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工業(yè)機(jī)器人機(jī)床上下料實(shí)訓(xùn)平臺

一、產(chǎn)品概述:可作為大專院校、中高職學(xué)生自動化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、機(jī)器人專業(yè)、企業(yè)工程師進(jìn)行機(jī)器人、數(shù)控加工、機(jī)器視覺檢測、材料出入倉庫進(jìn)一體化組建工業(yè) 4.0 智能無人工廠培訓(xùn),提高階段綜合性學(xué)習(xí)

  一、產(chǎn)品概述:

  可作為大專院校、中高職學(xué)生自動化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、機(jī)器人專業(yè)、企業(yè)工程師進(jìn)行機(jī)器人、數(shù)控加工、機(jī)器視覺檢測、材料出入倉庫進(jìn)一體化組建工業(yè) 4.0 智能無人工廠培訓(xùn),提高階段綜合性學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。

  二、產(chǎn)品功能:

  該套系統(tǒng)綜合性強(qiáng):集工業(yè) 6 關(guān)節(jié)自由度機(jī)器人編程、機(jī)器視覺編程、數(shù)控加工編程、傳感器、PLC、單片機(jī)、通訊于一體,將執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)及各專業(yè)學(xué)科有機(jī)結(jié)合;機(jī)器人負(fù)責(zé)數(shù)控機(jī)床的上下料工作;當(dāng)其中一臺數(shù)控車床零件加工完畢后,自動取出,由機(jī)器人送置數(shù)控銑床上加工下一道工序,由機(jī)器人抓取已加工完畢的零件到視覺檢驗區(qū),對加工完整性進(jìn)行視覺檢測,如果符合加工要求的零件,機(jī)器人則取出保存到合格品暫存區(qū),否則,將保存到不合格品暫存區(qū)。學(xué)生在熟練掌握該系統(tǒng)的操作與編程以后,也可以對系統(tǒng)加工的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整或?qū)庸ず蟮暮细癞a(chǎn)品,通過編程由機(jī)器人完成自動裝配等工序。

  三、基本實(shí)訓(xùn)項目1、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)

  2、數(shù)控技術(shù)實(shí)訓(xùn)

  3、機(jī)器人與機(jī)床通訊技術(shù)

  4、機(jī)械結(jié)構(gòu)訓(xùn)練技術(shù)

  5、氣動控制技能培訓(xùn)

  6、故障檢測技術(shù)技能培訓(xùn)

  7、傳感器技術(shù)及應(yīng)用

  8、PLC 編程技術(shù)

  9、機(jī)器視覺檢測技術(shù)

  四、系統(tǒng)主要配置清單

序號

名稱

數(shù)量

型號

1

工業(yè) 6 軸高速機(jī)器人本

1 臺

工作半徑 0.9 米;

 

工作半徑很重要決定了,機(jī)器人能否抓取到工件和放下工件的位置設(shè)計;

負(fù)載 5 公斤;

 

重復(fù)定位精度 正負(fù) 0.025mm; 每個關(guān)節(jié)的運(yùn)動范圍和速度:

關(guān)節(jié) 運(yùn)動范圍 最大速度  1 旋轉(zhuǎn) +170°to-170° 288°/s  2 手臂 +135°to -100° 240°/s

 3 手臂 +70°to -200° 300°/s

 

 4 手腕 +270°to -270° 400°/s

 

 5 彎曲 +130°~ -130° 400°/s

 

 6 翻轉(zhuǎn) +400°~ -400° 600°/s

2

數(shù)控車削加工中心本體

1 臺

CK210-FM 詳細(xì)參數(shù)附后

3

數(shù)控銑削加工中心本體

1 臺

XK200-FM 詳細(xì)參數(shù)附后

4

機(jī)器視覺檢測單元

1 套

由視覺相機(jī)、視覺識別控制器光圈、安裝支架連接電纜等組成。控制器:機(jī)器視覺 Halcon HT-U500C 機(jī)器視覺控制器;相機(jī):500 萬像素;光源:24V 白色 30 度環(huán)形光源。

5

數(shù)控車床原料倉

1 個

CS01

6

數(shù)控車床成品倉

1 個

CS02

7

數(shù)控銑床原料倉

1 個

XS01

8

數(shù)控銑床成品倉

1 個

XS02

9

西門子 PLC 控制器

1 個

6ES7 214-1HG31-0xB0

10

西門子 PLC 擴(kuò)展 IO 模塊

1 個

6ES7 223-1PL30-0xB0

11

威綸通觸摸屏中控臺

1 個

MT8102IP

12

歐姆龍繼電器模組

2 個

BMZ-R1

13

電子手脈

2 個

HLI6

14

車削工業(yè)級數(shù)控系統(tǒng)

1 套

科源 980TB

15

銑削工業(yè)級數(shù)控系統(tǒng)

1 套

科源 980MC 數(shù)控系統(tǒng)

16

6 軸機(jī)器人控制系統(tǒng)

1 套

本體配套

17

機(jī)器人底坐

1 個

XKF01

18

三爪氣動卡盤

1 套

SMC

19

銑床自動夾具

1 套

SH01

20

機(jī)床自動門推拉系統(tǒng)

2 套

KIFL3

21

SMC 平行機(jī)械手夾爪

1 個

MHZL2

22

屏蔽電纜

3 條

 

23

計算機(jī)

1 臺

CPU 系列I7/ 內(nèi)存容量8G /硬盤容量1T /光驅(qū)類型DVD-ROM

/ 顯卡芯片:2G / 音頻系統(tǒng):集成 / (帶串口),配置 USB 鼠標(biāo)鍵盤套裝,顯示器尺寸25 英寸液晶屏。

24

0.6 帕空壓機(jī)

1 臺

靜音型;500W;

25

VR 虛實(shí)一體仿真實(shí)訓(xùn)軟件

1 套

定制;詳細(xì)參數(shù)附后。

  4.1 數(shù)控車床技術(shù)參數(shù):

技術(shù)參數(shù)

 

 

 

特點(diǎn)

使用 220 伏電壓,全封閉加透明有機(jī)玻璃結(jié)構(gòu)、優(yōu)質(zhì)鑄鐵材料鑄造、采用高精度研磨滾珠絲桿;

搭載科源 980TB 工業(yè)面板數(shù)控系統(tǒng);

執(zhí)行國際通用標(biāo)準(zhǔn) G 代碼編程,支持 M 代碼及S 代碼,兼容 FANUC,三菱 G 代碼和多 CAD/CAM 軟件( MasterCAMUG、CAXA 等軟件編程等);

主要加工材料:鋼件、鐵件、銅、鋁合金、PVC 塑料、有機(jī)玻璃等

 

精度

重復(fù)定位精度:0.02mm 定位精度:0.03mm

系統(tǒng)分辨率:0.001mm

 

XZ 軸行程

縱向(X 軸):80 mm

橫向(Z 軸):250 mm

編程軟件

MasterCAM、UGCAXA

主軸轉(zhuǎn)速

100~2000 轉(zhuǎn)/分鐘 (數(shù)控系統(tǒng) G 代碼控制轉(zhuǎn)速)

回轉(zhuǎn)直徑

210mm

直徑

1-60mm

主軸通孔

20mm

工位

 

4 工位

刀架角度/

精度

 

360 °/0.005mm

冷卻系統(tǒng)

水冷

 

主軸/ 尾軸

孔錐度

莫氏 3 /莫氏 2

電子手輪

4 軸三檔電子手輪

數(shù)控系統(tǒng)

科源 980TB 工業(yè)面板數(shù)控系統(tǒng)

主軸功率

500W

使用電源

AC220V/50Hz

凈重/毛重

180/200kg

外型尺寸

1000×700×580mm

包裝尺寸

1100×800×700mm

隨機(jī)配件

冷卻系統(tǒng)、電子手輪、三爪卡盤鑰匙、呆頂尖、內(nèi)六角扳手、油壺、雙頭扳手、卡盤反爪、

外圓端面車刀、機(jī)床硬件說明書、數(shù)控系統(tǒng)編程說明書、數(shù)控系統(tǒng)操作說明書

  4.2 數(shù)控銑床技術(shù)參數(shù):

技術(shù)參數(shù)

 

 

 

主要性能特點(diǎn)

全封閉加透明有機(jī)玻璃結(jié)構(gòu)、優(yōu)質(zhì)鑄鐵材料鑄造、采用高精度研磨滾珠絲桿; 搭載科源 980MC 系統(tǒng);

執(zhí)行國際通用標(biāo)準(zhǔn) G 代碼編程,支持 M 代碼及 S 代碼,兼容 FANUC,三菱 G 代碼和多種 CAD/CAM 軟件( MasterCAMUG、CAXA 等軟件編程等);

主要加工材料:鐵、銅、鋁合金、PVC 塑料、有機(jī)玻璃等

 

精度

重復(fù)定位精度:0.02mm 定位精度:0.03mm

系統(tǒng)分辨率:0.001mm

 

XYZ 軸行程

橫向(X 軸):210mm

縱向(Y 軸):95mm 垂直(Z 軸):200mm

編程軟件

MasterCAM、UG、CAXA

主軸轉(zhuǎn)速

100~3500 轉(zhuǎn)/分鐘 (數(shù)控系統(tǒng) G 代碼控制轉(zhuǎn)速)

工作臺尺寸

400×90mm

最大鉆孔直徑

13mm

最大銑削直徑

16mm

T 型槽尺寸/數(shù)

 

12 mm/3

主軸錐度

MT3

電子手輪

4 軸三檔電子手輪

數(shù)控系統(tǒng)

科源 980MC 數(shù)控系統(tǒng)

主軸功率

350W

使用電源

AC220V/50Hz

凈重/毛重

145/160kg

外型尺寸

845×580×850mm

包裝尺寸

950×680×950mm

隨機(jī)配件

鉆夾頭 1 個、鉆夾頭鑰匙 1 把、鉆夾頭鎖緊螺桿 1 根、T 型螺母 1 套、內(nèi)六角扳手 1

套、雙頭扳手 1 套、油壺 1 個、鉤頭扳手 2 把、頂桿 1 根,保險絲 1 個、平口鉗 1 個、

鉆頭 1 個、單頭扳手 1 把、說明書 2 套、機(jī)床 LED 照明燈、機(jī)床硬件說明書、數(shù)控系

統(tǒng)編程說明書、數(shù)控系統(tǒng)操作說明書

  4.3 VR 虛實(shí)一體仿真實(shí)訓(xùn)軟件:

  虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要方向,是仿真技術(shù)與計算機(jī)圖形學(xué)人機(jī)接口技術(shù)多媒體技術(shù)傳感技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合,是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計算機(jī)生成的、實(shí)時動態(tài)的三維立體逼真圖像。VR 編程虛實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)平臺是基于真實(shí)設(shè)備 1:1 建模開發(fā)并且可以代替真實(shí)機(jī)構(gòu)的一套供學(xué)生學(xué)習(xí)編程及接線的綜合性軟硬件一體化系統(tǒng)。設(shè)備上所有的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)都能在該系統(tǒng)上真實(shí)的以三維立體方式反映出來,與實(shí)物一模一樣。還包含了帶真實(shí)物理屬性的物料和機(jī)構(gòu)。軟件系統(tǒng)中的三維機(jī)構(gòu)及傳感器,通過數(shù)據(jù)采集輸出板卡往外引出接口。學(xué)生可以像控制真實(shí)機(jī)構(gòu)那樣對其接線和編程。接口輸入輸出定義完全開放,由學(xué)生完全自主定義。虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)既能采用純虛擬環(huán)境的操作面板(人機(jī)界面)、 控制器、硬件設(shè)備、傳感器等,所有操作都在仿真系統(tǒng)中通過鼠標(biāo)、鍵盤進(jìn)行操作,又能采用真實(shí)的操作面板(人機(jī)界面)、 真實(shí)的控制器的操作來控制虛擬仿真的硬件設(shè)備、傳感器等。 以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展和適應(yīng)社會需要為宗旨,以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心,通過建設(shè)布局相對合理的國家級、省級和校級實(shí)驗教學(xué)示范中心體系,推動高等學(xué)校實(shí)驗教學(xué)改革和實(shí)驗教學(xué)中心的建設(shè)與發(fā)展,實(shí)現(xiàn)高等教育人才培養(yǎng)水平的整體提升。可以虛擬工業(yè)機(jī)器人、自動化加工柔性生產(chǎn)線等,通過對以上各工位的自動化機(jī)構(gòu)建模、虛實(shí)一體編程,實(shí)現(xiàn)整個自動化過程的虛擬仿真控制。通過軟件系統(tǒng)的虛擬仿真調(diào)試,先對整個系統(tǒng)或某一工位進(jìn)行熟悉和掌握,熟練掌握后再上真實(shí)的機(jī)構(gòu)上進(jìn)行實(shí)驗,有效提高實(shí)驗效率、使真實(shí)設(shè)備得到充分利用,提高設(shè)備經(jīng)濟(jì)投入性價比,解決了設(shè)備少學(xué)員多難以開展實(shí)驗實(shí)訓(xùn)的難題。

  系統(tǒng)特點(diǎn):

  1、形象直觀:三維立體模型設(shè)計,與真實(shí)機(jī)構(gòu)一模一樣,可進(jìn)行縮放、拖動、旋轉(zhuǎn)、恢復(fù)視角等操作。特殊部件進(jìn)行了透 明處理、放大處理、可視化處理、慢動作處理等,相比實(shí)物機(jī)構(gòu)更加形象直觀。

  2、安全可靠:通過三維仿真運(yùn)行,在完成與真實(shí)機(jī)構(gòu)相同實(shí)驗的同時,避免了如人身觸電安全事故、機(jī)械運(yùn)行時碰撞夾手

  等安全事故;沒有設(shè)備長時間運(yùn)行造成的磨損、故障等;沒有學(xué)生誤操作造成的設(shè)備損壞等;是一臺永無故障、永無安全事故的實(shí)驗機(jī)構(gòu)。

  3、擴(kuò)展性強(qiáng):只需通過軟件定義,不需作硬件升級,可根據(jù)學(xué)校的需要擴(kuò)展其他實(shí)驗項目,不需增加硬件成本,不占用實(shí) 驗室空間;并支持學(xué)校進(jìn)行個性化功能定制。

  4、★虛實(shí)完美結(jié)合:仿真軟件系統(tǒng)可硬件連接,可實(shí)現(xiàn)用實(shí)物示教器示教編程控制虛擬的機(jī)械手及控制對像;也可以使用虛擬的示教器控制虛擬的機(jī)械手及控制對像;也可以使用虛擬的示教器控制真實(shí)的機(jī)械手及控制對像,做到虛擬與現(xiàn)實(shí)的無縫對接。通過軟件模擬易于損壞的機(jī)構(gòu),模擬肉眼不方便觀察的現(xiàn)像,模擬具有安全事故風(fēng)險的機(jī)構(gòu)。解決了在純軟件實(shí)驗做完實(shí)驗后無法進(jìn)行真實(shí)的調(diào)試,從沒接觸過任硬件設(shè)備的虛幻感;同時又避免了純硬件模擬實(shí)驗現(xiàn)像的不直觀問題; 避免了純硬件真實(shí)模型實(shí)驗機(jī)構(gòu)成本高、易損壞、不直觀、存在安全事故等問題。做到了虛擬與現(xiàn)實(shí)的完美結(jié)合。

  5、★身臨其境,沉浸式體驗。佩戴上 VR 頭盔則可以進(jìn)入到三維虛擬場景中,觀看設(shè)備運(yùn)行??梢詫υO(shè)備操作,可以在場景中進(jìn)行自由的行走觀看,從各個角度觀看設(shè)備全方位的認(rèn)識和了解設(shè)備的機(jī)構(gòu)和運(yùn)作的原理。

  6、★仿真軟件配置數(shù)據(jù)采集輸入輸出卡,模擬真實(shí)機(jī)器人控制器的 IO 輸入輸出器,可與外部真實(shí)硬件 PLC、單片機(jī)等實(shí)物相連,動手進(jìn)行實(shí)際的連線、編程、調(diào)試,保證實(shí)驗的真實(shí)性和體現(xiàn)感,鍛煉了學(xué)生的動手能力。

  硬件參數(shù):

  1、采用微處理器 AMR 芯片設(shè)計,完成數(shù)據(jù)信號輸出、電平輸入、模擬量輸出、模擬量輸入、脈沖輸出、脈沖輸入等信號。信號經(jīng)光電隔離,有效防止干擾,可靠性好;

  2、★輸出接口掛箱:鋁合金加塑料掛箱殼體,美觀大方;鋁合金氧化面板工藝,通過安全插座將輸入輸出接口線引出到面 板上,面板上標(biāo)記相應(yīng)的端口號,方便學(xué)生自定義靈活接線、靈活實(shí)驗,同時設(shè)置了排線模式接口,可通過排線接口一次性將所有連線與 CPU 快速連接,縮短實(shí)驗時間;

  3、★信號輸出:30 路,輸出電流>2A,光電隔離輸出;

  4、★電平輸入信號采集:30 路,檢測直流 24V 輸入信號;

  5、★模擬量輸入:6 路模擬量輸入采集,4-20ma/0-5V 輸入采集;

  6、★模擬量輸出:2 路模擬量輸出,4-20ma/0-5V 輸出;

  7、★脈沖輸入:2 路脈沖信號檢測,檢測范圍 0-100KHZ,用于控制步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等;

  8、★脈沖輸出:3 路脈沖信號輸出,輸出頻率范圍 0-50KHZ,用于旋轉(zhuǎn)編碼器等設(shè)備的信號輸出;

  9、通訊方式:USB 通訊;

  10、帶軟件加密狗加密;

  11、VR 眼鏡參數(shù)(教師機(jī)配一臺,學(xué)生機(jī)以后可選配)

  .1 顯示屏:2 個 3.5 英寸 3K AMOLED 顯示屏

  .2 分辨率:雙眼:2880*1600 單眼:1440*1600 視場角 110 度

  .3 調(diào)節(jié)功能:可調(diào)整鏡頭距離(適配佩戴眼鏡用戶)、可調(diào)整瞳距、可調(diào)式耳機(jī)、可調(diào)式頭帶、刷新率 90Hz

  .4 兼容系統(tǒng):支持使用 SteamVR 2.0 定位系統(tǒng),將能同時使用最高 4 個 Base Station,活動空間翻倍擴(kuò)展至 10 平方米。

  .5 功能特點(diǎn):傳感器 SteamVR 追蹤技術(shù),G-sensor 校正,gyroscope 陀螺儀,proximity 距離感測器,瞳距感測器

  .6 藍(lán)牙功能:支持藍(lán)牙,音頻輸入:內(nèi)置麥克風(fēng),Hi-Res Audio 認(rèn)證頭戴式設(shè)備,Hi-Res Audio 認(rèn)證耳機(jī)(可拆卸式),支持高阻抗耳機(jī)糾錯,接口 USB3.0,Displayport1.2。

  軟件參數(shù):

  1、虛擬自動化機(jī)構(gòu)、機(jī)器人本體等真實(shí)本體外形外觀一致,按照 1:1 的比例設(shè)計。??蓪?shí)現(xiàn)各個方位各個角度的不同姿態(tài)的運(yùn)動。

  2、支持虛擬控制器仿真運(yùn)行,也支持真實(shí)控制器在線監(jiān)視運(yùn)行。

  3、支持遠(yuǎn)程操作機(jī)器人。單個關(guān)節(jié)移動,線性移動多種模式移動。

  4、支持單點(diǎn)定位移動。左側(cè)原點(diǎn),右側(cè)原點(diǎn),正面原點(diǎn)定位移動。

  5、支持機(jī)器人 IO 讀寫操作,可讀取機(jī)器人輸入輸出狀態(tài)??蓪懭?。

  6、支持遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控、關(guān)節(jié)數(shù)據(jù)監(jiān)控,可讀取機(jī)器人每個關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)。也可讀取機(jī)器人當(dāng)前的操作模式和電機(jī)狀態(tài)。

  7、支持多種任務(wù)選擇,可自動切換加工工件??勺詣忧袚Q機(jī)器人抓手工具。

  8、支持 VR 頭盔視野和操作者電腦界面視野同時顯示。兩者獨(dú)立互補(bǔ)影響。

  9、支持 VR 頭盔場景的手柄交互,和電腦界面的鼠標(biāo)交互。兩者獨(dú)立互補(bǔ)影響。

  10、支持真實(shí)示教器編程,也可虛擬示教器編程。同樣實(shí)現(xiàn)虛擬三維本體運(yùn)行。

  11、可實(shí)現(xiàn)物體的抓取、釋放、搬運(yùn)。且物體具有物理屬性,重力、彈力、摩擦力等。

  12、支持手動操作,自動操作兩種模式??烧{(diào)節(jié)運(yùn)動速度。

  13、支持場景自由旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、移動。支持正交、透視模式。支持復(fù)位示教。

  14、支持機(jī)器人碰撞檢測:關(guān)節(jié)碰撞檢測、工具碰撞檢測。當(dāng)發(fā)生碰撞后,高亮紅色顯示碰撞物體,并立即切斷機(jī)器人電機(jī)起到保護(hù)作用。

  15、支持虛擬邊界保護(hù),當(dāng)運(yùn)動范圍超出預(yù)設(shè)的范圍邊界時。預(yù)設(shè)的邊界會高亮紅色顯示。并立即切斷機(jī)器人電機(jī)起到保護(hù)作用。

  16、支持連續(xù)碰撞保護(hù),或者連續(xù)超出邊界保護(hù)。支持復(fù)位操作。

  17、支持運(yùn)動軌跡描繪,可以將機(jī)器人運(yùn)動的軌跡實(shí)時記錄并生成三維軌跡線條。讓學(xué)生更直觀的分析查看機(jī)器人運(yùn)動的軌跡。支持復(fù)位軌跡。

  18、支持三維示教點(diǎn)位,可以用虛擬示教器示教,也可用真實(shí)示教器示教。

  19、支持實(shí)訓(xùn)任務(wù)的擴(kuò)展。增加實(shí)訓(xùn)加工的工件和工具。

  20、支持外部真實(shí)環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)??赏饨影踩T,安全光柵。

  21、支持機(jī)器人所有的相關(guān)指令,直線,圓弧,關(guān)節(jié)運(yùn)動等。

  22、支持 TCP 示教,工件坐標(biāo)系建立等。

  23、真實(shí)控制器連接采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)方式連接。

  24、支持添加外部傳感器。