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一、概述        LG-RMD05型 工業機器人碼垛工作站適用于本科、高職院校機器人相關專業開設的《機器人機械系統》、《機器人控制技術》、《機器人視覺與傳感技術》、《工業機器人應用與編程》、《現場總線技術及其應用》《可編程控制技術》、《電氣及PLC控制技術》等課程。 二、技術性能1、輸入電源：3/N/PE   AC 380V±10%   50Hz；2、工作環境：溫度–10℃～+40℃，相對濕度＜85%（25℃），海拔＜4000m；3、裝置容量：＜3KVA； 4、供氣氣源：配備空壓機一臺，三聯件一套。 5、外形尺寸：2400mm×4000mm×1680mm；6、安全保護：具有漏電壓、漏電流、過載保護裝置，安全符合國家標準。 三、配置及參數 系統主要由 1 臺六軸工業機器人、1 個機器人吸盤夾具、1臺PLC S7-1200 CPU1214、1 個機器人工作臺、1條滾筒輸送線、1個電控裝置等組成，此工位實現搬運，碼垛。工業機器人含國產六軸工業機器人本體；控制柜：獨立控制柜、配套控制器；示教器；實訓模塊：機器人吸盤夾具模塊、滾筒輸送機模塊、棧板碼垛模塊，紙箱搬運放置模塊組成。電氣控制電路板模塊：包含漏電保護器、熔斷器、按鈕、中間繼電器等電氣控制元件。 四、實訓項目1、工業機器人實訓(1) 工業機器人的分類及應用;(2) 工業機器人的組成;(3) 工業機器人的坐標系;(4) 工業機器人的基本規格;(5) 工業機器人工作空間;(6) 工業機器人電氣控制柜;(7) 示教器基本功能與操作;(8) 工業機器人操作安全注意事項;(9) 手動操作工業機器人;(10) 工業機器人的手動運行界面;(11) 工業機器人的基本操作;(12) 碼垛機器人的編程與操作;(13) 碼垛機器人工作流程;(14) 碼垛機器人搬運工藝分析;(15) 碼垛運動規劃和示教前的準備;(16) 碼垛示教編程;(17) 工業機器人操作能力、保養能力；(18) 工業機器人初、中級編程。2、工業控制實訓(1) 工裝夾具設計能力、虛擬仿真等實戰能力；(2) 氣動手爪的控制；(3) 氣動、電氣（包含傳感器）、機電綜合運用能力；(4) 機器人高級編程（變位機通信）、碼垛工藝、整體工作站集成等能力；(5) 碼垛搬運的機械傳動與調試。3、碼垛實訓(1) 工業控制PLC編程；(2) 碼垛搬運的自動化控制；(3) 碼垛工業機器人的控制。

               LG-IRF06型工業機器人分揀實訓平臺由鋁合金導軌式實訓臺、典型的機電一體化設備的機械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產設備實訓模塊、接線端子排和各種傳感器、計算機等組成。整體結構采用開放式和拆裝式，實訓裝置用于機械部件組裝，可根據現有的機械部件組裝生產設備，也可添加機械部件組裝其他生產設備，使整個裝置能夠靈活的按教學或競賽要求組裝具有生產功能的機電一體化設備。模塊采用標準結構和抽屜式模塊放置架，互換性強；按具有生產性功能和整合學習功能的原則確定模塊內容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設備需完全符合電工電子全國職業技能大賽所要求，同時還要求具有可拓展功能，可以組成更加大型的生產模擬系統，以配合各個用戶學校不同層次，不同專業的教學及培訓要求。一、技術參數1、交流電源：三相五線 AC 380V±10%  50 Hz。2、溫度：-10～40 ℃；環境濕度：≤90%（25℃）。3、安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。二、設備結構1、實訓裝置臺架為鋁合金導軌式，實訓考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導線進行電路連接；各指令開關、光電開關、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子牌連接電路相結合，既保證學生基本技能的訓練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。2、鋁合金導軌式實訓臺：可以安裝送料機構、工業機器人、傳輸分揀機構、實訓模塊及PLC主機等可以放置在拉出式的支架上。3、觸摸屏：MCGS7022EX,模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鐵質噴塑板。4、PLC模塊及變頻器模塊：三菱FX3U-32MR；變頻器：FR-D720S 0、4KW；模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進口油墨絲印。5、電源模塊：三相電源總開關（帶漏電和短路保護）1個，熔斷器3只，單相電源插座2個，安全插座5個。6、按鈕模塊：24 V/6 A、12 V/2 A各一組；急停按鈕1只，轉換開關2只，蜂鳴器1只，復位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只。7、一體化接線排：接線排殼體上兩側相對設置有一初級接線區（接線端子）和一次級接線區（安全插座）；接線端子與對應的安全插座通過導電彈性件連接；接線排殼體邊緣卷折，設有固定用的螺孔，可以固定在實訓桌上。8、螺旋上料機構：工件庫1件，物料推出機構1件，接近開關1只，減速電機1只，主要完成將工件庫中的工件依次推出。9、工業機器人本體         采用六自由度工業機器人系統，由機器人本體、機器人控制器、示教單元、輸入輸出信號轉換器和抓取機構組成。 （1）機器人本體由六自由度關節組成，固定在型材實訓桌上，具有6個自由度，串聯關節型工業機器人安裝方式包括地面安裝、掛裝、倒裝（2）第1軸工作范圍：≧+170°/-170°，最大旋轉速度≧370°/s，臂展≧198mm，功率≧200W。（3）第2軸工作范圍：≧+110°/-110°，最大旋轉速度≧400°/s，臂展≧141.25mm，功率≧400W。（4）第3軸工作范圍：≧+40°/-220°，最大旋轉速度≧430°/s，臂展≧260mm，功率≧200W。（5）第4軸工作范圍：≧+180°/-180°，最大旋轉速度≧300°/s，臂展≧25mm，功率≧100W。（6）第5軸工作范圍：≧+125°/-125°，最大旋轉速度≧600°/s，臂展≧280mm，功率≧100W。（7）第6軸工作范圍：+360°/-360°，最大旋轉速度≧600，臂展≧86.5mm，功率≧100W。（8）最大臂展：≧600mm（9）有效負載：≧5kg （10）整機重量：≧23.50KG （11）防護等級：≧IP65 （12）重復定位精度：≧±0.05mm 10、物料分揀裝置：傳送帶通過三相異步電動機驅動，在傳送帶端點處設計有落料口，通過光電傳感器檢測物料；傳送帶上裝有三個出料槽，對應位置有電感傳感器、光纖傳感器等，同時正對料槽位置裝有推料氣缸，共計三個氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。氣缸及附屬傳感器選用SMC。 三、配置清單 序號 名稱 主要元件或型號、規格 數量 1 實訓桌 1190×800×840 mm桌臺采用的是30*60的鋁型材 1張 2 觸摸屏模塊 昆侖通態7022EX 1塊 3 PLC實訓模塊 三菱FX3U-32MR 1塊 4 變頻器模塊 三菱FR-D720S 0.4KW 1塊 5 電源模塊 三相電源總開關（帶漏電和短路保護）1個，單相電源插座2個； 1塊 6 按鈕模塊 24 V/6 A兩組5V/6 A一組；急停按鈕1只，轉換開關2只，蜂鳴器1只，復位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只； 1套 7 物料傳送機部件 三相交流減速電機（AC380V/AC220V，輸出轉速130r/min）1臺，送料盤1個，光電開關1只； 1套 8 工業機器人 國產6軸、3公斤 1套 9 皮帶輸送機部件 三相減速電機（380 V，輸出轉速40r/min）1臺，平皮帶1400×100×1.5 mm 1條； 1套 10 物件分揀部件 單出桿氣缸3只，金屬傳感器1只，光傳感器2只，磁性開關3只，物件導槽3個，單控電磁換向閥3只 1套 11 接線端子模塊 接線端子和安全插座 1塊 12 物料 金屬2個，尼龍黑白各2個 6個 13 安全插線 　 1套 14 氣管 Φ4\Φ6，氣管為藍色，每臺配有足量氣管 1套 15 PLC編程線纜 　 1條 16 觸摸屏與計算機通信線 　 1條 17 觸摸屏與PLC通信線 　 1條 18 配套工具 　 1套 19 產品配套U盤 　 1套 20 靜音空氣壓縮機 0Mpa-0.8Mpa，氣泵噪音≦65分貝，符合國家標準 整個教室一套 21 三相電機 180W 1臺 四、部分實訓項目1、氣動系統的安裝與調試（1）氣動方向控制回路的安裝。   （2）氣動速度控制回路的安裝。（3）氣動順序控制回路的安裝。     （4）氣動機械手的安裝。（5）氣動系統氣路的連接。       （6）磁性開關的位置調整。（7）氣動系統調試。        （8）擺動控制回路的安裝。2、變頻器的安裝與調試（1）變頻器與交流電機主電路的連接。 （2）變頻器面板的參數設置與操作。（3）變頻器面板控制交流電機調速。（4）通過變頻器外部端子控制電機啟停。3、機電設備的安裝與調試（1）傳動裝置同軸度的調整。    （2）皮帶輸送機的安裝與調整。（3）搬運機械手設備安裝與調試。  （4）物件分揀設備的安裝與調試。（5）送料設備的安裝與調試。  （6）自動生產線設備安裝與調試。4、電氣控制電路的安裝與PLC編程（1）電動機正反轉控制電路的連接與程序編寫。（2）電動機調速控制電路的連接與程序編寫。（3）皮帶輸送檢測程序編寫。          （4）氣動順序動作控制程序編寫。（5）氣動機械手控制程序編寫。        （6）機電一體化設備控制程序編寫。（7）自動生產線控制程序編寫。5、自動控制系統的安裝與調試（1）多種傳感器的安裝與調試。     （2）皮帶輸送檢測的自動控制。（3）機械手的自動控制。       （4）機電一體化的自動控制。（5）PLC控制系統的安裝與調試。    （6）自動生產線的安裝與調試。6、觸摸屏基本控制及設置（1）觸摸屏的接線和基本參數設置。（2）基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習。（3）PLC、觸摸屏與變頻器通信控制。7、可用于考核或技能競賽，可考察的職業能力（1）機械構件的裝配與調整能力。         （2）機電設備的安裝與調試能力。（3）電路安裝能力。          （4）氣動系統的安裝與調試能力。（5）機電一體化設備的控制程序的編寫能力。 （6）自動控制系統的安裝與調試能力。 8、四軸機械手實訓 （1）工業機器人現場編程與實訓操作 （2）PLC與工業機器人的通訊技術實訓 （3）PLC對工業機器人的電氣集成控制應用 （4）工業機器人搬運工藝的應用 （5）傳送帶和機器人協作控制的實訓

針對高粉塵、強腐蝕、易結疤的惡劣工業環境，研究具有防塵、抗腐蝕、防結疤功能的機器人機構，并基于光機電一體化技術和機器視覺技術實現對顆粒物料進行自動取樣和非接觸動態在線檢測，降低技術人員在惡劣環境下工作的時間長度，同時提高粒度檢測的準確性和穩定性。  工作流程： （1）機械臂取料：從生產線上進行取樣； （2）物料傳送：對采集樣本進行打散、干燥、運輸； （3）粒度檢測：基于機器視覺實現樣本的非接觸檢測 （4）返還樣本：將檢測后的樣本返還至生產線； 性能指標： （1）總體重量: 1000 kg； （2）取樣行程: 1~2 m； 取樣速度: 2-5 kg/min; 工作時間：24 h/天； （4）檢測范圍：直徑 0.5-25 mm （5）重復精度：<2%  主要特點與功能： （1）采用仿生外骨骼、驅動器遠置、自清潔機構實現機器人的防塵、防結疤； （2）通過雙CCD提高檢測精度與速度； （3）基于視覺伺服實現采樣和檢測速度的自動控制； （4）建立粒度檢測數據庫，實現檢測結果的實現顯示和歷史數據的遠程查詢；（5）實時數據與生產控制DCS系統連接，將檢測數據用于生產造粒參數控制      

隨著社會經濟的發展，醫院、車站、機場等大型場所的規模和數量不斷擴大，其保安巡邏 自動化需求將日趨迫切。目前依賴于人力巡邏或CCD定位監控已不能滿足夜間保安的要求， 采用保安巡邏機器人實行定時、定點監控巡邏與不間斷流動巡邏結合將是目前最佳的解決方 案。 為了實現保安巡邏的各項功能，使系統在總體性能上滿足實時性、可靠性和方便性的要 求。遠程操作計算機遠離移動機器人的工作現場，操作者通過這臺計算機實現對機器人的遠程 操作控制，其實現的功能有：網絡通信、視頻的解壓縮和顯示、非視覺傳感器信息的可視化顯 示、移動機器人工作狀態的顯示和接收操作者通過控制設備對移動機器人下達的控制命令。 移動機器人平臺由移動機器人信息處理及操作系統、道路識別系統、視頻采集系統、非視 覺傳感器信息采集系統和伺服驅動系統組成，其中移動機器人上位機系統實現的功能有：網絡 通信、視頻信息壓縮、視頻信息識別、非視覺傳感器信息的處理、移動機器人的運動規劃和運 動控制。本項目創新點如下： (1) 基于區域矢量化道路識別 對車道線進行區域矢量化，并對獲取的車道線進行數學分析及建模，用以后續的自動導航 控制。 (2) 基于多信息融合的自動導航 本巡邏機器人自動導航系統采用多信息融合，結合視覺信息和GPS定位。視覺信息用來識 別車道線進行導航，而GPS可以提供必要的導航信息，對視覺信息的不足進行補充。 (3) 巡邏機器人組網及遠程控制 巡邏機器人控制系統接入無線網絡，可以通過控制端PC對機器人發送指令，使其按所發 送的指令自動到達指定站點。機器人之間應該也能夠互相通信，這樣才能夠及時的避免沖撞以 及交換信息。

華南理工大學焊接裝備團隊經過多年艱苦努力，成功開發出面向復雜水下空間環境的機器人水下焊接制造系統，在水下機器人移動平臺、水下機器人焊接電源、潛水送絲裝置、微型排水裝置、水下視覺檢測、工藝過程計算模擬、質量評價等關鍵核心技術取得了突破。研制的機器人水下焊接系統已在中廣核等進行示范應用，可應用于強核輻射環境水下焊接與在役修復，水下焊接制造過程穩定，焊縫成形美觀，焊接接頭質量優良。通過產學研用合作，部分核心技術已在國內焊接設備上市公司等進行技術轉化。 相關研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發明42件），軟件著作權登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術之一（第28項）進行了重點報道，人民網、新華網、中國新聞網等主流媒體都做了相關報道。 黨中央、國務院高度重視海洋經濟發展，作出了建設海洋強國的重大戰略部署。機器人水下焊接制造技術不僅可以滿足海洋資源開發裝備現場制造、在役修復的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權裝備在惡劣環境下的自動化維保能力，也能夠應用于核電站強核輻射環境應急事故緊急修復處理。水下機器人焊接制造技術是科技日報重點報道的35項卡脖子技術之一。總體技術方案電站現場機器人水下焊接實驗知識產權類型:發明專利技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

發明專利CN201610351466.5

圍繞以機器人代替巡視人員完成室外變電站設備日常檢查的巡檢工作新模 式，重點突破巡檢機器人的自主導航、半自主導航、網絡環境下的人機交互控制、 非接觸式設備檢測等關鍵技術，研制變電站巡檢機器人系統，完成集成演示并實 現示范應用，引領特種智能機器人技術發展，為少人值班、無人值班變電站的安 全運行提供技術保障。技術關鍵1） 巡檢機器人的定位、導航算法、巡檢機器人的定位：導航算法是巡檢機器人實現自主運動的核心技術，可提 高機器人的智能。2） 自動返回充電技術：自動返回充電技術是提高機器人工作效率，保證其自主工作的關鍵。3） 網絡環境下的機器人遙控技術 應用前景：：隨著國民經濟的快速發展，我國超高壓、高壓變電站的數量還將在相當長的 一段時間內保持快速增長。變電站對變電站巡檢機器人的需求量將不斷增大，推 廣應用前景更廣闊。變電站巡檢機器人目前在500KV變電站已有推廣應用，隨 著變電站巡檢機器人性能提高、功能完善、價格下降，有望進一步擴大在500KV 及以下變電站推廣應用。

圍繞以機器人代替巡視人員完成室外變電站設備日常檢查的巡檢工作新模 式，重點突破巡檢機器人的自主導航、半自主導航、網絡環境下的人機交互控制、 非接觸式設備檢測等關鍵技術，研制變電站巡檢機器人系統，完成集成演示并實 現示范應用，引領特種智能機器人技術發展，為少人值班、無人值班變電站的安 全運行提供技術保障。 技術關鍵 1） 巡檢機器人的定位、導航算法 巡檢機器人的定位、導航算法是巡檢機器人實現自主運動的核心技術，可提 高機器人的智能。 2） 自動返回充電技術自動返回充電技術是提高機器人工作效率，保證其自主工作的關鍵。 3） 網絡環境下的機器人遙控技術 應用前景： 隨著國民經濟的快速發展，我國超高壓、高壓變電站的數量還將在相當長的 一段時間內保持快速增長。變電站對變電站巡檢機器人的需求量將不斷增大，推 廣應用前景更廣闊。變電站巡檢機器人目前在500KV變電站已有推廣應用，隨 著變電站巡檢機器人性能提高、功能完善、價格下降，有望進一步擴大在500KV 及以下變電站推廣應用。市場及經濟效益分析： 預期經濟、社會效益： 在無人值班變電站中，用機器人代替人工進行日常的設備巡視，可以大大提 高變電站運行的自動化水平，達到減人增效的目的，具有顯著的經濟效益。以nokv的無人值班變電站為例，從定量的數據進行分析。根據重慶市電力 公司《變電站運行管理規范》的規定，無人值班變電站操作隊原則上實行三班 人員一班制，其所轄llOkV變電站為5-7個時，每班至少應配備6人，其中值班 員不少于3人，以人均薪酬3萬元/年計算，一年的人工薪酬至少54 (3X6X3) 萬元，操作隊工作用車的路油費約3萬元/年，其它辦公耗材等費用約1萬元/年， 共58萬元/年，平均下來，一個llOkV變電站基本費用(此處主要是計算操作隊費 用，不包括設備調試、檢修等其它生產費用)為8. 3?11. 6萬元/年。根據其主要 配置的不同，變電站巡檢機器人的成本價也有所不同，大約在50萬元左右，因 此，在llOkV無人值班變電站應用自動巡檢機器人代替人工進行設備巡視可在 4?6年內收回成本。同樣計算，若是在220kV及以上變電站應用自動巡檢機器人 代替人工，可望在4年內收回成本。此后，只需花費相對較少的費用對機器人進 行日常維護即可，與目前采用的人工巡視方式相比較而言，具有一次投資長期受 益的明顯優勢和經濟效益。社會效益 采用變電站巡檢機器人代替人員對設備進行巡視，可以提高巡檢作業的水平, 提高工作效率和質量，幫助工作人員實時掌握變電站情況，及時發現潛在事故苗 頭，避免事故，提高變電站安全運行水平；降低了巡檢作業的危險，確保人生安 全和身體健康，保證了變電站的安全生 產。

華南理工大學焊接裝備團隊經過多年艱苦努力，成功開發出面向復雜水下空間環境的機器人水下焊接制造系統，在水下機器人移動平臺、水下機器人焊接電源、潛水送絲裝置、微型排水裝置、水下視覺檢測、工藝過程計算模擬、質量評價等關鍵核心技術取得了突破。研制的機器人水下焊接系統已在中廣核等進行示范應用，可應用于強核輻射環境水下焊接與在役修復，水下焊接制造過程穩定，焊縫成形美觀，焊接接頭質量優良。通過產學研用合作，部分核心技術已在國內焊接設備上市公司等進行技術轉化。 相關研究成果已申請國際PCT 5項、國家專利81件（發明42件），軟件著作權登記21件。研究工作被科技日報作為35項卡脖子技術之一（第28項）進行了重點報道，人民網、新華網、中國新聞網等主流媒體都做了相關報道。 黨中央、國務院高度重視海洋經濟發展，作出了建設海洋強國的重大戰略部署。機器人水下焊接制造技術不僅可以滿足海洋資源開發裝備現場制造、在役修復的需要，還可以提升特種艦船以及海洋維權裝備在惡劣環境下的自動化維保能力，也能夠應用于核電站強核輻射環境應急事故緊急修復處理。水下機器人焊接制造技術是科技日報重點報道的35項卡脖子技術之一。 總體技術方案 電站現場機器人水下焊接實驗