В контексте стремительного развития интеллектуального производства и Индустрии 4.0, технологии автоматизации проникают во все аспекты образования, научных исследований и промышленного применения с беспрецедентной скоростью. Как один из основных компонентов современных систем автоматизации, сортировочные станции, благодаря своей высокой степени интеграции, интеллектуальности и программируемости, стали важным средством обучения на практике в области машиностроения, автоматизации, интеллектуального производства и других смежных специальностей в университетах. В этом контексте была разработана параллельная роботизированная сортировочная станция LG-IRBL01, специально предназначенная для высших учебных заведений и профессиональных училищ.
Рабочая станция для сортировки с параллельным роботом LG-IRBL01 использует шестистепенную параллельную структуру (дельта-робот), отличающуюся высокой скоростью отклика, высокоточным позиционированием и легкими приводами.
В процессе сортировки точное определение положения, цвета, формы и положения целевых объектов имеет решающее значение. Оборудование LG-IRBL01 объединяет промышленную систему машинного зрения, включающую промышленную камеру высокого разрешения, модуль источника света и модуль алгоритма обработки изображений. Благодаря настроенным моделям OpenCV и глубокого обучения, система может получать изображения заготовок в реальном времени и автоматически выполнять обнаружение целей, их классификацию и позиционирование по координатам. Например, в смоделированном сценарии сортировки экспресс-доставки оборудование может идентифицировать упаковки разных размеров и цветов, достигая точности более 98% за счет использования модели глубокого обучения. Эта функция не только повышает уровень интеллекта системы, но и предоставляет студентам возможность работать с реальными приложениями промышленного машинного зрения, способствуя развитию междисциплинарных талантов. В качестве основного блока управления используется ПЛК Siemens серии S7-1200, работающий в паре с программной средой на основе TIA Portal, поддерживающей множество языков программирования, таких как лестничные диаграммы и структурированный текст, что облегчает студентам освоение основных методов логического проектирования промышленных систем управления. Одновременно главный компьютер взаимодействует с ПЛК по Ethernet, запуская разработанное им программное обеспечение для мониторинга, что обеспечивает визуализированное управление процессом сортировки. Интерфейс управления обеспечивает мониторинг состояния в реальном времени, оповещения о неисправностях, запись журнала задач и другие функции, поддерживая удаленную отладку и экспорт данных. Студенты могут писать управляющие программы для достижения полного управления процессом от одношагового выполнения до полностью автоматических циклов, получая более глубокое понимание управления временем, блокировок безопасности и механизмов обработки аномалий в промышленной автоматизации.
Учебное оборудование LG-IRBL01 широко применяется в учебной практике таких курсов, как ?Технология промышленных роботов?, ?Проектирование автоматизированных производственных линий?, ?Технология интеллектуального зондирования и обнаружения? и ?Интеграция мехатронных систем?. В ходе реального обучения преподаватели могут ставить различные задачи в соответствии с разными этапами: например, начальное моделирование кинематики робота и обучение моделированию траектории; промежуточные эксперименты по сбору и обработке сигналов датчиков; и разработка комплексного проекта на более позднем этапе, например, создание системы связи ?интеллектуальная сортировка + управление AGV?. Благодаря проектному обучению (PBL) студенты могут пройти полный цикл от анализа требований, проектирования схемы и разработки программы до отладки системы на реальном оборудовании, всесторонне улучшая свои практические навыки в области инженерии и навыки работы в команде.
В учебной среде безопасность оборудования имеет первостепенное значение. LG-IRBL01 оснащен множеством механизмов защиты, включая кнопку аварийной остановки, устройство защиты от световой решетки, концевые выключатели и программные настройки границ движения. При обнаружении ненормального приближения или пересечения границ система немедленно остановит работу и выдаст звуковой и визуальный сигнал тревоги, эффективно предотвращая случайные травмы.
Преимущества конструкции, обеспечивающие открытость и расширяемость
Для адаптации к постоянно меняющимся потребностям в обучении и научных исследованиях оборудование LG-IRBL01 обладает превосходной открытостью и расширяемостью. Его интерфейс управления поддерживает множество протоколов связи, таких как Modbus TCP, Profinet и CANopen, что обеспечивает легкий доступ к устройствам сторонних производителей или интеграцию с другими системами автоматизации. Он также поддерживает доступ к системе ROS (Robot Operating System), что позволяет студентам проводить передовые исследования по таким темам, как автономная навигация роботов, планирование траектории и взаимодействие нескольких роботов в рамках продвинутых курсов.
Кроме того, предоставляется полный комплект учебных ресурсов, включающий экспериментальные руководства, шаблоны кода, видеоуроки и виртуальные модели моделирования, формирующие интегрированную систему поддержки обучения с использованием аппаратного и программного обеспечения, которая поможет учебным заведениям создать устойчивую и современную экосистему обучения с использованием интеллектуального оборудования.
Поддержка отраслевых стандартов и сертификации учебного оборудования
Параллельная роботизированная сортировочная рабочая станция LG-IRBL01 строго соответствует стандарту функциональной безопасности ISO 13849-1 и спецификациям механической безопасности GB/T 15706-2012, а также прошла многочисленные международные сертификации, такие как CE и EMC, что обеспечивает стабильную работу в различных учебных условиях. Оборудование также получило квалификацию в качестве рекомендованного учебного пособия в рамках проекта Министерства образования ?Проект сотрудничества промышленности и университетов в области интеллектуального производства?, а некоторые университеты включили его в содержание национальных курсов для студентов бакалавриата высшего уровня. Внедрение этого оборудования позволит школам эффективно соответствовать национальной стратегии развития ?Новой инженерии?, продвигать процесс профессиональной сертификации (например, сертификации инженерного образования) и повышать качество подготовки кадров и их социальное признание.