ZR-RAI02A型 工业机器人视觉应用实验台

一、设备基础简介
ZR-R*02A型 工业机器人视觉应用实训台以工业机器人与机器视觉为核心，将机械、气动、动作控制、变频调节速度、编码器技术、PLC控制技术有机地实行整合，构造模型块化，方便结合，完成对高速传输线上的不一样物料实行快速的检验测试、组装。为了便利实训教学，系统实行了专门的设计，可以完成各类机器人单项实训和综合性项目实训，可完成各类机器人单项实训和综合性项目实训。可以实行六轴机器人示教、定位、抓取、装配等实训。
ZR-R*02A型 工业机器人视觉应用实训台含有六自由度工业机器人、智能视觉检验测试系统、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、搬运、堆垛、仓储等实操。
ZR-R*02A型 工业机器人视觉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：1600mm×1100mm×850mm
5、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
ZR-R*02A型 工业机器人视觉应用实训台由六自由度工业机器人系统、海康智能视觉检验测试系统、可编程控制器（PLC）系统、输送装置、仓储机构，可以完成对工件传送、分拣、分类仓储、型材实训桌、型材电脑桌等构成。★投标时提供工业机器人实训台第三方检验测试报告原件备查。
1、工业机器人：

应用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。
（1）机器人本体由六自由度关节构成，固定在型材实训桌上，设定有6个自由度，串联关节型工业机器人装配方法含有概括地面装配、挂装、倒装
（2）第1轴作业界限：≧+170°/-170°，最大旋转动速度度≧370°/s，臂展≧198mm，功率（W）≧200W。
（3）第2轴作业界限：≧+110°/-110°，最大旋转动速度度≧400°/s，臂展≧141.25mm，功率（W）≧400W。
（4）第3轴作业界限：≧+40°/-220°，最大旋转动速度度≧430°/s，臂展≧260mm，功率（W）≧200W。
（5）第4轴作业界限：≧+180°/-180°，最大旋转动速度度≧300°/s，臂展≧25mm，功率（W）≧100W。
（6）第5轴作业界限：≧+125°/-125°，最大旋转动速度度≧600°/s，臂展≧280mm，功率（W）≧100W。
（7）第6轴作业界限：+360°/-360°，最大旋转动速度度≧600，臂展≧86.5mm，功率（W）≧100W。
（8）最大臂展：≧600mm
（9）有效负载：≧4kg
（10）整机重量（kg）：≧23.50KG
（11）防护等级：≧IP65
（12）重复定位精确度：≦±0.05mm
2、海康智能视觉检验测试系统
主要是协作工业机器人做智能检验测试工件角度缺陷及自动对位等以及工业机器人视觉学习掌控把握研发使用；工业相机，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光谱：彩色； 支持自定义AOI，降低分辨率、f≥16mm F1.4：12毫米工业镜头，百万像素相机； 配套同轴光源，光源大小≥80mm×80mm；准环形光源，直径≥70mm，照射角度≥90度，带模仿控制器；配套同轴光源及光源控制器：发光窗口≥50mm*50mm含调光控制电源；监视显露器；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，机器视觉兼视觉研发环境。投标时提供机器人及视觉应用管理系统
3、西门子可编程控制器单元
配备装备西门子S7-1200可编程控制器，自带以太网通讯模型块、数字量拓展模型块控制机器人、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、供料单元
单元工件板摆放好的多种形状物料（方形、圆形、五边形、六边形、五角星等）拾取搬运到传送装置上；每个物料板对应工位全部蚀刻有物料编号；搬运形式可按照要求灵活结合，形式多样，能适用平面、阵列、指定编号位置、多种物料混合等要求。
5、输送单元
含有一套交流AC调节速度系统，由西门子V20变频器、三相交流AC电动机、传送带、光纤传感器等构成，装配在型材实训桌上，用来传输工件。
6、立体仓库：存储自动装配工件；仓位数量：≥3列3层9个；仓位承重：≥2Kg；仓位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外观尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件种类：≥3种9个；工件模型块含有概括自动装配母件、子件等。
7、堆垛单元
由工件存储盒托盘及型材立柱构成，装配在型材实训桌上，机器人用来存放装配完的结合套件实行堆垛，也可以经过机器人对装配完成的结合套件实行拆垛。
8、实训室智能电源管理系统
实训室总体智能电源管理系统由主电子回路、控制电子回路、检验测试保护电子回路、显露电子回路、语音报警电子回路等构成，整个实训室配备一套管理系统。★投标时现场演示以下8.1-8.4项功能视频。
主要功能：
8.1上电系统自测
（1）主电子回路及控制电子回路上电后对线路系统实行写入电压（V）的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检验测试，任一故障存在电源输出断开。
（2）故障内容有相应文字显露。
（3）对故障实行语音报警。
8.2运行检验测试保护
（1）写入过压、欠压、输出过流、漏电，任一故障出现将自动跳闸，实施保护。
（2）对故障实行语音报警。
（3）保护阀值可实行现场设定。
8.3漏电功能测量试验
（1）按下漏电测量试验按钮，装置会自动提供一个漏电测量试验信号，使保护器跳闸。
（2）重新实行上电进入自己检验测试状态，文字显露"开机检验测试中...."，无故障情况下，实训室智能电源管理系统恢复供电。
8.4过压保护
（1）运行中，出现写入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对应的"过压相"实行文字显露。
（3）语音播报"线路过压，请注意"。
8.5过流保护
（1）运行中，三相电源中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对应的"过流相"实行文字提醒。
（3）语音播报"线路过流，请注意"
8.6漏电保护
（1）运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。
（2）对"漏电"实行文字显露。
（3）语音播报"线路漏电，请注意"。
8.7电源监控
（1）可对各相电压（V）实行数值显露及弯曲线显露，显露精确度±5V
（2）可对各相电流（A）实行数值显露及弯曲线显露，显露精确度±0.1A
（3）高压保护电压（V）设定：
①设定界限<300V，写入1A;
②动作时间：2-5S，写入单位0.1S
（4）欠压保护电压（V）设定：
①设定界限：>154V，写入单位1V
②动作时间：2-5S，写入单位0.1S
(5)过流保护电流（A）设定：
①设定界限：<20A,写入单位0.01A;
②动作时间：0.5-2S，写入单位0.1S
9、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。
10、电脑：CPU AMD 4核，19寸显露器，8G内部存储，128G固态，wifi/LAN连接口。
11、云智能实训室安全管理系统
本平台将无线传输、信息处置整理等物联网技术应用用来自动化远程控制。设备端运行状态、数值功能数值等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌控把握数值与解析数值。
(1)电压（V）、电流（A）等模仿量数值显露。
(2)写入开关监控，输出开关等数字量控制。
(3)远程控制启停状态，给定输出电压（V）值的。
(4)显露写入输出电压（V）值的历史数值
(5)可按照日期、日间实行查询历史数实行查询。
(6)报警信号为PLC主机模仿量收集数值或者开关量可以自由设定，如当模仿量写入超过设定电压（V）时产生报警，经过物联网自动化应用系统将报警信号上传到云平台，经过云平台向设定的终端推送报警信号，每台设备可对应多个终端设备。
(7)经过手机端可以完成远程控制PLC的输出及监视PLC的写入状态改变。
(8)数值显露画面：画面显露写入电压（V）数值，输出电压（V）监控，开关状态写入，开关控制输出，以及云端连接二维码。
(9)联网设定界面：设定现场数值连接云平台后台数值库管理。
★需提供云智能实训室安全管理系统系统著作权证书原件备查，并现场演示1-3项功能视频。
四、系统及课件资源
（一）数字孪生技术实训系统要求
1、功能要求
实训系统1:1 三维（3D）建模还原机器人基础作业站（含视觉检验测试）的构造与功能。含有ABB工业机器人本体、标准实训台、机器人工量具模型块、样件套装、曲面绘图模型块、搬运模型块、码垛模型块模型块、装配模型块、井式供料模型块、皮带运输模型块、打磨模型块、电磁阀电气连接口套件、三色警示灯、成品立体仓库、视觉检验测试单元、PLC与HMI控制实训单元、配套数字孪生示教器等全部功能模型块
（1）提供一套基于3D拟真的智能工厂系统平台，设定有虚拟3D编辑环境，中英文变换功能，能够设定场景地面大小，背景环境效果，以及参考网格大小等，能够按照电脑配备设定高、中、底的系统显露配备。
（2）模型库：设定有丰富的3D模型库，而且支持对模型的大小、颜色、以及构造特种的设定，设定有丰富的模型类别、含有机器人、物流、传感、零件、气动等库文件，设定有自定义模型库和标准模型库。
（3）自定义模型库：系统支持自定义模型编辑，支持机械设计系统如SolidWorks、UG、PRE等三维（3D）设计系统导出的STP、STEP、IGS、IGES等模型导入，可自定义编辑尺寸比例、轴心位置、轴心角度、模型材料、颜色配备、以及模型的精细度功能。
（4）物艺拟真功能：除基础的重力、摩擦力、推力等物理逻辑，同时需含有多种物理加工工序技艺拟真，至少含有有：喷涂工序技艺、激光雕刻工序技艺、焊接画线工序技艺、吸盘机械手工序技艺、自定义图像冲压工序技艺、多模型块组装工序技艺以及夹取机械爪工序技艺。
（5）轴动作控制拟真功能：支持模型树拼接的逻辑搭建功能，即支持经过对模型设定，能够实行对其轴动作、直线动作、气动以及交互按钮等实行多层级的动作和交互的编辑设定功能。
（6）自定义材料贴图功能：系统支持耗材模型用户自定义材料颜色、贴图以及随机配备，含有随机颜色、随机图案等。
（7）虚拟电气接线功能：系统支持用户自定义添加多种控制器，并配备有控制器的写入输出虚拟操作面板连接口页面，系统支持经过鼠标拖拽式虚拟电气接线功能，能够提供多种虚拟以及真实的控制器连接口，经过鼠标拖拽式接线能够完成虚拟3D模型与控制器之间的电气接线，而且能够存档至工程文件，同时能够导出对应的接线Excel表格。
（8）模仿调节测试功能：含有对开关量信号、模仿量、伺服轴动作，能够在模仿环境之下实行调节测试控制，同时要求支持对于各类工业机器人的模仿调节测试功能，含有对机器人的手动/自动控制变换，轴动作以及世界坐标动作变换功能。
（9）机器视觉调节测试功能：系统支持虚拟机器视觉功能，能够将拟真系统的虚拟3D摄像头画面显露，并支持虚拟视觉画面导出，提供API文档及连接口函数，至少含有C#、Python、labview的视觉连接口案例。
（10）辅助功能：系统设定有自带影像功能，支持系统内影像并存档影像文件；支持PNG截图功能，即系统内置截屏系统，能够生成不带背景的场景PNG文件。
（11）多人互动拟真功能：系统支持多人互动拟真，即能够完成多个拟真系统联机在同一个场景下实行协作拟真，而且多人互动系统支持PC端、手机端APP、以及VR端眼镜交互，手机端AR互动能够联机到PC端虚拟工厂，并能够完成以AR方法呈现3D工厂的场景。
（12）实体PLC虚实接入拟真功能：系统支持 PLC控制器，要求能够接入多种虚拟及真实的PLC实行虚实拟真，而且可配备PLC接线功能，要求至少支持西门子及三菱系列。
（13）实体嵌入式控制器接入拟真功能：系统支持多种单片机控制器接入拟真，含有有Arduino、ESP32单片机，可经过连接真实的单片机控制器，完成嵌入式的控制编程研发，配套有图形化编程以及C语言编程研发包，设定有示范工程，能够实行AGV、自动化控制以及物联网控制功能。
（14）实体机器人示教器接入拟真功能：要求至少支持两种及其以上的工业机器人实体示教器，并配套有四轴码垛、六轴串联、七轴联动、以及SCARA机器人控制工程包，所配备的机器人示教器能够设定为多种机器--型。
（15）实体动作控制器接入拟真功能：配备一套完整的动作控制系统，而且兼容真实的动作控制器接入，多轴机器人动作控制器支持8路伺服动作控制，要求支持梯形图，VB语言编程，可运行G代码数控加工，系统配备有CAM系统，能够拟真雕刻机数控系统；系统中内置虚拟HMI触摸屏功能支持拖拽式设计人机界面HMI控制，系统内置有虚拟伺服轴动作示波器功能，要求虚拟动作控制器代码能够直接下载至真实的该动作控制器使用。
（16）实体机器视觉动作控制系统功能，能够1:1接入机器视觉动作控制器系统，即应用虚拟3D摄像头接入至真实的机器视觉动作控制器，能够完成虚实拟真的机器视觉动作控制研发及实训。
（17）实体协作机器人接入拟真功能：支持协作工业机器人控制系统接入，能够完成真实的协作机器人1:1的虚实互动拟真，同时支持手持拖动实体机器人虚拟互动联动拟真控制。
2、在线资源管理功能
（1）提供系统的后台管理功能：能够经过后台管理系统账户，可在线/离线激活系统，并能够统计系统的使用者登陆日志、登陆频率的图表等功能；
（2）提供系统的课程资源管理功能：能够经过后台管理，对系统的帮助、视频指导、3D工程资源实行统一管理和分发功能；
（3）提供系统的WEB端功能，能够经过WEB端打开系统的3D工程文件，完成WEB端交互的场景工程功能；
（4）课程资源使用功能：系统内部包括课程资源使用功能，支持系统内部实行视频观看、课程预览以及课程资源下载功能。
3、课程资源
（1）系统平台设定有完整的课程资源，含有视频、PPT、实训源码、以及工程文档；
（2）配套PLC研发课程，从入门基础到系统实践应用，含有由基础IO控制，伺服及工业总线通讯，自动化系统包括课程，配备完整研发手册；
（3）配套工业机器人研发课程，从基础入门到系统包括实训，含有四轴码垛机器人、SCARA机器人以及六轴、七轴机器人应用，配备完整研发手册；
（4）配套动作控制研发课程，从基础入门到系统包括，配备数控应用研发，XYZ机器人应用以及各类点胶机器人、仓储机器人等应用，配备完整研发手册；
（5）配套人工智能机器视觉研发课程，含有视觉导入、图形识别、二维码识别、OCR文字识别以及神经互联网实训的全套课程资源；
（7）配套工业机器视觉研发课程，含有视觉导入、芯片引脚检验测试、划痕检验测试、形状识别、二维码识别以及机器人视觉包括等完整的研发资源包；
（8）配套工业互联网研发课程，含有PLC控制、上位机控制、数值库管理、前段应用研发、手机APP管理等能够形成一套完整的数字化智能工厂系统的综合实训研发包；
（9）配套在线课程资源网站，网站设定有系统下载、资源下载和工程包下载功能，同时网站含有有丰富的视频课程、案例工程、在线知识库等资源。
（二）教学课件资源
★1、工业机器人课程资源
（1）工业机器人的基础简介：工业机器人的定义、发展与应用、基础构成及技术功能数值、工业机器人的分类；
（2）工业机器人的机械系统：工业机器人的1轴构造、工业机器人的2轴构造、工业机器人的3轴构造、工业机器人的4轴构造、工业机器人的5轴构造、工业机器人的6轴构造、工业机器人的机身构造、工业机器人的行走构造、工业机器人的驱动装置和传动单元；
（3）工业机器人的动作学与动力学：工业机器人的连杆功能数值和齐次坐标变换矩阵。
（4）工业机器人的控制系统：工业机器人控制装置、工业机器人驱动装置、工业机器人检验测试装置；
（5）工业机器人的编程：工业机器人的编程方法、工业机器人的示教编程、工业机器人的编程语言、工业机器人的语言系统构造和基础功能、常用工业机器人编程语言、工业机器人的离线编程、工业机器人的离线编程拟真系统及编程示例；
（6）工业机器人的经典型应用：焊接机器人的应用、搬运机器人的应用、码垛机器人的应用、涂装机器人的应用、装配机器人的应用；
（7）提供汽车生产线工业机器人应用的高清视频。
★2、PLC编程教学课件资源
（1）S7-1200PLC的认知：S7-1200PLC简介、S7-1200PLC作业原理及运行模式、S7-1200PLC特别点、S7-1200PLC拓展功能、PLC应用技术人才培养；
（2）TIA博图系统的使用：TIA 博图包括系统研发平台、TIA 博图包括系统简介、入门实例；
（3）控制单元的程序设计、指令编写、硬件选型和设计、课后思考与练习等内容。模型块至少含有概括：八路抢答器、三相异步电动机的星三角降压启动、运料小车往返控制、十字路口交通灯的控制、电动机组的启停控制、HMI控制液体混合、G120变频器的电动机控制。
（4）小型自动化生产线的设计
课件资源设定有设备的搬运、检验测试和传输分拣功能，整个系统由送料单元、机械手搬运单元、步进电动机多点定位输送单元和传送带输送分拣单元等构成。具体的项目设计要求如下：
1）本设计的要求使用经过触摸屏与控制台按钮实操，控制生产线的自动运行。生产线通电以后，系统自行检验测试初始状态是否适用运行条件，如不适用则自行复位或手动调节，若适用则触摸屏显露准备就绪；
2）在准备就绪的情况下，按下启动按钮，生产线开始按顺序运行，供料单元开始作业，电动机驱动转盘将工件送到物料台上；电动机运行10秒后，若物料台光电开关没有检验测试到物料，说明已没有物料，开始报警；若检验测试到物料，则一号搬运机械手开始动作；
3）物料台有料，一号机械手臂伸出并下降夹取工件，夹取到工件后机械手上升缩回并旋转到右侧限位；然后机械手伸出下降将工件放到步进电动机输送单元的供料台上，一号搬运机械手恢复到初始状态，等待下一次运行；
4）当步进电动机输送单元传感器检验测试到供料台工件后，步进电动机前往高度检验测试单元实行检验测试；到达后经过超声波传感器实行高度检验测试，检验测试完毕后；步进电动机运行到二号搬运机械手位置；
5）到达二号搬运机械手位置后；二号搬运机械手伸出、爪夹取工件，机架台上升，旋转到右限位，伸出手臂，机架台下降，手爪放松，将工件放到传送带上，同时二号搬运机械手复位；
6）当传送带单元传感器检验测试到工件时，传送带开始作业，按照工件的颜色、材料实行分拣；分拣结束后，供料台回到供料位置，等待下一次运行。
（5）用户手册：含有概括与S7-1200、有关硬件、系统和通信的手册，数量不少于二十多种。
★课件资源提供详细的备品备件实物图片及功能数值功能简介、硬件构成图解、程序指令、程序设计、气动原理图、电气原理图、硬件组态等，图文并茂。投标时提供内容相对应的不少于十张的课件截图。

五、配备表单

六、实训内容
1.机器视觉系统的原理、使用和调节测试
2.六轴工业机器人系统的原理、使用和调节测试
3.六轴工业机器人坐标系统和机器视觉坐标系统标定及相互变换
4.工业机器人与机器视觉系统综合应用的装配与调节测试
5.机器视觉系统模板设定、编程与调节测试
6.经过示教单元手动调节测试工业机器人
7.经过示教单元设定、修改各控制点坐标
8.经过示教单元编写、修改工业机器人程序
9.机器人追踪坐标整定
10.工业机器人系统的系统二次研发编程
11.智能视觉图像写入编辑与调节测试
12.智能视觉成果给出编辑与调节测试
13.智能视觉颜色比对测量
14.智能视觉编号比对测量
15.智能视觉尺寸比对测量
16.智能视觉角度测量
17.智能视觉系统与工业机器人综合应用
18.PLC程序编程与调节测试
19.智能视觉系统与工业机器人综合应用