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工业机器人系统集成教学工作站

(一)设备概述
    工业机器人系统集成教学工作站系统符合“四个定位”:即职业技能竞赛的定位;技能培训与鉴定的定位;教学做一体化教学改革的定位;符合高技能人才培训基地的定位;该实训设备属于典型技能培训应用设备,以6轴机器人为中心,配置了多套典型学习任务载体,根据教学要求更换不同学习任务,方便快捷;任务模型的开发融入了趣味性与娱乐性,可以增加学员的学习兴趣;
    同时在工作站配置了装配工作台、电脑桌等设施设备及典型教材、仿真软件、一体化工作页等教学配置;提供了多个教学素材,满足教师的多种教学方式的选择,为多元化教学提供了方便。该设备任务载体采用模块化设计,具备独立性、兼容性、可移植性等特点;并预留了扩展与升级的接口,根据市场需求进行不断的开发升级或者学校用户自行创新设计新的功能模块。
(二)技术参数
1. 工作电源:单相三线 220V±5% 50HZ
2. 安全保护:漏电保护,过流保护,短路保护
3. 机器人:ABB IRB120
4. PLC:西门子 SMART200 系列
5. 通讯方式:以太网
6. 额定功率:≤2KW
7. 环境温度:-10~50℃
8. 相对温度:≤85%
9. 外形尺寸:L3000mm×W1500mm×H1400mm
(三)产品结构
该设备主要由任务实训平台、IO保护模块、六轴工业机器人、线路板插件任务模型、线路板插件夹具、抛光打磨任务模型、打磨夹具、零件码垛模型、输送模块、单吸盘夹具、轨迹训练模型、绘图笔夹具、快换夹具座组件、电脑桌、装配桌、物料存储箱等。
1、任务实训平台:台体为钢制结构,采用优质钢板制作,钢板厚度不低于1.2mm,表面喷涂处理;台面为型材结构,可任意安装机器人或其它执行机构;配套钢制网孔电气安装板,钢板厚1.5mm,可用于安装控制器件与电源电路;实训台自带1套操作面板,采用PVC优质贴膜,贴膜内嵌按钮和指示灯,分别为 “启动”、“停止”、“复位”、“上电”等按钮和指示灯,并且带一个急停按钮;配置西门子Smart200 CPU-ST60 PLC 1台,电源控制电路1套;实训台并能够方便移动与定位;外形尺寸1500×800×780mm(LWH)。
2、IO保护模块:PLC控制回路带有安全保护装置,能够确保在运行过程中PLC设备安全,并且根据实际PLC的输入输出分组回路保护,对不同的PLC进行PNP和NPN控制方式灵活切换,防止不同PLC对传感器损坏。
3、PLC输入接口模块24路,带24路信号指示灯13F系列;PLC输出接口模块24路,带24路信号指示灯13F01系列。
4、六轴工业机器人:ABB IRB120 机器人有效负载:3kg,臂展:0.58米,重复定位精度≤
0.01mm,配套IRC5工业控制器。
5、线路板插件任务模型:由电子元件输送机构、线路板限位组件、线路板存储仓、焊锡旋转治具、插件检测台、成品摆放架、焊锡套件组成。
(1)电子元件输送机构:直线送料电子元件,送料板为1出2,各机构均有铝材加工氧化处理而成,挡板是由有机玻璃板加工而成,电子元件为通用元件。
(2)线路板限位组件:用于固定PCB板,其模块用来做电子元件装配,机构均有铝材加工氧化处理而成。
(3)线路板存储仓:井式上料方式,用于PCB板上料模块,各机构均有铝材加工氧化处理而成,储存盒是由有机玻璃板加工而成,PCB板为广学订制板。
(4)焊锡旋转治具:用于压紧翻转工件,做工件焊锡,机构均有铝材加工氧化处理而成。
(5)插件检测台:由电木加工而成检测台,可测试工件是否为良品。
(6)成品摆放架:分为两层台阶,一层放置良品,一层放置不良品。
(7)焊锡套件:包含温控模块,送丝模块,吹锡模块,烙铁组件模块,用来焊接PCB板。
6、线路板插件夹具:铝材加工氧化处理,配置平行开口气缸、精密手指气缸、烙铁组件,能抓取电子元件、抓取PCB板、焊锡,一抓三用。
7、抛光打磨任务模型:由砂带机与打磨工件组成,采用砂带机固定运转,机器人拿取工件进行打磨作业。
8、打磨夹具:铝材加工氧化处理,配置平行开口气缸,能夹取工件进行打磨作业;配有气动快速转换头,用于机器人自动换取夹具。
9、零件码垛模型:铝材加工氧化的物料上料机构和码垛底板固定到实训平台;根据要求物料块被摆放到摆放底板上,机器人通过吸盘夹具按要求拾取物料块进行码垛任务;码垛形状由操作者自己设计组合方式;练习对机器人码垛、阵列的理解并快速编程示教的应用技能。
10、输送模块:输送机上安装光电传感器与阻挡装置,用以检测与阻挡工件。运输多个不同的零件,传送带有启停和调速功能,用来运输码垛模型物料块。模块适配标准电气接口套件和轨迹跟随套件工业机器人配合轨迹跟随套件完成对样件的跟随抓取。通过模块实验,学生可掌握机器人数字量控制和模拟量控制的相关技能。
11、单吸盘夹具:铝材加工氧化处理,配备2组高真空吸盘及真空发生器,保证足够的吸力;配有气动快速转换头,用于机器人自动换取夹具。
12、轨迹训练模型:不锈钢加工制造,通过在平面、曲面上蚀刻不同图形规则的图案(直线、
圆形、三角形、五角星螺旋形等线条),以笔形绘图夹具描绘图形,训练对机器人基本的点示教,直线、曲线运动足迹的掌握;
13、绘图笔夹具:铝材加工氧化处理,笔杆内空,可装入笔芯进行绘制;配有气动快速转换头,用于机器人自动换取夹具。
14、快换夹具座组件:铝材加工氧化处理,由快换支架、检测传感器等组成。根据不同的实验目标和操作对象,放置多种不同的快换夹具。放置带有定位和检测功能工具支架上,可根据不同的实验需求增加模块以及工具的种类和数量。
15、电脑桌:钢制框架,高密度面板加工而成;可方便移动与定位。
16、装配桌:由台身、台面和工具柜三大部分组成;台身用方管焊接喷塑后组装连接,台面用高密度中纤板,表面贴压防火板,耐腐蚀、防静电;每台装配桌带一个220V电源插座,插座不占用台面空间;带一体化存储式工具柜,3层抽屉式,带管理功能。
17、物料存储箱:尺寸:约700 mm×350 mm×450mm;内部分层存储器件,每层有独立拉手及支撑柱;内衬采用海棉材料;各箱子之间可层叠;隔层板每层承重≥20kg,整个箱体内置可承≥60kg,箱体外部可承≥130kg。
(四)产品特点
1、开放式设计要求:可根据实训内容选择载体模型;按要求安装在实训平台上,并不需要更换电路与繁琐的接线;夹具采用气动快换转换方式,把所需要夹具摆放到夹具座上,有机器人根据需要采用自动更换,方便灵活。
2、模具化运用要求:所有模型及夹具全部装入物料存储箱内,使用保存方便快捷,节约空间,便于管理。
(五)可进行的实验项目
1. 工业机器人的基本认识;
2. 工业机器人示教器运动操作;
3. 工业机器人的点位示教;
4. 工业机器人基本参数设置;
5. 工业机器人基本运动指示学习;
6. 工业机器人基于示教器的程序编辑;
7. 工业机器人控制应用;
8. 工业机器人基本接线方法;
9. 简单轨迹运行编程与示教;
10. 平面圆形描图任务编程与示教;
11. 平面矩形描图任务编程与示教;
12. 曲面描图任务编程与示教;
13. 固定位置搬运编程与示教;
14. 工业机器人本体与控制器的安装接线;
15. 工业机器人初始化与参数恢复;
16. 工业机器人与 PLC 的 IO 通讯;
17. 工业机器人 IO 接线;
18. 工业机器人与外围设备的综合应用与设计;
19. 工业机器人码垛应用安装与接线;
20. 工业机器人码垛应用夹具选择与设计;
21. 工业机器人码垛应用编程与调试;
22. 工业机器人焊锡应用安装与接线;
23. 工业机器人焊锡应用夹具选择与设计;
24. 工业机器人焊锡应用编程与调试;
25. 焊锡转台单元的接线与调试;
26. 焊锡机送丝机支架的组装与调试;
27. 焊锡机吹锡盒系统的气路连接与调试;
28. 工业机器人 PCB 板装配应用安装与接线;
29. 工业机器人 PCB 板装配应用夹具选择与设计;
30. 工业机器人 PCB 板装配应用编程与调试;
31. 电子元件安全送料机构的安装与接线;
32. 电子元件安全送料机构的调试;
33. PCB 板上料机构的组装与接线;
34. PCB 板上料机构的调试;
35. PCB 板上料整理单元的接线调试;
36. PCB 板上料机构的组装与接线;
37. PCB 板上料机构的调试;
38. PCB 板存储仓的组装接线与调试;
39. 工业机器人打磨应用安装与接线;
40. 工业机器人打磨应用夹具选择与设计;
41. 工业机器人打磨应用编程与调试;
42. 砂带机的组装;
43. 砂带机的调试;
19. 工业机器人码垛应用安装与接线.
关键词:
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