ZR-BCF02型 工业机器人教学系统

一、系统简介 ZR-BCF02型 工业机器人教学系统是在高校多年机器人教学、实训基础上，本系统由机器人作业站和机器人本体包括，机器人本体可按照客户需求，选用ABB和安川两种六轴工业机器人，系统均涵盖工业机器人作业站的搭建、机器人基础实操、机器人示教器的认知、机器人通讯、机器视觉、机器人码垛作业、机器人搬运作业、机器人焊接打磨作业、机器人装配作业、机器人视觉分拣等一系列实际应用技术。可作为高等院校、职业技术学院、职业培训机构机器人系统教学、培训的辅助工量具。 二、系统优势 1．ZR-BCF02型 工业机器人教学系统应用双轴单座变位机，经过作业台的翻转和回转使固定在变位机上的工件完成焊接、装配两种功能。设定有高精确度、高性价比、构造精巧、安全可控等特别点； 2．快换卡具的设计使机器人完成了一机多用的功能（上下料、焊接打磨、码垛、搬运、装配、视觉分拣等），节省了机器人的成本。每个卡具全部有两个定位点，从而完成了快换的精确定位； 3．视觉系统应用普通工业数字相机，应用了Labview研发平台，并调用NI的图像工量具包实行研发。该方案设定有研发周期短，维护较容易等特别点可教会学员自己编写代码实行图像收集、图像处置整理等，完成更多的任务要求，设定有更好的灵活性与性价比； 4．拥有完善的工业机器人教学体系，每套教学系统均配备装备了详细的教学实训指南，该教学资料及实训指导书由中国电子学会嵌入式系统与机器人分会联合编制； 三、系统构成 ZR-BCF02型 工业机器人教学系统由工业机器人本体、机器人控制储物柜及示教器、机器人作业台、上位机、触摸屏、气路系统、空气压缩机、电控系统、视觉系统、变频调节速度皮带输送机、变位机、分拣平台、码垛平台、快速交换卡具、自动上料系统构成。
四、配备及功能数值

序号	项目名称		规格功能数值
1	工业机器人教学系统		★含有概括工业机器人本体、工业机器人控制器和工业机器人示教器,以上三部分需同厂家原厂配套,机器人本体和其他单元（如上料机构、变位机、快换系统等）协作负责完成搬运、码垛、装配、模仿焊接、打磨、视觉分拣等各项实训内容。
	工业机器人本体		★ABB 120 串联工业机器人
	装配方法		地面、悬挂、倾斜
	本体颜色		石墨白
	*大臂展半径		580mm
	驱动方法		交流AC伺服驱动
	防护要求		IP30
	轴数		6
	重复定位精确度		规格限定负载时≤±0.02mm
	特性		包括信号源手腕设10路信号 包括气源手腕设4路空气[5x105Pa(5bar)]
	各轴实操界限	回转	+165°至-165°
		立臂	+110°至-110°
		横臂	+70° 至-90°
		腕	+160°至-160°
		腕摆	+120°至-120°
		腕转	+400°至-400°
	各轴*大速度	回转	250°/s
		立臂	250°/s
		横臂	250°/s
		腕	320°/s
		腕摆	320°/s
		腕转	420°/s
	可搬重量（kg）（公斤）		3kg
	手臂内置接线		手臂内置配线≥40
	机器人本体自重（公斤）		25kg
	机器人底座尺寸		180mmX180mm
	作业温度（℃）		5°C～45°C
	*大湿度		80%，不得结露
	*大噪音（分贝）		★≤70dB(A)
	TCP*大速度		6.2m/s
	TCP*大加快速度度		28m/s2
	加快速度时间		0.07s（0~1m/s）
	★执行标准		1.EN ISO 12100 -1 2.EN ISO 12100 -2 3.EN ISO 13849-1 4.EN ISO 13850 5.EN ISO 10218-1i 6.EN ISO 9787 7.EN ISO 9283 8.EN ISO 14644-1ii 9.EN ISO 13732-1 10.EN IEC 61000-6-4 11.EN IEC 61000-6-2 12.EN IEC 60974-1iii 13.EN IEC 60974-10iii 14.EN IEC 60204-1 15.IEC 60529 16.EN 614-1 17.EN 574 18.EN 953 19.ANSI/RIA R15.06
2	紧凑型控制储物柜	型号	★ABB IRC5-C
		尺寸（毫米）	449*442*310(mm)
		环境温度（℃）	0°C ～ 45°C
		*大湿度	95%
		控制硬件	多处置整理器系统
			PCI 总线
			奔腾CPU、大容量（KV）闪存
			20sUPS 备份电源
		控制系统	BaseWare 机器人实操系统
			编程语言：RAPID
			文本格式：PC-DOS
		电源	一相220V，50-60Hz
		规格限定功率（W）	4KVA(变压器容量（KV）)
		防护等级	IP30
		实操操作面板	装配在控制储物柜上
		编程单元	便携式示教器，具备操纵杆和键盘、彩色触摸式显露、具中、英文菜单选项。
		安全性	紧急停止，自动模式停止，测量试验模式停止等
		写入输出	数字式直线DC24V写入输出板
		连接口	★具备PC-Interface连接口，可完成机器人与计算机数值通讯
3	示教器		图形化彩色触摸屏
			操纵杆
			★热插拔，运行时可插拔
			12键薄膜键盘
			支持USB存储器
			防护等级IP54
			紧急停机
4	可位移式实操台		作业台需含有触摸屏、上料系统、机器人底座、机器人本体、机器人示教器、变位机系统、快换系统、工件、码垛平台、分拣平台、下料系统、机器视觉系统等
			尺寸：1800*1200*900（mm）
			材料：铝型材
			夹具支撑架：铝型材与铝板。尺寸：480*120*312
			码垛平台：铝板。尺寸：300*300*20
			机器人底座：45号钢。尺寸：300*350*20
			相机支撑架：铝型材及Q235机加件。总高度650mm，臂长350mm
			脚轮：下部装备有脚轮可以使平台便利位移，同时可以将脚轮下部的固定支撑顶起使脚轮离地以便使平台便利的固定在地面上。
5	供气系统		供气系统由气泵、调压阀、空气过滤器、电磁阀、旋钮式调压阀、真空发生器、手阀、压力传感器等包括。
			气泵：30L无油静音空压机 电压（V）：220V 功率（W）：600W 转动速度：1440r/min 排气量：110L/min 排气压力：0.8MPa 气缸容量（KV）：30L 重量（kg）：20KG 尺寸：500*250*560（mm）
6	PLC模型块		型号：FX3U-48MT 电源电压（V）：AC100~240V 电源电压（V）允许界限：AC85~264V 规格限定频率：50/60Hz 允许瞬时停电时间：对l0ms以下的瞬时停电会继续运行。 电源电压（V）为AC200V的系统时，可以经过用户程序，可在10~100ms之间更改。 电源保险丝：250V 5A 冲击电流（A）：最大30A 5ms以下/AC100V,*大65A 5ms以下/AC200V 消耗功率（W）：40W DC24V供给电源：600mA以下 DC5V内置电源：500mA以下 写入形式：漏型/源型 写入点数：24 写入连接方法：AC电源型：DC24V ±10% DC电源型：DC16.8~28.8V 写入阻抗：X000~X005(3.9K惟) X006~X007(3.3K惟) 写入信号电流（A）：X000~X005(6mA/DC24V) X006~X007(7mA/DC24V) ON写入感应电流（A）：X000~X005(3.5mA以上) X006~X007(4.5mA以上) OFF写入感应电流（A）：1.5mA以下 写入信号形式：无电压（V）触点写入 漏型写入时：NPN开集电极型晶体管 源型写入时：PNP开集电极型晶体管 写入线路隔离：光耦隔离 写入动作的显露：光耦驱动时操作面板上的LED灯亮 输出种类：晶体管/漏型输出 输出点数：24 输出的连接方法：拆卸装配式端子排（M3螺丝） 外部电源：DC5~30V *大电阻负载：0.5A/1点 每个共同共用端的合计负载电流（A）如下 写入1点/1个共同共用端：0.5A以下 写入4点/1个共同共用端：0.8A以下 写入8点/1个共同共用端：1.6A以下 最大感性负载：12W/DC24V 每个共同共用端的合计负载电流（A）如下 输出1点/1个共同共用端：12W/DC24V 输出4点/1个共同共用端：19.2W/DC24V 输出8点/1个共同共用端：38.4W/DC24V 开路漏电流（A）：0.1mA以下/DC30V ON电压（V）：1.5V以下 OFF->ON响应时间:Y000~Y002:5μs以下/l0mA以上(DC5~24V)；Y003以后:0.2ms以下/200mA以上(DC24V) ON->OFF响应时间:Y000~Y002 :55s以下/10OmA以上(DC5-24V)；Y003以后:0.2ms以下/200mA以上(DC24V) 线路隔离：光耦隔离 输出动作的显露：光耦驱动时操作面板上的LED灯亮 外观尺寸W*H*D[mm]：182*86*90
7	HMI		显露器：7" TFT 分辨率：800 x 480 亮度：350 对比度：500:1 背光类型：LED 背光寿命：>30000小时 显露色彩：65536 类型：4线电阻式 触控精确度：动作区 长度(X)±2%, 宽度(Y)±2%。 Flash储物器(MB)：128 DRAM(MB):64 I/O连接口：USB Host，串行连接口（COM1 RS232，COM2 RS485 2W/4W） 处置整理器：32Bit RISC CPU 400MHz 万年历：内置 写入电源：24±20%VDC ；功耗：350mA@24V；耐电压（V）：500VAC（1分钟）；绝缘阻抗：超过50MW@500VDC；耐震动：10 to 20Hz（X,Y,Z方向2G 30分钟）；外壳材料：工程塑料；外观尺寸 WxHxD：200.4 x 146.5 x 34mm ；开孔尺寸：192 x 138mm；重量（kg）：约0.52kg；防护等级：IP65 前操作面板防护；储物环境温度（℃）：-20° ~ 60°C (-4° ~ 140°F) ；使用环境温度（℃）：0° ~50°C(32° ~122°F)；使用环境湿度：10% ~ 90% RH (无冷凝) ；认证：符合CE认证标准。
8	工业机器人底座		底座材料45钢镀铬。
			应用较重材料，螺栓紧固，保证机器人的运行安全。
			底座尺寸300*350*20
9	快换夹具		★应用知名品牌
			★应用气动元件驱动，重复精确度±0.01mm
			总体尺寸：480*120*312（mm）
			构造件材料铝制，氧化处置整理
			★提供4种可夹持工量具，含有概括焊接工量具、真空吸盘工量具、气动夹持工量具及备用机械手
			★可完成快速更换夹持工量具
10	变位机模型块		★应用双轴单座变位机，可经过变位机完成焊接、打磨和装配功能
			★经过变位机的回转和翻转，对固定在变位机底座上的工件实行模仿焊接
			★经过机器人与变位机的协作，将工件装配到变位机底座上
			★重复定位精确度：0.02 mm
			材料：铝制、镀锌铁板及不锈钢材料
			尺寸：290*200*310（mm）
11	工件		焊接工件：铝桶 材料：铝制 尺寸：φ87*101 颜色：银灰色 数量：4个
			码垛工件：亚克力块（分黑、红、蓝三种颜色）
			分拣工件：亚克力块（按颜色实行分拣）
			搬运工件：铝桶（气动夹爪夹持搬运）
			打磨工件：铝桶
			装配工件：铝桶（由机器人气动夹具夹持将铝桶装配到变位机上）
12	TCP标定尖锥		不锈钢
			功能：机器人工量具中心点定位
			尺寸：φ12*45mm
13	上料模型块		尺寸：235*150*227（mm）
			材料：不锈钢、铝制
			驱动形式：气压传动
			功能：能准确的将材料推送致上料传送带
14	下料模型块		含有物料导槽，导槽定位板等
			由气动真空吸盘从物料导槽中吸取完成下料
			材料：亚克力、不锈铁板
			尺寸：280*350*10（mm）
15	输送系统		尺寸：1500*280*80（mm）
			用4080线体专用铝型材做框体结构，普通输送带传送，输送带宽度200mm。电动机应用220V 60W减慢速度电动机配链轮传动，调节速度器调节速度，速度在0-20m/min 之间连续可调。
16	码垛模型块		★含有自动上料装置，应用TR型双轴气缸驱动，缸径10mm，行程80mm。该气缸导向功能好，使机构简便运行可靠。
			★真空吸附装置，含有概括快换、吸盘支撑架及真空吸盘。可以从传送带上吸取亚克力材料并搬运到码垛板上实行码垛。
			码垛板为铝制材料，在码垛板上亚克力块可按照预先设定的程序实行码垛
			码垛平台即为铝制码垛板
17	搬运模型块		工件数量：4个
			工件尺寸：φ87*101
			工件材料：铝制
			卡具：四爪手指气缸及相关连接夹具。 行程：6毫米。 长度：40毫米。 使用压力：0.1-1.0MPA。 卡爪材料：不锈钢 尺寸：80*28*8（mm）
18	模仿焊接模型块		夹具：铝制基座，不锈钢焊枪 功能数值：φ50*70 材料：不锈钢 尺寸：φ20*85
			★功能：与变位机协作完成模仿焊接 ★机器人模仿动态跟踪三维（3D）弧形弯曲线
19	模仿打磨模型块		夹具：铝制基座，不锈钢焊枪 功能数值：φ50*70 材料：不锈钢 尺寸：φ20*85
			★用类似磨头的工量具沿工件内倒角和外倒角模仿打磨实操
20	装配模型块		★将工件装配到变位机底座上（需将工件经过螺纹固定在变位机底座上）
			材料：铝制 尺寸：φ87*101 螺纹功能数值：M30X2
21	★视觉分拣模型块		由上料模型块、输送系统、支撑架、视觉系统和下料模型块构成。
			自动上料装置，应用TR型双轴气缸驱动，缸径10mm，行程80mm。该气缸导向功能好，使机构简便运行可靠。
			输送系统，可完成物料传送。尺寸：1500*280*80 用4080线体专用铝型材做框体结构，普通输送带传送，输送带宽度200mm。电动机应用220V 60W减慢速度电动机配链轮传动，调节速度器调节速度，速度在0-20m/min 之间连续可调。
			由普通数字工业相机实行图像收集，需有研发平台，并可以用图形化语言实行二次研发，实行图像处置整理识别工件，可完成机器人与PC通讯，将数值输出给机器人，机器人抓取工件完成分拣
			相机要求：130万像素、帧率60fps、连接口Gige、带外部触发、彩色相机
22	★工业机器人教学系统研发平台		软著：工业机器人教学系统v1.0 系统研发平台，经过先进的案例式教学模式，通俗易懂的编程控制界面，研发制作适合教学的拟真资源包。
			研发平台中需提供教学系统中全部三维（3D）图，如实操台、机器人本体、控制储物柜、示教器、上下料模型块、变位机、快换夹具、输送系统、视觉系统、供气系统、工件、HMI等。全部三维（3D）图需按照真实作业站1:1测绘制作。
			平台需支持3D技术，可支持其它3D系统的模型文件导入，而且设定有平移、旋转、缩放等功能。
			平台中可运用实体模型生成动作轨迹
			平台的资源包中需含有碰撞检验测试、工业机器人可达性、自动伸展能力等功能
			平台中可完成多种机器人实操模式变换
			提供拟真教学源文件，完成将工业机器人作业站的动作拟真，如搬运、码垛、焊接、打磨、视觉分拣等工序技艺拟真，并可导出拟真动画，便利学习掌控把握使用。
			开标现场需提供拟真教学源文件，及相关3D模型包。
23	★配套课程和教学资源包		投标人提供本方案中全部配备的工业机器人教学系统的配套课程体系，内容含有概括教学资料及实训指导书、教学资源包、课程标准、开课方案、学员技能培养方案等，该教学资料及实训指导书与本方案中提供的各种机器人实训作业站系统要配套使用，方便教学和实训；该课程体系由必要的课程理论讲解、作业站实训案例等构成，有完整的课时配备装备，该课程体系能够和采购人现有人才培养方案对接 该课程体系需配备装备与之对应的教学资源包，方便教学和实训，课程资源包需含有详细的实训指导书（做到零基础学员也能学会，其中全部程序代码全部开放）、文档、图片、PPT、视频、习题、虚拟拟真内容等
24	计算机数值（选配）		用来与机器人实行通讯和视觉的二次研发
			配备要求： CPU：i5以上 内部存储：8G 显卡：GTX 670以上 网卡：Intel千兆网卡，支持Gigevision协议，带巨型帧（可设定为9KB或16KB） 屏幕分辨率：1920*1080