工业机器人高级综合应用实训平台（数字孪生虚实联动功能）

HC-JDR-S型 工业机器人高级综合应用实训平台（数字孪生虚实联动功能）

1 产品整体概述

1.1 产品定位与教学价值

该工业机器人实训设备系根据学校实训需要，针对中高职院校、应用型本科院校工业机器人专业教学打造一体化实操平台。整机集成 6 轴工业机械臂、全套气动执行工装、视觉检测单元、PLC 控制系统，配套独立数字孪生三维仿真软件，实现物理设备与虚拟场景双向虚实联动(选配)。

平台覆盖 20 余项工厂真实工业工艺，解决传统实训设备仅能实体操作、无虚拟调试、离线编程教学短板，完全匹配 1+X 工业机器人应用编程初、中、高全等级考核标准，实现理论学习、实体实操、虚拟仿真、虚实联合调试一体化教学。

整机采用模块化铝型材架构，所有工艺模块可拆卸、自由拓展，设备通用性强，满足长期实训课程迭代需求。

1.2 教学技能覆盖范围

初级技能

机器人本体手动操控、关节 / 直角坐标示教、基础点位编程、数字 IO 信号交互、单模块物料搬运、TCP 工具坐标标定、设备安全规范操作。

中级技能

多工序工作站联动控制、机器人离线编程、机器视觉定位抓取、PLC 时序逻辑联动、多夹具自动快换、流水线上下料协同实训、简单轨迹焊接 / 涂胶模拟。

高级技能

数字孪生虚实双向联动调试、完整产线虚拟仿真调试、机器人程序二次开发、多面工件变位加工、产线节拍优化、故障模拟与设备运维、1+X 高级证书综合考核实训。

1.3 全功能机器人教学仿真软件（选配）

1.31 软件支持用户自主导入自定义设计模组，兼容不少于7种三维文件格式实时导入，满足院校基于平台自主快速搭建数字孪生实训应用。

1.32 内置机电设备数字孪生开发插件资源包，配套光伏、3C电子、电机、锂电、汽车制造四大行业成熟孪生案例模板，同步配套完整三维模型素材库。

1.33 搭载海量三维素材资源库，素材总量超5000种，其中可参数化驱动模型不少于1000种，支持尺寸、行程、负载等参数实时修改。

1.34 四大行业孪生开发模板内置标准化UI交互框架，支持设备运行数据组件绑定、孪生驱动程序编辑、控制器IO点位自定义配置。

1.35 内置通用机器人孪生驱动控制器组件库，兼容工业机器人四大家族及各类主流六轴协作机器人，支持虚拟示教、实体设备虚实联动示教操作。

1.36 仿真场景支持自由快速布局搭建，软件可自动识别导入三维素材模型，拖拽式工位布设，操作简易上手。

1.37 内置标准化三维模型资源库，涵盖6轴工业机器人、伺服电机、直线/旋转运动模组、光伏设备、泵体机组、伺服线束总装、动力电池PACK产线、涂胶锁附工作站、立体仓储、电梯轿底焊接工装等全品类实训模型。

1.38 支持本地离线模型库存储，兼容CAD格式模型一键导入；软件原生集成机器人、上下料供料机构、物料移栽模组、工艺执行单元、辅助工装、标准机械件、实训物料等全套标准模型库。

1.39 配套多行业标准化完整仿真案例，包含光伏产线、泵与电机装配、伺服线束总装、动力电池PACK生产线、涂胶锁附工作站、立体智能仓库、电梯轿底焊接工作站等。

1.40 内置全品类机器人参数数据库，覆盖多规格关节六轴机器人、线性模组机器人、SCARA平面机器人、移动行走机器人；细分三轴、四轴、六轴、龙门、悬臂、旋转多轴机型。

1.41 机器人模型支持自定义参数筛选与修改，可自由调整重复定位精度、最大工作半径、额定负载、模组结构、主轴最高转速等核心技术参数。

1.42 配套完整虚拟调试Demo仿真案例，可现场演示整条自动化产线离线虚拟调试全流程。

1.43 供货方需提供不少于8张软件功能界面截图，分别为：BOM清单页面、本地模型导入配置界面、场景加载机器人界面、机器人关节初始调节界面、移动端登录界面、PC端首页登录界面、模型搜索面板界面、机器人位姿编辑界面。

1.44 项目中标公示期间，采购方有权要求中标供应商携带正版软件至指定场地，逐条完成招标文件软件功能交互演示验证；若供应商无法到场演示或功能不满足招标参数要求，视为投标虚假响应，按招投标相关管理规定处置，投标文件需同步提供对应承诺函。

2 整机全套硬件配置清单

 六轴工业机器人本体技术参数

4 纳博特机器人控制柜、T30 示教器技术指标

4.1 纳博特一体化驱控控制柜

1. 运动控制：支持 6 轴同步联动，支持 PTP 点动、LIN 直线、CIRC 圆弧连续轨迹控制

2. IO 资源配置：系统数字输入 8 路，用户扩展数字输入 32 路；系统数字输出 8 路，用户扩展数字输出 16 路，总计 DI40 路、DO24 路

3. 通讯接口：千兆 LAN 以太网、RS232、RS485、CAN 总线、外部编码器拓展接口、专用示教器接口

4. 柜体尺寸：400mm×280mm×165mm，柜体净重 8kg

5. 供电规格：单相 AC220V，整机额定功耗 2000W，防护等级 IP20

6. 安全回路：标配 STO 安全转矩关断回路、整机急停安全链、电机过载 / 短路 / 超温保护

7. 编码器兼容：支持多摩川、尼康、松下、三协 17-24 位多圈绝对值编码器

4.2 T30 手持式工业示教器

1. 主控芯片：TI Sitara AM335x Cortex-A8，主频 1GHz 工业级处理器

2. 显示屏幕：8 寸 TFT 液晶屏，分辨率 800×600，4 线加固电阻触摸屏

3. 存储配置：512MB DDR3 内存 + 4GB eMMC 本地存储

4. 操作组件：12 组轴控按键、12 组自定义功能按键、6 路状态指示灯、三段式安全使能开关、20 脉冲 / 圈电子手轮、红色蘑菇头急停按钮

5. 通讯配置：RS485、CAN、以太网，配套 5 米专用屏蔽通讯线缆

6. 电气参数：DC24V 供电，整机功率 8W

7. 温宽范围：工作温度 - 20℃-60℃，存储温度 - 40℃-85℃

5 18 套工业模拟实训模块详细参数

5.1 自动上料推料模块 

外形尺寸 465mm×180mm×493mm；钣金一体式机架，单气缸自动推料储料仓，可堆叠圆形工件，支持 PLC、机器人双信号控制，集成示教器专用安装支架。

 5.2 皮带流水线模块

外形尺寸 670mm×142mm×218mm；24V 直流减速电机驱动绿色输送皮带，首尾两端配备光电传感器，实时检测工件有无，实现上下料信号交互。

 5.3码垛工装模块 

外形尺寸 260mm×140mm×175mm；铝合金台面，6 个 Φ50mm 定位圆孔，适配直径≤45mm 圆形物料码垛搬运实训。

5.4 3D 曲面轨迹模板

 140mm×80mm×28mm；PVE 一体成型弧形曲面，用于机器人 3D 圆弧插补、曲面涂胶、曲面焊接轨迹编程训练。

 5.5 多功能装配模块

外形尺寸 320mm×140mm×175mm；配备多规格方形、圆形装配工件，分层物料存储槽，完成多零件组装、拆解、搬运综合实训。

  5.6 焊接轨迹标定板

外形尺寸 260mm×140mm×175mm；铝合金板面集成圆形、三角形、五角星、螺旋曲线、异形槽，可用于焊接、点胶、TCP 工具坐标标定。

  5.7 360° 喷涂变位台

外形尺寸 200mm×200mm×175mm；旋转气缸驱动工装转盘，工件可多角度自动变位，模拟产品喷涂、多面焊接工艺。

  5.8 机器人快换夹具组（4 套）

包含圆形物料气动夹爪、方形装配夹爪、真空吸附吸盘、轨迹专用夹具；铝合金快换底座，自动对接气路，无需人工拆装管路。

  5.9 砂带打磨模拟模块

外形尺寸 240mm×151mm×160mm；高速直流驱动电机，530mm 循环砂带，可调从动轮控制砂带松紧，配备钣金安全防护挡板，模拟工件去毛刺打磨工艺。

  5.10 双层立体升降仓库

滑轨气缸驱动双层独立料仓，气缸行程 200mm；上层、下层可独立存储工件，机器人自动分层存取，完成立体仓储逻辑实训。

  5.11 多层物料仓储架

双层分层定位槽，每层独立配置光电传感器实时检测工件；分层区分焊接、打磨、装配物料，带防错放定位结构。

  5.12 工件夹紧固定模块

双杆夹紧气缸，气缸行程 30mm；定位板圆弧防脱落设计，物料到位自动夹紧，模拟机加工工位工装定位逻辑。

  5.13 7 寸触摸屏人机单元

外形尺寸 310mm×150mm×250mm；钣金箱体，集成 7 寸工业彩色触摸屏、红色急停按钮、3 路状态指示灯、设备启动 / 复位旋钮，整机总控交互终端。

     5.14 视觉显示模块

1.     显示器模块是视觉模块的辅助模块，是视觉模块的控制、调节模块。

2.     显示器模块的组成：由视觉显示屏、显示屏支架、键盘和鼠标等组成。

3.     显示器模块与视觉模块配套使用。

6 PLC 人机交互控制系统技术说明

4.     触控终端：7 寸工业彩色触摸屏，支持梯形图、结构化文本编程，实时监控机器人、气缸、流水线全时序状态。

5.     统筹逻辑：整机气缸、流水线、变位机、打磨电机全部由 PLC 统一调度，机器人与 PLC 通过以太网毫秒级实时交互信号。

6.     运行模式：手动单动调试、全自动工作站循环、单工序分步调试三种模式一键切换。

7.     安全联动逻辑：急停按下后机器人伺服立即切断，所有气动气缸自动复位，整机动力输出切断，杜绝误动作风险。

     7 FeVisionV2 机器视觉检测单元参数 

1.     配套软件：FeVisionV2 全功能工业视觉算法软件，全中文可视化操作界面。

2.     相机兼容：适配海康、大恒、迈德威视、巴斯勒、映美精全系列工业相机。

3.     核心算法库：CCD 工件坐标定位、颜色分拣识别、工件外形缺陷检测、尺寸精密测量、坐标偏移自动补偿。

4.     通讯输出：网口 TCP 通讯、RS232 串口、数字 IO，可直接将视觉坐标下发至机器人控制器完成抓取。

5.     光源配置：环形可调亮度 LED 光源，适配金属、塑料、深色工件成像。

6.     配套实训项目：视觉无序抓取、视觉码垛、物料分拣、工件尺寸检测四大核心实训课程。

8无油静音空压机气源系统参数

1.     电机功率：≥700W 无油静音电机，低噪音运行。

2.     成套配置：储气罐、精密调压阀、压力表、气动快插管线、吹尘枪、全套密封配件。

3.     上气速度快，满足实训台全部气缸、真空吸盘气源供给需求。

9数字孪生虚实联动仿真系统（选配）

9.1 1:1 全要素三维数字建模能力

1.     针对实训台完成 1:1 三维数字化复刻，包含 6 轴机器人本体、工艺模块、PLC、视觉单元、气缸、传送带、光电传感器全部设备数字模型。

2.     三维模型几何精度≤±0.5mm，零件尺寸、机器人关节运动限位、气缸行程与物理硬件完全一致。

3.     支持 STEP、IGS、STL 通用三维模型导入、拖拽编辑、工位布局自定义修改，支持院校产线拓展场景二次建模。

9.2 双向虚实实时闭环交互（实体↔虚拟双向同步）

9.2.1 实→虚：物理设备驱动虚拟三维场景

1.     机器人各轴转角、末端 TCP 坐标、运行速度实时上传虚拟场景，数据同步刷新周期≤20ms，虚拟模型跟随实体机器人同步运动。

2.     整机全部 DI/DO 数字信号、气缸伸缩状态、光电传感器触发信号、视觉检测坐标实时映射至三维界面。

3.     设备过载、超温、急停、通讯故障等报警信号在孪生界面弹窗高亮提醒，自动生成完整运行日志。

9.2.2 虚→实：虚拟程序下发控制实体硬件

1.     在虚拟仿真软件内完成拖动示教、多段工步轨迹编程，仿真校验无碰撞干涉后，一键将完整程序下发至实体机器人控制柜直接执行。

2.     虚拟界面可远程控制整机启停、气缸复位、流水线运转、视觉拍照，无需操作实体触摸屏与示教器。

9.3 离线仿真与工艺实训功能

1.     离线编程：3D 虚拟环境可视化示教，自动生成 PTP/LIN/CIRC 标准机器人指令，内置码垛、焊接、喷涂专用工艺包一键调用。

2.     碰撞干涉检测：设备运动过程实时校验机械碰撞，碰撞响应延迟≤30ms，干涉部位高亮变色预警，从源头避免实体设备撞机损坏。

3.     产线虚拟调试：无需启动物理硬件，即可在孪生系统完成机器人 + PLC 全时序联调，完整验证整条工作站循环逻辑，匹配 1+X 高级证书虚拟调试考核要点。

4.     四种运行模式自由切换：纯虚拟仿真模式、纯实体实操模式、实控虚显（实物运动虚拟同步）、虚控实动（虚拟下发驱动硬件）。

9.4 数据采集、教学考核与拓展能力

1.     全流程数据存储：机器人运动轨迹、生产节拍、IO 时序、视觉检测数据自动存储，支持 Excel 报表一键导出。

2.     标准化考核模块：内置 1+X 工业机器人应用编程初 / 中 / 高级全套考核题库，系统自动记录操作步骤、轨迹精度、程序逻辑并自动打分。

3.     实时可视化看板：三维界面内嵌数据面板，实时展示机器人负载、运行节拍、设备故障统计、工位利用率。

4.     开放拓展接口：提供标准 TCP/IP API 二次开发接口，可对接实训室集中管控平台、教学 MES 系统。

5.     多终端教学适配：配套台式电脑 Windows 系统运行，支持多学生端同步登录，教师端远程监控全部工位虚实联动运行状态。

10 电气 IO 点位、通讯总线、接线接口定义

10.1 IO 点位分配

1.     系统内置 IO：DIN1-DIN8 数字输入；DOUT1-DOUT8 数字输出，统一 24V 公共供电。

2.     用户拓展 IO：DI9-DI32 共 24 路数字输入；DOUT9-DOUT24 共 16 路数字输出。

3.     STO 安全回路：2 路安全输入、1 路安全输出，整机急停安全链串联防护。

10.2 通讯总线架构

1.     机器人与 PLC：以太网 TCP 实时通讯，毫秒级信号交互。

2.     机器人与数字孪生软件：千兆 LAN 网口双向高速数据传输。

3.     视觉单元与机器人：TCP/IP 通讯，视觉定位坐标实时下发。

4.     外设拓展总线：RS485、RS232 串口，可外接变频器、外部传感器拓展单元。

10.3 动力与编码器接线接口

1.     XS11 动力线缆接口：1-6 轴伺服动力航空防呆插头，快速拆装维护。

2.     XS31/XS32 编码器线缆接口：1-6 轴多圈绝对值编码器专用接线端子。

11 设备多重安全保护体系与标准开机流程

11.1 多重安全防护配置

1.     硬件安全：整机蘑菇头急停按钮、示教器三段式安全使能开关、STO 安全转矩切断、电机过载 / 过流 / 短路 / 超温硬件保护。

2.     软件安全：机器人关节软件限位、数字孪生虚拟碰撞双重防撞校验、轨迹限速保护。

3.     气动安全：气缸失压自动锁止，气源调压阀限压保护，避免气缸超压冲击工件。

11.2 标准开机运行流程

1.     接通整机 AC220V 总电源，启动空压机，确认气源压力稳定。

2.     机器人控制柜上电，伺服电机使能，机器人自动执行回零。

3.     触摸屏切换手动模式，复位全部气缸、流水线至初始待机工位。

4.     启动数字孪生仿真软件，建立虚实通讯连接，同步设备初始状态。

5.     示教器手动单轴调试，验证各轴运动、IO 信号、视觉成像正常。

6.     切换设备自动模式，下载虚拟仿真验证完成的机器人程序，启动整机全自动循环运行。

12 整机外形尺寸、环境使用条件

1.     实训台整机外形尺寸：1577mm（宽）×1183mm（深）×803mm（高）

2.     整机供电规格：单相 AC220V 50Hz，整机总功率≤2000W

3.     存放使用环境：室内干燥无尘环境，温度 5℃-40℃，湿度 10%-80% RH 无凝露

4.     配套备用耗材：备用快换夹具、气动密封圈、砂带、视觉光源灯管

13 配套教学资料、安装培训及售后服务

1.     配套软件授权：机器人编程软件、FeVision 视觉软件、数字孪生虚实联动仿真软件，永久免费授权，无使用年限限制。

2.     全套教学资料：实训指导手册、电气原理图、IO 点位表、设备接线手册、全套教学课件。

3.     交付配套服务：上门整机安装调试、专业教师实操培训、设备第三方计量校准溯源支持。

4.     质保政策：整机硬件 1 年免费质保，软件终身免费升级、7×24 小时远程技术支持。

5.     定制拓展服务：可根据院校教学需求新增工艺模块、定制产线数字孪生拓展场景。

注：本参数为设备介绍参数，如需招标用技术参数请联系我们！