工业机器人与智能视觉系统应用实验台

一、设备基础简介

本设备含有六自由度工业机器人、智能视觉检验测试系统、RFID数值传输系统、PLC控制系统及一套供料、输送、装配、仓储机构，可以完成对高速传输的工件实行分拣、检验测试、搬运、装配、存储等实操。
LIGO-GJQS2型 工业机器人与智能视觉系统应用实训台各结合套件均装配在型材桌面上，机械构造、电气控制线路、执行机构相对单独，应用工业标准件设计。经过此平台可以实行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调节测试、智能视觉流程编辑、工业机器人编程与调节测试、RFID数值传输应用等多方面实训，适合职业院校、技工学校自动化类相关专业《工业机器人与控制技术》、《自动化技术》等课程的实训教学，适合自动化技术人员实行工程实训及技能比赛。

二、技术功能
1. 写入电源：一相三线～220V±10% 50Hz
2. 作业环境：温度（℃）-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3. 装置容量（KV）：＜1.5kVA
4. 实训台尺寸：2000mm×1200mm×1500mm
5. 控制储物柜尺寸：600mm×600mm×1400mm
6. 安全保护：设定有漏电保护，安全符合国家标准
三、设备构造与构成
该实训台由三菱RV-3SD六自由度工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检验测试系统、可编程控制器（PLC）系统、RFID数值传输系统、工量具换装单元、四工位供料单元、环形输送单元、直线输送单元、工件组装单元、立体仓库单元、废品回收框、各类工件、电气控制储物柜、型材实训桌、型材电脑桌等构成。
1. 三菱RV-3SD六自由度工业机器人系统
由机器人本体、机器人控制器、示教单元、写入输出信号变换器和抓取机构构成，装备多种夹具、吸盘、量具、工量具等，可对工件实行抓取、吸取、搬运、装配、打磨、测量、拆解等实操，也可以抓取智能视觉相机对工件、装配过程实行就地实时视觉检验测试实操。
机器人本体由六自由度关节构成，固定在型材实训桌上，活动界限半径大于600mm，角度不小于340°。机器人示教单元有液晶显露屏、使能按钮、急停按钮、实操键盘，用来功能数值设定、手动示教、位置编辑、程序编辑等实操。
2. 欧姆龙智能视觉检验测试系统
配备装备一套欧姆龙FZ4-350智能视觉系统，由视觉控制器、视觉相机及监视显露器等构成。用来检验测试工件的特性，如数字、颜色、形状等，还可以对装配效果实行就地实时检验测试实操。经过I/O电缆连接到PLC或机器人控制器，也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器，对检验测试成果和检验测试数值实行传输。
3. 三菱可编程控制器单元
配备装备三菱FX3U可编程控制器、数字量拓展模型块、模仿量输出模型块、232串行通信模型块、以太网通信模型块等，用来读写RFID系统的工件数值，控制机器人、电动机、气缸等执行机构动作，处置整理各单元检验测试信号，管作流程、数值传输等任务。
4. RFID数值传输系统
应用西门子RFID数值传输系统，装配在环线输送单元的左端圆弧处，电子标签已埋在工件内部，检验测试距离为40mm。当工件从环线输送单元经过左端圆弧处时，RFID检验测试系统可以准确地读取工件内的标签信息，如编号、颜色、高度等信息，该信息经过工业现场数值总线传输给PLC，用来完成工件的分拣实操。
5. 工量具换装单元
由大口气夹、真空发生器、吸盘工装、视觉工装、定位工装、工装支撑架等机构构成。大口气夹、真空发生器装配机器人本体上，受机器人控制，大口气夹不仅可以夹取工件，还可以夹取三种工装实行功能性实操。大口气夹一侧前端装备有光纤传感器，用来检验测试前方有无物体，另一侧装备有气动对接装置，用来将气动信号自动导入到气动工装（吸盘工装）上。吸盘工装上装备有真空吸盘和气动对接装置，当大口气夹夹取吸盘工装时，真空吸盘的动作由机器人控制，可以随之位移，吸取随意可到达位置内的工件。视觉工装上装备有视觉相机，当大口气夹夹取视觉工装时，视觉相机可以--机器人的位移拍摄不一样位置、方向的工件或场景。定位工装上设定有定位针，用来精确定位工件的位置。工装支撑架装配在型材实训桌上，用来机器人自动存放和取用不一样的工装。
6. 四工位供料单元
由井式料库、推料气缸、顶料气缸和光电传感器构成，装配在型材实训桌上，用来将工件库中的工件依次推出到环形输送线。提供不一样编号、高度、颜色的标准工件，以及编号缺少笔画、杂色叠加等不合格工件。多工位的供料设计，使得供料方法多样化，可以实行单一的上料，也可以实行不一样编号、高度、颜色的结合上料，以及对上料速度实行控制，完成上料形式的多样化。
7. 环形输送单元
含有一套交流AC调节速度系统，由变频器、三相交流AC电动机、环形板链（传送带）、对射传感器等构成，装配在型材实训桌上，用来传输工件。
8. 直线输送单元
含有一套直线DC调节速度系统，由直线DC电动机、高精确度编码器、调节速度控制器、同步带轮等构成，装配在型材实训桌上，用来传输工件（工件跟踪抓取时用）。
9. 工件组装单元
由工件盒送料机构及工件盖送料机构构成，装配在型材实训桌上，用来装配工件。设定有3个工件盒组装位置，能同时对3个工件盒实行装配实操。工件盒内设定有4个工件槽用来存放工件，工件盒和工件盖四个角带有磁性粘合，可以使工件盒与工件盖紧密结合在一起。设定有多个传感器，可以检验测试工件盒/工件盖的有无、方向是否装反。机器人可以实行工件盒/工件盖装反时的修正、工件按序装配、工件拆解等实操。
10. 立体仓库单元
由金属铝材料加工而成，配备有9个仓位（3×3），装配在型材实训桌上，用来存放装配完的结合套件，也可以经过机器人对装配完成的结合套件实行拆卸装配，并分类存放到相应的工件料库。
11. 废品回收框
装配在型材实训桌左后侧，用来机器人自动存放被检验测试出来的无用工件或不合格品。
12. 电气控制储物柜
用来装配机器人控制器、PLC、变频器及调节速度控制器等电气部位件，应用网孔板的构造，方便拆卸装配。经过两根电缆线与型材实训桌相连，两端使用航空插头，强弱电分离，连接安全可靠。
13. 以太网路由器
以太网路由器将PLC、机器人控制器、智能视觉控制器构成一个以太网局域网，实行数值的相互传输，完成工业现场控制系统的高层次应用，同时可以培养和考核学员对工业互联网的使用技能。
四、系统简介
1. 机器人调节测试编程拟真系统
本设备使用机器人专用调节测试编程系统，可以对三菱各系列机器人实行编程和调节测试。该系统设定有文本编辑区、位置清单区、属性指示区、项目管理区等窗口，可以对机器人实行在线和离线调节测试。在线调节测试时可对机器人实行如下实操：程序编辑、伺服开和关、运行速度设定、各关节位置给定、运行和停止、单步执行指令、连续执行指令、程序跳转执行等。离线调节测试时可调用模仿窗口，使用三维（3D）拟真机器人模型，逼真地模仿当前选用的本型号机器人，可对机器人实行如下实操：程序编辑、伺服开和关、运行速度设定、各关节位置给定、运行和停止、单步执行指令、连续执行指令、程序跳转执行等。同时该系统提供底层驱动连接口函数，可供用户实行二次研发使用及实行深层次机器人控制技术的研究。
2. 机器人第三方远程控制系统
本设备机器人支持远程控制，可以使用第三方工量具系统（如VB、Vc++等）编写的控制程序对机器人实行就地实时远程控制。本设备随机赠送一个Vc++编写的示例程序，可以对各关节实行直交、关节、脉冲三种方法的单独或联动控制。
3. 工件装配流程编辑系统
提供一个本设备专用的工件装配流程编辑系统，经过PLC下载口与PLC实行数值传输，可以将工件的装配流程实行随意编辑，并下发给PLC。每组的三个工件盒，每个工件盒的四个工位全部可以设定成需要的工件，可选编号、颜色、高度，不一样位置可选相同工件。系统协作PLC和机器人程序，完成工件装配流程的多样化。
4. RFID读写系统
提供一个本设备专用的RFID读写系统，可以对西门子RFID读写器实行实操，含有概括读写器的启动、停止，标签的初始化、数值写入、数值读取等功能。

六、实训内容
1. 工业机器人示教单元使用
2. 工业机器人系统使用
3. 工业机器人基础指令实操与位置点设定
4. 工业机器人工件的跟踪抓取
5. 工业机器人成品组装与入库
6. RFID数值读写编程与调节测试
7. 智能视觉图像写入编辑与调节测试
8. 智能视觉成果给出编辑与调节测试
9. 智能视觉颜色比对测量
10. 智能视觉编号比对测量
11. 智能视觉尺寸比对测量
12. 智能视觉角度测量
13. 智能视觉系统与工业机器人综合应用
14. PLC程序编程与调节测试
15. RFID、智能视觉系统与工业机器人综合应用