CN107731082A - 一种工业机器人生产线实训设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业机器人生产线实训设备包括第一控制器、第二控制器、供料单元、加工单元、输送单元、装配单元、分拣单元、输送单元、试验台，第一第二控制器通过串行通信的PLC网络控制方案电连接供料单元、加工单元、装配单元、分拣单元和输送单元，供料单元、加工单元和装配单元属于同一水平线设置，分拣单元与输送单元使用轨道连接安装，本设备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成，在控制方面，设备采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制。
Description
技术领域
本发明涉及生产线领域，特别是一种工业机器人生产线实训设备。
背景技术
现阶段，生产线就是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供是一种工业机器人生产线实训设备。为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种工业机器人生产线实训设备包括第一控制器、第二控制器、供料单元、加工单元、输送单元、装配单元、分拣单元、输送单元、试验台，第一第二控制器通过串行通信的PLC网络控制方案电连接供料单元、加工单元、输送单元、装配单元、分拣单元和输送单元，供料单元、加工单元和装配单元属于同一水平线设置，分拣单元与输送单元使用轨道连接安装。
优选的，所述供料单元由工件装料管、光电传感器一、料仓底座、支架、光电传感器二和接线端口，接线端口电连接光电传感器一和光电传感器二，支架上的料仓底座安装了工件装料管。
优选的，所述加工单元由气缸、安装板、阀组、导轨、底端气缸、爪手、气动手指、连接座、底板和滑块组成，气缸安装在安装板上端，底板上的底端气缸通过滑块安装在导轨上，底板的连接座安装了气动手指，气动手指设置安装了爪手。
优选的，所述装配单元架杆上安装了机械爪且电连接了警示灯。
优选的，所述分拣单元由出料滑槽、减速电机、进料光电传感器、导向器、编码器、传送带、推料气缸、光纤车传感器和金属传感器组成，减速电机电连接进料光电传感器、导向器和编码器，减速电机转轴安装连接了传送带，推料气缸安装在出料滑槽一侧端，减速电机基座上安装了金属传感器，光纤车传感器电连接推料气缸。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本设备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成，在控制方面，设备采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制。
附图说明
图1为本发明工业机器人生产线实训设备的结构示意图。
图2为本发明供料单元的结构示意图。
图3为本发明加工单元的结构示意图。
图4为本发明装配单元的结构示意图。
图5为本发明分拣单元的结构示意图。
图中：1、第一控制器，2、第二控制器，3、供料单元，4、加工单元，5、装配单元，6、分拣单元，7、输送单元，8、试验台，9、工件装料管，10、光电传感器一，11、料仓底座，12、支架，13、光电传感器二，14、接线端口，15、气缸，16、安装板，17、阀组，18、导轨，19、底端气缸，20、爪手，21、气动手指，22、连接座，23、底板，24、滑块，25、机械爪，26、警示灯，27、出料滑槽，28、减速电机，29、进料光电传感器，30、导向器，31、编码器，32、传送带，33、推料气缸，34、光纤车传感器，35、金属传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种工业机器人生产线实训设备，包括第一控制器1、第二控制器2、供料单元3、加工单元4、装配单元5、分拣单元6、输送单元7、试验台8，第一控制器1和第二控制器2通过串行通信的PLC网络控制方案依次顺序电连接供料单元3、加工单元4、装配单元5、分拣单元6和输送单元7，供料单元3、加工单元4和装配单元5属于同一水平线设置安装，分拣单元6与输送单元7使用轨道连接安装。
所述供料单元3由工件装料管9、光电传感器一10、料仓底座11、支架12、光电传感器二13和接线端口14，接线端口14电连接光电传感器一10和光电传感器二13，支架12上的料仓底座11安装了工件装料管9。
所述加工单元4由气缸15、安装板16、阀组17、导轨18、底端气缸19、爪手20、气动手指21、连接座22、底板23和滑块24组成，气缸15安装在安装板16上端，底板23上的底端气缸19通过滑块24安装在导轨18上，底板23的连接座22安装了气动手指21，气动手指21设置安装了爪手20。
所述装配单元5架杆上安装了机械爪25且电连接了警示灯26。
所述分拣单元6由出料滑槽27、减速电机28、进料光电传感器29、导向器30、编码器31、传送带32、推料气缸33、光纤车传感器34和金属传感器35组成，减速电机28电连接进料光电传感器29、导向器30和编码器31，减速电机28转轴安装连接了传送带32，推料气缸33安装在出料滑槽27一侧端，减速电机28基座上安装了金属传感器35，光纤车传感器34电连接推料气缸33。
本发明工作原理：本设备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取步进电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。
在控制方面，设备采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式，组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。另一方面，掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。
供料单元的基本功能：供料单元是设备中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。具体的功能是：按照需要将放置在料仓中待加工工件(原料)自动地推出到物料台上，以便输送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。
加工单元的基本功能：把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的抓取机械手装置送来)送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待输送单元的抓取机械手装置取出。
装配单元的基本功能：完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。
分拣单元的基本功能：完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。
输送单元的基本功能：该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下，实现传送工件的功能。
设备采用了昆仑通态(MCGS)TPC7062KS触摸屏作为它的人机界面。TPC7062KS是一款以嵌入式低功耗CPU为核心(主频400MHz)的高性能嵌入式一体化工控机。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率800×480)，四线电阻式触摸屏(分辨率4096×4096)，同时还预装了微软嵌入式实时多任务操作系统Windows CE.NET(中文版)和MCGS嵌入式组态软件(运行版)。
外部供电电源为三相五线制AC 380V/220V，总电源开关选用DZ47LE-32/C32型三相四线漏电开关。系统各主要负载通过自动开关单独供电。其中，变频器电源通过DZ47C16/3P三相自动开关供电；各工作站PLC均采用DZ47C5/2P单相自动开关供电。此外，系统配置4台DC24V6A开关稳压电源分别用作供料、加工和分拣单元，及输送单元的直流电源。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种工业机器人生产线实训设备，其特征在于，包括第一控制器(1)、第二控制器(2)、供料单元(3)、加工单元(4)、装配单元(5)、分拣单元(6)、输送单元(7)、试验台(8)，第一控制器(1)和第二控制器(2)通过串行通信的PLC网络控制方案依次顺序电连接供料单元(3)、加工单元(4)、装配单元(5)、分拣单元(6)和输送单元(7)，供料单元(3)、加工单元(4)和装配单元(5)属于同一水平线设置安装，分拣单元(6)与输送单元(7)使用轨道连接安装。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人生产线实训设备，其特征在于，所述供料单元(3)由工件装料管(9)、光电传感器一(10)、料仓底座(11)、支架(12)、光电传感器二(13)和接线端口(14)，接线端口(14)电连接光电传感器一(10)和光电传感器二(13)，支架(12)上的料仓底座(11)安装了工件装料管(9)。
3.根据权利要求1所述的一种工业机器人生产线实训设备，其特征在于，所述加工单元(4)由气缸(15)、安装板(16)、阀组(17)、导轨(18)、底端气缸(19)、爪手(20)、气动手指(21)、连接座(22)、底板(23)和滑块(24)组成，气缸(15)安装在安装板(16)上端，底板(23)上的底端气缸(19)通过滑块(24)安装在导轨(18)上，底板(23)的连接座(22安装了气动手指(21)，气动手指(21)设置安装了爪手(20)。
4.根据权利要求1所述的一种工业机器人生产线实训设备，其特征在于，所述装配单元(5)架杆上安装了机械爪(25)且电连接了警示灯(26)。
5.根据权利要求1所述的一种工业机器人生产线实训设备，其特征在于，所述分拣单元(6)由出料滑槽(27)、减速电机(28)、进料光电传感器(29)、导向器(30)、编码器(31)、传送带(32)、推料气缸(33)、光纤车传感器(34)和金属传感器(35)组成，减速电机(28)电连接进料光电传感器(29)、导向器(30)和编码器(31)，减速电机(28)转轴安装连接了传送带(32)，推料气缸(33)安装在出料滑槽(27)一侧端，减速电机(28)基座上安装了金属传感器(35)，光纤车传感器(34)电连接推料气缸(33)。
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