JGAI-2工業(yè)機器人與智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)平臺
一、產(chǎn)品概述
工業(yè)機器人與智能視覺系統(tǒng)應(yīng)用實訓(xùn)平臺以工業(yè)機器人與機器視覺為核心，將機械、氣動、運動控制、變頻調(diào)速、編碼器技術(shù)、PLC控制技術(shù)有機地進(jìn)行整合，結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，實現(xiàn)對高速傳輸線上的不同物料進(jìn)行快速的檢測、組裝。為了方便實訓(xùn)教學(xué)，系統(tǒng)進(jìn)行了專門的設(shè)計，可以完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練，可完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練。可以進(jìn)行六軸機器人示教、定位、抓取、裝配等訓(xùn)練， 包含六自由度工業(yè)機器人、智能視覺檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉儲機構(gòu)，可以實現(xiàn)對高速傳輸?shù)墓ぜM(jìn)行分揀、檢測、搬運、裝配、存儲等操作。
該平臺各組件均安裝在型材桌面上，機械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機構(gòu)相對獨立，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計。通過此平臺可以進(jìn)行機械組裝、電氣線路設(shè)計與接線、PLC編程與調(diào)試、智能視覺流程編輯、工業(yè)機器人編程與調(diào)試應(yīng)用等多方面訓(xùn)練，適合職業(yè)院校、技工學(xué)校自動化類相關(guān)專業(yè)《工業(yè)機器人與控制技術(shù)》、《自動化技術(shù)》等課程的實訓(xùn)教學(xué)，適合自動化技術(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℃ 相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜1.5kVA
4. 實訓(xùn)平臺尺寸：2200mm×1200mm×1500mm
5. 安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成
該實訓(xùn)平臺由六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)、歐姆龍智能視覺檢測系統(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、型材實訓(xùn)桌、型材電腦桌等組成。
1. 六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)
由機器人本體、機器人控制器、示教單元、輸入輸出信號轉(zhuǎn)換器和抓取機構(gòu)組成，裝備吸盤、視覺攝像頭等，可對工件進(jìn)行吸取、搬運、裝配、測量、拆解等操作，也可以根據(jù)智能視覺相機識別不同顏色對工件裝配。
1)機器人本體由六自由度關(guān)節(jié)組成，固定在型材實訓(xùn)桌上，具有6個自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝
2)第1軸工作范圍為+170°/-170°，最大旋轉(zhuǎn)速度370°/s
3)第2軸工作范圍為+110°/-110°，最大旋轉(zhuǎn)速度370°/s
4)第3軸工作范圍為+40°/-220°，最大旋轉(zhuǎn)速度430°/s
5)第4軸工作范圍為+185°/-185°，最大旋轉(zhuǎn)速度300°/s
6)第5軸工作范圍為+125°/-125°，最大旋轉(zhuǎn)速度460°/s
7)第6軸工作范圍為+360°/-360°，最大旋轉(zhuǎn)速度600
8)最大的工作半徑為500mm
9)有效負(fù)載5kg
10)機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、手動示教、位置編輯、程序編輯等操作。
2. 歐姆龍智能視覺檢測系統(tǒng)
配備一套歐姆龍FZ5-L350智能視覺系統(tǒng)，由視覺控制器、白色光源、視覺相機及監(jiān)視顯示器等組成。用于檢測工件的特性，如數(shù)字、顏色、形狀等，還可以對裝配效果進(jìn)行實時檢測操作。通過I/O電纜連接到PLC或機器人控制器，也支持串行總線和以太網(wǎng)總線連接到PLC或機器人控制器，對檢測結(jié)果和檢測數(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)字量擴展模塊控制機器人、電機、氣缸等執(zhí)行機構(gòu)動作，處理各單元檢測信號，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，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，以及對上料速度進(jìn)行控制，實現(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、環(huán)形板鏈（傳送帶）、光纖傳感器等組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于傳輸工件。
8. 工件存儲盒供料單元
包含一套步進(jìn)電機推桿、DM556步進(jìn)驅(qū)動、料盒存儲槽等組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，當(dāng)一個工件存儲盒被取走會自動退出下一個工件存儲盒，用于工件存儲盒自動供料。
9. 工件組裝單元
由工件存儲盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于裝配工件。工件盒內(nèi)設(shè)有4個工件槽用于放置工件，機器人可以根據(jù)不同配方按照上位機設(shè)定顏色進(jìn)行放置工件。
10. 倉庫單元
由工件存儲盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，機器人用于放置裝配完的組件進(jìn)行堆垛，也可以通過機器人對裝配完成的組件進(jìn)行拆垛。
11. 廢品回收桶
安裝在型材實訓(xùn)桌左后側(cè)，用于機器人自動放置被檢測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、機器人控制器、智能視覺控制器組成一個以太網(wǎng)局域網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的相互傳輸，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)的高層次應(yīng)用，同時可以培養(yǎng)和考核學(xué)生對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的使用技能。
四、軟件介紹
1. 機器人調(diào)試編程軟件
本設(shè)備使用機器人專用調(diào)試編程軟件，可以對機器人進(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)、項目管理區(qū)等窗口，可以對機器人進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試時可對機器人進(jìn)行如下操作：程序編輯、伺服開和關(guān)、運行速度設(shè)置、各關(guān)節(jié)位置給定、運行和停止、單步執(zhí)行指令、連續(xù)執(zhí)行指令、程序跳轉(zhuǎn)執(zhí)行等。同時該軟件提供底層驅(qū)動接口函數(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。每組的三個工件盒，每個工件盒的四個工位都可以設(shè)置成需要的工件，可選編號、顏色、高度，不同位置可選相同工件。軟件配合PLC和機器人程序，實現(xiàn)工件裝配流程的多樣化。
五、實訓(xùn)項目
1. 機器視覺系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試
2. 六軸工業(yè)機器人系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試
3. 六軸工業(yè)機器人坐標(biāo)系統(tǒng)和機器視覺坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)定及相互轉(zhuǎn)換
4. 工業(yè)機器人與機器視覺系統(tǒng)綜合應(yīng)用的安裝與調(diào)試
5. 機器視覺系統(tǒng)模板設(shè)置、編程與調(diào)試
6. 通過示教單元手動調(diào)試工業(yè)機器人
7. 通過示教單元設(shè)置、修改各控制點坐標(biāo)
8. 通過示教單元編寫、修改工業(yè)機器人程序
9. 機器人追蹤坐標(biāo)整定
10. 工業(yè)機器人系統(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(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用
18.PLC程序編程與調(diào)試
19.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用
