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一、功能簡介

LG-RCZ01A型 工業機器人裝調與應用實訓裝置是依據人社部頒布的國家新職業標準《工業機器人系統運維員》開發的實操培訓考核設備，適用于《工業機器人系統運維員》中、高、技師、高級技師四個等級的實操培訓考核，以工業機器人運維為核心，由工業機器人（機器人本體、機器人控制器、機器人伺服驅動器、示教器）、工業機器人底座、操作臺、控制系統安裝平臺、可編程控制器、人機交互系統、工業以太網交換機、視覺檢測模塊、伺服變位模塊、裝配模塊、軌跡模塊、搬運模塊、立體倉儲模塊、快換工具模塊、供氣系統、編程工作站、外圍控制套件、配套工具等組成。融合了機械裝調、電氣接線、伺服、氣壓驅動、機器人控制、PLC控制、人機交互、機器視覺、離線仿真、虛擬調試等應用技術。系統中機器人本體適合多次拆裝，可拆裝到螺釘級，拆裝過程鎖緊力矩和張緊力能精確測量和控制；控制系統安裝平臺采用開放式設計，適合電氣接線、調試及維修。配套豐富的教學資源，滿足實驗實訓教學、技能評價和競賽訓練。

圖1 整體設備參考圖片

二、設備組成

LG-RCZ01A型 工業機器人裝調與應用實訓裝置由工業機器人（機器人本體、機器人控制器、機器人伺服驅動器、示教器）、工業機器人底座、操作臺、控制系統安裝平臺、可編程控制器、人機交互系統、工業以太網交換機、視覺檢測模塊、伺服變位模塊、裝配模塊、軌跡模塊、搬運模塊、立體倉儲模塊、快換工具模塊、供氣系統、編程工作站、外圍控制套件、配套工具等組成。

三、機器人離線編程教學軟件：

（1）仿真系統支持ABB、KUKA，Fanuc、安川、新松、埃夫特、廣州數控、熊貓、斯陶比爾、UR（優傲）、傲博等多種機器人，提供50種以上的各品牌機器人模型和大量生產線組件庫；
（2）支持多種格式的三維CAD模型，可導入擴展名為step、igs、stl等格式；
（3）可通過導入CAD模型快速生成運動組件，并對組件特征樹進行操作和修改;
（4）支持關節型機器人、Delta（空間三自由度并聯機構機器人）、SCARA（平面關節型機器人）、直角坐標等各種結構的機器人；
（5）允許通過專用的模板和程序語言定制各種機器人和自動化工具的運動控制。算法支持包含3-5軸的通用機床、3-6個旋轉軸的串聯，并聯，雙臂，AGV小車，等機器人及生產線上對應的工裝夾具，傳送帶，變位機，導軌等輔助設備；
（6）提供工業機器人虛擬教學模塊，能夠通過虛擬示教器對機器人的手動操作以及程序代碼的自動運行，也能直連客戶指定的實際示教器；
（7）提供強大的API功能支持，允許開展大量機器人機構的自動化應用。可進行仿真和應用于程序機器人取放物體和應用于復雜的多機器人同步運動等；
（8）包含豐富的軌跡調整優化工具包，如碰撞檢查、工業機器人可達性、姿態奇異點、軸超限等；
（9）支持多機器人同步運動仿真，能夠實現5個及以上機器人與外部軸的同步   運動；
（10）具有自動化生產線仿真功能，包含碼垛機、AGV小車、串聯機器人在內的功能模塊；
（11）真實的模擬效果（如焊接火花效果、噴漆上色效果、雕刻效果）；
（12）提供多視角的觀察，并可實現運動視角鏡頭追蹤；
（13）支持虛擬傳感器的建模與仿真，支持視覺，激光距離，力傳感等傳感器的仿真，效果接近真實傳感器的效果；
（14）場景中的物理實體具有真實世界中的物體的物理效果，可以進行碰撞檢測并具備剛體運動的效果，具備設置重力，摩擦系數等參數能力，并能根據這些參數模擬物體的真實運動效果，用戶可以按照真實世界中的邏輯對場景進行建模，減少了建模的復雜性。
（15）具有離線編程功能，支持ABB，三菱，Fanuc，安川，川崎等品牌機器人的代碼；
（16）可生成仿真運動視頻（AVI或者Mp4格式）并導出。

四、工業機器人裝調與維修仿真系統

1、三維模型比例、數量、造型、搭接關系與真實機器人一致，且建設貼圖高模，滿足實際工業機器人拆裝工藝，利用專業工具，分步驟解決拆裝問題。
★2、底座部分零件內容不少于25個，投標時提供清單。
★3、上下臂部分零件不少于40個，投標時提供清單。
★4、手腕部分零件內容不少于35個，投標時提供清單。
★5、控制柜部分零件內容不少于15個，投標時提供清單。
6、包括工業機器人底座、下臂組件、上下臂組件連接部分、上臂、手腕、工業機器人整體和工業機器人控制柜的拆裝7個單元內容；
7、每個單元包括自動拆卸，手動拆卸，拆卸考核、自動安裝、手動安裝、安裝考核6個模塊；
8、自動安裝拆卸過程采用3D自由視角可自由旋轉縮放查看，實時顯示當前拆裝進度，根據需要進行進度調節，進度條中標記拆裝過程的關鍵節點，點擊節點可進行快速的動畫定位；
9、手動安裝拆卸過程可自由旋轉縮放查看，界面左側顯示操作當前組件的全部操作步驟，按照提示反復訓練，提供操作錯誤提醒，系統能夠自動記錄用戶的操作過程，并對操作數據進行分析給出評價；
10、拆裝考核界面菜單中顯示分數，按照錯誤減分法，滿分100逐漸扣除錯誤操作的分數，并與拆裝進度權重相乘得到最終得分；
11、安裝拆卸過程根據顏色區分步驟列表中的已完成、當前與未完成的步驟，根據需要可點擊列表中的某一步進行跳步驟操作練習，實現快速鎖定某一步驟的針對性學習；
12、安裝拆卸過程界面上方配有當前操作的步驟提示，配有當前組件拆裝過程中所需的全部工具庫，按照操作提示將工具庫中的零件與工具跟隨鼠標拖拽出來進行安裝與拆卸；
13、安裝拆卸過程當位置合理正確時觸發高亮顯示松開鼠標實現當前步驟操作，界面下方配有幫助模式與練習模式切換按鈕，實現零件的預放位置是否發光顯示，視角是否自動切換至放置零件的最佳位置，實現自主練習功能，同時配有重新開始按鈕可隨時重新開始練習；
14、安裝拆卸考核過程采用3D自由視角可自由旋轉縮放查看，界面上方顯示當前分數與當前操作執行的時間，界面右側配有當前組件拆裝過程中所需的全部工具庫，工具庫中的零部件、工具排列顯示必須是隨機的，從而杜絕學生在沒有掌握拆裝工藝的情況下，通過考核，界面下方顯示當前組件操作的進度，配有提交按鈕可隨機將當前成績與所用時間提交；
15、拆裝考核可記錄有效操作過程，還包含考核時間、完成度、錯誤的操作次數和綜合成績等信息。
16、工業機器人底座組件的拆裝，提供VK蓋、底座、電纜導向裝置、底座蓋、碼盤電池組、EIB電路板、電路板平板、電機線纜接口、電路板平板支撐桿、擺動殼、擺動平板電纜支架、電纜固定架、電纜支架固定板、擺動平板、軸1電機及齒輪箱、軸2電機及齒輪箱；
17、工業機器人下臂組件的拆裝，提供皮帶輪、軸3電機蓋、軸3電機、軸3齒輪箱、固定螺母；
18、上下臂組件連接部分的拆裝，提供下臂組件、上臂組件、軸3同步帶、下臂側支座、軸3電纜保護蓋、下臂側支座電纜支架、上臂電纜支架、下臂殼、殼蓋；
19、上臂組件的拆裝，提供殼內蓋、連接軸承、外軸承組件、鋼輪與柔輪、軸4電機、上臂電纜支架、弧形軸蓋、電纜保護器；
20、手腕組件的拆裝，提供軸4過渡板、手腕殼、線纜固定支架、膠圈、油封墊片、油封、軸5減速器、腕端、皮帶輪、軸6電機、波發生器、法蘭、連接器制作、連接器蓋、傾斜蓋、扎帶固定鋼片、軸5電機、手腕殼、軸6線纜連接、線纜夾具、同步帶、手腕側蓋；
21、工業機器人整體拆裝，提供底座、下臂、上下臂鏈接部分、上臂及手腕全部零件；
22、工業機器人對密封性要求極高，要求拆裝過程中按照密封工藝增加抹布抹灰，螺栓涂密封膠，裝配時提供預擰緊，再校緊全部過程；
23、工業機器人控制柜的拆裝，提供米字型扳手、主板、軸計算機、備用能源組、配電板、過濾器、安全臺、中間層架、系統電源、驅動裝置、風扇、泄流器、風扇罩、左右側蓋、頂蓋；
24、按照ABB控制柜標準提供電氣元件的裝配、連線、利用專業工具解決專業問題；
25、拆裝工具包含：活口扳手、螺絲刀、軸承拉馬器、內六角扳手等。

五、配套資料

1、工業機器人裝調與維護操作說明書。
2、工業機器人課程資源
(1)工業機器人的概述：工業機器人的定義、發展與應用、基本組成及技術參數、工業機器人的分類；
(2)工業機器人的機械系統：工業機器人的1軸結構、工業機器人的2軸結構、工業機器人的3軸結構、工業機器人的4軸結構、工業機器人的5軸結構、工業機器人的6軸結構、工業機器人的機身結構、工業機器人的行走結構、工業機器人的驅動裝置和傳動單元；
(3)工業機器人的運動學與動力學：工業機器人的連桿參數和齊次坐標變換矩陣。
(4)工業機器人的控制系統：工業機器人控制裝置、工業機器人驅動裝置、工業機器人檢測裝置；
(5)工業機器人的編程：工業機器人的編程方式、工業機器人的示教編程、工業機器人的編程語言、工業機器人的語言系統結構和基本功能、常用工業機器人編程語言、工業機器人的離線編程、工業機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
(6)工業機器人的典型應用：焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用；
(7)提供汽車生產線工業機器人應用的高清視頻。
3、PLC編程教學課件資源
（1）S7-1200PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養；
（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；
（3）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）小型自動化生產線的設計
課件資源具有產品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產線的自動運行。生產線通電以后，系統自行檢測初始狀態是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；
2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；
3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態，等待下一次運行；
4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；   
5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；
6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
（5）用戶手冊：包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數量不少于二十多種。
課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態等，圖文并茂。

六、系統配置清單