工業(yè)機器人與智能視覺應(yīng)用試驗教學(xué)設(shè)施設(shè)備，智能機器人智能視覺效果實訓(xùn)基地

工業(yè)機器人與智能視覺應(yīng)用試驗教學(xué)設(shè)施設(shè)備，智能機器人智能視覺效果實訓(xùn)基地

一、產(chǎn)品概述

本機器設(shè)備包括六自由度工業(yè)機器人、智能視覺檢測系統(tǒng)、RFID數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套送料、運輸、裝配、倉儲物流組織，能夠?qū)崿F(xiàn)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぜ_展快遞分揀、檢驗、運送、裝配、存放等行為。

該網(wǎng)站各零部件均安裝于鋁型材桌面，機械系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)控制回路、執(zhí)行器相對獨立性，選用工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)件設(shè)計方案。經(jīng)過此服務(wù)平臺能夠進行機械組裝、配電線路設(shè)計和布線、PLC編程與調(diào)節(jié)、智能視覺流程編寫、工業(yè)機器人程序編寫與調(diào)節(jié)、RFID數(shù)據(jù)傳送運用等各個方面練習(xí)，適宜高職院校、技術(shù)學(xué)校自動化類對口專業(yè)《工業(yè)機器人與控制系統(tǒng)》、《自動化技術(shù)》等科目的實訓(xùn)課程，適宜自動化技術(shù)專業(yè)技術(shù)人員開展工程訓(xùn)練及技能競賽。

二、產(chǎn)品優(yōu)勢

1.創(chuàng)新能力：將工業(yè)機器人、智能視覺效果、RFID數(shù)據(jù)無線通信技術(shù)融合到一個實驗平臺中，縮微一個工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)流水線，緊密聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn)實踐應(yīng)用，可很好地開拓學(xué)生們視線，有較強的創(chuàng)新能力。

2.開放性：用戶可以運用服務(wù)平臺所提供的工業(yè)機器人自動控制系統(tǒng)、智能視覺識別系統(tǒng)，開展智能機器人基本上操縱程序編寫試驗，也可以利用平臺上的PLC、RFID以及各種工件開展相互配合運用層面的課堂教學(xué)與研究。給予工業(yè)機器人底層驅(qū)動接口函數(shù)，能夠客戶進行二次開發(fā)使用和開展多方面機器人控制科技的科學(xué)研究。

3.協(xié)調(diào)能力：給予“工件裝配流程編輯手機軟件”，為主導(dǎo)控制板特定裝配每日任務(wù)，能呈現(xiàn)工業(yè)機器人的柔性化生產(chǎn)的特征，可針對不同的生產(chǎn)制造規(guī)定，設(shè)計方案開發(fā)不同類型的監(jiān)控軟件。

三、技術(shù)性技術(shù)性能：

1.鍵入開關(guān)電源：三相四線AC380V±10% 50Hz

2.設(shè)備容積：＜3kVA

3.尺寸：約2000mm×1200mm×1500mm（實驗平臺）

約600mm×560mm×880mm（寫字桌）

4.六自由度工業(yè)機器人主要參數(shù)以下表：

維持級別:IP40；

姿勢可玩性:6

組裝姿態(tài):木地板、垂吊；

結(jié)構(gòu):豎直多骨關(guān)節(jié)型；

驅(qū)動形式:AC伺服電機；

部位驗出方法:肯定型伺服電機；

較大可搬凈重4kg；

肱骨長mm:≧240 300；

較大姿勢半經(jīng)mm: ≧640；

姿勢范疇:度

(J1):480（-240～ 240）

(J2): 240（-120～ 120）

(J3): 164（0～ 164）

(J4): 400（-200～ 200）

(J5): 240（-120～ 120）

(J6): 720（-360～ 360）

最高速度:度/秒

(J1):420

(J2): 336

(J3): 250

(J4): 540

(J5): 623

(J6): 720

較大生成速率9048mm/sec

部位來回精密度±0.02mm

周邊環(huán)境溫度℃:0～40

允許扭矩

(J4)N?m :6.66

(J5)N?m :6.66

(J6)N?m :3.96

允許慣性力

(J4)kg?m2:0.2

(J5)kg?m2:0.2

(J6)kg?m2:0.1

專用工具布線:著力點鍵入8點、導(dǎo)出8點

電纜長度m:5

5.智能視覺檢測系統(tǒng)主要有以下作用：

(1)載入圖象——從照相機載入圖象的功效：照相機圖象鍵入； 照相機圖象鍵入HDR ； 照相機轉(zhuǎn)換（適用與此同時接2臺攝像頭）；測量圖象轉(zhuǎn)換。

(2)定期檢查測量——實行測量的處理方法新項目的辦法：檢索；靈便檢索，靈巧檢索；ECM檢索；EC圓檢索；樣子檢索；歸類檢驗；邊沿位置檢測；邊沿間隔；掃描儀邊沿部位；掃描儀邊沿總寬；均值色/偏色； 總面積重心點；標(biāo)簽檢測；標(biāo)簽數(shù)據(jù)；穩(wěn)定型標(biāo)識 ；視覺檢測；高精密缺點；細(xì)致配對；字符檢測；日期核查；實體模型詞典；條碼檢驗；2二維碼檢驗；圓視角獲得。

(3)調(diào)整圖象——為清晰地開展測量但在輸入圖象中對測量目標(biāo)開展部位調(diào)整的辦法部位調(diào)整；梯狀失幀賠償；測量預(yù)處理；環(huán)境清除；顏色灰度值過慮；色調(diào)提取過慮；色調(diào)不均清除；花紋花式清除；光環(huán)清除；全景畫；圓展開；

(4)結(jié)論導(dǎo)出——對于測量過程的導(dǎo)出方法串行數(shù)據(jù)導(dǎo)出；并行處理數(shù)據(jù)輸出；串行通信判斷導(dǎo)出；并行處理判斷導(dǎo)出。

6.RFID數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：

輸出功率:13.56MHz

作用范圍:≧130mm

協(xié)議書:ISO 15693, ISO 18000-3

傳輸速率:26.5 kbit/s

寫訪問時長:≤0.6ms

載入訪問時間: ≤0.6ms

接口規(guī)范:RS422

四、服務(wù)平臺結(jié)構(gòu)與構(gòu)成硬件要求：

本平臺規(guī)定由六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)軟件、智能視覺檢測系統(tǒng)、程序控制器（PLC）系統(tǒng)軟件、RFID數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、專用工具改裝模塊、四工序送料模塊、環(huán)狀運輸模塊、平行線運輸模塊、工件拼裝模塊、自動化倉庫模塊、廢舊物品回收框、各種工件、電機控制柜、鋁型材實驗桌、鋁型材寫字桌等構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぜ_展快遞分揀、檢驗、運送、裝配、存放等行為。

六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)軟件：由機器人本體、機器人控制器、步態(tài)分析模塊、輸出信號分配器和爬取組織構(gòu)成，武器裝備多種多樣工裝夾具、強力吸盤、測量儀器、設(shè)備等，可以對工件開展爬取、汲取、運送、裝配、打磨拋光、測量、拆卸等行為，還可以爬取智能視覺效果照相機對工件、裝配全過程實時視覺檢測系統(tǒng)實際操作。機器人本體由六自由度骨關(guān)節(jié)構(gòu)成，固定于鋁型材試驗桌子。智能機器人步態(tài)分析模塊有液晶顯示器、也就能按鍵、急停按鈕、實際操作電腦鍵盤，用以基本參數(shù)、手動式步態(tài)分析、部位編寫、程序編程等行為。

1.智能化視覺監(jiān)測系統(tǒng)

需要提供2套智能化視覺系統(tǒng)軟件，一套為智能化視覺監(jiān)測系統(tǒng)，可隨機器人挪動（視覺工裝），另一套為智能化視覺相機系統(tǒng)，固定不動在行業(yè)桌面上固定支架上。

智能化視覺監(jiān)測系統(tǒng)由視覺控制板、視覺照相機及監(jiān)控顯示屏等構(gòu)成。挪動視覺工裝用以檢驗工件的特點，如數(shù)據(jù)、色調(diào)、樣子等，還能夠?qū)Π惭b實際效果開展實時監(jiān)測實際操作。根據(jù)I/O電線連接到PLC或機器人控制板，還支持串行接口和以太網(wǎng)接口系統(tǒng)總線傳送到PLC或機器人控制板，對檢驗結(jié)果和檢查信息進行傳送。

2.智能化視覺相機系統(tǒng)

由一體式視覺控制板、照相機、燈源及攝像鏡頭等構(gòu)成。智能化視覺相機系統(tǒng)用于完成對物件挪動流程的視覺追蹤，及物件中心線、表層、規(guī)格等參數(shù)獲得科學(xué)研究。

3.RFID數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

RFID監(jiān)測系統(tǒng)，安裝于外環(huán)線運輸單元左邊弧形處，rfid標(biāo)簽已埋在工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)工件從外環(huán)線運輸模塊通過左邊弧形處時，RFID監(jiān)測系統(tǒng)能夠清晰地載入工件里的標(biāo)簽信息，如序號、色調(diào)、相對高度等相關(guān)信息，該數(shù)據(jù)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)場系統(tǒng)總線傳送給PLC，用于完成工件的快遞分揀實際操作。

4.程序控制器模塊

配置程序控制器、數(shù)字信號擴展模塊、模擬量輸出控制模塊、232串口通信控制模塊、以太網(wǎng)通信控制模塊等，用以讀寫能力RFID全面的工件數(shù)據(jù)信息，操縱機器人、電動機、汽缸等執(zhí)行器姿勢，解決各模塊檢測信號，管理流程、傳送數(shù)據(jù)等每日任務(wù)。

5.專用工具改裝模塊

由小一口氣夾、真空發(fā)生器、強力吸盤工裝、視覺工裝、精準(zhǔn)定位工裝、工裝支撐架等組織構(gòu)成。大一口氣夾、真空發(fā)生器組裝機器人本身上，受機器人操縱，大一口氣夾不但可以夾取工件，還能夠夾取三種工裝開展多功能性實際操作。大一口氣夾一側(cè)前面配有光電傳感器，用以檢驗正前方有沒有物件，另一側(cè)配有氣動式連接設(shè)備，用以將氣動式數(shù)據(jù)信號全自動導(dǎo)到氣動式工裝（強力吸盤工裝）上。工裝支架安裝在鋁型材實驗桌子，用以機器人全自動擺放和取采用不同的工裝。

給予多種多樣工裝：強力吸盤、視覺、精準(zhǔn)定位等。

強力吸盤工裝上配有真空吸吊機和氣動式連接設(shè)備，當(dāng)大一口氣夾夾取強力吸盤工裝時，真空吸吊機動作由機器人操縱，能夠隨著挪動，汲取隨意可抵達(dá)部位里的工件。

視覺工裝上配有視覺照相機，當(dāng)機器人夾取視覺工裝時，視覺照相機能夠伴隨著機器人移動拍照不一樣部位、不一樣角度的工件或情景。

精準(zhǔn)定位工裝上配有定位針，用以精準(zhǔn)定位工件位置。

7.四工序送料模塊

由井式爐料庫、推料汽缸、頂料汽缸和光電開關(guān)構(gòu)成，安裝于鋁型材實驗桌子，用以將工件庫文件的工件先后發(fā)布到環(huán)狀輸送機。給予不一樣序號、不一樣相對高度、不同顏色規(guī)范工件，及其序號缺乏字的筆畫、雜點累加忍不達(dá)標(biāo)工件。四工序的送料設(shè)計構(gòu)思，促使送料方法多元化，能夠進行單一的送料，還可以進行不一樣序號、相對高度、色調(diào)的組成送料，以及對于送料速率速度操縱，完成送料方式的多元化。

8.環(huán)狀運輸模塊：包括一套交流調(diào)速系統(tǒng)軟件，由變頻調(diào)速器、三相交流電機、環(huán)狀板鏈（輸送帶）、對射傳感器等構(gòu)成，安裝于鋁型材實驗桌子，用以傳送工件。

9.平行線運輸模塊：包括一套直流調(diào)速系統(tǒng)，由直流無刷電機、高精密伺服電機、變速控制板、同步帶等構(gòu)成，安裝于鋁型材實驗桌子，用以傳送工件（工件追蹤爬取時要）。

10.工件拼裝模塊：由工件盒送料機構(gòu)及工件蓋送料機構(gòu)構(gòu)成，安裝于鋁型材實驗桌子，用以安裝工件。具備3個工件盒拼裝部位，可以同時對3個工件盒開展安裝實際操作。工件盒里配有4個工件槽用以擺放工件，工件盒和工件蓋四個角含有帶磁黏合，能使工件盒與工件蓋密切組合在一起。配有好幾個感應(yīng)器，能夠檢驗工件盒/工件蓋有沒有、方位是不是裝反。機器人能夠進行工件盒/工件蓋裝反后的調(diào)整、工件按順序安裝、工件拆卸等行為。根據(jù)對工件盒/工件蓋正反面擺放，工件安裝順序轉(zhuǎn)變，提升機器人的應(yīng)用協(xié)調(diào)能力，可以進行機器人不一樣難易度的應(yīng)用調(diào)查，完成實驗及考評的多元化。

11.自動化倉庫模塊：由鋁質(zhì)原材料制作而成，規(guī)定配9個持倉（3×3），安裝于鋁型材實驗桌子，用以擺放安裝過的部件，還可以通過機器人對安裝完成部件開展拆卸，并歸類擺放到對應(yīng)的工件料庫。

12.廢舊物品回收框：安裝于鋁型材實驗桌左后面，用以機器人全自動擺放被檢測出的沒用工件或不合格產(chǎn)品。

13、電機控制柜用以組裝機器人控制板、PLC、變頻調(diào)速器及變速控制板等電氣設(shè)備構(gòu)件，選用網(wǎng)孔板的構(gòu)造，有利于拆卸。根據(jù)二根電纜與鋁型材實驗桌相接，兩邊應(yīng)用航空插座，強電弱電分離出來，聯(lián)接可以信賴。

14.以太網(wǎng)接口無線路由器：以太網(wǎng)接口無線路由器將PLC、機器人控制板、智能化視覺控制板組成一個以太網(wǎng)接口局域網(wǎng)絡(luò)，開展數(shù)據(jù)庫的彼此傳送，完成工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)場自動控制系統(tǒng)的高層次運用，與此同時可以鍛煉考評同學(xué)們對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用專業(yè)技能。

五、務(wù)必能完成實驗新項目

1.工程項目實驗/實踐項目

(1)PLC程序編寫與調(diào)節(jié) 實驗

(2)工業(yè)機器人步態(tài)分析單元操作實驗

(3)工業(yè)機器人軟件應(yīng)用實際操作實驗

(4)工業(yè)機器人基本上命令程序編寫實驗

(5)工業(yè)機器人工件的跟進爬取實驗

(6)應(yīng)用RFID手機軟件讀寫能力rfid標(biāo)簽實驗

(7)PLC對RFID的數(shù)據(jù)讀取實際操作實驗

(8)PLC對RFID的信息載入實際操作實驗

(9)智能化視覺序號核對精確測量實驗

(10)智能化視覺色調(diào)核對精確測量實驗

(11)智能化視覺視角核對精確測量實驗

(12)智能化視高圖像分割實驗

2.高端開發(fā)及課題研究研究內(nèi)容

(1)生產(chǎn)流水線工件傳輸速度提升科學(xué)研究

(2)工業(yè)機器人、智能化視覺系統(tǒng)軟件、RFID綜合運用科學(xué)研究

(3)工業(yè)機器人根據(jù)伺服電機的跟進爬取開發(fā)

(4)工業(yè)機器人根據(jù)視覺的跟進爬取開發(fā)

(5)工業(yè)機器人根據(jù)視覺的圖形組合開發(fā)

(6)工業(yè)機器人根據(jù)視覺的物品外觀設(shè)計追蹤作用開發(fā)

(7)工業(yè)機器人根據(jù)視覺的物件尺寸獲得開發(fā)

(8)工業(yè)機器人根據(jù)視覺表面生產(chǎn)加工（打磨拋光）作用開發(fā)

(9)工業(yè)機器人根據(jù)視覺的畫圖作用開發(fā)

六、配置清單

1.標(biāo)準(zhǔn)配置：

編號名 稱關(guān)鍵構(gòu)件、元器件及規(guī)格型號總數(shù)備注名稱1電氣設(shè)備實踐柜700mm×600mm×1500mm1臺 2實訓(xùn)基地2000mm×1200mm×1400mm1臺 3工業(yè)機器人6軸工業(yè)機器人本身RV-3SD1臺三菱機器人控制板CR1DA-7001套4智能化視覺系統(tǒng)軟件視覺控制板FZ4-3501臺omron視覺照相機FZ-SC1臺5RFID系統(tǒng)軟件寫卡器RF260R1只西門子系統(tǒng)rfid標(biāo)簽36個6程序控制器系統(tǒng)軟件PLC服務(wù)器FX3U-64MT1只三菱數(shù)字量輸入控制模塊FX2N-8EX1只模擬量輸出控制模塊FX2N-2DA1只232通訊模塊FX3U-232-BD1只以太網(wǎng)通信控制模塊FX3U-ENET-L1只7交流調(diào)速系統(tǒng)軟件變頻調(diào)速器FR-D720S-0.4kW1套 交流減速電機01K3GN-D/0GN50K8直流調(diào)速系統(tǒng)PID變速控制板24/20BL-4Q021套 直流無刷電機DM-06-2GN-24伺服電機EKP3808-001G1024BZ110交換機4P網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)交換機1臺 11實踐控制模塊四工序送料模塊、環(huán)狀運輸模塊、平行線運輸模塊、工件拼裝模塊、自動化倉庫模塊等1套 12鋁型材寫字桌600mm×560mm×1100mm1張 13打氣泵靜音氣泵1臺 14電纜線PLC通信光纜、以太網(wǎng)接口線等1套 15Ф6支氣管 3米

2.耗品及各類專用工具

編號名字關(guān)鍵構(gòu)成元器件總數(shù)1耗品熔斷絲、0.75mm2輸電線、1.5mm2輸電線、號碼管、接線端子排等1套2配套設(shè)施

專用工具包含小一字螺絲刀、小十字螺絲刀、長柄螺絲起子、時鐘螺絲起子、剪子、剝線鉗、斜口鉗、斜嘴鉗、電鉻鐵、測電筆、錫絲、醫(yī)用鑷子、活動扳子、里外六角扳手、攜帶式數(shù)字萬用表及書寫筆等1套