"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
智能制造工業(yè)機器人實(shí)訓中心建設方案
一、智能制造工業(yè)機器人實(shí)訓室簡(jiǎn)介
工業(yè)機器人作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備和手段，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平和科技水平的重要標志。我國正處于加快轉型升級的重要時(shí)期，以工業(yè)機器人為主體的機器人產(chǎn)業(yè)，正是破解我國產(chǎn)業(yè)成本上升、環(huán)境制約問(wèn)題的重要路徑選擇。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展急需大量高素質(zhì)高級技能型專(zhuān)門(mén)人才，人才短缺已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前，工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)經(jīng)教育部批準后已成為熱點(diǎn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)，分別是高職的"工業(yè)機器人技術(shù)"專(zhuān)業(yè)；中職的"機電技術(shù)應用（工業(yè)機器人方向）。
對于工業(yè)機器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)，重在培養應用型人才，而具體到教育方面，則應以培養工業(yè)機器人調試工程師和操作及維護人員為主要目標，使學(xué)生具有扎實(shí)的工業(yè)機器人理論知識基礎、熟練地工業(yè)機器人操作能力和豐富地工業(yè)機器人編程調試經(jīng)驗。為此，將從硬件建設、軟件應用、教學(xué)資源建設三個(gè)方面為重點(diǎn)，三維一體為學(xué)校建設工業(yè)機器人實(shí)訓中心。
工業(yè)機器人實(shí)訓中心是專(zhuān)門(mén)以工業(yè)機器人為核心的技術(shù)應用實(shí)訓中心。所有平臺均以實(shí)際工業(yè)級應用為基礎，對實(shí)際工業(yè)現場(chǎng)設備進(jìn)行提煉和濃縮，結合機電類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)、先進(jìn)制造類(lèi)行業(yè)、自動(dòng)化應用的特點(diǎn)，融光、機、電、氣于一體，并針對科研培訓活動(dòng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設計與產(chǎn)品功能優(yōu)化。通過(guò)訓練，能強化使用者對工業(yè)機器人技術(shù)及應用、視覺(jué)的檢測和應用、機器人工作站的設計、安裝、接線(xiàn)、編程、調試、故障診斷與維修等綜合職業(yè)能力，使學(xué)生掌握更多的工業(yè)機器人典型應用的工藝知識及編程調試，仿照實(shí)際工件加工的過(guò)程用到的典型工作站，讓學(xué)生掌握工件加工過(guò)程中所涉及到的工業(yè)機器人工作站的工藝，學(xué)生掌握的技能更加全面，學(xué)生就業(yè)的方向更加寬泛。適合機電類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的科研和實(shí)訓，同時(shí)也適合工程技術(shù)人員上崗培訓。
工業(yè)機器人實(shí)訓中心的建設完全滿(mǎn)足開(kāi)設工業(yè)機器人技術(shù)應用專(zhuān)業(yè)，適應培養高素質(zhì)、復合型人才培養的需求，通過(guò)教學(xué)、實(shí)操訓練可以為企業(yè)培養大量自動(dòng)化高層次人才，避免將來(lái)人才缺乏的問(wèn)題。同時(shí)我們會(huì )將實(shí)驗室建設成一個(gè)實(shí)驗教學(xué)體系合理、開(kāi)放共享、特色鮮明、培養高素質(zhì)人才的重要平臺，期望達到水平一流的工業(yè)機器人實(shí)驗教學(xué)示范中心。
二、項目建設內容
（一）工業(yè)機器人工程應用實(shí)訓室
工業(yè)機器人搬運系統集成工作站
產(chǎn)品主要組成及參數
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序號 |
名 稱(chēng) |
規格及說(shuō)明 |
數量 |
單位 |
|
1 |
實(shí)訓平臺 |
由基礎訓練區和模擬應用區組成，材質(zhì)：結構件材料鋁型材。 |
1 |
臺 |
|
2 |
六自由度工業(yè)機器人 |
六自由度工業(yè)機器人ER3-600。 |
1 |
套 |
|
3 |
模擬上下料模塊 |
模擬實(shí)際機床上下料。 |
1 |
套 |
|
4 |
軌跡訓練模塊 |
具有TCP校點(diǎn)和三角形、圓形、方形、空間、多線(xiàn)段教學(xué)軌跡功能。 |
1 |
套 |
|
5 |
搬運碼垛模塊 |
包含物料和碼垛兩個(gè)平臺。 |
1 |
套 |
|
6 |
安全防護 |
裝有安全光柵，保證人身安全 |
1 |
套 |
1、 工業(yè)機器人系統
1、工業(yè)機器人系統
1)動(dòng)作類(lèi)型：多關(guān)節型；
2)最大活動(dòng)半徑：≥590mm；
3)手部最大負載（第6軸）：≥3KG
4)機器人重量：≤27kg；
5) 控制軸數≥6軸；
6)驅動(dòng)方式：交流伺服驅動(dòng)；
7) 重復定位精度：≤±0.02mm；
8) 軸運動(dòng)：軸動(dòng)作范圍
J1回轉軸≥+170°～ -170°
J2立臂軸≥+ 85°～ -135°
J3橫臂軸≥+ 185°～ - 65°
J4腕軸≥+ 190°～ - 190°
J5腕擺軸≥+ 130°～ - 130°
J6腕轉軸≥+ 360°～- 360°
9)軸運動(dòng)速度：
J1回轉軸≥375°/s
J2立臂軸≥300°/s
J3橫臂軸≥419°/s
J4腕軸≥460°/s
J5腕擺軸≥460°/s
J6腕轉軸≥600°/s
10)示教盒:尺寸≤6寸彩色液晶
11) 機器人本機、控制系統、驅動(dòng)、電機為同一國產(chǎn)知名品牌。
2、工業(yè)機器人實(shí)訓平臺
平臺由模擬焊接模塊、模擬上下料模塊、搬運碼垛模塊和軌跡訓練模塊組成，機器人通過(guò)執行末端工具完成相應的動(dòng)作。臺架尺寸1500mm×1200mm×750mm，裝有安全光柵，如人手無(wú)意中越過(guò)安全光柵，機器人立即停止工作，保障人身安全。
a)框架為高強度鋁型材結構，臺架四周采用優(yōu)質(zhì)鋼板封閉，表面噴涂處理。
b)實(shí)訓臺裝有按鈕和指示燈，分別為"啟動(dòng)"、"停止"按鈕和指示燈，并且帶一個(gè)急停按鈕。
c)臺面為鋁型材結構，包含T型槽方便于安裝機器人或其它執行機構。
d)實(shí)訓臺裝有萬(wàn)向輪，方便移動(dòng)。
3、實(shí)訓平臺操作系統
3.1、機器人多功能實(shí)訓夾具
使用多功能實(shí)訓夾具的優(yōu)點(diǎn)是只需要通過(guò)變換機器人手爪姿態(tài)即可實(shí)現對模擬應用環(huán)境的模擬操作與編程，外形尺寸：120*120*180mm,重量2KG；具備吸緊工件實(shí)現碼垛功能；實(shí)現夾持物料模擬上下料的功能，同時(shí)具有軌跡畫(huà)筆。
3.2、模擬上下料模塊
該工作站模擬實(shí)際工廠(chǎng)中的機床上下料，由氣動(dòng)三爪卡盤(pán)、固定支架、氣動(dòng)手爪和物料架組成，讓學(xué)生更精準的掌握軌跡練習，了解機床上下料工藝流程。
3.3、空間軌跡訓練模塊
模塊整體臺架材料為優(yōu)質(zhì)鋁型材，一體畫(huà)板由不銹鋼板制成，表面覆蓋PVC膜；具有TCP標定工具，可實(shí)現機器人工具TCP標定練習；實(shí)現基本軌跡編程練習，提供三角形、矩形、圓形及多線(xiàn)段圖形，訓練不同的編程指令，實(shí)現在平面及空間復雜教學(xué)軌跡。
3.4、搬運碼垛模塊
本單元由鋁板和鋁型材組合制成，尺寸為300*200*150mm；碼垛料塊為尼龍材質(zhì)外形尺寸為80*40*20，可根據實(shí)驗要求碼垛多種形式。
可碼垛的形狀：
3.5、氣泵
為實(shí)訓設備提供足夠的氣源，氣泵輸出功率/轉速：550W/1400r/min，啟動(dòng)壓力（運行中）：0.45mpa(0.1～0.8pa可調）噪音: ≤65dB靜音、低噪音無(wú)油空壓機。
4、安全光柵
產(chǎn)品特性：
① 全程自檢，采用國際先進(jìn)技術(shù)；
② 抗震性好，性能穩定；
③ 高分辨率，可保護手掌、人體；
④ 安裝方式簡(jiǎn)單多樣；
⑤ 光軸對光容易；
⑥ 抗光、電磁干擾強；
⑦ 低功耗設計；
⑧ 響應時(shí)間短，可靠性高；
⑨ 體積小巧。
5、配置清單
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序號 |
名稱(chēng) |
品名、規格 |
單位 |
數量 |
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1 |
實(shí)訓平臺 |
材質(zhì)：結構件材料鋁型材。 |
碩博 |
套 |
1 |
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2 |
機器人系統 |
機器人本體 |
ER3-600 |
臺 |
1 |
|
機器人控制器 |
埃夫特 |
臺 |
1 |
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|
機器人示教器 |
埃夫特 |
個(gè) |
1 |
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|
3 |
模擬上下料模塊 |
氣動(dòng)卡盤(pán) |
碩博 |
個(gè) |
1 |
|
氣動(dòng)手爪 |
碩博 |
個(gè) |
1 |
||
|
物料 |
碩博 |
個(gè) |
2 |
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|
電磁閥 |
4V310-08 |
套 |
1 |
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|
4 |
軌跡訓練模塊 |
TCP標定尖錐 |
碩博 |
個(gè) |
2 |
|
軌跡平臺 |
碩博 |
個(gè) |
1 |
||
|
銅質(zhì)浮動(dòng)式劃線(xiàn)筆 |
碩博 |
個(gè) |
2 |
||
|
5 |
模擬搬運碼垛模塊 |
碼垛平臺 |
碩博 |
個(gè) |
1 |
|
碼垛工件 |
碩博 |
個(gè) |
10 |
||
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真空吸盤(pán) |
ZPT25HBNJ10-B01-A18 |
套 |
1 |
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|
真空發(fā)生器 |
ZH05B-01 |
套 |
1 |
||
|
電磁閥 |
4V210-08 |
套 |
1 |
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|
6 |
氣泵 |
碩博 |
每實(shí)訓室1臺 |
臺 |
1 |
|
7 |
安全防護 |
安全光柵 |
保證人身安全 |
套 |
1 |
（二）工業(yè)機器實(shí)訓室基礎環(huán)境建設
智能交互機器人
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名稱(chēng) |
詳細技術(shù)參數 |
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操作系統、處理器、內存特性 |
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項目 |
備注 |
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操作系統 |
android（6.0） |
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語(yǔ)言支持 |
中文 |
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處理器類(lèi)型 |
RK3399模組 |
雙Cortex-A72+四Cortex-A53 大小核CPU結構，主頻最高達1.8GHz |
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內置時(shí)鐘 |
RTC |
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內存DDR |
4g LPDDR3 |
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內建NAND FLASH |
32GB/EMMC |
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USB調試口 |
micro usb接口 |
usb2.0 |
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開(kāi)機按鍵1 |
開(kāi)機鍵 |
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急停按鍵 |
一鍵停鍵 |
解除電機電源供電，機器人為推動(dòng)輪子還是能動(dòng) |
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顯示屏 |
13.3寸TFT分辨率1920*1080edp接口 |
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13寸觸摸屏 |
13.3寸電容感應式觸摸 |
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MIC |
6MIC拾音，采用科大訊飛 |
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外置 I/O 端口 |
1個(gè) USB 2.0 (MICROUSB） |
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攝像頭 |
USB300萬(wàn)像素 |
可選 |
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身份證識別器 |
串口協(xié)議模組 |
可選 |
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打印機 |
USB協(xié)議模組打印機 |
可選 |
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揚聲器 |
2*8Ω/5W單聲道喇叭。 |
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無(wú)線(xiàn)技術(shù)AP6210 |
支持2.4 WIFI&BT4.1 802.11b/g/n無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng), |
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ROS導航規格 |
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操作系統 |
LINUX |
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處理器類(lèi)型 |
導航主機電腦主板賽楊PCBA |
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硬盤(pán) |
32G高速固態(tài)硬盤(pán) |
讀寫(xiě)速度快，抗震動(dòng)干擾 |
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電機驅動(dòng) |
5.5寸輪轂電機 |
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陀螺儀 |
9 軸高精度姿態(tài)傳感器 |
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單線(xiàn)激光雷達 |
激光波長(cháng)905 nm工作區域270度 |
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4G路由器轉2.4GWIFI |
4GCPE-M6 |
可選 |
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一體超聲波 |
DYP-ME007YY-RM01_V1.0 |
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WIFI模組 |
支持2.4 WIFI&BT4.1 802.11b/g/n無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng), |
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MCU胸腔電源板 |
左右手舵機電源，手指舵機電源，點(diǎn)頭舵機電源，打印機電源，CLASS D類(lèi)功放、串呂 |
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主MCU電源板 |
電源板輸出12V，5V,/最大輸出電流5A，3.3V輸出1A、電機控制電路、串口 |
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電池類(lèi)型 |
電池組10S8P 容量10400 mAh/37V |
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電池使用時(shí)間 |
6小時(shí)-8小時(shí) |
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充電方式 |
自動(dòng)回充、DC直充 |
機器人自動(dòng)回充電樁充電、或者直接插適配器充電 |
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充電樁參數 |
過(guò)流保護、智能斷電、輸出額定電壓：42VDC，輸出額定電流：2A |
默認狀態(tài)下充電樁是斷電狀態(tài)，只有在機器人回充的時(shí)候才會(huì )打開(kāi)電源，防止其他意外情況 |
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電源適配器 |
輸入：AC100-240V.50-60HZ， 輸出： DC42V 3A |
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產(chǎn)品重量 |
40Kg、40Kg、含包裝 |
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