TYAI-1工業(yè)機(jī)器人與智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

 一、產(chǎn)品概述 

    工業(yè)機(jī)器人與智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺為核心，將機(jī)械、氣動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制、變頻調(diào)速、編碼器技術(shù)、PLC控制技術(shù)有機(jī)地進(jìn)行整合，結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速傳輸線上的不同物料進(jìn)行快速的檢測(cè)、組裝。為了方便實(shí)訓(xùn)教學(xué)，系統(tǒng)進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)，可以完成各類機(jī)器人單項(xiàng)訓(xùn)練和綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練，可完成各類機(jī)器人單項(xiàng)訓(xùn)練和綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練。可以進(jìn)行六軸機(jī)器人示教、定位、抓取、裝配等訓(xùn)練， 

    包含六自由度工業(yè)機(jī)器人、智能視覺檢測(cè)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高速傳輸?shù)墓ぜM(jìn)行分揀、檢測(cè)、搬運(yùn)、裝配、存儲(chǔ)等操作。 

    該平臺(tái)各組件均安裝在型材桌面上，機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)。通過此平臺(tái)可以進(jìn)行機(jī)械組裝、電氣線路設(shè)計(jì)與接線、PLC編程與調(diào)試、智能視覺流程編輯、工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試應(yīng)用等多方面訓(xùn)練，適合職業(yè)院校、技工學(xué)校自動(dòng)化類相關(guān)專業(yè)《工業(yè)機(jī)器人與控制技術(shù)》、《自動(dòng)化技術(shù)》等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，適合自動(dòng)化技術(shù)人員進(jìn)行工程訓(xùn)練及技能比賽。

二、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(duì)濕度≤85%（25℃）  海拔＜4000m 

    3. 裝置容量：＜1.5kVA 

    4. 實(shí)訓(xùn)平臺(tái)尺寸：2200mm×1200mm×1500mm 

    5. 安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn) 

三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成 

      該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)由六自由度工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)、歐姆龍智能視覺檢測(cè)系統(tǒng)、可編程控制器（PLC）系統(tǒng)、四工位供料單元、環(huán)形輸送單元、工件存儲(chǔ)盒供料單元、工件組裝單元、倉庫單元、廢品回收桶、各類工件、型材實(shí)訓(xùn)桌、型材電腦桌等組成。 

    1. 六自由度工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng) 

    由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制器、示教單元、輸入輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器和抓取機(jī)構(gòu)組成，裝備吸盤、視覺攝像頭等，可對(duì)工件進(jìn)行吸取、搬運(yùn)、裝配、測(cè)量、拆解等操作，也可以根據(jù)智能視覺相機(jī)識(shí)別不同顏色對(duì)工件裝配。 

1)機(jī)器人本體由六自由度關(guān)節(jié)組成，固定在型材實(shí)訓(xùn)桌上，具有6個(gè)自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝 

2)第1軸工作范圍為+170°/-170°，旋轉(zhuǎn)速度370°/s 

3)第2軸工作范圍為+110°/-110°，旋轉(zhuǎn)速度370°/s 

4)第3軸工作范圍為+40°/-220°，旋轉(zhuǎn)速度430°/s 

5)第4軸工作范圍為+185°/-185°，旋轉(zhuǎn)速度300°/s 

6)第5軸工作范圍為+125°/-125°，旋轉(zhuǎn)速度460°/s 

7)第6軸工作范圍為+360°/-360°，旋轉(zhuǎn)速度600 

8)工作半徑為500mm 

9)有效負(fù)載5kg 

10)機(jī)器人示教單元有液晶顯示屏、使能按鈕、急停按鈕、操作鍵盤，用于參數(shù)設(shè)置、手動(dòng)示教、位置編輯、程序編輯等操作。 

    2. 歐姆龍智能視覺檢測(cè)系統(tǒng) 

    配備一套歐姆龍F(tuán)Z5-L350智能視覺系統(tǒng)，由視覺控制器、白色光源、視覺相機(jī)及監(jiān)視顯示器等組成。用于檢測(cè)工件的特性，如數(shù)字、顏色、形狀等，還可以對(duì)裝配效果進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)操作。通過I/O電纜連接到PLC或機(jī)器人控制器，也支持串行總線和以太網(wǎng)總線連接到PLC或機(jī)器人控制器，對(duì)檢測(cè)結(jié)果和檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。 

    3. 西門子可編程控制器單元 

    配備西門子S7-1200可編程控制器，自帶以太網(wǎng)通訊模塊、數(shù)字量擴(kuò)展模塊控制機(jī)器人、電機(jī)、氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，處理各單元檢測(cè)信號(hào)，管理工作流程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。    

    6. 四工位供料單元 

      由移動(dòng)井式料庫、推料氣缸、無桿氣缸和光電傳感器組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，用于將工件庫中的工件依次推出到環(huán)形輸送線。提供不同顏色的標(biāo)準(zhǔn)工件，雜色疊加等不合格工件。多工位的供料設(shè)計(jì)，使得供料方式多樣化，可以進(jìn)行單一的上料，也可以進(jìn)行不同顏色的組合上料，以及對(duì)上料速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)上料形式的多樣化。 

    7. 環(huán)形輸送單元 

    包含一套交流調(diào)速系統(tǒng)，由三菱D720變頻器、三相交流電機(jī)、環(huán)形板鏈（傳送帶）、光纖傳感器等組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，用于傳輸工件。 

    8. 工件存儲(chǔ)盒供料單元 

    包含一套步進(jìn)電機(jī)推桿、DM556步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、料盒存儲(chǔ)槽等組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，當(dāng)一個(gè)工件存儲(chǔ)盒被取走會(huì)自動(dòng)退出下一個(gè)工件存儲(chǔ)盒，用于工件存儲(chǔ)盒自動(dòng)供料。 

    9. 工件組裝單元 

    由工件存儲(chǔ)盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，用于裝配工件。工件盒內(nèi)設(shè)有4個(gè)工件槽用于放置工件，機(jī)器人可以根據(jù)不同配方按照上位機(jī)設(shè)定顏色進(jìn)行放置工件。 

    10. 倉庫單元 

    由工件存儲(chǔ)盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌上，機(jī)器人用于放置裝配完的組件進(jìn)行堆垛，也可以通過機(jī)器人對(duì)裝配完成的組件進(jìn)行拆垛。 

    11. 廢品回收桶 

    安裝在型材實(shí)訓(xùn)桌左后側(cè)，用于機(jī)器人自動(dòng)放置被檢測(cè)出來的無用工件或不合格品。 

    12. 以太網(wǎng)路由器 

    以太網(wǎng)路由器將PLC、機(jī)器人控制器、智能視覺控制器組成一個(gè)以太網(wǎng)局域網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的相互傳輸，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的高層次應(yīng)用，同時(shí)可以培養(yǎng)和考核學(xué)生對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的使用技能。 

四、軟件介紹 

1. 機(jī)器人調(diào)試編程軟件 

      本設(shè)備使用機(jī)器人專用調(diào)試編程軟件，可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程和調(diào)試。該軟件具有文本編輯區(qū)、位置列表區(qū)、屬性指示區(qū)、項(xiàng)目管理區(qū)等窗口，可以對(duì)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試時(shí)可對(duì)機(jī)器人進(jìn)行如下操作：程序編輯、伺服開和關(guān)、運(yùn)行速度設(shè)置、各關(guān)節(jié)位置給定、運(yùn)行和停止、單步執(zhí)行指令、連續(xù)執(zhí)行指令、程序跳轉(zhuǎn)執(zhí)行等。同時(shí)該軟件提供底層驅(qū)動(dòng)接口函數(shù)，可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)使用及進(jìn)行深層次機(jī)器人控制技術(shù)的研究。 

2. 工件裝配流程編輯軟件 

      提供一個(gè)本設(shè)備專用的工件裝配流程編輯軟件，通過PLC下載口與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以將工件的裝配流程進(jìn)行隨意編輯，并下發(fā)給PLC。每組的三個(gè)工件盒，每個(gè)工件盒的四個(gè)工位都可以設(shè)置成需要的工件，可選編號(hào)、顏色、高度，不同位置可選相同工件。軟件配合PLC和機(jī)器人程序，實(shí)現(xiàn)工件裝配流程的多樣化。 

五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目 

1. 機(jī)器視覺系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試 

2. 六軸工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試 

3. 六軸工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系統(tǒng)和機(jī)器視覺坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)定及相互轉(zhuǎn)換 

4. 工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺系統(tǒng)綜合應(yīng)用的安裝與調(diào)試 

5. 機(jī)器視覺系統(tǒng)模板設(shè)置、編程與調(diào)試 

6. 通過示教單元手動(dòng)調(diào)試工業(yè)機(jī)器人 

7. 通過示教單元設(shè)置、修改各控制點(diǎn)坐標(biāo) 

8. 通過示教單元編寫、修改工業(yè)機(jī)器人程序 

9. 機(jī)器人追蹤坐標(biāo)整定 

10. 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的軟件二次開發(fā)編程   

11.智能視覺圖像輸入編輯與調(diào)試 

12.智能視覺結(jié)果給出編輯與調(diào)試 

13.智能視覺顏色比對(duì)測(cè)量 

14.智能視覺編號(hào)比對(duì)測(cè)量 

15.智能視覺尺寸比對(duì)測(cè)量 

16.智能視覺角度測(cè)量 

17. 智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用 

18.PLC程序編程與調(diào)試 

19.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用