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2024-07-30 07:22
智能工業(yè)機器人實訓平臺,機器人實訓平臺
隨著科技的不斷進步,人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè),為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來前所未有的變革。在這個變革的時代,
智能工業(yè)機器人實訓平臺
應(yīng)運而生,為培養(yǎng)新一代具備創(chuàng)新精神和實踐能力的制造業(yè)人才提供了有力的支持。
一、智能工業(yè)機器人實訓平臺的概念與特點
智能工業(yè)機器人實訓平臺是指通過現(xiàn)代信息技術(shù)手段,結(jié)合工業(yè)機器人的實際操作和應(yīng)用,為學生提供一個模擬實際生產(chǎn)環(huán)境的實踐教學場所。它具有以下特點:
1. 高度仿真:實訓平臺能夠模擬實際工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,讓學生在虛擬環(huán)境中進行實際操作,提高實踐能力。
2. 個性化定制:實訓平臺可以根據(jù)企業(yè)需求,為企業(yè)定制專屬的培訓方案,提高培訓效果。
3. 安全性高:實訓平臺采用先進的安全措施,確保學生在實踐操作過程中的安全。
4. 開放性:實訓平臺可以與其他教育資源、信息系統(tǒng)進行無縫對接,實現(xiàn)資源共享和信息互通。
二、智能工業(yè)機器人實訓平臺在制造業(yè)的應(yīng)用價值
1. 提高人才培養(yǎng)質(zhì)量:智能工業(yè)機器人實訓平臺能夠幫助學生快速掌握工業(yè)機器人的操作技能,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
2. 促進產(chǎn)學研結(jié)合:實訓平臺可以為企業(yè)提供技術(shù)支持,幫助企業(yè)解決實際生產(chǎn)中的問題,促進產(chǎn)學研結(jié)合。
3. 提升企業(yè)競爭力:通過實訓平臺培養(yǎng)的人才具備較強的實踐能力和創(chuàng)新能力,有助于提升企業(yè)的整體競爭力。
4. 促進產(chǎn)業(yè)升級:智能工業(yè)機器人實訓平臺的推廣應(yīng)用,有助于推動傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。
三、智能工業(yè)機器人實訓平臺的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望
目前,國內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的智能工業(yè)機器人實訓平臺,如德國的“OPC UA for Factory Automation”等。這些平臺在推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面發(fā)揮了積極作用。隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展,智能工業(yè)機器人實訓平臺將會得到越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
總結(jié):智能工業(yè)機器人實訓平臺作為新一代制造業(yè)人才培養(yǎng)的重要載體,具有重要的戰(zhàn)略意義。在未來的發(fā)展過程中,我們應(yīng)該加大對實訓平臺的研發(fā)投入,不斷完善平臺功能,提高教學質(zhì)量,為我國制造業(yè)的發(fā)展貢獻力量。
DB-JQR09
智能工業(yè)機器人實訓平臺
一、技術(shù)性能
1、輸入電源:單相三線~220V±10% 50Hz
2、工作環(huán)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(yōu)質(zhì)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(shè)備結(jié)構(gòu)與組成
智能工業(yè)機器人實訓平臺采用ABB六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)、可編程控制器(PLC)系統(tǒng)、視覺檢驗系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、供料單元、加工系統(tǒng)、裝配系統(tǒng)、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,最高荷重3kg,工作范圍達580mm,能通過柔性(非剛性)自動化解決方案執(zhí)行一系列作業(yè),重復定位精度:0.01 mm,軸1旋轉(zhuǎn):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(zhuǎn)+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(nèi),使用機器人離線軟件進行實時程序,IO,機器人3D動態(tài)動作監(jiān)控。遠程機器人系統(tǒng)備份與恢復功能,自動工具重量與載荷檢測設(shè)定功能,在示教器實現(xiàn)人機互動界面的開發(fā),并提供基于VB和C#的二次開發(fā)功能,機器人全壽命保養(yǎng)自動維護檢測系統(tǒng)功能,機器人運動軌跡實時微調(diào)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(tǒng),電池電量環(huán)保節(jié)省功能,終身機器人系統(tǒng)功能升級(高級用戶),支持RAPID編程語言規(guī)范,并直接解釋執(zhí)行,支持ROBOTAPPS的開發(fā),機器人控制系統(tǒng)軟件必須基于WINCE平臺,機器人控制系統(tǒng)原配固態(tài)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(tǒng)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(tǒng),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(tǒng),碰撞檢測軟件,主從通信模塊,16進16出數(shù)字輸入輸出板。
(參考圖)
2、可編程控制器單元
配備可編程控制器、數(shù)字量擴展模塊、以太網(wǎng)通信模塊等,用于讀寫RFID系統(tǒng)的工件數(shù)據(jù),控制機器人、電機、氣缸等執(zhí)行機構(gòu)動作,處理各單元檢測信號、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。
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(zhí)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(zhí)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(xiàn)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(zhuǎn)缸、加工缸及漸變彩燈等組成,系統(tǒng)需配有加工系統(tǒng),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(zhuǎn)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(jié)合。裝配時因具有裝配提示。
7、視覺檢測系統(tǒng)
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(chǎn)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(guān)、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(zhì)、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(diào)速控制器等電氣部件,采用網(wǎng)孔板的結(jié)構(gòu),便于器件拆裝、電氣布局,增加了設(shè)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(tǒng)
視覺識別機構(gòu)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(yīng)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(xiàn)代PLC電氣先進控制云平臺
本平臺將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用于將PLC信息并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺,進行海量數(shù)據(jù)存儲,并提供豐富的數(shù)據(jù)分析工具方便更加準確的掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。需現(xiàn)場演示,本平臺可實現(xiàn)以下幾個功能: 數(shù)據(jù)云系統(tǒng)上傳,手機app數(shù)據(jù)查詢,歷史數(shù)據(jù)查詢,數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計,微信反向控制。
機器人控制原理系統(tǒng)平臺:
(1)采用DS28335作為主芯片設(shè)計,3.5KW工業(yè)級驅(qū)動模塊,配置制動器,位置傳感器,伺服電機,具有轉(zhuǎn)速控制,位置控制,采用LABVIEW等語言作為上位機控制系統(tǒng),采用7寸彩色觸摸屏顯示,支持高級語言MATLAB開發(fā)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(zhuǎn)換通道,可編程生成任意波形,輸出電壓范圍最大為±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(zhuǎn)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(xiàn)啟動、停止、頻率調(diào)節(jié)、給定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、PID調(diào)節(jié)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(xiàn)啟動、停止、頻率調(diào)節(jié)、給定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、PID參數(shù)設(shè)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(wǎng)接口,方便用戶擴展。
(6)、功率模塊:采用IPM模塊,最大輸出功率3.5kW。
(7)、保護功能:具有過壓、過流與過熱保護功能,當保護發(fā)生時立刻封鎖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(diào)試,并提供相關(guān)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(yīng)該為開放可二次開發(fā)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(chǎn)生單元,光碼信號處理單元,電源,電機控制單元,電機驅(qū)動芯片以等,支持多種電機控制,支持24V系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)。
14.3D仿真系統(tǒng):本系統(tǒng)采用三維設(shè)計,仿真度高,與設(shè)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(shè)備的聯(lián)調(diào))的演示,具有相關(guān)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(diào)試
項目二 工業(yè)機器人示教單元使用
項目三 工業(yè)機器人軟件使用
項目四 工業(yè)機器人基本指令操作
項目五 工業(yè)機器人工件的跟蹤抓取
項目六 工業(yè)機器人的動作編程應(yīng)用
項目七、材料分揀的編程應(yīng)用
項目八、整個系統(tǒng)的編程與應(yīng)用
項目九、機器視覺識別系統(tǒng)
項目十、機器人控制系統(tǒng)原理底層開發(fā)
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