LG-IRB03型工業機器人實訓平臺（IRB120機器人）

一款完全應用工業以太網技術、集成多種工業機器人應用場景的模塊化教學設備。
支撐課程：機械設計基礎、機械制造基礎、機電傳動控制、傳感與檢測技術、C語言程序設計、PLC原理與應用、工業網絡技術、微機原理與接口技術、Python程序設計、機器視覺與圖像處理、工業機器人技術及應用
實踐項目：
機械類：機器人工作站系統組成認識、工藝分析與工裝設、集成外部軸機器人系統運動空間仿真、機器人焊接工裝夾具設計、機器人裝配工裝夾具設計、機器人工作站搭建與仿真
控制類：電氣原理識圖與實物認識、機器人工作站工藝流程分析設計、機器人工作站離線編程與仿真、機器人工作站profinet總線配置與通信測試、基于OpenCV視覺標定程序設計、機器人工作站聯合調試運行
綜合類：機器人焊接工作站系統設計、機器人裝配工作站系統設計、機器人視覺分揀系統設計、機器人工作站創新設計

一、工業機器人參數要求
1.工業機器人本體：
ABB IBR120/3六自由度工業機器人本體；最大負載≥3 kg；最大臂展半徑≥580mm；軸數：≥6軸；位置重復精度：≦0.01mm；防護等級： ≥IP30；
軸運動范圍：
（1）1軸：≥±165°
（2）2軸：≥±110°
（3）3軸：≥+70°至 -110°
（4）4軸：≥±160°
（5）5軸：≥±120°
（6）6軸：≥±400°
機器人本體重量：≤25kg；最大噪音：≤70dB(A)。
2.工業機器人控制器：
緊湊型工業機器人控制柜，與配套的工業機器人本體配套；
控制硬件：多處理器系統大容量閃存、 UPS 備份電源（≥20S）；
控制軟件：軟件出廠預裝；
額定功率：≥3KVA(變壓器容量)；
二、實訓臺及相關配件：
（1）整個平臺為立式結構，主要框架和工作面采用工業鋁型材搭建，電器柜可以安裝工控機、IO口擴展板、電磁閥安裝位置、變頻器安裝位置、PLC安裝位置，電氣接線部分為抽屜式結構，便于接線，預留擴展區域，便于設備的擴展。工作平臺為可以靈活安裝各功能模塊的導槽式或矩陣螺絲孔式。尺寸：≥1200mm×1000mm×900mm；材料：鋁合金+鋼板；平臺面板為多用途可擴展設計方式，擴展靈活；采用氣動夾具：最大負載能力：≥3kg；最大抓取范圍：≥15cm×15cm；最高抓取精度：≥1mm；帶安裝機架。
（2）觸摸屏： ≥7英寸；液晶顯示屏分辨率：≥800×480；組態：嵌入式組態；提供與PLC通訊相配套的端口線和工控機連接的端口線。
（3）物料：尺寸：≥50mm×30mm×15mm；材料：金屬材質；數量：≥10個。
（4）PLC：集成≥16路輸入和≥16路輸出IO口；內置≥64K大容量的RAM存儲；內置高速處理≥0.065μS/基本指令；控制規模：≥32 I/O點；內置獨立≥3軸100kHz定位功能：提供相關電氣連接線與附屬器件。
（5）氣源氣路：采用無油靜音氣泵或集中氣源供氣；配有調壓過濾器、氣路等氣動元件；排氣壓力：≥0.7Mpa；流量：≥20L/min；噪音量：≤70dB。
三、主要功能板塊：
1、分揀搬運：配備圓形、三角形、方形等物料模板；機器人可精準完成各種形狀物料分揀搬運；可擴充配置視覺組件，選配視覺條件下可完成全自動分揀（含顏色、位置、坐標、角度等識別）；
2、碼垛：碼垛是模擬工業場合的自動搬運碼垛功能設計，可以自動記錄碼垛位置和高度，具有重復精度高，自動計算旋轉角度等功能；工業機器人工具盤上安裝了氣動吸盤；包含一個輸送帶，采用步進電機驅動；電機速度可以進行調節；可以實現將模擬物料送到輸送帶上進行定向傳送；具有傳感器能夠檢測模擬物料是否到達指定位置。
3、TCP練習：TCP練習區主要作為工業機器人的基礎學習環節，能動態直觀的體現出TCP示教的重要性和示教的精度，能夠自由更換示教尖端；可實現TCP標定練習，提供TCP標定用錐形教學塊；可實現基本軌跡編程練習，提供三角形、方形教學軌跡；可實現復雜軌跡編程練習，提供曲線教學軌跡；
4、流水線模塊：流水線應用場景與工廠實際物流情況相似，可進行機器人點位示教編程與調試，可根據學習內容不同而設置不同挑選形式，可根據工件不同采用不同的夾取夾具。
5、立體倉庫：存儲自動裝配工件；倉位數量：≥3列3層9個；倉位承重：≥2Kg；倉位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件種類：≥3種9個；工件模塊包括自動裝配母件、子件等。
6、視覺智能檢測線：主要是配合工業機器人做智能檢測工件角度缺陷及自動對位等以及工業機器人視覺學習開發使用；工業相機，要求如下：像素：≥130W像素；分辨率：≥1280×960；像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm；光譜：彩色；支持自定義AOI，降低分辨率、  f≥16mm F1.4：12毫米工業鏡頭，百萬像素相機；配套同軸光源，光源大小≥80mm×80mm；準環形光源，直徑≥70mm，照射角度≥90度，帶模擬控制器；配套同軸光源及光源控制器：發光窗口≥50mm*50mm含調光控制電源；機器視覺兼視覺開發環境；提供案例程序，主要包括模板匹配、零件識別、字符識別、條碼識別、二維碼識別等；
配套傳動線，動力裝置為可調速電機，傳動線二側設置傳感器，可以檢測測試工件的位置信息。
7、模擬變位機：變位機夾具可以和工業機器人進行模擬焊接、拋光打磨、噴涂等協同作業；變位機行程≥±45°；氣缸行程≥30mm；自動夾具采用導桿氣缸驅動，配置漫反射光電傳感器。變位機采用行星齒輪減速配套市場主流伺服電機控制。
8、工業機器人末端安裝電磁吸盤，可匹配多種夾具。同時至少配備4種工裝夾具，夾具有專門的工具架安放，每個夾具的負重至少在3kg以上。按照實訓項目的要求可分別配合工業機器人完成物料夾取、軌跡模擬、打磨拋光、寫字繪圖等工作。
9、實驗室智能電源管理系統
實訓室總體智能電源管理系統由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成，整個實驗室配置一套管理系統。
主要功能：
9.1上電系統自測
（1）主電路及控制電路上電后對線路系統進行輸入電壓的過壓、欠壓；線路對地漏電；輸出負載過流的檢測，任一故障存在電源輸出斷開。（需提供演示）
（2）故障內容有相應文字顯示。
（3）對故障進行語音報警。（需提供演示）
9.2運行檢測保護
（1）輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現將自動跳閘，實施保護。（需提供演示）
（2）對故障進行語音報警。（需提供演示）
（3）保護閥值可進行現場設置。（需提供演示）
9.3漏電功能測試
（1）按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護器跳閘。
（2）重新進行上電進入自己檢測狀態，文字顯示“開機檢測中....”，無故障情況下，實訓室智能電源管理系統恢復供電。
9.4過壓保護
（1）運行中，出現輸入過壓，實訓室智能電源管理系統將跳閘。
（2）對應的“過壓相”進行文字顯示。
（3）語音播報“線路過壓，請注意”。
9.5過流保護
（1）運行中，三相電源中任一相出現過流，實訓室智能電源管理系統將跳閘。
（2）對應的“過流相”進行文字提示。
（3）語音播報“線路過流，請注意”
9.6漏電保護
（1）運行中，三相中任一相出現漏電，實訓室智能電源管理系統將跳閘。
（2）對“漏電”進行文字顯示。
（3）語音播報“線路漏電，請注意”。
9.7電源監控
（1）可對各相電壓進行數值顯示及曲線顯示，顯示精度±5V
（2）可對各相電流進行數值顯示及曲線顯示，顯示精度±0.1A
（3）高壓保護電壓設置：
①設置范圍<300V，輸入1A;
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
（4）欠壓保護電壓設置：
①設置范圍：>154V，輸入單位1V
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
(5)過流保護電流設置：
①設置范圍：<20A,輸入單位0.01A;
②動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S
10.云智能實驗室安全管理系統
本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯網技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態、數據參數等上傳至云平臺。物聯網系統的傳感層、傳輸層和應用層關聯掌握數據與分析數據。
(1)電壓、電流等模擬量數據顯示。（需提供演示）
(2)輸入開關監控，輸出開關等數字量控制。（需提供演示）
(3)遠程控制啟停狀態，給定輸出電壓值的。（需提供演示）
(4)顯示輸入輸出電壓值的歷史數據
(5)可按照日期、日間進行查詢歷史數進行查詢。
(6)報警信號為PLC主機模擬量采集數值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產生報警，通過物聯網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，每臺設備可對應多個終端設備。
(7)通過手機端可以實現遠程控制PLC的輸出及監視PLC的輸入狀態變化。
(8)數據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數值，輸出電壓監控，開關狀態輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
(9)聯網設置界面：設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。
(10)為保證軟件正版，需提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書復印件。
四、實訓平臺可完成的實訓項目
（1）工業機器人現場編程與實訓操作
（2）PLC與工業機器人的通訊技術實訓
（3）PLC對工業機器人的電氣集成控制應用
（4）工業機器人模擬軌跡實訓
（5）工業機器人圖形識別實訓
（6）工業機器人搬運與碼垛工藝的應用
（7）工業機器人平焊、立焊、曲面焊接工藝的實訓
（8）工業機器人復雜裝配體的組裝實訓
（9）工業機器人打磨拋光工藝的實訓
（10）工業機器人多用途快換裝置的自由切換和匹配實訓
（11）PLC基本功能實訓（軟硬件結構、基本指令、接線、編程下載等）
（12）觸摸屏的編程與應用
（13）氣動控制元件的安裝與調試
（14）機器人末端夾具的結構設計認知；
（15）機器視覺檢測以及與工業機器人、PLC的協調控制運用
（16）PLC控制伺服電機驅動小型變位機實訓
五、教學配套資源：
（一）智能制造生產線虛擬仿真系統軟件：
（1）仿真系統支持ABB、KUKA，Fanuc、安川、新松、埃夫特、廣州數控、熊貓、斯陶比爾、UR（優傲）、傲博等多種機器人，提供50種以上的各品牌機器人模型和大量生產線組件庫；
（2）支持多種格式的三維CAD模型，可導入擴展名為step、igs、stl等格式；
（3）可通過導入CAD模型快速生成運動組件，并對組件特征樹進行操作和修改;
（4）支持關節型機器人、Delta（空間三自由度并聯機構機器人）、SCARA（平面關節型機器人）、直角坐標等各種結構的機器人；
（5）允許通過專用的模板和程序語言定制各種機器人和自動化工具的運動控制。算法支持包含3-5軸的通用機床、3-6個旋轉軸的串聯，并聯，雙臂，AGV小車，等機器人及生產線上對應的工裝夾具，傳送帶，變位機，導軌等輔助設備；
（6）提供工業機器人虛擬教學模塊，能夠通過虛擬示教器對機器人的手動操作以及程序代碼的自動運行，也能直連客戶指定的實際示教器；
（7）提供強大的API功能支持，允許開展大量機器人機構的自動化應用?？蛇M行仿真和應用于程序機器人取放物體和應用于復雜的多機器人同步運動等；
（8）包含豐富的軌跡調整優化工具包，如碰撞檢查、工業機器人可達性、姿態奇異點、軸超限等；
（9）支持多機器人同步運動仿真，能夠實現5個及以上機器人與外部軸的同步運動；
（10）具有自動化生產線仿真功能，包含碼垛機、AGV小車、串聯機器人在內的功能模塊；
（11）真實的模擬效果（如焊接火花效果、噴漆上色效果、雕刻效果）；
（12）提供多視角的觀察，并可實現運動視角鏡頭追蹤；
（13）支持虛擬傳感器的建模與仿真，支持視覺，激光距離，力傳感等傳感器的仿真，效果接近真實傳感器的效果；
（14）場景中的物理實體具有真實世界中的物體的物理效果，可以進行碰撞檢測并具備剛體運動的效果，具備設置重力，摩擦系數等參數能力，并能根據這些參數模擬物體的真實運動效果，用戶可以按照真實世界中的邏輯對場景進行建模，減少了建模的復雜性。
（15）具有離線編程功能，支持ABB，三菱，Fanuc，安川，川崎等品牌機器人的代碼；
（16）可生成仿真運動視頻（AVI或者Mp4格式）并導出。
正版軟件，需提供智能制造生產線虛擬仿真系統軟件著作權證書復印件。
（二）PLC控制編程仿真軟件
1、軟件特點：
（1）軟件以PLC為原型，實現基本指令、應用指令以及順序控制指令的仿真模擬。
（2）軟件通過實訓要求，了解實訓目的和控制要求。
（3）實訓器件采用三維仿真實物組件，讓學生了解控制實驗中所需的元件。
（4）通過器件庫，學生可進行器件布局，對各控制回路進行模擬接線。
（5）通過I/O分配布置，將鼠標移到I/O分配地址資源相應部分能查看到相對應的實物。
（6）通過符號庫，選擇正確的符號放置有T型圖正確位置，實現接線仿真。
（7）在原理圖中進行模擬仿真連接電路，按步驟連接正確后才能進行下一條的接線操作。
（8）接線完成實現通電運行，通過鼠標進行上電運行，軟件會以動畫形式進行動作演示。
2、軟件仿真項目
（1）雙面銑床控制
（2）工業洗衣機控制
（3）皮帶運輸線控制
（4）電鍍生產線控制
（5）運料小車控制
（6）音樂噴泉控制
（7）簡易機械手控制
（8）大小球傳送裝置控制
（9）循環彩燈控制
（10）停車場車位控制
（11）小推車控制
（12）三層電梯控制
（13）電動機啟?？刂?br /> （14）電動機正反轉控制
（15）電動機循環正反轉控制
（16）可逆運行反接制動控制
（17）三速電機控制
（18）星角降壓啟動控制
（19）數碼管點亮控制
（20）交通燈控制
（21）恒壓供水系統控制
需提供PLC控制編程仿真軟件著作權證書復印件。
（三）電氣控制技能實訓仿真軟件
（1）應適用于電氣控制及電工培訓，仿真軟件應收集有電拖專業里最基礎、最重要的18種電路，電動機反接制動控制電路、三相電動機機械制動控制電路、時間繼電器自動控制電動機Y-Δ降壓起動電路、接觸器自動控制電動機Y-Δ降壓起動電路、自耦補償控制的電動機降壓起動控制電路、生產機械行程控制電路、雙重聯鎖電動機可逆控制電路、有過載保護的電動機單向運轉電氣控制電路、直流電動機的正反轉控制電路、直流電動機的制動控制電路、直流電動機調速控制電路、鉆床電氣控制電路、平面磨床控制電路、車床電氣控制電路、繞線式電動機運轉控制電路、電動葫蘆控制電路、接觸器控制的雙速電動機調速電路、能耗制控制電路。每種線路分為元件結構、原理分析、實際接線、課堂練習四大模塊。軟件還包括安全用電常識，常用電工工具，常用導線連接，手工焊接工藝等；電工儀表：包括萬能表，電能表，鉗型電流表，直流電橋，配電板等；電機與變壓器：包括三相異步電動機，單機異步電動機，伺服電機，步進電機，直流電機等；低壓電器；包括交流接觸器：繼電器，低壓斷路器，熔斷器，起動器，主令電器等；照明電路安裝：包括熒光燈，兩地控制燈。軟件形式上有多媒體演示動畫課件和自學型交互課件，視頻部分在大型的一流企業實景拍攝，所使用的設備與工藝流程，皆為生產車間現在正在使用的生產技術。情景模擬軟件支持多媒體播放，讓你切身實際的感受儀器的使用方法、注意事項，能夠身臨其境地感受到操作儀器的逼真效果。
需提供電氣控制技能實訓仿真軟件著作權復印件。
（四）教學課件資源
1、工業機器人課程資源
（8）工業機器人的概述：工業機器人的定義、發展與應用、基本組成及技術參數、工業機器人的分類；
（9）工業機器人的機械系統：工業機器人的1軸結構、工業機器人的2軸結構、工業機器人的3軸結構、工業機器人的4軸結構、工業機器人的5軸結構、工業機器人的6軸結構、工業機器人的機身結構、工業機器人的行走結構、工業機器人的驅動裝置和傳動單元；
（10）工業機器人的運動學與動力學：工業機器人的連桿參數和齊次坐標變換矩陣。
（11）工業機器人的控制系統：工業機器人控制裝置、工業機器人驅動裝置、工業機器人檢測裝置；
（12）工業機器人的編程：工業機器人的編程方式、工業機器人的示教編程、工業機器人的編程語言、工業機器人的語言系統結構和基本功能、常用工業機器人編程語言、工業機器人的離線編程、工業機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
（13）工業機器人的典型應用：焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用；
（14）提供汽車生產線工業機器人應用的高清視頻。
2、PLC編程教學課件資源
（1）S7-1200PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養；
（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；
（3）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）小型自動化生產線的設計
課件資源具有產品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產線的自動運行。生產線通電以后，系統自行檢測初始狀態是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；
2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；
3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態，等待下一次運行；
4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；
5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；
6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
（5）用戶手冊：包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數量不少于二十多種。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態等，圖文并茂。投標時提供內容相對應的不少于十張的課件截圖。

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LG-IRB03型 工業機器人實訓平臺（IRB120機器人）

LG-IRB03型工業機器人實訓平臺（IRB120機器人）