TC-AFS物联网智慧工厂系统方案

一、平台概述及优势：

本系统将机器人技术、视觉检测技术、生产线技术、物联网技术、计算机信息技术、PLC控制技术、机械制造和系统工程有机的融于一起，是现今工业自动化柔性系统的缩影，它既符合工业自动化生产实际又能满足高校自动化控制、机器人技术、机器视觉技术等专业创新、实验实训等的教学需要。

系统包含六轴工业机器人系统、视觉检测系统、PLC控制系统、RFID信息管理系统（可扩展）、二维码识别系统（可扩展）、材质检测系统（可扩展）、激光打标系统（可扩展）、多轴加工系统（可扩展）、自动化输送系统、自动化仓储系统及码垛机系统，可以实现对工件的识别、加工、搬运、装配、检测、分拣、存储、信息采集管理与追溯等操作实训。系统各组件均安装在铝合金框架上，机械结构、电气控制回路、执行机构相对独立。

基于“中国制造2025”，运用PC+主站PLC+从站PLC的三层组网架构，通过工业以太网及CC-LINK通讯使PC及PLC主、从站之间建立沟通，系统各单元采用模块化设计每个单元模块控制部分既可以独立控制又可以联机控制。

此平台可以进行以下内容的训练：

1、机械设计及机械单元部件组装；

2、电气线路设计与接线；

3、PLC编程与调试；

4、智能视觉流程编辑、视觉检测与识别；

5、机器视觉检测的应用；

6、工业机器人编程、调试与应用。

平台系统核心部件制造商为爱普生，使用业界领先的RC +开发环境，配套性能卓越的富东机电自主开发的视觉处理软件、输送机跟踪模块（后续扩展）等丰富的选件，不仅能在软件、硬件方面与后续扩展设备无缝集成，更具高可靠性、开放性与易用性。

高性能：

1、强大的图像处理工具每次均能提供可靠的结果；

2、快速的图像处理器可确保快速发现率；

3、高性能处理能力，处理速度比同类竞争型号快许多倍；

4、与爱普生 RC+ 紧密集成，确保最快的吞吐量；

5、即使在恶劣条件下也能找到工件；

6、支持使用数码相机；

7、 支持标准分辨率和高分辨率相机。

易用性的领导者：

1、图像处理易用性的业界领导者；

2、借助图像处理向导可轻松进行校准；

3、点击用户界面，适用于从初学者到高级用户的各个人群；

4、使用固定或手臂安装相机，以及向上或侧指相机。

适用于众多应用及行业：

1、汽车；

2、硬驱动；

3、医疗；

4、实验室自动化；

5、消费品；

6、工业；

7、电信；

8、制药；

9、太阳能；

10、半导体；

11、电子。

二、总体布局图：

   总体布局图（一）

总体布局图（二）

总体布局图（三）

        平面布局图（四）

三、关键设备介绍：

①六轴工业机器人

机器人基本参数:

②六轴工业机器人移动轨道

有效行程：约800mm；

承载能力：80Kg以上；

定位精度：0.02mm；

运行速度：约80mm/s；

驱动方式：伺服电机驱动；

控制方式：PLC控制，单机独立控制及联机控制，两种控制模式可以选择。

③机器人控制器

控制器技术参数

④机器人控制软件(RC+)

                                         系统集成开发软件——界面介绍

系统集成开发软件安装在计算机上，包含多个组件具备模拟仿真功能，能够控制整个机器人实训系统工作单元；具体功能包括机器人动作三维显示、干涉检查、机器人操作时间预测、程序的执行等功能，可以很容易地在个人电脑上检查机器人的动作，并能灵活地考虑系统布局，测量操作时间并创建机器人程序。

功能特点：

1、SPEL+语言，采用通俗易懂、形象生动的用户界面，容易设置复杂的多任务工作流程；

2、具有不同有效载荷的高重复定位精度和手臂偏心设定，三维高速高精度轨迹控制，可设定定位完成时间，超精密短程移动的3DJump命令和可变拱形动作，高速高效率的并行处理能力，掣肘点回避功能等；

3、集成三维模拟功能：模拟中可包含托盘、手爪等其它数据，具备录像和回放、碰撞检测、生产效率预测、调试功能等。便于用于彻底地测试程序和操作空间，优化工作单元的布局。

⑤视觉图像处理软件

                                               视觉图像处理软件界面

自主开发的视觉图像处理软件在易用性方面居业界领先地位，具有基于对象的点击界面，还提供高性能图像处理工具。从简单到非常先进的应用，旨在不影响性能的前提下减少开发时间。

拥有独特的、基于对象的点击界面，支持开发人员在数小时而不是数周或更长的时间内快速开发应用。但是，请勿让易于使用的界面欺骗了您。本软件配备了强大的图像处理工具，目的是帮助解决与图像处理相关的应用所面临的最棘手的问题。包含的标准功能工具包括：图像配准、几何搜索、区块分析、极坐标搜索、图像加边工具、图框、线条、点、柱状图等。最大的优点是能够完全、无缝地集成到爱普生 RC+ 开发环境，从而有助于降低整体开发时间、节省金钱。

本软件的核心是独特的、基于对象的点击界面，支持用户通过简单地将对象拖放到图像显示区域轻松地定义 ROI，并应用图像处理工具。对象按顺序串在一起，让您能够轻松、快速地创建图像处理应用。例如，几何搜索工具可用于在某个工件上寻找特定的相关点，然后线条工具可应用于几何搜索工具之上，再确定该工件上两个相关点之间的距离。在选中了距离后，该工件将检验坐标从发现位置进行传递，然后自动将其转换为机器人坐标，告知机器人借助含有 X、Y 轴和旋转的坐标拿起该工件。

⑥相机系统

                                              相机系统——主要组成

组成配置

1）高分辨率相机（Camera）:500万像素，C Mount,High Flex USB线缆（5米），感光芯片类型：CMOS；支持Ethernet，性能满足高速运行时输送机跟踪的需要，并能与机器人控制器集成，连接方式见下图所示：

                                         相机系统与机器人控制器的集成方式

2）摄像头：与Camera配套；

3）配件：光源，电源，相机固定支架等。

⑦自动化输送机

                                    输送机整体外观图（含输送机、传感器）

详细配置如下：

1）输送机由铝合金框架、皮带、辊筒、电机与变频器组成；

2）输送机工作宽度约400mm（有效宽度约300mm），输送机速度最大可达100mm/s，性能满足机器人视觉跟踪工作的需要；

3）输送机长度不低于2500mm,高度约为750mm；

4）控制方式：单机独立控制及联机控制，两种控制模式可以选择；

5）外接辅助功能：支持“输送机实训挂板”控制功能。

⑧码垛机及立体化仓库

四自由度码垛机：

采用4自由度直角坐标结构形式，尺寸和行程与铝合金立体化仓库相匹配，总体由X/Z二组直线电动模块和θZ旋转电动模块、Y向伸缩双轴气缸搭建而成。末端安装气动手爪。X轴直线模块铝型材支架，采用伺服电机驱动，滚珠丝杠螺母副传动，支撑型直线导轨支撑，活动平台上方安装Z向电动直线台，Z向直线台采用铝料板材支架，步进电机驱动，滚珠丝杠螺母副传动，直线轴与直线轴承支撑，Z轴活动平台通过连接板水平安装θZ电动旋转台，旋转模块采用步进电机驱动，高精度蜗轮蜗杆减速传动。旋转平台上水平安装Y向伸缩双轴气缸，气缸前方水平安装手爪气缸，各轴间铺设坦克链行走电缆。

1.负载重量：约6Kg；

2.重复定位精度：±0.5mm；

3.驱动方式：伺服+步进+气缸；

4.各轴行程：X轴电动1250mm，Z轴电动850mm，Y轴气缸65mm，θZ轴电动±90º；

5.各轴速度：X轴（伺服）50mm/s，Z轴电动（步进）20mm/s，Y轴由气压大小决定，θZ

6.轴电动（步进）10º/s；

7.控制方式：单机独立控制及联机控制，两种控制模式可以选择。

外接辅助功能：支持“码垛机实训挂板”控制。

四自由度码垛机底座：

由钢制材料焊接而成，表面烤漆处理。

承载能力：约500Kg；

长度：约1500mm；

宽度：约300mm；

高度：约300mm。

立体化仓库：

立体化仓库，由铝合金型材与优质铝合金加工而成，采用5层5列16仓位。

仓位尺寸：约长400mm×宽400mm×高400mm；

仓位数量：5层5列25个；

仓位承重：≥30Kg；

外形尺寸：约2000mm×400mm×2200mm。

⑨系统总体控制柜

总控制柜上安装有系统总控计算机、系统总控触摸屏、电压表、电流表及漏电保护装置，电源开关、系统启动按钮、系统停止按钮、系统复位按钮、单机联机模式选择按钮、运行指示灯、故障指示灯以及急停按钮等，对系统总体进行控制，系统电源的通断控制，电压及电流的指示，系统运行状态监视等。

系统总体控制柜面板图：

功能：

1.实现PC控制面板实时监控机器人、相机运行状态；

2.通过触摸屏对从站权限控制，满足教学实训监控要求，增加学生实训安全性能；

3.满足联机运行的功能一站式操作，高度集成自动化；

4.本系统注重开放式教学模式、科研开发及智慧工厂自动化功能演示等。

⑩铝合金工作台

采用优质铝型材、脚轮（含支撑座及连接板）以及角件等连接而成。

工作台长度：1200mm；

工作台宽度：840mm；

工作台高度：750mm；

工作台承重：200Kg。