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LGCO-BOT01型協作機器人技術及應用綜合實訓平臺

一、平臺概述
LGCO-BOT01型 智能協作機器人技術及應用綜合實訓平臺是面向教育培訓領域所設計的一款教學實訓、技能培訓與考核一體化的綜合實訓平臺。平臺基于 6 軸智能協作機器人，配備豐富的模塊化的工裝設備，可根據課程內容設置崗位技能要求，工作任務靈活搭配不同的功能模塊，具有簡單易用、操作安全、模塊化可擴展等特點。
二、功能特征
1、技術參數
(1)輸入電源：單相三線 220V±10% 50Hz
(2)工作環境：溫度- 10℃～+40℃
(3)相對濕度≤85%（25℃）
(4)海拔＜4000m
(5)裝置容量：＜1.5kVA
(6)平臺尺寸： 1500mm ×1200mm ×855mm （由 1500mm*600mm*855mm 兩臺拼接而成）
(7)建議占地面積： 3 米×2 米（含電腦桌）
(8)安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準
三、特色功能
LGCO-BOT01型智能協作機器人技術及應用綜合實訓平臺以模塊化、遞進式、可擴展、可升級為原則，對接“三教” 改革新需求，打造課證、書證融通新模式，提供配套完善的教材、課程教學與實訓體系，可滿足高校機器人相關專業的教學實訓，科研創新、職業技能等級證書培訓與考核等需求。
工作臺整體由兩個基礎臺拼接而成，更具空間靈活，拆卸方便等特點。臺面采用標準鋁型材，機器人及功能模塊可根據需求改變布局位置，所有功能模塊采用手擰螺栓方式固定，可實現無工具快速拆裝與更換。每個模塊電氣部分配置了獨立的電氣接線盒和快速航插，可實現模塊整體機械和電氣快速安裝部署，還可根據需求更換或添加功能模塊進行功能擴展。

模塊布置圖

四、設備與功能模塊
1、智能協作機器人

智能協作機器人系統

產品特點：

（1）協作安全
具有靈敏的力度反饋特性，特有的碰撞監測功能，工作中一旦與人發生碰撞，便會立刻自動停止，無需安裝防護欄，在保障人身安全的前提下，實現人與機器人的協同作業。

人機協作安全

（2）高精度與靈敏度
機器人的重復定位精度可達±0.02mm ，適用于各種自動化中對精度有高度要求的工作。輕質量小型化的身材，面對不同的應用場景，也能快速部署和設置。

機器人重復定位測試

（3）單易操作
用戶可直接通過手動拖拽來設置機器人的運行軌跡。可視化的圖形操作界面，讓非專業用戶也能快速掌握。

機器人拖拽示教

（4）模塊化
機器人的額定使用壽命為 25000 小時，即便是在工作超負荷，環境惡劣的情況下，也可正常運行，模塊化的設計理念，讓機器人的維修與保養更加快速與便捷。關節模塊一旦出現故障，用戶可在極短的時間內進行更換。
（5）實用性
包含了工業機器人搬運、上下料、碼垛等常用工藝，集成了 IO 通信和 PLC 配合控制以及視覺跟蹤等高端技能，便于技術人員熟悉了解其他應用方式工業機器人工作站的配置和操作，有助于提高技術人員綜合
實踐能力。
（6）智能與開放
系統支持多種形式的應用編程接口，提供多種平臺 SDK 開發包，支持 Linux 下 C/C++編程、Lua 腳本語言編程、Windows VC++ 、Python 腳本編程、QT 跨平臺編程開發。
（7）機器人尺寸及工作范圍

2、機器人工作臺
機器人工作臺是機器人與不同功能模塊安裝固定的基礎平臺。平臺尺寸為 1500mm ×1200mm ×855mm。可拆分成兩個小平臺，機器人和功能模塊可在工作臺上快速、靈活安裝，可以根據教學和實訓課程的具體要求，在工作臺上安裝不同的功能模塊。

機器人工作臺

3、軌跡標定模塊
軌跡標定模塊可練習協作機器人的基本指令與編程，平面軌跡板采用可更換的 A4 紙設計，可任意添加變換軌跡圖形，豐富的教學實訓內容，軌跡標定模塊可實現相關功能如下：
作業平面：支持 0°15°、30°45°傾斜切換；
運動軌跡：軌跡運動、直線運動、圓運動、圓弧運動、曲線運動等；
運動方式：坐標平移、坐標旋轉；
標定方式： TCP 標定。

軌跡標定模塊

4、工具快換模塊
平臺配套高精度機器人工具快換裝置，可實現協作機器人自動更換不同的末端執行工具，實現平臺中機器人不同的功能的擴展，進行相應的技術應用。

工具快換模塊

末端工具支持包含二指夾爪末端、模擬焊槍末端、吸盤手爪末端、軌跡書寫筆末端，還可以支持擴展
或更換其他類型工具，如氣動手爪，柔性軟體手爪等。

5、裝配倉儲模塊
裝配料倉模塊倉儲部分采用井式彈出式物料倉儲設計，雙物料彈夾可儲存兩種不同物料，底部采用氣缸驅動彈出，配有物料光電感應器，實時反饋料倉物料狀態。

裝配倉儲模塊

6、裝配定位模塊
裝配定位模塊配合裝配倉儲模塊，可用來進行機器人物料搬運、裝配工藝學習，共包含雙向定位氣缸，可精確定位裝配物料位置，同時氣缸安裝狀態磁性開關，實時反饋氣缸狀態。

裝配倉儲模塊

7、分揀輸送線模塊
分揀輸送線模塊由鋁合金作為支架，伺服電機驅動，同步帶輪傳動，機器人通過視覺系統可對輸送線上的隨機物料進行分揀。同時設有固定視覺和動態抓取元件的擴展安裝位置，可進一步擴展機器視技術的應用與學習。

分揀輸送線模塊

8、分揀倉儲模塊
分揀倉儲模塊配合分揀輸送線模塊，可用來進行機器人物料搬運，碼盤工藝學習，共包含 9 個倉位，采用仿形定位，對應三種不同物料。每個穴位都裝有物料感應器，實時反饋倉儲物料狀態。

分揀倉儲模塊

9、視覺系統模塊
（1）工業相機：

功能特性:
支持自動或手動調節增益、曝光時間、LUT 、Gamma 校正等
采用千兆網接口，無中繼情況下，最大傳輸距離可到 100m
兼容 GigE Vision 1.2 協議及 GenlCam 標準，無縫接入第三方軟件平臺
（2）視覺算法平臺：
機器視覺算法平臺集成機器視覺多種算法組件，適用多種應用場景，可快速組合算法，實現對工件或被測物的查找、測量、缺陷檢測等。

視覺算法平臺軟件

（3） SDK 二次開發
SDK 提供兩套接口： C/C++接口和 C#接口，分別為 C/C++接口和 C#接口提供了相應 Demo ，可以參考 Demo 查看接口的使用方法。

SDK 編程開發

10、旋轉倉儲模塊
倉儲由高精密電機驅動，具有旋轉送料功能。具有 8 個貨位，物料層采用卡環結構，方便拆卸，拼裝，設有金屬感應器和光電傳感器，實時反饋倉儲位置和物料狀態。

旋轉倉儲模塊

11、碼垛平臺模塊
碼垛平臺模塊配合旋轉倉儲使用，學生可通過機器人對旋轉倉儲中的物料進行不同的垛型設計和碼垛練習。支持多種垛型，讓學生不僅可以學習機器人在包裝碼垛類應用場景的調試和應用，還可發散思維，發揮創造力，設計新型獨特的工業垛型。

碼垛平臺模塊

12、電氣控制模塊
實訓平臺的電控系統主要采用主流系列 PLC ，配套 7 寸 HMI 觸摸屏。實訓平臺配有可快速插拔的電氣接線面板，功能分區、快速航插設計、文字標注，每個模塊配有獨立的電氣接線盒，可直觀教學電氣接線方法及原理。

觸摸屏控制模塊電氣快插接線盒

以上為高級實訓平臺選配

13、復合機器人
復合機器人采用 SLAM 激光自主導航 AGV 搭載輕型 6 軸協作機械臂，配有視覺系統與末端夾爪工具，可自主工作、無軌導航。平臺支持自建場景地圖應用，可實現工件定位抓取、移動上下料等功能。

復合機器人

14、智能倉儲單元
智能倉儲單元采用單層 4×4 行列立體貨架形式，配有托盤檢測傳感器與二維碼信息檢測標簽，主要用于原料工件與包裝盒工件、成品工件的倉儲管理。

智能倉儲等單元

五、實訓項目

1、平臺基本操作實訓
（1）考培平臺上電
（2）操作面板基本操作
2、機器人基礎實訓
（1）機器人硬件結構認知
（2）機器人安裝與調試實訓
（3）機器人示教控制實訓
（4）機器人 IO 信號控制實訓
（5）機器人在線指令編程
（6）機器人拖動示教控制
3、電氣基礎實訓
（1）西門子 1200plc 及博圖軟件
（2）威綸通觸摸屏及 EBpro 軟件
（3）傳感器的原理及實訓
（4）氣缸與電磁閥實訓
（5）伺服電機與編程控制實訓
4、視覺基礎實訓
（1）認知視覺硬件及軟件
（2）硬件的連接與通訊
（3）圖像采集

（4）視覺定位
（5）視覺標定
（6）條形碼與二維碼識別
（7）字符定位與識別
（8）幾何測量
5、離線編程仿真實訓
（1）機器人仿真操作
（2）工具設置與控制仿真
（3）零件校準與抓取仿真
（4）軌跡編輯與規劃仿真
（5）工作站系統建模仿真
6、腳本開發與二次編程
（1）機器人腳本編程開發
（2）python 編程與機器人控制
（3）基于 SDK 的 C 編程機器人運動控制
（4）機器人狀態信息遠程采集與運維監控
7、綜合實訓案例
（1）電氣系統的連接
（2）PLC 電氣控制程序
（3）基于考培平臺的搬運、裝配行業案例
（4）基于考培平臺的搬運、碼垛行業案例
（5）基于機器視覺的上下料行業案例
（6）基于視覺的工件分揀行業案例

六、配置及參數

序號	名稱	參數	數量
1	協作機器人	（1）協作機器人本體：最大負載：5kg 機械臂重量：24kg 自重負載比：＜4.8 自由度：6 自由度重復定位精度：±0.02mm 工作半徑：880mm 工具端線速度：≤2.8m/s 通訊接口：CAN 總線接口連接控制柜電纜長度：5m 供電電源：48VDC 功耗：普通功耗下約為 960W 外殼材料：鋁合金工作環境溫度：0~40℃ 工作環境濕度：25~85%（無冷凝）防護等級：IP54 J1 軸運動范圍：±175° J2 軸運動范圍：±175° J3 軸運動范圍：±175° J4 軸運動范圍：±175° J5 軸運動范圍：±175° J6 軸運動范圍：±175° J1-J3 最大速度：150°/s J4-J6 最大速度：180°/s 工具端數字量輸入：4 路（可配）工具端數字量輸出：4 路（可配）工具端模擬量輸入：2 路工具端電源輸出：0V/12V/24V（可配）工具端電流輸出：0.8A 電控箱：尺寸（長寬高）：380mm ×350mm ×240mm 重量：20kg 示教器連接電纜長度：4m 通訊接口：以太網，ModBus-RS485 ，TCP 供電電源：100~240VAC ， 50~60Hz 防護等級：IP43 數字量輸入：24 路數字量輸出：16 路模擬量輸入：3 路模擬量輸出：4 路電源輸出：24V 電流輸出：3A （2）示教器：尺寸（長寬高）：355mm ×235mm ×54mm 重量：1.8kg 顯示屏：12’電阻式液晶觸控屏，彩色功能按鈕：開關機按鈕、緊急停止按鈕、力控按鈕防護等級：IP43 （3）機器人功能：可通過示教器對機器人動作進行示教和在線編程，同時支持拖動示教；具有碰撞防護功能，提供10個等級的碰撞防護等級，機器人檢測到碰撞后自動停止；支持多種平臺 SDK 二次開發，支持 Linux 下 C++編程、Lua 腳本語言編程、Windows VC++ 、Python 腳本編程、QT 跨平臺編程開發；	1 套
2	機器人工作臺	整體尺寸：1500mm ×1200mm ×855mm （可拆分成兩個平臺）拆分尺寸：1500mm ×600mm ×855mm 整體結構：鋁型材框架，鑲嵌白色鈑金護板前后采用可視化開門設計，便于設備安裝和展示顏色：白色鈑金噴漆+鋁型材原色地腳：8 個福馬輪，單只福馬輪承重 300kg 功能：工作臺平面為功能模塊提供標準快插拔式電源、氣源、通訊接口，柔性固定卡槽，支持各模塊自定義位置，手擰螺栓固定，可實現無工具快速拆裝工作臺柜體為電氣繼電板，機器人控制柜，壓縮空氣站，功能模塊等提供放置空間，分布合理，操作方便。	1 套
3	軌跡標定模塊	尺寸：380mm ×260mm ×192mm 材料：鋁合金和 2020 鋁型材表面處理：鋁合金銀白氧化處理功能：工具標定尖端、工具坐標系建立直線、曲線、圓弧等平面軌跡示教功能支持可更換示教軌跡，不同角度斜面示教，白板筆直接示教，方便軌跡校對，可擦除，重復使用	1 套
4	快換工具模塊	（1）工具支架：材質：鋁合金、2020 鋁型材表面處理：鋁合金銀白氧化處理承載快換數量：4 個具有光電感應器，實時反饋工具快換工具狀態（2）工具快換裝置：快換類型：自動氣動型機器人側：數量：1個承載重量：5kg （max）氣源通路：6 路通訊接口：12 路重量：250g 夾具側：規格：數量：4 個承載重量：5kg （max）氣源通路：6 路通訊接口：12 路重量：115g 電動夾爪末端：數量：1 套氣缸缸徑：20mm 運動方式：往復型復動行程：10.4mm 重復定位精度：0.02mm （3）白板筆書寫末端：數量：1 套固定方式：頂針固定式，可快速更換（4）模擬焊槍末端：材質：鋁合金外形：120°尖端彎曲，模擬真實焊槍（5）真空吸盤手爪末端：吸盤數量：1 個吸盤類型：φ13mm ，風琴式吸盤桿：不可旋轉，緩沖行程6mm，頭部可安裝10mm、13mm、16mm不同規格吸盤。	1 套
5	裝配倉儲模塊	尺寸：260mm ×260mm ×350mm 倉儲材質：不銹鋼、鋁合金、鋁型材倉儲類型：雙井式、彈出式，支持存儲兩種不同物料彈出氣缸行程：60mm （復動行程）	1 套
6	裝配定位模塊	尺寸：260mm ×260mm ×192mm 材料：鋁合金、2020 鋁型材定位方向：X、Y雙向定位方式：氣缸定位定位狀態：磁性感應器	1 套
7	分揀輸送線模塊	尺寸：680mm ×106mm ×360mm 輸送線類型：PVC 加厚全皮帶有效傳送距離：420mm 有效皮帶寬度：60mm 驅動方式：伺服電機工作電壓：220V 額定轉速：3000rpm 編碼器形式：20-bit（增量型）額定功率：100W 送料形式：滑臺式自動隨機滑落	1 套
8	分揀倉儲模塊	尺寸：260mm ×260mm ×192mm 材料：鋁合金、2020 鋁型材表面處理：鋁合金銀白氧化處理貨位：9個，每個貨位帶有光電感應器	1 套
9	視覺系統	（1）工業相機：類型：600萬彩色傳感器類型：CMOS，卷簾快門分辨率：3072×2048 快門模式：支持自動曝光、手動曝光、一鍵曝光模式黑白/彩色：彩色鏡像：支持水平鏡像緩存容量：128MB 數據接口：GigE 數字 I/O： 6-pin Hirose接頭提供供電和I/O 供電：電壓范圍 5~ 15VDC，支持PoE供電功耗：＜3.5W@12VDC 鏡頭接口：C-Mount 重量：約68g （2）鏡頭：焦距：16mm F 數：F2.8~F16 像面尺寸：Φ9mm(1/1.8") 最近攝距：0. 1m 光圈操作方式：手動（鎖緊結構）聚焦操作方式：手動（鎖緊結構）接口：C-Mount 外形尺寸：Φ29×33. 12mm 重量：53g 工作溫度：- 10~50℃ （3）視覺算法平臺：集成機器視覺多種算法組件，適用多種應用場景，可快速組合算法，實現對工件或被測物的查找、測量、缺陷檢測等。擁有強大的視覺分析工具庫，包括采集、定位、測量、識別、標定、圖像處理、顏色處理、缺陷檢測、邏輯工具和通信等工具可簡單靈活的搭建機器視覺應用方案。采集：分為相機數據采集、本地圖像采集和存儲圖像。定位、測量、識別、深度學習、標定、圖像處理、顏色處理、缺陷檢測、邏輯工具等模塊都屬于視覺處理工具，可以依據方案需求來選擇相應的算法模塊組合使用。通信：有 IO 通信、ModBus 協議通信和 PLC 通信，IO 通信僅支持我司視覺控制器使用。通過通信管理、數據隊列等可以接受、發送信息。支持TCP客戶端、TCP服務端、UDP、串口功能豐富、性能穩定、用戶操作界面友好。	1 套
10	旋轉倉儲模塊	尺寸：260mm ×260mm ×248mm 材料：鋁合金、尼龍、2020 鋁型材表面處理：鋁合金銀白氧化處理貨位數量：單層，共 8 個定位方式：仿形定位，卡扣設計可更換定位板，擴展適用多種物料旋轉動力：電機伺服電機工作電壓：220V 額定轉速：3000rpm 編碼器形式：20-bit （增量型）額定功率：100W 感應方式：具有倉儲位置感應器和物料有無感應器，實現實時控制和監控倉儲狀態	1 套
11	碼垛平臺模塊	尺寸：260mm ×260mm ×192mm 材料：鋁合金、2020 鋁型材表面處理：鋁合金銀白氧化處理采用碼垛棧板平面設計，支持多種垛型	1 套
12	電氣控制模塊	人機交互觸摸屏尺寸：7 寸分辨率：1024×600 觸摸屏：電阻式輸入電壓：24±20%VDC 內存：128M 背光燈：LED 串行接口：COM1(RS232) ，COM2(RS485) 產品認證：CE/FCC 防護等級：IP65（前面板）電磁兼容（工業三級）繼電板：650mm ×525mm，厚1.5mm 直流電源2個：24VDC，2.2A/4.5A 帶有安全斷路器，繼電器，短接排等電氣元件 PLC 可編程控制器：輸入點數：32 個輸出點數：32 個裝載存儲器內存：4MB 編程語言：LAD，FBD，STL，SCL，GRAPH 額定電源電壓：DC 24V 集成 PROFINET接口，用于編程、HMI 通信和PLC間的通信；支持10/100Mbit/s 的數據傳輸速率通信協議支持：PROFINET、TCP/IP、SNMP、DCP、LLDP、ISO-on-TCP、 UDP、Modbus、S7 等通信協議，PROFIBUS、AS 接口通信擴展可支持快插拔式平臺電控面板：平臺將所有設備的通訊接線端根據模塊功能統一轉接至平臺平面，通過航插線纜實現電氣接口模塊與各功能模塊之間的電氣連接與信息傳輸。航插線纜兩端均可實現快速插拔。	1 套
13	復合機器人	機械臂：6 軸輕型協作機器人自重：40KG 水平載重：≥100KG 尺寸：（長寬高）540×420×295mm 外設：平臺板載視覺系統與電動夾爪工作環境溫度：5至40℃ 工作環境相對濕度：5至90%（無結露）防護等級：≥IP20 能源系統：24V 智能鋰電池工作時長：≥9 小時驅動方式：低精度直流電壓轉彎半徑：0mm 末端定位精度：≤+/-20mm 自動避讓啟動距離：1m 跨越間隙：≤15mm 跨越高度：≥15mm 通信接口：I/O、RS-232 通信接口無線網絡：自建基站或 WIFI 指示燈：LED 動態顯示	1 套
14	智能倉儲單元	貨位數量：4 行×4 列 16 個貨位整體尺寸：1640×400×1800mm 貨位傳感器：光電式、二維碼材料：鋁型材托盤：尼龍塑料定制	1 套
15	視頻監控	成像器件：CMOS 有效像素：400 萬鏡頭參數：2.8-6mm，2 倍光學變倍電子快門：1-1/10000 秒壓縮格式：視頻壓縮： H.265/H.264/MJPEG 音頻壓縮：G.711alaw/G.711ulaw/G.722/G.726/MP2L2/AAC/PCM 視頻幀率：2560×1440 網絡接口：內置 RJ45 網口，支持 10M/100M 網絡數據控制接口：內置 Micro SD 卡插槽，支持 Micro SD/SDHC/SDXC 卡（最大支持 128G），可支持手動錄像/報警錄像持軟件集成的開放式 API，支持標準協議(ONVIF、PSIA、CGI)、支持海康 SDK 和第三方管理平臺接入、支持GB/T28181協議、支持E家協議、支持云平臺接入電源電壓：DC 12V 安裝方式：支架吊裝	1 套
16	空氣壓縮機	小型靜音空氣壓縮機匹配功率：800W 額定壓力：0.7Mpa 儲氣容量：30L 容積流量：60L/min 整機重量：19kg 外形尺寸：54cm ×29cm ×57cm	1 套
17	實訓教學資源	提供機器人技術課程資源及真實項目案例包，教學大綱，教學 PPT，教學實訓指導手冊	1 套

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