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2024-09-04 19:35

智能制造工業(yè)機器人實訓中心建設方案

一、智能制造工業(yè)機器人實訓室簡介
工業(yè)機器人作為先進制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段,已成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標志。我國正處于加快轉(zhuǎn)型升級的重要時期,以工業(yè)機器人為主體的機器人產(chǎn)業(yè),正是破解我國產(chǎn)業(yè)成本上升、環(huán)境制約問題的重要路徑選擇。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展急需大量高素質(zhì)高級技能型專門人才,人才短缺已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前,工業(yè)機器人技術專業(yè)經(jīng)教育部批準后已成為熱點技術專業(yè),分別是高職的"工業(yè)機器人技術"專業(yè);中職的"機電技術應用(工業(yè)機器人方向)。
對于工業(yè)機器人技術專業(yè),重在培養(yǎng)應用型人才,而具體到教育方面,則應以培養(yǎng)工業(yè)機器人調(diào)試工程師和操作及維護人員為主要目標,使學生具有扎實的工業(yè)機器人理論知識基礎、熟練地工業(yè)機器人操作能力和豐富地工業(yè)機器人編程調(diào)試經(jīng)驗。為此,將從硬件建設、軟件應用、教學資源建設三個方面為重點,三維一體為學校建設工業(yè)機器人實訓中心。
工業(yè)機器人實訓中心是專門以工業(yè)機器人為核心的技術應用實訓中心。所有平臺均以實際工業(yè)級應用為基礎,對實際工業(yè)現(xiàn)場設備進行提煉和濃縮,結(jié)合機電類、自動化類、先進制造類行業(yè)、自動化應用的特點,融光、機、電、氣于一體,并針對科研培訓活動進行專門設計與產(chǎn)品功能優(yōu)化。通過訓練,能強化使用者對工業(yè)機器人技術及應用、視覺的檢測和應用、機器人工作站的設計、安裝、接線、編程、調(diào)試、故障診斷與維修等綜合職業(yè)能力,使學生掌握更多的工業(yè)機器人典型應用的工藝知識及編程調(diào)試,仿照實際工件加工的過程用到的典型工作站,讓學生掌握工件加工過程中所涉及到的工業(yè)機器人工作站的工藝,學生掌握的技能更加全面,學生就業(yè)的方向更加寬泛。適合機電類、自動化類相關專業(yè)的科研和實訓,同時也適合工程技術人員上崗培訓。
工業(yè)機器人實訓中心的建設完全滿足開設工業(yè)機器人技術應用專業(yè),適應培養(yǎng)高素質(zhì)、復合型人才培養(yǎng)的需求,通過教學、實操訓練可以為企業(yè)培養(yǎng)大量自動化高層次人才,避免將來人才缺乏的問題。同時我們會將實驗室建設成一個實驗教學體系合理、開放共享、特色鮮明、培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要平臺,期望達到水平一流的工業(yè)機器人實驗教學示范中心。
二、項目建設內(nèi)容
(一)工業(yè)機器人工程應用實訓室

工業(yè)機器人搬運系統(tǒng)集成工作站
產(chǎn)品主要組成及參數(shù)

序號 名  稱 規(guī)格及說明 數(shù)量 單位
1 實訓平臺 由基礎訓練區(qū)和模擬應用區(qū)組成,材質(zhì):結(jié)構件材料鋁型材。 1
2 六自由度工業(yè)機器人 六自由度工業(yè)機器人ER3-600。 1
3 模擬上下料模塊 模擬實際機床上下料。 1
4 軌跡訓練模塊 具有TCP校點和三角形、圓形、方形、空間、多線段教學軌跡功能。 1
5 搬運碼垛模塊 包含物料和碼垛兩個平臺。 1
6 安全防護 裝有安全光柵,保證人身安全 1
1、 工業(yè)機器人系統(tǒng)

1、工業(yè)機器人系統(tǒng)
1)動作類型:多關節(jié)型;
2)最大活動半徑:≥590mm;
3)手部最大負載(第6軸):≥3KG
4)機器人重量:≤27kg;
5) 控制軸數(shù)≥6軸;
6)驅(qū)動方式:交流伺服驅(qū)動;
7) 重復定位精度:≤±0.02mm;
8) 軸運動:軸動作范圍
J1回轉(zhuǎn)軸≥+170°~ -170°
J2立臂軸≥+ 85°~ -135°
J3橫臂軸≥+ 185°~ - 65°
J4腕軸≥+ 190°~ - 190°
J5腕擺軸≥+ 130°~ - 130°
J6腕轉(zhuǎn)軸≥+ 360°~- 360°
9)軸運動速度:
J1回轉(zhuǎn)軸≥375°/s
J2立臂軸≥300°/s
J3橫臂軸≥419°/s
J4腕軸≥460°/s
J5腕擺軸≥460°/s
J6腕轉(zhuǎn)軸≥600°/s
10)示教盒:尺寸≤6寸彩色液晶
11) 機器人本機、控制系統(tǒng)、驅(qū)動、電機為同一國產(chǎn)知名品牌。
2、工業(yè)機器人實訓平臺
平臺由模擬焊接模塊、模擬上下料模塊、搬運碼垛模塊和軌跡訓練模塊組成,機器人通過執(zhí)行末端工具完成相應的動作。臺架尺寸1500mm×1200mm×750mm,裝有安全光柵,如人手無意中越過安全光柵,機器人立即停止工作,保障人身安全。

a)框架為高強度鋁型材結(jié)構,臺架四周采用優(yōu)質(zhì)鋼板封閉,表面噴涂處理。
b)實訓臺裝有按鈕和指示燈,分別為"啟動"、"停止"按鈕和指示燈,并且?guī)б粋急停按鈕。
c)臺面為鋁型材結(jié)構,包含T型槽方便于安裝機器人或其它執(zhí)行機構。
d)實訓臺裝有萬向輪,方便移動。
3、實訓平臺操作系統(tǒng)
3.1、機器人多功能實訓夾具

使用多功能實訓夾具的優(yōu)點是只需要通過變換機器人手爪姿態(tài)即可實現(xiàn)對模擬應用環(huán)境的模擬操作與編程,外形尺寸:120*120*180mm,重量2KG;具備吸緊工件實現(xiàn)碼垛功能;實現(xiàn)夾持物料模擬上下料的功能,同時具有軌跡畫筆。
3.2、模擬上下料模塊
該工作站模擬實際工廠中的機床上下料,由氣動三爪卡盤、固定支架、氣動手爪和物料架組成,讓學生更精準的掌握軌跡練習,了解機床上下料工藝流程。

3.3、空間軌跡訓練模塊
模塊整體臺架材料為優(yōu)質(zhì)鋁型材,一體畫板由不銹鋼板制成,表面覆蓋PVC膜;具有TCP標定工具,可實現(xiàn)機器人工具TCP標定練習;實現(xiàn)基本軌跡編程練習,提供三角形、矩形、圓形及多線段圖形,訓練不同的編程指令,實現(xiàn)在平面及空間復雜教學軌跡。

3.4、搬運碼垛模塊

本單元由鋁板和鋁型材組合制成,尺寸為300*200*150mm;碼垛料塊為尼龍材質(zhì)外形尺寸為80*40*20,可根據(jù)實驗要求碼垛多種形式。
可碼垛的形狀:


3.5、氣泵
為實訓設備提供足夠的氣源,氣泵輸出功率/轉(zhuǎn)速:550W/1400r/min,啟動壓力(運行中):0.45mpa(0.1~0.8pa可調(diào))噪音: ≤65dB靜音、低噪音無油空壓機。

4、安全光柵

產(chǎn)品特性:
① 全程自檢,采用國際先進技術;
② 抗震性好,性能穩(wěn)定;
③ 高分辨率,可保護手掌、人體;
④ 安裝方式簡單多樣;
⑤ 光軸對光容易;
⑥ 抗光、電磁干擾強;
⑦ 低功耗設計;
⑧ 響應時間短,可靠性高;
⑨ 體積小巧。
5、配置清單

序號 名稱 品名、規(guī)格 單位 數(shù)量
1 實訓平臺 材質(zhì):結(jié)構件材料鋁型材。 碩博 1
2 機器人系統(tǒng) 機器人本體 ER3-600 1
機器人控制器 埃夫特 1
機器人示教器 埃夫特 1
3 模擬上下料模塊 氣動卡盤 碩博 1
氣動手爪 碩博 1
物料 碩博 2
電磁閥 4V310-08 1
4 軌跡訓練模塊 TCP標定尖錐 碩博 2
軌跡平臺 碩博 1
銅質(zhì)浮動式劃線筆 碩博 2
5 模擬搬運碼垛模塊 碼垛平臺 碩博 1
碼垛工件 碩博 10
真空吸盤 ZPT25HBNJ10-B01-A18 1
真空發(fā)生器 ZH05B-01 1
電磁閥 4V210-08 1
6 氣泵 碩博 每實訓室1臺 1
7 安全防護 安全光柵 保證人身安全 1
(二)工業(yè)機器實訓室基礎環(huán)境建設

智能交互機器人

名稱 詳細技術參數(shù)
操作系統(tǒng)、處理器、內(nèi)存特性
項目  備注
操作系統(tǒng) android(6.0)  
語言支持 中文  
處理器類型 RK3399模組 雙Cortex-A72+四Cortex-A53 大小核CPU結(jié)構,主頻最高達1.8GHz
內(nèi)置時鐘 RTC  
內(nèi)存DDR 4g LPDDR3  
內(nèi)建NAND FLASH  32GB/EMMC  
USB調(diào)試口 micro usb接口 usb2.0
開機按鍵1 開機鍵  
急停按鍵 一鍵停鍵 解除電機電源供電,機器人為推動輪子還是能動
顯示屏 13.3寸TFT分辨率1920*1080edp接口  
13寸觸摸屏 13.3寸電容感應式觸摸  
MIC 6MIC拾音,采用科大訊飛  
外置 I/O 端口 1個 USB 2.0 (MICROUSB)  
攝像頭 USB300萬像素 可選
身份證識別器 串口協(xié)議模組 可選
打印機 USB協(xié)議模組打印機 可選
揚聲器 2*8Ω/5W單聲道喇叭。  
無線技術AP6210 支持2.4 WIFI&BT4.1  802.11b/g/n無線局域網(wǎng),  
ROS導航規(guī)格
操作系統(tǒng) LINUX  
處理器類型 導航主機電腦主板賽楊PCBA  
硬盤 32G高速固態(tài)硬盤 讀寫速度快,抗震動干擾
電機驅(qū)動 5.5寸輪轂電機  
陀螺儀 9 軸高精度姿態(tài)傳感器  
單線激光雷達 激光波長905 nm工作區(qū)域270度  
4G路由器轉(zhuǎn)2.4GWIFI 4GCPE-M6 可選
一體超聲波 DYP-ME007YY-RM01_V1.0  
WIFI模組 支持2.4   WIFI&BT4.1  802.11b/g/n無線局域網(wǎng),   
MCU胸腔電源板 左右手舵機電源,手指舵機電源,點頭舵機電源,打印機電源,CLASS D類功放、串呂  
主MCU電源板 電源板輸出12V,5V,/最大輸出電流5A,3.3V輸出1A、電機控制電路、串口  
電池類型 電池組10S8P 容量10400 mAh/37V  
電池使用時間 6小時-8小時  
充電方式 自動回充、DC直充 機器人自動回充電樁充電、或者直接插適配器充電
充電樁參數(shù) 過流保護、智能斷電、輸出額定電壓:42VDC,輸出額定電流:2A 默認狀態(tài)下充電樁是斷電狀態(tài),只有在機器人回充的時候才會打開電源,防止其他意外情況
電源適配器 輸入:AC100-240V.50-60HZ, 輸出: DC42V  3A  
產(chǎn)品重量 40Kg、40Kg、含包裝