ZNT-MK01型 工业机器人模块化教学工作站

ZNT-MK01型 工业机器人模块化教学工作站

一、产品概述
      ZNT-MK01型 工业机器人模块化教学工作站设备由ABB工业机器人系统、PLC控制系统、电控箱、装配台、安全防护系统以及基础学习和实训套件、搬运实训套件、机床上下料实训套件、焊接实训套件、码垛实训套件、模拟涂胶实训套件、装配实训套件、伺服变位机实训套件、自动生产线实训套件等组成。能完成机器人技术的基础性培训教学，学习机器人的基本理论知识和基本操作技能，如机器人基本参数设置、轨迹规划、示教编程、基本调试、基本维护等技能。
设备采用模块化设计，各实训套件电气相互独立，可简易拆装更换任意套件，使实训更加灵活，同时增强学生动手能力。 二、功能说明
    ZNT-MK01型 工业机器人模块化教学工作站采用落地式的安装形式，保证设备的稳定可靠，同时采用多道防护装置，包含了有机玻璃防护网、安全门（安全锁）系统、安全光幕等硬件保护。
设备各套件采用工业标准件设计，可快速牢靠安装于工作台。设备可进行机械组装、电气线路设计与接线、PLC编程与调试、工业机器人编程与调试等多种实训,能够完成搬运、码垛、涂胶、装配、自动生产线等典型工作任务训练。除了满足工业机器人单机的培训之外，还考虑到机器人与外围设备之间的配合，将工业机器人和外围设备看作一个系统整体，以培养能够对整个系统进行装配、调试、以及熟练编程等能力为目标，同时满足职业资格鉴定要求。
三、技术性能
1.交流电源：单相 AC 220 V±10% 50Hz；
2.温度：-10～50℃；环境湿度：≤90％无水珠凝结；
3.外形尺寸（含防护栏）：长×宽×高=（1800×1800×2000）mm（±5%）
4.整机功耗：≤6kW
四、设备结构与组成
（一）工业机器人
1、机器人本体
机器人本体由六自由度关节组成如下图，固定在型材实训桌上，活动范围半径不小于580mm。
 
机器人本体
机器人本体具体参数如下：
（1）规格
表1-1 机器人规格

型号	工作范围	有效荷重
IRB 120	580 mm	3 kg

（2）特性
表1-2 机器人特性

集成信号源	手腕设10路信号
集成气源	手腕设4路空气（5 bar）
重复定位精度	0.01 mm
机器人安装	任意角度（支持地面、墙壁、倒装等多种方式）
防护等级	IP30

（3）运动
表1-3 机器人运动

轴运动	工作范围	*大速度
轴1旋转	+165°～ -165°	250°/s
轴2下臂	+110°～ -110°	250°/s
轴3上臂	+70°～ -90°	250°/s
轴4手腕旋转	+160°～ -160°	320°/s
轴5手腕摆动	+120°～ -120°	320°/s
轴6手腕回转	+400°～ -400°	420°/s

（4）性能
表1-4 机器人性能

1 kg拾料节拍
25×300×25 mm	0.58 s
TCP*大速度	6.2 m/s
TCP*大加速度	28 m/s2
加速时间0-1 m/s	0.07 s

（5）电气连接
表1-5 机器人电气连接

电源电压	200～600V，50/60Hz
变压器额定功率	3.0 kVA
功耗	0.25 kW

（6）物理特性
表1-6 机器人物理特性

机器人底座尺寸	180×180 mm
机器人高度	700 mm
重量	25 kg

（7）环境
表1-7 机器人环境

机械手环境温度：
运行中	+5℃至 +45℃
运输与储存时	-25℃至 +55℃
短期*高	+70℃
相对湿度*高	95％
选件洁净室	ISO 5级
噪音水平	*高70 dB (A)
安全性	安全停、紧急停 2通道安全回路监测 3位启动装置
辐射	EMC/EMI屏蔽

2、机器人控制器
 
机器人控制器

控制器型号	IRC5紧凑型
电源	单相220V 50-60Hz
IO卡	16位I/O板（DSQC652 IO模块 16input/16output）
特性	采用多处理器系统，PCI 总线，奔腾CPU，大容量闪存(256M)，20s UPS 备份电源

     机器人基本控制软件，ROBOTWARE6.0版本；BaseWare 机器人操作系统；在机器人使用寿命内，使用机器人离线软件进行实时程序、IO、机器人3D动态动作监控；远程机器人系统备份与恢复功能；具有自动工具重量与载荷检测设定功能；具有机器人全寿命保养自动维护检测系统功能；具有机器人运动轨迹实时微调功能；自带自定义可编程IO；具有3D实时舒适摇杆手动操作系统；具有电池电量环保节省功能；支持RAPID编程语言规范，并直接解释执行；机器人控制系统软件基于WINCE平台，以便基于机器人的二次开发；机器人控制系统原配固态存储器容量1G，并支持USB扩展为副存储器；具有紧急停止，自动模式停止，测试模式停止等安全保护措施；控制器带视频接口。
3、示教单元
便携式示教盒，具备操纵杆和键盘，彩色触摸式显示，具中/英文菜单选项，示教器电缆10m。提供人机对话窗口，界面简洁大方；采用7吋彩色液晶显示器及高敏感度触摸屏，可通过按键或键盘对机器人进行操作；显示及监控信息丰富，机器人的当前状态信息、IO信息、伺服轴的速度、电流以及位置都可实时查询和监控；机器人各轴伺服参数可以通过示教盒在线设置。
（二）实训工位
实训工位单元采用铝合金框架、有机玻璃、安全门（锁）的结构组成，由有机玻璃和铝合金骨架组成透明防护罩。
（三）操作对象承载台
操作对象承载台平台底座采用碳钢焊接而成，工作台面采用厚度20mm的不锈钢板，M6螺纹安装孔,可快速牢靠安装多种工作对象。
 
操作对象承载台效果图（仅供参考）
（四）工业机器人安装台
工业机器人安装台由地面安装地板、机器人安装底座、机器人安装底座底板、机器人安装面板、钢管焊接而成，直接安装在地面上，保证了设备的稳定运行。
 
机器人底座效果图（仅供参考）
（五）控制系统
控制系统主要由可编程控制器、人机界面、气动系统、电控箱等组成，配备西门子CPU226DC/DC/DC可编程控制器，昆仑通态 TPC1061Ti 触摸屏。用于控制机器人、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。
电控箱带四个自锁脚轮，面板包括机器人输入、输出信号检测口，夹具信号输入输出检测口，模式选择按钮，可安装伺服驱动器、变频器、触摸屏、PLC等电气部件。通过电缆线与实训工位相连，两端使用航空插头，强弱电分离，连接安全可靠。同时含急停、启动、复位、暂停按钮、运行指示、停止指示，实训指示灯，实训急停开关一只，漏电开关，空气开关一只，开关电源，中间继电器，中继转换板一套，接线端子一套。线槽一套。
 
电控箱实物图（仅供参考）
（六）基础学习和实训套件
基础学习和实训套件包含轨迹示教模块和描图工具各1套，轨迹示教模块采用不锈钢加工制造，通过在平面、曲面上蚀刻不同图形规则的图案，可训练对机器人基本的点示教，直线、曲线运动足迹的掌握；学习点的定位及机器人运动路线选择优化。描图夹具采用焊接工装套件中的焊枪夹具，以焊丝为基准来进行，描图编程任务。
 
基础学习套件效果图（仅供参考）
（七）搬运工作站
搬运工作站包含搬运工作站和吸盘夹具各1套。搬运工作站由两块底板组成，底板上分别由四组不同形状和编号的工件组成，有圆形、正方形、六边形等。可通过不同点对点的搬运训练提高编程能力。吸盘夹具采用吸盘式夹具，包含真空吸盘、吸盘夹具、机器人法兰盘连接件等组成。
 
搬运实训套件（仅供参考）
（八）机床上下料实训套件
机床上下料实训套件采用铝合金及铝型材构建，由落料机构、检料平台、立体库、模拟机床气动卡盘等组成。落料机构包含有推料气缸、磁性开关、顶料气缸、物料不足检测传感器、检测平台传感器，模拟机床气动卡盘采用两台机床气动卡盘组成，成品库200×90×290mm ，共三层每层有三个工位，装配台135×120×140mm。机器人夹具等组成，机器人按照机床的不同工艺要求加工时间和周期的不同，进行有效的协调。
 
机床上下料实训套件效果图（仅供参考）
（九）焊接工装套件
工件尺寸330×260×200mm,工件原材料30×30×270mm四条，30×30×200mm八条，组合夹具一套组件在20件以上，焊枪等组成，对被焊接对象的多道焊缝进行模拟焊接。
 
焊接工装套件效果图（仅供参考）
（十）码垛工装套件
码垛工装套件包含码垛工作站和夹具各1套，码垛工作站采用铝材加工氧化的物料摆放底板和码垛底板组成，固定到操作台，根据要求物料块被摆放到摆放底板上，机器人通过吸盘夹具按要求拾取物料块进行码垛任务，物料块有长方形和正方形两种，操作者可根据需要选择摆放。可根据需要自由组合码垛出多种形状，练习对机器人码垛、阵列的理解并快速编程示教的应用技能。码垛夹具采用吸盘式夹具，包含真空吸盘、吸盘夹具、机器人法兰盘连接件等组成。
 
码垛工装套件效果图（仅供参考）
（十一）模拟涂胶实训套件
模拟涂胶工装套件包含涂胶工作站和涂胶夹具各1套，涂胶工作站由套件底板与被涂胶对象组成，对被涂胶对象的多道轨迹进行模拟涂胶。涂胶夹具由：1只涂胶枪，夹具本体及法兰盘连接件组成。
 
涂胶工作站效果图（仅供参考）
（十二）装配工装套件
装配工作站包含两套供料机构、料台检测、一个装配台,一个三层三列的立体库组成。具有外形工件料仓和内工件料仓，分别包括料台、料筒、顶料机构、推料机构顶料机构、料台平台传感器、物料不足传感器、成品库200×90×290mm，三层每层有三个工位，装配台135×120×140mm，气动夹具等。能按照主令信号的要求对储存在立体库中的零件取出，并进行装配，并放到指定的位置。
 
装配实训套件（仅供参考）
五、配套资源
    本设备配套提供机械工业出版社出版的ABB机器人教材三种1套：《工业机器人实操与应用技巧》、《工业机器人典型应用案例精析》、《工业机器人工程应用虚拟仿真教程》。
六、实训项目
（1）工业机器人的基本认识工作任务。
（2）工业机器人示教器运动操作工作任务。
（3）工业机器人的点位示教工作任务。
（4）工业机器人基本参数设置工作任务。
（5）工业机器人基本运动指示工作任务。
（6）工业机器人基于示教器的程序编辑工作任务。
（7）工业机器人IO控制应用工作任务。
（8）工业机器人基本接线方法工作任务。
（9）PLC和多关节智能手腕的配合使用
（10）触摸屏和智能手腕的配合使用
（11）变频器和智能手腕的配合使用
（12）伺服和智能手腕的配合使用
（13）简单轨迹运行工作任务。
（14）平面圆形描图工作任务。
（15）平面矩形描图工作任务。
（16）曲面圆形描图工作任务。
（17）曲面矩形描图工作任务。
（18）固定位置搬运工作任务。
（19）平面矩阵码垛工作任务。
（20）斜面位置搬运装配工作任务 。
（21）平面矩阵立体码垛工作任务。
（22）涂胶编工作任务。
（23）模拟焊接工作任务。
（24）工件装配工作任务。
（25）机床上下料工作任务。
（26）伺服电机变位机的应用。