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產(chǎn)品熱度：加載中

品　　牌：同創(chuàng)教育

產(chǎn)品型號(hào)：教學(xué)機(jī)器人

制造廠商：昆山市同創(chuàng)科教設(shè)備有限公司

適用范圍：高教 職教

所在地區(qū)：江蘇 蘇州 昆山

　　TC-JXJQR工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)方案

　　設(shè)備概述

　　隨著社會(huì)對(duì)人才需求的發(fā)展，我們的教學(xué)方式也希望能提供比較多的系統(tǒng)的工程應(yīng)用訓(xùn)練和工程創(chuàng)新訓(xùn)練，同時(shí)渴望探索尋求新的教學(xué)方法，開(kāi)發(fā)新的課程體系，以培養(yǎng)高素質(zhì)，強(qiáng)實(shí)踐能力，受企業(yè)歡迎的畢業(yè)生。在探索新的教學(xué)方法，課程體系的時(shí)候，我們考慮尋找一個(gè)能進(jìn)行綜合系統(tǒng)的創(chuàng)新實(shí)踐的平臺(tái)。

　　機(jī)器人是非常典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件、控制、人工智能和造型技術(shù)等眾多的先進(jìn)技術(shù)，是高等學(xué)校開(kāi)展工程訓(xùn)練、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、課外創(chuàng)新活動(dòng)和科研為理想的平臺(tái)。

　　機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)可以為學(xué)生和教師提供一個(gè)綜合的創(chuàng)新教育平臺(tái)和教學(xué)研究平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)和微控制器、數(shù)字電子和模擬電子、數(shù)字邏輯、檢測(cè)技術(shù)與傳感器、工業(yè)控制、機(jī)器人學(xué)等課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，并通過(guò)采用系統(tǒng)的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法和手段進(jìn)行創(chuàng)新，使學(xué)生既能了解基本原理，又能了解實(shí)際的測(cè)控方法和對(duì)象，理論聯(lián)系實(shí)際，科學(xué)主導(dǎo)工程；提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力，提升整個(gè)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)水平，廣泛性的激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣和激情。同時(shí)為學(xué)校參加中國(guó)大學(xué)機(jī)器人電視大賽和中國(guó)機(jī)器人大賽等提供硬件和軟件支持，使學(xué)生能夠廣泛適用于機(jī)電一體化、電氣工程、自動(dòng)化工程等方向的就業(yè)需求，同時(shí)滿足高校專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究的要求。

　　因此，采用機(jī)器人作為機(jī)電、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、檢測(cè)與控制技術(shù)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是各相關(guān)工程專(zhuān)業(yè)的選擇，這就是我們建設(shè)專(zhuān)業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)設(shè)備的目的和動(dòng)力。

圖1 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

　　一、技術(shù)要求

　　1、第三代教學(xué)臺(tái)，以六軸工業(yè)機(jī)器人為核心，模塊化設(shè)計(jì)理念，配有多個(gè)功能單元，且相互獨(dú)立；通過(guò)更換不同實(shí)訓(xùn)功能單元，即可完成不同實(shí)訓(xùn)任務(wù)的目的。也可多個(gè)模塊組合使用形成一套模擬產(chǎn)線體系；

　　2、裝置以機(jī)器人本體同品牌的控制器件及其軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制；

　　3、所有實(shí)訓(xùn)功能模塊，包括機(jī)器人本體，都安裝在同一主體臺(tái)面上；

　　4、裝置能模擬再現(xiàn)多種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，包含以下模塊：基礎(chǔ)型實(shí)訓(xùn)操作、軌跡描繪實(shí)訓(xùn)、搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)、碼垛實(shí)訓(xùn)、視覺(jué)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)；

　　5、實(shí)訓(xùn)桌體單元采用金屬材質(zhì)的辦公桌形式，桌體表面用標(biāo)準(zhǔn)鋁型材拼接，非機(jī)器人工作區(qū)鋪有硅膠墊片，便于寫(xiě)作或其他用途；

　　6、桌體尺寸應(yīng)不小于700mm*1300mm*700mm(L*W*H)；

　　7、系統(tǒng)主要技術(shù)規(guī)格：3相/單相AC220-230V±10%，消耗電力0.4KVA，環(huán)境溫度0℃-40℃，環(huán)境濕度20%-85%（無(wú)結(jié)露）。

　　二、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)簡(jiǎn)介

　　工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要由實(shí)驗(yàn)桌體、電氣控制柜、機(jī)器人本體模塊、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊以及各種夾具快換裝置。

　　3.1實(shí)驗(yàn)桌體

　　1．該設(shè)備實(shí)訓(xùn)桌體由桌面、桌體框架組成，桌面由標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)鋁型材拼接而成，便于更換和固定教學(xué)模塊及其他，在非機(jī)器人工作區(qū)域的臺(tái)面上鋪有膠墊，便于寫(xiě)作和拆裝其他零件模塊。

　　2．桌體框架由鈑金焊接而成表面烤漆，機(jī)器人控制柜 以及電氣控制柜都集成其內(nèi)部空間里，還留有抽屜以及其他存儲(chǔ)空間；

　　3．電控柜在桌體前方，且安裝透明有機(jī)玻璃門(mén)半，方便接線和調(diào)試程序。于電氣安裝板上安裝PLC、交流接觸器、開(kāi)關(guān)電源、安全繼電器等電氣元件。交流接觸器提供設(shè)備電源的接入與斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)電源為設(shè)備運(yùn)行提供必要的安全操作電源；繼電器作為控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換為外部多種控制方法提供便。

　　3.2機(jī)器人本體模塊

　　3.2.1機(jī)器人設(shè)備

　　1．國(guó)際知名品牌機(jī)器人，有效負(fù)載3-6kg，工作半徑541mm，位置重復(fù)精度±0.02mm；

　　2．機(jī)器人本體應(yīng)安裝在穩(wěn)固的實(shí)訓(xùn)臺(tái)上；

　　3．本體到控制器3～7M長(zhǎng)電纜；

　　4．驅(qū)動(dòng)方式：AC伺服方式；

　　5．主體質(zhì)量：26KG；

　　6．標(biāo)準(zhǔn)周期時(shí)間：0.35秒；

　　7．防護(hù)等級(jí)：IP40；

　　8．示教器：5.7*彩色觸摸屏，顯示語(yǔ)種：中/日/英；

　　9．PC離線編程模擬軟件：FDonDESK Pro；

　　10．通訊功能：EthernetI/P基板，DeviceNet基板，CC-link基板，Profibus基板，ProfiNet基板；

　　11．I/O基板：標(biāo)準(zhǔn)I/O基板32I，32Q，標(biāo)準(zhǔn)I/O基板64I，64Q，標(biāo)準(zhǔn)I/O基板8I，8Q；

　　3.2.2機(jī)器人控制裝置

　　1．操作SW：緊急停止、模式切換；

　　2．標(biāo)準(zhǔn)控制軸數(shù)：6軸，控制軸數(shù)：7軸；

　　3．網(wǎng)絡(luò)：Ethernet；

　　4．電源規(guī)格：3相/單相：220V/230V，環(huán)境溫度：0-40度，環(huán)境濕度：20~85%（無(wú)結(jié)露）；

　　5．示教方式：示教再現(xiàn)、機(jī)器人語(yǔ)言；

　　6．程序選擇數(shù)：9，999種；

　　7．示教器：5.7寸彩色LCD觸摸屏，單手3檔啟用開(kāi)關(guān)SW，緊急停止按鈕；

　　8．專(zhuān)用安全輸入：外部緊急停止、安全插頭、外部啟動(dòng)、保護(hù)停止；

　　9．消耗電力：0.4KVA；

　　10．外形尺寸：369mm（W）*490 mm（D）*173mm（H）；

　　11．存儲(chǔ)容量：256MB，外部存儲(chǔ)裝置接口：USB存儲(chǔ)器；

　　3.3、手爪模塊單元

　　1．氣動(dòng)平行手指夾具，選用SMC的氣動(dòng)元件，通過(guò)電磁閥控制氣路來(lái)操控手指的開(kāi)合；

　　2．軌跡教學(xué)手抓筆，選用油性筆能再描繪貼紙上進(jìn)行真實(shí)的軌跡繪畫(huà)作業(yè)，也可更換TCP教學(xué)針，作TCP教學(xué)用途；

　　另可加配：

　　1、吸盤(pán)夾具，選用SMC的氣動(dòng)元件，通過(guò)電磁閥的來(lái)控制氣路通斷，再有壓縮控制進(jìn)入真空發(fā)生器產(chǎn)生負(fù)壓，從而使得吸盤(pán)夾具可吸附產(chǎn)品；

　　2．氣動(dòng)打磨工具，采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)打磨工具快速旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)其夾持的道具進(jìn)行打磨、拋光、機(jī)加工等（打磨加工教學(xué)零件為非金屬材質(zhì)）；

　　3．工具手抓快換單元，選用知名品牌快換裝置，所有工具手抓放置在，快換工具架上，根據(jù)教學(xué)需求自動(dòng)切換手抓。

　　3.4、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊

　　1、平面軌跡教學(xué)模塊

　　平面軌跡教學(xué)模塊以鈑金或者鋁板為載體，載體配置一塊畫(huà)有中國(guó)地圖的硬塑板，機(jī)器人選擇合適的氣指沿著表面軌跡進(jìn)行移動(dòng)，該模塊可自由調(diào)節(jié)角度，通過(guò)控制器采集運(yùn)動(dòng)信息，觀察機(jī)器人的平面運(yùn)動(dòng)軌跡，學(xué)習(xí)和掌握機(jī)器人在曲面上運(yùn)動(dòng)的特性。

　　2、曲面軌跡教學(xué)模塊

　　曲面軌跡教學(xué)模塊以鈑金或者鋁板為載體，載體配置一塊任性較好的硬塑板，通過(guò)調(diào)節(jié)硬塑板安裝的位置，可以將硬塑板進(jìn)行彎曲形成不同角度的曲面，機(jī)器人選擇合適的氣指沿著曲面進(jìn)行移動(dòng)，通過(guò)控制器采集運(yùn)動(dòng)信息，觀察機(jī)器人的曲面運(yùn)動(dòng)軌跡，學(xué)習(xí)和掌握機(jī)器人在曲面上運(yùn)動(dòng)的特性。

　　3.5、電器柜單元

　　1．電氣控制器單元，主要由PLC、觸摸屏控制單元和外部控制按鈕等組成；

　　2．PLC 控制單元，PLC 主機(jī)端子與智能電氣模塊連接，對(duì)PLC 輸入輸出信號(hào)進(jìn)行接收、檢測(cè)，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電氣接口控制各個(gè)單元自動(dòng)化運(yùn)行。智能電氣模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，輸入輸出接口開(kāi)放，PLC 控制單元由1臺(tái)PLCS7-1500 系列，及安裝導(dǎo)軌和PROFINET接口等組成，250KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；48 ns；集成2x PN 接口；6HSC@100kHz；集成的PROFINET 接口設(shè)計(jì)技術(shù)，具有可擴(kuò)展性強(qiáng)和靈活度高的特性；

　　3．觸摸屏控制單元，位于實(shí)訓(xùn)桌體臺(tái)面，由觸摸屏、控制按鈕、金屬框架和鋁型材組成，觸摸屏和其下部的控制按鈕安裝在金屬框架內(nèi)；

　?。?）觸摸屏KPT 700 屏幕大小應(yīng)不小于154.1 x 85.9 mm (7")；屏幕分辨率應(yīng)不小于800 x 480像素；色彩65536色；CPU 主頻應(yīng)不小于600MHZ；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量應(yīng)不小于128M，程序存儲(chǔ)器容量應(yīng)不小于256 MB；配有RS422/485 接口，傳輸速率應(yīng)不小于187.5 Kb/s；額定電壓+24 V，誤差正負(fù)20%，允許電壓范圍19.2 到28.8V。觸摸屏在裝置中用于設(shè)定系統(tǒng)的選項(xiàng)、顯示稱(chēng)重信息、顯示系統(tǒng)的報(bào)警信息、各工位選擇及對(duì)應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)反饋顯示和手自動(dòng)模式切換；

　?。?）控制按鈕包括設(shè)備控制按鈕組、設(shè)備啟動(dòng)開(kāi)關(guān)組，其中設(shè)備控制按鈕包含四個(gè)功能按鈕：?jiǎn)?dòng)、停止、復(fù)位、急停等或其他自定義功能。設(shè)備啟動(dòng)開(kāi)關(guān)包括三個(gè)控能開(kāi)關(guān)，打開(kāi)設(shè)備主線路的電源開(kāi)關(guān)，控制PLC、伺服控制器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器等驅(qū)動(dòng)的電源開(kāi)關(guān)，機(jī)器人啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。

　　4．電氣控制單元配置單：

　?。?）1臺(tái)PLC S7-1200系列；

　?。?）1付安裝導(dǎo)軌；

　?。?）1個(gè)12MB存儲(chǔ)卡；

　　（4）1個(gè)PM1507：輸入120 V / 230 V AC 自適應(yīng)，輸出24 V / 3 A；

　?。?）1只斷路器；

　?。?）1只開(kāi)關(guān)電源；

　?。?）多套繼電器；

　?。?）1只斷路器；

　?。?）1臺(tái)觸摸屏；

　?。?0）3個(gè)啟動(dòng)、停止、復(fù)位按鈕；

　?。?1）1個(gè)急停按鈕；

　?。?2）1個(gè)工業(yè)級(jí)電源開(kāi)關(guān)；

　　三、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)教學(xué)功能

　　1．工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知

　　（1）學(xué)習(xí)機(jī)器人構(gòu)成原理；

　?。?）學(xué)習(xí)機(jī)器人的控制原理；

　　（3）學(xué)習(xí)機(jī)器人使用須知；

　　2．機(jī)器人安全使用教學(xué)

　?。?）將操控面板上的開(kāi)關(guān)接線接入機(jī)器人安全鏈板；

　　（2）通過(guò)操控開(kāi)關(guān)查看不同的安全接點(diǎn)的功能作用；

　?。?）培養(yǎng)學(xué)習(xí)者安全操作規(guī)劃和安全意識(shí)；

　　3．．平面軌跡教學(xué)

　?。?）機(jī)器人切換TCP手抓，并將TCP手抓中的頂針更換成記號(hào)筆；

　　（2）將印有中國(guó)地圖的平面模塊板固定在桌面上；

　?。?）平面模塊上除了自身打印的中國(guó)地圖外還可將軌跡教學(xué)圖案貼紙貼在上面；

　?。?）機(jī)器人攜帶教學(xué)筆對(duì)軌跡進(jìn)行描繪；

　　（5）通過(guò)此單元學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的機(jī)器人路徑示教編程；

　　6．曲面軌跡教學(xué)

　?。?）機(jī)器人切換TCP手抓，并將TCP手抓中的頂針更換成記號(hào)筆；

　?。?）將曲面教學(xué)模塊固定在桌面上；

　　（3）把應(yīng)用軌跡圖案的教學(xué)貼紙粘貼在曲面平臺(tái)上；

　?。?）機(jī)器人攜帶教學(xué)筆對(duì)軌跡進(jìn)行描繪；

　　（5）通過(guò)此單元學(xué)習(xí)機(jī)器路勁軌跡編程示教和模擬弧焊軌跡教學(xué)；

　　可擴(kuò)展相關(guān)教學(xué)內(nèi)容：

　　1、搬運(yùn)教學(xué)

　　（1）機(jī)器人切換吸盤(pán)手抓；

　　（2）將七巧板教學(xué)模塊固定在桌面上；

　?。?）通過(guò)示教編程把相對(duì)應(yīng)的形狀的七巧板放到對(duì)應(yīng)形狀的凹槽里；

　?。?）通過(guò)此單元學(xué)習(xí)機(jī)器人基礎(chǔ)搬運(yùn)應(yīng)用；

　　2．碼垛教學(xué)

　?。?）機(jī)器人切換吸盤(pán)手抓；

　?。?）將碼垛教學(xué)平板固定在桌面上；

　?。?）通過(guò)示教編程把小木塊碼放成不同要求的垛型；

　?。?）通過(guò)此單元學(xué)習(xí)機(jī)器人碼垛應(yīng)用；

　　3．打磨拋光教學(xué)

　　（1）機(jī)器人切換氣動(dòng)打磨工具手抓；

　?。?）將打磨教學(xué)工件固定在桌面上或通過(guò)其他模塊夾具固定；

　?。?）示教機(jī)器人對(duì)工件的周邊毛刺進(jìn)行打磨拋光處理；

　?。?）通過(guò)此單元學(xué)習(xí)機(jī)器人打磨應(yīng)用；

　　4．裝配教學(xué)

　?。?）機(jī)器人切換平行手抓手抓；

　?。?）將平面裝配板固定在桌面上；

　?。?）機(jī)器人抓取相應(yīng)的教學(xué)產(chǎn)品，將它們組合裝配在一起；

　?。?）通過(guò)此單元學(xué)習(xí)機(jī)器人裝配應(yīng)用；

　　5．機(jī)器人通訊教學(xué)

　?。?）通過(guò)PLC和操控面板等控制元器件和機(jī)器人控制柜連接；

　?。?）學(xué)習(xí)通訊接線方式、通訊編碼規(guī)則等；

　　6．機(jī)器人視覺(jué)應(yīng)用

　?。?）機(jī)器人切換吸盤(pán)手抓；

　　（2）將視覺(jué)固定在桌面上；

　?。?）將教學(xué)工件放在相機(jī)視野下；

　?。?）相機(jī)將識(shí)別并定位處理信息發(fā)送給機(jī)器人；

　?。?）機(jī)器人根據(jù)相關(guān)信息做出相應(yīng)的動(dòng)作；

　　（6）通過(guò)此單元學(xué)習(xí)機(jī)器人與視覺(jué)的應(yīng)用；

　　四、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)課程學(xué)習(xí)資料

　　5.1課程內(nèi)容框架

　　本課程基于工業(yè)機(jī)器人典型工作任務(wù)和安全操作規(guī)范開(kāi)發(fā)而成。共計(jì)6個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，25個(gè)教學(xué)任務(wù)，滿足職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)或教學(xué)方向的授課需求；

　　課程由教材、工作頁(yè)、教學(xué)PPT、數(shù)字化資源和題庫(kù)五大元素組成；

　　教材主要用于教師教學(xué)參考，工作頁(yè)用于學(xué)生上課測(cè)評(píng)，教學(xué)PPT可用于教學(xué)演示和重點(diǎn)知識(shí)強(qiáng)化，數(shù)字化資源為趣味導(dǎo)入素材，同時(shí)也可以輔助老師將枯燥的理論知識(shí)趣味化、教學(xué)難度高的原理知識(shí)科普化，從而加快學(xué)生理解速度、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升教師教學(xué)質(zhì)量。

　　其中課程內(nèi)容目錄如下：

　　文檔資源庫(kù)

　　5.2資源清單