高校工业机器人虚拟仿真实训中心建设方案.pdf

1、 1 工业机器人教学实训工业机器人教学实训室方案室方案 1、XS-XN 虚拟工业机器人教学实训系统技术指标虚拟工业机器人教学实训系统技术指标:（可对（可对 FANUCFANUC、ABBABB、KUKAKUKA、MOTOMANMOTOMAN（安川）等工业机器人进行现场示教编程学习）（安川）等工业机器人进行现场示教编程学习）1.11.1、虚拟工业机器人教学实训系统组成：虚拟工业机器人教学实训系统组成：虚拟机器人教学实训系统单元是在计算机中构造虚拟的六自由度工业机器人应用环境，学员可以使用真实的手持盒，操作虚拟工业环境中的虚拟机器人，包括示教、再现编程等。都能在系统中通过工业机器人的三维图形仿真出来

2、。每套虚拟工业机器人教学实训系统组成如下每套虚拟工业机器人教学实训系统组成如下：序号 名称 数量 备注 1 工业机器人控制系统 1 套 2 虚拟工业机器人软件 1 套 3 工业机器人手持示教器 2 套 配仿 ABB、MOTOMAN（安川）双手持示教器 4 通讯模块 1 个 5 编程器 1 台 6 实训桌 1 套 2 配仿 ABB、MOTOMAN（安川）双手持示教工业机器人手持示教工业机器人手持示教器可根据需求选配器可根据需求选配 3 1.21.2、虚拟工业机器人教学实训系统功能要求：虚拟工业机器人教学实训系统功能要求：该实训系统需采用真实的工业机器人控制系统和真实手持示教器控制虚拟的工业机器人

3、完成工业机器人的现场示教编程教学要求。该实训系统配两个不同工业机器人手持示教盒，通过更换手持示教器能够对 ABB、FANUC 两种品牌工业机器人进行现场示教编程训练；该实训系统能够支持外部三维模型的导入功能，增加教学的多样性。该实训系统具有工业机器人的理论考试考工及实践考试考工功能，能够自动出题、评分。该实训系统具有机器人碰撞检测功能，可以检测学示教过程中发生的碰撞错误。1.31.3 虚拟工业机器人教学实训系统技术要求：虚拟工业机器人教学实训系统技术要求：序号 名称 技术参数 1 工业机器人控制系统 1、采用完全工业用六自由度机器人控制器；2、控制系统能够和多个品牌工业机器人手持示教器通讯，通

4、过更换手持示教器能够对 FANUC、ABB、KUKA、MOTOMAN（安川）多种品牌工业机器人进行现场示教编程训练；3、控制系统能够实时控制虚拟机器人的位置、动作及状态；4、控制系统预留二次开发接口，控制系统能够根据用户的需求开放相应的算法，以实现工业机器人原理性实验。5、该实训系统具有工业机器人的理论考试考工及实践考试考工功能，能够自动出题、评分。6、工业机器人控制系统具有自主知识产权（提供相关证明）2 虚拟工业机器人软件 该单元可模拟工业机器人的示教/再现过程，通过真实的机器人手持盒编辑工业机器人的程序并动态模拟工业机器人的运动过程，观察工业机器人的运动结果，检验所编写工业机器人程序的正确

5、性；具有工业机器人轨迹训练、搬运、焊接、装配、机床上下料等场景；具有工业机器人模型库，可根据用户需求选择机器人，如 ABB、KUKA、FANUC、MOTOMAN（安川）等品牌机器人模型；预留二次开发接口，机器人模型和场景用户可以自己添加。支持物理仿真（外力、重力、反弹、摩擦力、碰撞、声光电烟雾等效果）通过佩戴 3D 眼镜，可以实现沉浸感比较好的工业机器人虚拟现实 3D 仿真（带至招标现场演示）4 工业机器人考核系统（带至招标现场演示）1）理论考试系统：a.B/S 结构(浏览器和服务器结构)网页登陆 b.后台管理平台（学生管理、教师管理、试题管理、成绩管理）c.学生使用帐号密码登陆、选科目、计时

6、考试。2)操作考试系统：a.示教器操作考试 b.自动出题 c.自动打分 虚拟工业机器人软件具有自主知识产权（提供相关证明）3 工业机器人手持示教器 1、采用完全真实的工业机器人手持示教器。2、手持示教器 1：采用工业机器 7 寸液晶触摸屏，3D 摇杆控制，键盘采用优质薄膜开关，方便后期维护，具有方式选择、急停、使能开关，能够对 ABB 工业机器人的示教编程进行教学。3、手持示教器 2：采用工业级 5.6 寸液晶显示器，键盘采用优质薄膜开关，方便后期维护，具有方式选择、急停、使能开关。能够对 MOTOMAN（安川）双手持示教器工业机器人的示教编编程进行教学。4、以上两种手持示教器需带至现场演示。

7、4 通讯模块 用于工业机器人手持盒与编程器之间的通讯：1、完全兼容 USB（Universal Serial Bus）Rev 2.0 2、支持 RS-485/422 接口 3、RS-422/485 接口 DB9 针型连接器 4、数据（TXD）自动流控，零延时设计 5、1Mbps 以上数据传输速率 6、支持自动握手协议 7、支持远程唤醒和电源管理 8、USB 总线直接取电，无需外接电源 5 编程器（计算机）AMD 处理器，1GB DDR3 显卡,内存 2GB，硬盘：500G，DVD 光驱，光电鼠标，商务键盘（或更高配置）6 实训桌 材质：采用优质冷轧板制作，厚度 1.2mm。表面处理：表面采用整

8、体磷化及静电喷塑处理。尺寸:700*500*1250mm 5 1.41.4、基本技术参数基本技术参数 输入电源:AC220V10%(单相三线)；配 AC220V 三眼插座 1 个 整体功率：400VA；工作环境：温度-5C+40C；湿度 85%（25C）；海拔4000m；安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准 1.51.5、能够开设的实验内容能够开设的实验内容 A A原理性实验：原理性实验：1.多自由度工业机器人关节运动控制底层算法实验 2.多自由度工业机器人直线运动轨迹控制底层算法实验 3.多自由度工业机器人圆弧运动轨迹控制底层算法实验 4.多自由度工业机器人加减速约束控制底层算法实验 B

9、.B.应用性实验：应用性实验：1.工业机器人手持示教器的认知及使用实验 2.工业机器人各类坐标系转换实验 3.工业机器人编程指令的学习实验 4.工业机器人工具坐标系和用户坐标系设置实验 5.工业机器人控制器 IO 信号设置和监控实验 6.工业机器人参数、变量的调整实验 7.工业机器人程序调用和自动运行实验 8.工业机器人机床上下料示教编程实验 9.工业机器人的搬运/堆垛示教编程实验 10.工业机器人的点胶/焊接示教编程实验 11.工业机器人装配示教编程实验 12.工业机器人碰撞实验 C.C.技能考核技能考核 1.工业机器人理论考试考工 2.工业机器人实践考试考工 1.61.6、配套资料配套资料

10、 工业机器人操作与编程理论教学大纲 6 工业机器人操作与编程实践教学大纲 工业机器人操作与编程 工业机器人操作与编程实验指导书 工业机器人操作与编程授课计划 工业机器人操作与编程教案 7 1.7、虚拟工业机器人软件：虚拟工业机器人软件：虚拟机器人软件登录画面虚拟机器人软件登录画面 工业机器人搬运工业机器人搬运 8 工业机器人轨迹训练工业机器人轨迹训练 工业机器人焊接工业机器人焊接 9 工业机器人装配工业机器人装配 工业机器人机床上下料工业机器人机床上下料 10 示教编程碰撞检测示教编程碰撞检测 理论考试考工登陆理论考试考工登陆 11 理论考试考工画面理论考试考工画面 实践考试考工登陆实践考试考

11、工登陆 12 操作考试画面操作考试画面 13 1.8 1.8、相关案例相关案例 14 2.XSXS-IRB120IRB120-3 3 型工业机器人型工业机器人应用应用工作站工作站：（1 1）系统概述系统概述 该设备主要提供一个开放式的平台，更多的是让老师、学生参与进来，充分发挥每个工作站的最大功能来进行示教教学。学生可以根据任务不同，选择不同的工作站；也可以选择固定的工作站来制定不同的任务。该系统主要包括：1）工作台工作站 2）机器人本体工作站 3）搬运工作站 4）码垛工作站 5）模拟焊接工作站 6）压铸工作站 7）控制系统 8）气动系统 等组成。（2 2）系统基本技术参数系统基本技术参数 输

12、入电源：AC 220VAC10%，50Hz；整机功率：2Kw；气源要求：0.4-0.6MPa（压力），55L/MIN（流量）设备尺寸：L1600L1600W1350H1700；安全保护措施：具有过载、短路、漏电等功能 设备重量：200Kg（3)3)系统的特点系统的特点 功能齐全功能齐全 该系统涵盖了多种机器人的功能应用，如抓取、搬运、码垛、轨迹模拟、生 15 产压铸等。模块搭配灵活模块搭配灵活 每个模块都有独立的气路和电路系统，模块间留有气源和线路接口，这样可以根据需要组成不同模块的选配，功能模块可以自由增减，搭配非常灵活。涉及的专业领域广涉及的专业领域广 该系统涉及了工业机器人、自动控制、位

13、置控制、电机控制、气动控制、可编程控制器、传感器应用、网络通讯等多种技术，涵盖了自动化控制、计算机应用、物联网通讯、仓储物流等多个专业领域。(4(4）实验实训内容实验实训内容 1工业机器人编程与操作 2工业业机器人软件使用；3工业机器人的集成及应用 4工业机器人设备维护与维修 5工业机器人搬运与码垛应用 6工业机器人焊接应用 7工业机器人压铸应用 8电气安装与调试 9机械安装与调试 10PLC 编程与应用 11组态监控软件的编程与调试应用（选配）12触摸屏的编程与应用；（选配）13气动控制元件的安装与调试（5 5）主要配置清单主要配置清单 序号序号 名称名称 规格规格 数量数量 单位单位 品牌

14、品牌 1.工业机器人 含 IRB120-3/0.6 六自由度 3Kg 工业机器人本体、IRC5 控制器、示教器 1 套 ABB 2.供料传输单元 由供料装置、传输带、编码器、直流减速电机 2 套 定制 3.压铸单元 由供料装置、压铸活动模和固定模等组成 1 套 定制 4.检测单元 由压铸检测平台及传感器组成 1 套 定制 16 5.模拟焊接单元 模拟焊接板及校对装置组成 1 套 定制 6.码垛单元 主体铝合金加工制作，包括码垛工作台 1 套 定制 7.电控系统 由 PLC 及低压电气组成 1 套 定制 8.机器人手爪 主要由母体工装、搬运工装、画笔工装、打磨抛光工装组成 1 套 定制 9.气动

15、系统 由电磁阀、真空发生器、气泵等气动元件组成 1 套 定制 17 3、六自由度工业机器人六自由度工业机器人(ABB IRB(ABB IRB-14101410 工业机器人工业机器人）采用 ABB 的 IRB-1410 型六自由度工业机器人，该工业机器人由机器人本体、机器人控制器、示教单元、输入输出信号转换器和总线通讯模块组成，可对工件进行抓取、搬运、装配、打磨、焊接等操作。机器人本体具体参数如下：机器人本体具体参数如下：手腕持重：5 kg 最大臂展半径：1.44m 轴数：6 轴 重复定位精度：0.05mm（多台机器人测试综合平均值）机器人版本：标准版 防护等级：IP54 电源：3 相四线 38

16、0V(+15%，-10%)，50Hz 耗电量：4KVA 机器人尺寸：底座：620X450 mm 机器人重量：225 kg 环境温度：5C-45C 最大湿度：95%18 最大噪音：70dB(A)轴运动:轴运动 工作范围 轴 1 旋转+170-170 轴 2 手臂+70-70 轴 3 手臂+70 -65 轴 4 手腕+150-150 轴 5 弯曲+115-115 轴 6 翻转+300-300 19 4 4、六自由度工业机器人六自由度工业机器人(XSXS-RB06)RB06)工业机器人手持示教工业机器人手持示教器可根据需求选配器可根据需求选配 20（1 1）、概述概述 XS 系列工业机器人，能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机