工业机器人与智能视觉系统应用实训平台设备清单文档格式.docx

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3、设备结构与组成

该实训平台由三菱RV-3SD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、RFID数据传输系统、工具换装单元、四工位供料单元、环形输送单元、直线输送单元、工件组装单元、立体仓库单元、废品回收框、各类工件、电气控制柜、型材实训桌、型材电脑桌等组成。

1.三菱RV-3SD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，装备多种夹具、吸盘、量具、工具等，可对工件进行抓取、吸取、搬运、装配、打磨、测量、拆解等操作，也可以抓取智能视觉相机对工件、装配过程进行实时检测操作。

机器人本体由六自由度关节组成，固定在型材实训桌上，活动范围半径大于600mm，角度不小于340°

，机器人本体具体参数如下表：

形式

单位

规格值

机种

6轴标准规格

动作自由度

6

安装姿势

地板、垂吊

构造

垂直多关节型

驱动方式

AC伺服马达

（J1～J3、J5轴附刹车）

位置检出方式

绝对型编码器

手臂长

Upperarm

mm

245

Forearm

270

动作范围

（J1）

度

340（-170～+170）

（J2）

225（-90～+135）

（J3）

191（-20～+71）

（J4）

320（-160～+160）

（J5）

240（-120～+120）

（J6）

720（-360～+360）

最大速度

度/秒

250

187

412

660

最大合成速度

mm/sec

5500

可搬重量

最大

kg

3.5

额定

3

位置往返精度

±

0.02

周围温度

℃

0～40

本体重量

37

容许转矩

N•m

5.83

3.9

容许惯性

kg•m2

0.137

0.047

手臂到达半径

（前方J5轴中心点）

642

Tool配线

抓手输入8点、输出8点

预备配线8芯

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

智能视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。

本设备采用一套欧姆龙FZ4-350智能视觉系统，由视觉控制器、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，对工件本身及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。

3.三菱可编程控制器单元

配备三菱FX3U可编程控制器、数字量扩展模块、模拟量模块、以太网通信模块等，用于读写RFID系统的工件数据，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、数据传输等任务。

4.RFID数据传输系统

采用西门子RFID检测系统，安装在环线输送单元的左端圆弧处，电子标签已埋在工件内部，检测距离为40mm。

当工件从环线输送单元经过左端圆弧处时，RFID检测系统可以准确地读取工件内的标签信息，如编号、颜色、高度等信息，该信息通过工业现场数据总线传输给PLC，用来实现工件的分拣操作。

5.工具换装单元

由大口气夹、真空发生器、吸盘工装、视觉工装、定位工装、工装支架等机构组成。

大口气夹、真空发生器安装机器人本体上，受机器人控制，大口气夹不仅可以夹取工件，还可以夹取三种工装进行功能性操作。

大口气夹一侧前端装有光纤传感器，用于检测前方有无物体，另一侧装有气动对接装置，用于将气动信号自动导入到气动工装（吸盘工装）上。

吸盘工装上装有真空吸盘和气动对接装置，当大口气夹夹取吸盘工装时，真空吸盘的动作由机器人控制，可以随之移动，吸取任意可到达位置内的工件。

视觉工装上装有视觉相机，当大口气夹夹取视觉工装时，视觉相机可以随着机器人的移动拍摄不同位置、不同方向的工件或场景。

视觉工装上设有定位针，用于精确定位工件的位置。

工装支架安装在型材实训桌上，用于机器人自动放置和取用不同的工装。

6.四工位供料单元

由井式料库、推料气缸、顶料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。

提供不同编号、不同高度、不同颜色的标准工件，以及编号缺少笔画、杂色叠加等不合格工件。

四工位的供料设计，使得供料方式多样化，可以进行单一的上料，也可以进行不同编号、高度、颜色的组合上料，以及对上料速度快慢控制，实现上料形式的多样化。

7.环形输送单元

包含一套交流调速系统，由变频器、三相交流电机、环形板链（传送带）、对射传感器等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件。

8.直线输送单元

包含一套直流调速系统，由直流电机、高精度编码器、调速控制器、同步带轮等组成，安装在型材实训桌上，用于传输工件（工件跟踪抓取时用）。

9.工件组装单元

由工件盒送料机构及工件盖送料机构组成，安装在型材实训桌上，用于装配工件。

具有3个工件盒组装位置，能同时对3个工件盒进行装配操作。

工件盒内设有4个工件槽用于放置工件，工件盒和工件盖四个角带有磁性粘合，可以使工件盒与工件盖紧密组合在一起。

设有多个传感器，可以检测工件盒/工件盖的有无、方向是否装反。

机器人可以进行工件盒/工件盖装反时的修正、工件按序装配、工件拆解等操作。

通过对工件盒/工件盖的正反放置，工件装配的顺序变化，提高机器人的应用灵活性，可进行机器人不同难易程度的应用考察，实现实训及考核的多样化。

10.立体仓库单元

由铝质材料加工而成，配有9个仓位（3×

3），安装在型材实训桌上，用于放置装配完的组件，也可以通过机器人对装配完成的组件进行拆装，并分类放置到相应的工件料库。

11.废品回收框

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。

12.电气控制柜

用于安装机器人控制器、PLC、变频器及调速控制器等电气部件，采用网孔板的结构，便于拆装。

通过两根电缆线与型材实训桌相连，两端使用航空插头，强弱电分离，连接安全可靠。

13.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。

4、软件介绍

1.机器人调试编程仿真软件

本设备使用机器人专用调试编程软件，可以对三菱各系列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，可以对机器人进行在线和离线调试。

在线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。

离线调试时可调用模拟窗口，使用三维仿真机器人模型，逼真地模拟当前选择的本型号机器人，可对机器人进行如下操作：

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.机器人第三方远程控制软件

本设备机器人支持远程控制，可以使用第三方工具软件（如VB、Vc++等）编写的控制程序对机器人进行实时远程控制。

本设备随机赠送一个Vc++编写的示例程序，可以对各关节进行直交、关节、脉冲三种方式的单独或联动控制。

3.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。

4.RFID读写软件

提供一个本设备专用的RFID读写软件，可以对西门子RFID读写器进行操作，包括读写器的启动、停止，标签的初始化、数据写入、数据读取等功能。

5、设备主要配置

1.基本配置

序号

名称

主要部件、器件及规格

数量

备注

1

电气实训柜

1台

2

实训平台

工业机器人

6轴工业机器人本体：

RV-3SD

三菱

机器人控制器：

CR1DA-700

1套

4

智能视觉系统

视觉控制器：

FZ4-350

欧姆龙

视觉相机：

FZ-SC

5

RFID系统

读写器：

RF260R

西门子

电子标签：

A20

36个

可编程控制器系统

PLC主机：

FX3U-64MT

1只

数字量输入模块：

FX2N-8EX

模拟量输出模块：

FX2N-2DA

232通信模块：

FX3U-232-BD

以太网通信模块：

FX3U-ENET-L

7

交流调速系统

变频器：

FR-D720S-0.4kW

交流减速电机：

01K3GN-D/0GN50K

8

直流调速系统

PID调节控制器：

24/20BL-4Q02

直流电机：

DM-06-2GN-24

编码器：

增量式2000线

10

路由器

4P以太网路由器

11

实训模块

四工位供料单元、环形输送单元、直线输送单元、工件组装单元、工具换装单元、立体仓库单元等

12

气泵

静音气泵

13

线缆

PLC通信电缆、以太网线等

14

Ф6气管

3米

2.工具

型号、规格

内六角扳手

1.5-10

十字螺丝刀

3×

75

1把

一字螺丝刀

6×

75

钟表螺丝刀

6、实训项目

项目一PLC程序编程与调试

项目二工业机器人示教单元使用

项目三工业机器人软件使用

项目四工业机器人基本指令操作

项目五工业机器人工件的跟踪抓取

项目六射频识别（RFID）技术应用

项目七使用RFID软件读写电子标签

项目八PLC对RFID的数据读取操作

项目九PLC对RFID的数据写入操作

项目十智能视觉系统应用

项目十一智能视觉编号比对测量

项目十二智能视觉颜色比对测量

项目十三智能视觉角度比对测量

项目十四智能视觉角度比对测量

项目十五智能视觉表达式及输出结果

项目十六工业机器人与智能视觉系统综合应用