0704工业40机器人智能柔性制造系统招标技术要求课案.docx
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0704工业40机器人智能柔性制造系统招标技术要求课案
附件一
郑州升达经贸管理学院
实验室建设项目
项目名称机器人智能柔性制造实验室
建设单位信工系
项目负责人:
吕丽平，訾涛
联系电话
填报日期2016年7月4日
一、项目概况
项目名称
机器人智能柔性制造实验室
投资总值
（万元）
210万元
开设实验项目名称
实验对应的仪器设备
服务课程
服务专业
机器人智能柔性制造
机器人智能柔性制造线
机器人技术
人工智能
计算机、软件工程，物联网，通信，电信，自动化。
二、安装使用的环境及设施条件
拟建地点
资讯大楼116（机器人智能柔性制造实验室）
资讯大楼118（机器人虚拟仿真实验室）
面积
160m2
128m2
房间数
1间
1间
配套设施（如电源、通风防尘设备、地面、墙面、顶等）
⑴UPS电源，稳压电源，三相电，30KW,配备空气开关，保证供电
⑵通风透光，防湿防潮
⑶铺设地板、吊顶（地板可选）
⑷安装空调，保持相对稳定的温度与湿度
⑸防火、防盗，自动报警
⑹避雷装置与防静电
对劳动保护有何要求；对环保、安全有何影响及预防措施
⑴要求实验室及其周边清洁，进入实验室要更换拖鞋或戴鞋套
⑵设备运行时，会产生噪声。
为减少噪声，实验室在装修室对使用的材料要有
一定要求。
⑶实现本院对实验室严格管理的要求。
工业4.0智能柔性制造系统技术指标要求
三购置详细清单
（1）--基于工业机器人的智能制造综合实训系统---估价140万元
产品名称
基于工业机器人的智能制造综合实训系统
系统总体功能要求
1、系统概述：
本实训系统可让学生了解各类工业现场设备、工业上自动生产线的工作过程和常用相关的技术，融合机、光、电、气、液于一体，包含PLC、多种典型机器人、传感器、液压、气动、工业控制网络、电机驱动与控制、计算机、机械传动等诸多技术，系统中的机械结构、电气控制回路、执行机构完全独立，采用工业标准件设计。
整个系统包括生产管理系统、主控PLC和下位PLC通过网络通讯技术构成一个完整的多级控制国内先进前沿的自动化生产制造系统。
2、综合训练内容要求：
针对机电一体化技术、测控技术等专业课程和实践过程，满足柔性制造过程控制、机电一体化技术、机电一体化控制系统、液压与气动技术、机电设备故障诊断与维修、机电设备安装与调试等课程的实验实训教学需要，能强化学生对复杂柔性自动生产线的设计、安装、接线、编程、调试、故障诊断与维修等综合能力。
3、★控制系统：
系统包括1个总控PLC单元、13个PLC分站单元、4个嵌入式控制单元、3个以上不同输送线单元构成，共计22个单元。
控制系统主站采用西门子S7-300（CPU315-2DP），从站采用西门子S7-1200，主站与从站之间使用ProfiBus-DP总线行通讯，该系统有单机、联机二种工作方式。
系统中的上位机使用触摸屏MCGS组态监控软件，对现场设备生产状况进行动态实时监控。
系统工业现场总线和标准的电气接口，系统采用RS232、RS485等标准电气接口；使用PPI、MPI等通信协议编程；采用ProfiBus-DP协议进行网络通信。
各单元图形化操作界面：
系统包含1处总控PLC控制、13处PLC控制、4处开放式嵌入式控制，总控及13个单元PLC均需配套触摸屏。
图形化界面操作，易于学习、实验、维护。
同时4处嵌入式控制单元系统均配置显示器与键鼠套装，图形化界面显示，便于独立单元控制与操作实验。
其它技术要求：
抽屉式挂箱结构，独立电源、按钮及PLC模块。
环线台架材料：
铝钢结构；传输线结构采用工业铝/钢型材搭建，桌面采用工业型材搭建。
运行环境
技术参数
电源：
三相AC380V50Hz；工作环境温度：
－5℃～40℃；工作湿度：
≤90%；其它：
避免易燃、腐蚀性气体、液体；勿溅水、油、粉尘等；
各单元配置及技术要求
1系统组成：
系统由1个总控平台和工业网络通讯-PLC主站，22个及以上功能单元，包括上料单元、液压冲压单元、并联六轴加工单元、六自由度串联机器人搬运单元、图像检测搬运单元、落料单元、喷涂烘干单元、图像处理单元、加盖单元、穿销单元、检测单元、条形码识别单元、分拣输送单元、物流仓储单元、提升机械手单元、堆垛解垛单元、行车机械手单元、滚筒转角单元、直角转向转角单元、圆带转角单元、触摸屏、显示器、PLC从站、配套工具、配套光盘、无油静音空气压缩机、气动接头、控制软件等组成。
传输链有辊道、皮带、链条滚轮不少于三种模式，通过传输链和转角连成环形生产线。
2柔性制造系统各单元技术指标要求：
序号
工位名称
数量
主要功能
主要配置及指标
1
总控平台
1套
完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业网络的集成控制。
主控柜、电源控制、控制PLC主机CPU315-2DP、各开关和指示灯、模拟表头、编程计算机等，10.2吋工业彩色触摸屏，分辨率800×600以上。
2
上料单元
1套
将方形井式料仓中待加工工件自动推至供料传输线上。
方形井式料仓、推料气缸、皮带输送机、光电传感器、直流减速电机、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
气缸行程≥100mm；检测传感器距离70mm。
3
液压冲压单元
1套
完成对工件的自动夹紧与模拟液压冲压加工。
集成式液压泵站、液压直动缸、机械调整机构、C型钢机构、光电传感器、夹紧气缸、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
液压缸缸径：
40mm，油箱容积≥6L。
4
并联六轴加工单元
1套
完成对工件的自动夹紧与并联机器人钻铣工序加工。
进口ABB机器人产品：
以保证良好的开放性；六自由度并联加工中心、全自动气动夹具、电动加工主轴、加工刀具、显示器与键鼠、铝合金桌面、基于PC104总线嵌入式控制系统，提供通用机器人语言编程系统，可通过图形示教自动生成机器人控制程序。
提供此设备装配动画和二次开发函数；工作气压：
0.5Mpa，滚珠丝杠精度：
7级,导程4mm；电机驱动器：
12800脉冲/圈；加工机器人运动范围：
x/y/z：
±50mm；θx/θy/θz：
±15°；运动速度：
x/y/z:
50mm/S；θx/θy/θz：
±10°/S；负载能力：
10kg；操作方式：
示教再现；含有漫反射式、光电式、机械式等传感器类型。
5
六自由度串联机器人搬运单元
1套
完成工件的搬运，与液压冲压单元、并联六轴加工单元、图像检测搬运单元自动上下料功能。
进口ABB机器人产品，：
以保证良好的开放性；高精度机器人移动轨道、六自由度串联机器人、气动手爪、显示器与键鼠、铝合金桌面、基于PC104总线嵌入式控制系统，提供通用机器人语言编程系统，可通过图形示教自动生成机器人控制程序。
提供此设备装配动画和二次开发函数；机器人主要参数运动范围:
θ1:
300°,θ2:
90°,θ3:
120°,θ4:
180°,θ5:
180°,θ6:
360°；每轴最大运动速度：
关节1～关节5：
60°/S,关节6（腕转）：
120°/S.最大展开半径：
610mm；高度：
850mm；本体重量：
≤40KG;操作方式：
示教再现；直线行程：
2.7m；
6
图像检测搬运单元
1套
通过视觉传感器完成工件孔深检测与图像采集处理，判断工件尺寸是否合格，提供给后续单元使用。
高性能CCD照相机、镜头、图像采集卡、PC104总线嵌入式计算机、显示器与键鼠、全自动四工位检测装置、孔深检测传感器与支架、传感器伸缩气缸、三自由度气电混合机械手、气动手爪、铝合金桌面；
镜头：
3.5-8.0mm F1.4，
图像采集CCD:
1/3CCD,480TV线（Y/C）,最低照度0.05LuxF1.2；
图像采集卡：
编码方式PAL/NTSC，图像分辨率：
768×576（PAL），640×480（NTSC），
孔深检测精度：
0.5mm；三自由度机械手负载≥3KG；其它与系统配套。
7
落料单元
1套
搬运机械手抓取工件放到落料转盘上，完成工件落料至滑撬托盘上。
四槽轮、锁止弧、传动齿轮、同步轮带、推料转盘、落料平台、光电传感器、电感传感器、阻挡气缸、直流减速电机、PLC控制系统、触摸屏、铝合金桌面等。
8
喷涂烘干单元
1套
完成对工件先喷涂后加热烘干固化及冷却过程的模拟。
喷涂室、喷涂装置与支架、加热装置、模拟喷头、冷却风扇、触摸屏、加热指示器、光电传感器、电感传感器、阻挡气缸、直流减速电机、PLC控制系统、铝合金桌面等；加热功率：
200w，无毒环保涂料。
9
图像处理单元
1套
通过CCD视觉传感器完成对工件图像的摄入并与标准模板比较后输出检测结果，提供给后续单元使用。
高性能CCD照相机、镜头、图像采集卡、铝合金桌面、基于PC104总线嵌入式计算机、显示器与键鼠、直流减速电机、滚轮链轮输送机、光电传感器。
镜头：
3.5-8.0mm F1.4，图像采集CCD:
1/3CCD,480TV线（Y/C）,最低照度0.05LuxF1.2；图像采集卡：
编码方式PAL/NTSC，图像分辨率：
768×576（PAL），640×480（NTSC）
10
加盖单元
1套
主要完成对工件的加盖装配工作。
滑道式工件架、蜗轮蜗杆减速机、直流减速电机、真空吸盘、真空发生器、挡料气缸、光电传感器、电感传感器、电控阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金桌面等；阻挡气缸缸径：
12mm；不锈钢管气缸：
SDA12×25-SA2；
11
穿销单元
1套
主要完成对加盖装配完毕后工件的穿销紧固装配工作。
料斗、槽形下料机构、不完全齿轮传动机构、直流减速电机、挡料气缸、顶销气缸、光电传感器、电感传感器、磁性传感器、电控阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金桌面等；阻挡气缸缸径：
12mm；顶销气缸缸径：
16mm；
12
检测单元
1套
主要完成对工件的外形、装配要求的检测，并传送给后续单元使用。
双联伸缩气缸、同步带输送机、直流减速电机、定位气缸、光电传感器、磁性传感器、光纤传感器、接近传感器、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
直流减速电机:
DC24V/25W；双联气缸：
缸径：
16mm；阻挡气缸缸径：
12mm。
13
条形码识别
元
1套
主要完成对装配完成后的合格工件进行贴标及条形码的识别读取并输入仓库管理系统的工作。
自动贴标机、步进电机、条码扫描器、同步带输送机、直流减速电机、定位气缸、光电传感器、接近传感器、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
进口条码扫描仪：
扫描模式：
全方位扫描；扫描景深：
0——229mm；解码能力:
一维条码；支持接口：
RS232
14
分拣输送单元
1套
主要完成对检测完毕不合格工件进行分离，并传动至废料槽。
同时合格工件与滑撬托盘分离，进入提升机械手单元。
直线无杆气缸、导杆组合气缸、平行气爪、皮带输送机、废料槽、阻挡气缸、同步带输送机、直流减速电机、定位气缸、光电传感器、磁性传感器、接近传感器、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等；导杆气缸、无杆气缸缸径：
20mm；阻挡气缸：
缸径：
12mm；旋转气缸缸径：
10mm，旋转90度；工作压力≥0.5MPA。
15
物流仓储单元
1套
自动接收成品工件依次分类入库存储。
仓储货架、皮带输送机构、直流减速电机、同步带轮组、光电传感器、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
3组4层立体仓库，每层配单独检测系统。
16
提升机械手单元
1套
主要完成抓取合格成品工件并依次分类入库工作。
步进电机、交流伺服电机、直线无杆气缸、摆动气缸、平行气爪、同步带平移台、链传动平衡机构、滚珠丝杠平移台、蜗轮蜗杆减速箱、光电传感器、磁性传感器、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
步进电机驱动器：
12800脉冲/圈；电机步距角：
1.8度；直流减速电机:
DC24V25Wrpm：
3000；交流伺服电机：
AC220V200Wrpm：
3000；蜗轮蜗杆减速比1：
50；阻挡气缸缸径：
12mm；无杆气缸缸径：
15mm；旋转气缸缸径：
10mm旋转90度；直线导轨直径：
16mm长度800mm；滚珠丝杆导程：
5mm精度：
7级；
17
堆垛解垛单元
1套
主要完成对滑撬托盘的暂存或摄取。
步进电机、托盘货仓、同步带平移台、滚珠丝杠平移台、平行气爪、同步带输送机、直流减速电机、光电传感器、磁性传感器、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
圆形直线导轨长度≥700mm
18
行车机械手单元
1套
主要完成将滑撬托盘从环形生产线的结束工位搬运到起始工位。
平行气爪、长程导杆组合气缸、交流减速电机、同步带平移机构、直线导轨、平行气爪、同步带输送机、直流减速电机、光电传感器、磁性传感器、电磁阀、PLC控制系统、触摸屏、铝合金支架等。
导轨长度：
≥2m；大口机械夹：
缸径：
10mm；
19
滚筒转角单元
1套
实现生产线的90°转向，可独立控制。
直流减速电机、直齿轮组、锥形齿轮组、链轮组辊道组合、铝合金桌面等
20
直角转向转角单元
1套
完成生产线的90°转向，可独立控制。
转盘、旋转气缸、同步带、同步轮、直流减速电机、圆带传动机构、铝合金桌面等
21
圆带转角单元
1套
主要完成生产线的90°转向，可独立控制。
转盘、圆带、同步轮、承重轮、张紧轮
22
圆带辊
传输单元
1套
主要完成生产线的90°转向，可独立控制。
圆带、传动轮、辊轮、直流减速电机
23
传输线
1批
数量满足系统工作时，工件传送需要，可依托各单元独立控制，完成托盘和工件的直线与环形线传输。
包括链条辊道传输线、圆带辊道传输线、皮带传输线等3种以上类型，
24
单元触摸屏
13套
除特别说明外，配置7吋触摸屏，并配套相关软件。
与系统配套，相关配套软件
25
单元PLC
13套
数量与功能应满足各功能单元独立控制需要
除特别说明外，均采用西门子S7-1200系列
26
嵌入式计算机
4套
配置模块应满足系统采集、控制及扩展要求。
需配置相应模块、显示器及键盘鼠标。
Windows操作系统，基于PC104总线的嵌入式控制系统。
提供二个RS-232串口，一个多模式并口（ECP/EPP/SPP），两个USB口，一个PS/2键盘鼠标接口，一个硬盘接口,一个10/100M自适应以太PCI网卡,PC104接口和一个看门狗定时器。
27
工业网络通讯
1套
实现主站与各从站、及各从站之间的通讯。
与系统配套
28
空气压缩机
2台
满足系统气源供给
静音空气压缩机
29
控制软件
1套
满足系统使用和扩展要求。
包括主控软件、从站控制软件、编程软件和图像处理软件等
30
配套工具
2套
与系统配套
安装、维护使用所需的各类工具（含工具箱1个）
31
配套光盘
2套
与系统配套使用手册、程序等
使用手册、程序等
32
模拟工件
20套
与系统配套
符合系统工作要求
33
导线
14套
可插拔自锁导线
与系统配套
其他及配置
要求提供本系统详细的使用说明书、实验指导书、系统实物演示录像、关键机器人设备的本体装配动画等技术资料；本系统要求完全开放；方便扩展和集成。
开设实验内容：
●工业现场系统集成技术原理与应用实验
●电气设计与配线实验
●电流电压测试与读数
●PLC总控联网编程与调试实验
●PLC通讯实验
●工业现场总线模块学习与使用
●光电与磁性传感器安装与调整
●控制电路的设计
●电气控制系统安装与接线
●直流电机的原理与接线
●触摸屏工程的编写
●触摸屏组态与监控实验
●调压过滤器原理与气压调整
●典型气动气路系统的连接
●电磁阀原理与应用
●机器人理论与应用
●传感器原理与应用
●机械与光电传感器安装与调整
●电气控制系统安装与接线
●并联机器人常用机构认识实验；
●多轴运动控制器实验；
●VC高级语言编程控制运动机器人运动实验；
●嵌入式控制系统的学习与实验；
●PC104总线理论与应用
●位置控制、速度控制等实验；
●机器人示教再现学习与实验；
●并联机器人插补原理及运动实验；
●并联机器人加工实验。
●典型气动气路系统的连接
●传感器原理与应用
●光电传感器安装与调整
●电气控制系统安装与接线
●机电设备安全布线与调整
●伺服电机原理与应用
●伺服电机驱动器原理与调整
●编码器原理与应用
●多轴运动控制器实验
●嵌入式控制系统的学习与实验
●机器人坐标系的建立
●机器人正运动学分析
●机器人逆运动学分析
●机器人关节运动轨迹规划
●机器人工作空间绘制
●机器人点到点与连续轨迹控制
●机器人搬运操作实验
●机器人示教再现学习与实验；
●典型气动气路系统的连接
●光电传感器安装与调整
●电气控制系统安装与接线
●直流电机的原理与接线
●机器视觉技术组成与连接
●颜色识别原理与应用
●图像采集卡原理与应用
●机器视觉控制算法原理与应用
●嵌入式控制系统的学习与实验；
●PC104总线理论与应用
●光电与磁性传感器安装与调整
●控制电路的设计
●电气控制系统安装与接线
●步进电机原理与应用
●步进电机驱动器原理与调整
●伺服电机原理与应用
●伺服电机驱动器原理与调整
●编码器原理与应用
●典型气动气路系统的连接
●电磁阀组安装与应用
●光电与磁性传感器安装与调整
●电子调速控制电路的设计、安装与接线
●直流电机的原理与接线
（2）--工业机器人虚拟仿真实验系统
序号
设备名称
规格参数要求
数量
单价
（万元）
备注
1
工业机器人虚拟仿真
实训平台
★组成：
手持操作示教器、2.控制器、3.仿真教学软件。
集成了数种不同品牌机器人本体模型（含ABB、KUKA、Fanuc、汇博等配套国产机器人型号），要求：
可真实体验操作机器人的感觉，提供完善的工业机器人示教编程的方案，包括机器人不同坐标系下的点动、示教文件的编程、按照示教文件选择单步或者连续执行、实时更改机器人速度等；
✧提供不同机器人模型，方便根据不同的需求更换机器人模型；
✧提供不同的机器人外围设备模型，包括夹具、工具等；
✧提供针对不同行业应用的工艺包，如打磨、喷涂等；
✧可以按照一定的数据格式导入导出仿真的数据文件，该数据文件可以直接在真实的工业机器人上运行。
✧提供与虚拟实操系统相配套的工业机器人，两者有着非常好的兼容性和移植性。
✧功能全面：
涉及了工业机器人的所有操作和应用。
工艺包丰富：
提供针对不同行业应用的工艺包，如打磨、喷涂、铣削等。
✧兼容性好：
可按照一定数据格式导入导出仿真的数据文件，该数据文件可直接在真实的工业机器人上运行，和工业机器人兼容。
1套
6
工业机器人虚拟实操仿真实操编程训练。
有真实控制机器人体验。
能为实际操作工业机器人打下基础。
2
工业机器人离线仿真软件系统
要求：
系统集成了数种不同品牌机器人本体模型（包括ABB、KUKA、Fanuc汇博等配套国产机器人型号），有直接体验操作机器人的感觉，提供完善的工业机器人示教编程的方案，包括机器人不同坐标系下的点动、示教文件的编程、按照示教文件选择单步或者连续执行、实时更改机器人速度等；
✧提供不同机器人模型，方便根据不同的需求更换机器人模型；
✧提供不同的机器人外围设备模型，包括夹具、工具等；
✧提供针对不同行业应用的工艺包，如打磨、喷涂等；
✧可以按照一定的数据格式导入导出仿真的数据文件，该数据文件可以直接在真实的工业机器人上运行。
✧提供与虚拟系统相配套的工业机器人，两者有着非常好的兼容性和移植性。
✧功能全面：
涉及了工业机器人的所有操作和应用。
工艺包丰富：
提供针对不同行业应用的工艺包，如打磨、喷涂、铣削等。
✧兼容性好：
可以按照一定的数据格式导入导出仿真的数据文件，该数据文件可以直接在真实的工业机器人上运行，和工业机器人有着完美兼容。
33台套
0.6
用于学生了解工业机器人仿真软件和在计算机上训练
合计
25.8万
（3）---智能迎宾机器人-估价23万，数量1台
产品名称
智能迎宾机器人
整体概况
身高：
160cm；
肩宽：
78cm；
身厚：
45cm；
臂长：
0.75m；
行走：
轮式行走；
CPU：
4核；
操作系统：
Windowsxp
Android混合；
编程：
图形化或者C语言；
自由度：
20；
轴类型：
伺服电机；
骨架：
钢、铝合金混合；
外壳：
ABS工程塑料；
颜色：
白色；
漆质：
表面钢琴烤漆；
设计：
全数字三维设计；
体重：
50公斤；
头部自由度：
1个；
腰部自由度：
1个；
左臂自由度：
4个；
右臂自由度：
4个；
左手自由度：
5个；
右手自由度：
5个；
全身外骨骼采用乳白色ABS工程塑料加工完成。
颜色和造型尽量靠近家用电器格局。
造型设计目标与我们常见的冰箱、彩电、热水器等白色家电靠拢。
并且采用长半径（半径在30cm以上）的样条曲线，这样会更加现代化感，如上图所示。
内骨骼采用钢或者铝合金材料制造，外壳采用高强度ABS工程塑料数控加工，表面钢琴烤漆工艺，华丽、大方。
底盘装有2只直流伺服减速电机，差动驱动全身，可以完成前进、后退、左转、右转等功能。
底盘裙摆四周装有超声波传感器，可以探测本体至四周环境的距离，可以辅助定位，并且躲避障碍。
与差动伺服轮搭配使用，可以完成预定路线规划等导航功能。
电源
该款迎宾机器人采用高能锂聚合物充电电池，电压22.2V，15C放电，一次充电可以待机并混合运行8小时以上。
配有专门的智能充电器，可以反复使用500次以上。
屏幕
该款迎宾机器人胸前拥有高清触摸屏，支持触摸操作，能播放视频、图片、PPT等。
采用SHARP高清高亮显示屏，触摸板采用电容触摸板，支持高精度、高速度定位。
分辨率为全彩高清。
移动速度
该款迎宾机器人采用无极调速控制，调速范围0.5米/秒—1.5米/秒之间。
噪音
迎宾机器人的所有马达的噪音均小于30分贝。
主要功能
（1）语音交流：
该款迎宾机器人能与人互动对话，能介绍单位信息，能讲解展台信息等。
在以上基础上，支持中英文语音识别，采用国标标准普通话发音。
（2）人体感应：
迎宾机器人能自动检测访客的到来，主动迎宾并问好。
（3）数据初始化：
迎宾机器人全身采用数字控制技术，用户可以自行制作并设置好程序再由机器人本体来执行。
用户可以直接将文字图片等素材植入机器人体内。
也可以由厂家协助制作并发邮件给用户，用户再自行下载至机器人体内运行。
（4）演示语音控制：
迎宾机器人的演示语音顺序可随意设定，可跳过、可暂停恢复等。
（5）移动方式：
迎宾机器人，完全自主导航，自主移动，通过超声波传感器组，可绕开障碍物行进。
并且在以上基础上，同时还可通过遥控器干预及操作。
不需铺设预定轨道或预埋感应线。
可支持WIFI，通过WIFI控制。
控制端采用手机或者平板电脑。
带有一套完整的UI操作界面。
（6）演示功能：
迎宾机器人采用全数字控制技术，带有Windows和Android双操作系统，能够预置各种演示功能，并且在任何情况下可以人为中断并且可以恢复。
移动和语音相结合，既能全过程自动按顺序移动到每一个展台停住并播放该展台对应
升级会员 