型工业机器人与机器视觉实训及开发平台

1 产品概述

工业机器人与机器视觉实训及开发平台平台以工业机器人与机器视觉为核心，将机械、气动、运动控制、电气控制、伺服驱动、变频调速、传感检测、条码或二维码读取、RFID读取、编码器技术、PLC控制技术有机地进行整合，结构模块化，便于组合，实现对高速传输线上的不同物料进行快速的检测、组装。为了方便实训教学，系统进行了专门的设计，可以完成各类机器人单项训练和综合性项目训练，可完成各类机器人单项训练和综合性项目训练。可以进行六轴机器人示教、定位、抓取、装配、物流等训练，可以在此基础上进行产品柔性包装、零件组装、激光焊接、三维检测、点胶、锁螺丝等实际工业应用项目。

平台适用于编程位置或者视觉引导机器人进行搬运、装配或轨迹运动的示教或进行类似应用的二次开发。平台设计目的是不仅满足于教学过程的示教，能够独立完成视觉及运动过程的全部循环（该系统硬件均采用工业现场常用型号，采用了主流工业应用六自由度工业机器人和自主研发的机器人视觉控制模块ZMRVS100;同时，能够快速有效的进行科研和项目开发（提供机械手的控制软件和机器视觉软件开发平台，并且提供现场培训和开放部分应用示范源代码，能够帮助用户快速的进行项目开发和科研成果的横向比较）。

2 产品组成

实训平台由六自由度工业机器人系统、智能机器视觉系统、机电单元（上料系统、四工位位置摆放单元、环形输送单元、工件组装单元、立体仓库单元、各色工件）、机器人可编程控制器单元、显示屏、电气控制柜、工控机、PC式GUI界面等部分组成。

产品安全保护性强，具有漏电保护、电气停止保护，机械保护、驱动器保护、人工紧急停止等，符合国家安全标准。

主要包含：

l 进口一线品牌六自由度工业机器人系统（含机器人控制器及示教器）；

l ZMRVS100智能机器视觉系统，包含工业相机、工业镜头、LED光源、光源控制器及配套软件等（可选配三维视觉模块）；

l 可编程控制器单元；

l 条码或二维码读取单元；

l RFID电子标签读取单元；

l 机电单元，包含传送、剔除机构、上下料、仓储等单元，含有电机、驱动器、传感器、编码器和读数卡等电控系统和静音压缩机、真空发生器、精密气动吸盘或夹具、全方通焊接稳定机台、板金机身等机械系统；

l 工业控制电脑：优于双核2.8G CPU，4G 内存，500G硬盘，19”LCD显示器等Windows运行环境；

2.1 六自由度工业机器人系统

采用工业应用主流六自由度机器人，机器人品牌可以选日本EPSON、FANUC、MITSUBISHI或瑞典ABB等常用型号，机器人由六自由度机器人本体、机器人控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成，机器人负载不小于3KG，重复定位精度：±0.02mm，工作半径：大于600mm，可与PC机进行通讯，带动并驱动抓取机构抓取物体，抓取方式为吸盘或手爪。提供机器人详细实验指导书和使用手册等教材资料。

2.2 ZMRVS100智能机器视觉系统

由视觉相机系统及连接电缆组成，安装在型材实训桌上，用于识别工件的特性，如数字、颜色等。控制器不仅具备良好的视觉定位和检测性能，同时具有良好的扩展性，在知道机器人的通讯协议或控制方式的前提下，可以方便的与机器人进行通讯。同时系统还提供机器视觉软件开发平台，能够帮助用户快速的进行项目开发和科研成果的横向比较。

l 视觉系统的相机参数：1600x1200彩色CCD工业相机，GigE接口

l 图像分辨率：0.1mm×0.1mm

l 照明方式：数字控制正光源（LED）

l 软件功能：标定、定位、区分、测量、颜色检测及二维码读取等

l 二次开发：开发环境VC 6.0/VB6.0/VC.net/ VB.net，提供Hexsight图像开发控件

嵌入式：Cognex Easybulider 图形化界面或电子表格（适合无编程下快速应用开发）

2.3可编程控制器单元

可编程控制器及数字量输出扩展模块，包含I/O、运动控制、电平转化单元等，用于控制机器人及各模块之间的协调动作，可对机器人任意控制，一旦视觉软件完成图像分析（除非仅用于监控），紧接着需要和外部单元进行通信以完成对生产过程的控制。

2.4条码或二维码读取单元

读码器用于处理难以读取的 DPM（直接零件标记）代码，以及棘手的一维条形码和二维数据矩阵码，还可用于编入索引或高速的生产线。

2.5 RFID电子标签读取单元

超高频近距离读取模块，配陶瓷天线，读取范围可调0~400mm，配置50张电子标签。当工件从环线输送单元电子标签读取位置经过时，RFID检测系统可以准确地读取工件内的标签信息，如编号、颜色、生产日期、状态等信息，该信息通过工业现场数据总线传输给PLC，用来实现工件的分拣操作

2.6机电单元

机电单元中机械部分由环形传送、剔除机构、上下料机构、仓储等单元组成。 采用自主研发的送料器，包括井式料库、推料气缸、顶料气缸和光电传感器，安装在型材实训桌上，用于将工件库中的工件依次推出到环形输送线上。系统大负载为5㎏，振动方向为向前、扩散（可分别控制）。系统可以自由调整小型工件的密度和位置，以便视觉定位后机械手进行抓取，然后对根据视觉定位物品的姿态对机械手进行调整放置至相应工位位置摆放单元，样机可以由皮带线随机传回上料系统。选配了传送带跟踪技术的平台，也可以在运动中的皮带上直接抓取随机传入的工件，将工件定位抓取并放置至相应工位位置摆放单元。

由三相交流电机、环形板链、对射传感器等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件，实现对高速传输线上的不同物料进行快速度的检测、组装。

电气控制柜用于安装机器人控制器、PLC、变频器及交流伺服驱动器等电气部件。

安全保护：具备具有漏电保护，电气停止保护、机械保护、驱动器保护、人工紧急停止等；安全符合国家标准。

3、实训课程内容：                                                     

1. 机器视觉系统的原理、使用和调试

2. 六轴工业机器人系统的原理、使用和调试

3. 条码及二维码读取系统的使用及设置

4. RFID电子标签读取系统的使用及设置

5. 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转换

6. 工业机器人与机器视觉系统综合应用的安装与调试

7. 机器视觉系统模板设置、编程与调试

8. 通过示教单元手动调试工业机器人

9. 通过示教单元设置、修改各控制点坐标

10. 通过示教单元编写、修改工业机器人程序

11. 机器视觉系统的软件二次开发编程

12. 工业机器人系统的软件二次开发编程

13. 系统综合传送、检测、剔除、抓取实验原理、演示和设置

14. 传送带跟踪综合抓取实验原理、演示和设置（需要采购型号包含此功能）

四、技术性能
    1. 输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz
    2. 工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃）  海拔＜4000m
    3. 装置容量：＜1.5kVA
    4. 实训平台尺寸：2000mm×800mm×1600mm（传送带超出工作面）
    5. 控制柜尺寸：600mm×600mm×1400mm
    6. 安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准