該平臺是以六自由度機械臂為被控對象的教學(xué)實(shí)驗系統,主要包括六軸機械臂、開(kāi)放式控制系統、末端操作工具、開(kāi)發(fā)pc機,能夠向學(xué)生提供完整的機器人教學(xué)實(shí)驗環(huán)境,包括機器人系統認識、DH建模、正逆運動(dòng)學(xué)、關(guān)節空間規劃、笛卡爾空間規劃、雅克比矩陣、動(dòng)力學(xué)等實(shí)驗課程。
另外該平臺還包含PLC總控單元、機器視覺(jué)系統、供料輸送單元、輔助電器元件及用于檢測、搬運、碼垛、裝配使用的功能模塊。其中,PLC控制系統可用于控制機器人和機器視覺(jué)檢測系統的運作,使整個(gè)系統更加智能化和高效,其使用先進(jìn)的控制程序,實(shí)現復雜的運動(dòng)控制和自動(dòng)化任務(wù),同時(shí)提高模擬生產(chǎn)效率。機器視覺(jué)檢測系統可以實(shí)現對配套的工件道具進(jìn)行視覺(jué)識別、檢測、定位,提高檢測的精度和速度。電控輸送系統可以實(shí)現工件的自動(dòng)上料和在皮帶線(xiàn)上不同位置之間的運輸,傳送帶配備了編碼器,配合機器人一起使用可對物料完成空間動(dòng)態(tài)跟隨和抓取,提高物料的運輸效率和準確性。此外,我們的實(shí)訓系統還標配多款快換工具板,通過(guò)自由組合實(shí)訓平臺可以實(shí)現對物品的檢測、標定、循跡、抓取、碼垛、裝配等工藝應用。
平臺特點(diǎn)
1、Matlab/Simulink下建立的動(dòng)態(tài)系統數學(xué)模型應用于實(shí)時(shí)仿真、算法測試,便于全流程控制和局部算法驗證。
2、高度集成的機器人編譯環(huán)境保證了模型的可靠性、準確度及更小的仿真步長(cháng),提高了模型運算速度和控制精度。
3、涵蓋機器人基礎理論和高級控制算法庫,集成多種總線(xiàn)通訊模塊,建立運動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型,兼具視覺(jué)、力覺(jué)等處理能力。
4、提供多層次開(kāi)發(fā)接口,針對開(kāi)發(fā)的深度不同,滿(mǎn)足不同層次的開(kāi)發(fā)需求,深度開(kāi)放,滿(mǎn)足定制化開(kāi)發(fā)。
5、既能滿(mǎn)足機器人學(xué)相關(guān)原理及底層控制實(shí)驗,又可實(shí)現機器人系統標定、軌跡循跡,通訊控制等教學(xué)項目,結合標配的模型工件,能完成跟隨、抓取、檢測、搬運、碼垛、精密裝配等任務(wù)。
核心單元
1.六軸機械臂
產(chǎn)品特點(diǎn):
1、安全性高:流線(xiàn)型機身設計結合碰撞檢測功能,操作更安全,搭配圓環(huán)指示燈,實(shí)時(shí)掌握機器人的運行狀況,有效降低用戶(hù)碰撞風(fēng)險。
2、簡(jiǎn)單安裝:機身小巧,重量輕,擺放在桌面上即可啟動(dòng)安裝,簡(jiǎn)單靈活,機器人與控制器一體化設計,免去了復雜的連線(xiàn),插電即用。
3、快速上手:基于自研的軌跡復現技術(shù),通過(guò)拖動(dòng)示教,輕松完成軌跡錄制,支持圖形化編程,零基礎快速上手,簡(jiǎn)單易用,人人可操作。
4、靈活拓展:支持 ROS, Matlab、Labview、C++ 等控制方式,豐富的開(kāi)發(fā)接口支持二次開(kāi)發(fā),適配吸盤(pán)、夾爪、滑軌等工業(yè)級生態(tài)組件,應用場(chǎng)景靈活擴展。
2.開(kāi)放式控制系統
開(kāi)放式控制系統可以實(shí)現多種構型機器人控制。支持用戶(hù)快速搭建機器人研究或應用平臺,支持機器人控制算法驗證及機器人應用的快速開(kāi)發(fā)。
特征優(yōu)勢:
l 統一的操作接口、僅需要簡(jiǎn)單的配置即可實(shí)現快速適配;
l 支持多機器人協(xié)同作業(yè);
l 運動(dòng)控制支持CIA402協(xié)議,支持通用構型的運動(dòng)控制;
l 安全模塊包括支持分布式時(shí)鐘、支持冗余、支持熱插拔和支持運動(dòng)狀態(tài)檢測等。
機器人模型庫:
l 機器人單軸控制庫
l 機器人接口庫
l 機器人基礎控制庫
l 機器人3D顯示庫
l 傳感器接口庫
l 末端執行器接口庫
機器人軟件開(kāi)發(fā)工具:
機器人應用開(kāi)發(fā)工具(CPS Builder)實(shí)現機器人控制系統的模型搭建,快速仿真測試。
l 開(kāi)發(fā)流程
1. 數字仿真。在Simulink中建立機器人控制模型,初步驗證模型及算法;
2. 半實(shí)物模型準備。對數字仿真模型進(jìn)行修改,建立半實(shí)物仿真模型;
3. 目標代碼自動(dòng)生成。將Simulink模型轉化為C代碼,并最終編譯為可執行程序;
4. 仿真配置管理。配置仿真目標機屬性;
5. 實(shí)時(shí)仿真。連接目標機成功后,啟動(dòng)實(shí)時(shí)仿真??蓤绦形募詣?dòng)運行,與實(shí)際機器人系統或HIL交互;開(kāi)發(fā)工具支持在線(xiàn)調參,啟??刂?,實(shí)時(shí)數據存儲等功能;
6. 仿真數據分析處理。
3.視覺(jué)單元
視覺(jué)軟硬件平臺具有功能豐富、性能穩定、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢,能夠滿(mǎn)足視覺(jué)定位、測量、檢測和識別等豐富的視覺(jué)應用需求。系統自帶千余種圖像處理算子,算法性能優(yōu)秀,具備強大的視覺(jué)分析工具庫,可快速構建機器視覺(jué)應用系統,滿(mǎn)足不同的實(shí)驗項目和應用需求。
4.總控單元
總控單元配備了西門(mén)子S7-1200PLC以及拓展I/0模塊和HMI觸摸屏。其中核心部件PLC(可編程邏輯控制器)為一種具有微處理器的用于自動(dòng)化控制的數字運算控制器,可以將控制指令隨時(shí)載入內存進(jìn)行儲存與執行??删幊炭刂破饔蒀PU、指令及數據內存、輸入/輸出接口、電源、數字模擬轉換等功能單元組成。通過(guò)HMI可實(shí)現對總控系統的快速調試及控制,大大提高了設備的應用效率及準確性。
5.迷你氣泵盒
相較于傳統供氣方式噪音大、體積大、成本高,此款氣泵盒為客戶(hù)提供了一種更便捷、簡(jiǎn)單的供氣和使用方式。氣泵盒可以提供-70~110kpa的氣壓范圍,其外觀(guān)設計精巧,便于可通過(guò)I/O控制接口直接和機器人適配,即插即用,并可適用于日常大多數的吸盤(pán)和柔性?shī)A爪應用場(chǎng)景。
6.供料傳輸單元
主要用于將物料從料倉推送至皮帶線(xiàn)上,以實(shí)現物料在不同位置之間的運輸。該傳送帶采用內置步進(jìn)電機,可以準確控制物料的推動(dòng)距離和速度。通過(guò)直流減速電機驅動(dòng),可控制皮帶線(xiàn)的轉速,以適應不同物料的運輸需求。此外,該傳送帶還配備了多個(gè)對射傳感器和編碼器,可以準確檢測物料在皮帶線(xiàn)上的位置,并實(shí)現機器人對物料的空間動(dòng)態(tài)跟隨和抓取,提高物料的運輸效率和準確性。
7.快換板單元
實(shí)訓臺標配4個(gè)快換板模塊,包含:軌跡板、標準視覺(jué)載物板、手機模型工件載物板、圓形/矩形工件載物板。配合機器人執行單元和視覺(jué)單元可完成對實(shí)驗對象的視覺(jué)識別、檢測、定位,同時(shí)實(shí)現對物品循跡、定位抓取、碼垛、裝配等工藝應用。實(shí)訓臺配置有通用的固定接口,方便根據客戶(hù)定制化需求拓展、增配快換工具板,以滿(mǎn)足更多的實(shí)驗場(chǎng)景。
8.工具盒單元
工具盒單元可將實(shí)訓臺零配件及工具統一整理收納,定制的內襯模具有效地保護好每個(gè)配件安全存放,不受運輸等外力影響。工具箱內包含:實(shí)驗對象工件、工具、機器人末端轉接板、標定針、吸盤(pán)、螺絲、接頭備件等。
配套實(shí)驗內容
機器人學(xué)相關(guān)實(shí)驗:
機器人實(shí)訓實(shí)驗: