工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)室建設(shè)需求

工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)室建設(shè)需求序號(hào)名稱規(guī)格參數(shù)單位數(shù)量備注1職業(yè)技能等級(jí)認(rèn)證-工業(yè)機(jī)器人故障診斷設(shè)備綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)（一）多功能工業(yè)機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)包括兩種機(jī)器人，分別為機(jī)器人本體及示教器1（2套）與機(jī)器人本體及示教器2（2套），合計(jì)4套。1.1.機(jī)器人本體及示教器1：（1）關(guān)節(jié)軸數(shù)量：≥6軸。（2）可達(dá)半徑：≥550mm。（3）手腕部最大負(fù)載：≥4kg。（4）本體質(zhì)量：≤20kg。（5）重復(fù)定位精度：≤0.01mm。（6）工作環(huán)境溫度：0-45℃；通訊方式：ProfNet。（7）具有工業(yè)視覺模塊。（8）電源供給單元：變壓器向電源分配單元輸入230V交流電，通過該單元的系統(tǒng)電源分配功能對(duì)控制箱內(nèi)部各工作板卡輸出210V交流電及±15V、+24V直流電。（9）伺服放大器：提供伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和抱閘電源，可與絕對(duì)值編碼器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，與主控機(jī)間采用光纖傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)循環(huán)反饋。（10）輸入/輸出模塊：標(biāo)配為ProcessIO，可通過在擴(kuò)展槽安裝Profibus板或CC-Link板卡或過程控制板與PLC及外圍設(shè)備進(jìn)行通訊。（11）主控單元：包括主板、CPU、FROM/SRAM組件及伺服卡，負(fù)責(zé)控制器內(nèi)部及外圍設(shè)備的信號(hào)處理和交換。（12）可以擴(kuò)展視覺模塊，可以集成基礎(chǔ)2D視覺、3D視覺、3D激光視覺以及力覺功能。（13）急停電路板：用來對(duì)緊急停止系統(tǒng)、伺服放大器的電磁接觸器以及預(yù)備充電進(jìn)行控制。（14）DRAM：≥1GB。（15）示教器為觸摸屏控制且具備中英文界面，支持切換操作界面。（16）界面特色：具有圖形化機(jī)器人模型、速度倍率選擇器/指示器、坐標(biāo)系選擇按鈕、工具/用戶坐標(biāo)系號(hào)碼選擇按鈕、群組/附加軸選擇按鈕、告警信息顯示功能。1.2.機(jī)器人本體及示教器2：（1）自由度：6；（2）負(fù)載：≥3KG；（3）重復(fù)定位精度：≥0.01mm；（4）防護(hù)等級(jí)：滿足或優(yōu)于IP30；（5）安裝方式：任意角度；（6）屏蔽：EMC/EMI；（7）最大運(yùn)動(dòng)半徑≥580mm；（8）TCP最大速度：≥6.2m/s；（9）TCP最大加速度：≥28m/s2；（10）本體質(zhì)量：≥25kg；（11）工業(yè)機(jī)器人控制器；（12）尺寸：約長300*寬450*高450mm；（13）防護(hù)等級(jí)：≥IP20；（14）電源：單相220V/230V，50-60Hz；（15）環(huán)境溫度：5℃-45℃；（16）1條本體與控制柜連接電纜，長度不小于7米；（17）1個(gè)示教器，具備緊急停機(jī)功能；支持熱插拔；集成USB接口；具有不少于12鍵薄膜鍵盤；附帶不小于10米的電纜；（18）1個(gè)機(jī)器人控制柜，集成DeviceNet總線，集成數(shù)字式直流24V信號(hào)不少于16進(jìn)/16出，集成機(jī)器人操作系統(tǒng)；（19）1套機(jī)器人產(chǎn)品說明書資料；1.3.實(shí)訓(xùn)臺(tái)：（1）實(shí)訓(xùn)臺(tái)由桌面、實(shí)訓(xùn)臺(tái)框架組成，桌面和桌體框架采用高強(qiáng)度鋁合金型材制成。臺(tái)架尺寸：≥長1200*寬960*高800mm。（2）下設(shè)封閉柜，可用于放置單元模塊。1.4.夾具單元：（1）具有快速換夾裝置，可通過氣動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)裝卸夾具，至少由1個(gè)雙吸盤夾具，1個(gè)氣動(dòng)三爪夾具，1個(gè)氣動(dòng)平行夾具，1個(gè)多功能夾具（含膠槍、弧焊槍、激光筆、噴槍共用）組成，每個(gè)夾具應(yīng)配有單獨(dú)的夾具底座。（2）夾具及夾具底座為滿足或優(yōu)于鋁材材質(zhì)，經(jīng)噴砂氧化處理，能實(shí)現(xiàn)快速換夾。1.5.電氣控制單元：（1）電氣控制器單元，主要由PLC、觸摸屏控制單元和外部控制按鈕等組成。（2）PLC控制單元，PLC主機(jī)端子與智能電氣模塊連接，對(duì)PLC輸入輸出信號(hào)進(jìn)行接收、檢測，再通過標(biāo)準(zhǔn)電氣接口控制各個(gè)單元自動(dòng)化運(yùn)行。（3）在不更改電氣接線情況下，可以對(duì)任意典型應(yīng)用工作站實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行控制。（4）觸摸屏控制單元，位于實(shí)訓(xùn)桌體臺(tái)面，由觸摸屏、控制按鈕組成。用于人機(jī)界面的編程。（5）配有急停按鈕開關(guān)，發(fā)生突發(fā)情況下支持緊急切斷電源，避免事故。配有按鈕開關(guān)和指示燈，可實(shí)時(shí)指示機(jī)器人當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。1.6.安全防護(hù)單元：（1）該系統(tǒng)應(yīng)至少含有安全光柵和三色告警燈各1套。（2）具有安全光柵裝置。在設(shè)備運(yùn)行過程中如有外來信號(hào)入侵工作區(qū)，安全光柵檢測信息工作，系統(tǒng)停止運(yùn)行。安全光柵檢測高度應(yīng)≥380mm，檢測距離應(yīng)≥5m，光軸間距應(yīng)≥20mm，要求檢測物體是φ30mm以上不透明體，電源電壓范圍12V～24V，誤差正負(fù)≤10%。（3）三色告警燈，LED長亮/閃亮型，閃亮次數(shù)范圍60～80/min，內(nèi)裝蜂鳴器，音量應(yīng)≤90dB/m，保護(hù)等級(jí)≥IP44。1.7.軌跡描畫示教單元，支持TCP標(biāo)定模塊和軌跡規(guī)劃模塊組合來實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）臺(tái)面：滿足或優(yōu)于304不銹鋼。（2）臺(tái)面擁有點(diǎn)示教、直線、曲線運(yùn)動(dòng)，并在表面規(guī)劃有不同圖形規(guī)則。（3）配有進(jìn)行工具坐標(biāo)定位訓(xùn)練用的標(biāo)點(diǎn)。可進(jìn)行機(jī)器人樣條組指令專項(xiàng)訓(xùn)練。（4）可實(shí)現(xiàn)長方形、圓、三角形、五角星、不規(guī)則曲線軌跡訓(xùn)練。包含多個(gè)連續(xù)長方形進(jìn)行坐標(biāo)偏移指令的訓(xùn)練。（5）可進(jìn)行軌跡逼近指令訓(xùn)練。（6）具有空間軌跡模塊，對(duì)實(shí)際工件進(jìn)行軌跡訓(xùn)練。1.8.零件碼垛單元：（1）配有碼垛專用夾具。夾具配有專用標(biāo)定模塊，用于工具坐標(biāo)的標(biāo)定。（2）配有供料裝置進(jìn)行零件供應(yīng)。有輸送裝置進(jìn)行零件輸送。有2個(gè)碼垛盤可同時(shí)進(jìn)行碼垛?？蓪?duì)需要碼垛的零件進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行分類碼垛。（3）具有多種碼垛形式，如重疊式、縱橫交錯(cuò)式和旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式以及多層旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)式等。（4）配備井式上料機(jī)構(gòu)及傳送帶，進(jìn)行零件的供應(yīng)和傳輸。配備碼垛專用夾具進(jìn)行工件的夾取進(jìn)行多種形式的碼垛。（5）通過金屬材料托盤支架固定到實(shí)訓(xùn)桌臺(tái)面。1.9.涂膠典型應(yīng)用單元：（1）采用滿足或優(yōu)于鋁材加工。（2）配置多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3）由步進(jìn)電機(jī)直線模組、旋轉(zhuǎn)氣缸模組、汽車模型、汽車車窗玻璃模塊、機(jī)器人快換夾具、吸盤工具、涂膠工具組成，可完成汽車車窗玻璃的安裝與涂膠。由機(jī)器人用真空吸盤吸取車窗玻璃裝配到汽車模型上，機(jī)器人更換涂膠工具，完成車窗玻璃的涂膠。1.10.皮帶傳送單元：（1）伺服電機(jī)系統(tǒng)，輸入電壓≥200VAC，額定輸出功率≥0.1KW，額定輸出電流≥3.3A。（2）伺服電機(jī)額定輸出功率≥0.1KW，額定轉(zhuǎn)矩≥0.32N.m，額定電流≥1.1A，額定轉(zhuǎn)速≥3000r/min。（3）光電傳感器擴(kuò)散反射型檢測方式，檢測距離≥0.1m，電源電壓范圍12～24VDC±10％，負(fù)荷電源電壓≤DC26.4V，負(fù)荷電源電流≤100mA，集電極開路輸出，入光時(shí)ON/遮光ON通過開關(guān)可切換。1.11.碼垛典型應(yīng)用單元：（1）配置多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。工作任務(wù)是機(jī)器人使用夾具拾取物料，對(duì)物料進(jìn)行檢測，可同時(shí)對(duì)兩個(gè)碼垛臺(tái)進(jìn)行碼垛。（2）由井式上料機(jī)構(gòu)、傳送帶、定位裝置、檢測臺(tái)、材質(zhì)傳感器、機(jī)器人夾爪、碼垛臺(tái)等組成，可完成不同材質(zhì)工件的分類碼垛。由井式上料機(jī)構(gòu)上料不同材質(zhì)的工件，經(jīng)傳送帶傳輸，經(jīng)定位裝置定位，機(jī)器人將工件搬運(yùn)至檢測臺(tái)進(jìn)行材質(zhì)檢測。機(jī)器人根據(jù)不同材質(zhì)進(jìn)行分類碼垛。1.12.定位分度盤單元：（1）整體金屬材質(zhì)加工。（2）分度盤能精確完成角度移動(dòng)與定位；分度盤直徑≥330mm。（3）二相四線步進(jìn)電機(jī)步距角0.9°/1.8°，靜態(tài)相電流≥1.5A，空載啟動(dòng)頻率≥1.6。（4）超小型·U型光電傳感器電源電壓范圍5～24VDC±10％脈動(dòng)P-P10％以下。檢測距離≥5mm。（5）分度盤臺(tái)面直徑≥100mm，傳動(dòng)比≥180:1，分辨率≥0.0002°，最大速度≥25°/秒。1.13.小汽車模型承載單元：（1）承載盤：金屬材質(zhì)加工。（2）承載盤尺寸：直徑應(yīng)≥330mm；內(nèi)圓孔直徑≥80mm。（3）含1輛約1：18小汽車模型的車殼和4輛約1：32小汽車模型。（4）含1個(gè)模擬涂膠槍。1.14.模擬焊接典型應(yīng)用單元：（1）底座：金屬材質(zhì)鋁材加工。（2）配置多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上配置點(diǎn)焊工件和弧焊工件，模擬點(diǎn)焊過程，明確點(diǎn)焊要點(diǎn)；對(duì)工件輪廓進(jìn)行模擬弧焊焊接。（3）由步進(jìn)電機(jī)直線模組、旋轉(zhuǎn)氣缸模組、汽車模型、機(jī)器人快換夾具、焊接工具等組成，可完成汽車模型的點(diǎn)焊和弧焊焊接。由機(jī)器人夾持焊槍，針對(duì)汽車模型進(jìn)行點(diǎn)焊，對(duì)汽車模型輪廓進(jìn)行模擬弧焊焊接。1.15.稱重單元：（1）底座：金屬材質(zhì)鋁材加工。（2）配有稱重平臺(tái)，工件重量應(yīng)能在人機(jī)界面顯示。（3）配有工件供應(yīng)機(jī)構(gòu)，稱重后分類存儲(chǔ)。（4）配備井式上料機(jī)構(gòu)及傳送帶，進(jìn)行零件的供應(yīng)和傳輸。稱重模塊通過串口將兩工件的重量傳送給機(jī)器人，機(jī)器人依據(jù)重量進(jìn)行分類存儲(chǔ)，人機(jī)界面顯示工件的重量。1.16.工件裝配典型應(yīng)用單元：（1）鋁材加工。（2）配置多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3）由井式上料機(jī)構(gòu)、傳送帶、定位裝置、裝配臺(tái)、機(jī)器人夾爪及立體倉庫等組成，可完成軸承模型的裝配。由井式上料機(jī)構(gòu)上料，經(jīng)傳送帶傳輸，經(jīng)傳感器定位，將原料搬運(yùn)至裝配臺(tái)。機(jī)器人完成軸承模型的裝配，裝配完成后入庫。1.17.工件單元：工件數(shù)量≥50個(gè)，工件種類≥6種。1.18.視覺檢測單元：（1）機(jī)器人視覺設(shè)備，CCD尺寸≥1/2；分辨率不低于1280*1024；像素不低于130萬。（2）可識(shí)別工件的合格性以及識(shí)別工件的坐標(biāo)與角度；機(jī)器人通過與相機(jī)通信以及數(shù)據(jù)的交換，機(jī)器人用所得的坐標(biāo)進(jìn)行工件的抓取。（3）可通過示教器直接調(diào)用視覺畫面。（4）可使用工業(yè)機(jī)器人示教器直接進(jìn)行編程應(yīng)用。1.19.打磨單元：（1）轉(zhuǎn)速：≥5000-22000轉(zhuǎn)/分鐘。（2）采用低溫運(yùn)行滾珠軸承結(jié)構(gòu)。（3）采用單獨(dú)的通/斷開關(guān)和速控。1.20.微動(dòng)檢測單元：（1）容許操作速度0.01mm-1m/s。（2）容許操作頻率：機(jī)械≥240次/分鐘，電氣≥20次/分鐘。（3）壽命：機(jī)械1,000,000次以上，電氣500,000以上。（4）觸電保護(hù)等級(jí)：≥ClassI。（5）漏電性能：（PTI）≥175。1.21.構(gòu)建數(shù)字孿生教學(xué)資源庫，可以滿足多領(lǐng)域、多工藝、多品牌數(shù)字化課程教學(xué)的要求，資源庫至少要包含以下6個(gè)領(lǐng)域或工藝的數(shù)字化模型庫，并可以進(jìn)行數(shù)字化仿真調(diào)試：（1）工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)維員職業(yè)技能等級(jí)認(rèn)定工作站數(shù)字化模型庫：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)維員數(shù)字化工作站工藝庫最少需要由六自由度工業(yè)機(jī)器人、汽車玻璃安裝及涂膠模擬模塊、供料及輸送皮帶傳輸模塊、軌跡規(guī)劃模塊、搬運(yùn)碼垛模塊、打磨模塊和快換工具模塊組成；該數(shù)字化工作站能模擬演示以觸摸屏控制，對(duì)工件進(jìn)行搬運(yùn)碼垛模擬演示；其次，通過供料及輸送皮帶傳輸模塊進(jìn)行前后車窗的送料，對(duì)汽車前后車窗的涂膠及安裝模擬演示。（2）世賽機(jī)器人系統(tǒng)集成平臺(tái)數(shù)字化模型庫：世界技能大賽機(jī)器人系統(tǒng)集成數(shù)字化工作站樣例庫由機(jī)器人、電動(dòng)抓手、標(biāo)準(zhǔn)單元（配備了拾取與放置應(yīng)用）組成。該數(shù)字化工作站能模擬演示工件的識(shí)別，工件的加工、打磨、裝配、倉儲(chǔ)的工藝流程。（3）國賽工業(yè)4.0系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)字化模型庫：工業(yè)4.0系統(tǒng)數(shù)字化產(chǎn)線主要由料倉應(yīng)用模塊、裝瓶模塊、鉆孔應(yīng)用模塊、工件輸出應(yīng)用模塊等組成，每個(gè)模塊又具有多個(gè)工藝子模塊（兩個(gè)以上），可形成多個(gè)工藝組合。該數(shù)字化產(chǎn)線應(yīng)能模擬涵蓋如下知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練：模型的移動(dòng)與組裝、運(yùn)動(dòng)部件的定義與設(shè)置、物料流的定義、信號(hào)設(shè)置、模型與PLC連接及通訊設(shè)置、PLC編程控制模型運(yùn)動(dòng)、整體工藝流程虛擬調(diào)試、通過自動(dòng)化程序控制循環(huán)生產(chǎn)的工時(shí)。（4）智能化口罩機(jī)生產(chǎn)平臺(tái)數(shù)字化模型庫。（5）典型自動(dòng)化產(chǎn)線數(shù)字化模型庫：典型自動(dòng)化數(shù)字化產(chǎn)線主要由零件上料單元、成品分揀單元、零件裝配單元、三軸下料單元、加熱單元以及成品下料單元組成。該數(shù)字化產(chǎn)線能模擬演示零件上料單元中的推料氣缸頂出，零件依托與傳送帶輸送至分揀單元，若該零件有料芯則分揀氣缸推出，若該零件無料芯則繼續(xù)輸送至裝配單元進(jìn)行料芯裝配，裝配完成后三軸下料機(jī)械手將其搬運(yùn)至加熱單元傳送帶上，零件流至傳送帶末端后，三軸機(jī)械夾取放置到成品倉庫。（二）工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)維護(hù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)（拆裝實(shí)訓(xùn)設(shè)備）：2.1.機(jī)器人本體及示教器：（1）關(guān)節(jié)軸數(shù)量：≥6軸。（2）可達(dá)半徑：≥600mm。（3）手腕部最大負(fù)載：≥7kg。（4）本體質(zhì)量：≤60kg。（5）重復(fù)定位精度：≤0.03mm。（6）工作環(huán)境溫度：0-45℃。2.2.實(shí)訓(xùn)臺(tái):實(shí)訓(xùn)臺(tái)由桌面、實(shí)訓(xùn)臺(tái)框架組成，桌面和桌體框架采用高強(qiáng)度鋁合金型材制成。臺(tái)架尺寸：≥長1200*寬960*高800mm。2.3.工具車：（1）尺寸：長≥75CM，寬≥45CM，高≥85CM。（2）額定承重：≥200kg。（3）凈重：≥50kg。（4）工具至少包含：1件掌上型萬用表、1件活動(dòng)扳手8寸、1件扭力扳1/2寸,20-200N.M、1件手動(dòng)黃油槍400cc、手1件尖嘴鉗6寸、1件斜嘴鉗6寸、1件鋼絲鉗7寸、1件帶刃口剝線鉗7寸、9件加長球頭內(nèi)六角扳手組套、3件一字形螺絲批3*75mm，5*100mm，6*150mm、3件十字形螺絲批#0*75mm，#1*100mm，#2*150mm、1件18mm塑柄推鈕美工刀、1件全鋁手動(dòng)吸錫器、1件木柄羊角錘0.5鎊、1件鋼卷尺5m、1件熱外式長壽電烙鐵40W、1件數(shù)顯測電筆、1件鋁合金手電筒3節(jié)7號(hào)電池、1件焊錫絲、1件迷你型鋸弓、1件絕緣膠帶、1件烙鐵支架、1件歐式端子壓線鉗、1件鋼直尺、1件角尺。（三）配套教學(xué)資源（一套）：3.1.內(nèi)容與設(shè)備對(duì)應(yīng)性：實(shí)訓(xùn)教材與教學(xué)課件緊密圍繞設(shè)備功能及操作流程展開，確保學(xué)生能夠從基礎(chǔ)安裝調(diào)試、參數(shù)設(shè)置，到示教器的使用和場景構(gòu)建功能，再到程序的編輯，全面、系統(tǒng)地掌握相關(guān)知識(shí)與技能。3.2.實(shí)例教學(xué)支持：教材與課件中融入大量實(shí)際案例，通過實(shí)例分析、模擬操作等方式，幫助學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，提升學(xué)習(xí)效果。3.3.教學(xué)邏輯與結(jié)構(gòu)：教材內(nèi)容編排合理，邏輯清晰，從基礎(chǔ)到高級(jí)，逐步深入，確保學(xué)生能夠循序漸進(jìn)地掌握相關(guān)技能。課件則采用多媒體形式，圖文并茂，生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（四）實(shí)訓(xùn)室文化建設(shè)按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，明裝布線，規(guī)范電源插座與面板安裝，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。全面調(diào)試設(shè)備與軟件系統(tǒng)，保障教學(xué)實(shí)訓(xùn)效果。專業(yè)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人展板和標(biāo)識(shí)，材質(zhì)為PVC，厚度不小于5+3mm。套42鉗工裝配實(shí)訓(xùn)臺(tái)鉗工裝配實(shí)訓(xùn)臺(tái)由兩組單邊落地四抽+雙背網(wǎng)型標(biāo)準(zhǔn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)背對(duì)背拼裝組成，組合后形成4工位實(shí)訓(xùn)臺(tái)，且按照工位數(shù)量配備標(biāo)準(zhǔn)照明裝置、標(biāo)準(zhǔn)的鉗工桌、臺(tái)虎鉗4套、常用工具等組成。具體參數(shù)如下：1.