聚合板，厚度不小于25mm。 凳架：鋼架結構，鋼管壁厚不小于1.2mm，橫截面不小于40*40mm，防銹漆采用靜電噴涂工藝 |
4 | 把 | ||||
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