LG-BCF02型工業機器人教學系統

一、LG-BCF02型工業機器人教學系統簡介

LG-BCF02型工業機器人教學系統是在高校多年機器人教學、實驗基礎上研制成功的。由機器人工作站和機器人本體構成，機器人本體可根據客戶需求，選用ABB和安川兩種六軸工業機器人，系統均涵蓋工業機器人工作站的搭建、機器人基本操作、機器人示教器的認知、機器人通訊、機器視覺、機器人碼垛作業、機器人搬運作業、機器人焊接打磨作業、機器人裝配作業、機器人視覺分揀等一系列實際應用技術。可作為高等院校、職業技術學院、職業培訓機構機器人系統教學、培訓的輔助工具。

二、系統優勢

1．LG-BCF02型 工業機器人教學系統采用雙軸單座變位機，通過工作臺的翻轉和回轉使固定在變位機上的工件實現焊接、裝配兩種功能。具有高精度、高性價比、結構精巧、安全可控等特點；

2．快換卡具的設計使機器人實現了一機多用的功能（上下料、焊接打磨、碼垛、搬運、裝配、視覺分揀等），節省了機器人的成本。每個卡具都有兩個定位點，從而實現了快換的精確定位；

3．視覺系統采用普通工業數字相機，采用了Labview開發平臺，并調用NI的圖像工具包進行開發。該方案具有開發周期短，維護較容易等特點可教會學生自己編寫代碼進行圖像采集、圖像處理等，完成更多的任務要求，具有更好的靈活性與性價比；

4．擁有完善的工業機器人教學體系，每套教學系統均配備了詳細的教學實訓指南，該教材由中國電子學會嵌入式系統與機器人分會聯合編制；

三、系統組成

LG-BCF02型 工業機器人教學系統由工業機器人本體、機器人控制柜及示教器、機器人工作臺、上位機、觸摸屏、氣路系統、空氣壓縮機、電控系統、視覺系統、變頻調速皮帶輸送機、變位機、分揀平臺、碼垛平臺、快速交換卡具、自動上料系統組成。
四、配置及參數

序號	項目名稱		規格參數
1	工業機器人教學系統		★包括工業機器人本體、工業機器人控制器和工業機器人示教器,以上三部分需同廠家原廠配套,機器人本體和其他單元（如上料機構、變位機、快換系統等）配合負責完成搬運、碼垛、裝配、模擬焊接、打磨、視覺分揀等各項實訓內容。
	工業機器人本體		★ABB 120 串聯工業機器人
	安裝方式		地面、懸掛、傾斜
	本體顏色		石墨白
	*大臂展半徑		580mm
	驅動方式		交流伺服驅動
	防護要求		IP30
	軸數		6
	重復定位精度		額定負載時≤±0.02mm
	特性		集成信號源手腕設10路信號集成氣源手腕設4路空氣[5x105Pa(5bar)]
	各軸操作范圍	回轉	+165°至-165°
		立臂	+110°至-110°
		橫臂	+70° 至-90°
		腕	+160°至-160°
		腕擺	+120°至-120°
		腕轉	+400°至-400°
	各軸*大速度	回轉	250°/s
		立臂	250°/s
		橫臂	250°/s
		腕	320°/s
		腕擺	320°/s
		腕轉	420°/s
	可搬重量（公斤）		3kg
	手臂內置接線		手臂內置配線≥40
	機器人本體自重（公斤）		25kg
	機器人底座尺寸		180mmX180mm
	作業溫度		5°C～45°C
	*大濕度		80%，不得結露
	*大噪音（分貝）		★≤70dB(A)
	TCP*大速度		6.2m/s
	TCP*大加速度		28m/s2
	加速時間		0.07s（0~1m/s）
	★執行標準		1.EN ISO 12100 -1 2.EN ISO 12100 -2 3.EN ISO 13849-1 4.EN ISO 13850 5.EN ISO 10218-1i 6.EN ISO 9787 7.EN ISO 9283 8.EN ISO 14644-1ii 9.EN ISO 13732-1 10.EN IEC 61000-6-4 11.EN IEC 61000-6-2 12.EN IEC 60974-1iii 13.EN IEC 60974-10iii 14.EN IEC 60204-1 15.IEC 60529 16.EN 614-1 17.EN 574 18.EN 953 19.ANSI/RIA R15.06
2	緊湊型控制柜	型號	★ABB IRC5-C
		尺寸（毫米）	449442310(mm)
		環境溫度	0°C ～ 45°C
		*大濕度	95%
		控制硬件	多處理器系統
			PCI 總線
			奔騰CPU、大容量閃存
			20sUPS 備份電源
		控制軟件	BaseWare 機器人操作系統
			編程語言：RAPID
			文本格式：PC-DOS
		電源	單相220V，50-60Hz
		額定功率	4KVA(變壓器容量)
		防護等級	IP30
		操作面板	安裝在控制柜上
		編程單元	便攜式示教器，具備操縱桿和鍵盤、彩色觸摸式顯示、具中、英文菜單選項。
		安全性	緊急停止，自動模式停止，測試模式停止等
		輸入輸出	數字式直流24V輸入輸出板
		接口	★具備PC-Interface接口，可實現機器人與計算機通訊
3	示教器		圖形化彩色觸摸屏
			操縱桿
			★熱插拔，運行時可插拔
			12鍵薄膜鍵盤
			支持USB存儲器
			防護等級IP54
			緊急停機
4	可移動式操作臺		工作臺需包含觸摸屏、上料系統、機器人底座、機器人本體、機器人示教器、變位機系統、快換系統、工件、碼垛平臺、分揀平臺、下料系統、機器視覺系統等
			尺寸：18001200900（mm）
			材料：鋁型材
			夾具支架：鋁型材與鋁板。尺寸：480120312
			碼垛平臺：鋁板。尺寸：30030020
			機器人底座：45號鋼。尺寸：30035020
			相機支架：鋁型材及Q235機加件。總高度650mm，臂長350mm
			腳輪：底部裝有腳輪可以使平臺方便移動，同時可以將腳輪底部的固定支撐頂起使腳輪離地以便使平臺方便的固定在地面上。
5	供氣系統		供氣系統由氣泵、調壓閥、空氣過濾器、電磁閥、旋鈕式調壓閥、真空發生器、手閥、壓力傳感器等構成。
5	供氣系統		氣泵：30L無油靜音空壓機電壓：220V 功率：600W 轉速：1440r/min 排氣量：110L/min 排氣壓力：0.8MPa 氣缸容量：30L 重量：20KG 尺寸：500250560（mm）
6	PLC模塊		型號：FX3U-48MT 電源電壓：AC100~240V 電源電壓允許范圍：AC85~264V 額定頻率：50/60Hz 允許瞬時停電時間：對l0ms以下的瞬時停電會繼續運行。電源電壓為AC200V的系統時，可以通過用戶程序，可在10~100ms之間更改。電源保險絲：250V 5A 沖擊電流：大30A 5ms以下/AC100V,大65A 5ms以下/AC200V 消耗功率：40W DC24V供給電源：600mA以下 DC5V內置電源：500mA以下輸入形式：漏型/源型輸入點數：24 輸入連接方式：AC電源型：DC24V ±10% DC電源型：DC16.8~28.8V 輸入阻抗：X000~X005(3.9K惟) X006~X007(3.3K惟) 輸入信號電流：X000~X005(6mA/DC24V) X006~X007(7mA/DC24V) ON輸入感應電流：X000~X005(3.5mA以上) X006~X007(4.5mA以上) OFF輸入感應電流：1.5mA以下輸入信號形式：無電壓觸點輸入漏型輸入時：NPN開集電極型晶體管源型輸入時：PNP開集電極型晶體管輸入回路隔離：光耦隔離輸入動作的顯示：光耦驅動時面板上的LED燈亮輸出種類：晶體管/漏型輸出輸出點數：24 輸出的連接方式：拆裝式端子排（M3螺絲）外部電源：DC5~30V 大電阻負載：0.5A/1點每個公共端的合計負載電流如下輸入1點/1個公共端：0.5A以下輸入4點/1個公共端：0.8A以下輸入8點/1個公共端：1.6A以下大感性負載：12W/DC24V 每個公共端的合計負載電流如下輸出1點/1個公共端：12W/DC24V 輸出4點/1個公共端：19.2W/DC24V 輸出8點/1個公共端：38.4W/DC24V 開路漏電流：0.1mA以下/DC30V ON電壓：1.5V以下 OFF->ON響應時間:Y000~Y002:5μs以下/l0mA以上(DC5~24V)；Y003以后:0.2ms以下/200mA以上(DC24V) ON->OFF響應時間:Y000~Y002 :55s以下/10OmA以上(DC5-24V)；Y003以后:0.2ms以下/200mA以上(DC24V) 回路隔離：光耦隔離輸出動作的顯示：光耦驅動時面板上的LED燈亮外形尺寸WHD[mm]：1828690
7	HMI		顯示器：7” TFT 分辨率：800 x 480 亮度：350 對比度：500:1 背光類型：LED 背光壽命：>30000小時顯示色彩：65536 類型：4線電阻式觸控精度：動作區長度(X)±2%, 寬度(Y)±2%。 Flash儲存器(MB)：128 DRAM(MB):64 I/O接口：USB Host，串行接口（COM1 RS232，COM2 RS485 2W/4W）處理器：32Bit RISC CPU 400MHz 萬年歷：內置輸入電源：24±20%VDC ；功耗：350mA@24V；耐電壓：500VAC（1分鐘）；絕緣阻抗：超過50MW@500VDC；耐震動：10 to 20Hz（X,Y,Z方向2G 30分鐘）；外殼材料：工程塑料；外形尺寸 WxHxD：200.4 x 146.5 x 34mm ；開孔尺寸：192 x 138mm；重量：約0.52kg；防護等級：IP65 前面板防護；儲存環境溫度：-20° ~ 60°C (-4° ~ 140°F) ；使用環境溫度：0° ~50°C(32° ~122°F)；使用環境濕度：10% ~ 90% RH (無冷凝) ；認證：符合CE認證標準。
8	工業機器人底座		底座材料45鋼鍍鉻。
			采用較重材料，螺栓緊固，保證機器人的運行安全。
			底座尺寸30035020
9	快換夾具		★采用國際知名品牌
			★采用氣動元件驅動，重復精度±0.01mm
			總體尺寸：480120312（mm）
			結構件材料鋁合金，氧化處理
			★提供4種可夾持工具，包括焊接工具、真空吸盤工具、氣動夾持工具及備用機械手
			★可實現快速更換夾持工具
10	變位機模塊		★采用雙軸單座變位機，可通過變位機實現焊接、打磨和裝配功能
			★通過變位機的回轉和翻轉，對固定在變位機底座上的工件進行模擬焊接
			★通過機器人與變位機的配合，將工件裝配到變位機底座上
			★重復定位精度：0.02 mm
			材料：鋁合金、鍍鋅鋼板及不銹鋼材料
			尺寸：290200310（mm）
11	工件		焊接工件：鋁桶材料：鋁合金尺寸：φ87*101 顏色：銀灰色數量：4個
			碼垛工件：亞克力塊（分黑、紅、藍三種顏色）
			分揀工件：亞克力塊（按顏色進行分揀）
			搬運工件：鋁桶（氣動夾爪夾持搬運）
			打磨工件：鋁桶
			裝配工件：鋁桶（由機器人氣動夾具夾持將鋁桶安裝到變位機上）
12	TCP標定尖錐		不銹鋼
			功能：機器人工具中心點定位
			尺寸：φ12*45mm
13	上料模塊		尺寸：235150227（mm）
			材質：不銹鋼、鋁合金
			驅動形式：氣壓傳動
			功能：能準確的將材料推送致上料傳送帶
14	下料模塊		包含物料導槽，導槽定位板等
			由氣動真空吸盤從物料導槽中吸取實現下料
			材質：亞克力、不銹鋼板
			尺寸：28035010（mm）
15	輸送系統		尺寸：150028080（mm）
15	輸送系統		用4080線體專用鋁型材做框架，普通輸送帶傳送，輸送帶寬度200mm。電機采用220V 60W減速電機配鏈輪傳動，調速器調速，速度在0-20m/min 之間連續可調。
16	碼垛模塊		★包含自動上料裝置，采用TR型雙軸氣缸驅動，缸徑10mm，行程80mm。該氣缸導向性能好，使機構簡單運行可靠。
			★真空吸附裝置，包括快換、吸盤支架及真空吸盤。可以從傳送帶上吸取亞克力材料并搬運到碼垛板上進行碼垛。
			碼垛板為鋁合金材料，在碼垛板上亞克力塊可按照預先設定的程序進行碼垛
			碼垛平臺即為鋁合金碼垛板
17	搬運模塊		工件數量：4個
			工件尺寸：φ87*101
			工件材料：鋁合金
			卡具：四爪手指氣缸及相關連接夾具。行程：6毫米。長度：40毫米。使用壓力：0.1-1.0MPA。卡爪材料：不銹鋼尺寸：80288（mm）
18	模擬焊接模塊		夾具：鋁制基座，不銹鋼焊槍參數：φ5070 材質：不銹鋼尺寸：φ2085
18	模擬焊接模塊		★功能：與變位機配合實現模擬焊接 ★機器人模擬動態跟蹤三維弧形曲線
19	模擬打磨模塊		夾具：鋁制基座，不銹鋼焊槍參數：φ5070 材質：不銹鋼尺寸：φ2085
19	模擬打磨模塊		★用類似磨頭的工具沿工件內倒角和外倒角模擬打磨操作
20	裝配模塊		★將工件裝配到變位機底座上（需將工件通過螺紋固定在變位機底座上）
20	裝配模塊		材料：鋁合金尺寸：φ87*101 螺紋參數：M30X2
21	★視覺分揀模塊		由上料模塊、輸送系統、支架、視覺系統和下料模塊組成。
			自動上料裝置，采用TR型雙軸氣缸驅動，缸徑10mm，行程80mm。該氣缸導向性能好，使機構簡單運行可靠。
			輸送系統，可實現物料傳送。尺寸：150028080 用4080線體專用鋁型材做框架，普通輸送帶傳送，輸送帶寬度200mm。電機采用220V 60W減速電機配鏈輪傳動，調速器調速，速度在0-20m/min 之間連續可調。
			由普通數字工業相機進行圖像采集，需有開發平臺，并可以用圖形化語言進行二次開發，進行圖像處理識別工件，可實現機器人與PC通訊，將數據輸出給機器人，機器人抓取工件完成分揀
			相機要求：130萬像素、幀率60fps、接口Gige、帶外部觸發、彩色相機
22	★工業機器人教學系統開發平臺		軟著：工業機器人教學系統v1.0 軟件開發平臺，通過先進的案例式教學模式，通俗易懂的編程控制界面，開發制作適合教學的仿真資源包。
			開發平臺中需提供教學系統中所有三維圖，如操作臺、機器人本體、控制柜、示教器、上下料模塊、變位機、快換夾具、輸送系統、視覺系統、供氣系統、工件、HMI等。所有三維圖需按照真實工作站1:1繪制。
			平臺需支持3D技術，可支持其它3D系統的模型文件導入，且具有平移、旋轉、縮放等功能。
			平臺中可利用實體模型生成運動軌跡
			平臺的資源包中需包含碰撞檢測、工業機器人可達性、自動伸展能力等功能
			平臺中可實現多種機器人操作模式切換
			提供仿真教學源文件，實現將工業機器人工作站的動作仿真，如搬運、碼垛、焊接、打磨、視覺分揀等工藝仿真，并可導出仿真動畫，方便學習使用。
			開標現場需提供仿真教學源文件，及相關3D模型包。
23	★配套課程和教學資源包		投標人提供本方案中所有配置的工業機器人教學系統的配套課程體系，內容包括教材、教學資源包、課程標準、開課方案、學生技能培養方案等，該教材與本方案中提供的各種機器人實訓工作站系統要配套使用，便于教學和實訓；該課程體系由必要的理論講解、工作站實訓案例等組成，有完整的課時配備，該課程體系能夠和采購人現有人才培養方案對接該課程體系需配備與之對應的教學資源包，便于教學和實訓，課程資源包需包含詳細的實訓指導書（做到零基礎學生也能學會，其中所有程序代碼全部開放）、文檔、圖片、PPT、視頻、習題、虛擬仿真內容等
24	計算機（選配）		用于與機器人進行通訊和視覺的二次開發
24	計算機（選配）		配置要求： CPU：i5以上內存：8G 顯卡：GTX 670以上網卡：Intel千兆網卡，支持Gigevision協議，帶巨型幀（可設置為9KB或16KB）屏幕分辨率：1920*1080
25	大賽視覺引導模塊（選配）		由標定板、料盤、工件、相機支架、標準模塊中的視覺系統和下料模塊組成。標定板：用于相機標定和手眼標定，標定板大小為相機視野大小。料盤：白色料盤，用于放置工件。尺寸：300*220（mm）工件：材質：亞克力尺寸：φ35mm
26	大賽軌跡板模塊（選配）		尺寸：250X250X50 材料：尼龍、鋁合金
			由直線、圓弧組成狹縫型軌跡
			機器手夾持軟金屬線
			由示教人員操作金屬線在狹縫中模仿軌跡運動
27	配套課本及資源支持（樣書）		《工業機器人程序設計與實踐》《工業機器人視覺技術》（待出版）依托博創智聯公司的機器人設備，課本對機器人設備與機器人技術進行了深入淺出的講解。通常，工業機器人的操作編程只能依靠機器人企業的培訓和產品手冊，極度缺乏系統學習和相關知識技能點指導。雖然市面上有一些關于工業機器人方面的教材，但普遍偏向于理論和研究，適合高等院校教學的教材尚為空白。因此開發適合職業教育特點的教材是當前開展工業機器人技術專業人才培養急需解決的問題。課本集合了工業機器人技術專業教學資源庫建設成果，教材編寫組由學校一線教師、中國電子學會嵌入式系統與機器人分會組成。

上一篇：LG-RAI02型工業機器人與視覺實訓平臺
下一篇：LG-BCHJ02型工業焊接機器人實訓平臺

LG-BCF02型 工業機器人教學系統

一、LG-BCF02型 工業機器人教學系統簡介

LG-BCF02型工業機器人教學系統

一、LG-BCF02型工業機器人教學系統簡介