ZNJ-RB05型工业机器人一体化实训平台

一、工业机器人

采用：KUKA KR4 R600 工业机器人

1、结构与功能

  机械臂采用6 轴式关节臂运动系统设计，由铸造轻合金制成。每个轴都配有一个制动器。所有电机组件和连接电缆都位于盖板下，以防污防潮。机械手主要由机器人手腕、小臂、大臂、转盘、底座及电气设备等组件组成。

2、技术参数：

（1）轴数：6；

（2）工作半径601mm，有效负载4kg；

（3）重复定位精度：0.02mm；

（4）运动范围：轴1：±170°（336°/s），轴2： -195°/40°（336°/s），轴3：-115°/150°（448°/s），轴4：±185°（600°/s），轴5：±120°（529°/s），轴6：±350°（800°/s）；

（5）重量：27kg（±5%）；

（6）防护等级：IP40

3、配置控制器：

（1）机器人本体到控制器之间的电缆长度3米，EtherCAT接口；

（2）具有16个数字输入/输出端（IO）的接口；

（3）具有2个安全输入端/1个安全输出端；

（4）系统的诊断包可使用XGSD接口和SD卡方式保存；

（5）配套示教器附带10米电缆，具有中文操作界面。

二、触摸屏控制箱

1、结构与功能

采用7英寸触摸屏面板、钣金箱体、启动按钮、停止按钮、复位按钮、两档切换旋钮、急停按钮、电源线、网线等组成。

用户可以通过 HMI 控制箱向连接的机器设备发送操作指令，实现对设备的启动、停止、运行模式切换、参数设置等控制功能。例如，操作人员可以通过 HMI 控制箱控制机器人的运动轨迹、调整生产设备的工作参数。

2、技术参数

（1）触摸屏：

7”TFT，分辨率800×480，以太网接口10/100 Base-T x 1，串行接口COM1: RS-232 4W，COM2: RS-485 2W/4W，USB 2.0 x 1。

（2）钣金箱体

尺寸250×220×60mm，钣金板喷塑，启动按钮1个，停止按钮1个，急停按钮1个，复位按钮1个，切换旋钮1个。

三、以太网交换机

1、结构与功能

系统采用的工业以太网交换机为非网管型，5个RJ45插口，可连接终端设备或其他网段，可用于架接小型星状网络或线状网络，导轨式安装方式。可用来把系统的所有工作站的PLC、HMI、驱动器或其他智能设备连接到同一网络中。

2、技术参数

（1）类型：非网管型

（2）接口数目：5

（3）传输速度：100Mbps

（4） 输入电压：DC12-58V

（5）交换容量：1G

（6）包转发率：0.744 MppS

（7）MAC地址表：2K

（8）端口隔离：支持

四、夹爪模块

1、结构与功能

设计4个不同夹取方式的气动夹爪，采用铝型材加工件及软胶体等材料组建，可夹持方形及圆形等工件，或可吸取工件等功能，可根据选用的工件定制。

2、技术参数

配置快换副盘：4个

重量：1kg

接口：4个气动快速接口

供气：5bar

整体尺寸：50mm×50mm×120mm

五、快换主盘

1、结构与功能：

机器人J6轴法兰上使用快换主盘锁紧副盘执行夹爪，快速更换夹爪作用。快换主盘的负荷要考虑完成在工艺过程中的工具、产品的重量及在工艺过程中的不同姿态下的最大力矩（计算静态抗力矩值）。

2、技术参数：

（1）静力矩：13.6Nm

（2）锁紧力：750N

（3）重复精度：±0.02

（4）气路出口：（M5-4）×4

（5）装卸动作确认：2个磁性开关

六、机器人平台

1、结构与功能

桌面采用160×40mm铝型材平铺，立柱采用半圆形80×80mm铝型材，底部采用钣金全密封，前面双开门。桌面上可安装机器人及各类实训模块。

2、技术参数

（1）福马轮：4副

（2）支撑重量：500kg

（3）平台尺寸：1400mm×1200mm×800mm

七、轨迹模块

1、结构与功能

采用铝型板加工及不锈钢板制作，轨迹模块角度随意可调，对机器人多种不同的轨迹的编程进行练习，熟练掌握机器人的基础编程与轨迹编程。

2、技术参数：

（1）尺寸：297mm×210mm×10mm

（2）主板材质铝，表面氧化处理

八、码垛模块

1、结构与功能

采用铝型板加工制作，码垛平台用于实现物料的模拟堆垛，机器人将工件放到堆垛平台的指定位置进行码垛堆垛操作，也可作机器人写字平台使用；除此之外，码垛模块还可以配合视觉做实训操作。

2、技术参数：

（1）尺寸：297mm×210mm×10mm

（2）主板材质铝，表面氧化处理

九、打磨抛光模块

1、结构与功能

打磨模块可以与自动化控制系统相结合，实现自动化的打磨操作，对工件进行连续、稳定的打磨，大大提高了打磨的效率和质量，同时减少了人工操作带来的不确定性和劳动强度。

通过仿真工业上的打磨操作，可以让学生了解打磨工艺，以及配合机器人打磨操作，可以实现打磨自动化控制。

2、技术参数

（1）尺寸：297mm×210mm×10mm

（2）主板材质铝，表面氧化处理

（3）异步电机1台

（4）调速器1台

（5）打磨头1个

十、井式送料模块*1套

1、结构与功能

井式送料模块主要实现物料的定向送料，根据PLC指令控制，当传感器检测到料仓中存在工件时，送料气缸将工件送到搬运码垛输送线上进行定向传送。物料输送带主要用于实现物料的定向输送，当井式送料机构将工件送达输送线时，PLC指令控制伺服驱动电机执行输送带运行，将工件传送指定位置。

此外机构还配有刻度尺，通过伺服控制，可以精准控制传送带行走距离，通过伺服控制器与机器人的配合，操作员可以控制物料行走精准的距离。

2、技术参数

（1）尺寸：590mm×210mm×210mm

（2）材质：铝，表面氧化处理

（3）传送带：含有PVC传送带，同步轮等

（4）井式机构：由铝件与不锈钢圆柱组合而成

（5）推料气缸：双杆气缸，行程约60mm

（6）气缸限位传感器：霍尔传感器1个

（7）末端传感器：光电传感器1个

（8）气缸控制电磁阀1个

（9）伺服电机1套

（10）刻度尺1条

十一、零件装配模块

1、结构与功能

在装配过程中，需要对零件进行精确的定位和可靠的夹紧，以保证装配的精度和一致性。因此，零件装配模块采用定位销、定位块等结构，与零件上的定位孔或定位面配合，确定零件在装配坐标系中的准确位置。

通过操作控制定位气缸，以及配合机器人使用，可以让学生了解到工业生产上的装配工艺。

2、技术参数

（1）尺寸：297mm×210mm×20mm

（2）主板材质铝，表面氧化处理

（3）定位销1套

（4）定位块1套

（5）夹紧气缸1个

（6）电磁阀1个

十二、视觉检测模块

1、结构与功能

160万像素彩色视觉，最多可存储32个方案，通讯协议支持RS-232、TCP、UDP、FTP、PROFINET、Modbus、EtherNet/IP、MELSEC/SLMP、 FINS、Keyence kV；最大采集帧率为60fps，动态范围为71.4dB。

2、技术参数

（1）计数：斑点计数、边缘计数、图案计数、轮廓计数、颜色计数

（2）缺陷：异常检测

（3）有无：圆有无、直线有无、斑点有无、边缘有无、图案有无、轮廓有无

（4）定位：标定、定位、位置修正

（5）逻辑：分支控制、条件判断、逻辑判断、组合判断、字符比较、变量计算

（6）测量：颜色面积、线线角度、直径测量、亮度均值、对比度测量、宽度测量、点线测量灰度面积、直线角度、节距测量

（7）识别：字符识别、码识别、颜色比较、颜色识别、注册分类、注册目标检测深度

（8）学习：目标检测、分类

十三、电气系统

1、结构与功能

电气系统主要是控制整个实训平台的运行，通过PLC控制器通讯对接机器人、伺服驱动器、电机等各种设备，以编程方式执行各种运动指令。

2、设备配置及参数

（1）开关电源1个

（2）隔离开关1个

（3） 西门子S7-1200 1214C PLC控制器 1台

（4）配置模块1套

（5）智能关断设备1套

（6）管理平台

（7）断路器3个

（8）伺服驱动器1套

（9）三色柱灯1个

（10）调试插座1个

（11）钣金网孔板1块

十四、连接传送带

1、结构与功能：

       连接传送带以异步电机为动力源，通过皮带将旋转动力传递给传送带，使传送带能够按照预定的速度和方向运行，从而实现物料、产品或工件在生产线上的连续输送。通过连接传送带实现5个工作站连接，在每一个工作站完成零件加工后，进入到下一个工作站，如往后工艺步骤减少，可以取下连接传送带，节省加工成本。

2、技术参数

异步电机1台

框架结构：铝型材，铝制加工件，钣金件等

前端光电传感器1个

末端光电传感器1个

PVC传动皮带1条

传动齿轮2个

尺寸850mm×130mm×180mm