工业机器人系统集成实训平台需求说明

工业机器人系统集成实训平台需求说明序号货物名称需求或性能描述单位数量1※工业机器人系统集成实训平台1.1功能要求：（1）工业机器人系统集成实训平台要求接口和数据开放，具备二次开发的能力，能够支撑工业机器人技术基础、示教编程实操、安装调试、系统设计、集成应用等实训教学；（2）以6轴机器人为主体对象，结合PLC电气控制系统，构成机器人集成应用的基础单元，包括但不限于物料仓储、智能上料、物料输送线、物料检测、搬运码垛、轨迹涂胶、装配综合、物料包装等所需任务单元模块。1.2设备具体参数1.2.1工业机器人本体（1）控制轴数：6；（2）手腕部最大负载：≥4kg；（3）动作半径：≤550mm；（4）机器人本体质量：≤20kg；（5）手腕部可允许负载：J4轴≥8.85N·M；J5轴≥8.85N·M；J6轴≥4.9N·M；（6）运动范围及速度：J1范围≥340°(速度≥460°/s)；J2范围≥230°(速度≥360°/s)；J3范围≥400°(速度≥520°/s)；J4范围≥380°(速度≥560°/s)；J5范围≥240°(速度≥560°/s)；J6范围≥720°(速度≥900°/s)；（7）手腕部可允许负载转动惯量：J4轴≥0.20Kg·m²；J5轴≥0.20Kg·m²；J6轴≥0.066Kg·m²；*（8）重复定位精度：≤±0.01mm；（9）安装方式：地面/顶吊；1.2.2机器人控制器（1）控制柜组成：包括电源供给单元、安全保护回路、伺服放大器、输入/输出模块、主控单元、急停电路板；（2）额定电源电压：AC200～230+10%-15%50/60Hz±1Hz、单相；（3）内存卡容量FROM/SRAM：≥64M/1M；（4）安全保护回路:内部各控制板卡形成保护回路，对整个系统进行电路保护。（5）输入/输出模块：标配为ProcessIO，另外也可通过在扩展槽安装Profibus板、CC-Link板卡、DeviceNet与PLC及外围设备进行通讯。（6）防护等级要求：≥IP54；（7）主控单元：整个控制系统的中枢部分，包括主板、CPU、FROM/SRAM组件及伺服卡，负责控制器内部及外围设备的信号处理和交换。*（8）可以扩展机器人原厂视觉模块，视觉为选配功能，集成于机器人控制系统中。可以集成基础2D视觉、3D视觉、3D激光视觉以及力觉等功能。1.2.3机器人示教器（1）通信速度高，图形显示性能强；（2）高集成度的电器元件和彩色液晶屏；（3）示教器USB端口支持软件功能；1.2.4工具库单元（1）结构件材料铝合金，阳极氧化处理；（2）至少包括工具架、夹爪工具吸盘工具、笔工具以及尖点辅助工具；（3）工具端配备机械快换母头，与机器人端机械快换公头配套，可实现不同工具间的自动切换；（4）配备机械快换工具，与机器人法兰盘的机械快换工具配套使用，可实现工具的快速更换；（5）笔工具内部设置有缓冲装置；（6）笔形工具的笔芯可以更换；（7）夹爪工具和吸盘工具用于物料的抓取和吸附；1.2.5任务单元模块（包括但不限于）（1）物料仓储模块；（2）智能上料模块；（3）物料输送模块；（4）物料检测模块；（5）搬运和码垛模块；（6）轨迹涂胶模块；（7）装配综合实训模块；（8）智能包装模块。1.2.6智能原料库（1）智能原料库每个工位安装有传感器检测装置；（2）传感器可自行判断工位是否有物料，结果显示在操作面板上；（3）料库主要由铝型材、铝合金、接近开关组成；（4）铝合金材料表面阳极氧化处理。1.2.7智能成品库（1）至少包括但不限于滑台气缸、电磁铁、接近开关、铝型材、铝合金样品；（2）铝合金材料表面阳极氧化处理，钣金件喷塑处理；1.2.8安全防护围栏（1）防止人员在机器人自动运行时，身体任意部分闯入运动范围；（2）PNP/NPN双路输出可接安全光幕控制器、安全继电器、也可接PLC/PC或外挂继电器；（3）配有红、黄、绿三色指示灯，可以快速发现设备故障，发现问题，自动停机。1.2.9工作站框架单元（1）台柜内部安装静音无油空压机；（2）工作台用于安装所有零部件；（3）工作台由铝型材、钣金件组成；（4）钣金件喷塑处理；（5）底部安装万向轮、防震脚杯。1.2.10工业机器人系统虚拟仿真系统（1）具有机器人模型库，可直接调用；（2）具有加工设备（加工中心、注塑机等）模型库，可直接调用；（3）具有机器人用系统常用其他设备模型库，可直接调用；（4）具有支持用户自建的三维CAD模型功能。（5）可直接显示机器人虚拟示教器，该虚拟示教器基本与真实示教器一致，可通过虚拟示教器点动机器人、创建机器人程序、查看机器人I/O配置等操作，且操作方式与真实机器人操作方式一致；软件包含坐标显示功能（6）仿真软件中可进行机器人视觉设定界面及相机视野调整界面。（7）仿真软件可实现工件在随机不同的位置处，通过手持式相机视觉定位，实现精确抓取定位，同时可使用虚拟视觉进行拍摄动态画面。（8）仿真软件可实现工件在随机不同的位置处，通过固定式相机视觉定位，实现精确抓取定位，同时可使用虚拟视觉进行拍摄动态画面。（9）仿真软件离线编程导入运行功能：在虚拟仿真软件中编制的机器人程序，通过虚拟仿真软件直接导入真实的机器人中，并能直接运行使用。（10）仿真软件具备数字双胞胎基本功能，可实现虚拟机器人系统工作站与实际机器人系统工作站动作同步；（11）仿真软件可实现同PLC信号通讯功能，通过PLC实现对虚拟仿真环境中机器人、气动元件、皮带输送线进行手动/自动控制；（12）虚拟示教器功能：包括虚拟示教器点动机器人、创建机器人程序、查看机器人I/O配置等操作，且操作方式与实际机器人操作方式一致。（13）仿真软件具备机器人安全区域保护功能值观显示。用户可值观查看机器人的可视化安全区域，机器人在设定好工作区域后，手爪及机械臂本身处于保护状态，无法移出工作区域，一旦机器人将移出工作区域，机器人停止工作。1.2.11智能制工业数据算法实训资源包包含但不限于以下算法和工业场景实训：K近邻算法实训、决策树算法实训、向量机算法实训、逻辑回归算法实训、贝叶斯算法实训、Adaboost算法实训、K均值算法实训、Apriori算法实训、SVD算法实训、PCA算法实训、深度学习算法实训。1.2.12工业机器人二次开发系统（1）提供机器人OPC协议接口；（2）OPC接口显示的结果同机器人示教器内软件声明界面的数据一致。1.3控制系统1.3.1控制系统（1）支持协议：TCP/IP、S7、ModbusTCP、ProfinetIO、OPCUA通信；（2）提供至少8路闭环运动控制；可连接支持Profinet/Profibus的伺服驱动器或者模拟量驱动器；（3）集成的PROFINET接口用于编程、HMI通信和PLC间的通信；（4）所用PLC工作存储器内存≥150KB，装载存储器内存≥4MB，保持性存储器内存≥14KB；（6）本体集成IO不少于14个DI/10个DQ和2个AI（集成）；（7）可实现机器人运行二次开发，具备不少于1个可扩展信号板，8个信号模块，3个通讯模块；（8）最多可组态≥6个使用任意内置输入或SB输入的高速计数器，6个输入100/80kHz，2个输入30/20kHz，用于计数和测量；（9）不少于2个以太网通信端口，数据传输速率10/100Mb/s；（10）至少可组态4个使用任意内置输出或信号板输出的脉冲输出100kHz（Qa.0到Qa.3），20kHz（Qa.4到Qb.1）。1.3.2电气控制柜（1）箱体和门材料为钢板，浸涂底漆，外层粉末涂层；（2）门四周带有发泡聚氨酯塑料密封圈；（3）控制柜防护等级IP54。1.4协议/接口（1）具有以太网接口，通信功能可扩展包括Ethernet,FL-net,DeviceNet,PROFIBUS,PROFINET,EtherNet/IP,EtherCAT；（2）可以实现内外部通讯以及设备运行数据的采集与传输。1.5配套资源1.5.1机器人实训程序资源包*（1）支持机器人直线轨迹设计；（2）支持直流电机的建模；（3）支持PID建立控制模型；*（4）支持建立机器人的动力模型；（5）支持分析机器人腕部耦合问题的模型；（6）支持设计机器人控制系统的稳定性。1.5.2课程资源配套课程教材、实训指导书、电子课件及其他课程资源。1.5.3配套支撑内容（1）支撑“工业机器人集成应用”、“工业机器人系统应用编程”职业技能相关的等级证书培训，并提供相关支撑材料；*（2）支持新职业“工业机器人系统运维员”、“工业机器人系统操作员”相关的职业资格鉴定、资格认证，并提供相关支撑材料。（3）可提供专业师资培训,不少于5人次，考核后取得供应商颁发的培训合格证书。1.6设备安装条件（1）设备安置过程中所用电缆、电线、插排等辅材以及布线工作由投标方负责。系统布线需要满足总控开关布置于讲台方位，布线满足GB50311-2016；（2）平台具备系统集成能力，具备平台与集中控制系统信息交互能力；（3）包含整个实训室共用的静音空压机、元器件柜、重型货架；（4）配备一定数量的易损件和耗材；（5）提供满足平台使用要求的编程终端、多功能基础实训台、编程工作站及其他配套设施。1.7操作、安全规程及平台功能介绍展示（1）根据平台功能，设计实训室文化墙，需体现实训场所的专业特点、文化特色，每台设备需制作尺寸不低于80mm×100mm展板介绍装置功能和安全操作规范，整体美观大方，内容简洁明了。（2）装饰材质采用优质PVC或亚克力，可灵活替换内容涵盖安全管理制度，标志标牌，实训室功能介绍等。套62工业焊接机器人应用实训平台1.1功能要求（1）工业焊接机器人应用实训平台要求接口和数据开放，具备二次开发的能力，能够基于工业机器人本体，结合自动化焊接工艺需求，满足工业机器人操作、焊接操作、焊接工艺设计等实训内容。1.2设备具体参数1.2.1工业机器人系统单元（1）控制轴数：6轴；*（2）工作半径≥1440mm；（3）安装方式:地面安装；（4）各轴运动范围：J1轴旋转 ≥365°；J2轴旋转 ≥230°；J3轴旋转 ≥455°；J4轴旋转 ≥380°；J5轴旋转 ≥360°；J6轴旋转 ≥900°；（5）最大单轴速度：J1轴旋转速度 ≥255°/s；J2轴旋转速度 ≥240°/s；J3轴旋转速度 ≥260°/s；J4轴旋转速度 ≥430°/s；J5轴旋转速度 ≥450°/s；J6轴旋转速度 ≥720°/s；（6）手腕部可搬运质量 ≥12Kg；（7）手腕部可允许负载： J4轴 ≥25N•M；J5轴 ≥26N•M；J6轴 ≥11N•M；（8）手腕部可允许负载转动惯量： J4轴 ≥0.9Kg•m²；J5轴 ≥0.9Kg•m²；J6轴 ≥0.3Kg•m²；*（9）重复定位精度 ≤±0.02mm；（10）机器人质量 ≤145Kg；（11）安装条件；环境温度：0~45°C；环境湿度：通常在75%RH以下（无结露现象）；短期在95%RH以下（1个月之内）；震动加速度：4.9m/s²以下；（12）兼容主流品牌的焊接模式；（13）内置USB接口，可导入定制化焊接工艺包；（14）焊接接口完全开放，可适配不同品牌焊机；1.2.2机器人控制器控制器是机器人的核心部分，实现对机器人的动作操作、信号通讯、状态监控等功能。其控制系统内部结构和各部分的功能：（1）电源供给单元:变压器向电源分配单元输入230V交流电，通过该单元的系统电源分配功能对控制箱内部各工作板卡进行输出。（2）安全保护回路:内部各控制板卡形成保护回路，对整个系统进行电路保护。（3）输入/输出模块：标配为ProcessIO，另外也可通过在扩展槽安装Profibus板、CC-Link板卡、DeviceNet与PLC及外围设备进行通讯。（4）主控单元：整个控制系统的中枢部分，包括主板、CPU、FROM/SRAM组件及伺服卡，负责控制器内部及外围设备的信号处理和交换。（5）可以扩展视觉模块，视觉为选配功能，集成于机器人主板控制系统中。可以集成基础2D视觉、3D视觉、3D激光视觉以及力觉等功能。1.2.3机器人示教器（1）通信速度高，图形显示性能强；（2）高集成度的电器元件和彩色液晶屏；（3）示教器USB端口支持软件功能；（4）示教器具有安全性措施，包括安全停止按钮、紧急停止开关、2通道安全回路监测、3位启动装置，安全操作开关。1.2.4焊接系统单元（1）控制方式：IGBT逆变；（2）额定输出电流≥50A；（3）焊接方法：CO2/MAG/脉冲MAG/脉冲MIG（4）焊枪冷却方式为：空冷；（5）焊丝直径范围0.8mm-1.6mm；（6）送丝机焊丝直径0.8/1.0/1.2/1.6（mm）；（7）焊丝类型：碳钢实心/药芯、不锈钢实心/药芯、铝合金焊丝；（8）送丝机送丝速度范围1.4-24m/min；（9）送丝机驱动方式：四轮驱动；（10）焊枪接口欧式接口；（11）送丝管长度1-2m；（12）气瓶内含气体为CO2；（13）气瓶容积为符合焊接要求；（14）气瓶内气体纯度99.8%。1.2.5焊接工作台（1）有效负载≥200kg；（2）回转半径≥500mm；（3）最大回转速度≥70°/s；（4）重复定位精度≤±0.1mm。1.2.6自动清枪站模块（1）工作环境温度：-5℃-50℃；（2）空气消耗≥6.3L/S；（3）气动马达≥650rpm，最大扭矩≥8Nm；（4）控制电压：24VDC；（5）控制电流：Imax=0.15A；（6）防飞溅液瓶容量≥250ml；（7）剪丝能力：实心焊丝：最大1.6mm；药芯焊丝：最大3.2mm；（8）剪切时间≤0.5秒；（9）信号输出(夹紧气缸)：U=24VDC，Imax=0.1A，安装位置必须放限流器(输出给机器人的状态信号)。1.2.7安全防护围栏（1）铝型材主结构，钢化玻璃人机隔离；（2）包含一扇平行推拉门，铝型材和钢化玻璃结构；（3）包含开关门检测传感器。1.2.8焊烟净化器（1）净化风量≥1500m3；（2）过滤面积≥23m2；（3）噪音≤65db；（4）包含至少2米长Ø160mm口径灵活气臂。*1.2.9智能制造焊接生产质量分析系统（1）支持输出孔深；（2）支持输出长轴锥度；（3）支持输出短轴锥度；（4）支持输出孔垂线数据；（5）支持生成含孔深数据的PDF格式数据分析报告；（6）支持生成长轴锥度数据、短轴锥度数据的PDF格式数据分析报告；（7）支持生成孔垂线数据的PDF格式数据分析报告；（8）支持处理文件类型包含软件工程文件（*.rh）、二进制点云文件（*.out）、文本点云文件（*.asc）、测量数据输出EXCEL表格文件（*.csv）、锥面输出三维几何文件（*.igs和*.stp）；（9）可实现多视图变换，具备够快速视图功能；（10）可自动去除云数据噪声点优化点云数据；（11）使用者可根据喜好更改系统背景模式；（12）系统能够将数据进行3D可视化展示；（13）系统提供自定义报告模板的功能，用户可以根据自己的需求和要求设计和编辑报告模板；（14）系统具备多语言界面功能，用户可以根据需要选择不同的界面语言。1.2.10工业机器人二次开发系统（1）提供机器人OPC协议接口；（2）OPC接口显示的结果同机器人示教器内软件声明界面的数据一致。1.3控制系统1.3.1控制系统（1）支持协议：包括但不限于DeviceNet、EntherNetIP、S7、UDP、ModbusTCP、ProfinetIO、OPCUA等多种通讯协议；（2）提供8路闭环运动控制；可连接支持Profinet/Profibus的伺服驱动器，或者模拟量驱动器；（3）集成的PROFINET接口用于编程、HMI通信和PLC间的通信；（4）所用PLC工作存储器内存≥150KB，装载存储器内存≥4MB，保持性存储器内存≥14KB；（6）本体集成IO不少于14个DI/10个DQ和2个AI（集成）；（7）可实现机器人运行二次开发，具备不少于1个可扩展信号板，8个信号模块，3个通讯模块；（8）最多可组态≥6个使用任意内置输入或SB输入的高速计数器，6个输入100/80kHz，2个输入30/20kHz，用于计数和测量；（9）不少于2个以太网通信端口，数据传输速率10/100Mb/s；（10）至少可组态4个使用任意内置输出或信号板输出的脉冲输出100kHz（Qa.0到Qa.3），20kH