LG-RCZ02型工業(yè)機器人拆裝實訓工作站

LG-RCZ02型工業(yè)機器人拆裝實訓工作站包括了工業(yè)機器人裝調實訓平臺、工業(yè)機器人拆裝實訓平臺兩部分組成。設置內容對應工業(yè)機器人機械拆裝與調試、電氣安裝與調試、機電聯調、故障維修、機器人重新組裝完成后的功能核驗等職業(yè)技術技能，涵蓋工業(yè)機器人機電裝調、工業(yè)機器人位置示教、工業(yè)機器人編程等。同時，工業(yè)機器人裝調應用與維護實訓平臺可服務于中職、高職以及應用本科院?！豆I(yè)機器人基礎》、《工業(yè)機器人拆裝與調試》、《工業(yè)機器人示教與編程》、《工業(yè)機器人應用與維護》等多門課程教學，引領相關院校機器人及相關專業(yè)的課程建設和深化課程教學改革。平臺并配置軌跡描繪、搬運、碼垛等典型應用實訓組件。
一、工業(yè)機器人裝調實訓平臺
（一）裝調實訓平臺
1、整個平臺為立式結構，主要框架和工作面采用工業(yè)鋁型材搭建鈑金結構，尺寸：≥1500mm×1000mm×900mm；背面立板采用2mm厚網孔鋼板，尺寸：≥1500mm×700mm，主要用于安裝機器人控制系統(tǒng)以及電氣接線，并預留擴展區(qū)域便于設備的擴展。
2、工作平臺面為可以靈活安裝各功能模塊的導槽式鋁型材，安裝有伺服電機存放架、減速機存放架。
3、運動軌跡模塊：TCP練習區(qū)主要作為工業(yè)機器人的基礎學習環(huán)節(jié)，能動態(tài)直觀的體現出機器人在組裝后示教的精度，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；
（二）工業(yè)機器人本體
輕量型機器人,適用于做繼續(xù)拆裝實訓。外形小巧、重量輕，也能適合用于組裝小型單元機器人，能夠高速、高精度的完成上下料、分揀、裝配等各項工作。同時所有機器人線纜內置，能夠在狹小的空間靈活的進行作業(yè)，安裝方式可以選擇地面安裝、掛裝、倒裝。工業(yè)機器人拆裝設備本體必須保證一定的使用壽命，保證能夠安全地重復多次拆裝零件。
1、工業(yè)機器人技術參數：
（1）自由度：6自由度
（2）驅動方式：全伺服電機驅動
（3）負載能力：額定3KG
（4）最大6KG
（5）重復定位精度：±0.05mm
（6）每軸運動范圍：
關節(jié)1 ±170°
關節(jié)2 ±110°
關節(jié)3 +40°/-200°
關節(jié)4 ±185°
關節(jié)5 ±120°
關節(jié)6 ±360°
（7）每軸運動速度
關節(jié)1 370°/s
關節(jié)2 370°/s
關節(jié)3 430°/s
關節(jié)4 300°/s
關節(jié)5 460°/s
關節(jié)6 600°/s
（8）最大扭矩：
關節(jié)5 35Nm
關節(jié)6 24Nm
（9）最大工作半徑：700mm
（10）通信方式: MODBUS TCP/以太網
（11）操作方式: 示教再現/編程
（12）供電電源: 兩相/220V/50Hz
2、機器人驅動系統(tǒng)
驅動系統(tǒng)主要是指驅動機械系統(tǒng)動作的驅動裝置，是機器人的動力系統(tǒng)，相當于人的心血管系統(tǒng)，一般由驅動裝置和傳動機構兩部分組成，機器人的驅動方式為電動，采用伺服驅動，齒輪或皮帶傳動。
機器人驅動結構由電機及減速機組成，電機采用為絕對值的伺服電機，減速機有 RV 減速機和諧波減速機兩類，電機與減速機一般使用減速機軸或波發(fā)生器連接。
序號   名稱   參數   數量   圖片
1   伺服電機   J2軸(HC060R40G30U2HFBqEH帶剎車）400W
J1軸(HC060R20G30U2HFBrE帶剎車）200W
J3軸(HC060R20G30U0HFBrE不帶剎車）200W
J4軸(HC040R10G30U0LFSqE不帶剎車）100W
J5軸(HC040R10G30U0LFSqE不帶剎車）100W
J6軸(HC040R10G30U0LFSqE不帶剎車）100W   1套
2   諧波減速機   J1軸-型號20速比80組合型中空帽型-FHS -20-80- AH
J2軸-型號20速比80組合型中空帽型-FHS -20-80- AH
J3軸-型號17速比100組合型中軸帽型-FHS -17-100- AJ
J4軸-型號17速比80組合型中空帽型-FHS -17-80- AH
J5軸-型號14速比80組合型超薄中空-FHD -14-80- SH - SP -B4201
J6軸-型號14速比50組合型超薄杯型-FCD -14-50- AJ - SP -X0000   1套
（三）機器人控制系統(tǒng)
機器人控制系統(tǒng)的作用是根據機器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號，控制機器人的執(zhí)行機構去完成規(guī)定的運動和功能。如果工業(yè)機器人沒有信息反饋功能,則為開環(huán)控制系統(tǒng)；如果有具備信息反饋功能，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可分為程序控制系統(tǒng)、適應性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)。按控制運動的形式分，控制系統(tǒng)可分為坐標點位控制和軌跡控制。
1、控制系統(tǒng)的組成：
（1）機器人系統(tǒng)主機：控制系統(tǒng)的中央處理單元，調度指揮機構。
（2）示教器：示教機器人的工作軌跡和參數設定，及所有交互操作，具備獨立的存儲單元。
（3）操作面板：一般由按鍵或按鈕、指示燈等基礎元件組成，完成基礎的功能操作或啟停。
（4）信號接口（IO 模塊）：與外部設備或工作站交互的 IO 接口。
（5）模擬量輸出接口：各種狀態(tài)和控制命令的輸入輸出扣。
（6）伺服模塊（伺服驅動器）：為伺服電機提供驅動電源，并控制伺服電機發(fā)送和接受位置指令。
（7）網絡接口：①. CAN 口：通過 CAN 通訊實現多機聯機；②. Ethernet 接口：可以通過以太網實現多臺或單臺機器人直接與 PC 通訊，支持 TCP/IP 通訊協(xié)
議。
（8）通信接口：實現機器人與其他設備信息交互，一般有串行接口。
2、控制系統(tǒng)實現功能：
（1）記憶功能：對機器參數及運行參數的存儲記憶，運動軌跡、方式、速度的存儲，生產工藝有關信息的保存和
記憶。
（2）示教功能：支持現場本機直接示教、離線示教等。
（3）聯機功能：IO 接口、網絡接口、通信接口、數字接口。
（4）多軸伺服控制功能：多軸聯動或單動控制，速度或加速度控制，動態(tài)補償等。
（5）安全保護功能：自定義安全區(qū)域，或自由增加運動區(qū)域保護功能。
（6）坐標系功能：關節(jié)、絕對（直角或世界）、工具、用戶等坐標系，其中工具、用戶坐標系可自定義。
（7）故障診斷功能：系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)視，故障時自診斷并發(fā)出警告
（8）編程方式：菜單引導方式。
（9）動作控制：關節(jié)運動、直線及圓弧插補、工具姿態(tài)。
（10）速度設定功能：百分比設定(關節(jié)運動)。
（11）程序控制命令：跳轉命令，調用命令，定時命令，機器人停止，機器人工作中一些命令的執(zhí)行輸入/輸出命令：模擬輸出控制、組方式輸入/輸出處理。
3、安全措施
（1）安全速度設定：可實現 5 級調速(微動、低速、中速、高速、超高速)。
☆ 示教和手動機器人時要采用較低的速度倍率以增加對機器人的控制機會；
☆ 在按下示教器上的點動鍵之前要考慮到機器人的運動方向；
☆ 要預先考慮好避讓機器人的運動軌跡，并確認該路線不受干涉；
☆ 機器人周圍區(qū)域必須清潔、無油、水及雜質等；
（2）安全開關：三位型，伺服電源僅在中間位置能被接通。
（3）用戶報警顯示：能顯示周邊設備報警信息。
（4）機械鎖定：對周邊設備進行運行測試(機器人不動作)。
（5）門互鎖：只有主電源關閉時，才可開安全門。
（6）報警顯示：報警內容及以往報警記錄。
（7）輸入/輸出診斷：可模擬輸出編程功能。
★4、示教盒：8寸TFT-LCD,鍵盤+觸摸屏,模式選擇開關、安全開關。
二、工業(yè)機器人拆裝平臺
1、機械平臺主要用于機器人本體1-6軸的拆裝實訓。
2、尺寸（長*寬*高）：≥1200*700*800mm；
2、雙面掛板：≥500mm；
3、底梁厚：≥1.0mm；
4、臺面總厚：≥50mm；
5、臺面下每邊配置3個抽屜，用于收納工具、零件等；
6、含工具車一臺。
三、配套工具
1、配套工具：提供安裝、調試工作站所需工具一套，包括：內六角扳手一套，手鉆，萬用表，剝線鉗，鉗子，活動扳手，尖嘴鉗，小卷尺，大小一字螺絲刀，大小十字螺絲刀。
預置式扭力扳手具有預設扭矩數值和聲響裝置。當緊固件的擰緊扭矩達到預設數值時，能自動發(fā)出訊號“卡嗒”(click)的一聲，同時伴有明顯的手感振動，提示完成工作。解除作用力后，扳手各相關零件能自動復位。精確度符合ISO6789：1992.ASMEB107.14,GGG-W-686.±4%。
2、測量百分表
百分表是利用精密齒條齒輪機構制成的表式通用長度測量工具。通常由測頭、量桿、防震彈簧、齒條、齒輪、游絲、圓表盤及指針等組成。把百分表安裝在機器人J6法蘭上，通過機器人的不同位置的循環(huán)運動，可快速的測試機器人重復精度。
四、實驗室智能電源管理系統(tǒng)
實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)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(tǒng)。★投標時現場演示以下1-4項功能視頻。
主要功能：
1、上電系統(tǒng)自測
（1）主電路及控制電路上電后對線路系統(tǒng)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。
（2）故障內容有相應文字顯示。
（3）對故障進行語音報警。
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。
（2）對故障進行語音報警。
（3）保護閥值可進行現場設置。
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(tài)，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(tǒng)恢復供電。
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(tǒng)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”。
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(tǒng)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”
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(tǒng)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”。
7、電源監(jiān)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
五、工業(yè)機器人裝調與維修仿真系統(tǒng)
1、三維模型比例、數量、造型、搭接關系與真實機器人一致，且建設貼圖高模，滿足實際工業(yè)機器人拆裝工藝，利用專業(yè)工具，分步驟解決拆裝問題。
★2、底座部分零件內容不少于25個，投標時提供清單。
★3、上下臂部分零件不少于40個，投標時提供清單。
★4、手腕部分零件內容不少于35個，投標時提供清單。
★5、控制柜部分零件內容不少于15個，投標時提供清單。
6、包括工業(yè)機器人底座、下臂組件、上下臂組件連接部分、上臂、手腕、工業(yè)機器人整體和工業(yè)機器人控制柜的拆裝7個單元內容；
7、每個單元包括自動拆卸，手動拆卸，拆卸考核、自動安裝、手動安裝、安裝考核6個模塊；
8、自動安裝拆卸過程采用3D自由視角可自由旋轉縮放查看，實時顯示當前拆裝進度，根據需要進行進度調節(jié)，進度條中標記拆裝過程的關鍵節(jié)點，點擊節(jié)點可進行快速的動畫定位；
9、手動安裝拆卸過程可自由旋轉縮放查看，界面左側顯示操作當前組件的全部操作步驟，按照提示反復訓練，提供操作錯誤提醒，系統(tǒng)能夠自動記錄用戶的操作過程，并對操作數據進行分析給出評價；
10、拆裝考核界面菜單中顯示分數，按照錯誤減分法，滿分100逐漸扣除錯誤操作的分數，并與拆裝進度權重相乘得到最終得分；
11、安裝拆卸過程根據顏色區(qū)分步驟列表中的已完成、當前與未完成的步驟，根據需要可點擊列表中的某一步進行跳步驟操作練習，實現快速鎖定某一步驟的針對性學習；
12、安裝拆卸過程界面上方配有當前操作的步驟提示，配有當前組件拆裝過程中所需的全部工具庫，按照操作提示將工具庫中的零件與工具跟隨鼠標拖拽出來進行安裝與拆卸；
13、安裝拆卸過程當位置合理正確時觸發(fā)高亮顯示松開鼠標實現當前步驟操作，界面下方配有幫助模式與練習模式切換按鈕，實現零件的預放位置是否發(fā)光顯示，視角是否自動切換至放置零件的最佳位置，實現自主練習功能，同時配有重新開始按鈕可隨時重新開始練習；
14、安裝拆卸考核過程采用3D自由視角可自由旋轉縮放查看，界面上方顯示當前分數與當前操作執(zhí)行的時間，界面右側配有當前組件拆裝過程中所需的全部工具庫，工具庫中的零部件、工具排列顯示必須是隨機的，從而杜絕學生在沒有掌握拆裝工藝的情況下，通過考核，界面下方顯示當前組件操作的進度，配有提交按鈕可隨機將當前成績與所用時間提交；
15、拆裝考核可記錄有效操作過程，還包含考核時間、完成度、錯誤的操作次數和綜合成績等信息。
16、工業(yè)機器人底座組件的拆裝，提供VK蓋、底座、電纜導向裝置、底座蓋、碼盤電池組、EIB電路板、電路板平板、電機線纜接口、電路板平板支撐桿、擺動殼、擺動平板電纜支架、電纜固定架、電纜支架固定板、擺動平板、軸1電機及齒輪箱、軸2電機及齒輪箱；
17、工業(yè)機器人下臂組件的拆裝，提供皮帶輪、軸3電機蓋、軸3電機、軸3齒輪箱、固定螺母；
18、上下臂組件連接部分的拆裝，提供下臂組件、上臂組件、軸3同步帶、下臂側支座、軸3電纜保護蓋、下臂側支座電纜支架、上臂電纜支架、下臂殼、殼蓋；
19、上臂組件的拆裝，提供殼內蓋、連接軸承、外軸承組件、鋼輪與柔輪、軸4電機、上臂電纜支架、弧形軸蓋、電纜保護器；
20、手腕組件的拆裝，提供軸4過渡板、手腕殼、線纜固定支架、膠圈、油封墊片、油封、軸5減速器、腕端、皮帶輪、軸6電機、波發(fā)生器、法蘭、連接器制作、連接器蓋、傾斜蓋、扎帶固定鋼片、軸5電機、手腕殼、軸6線纜連接、線纜夾具、同步帶、手腕側蓋；
21、工業(yè)機器人整體拆裝，提供底座、下臂、上下臂鏈接部分、上臂及手腕全部零件；
22、工業(yè)機器人對密封性要求極高，要求拆裝過程中按照密封工藝增加抹布抹灰，螺栓涂密封膠，裝配時提供預擰緊，再校緊全部過程；
23、工業(yè)機器人控制柜的拆裝，提供米字型扳手、主板、軸計算機、備用能源組、配電板、過濾器、安全臺、中間層架、系統(tǒng)電源、驅動裝置、風扇、泄流器、風扇罩、左右側蓋、頂蓋；
24、按照ABB控制柜標準提供電氣元件的裝配、連線、利用專業(yè)工具解決專業(yè)問題；
25、拆裝工具包含：活口扳手、螺絲刀、軸承拉馬器、內六角扳手等。
★26、底座部分安裝按各步驟進行：投標時提供步驟清單。
★27、手腕部分拆卸按以下步驟進行：投標時提供詳細的步驟清單。
★28、需包含不少于70分鐘的實物拆裝視頻。
★投標時提供工業(yè)機器人裝調與維修仿真系統(tǒng)軟件著作權證書原件備查。
六、配套資料
1、工業(yè)機器人裝調與維護操作說明書，★投標時提供工業(yè)機器人機械裝配圖。
2、工業(yè)機器人課程資源
（1）工業(yè)機器人的概述：工業(yè)機器人的定義、發(fā)展與應用、基本組成及技術參數、工業(yè)機器人的分類；
（2）工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)：工業(yè)機器人的1軸結構、工業(yè)機器人的2軸結構、工業(yè)機器人的3軸結構、工業(yè)機器人的4軸結構、工業(yè)機器人的5軸結構、工業(yè)機器人的6軸結構、工業(yè)機器人的機身結構、工業(yè)機器人的行走結構、工業(yè)機器人的驅動裝置和傳動單元；
（3）工業(yè)機器人的運動學與動力學：工業(yè)機器人的連桿參數和齊次坐標變換矩陣。
（4）工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)：工業(yè)機器人控制裝置、工業(yè)機器人驅動裝置、工業(yè)機器人檢測裝置；
（5）工業(yè)機器人的編程：工業(yè)機器人的編程方式、工業(yè)機器人的示教編程、工業(yè)機器人的編程語言、工業(yè)機器人的語言系統(tǒng)結構和基本功能、常用工業(yè)機器人編程語言、工業(yè)機器人的離線編程、工業(yè)機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
（6）工業(yè)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；
（7）提供汽車生產線工業(yè)機器人應用的高清視頻。
★投標時提供（1-5項）不少于10張課件截圖
3、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(yǎng)；
（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發(fā)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(tǒng)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(tǒng)自行檢測初始狀態(tài)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(tài)，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(tài)等，圖文并茂。
七、實驗實訓項目要求
（一）機械部分實驗內容
（1）多自由度工業(yè)機器人機械結構構造
（2）多自由度工業(yè)機器人關節(jié)結構構造
（3）諧波減速器構造
（4）工業(yè)機器人拆卸工具使用
（5）工業(yè)機器人外殼拆卸流程
（6）工業(yè)機器人六軸拆卸步驟
（7）工業(yè)機器人電機減速器拆卸步驟
（8）零點坐標標定
（9）機器人關節(jié)皮帶輪張力調試
（二）電氣部分實驗內容
（1）工業(yè)機器人電氣系統(tǒng)模塊分布
（2）工業(yè)機器人電源線路走向
（3）工業(yè)機器人伺服電機驅動系統(tǒng)
（4）工業(yè)機器人驅動反饋調節(jié)
（5）工業(yè)機器人數字信號接口
（6）工業(yè)機器人控制系統(tǒng)故障設置、診斷實訓
（7）機器人控制柜內部構成及電路圖解析

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