I. Visão Geral
A plataforma de treinamento para robôs industriais GLIR-2 consiste em um robô industrial, uma plataforma de treinamento operacional, um módulo de aplicação, um rack para posicionamento de módulos, um host de programação, etc. Ela pode ser usada para avaliar a calibração de coordenadas de ferramentas de robôs industriais, programação e operação de trajetórias em superfícies planas e curvas, montagem, manuseio, empilhamento, soldagem simulada, retificação e polimento, inspeção visual industrial e outras habilidades de aplicação em campo industrial, bem como habilidades de programação e simulação offline de robôs.
A plataforma de treinamento integra tecnologias avançadas de manufatura, como tecnologia de robôs industriais, tecnologia de transmissão mecânica, tecnologia eletrônica e elétrica, tecnologia de sensores inteligentes, tecnologia de controle programável, tecnologia de visão computacional, tecnologia da computação e tecnologia de comunicação da Internet das Coisas, abrangendo conhecimento profissional em múltiplas disciplinas, como robôs industriais, projeto mecânico, automação elétrica, tecnologia de sensores inteligentes e manufatura inteligente.
II. Introdução à configuração do produto
1. Robô industrial
(1) Corpo do robô
Robô industrial configurado para a classe de 3 kg: tipo IRB120 3/0.6.
Os parâmetros técnicos do robô são os seguintes:
1) Raio de trabalho do manipulador industrial: ≥580 mm;
2) Carga útil: ≥3 kg;
3) Número de eixos: 6 eixos;
4) Faixa de rotação e velocidade máxima de movimento de cada junta do robô: Eixo 1: -165° a +165°, 250°/s; Eixo 2: +110° a -110°, 250°/s; Eixo 3: +70° a -90°, 250°/s; Eixo 4: +160° a -160°, 320°/s; Eixo 5: +120° a -120°, 320°/s; Eixo 6: +400°～-400°, 420°/s;
5) Grau de proteção: IP54 ou superior;
6) Número de graus de liberdade: 6;
7) Tempo de aceleração: 0,07 s;
8) Desempenho: ciclo de coleta de 1 kg, 25×300×25 mm em 0,58 s, velocidade máxima do TCP: 6,2 m/s, aceleração máxima do TCP: 28 m/s², tempo de aceleração de 0 a 1 m/s² em 0,07 s.
9) Peso do manipulador: ≤25 kg;
10) Repetibilidade de posição: ≤0,01 mm;
11) Segurança: parada segura, parada de emergência; monitoramento do circuito de segurança de 2 canais; dispositivo de partida de 3 posições;
12) Utilize o software offline do robô para programação em tempo real, sinais de E/S e monitoramento do movimento dinâmico 3D do robô durante sua vida útil;
13) Função de backup e recuperação remota do sistema do robô;
14) Compatível com interface de sistema de visão industrial e fornece o protocolo de comunicação do módulo ve.mod de rápida adaptação correspondente;
15) Com opção de interface para PC;
16) Sistema de reconhecimento de status em tempo real com inicialização automática e sistema de correção de confirmação de validade;
17) Função de configuração automática de detecção de peso e carga da ferramenta;
18) Função de ajuste fino em tempo real da trajetória de movimento do robô. Botão programável personalizado de E/S integrado;
19) Sistema de operação manual com joystick 3D em tempo real e confortável, função de economia de energia da bateria para proteção ambiental, atualização contínua das funções do sistema do robô;
20) Suporte à especificação da linguagem de programação RAPID, com interpretação e execução diretas.
(2) Controlador do robô: Controlador compacto IRC5, principais parâmetros:
1) Dimensões: altura × largura × profundidade: 310 mm × 449 mm × 442 mm (±5 mm);
2) Conexão elétrica: Tensão de alimentação: monofásica 220/230 V, 50-60 Hz;
3) Grau de proteção: IP20;
4) Parâmetros ambientais: temperatura ambiente de 0 a 45 graus, umidade relativa: até 95% (sem condensação);
5) As funções mais poderosas do controlador estão concentradas em um gabinete compacto, economizando espaço. A alimentação monofásica facilita a depuração. As interfaces externas de todos os sinais são predefinidas. Possui sistema de E/S expansível integrado com no mínimo 16 entradas/16 saídas, permitindo a expansão com diversos dispositivos periféricos, como sistemas de visão computacional.
6) O software do sistema de controle do robô deve ser baseado na plataforma WINCE para facilitar o desenvolvimento secundário baseado no robô. A capacidade original da memória de estado sólido do sistema de controle do robô é de 1 GB, e suporta expansão via USB como memória secundária.
(3) Painel de controle para robôs industriais:
1) Suporta operação manual, programação, configuração e monitoramento de parâmetros;
2) Tela LCD com mais de 6,5 polegadas;
3) Resolução da tela superior a 800×640;
4) Função de parada de emergência;
5) Chave seletora de partida de 3 posições (circuito duplo);
6) Alavanca de operação manual e sistema de troca rápida de posição;
7) Grau de proteção: IP54;
8) Teclado de membrana com 12 teclas;
9) Suporte a conexão a quente (hot plugging);
10) 1 interface USB para backup e recuperação de dados;
2. Plataforma de treinamento operacional
A plataforma de treinamento é uma estrutura de perfil de alumínio industrial com dimensões aproximadas de 2200x1040x1900mm.
3. Sistema de gerenciamento de equipamentos de treinamento:
Controlado remotamente sem fio por um terminal portátil, com proteção contra erro de fase, proteção contra sobrecorrente com tempo limitado, proteção contra interrupção rápida, proteção contra perda de tensão, proteção de desligamento automático, proteção contra sobrecorrente, sobrecarga e fuga de corrente, função de monitoramento em tempo real de tensão, corrente, potência e fator de potência, e o valor definido pode ser ajustado manualmente. Possui um display LCD de 7 polegadas, expansível para realizar o controle sem fio LoRa de equipamentos experimentais (até 32 unidades), interruptores de controle de acesso, etc., e possui comunicação 485, Ethernet, Wi-Fi e controle de sinal 4G. Os dados do instrumento inteligente suportam armazenamento na plataforma de dados Alibaba Cloud.
4. Módulo de retificação
Equipado com um conjunto de dispositivos de retificação e várias cabeças de retificação de diferentes modelos e tamanhos.
5. Módulo de trajetória
1) Gráficos: linha reta, curva plana, curva espacial, raio de transição de movimento e outras operações
6. Módulo de desenho
1) Dimensões: 350×320×110mm; 7. Módulo de Manuseio
O módulo de manuseio é composto principalmente por uma placa de base fixa, um bloco de manuseio, etc. O bloco de manuseio está disponível em 3 formatos, cada um com 3 cores diferentes.
Principais parâmetros técnicos:
1) Tipo de material: triangular, circular, quadrado
2) Cor do material: vermelho, verde, azul
3) Número de peças que podem ser acomodadas: 18
8. Módulo de Paletização
O módulo de paletização é composto principalmente por uma placa de base fixa para paletização, um painel de paletização e peças de trabalho. Existem 2 tamanhos diferentes de peças de trabalho. O robô industrial utiliza uma ventosa para pegar as peças de paletização conforme necessário para realizar a tarefa, o que permite praticar a compreensão da paletização com robôs industriais e fortalecer o treinamento em programação e ensino rápidos.
1) Posição de empilhamento: 2
2) Capacidade de peças: 10 peças retangulares e 10 peças quadradas
9. Módulo de montagem
Consiste em uma placa de base fixa, bloco de posicionamento, cilindro de fixação, etc., para treinar o posicionamento preciso de robôs industriais.
1) Curso do cilindro de eixo duplo: 100 mm;
2) Faixa de fixação do bloco em V: φ75 mm ~ φ95 mm
10. Módulo de armazenamento
Consiste em uma placa de base fixa, um compartimento de armazenamento, sensores de detecção, etc. Cada compartimento de armazenamento possui um sensor de detecção, que transmite dados para o controlador PLC por meio da detecção do sinal do sensor, e o PLC se comunica com o robô através do barramento.
1) Adaptável à instalação de posicionamento em mesa de treinamento padrão
2) Capacidade de armazenamento: ≥9; 3 linhas e 3 colunas
3) Tipos de peças compatíveis: ≥2 tipos
11. Módulo posicionador
Consiste em um posicionador, uma placa de base fixa, etc. O módulo adapta-se ao kit de controlador periférico e ao kit de interface elétrica padrão, e expande o posicionador para o 7º eixo do robô. Este módulo pode ser usado em combinação com outros módulos funcionais, como a instalação de um módulo de retificação. Domine a aplicação e os métodos de controle de sistemas servo em robôs industriais.
1) Dimensões: 451×260×253mm
2) Dimensões de rotação: 255×200×12mm
3) Curso: ±45°;
4) Velocidade máxima: 10°- 30°/s;
5) Modo de acionamento: Servo AC
6) Driver do servo: MR-JE-20A
7) Servomotor: HG-KN23J-S100, potência 200 W, com encoder absoluto de 23 bits
12. Módulo de inspeção visual
O sistema visual consiste em um módulo de câmera e um host visual. O sistema visual é responsável por identificar e posicionar a peça de trabalho e se comunicar com o robô para realizar a função de orientação visual do robô. O módulo de câmera consiste em uma câmera industrial, uma lente, uma fonte de luz e um suporte. A posição de instalação do módulo de câmera pode ser ajustada e fixada na mesa com parafusos. A altura da câmera pode ser ajustada manualmente, assim como o brilho da fonte de luz. O host visual consiste em um controlador visual, um monitor, software visual, um teclado, um mouse e um suporte de montagem.
1) Controlador de visão multifuncional:
(1) SoC Intel E3845 integrado, CPU de 1,91 GHz;
(2) 4 GB de memória DDR3L, equipado com armazenamento SSD de alta confiabilidade;
(3) 3 portas de rede Gigabit com chip Intel, design aprimorado de proteção contra surtos para garantir a operação estável das câmeras de visão artificial;
(4) Suporte para funções de entrada e saída com isolamento por optoacoplador multicanal; (5) O interruptor da fonte de luz e o controle de brilho podem ser feitos através da interface da fonte de luz;
(6) 2 interfaces HDMI, suportando exibição independente.
2) Fonte de luz: 24V, fonte de luz circular sem sombras de 45 graus: diâmetro da superfície luminosa de 70 mm; Cor: branca; Características: a. Sem cintilação, a luz LED é alimentada por corrente contínua pura, sem cintilação e não causará interferência harmônica em equipamentos (como osciloscópios). b. Iluminação uniforme: a lâmpada LED sem sombras ilumina uniformemente o objeto observado em 360°, sem produzir sombras virtuais e com alta nitidez.
3) Software visual
3.1 Software visual genuíno (incluindo a camada inferior), os usuários não precisam escrever nenhum código, os resultados do algoritmo são exibidos automaticamente quando os parâmetros do algoritmo são modificados, simples e conveniente;
3.2. Suporta acesso a câmeras de fabricantes nacionais e estrangeiros, como Hikvision, Dahua, Basler, etc., e suporta até 12 câmeras;
3.3. Suporte a TCP/Modbus/porta serial e outros métodos de comunicação, além de suporte à placa Advantech PCI1730;
3.4. Suporte a calibração rápida com um toque, calibração conjunta e função de recorte rápido com um toque;
3.5. Suporte a posicionamento, medição, leitura de código e determinação da qualidade de código de barras (padrões ISO/IEC 15415, ISO/IEC 15416);
3.6. Suporte à execução simultânea de múltiplas tarefas de detecção;
3.7. Suporte à função de classificação de cores;
3.8. Suporte à detecção de código unidimensional, código unidimensional múltiplo, código bidimensional e código bidimensional múltiplo;
3.9. Suporte à função de correção de campo de luz;
3.10. Suporte ao posicionamento de contorno e detecção de ponto de canto;
3.11. Suporte à chamada de função da interface API;
3.12. Suporte à modificação direta dos parâmetros da câmera;
3.13. Suporte para salvamento e chamada em tempo real de tarefas em andamento, além de suporte para operação offline de algoritmos;
3.14. Suporte para salvamento em tempo real de imagens e exportação de tabelas de dados;
3.15. Mais de 45 aplicações práticas;
13. Módulo de controle elétrico
Inclui controlador e interface homem-máquina. O controlador adota um design modular e compacto, é escalável e possui uma interface de comunicação industrial padrão. É adequado para aplicações de controle lógico simples, controle lógico avançado, comunicação em rede e controle, e se comunica com robôs através de redes de comunicação industrial. A interface homem-máquina possui características de conforto, multifuncionalidade e integração de múltiplas interfaces.
14. Programador
Processador: Intel i5-10500
Capacidade de memória: 32 GB DDR4
Capacidade do disco rígido: SSD de 128 GB + HD mecânico de 1 TB;
Sistema operacional: Windows 10 ou superior
Tela: 21,5 polegadas
15. Sistema de ar comprimido
Utilizado para o fornecimento de ar do sistema pneumático de execução da estação de trabalho.
a) Pressão nominal: 0,7 MPa;
b) Capacidade do reservatório de ar: 30 L;
c) Compressor: 220 V/50 Hz, 0,55 kW.
16. Proteção de segurança
A proteção de segurança consiste principalmente em uma tampa protetora, grade de segurança e luz de alarme tricolor.
III. Projetos de treinamento da plataforma de treinamento de robôs industriais GLIR-2
1. Reconhecimento de robôs
2. Instalação de robôs
3. Operação de deslocamento manual do robô
4. Sistema de coordenadas e calibração de ferramentas
5. Gerenciamento de programas e calibração de origem
6. Programação de instruções de movimento
7. Programação de movimentos e ensino de pontos
8. Sistema de coordenadas e programação de movimentos da peça
9. Programação de instruções avançadas
10. Operação do módulo de inspeção visual
11. Aplicação e depuração de diversos sensores
12. Aplicação e depuração de componentes pneumáticos
13. Programação de E/S
14. Programação de condições e ciclos
15. Manuseio
16. Montagem
17. Paletização
18. Armazenagem
19. Retificação
20. Desenho
21. Escrita
22. Inspeção visual
23. Produto Operação de diagnóstico de defeitos
24. Operação com tela sensível ao toque