CN108062906A - 一种机器人教学用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人教学领域，具体是一种机器人教学用设备，包括工作站台架、设置在工作站台架上的工业机器人，所述的工业机器人的末端上设置有工业机器人末端夹具，所述的工作站台架上端的边缘处设置有安全装置，所述的安全装置外部设置有电气控制系统，所述的安全装置内设置有与工业机器人配合的皮带线单元，所述的皮带线单元旁设置有搬运单元，所述的搬运单元旁配合有码垛单元，所述的码垛单元旁设置有基础实训单元，所述的基础实训单元上设置有书写绘画单元，所述的书写绘画单元旁设置有多功能工具单元，所述的多功能工具单元旁设置有自动装配单元，本发明采用一体的实训设备，功能全面，占地面积小，适用于实训使用。

Description

一种机器人教学用设备

技术领域

本发明涉及机器人教学领域，具体是一种机器人教学用设备。

背景技术

随着现代工业技术的不断发展升级，工业现场现在越来越多的使用到机器人技术，因此人力资源市场对工业机器人专业技术人员的需求也与日俱增，对此国内各大中专院校都陆续的开设了机器人教育专业，机器人教学类设备也应运而生，通过实践操作可以很好地培养学生的专业技术能力。

现在大多的机器人教学工作站结构比较复杂，但功能比较少，工作站空间内布置了大量的电气元器件以及执行机构，过多的强调机器人与工业现场的环境模拟，从而占据了不少机器人操作空间，弱化了对机器人基本操作的训练，不利于学生对机器人操作的全面掌握。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种机器人教学用设备。

一种机器人教学用设备，包括工作站台架、设置在工作站台架上的工业机器人，所述的工业机器人的末端上设置有工业机器人末端夹具，所述的工作站台架上端的边缘处设置有安全装置，所述的安全装置外部设置有用于控制工业机器人选择不同实训单元的电气控制系统，所述的安全装置内设置有与工业机器人配合的皮带线单元，所述的皮带线单元旁设置有搬运单元，所述的搬运单元旁配合有码垛单元，所述的码垛单元旁设置有基础实训单元，所述的基础实训单元上设置有书写绘画单元，所述的书写绘画单元旁设置有多功能工具单元，所述的多功能工具单元旁设置有自动装配单元，所述的自动装配单元旁设置有视觉检测单元，所述的工作站台架的下端设置有数个用于散热通风的风扇。

所述的安全装置包括设置在工作站台架上的安全护栏、设置在安全护栏之间的安全光栅。

所述的皮带线单元包括用于推送的送料气缸、与送料气缸配合用于储存物料的输送料仓、设置在输送料仓旁的皮带线和物料到位限位板、设置在皮带线上的物料限位板和物料到位限位板、设置在皮带线旁用于确定输送料仓位置的传感器以及物料储存板。

所述的基础实训单元内置有正方形、菱形、圆形、三角形、六边形类图案的训练板。

所述的搬运单元包括需要搬运的需要使用的正方形、六边形、圆形物料。

所述的码垛单元包括堆积放置的需要使用的正方形、长方形物料。

所述的书写绘画单元为铝板画板，所述的铝板画板上安装有铁制圆销。

所述的多功能工具单元包括用来练习坐标系的建立的笔形工具、与笔形工具配合的用于搬运需要的物料的吸盘工具、与书写绘画单元配合的用于切换激光笔和水彩笔的弹性快换工具。

所述的吸盘工具的后端设置有真空发生器。

所述的自动装配单元包括装料气缸、与装料气缸配合的外形物料料仓、与外形物料料仓配合的的装配芯料料仓、与装配芯料料仓配合的送走气缸。

所述的视觉检测单元包括用于支撑的相机支架、设置在相机支架上的工业智能相机、设置在工业智能相机下端的环形光源、与工业智能相机配合的成像显示器。

本发明的有益效果是：本发明采用搬运、画、检测为一体的实训设备，功能全面，占地面积小，适用于实训使用；绘画完成后可使用工业照相机检测成品，并直接显示出来，具有实效性，实训效果好；工作站台架上设置有安全装置，确保实训人员的安全，防止发生意外。

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为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的机器人末端夹具的立体结构示意图；

图3为发明的基础实训单元立体结构示意图；

图4为发明的码垛单元立体结构示意图；

图5为发明的搬运单元立体结构示意图；

图6为发明的皮带线单元的立体结构示意图；

图7为发明的自动装配单元的立体结构示意图；

图8为发明的多功能工具单元的立体结构示意图；

图9为发明的视觉检测单元的立体结构示意图。

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9所示，一种机器人教学用设备，包括工作站台架1、设置在工作站台架1上的工业机器人2，所述的工业机器人2的末端上设置有工业机器人末端夹具15，所述的工作站台架1上端的边缘处设置有安全装置，所述的安全装置外部设置有用于控制工业机器人2选择不同实训单元的电气控制系统11，所述的安全装置内设置有与工业机器人2配合的皮带线单元7，所述的皮带线单元7旁设置有搬运单元4，所述的搬运单元4旁配合有码垛单元5，所述的码垛单元5旁设置有基础实训单元3，所述的基础实训单元3上设置有书写绘画单元6，所述的书写绘画单元6旁设置有多功能工具单元8，所述的多功能工具单元8旁设置有自动装配单元9，所述的自动装配单元9旁设置有视觉检测单元10，所述的工业机器人2具有六个自由度。

所述的工作站台架1的下端设置有数个用于散热通风的风扇12。

所述的安全装置包括设置在工作站台架1上的安全护栏13、设置在安全护栏13之间的安全光栅14。

所述的电气控制系统11的触摸屏镶嵌在安全护栏13上。

所述的电气控制系统11为PLC。

所述的电气控制系统11与基础实训单元3配合使得基础实训单元3自动运行，所述的电气控制系统11与自动线传输单元7配合使得自动线传输单元7自动运行，所述的电气控制系统11与搬运单元4配合使得选择搬运单元4自动运行，所述的电气控制系统11与码垛单元5配合使得码垛单元5自动运行，所述的电气控制系统11与基础实训单元3配合使得基础实训单元3自动运行，所述的传感器17与电气控制系统11配合用于发送信号。

所述的皮带线单元7包括用于推送的送料气缸16、与送料气缸16配合用于储存物料的输送料仓18、设置在输送料仓18旁的皮带线19、设置在皮带线19上的物料限位板33和物料到位限位板32、设置在皮带线19旁用于确定输送料仓18位置的传感器17以及物料储存板31。

所述的基础实训单元3内置有正方形、菱形、圆形、三角形、六边形类图案的训练轨迹程序。

所述的搬运单元4包括需要搬运的需要使用的正方形、六边形、圆形物料。

所述的码垛单元5包括堆积放置的需要使用的正方形、长方形物料。

所述的吸盘工具24在搬运单元4与码垛单元5的工作中均可根据物料的形状进行角度转换。

所述的吸盘工具24上设置有相互配合的真空发生器气路34，所述的吸盘工具24与真空发生器气路34自动对接。

所述的摆放物料的板上刻有相应物料块的正方形、六边形、圆形轮廓标记，正方形物料定点摆放过程中可以根据最优路径进行物料的90°及其倍数角度转换，六边形物料定点摆放过程中可以根据最优路径进行物料的60°及其倍数角度转换，圆形物料定点摆放过程中可以根据最优路径进行物料任意角度的转换。

所述的书写绘画单元6为铝板画板，所述的铝板画板上安装有铁制圆销。

所述的多功能工具单元8包括用来练习坐标系的建立的笔形工具26、与笔形工具26配合的用于搬运需要的物料的吸盘工具15、与书写绘画单元6配合的用于切换激光笔和水彩笔的弹性快换工具25。

所述的弹性快换工具25内置有可避免水彩笔书写绘画时笔尖碰坏的可轴向伸缩的弹簧。

所述的自动装配单元9包括装料气缸23、与装料气缸23配合的外形物料料仓21、与外形物料料仓21配合的的装配芯料料仓20、与装配芯料料仓20配合的送走气缸22。

所述的装配芯料料仓20内设置有红黄蓝三色物料。

所述的视觉检测单元10包括用于支撑的相机支架29、设置在相机支架29上的工业智能相机27、设置在工业智能相机27下端的环形光源28、与工业智能相机27配合的成像显示器30。

所述的相机支架29采用质量较轻的铝制成。

所述的视觉检测单元10可以识别不同的装配芯料的颜色，并根据装配芯料的不同颜色给工业机器人2信号控制工业机器人2运动到指定位置。

所述的彩色的工业智能相机27可以识别装配品的不同颜色发出不同信号。

本发明的使用方法：电气控制系统11选择基础实训单元3自动运行，工业机器人2通过机器人末端夹具15，选择多功能工具单元8中的弹性快换工具25，弹性快换工具25自动安装好激光笔,激光笔打开，激光笔轨迹按基础实训单元3上的正方形、菱形、三角形、六边形图案运行；电气控制系统11选择自动线传输单元7自动运行，工业机器人2通过机器人末端夹具15选择多功能工具单元8中的吸盘工具24，吸盘工具24与真空发生器气路34自动对接，送料气缸16将物料从输送料仓18中推送出来，推送至物料限位板33，皮带线19开始运行将物料运输到物料到位限位板32上，该位置有物料到位的传感器17，传感器17发送信号给电气控制系统11，设置在工作台架内部的真空发生器34开始工作，吸盘工具24产生负压，系统按照设定程序，搬运物料，物料储存在物料储存板31上；电气控制系统11选择搬运单元4自动运行，工业机器人2通过机器人末端夹具15选择多功能工具单元8中的吸盘工具24，吸盘工具24与真空发生器气路34自动对接，吸盘工具24产生负压，工业机器人2安照设定程序定点搬运各物料块，其中摆放物料的板上刻有相应物料块的正方形、六边形、圆形轮廓标记，正方形物料定点摆放过程中可以根据最优路径进行物料的90°及其倍数角度转换，六边形物料定点摆放过程中可以根据最优路径进行物料的60°及其倍数角度转换，圆形物料定点摆放过程中可以根据最优路径进行物料任意角度的转换；电气控制系统11选择码垛单元5自动运行，工业机器人2通过机器人末端夹具15选择多功能工具单元8中的吸盘工具24，吸盘工具24与真空发生器气路34自动对接，吸盘产生负压，工业机器人2按照设定程序进行码垛操作，码垛的长方形物料长宽尺寸刚好是两个正方形物料尺寸大小，可以很好的观测到码垛定位的精度；电气控制系统11选择基础实训单元3自动运行，工业机器人2通过机器人末端夹具15，选择多功能工具单元8中的弹性快换工具25，弹性快换工具25上安装好水彩笔，将绘画纸通过磁条压紧在安装有铁销的铝板画板上，工业机器人2按照设定的程序绘画写字；送走气缸22将外形物料推送至装配位置，装料气缸23将装配芯料装配到外形物料料仓21中，装配完成后，按设定程序机器末端夹具15就位夹取装配成品；机器人末端夹具15在自动装配单元9中夹取装配成品后，将装配成品置于工业智能相机27下观察装配芯料的颜色，并根据装配芯料的不同颜色给工业机器人2信号控制工业机器人运动到指定位置。

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范围内。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 (10)

1.一种机器人教学用设备，包括工作站台架(1)、设置在工作站台架(1)上的工业机器人(2)，其特征在于：所述的工业机器人(2)的末端上设置有工业机器人末端夹具(15)，所述的工作站台架(1)上端的边缘处设置有安全装置，所述的安全装置外部设置有用于控制工业机器人(2)选择不同实训单元的电气控制系统(11)，所述的安全装置内设置有与工业机器人(2)配合的皮带线单元(7)，所述的皮带线单元(7)旁设置有搬运单元(4)，所述的搬运单元(4)旁配合有码垛单元(5)，所述的码垛单元(5)旁设置有基础实训单元(3)，所述的基础实训单元(3)上设置有书写绘画单元(6)，所述的书写绘画单元(6)旁设置有多功能工具单元(8)，所述的多功能工具单元(8)旁设置有自动装配单元(9)，所述的自动装配单元(9)旁设置有视觉检测单元(10)，所述的工作站台架(1)的下端设置有数个用于散热通风的风扇(12)。

2.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的基础实训单元(3)内置有正方形、菱形、圆形、三角形、六边形类图案的训练轨迹程序。

3.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的安全装置包括设置在工作站台架(1)上的安全护栏(13)、设置在安全护栏(13)之间的安全光栅(14)。

4.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的皮带线单元(7)包括用于推送的送料气缸(16)、与送料气缸(16)配合用于储存物料的输送料仓(18)、设置在输送料仓(18)旁的皮带线(19)、设置在皮带线(19)上的物料限位板(33)和物料到位限位板(32)、设置在皮带线(19)旁用于确定输送料仓(18)位置的传感器(17)以及物料储存板(31)。

5.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的搬运单元(4)包括需要搬运的需要使用的正方形、长方形类物料。

6.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的码垛单元(5)包括堆积放置的需要使用的正方形、六边形、圆形类物料。

7.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的书写绘画单元(6)为铝板画板，所述的铝板画板上安装有铁制圆销。

8.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的多功能工具单元(8)包括用来练习坐标系的建立的笔形工具(26)、与笔形工具(26)配合的用于搬运需要的物料的吸盘工具(15)、与书写绘画单元(6)配合的用于切换激光笔和水彩笔的弹性快换工具(25)，所述的吸盘工具(15)上设置有真空发生器气路(34)。

9.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的自动装配单元(9)包括装料气缸(23)、与装料气缸(23)配合的外形物料料仓(21)、与外形物料料仓(21)配合的的装配芯料料仓(20)、与装配芯料料仓(20)配合的送走气缸(22)。

10.根据权利要求1所述的一种机器人教学用设备，其特征在于：所述的视觉检测单元(10)包括用于支撑的相机支架(29)、设置在相机支架(29)上的工业智能相机(27)、设置在工业智能相机(27)下端的环形光源(28)、与工业智能相机(27)配合的成像显示器(30)。