一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台制造技术

本发明专利技术公开了一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台，包括基础实训台和综合实训台，基础实训台与综合实训台可拆卸连接；基础实训台的台面上设置有机器人、工件位置变换机和工作台；且基础实训台内放置有机器人控制柜和手持示教器；机器人控制柜和手持示教器用于控制机器人的运作；综合实训台中设置有电气安装抽屉；综合实训台的台面上设置有工具库、自动加工检测生产线、立体仓库和人机接口；工件位置变换机、立体仓库、工具库和工作台分别分布在机器人的工作半径范围内。本发明专利技术采用结构模块化设计，重复使用率高；技术综合性强，功能强大；扩展度高，支持二次开发；应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台
本专利技术涉及教学实训平台
，特别涉及一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台。
技术介绍
我国机器人的发展正从高速发展向高质量发展新阶段迈进，具有超大规模，门类众多的制造业市场即工业机器人的应用广阔。行业的快速发展与工业机器人应用型人才的紧缺使越来越多的高校开始开设工业机器人相关实践实训课程，不仅能实际动手操作，而且将学生所学机器人理论与实际应用相结合。现有技术中，采用工业机器人教学实训平台进行工业机器人实践课程的教学。目前，现有工业机器人教学实训设备存在以下几个问题：(1)教学功能单一。工业机器人工作站大多以示教为目的，只具备基础示教和操作功能，如焊接或码垛工作站；(2)机器人重复利用率低。工业机器人价格昂贵，集成在实训平台中的机器人无法拆分在教学之外的时间使用；(3)技术综合度低，内容单一。目前大多停留在机电一体化设备，没有集成智能化视觉识别的
技术实现思路
；(4)实际扩展开发度差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台，以至少在一定程度上解决现有技术所存在的上述技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台，包括基础实训台和综合实训台，所述基础实训台与所述综合实训台可拆卸连接；所述基础实训台为带有柜门的中空结构；所述基础实训台的台面上设置有机器人、工件位置变换机和工作台；所述基础实训台内放置有机器人控制柜和手持示教器；所述机器人控制柜和手持示教器用于控制所述机器人运作；所述综合实训台中设置有电气安装抽屉；所述综合实训台的台面上设置有工具库、自动加工检测生产线、立体仓库和人机接口；所述工件位置变换机、立体仓库、工具库和工作台分别分布在所述机器人的工作半径范围内。进一步地，所述基础实训台与所述综合实训台通过四块连接片以销钉连接，且所述基础实训台与所述综合实训台的台面平齐，空间位置为L型。进一步地，所述自动加工检测生产线包括供料装置、加工钻孔装置、钻孔深度检测装置、图像识别装置、旋转工作台和气动机械手爪；所述供料装置用于储存模拟工件，并实现模拟工件的自动连续出料；所述气动机械手爪用于将所述供料装置输出的模拟工件抓取到所述旋转工作台进行加工；所述旋转工作台上设置有多个工位，每一工位分别用于对模拟工件进行预设的加工工序；所述加工钻孔装置用于对所述旋转工作台上的模拟工件进行钻孔加工；所述钻孔深度检测装置用于检测已加工工件钻孔深度是否合格；所述图像识别装置用于对模拟工件进行图像采集，以实现对工件表面图形的检测。进一步地，所述供料装置包括第一安装支架、料库和供料气缸；所述料库通过所述第一安装支架固定在所述综合实训台的台面上，所述料库用于存放模拟工件，所述料库的出口下方安装有第一接近开关传感器，所述第一接近开关传感器用于检测所述料库的取料位处和料库内是否有模拟工件；所述供料气缸的伸出和收回位置分别设置有磁性开关传感器；所述供料装置的执行系统包括供料气缸伸出电磁阀和供料气缸收回电磁阀，所述供料气缸伸出电磁阀和供料气缸收回电磁阀分别用于控制所述供料气缸伸出和收回，通过控制所述供料气缸的伸出与收回，完成模拟工件的上料循环。进一步地，所述旋转工作台包括第二安装支架、旋转工作面和驱动电机；所述驱动电机通过所述第二安装支架固定在所述综合实训台的台面上，并与所述旋转工作面连接，用于驱动所述旋转工作面旋转；所述旋转工作面包括上下料工位、钻孔工位、检测工位和图像识别工位；其中，所述上下料工位、钻孔工位、检测工位和图像识别工位分别用于实现对模拟工件进行上下料、钻孔、钻孔深度检测和图像识别；所述旋转工作面的各工位下方分别安装有光电传感器，所述光电传感器用于实现各工位的工件有无检测；所述旋转工作面下方安装有第二接近开关传感器，所述第二接近开关传感器用于检测所述旋转工作面的工位的位置；所述气动机械手包括第三安装支架、大臂构件、手抓构件、第一升降气缸、旋转气缸、手指气缸、薄形气缸和挡块；所述旋转气缸通过所述第三安装支架固定在所述综合实训台的台面上，所述大臂构件与所述旋转气缸连接，所述旋转气缸用于使所述大臂构件在所述旋转工作台和所述供料装置间旋转并停留；所述第一升降气缸与所述大臂构件连接，所述手指气缸与所述第一升降气缸连接，所述手抓构件与所述手指气缸连接；所述第一升降气缸用于使所述手抓构件升降，实现提起和放下工件的动作；所述手抓构件装有夹爪，在所述手指气缸控制下实现夹紧和松开工件的运动；所述薄形气缸通过所述第三安装支架固定在所述综合实训台的台面上，所述挡块与所述薄形气缸连接，当需要卸料时，所述薄形气缸控制所述挡块升起，通过所述挡块档住所述大臂构件，使所述大臂构件在卸料台处停转。进一步地，所述加工钻孔装置包括第四安装支架、第二升降气缸、驱动电机和定位销；所述第二升降气缸通过所述第四安装支架固定在所述综合实训台的台面上；所述驱动电机与所述第二升降气缸连接，所述驱动电机的转轴上安装有用于安装钻头刀具的钻夹头；所述定位销设置在所述第四安装支架上；所述旋转工作面的边缘设置有与所述定位销的端部形状相适配的缺口，所述定位销用于对所述旋转工作面定位。进一步地，所述钻孔深度检测装置包括第五安装支架、检测气缸和检测工件接触头；所述检测气缸通过所述第五安装支架固定在所述综合实训台的台面上，所述检测工件接触头与所述检测气缸连接；所述图像识别装置包括第六安装支架和工业相机；所述工业相机通过所述第六安装支架固定在所述综合实训台的台面上。进一步地，所述立体仓库包括储料位和立体仓库控制器，在立体仓库的每个储料位下方分别设置单独的料位传感器进行检测，立体仓库控制器通过对所述料位传感器信号的采集，将所有料位的信息传给PLC，获得所有料位信息。进一步地，所述工件位置变换机包括第七安装支架、伺服驱动装置和安装卡具板；所述伺服驱动装置通过所述第七安装支架固定在所述基础实训台的台面上，所述安装卡具板与所述伺服驱动装置连接。进一步地，所述工具库包括机器人侧快换装置、末端执行器侧快换装置、末端执行器和工具支架，所述机器人侧快换装置装卡在机器人上，所述末端执行器侧快换装置一端与所述机器人侧快换装置连接，另一端与末端执行器连接；所述工具支架包括多个放置工位，所述放置工位用于放置待使用的末端执行器。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：1、结构模块化设计，重复使用率高：本专利技术的实训平台采用结构模块化的设计，不仅方便搬运与存储，安全可靠，且机器人本体可拆分用于科研，支持本科实验课程教学实验的同时也可支持科研项目实验。提高了实训平台的使用率，降低了使用成本。2、技术综合性强，功能强大：相对现有教学类实训平台，本专利技术集成了工业机器人、示教平台、可更换末端执行器、工件位置变位机、四工位并行的自动加工检测线，融合了PLC电控技术、视觉检测与图像识别技术，气动手抓及包含五种形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台，其特征在于，包括基础实训台和综合实训台，所述基础实训台与所述综合实训台可拆卸连接；/n所述基础实训台为带有柜门的中空结构；所述基础实训台的台面上设置有机器人、工件位置变换机和工作台；所述基础实训台内放置有机器人控制柜和手持示教器；所述机器人控制柜和手持示教器用于控制所述机器人运作；/n所述综合实训台中设置有电气安装抽屉；所述综合实训台的台面上设置有工具库、自动加工检测生产线、立体仓库和人机接口；所述工件位置变换机、立体仓库、工具库和工作台分别分布在所述机器人的工作半径范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合式多工位综合性工业机器人实训平台，其特征在于，包括基础实训台和综合实训台，所述基础实训台与所述综合实训台可拆卸连接；
所述基础实训台为带有柜门的中空结构；所述基础实训台的台面上设置有机器人、工件位置变换机和工作台；所述基础实训台内放置有机器人控制柜和手持示教器；所述机器人控制柜和手持示教器用于控制所述机器人运作；
所述综合实训台中设置有电气安装抽屉；所述综合实训台的台面上设置有工具库、自动加工检测生产线、立体仓库和人机接口；所述工件位置变换机、立体仓库、工具库和工作台分别分布在所述机器人的工作半径范围内。


2.如权利要求1所述的组合式多工位综合性工业机器人实训平台，其特征在于，所述基础实训台与所述综合实训台通过四块连接片以销钉连接，且所述基础实训台与所述综合实训台的台面平齐，空间位置为L型。


3.如权利要求1所述的组合式多工位综合性工业机器人实训平台，其特征在于，所述自动加工检测生产线包括供料装置、加工钻孔装置、钻孔深度检测装置、图像识别装置、旋转工作台和气动机械手爪；
所述供料装置用于储存模拟工件，并实现模拟工件的自动连续出料；所述气动机械手爪用于将所述供料装置输出的模拟工件抓取到所述旋转工作台进行加工；所述旋转工作台上设置有多个工位，每一工位分别用于对模拟工件进行预设的加工工序；所述加工钻孔装置用于对所述旋转工作台上的模拟工件进行钻孔加工；所述钻孔深度检测装置用于检测已加工工件钻孔深度是否合格；所述图像识别装置用于对模拟工件进行图像采集，以实现对工件表面图形的检测。


4.如权利要求3所述的组合式多工位综合性工业机器人实训平台，其特征在于，所述供料装置包括第一安装支架、料库和供料气缸；
所述料库通过所述第一安装支架固定在所述综合实训台的台面上，所述料库用于存放模拟工件，所述料库的出口下方安装有第一接近开关传感器，所述第一接近开关传感器用于检测所述料库的取料位处和料库内是否有模拟工件；
所述供料气缸的伸出和收回位置分别设置有磁性开关传感器；所述供料装置的执行系统包括供料气缸伸出电磁阀和供料气缸收回电磁阀，所述供料气缸伸出电磁阀和供料气缸收回电磁阀分别用于控制所述供料气缸伸出和收回，通过控制所述供料气缸的伸出与收回，完成模拟工件的上料循环。


5.如权利要求3所述的组合式多工位综合性工业机器人实训平台，其特征在于，所述旋转工作台包括第二安装支架、旋转工作面和驱动电机；
所述驱动电机通过所述第二安装支架固定在所述综合实训台的台面上，并与所述旋转工作面连接，用于驱动所述旋转工作面旋转；
所述旋转工作面包括上下料工位、钻孔工位、检测工位和图像识别工位；其中，所述上下料工位、钻孔工位、检测工位和图像识别工位分别用于实现对模拟工件进行上下料、钻孔、钻孔深度检测和图像识别；
所述旋转工作面的各工位下方分别安装有光电传感器，所述光电传感器用于实现各工位的工件有无检测；所述旋转工作面下方安装有第二接近开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗琳，刘新洋，张佳明，孙朝阳，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11