CN106952560A - 一种机器人教学实训平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机器人教学实训平台，包括型材实训桌，所述型材实训桌上设置有挡板围成的操作台，所述操作台内的型材实训桌上安装有六自由度工业机器人、书写单元、几何轨迹模拟单元、码垛装配单元、供料单元、焊接模拟单元，所述六自由度工业机器人上安装有工装夹具，所述型材实训桌上靠近操作台处安装有气动控制系统、电磁阀、电气控制系统，采用本发明能够进行书写、走轨迹、供料、搬运、码垛、装配、焊接等教学功能实训，本发明各单元结构简单、布局紧凑，执行元件少，占用空间小，功能多，将六自由度工业机器人所需的夹具都装在了末端座板上，省去了夹具换装单元，节约了成本与空间。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体的说是一种机器人教学实训平台。
背景技术
随着机器人在各行业的广泛应用，机器人教育也变得越来越重要，机器人教学实训平台也应运而生，机器人教学实训平台具有很好的演示效果，同时也能够培养学生们的动手操作能力。
但是，现有的机器人教学实训平台结构复杂、执行元件多、占地面积大、价格偏高。首先，结构复杂、执行元件多容易分散学生的注意力，在有限的教学时间内，不能够达到所要演示的效果，且复杂的结构容易出现故障，增加维修成本；其次，偏大的占地面积也不易于教师的管理教学，也很难实现一人一机或少人一机的实训要求，不利于提高学生的动手能力。
发明内容
为了避免和解决上述问题，提供一种能够进行书写、走轨迹、供料、搬运、码垛、装配、焊接功能的教学实训平台，本发明提出了一种机器人教学实训平台。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种机器人教学实训平台，包括型材实训桌，所述型材实训桌上设置有挡板围成的操作台，所述型材实训桌位于操作台内部安装有六自由度工业机器人、书写单元、几何轨迹模拟单元、码垛装配单元、供料单元、焊接模拟单元，所述六自由度工业机器人上安装有工装夹具，所述型材实训桌上靠近操作台处安装有气动控制系统、与气动控制系统相连的电磁阀、电气控制系统。
优选的，所述型材实训桌使用铝型材制作，型材实训桌的底部安装有脚轮，六自由度工业机器人底部安装有底板，六自由度工业机器人通过底板直接固定在型材实训桌上。
优选的，所述书写单元包括固定在挡板上的书写平台、设置在书写平台上的书写纸。
优选的，所述几何轨迹模拟单元包括固定在挡板上的一号固定平台、安装在一号固定平台的轨迹线模拟装置。
优选的，所述轨迹线模拟装置是由薄板组成的曲面和平面，所述曲面和平面上切割有N种几何图案，所述图案可以为三角形、正方形、正五边形、圆形、椭圆和五角星，曲面上可根据需要加入学校LOGO图案，六自由度工业机器人可以按照图案的轨迹进行运动。
优选的，所述码垛装配单元包括固定在挡板上的二号固定平台、设置在二号固定平台上的大颗粒积木底板和大颗粒积木。
优选的，所述供料单元包括安装在型材实训桌的安装底板、安装在安装底板上的振动盘，所述振动盘的末端设置有封住的出料口，所述出料口处设置有开缺口的导槽，方便夹取工件。
优选的，所述焊接模拟单元包括焊接变位机、焊接件，所述焊接变位机包括机架、固定在机架下侧且连接有伺服电机的电机安装板、固定在机架上方的且连接有焊接旋转架立式座轴承、设置在电机安装板右侧且连接有伺服电机和焊接旋转架的同步带轮组件，所述焊接件和焊接旋转架之间设置有快速夹具，所述焊接旋转架上安装有传感器。
优选的，所述工装夹具包括末端垫块、安装在末端垫块上的末端座板、安装在末端座板的三等分方向上的气动手指和光轴支座、固定在光轴支座上的记号笔、锥。
本发明将六自由度工业机器人所需的夹具都装在了末端座板上，省去了夹具换装单元，节约了成本与空间。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，执行元件少，占用空间小，通过一个型材实训桌实现了多种操作训练，平台设计简洁，与同样功能的产品相比价格低，在实训过程中能够集中学生的注意力，在有限的教学时间里能够更好的表达所要演示的效果，由于组件少因此故障率低，能够有效的减少维修费用，而且运输方便，同时还能实现一人一机的实训要求，有利于提高学生的动手能力。
此外，学生也可以对控制器内的程序进行编写修改，通过实训验证程序正确性，达到教学的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的几何轨迹模拟单元立体图；
图3为本发明的供料单元的立体图；
图4为本发明的工装夹具单元的立体图；
图5为本发明的焊接模拟单元的立体图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图5所示，一种机器人教学实训平台，包括型材实训桌1，所述型材实训桌1上设置有挡板12围成的操作台，所述型材实训桌1位于操作台内部安装有六自由度工业机器人2、书写单元3、几何轨迹模拟单元4、码垛装配单元5、供料单元6、焊接模拟单元7，所述六自由度工业机器人2上安装有工装夹具8，所述型材实训桌1上靠近操作台处安装有气动控制系统9、与气动控制系统9相连的电磁阀10、电气控制系统11。
所述电磁阀10配合气动控制系统9使用，所述气动控制系统9控制六自由度工业机器人2上的气动手指83，所述电气控制系统11控制供料单元6上的振动盘62和焊接模拟单元7上的伺服电机72。
所述型材实训桌1的底部安装有脚轮，方便型材实训桌1的移动，六自由度工业机器人2的底部安装有底板，六自由度工业机器人2通过底板直接固定在型材实训桌1上。
优选的，所述书写单元3包括固定在挡板12上的书写平台、设置在书写平台上的书写纸，将书写平台固定在挡板12上，提升了书写平台的高度有利于六自由度工业机器人2进行书写。
优选的，所述几何轨迹模拟单元4包括固定在挡板12上的一号固定平台41、安装在一号固定平台41的轨迹线模拟装置42，采用一号固定平台41有利于轨迹线模拟装置42的维修与更换。
优选的，所述轨迹线模拟装置42是由薄板组成的曲面和平面，所述曲面和平面上切割有N种几何图案，可满足对二维和三维空间轨迹的教学要求，所述图案可以为三角形、正方形、正五边形、圆形、椭圆和五角星，曲面上可根据需要加入学校LOGO图案，六自由度工业机器2人可以按照图案的轨迹进行运动。
优选的，所述码垛装配单元5包括固定在挡板12上的二号固定平台、设置在二号固定平台上的大颗粒积木底板和大颗粒积木。可以在大颗粒积木在底板上拼插出各种形状的立体图形，同时模拟了装配与码垛功能，节省了时间和空间。
优选的，所述供料单元6包括安装在型材实训桌1的安装底板61、安装在安装底板61上的振动盘62，所述振动盘62的末端设置有封住的出料口，工件出来以后停留在出料口位置，所述出料口处设置有开缺口的导槽，方便夹取工件。
优选的，所述焊接模拟单元7包括焊接变位机、焊接件76，所述焊接变位机包括机架71、固定在机架71下侧且连接有伺服电机72的电机安装板73、固定在机架71上方的且连接有焊接旋转架77立式座轴承78、设置在电机安装板73右侧且连接有伺服电机72和焊接旋转架77的同步带轮组件74，所述焊接件76和焊接旋转架77之间设置有快速夹具75。所述焊接旋转架77上安装有传感器，可根据焊接要求旋转一定角度。
优选的，所述工装夹具8包括末端垫块82、安装在末端垫块82上的末端座板81、安装在末端座板81的三等分方向上的气动手指83和光轴支座84、固定在光轴支座84上的记号笔85、锥86，所述光轴支座84设置有两个，所述记号笔85和锥86均固定在光轴支座84上，将所有的夹具都安装在末端座板81上，省去了换装夹具的过程，通过转动工装夹具8实现快速更换执行件，节省成本和空间。
下面将对本发明的使用方法作进一步阐述：
通过气动控制系统9、电磁阀10和电气控制系统11控制型材实训桌，供料单元6和码垛装配单元5是协同工作的，工件储存在振动盘62内。
供料单元6工作时，工件运动到振动盘62的输出端，六自由度工业机器2通过气动手指83夹取工件放到码垛装配单元5工作台面上。
码垛装配单元5工作时，工作台面上有大颗粒积木底板，而大颗粒积木可在上面进行拼插安装，根据需要六自由度工业机器2可以进行不同形状的装配。
几何轨迹模拟单元4工作时，工装夹具8旋转到锥86，锥86可模拟几何轨迹进行运动，几何轨迹有平面和曲面的，可自由切换。
书写单元3工作时，工装夹具8旋转到记号笔85，可在书写纸上进行书写。
焊接模拟单元7工作时，工装夹具8旋转到锥86，锥86可模拟焊枪对焊接件76进行焊接，伺服电机72可通过同步带轮组件74带动焊接旋转架77旋转，从而带动焊接件76旋转实现变位焊接，
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种机器人教学实训平台，包括型材实训桌(1)，其特征在于：所述型材实训桌(1)上设置有挡板(12)围成的操作台，所述型材实训桌(1)位于操作台内部安装有六自由度工业机器人(2)、书写单元(3)、几何轨迹模拟单元(4)、码垛装配单元(5)、供料单元(6)、焊接模拟单元(7)，所述六自由度工业机器人(2)上安装有工装夹具(8)，所述型材实训桌(1)上靠近操作台处安装有气动控制系统(9)、与气动控制系统(9)相连的电磁阀(10)、电气控制系统(11)。
2.根据权利要求1所述的一种机器人教学实训平台，其特征在于：所述书写单元(3)包括固定在挡板(12)上的书写平台、设置在书写平台上的书写纸。
3.根据权利要求1所述的一种机器人教学实训平台，其特征在于：所述几何轨迹模拟单元(4)包括固定在挡板(12)上的一号固定平台(41)、安装在一号固定平台(41)上的轨迹线模拟装置(42)。
4.根据权利要求3所述的一种机器人教学实训平台，其特征在于：所述轨迹线模拟装置(42)是由薄板组成的曲面和平面，所述曲面和平面上切割有N种几何图案。
5.根据权利要求1所述的一种机器人教学实训平台，其特征在于：所述码垛装配单元(5)包括固定在挡板(12)上的二号固定平台、设置在二号固定平台上的大颗粒积木底板和大颗粒积木。
6.根据权利要求1所述的一种机器人教学实训平台，其特征在于：所述供料单元(6)包括安装在型材实训桌(1)的安装底板(61)、安装在安装底板上的振动盘(62)。
7.根据权利要求1所述的一种机器人教学实训平台，其特征在于：所述焊接模拟单元(7)包括焊接变位机、焊接件(76)，所述焊接变位机包括机架(71)、固定在机架(71)下侧且连接有伺服电机(72)的电机安装板(73)、固定在机架(71)上方的且连接有焊接旋转架(77)立式座轴承(78)、设置在电机安装板(73)右侧且连接有伺服电机(72)和焊接旋转架(77)的同步带轮组件(74)，所述焊接件(76)和焊接旋转架(77)之间设置有快速夹具(75)。
8.根据权利要求1所述的一种机器人教学实训平台，其特征在于：所述工装夹具(8)包括末端垫块(82)、安装在末端垫块(82)上的末端座板(81)、安装在末端座板(81)的三等分方向上的气动手指(83)和光轴支座(84)、固定在光轴支座(84)上的记号笔(85)、锥(86)。
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