智能工業機器人實訓平臺

一、技術性能
1、輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz
2、工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度≤85%（25℃）  海拔＜4000m
3、裝置容量：＜1.5kVA
4、實訓平臺尺寸：2300mm×1200mm×800mm，各部件采用優質鋁合金和不銹鋼機加工成型，精度高，外觀無劃痕等。
5、控制柜尺寸（機器人）：540mm×410mm×800mm
6、安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準
二、設備結構與組成
智能工業機器人實訓平臺采用ABB六自由度工業機器人系統、傳送系統、可編程控制器（PLC）系統、視覺檢驗系統、分揀系統、供料單元、加工系統、裝配系統、倉庫單元、各類工件、電氣控制柜、型材實訓桌、型材電腦桌等組成。
1、六軸機器人（ABB）
     6軸控制機械手：重量不大于25kg，荷重3kg，工作范圍達580mm，能通過柔性（非剛性）自動化解決方案執行一系列作業，重復定位精度：0.01 mm，軸1旋轉：工作范圍+165°～ -165°，軸2手臂+110°～ -110°，軸3手臂+70°～ -90°，軸4手腕+160°～ -160°，軸5彎曲+120°～ -120°，軸6翻轉+400°～ -400°。機器人高度：700 mm，機器人底座尺寸：180×180 mm。可就機器人使用壽命內，使用機器人離線軟件進行實時程序，IO，機器人3D動態動作監控。遠程機器人系統備份與恢復功能，自動工具重量與載荷檢測設定功能，在示教器實現人機互動界面的開發，并提供基于VB和C#的二次開發功能，機器人全壽命保養自動維護檢測系統功能，機器人運動軌跡實時微調功能，自帶IO自定義可編程按鈕，3D實時舒適搖桿手動操作系統，電池電量環保節省功能，終身機器人系統功能升級（高級用戶），支持RAPID編程語言規范，并直接解釋執行，支持ROBOTAPPS的開發，機器人控制系統軟件必須基于WINCE平臺，機器人控制系統原配固態存儲器容量不得低于1G，并支持USB擴展為副存儲器，機器人控制系統必須支持運行ROBOTWARE6.0以上的版本。
     IRC5機械手控制柜：尺寸258*450*580mm，單相220V供電，控制軟件RAPID,緊湊型，防護等級IP20
     機器人示教器：重量1KG，彩色圖形界面觸摸屏，操作桿和緊急停止按鈕，左右手操作支持，USB儲存器支持。
     配套：RW機器人操作系統，機器人與控制電纜7米，示教器與機器人電纜10米，機器人操作系統，碰撞檢測軟件，主從通信模塊，16進16出數字輸入輸出板。 2、可編程控制器單元
配備可編程控制器、數字量擴展模塊、以太網通信模塊等，用于讀寫RFID系統的工件數據，控制機器人、電機、氣缸等執行機構動作，處理各單元檢測信號、數據傳輸等任務。 3、工位供料單元
模塊尺寸400*400mm，由光電傳感器、推料缸燈組成，具有出料工位提供物料，使得實驗具有觀賞性。 4、輸送單元
模塊尺寸1100*770mm，由直線執行器及搬運機械手組成，由多種氣缸組成的機械手負責工件的抓取及擺放。直線執行器由伺服電機及同步帶組成，負責帶動機械手精確移動，從而實現將工件在各單元之間的精確搬運。可運動與不少于二個方向。 5、工件模擬加工單元
模塊尺寸400*400mm，由旋轉缸、加工缸及漸變彩燈等組成，系統需配有加工系統，有制作工藝的標準流程。加工時因具有加工提示。 6、裝配單元
模塊尺寸400*400mm，由旋轉缸、加工缸及漸變彩燈等組成，需要有物料裝配過程，能與原物料結合。裝配時因具有裝配提示。 7、視覺檢測系統
模塊尺寸780*300mm，配備傳送帶、視覺相機、光纖傳感器、4軸機械手等，可識別物料的顏色及分辨產品是否合格，最后傳送物料到分揀單元。 8、分揀單元
模塊尺寸770*400mm，主要由鋁合金型材基體、推料缸、光電傳感器、顏色傳感器、接近開關、光纖傳感器等組成。采用單相電機完成運輸功能，通過傳感器，運輸中通過PLC的運算對物料進行分揀工作。完成對毛坯件材質、顏色、高度的檢測并將不合格工件檢出。 9、倉庫單元
模塊尺寸320*220mm，將分揀好的材料完成碼垛存儲的功能。 10、機器人電氣控制柜
用于安裝機器人控制器、PLC、變頻器及調速控制器等電氣部件，采用網孔板的結構，便于器件拆裝、電氣布局，增加了設備的實訓性能。通過航空電纜線與型材實訓桌相連，強弱電分離，連接安全可靠。
11、視覺識別系統
視覺識別機構由識別攝像頭（要求靈敏度1.8V/lux-sec@550nm，分辨率2048×1536，光譜響應400nm～1000nm，幀率15fps @ 1600 x 1200/30 fps @ 800 x 600）、茶色亞克力遮光罩、LED補充光源等組成，配套視覺識別軟件，對物料進行檢驗是否合格。
12、現代PLC電氣*控制云平臺
本平臺將物聯網技術運用于將PLC信息并將數據上傳至云平臺，進行海量數據存儲，并提供豐富的數據分析工具方便更加準確的掌握數據與分析數據。需現場演示，本平臺可實現以下幾個功能： 數據云系統上傳，手機app數據查詢，歷史數據查詢，數據分析統計，微信反向控制。
機器人控制原理系統平臺：
(1)采用DS28335作為主芯片設計，3.5KW工業級驅動模塊，配置制動器，位置傳感器，伺服電機，具有轉速控制，位置控制，采用LABVIEW等語言作為上位機控制系統，采用7寸彩色觸摸屏顯示，支持高級語言MATLAB開發平臺，用戶無需C語言及硬件知識，可專注算法研究。
(2)、A/D和D/A通道：除DSP本身所帶的A/D通道外，還需額外擴展4路以上12位的D/A轉換通道，可編程生成任意波形，輸出電壓范圍為±10V。3)、外擴I/O：除DSP本身的I/O口外，需擴展多路光耦隔離輸出口（6路以上）、多路光耦隔離輸入口（6路以上）
(3)、人機界面：采用7寸以上彩色觸摸屏，顯示電機實時轉速、頻率，當前的日期、時間等。提供人機交換界面及上位機軟件，實現啟動、停止、頻率調節、給定轉速調節、PID調節等控制；同時上位機可實時觀測電流、速度反饋等。
(4)、上位機軟件：通過上位機可以實現啟動、停止、頻率調節、給定轉速調節、PID參數設定等功能；同時可實時觀測電流、速度反饋等波形。
(5)、通信接口：1個CAN接口，1個USB接口，1個10M/100M以太網接口，方便用戶擴展。
(6)、功率模塊：采用IPM模塊，輸出功率3.5kW。
(7)、保護功能：具有過壓、過流與過熱保護功能，當保護發生時立刻PWM脈沖輸出。
(8)、能提供源代碼供學生實驗時進行程序修改調試，并提供相關的實驗指導書。開放部分PWM接口（6路以上）、I/O口、CAP口、AD、DA 等等外圍電路接口，供不同實驗擴展使用，即DSP板應該為開放可二次開發板。利用DSP仿真器將不同的控制算法下載到DSP芯片中，各種標準接口（SCI、JTAG等），顯示模塊，捕獲脈沖產生單元，光碼信號處理單元，電源，電機控制單元，電機驅動芯片以等，支持多種電機控制，支持24V系統和高壓系統。
14.3D仿真系統：本系統采用三維設計，仿真度高，與設備1：1配套，全零件拆裝，接線，程序運行仿真等，提供照片及實驗（含各設備的聯調）的演示，具有相關的原理圖。
三、實驗所需完成的實驗項目
項目一  PLC程序編程與調試
項目二  工業機器人示教單元使用
項目三  工業機器人軟件使用
項目四  工業機器人基本指令操作
項目五  工業機器人工件的跟蹤抓取
項目六  工業機器人的動作編程應用
項目七、材料分揀的編程應用
項目八、整個系統的編程與應用
項目九、機器視覺識別系統
項目十、機器人控制系統原理底層開發