CN108247641A - 一种机器人实训平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人实训平台，属于实训系统技术领域，包括型材实训桌，型材实训桌的上端面设置有原料库、选择顺应性装配机器手臂、组装中转机构、视觉识别机构、六轴工业机器人、快换抓手库、成品放置台以及设置在型材安装桌内部的电气控制系统，组装中转机构位于选择顺应性装配机器手臂以及六轴工业机器人之间，视觉识别机构位于组装中转机构的一侧，选择顺应性装配机器手臂用于在原料库以及组装中转机构之间搬运物料，六轴工业机器人用于在快换抓手库、组装中转机构以及成品放置台之间搬运物料，组装中转机构包括转盘，转盘由电机带动，转盘上设置两个组装工位。本实训平台可以培养学生控制机器人协同作业的能力。
Description
技术领域
本发明涉及实训系统技术领域，具体地说是工业机器人应用实训系统。
背景技术
随着工业机器人的发展的深度以及机器人智能水平的提高，工业机器人已经在众多领域得到了应用，随着工业机器人应用的推广，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通常包括单个机器人以及其相应的多个操作平台，该种实训平台充分利用机器人的自由度和操作空间来完成各种各功能的演示，但是，该种实训平台无法演示不同种类的机器人同时协同作业，随着，工业自动化的需求日益提高，不同种类的机器人之间协同作业实现多个工序的自动化生产，对未来的机器人从业人员提出了更高的要求。
市场对工业机器人的应用人才的需求量增大，尤其是从事工业机器人维护、机器人工作站安装与调试、工业机器人系统集成的技能型人才，现有技术中缺乏应用系统培训的实训系统。
发明内容
本发明装置公开了一种机器人实训平台，能够实现两种不同的机器人之间的协同作用，培养学生控制机器人协同作业的能力，并且按工业机器人执行机构的分点位型和连续轨迹型控制机能以及工业生产的流程，设计了两种的演示模型。
一种机器人实训平台包括型材实训桌、原料库、选择顺应性装配机器手臂、组装中转机构、视觉识别机构、六轴工业机器人、快换抓手库、成品放置台以及设置在型材安装桌内部的电气控制系统；原料库、选择顺应性装配机器手臂、组装中转机构、视觉识别机构、六轴工业机器人、快换抓手库及成品放置台设置在型材实训桌上，电气控制系统设置在型材实训桌的内部；组装中转机构位于选择顺应性装配机器手臂以及六轴工业机器人之间，视觉识别机构位于组装中转机构的一侧,选择顺应性装配机器手臂用于在原料库以及组装中转机构之间搬运物料，六轴工业机器人用于在快换抓手库、组装中转机构以及成品放置台之间搬运物料，组装中转机构包括转盘，转盘由电机带动，转盘上均匀布置两个组装工位。
优选的，原材料库开有与七巧板形状匹配的各种凹槽，七巧板放置在凹槽中，画板安装在成品放置台上，画板上固定画纸，快换抓手库中放置有安装用于绘图的第一备件和用于吸取七巧板的第二备件，第一备件和第二备件的安装座的外形相同。
优选的，组装工位包括放置台，放置台中交错开有匹配各种七巧板形状的凹槽。
优选的，原料库中按区域放置按钮本体、灯泡以及按钮上盖，按钮本体、灯泡与按钮上盖组成按钮，成品库用于放置组装后的按钮。
优选的，组装工位包括放置块、定位手指气缸以及夹指，定位手指气缸固定在转盘上，夹指安装在定位手指气缸的输出端上，放置块的上端面开有凹槽，凹槽用于放置灯泡以及按钮上盖，放置块设置在夹指的一侧，转盘上开有放置按钮本体的通孔，夹指位于通孔的正上方，按钮插座安装在转盘上且位于通孔的正下方。
优选的，转盘的形状为正方形或者圆形。
优选的，型材实训桌的上端面的四周安装有防护框架，防护框架上安装有透明板材。
优选的，型材实训桌的侧表面安装有透明板材。
优选的，型材实训桌的上端面包括若干个横向设置的型材架，型材架之间具有供螺钉穿过的安装间隙。
本发明的有益效果：本实训平台采用选择顺应性装配机器手臂和六轴工业机器人两种不同类型的机器人，让学生可以学会控制机器人的协同作业，两者之间采用组装中转机构进行传递物料，两个机器人的工作空间不存在干涉，提高了整个装置的安全性；防护框架上安装有透明板材以及型材实训桌的侧表面安装有透明板材，可以方便学生了解机构的组成以及观察机构的运动；型材实训桌的上端面包括若干个横向设置的型材架，型材架之间具有供螺钉穿过的安装间隙，可以在型材实训桌的上端面不打孔的情况下，方便的固定和移动各部件在型材实训桌的位置。
附图说明
图1 为本发明装置实施例一的立体结构示意图。
图2 为本发明装置实施例一中组装中转机构的立体结构示意图。
图3 为本发明装置实施例一中快换抓手库的立体结构示意图。
图4 为本发明装置实施例二的立体结构示意图。
图5 为本发明装置实施例二中组装中转机构的立体结构示意图。
图6 为本发明装置实施例二中组装中转机构的局部结构示意图。
图中：110.型材实训桌；120.成品放置台；130.抓手备件库；131.第一备件；132.第二备件；140.组装中转机构；141.转盘；142.组装工位；143.按钮插座；150.原料库；160.选择顺应性装配机器手臂；170.视觉识别机构；180.六轴工业机器人；190.防护框架。
具体实施方式
实施例一
如图1-图3所示，本实训平台演示搬运七巧板和七巧板轮廓再现功能，该实训平台包括型材实训桌110、原料库150、选择顺应性装配机器手臂160、组装中转机构140、视觉识别机构170、六轴工业机器人180、快换抓手库130、成品放置台120以及电气控制系统，原料库150、选择顺应性装配机器手臂160、组装中转机构140、视觉识别机构170、六轴工业机器人180、快换抓手库130、成品放置台120设置在型材实训桌110上，电气控制系统设置在型材实训桌110的内部，组装中转机构140位于选择顺应性装配机器手臂160以及六轴工业机器人180之间，视觉识别机构170位于组装中转机构140的一侧，选择顺应性装配机器手臂160用于在原料库150以及组装中转机构140之间搬运物料，六轴工业机器人180用于在快换抓手库130、组装中转机构140以及成品放置台120之间搬运物料，组装中转机构140包括转盘141，转盘141由电机带动，转盘141上均匀布置两个组装工位142。
原材料库150开有与七巧板形状匹配的各种凹槽，七巧板放置在原材料库150的凹槽中，吸盘通过吸盘安装板固定在选择顺应性装配机器手臂160的末端执行器；优选的，转盘141的形状为方形或者圆形，组装工位142中交错开有匹配各种七巧板形状的凹槽，选择顺应性装配机器手臂160从原材料库150中抓取七巧板放置到一侧的组装工位142，转盘141旋转90度，视觉识别机构170用于检测组装工位142中七巧板的形状，转盘141继续旋转90度，组装工位142随转盘141转动到六轴工业机器人180的待抓取位置。
手指气缸安装在六轴工业机器人180的末端执行器上，两个夹指对称安装在手指气缸的输出端，快换抓手库130中放置用于绘图的第一备件131和用于吸取七巧板的第二备件132，第一备件131和第二备件132的安装座的外形相同，安装座的外表面为两个夹指的抓取面。
进一步地，为了方便抓取中定位，两个夹指的抓取面分为平面和圆弧面，安装座的外表面与夹指的抓取面能够完全贴合，圆弧面可以起到定位的作用。
画板安装在成品放置台120上，画板的四周设置有画纸夹子，画纸用夹子夹紧在画板上。
六轴工业机器人180带动夹指抓取第一备件131，视觉识别机构170的检测结果传递到六轴工业机器人180的控制器中，六轴工业机器180带动第一备件131在画纸上画出检测到的七巧板形状，六轴工业机器人180放回第一备件131然后抓取第二备件132，六轴工业机器人180带动第二备件132吸取放置台142中七巧板放置到画纸所画的位置，七巧板与画纸上的轮廓完全吻合。
型材实训桌110的上端面的四周安装有防护框架190，防护框架190上安装有透明板材，可以方便学生观察装置的结构以及运动，型材实训桌110的侧表面安装有透明板材，可以直观看到装置的电气控制系统，方便故障判断以及维修；型材实训桌110的上端面包括若干个横向设置的型材架，型材架之间具有供螺钉穿过的安装间隙，在型材实训桌110上端面无需打孔的情况下，可以方便固定和移动本装置中各个部件。
本实施例中搬运七巧板和七巧板轮廓再现中，搬运七巧板需要选择顺应性装配机器手臂以及六轴工业机器人协同作业，选择顺应性装配机器手臂控制为点位型，适用于模拟机床上下料、点焊、一般搬运以及装卸等作业，六轴工业机器人带动绘图笔在画纸画出七巧板的轮廓为连续轨迹型可控制执行机构，该种控制机构按照给定的轨迹运动可以模拟连续焊接和涂装等作业。
实施例二
如图4-图6所示，本实训平台演示组装按钮，该实训平台包括型材实训桌110、原料库150、选择顺应性装配机器手臂160、组装中转机构140、视觉识别机构170、六轴工业机器人180、快换抓手库130、成品放置台120以及电气控制系统，原料库150、选择顺应性装配机器手臂160、组装中转机构140、视觉识别机构170、六轴工业机器人180、快换抓手库130以及成品放置台120设置在型材实训桌110上，电气控制系统设置在型材实训桌110的内部 ，组装中转机构140位于选择顺应性装配机器手臂160以及六轴工业机器人180之间，视觉识别机构170位于组装中转机构140的一侧，选择顺应性装配机器手臂160用于在原料库150以及组装中转机构140之间搬运物料，六轴工业机器人180用于在快换抓手库130、组装中转机构140以及成品放置台120之间搬运物料，组装中转机构140包括转盘141，转盘141由电机带动，转盘141上均匀设置两个组装工位142。
按钮包括按钮本体、灯泡以及按钮上盖，按钮本体、灯泡以及按钮上盖按区域放置在原料库150中，第一抓手安装在选择顺应性装配机器手臂160的末端执行器上，第一抓手包括两组对称设置的夹爪，两组夹爪由两个手指气缸分别带动，一组夹爪用来夹取按钮本体和上盖，另一组夹爪用来夹取灯泡；优选的，转盘141的形状为正方形或者圆形，组装工位142包括放置块、定位手指气缸以及夹指，定位手指气缸固定在转盘141上，夹指安装在定位手指气缸的输出端上，放置块的上端面开有凹槽，放置块中凹槽用来放置按钮上盖以及灯泡，放置块设置在夹指的一侧，转盘141上开有放置按钮本体的通孔，夹指位于通孔的正上方，按钮插座143安装在转盘141上且位于通孔的正下方。
选择顺应性装配机器手臂160带动第一抓手依次抓取按钮上盖、灯泡放置到放置块上，选择顺应性装配机器手臂160带动第一抓手抓取按钮本体运动到夹指的上方，夹指在定位手指气缸的带动下张开，选择顺应性装配机器手臂160带动按钮本体继续下行进入通孔中，按钮本体的触点接入按钮插座143的孔中，夹指夹紧按钮本体；第二抓手与第一抓手的结构相同，第二抓手安装在六轴工业机器人180的末端执行器上；本实施例中快换抓手库130不存放备件；转盘旋转180度，六轴工业机器人180带动第二抓手依次抓取灯泡、上盖与按钮本体进行装配，按钮装配完成后，视觉识别机构170通过灯泡是否发光对按钮的组装质量进行检测，按钮发光则为合格品，否则为不合格品；六轴工业机器人180抓取成品放置到成品放置台120。
型材实训桌110的上端面的四周安装有防护框架190，防护框架190上安装有透明板材，可以方便学生观察装置的结构以及运动，型材实训桌110的侧表面安装有透明板材，可以直观看到装置的电气控制系统，方便故障判断以及维修；型材实训桌110的上端面包括若干个横向设置的型材架，型材架之间具有供螺钉穿过的安装间隙，在型材实训桌110上端面不打孔的情况下，可以方便固定和移动装置中各个部件。
上述按钮组装的实施例为工业中流水线组装的抽象，按钮组装需要选择顺应性装配机器手臂以及六轴工业机器人协同作业。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案类似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种机器人实训平台，其特征在于该实训平台包括型材实训桌(110)、原料库(150)、选择顺应性装配机器手臂(160)、组装中转机构(140)、视觉识别机构(170)、六轴工业机器人(180)、快换抓手库(130)、成品放置台(120)及电气控制系统；所述原料库(150)、选择顺应性装配机器手臂(160)、组装中转机构(140)、视觉识别机构(170)、六轴工业机器人(180)、快换抓手库(130)及所述成品放置台(120)设置在所述型材实训桌(110)上，所述电气控制系统设置在所述型材实训桌(110)的内部；所述组装中转机构(140)位于所述选择顺应性装配机器手臂(160)及所述六轴工业机器人(180)之间，所述视觉识别机构(170)位于所述组装中转机构(140)的一侧,所述选择顺应性装配机器手臂(160)用于在所述原料库(150)及所述组装中转机构(140)之间搬运物料，所述六轴工业机器人(180)用于在快换抓手库(130)、组装中转机构(140)及所述成品放置台(120)之间搬运物料，所述组装中转机构(140)包括转盘(141)，所述转盘(141)由电机带动，所述转盘(141)上均匀布置两个组装工位(142)。
2.根据权利要求1所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述原料库(150)设有与各种七巧板形状匹配的凹槽，所述七巧板放置在凹槽中，画板安装在所述成品放置台(120)上，所述画板上固定画纸，所述快换抓手库(130)中放置用于绘图的第一备件(131)和用于吸取七巧板的第二备件(132)，所述第一备件(131)和所述第二备件(132)的安装座的外形相同。
3.根据权利要求2所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述组装工位(142)包括放置台，所述放置台中交错开有匹配各种七巧板形状的凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述原料库(150)中按区域放置按钮本体、灯泡及按钮上盖，所述按钮本体、灯泡与按钮上盖组成按钮，所述成品放置台(120)用于放置组装后的按钮。
5.根据权利要求4所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述组装工位(142)包括放置块、定位手指气缸及夹指，所述定位手指气缸固定在所述转盘(141)上，所述夹指安装在定位手指气缸的输出端上，所述放置块的上端面开有凹槽，所述凹槽用于放置灯泡以及按钮上盖，所述放置块设置在夹指的一侧，所述转盘(141)上设有用于放置所述按钮本体的通孔，所述夹指位于通孔的正上方，按钮插座(143)安装在所述转盘(141)上且位于所述通孔的正下方。
6.根据权利要求1所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述转盘(141)的形状为正方形或者圆形。
7.根据权利要求1所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述型材实训桌(110)的上端面的四周安装有防护框架(190)，所述防护框架(190)上安装有透明板材。
8.根据权利要求1所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述型材实训桌(110)的侧表面安装有透明板材。
9.根据权利要求1所述的一种机器人实训平台，其特征在于所述型材实训桌(110)的上端面包括若干个横向设置的型材架，所述型材架之间具有供螺钉穿过的安装间隙。
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