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1

聚合反应试剂库机器人

1.功能要求

聚合反应试剂库机器人是聚合反应实验站试剂库转运试剂的关键组件，其主要任务是将有聚合反应试剂和各类耗材从试剂库运送到试剂库托盘上。机器人需要与实验站的转运托盘和主控中心建立连接，以便于进行协同控制和实时数据的收集。此外，机器人还应支持聚合反应自动化实验室内部的局域网无线通信，以确保其自主移动的安全性、可控制性和可视化。为了实现自动化系统集成，聚合反应试剂库机器人应具备开放的通讯和协议接口，并支持离线和在线调试功能，以便进行灵活的设备管理和性能优化。

2.技术要求

2.1聚合反应试剂库机器人

2.1.1聚合反应试剂库机器人人机控制器

（1）尺寸：≤355×235×54mm

（2）重量：≤2.8kg

*（3）显示：≥10寸电阻式液晶触控屏

（4）人体工学设计，配有急停和力控等安全按钮

（5）防护等级：IP43

2.1.2聚合反应试剂库机器人控制器

（1）机器人控制器尺寸≤380×350×258mm；重量≤20kg；示教器连接电缆长度≥4m；供电电源：100~240VAC，50~60Hz。

*（2）控制器通讯方式：以太网、ModBus-RS485、TCP/IP、USB等。

（3）控制器防护等级：IP43。

（4）控制器IO接口：DI不少于8，DO不少于8；AI不少于2，AO不少于2。

2.1.3机器人法兰

（1）外形尺寸：63×63×15mm

（2）数量：1套

（3）外形：设有4个机器人安装孔、2个转换板安装孔及1个通孔。

（4）距离尺寸公差：±0.001ｍｍ

（5）直线度公差：±0.001ｍm

（6）平行度公差：±0.01

（7）垂直度公差：±0.01ｍｍ／ｍ

（8）平面度公差：0.01μm

（9）表面粗糙度Ra：＜0.4μm

（10）铝合金材质，表面喷细砂，本色阳极氧化处理

2.1.4聚合反应试剂库机器人本体

*（1）最大负载：≥5kg。

*（2）机械臂重量：≤24kg。

*（3）自由度：6自由度。

（4）重复定位精度：≤±0.02mm。

*（5）工作半径：≥886.5mm。

（6）工具端线速度：≤2.8m/s。

（7）通讯接口：CAN总线接口。

（8）连接控制柜电缆长度：≥5m。

（9）供电电源：DC48V。

（10）功耗：≤200W。

（11）外壳材料：铝合金。

（12）工作环境要求：温度：0~40℃；湿度：90%相对湿度（无冷凝）。

（13）防护等级：IP54。

（14）运动范围及最大速度：J1轴运动范围≥±175°；J2轴运动范围≥±175°；J3轴运动范围≥±175°；J4轴运动范围≥±175°；J5轴运动范围≥±175°；J6轴运动范围≥±175°；J1-J3最大速度≥150°/s；J4-J6最大速度≥180°/s。

（15）工具端参数：4路（可配）数字量输入输出；2路模拟量输入；电源输出0V/12V/24V（可配）；电流输出0.8A。

*（16）协同操作：根据ISO10218-1:2011进行协同操作，具备安全适用的受监控停止、拖动示教以及功率与力限制等协作机器人安全功能。

（17）机器人人机控制器采用人体工学设计，配有急停和力控等安全按钮；尺寸≤355×235×54mm；重量≤1.57kg。

*（18）机器人人机控制器显示：≥10寸电阻式液晶触控屏。

（19）机器人人机控制器防护等级：IP43。

（20）机器人底座采用铝合金材质，表面喷细砂，本色阳极氧化处理，外形呈正方体，外形尺寸≤180×180×18mm。

（21）底座加工要求：距离尺寸公差≤±0.001ｍｍ、直线度公差±0.001ｍm、平行度公差≤±0.01、垂直度公差≤±0.01ｍｍ／ｍ、0.01μm平面度公差、表面粗糙度Ra：＜0.4μm。

2.1.5聚合反应试剂库机器人智能编程软件系统

（1）外设插件集成能力：允许用户将机器人外围生态产品的控制软件无缝集成到示教器内，编程时灵活调用，增强系统扩展性和兼容性。

（2）人机交互界面：采用全触摸屏设计，用户可直接在示教器面板上对机器人进行动作示教和在线编程，提升操作便捷性和直观性。

（3）拖动示教：配备力控按钮，支持用户通过手动拖动机器人本体进行位姿示教，简化编程流程。

（4）轨迹记录与编辑：在拖动示教过程中自动记录轨迹，并允许用户对轨迹进行编辑和插入到在线编程逻辑中，提高编程效率和灵活性。

（5）碰撞防护：提供10个等级的碰撞防护设置，机器人检测到碰撞后自动停止，确保操作安全。

（6）综合安全防护：包括安全IO接口检测、关节运动范围限制以及缩减模式（如TCP速度和关节速度的降低），全方位保障机器人运行安全。

（7）开发环境与ROS平台支持：提供基于ROS平台的配套环境开发包和实训手册，助力用户快速上手ROS应用开发。

（8）多平台SDK与编程语言支持：支持Linux下C++、Lua脚本、Windows V C++、Python脚本及QT跨平台编程，满足不同开发者的需求。

*（9）离线仿真功能：支持离线仿真及编程，允许用户在无实际机器人硬件的情况下进行程序开发和测试，降低成本并提高效率。

（10）外设集成能力：支持搬运工具等外设集成在示教器软件中，实现外设与机器人的无缝协同工作。

（11）在线升级与远程维护：支持在线升级功能，确保软件始终保持最新状态；同时支持远程故障诊断与维护、系统状态监控，降低维护成本并提升响应速度。

2.2柔性夹爪

2.2.1精密伺服驱动电动夹爪

（1）整体尺寸（长×宽×高）：≤63×64×160.5mm

（2）工作电压：22.6-26.4V DC

（3）外形尺寸：26×55×107.5mm

（4）电流：0.25A(额定)/0.5A(峰值)

（5）通讯协议：支持Modbus-RTU协议和Digital I/O

（6）通讯接口：1个8芯通讯接口

（7）夹持力（单侧）：6-15N

（8）总行程：≥26mm；

（9）最大推荐负载：0.25kg

（10）打开/闭合时间：0.5s/0.5s

（11）位置重复精度：±0.02mm

（12）额定功率：6W

（13）运行噪音：＜30dB

（14）防护等级：IP40

（15）工作环境温度：0-40℃

（16）工作环境湿度：85%RH以下

2.2.2伺服电动夹爪驱动器

2.2.2.1CPU功能模块

（1）尺寸（长×宽×高）：110×100×75mm；

（2）功率损失，典型值12W；

（3）耗用电流（额定值）500mA；仅CPU，输入电流耗用电流最大值1500mA；CPU连同全部扩展模块；

（4）电源电压：额定值DC24V，允许范围(DC)为20.4V~28.8V；

（5）1个以太网通信端口，支持PROFINET通信；

（6）工作存储器：150KB；装载存储器：4MB；保持性存储器：14KB；位存储器（M）：8192个字节；

（7）用户存储器：150KB（故障安全型200KB）/4MB装载存储器，可用专用SD卡扩展/14KB保持性存储器；

（8）温度为-20℃~60℃，相对湿度为10~95%；

（9）脉冲输出最多可组态4个使用任意内置DC/DC/DCCPU任意内置输出或信号板输出的脉冲输出100kHz（Qa.0到Qa.3），20kHz（Qa.4到Qb.1）。

（10）布尔运算执行速度0.08μs/指令，移动字执行速度2.0μs/指令（DB访问），实数数学运算执行加法速度2.78μs/指令（DB访问）。

（11）过程映像大小：1024字节输入（I）和1024字节输出（Q）。

（12）信号模块扩展最多8个信号模块，信号板扩展最多1块信号板，通信模块扩展最多3个通信模块。

（13）最多可组态6个使用任意内置输入或信号板输入的高速计数器100kHz/80kHz（Ia.0到Ia.5），30kHz/20kHz（Ia.6到Ib.5）。

（14）12个用于HMI。

（15）8个用于客户端GET/PUT(CPU间S7通信)。

（16）4个用于编程设备。

（17）8个用于用户程序中的开放式用户通信指令。

（18）延时中断/循环中断各4个，精度为1ms。

（19）沿中断：12个上升沿和12个下降沿（使用可选信号板时，各为16个）。

2.2.2.2IO功能模块

（1）输入点数14，输出点数10。

（2）数字输入逻辑1信号（最小）2.5mA时15VDC，逻辑0信号（最大）1mA时5VDC。

（3）数字输出电压范围20.4－28.8VDC。

2.2.2.3模拟输入模块

（1）模拟输入点数2

（2）输入范围0~10V

（3）分辨率：10位

2.2.2.4profinet通信功能模块

（1）通信接口由一个抗干扰的RJ45连接器组成。

（2）数据传输速率达10/100Mbit/s。

（3）集成的PROFINET接口允许与以下设备通信：编程设备、HMI设备、其它SIMATIC控制器。

（4）支持以下协议：TCP/IP、UDP、OPCUA（服务器）、ISO-on-TCP、ModbusTCP、S7通信、ProfinetIO。

（5）隔离（外部信号与PLC逻辑侧）：变压器隔离，1500VAC（型式测试）。

（6）通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通信。

（7）8个连接用于S7通信的客户端连接，可以实现与S7-1200，S7-300/400/1500的以太网S7通信。

（8）2个连接用于与Web浏览器的连接。

2.2.2.5Modbus RTU协议

（1）通过Modbus指令，S7-1200可以作为Modbus主站或从站与支持Modbus RTU协议的设备进行通信。

（2）通过使用CM1241 RS485通信模块或CB1241 RS485通信板，Modbus指令可以用来与多个设备进行通信。

2.2.3I0扩展数字量输出模块

（1）产品类型标志：SM1221，DQ8x24VDC/0.5A；

（2）电源电压额定值(DC)：24V；

（3）电源电压允许范围下限(DC)：≥20.4V；

（4）电源电压允许范围下限(DC)：≤28.8V；

（5）来自背板总线DC5V，输入电流最大值：120mA；

（6）功率损失的典型值：2.5W；

（7）数字输出端数量：8；