虚拟仿真实训室配置清单及技术参数

虚拟仿真实训室配置清单及技术参数
虚拟仿真系统要求
一、技术指标
1．输入电源：AC 220V±10% 50HZ
2．输入功率：≤3 kw
3．工作环境：
1）温度：-10℃～+40℃
2）相对湿度：≤90%（+20℃）
3）海拔高度：≤4000m
4）空气清洁，无腐蚀性及爆炸性气体，无导电及能破坏绝缘的尘埃
4．设备重量: 单台设备约250kg
5．整体设备外形尺寸（长宽高）：1900mm×1200mm×2000mm（±5%）
6．本质安全：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。

采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。

二、教学资源
针对考核标准与实训功能，要求配备详尽的多媒体课件（PPT格式）、实训指导书、电气图纸、机械图纸、程序、仿真源文件、案例视频等教学资源，至少包含标准课程及初级、中级、课程资源包。

课程内容至少包括以下部分：
三、模块要求
投标文件内须提供各个模块的实物图。

1、装调实训台
用于安装装调机器人模块，并在实训台上进行装调机器人实训，实训台内装有工具存放抽屉可存放装调所需工具。

1.实验台尺寸（mm）：590×1200×900mm（±5%）
2.主电源：单相 AC220V
2、装调机器人模块
机器人拆装实训台主体应由工业铝型材框架和工业冷轧钢板构成，桌面能放置装调机器人和装调工具，应配置旋转装置，能够对机器人本体进行360度的装调操作。

桌体下部要求安装工业机器人电控柜内部元器件挂板，可进行机器人控制柜的安装与接线。

机器人控制柜背面抽屉内应装有工业机器人外部控制元器件和专门存放工具的挂板。

参数要求如下：
轴数:6；有效载荷≥3Kg；重复定位精度：±0.02mm；安装方式：任意角度；本体重量≤30Kg；最大臂展≥590mm；能耗：1KW；本体防护等级：IP40；电柜防护等级：IP20
3、标准实训台
实训台承重主体应为铝型材构成，侧封板为工业冷轧钢板；实训台能够为机器人、示教器、功能模块的安装提供标准的安装接口。

还应预留有标准气源和电气接口安装位置，根据模块的使用情况可进行功能的扩展。

为工业机器人、功能模块、功能套件提供稳定的电源，平台上要求能牢固安装多种多功能多应用模块。

实训台上应有矩阵式定位柱，以方便各个多功能多应用模块的安装和固定，实现模块的自定义位置安装，实训台内部安装抽拉式模块存放柜。

用于工业机器人调试方面模块的安装固定和通用电气元器件的安装，以及各种模块的存储和装调电气元件的考核等功能。

1.实验台尺寸（mm）：1320×1200×900 mm（±5%）
2.模块固定板:多个
3.快速电气接口数量≥8 组
4.快速气路接口数量≥3组
5.主电源：单相 AC220V
6.控制电源：DC24V
7.气源输出压力≥0.5Pa；
4、六轴工业机器人
至少由工业机器人、机器人底座、机器人末端工具、机器人控制柜和示教盒、控制柜放置架等组成。

工作站要求采用主流品牌工业机器人，负载不低于3公斤。

1. 负载能力：4kg
2. 重复定位精度±0.02mm
3. 最大工作半径：596.1mm
4. 运动范围：S轴：±170°
L轴：+144°，-80°
U轴：+54°，-194°
R轴：±170°
B轴：±119°
T轴：±360°
5. 最大运动速度：S轴：440°/s
L轴：355°/s
U轴：440°/s
6. 手腕允许力矩：R轴：4.4N•m
B轴：4.4N•m
T轴：2.9N•m
7. 手腕允许惯量：R轴：0.15kg•m²
B轴：0.15kg•m²
T轴：0.1kg•m²
8. 本体重量：32kg
9. 电源容量：1.25KVA
10. 防护等级（手腕）：IP54
5、快换工具模块
至少由快换支架、检测传感器等组成。

能根据不同的实训目标和操作对象，提供多种不同的快换工具，要求实现快换工具的拆装、机械位置调整、公差配合测量等，放置在带有定位和检测功能的工具支架上，能根据不同的实训需求增加模块以及工具的种类和数量。

1.快换支架
支架外形尺寸（mm）：300×130×336mm
容量：2个快换工具
2.快换盘：
快换装置材质：本体材质铝合金，紧锁机构合金钢
承重：5kg
允许力矩：40Nm
工作压力：0.3-1Mpa
重量：1.0kg
3.单吸盘工具
吸盘盘径：20mm
吸附力≥10N
配真空发生器和电磁阀
4.手爪工具
气缸缸径：多种类型
5.无源工具
工具类型：绘图笔，金属笔。

6、通用电气元件
适配机电一体化功能模块，为模块提供稳定的电源和控制器资源。

至少包含：电气接口模块、开关电源等
7、码垛模块
至少由码垛固定底板、码垛物料（不少于8块正方形、8块长方形）、不锈钢拉手等组成。

学生能通过识读机械安装图纸，完成对码垛模块的机械位置安装。

工业机器人通过吸盘工具按要求拾取码垛物料进行码垛任务，能练习对工业机器人码垛的理解并快速编程示教的强化训练。

根据要求码垛零件被摆放到底板相应仓格内，机器人通过吸盘工具按要求拾取码垛零件进行码垛任务；码垛零件有长方形和正方形两种，操作者可根据需要选择摆放；可根据需要自由组合码垛出多种形状，同时也可进行拆垛练习。

1.外形尺寸（mm）：320×240×164mm（±5%）
2.底座尺寸（mm）：320×240×10mm（±5%）
3.码垛位置：2 个
4.零件容量：
矩形工件8个或方形工件16个，可混装
8、供料模块
至少由井式供料机、固定底板、快速电路连接器、不锈钢拉手等组成。

学生可以通过对推料气缸的位置调整，保证推料动作的可靠，通过调整传感器位置，保证机电系统联动稳定性。

料管用于储存多种零件，通过气动推头进行供料，模块适配标准电气接口套件。

机器人通过数字量输入输出控制，完成零件的供料，料仓监控和推头的控制。

可以与其他模块进行组合，实现不同的实验任务。

井式供料机构尺寸：300×200×280mm（±5%）
有机玻璃管尺寸：φ46×155mm
9、通用仓储模块
至少由固定底板、立体仓库、不锈钢拉手等组成。

学生可以通过识读机械安装位置图，把仓储模块安装在工作平面的指定位置上。

1.外形尺寸(mm)：300×220×410mm（±5%）
2.底座尺寸(mm)：300×220×10mm（±5%）
3.布置形式：2 行 3 列;
4.兼容工件种类≥2 种；
10、输送模块
至少由皮带输送机、调速器、固定底板、不锈钢拉手等组成。

学生通过调整供料模块与输送模块的相对位置，保证物料稳定的进行传输。

皮带输送机应由铝合金型材搭建而成。

驱动方式应采用单相交流调速电机驱动。

输送机上要求安装光电传感器与阻挡装置，用以检测与阻挡工件。

调速电机驱动皮带，运输多种不同的零件，传送带有启停和调速功能。

模块适配标准电气接口套件和轨迹跟随套件，工业机器人通过数字量和模拟量对传送带进行启停和调速控制，配合轨迹跟随套件完成对样件的跟随抓取。

1.外形尺寸（mm）：446×200×196.4mm（±5%）
2.底板尺寸（mm）：400×200×10mm（±5%）
3.输送机长度≥446mm
4.有效工作宽度≥80mm
5.最高速度≥4m/min
6.电源电压：AC220V
7.调速器
电压：单相 AC220V
频率：50/60Hz
工作环境：温度：-10c°~+50c°，
湿度<90%
11、视觉模块
至少由工业视觉系统、视觉显示器、视觉光源、固定底板等组成。

能通过视觉检测的反馈，调节光源、视觉镜头、工件的相对位置，保证视觉系统在一定的环境下稳定工作。

视觉检测系统至少由工业级工业视觉检测系统和铝型材支架组成，参数要求如下：
1. 模块外形尺寸：340x240x590mm
2. 底板尺寸：340x240x10mm
3.工业相机：
尺寸：29 mm×29 mm×30 mm
镜头接口：C-Mount
分辨率：2592×1944
数据接口：USB3.0
传感器类型：CMOS，卷帘快门
工作温度 0 ~ 50℃，储藏温度-30 ~ 70℃
4.镜头：MVL-MF1220M-5M
5.视觉控制器：
处理器：Intel E3845，4 核 1.91GHz
串口：1 路半双工 RS-485，1 路 RS-232
网络接口：3 个标准 RJ45 Intel I210 千兆网口
USB 接口：1 个 USB3.0 接口，3 个 USB2.0 接口，支持扩展 1 个内置 USB2.0 接口
外形尺寸：134.8 mm * 91 mm * 45 mm
重量：约 650 g
供电：DC 24 V/2.5 A
典型功耗：≤34 W
6.光源:白色漫射 LED 环形灯
7.包含算法平台软件，该视觉软件应具有国家级计算机软件著作权登记证书等完全自主知识产权，可避免第三知识产权纠纷及法律诉讼，投标文件内提供证明文件。

8.称重单元
称重区域：≤φ100mm
称重范围：0-1000g
供电：18-30VDC
精度：0.005%
12、安全模块
通过安全光幕对使用人员的人身安全进行保护，对于系统自动运行时的非法闯入机器人工作区域的行为进行紧急急停处理。

13、身份信息认证系统
至少由指纹识别模块、以太网通讯模块、继电器控制模块、触摸屏人机交互模块和评价系统组成。

用户通过刷指纹来识别人员身份，验证通过后由服务器输出人员信息并在触摸屏上显示，用户确认无误后可以点击“确认”按键进行设备上电，并生成二维码，以供考核评价。

点击“断电”按键实现设备下电。

当用户按下急停开关，设备下电并在触摸屏上闪烁显示“急停！请排除故障”的标语。

1.尺寸：275*22
2.7*196.9mm（±5%）
2.含上电、断电指示灯，急停按钮
3.人机触摸屏
4.输入电压：220V 50Hz
5.主控芯片：不低于STM32f103配置
6.通信方式：以太网
7.电源控制方式：交流接触器及继电器控制
14、智能监控系统
对用户实验及考核过程进行监控，与计算机通讯，具有录制存储功能，供后期查验，或为其他学生提供演示视频。

1.最大分辨率：1920×1080
2.像素≥200万
3.镜头焦距：2.8~12mm
4.旋转范围：水平：0°～255°
垂直：0°~+90°
5.支持3D定位
6.日夜转换：ICR自动切换
7.产品尺寸（长×宽×高）：89mm×122mm×122mm（±5%）
8.接口类型：1个（内置RJ-45网口，支持10M/100M网络数据）
15、工业三维设计软件
设计软件要求是面向工业和教育的虚实一体化集成的三维设计软件。

基于Windows平台，既有传统三维软件的建模等功能，同时也突出在自动化集成领域三维设计功能，软件具有特征建模和协同建模两大建模方式，同时兼容市面上常见的三维软件格式，支持自顶向下和由底往上的设计思想，自由设计，兼容全面，软硬结合，易学易用。

功能模块和设计需求包含（特征建模、协同建模、零件设计、曲面设计、钣金设计、焊接件设计、框架设计、装配体爆炸图、装配体动画、有限元分析、工程制图、运动仿真、电气原理图、装配设计、机械原理图、2D转换器、3D转换器、PMI信息）
特征建模、协同建模详细要求
软件提供在统一的集成设计环境中同时使用特征建模和协同建模两种方式。

用户可以在任何需要的时候通过特征建模和协同建模的任意切换来加速模型的设计和编辑过程，特征建模可以方便的设计机械加工产生的铸件和细节。

现有模型中的构建树元素可以选择性地转换为协同元素，这为构建器提供了更大的灵活性和使用系统的简单性。

协同建模技术作为一个新的建模技术，用于新模型的创建、异种CAD数据的修改、数据重用等各个设计领域。

（1）特征建模功能要求
1) 智能草图：草图需要约束，并且通过草图驱动三维模型。

2) 历史树特征：严格基于操作历史的前后特征过程，特征之间存在父子关系。

前端特征做了修改，后续特征必须重新计算、生成。

3) 特征关联：以草图为载体，特征和尺寸，可以做到多重链接，以保证设计理念的贯彻。

4) 基于单个零件的设计修改：特征的修改必须基于草图，因此设计修改必须通过激活零件，在零件环境下完成参数修改。

然后通过隐性的特征链接传递到相关零件。

从而完成整个装配。

（2）协同建模功能要求
1) ★能够基于无历史树的特征，根据几何规则就能编辑修改模型，即使用变量化方式进行产品设计。

在进行三维建模，拖动几何体的时候，协同解算三维驱动尺寸、三维几何约束、三维几何关系，并赋予参数特征，实现直观式的所见即所得三维设计模式。

2) ★融合了二、三维的操作环境。

无需刻意去创建草图，系统会自动捕捉草图平面，实现从2D到3D的自然过渡。

整个操作过程，可以在全三维环境下完成，也可以切换到二维平面视图，自然方便。

3) ★图形化的操作手柄方向盘，实时操控整个三维建模过程。

它融合拉伸、旋转、平移、对齐等众多可视化操作过程。

换句话说，只要学会了控制方向盘，就能得心应手地用协同建模创建三维模型。

4) ★可以编辑修改来自异种CAD的模型数据。

根据适用的实时规则，自动增加三维可驱动尺寸，自动识别和维护设计意图。

通过方向盘即可使用对模型的编辑修改，并且可以使用简单的拷贝、粘贴，来实现多异种CAD数据的重用。

实时剖面则实现了二维协同驱动三维的能力。

5) ★无需打开零件，即可在装配环境下同时协同编辑修改多个零部件。

在编辑多个零件的时候，实时规则、三维几何约束等自动应用到所编辑模型上。

可以编辑修改主流3D模型数据，实现数据重用，提高设计质量和效率。

（3）数据处理及数据转换要求
1) ★能完整地继承二维的历史设计图纸，并能提供再编辑功能。

2) ★与DWG/DXF实现双向数据衔接
3) ★能充分利用原来的视图数据，以及2D尺寸标注，支持从二维设计平滑转向三维实体设计，并自动将2D尺寸转变为3D可驱动尺寸。

4) ★含有所有的中间数据交换接口，如IGES、STEP、ACIS、Parasolid、STL、3MF、JT
等，以及含有对CAXA、Solidworks、Pro/E、NX、Catia等三维软件的数据接口。

5) ★能够基于几何规则，深层次地编辑修改导入的3D数据。

（4）变量化设计要求
1) ★变量名能使用中文名称
2) ★用户能根据设计要求，协同设置变量之间的关系，达到变量化设计的要求。

3) ★能实现零件与零件之间的变量关联
4) ★能实现可变零件与可变装配的设计，满足个性化的设计需求
（5）装配设计
1) 运用最简便的操作，就能完成部件的装配，能灵活修改、编辑装配关系。

2) 具有在装配环境下的多个零件设计和修改的能力，以及关联设计能力。

3) ★支持超过十万个零部件规模的大型装配件设计，要有零部件轻量化能力、装配简化等的装配能力。

4) ★可以实现装配件的物理属性管理，BOM信息，具有干涉检查能力。

5) 支持Top-Down的自顶向下设计方式，能有效地利用装配草图来控制整个零部件设计。

6) 具有简单的运动仿真能力，可以实现动态的干涉检查。

7) ★支持焊接设计
8) 产生装配爆炸图，能制作真实渲染效果图，将动画文件保存为AVI格式，脱离CAD系统后独立运行。

9) ★具有在三维装配模型上协同增加尺寸标注、公差、形位公差、表面粗糙度、注释等的能力，要符合国际标准，并且能被工程图协同利用。

（6）工程图要求
1) 提供从三维模型生成符合国家标准的二维工程图，并且二维图纸要与三维模型保持关联关系。

2) ★能与AutoCAD双向兼容。

可以协同打开AutoCAD的数据，并提供再编辑功能，同时还可以再保存为DWG/DXF格式，用于必要的数据交流。

3) 要能生成符合国标的各种视图，如剖视图、局部剖视图、方向视图等，并有对视图进行编辑的能力。

4) 要有符合国标的各种标注工具，公差、形位公差、表面粗糙度、基准符号、零件序号、注释等操作都要简单易行。

（7）钣金设计要求
1) 提供易用的钣金设计能力，有平板、折弯、卷边、凹坑、百叶窗、角撑板、压花等常规的钣金设计。

2) ★支持钣金的加强强度设计，包括角撑板、加强筋等。

（8）焊接件设计要求
焊接可以将复杂的产品工艺简单化，大大降低生产成品。

作为工艺过程，从属于装配文件，以装配特征方式呈现。

Solid Center焊接件设计在3D环境下，先将零部件装配完成，然后再进行焊接操作，如同我们在实际工作中的设计工艺流程一样。

在3D环境下增加的焊缝等标注，会自动带入到2D工程图环境。

同时，在3D环境下增加的焊锡，它的重量也如实反应在装配里。

（9）框架设计要求
空间定义框架路径（直线、曲线），多种框架截面类型可供选择，丰富的框架结构库，灵活的接口控制方法，可以将实体边直接转换为框架。

（10）运动仿真要求
模拟零部件真实的运动状态（区别于动画），内嵌在装配环境中，实现装配体中动态的干涉
检查，输出运动状态的动画。

（11）有限元分析效验能力要求
能够提供对实体的有限元分析，包括线性静态分析。

为避免纠纷，软件须有自主知识产权，投标现场提供。

具体功能不得少于以上功能要求，投标时须提供相关的功能演示。

16、机器人在线教育平台，教师端，整个项目提供一套。

为保证硬件设备能配套丰富的教学资源使用，要求该平台兼具有PC版和移动终端著作权证明（投标现场提供证明原件）。

平台可进行网页版登陆和手机公众号登录，开发支持疫情间在线学习资源能力。

为有效防控新型冠状病毒肺炎疫情，积极响应教育部疫情期间“停课不停学”的号召，要求在线学习平台能支持职业院校延期开学期间的专业教学工作，和支持至少4个省市的疫情防控期间企业线上职业技能培训院校线上教学工作。

投标时提供相关证明文件。

功能及资源：网络直播：要求支持至少1500人实时观看，如果有需求可以提高同时在线人数；支持网页版登陆及手机APP登陆两种方式；能随时上传或者下载相应教学资源；平台要求包含机器人课程学习区，课程区要求含有丰富的机器人学习资源，台须具备教学专业群包含有机器人、电气自动化、机电一体化、数控机床、数控机床装调与维修、电子电工技术、虚拟仪器、物联网、综合布线、机械传动、液压与气动、智能楼宇、电梯安装与维修保养、轨道交通、汽车运用与维修、风能与太阳能、智能电网等课程学习，开标现场演示在线平台功能及课程资源。

17、静音无油气泵
1.电源: 220V
2.额定功率≥560W
3.排气量≥58L/min
4.最高排气压力≥0.8MPa
5.储气罐容量≥23L
6.重量≤25KG
7.噪音≤56dB
四、验证项目
1.工业机器人本体装调应用
1.1六自由度工业机器人外部结构的认识
1.2六自由度工业机器人机械传动系统认识
1.3六个关节伺服电机的编码器线和动力电缆接口的连接
1.4六自由度工业机器人伺服电机的装配及相关知识讲解
1.5工业机器人RV减速机的内部结构认识及传动原理讲解
1.6六自由度工业机器人谐波发生器的拆装实训
1.7六自由度工业机器人本体壳体拆卸及装配实训
1.8六自由度工业机器人本体大臂拆卸及装配实训
1.9六自由度工业机器人第一关节及底座的拆装实训
2.工业机器人外围工装模块装调
2.1快换工具模块的安装与调试
2.2码垛模块的安装
2.3供料模块的安装与调试
2.4通用仓储模块的安装及水平测量
2.5输送模块的安装与调试
2.6视觉模块安装与调试
3.气动控制技术
3.1电控气动阀的工作原理及应用
3.2真空发生器的工作原理及应用
3.3标准气缸的工作原理及应用
3.4各类气动手爪的工作原理及应用
3.5空气压缩机的工作原理及应用
4.故障检测技术技能培训
4.1程序故障设置的排除训练
4.2参数故障设置的排除训练
4.3电气接线故障设置的排除训练
4.4机械故障设置的排除训练
5.工业机器人系统控制
5.1工业机器人编程调试软件的安装
5.2工业机器人通过示教器对工业机器人的运作过程调试5.3通过计算机软件对工业机器人的运作过程调试
5.4通过I/0板对机器人运作的控制
5.5工业机器人的基本认识工作任务。

5.6工业机器人示教器运动操作工作任务
5.7工业机器人的点位示教工作任务。

5.8工业机器人基本参数设置工作任务。

5.9工业机器人基于示教器的程序编辑工作任务。

仿真资源终端：
虚拟仿真终端要求均为正版软件，无知识产权争议。

终端载体：140*60cm双人复合板材，后置隐藏式设计，配置不低于I7 8G 1T-128G 21.5。

1、工业机器人多系统仿真实训系统
软件主要功能：系统覆盖了ABB、FANUC、安川、KUKA、广数等品牌的机器人，仿真系统实现是围绕界面设计、建模、编程和运动仿真而展开的，五种机器人系统基本功能模块设计组成大体上是一致的，主要包括：登陆界面、三维场景、示教编程、运动控制、运动仿真和文件与数据管理。

采用MVC架构。

根据MVC架构，将整个系统分为了存储层，控制层，模型层和视图层。

根据功能模块，对接口进行设计，设置了相应的接口函数。

通过封装模块接口函数的调用，从而实现。

现场提供软件详细说明书，为避免可能产生的产权纠纷，需提供软件著作权登记证书，投标现场演示软件功能。

（1）示教盒基本功能模拟
a) 示教盒按键功能：实现示教盒屏外按键基本功能，包括急停功能、驱动装置接通功能、模式选择功能、空间鼠标操作功能、键盘（字母和数字）输入功能、向前程序运行功能等。

b) 示教盒显示面板功能：包括文件菜单功能、状态显示功能、编辑功能、提示功能和零点标定功能。

编辑功能是用于移动模式指令编辑、等候指令编辑、简单的复制粘贴剪切功能等。

（2）机器人运动控制仿真
a) 手动搬运任务的实现：通过虚拟示教盒对机器人模型进行运动控制，能够实现机器人搬运功能仿真。

b) 示教编程任务的实现：通过对虚拟示教盒编辑程序指令，用于存储和执行手动移动机器人获得的示教点，进而实现机器人示教任务和自动搬运功能仿真。

（3）机器人三维模型展示
具备机器人三维模型的显示模块及相应的辅助功能，三维机器人模型能够对虚拟示教盒的操作做出实时反应，对用户的操作进行反馈，到达交互效果。

软件总体结构分为三个界面：登录界面、机器人运动场景界面、示教器界面。

2、机器人装调仿真软件：
机器人装配仿真软件满足机械装调过程的仿真软件，可以模拟了多种机械设备的组装过程，通过使用该软件可以手动组装机械设备，也可以通过视频演示观看机械设备的组装过程。

通过使用机器人装配仿真软件，可以直观的了解到多种机械组装的过程。

投标文件提供软件详细说明及截图，现场演示软件功能。