基于Kuka工业机器人的纱锭柔性装卸实验平台
针对纺织行业的纱锭装卸的实际应用，基于工业机器人的纱锭柔性装卸平台由两台工业机器人组成，两台机器人协调工作，具有全自动地纱锭抓取、转运和码垛功能。此实验平台模拟实际生产线上的纱锭的流转流程，一台工业机器人是典型的6轴机械臂负责将纱锭从原料供货站移送到传送带上，并可与传送带实现同步和精准定位；第二台机器人是最新的7轴工业机器人，可以在窄小的空间工作，将纱锭从传送带上取出，进行码垛。为了进行二次开发和编程，码垛形状可以自适应调整。第二台机器人是最新的具有人机协作功能的轻型工业机器人，它灵敏、兼容、精准并且灵活，同时还配备了进行工业操作所需的机械系统和驱动技术。它能进行精细而又复杂的自动化任务。工业机器人有7个轴，可以模仿人类的手臂工作模式，其所有的轴中都具有高性能碰撞检测功能和集成的关节力矩传感器，可以在狭小的空间内工作，能够进行精细的连接工艺，并能允许使用简单工具。7轴的工业机器人可与整个系统结合工作，也可以单独完成指定任务，可以进行机器人和人的人机交互研究。
本实验平台结合纺织行业背景，体现了智能制造和机器人的核心技术，为学生实训提供一个具备纺织智能制造特征的实训平台。并且通过在机器人上安装摄像头，进行机器视觉的研究。采用的是目前机器人发展领域最先进的7轴工业机器人，可以进行人机交互的研究，可以同时提供机器人相关课题的研究和实践平台。本平台符合国家2025智能制造的战略发展趋势，符合东华大学信息科学与技术学院控制科学与工程的学科发展规划，也是提升创新能力和研发实力的重要硬件保障，将为培养创新型应用人才提供实验平台。
机器人1：柔性机器人
（1）工作负载：>=7Kg
（2）机器人工作半径：800mm
（3）机器人本体轴数：7轴
（4）是否有力及力矩传感器：各轴都有
（5）力及力矩传感器的精度：不小于±2%
（6）重复定位精度：不小于±0.1mm
（7）机器人本体重量：不超过23Kg
（8）供电电源：AC220V
机器人2
（1）工作负载：>=6Kg
（2）机器人工作半径：901mm
（3）机器人本体轴数：6轴
（4）机器人外部轴数（机器人直线轴）：1轴
（5）重复定位精度：不小于±0.03mm
（6）机器人本体重量：52Kg
（7）供电电源：AC220V
主要技术特点：
智能工业操作助手，柔性机器人可以智能地处理工业任务，可以服务于医疗等精密的应用。它灵敏、兼容、精准并且灵活，同时还配备了进行工业操作所需的机械系统和驱动技术。它能进行精细而又复杂的自动化任务，在过去，由机器人完成这些任务是不可想象的。此外，该轻型机器人可以进行人机协作。基于人类手臂设计有7个轴，能够在适当位置进行操作和柔顺控制。再结合集成的传感器系统，使该轻型机器人具有可编程的灵敏性。其所有的轴中都具有高性能碰撞检测功能和集成的关节力矩传感器，可以进行精细的连接工艺，并能使用简单工具，重量比较轻，可以在窄小的安装环境下工作，并能与其他的工业机器人系统集成，并协同工作。
基于工业机器人的纱锭柔性装卸平台技术指标：
| 名称 | 指标 | 数量 | |
1 | 1#工业机器人 | ▲1.轴数： 7 2. 重复定位精度：不大于±0.1mm 3. 工作半径：不小于800mm ▲4. 第7轴手腕工作负载：不小于7kg ▲5.每轴带有扭矩传感器 6.本体重量：不大于23公斤 7.运行范围及速度： 轴1： +/-140° 及75°/s 轴2： +/-97.5° 及75°/s 轴3： +/-140° 及90°/s 轴4： +/-97.5° 及90°/s 轴5： +/-140° 及144°/s 轴6： +/-97.5° 及135°/s 轴7： +/-152.5° 及135°/s 8.安装方式：地面安装。 ▲9. 包括有Profinet总线通讯模块 | 1 |
2 | 1#机器人底座 | 1，承载1#机器人 2，碳钢喷塑，结构牢固 | 1 |
3 | 1#机器人示教器 | ▲1.彩色中文显示 ▲2.显示屏：≥7英寸以上彩屏 3.连接电缆：不小于10m 4.具有多窗口显功能 5.具有机器人的JOG进给、程序创建、程序的测试执行、操作执行、状态确认等功能 | 1 |
4 | 机器人抓手1 用来夹抱纤维卷模型 | 1.进口品牌气动元件 2.可以负荷6公斤的圆形物体 ▲3.自动检测物体是否夹持 | 1 |
5 | 2#工业机器人 | ▲1.轴数： 6 2. 重复定位精度：不大于±0.1mm 3. 工作半径：不小于900mm ▲4. 第6轴手腕工作负载：不小于6kg 5.运行范围及速度： 轴1： +/-170° 及360°/s 轴2： +45°/ -90° 及300°/s 轴3: +156°/-120°及360°/s 轴4： +/-185° 及381°/s 轴5： +/-120° 及388°/s 轴6： +/-350° 及615°/s 安装方式：地面安装。 ▲6.包括有Profinet总线通讯模块 | 1 |
6 | 外部轴驱动，电机及电缆 用来驱动机器人第七轴 | ▲1.伺服电机功率不小于0.5Kw， 2.机器人电缆需满足第7轴轨道移动 ▲3.可与2#机器人实现7轴联动 | 1 |
7 | 机器人第7轴轨道 | ▲1.长度不小于2米 2. 重复定位精度：不大于±0.1mm | 1 |
8 | 2#机器人示教器 | ▲1.彩色中文显示 ▲2.显示屏：≥7英寸以上彩屏 3.连接电缆：不小于10m 4.具有多窗口显功能 5.具有机器人的JOG进给、程序创建、程序的测试执行、操作执行、状态确认等功能 | |
9 | 2#机器人抓手 | 1.进口品牌气动元件 2.可以负荷6公斤的圆形物体 ▲3.自动检测物体是否夹持 | 1 |
10 | 纤维卷模型输送机 | ▲1.长度不小于3500mm 2.进口品牌电机及驱动器 3.输送速度不小于5m/min 4.同时可以容纳至少15个纤维卷 | 1 |
11 | 纤维卷模型 | ▲1.外形类似于实际纤维卷 2.允许重复多次夹持 | 25 |
12 | 旋转架 | ▲1.2面可以悬挂纤维卷模型 2.每面可以放置至少6个纤维卷模型 3.旋转定位重复精度不大于0.2° | 1 |
13 | 安全围栏 安全围栏及安全门 | ▲1.高度不低于1000mm 2. 包括有至少1个安全门 3.门开关为双冗余通道 4.铝合金型材，面板透明PC材料 | 1 |
14 | 电气控制 通讯模块，电气控制 | ▲1.采用国际知名品牌的PLC及电源系统 2.具有总线通信模块,且与2台机器人同时通讯。 3.具有I/O接口模块（32点以上） 4.具有≥7寸国际知名品牌触摸屏 5.具有控制电柜，配合机器人工作要求 | 1 |
功能说明:
工作站占地约6m×2m，2台协助机器人协助进行开展纱锭柔性装卸。1#机器人为7轴带力矩传感机器人，站立于地面上，将纤维卷模型逐个从旋转架上取下，放置到输送机上。输送机将纤维卷模型输送到后端，由2#机器人将这些纤维卷模型拾取后送到旋转架的另一面。
2#机器人可沿轨道运动，增加工作范围。机器人为6轴机器人。1#机器人将纤维卷模型取完后，然后等待2#机器人将旋转架的另一面放满，然后旋转90°，然后重复动作。