LG-RCZ02型工業機器人拆裝綜合實訓系統

LG-RCZ02型工業機器人拆裝綜合實訓系統包括了工業機器人機械拆裝實訓工作站、工業機器人電氣控制拆裝實訓平臺、工業機器人裝調與維修仿真系統三部分組成，機械部分采用真實工業機器人，真實機械元件，真實電機電纜，保證此類機型與生產一線機型一致，然后將拆卸的螺絲，接口，卡槽等連接部位進行特殊設計，以保證能夠多次重復拆卸與安裝零件。在這個工作站中包含針對工業機器人諧波減速器的檢測軟件，以保證設備重新安裝后調試成功。在電氣拆裝實訓平臺中需能夠掛放所有機器人控制柜里面的各大模塊，并清晰體現機器人集成板的電氣原理，能夠方便學員對機器人控制柜內部結構、電氣原理及電氣故障檢測進行了解、學習。
一、工業機器人機械拆裝實訓工作站功能要求：
（一）工業機器人本體
輕量型機器人,適用于做繼續拆裝實訓。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，安裝方式可以選擇地面安裝、掛裝、倒裝。工業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、工業機器人技術參數：
（1）自由度：6自由度
（2）驅動方式：AC全伺服電機驅動
（3）負載能力：額定3KG
（4）最大5 KG
（5）重復定位精度： ±0.05mm
（6）每軸運動范圍：
關節1 ±170°
關節2 ±110°
關節3   +40°/-200°
關節4   ±185°
關節5   ±120°
關節6   ±360°
（7）每軸運動速度
關節1 370°/s
關節2 370°/s
關節3 430°/s
關節4 300°/s
關節5 460°/s
關節6 600°/s
（8）最大扭矩：
關節5   35Nm
關節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
（二）機械拆裝平臺
1、機械平臺主要用于機器人本體1-6軸的拆裝實訓。
2、平臺分為兩部分：一部分為機器人本體拆裝實訓區域，一部分為拆裝好定位及精度調試區域。
3、由鋁型材搭建，尺寸約：長1.2米，寬1米。
4、配置碼垛及軌跡兩套實訓模塊，用于拆裝后的定位及、精度調試。
5、設有內層抽屜收納。拆裝后將機器人零部件，減速機，伺服電機等放入相對應的槽中，這樣更加有利于同學們記憶機器人的結構組成，從而達到拆裝工作站的建設目的。
6、含工具車一臺。
二、工業機器人電氣拆裝實訓系統

（參考圖所示）

（一）控制系統要求：
工業機器人控制系統采用國際流行的開放式軟硬件平臺。配以自主研發的專用多軸運動控制卡、數據采集卡及機器人專用端子和安全接口；模塊化的軟件設計，針對不同的本體結構、應用行業、功能等。可實現垂直多關節串聯機器人、垂直多關節平行四邊形機器人、垂直多關節L形手腕機器人、垂直多關節球形手腕機器人、極坐標機器人、多軸專用機械等多類機器人的控制；應用在搬運、焊接、噴涂、碼垛、切割、拋光打磨等領域。標準的計算機總線可擴展現場總線、機器視覺系統等。
（二）系統技術要求：
1、優化結構算法，適應多種結構形式的本體控制。
2、模塊化功能設置，適應多種應用場合。
3、8軸控制，可實現外部軸（行走軸、變位機）的控制。
4、改進性機算機總線連接方式，確保可靠性和實用性。
5、開放式結構，同步國際水平、方便功能擴展。
6、軟件PLC功能，方便邏輯控制。
7、工藝功能，簡化編程操作簡便。
8、適配EtherCAT伺服。
9、安全模塊，確保機器人安全生產。
（三）技術指標：
1、用戶儲存空間：200M
★2、示教盒：8寸TFT-LCD,鍵盤+觸摸屏,模式選擇開關、安全開關。
3、控制軸數：6+2軸,6個軸本體軸+2個外部軸。
4、接口：數字I/O接口,24路輸入/24路輸出(可擴展)； 4路0-10V模擬量輸出,12位精度；多路編碼器信號接口(位置跟蹤)；機器人專用端子接口,硬限位、防碰撞、維護開關；以太網接口、串行通訊(RS232、485、422)接口。
5、安全模塊：關聯急停、機器人異常信號確保機器人快速停止。
6、控制伺服：絕對、增量型；國產、臺達、安川、三菱、山洋、松下、富士、多摩川。
7、操作模式：示教、再現、遠程。
8、編程方式：示教再現、工藝編程(碼垛、焊接、涂膠、跟蹤、視覺、預約）。
9、運動功能：點到點、直線、圓弧。
10、控制方式：運動、邏輯、工藝、運算。
11、指令系統：位置控制。
12、坐標系統：關節坐標、直角坐標、工具坐標、基座標。
13、軟件：PLC功能梯形圖編輯,5000步。
14、異常檢出功能：急停異常、伺服異常、防碰撞、安全維護、起弧異常、用戶坐標異常、工具坐標異常。
15、結構算法：垂直多關節串聯、垂直多關節平行四邊形、垂直多關節L型手腕等。
16、原點功能。絕對式:電池記憶;增量:開機回零、坐標自動保存。
17、應用：搬運、焊接、噴涂、碼垛、切割、拋光打磨、鍛壓。
18、電源：AC220V±15%50/60Hz200W。
（四）機器人控制器及示教盒技術參數：
1、控制部分構造：開放式。
2、電源：3 相 AC380V(+10%～-15%)， 50/60 Hz。
3、相對濕度：最大 90%。
4、輸入輸出信號：輸入/64，輸出/64。
5、驅動單元: 交流伺服。
6、加減速控制: 軟件伺服控制。
7、接口: RS-232。
8、周邊溫度：0℃～+45℃(運轉時)， -10℃～+60℃(運輸保管時)。
9、控制柜功能說明
（1）具有獨立示教器，坐標系選擇：關節、直角、工具及用戶坐標系。
（2）示教點修改：插入，刪除或修改。
（3）微動操作：可實現。
（4）軌跡確認：單步前進，后退，連續行進。
（5）速度調整：在機器人工作中和停止中均可微調快捷功能：直
接打開功能、多窗口功能。
（6）應用：搬運。
（7）安全措施
a.安全速度設定：可實現 5 級調速(微動、低速、中速、高速、
超高速)。
b.安全開關：三位型，伺服電源僅在中間位置能被接通。
c．用戶報警顯示：能顯示周邊設備報警信息。
d．機械鎖定：對周邊設備進行運行測試(機器人不動作)。
e．門互鎖：只有主電源關閉時，才可開安全門。
f．報警顯示：報警內容及以往報警記錄。
g．輸入/輸出診斷：可模擬輸出編程功能。
（8）編程方式：菜單引導方式。
（9）動作控制：關節運動、直線及圓弧插補、工具姿態。
（10）速度設定功能：百分比設定(關節運動)。
（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行輸入/輸出命令：模擬輸出控制、組方式輸入/輸出處理。
（五）控制系統技術指標
1、主要功能
（1）示教方法：示教再現。
（2）驅動方式：交流伺服驅動。
（3）控制軸數量： 6~8。
（4）位置控制方式： PTP/CP。
（5）速度控制： TCP 恒速控制。
（6）坐標系統：軸坐標，直角坐標，用戶坐標，工具坐標動作。
（7）插補功能：線性插補、圓弧插補。
（8）手動操作速度： 4 段可調。
2、基本參數
（1）噪聲≤70dB。
（2）電源： DC 24V 50HZ。
（3）機器人控制系統、驅動和電機、減速器均為國產自主品牌。
（六）電氣拆裝實訓平臺參數指標
1、鋁型材支架。
2、加工件：鋁合金表面氧化處理；鈑金件表面噴涂處理。
3、模塊展示掛板用鈑金噴塑處理，用于掛機器人控制柜各大模塊。
4、考慮安全性，必須對所有模塊進行保護。
5、參考外形尺寸：長*寬*高≥800mm×400mm×1500mm。
（六）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
(2) 輸入開關監控，輸出開關等數字量控制。
(3) 遠程控制啟停狀態，給定輸出電壓值的。
(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。
★為保證軟件正版，投標時提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書原件備。
三、實驗實訓項目要求
（一）工業機器人機械拆裝實訓工作站開設的實驗內容
1、原理性實驗
（1）多自由度工業機器人機械結構構造
（2）多自由度工業機器人關節結構構造
（3）諧波減速器構造和檢測。
2、應用性實驗：
（1）工業機器人拆卸工具使用；
（2）工業機器人外殼拆卸流程；
（3）工業機器人六軸拆卸步驟
（4）工業機器人電機減速器拆卸步驟
（5）零點坐標標定
（6）機器人關節皮帶輪張力檢測
（二）工業機器人電氣實訓平臺的實驗內容
1、原理性實驗：
（1）多自由度工業機器人驅動系統誤差算法實驗
（2）多自由度工業機器人直線運動軌跡控制底層算法實驗
（3）多自由度工業機器人圓弧運動軌跡控制底層算法實驗
（4）多自由度工業機器人加減速約束控制底層算法實驗
2、應用性實驗：
（1）工業機器人電氣系統模塊分布
（2）工業機器人電源線路走向
（3）工業機器人伺服電機驅動系統
（4）工業機器人驅動反饋調節
（5）工業機器人數字信號接口
（6）工業機器人控制系統故障設置、診斷實訓；
（7）機器人控制柜內部構成及電路圖解析
四、工業機器人裝調與維修仿真系統
（一）軟件教師管理工具具體軟件參數要求
1、專業管理工具
系統包括項目控制、課堂監控、賬號管理、退出系統功能。
2、項目控制
項目管理具備“開放”、“限制”、“跳轉”、“全選”、“上翻頁”、“下翻頁”功能，可控制軟件中每個實驗項目的進入權限，滿足課堂管理。
▲3、強制跳轉
可將學生機正在實訓的實驗項目強制性切換到指定實驗項目，達到課堂教學目的，提供符合上述功能的軟件截圖。
4、項目限制
可進行實驗項目的限制設置，學生不能進入已設置限制的實驗項目，學生只能進入老師指定開放的實訓項目，方便課堂教學。
5、項目開放
可對已限制的實驗項目進行開放設置，開放的實驗項目學生可以自由操作實訓。
6、實時課堂監控
能夠在課堂上實時監控學生當前操作的實訓項目，提高課堂教學效率。
7、重置
能夠對所有考生賬號進行“全部重置”，或對單個考生賬號進行“重置”，無論什么狀態的考生，賬號重置后都能夠重新正常登陸軟件。
8、賬號管理
管理用戶登錄信息，可新增、刪除、編輯用戶信息，支持Excel模板表格導入。
（二）機器人結構認知與拆裝仿真軟件具體軟件參數要求
1、功能展示模塊
（1）獨立型平臺
軟件基于自主研發獨立運行的三維仿真軟件平臺，無需依托任何第三方虛擬環境，機器人所有模型結構，根據工廠實體機器人設備制作，達到虛擬仿真和實際設備1比1對應。
（2）三維操作
三維機器人機構模型及其部件模型能夠任意方向旋轉及視點切換，所有部件都可360度全方位觀看，具有直觀立體，真實互動的效果。
▲（3）8套機器人機構模型
系統提供8套機構模型，其中六軸機器人1套，一軸機構1套，二軸機構1套，三軸機構1套，四軸機構1套，五軸機構1套，六軸機構1套， RV減速器1套。提供符合上述功能的軟件截圖。
（4）項目信息
提供詳細的項目信息說明，學生能夠非常深入地了解各機構的作用，提高學生對機器人機構的認知。
（5）單一零件展示
支持單一零件模型展示，并支持使用鼠標放大縮小、3軸旋轉以及6視圖自由切換。
（6）爆炸圖
所有模型提供爆炸圖展示，能夠一目了然機構內部各部件間的位置結構關系，提高學生對機器人結構的認知。
（7）運動原理
系統提供六軸機器人機構運動原理動畫，直觀展示機器人設備的運動原理，并且運動原理動畫展示時可實現暫停、播放、復位播放功能，非常人性化，非常方便教學。
（8）自動拆裝
系統提供自動拆裝功能，按照六軸機器人拆裝工藝要求自動播放六軸機器人機構的拆裝過程，自動拆裝過程時可實現暫停、播放、恢復功能，方便學習。
（9）手動拆裝
系統提供手動拆裝功能，手動拆裝過程可進行自動判斷拆裝順序及拆裝工具選擇的正確性，并且在手動拆裝模式下，場景中會相應增加工具箱。
（10）拆裝提示
手動拆裝實訓過程中，有零件提示和工具提示，提示是通過零件、工具閃爍方式進行，引導學生不斷往下拆裝模型零件。
▲（11）20種機械拆裝工具
系統提供20種機械拆裝工具：活動扳手、手套、一字螺絲刀、拉馬、平口鉗、膠錘、套筒扳手、拔銷器、勾扳手、外卡鉗、內六角扳手、鐵錘、棘輪扳手、卡盤扳手、梅花扳手、十字螺絲刀、銅棒、內梅花扳手、內卡鉗以及雙頭呆扳手。其中內六角扳手15種型號，包括3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、27mm以及30mm；棘輪扳手5種型號，包括8/9mm、10/11mm、12/13mm、14/15mm以及16/18mm；內梅花扳手9種型號，包括T10、T15、T20、T25、T27、T30、T40、T45以及T50；雙頭呆扳手12種型號，包括T4、T5、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T14、T17、T19、T22；梅花扳手12種型號，包括T4、T5、T7、T8、T9、T10、T11、T12、T14、T17、T19、T22。提供符合上述功能的軟件截圖。
2、功能設計模塊
▲（1）項目新增
可對機器人機構項目進行完全自定義，可自由增加機器人機構項目，兼容任意的Pro/e、UG、3dsmax、solidworks等設計軟件數據模型，以3DS格式為接口導入本系統進行配置。提供符合上述功能的軟件截圖。
（2）開放型設置
可對項目模型零件進行命名、顏色更改、視圖設置、爆炸設置、約束設置、零件簡介設置、運動設置、拆裝設置。
（3）零件加載
軟件提供零件加載功能，能夠分類型一次性加載模型零件，以及設置已加載模型零件的名稱、顏色、透明度等。
（4）視圖設置
能夠設置機器人機構模型的軸承視圖、前視圖、后視圖、左視圖、右視圖、俯視圖。設置時系統提供3個軸（X、Y以及Z軸）每個軸4個角度（0°、90°、180°以及270°）快捷旋轉功能。
（5）爆炸圖設置
軟件提供爆炸圖功能，通過鼠標移動模型零件到合適的位置后，點擊保存按鈕即可成功設置模型的爆炸圖。設置狀態下分別支持模型零件X、Y、Z軸的單軸移動。
▲（6）約束設置
軟件提供約束設置功能，能夠設置模型零件的拆裝順序及拆裝工具，使模型零件的拆裝過程符合機械拆裝工藝要求。提供符合上述功能的軟件截圖。
（7）簡介設置
軟件提供零件簡介設置功能，通過此功能能夠設置對應項目的項目信息（理論知識）。
（8）運動設置
軟件提供原理動畫設置功能，通過設置各個運動模型零件的各種類型動作添加到動畫時間槽上，設置好零件動作的開始及結束時間，即可完成此機構原理動畫的設置。其中的動作設置功能能夠設置軸向運動、狀態定義、零件定位以及攝像機動畫，時間槽配置是進行動作播放順序的安排。
▲（9）拆裝設置
軟件提供拆裝動畫設置功能，能夠設置零件拆裝過程中的拆裝動畫，且一個零件的拆裝動畫可以有本身的多個拆裝動作以及其它零件的拆裝動作，只要把動作添加到時間槽上設置開始和結束時間即可完成此零件的拆裝動畫設置。并且還能夠設置模型零件的自動拆裝過程順序動畫。提供符合上述功能的軟件截圖。
▲（三）投標時提供工業機器人裝調與維修仿真系統軟件著作權證書原件備查。
五、配套資料
1、工業機器人拆裝實訓指導書，至少必須包含有上述原理性和應用性實驗實訓項目；
2、工業機器人電氣系統裝調實訓指導書，至少必須包含有上述原理性和應用性實驗實訓項目；
4、工業機器人裝調與維護操作說明書。
5、工業機器人課程資源
（1）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；
（2）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；
（3）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。
（4）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；
（5）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；
（6）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；
（7）提供汽車生產線工業機器人應用的高清視頻。
6、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。投標時現場演示部分內容。

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