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工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成教學(xué)工作站

（一）設(shè)備概述
工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成教學(xué)工作站系統(tǒng)符合“四個定位”：即職業(yè)技能競賽的定位；技能培訓(xùn)與鑒定的定位；教學(xué)做一體化教學(xué)改革的定位；符合高技能人才培訓(xùn)基地的定位；該實訓(xùn)設(shè)備屬于典型技能培訓(xùn)應(yīng)用設(shè)備，以6軸機(jī)器人為中心，配置了多套典型學(xué)習(xí)任務(wù)載體，根據(jù)教學(xué)要求更換不同學(xué)習(xí)任務(wù)，方便快捷；任務(wù)模型的開發(fā)融入了趣味性與娛樂性，可以增加學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣；
同時在工作站配置了裝配工作臺、電腦桌等設(shè)施設(shè)備及典型教材、仿真軟件、一體化工作頁等教學(xué)配置；提供了多個教學(xué)素材，滿足教師的多種教學(xué)方式的選擇，為多元化教學(xué)提供了方便。該設(shè)備任務(wù)載體采用模塊化設(shè)計，具備獨(dú)立性、兼容性、可移植性等特點(diǎn)；并預(yù)留了擴(kuò)展與升級的接口，根據(jù)市場需求進(jìn)行不斷的開發(fā)升級或者學(xué)校用戶自行創(chuàng)新設(shè)計新的功能模塊。

（二）技術(shù)參數(shù)
1. 工作電源：單相三線 220V±5% 50HZ
2. 安全保護(hù)：漏電保護(hù)，過流保護(hù)，短路保護(hù)
3. 機(jī)器人：ABB IRB120
4. PLC：西門子 SMART200 系列
5. 通訊方式：以太網(wǎng)
6. 額定功率：≤2KW
7. 環(huán)境溫度：-10～50℃
8. 相對溫度：≤85%
9. 外形尺寸：L3000mm×W1500mm×H1400mm
（三）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
該設(shè)備主要由任務(wù)實訓(xùn)平臺、IO保護(hù)模塊、六軸工業(yè)機(jī)器人、線路板插件任務(wù)模型、線路板插件夾具、拋光打磨任務(wù)模型、打磨夾具、零件碼垛模型、輸送模塊、單吸盤夾具、軌跡訓(xùn)練模型、繪圖筆夾具、快換夾具座組件、電腦桌、裝配桌、物料存儲箱等。
1、任務(wù)實訓(xùn)平臺：臺體為鋼制結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)質(zhì)鋼板制作，鋼板厚度不低于1.2mm，表面噴涂處理；臺面為型材結(jié)構(gòu)，可任意安裝機(jī)器人或其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)；配套鋼制網(wǎng)孔電氣安裝板，鋼板厚1.5mm，可用于安裝控制器件與電源電路；實訓(xùn)臺自帶1套操作面板，采用PVC優(yōu)質(zhì)貼膜，貼膜內(nèi)嵌按鈕和指示燈，分別為 “啟動”、“停止”、“復(fù)位”、“上電”等按鈕和指示燈，并且?guī)б粋€急停按鈕；配置西門子Smart200 CPU-ST60 PLC 1臺，電源控制電路1套；實訓(xùn)臺并能夠方便移動與定位；外形尺寸1500×800×780mm(LWH)。
2、IO保護(hù)模塊：PLC控制回路帶有安全保護(hù)裝置，能夠確保在運(yùn)行過程中PLC設(shè)備安全，并且根據(jù)實際PLC的輸入輸出分組回路保護(hù)，對不同的PLC進(jìn)行PNP和NPN控制方式靈活切換，防止不同PLC對傳感器損壞。
3、PLC輸入接口模塊24路，帶24路信號指示燈13F系列；PLC輸出接口模塊24路，帶24路信號指示燈13F01系列。
4、六軸工業(yè)機(jī)器人：ABB IRB120 機(jī)器人有效負(fù)載：3kg，臂展：0.58米，重復(fù)定位精度≤
0.01mm，配套IRC5工業(yè)控制器。
5、線路板插件任務(wù)模型：由電子元件輸送機(jī)構(gòu)、線路板限位組件、線路板存儲倉、焊錫旋轉(zhuǎn)治具、插件檢測臺、成品擺放架、焊錫套件組成。
（1）電子元件輸送機(jī)構(gòu)：直線送料電子元件，送料板為1出2，各機(jī)構(gòu)均有鋁材加工氧化處理而成，擋板是由有機(jī)玻璃板加工而成，電子元件為通用元件。
（2）線路板限位組件：用于固定PCB板，其模塊用來做電子元件裝配，機(jī)構(gòu)均有鋁材加工氧化處理而成。
（3）線路板存儲倉：井式上料方式，用于PCB板上料模塊，各機(jī)構(gòu)均有鋁材加工氧化處理而成，儲存盒是由有機(jī)玻璃板加工而成，PCB板為廣學(xué)訂制板。
（4）焊錫旋轉(zhuǎn)治具：用于壓緊翻轉(zhuǎn)工件，做工件焊錫，機(jī)構(gòu)均有鋁材加工氧化處理而成。
（5）插件檢測臺：由電木加工而成檢測臺，可測試工件是否為良品。
（6）成品擺放架：分為兩層臺階，一層放置良品，一層放置不良品。
（7）焊錫套件：包含溫控模塊，送絲模塊，吹錫模塊，烙鐵組件模塊，用來焊接PCB板。
6、線路板插件夾具：鋁材加工氧化處理,配置平行開口氣缸、精密手指氣缸、烙鐵組件，能抓取電子元件、抓取PCB板、焊錫，一抓三用。
7、拋光打磨任務(wù)模型：由砂帶機(jī)與打磨工件組成，采用砂帶機(jī)固定運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)器人拿取工件進(jìn)行打磨作業(yè)。
8、打磨夾具：鋁材加工氧化處理，配置平行開口氣缸，能夾取工件進(jìn)行打磨作業(yè)；配有氣動快速轉(zhuǎn)換頭，用于機(jī)器人自動換取夾具。
9、零件碼垛模型：鋁材加工氧化的物料上料機(jī)構(gòu)和碼垛底板固定到實訓(xùn)平臺；根據(jù)要求物料塊被擺放到擺放底板上，機(jī)器人通過吸盤夾具按要求拾取物料塊進(jìn)行碼垛任務(wù)；碼垛形狀由操作者自己設(shè)計組合方式；練習(xí)對機(jī)器人碼垛、陣列的理解并快速編程示教的應(yīng)用技能。
10、輸送模塊：輸送機(jī)上安裝光電傳感器與阻擋裝置,用以檢測與阻擋工件。運(yùn)輸多個不同的零件,傳送帶有啟停和調(diào)速功能，用來運(yùn)輸碼垛模型物料塊。模塊適配標(biāo)準(zhǔn)電氣接口套件和軌跡跟隨套件工業(yè)機(jī)器人配合軌跡跟隨套件完成對樣件的跟隨抓取。通過模塊實驗,學(xué)生可掌握機(jī)器人數(shù)字量控制和模擬量控制的相關(guān)技能。
11、單吸盤夾具：鋁材加工氧化處理，配備2組高真空吸盤及真空發(fā)生器，保證足夠的吸力；配有氣動快速轉(zhuǎn)換頭，用于機(jī)器人自動換取夾具。
12、軌跡訓(xùn)練模型：不銹鋼加工制造，通過在平面、曲面上蝕刻不同圖形規(guī)則的圖案（直線、
圓形、三角形、五角星螺旋形等線條），以筆形繪圖夾具描繪圖形，訓(xùn)練對機(jī)器人基本的點(diǎn)示教，直線、曲線運(yùn)動足跡的掌握；
13、繪圖筆夾具：鋁材加工氧化處理，筆桿內(nèi)空，可裝入筆芯進(jìn)行繪制；配有氣動快速轉(zhuǎn)換頭，用于機(jī)器人自動換取夾具。
14、快換夾具座組件：鋁材加工氧化處理，由快換支架、檢測傳感器等組成。根據(jù)不同的實驗?zāi)繕?biāo)和操作對象,放置多種不同的快換夾具。放置帶有定位和檢測功能工具支架上,可根據(jù)不同的實驗需求增加模塊以及工具的種類和數(shù)量。
15、電腦桌：鋼制框架，高密度面板加工而成；可方便移動與定位。
16、裝配桌：由臺身、臺面和工具柜三大部分組成；臺身用方管焊接噴塑后組裝連接，臺面用高密度中纖板，表面貼壓防火板，耐腐蝕、防靜電；每臺裝配桌帶一個220V電源插座，插座不占用臺面空間；帶一體化存儲式工具柜，3層抽屜式，帶管理功能。
17、物料存儲箱：尺寸：約700 mm×350 mm×450mm；內(nèi)部分層存儲器件，每層有獨(dú)立拉手及支撐柱；內(nèi)襯采用海棉材料；各箱子之間可層疊；隔層板每層承重≥20kg，整個箱體內(nèi)置可承≥60kg，箱體外部可承≥130kg。
（四）產(chǎn)品特點(diǎn)
1、開放式設(shè)計要求：可根據(jù)實訓(xùn)內(nèi)容選擇載體模型；按要求安裝在實訓(xùn)平臺上，并不需要更換電路與繁瑣的接線；夾具采用氣動快換轉(zhuǎn)換方式，把所需要夾具擺放到夾具座上，有機(jī)器人根據(jù)需要采用自動更換，方便靈活。
2、模具化運(yùn)用要求：所有模型及夾具全部裝入物料存儲箱內(nèi)，使用保存方便快捷，節(jié)約空間，便于管理。
（五）可進(jìn)行的實驗項目
1. 工業(yè)機(jī)器人的基本認(rèn)識；
2. 工業(yè)機(jī)器人示教器運(yùn)動操作；
3. 工業(yè)機(jī)器人的點(diǎn)位示教；
4. 工業(yè)機(jī)器人基本參數(shù)設(shè)置；
5. 工業(yè)機(jī)器人基本運(yùn)動指示學(xué)習(xí)；
6. 工業(yè)機(jī)器人基于示教器的程序編輯；
7. 工業(yè)機(jī)器人控制應(yīng)用；
8. 工業(yè)機(jī)器人基本接線方法；
9. 簡單軌跡運(yùn)行編程與示教；
10. 平面圓形描圖任務(wù)編程與示教；
11. 平面矩形描圖任務(wù)編程與示教；
12. 曲面描圖任務(wù)編程與示教；
13. 固定位置搬運(yùn)編程與示教；
14. 工業(yè)機(jī)器人本體與控制器的安裝接線；
15. 工業(yè)機(jī)器人初始化與參數(shù)恢復(fù)；
16. 工業(yè)機(jī)器人與 PLC 的 IO 通訊；
17. 工業(yè)機(jī)器人 IO 接線；
18. 工業(yè)機(jī)器人與外圍設(shè)備的綜合應(yīng)用與設(shè)計；
19. 工業(yè)機(jī)器人碼垛應(yīng)用安裝與接線；
20. 工業(yè)機(jī)器人碼垛應(yīng)用夾具選擇與設(shè)計；
21. 工業(yè)機(jī)器人碼垛應(yīng)用編程與調(diào)試；
22. 工業(yè)機(jī)器人焊錫應(yīng)用安裝與接線；
23. 工業(yè)機(jī)器人焊錫應(yīng)用夾具選擇與設(shè)計；
24. 工業(yè)機(jī)器人焊錫應(yīng)用編程與調(diào)試；
25. 焊錫轉(zhuǎn)臺單元的接線與調(diào)試；
26. 焊錫機(jī)送絲機(jī)支架的組裝與調(diào)試；
27. 焊錫機(jī)吹錫盒系統(tǒng)的氣路連接與調(diào)試；
28. 工業(yè)機(jī)器人 PCB 板裝配應(yīng)用安裝與接線；
29. 工業(yè)機(jī)器人 PCB 板裝配應(yīng)用夾具選擇與設(shè)計；
30. 工業(yè)機(jī)器人 PCB 板裝配應(yīng)用編程與調(diào)試；
31. 電子元件安全送料機(jī)構(gòu)的安裝與接線；
32. 電子元件安全送料機(jī)構(gòu)的調(diào)試；
33. PCB 板上料機(jī)構(gòu)的組裝與接線；
34. PCB 板上料機(jī)構(gòu)的調(diào)試；
35. PCB 板上料整理單元的接線調(diào)試；
36. PCB 板上料機(jī)構(gòu)的組裝與接線；
37. PCB 板上料機(jī)構(gòu)的調(diào)試；
38. PCB 板存儲倉的組裝接線與調(diào)試；
39. 工業(yè)機(jī)器人打磨應(yīng)用安裝與接線；
40. 工業(yè)機(jī)器人打磨應(yīng)用夾具選擇與設(shè)計；
41. 工業(yè)機(jī)器人打磨應(yīng)用編程與調(diào)試；
42. 砂帶機(jī)的組裝；
43. 砂帶機(jī)的調(diào)試；
19. 工業(yè)機(jī)器人碼垛應(yīng)用安裝與接線.

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