TC-AFS物聯網智慧工廠系統方案

一、平臺概述及優勢：

本系統將機器人技術、視覺檢測技術、生產線技術、物聯網技術、計算機信息技術、PLC控制技術、機械制造和系統工程有機的融于一起，是現今工業自動化柔性系統的縮影，它既符合工業自動化生產實際又能滿足高校自動化控制、機器人技術、機器視覺技術等專業創新、實驗實訓等的教學需要。

系統包含六軸工業機器人系統、視覺檢測系統、PLC控制系統、RFID信息管理系統（可擴展）、二維碼識別系統（可擴展）、材質檢測系統（可擴展）、激光打標系統（可擴展）、多軸加工系統（可擴展）、自動化輸送系統、自動化倉儲系統及碼垛機系統，可以實現對工件的識別、加工、搬運、裝配、檢測、分揀、存儲、信息采集管理與追溯等操作實訓。系統各組件均安裝在鋁合金框架上，機械結構、電氣控制回路、執行機構相對獨立。

基于“中國制造2025”，運用PC+主站PLC+從站PLC的三層組網架構，通過工業以太網及CC-LINK通訊使PC及PLC主、從站之間建立溝通，系統各單元采用模塊化設計每個單元模塊控制部分既可以獨立控制又可以聯機控制。

此平臺可以進行以下內容的訓練：

1、機械設計及機械單元部件組裝；

2、電氣線路設計與接線；

3、PLC編程與調試；

4、智能視覺流程編輯、視覺檢測與識別；

5、機器視覺檢測的應用；

6、工業機器人編程、調試與應用。

平臺系統核心部件制造商為愛普生，使用業界領先的RC +開發環境，配套性能卓越的富東機電自主開發的視覺處理軟件、輸送機跟蹤模塊（后續擴展）等豐富的選件，不僅能在軟件、硬件方面與后續擴展設備無縫集成，更具高可靠性、開放性與易用性。

高性能：

1、強大的圖像處理工具每次均能提供可靠的結果；

2、快速的圖像處理器可確?？焖侔l現率；

3、高性能處理能力，處理速度比同類競爭型號快許多倍；

4、與愛普生 RC+ 緊密集成，確保最快的吞吐量；

5、即使在惡劣條件下也能找到工件；

6、支持使用數碼相機；

7、 支持標準分辨率和高分辨率相機。

易用性的領導者：

1、圖像處理易用性的業界領導者；

2、借助圖像處理向導可輕松進行校準；

3、點擊用戶界面，適用于從初學者到高級用戶的各個人群；

4、使用固定或手臂安裝相機，以及向上或側指相機。

適用于眾多應用及行業：

1、汽車；

2、硬驅動；

3、醫療；

4、實驗室自動化；

5、消費品；

6、工業；

7、電信；

8、制藥；

9、太陽能；

10、半導體；

11、電子。

二、總體布局圖：

   總體布局圖（一）

總體布局圖（二）

總體布局圖（三）

        平面布局圖（四）

三、關鍵設備介紹：

①六軸工業機器人

機器人基本參數:

②六軸工業機器人移動軌道

有效行程：約800mm；

承載能力：80Kg以上；

定位精度：0.02mm；

運行速度：約80mm/s；

驅動方式：伺服電機驅動；

控制方式：PLC控制，單機獨立控制及聯機控制，兩種控制模式可以選擇。

③機器人控制器

控制器技術參數

④機器人控制軟件(RC+)

                                         系統集成開發軟件——界面介紹

系統集成開發軟件安裝在計算機上，包含多個組件具備模擬仿真功能，能夠控制整個機器人實訓系統工作單元；具體功能包括機器人動作三維顯示、干涉檢查、機器人操作時間預測、程序的執行等功能，可以很容易地在個人電腦上檢查機器人的動作，并能靈活地考慮系統布局，測量操作時間并創建機器人程序。

功能特點：

1、SPEL+語言，采用通俗易懂、形象生動的用戶界面，容易設置復雜的多任務工作流程；

2、具有不同有效載荷的高重復定位精度和手臂偏心設定，三維高速高精度軌跡控制，可設定定位完成時間，超精密短程移動的3DJump命令和可變拱形動作，高速高效率的并行處理能力，掣肘點回避功能等；

3、集成三維模擬功能：模擬中可包含托盤、手爪等其它數據，具備錄像和回放、碰撞檢測、生產效率預測、調試功能等。便于用于徹底地測試程序和操作空間，優化工作單元的布局。

⑤視覺圖像處理軟件

                                               視覺圖像處理軟件界面

自主開發的視覺圖像處理軟件在易用性方面居業界領先地位，具有基于對象的點擊界面，還提供高性能圖像處理工具。從簡單到非常先進的應用，旨在不影響性能的前提下減少開發時間。

擁有獨特的、基于對象的點擊界面，支持開發人員在數小時而不是數周或更長的時間內快速開發應用。但是，請勿讓易于使用的界面欺騙了您。本軟件配備了強大的圖像處理工具，目的是幫助解決與圖像處理相關的應用所面臨的最棘手的問題。包含的標準功能工具包括：圖像配準、幾何搜索、區塊分析、極坐標搜索、圖像加邊工具、圖框、線條、點、柱狀圖等。最大的優點是能夠完全、無縫地集成到愛普生 RC+ 開發環境，從而有助于降低整體開發時間、節省金錢。

本軟件的核心是獨特的、基于對象的點擊界面，支持用戶通過簡單地將對象拖放到圖像顯示區域輕松地定義 ROI，并應用圖像處理工具。對象按順序串在一起，讓您能夠輕松、快速地創建圖像處理應用。例如，幾何搜索工具可用于在某個工件上尋找特定的相關點，然后線條工具可應用于幾何搜索工具之上，再確定該工件上兩個相關點之間的距離。在選中了距離后，該工件將檢驗坐標從發現位置進行傳遞，然后自動將其轉換為機器人坐標，告知機器人借助含有 X、Y 軸和旋轉的坐標拿起該工件。

⑥相機系統

                                              相機系統——主要組成

組成配置

1）高分辨率相機（Camera）:500萬像素，C Mount,High Flex USB線纜（5米），感光芯片類型：CMOS；支持Ethernet，性能滿足高速運行時輸送機跟蹤的需要，并能與機器人控制器集成，連接方式見下圖所示：

                                         相機系統與機器人控制器的集成方式

2）攝像頭：與Camera配套；

3）配件：光源，電源，相機固定支架等。

⑦自動化輸送機

                                    輸送機整體外觀圖（含輸送機、傳感器）

詳細配置如下：

1）輸送機由鋁合金框架、皮帶、輥筒、電機與變頻器組成；

2）輸送機工作寬度約400mm（有效寬度約300mm），輸送機速度最大可達100mm/s，性能滿足機器人視覺跟蹤工作的需要；

3）輸送機長度不低于2500mm,高度約為750mm；

4）控制方式：單機獨立控制及聯機控制，兩種控制模式可以選擇；

5）外接輔助功能：支持“輸送機實訓掛板”控制功能。

⑧碼垛機及立體化倉庫

四自由度碼垛機：

采用4自由度直角坐標結構形式，尺寸和行程與鋁合金立體化倉庫相匹配，總體由X/Z二組直線電動模塊和θZ旋轉電動模塊、Y向伸縮雙軸氣缸搭建而成。末端安裝氣動手爪。X軸直線模塊鋁型材支架，采用伺服電機驅動，滾珠絲杠螺母副傳動，支撐型直線導軌支撐，活動平臺上方安裝Z向電動直線臺，Z向直線臺采用鋁料板材支架，步進電機驅動，滾珠絲杠螺母副傳動，直線軸與直線軸承支撐，Z軸活動平臺通過連接板水平安裝θZ電動旋轉臺，旋轉模塊采用步進電機驅動，高精度蝸輪蝸桿減速傳動。旋轉平臺上水平安裝Y向伸縮雙軸氣缸，氣缸前方水平安裝手爪氣缸，各軸間鋪設坦克鏈行走電纜。

1.負載重量：約6Kg；

2.重復定位精度：±0.5mm；

3.驅動方式：伺服+步進+氣缸；

4.各軸行程：X軸電動1250mm，Z軸電動850mm，Y軸氣缸65mm，θZ軸電動±90o；

5.各軸速度：X軸（伺服）50mm/s，Z軸電動（步進）20mm/s，Y軸由氣壓大小決定，θZ

6.軸電動（步進）10o/s；

7.控制方式：單機獨立控制及聯機控制，兩種控制模式可以選擇。

外接輔助功能：支持“碼垛機實訓掛板”控制。

四自由度碼垛機底座：

由鋼制材料焊接而成，表面烤漆處理。

承載能力：約500Kg；

長度：約1500mm；

寬度：約300mm；

高度：約300mm。

立體化倉庫：

立體化倉庫，由鋁合金型材與優質鋁合金加工而成，采用5層5列16倉位。

倉位尺寸：約長400mm×寬400mm×高400mm；

倉位數量：5層5列25個；

倉位承重：≥30Kg；

外形尺寸：約2000mm×400mm×2200mm。

⑨系統總體控制柜

總控制柜上安裝有系統總控計算機、系統總控觸摸屏、電壓表、電流表及漏電保護裝置，電源開關、系統啟動按鈕、系統停止按鈕、系統復位按鈕、單機聯機模式選擇按鈕、運行指示燈、故障指示燈以及急停按鈕等，對系統總體進行控制，系統電源的通斷控制，電壓及電流的指示，系統運行狀態監視等。

系統總體控制柜面板圖：

功能：

1.實現PC控制面板實時監控機器人、相機運行狀態；

2.通過觸摸屏對從站權限控制，滿足教學實訓監控要求，增加學生實訓安全性能；

3.滿足聯機運行的功能一站式操作，高度集成自動化；

4.本系統注重開放式教學模式、科研開發及智慧工廠自動化功能演示等。

⑩鋁合金工作臺

采用優質鋁型材、腳輪（含支撐座及連接板）以及角件等連接而成。

工作臺長度：1200mm；

工作臺寬度：840mm；

工作臺高度：750mm；

工作臺承重：200Kg。