CN106997719A - 一种机电一体化综合实训台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机电一体化综合实训台，包括：储料单元、翻转送料单元、尺寸检测单元、材质检测单元、气动手搬运单元、加工单元、旋转传送单元和分拣单元，储料单元用于供应物料；翻转送料单元用以将位于储料单元上的物料传送到尺寸检测单元；尺寸检测单元用以检测物料的外观尺寸；材质检测单元可检测物料的材质和颜色；气动手搬运单元将位于材质检测单元上的物料传送到所述加工单元；加工单元对物料进行模拟加工；旋转传送单元将位于加工单元上物料传送到分拣单元；分拣单元用于将物料按系统预设规律分别存放在对应的分拣料槽内。本发明集传送、检测、加工和分拣一体，使学员能够快速、清楚的了解和掌握自动化生产线的知识。

Description

一种机电一体化综合实训台

技术领域

本发明涉及教学设备技术领域，具体涉及一种机电一体化综合实训台。

背景技术

在机电一体化的教学过程中会涉及自动化生产线的结构内容的理论学习，理论性学习后学员可能还是不能很好的理解设计原理或变通的使用现有结构，通常会采用计算机仿真作为一种弥补的手段，但采用模型或计算机仿真的手段，学生无法学到真实生产系统所需的知识，进入社会后可能还需要重新进行基础性知识的培训和实习才能很好工作，会浪费大量的时间，增加了企业的人力成本，所以高校通常会使用一套缩小版的生产系统对学员进行实习培训。

发明内容

本发明提供一种集传送、检测、加工和分拣一体的机电一体化综合实训台。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机电一体化综合实训台，由相互独立控制的储料单元、翻转送料单元、尺寸检测单元、材质检测单元、气动手搬运单元、加工单元、旋转传送单元和分拣单元中的几种或全部进行任意排序组合形成该机电一体化综合实训台，所述储料单元用于供应物料；所述翻转送料单元、气动手搬运单元和旋转传送单元均用于将位于上一工序的物料传送到下一工序；所述尺寸检测单元用以检测物料的外观尺寸，检测合格的物料通过所述尺寸检测单元的落料通道传送到下一工序，不合格产品存放在所述尺寸检测单元的废料槽内；所述材质检测单元可检测物料的材质和颜色；所述加工单元对物料进行模拟加工；所述分拣单元用于将物料按系统预设规律分别存放在对应的分拣料槽内，其中，所述翻转送料单元或气动手搬运单元或旋转传送单元均可更换成所述翻转送料单元、气动手搬运单元和旋转传送单元三种中任意一种。

进一步地，所述储料单元包括第一支架、第一物料台、料仓、第一顶料气缸和第二顶料气缸，所述第一物料台固定设置在所述第一支架上，所述料仓垂直设置在所述第一物料台上，物料靠自身重力下落，所述第一顶料气缸和第二顶料气缸均设置在所述第一支架上，所述第一顶料气缸的前端抵挡倒数第二的物料上，所述第二顶料气缸将倒数第一的物料推出到所述第一物料台的指定位置处。

进一步地，所述翻转送料单元包括第二支架、第一电机、转臂、固定轮、从动轮、皮带和第一吸盘，所述第一电机固定设置在所述第二支架支架上，所述转臂的一端固定连接在所述第一电机的输出轴上，所述从动轮枢接在所述转臂的另一端上，所述固定轮固定连接在所述第二支架上，且所述固定轮的轴线与所述转臂的转轴重合，所述皮带套设在所述从动轮和所述固定轮上，所述第一吸盘固定连接在所述从动轮上，且所述第一吸盘始终与地面垂直。

进一步地，所述尺寸检测单元还包括第三支架、第二电机、滚珠丝杆、物料检测台、推料气缸和传感器，所述第二电机、滚珠丝杆和传感器均设置在所述第三支架上，且所述第二电机的输出轴与所述滚珠丝杆的一端固定连接，所述物料检测台可移动地设置在所述滚珠丝杆上，其中，所述滚珠丝杆与地面垂直，所述传感器用于检测物料尺寸是否合格。

进一步地，所述材质检测单元包括第四支架、第一旋转气缸、摆臂、颜色传感器和金属传感器，所述第一旋转气缸、颜色传感器和金属传感器均固定设置在所述第四支架上，所述摆臂连接在所述第一旋转气缸的转动杆上，所述颜色传感器和金属传感器均位于所述摆臂的下方，且分别设置在所述摆臂的两个极限位置处。

进一步地，所述气动手搬运单元包括第五支架、连接所述第五支架上的第二旋转气缸、连接在所述第二旋转气缸的旋转杆上的第一伸缩气缸、连接在所述第一伸缩气缸的伸缩杆上的第一手爪气缸和设置在所述第一手爪气缸上的第一机械手爪，所述第二旋转气缸带动所述第一机械手爪绕垂直地面的轴线旋转。

进一步地，所述加工单元包括第六机架、第三物料台、第二手爪气缸、第二机械手爪和加工机构，所述第三物料台可移动地设置在所述第六机架上，所述第二机械手爪通过所述二手爪气缸设置在所述第三物料台上，所述加工机构可升降地设置在所述第六机架上，且所述加工机构位于所述第二机械手爪的正上方。

进一步地，所述旋转传送单元包括第三旋转气缸、立柱、第三伸缩气缸、平面四杆机构和第二吸盘，所述立柱可旋转地设置在所述第三旋转气缸上，所述平面四杆机构与所述第三伸缩气缸均设置在所述立柱上，且所述平面四杆机构、第三伸缩气缸和立柱构成一连杆机构，所述第二吸盘固定设置在所述平面四杆机构的端部上，其中，所述第二吸盘始终与地面垂直。

进一步地，所述分拣单元还包括分拣支架、传送带和若干个气缸顶出机构，所述传送带与所述气缸顶出机构均设置在所述分拣支架上，所述气缸顶出机构位于所述传送带的一侧，所述分拣料槽位于所述传送带的另一侧，所述分拣料槽与所述气缸顶出机构均沿所述传送带的延伸方向均匀或非均匀分布，且所述分拣料槽与所述气缸顶出机构一一对应设置。

从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：集传送、检测、加工和分拣一体，使学员能够快速、清楚的了解和掌握自动化生产线的知识。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的储料单元的立体结构示意图。

图3是本发明的翻转送料单元的立体结构示意图。

图4是本发明的尺寸检测单元的立体结构示意图。

图5是本发明的材质检测单元的立体结构示意图。

图6是本发明的气动手搬运单元的立体结构示意图。

图7是本发明的加工单元的立体结构示意图。

图8是本发明的旋转传送单元的立体结构示意图。

图9是本发明的分拣单元的立体结构示意图。

图中标记为：储料单元1、第一支架11、第一物料台12、料仓13、第一顶料气缸14、第二顶料气缸15、第一物料检测器16、翻转送料单元2、第二支架21、第一电机22、转臂23、从动轮24、皮带25、第一吸盘26、尺寸检测单元3、第三支架31、第二电机32、滚珠丝杆33、物料检测台34、推料气缸35、落料通道36、废料槽37、传感器38、材质检测单元4、第四支架41、第一旋转气缸42、摆臂43、第二物料台431、第二物料传感器44、颜色传感器45、金属传感器46、第一定位传感器47、第一缓冲器48、气动手搬运单元5、第五支架51、第二旋转气缸52、第一双杆气缸53、第一伸缩气缸54、第一手爪气缸55、第一机械手爪56、第二定位传感器57、第二缓冲器58、第一定位螺栓59、加工单元6、第六机架61、滑轨611、第三物料台62、滑块621、第二手爪气缸63、第二机械手爪64、第三物料传感器65、第二双杆气缸66、第三电机67、冲压头68、第二伸缩气缸69、旋转传送单元7、底板71、第三旋转气缸72、立柱73、第三伸缩气缸74、平面四杆机构75、第二吸盘76、分拣单元8、分拣支架81、传送带82、气缸顶出机构83、传感器支架84、第四物料传感器85、分拣料槽86、第四电机87。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1至图9所示的一种机电一体化综合实训台，如图1所示，由相互独立控制的储料单元1、翻转送料单元2、尺寸检测单元3、材质检测单元4、气动手搬运单元5、加工单元6、旋转传送单元7和分拣单元8中的几种或全部进行任意排序组合形成该机电一体化综合实训台，可根据教学需要进行方便、快速的调整工位顺序，所述储料单元1用于供应物料；所述翻转送料单元2、气动手搬运单元5和旋转传送单元7均用于将位于上一工序的物料传送到下一工序；所述尺寸检测单元3用以检测物料的外观尺寸，检测合格的物料通过所述尺寸检测单元3的落料通道36传送到下一工序，不合格产品存放在所述尺寸检测单元3的废料槽37内；所述材质检测单元4可检测物料的材质和颜色；所述加工单元6对物料进行模拟加工；所述分拣单元8用于将物料按系统预设规律分别存放在对应的分拣料槽86内，其中，所述翻转送料单元2或气动手搬运单元5或旋转传送单元7均可更换成所述翻转送料单元2、气动手搬运单元5和旋转传送单元7三种中任意一种；所述尺寸检测单元3、所述材质检测单元4可位于所述加工单元6之前，也可位于所述加工单元6之后。采用这种结构，调整灵活，多种不同顺序的组合可满足不同需求的使用。

如图2所示，所述储料单元1包括第一支架11、第一物料台12、料仓13、第一顶料气缸14、第二顶料气缸15和第一物料检测器16，所述第一物料台12固定设置在所述第一支架11上，所述料仓13垂直设置在所述第一物料台12上，物料靠自身重力下落，所述第一顶料气缸14和第二顶料气缸15均设置在所述第一支架11上，所述第一顶料气缸14的前端抵挡倒数第二的物料上，所述第二顶料气缸15将倒数第一的物料推出到所述第一物料台12的指定位置处，所述第一物料检测器16设置在指定位置的下方，所述第一物料检测器16用于检测物料是否到位，且所述第一顶料气缸14的伸缩杆先于所述第二顶料气缸15的伸缩杆伸出，所述第一顶料气缸14的设置是为了避免倒数第一的物料被推出时使倒数第二的物料与所述料仓13产生磕碰造成损伤。

如图3所示，所述翻转送料单元2包括第二支架21、第一电机22、转臂23、固定轮、从动轮24、皮带25和第一吸盘26，所述第一电机22固定设置在所述第二支架21支架上，所述转臂23的一端固定连接在所述第一电机22的输出轴上，所述从动轮24枢接在所述转臂23的另一端上，所述固定轮固定连接在所述第二支架21上，且所述固定轮的轴线与所述转臂23的转轴重合，所述皮带25套设在所述从动轮24和所述固定轮上，所述第一吸盘26固定连接在所述从动轮24上。

当所述转臂23旋转时，由于所述固定轮静止不动，从动轮24与所述固定轮通过所述皮带25连接在一起，所以所述从动轮24会产生与所述转臂23运动方向相反的旋转运动，并且所述从动轮24转动的角度值与所述转臂23转动的角度值保持一致，因此所述第一吸盘26会始终与地面垂直，避免出现物料掉落的风险。

如图4所示，所述尺寸检测单元3还包括第三支架31、第二电机32、滚珠丝杆33、物料检测台34、推料气缸35和传感器38，所述第二电机32、滚珠丝杆33和传感器38均设置在所述第三支架31上，且所述第二电机32的输出轴与所述滚珠丝杆33的一端固定连接，所述物料检测台34可移动地设置在所述滚珠丝杆33上，其中，所述滚珠丝杆33与地面垂直，所述传感器38用于检测物料尺寸是否合格。

当物料被放置在所述物料检测台34上后，所述物料检测台34在所述滚珠丝杆33的作用下上升到一定高度后，利用所述传感器38对物料进行检测判断，识别合格的物料，所述滚珠丝杆33带动所述物料检测台34移动到所述尺寸检测单元3的落料通道36处，所述推料气缸35将物料推动到所述落料通道36的滑道上，物料掉落到所述材质检测单元4上，识别为不合格产品，述物料检测台34移动到所述尺寸检测单元3的废料槽37处，述推料气缸35将物料推动到所述废料槽37内进行存放。

如图5所示，所述材质检测单元4包括第四支架41、第一旋转气缸42、摆臂43、第二物料传感器44、颜色传感器45、金属传感器46、一对第一定位传感器47和一对第一缓冲器48，所述第一旋转气缸42、颜色传感器45和金属传感器46均固定设置在所述第四支架41上，所述摆臂43连接在所述第一旋转气缸42的转动杆上，所述第二物料传感器44设置在位移所述摆臂43的端部上的第二物料台431处检测物料是否到位，所述颜色传感器45和金属传感器46均位于所述摆臂43的下方，且分别设置在所述摆臂43的两个极限位置处，一对第一定位传感器47分别设置在所述第一旋转气缸42两侧，用于限定所述摆臂43的极限位置，一对第一缓冲器48分别设置在所述第一旋转气缸42两侧的极限位置处，避免所述摆臂43与所述第四支架41产生冲击影响检测结果。

如图6所示，所述气动手搬运单元5包括第五支架51、连接所述第五支架51上的第二旋转气缸52、连接在所述第二旋转气缸52的旋转杆上的第一双杆气缸53，连接在所述第一双杆气缸53的伸缩杆上的第一伸缩气缸54、连接在所述第一伸缩气缸54的伸缩杆上的第一手爪气缸55和设置在所述第一手爪气缸55上的第一机械手爪56，所述第二旋转气缸52带动所述第一机械手爪56绕垂直地面的轴线旋转，其中，所述第一双杆气缸53的轴线与地面平行，所述第一伸缩气缸54的轴线与地面垂直，采用这种结构，所述第一机械手爪56的工作范围大，由于所述第一机械手爪56的轴线与地面垂直，避免所述第一手爪气缸55的伸缩杆变形而影响工作。

所述气动手搬运单元5还包括一对第二定位传感器57、一对第二缓冲器58和一对第一定位螺栓59，所述第二旋转气缸52的两侧的极限位置各设置一第二定位传感器57、一第二缓冲器58和第一定位螺栓59，所述第二定位传感器57用于限定所述第二旋转气缸52的旋转范围，所述第二缓冲器58避免所述第一双杆气缸53与所述第五支架51产生冲击，所述定位螺栓59避免所述第二旋转气缸52出现过冲现象。

如图7所示，所述加工单元6包括第六机架61、第三物料台62、第二手爪气缸63、第二机械手爪64和加工机构，位于所述第三物料台62底面上的滑块621可移动地设置在所述第六机架61的滑轨611上，所述第三物料台62在所述加工单元6的第二伸缩气缸69的作用下产生移动，所述第二机械手爪64通过所述二手爪气缸63设置在所述第三物料台62上，所述加工机构可升降地设置在所述第六机架61上，且所述加工机构位于所述第二机械手爪64的正上方，其中，所述第三物料台62上还设有一第三物料传感器65，所述第三物料传感器65用于检测物料是否到位，所述加工机构包括第二双杆气缸66、第三电机67和冲压头68，所述第二双杆气缸66可升降地连接在所述第六机架61上，所述第三电机67固定设置在所述第二双杆气缸66的伸缩杆上，所述冲压头68固定连接在所述第三电机67的输出轴上，且所述冲压头68的轴线与所述第二机械手爪64的轴线平行。

如图8所示，所述旋转传送单元7包括底板71、第三旋转气缸72、立柱73、第三伸缩气缸74、平面四杆机构75和第二吸盘76，所述第三旋转气缸72固定设置在所述底板71上，所述立柱73可旋转地设置在所述第三旋转气缸72上，所述平面四杆机构75与所述第三伸缩气缸74均设置在所述立柱73上，且所述平面四杆机构75、第三伸缩气缸74和立柱73构成一连杆机构，所述第二吸盘76固定设置在所述平面四杆机构75的端部上，其中，所述平面四杆机构75的相对的两杆长度相等，所以不管怎么运动相对的两杆都可以保持平行，所述第二吸盘76设置在与地面垂直的一杆上，与此对应的另一杆固定连接在所述立柱73上，因此不论所述平面四杆机构75如何运动，所述第二吸盘76始终与地面垂直，避免物料脱落的风险。

如图9所示，所述分拣单元8还包括分拣支架81、传送带82、若干个气缸顶出机构83、若干个传感器支架84、若干个第四物料传感器85和第四电机87，所述传送带82、所述气缸顶出机构83和第四电机87均设置在所述分拣支架81上，所述第四电机87带动所述传送带82旋转运动，所述气缸顶出机构83位于所述传送带82的一侧，所述分拣料槽86位于所述传送带82的另一侧，所述分拣料槽86与所述气缸顶出机构83均沿所述传送带82的延伸方向均匀或非均匀分布，且所述分拣料槽86与所述气缸顶出机构83一一对应设置，所述传感器支架84一一对应设置在所述气缸顶出机构83上，所述第四物料传感器85设置在所述传感器支架84，所述第四物料传感器85用于筛选不同规格的物料，便于分类存放。

上述结构为集传送、检测、加工和分拣为一体的自动化生产线模型，便于学员能够一目了然的看到实体，便于理解、掌握和变通使用现有结构，设计出更合理的生产线。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机电一体化综合实训台，其特征在于，由相互独立控制的储料单元(1)、翻转送料单元(2)、尺寸检测单元(3)、材质检测单元(4)、气动手搬运单元(5)、加工单元(6)、旋转传送单元(7)和分拣单元(8)中的几种或全部进行任意排序组合形成该机电一体化综合实训台，所述储料单元(1)用于供应物料；所述翻转送料单元(2)、气动手搬运单元(5)和旋转传送单元(7)均用于将位于上一工序的物料传送到下一工序；所述尺寸检测单元(3)用以检测物料的外观尺寸，检测合格的物料通过所述尺寸检测单元(3)的落料通道(36)传送到下一工序，不合格产品存放在所述尺寸检测单元(3)的废料槽(37)内；所述材质检测单元(4)可检测物料的材质和颜色；所述加工单元(6)对物料进行模拟加工；所述分拣单元(8)用于将物料按系统预设规律分别存放在对应的分拣料槽(86)内，其中，所述翻转送料单元(2)或气动手搬运单元(5)或旋转传送单元(7)均可更换成所述翻转送料单元(2)、气动手搬运单元(5)和旋转传送单元(7)三种中任意一种。

2.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述储料单元(1)包括第一支架(11)、第一物料台(12)、料仓(13)、第一顶料气缸(14)和第二顶料气缸(15)，所述第一物料台(12)固定设置在所述第一支架(11)上，所述料仓(13)垂直设置在所述第一物料台(12)上，物料靠自身重力下落，所述第一顶料气缸(14)和第二顶料气缸(15)均设置在所述第一支架(11)上，所述第一顶料气缸(14)的前端抵挡倒数第二的物料上，所述第二顶料气缸(15)将倒数第一的物料推出到所述第一物料台(12)的指定位置处。

3.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述翻转送料单元(2)包括第二支架(21)、第一电机(22)、转臂(23)、固定轮、从动轮(24)、皮带(25)和第一吸盘(26)，所述第一电机(22)固定设置在所述第二支架(21)支架上，所述转臂(23)的一端固定连接在所述第一电机(22)的输出轴上，所述从动轮(24)枢接在所述转臂(23)的另一端上，所述固定轮固定连接在所述第二支架(21)上，且所述固定轮的轴线与所述转臂(23)的转轴重合，所述皮带(25)套设在所述从动轮(24)和所述固定轮上，所述第一吸盘(26)固定连接在所述从动轮(24)上，且所述第一吸盘(26)始终与地面垂直。

4.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述尺寸检测单元(3)还包括第三支架(31)、第二电机(32)、滚珠丝杆(33)、物料检测台(34)、推料气缸(35)和传感器(38)，所述第二电机(32)、滚珠丝杆(33)和传感器(38)均设置在所述第三支架(31)上，且所述第二电机(32)的输出轴与所述滚珠丝杆(33)的一端固定连接，所述物料检测台(34)可移动地设置在所述滚珠丝杆(33)上，其中，所述滚珠丝杆(33)与地面垂直，所述传感器(38)用于检测物料尺寸是否合格。

5.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述材质检测单元(4)包括第四支架(41)、第一旋转气缸(42)、摆臂(43)、颜色传感器(45)和金属传感器(46)，所述第一旋转气缸(42)、颜色传感器(45)和金属传感器(46)均固定设置在所述第四支架(41)上，所述摆臂(43)连接在所述第一旋转气缸(42)的转动杆上，所述颜色传感器(45)和金属传感器(46)均位于所述摆臂(43)的下方，且分别设置在所述摆臂(43)的两个极限位置处。

6.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述气动手搬运单元(5)包括第五支架(51)、连接所述第五支架(51)上的第二旋转气缸(52)、连接在所述第二旋转气缸(52)的旋转杆上的第一伸缩气缸(54)、连接在所述第一伸缩气缸(54)的伸缩杆上的第一手爪气缸(55)和设置在所述第一手爪气缸(55)上的第一机械手爪(56)，所述第二旋转气缸(52)带动所述第一机械手爪(56)绕垂直地面的轴线旋转。

7.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述加工单元(6)包括第六机架(61)、第三物料台(62)、第二手爪气缸(63)、第二机械手爪(64)和加工机构，所述第三物料台(62)可移动地设置在所述第六机架(61)上，所述第二机械手爪(64)通过所述二手爪气缸(63)设置在所述第三物料台(62)上，所述加工机构可升降地设置在所述第六机架(61)上，且所述加工机构位于所述第二机械手爪(64)的正上方。

8.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述旋转传送单元(7)包括第三旋转气缸(72)、立柱(73)、第三伸缩气缸(74)、平面四杆机构(75)和第二吸盘(76)，所述立柱(73)可旋转地设置在所述第三旋转气缸(72)上，所述平面四杆机构(75)与所述第三伸缩气缸(74)均设置在所述立柱(73)上，且所述平面四杆机构(75)、第三伸缩气缸(74)和立柱(73)构成一连杆机构，所述第二吸盘(76)固定设置在所述平面四杆机构(75)的端部上，其中，所述第二吸盘(76)始终与地面垂直。

9.根据权利要求1所述的机电一体化综合实训台，其特征在于，所述分拣单元(8)还包括分拣支架(81)、传送带(82)和若干个气缸顶出机构(83)，所述传送带(82)与所述气缸顶出机构(83)均设置在所述分拣支架(81)上，所述气缸顶出机构(83)位于所述传送带(82)的一侧，所述分拣料槽(86)位于所述传送带(82)的另一侧，所述分拣料槽(86)与所述气缸顶出机构(83)均沿所述传送带(82)的延伸方向均匀或非均匀分布，且所述分拣料槽(86)与所述气缸顶出机构(83)一一对应设置。