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SB-GA3工業(yè)機器人拆裝與調試實(shí)訓臺
一、工業(yè)機器人拆裝與調試實(shí)訓室方案簡(jiǎn)介
工業(yè)機器人拆裝與調試實(shí)訓平臺選用先進(jìn)的六關(guān)節機器人，由機器人本體裝調平臺與電氣維護平臺組成。機器人本體裝調平臺可以拆卸到螺絲級，是學(xué)生對工業(yè)機器人核心部件和機械結構的認知平臺，從內部構成理解工業(yè)機器人的運動(dòng)方式和動(dòng)力傳遞。讓學(xué)生可掌握：機器人本體結構認、諧波減速器安裝與維護、常用安裝工具使用、機器人基本術(shù)語(yǔ)與圖形符號、機器人零位調試、機器人精度測試、機器人典型維護操作。
機器人電氣維護平臺，是把電氣柜各大部件拆散安裝在網(wǎng)孔架上，清晰體現機器人電氣連接原理。讓學(xué)生可掌握：電氣器件認知、電氣原理學(xué)習、電氣故障排除與維護。
裝配完成的機器人本體，在電控柜的驅動(dòng)下，能實(shí)際完成應用操作。通過(guò)選購模塊，可實(shí)施機器人基礎示教編程（軌跡坐標訓練模塊）、基礎工藝編程（碼垛模塊）。
平臺配套提供三維拆裝軟件（RobotAC），3D真實(shí)重現了機器人本體拆裝與電氣維護平臺功能。RobotAC可完成大部分硬件平臺上的實(shí)訓項目。
本平臺適合職業(yè)院校、高校的工業(yè)自動(dòng)化類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)，《工業(yè)機器人安裝與調試》、《工業(yè)機器人系統維護》等課程的實(shí)訓教學(xué)，也適合工業(yè)機器人安裝調試技能比賽。
工業(yè)機器人拆裝與調試實(shí)訓臺效果圖
二、技術(shù)參數
（1）產(chǎn)品尺寸：
機器人本體裝調平臺：長(cháng)1500mm*寬1000mm*高1500mm
電氣維護平臺：長(cháng)800mm*寬500mm*高1600mm
（2）工作電源：?jiǎn)蜗嗳�(xiàn)制 AC220V±5% 50HZ
（3）安全保護：漏電保護，過(guò)流保護，短路保護
（4）額定功率：≤2KW
三、產(chǎn)品特點(diǎn)：
1、工業(yè)機器人本體裝調
采用工業(yè)級機器人，金屬剛體，可拆解到螺絲級，可反復拆裝練習。
2、電氣常見(jiàn)拆裝
把工業(yè)級的機器人電氣柜的大部件拆散安裝在網(wǎng)孔架上，清晰體現機器人電氣連接原理。
3、機器人故障維護
不僅讓學(xué)習掌握機器人安裝與調試，還提供機器人日常應用的典型維護。
4、三維仿真軟件
按真實(shí)工業(yè)機器人1:1開(kāi)發(fā)的虛擬仿真拆裝機器人，方便學(xué)生在電腦上反復練習而會(huì )損壞硬件。三維仿真軟件"學(xué)、練、考"對由學(xué)生自主學(xué)習，并自動(dòng)考核。
5、豐富教學(xué)資源
提供課程標準、項目化的教材、真人操作視頻。
四、機器人本體拆裝與調試平臺主要組成
1、本體拆裝臺
外形尺寸約為1500×1000×1600mm。工作臺板采用工業(yè)鋁型材拼接搭建，臺面上布有T型槽，通過(guò)M6快速拆卸的T型螺母和彈簧螺母塊安裝不同模塊。機臺上有機器人裝調區和基礎實(shí)訓擴展區。機器人裝調區上有一個(gè)安裝平臺，該平臺可以360°旋轉和固定，這樣安裝人員可以在固定位置對機器人無(wú)死角安裝。擴展區可以安裝基礎實(shí)訓模塊、搬運碼垛模塊等。平臺的背板可裝夾機器人安裝工藝文件。
2、本體散件部件
機器人本體散件都包裝好放在對應抽屜里，主要包括鋼體、減速機、電機、本線(xiàn)內線(xiàn)、拖地線(xiàn)、線(xiàn)環(huán)、各種小配件等。
3、機器人本體
裝配完成后，本體如下：
本體參數如下： 本體
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型號 |
VR6-S1 |
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動(dòng)作自由度 |
6 |
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最大負載 |
6kg |
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工作范圍 |
700mm |
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手腕法蘭面 |
800mm |
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最大范圍 |
J1 |
±170° |
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J2 |
-60°～+160° |
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J3 |
-65°～+210° |
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J4 |
±180° |
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J5 |
±135° |
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J6 |
±360° |
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最大運動(dòng)速度 |
J1 |
444°/s |
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J2 |
444°/s |
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J3 |
444°/s |
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J4 |
441°/s |
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J5 |
441°/s |
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J6 |
706°/s |
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重復定位精度 |
±0.02mm |
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本體重量 |
<30kg |
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電源電壓 |
220V |
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能耗 |
1.0KW |
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安裝方式 |
地面安裝，支架安裝，倒置安裝 |
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應用 |
裝配、物料搬運等 |
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本體防護等級 |
IP65 |
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電控柜防護等級 |
IP43 |
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用戶(hù)接線(xiàn) |
IO接口8芯，氣動(dòng)接線(xiàn)2*Φ4mm |
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4、拆裝工具套件
預置式扭力扳手 內六角扳手
預置式扭力扳手具有預設扭矩數值和聲響裝置。當緊固件的擰緊扭矩達到預設數值時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出訊號"卡嗒"(click)的一聲，同時(shí)伴有明顯的手感振動(dòng)，提示完成工作。解除作用力后，扳手各相關(guān)零件能自動(dòng)復位。精確度符合ISO6789：1992.ASMEB107.14,GGG-W-686.±4%。
5、測量百分表
百分表是利用精密齒條齒輪機構制成的表式通用長(cháng)度測量工具。通常由測頭、量桿、防震彈簧、齒條、齒輪、游絲、圓表盤(pán)及指針等組成。把百分表安裝在機器人J6法蘭上，通過(guò)機器人的不同位置的循環(huán)運動(dòng)，可快速的測試機器人重復精度。
6、基礎示教編程模塊
基礎示教編程模塊是一個(gè)可選配模塊。機器人調試完成后，達到出廠(chǎng)精度，可通過(guò)示教器的示教與編程，掌握機器人各種坐標，軌跡運動(dòng)操作。
基礎示教編程模塊采用銀色鋁合金材質(zhì)，包含：TCP標定；直線(xiàn)、圓弧、曲線(xiàn)軌跡訓練；坐標系統標定。
7、基礎工藝編程模塊
人基礎示教編程（軌跡坐標訓練模塊）、基礎工藝編程（碼垛模塊）。
機器人的工藝應用有多種，本模塊通過(guò)碼垛操作，掌握碼垛算法的原理，以及通過(guò)示教教的調試技巧。
碼垛模塊采用銀色鋁合金材質(zhì)，包含：碼垛底板，不同大小的碼垛工件。
自動(dòng)落料機構 碼垛平臺效果圖
五、機器人電控維護平臺主要組成
1、網(wǎng)孔架
把工業(yè)機器人的電氣柜各大部件拆散安裝在網(wǎng)孔架上，清晰體現機器人電氣連接原理。主要部件有：電源、濾波器、機器人運動(dòng)控制器、伺服驅動(dòng)器、示教器、擴展IO。同進(jìn)時(shí)還有一個(gè)故障設置模塊，通過(guò)人機界面操作可以設置典型的故障，并通過(guò)人機界面設置解除故障。
2、機器人運動(dòng)控制器
運動(dòng)控制器作為機器人的核心部分，是影響機器人性能的關(guān)鍵部分之一。工業(yè)機器人控制系統的主要任務(wù)是控制機器人在工作空間中的運動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡，操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。它同時(shí)具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線(xiàn)操作提示和使用方便等特點(diǎn)。本運動(dòng)控制器的特點(diǎn)：
1）采用x86硬件平臺，高性能硬件，豐富的外圍接口，方便外設擴展；
2）采用實(shí)時(shí)Linux操作系統。實(shí)時(shí)性強，軟件開(kāi)發(fā)方便；
3）支持EtherCAT協(xié)議，作為主站功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對伺服模塊與IO模型管理；
4）模塊化軟件開(kāi)發(fā)，不同的子任務(wù)由不同的功能模塊實(shí)現 ,以利于修改、添加、配置功能；
5）內置了16輸入16輸出的IO模塊；
6）支持二次開(kāi)發(fā)，方便功能擴展。
機器人運動(dòng)控制器接口如下：
X10：EtherCAT主站輸出，RJ45口
X11：內置IO模型輸出，16輸入16輸出
TP：示教器接口；
X12：系統信號接口
X17：USB擴展口
X16：管理網(wǎng)口，RJ45
X13：RS232接口
X14：RS232接口
X15：RS485接口
3、機器人示教器
示教器采用8寸觸摸屏，顯示分辨率1026*768。示教器上有物理鍵盤(pán)，方便快捷編寫(xiě)程序，至少有：26個(gè)字母鍵，通過(guò)切換鍵與數字及特殊符號切換、4個(gè)方向鍵、10個(gè)功能健、8組軸操作鍵，每組至少有+與-鍵。共不少于76物理按鍵。示教器接口說(shuō)明：
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序號 |
說(shuō)明 |
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1 |
模式開(kāi)關(guān)選擇，用于手動(dòng)/自動(dòng)模式的切換 |
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2 |
急停按鈕，用于危險情況下使用機器人停機，帶自鎖功能 |
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3 |
菜單鍵，顯示軟件的主菜單 |
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4 |
滾輪鼠標 |
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5 |
工藝的執行、暫停、停止鍵，用于程序運行的狀態(tài)切換 |
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6 |
速度設置鍵，用于設定手動(dòng)速度倍率的按鍵 |
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7 |
方向鍵，用于編程時(shí)光標示的移動(dòng) |
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8 |
回零鍵，長(cháng)按將機器人回到零位狀態(tài) |
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9 |
示教運行模式切換 |
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10 |
鍵盤(pán) |
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11 |
鍵盤(pán)切換鍵，用于字母大小寫(xiě)、數字、特殊字符之間的切換 |
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12 |
功能鍵 |
示教器能實(shí)時(shí)采集機器人關(guān)節的各種參數，包括扭矩、速度、位置等，采集時(shí)間小于10ms,并能把采集的數據形成曲線(xiàn)查看，包括扭矩曲線(xiàn)、速度曲線(xiàn)、加速度曲線(xiàn)。方便現場(chǎng)性能分析檢測。
4、伺服驅動(dòng)器
機器人伺服系統精確控制電機速度、位置，可以將指令轉化為轉矩和轉速以驅動(dòng)控制對象。采用高性能RC6伺服驅動(dòng)器， RC6是一款緊湊型一體化網(wǎng)絡(luò )伺服驅動(dòng)器。采用6多軸一體化設計，機身尺寸僅為231mm*316mm*81mm，而單軸額定電流可達5A。RC6采用標準的EtherCAT協(xié)議，配置成從站，與運動(dòng)控制器實(shí)時(shí)通訊；
5、伺服調試與診斷軟件
伺服系統是機器人本體的核心部件，平臺提供的伺服調試軟件（DriverStarter）運行在上位PC機，通過(guò)RS485與伺服驅動(dòng)器通訊。DriverStarter具有完善的實(shí)時(shí)監控功能，實(shí)時(shí)監控系統狀態(tài)、運動(dòng)狀態(tài)、輸入輸出信號等。信號經(jīng)分析處理，能實(shí)時(shí)顯示轉速、溫度和電流等多種波形曲線(xiàn)。并具有故障智能診斷功能，當異常發(fā)生時(shí)，上位機界面能顯示故障位置，以及處理方法�？煞奖銓C器人整機能調試，以及伺服系統的故障診斷與分析。
6、故障設置模塊
故障設置模塊安裝在網(wǎng)孔架上，模塊上有HMI。故障設置模擬機器人常見(jiàn)的典型故障，使學(xué)員掌握各種故障現象及排查方法。通過(guò)HMI設障與排障，自動(dòng)操作，不用人工插拔線(xiàn)。通過(guò)人機界面設置，能設置5種以上典型故障；排障恢復后的電控維護平臺，可驅動(dòng)機器人本體運行
7、本體聯(lián)調
解除故障后的機器人電控平臺可以驅動(dòng)機器人本體。能在本次采購的虛擬仿真軟件里進(jìn)行離線(xiàn)編程。后置的機器人可下載到機器人機器人控制器運行�？刂葡到y能同時(shí)控制硬件實(shí)際機器本體與仿真軟件的虛擬機器人本體同時(shí)運行，包括位置、動(dòng)作及狀態(tài)同步。
六、工業(yè)機器人拆裝與調試仿真軟件
RobotAC機器人裝調與維護仿真軟件，可作為本體拆裝實(shí)訓臺的一個(gè)輔助功能，更好的讓學(xué)生熟悉機器人本體和拆裝本體。采用實(shí)際機器人本體型號為原型，進(jìn)行高仿真建模，建立完整真實(shí)展現機器人場(chǎng)景。同時(shí)，擁有高度逼近真實(shí)的表面外觀(guān)和細節感受，創(chuàng )造出身臨其境般的實(shí)訓體驗。使用 3D 虛擬引擎技術(shù)模擬實(shí)際操作環(huán)境，支持學(xué)生在虛擬場(chǎng)景下進(jìn)行工業(yè)機器人機械認知、原理認知、機械安裝與調試、常見(jiàn)故障排查，故障維修等操作。結合實(shí)際的設備相輔相成，滿(mǎn)足虛實(shí)相結合的教學(xué)。系統支持多點(diǎn)位配置。安裝運行方便，普通配置的 PC 機即可運行本軟件。
機器人本體安裝，包含了各軸之間安裝的次序及簡(jiǎn)述工藝流程，注意事項，及機械部分的保養。整機安裝完成調試，以及調試過(guò)程中問(wèn)題的發(fā)現及處理方式。
提供各處機器人零位標定技術(shù)，以及機器人整機精度測度，生產(chǎn)性能合格的機器人。
拆裝軟件部分截圖
軟件特點(diǎn)：
1、工業(yè)機器人裝調與維護仿真軟件主要是為學(xué)習工業(yè)機器人本體結構、本體裝配、本體維護等三維仿真軟件；采用先進(jìn)的虛擬仿真技術(shù)，軟件具有虛擬裝配車(chē)間場(chǎng)景，模擬真實(shí)工業(yè)機器人的裝配環(huán)境。
2、采用真實(shí)工業(yè)機器人3D模型，并按硬件實(shí)訓臺1:1尺寸建模
3、實(shí)時(shí)交互操作，場(chǎng)景中布置大量機器人知識展板，方便自主學(xué)習。
4、具備情景化、游戲化實(shí)訓設計，每個(gè)項目教學(xué)設計過(guò)程涵蓋實(shí)訓示范、演練、測試模塊；
5、本體器件認知模塊：介紹每個(gè)本體器件的外觀(guān)，功能，使用注意事項目。
6、電氣器件認識模塊：介紹每個(gè)電氣器件的外觀(guān)，功能，使用注意事項目。
6、本體裝配與拆卸模塊：具有自動(dòng)裝配與卸載、3D交互方式的手動(dòng)裝配與拆卸、零件與組件的拆卸與裝配、裝配過(guò)程中所需工具的選擇以及拆卸全過(guò)程的信息記錄與提示等功能，具有真實(shí)感強、操作簡(jiǎn)單、便于自學(xué)等優(yōu)點(diǎn)。
7、整機調試模塊：本體裝配完成后，學(xué)習系統上電流程，通過(guò)示教器對機器人每個(gè)關(guān)節調試。以及關(guān)節零位調整。
8、機器人維護：對典型電氣故障進(jìn)行維護操作
9、錄制功能：在練習操作時(shí)，錄制模塊對實(shí)訓過(guò)程中操作實(shí)時(shí)錄制功能，并可隨時(shí)對操作記錄進(jìn)行查看；
10、考試模塊：機器人拆裝考核，并自動(dòng)評分。
七、教學(xué)資源
1、配套實(shí)訓指導書(shū)
配套的工業(yè)機器人拆裝與調試實(shí)訓指導書(shū)，采用項目化教學(xué)。是一本系統講解了工業(yè)機器人結構原理、裝配、生產(chǎn)現場(chǎng)安裝、調試、故障排查及維護教學(xué)一體的實(shí)訓指導書(shū)。本體可以拆裝到螺釘級，并提供拆裝散件的實(shí)物圖。并配套全流程的真人視頻教程，詳細介紹各部分的機械安裝、拆解過(guò)程，以及注意事項。包含以下實(shí)訓項目：
項目一：工業(yè)機器人基礎知識
任務(wù)一：工業(yè)機器人常用傳動(dòng)機構及工作原理
任務(wù)二：工業(yè)機器人用減速器
問(wèn)題與思考一
項目二：工業(yè)機器人的組成及安裝要求
任務(wù)一：工業(yè)機器人的主體
任務(wù)二：工業(yè)機器人控制系統
任務(wù)三工業(yè)機器人安裝要求
問(wèn)題與思考二
項目三：機器人安裝調試常用工具的認知和使用
任務(wù)一：工業(yè)機器人機械裝配常用工具、測量?jì)x器
任務(wù)二：工業(yè)機器人常用電工工具和電工儀表儀器
問(wèn)題與思考三
項目四：工業(yè)機器人機械本體的拆裝與檢測
任務(wù)一：工業(yè)機器人機械部分的拆卸與檢測
任務(wù)二：工業(yè)機器人機械部分的裝配與檢測
問(wèn)題與思考四
項目五：工業(yè)機器人電氣系統的裝配與調試
任務(wù)一：機器人電氣元件介紹及電氣安全知識
任務(wù)二：工業(yè)機器人電氣工作原理
任務(wù)三：機器人控制柜電氣元件安裝與接線(xiàn)
任務(wù)四：機器人本體電氣元件安裝與接線(xiàn)
問(wèn)題與思考五
項目六：工業(yè)機器人基本運動(dòng)任務(wù)調試
任務(wù)一：工業(yè)機器人運動(dòng)介紹
任務(wù)二：工業(yè)機器人標定介紹
任務(wù)三：工業(yè)機器人示教編程介紹
問(wèn)題與思考六
項目七：工業(yè)機器人常見(jiàn)故障分析及精度檢測方法
任務(wù)一：機器人常見(jiàn)故障及 其解決辦法
任務(wù)二：機器人重復定位精度檢測方法
任務(wù)三：機器人絕對精度檢測方法
問(wèn)題與思考七
項目八：工業(yè)機器人伺服系統調試
任務(wù)一：伺服調試軟件操作
任務(wù)二：機器人運動(dòng)伺服性能測量分析
附錄1：螺釘擰緊力矩表
附錄2：機器人裝配作業(yè)指導書(shū)
2、真人拆裝視頻
真人工業(yè)機器人拆卸與裝配視頻二維碼，詳細每個(gè)步驟操作及要點(diǎn)講解。
機器人拆裝真人視頻
3、機器人三維設計圖紙
提供全套的機器人本體設計3D資料，采用STEP格式。學(xué)生可以學(xué)習機器人本體設計，也可以在原來(lái)的3D文件基礎上，根據需求進(jìn)行修改，開(kāi)發(fā)自己的機器人本體結構。并把設計文件加工成實(shí)際的機械零件，DIY動(dòng)手裝配自己的機器人本體。
八、系統配置清單
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序號 |
名稱(chēng) |
主要內容及規格 |
數量 |
備注 |
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1 |
本體拆裝臺機體 |
翻蓋型材桌面、配有4個(gè)福馬輪 |
1套 |
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2 |
工業(yè)機器人 |
VR6桌面型6軸6kg機器人 |
1套 |
整機提供 |
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3 |
工業(yè)機器人固定底座 |
可360°旋轉并固定 |
1套 |
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4 |
工具箱 |
采用標準工具箱，并配有包裝的拆除工具，測試百分表 |
1套 |
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5 |
電控網(wǎng)孔架 |
安裝電控器件的網(wǎng)孔支架 |
1套 |
|
|
6 |
機器人電控器件 |
電源、濾波器、機器人運動(dòng)控制器、伺服驅動(dòng)器、示教器、擴展IO。 |
1套 |
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|
7 |
故障設置模塊 |
故障設置人機界面，繼電器 |
1套 |
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8 |
工控機 |
I5 CPU，4G內存，1G顯示存 |
1套 |
擴展選配 |
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9 |
基礎訓練模塊 |
軌跡編程訓練，坐標編程訓練 |
1套 |
擴展選配 |
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10 |
碼垛模塊 |
300*300mm平臺，6工件碼垛 |
1套 |
擴展選配 |
|
11 |
機器人工具 |
TCP針對與吸盤(pán)符合工具 |
1套 |
擴展選配 |
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12 |
伺服調試與診斷軟件 |
DriverStarter |
1套 |
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13 |
機器人拆裝與調試仿真軟件 |
RobotAC |
1套 |
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13 |
教學(xué)資源 |
1、《工業(yè)機器人安裝與調試》課程標準 2、《工業(yè)機器人安裝與調試》教材 3、工業(yè)機器人拆裝與調試視頻； 4、工業(yè)機器人solidworks 3D設計圖紙； |
1套 |
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