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LG-RAI02A型 工業機器人視覺應用實訓平臺

品牌:理工偉業 咨詢電話:010-82827827 82827835

一、產品概述
    LG-RAI02A型 工業機器人視覺應用實訓平臺以工業機器人與機器視覺為核心,將機械、氣動、運動控制、變頻調速、編碼器技術、PLC控制技術有機地進行整合,結構模塊化,便于組合,實現對高速傳輸線上的不同物料進行快速的檢測、組裝。為了方便實訓教學,系統進行了專門的設計,可以完成各類機器人單項訓練和綜合性項目訓練,可完成各類機器人單項訓練和綜合性項目訓練。可以進行六軸機器人示教、定位、抓取、裝配等訓練。
    LG-RAI02A型 工業機器人視覺應用實訓平臺包含六自由度工業機器人、智能視覺檢測系統、PLC控制系統及一套供料、輸送、裝配、倉儲機構,可以實現對高速傳輸的工件進行分揀、搬運、堆垛、倉儲等操作。
    LG-RAI02A型 工業機器人視覺應用實訓平臺各組件均安裝在型材桌面上,機械結構、電氣控制回路、執行機構相對獨立,采用工業標準件設計。通過此平臺可以進行機械組裝、電氣線路設計與接線、PLC編程與調試、智能視覺流程編輯、工業機器人編程與調試應用等多方面訓練,適合職業院校、技工學校自動化類相關專業《工業機器人與控制技術》、《自動化技術》等課程的實訓教學,適合自動化技術人員進行工程訓練及技能比賽。

二、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:1600mm×1100mm×850mm
5、安全保護:具有漏電保護,安全符合國家標準
三、設備結構與組成
      LG-RAI02A型 工業機器人視覺應用實訓平臺由六自由度工業機器人系統、海康智能視覺檢測系統、可編程控制器(PLC)系統、輸送裝置、倉儲機構,可以實現對工件傳送、分揀、分類倉儲、型材實訓桌、型材電腦桌等組成。★投標時提供工業機器人實訓平臺第三方檢測報告原件備查。
1、工業機器人:


采用六自由度工業機器人系統,由機器人本體、機器人控制器、示教單元、輸入輸出信號轉換器和抓取機構組成。
(1)機器人本體由六自由度關節組成,固定在型材實訓桌上,具有6個自由度,串聯關節型工業機器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝
(2)第1軸工作范圍:≧+170°/-170°,最大旋轉速度≧370°/s,臂展≧198mm,功率≧200W。
(3)第2軸工作范圍:≧+110°/-110°,最大旋轉速度≧400°/s,臂展≧141.25mm,功率≧400W。
(4)第3軸工作范圍:≧+40°/-220°,最大旋轉速度≧430°/s,臂展≧260mm,功率≧200W。
(5)第4軸工作范圍:≧+180°/-180°,最大旋轉速度≧300°/s,臂展≧25mm,功率≧100W。
(6)第5軸工作范圍:≧+125°/-125°,最大旋轉速度≧600°/s,臂展≧280mm,功率≧100W。
(7)第6軸工作范圍:+360°/-360°,最大旋轉速度≧600,臂展≧86.5mm,功率≧100W。
(8)最大臂展:≧600mm
(9)有效負載:≧4kg
(10)整機重量:≧23.50KG
(11)防護等級:≧IP65
(12)重復定位精度:≦±0.05mm
2、海康智能視覺檢測系統
   主要是配合工業機器人做智能檢測工件角度缺陷及自動對位等以及工業機器人視覺學習開發使用;工業相機,要求如下:像素:≥130W像素; 分辨率:≥1280×960; 像素尺寸:≥3.75μm× 3.75μm; 光譜:彩色; 支持自定義AOI,降低分辨率、f≥16mm F1.4:12毫米工業鏡頭,百萬像素相機; 配套同軸光源,光源大小≥80mm×80mm;準環形光源,直徑≥70mm,照射角度≥90度,帶模擬控制器;配套同軸光源及光源控制器:發光窗口≥50mm*50mm含調光控制電源;監視顯示器;用于檢測工件的特性,如數字、顏色、形狀等,還可以對裝配效果進行實時檢測操作,機器視覺兼視覺開發環境。投標時提供機器人及視覺應用管理系統
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,自帶以太網通訊模塊、數字量擴展模塊控制機器人、電機、氣缸等執行機構動作,處理各單元檢測信號,管理工作流程、數據傳輸等任務。   
4、供料單元
    單元工件板擺放好的多種形狀物料(方形、圓形、五邊形、六邊形、五角星等)拾取搬運到傳送裝置上;每個物料板對應工位都蝕刻有物料編號;搬運形式可根據要求靈活組合,形式多樣,能滿足平面、陣列、指定編號位置、多種物料混合等要求。
5、輸送單元
     包含一套交流調速系統,由西門子V20變頻器、三相交流電機、傳送帶、光纖傳感器等組成,安裝在型材實訓桌上,用于傳輸工件。
6、立體倉庫:存儲自動裝配工件;倉位數量:≥3列3層9個;倉位承重:≥2Kg;倉位尺寸:≥100mm×70mm×80mm;外形尺寸:≥350mm×180mm×450mm;工件種類:≥3種9個;工件模塊包括自動裝配母件、子件等。
7、堆垛單元
      由工件存儲盒托盤及型材立柱組成,安裝在型材實訓桌上,機器人用于放置裝配完的組件進行堆垛,也可以通過機器人對裝配完成的組件進行拆垛。
8、實驗室智能電源管理系統
實訓室總體智能電源管理系統由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成,整個實驗室配置一套管理系統。★投標時現場演示以下8.1-8.4項功能視頻。
主要功能:
8.1上電系統自測
(1)主電路及控制電路上電后對線路系統進行輸入電壓的過壓、欠壓;線路對地漏電;輸出負載過流的檢測,任一故障存在電源輸出斷開。
(2)故障內容有相應文字顯示。
(3)對故障進行語音報警。
8.2運行檢測保護
(1)輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電,任一故障出現將自動跳閘,實施保護。
(2)對故障進行語音報警。
(3)保護閥值可進行現場設置。
8.3漏電功能測試
(1)按下漏電測試按鈕,裝置會自動提供一個漏電測試信號,使保護器跳閘。
(2)重新進行上電進入自己檢測狀態,文字顯示“開機檢測中....”,無故障情況下,實訓室智能電源管理系統恢復供電。
8.4過壓保護
(1)運行中,出現輸入過壓,實訓室智能電源管理系統將跳閘。
(2)對應的“過壓相”進行文字顯示。
(3)語音播報“線路過壓,請注意”。
8.5過流保護
(1)運行中,三相電源中任一相出現過流,實訓室智能電源管理系統將跳閘。
(2)對應的“過流相”進行文字提示。
(3)語音播報“線路過流,請注意”
8.6漏電保護
(1)運行中,三相中任一相出現漏電,實訓室智能電源管理系統將跳閘。
(2)對“漏電”進行文字顯示。
(3)語音播報“線路漏電,請注意”。
8.7電源監控
(1)可對各相電壓進行數值顯示及曲線顯示,顯示精度±5V
(2)可對各相電流進行數值顯示及曲線顯示,顯示精度±0.1A
(3)高壓保護電壓設置:
①設置范圍<300V,輸入1A;
②動作時間:2-5S,輸入單位0.1S
(4)欠壓保護電壓設置:
①設置范圍:>154V,輸入單位1V
②動作時間:2-5S,輸入單位0.1S
(5)過流保護電流設置:
①設置范圍:<20A,輸入單位0.01A;
②動作時間:0.5-2S,輸入單位0.1S
9、以太網路由器
      以太網路由器將PLC、機器人控制器、智能視覺控制器組成一個以太網局域網,進行數據的相互傳輸,實現工業現場控制系統的高層次應用,同時可以培養和考核學生對工業網絡的使用技能。
10、電腦:CPU AMD 4核,19寸顯示器,8G內存,128G固態,wifi/LAN接口。
11、云智能實驗室安全管理系統
本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯網技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態、數據參數等上傳至云平臺。物聯網系統的傳感層、傳輸層和應用層關聯掌握數據與分析數據。
(1)電壓、電流等模擬量數據顯示。
(2)輸入開關監控,輸出開關等數字量控制。
(3)遠程控制啟停狀態,給定輸出電壓值的。
(4)顯示輸入輸出電壓值的歷史數據
(5)可按照日期、日間進行查詢歷史數進行查詢。
(6)報警信號為PLC主機模擬量采集數值或者開關量可以自由設定,如當模擬量輸入超過設定電壓時產生報警,通過物聯網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺,通過云平臺向設置的終端推送報警信號,每臺設備可對應多個終端設備。
(7)通過手機端可以實現遠程控制PLC的輸出及監視PLC的輸入狀態變化。
(8)數據顯示畫面:畫面顯示輸入電壓數值,輸出電壓監控,開關狀態輸入,開關控制輸出,以及云端連接二維碼。
(9)聯網設置界面:設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。
★需提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書原件備查,并現場演示1-3項功能視頻。
四、軟件及課件資源
(一)數字孿生技術實訓系統要求
1、功能要求
實驗軟件1:1 三維建模還原機器人基礎工作站(含視覺檢測)的結構與功能。包含ABB工業機器人本體、標準實驗臺、機器人工具模塊、樣件套裝、曲面繪圖模塊、搬運模塊、碼垛模塊模塊、裝配模塊、井式供料模塊、皮帶運輸模塊、打磨模塊、電磁閥電氣接口套件、三色警示燈、成品立體倉庫、視覺檢測單元、PLC與HMI控制實驗單元、配套數字孿生示教器等全部功能模塊
(1)提供一套基于3D仿真的智能工廠軟件平臺,具有虛擬3D編輯環境,中英文切換功能,能夠設置場景地面大小,背景環境效果,以及參考網格大小等,能夠根據電腦配置設置高、中、底的軟件顯示配置。
(2)模型庫:具有豐富的3D模型庫,且支持對模型的大小、顏色、以及結構特種的設置,具有豐富的模型類別、包含機器人、物流、傳感、零件、氣動等庫文件,具有自定義模型庫和標準模型庫。
(3)自定義模型庫:軟件支持自定義模型編輯,支持機械設計軟件如SolidWorks、UG、PRE等三維設計軟件導出的STP、STEP、IGS、IGES等模型導入,可自定義編輯尺寸比例、軸心位置、軸心角度、模型材質、顏色配置、以及模型的精細度功能。
(4)物理工藝仿真功能:除基本的重力、摩擦力、推力等物理邏輯,同時需包含多種物理加工工藝仿真,至少包含有:噴涂工藝、激光雕刻工藝、焊接畫線工藝、吸盤機械手工藝、自定義圖像沖壓工藝、多模塊組裝工藝以及夾取機械爪工藝。
(5)軸運動控制仿真功能:支持模型樹拼接的邏輯搭建功能,即支持通過對模型設置,能夠進行對其軸運動、直線運動、氣動以及交互按鈕等進行多層級的運動和交互的編輯設置功能。
(6)自定義材質貼圖功能:軟件支持耗材模型用戶自定義材質顏色、貼圖以及隨機配置,包含隨機顏色、隨機圖案等。
(7)虛擬電氣接線功能:軟件支持用戶自定義添加多種控制器,并配置有控制器的輸入輸出虛擬面板接口頁面,系統支持通過鼠標拖拽式虛擬電氣接線功能,能夠提供多種虛擬以及真實的控制器接口,通過鼠標拖拽式接線能夠完成虛擬3D模型與控制器之間的電氣接線,且能夠保存至工程文件,同時能夠導出對應的接線Excel表格。
(8)模擬調試功能:包含對開關量信號、模擬量、伺服軸運動,能夠在模擬環境之下進行調試控制,同時要求支持對于各類工業機器人的模擬調試功能,包含對機器人的手動/自動控制切換,軸運動以及世界坐標運動切換功能。
(9)機器視覺調試功能:軟件支持虛擬機器視覺功能,能夠將仿真軟件的虛擬3D攝像頭畫面顯示,并支持虛擬視覺畫面導出,提供API文檔及接口函數,至少包含C#、Python、labview的視覺接口案例。
(10)輔助功能:軟件具有自帶錄像功能,支持軟件內錄像并保存錄像文件;支持PNG截圖功能,即軟件內置截屏軟件,能夠生成不帶背景的場景PNG文件。 
(11)多人互動仿真功能:軟件支持多人互動仿真,即能夠實現多個仿真軟件聯機在同一個場景下進行協作仿真,且多人互動軟件支持PC端、手機端APP、以及VR端眼鏡交互,手機端AR互動能夠聯機到PC端虛擬工廠,并能夠實現以AR方式呈現3D工廠的場景。
(12)實體PLC虛實接入仿真功能:系統支持 PLC控制器,要求能夠接入多種虛擬及真實的PLC進行虛實仿真,且可配置PLC接線功能,要求至少支持西門子及三菱系列。
(13)實體嵌入式控制器接入仿真功能:系統支持多種單片機控制器接入仿真,包含有Arduino、ESP32單片機,可通過連接真實的單片機控制器,實現嵌入式的控制編程開發,配套有圖形化編程以及C語言編程開發包,具有示范工程,能夠進行AGV、自動化控制以及物聯網控制功能。
(14)實體機器人示教器接入仿真功能:要求至少支持兩種及其以上的工業機器人實體示教器,并配套有四軸碼垛、六軸串聯、七軸聯動、以及SCARA機器人控制工程包,所配置的機器人示教器能夠設置為多種機器人類型。
(15)實體運動控制器接入仿真功能:配置一套完整的運動控制系統,且兼容真實的運動控制器接入,多軸機器人運動控制器支持8路伺服運動控制,要求支持梯形圖,VB語言編程,可運行G代碼數控加工,系統配置有CAM軟件,能夠仿真雕刻機數控系統;軟件中內置虛擬HMI觸摸屏功能支持拖拽式設計人機界面控制,軟件內置有虛擬伺服軸運動示波器功能,要求虛擬運動控制器代碼能夠直接下載至真實的該運動控制器使用。 
(16)實體機器視覺運動控制系統功能,能夠1:1接入機器視覺運動控制器系統,即采用虛擬3D攝像頭接入至真實的機器視覺運動控制器,能夠實現虛實仿真的機器視覺運動控制開發及實訓。
(17)實體協作機器人接入仿真功能:支持協作工業機器人控制系統接入,能夠實現真實的協作機器人1:1的虛實互動仿真,同時支持手持拖動實體機器人虛擬互動聯動仿真控制。
2、在線資源管理功能
(1)提供軟件的后臺管理功能:能夠通過后臺管理軟件賬戶,可在線/離線激活軟件,并能夠統計軟件的使用者登陸日志、登陸頻率的圖表等功能;
(2)提供軟件的課程資源管理功能:能夠通過后臺管理,對軟件的幫助、視頻指導、3D工程資源進行統一管理和分發功能;
(3)提供軟件的WEB端功能,能夠通過WEB端打開軟件的3D工程文件,實現WEB端交互的場景工程功能;
(4)課程資源使用功能:軟件內部集成課程資源使用功能,支持軟件內部進行視頻觀看、課程預覽以及課程資源下載功能。
3、課程資源
(1)軟件平臺具有完整的課程資源,包含視頻、PPT、實訓源碼、以及工程文檔;
(2)配套PLC開發課程,從入門基礎到系統實踐應用,包含由基礎IO控制,伺服及工業總線通訊,自動化系統集成課程,配置完整開發手冊;
(3)配套工業機器人開發課程,從基礎入門到系統集成實驗,包含四軸碼垛機器人、SCARA機器人以及六軸、七軸機器人應用,配置完整開發手冊;
(4)配套運動控制開發課程,從基礎入門到系統集成,配置數控應用開發,XYZ機器人應用以及各類點膠機器人、倉儲機器人等應用,配置完整開發手冊;
(5)配套人工智能機器視覺開發課程,包含視覺導入、圖形識別、二維碼識別、OCR文字識別以及神經網絡訓練的全套課程資源;
(7)配套工業機器視覺開發課程,包含視覺導入、芯片引腳檢測、劃痕檢測、形狀識別、二維碼識別以及機器人視覺集成等完整的開發資源包;
(8)配套工業互聯網開發課程,包含PLC控制、上位機控制、數據庫管理、前段應用開發、手機APP管理等能夠形成一套完整的數字化智能工廠系統的綜合實驗開發包;
(9)配套在線課程資源網站,網站具有軟件下載、資源下載和工程包下載功能,同時網站包含有豐富的視頻課程、案例工程、在線知識庫等資源。
(二)教學課件資源
★1、工業機器人課程資源
(1)工業機器人的概述:工業機器人的定義、發展與應用、基本組成及技術參數、工業機器人的分類;
(2)工業機器人的機械系統:工業機器人的1軸結構、工業機器人的2軸結構、工業機器人的3軸結構、工業機器人的4軸結構、工業機器人的5軸結構、工業機器人的6軸結構、工業機器人的機身結構、工業機器人的行走結構、工業機器人的驅動裝置和傳動單元;
(3)工業機器人的運動學與動力學:工業機器人的連桿參數和齊次坐標變換矩陣。
(4)工業機器人的控制系統:工業機器人控制裝置、工業機器人驅動裝置、工業機器人檢測裝置;
(5)工業機器人的編程:工業機器人的編程方式、工業機器人的示教編程、工業機器人的編程語言、工業機器人的語言系統結構和基本功能、常用工業機器人編程語言、工業機器人的離線編程、工業機器人的離線編程仿真軟件及編程示例;
(6)工業機器人的典型應用:焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用;
(7)提供汽車生產線工業機器人應用的高清視頻。
★2、PLC編程教學課件資源
(1)S7-1200PLC的認知:S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養;
(2)TIA博圖軟件的使用:TIA 博圖集成軟件開發平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例;
(3)控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括:八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
(4)小型自動化生產線的設計
課件資源具有產品的搬運、檢測和傳輸分揀功能,整個系統由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下:
1)本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作,控制生產線的自動運行。生產線通電以后,系統自行檢測初始狀態是否滿足運行條件,如不滿足則自行復位或手動調整,若滿足則觸摸屏顯示準備就緒;
2)在準備就緒的情況下,按下啟動按鈕,生產線開始按順序運行,供料單元開始工作,電機驅動轉盤將工件送到物料臺上;電機運行10秒后,若物料臺光電開關沒有檢測到物料,說明已沒有物料,開始報警;若檢測到物料,則一號搬運機械手開始動作;
3)物料臺有料,一號機械手臂伸出并下降夾取工件,夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位;然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上,一號搬運機械手恢復到初始狀態,等待下一次運行;
4)當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后,步進電機前往高度檢測單元進行檢測;到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測,檢測完畢后;步進電機運行到二號搬運機械手位置;   
5)到達二號搬運機械手位置后;二號搬運機械手伸出、爪夾取工件,機架臺上升,旋轉到右限位,伸出手臂,機架臺下降,手爪放松,將工件放到傳送帶上,同時二號搬運機械手復位;
6)當傳送帶單元傳感器檢測到工件時,傳送帶開始工作,根據工件的顏色、材料進行分揀;分揀結束后,供料臺回到供料位置,等待下一次運行。
(5)用戶手冊:包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊,數量不少于二十多種。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態等,圖文并茂。投標時提供內容相對應的不少于十張的課件截圖。

五、配置清單

序號

  

主要部件、器件及規格

數量

備注

1

實訓平臺

1500mm×900mm×1400mm

1

 

2

工業機器人

6軸工業機器人本體:IRB120-3/0.58

1

ABB

機器人控制器:IRC5

1

3

智能視覺系統

工業相機 MV-CS016-10GC

1

海康

工業鏡頭MVL-HF1228M-6MPE

1

視覺光源MV-LCDS-50-50-W

1

視覺軟件IMVS-VM-6100-PR0

1

電纜MV-ACC-01-1102-3m

1

監視顯示器

1

4

可編程控制器系統

PLC主機:S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC

1

西門子

數字量輸出模塊:SB1222 4輸出

1

5

交流調速系統

變頻器:V20 0.55KW

1

 

交流減速電機

6

步進系統

步進驅動器DM556

1

 

步進電機:42BYG

7

路由器

4P以太網路由器

1

 

8

實訓模塊

供料單元、輸送單元、立體倉庫堆垛單元、倉庫單元等

1

 

9

氣泵

靜音氣泵

1

 

六、實訓項目
1.機器視覺系統的原理、使用和調試
2.六軸工業機器人系統的原理、使用和調試
3.六軸工業機器人坐標系統和機器視覺坐標系統標定及相互轉換
4.工業機器人與機器視覺系統綜合應用的安裝與調試
5.機器視覺系統模板設置、編程與調試
6.通過示教單元手動調試工業機器人
7.通過示教單元設置、修改各控制點坐標
8.通過示教單元編寫、修改工業機器人程序
9.機器人追蹤坐標整定
10.工業機器人系統的軟件二次開發編程  
11.智能視覺圖像輸入編輯與調試
12.智能視覺結果給出編輯與調試
13.智能視覺顏色比對測量
14.智能視覺編號比對測量
15.智能視覺尺寸比對測量
16.智能視覺角度測量
17.智能視覺系統與工業機器人綜合應用
18.PLC程序編程與調試
19.智能視覺系統與工業機器人綜合應用

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