工业机器人应用编程一体化教学创新平台

ZR-IRC02A型 工业机器人应用编程一体化教学创新平台（A型）基于工业机器人应用编程"1+X"证书考核标准研发，适用相关院校考核站点建造设计和教学实训的要求；应用模型块化设计，可结合实行初级、中级、高级三个等级的项目实训，依次递进，高级别涵盖低级别技能要求。用户可单桌面应用实行基础实训考核，也可双桌面拼接完成双机器人协作实训考核。 系统融入工业机器人技术、机械传动技术、电子电工技术、多种作业技术、智能传感技术、可编程控制技术、机器视觉技术、计算机数值技术、串行口通信技术、以太网通讯技术等先进制造技术，涵盖工业机器人、机械设计、电气自动化、智能传感、智能制造等多门学科的专业知识。 1.工业机器人
1) 自由度：6
2) 最大负载：≥3kg
3) 重复定位精确度：0.01mm
4) 最大臂展：≥580mm
5) 各轴动作界限：
J1轴≥±165°
J2轴≥±110°
J3轴≥+70°/ -90°
J4轴≥±160°
J5轴≥±120°
J6轴≥±400°
6) 最大单轴速度：
J1轴≥250°/s
J2轴≥250°/s
J3轴≥250°/s
J4轴≥320°/s
J5轴≥320°/s
J6轴≥420°/s
7）包括信号源：手腕设10路信号
8）包括气源：手腕设4路空气 (5 bar)
9）机器人装配：随意角度
10）防护等级：IP30
11）机器人控制系统：机器人配备有控制系统及控制储物柜；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，强大的RAPID编程语言：PC-DOS文本格式。
12）示教器设定有彩色触摸屏，操纵杆，可以紧急停，可惯用左/右手变换，支持U盘，设定有诊断系统，恢复程序，带时间标记登录；
13）写入输出：数字式直线DC24V，写入输出板16进/16出IO信号板。
14）电源：一相220V，50-60Hz；
15）规格限定功率（W）：3KVA(变压器容量（KV）)
16）环境温度（℃）：0°C- 45°C
17）最大湿度：95%
18）安全性：紧急停止，自动模式停止，测量试验模式停止等
2.标准实训装置
铝型材搭建，前后可视化开关门，两侧和下部钣金封板，为机器人、示教器、功能模型块的装配提供标准的装配连接口，预留有标准气源和电气连接口装配位置，按照模型块的使用情况实行功能的拓展。同时为工业机器人、功能模型块、功能套件提供平稳的电源，平台上可牢固装配多种功能模型块。
1) 实训装置尺寸（长×宽×高）：≥1300×1200×880mm
2) 模型块固定板：≥10个
3) 最大电气连接口容量（KV）：≥3组
4) 实训模型块可随意结合存放，可固定
3.快换工量具模型块
由固定底层基板、快换支撑架、检验测试传感器、快换盘（1套主盘，7套工量具盘）等构成。按照不一样的实训目标和实操对象，提供多种不一样的快换工量具。机器人末端工量具含有概括单吸盘工量具、电动机手爪工量具、关节手爪工量具、无源工量具（含有概括绘图笔工量具，金属笔工量具，模仿焊枪工量具）、激光笔工量具，共7种工量具。
3.1快换支撑架技术功能数值：
1) 支撑架外观尺寸（长×宽×高）：300×300×180mm
2）底座尺寸（长×宽×高）：300×300×8mm
3) 容量（KV）：4个快换工量具
3.2快换盘技术功能数值：
1) 快换装置材料：本体材料铝制，紧锁机构合金钢
2) 承重：≥3kg
3) 允许力矩：≥20N·m
4) 作业压力：0.3-1MPa
5) 重量（kg）：≤0.5kg
3.3单吸盘工量具技术功能数值：
1) 吸盘盘径：20mm
2) 吸附力≥10N，配真空发生器和电磁阀
3.4电动机手爪工量具技术功能数值：
1) 气缸缸径：≥12mm
2) 行程：≥24mm
3.5关节手爪工量具技术功能数值：
1) 气缸缸径：≥12mm
2) 行程：≥24mm
3.6无源工量具技术功能数值：
1) 工量具类型：绘图笔工量具，金属笔工量具，模仿焊枪工量具
3.7激光笔工量具技术功能数值：
1) 颜色：红
2) 激光类型：点激光
4.样件套装
实训内容的作业对象，含组装套件（关节套件、电动机套件）、码垛套件（码垛矩形套件、码垛方形套件）。
关节套件由不少于3种零件构成，应用时需含有电动机套件一起合作使用，包括总计6种零件的组装套件。
4.1组装套件技术功能数值：
1) 数量：≥6套
2) 颜色种类：3种（红、黄、蓝）
3) 零件种类：≥6种（关节套件3种、电动机套件3种）
4) 可完全组装或自定义组装。
4.2码垛套件技术功能数值：
1) 零件种类：≥2种（方形、矩形）
2) 方形零件颜色种类：≥2种（红、蓝）
3) 方形零件数量：≥10个
4) 方形零件尺寸（长×宽×高）：30×30×12mm
5) 矩形零件颜色种类：≥2种（红、蓝）
6) 矩形零件数量：≥10个
7) 矩形零件尺寸（长×宽×高）：30×60×12mm
5.平面绘图模型块
由固定底层基板、平面绘图板、支撑架、不锈钢拉手、定位销等构成。
1) 平面绘图模型块尺寸（长×宽）：≥300×300mm；高度40-200mm多挡可变
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 图样张数：≥10张
4) 平面绘图板尺寸（长×宽×高）：≥250×245×6mm
6.曲面绘图模型块
由固定底层基板、曲面绘图板、不锈钢拉手、定位销等构成。模型块带有基础轨迹，也适用自定义预设轨迹。
1) 曲面绘图模型块尺寸（长×宽×高）：≥300×300×100mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 曲面绘图板尺寸（长×宽×高）：≥250×200×35mm
4) 预设图案：直线、圆弧、弯曲线、正交坐标系、非正交坐标系
7.搬运模型块
由固定底层基板、不锈钢拉手等构成。带有多种不一样类型的库位，使用电动机套件适用机器人对不一样零件的搬运。
1) 外观尺寸（长×宽×高）：≥300×300×40mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 可容纳零件个数：≥18个
4) 排列形式：≥3行6列
8.码垛模型块
由码垛固定底层基板、不锈钢拉手等构成。使用码垛套件完成机器人码垛解垛。
1) 外观尺寸（长×宽×高）：≥300×300×40mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 零件容量（KV）：矩形工件不少于10个、方形工件不少于10个，可混装
9.通用电气连接口套件
适配机电一体化功能模型块，为模型块提供平稳的电源和控制器资源。
9.1 控制套件
含有总线模型块、数字量拓展模型块、模仿量拓展模型块、工业交换机。
主要技术功能数值：
（一）总线模型块
1）支持EtherCAT或DeviceNet
（二）数字量拓展模型块
1) 数字量通道：16DI/DO
2) 电源：DC24V
（三）模仿量拓展模型块
1) 模仿量通道：4*/AO
2) 电源：DC24V
（四）工业交换机
1) 端口数量：8
2) 电源：DC24V
9.2 电气连接口模型块
电气连接口模型块装配于标准实训装置台面上，含有概括3组通用电气连接口和1组电气专用连接口。经过快插线缆与各有源功能模型块实行连接，完成设备主控与各模型块之间的供电及通讯。
功能特别点：
1）同类型连接口通用；
2）不一样类型连接口防呆保护；
3）连接口插头座带红点方向指示；
4）连接口经过快插电缆实行连接。
单套通用电气连接口模型块技术功能数值：
1）通道数：9
2）电源：DC24V单独供电
3）数字量：5DI/DO
4）模仿量：1*/AO
5）RJ45连接口数：2
6）控制源：机器人直接控制
通用电气连接口技术功能数值：
1）电源：DC24V，端口数2
2）模仿量写入连接口：0-10V,DC24V单独供电
3）模仿量输出连接口：0-10V,DC24V单独供电
4）数字量写入输出连接口1：1DI/1DO，DC24V单独供电
5）数字量写入输出连接口2：2DI/2DO，DC24V单独供电
6）数字量写入输出连接口3：2DI/2DO，DC24V单独供电
7）RJ45连接口数：2
专用电气连接口技术功能数值：
1）变位机伺服动力连接口： SV1-1，引脚数：6
2）变位机伺服编码器连接口 ：SV1-2，引脚数：4
3）行走轴伺服动力连接口： SV2-1，引脚数：6
4）行走轴伺服编码器连接口： SV2-2，引脚数：4
5）皮带调节速度电动机连接口： AV1，引脚数：5
6）旋转供料机步进系统连接口：DRV1，引脚数：7
7）RFID连接口：RFID，引脚数：8
9.3快插线缆
快插线缆主要用来电气连接口模型块与各功能模型块之间的电气连接与信息传输。线缆两端可完成快速插拔。
要求：
1）快插接头防呆保护，快插连接器带红点方向指示；
2）不一样类型电缆按颜色区分；
3）可快速连接不一样的通用IO连接口，完成对设备的控制；
4）可快速连接通用电源连接口，完成模型块供电；
5）可快速连接变位机等模型块专用电气连接口，完成设备的供电与控制；
6）可快速连接通用以太网连接口，完成以太网模型块通信，并从示教盒上监控相应变量。
主要技术功能数值：
1）通用电源线缆：黑色，线芯×2，M9双头快插
2）通用*线缆：绿色，线芯×4， M9双头快插
3）通用AO线缆：橙色，线芯×5，M9双头快插
4）通用DI/DO线缆：灰色，线芯×6，M9双头快插
5）变位机模型块专用动力线缆：橙色，线芯×6，M15双头快插
6）变位机模型块专用编码器线缆：绿色，线芯×4，M15双头快插
7）皮带运输模型块专用线缆：黑色，线芯×5，M15双头快插
8）旋转供料模型块专用线缆：灰色，线芯×7，M15双头快插
9）RFID模型块专用线缆：黑色，线芯×8，M15双头快插10）CAT6标准网线： 黑色或灰色，线芯×8，RJ45标准连接器
10.外围控制器套件
含有概括控制器及人机界面HMI。控制器应用模型块化、紧凑型设计,可拓展，设定有标准工业通信连接口，适用来完成简便逻辑控制、高级逻辑控制、互联网通信与控制应用，以及小型动作控制系统、过程控制系统等高级应用功能。人机界面HMI具备舒适性、多功能和多包括连接口的特别点，不锈钢前端操作面板，IP65防护等级。
10.1控制器主要技术功能数值：
1）物理尺寸：130×100×75mm
2）作业存储器：125KB
3）装载存储器：4MB
4）保持性存储器：10KB
5）数字量：14DI/10DO
6）模仿量：2*/2AO
7）位存储器（M区）：8192字节
8）高速计数器：6路
9）脉冲输出：4路
10）以太网端口数：2个
11）通信协议支持：PROFINET、TCP/IP、SNMP、DCP、LLDP、ISO-on-TCP、UDP、Modbus、S7等通信协议，PROFIBUS、AS连接口通信拓展可支持
12）数值传输率：10/100Mb/s
13）布尔运算执行速度：0.08μs/指令
14）位移字执行速度 ：1.7μs/指令
15）实数数学运算执行速度：2.3μs 指令
10.2 人机界面HMI主要技术功能数值：
1）显露屏≥7英寸的 TFT 显露屏，16777216 色
2）分辨率≥800×480 像素
3）实操方法：触摸屏
4）背光无故障时间：80000H
5）用户内部存储：12MB
6）电压（V）规格限定值：DC24V
7）Interfaces 1个PROFINET连接口（2个端口，带包括开关）
8）防护等级：IP 65 (前操作面板，如果已装配)后操作面板IP20
11.装配模型块
由气动夹紧机构、固定底层基板、不锈钢拉手等构成。可用来部分功能套件的固定可以用来作业对象的固定，动作可控。
1) 模型块外观尺寸（长×宽×高）：≥300×150×53mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 双轴气缸行程：≥50mm
4) V型块固定夹持界限：φ30mm～φ65mm
12.井式供料模型块
由井式供料机、固定底层基板、不锈钢拉手等构成。用来储物多种零件，按照实训要求，由机器人控制供料时机。
主要技术功能数值：
1) 模型块外观尺寸（长×宽×高）：≥300×300×319mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 有机玻璃管长：≥150mm
4) 驱动气缸行程：≥75mm
13.皮带运输模型块
由皮带输送机、固定底层基板、不锈钢拉手等构成。调节速度电动机驱动皮带输送机，运输多种不一样的零件。
1) 外观尺寸（长×宽×高）：≥600×300×180mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 输送机长度：≥600mm
4) 有效作业宽度：≥60mm
5) 最高速度：≥4m/min
6) 控制电压（V）：DC24V
7) 调节速度器：
(1) 电压（V）：一相AC220V
(2) 频率：50/60Hz
(3) 调节速度界限：90-3000r/min
14.RFID模型块
由RFID读写器、固定底层基板、不锈钢拉手等构成。RFID读写器感应芯片，经过工业总线和以太网通信控制，对芯片实行信息的读取和写入。
1) 外观尺寸（长×宽×高）：≥300×150×59mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 通讯连接口：RS422
4) 读写器：
(1) 作业频率/规格限定值：13.56MHz
(2) 作用界限/最大值：140mm
(3) 传输率/无线电传输时/最大值：106kbit/s
5）电子标签：
(1) 数量：≥ 12
(2) 用户区内部存储：1024bit
(3) 尺寸 ：Φ24×3mm
(4) 作业频率：13.56MHz
(5) 固定类型：带背胶
(6) 感应距离：2～20mm（按照设备不一样）
15. 视觉检验测试模型块
由视觉检验测试系统、称重单元、固定底层基板、不锈钢拉手等构成。检验测试零件的形状、颜色、坐标、重量（kg）等信息，经过以太网和模仿量通道将检验测试成果发往机器人。
1) 模型块外观尺寸（长×宽×高）：300×300×815mm
2) 适配标准实训装置定位装配
15.1视觉检验测试系统主要技术功能数值：
1) 1/3"CMOS成像仪：彩色
2) S连接口/M12镜头：25mm
3) 成像模式： 640×480
4) 光源：白色漫射LED环形灯
5)通信和I/O：PROFINET、Modbus TCP、TCP/IP
15.2称重单元主要技术功能数值：
1)称重区域：≤φ67mm
2) 称重界限：0-1000g
3) 供电：DC18-30V
4) 精确度：0.005%
5) 输出信号：0±10V
16. 仓储模型块
由固定底层基板、立体仓库、以太网I/O收集模型块、不锈钢拉手等构成。可存放多种零件，库位均配备有检验测试传感器，经过以太网I/O收集模型块，将信息传输给工业机器人，并可经过示教盒实行监控。模型块经过快插线缆连接。
1) 外观尺寸（长×宽×高）：300×300×405mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 仓储容量（KV）：≥6
4) 兼容工件种类：≥2种
5) 以太网I/O收集模型块：
(1) 数值收集通道：≥8DI
(2) 通讯协议：Modbus TCP
(3) 供电电源：DC24V
17. 旋转供料模型块
由旋转供料机、固定底层基板、不锈钢拉手等构成。旋转供料机步进电动机驱动。
主要技术功能数值：
1) 模型块外观：≥300×300×270mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 速度：≥20º/s
4) 负载：≥5kg
5) 驱动：步进电动机+谐波减慢速度器
6) 谐波减慢速度器减慢速度比：≥80
7) 转盘直径：300mm
8) 工件容量（KV）：≥6
18.变位机模型块
由变位机、固定底层基板、不锈钢拉手等构成，经过信息交互控制变位机动作。
主要技术功能数值：
1) 外观尺寸（长×宽×高）：≥600×300×310mm
2) 适配标准实训装置定位装配
3) 行程：≥±45°
4) 速度界限：10～30°/s
5) 驱动方法：交流AC伺服+蜗轮蜗杆减慢速度器
6) 减慢速度器减慢速度比：≥50
7) 功率（W）：≥100W
8) 带有绝对位置控制功能
19.棋盘模型块
主要采用固定底层基板、棋盘刻线、不锈钢拉手等构成。工业机器人按要求拾取码垛零件在棋盘上实行定点搬运、码垛、拼图任务。
主要技术功能数值：
1）外观尺寸（长×宽×高）：≥300×300×40mm
2）适配标准实训装置定位装配
20.上料暂存模型块
主要采用固定底层基板、暂存台支撑架、不锈钢拉手等构成。模型块与井式供料模型块配套使用，承接井式供料模型块推出的样件，暂时存放。
主要技术功能数值：
1）外观尺寸（长×宽×高）：≥300×150×170mm
2）暂存零件数量：1
3）适配标准实训装置定位装配
21.PC Interface模型块
21.1功能：
1) 机器人控制器和互联网连接的通讯连接口；
2) 使用RobotStudio Online经过LAN口连接；
3) WebWare应用程序；
4) WebWare服务；
5) PC SDK可用来研发应用程序；
6) OPC server；
7) 含有Socket数值就地实时通信和RAPID信息队列。
21.2主要应用：
1) WebWare服务提供；
2) 自动备份和版本控制的机器人程序；
3) 使用标准的浏览器完成本地或远程访问所产生的报告和信息诊断；
4) PC SDK；
5) RAB(Robot Application Builder)构成部分；
6) 经过系统研发包，按照实际流程设计对应的交互界面；
7) IRC5 OPC Server；
8) IRC5控制器的OPC连接口(按照OPC标准)。
22.Multitasking模型块
22.1功能：
1) 最多可同时执行20个含有主程序的任务；
2) 通常用在当机器人正在动作时同时控制外围设备或其他程序；
3) 执行任务或上电时启动/停止；
4) 使用标准的RAPID指令编写任务程序；
5) 可设定任务优先权(前台程序,背景程序)；
6) 各任务可使用任何写入输出信号和文件系统；
7) 含有RAPID信息排队系统。
22.2主要应用：
1) 后台监控；
2) 当主程序停止运行后，可用一个任务来持续监测某些信号的状态(简易的PLC功能)；
3) 实操员人机对话窗口；
4) 设定一个同时执行的任务为人机对话窗口，实操员可为下一个作业写入功能数值，不必停止机器人的运行；
5) 控制外部设备；
6) 机器人运行时可同时控制外部设备。
23.World zones模型块
23.1特征：
1) 用来监控机器人设定区域内的位置和手腕配备；
2) 当TCP或关节轴进入或退出区域时输出信号；
3) 到达区域边界时停止机器人并报警；
4) 立方体,圆柱体,球体和关节轴区域；
5) 机器人启动或载入程序时自动启动；
6) 自动和手动模式下全部有效；
7) 在MultiMove系统中,每个机器人全部有自己的安全区域,互不干涉。
23.2主要应用:
1) 当机器人处在正确的位置时输出一个信号；
2) 保护周边设备；
3) 机器人在设定区域内互锁。
24. 无油静音气泵
与系统配套。
25. 模型块存储储物柜
应用铝制及喷塑铁板制成，可存储系统模型块或收纳其他物料。
主要技术功能数值：
1) 尺寸（长×宽×高）：≥1480×400×1140mm
2) 材料：铝型材、钣金
26.设备监控摄像头
1）传感器类型：1/2.7" Progressive Scan CMOS
2）最小照度彩色: 0.005 Lux @ (F1.2，AGC ON)，0 Lux with IR
3）镜头：2.8mm,水平视场角：98.2°
4）调节角度水平：0°~355°；垂直：0°~75°
5）快门：1/3s~1/100000s
6）视频压缩标准：主码流: H.265/H，子码流: H.265/H.264/MJPEG
7）视频压缩码率：32Kbps~8Mbps
8）最大图像尺寸：2560×1440
9）通讯连接口：1个RJ45 10M/100 M自适应以太网口
10）电源供应：DC12V±25%,Φ5.5mm圆口
11）尺寸：Φ121×92mm
27.系统实操终端
1）CPU：≥Intel Core i5；
2）内部存储：≥8G DDR4 2400；
3）硬盘：≧1TB SATA+256GB高速SSD固态硬盘；
4）显卡：单独显卡，显存≥4G；
5）实操系统：出厂预装Win10实操系统；
6）显露器：不低于21.5寸液晶显露器与主机同一品牌
7）键鼠：抗菌键盘鼠标，与主机同一品牌；
8）服务：整机一免费保修（含键盘，鼠标）、三年免费上门服务；
9）系统实操终端配套桌椅：应用折叠方法，尺寸（长×宽×高）：700×600×750mm；配套方凳尺寸（长×宽×高）：340×240×420mm。
28.系统包括与调节测试
1）装配设备到电箱之间的电缆；
2）装配需要互联网设备的互联网布线。
3）可经过互联网在随意地点对PLC及机器人实行在线监控与调节测试。
29配套教学资源：
提供配套教学资源，不限于实训内容7个、PPT14个、视频14个、试题5套，配套教学资料及实训指导书、在线课程、拟真源文件。