TWB-QR03B工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

（國(guó)產(chǎn)機(jī)器人）

（一）技術(shù)性能

（1）設(shè)備整體尺寸：1500*1200*800mm

（2）氣源：壓力0.7MPa、排氣量60L/Min

（3）電源：AC220V ±10% 50Hz、容量≤5kVA；

（4）工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%（25℃）

（二）設(shè)備簡(jiǎn)介

工業(yè)機(jī)器人模塊式工作站，是以工業(yè)機(jī)器人為核心，配套周邊工作站的結(jié)構(gòu)形成，由淺入深從基礎(chǔ)應(yīng)用的熟悉、認(rèn)知、操作及熟練應(yīng)用。涉及到機(jī)器人的基本理論知識(shí)和基本操作技能，如機(jī)器人基本參數(shù)設(shè)置、軌跡規(guī)劃、示教編程、基本調(diào)試、基本維護(hù)等基本技能；氣動(dòng)夾具的應(yīng)用與創(chuàng)新。訓(xùn)練學(xué)生掌握基礎(chǔ)控制系統(tǒng)的能力，熟悉主流機(jī)器人的操作及軟件設(shè)計(jì)，按照模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)某零件的“軌跡模擬、搬運(yùn)、碼垛等”等適用于中、高職階段的機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電設(shè)備裝設(shè)及自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。

系統(tǒng)由實(shí)訓(xùn)臺(tái)、基礎(chǔ)訓(xùn)練工作站、搬運(yùn)、碼垛工作站、寫(xiě)字繪畫(huà)工作站、涂膠曲面軌跡工作站、工具快換工作站、工業(yè)機(jī)器人及工業(yè)機(jī)器人離線編程仿真軟件等組成。

（三）能夠完成的考核學(xué)習(xí)項(xiàng)目

（1）工業(yè)機(jī)器人安裝、初始化與備份恢復(fù)考核項(xiàng)目

（2）工業(yè)機(jī)器人手動(dòng)控制及基本參數(shù)設(shè)置

（3）工業(yè)機(jī)器人 IO 通信

（4）工業(yè)機(jī)器人單軸運(yùn)動(dòng)與線性運(yùn)動(dòng)控制

（5）工業(yè)機(jī)器人工具 TCP 參數(shù)標(biāo)定

（6）工業(yè)機(jī)器人工件坐標(biāo)系參數(shù)標(biāo)定及多坐標(biāo)系切換

（7）工業(yè)機(jī)器人多類(lèi)型工具快速更換

（8）簡(jiǎn)單平面軌跡、復(fù)雜空間軌跡編程

（9）工業(yè)機(jī)器人快換工具的技術(shù)選型與應(yīng)用考核項(xiàng)目

（10）末端執(zhí)行器氣動(dòng)夾爪機(jī)械設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)三維模型以及裝配圖繪制。

（11）智能制造生產(chǎn)線數(shù)控加工零件的幾何公差與檢測(cè)（平面度、粗糙度等測(cè)量），成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，為后續(xù)機(jī)械零部件設(shè)計(jì)課和專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（12）氣動(dòng)技術(shù)綜合應(yīng)用考核項(xiàng)目

（13）機(jī)械構(gòu)件的裝配與調(diào)整能力考核項(xiàng)目

（14）電路安裝能力考核項(xiàng)目

設(shè)備的組成

（一）實(shí)訓(xùn)臺(tái)

實(shí)訓(xùn)臺(tái)主體為鋼板折彎焊接而成，尺寸L1300mm×W1200mm×H800mm，臺(tái)面為鋁型材拼接厚度22mm，桌面采用優(yōu)質(zhì)航空鋁材，經(jīng)過(guò)機(jī)床加工出安裝槽，可以使用M6快速拆卸的T型螺母和彈簧螺母塊。分上下兩層，上層用于安放機(jī)器人和功能模塊以及電氣控制單元，下層有抽屜和柜門(mén)，用于放置機(jī)器人控制器、計(jì)算機(jī)及連接電纜以及工具等。平臺(tái)底部安裝4個(gè)帶鎖止功能萬(wàn)向腳輪和4個(gè)水平調(diào)整腳杯。

（二）基礎(chǔ)訓(xùn)練工作站

根據(jù)工業(yè)機(jī)器人學(xué)習(xí)要點(diǎn)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行包括工具坐標(biāo)示教、用戶(hù)坐標(biāo)示教、圓形、三角形、長(zhǎng)方形、S曲線等練習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生從基礎(chǔ)了解開(kāi)始學(xué)習(xí)掌握工業(yè)機(jī)器人編程示教、關(guān)鍵參數(shù)配置和調(diào)試應(yīng)用技巧，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

上下面板均為鋁全金加工而成，立柱為工業(yè)鋁型材，底板加工腰形安裝孔，可靈活移動(dòng)和固定。

（三）搬運(yùn)工作站

通過(guò)工業(yè)機(jī)器人將產(chǎn)品在皮帶運(yùn)輸模塊上進(jìn)行搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)。

搬運(yùn)單元在可移動(dòng)的皮帶運(yùn)輸模塊上，可以進(jìn)行豐富的搬運(yùn)內(nèi)容和檢驗(yàn)搬運(yùn)的準(zhǔn)確性。通過(guò)程序可以進(jìn)行靈活的搬運(yùn)訓(xùn)練，將工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)應(yīng)用完整的進(jìn)行訓(xùn)練。

上下面板均為鋁全金加工而成，立柱為工業(yè)鋁型材，底板加工腰形安裝孔，可靈活移動(dòng)和固定。

（四）寫(xiě)字繪畫(huà)工作站

寫(xiě)字繪畫(huà)模塊用于工業(yè)機(jī)器人夾持畫(huà)筆進(jìn)行圖案繪制或文字書(shū)寫(xiě)，掌握機(jī)器人虛擬仿真與離線編程技能，并能夠基于此模塊進(jìn)行實(shí)物驗(yàn)證，提升學(xué)生的工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用能力。

畫(huà)筆工具經(jīng)過(guò)巧妙設(shè)計(jì)，有效補(bǔ)償示教誤差，保證筆尖與紙張的有效接觸。

上下面板均為鋁全金加工而成，設(shè)置專(zhuān)用夾具，可方便快捷進(jìn)行紙張的更換和固定，立柱為工業(yè)鋁型材，底板加工腰形安裝孔，可靈活移動(dòng)和固定。

（五）碼垛工作站

碼垛工作站整體采用鋁材加工，表面陽(yáng)極氧化處理。

由物料擺放底板、碼垛底板、長(zhǎng)方形/正方形兩種物料塊組成。

操作者可根據(jù)需要選擇擺放；可根據(jù)需要自由組合碼垛出多種形狀；練習(xí)對(duì)機(jī)器人碼垛、陣列的理解并快速編程示教的應(yīng)用技能。

（六）涂膠曲面軌跡工作站

涂膠裝配訓(xùn)練模塊由模型、放置支架、涂膠工具等組成，貼合實(shí)際工業(yè)應(yīng)用。選用高仿真模型，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人完成模擬涂膠及裝配工藝，提升學(xué)生的工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用能力。

上下面板均為鋁全金加工而成，立柱為工業(yè)鋁型材，模型配置專(zhuān)用固定架，支架選用彩色亞克力材料。模塊底板加工有安裝孔，可靈活移動(dòng)和固定。

（七）機(jī)器人末端工具

包含氣夾、吸盤(pán)、畫(huà)筆、TCP校準(zhǔn)工裝等工裝夾具。

（八）工業(yè)機(jī)器人

六軸機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)

1.可靠性強(qiáng)——六軸工業(yè)機(jī)器人堅(jiān)固耐用，使用零部件數(shù)量降至最少，可靠性強(qiáng)、維護(hù)間隔時(shí)間長(zhǎng)；

2.速度快——六軸工業(yè)機(jī)器人，優(yōu)化了機(jī)器人的加減速性能，使機(jī)器人工作循環(huán)時(shí)間降至最短；

3.精度高——零件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，具有最佳的軌跡精度和重復(fù)定位精度；

4.堅(jiān)固耐用——適合惡劣的生產(chǎn)環(huán)境；

5.通用性——本六軸工業(yè)機(jī)器人具有較好的通用性，能夠用于多種不同的作業(yè)任務(wù)。比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)；

6.可編程——生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性自動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量品種的柔性制造過(guò)程中能發(fā)揮很好的功用。

機(jī)器人總體布局

采用六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，六個(gè)伺服電機(jī)通過(guò)減速機(jī)、同步帶輪驅(qū)動(dòng)六個(gè)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)。擁有六個(gè)自由度，分別為旋轉(zhuǎn)（X）、下臂（Y）、上臂（Z）、手腕旋轉(zhuǎn)（U）、手腕擺動(dòng)（V）和手腕回轉(zhuǎn)（W）。

本體關(guān)節(jié)采用高強(qiáng)度鋁開(kāi)模而成，保證機(jī)器的高強(qiáng)度、高速度、高精度和高穩(wěn)定性。

特點(diǎn)：

1.采用伺服電機(jī)配諧波減速機(jī)結(jié)構(gòu)，體積小、工作范圍大、速度快、精度高、可與轉(zhuǎn)臺(tái)、滑臺(tái)輸送鏈系統(tǒng)等輔助設(shè)備集成作業(yè)。

2.控制系統(tǒng)掌上型對(duì)話式操作器簡(jiǎn)單易學(xué)，非常適合生產(chǎn)使用。

3.機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)件采用開(kāi)模件，力學(xué)性能好。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器及操作系統(tǒng)為伯朗特控制系統(tǒng)，功能齊全，操作簡(jiǎn)便；標(biāo)準(zhǔn) RS-485 通訊接口、USB 插口及相關(guān)軟件，支持?jǐn)U展八軸及離線示教。

減速機(jī)

機(jī)器人上所用減速機(jī)為諧波減速機(jī)。其主要特點(diǎn)為：

1.傳動(dòng)速比大。單級(jí)諧波齒輪傳動(dòng)速比范圍為 70~320。

2.承載能力高,剛性強(qiáng)。

3.傳動(dòng)精度高。傳動(dòng)誤差只有普通圓柱齒輪傳動(dòng)的 1/4 左右。無(wú)側(cè)隙嚙合，傳動(dòng)空程小，適用于反向轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。(可達(dá) 69%~96%)。

5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件數(shù)少、安裝方便。

6.體積小、重量輕。

7.可向密閉空間傳遞運(yùn)動(dòng)。

伺服電機(jī)

伺服電機(jī)主要特點(diǎn)為：

1.精度：實(shí)現(xiàn)了位置、速度和力矩的閉環(huán)控制;克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題;

2.轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到 2000～3000 轉(zhuǎn);

3.適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用;

4.穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合;

5.及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi);

6.舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。

工作條件

1.電源：220V±10% 50HZ±1%

2.使用溫度：0℃-40℃

3.最佳環(huán)境溫度：15℃-25℃

4.相對(duì)濕度：20-80%RH(無(wú)結(jié)露）

5.氣源壓力：0.5-0.7Mpa

三、主要技術(shù)參數(shù)

最大運(yùn)行半徑:940mm

最大負(fù)載:5KG

重復(fù)定位精度:±0.05mm

整機(jī)重量約:53KG

運(yùn)動(dòng)范圍: J1 -170°~+170°; J2 -100°~+80°; J3 -80°~+95°; J4 -180°~+180°; J5 -120°~+120°; J6 -360°~+360°

最大速度: J1 266°/s ;J2 297°/s; J3 300°/s ;J4 333°/s ;J5 500°/s; J6 500°/s