中国科学院上海有机化学研究所全向自主实验物料搬运机器人采购公告

序号

采购内容

技术规格

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预算金额

1

全向自主实验物料搬运机器人

1.配置要求

全向自主实验物料搬运机器人包含：全向自主实验物料搬运机器人本体1套、全向自主实验物料搬运机器人控制器1套、全向自主实验物料搬运机器人人机控制器1套、全向自主实验物料搬运机器人智能编程软件系统1套、智能2D视觉及控制系统1套及柔性夹爪1套

2.技术参数

2.1全向自主实验物料搬运机器人

2.1.1全向自主实验物料搬运机器人本体

*（1）最大负载：≥7kg

*（2）机械臂重量：≤25kg

*（3）自由度：6自由度

*（4）重复定位精度：≤±0.02mm

*（5）工作半径：≥988mm

（6）工具端线速度：≤3.2m/s

（7）通讯接口：RS232×1；***网RJ45×1；USB3.0×2；HDMI×1；EtherCAT×1

（8）ISO洁净室等级*：5

（9）供电电源：48V DC

（10）功耗：≤300W

（11）外壳材料：铝合金

（12）工作环境温度：0~50℃

（13）工作环境湿度：≤93%RH（无冷凝）

（14）防护等级：IP67

*（15）J1轴运动范围：≥±360°，J1轴最大速度：180°/s

（16）J2轴运动范围：≥±175°，J2轴最大速度：180°/s

（17）J3轴运动范围：≥±175°，J3轴最大速度：234°/s

（18）J4轴运动范围：≥±175°，J4轴最大速度：240°/s

（19）J5轴运动范围：≥±175°，J5轴最大速度：240°/s

*（20）J6轴运动范围：≥±360°，J6轴最大速度：240°/s

（21）力控相对精度：力：0.5 N；力矩：0.1 N·m

（22）工具端数字量输入输出：2路数字输入，2路数字输出

（23）工具端模拟量输入：2路

（24）工具端电源输出：12V/24V

（25）工具端电流输出：1A（额定）

（26）工具通讯接口：RS485（与2路模拟输入引脚复用，二者不可同时使用）

（27）噪声≤70dB

*（28）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。

（29）使用寿命：＞80000h

2.1.2全向自主实验物料搬运机器人控制器

*（1）尺寸：≤450×250×350mm

（2）工作环境温度：0~50℃

（3）工作环境湿度：≤93%RH（无冷凝）

*（4）通讯方式：***网、ModBus-RS485、EtherCAT、USB等

（5）供电电源：100~240VAC，50~60Hz

（6）防护等级：IP43

（7）通用数字IO：16路输入/16路输出（标配）

（8）安全IO：5路安全输入，4路安全输出，均为双冗余通道

2.1.3全向自主实验物料搬运机器人人机控制器

（1）尺寸：≤290×170×80mm

（2）重量：≤0.84kg（不含线）

*（3）显示：≥10寸电容式液晶显示屏，分辨率1920×1200

（4）人体工学设计，配有急停和力控等安全按钮

（5）防护等级：IP54

（6）线缆长度；≥5m

2.1.4全向自主实验物料搬运机器人智能编程软件系统

（1）支持外设插件开发，可以将机器人外围生态产品控制软件集成在示教器内，编程时可以灵活调用；

（2）支持全触摸时界面操作，用户通过在示教器面板，对机器人动作进行示教和在线编程；

（3）支持拖动示教，设有力控按钮，可用手拖动机器人本体的方式对机器人位姿进行示教；

（4）支持轨迹记录功能，在拖动示教时自动记录轨迹，可对轨迹进行编辑，并可将轨迹插入到在线编程逻辑中；

（5）支持碰撞防护功能，提供10个等级的碰撞防护等级，机器人检测到碰撞后自动停止；

（6）提供基于ROS平台的配套环境开发包、实训手册，***平台SDK开发包，支持Linux下C++编程、Lua脚本语言编程、Windows V C++、Python脚本编程、QT跨平台编程开发；

（7）支持离线仿真及编程；

*（8）协作和安全：碰撞防护检测；提供安全IO接口检测；支持关节运动范围限制；具备缩减模式（缩减TCP速度、关节速度等）；

（9）支持外设，如搬运工具集成在示教器软件中；

（10）支持在线升级，支持远程故障诊断与维护、系统状态监控等。

2.2智能2D视觉及控制系统

2.2.1智能2D视觉相机

（1）传感器类型；CMOS，卷帘快门

（2）像元尺寸：2.4 μm x 2.4 μm

（3）靶面尺寸：111.8”

*（4）分辨率：3072×2048

（5）帧率：30.7 fps

（6）动态范围：71.3 dB

（7）信噪比：41.3 dB

（8）増益：0 dB ~24 dB

（9）曝光时间：25 us ~ 2.5 sec

（10）快门模式：支持自动曝光、手动曝光、一键曝光模式，支持 Global Reset和Trigger Rolling 功能

*（11）黑白/颜色：彩色

（12）像素格式：Mono 8/10/12，Bayer RG 8/10110p/12112p，YUV422Packed,YUV422 YUV Packed RGB 8, BGR 8

（13）Binning：支持1×1，2×2

（14）下采样：支持1×1，2×2，4×4

（15）镜像：支持水平镜像、 垂直镜像输出

（16）数据接口：GigE

（17）数字IO：6-pin Hirose 接头提供供电和I0:1路光耦隔离输入(Line0)，1 路光耦混离输出(Line1)，1路双向可配置非隔离I/O(Line2)

（18）供电：9~24 VDC，支持 PoE 供电

（19）典型功耗：2.5W@12V DC

（20）镜头接口：C-Mount

（21）外形尺寸：29 mm×29 mm×42 mm

（22）重量：≤100g

（23）IP 防护等级：IP40

（24）温度：工作温度-30~60℃，储藏温度-30~70℃

（25）湿度：20%~95%RH无冷凝

（26）协议/标准：兼容GigE Vision V2.0协议及GenlCam标准，无缝衔接第三方软件

2.2.2智能2D视觉控制系统

（1）CPU：Intel® Celeron® J1900，2.0GHz，4核，4线程，2MB L2缓存

（2）TDP：10W

（3）BIOS：AMI UEFI 64Mbit

（4）内存：1×SO-DIMM DDR3L-1333MHz，(最大8GB)

（5）存储：1×MSATA硬盘卡槽

（6）USB：1×USB3.0，3×US82.0，板载内置1个USB2.0可安装硬件加密狗

（7）COM：2×COMK（DB9公头)，可通过拨动开关配置 RS232或RS485模式，R5485支持自动流控RS232带有E5D防护(空气放电:+8KV，接触放电:±6KW)

（8）***网：2×intel***网口

（9）DV1-D：最高分辨率1920×1080

（10）扩展接口：1×全尺寸miniPCLe卡槽，带有SIM卡槽

（11）看门狗：1~255级可编程设置

（12）操作系统：Windows7/7 Embedded/10 IoT，Linux：Ubuntu，CentOS，Debian

（13）电源输入：DC12~24V ±10%，过流、过压以及防反接保护，(当使用光源控制时，必须使用DC24V供电)

（14）电源功耗：最大功耗45W

（15）结构：全封闭铝型材外壳，无风扇设计，支持壁挂式安装或DIN-Rail导轨安装

（16）尺寸（长×宽×高）：200×154.5×57.6mm

（17）重量：1.6kg

（18）工作温度：-20~ 60℃(使用SSD)

（19）存储湿度：-40~ 80℃(使用SSD)

（20）相对湿度：5~95%(非凝结)

（21）工作时振动：使用SSD：5~500Hz，15Grms，遵循IEC60068-2-64

（22）工作时冲击：使用SSD：20G(持续时间11ms，半正弦波)，遵循IEC60068-2-27

（23）EMC：CE/FCC Class A

2.3柔性夹爪

2.3.1精密伺服驱动电动夹爪

（1）整体尺寸（长×宽×高）：≤234×61.7×265mm

（2）工作电压：21.6-26.4V DC

（3）外形尺寸：61×120×86mm

（4）电流：0.5A(额定)/1.2A(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）：40-140N

（8）总行程：≥80mm；

（9）最大推荐负载：3kg

（10）打开/闭合时间：1.1s/1.1s

（11）位置重复精度：±0.02mm

（12）额定功率：12W

（13）运行噪音：＜30dB

（14）防护等级：IP54

（15）工作环境温度：0-40℃

（16）工作环境湿度：85%RH以下

2.3.2伺服电动夹爪驱动器

2.3.2.1CPU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***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1.0μs/指令（DB访问），实数数学运算执行加法速度1.78μs/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）。

2.3.2.2IO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。

2.3.2.3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

2.3.2.4profinet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）***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***网S7通信。

（8）2个连接用于与Web浏览器的连接。

2.3.2.5Modbus 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。

2.3.3I0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：1.5W；

（7）数字输出端数量：8；

（8）数字输出在组件中的数量：1；

（9）数字输出短路保护：外部预设；

（10）数字输出感应式关闭电压的限制：典型值(L+)-48V

（11）输出端的通断能力在电阻负载时的最大值：0.5A

（12）输出端的通断能力在照明负载时的最大值：5W

（13）额定输出电压（DC）：24V；

（14）对于信号“0”，输出电压最大值；0.1V，附带10kOhm负载；

（15）对于信号“1”，输出电压最小值DC20V；

（16）对于信号“1”，输出电流额定值：0.5A；

（17）对于信号“0”的剩余电流，输入电流最大值：10μA；

（18）从“0”到“1”，电阻负载时的输出延迟最大值：50µs；

（19）从“1”到“0”，电阻负载时的输出延迟最大值：200µs；

（20）在水平安装位置，环境温度最高50℃的条件下，输出端的总电流（每组）最大值：4A，每根零线的电流；

（21）继电器输出端，电感负载时的最大值：0.5A；

（22）照明负载时的最大值：5W；

（23）电阻负载时的最大值：0.5A；

（24）屏蔽导线最大长度：500m；

（25）非屏蔽导线最大长度：150m；

（26）报警信息可诊断；

（27）用于输入端状态，诊断可显示LED；

（28）在通道之间，数字输出电位隔离分组点数：1；在通道和背板总线之间电位差：AC500A；

（29）防护等级IP：IP20；

（30）满足标准或许可：CE、CSA、UL、cULus、FM、RCM（原C-TICK）、KC；

（31）露天情况下，最大落差：0.3m；

（32）运行中的环境温度范围：-20-60℃；

（33）在水平安装条件下，运行中的环境温度范围：-20-60℃；

（34）在竖直安装条件下，运行中的环境温度范围：-20-50℃；

（35）运行中允许温度变化：5℃至55℃，3℃/分钟；

（36）运输/储存时的环境温度范围；-40-70℃；

（37）存放/运输时的气压范围：660-1080hPa（气压符合IEC60068-2-13标准要求）；

（38）运行时最大空气湿度：95%（25℃无冷凝水）；

（39）外壳材料（正面）：塑料；

（40）尺寸（宽×高×深）：≤45×100×75mm；

（41）重量：≤180g

2.3.4伺服驱动手指

（1）外形尺寸：≤15×123×16mm

（2）数量：2套

（3）外形呈长方体，设有2个夹持块安装孔和4个精密伺服驱动电动夹爪安装孔

（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

2.3.5转接法兰

（1）外形尺寸：80×74×7mm

（2）数量：1套

（3）外形呈长方体，设有2个连接杆安装孔、4个过线槽孔、4个电动快换安装孔、一大一小2个精密定位器安装孔

（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

2.3.6伺服驱动控制协议

（1）力位速可控：可以对夹爪的夹持位置、夹持力值和运行速度进行编程调节，可以任意组合搭配。

（2）夹持判断：夹持过程中采用力控和位控相结合的方式

（3）夹持反馈：夹爪的状态可以通过编程进行读取，也可以根据夹爪本体的指示灯进行判断

（4）掉电自锁：当出现断电时，夹爪可以持续保持夹持状态来使工件不掉落，保证了夹持的安全性。

（5）出线定义：红色线定义为24V，是电源直流24V正极；白色线定义为INPUT1，是I0模式数字输入1；棕色线定义为INPUT2，是I0模式数字输入2；橙色线定义为OUTPUTI，是IO模式数字输出1；黄色线定义为OUTPUT2，是IO模式数字输出2；黑色线定义为GND，是电源直流GND负极；蓝色线定义为485_B，是通讯线负，T/R-；绿色线定义为485_A，是通讯线正，T/R+；编织线定义为PGND，是外壳(PE)接口。

（6）IO模式控制功能及对应地址：

初始化夹爪：256（0x0100），重新标定夹爪和回零位；

力值：257(0x0101)，夹爪力值；

位置：259（0x0103），运动到指定位置；

速度：260（0x0104），以设定速度运行；

初始化状态反馈：512（0x0200），反馈当前夹爪的初始化状态；

夹持状态反馈：513（0x0201），反馈当前夹爪的夹持状态；

位置反馈：514（0x0202），反馈当前夹爪位置信息；

写入保存：768（0x0300），写入flash保存；

初始化方向：769（0x0301），配置夹爪初始化方向；

IO参数测试：1024（0x0400），直接控制4组IO功能；

IO模式开关：1026（0x0402），开启IO功能开关；

IO输出输入高低电平选择：1027-1028（0x0403-0404），配置IO输入输出类型；

（7）IO参数配置：1029-1040（0x0405-0410），四组IO参数，第1组IO参数配置，高字节0x04，低字节0x05，第1组位置；低字节0x06，第1组力值；低字节0x07：第1组速度；第2组IO参数设置，高字节0x04，低字节0x08，第2组位置；低字节0x09，第2组力值；低字节0x0A：第2组速度；第3组IO参数设置，高字节0x04，低字节0x0B，第3组位置；低字节0x0C，第3组力值；低字节0x0D：第3组速度；第4组IO参数设置，高字节0x04，低字节0x0E，第4组位置；低字节0x0F，第4组力值；低字节0x10：第4组速度。

2.4全向自主实验物料搬运机器人系统测试要求

（1）集成化模型库：提供丰富的机器人、实验设备及常用辅助设备三维模型库，支持直接调用，极大缩短仿真环境搭建时间。特别针对化学实验环境，包含耐腐蚀、防爆设计的特殊设备模型。

*（2）用户自定义CAD模型接口：支持用户根据实验需求，自行构建并导入三维CAD模型，确保仿真环境的高度定制化与真实性。

（3）高精度虚拟示教器：内置与真实示教器界面一致的虚拟示教器，支持点动控制、程序编写、I/O配置查看等功能，操作体验无缝对接，提升编程效率与准确性。

（4）视觉仿真与动态捕捉：集成视觉设定界面，支持手持式与固定式相机视野调整，实现试剂盒在随机位置下的精确视觉定位与动态画面捕捉，为复杂化***平台。

（5）离线编程与无缝对接：允许在仿真环境中编制机器人程序，并直接导入真实机器人执行，确保程序无误，减少现场调试时间。

*（6）数字双胞胎技术：实现虚拟机器人系统与实体机器人系统动作同步，为化学实验过程提供实时反馈与预测分析，优化实验流程。

（7）PLC通讯与自动化控制：支持PLC信号通讯，通过PLC对仿真环境中的机器人、气动元件及输送线进行远程手动/自动控制，增强系统自动化水平。

（8）安全区域直观监控：直观展示机器人安全区域，确保机器人在设定工作区域内安全作业，一旦越界立即停止，保障实验安全。

（9）灵活编程与示教：配备人机控制器，支持现场示教、在线与离线编程，以及拖动搬运、抓取示教功能，简化复杂实验物料搬运流程。

（10）多级碰撞防护：内置10级碰撞防护机制，遇碰撞即停，有效保护实验设备与人员安全。

*（11）开放SDK***平台编程：支持Linux C++、Lua脚本、Windows V C++、Python及QT跨平台编程，满足多样化开发需求，促进化学实验自动化技术创新。

（12）通讯协议与离线仿真：开放通讯接口与协议，支持离线仿真测试，提前验证系统性能，降低现场调试风险。

（13）精准搬运与快速换夹：集成柔性抓取模块与电动快换系统，实现不同形状、尺寸、重量物品的精准抓取与快速更换，提升搬运效率与灵活性。

（14）智能识别与2D视觉：配备智能2D视觉相机，精准识别物料托盘，提升搬运精准度与效率，减少人为错误。

（15）连续作业与自动充电：支持自动充电功能，确保24小时连续作业能力，满足高强度化学实验需求，提升整体工作效率与生产力。

（16）柔性夹爪保护：采用柔软材质柔性夹爪，自动调节抓取力度，避免化学试剂瓶等易损物品表面划痕与破损，保障实验物料安全。

3.售后服务

3.1项目有专门负责的经验丰富的维修工程师和专门的技术应用支持工程师负责，负责设备送货上门、安装、调试（提供过程中所需的专用工具和辅助材料，并提供设备使用的全部材料）。在质保期内，质保服务为货物及现场维修与维护、相关软件的升级以及电话技术支持等服务，不再收取额外费用；保修期后，保证长期供应零备件和正常的售后服务，包括备用零配件及消耗品。提供7×24小时的故障服务受理，4小时内响应，一般故障在24小时内排除；重大故障在48小时内排除。

3.2安装验收期间，负责送货上门、安装、调试（提供过程中所需的专用工具和辅助材料，并提供设备使用的全部材料），对用户进行设备的基本操作和日常维护的现场培训，内容包括设备原理，使用方法和维护方法等；

3.3设备在安装、调试通过后1年的免费保修期。

3.4要求中标厂家在中国有完备的售后服务和技术支持，在中国通过ISO9001售后服务质量体系认证，并提供认证证书。

4.支付方式

合同签订后支付合同总金额的95%作为预付款，剩余5%验收合格后支付。

注：*标注要求必须满足，无法满足者，做无效处理。

3套

合同签订生效后30天内交货

95万元(人民币)