LG-GJQS1型工业机器人与智能视觉系统应用实训平台

一、 LG-GJQS1型 工业机器人与智能视觉系统应用实训平台产品概述
LG-GJQS1型 工业机器人与智能视觉系统应用实训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、变频调速、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，工业机器人与智能视觉系统应用实训平台进行了专门的设计，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。还可以进行六轴机器人示教、定位、抓取、装配等训练，包含六自由度工业机器人、智能视觉检测系统、PLC控制系统及一套供料、输送、装配、仓储机构，可以实现对高速传输的工件进行分拣、检测、搬运、装配、存储等操作。

LG-GJQS1型 工业机器人与智能视觉系统应用实训平台各组件均安装在型材桌面上，机械结构、电气控制回路、执行机构相对独立，采用工业标准件设计。通过工业机器人与智能视觉系统应用实训平台可以进行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调试、智能视觉流程编辑、工业机器人编程与调试应用等多方面训练，适合职业院校、技工学校自动化类相关专业《工业机器人与控制技术》、《自动化技术》等课程的实训教学，适合自动化技术人员进行工程训练及技能比赛。
二、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：2200mm×1200mm×1500mm
5. 安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准
三、设备结构与组成
该实训平台由STEP SD500型六自由度工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检测系统、可编程控制器（PLC）系统、四工位供料单元、环形输送单元、工件存储盒供料单元、工件组装单元、仓库单元、废品回收桶、各类工件、型材实训桌、型材电脑桌等组成。
1. 新时达STEP SD500型六自由度工业机器人系统
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抓取机构组成，装备吸盘、视觉摄像头等，可对工件进行吸取、搬运、装配、测量、拆解等操作，也可以根据智能视觉相机识别不同颜色对工件装配。
1) 机器人本体由六自由度关节组成，固定在型材实训桌上，具有6个自由度，串联关节型工业机器人安装方式包括地面安装、挂装、倒装
2) 第1轴工作范围为+170°/-170°，*大旋转速度370°/s
3) 第2轴工作范围为+110°/-110°，*大旋转速度370°/s
4) 第3轴工作范围为+40°/-220°，*大旋转速度430°/s
5) 第4轴工作范围为+185°/-185°，*大旋转速度300°/s
6) 第5轴工作范围为+125°/-125°，*大旋转速度460°/s
7) 第6轴工作范围为+360°/-360°，*大旋转速度600
8) *大的工作半径为500mm
9) 有效负载5kg
10) 机器人示教单元有液晶显示屏、使能按钮、急停按钮、操作键盘，用于参数设置、手动示教、位置编辑、程序编辑等操作。
2. 欧姆龙智能视觉检测系统
配备一套欧姆龙FZ5-L350智能视觉系统，由视觉控制器、白色光源、视觉相机及监视显示器等组成。用于检测工件的特性，如数字、颜色、形状等，还可以对装配效果进行实时检测操作。通过I/O电缆连接到PLC或机器人控制器，也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器，对检测结果和检测数据进行传输。
3. 西门子可编程控制器单元
配备西门子S7-1200可编程控制器，自带以太网通讯模块、数字量扩展模块控制机器人、电机、气缸等执行机构动作，处理各单元检测信号，管理工作流程、数据传输等任务。
4. 四工位供料单元
由移动井式料库、推料气缸、无杆气缸和光电传感器组成，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。提供不同颜色的标准工件，杂色叠加等不合格工件。多工位的供料设计，使得供料方式多样化，可以进行单一的上料，也可以进行不同颜色的组合上料，以及对上料速度进行控制，实现上料形式的多样化。
5. 环形输送单元
包含一套交流调速系统，由三菱D720变频器、三相交流电机、环形板链（传送带）、光纤传感器等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件。
★6. 工件存储盒供料单元
包含一套步进电机推杆、DM556步进驱动、料盒存储槽等组成，安装在型材实训桌上，当一个工件存储盒被取走会自动退出下一个工件存储盒，用于工件存储盒自动供料。
7. 工件组装单元
由工件存储盒托盘及型材立柱组成，安装在型材实训桌上，用于装配工件。工件盒内设有4个工件槽用于放置工件，机器人可以根据不同配方按照上位机设定颜色进行放置工件。
8. 仓库单元
由工件存储盒托盘及型材立柱组成，安装在型材实训桌上，机器人用于放置装配完的组件进行堆垛，也可以通过机器人对装配完成的组件进行拆垛。
9.废品回收桶
安装在型材实训桌左后侧，用于机器人自动放置被检测出来的无用工件或不合格品。
10.以太网路由器
以太网路由器将PLC、机器人控制器、智能视觉控制器组成一个以太网局域网，进行数据的相互传输，实现工业现场控制系统的高层次应用，同时可以培养和考核学生对工业网络的使用技能。
四、软件介绍
1、机器人调试编程软件
本设备使用机器人专用调试编程软件，可以对机器人进行编程和调试。该软件具有文本编辑区、位置列表区、属性指示区、项目管理区等窗口，可以对机器人进行调试。调试时可对机器人进行如下操作：程序编辑、伺服开和关、运行速度设置、各关节位置给定、运行和停止、单步执行指令、连续执行指令、程序跳转执行等。同时该软件提供底层驱动接口函数，可供用户进行二次开发使用及进行深层次机器人控制技术的研究。
2、工件装配流程编辑软件
提供一个本设备专用的工件装配流程编辑软件，通过PLC下载口与PLC进行数据传输，可以将工件的装配流程进行随意编辑，并下发给PLC。每组的三个工件盒，每个工件盒的四个工位都可以设置成需要的工件，可选编号、颜色、高度，不同位置可选相同工件。软件配合PLC和机器人程序，实现工件装配流程的多样化。
★3、实验室远程管理系统软件（为了避免知识产权纠纷投标现场需提供计算机软件著作权证书和演示）该系统集成远程实验台电源管理系统，通过手机或其他移动终端系统监控查询学生实验台的电源开关状态；单独开启关闭学生实验台电源；全部开启或全部关闭实验台电源功能；定时开启关闭电源功能。
该系统还可通过 PC 控制终端进行实训考核，也可通过手持移动控制终端进行实训考核，可自由设定任意一处与电控模块引脚有关的各种常见故障，故障类型包括：线路断路、对地短路、接触不良，偶发等故障现象。每套驱动模块可以设置 8 路大电流 5A 的开路故障、16 路小电流 2A 的信号通路的开路、不良、偶发、短路等故障，共 24 路故障设置。可根据需求扩展设置 64 路大电流 5A 的开路故障、128 路小电流 2A 的信号通路的开路、不良、偶发、短路等故障，共192 路故障设置。可根据用户使用要求调整故障设置点的数量和故障设置类型。
所有配备驱动模块的实训设备，均可通过内置的专用新型无线数据传输模块无线组网，实现远程集中管理。
用户可选择通过无线或 RS-232 串口通讯与其它实训设备配套的无线故障设置控制系统组成一个网络，通过主控计算机控制每一台实训设备的故障设置、故障排除、参数设定、远程起动、信息反馈、考核评分等功能。
集成无线多功能数据采集、分析、控制系统可实时长时间记录电压、电流等，并生成趋势曲线。
★4、工业4.0仿真实训软件（需提供国家政府机构认可的自主知识产权的证明材料和现场演示）
软件采用三维建模基于虚拟现实技术的计算机仿真模拟技术，可以进行PLC电气控制仿真、气动仿真、液压仿真、传感器仿真等工业常用技术仿真
1）PLC仿真可以通过PLC编程控制模型的相应动作从而完成工序动作包含机械手仿真、自动门仿真、升降机仿真、分拣仿真、正反转仿真、邮件分拣、流水线、自动分拣等。
2）气动回路仿真
（1）软件以气动经典22回路为依据开发出28回路的在线及离线仿真
（2）软件中设置的14路“考考你！”表现为典型气路设备故障。
（3）软件状态含“模拟运行”“联机运行”即离线仿真、在线仿真。两种运行状态自动切换，当连接外部设备时自动切换为在线仿真，无外部设备连接时为离线仿真即模拟运行。
软件中离线仿真13个回路包括：1、单作用气缸的换向回路（a）2、双作用气缸的换向回路（a）3、单作用气缸的速度控制回路（a）4、单作用气缸的速度控制回路（b）5、双作用气缸单向调速回路（a）6、双作用气缸单向调速回路（b）7、双作用气缸的速度控制回路一 8、双作用气缸的速度控制回路二 9、压力控制回路 10、计数回路 11、延时回路 12、用机械行程阀的单往复控制回路 13、过载保护回路。
离线、在线自动切换的15个回路包括：1、单作用气缸的换向回路（b）2、双作用气缸的换向回路（b）3、速度换接回路4、缓冲回路5、互锁回路6、用行程开关的单缸往复运动回路7、单缸连续往复动作回路8、直线缸、旋转缸顺序动作回路9、多缸顺序动作回路10、双缸同步动作回路11、四缸联动回路12、卸荷回路13、或门型梭阀的应用回路14、快速排气阀的应用回路15、高低压切换控制回路。
（4）设置14路“考考你！”当点开了“考考你”对话框回路自动设置故障，当回答正确或关闭“考考你”对话框，故障自动接触，回路正常仿真。14路“考考你”包括模拟故障有：1单作用气缸故障2、电磁阀故障3、双作用气缸故障4、调节阀故障5、节流阀故障6、手动换向阀异常7、节流阀堵死故障8、行程开关故障9过滤三联件故障10、气容故障11、行程阀故障12、顺序阀故障13、行程开关失灵14、负载阻力过小
3）液压回路仿真其界面可清楚的展示液压元器件的内部结构以及液压回路的工作过程。液压传动原理的动态演示并不少于18种动态演示。
a) 多级高压回路b) 减压回路c) 先导式溢流阀缷荷回路d) 顺序平衡回路e) 回油节流调速回路 f) 旁路节流调速回路 g) 液压缸差动连接回路
h) 三位四通电磁换向阀换向回路 i) 液控单向阀锁紧回路 j) 顺序阀控制顺序动作回路k) 压力继电器控制顺序动作回路 l) 行程开关控制顺序同步回路 m) 调速阀控制同步回路 n) 液压马达回油节流调速回路 o) 二位四通电磁阀换向回路 p) 手动阀换向回路 q) 速度换接回路 r) 二位二通缷荷
★5、电气控制仿真软件（需提供国家政府机构认可的自主知识产权的证明材料）
以三维仿真交互技术和三维动画视觉表现及多媒体数字技术为核心，能进行三维电路分析、电气电路模拟电路考核、综合技能虚拟实训、电气基础训练、元器件识别检测。
★6、自动化创新物联网应用云平台模块（投标现场演示）
本平台将物联网技术运用于电气自动化信息技术并将数据上传至云平台，进行海量数据存储，并提供丰富的数据分析工具方便更加准确的掌握数据与分析数据。
1）数据云系统上传2）手机app数据查询3）历史数据查询4）数据分析统计5）短信报警6）微信报警7）微信反向控制8）二次开发
（1）云平台包含：
1）数据显示显示输入电压监控，输出电压监控，输入开关监控，输出开关控制以及输入电压模拟量实时数据，可根据实际需求添加128路。
2）控制：控制启动停止开关的开和关，输出电压值的给定，可根据实际需求添加128路。
3）历史数据：显示输入输出电压值的历史数据，可按时、天、月进行查询历史数据曲线，以及历史数据表格，可表格数据导出处理。
4）设备报警：对设备急停按键做的模拟设备故障报警进行微信报警，同时可以实现短信及邮箱报警。报警范围包括模拟量，开关量的上下线、阀值等状态进行设置报警。
（2）终端包含：1）数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。2）联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理
五、配置清单

序号	名称	主要部件、器件及规格	数量	备注
1	实训平台	2000mm×1200mm×1400mm	1台	LIGONG
2	工业机器人	6轴工业机器人本体：SD500	1台	新时达
2	工业机器人	机器人控制器：SRC3.1	1套	新时达
3	智能视觉系统	视觉控制器：FZ5-L350	1台	欧姆龙
3	智能视觉系统	视觉相机：ZFX-SC10	1台	欧姆龙
4	可编程控制器系统	PLC主机：S7-1200 CPU 1215C AC/DC/继电器	1只	西门子
4	可编程控制器系统	数字量输出模块：SB1222 4输出	1只	西门子
5	交流调速系统	变频器：FR-D720S-0.4kW	1套
5	交流调速系统	交流减速电机	1套
6	步进系统	步进驱动器DM556	1套
6	步进系统	步进电机：42BYG	1套
7	路由器	4P以太网路由器	1台
8	实训模块	四工位供料单元、环形输送单元、工件存储盒供料单元、工件组装单元、仓库单元等	1套
9	气泵	静音气泵	1台
10	电脑	H81主板双核G1840处理器 2G内存 500G硬盘集显19.5寸显示器	1台

六、实训项目
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. 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
4. 工业机器人与机器视觉系统综合应用的安装与调试
5. 机器视觉系统模板设置、编程与调试
6. 通过示教单元手动调试工业机器人
7. 通过示教单元设置、修改各控制点坐标
8. 通过示教单元编写、修改工业机器人程序
9. 机器人追踪坐标整定
10. 工业机器人系统的软件二次开发编程
11.智能视觉图像输入编辑与调试
12.智能视觉结果给出编辑与调试
13.智能视觉颜色比对测量
14.智能视觉编号比对测量
15.智能视觉尺寸比对测量
16.智能视觉角度测量
17. 智能视觉系统与工业机器人综合应用
18.PLC程序编程与调试
19.智能视觉系统与工业机器人综合应用

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