CN104773427A

CN104773427A - 一种工业机器人技术实训系统

Info

Publication number: CN104773427A
Application number: CN201510167922.6A
Authority: CN
Inventors: 奚茂龙; 黄麟; 郭琼; 陈明; 郑贞平; 曹小兵
Original assignee: Wuxi Institute of Technology
Current assignee: Wuxi Institute of Technology
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2035-04-10
Also published as: CN104773427B

Abstract

本发明涉及一种工业机器人技术实训系统，包括立库系统、控制柜和工作台，在所述立库系统上设置用于在X轴与Y轴移动并能存取托盘的码垛机；还包括第一输送机构、第二输送机构，所述第一输送机构通过导轨往返于立库系统和第二输送机构之间，在所述第二输送机构的两侧分别设置机械手和摄像头，在所述第二输送机构的端部还设置第三输送机构。本发明的托盘架可以存放多个托盘，同时在托盘架上设置托盘定位块可防止托盘在存放时掉出托盘架，通过在滑移框架上设置码垛机，同时利用X轴或Y轴读码器实现了各托盘在托盘架上的精确定位和存取，利用摄像头实现产品识别，通过机械手实现物品的抓去，自动化程度高，大大提高了工作效率。

Description

一种工业机器人技术实训系统

技术领域

本发明涉及机械自动化设备，尤其涉及一种工业机器人技术实训系统。

背景技术

随着计算机技术、微电子技术、网络技术的快速发展，工业机器人技术也得到了飞速发展，工业机器人的制造水平、移动速度、控制精度和可靠性等不断提高，因此具有广泛应用前景。目前有关于产品分类、分拣以及在流水线的输送均采用人力资源，这种人工分配、分拣及输送的形式费时费力，不仅增加了企业的人力资源成本，同时还增加了工人的劳动强度，大大降低了工作效率。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种工业机器人技术实训系统，有效实现了对产品分类、分拣及输送的自动化，大大提高了生产效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种工业机器人技术实训系统，包括立库系统、控制柜和工作台，在所述立库系统上设置用于在X轴与Y轴移动并能存取托盘的码垛机；还包括第一输送机构、第二输送机构，所述第一输送机构通过导轨往返于立库系统和第二输送机构之间，在所述第二输送机构的两侧分别设置机械手和摄像头，在所述第二输送机构的端部还设置第三输送机构。

其进一步技术方案在于：

所述立库系统包括底座，托盘架与所述底座连接，所述托盘架由多根纵杆与横杆连接形成多个矩形单元体，在所述矩形单元体内均放置托盘；在所述互为相邻的两根横杆之间还连接托盘定位块；

所述码垛机包括滑移框架与X轴动力箱，所述X轴动力箱通过下滑轮与滑移框架的下部滑动连接，连接杆的一端与所述X轴动力箱连接，所述X轴动力箱上还安装X轴读码器和X轴防撞机构，所述连接杆的另一端连接电机安装座，所述电机安装座通过上滑轮与滑移框架的上部滑动连接，在所述电机安装座上安装第一电机，第一电机的输出端套有链条，在所述链条的两端连接配重盒，在配重盒上安装Y轴读码器，至少一个配重盒与下板体连接，一对下齿条安装在所述下板体上，齿轮至少与一个下齿条啮合并由动力源控制，所述齿轮还与上齿条啮合，用于承载托盘的上板体与所述上齿条连接；

所述第一输送机构包括第一机架，在所述第一机架上安装第二电机，所述第二电机的输出端通过第一传动机构与平带轮轴连接，所述平带轮轴的两端分别通过第二传动机构与第三传动机构连接；

所述第一传动机构包括一对平带轮，至少一个平带轮与所述第二电机的输出端连接，各平带轮之间连接第一皮带；所述第二传动机构以平带轮轴为中心对称布置，所述第二传动机构包括一对同步轮，至少一个同步轮与所述平带轮轴的一端连接，在两个同步轮之间还连接第二皮带；所述第三传动机构也以平带轮轴为中心对称布置，所述第三传动机构包括一对皮带轮，至少一个皮带轮与所述同步轮同轴连接，在两个皮带轮之间还连接第三皮带；

在所述机架的下部还安装一对车轮，各车轮均通过传动轴与动力源连接；在所述机架上还分别安装一对导向板和一对铝型材组，至少在一块导向板上安装警报灯；所述铝型材组由多个间隔布置的纵向型材组成，在各纵向型材上安装导向轮；

所述第二输送机构包括第二机架，一对对射传感器与一对第一铝型材分别安装在第二机架上，在一对第一铝型材之间安装皮带传动机构，至少在一块第一铝型材上连接安装板，所述安装板与摄像头活动连接；

所述第三输送机构包括第三机架，一对第二铝型材安装在所述第三机架上，位于所述第三机架的前后两端、于所述一对第二铝型材之间还安装一对传动链轮，在左右两个传动链轮之间连接转动轴，在前后两个传动链轮之间连接两根传动链条，于两根传动链条之间固接多个滚轮。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单、使用方便，托盘架可以存放多个托盘，同时在托盘架上设置托盘定位块可防止托盘在存放时掉出托盘架，通过在滑移框架上设置码垛机，同时利用X轴或Y轴读码器实现了各托盘在托盘架上的精确定位和存取，有效实现了装有货品、以及装有产品的托盘的有序归类，自动化程度高，大大提高了工作效率。利用本发明实现了对装有物品的托盘的自动输送，使托盘架与输送流水线间的往返实现了自动化，避免以往需要人工往返的步骤，不仅减少了企业人力资源，降低了人力投入成本，同时还提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中立库系统与码垛机的主视图。

图3为本发明中立库系统与码垛机的立体结构示意图Ⅰ。

图4为本发明中托盘架与码垛机的立体结构示意图Ⅱ。

图5为本发明中第一输送机构的结构示意图。

图6为本发明中第二输送机构的结构示意图。

图7为本发明中第二输送机构的主视图。

图8为本发明中第三输送机构的立体结构示意图。

其中：1、立库系统；101、底座；102、托盘架；103、托盘；104、托盘定位块；105、纵杆；106、横杆；2、码垛机；201、第一电机；202、链条；203、电机安装座；204、上滑轮；205、连接杆；206、X轴动力箱；207、X轴读码器；208、下滑轮；209、配重盒；210、下板体；211、下齿条；212、齿轮；213、上齿条；214、X轴防撞机构；215、上板体；216、滑移框架；217、Y轴读码器；3、控制柜；4、工作台；5、第一输送机构；501、警报灯；502、导向板；503、第一机架；504、第二电机；505、平带轮轴；506、第一皮带；507、平带轮；508、纵向型材；509、第二皮带；510、同步轮；511、皮带轮；512、第三皮带；513、车轮；6、第二输送机构；601、第二机架；602、对射传感器；603、第一铝型材；7、摄像头；701、安装板；8、机械手；9、第三输送机构；901、第三机架；902、第二铝型材；903、转动轴；904、传动链轮；905、传动链条；906、礼品盒；907、滚轮。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，一种工业机器人技术实训系统包括立库系统1、控制柜3和工作台4，在立库系统1上设置用于在X轴与Y轴移动并能存取托盘的码垛机2。还包括第一输送机构5、第二输送机构6，第一输送机构5通过导轨往返于立库系统1和第二输送机构6之间，在第二输送机构6的两侧分别设置机械手8和摄像头7，在第二输送机构6的端部还设置第三输送机构9。

如图2、图3及图4所示，立库系统1包括底座101，托盘架102与底座101连接，托盘架102由多根纵杆105与横杆106连接形成多个矩形单元体，在矩形单元体内均放置托盘103，在互为相邻的两根横杆106之间还连接托盘定位块104，托盘定位块104防止托盘103脱离矩形单元体并掉出。

如图3、图4所示，码垛机2包括滑移框架216与X轴动力箱206，X轴动力箱206通过下滑轮208与滑移框架216的下部滑动连接，连接杆205的一端与X轴动力箱206连接，在X轴动力箱206上还分别安装X轴读码器207和X轴防撞机构214，连接杆205的另一端连接电机安装座203，电机安装座203通过上滑轮204与滑移框架216的上部滑动连接，在电机安装座203上安装第一电机201，第一电机201的输出端套有链条202，在链条202的两端连接配重盒209，在配重盒209上安装Y轴读码器217，至少一个配重盒209与下板体210连接，一对下齿条211安装在下板体210上，齿轮212至少与一个下齿条211啮合并由动力源控制，齿轮212还与上齿条213啮合，用于承载托盘103的上板体215与上齿条213连接。

如图5所示，第一输送机构5包括第一机架503，在第一机架503上安装第二电机504，第二电机504的输出端通过第一传动机构与平带轮轴505连接，平带轮轴505的两端分别通过第二传动机构与第三传动机构连接。上述第一传动机构包括一对平带轮507，至少一个平带轮507与第二电机504的输出端连接，各平带轮507之间连接第一皮带506；第二传动机构以平带轮轴505为中心对称布置，第二传动机构包括一对同步轮510，至少一个同步轮510与平带轮轴505的一端连接，在两个同步轮510之间还连接第二皮带509；第三传动机构也以平带轮轴505为中心对称布置，第三传动机构包括一对皮带轮511，至少一个皮带轮511与同步轮510同轴连接，在两个皮带轮511之间还连接第三皮带512。在第一机架503的下部还安装一对车轮513，各车轮513均通过传动轴与动力源连接；在第一机架503上还分别安装一对导向板502和一对铝型材组，至少在一块导向板502上安装警报灯501；铝型材组由多个间隔布置的纵向型材508组成，在各纵向型材508上安装导向轮。

如图6、图7所示，第二输送机构6包括第二机架601，一对对射传感器602与一对第一铝型材603分别安装在第二机架601上，在一对第一铝型材603之间安装皮带传动机构，至少在一块第一铝型材603上连接安装板701，安装板701与摄像头7活动连接。

如图8所示，第三输送机构9包括第三机架901，一对第二铝型材902安装在第三机架901上，位于第三机架901的前后两端、于一对第二铝型材902之间还安装一对传动链轮904，在左右两个传动链轮904之间连接转动轴903，在前后两个传动链轮904之间连接两根传动链条905，于两根传动链条905之间固接多个滚轮907。至少有一根转动轴903是通过传动机构与动力源连接，以使得传动链轮904和传动链条905能实现动力输送。

本发明的具体工作过程如下：

如图1所示，当需要取出托盘时，由X轴动力箱206运行并通过下滑轮208实现X轴动力箱206在滑移框架216上的X轴的移动，由于X轴动力箱206通过连接杆205与电机安装座203连接，同时在电机安装座203上安装一对上滑轮204，因此使电机安装座203可以沿水平方向在滑移框架216的上部也作X方向的运动，由X轴动力箱206上的X轴读码器207对托盘架102X方向上的标签进行读码，当X轴动力箱206移动至与控制柜3发出的编码相同的位置时，X轴读码器207反馈信号给控制柜3，此时控制柜3发射信号，第一电机201工作，其输出端驱动链轮（图中未示出）及链条202动作，通过配重盒209调整链条202的上下位置，由Y轴读码器217读取Y向标签后，将此信号反馈给控制柜3，控制柜3发出信号使第一电机201停止工作，由动力源（图中未示出）带动齿轮212在下齿条211上移动，由于齿轮212还与上齿条213啮合，并且上齿条213与上板体215连接，因此由上板体215伸出至托盘103的下方，控制柜3再次控制第一电机201工作，使上板体215与托盘103接触，此时动力源再次控制齿轮212回退，使带动托盘103的上板体215向后回退，然后下降到一定位置后，由控制柜3发出信号，由动力源接收信号并驱动车轮513运动，从而使第一输送机构5移动至上述托盘103下降后的位置，通过码垛机2将托盘103放入第一输送机构5上，此时托盘103位于一对第三皮带512上，控制柜3再次发出信号使车轮513前进至与第二输送机构6对接，由一对对射传感器602感应第一输送机构5是否接近，当第一输送机构5与第二输送机构6对接完毕后，第二电机504工作，第二电机504的输出端通过一个平带轮507与第一皮带506将动力传递至另一平带轮507，由于该平带轮507与平带轮轴505套接，因此平带轮轴505随动，平带轮轴505将动力分别向两端传递到同步轮510后，由第二皮带509及另一同步轮510将动力传递至皮带轮511，由于皮带轮511与同步轮510同轴连接，使皮带轮511转动后带动第三皮带512带动另一皮带轮511动作，从而使托盘103进入至第二输送机构6，各托盘103依次前进并由摄像头7识别托盘103上的物体，经控制柜3分析后发出信号给机械手8，由机械手8抓取并放入到第三输送机构9上的礼品盒906内，空的托盘如图1所示堆叠在第二输送机构6的一侧，当需要分拣或分类的物品从托盘103上由机械手8抓取至第三输送机构9中的礼品盒906内后，如图8所示，此时由动力源控制传动机构使转动轴903转动，转动轴903转动带动传动链轮904随动，然后再由传动链条905将动力传送至第三机架901另一端的传动链轮904，从而使各滚轮907转动，最后实现礼品盒906在第三输送机构9中的位移。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：包括立库系统（1）、控制柜（3）和工作台（4），在所述立库系统（1）上设置用于在X轴与Y轴移动并能存取托盘的码垛机（2）；还包括第一输送机构（5）、第二输送机构（6），所述第一输送机构（5）通过导轨往返于立库系统（1）和第二输送机构（6）之间，在所述第二输送机构（6）的两侧分别设置机械手（8)和摄像头（7），在所述第二输送机构（6）的端部还设置第三输送机构（9）。

2.如权利要求1所述的一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：所述立库系统（1）包括底座（101），托盘架（102）与所述底座（101）连接，所述托盘架（102）由多根纵杆（105）与横杆（106）连接形成多个矩形单元体，在所述矩形单元体内均放置托盘（103）；在所述互为相邻的两根横杆（106）之间还连接托盘定位块（104）。

3.如权利要求1或2所述的一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：所述码垛机（2）包括滑移框架（216）与X轴动力箱（206），所述X轴动力箱（206）通过下滑轮（208）与滑移框架（216）的下部滑动连接，连接杆（205）的一端与所述X轴动力箱（206）连接，所述X轴动力箱（206）上还安装X轴读码器（207）和X轴防撞机构（214），所述连接杆（205）的另一端连接电机安装座（203），所述电机安装座（203）通过上滑轮（204）与滑移框架（216）的上部滑动连接，在所述电机安装座（203）上安装第一电机（201），第一电机（201）的输出端套有链条（202），在所述链条（202）的两端连接配重盒（209），在配重盒（209）上安装Y轴读码器（217），至少一个配重盒（209）与下板体（210）连接，一对下齿条（211）安装在所述下板体（210）上，齿轮（212）至少与一个下齿条（211）啮合并由动力源控制，所述齿轮（212）还与上齿条（213）啮合，用于承载托盘（103）的上板体（215）与所述上齿条（213）连接。

4.如权利要求1所述的一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：所述第一输送机构包括第一机架（503），在所述第一机架（503）上安装第二电机（504），所述第二电机（504）的输出端通过第一传动机构与平带轮轴（505）连接，所述平带轮轴（505）的两端分别通过第二传动机构与第三传动机构连接。

5.如权利要求4所述的一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：所述第一传动机构包括一对平带轮（507），至少一个平带轮（507）与所述第二电机（504）的输出端连接，各平带轮（507）之间连接第一皮带（506）；所述第二传动机构以平带轮轴（505）为中心对称布置，所述第二传动机构包括一对同步轮（510），至少一个同步轮（510）与所述平带轮轴（505）的一端连接，在两个同步轮（510）之间还连接第二皮带（509）；所述第三传动机构也以平带轮轴（505）为中心对称布置，所述第三传动机构包括一对皮带轮（511），至少一个皮带轮（511）与所述同步轮（510）同轴连接，在两个皮带轮（511）之间还连接第三皮带（512）。

6.如权利要求4所述的一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：在所述机架（503）的下部还安装一对车轮（513），各车轮（513）均通过传动轴与动力源连接；在所述机架（503）上还分别安装一对导向板（502）和一对铝型材组，至少在一块导向板（502）上安装警报灯（501）；所述铝型材组由多个间隔布置的纵向型材（508）组成，在各纵向型材（508）上安装导向轮。

7.如权利要求1所述的一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：所述第二输送机构（6）包括第二机架（601），一对对射传感器（602）与一对第一铝型材（603）分别安装在第二机架（601）上，在一对第一铝型材（603）之间安装皮带传动机构，至少在一块第一铝型材（603）上连接安装板（701），所述安装板（701）与摄像头（7）活动连接。

8.如权利要求1所述的一种工业机器人技术实训系统，其特征在于：所述第三输送机构（9）包括第三机架（901），一对第二铝型材（902）安装在所述第三机架（901）上，位于所述第三机架（901）的前后两端、于所述一对第二铝型材（902）之间还安装一对传动链轮（904），在左右两个传动链轮（904）之间连接转动轴（903），在前后两个传动链轮（904）之间连接两根传动链条（905），于两根传动链条（905）之间固接多个滚轮（907）。