CN109448534A - 智能制造系统教学平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能制造系统教学平台，包括：存料仓库、加工平台Ⅰ、加工平台II、加工平台Ⅲ、加工平台Ⅳ、加工平台Ⅴ和移动平台，存料仓库中存放有手机背壳毛坯件，加工平台Ⅰ、加工平台II、加工平台Ⅲ和加工平台Ⅳ分别用于在手机背壳的前后端面、左侧面和右侧面铣削出槽；加工平台Ⅴ用于对铣削完成的手机背壳进行打磨，移动平台上的工件转移机器人用于抓取手机背壳，使手机背壳依次通过加工平台Ⅰ、加工平台II、加工平台Ⅲ、加工平台Ⅳ和加工平台Ⅴ进行加工，在将加工完成的手机背壳转移到存料仓库中，使手机背壳完成加工。

Description

智能制造系统教学平台
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体涉及一种智能制造系统教学平台。
背景技术
目前，各大技术学校或高等院校的理工类学生在机械制造与自动化方面的学习过程中仅掌握一些理论知识，而缺少对现代化技术在工业现场应用的必要了解。现有技术下，传统的实验台只能对单一的课程项目进行原理性的展示，不能应用于现代智能制造的教学实验，缺少技术应用的连贯性和实验的灵活性，更为重要的是缺少学生可以接触和动手应用的各种真实工业现场元件，使得学生在学习过程当中缺乏对理论知识的实践和认证，更缺少将专业中学习到的知识与各种实际应用技术结合在一起的机会。
因此，需要一种智能制造系统教学平台,该平台将现有的工业生产线进行小型化，可以布局在教室等空间有限的位置，提高工业智能制造教学的效果。
发明内容
本发明的智能制造系统教学平台，包括：
存料仓库，其用于存放待加工和加工完成的手机壳；
加工平台Ⅰ，其用于对手机壳的上端面和下端面进行铣削加工；
加工平台II，其用于对手机壳的左侧面进行铣削加工；
加工平台Ⅲ，其用于对手机壳的右侧面进行铣削加工；
加工平台Ⅳ，其用于对手机壳的背面进行铣削加工；
加工平台Ⅴ，其用于对手机壳进行打磨；
移动平台，其包括移动小车、设置于所述移动小车上用于抓取所述手机壳的工件转移机器人以及用于存放手机壳的暂存台；
进一步的，所述存料仓库包括底部设有万向轮的可移动桌、固定于所述可移动桌桌面上的载物架、支撑于所述载物架上的多个手机壳托架；所述手机壳托架包括相互平行的两侧板、固定于两所述侧板之间的连接柱以及均匀分布于两侧板内侧面的多个卡槽；
进一步的，所述加工平台Ⅰ包括桌体Ⅰ、设置于桌体Ⅰ上的铣削机器人Ⅰ以及用于呈水平姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅰ；所述夹具模块Ⅰ包括水平设置的底板Ⅰ、固定于所述底板Ⅰ的至少两个用于对手机壳进行横向定位的定位块Ⅰ、可绕竖直轴线旋转的压臂Ⅰ以及用于驱动压臂Ⅰ旋转并将手机壳向下压紧在底板Ⅰ上的转角压紧气缸Ⅰ；
进一步的，所述加工平台II包括桌体II、设置于桌体II上的铣削机器人II以及用于侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块II；所述夹具模块II包括竖直设置的底板II、固定于所述底板II用于对手机壳的右侧面进行支撑的定位块II、可绕水平轴线旋转的压臂II以及用于驱动压臂II旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板II上的转角压紧气缸II；
进一步，所述加工平台Ⅲ包括桌体Ⅲ、设置于桌体Ⅲ上的铣削机器人Ⅲ以及用于侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅲ；所述夹具模块Ⅲ包括竖直设置的底板Ⅲ、固定于所述底板Ⅲ用于对手机壳的左侧面进行支撑的定位块Ⅲ、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅲ以及用于驱动压臂Ⅲ旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅲ上的转角压紧气缸Ⅲ。
进一步的，所述加工平台Ⅳ包括桌体Ⅳ、设置于桌体Ⅳ上的铣削机器人Ⅳ以及用于呈水平姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅳ；所述夹具模块Ⅳ包括水平设置的底板Ⅳ、固定于所述底板Ⅳ的至少两个用于对手机壳的进行横向定位的定位块Ⅳ、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅳ以及用于驱动压臂Ⅳ旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅳ上的转角压紧气缸Ⅳ；
进一步的，所述加工平台Ⅴ包括桌体Ⅴ、设置于桌体Ⅴ上的磨削机器人Ⅴ以及用于呈侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅴ；所述夹具模块Ⅴ包括竖直设置的底板Ⅴ、固定于所述底板Ⅴ用于对手机壳的侧壁的进行支撑的定位块Ⅴ、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅴ以及用于驱动压臂Ⅴ旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅴ上的转角压紧气缸Ⅴ；
进一步的，所述加工平台II、加工平台Ⅲ、加工平台Ⅳ和加工平台Ⅴ还设有手机壳暂存模块；所述手机壳暂存模块包括用于存放待加工手机壳的代加工暂存架和用于存放已加工手机壳的已加工暂存架；
进一步的，夹具模块和手机壳暂存模块均通过模块快速固定工装可拆卸式固定于桌体；所述模块快速固定工装包括卡条和夹持机构；所述卡条上设有至少两个卡接柱，所述夹持机构包括四连杆手柄和由所述四连杆手柄带动的压柱。
本发明的有益效果是：在智能制造系统教学平台，存料仓库中存放有手机背壳毛坯件，加工平台Ⅰ、加工平台II、加工平台Ⅲ和加工平台Ⅳ分别用于在手机背壳的前后端面、左侧面和右侧面铣削出槽；加工平台Ⅴ用于对铣削完成的手机背壳进行打磨，移动平台上的工件转移机器人采用现有技术中的小型机器人，其手臂末端设置现有的夹爪，用于抓取手机背壳，使手机背壳依次通过加工平台Ⅰ、加工平台II、加工平台Ⅲ、加工平台Ⅳ和加工平台Ⅴ进行加工，在将加工完成的手机背壳转移到存料仓库中，使手机背壳完成加工。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：
图1为本发明的总体布置图；
图2为本发明的加工平台Ⅰ的俯视图；
图3为本发明的加工平台II的俯视图；
图4为本发明的加工平台Ⅲ的俯视图；
图5为本发明的加工平台Ⅳ的俯视图；
图6为本发明的加工平台Ⅴ的俯视图；
图7为本发明的夹具模块Ⅰ的结构示意图；
图8为本发明的夹具模块II的结构示意图
图9为本发明的夹具模块Ⅲ的结构示意图
图10为本发明的夹具模块Ⅳ的结构示意图
图11为本发明的夹具模块Ⅴ的结构示意图
图12为本发明的存料仓库的结构示意图；
图13为本发明的移动平台的结构示意图；
图14为本发明的暂存模块的结构示意图
图15为本发明的模块快速固定工装的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的总体布置图；如图所示，本实施例的智能制造系统教学平台，包括：存料仓库6，其用于存放待加工和加工完成的手机壳；加工平台Ⅰ1，其用于对手机壳的上端面和下端面进行铣削加工；加工平台II2，其用于对手机壳的左侧面进行铣削加工；加工平台Ⅲ3，其用于对手机壳的右侧面进行铣削加工；加工平台Ⅳ4，其用于对手机壳的背面进行铣削加工；加工平台Ⅴ5，其用于对手机壳进行打磨；移动平台7，其包括移动小车73、设置于所述移动小车73上用于抓取所述手机壳的工件转移机器人71以及用于存放手机壳的暂存台70：本实施例中，存料仓库6中存放有手机背壳毛坯件，加工平台Ⅰ1、加工平台II2、加工平台Ⅲ3和加工平台Ⅳ4分别用于在手机背壳的前后端面、左侧面和右侧面铣削出槽；加工平台Ⅴ5用于对铣削完成的手机背壳进行打磨，移动平台7上的工件转移机器人71采用现有技术中的小型机器人，其手臂末端设置现有的夹爪，用于抓取手机背壳，使手机背壳依次通过加工平台Ⅰ1、加工平台II2、加工平台Ⅲ3、加工平台Ⅳ4和加工平台Ⅴ5进行加工，在将加工完成的手机背壳转移到存料仓库6中，使手机背壳完成加工。
本实施例中，所述存料仓库6包括底部设有万向轮的可移动桌61、固定于所述可移动桌61桌面上的载物架、支撑于所述载物架上的多个手机壳托架；如图12所示，载物架包括矩形框结构的架体63，架体63的长边之间固定有纵梁66，两纵梁66之间固定有横梁62，手机壳托架担在相邻两横梁62上；所述手机壳托架包括相互平行的两侧板65、固定于两所述侧板65之间的连接柱64以及均匀分布于两侧板65内侧面的多个卡槽；手机壳可以嵌入卡槽内。
本实施例中，所述加工平台Ⅰ1包括桌体Ⅰ、设置于桌体Ⅰ上的铣削机器人Ⅰ11以及用于呈水平姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅰ13；所述夹具模块Ⅰ13包括水平设置的底板Ⅰ135、固定于所述底板Ⅰ135的至少两个用于对手机壳进行横向定位的定位块Ⅰ134、可绕竖直轴线旋转的压臂Ⅰ132以及用于驱动压臂Ⅰ132旋转并将手机壳向下压紧在底板Ⅰ135上的转角压紧气缸Ⅰ133；另外桌体Ⅰ还设有手机壳暂存模块Ⅰ15；所述手机壳暂存模块Ⅰ15包括用于存放待加工手机壳的代加工暂存架和用于存放已加工手机壳的已加工暂存架；另外，桌体Ⅰ还设有夹具支架16，夹具支架16上设有两个孔位，两个孔位上分别用于悬挂铣刀模块和夹爪模块，铣削机器人Ⅰ11可以采用现有技术中ABB公司生产的小型桌面级机器人，加工前，机器人的末端安装现有的机械夹爪模块，用于将待加工的手机壳抓取至夹具模块的底板上，将待加工的手机壳放置在夹具模块Ⅰ13上的两定位块Ⅰ134之间，手机壳的背面朝下，两定位块Ⅰ134的间距与手机壳的宽度相同，避免手机壳沿横向窜动；底板Ⅰ135横向两侧的均设有一个转角压紧气缸Ⅰ133，压臂Ⅰ132固定于转角压紧气缸Ⅰ133推杆上，当手机壳放置在底板后，转角压紧气缸Ⅰ133带动压臂Ⅰ132转动至手机壳的上方同时带动压臂Ⅰ132向下压紧手机壳，然后机器人末端的机械夹爪模块卸下并悬挂在夹具支架16上，并更换为铣刀模块，利用铣刀模块在手机壳的上端面和下端面铣槽，加工完毕后，机器人末端再次更换为夹爪模块，将加工好的手机壳放置在已加工暂存架上，等待移动平台7上的工件转移机器人71前来抓取。本实施例中，压臂Ⅰ132的末端通过螺纹连接一压杆131，利用该压杆131压住手机壳，通过旋转压杆131可以调节压杆131向下伸出压臂Ⅰ132的长度，另外压杆131的下端面应固定一弹性材质制作的压头，避免压夹持过程中对手机壳造成损伤。本实施例中，夹具模块Ⅰ13和手机壳暂存模块Ⅰ15均通过模块快速固定工装可拆卸式固定于桌体；所述模块快速固定工装包括卡条Ⅰ12和夹持机构Ⅰ14；所述卡条Ⅰ12上设有至少两个卡接柱81，所述夹持机构Ⅰ14包括四连杆手柄和由所述四连杆手柄带动的压柱82；如图15所示，四连杆手柄包括相互铰接形成四连杆机构的底座87、连杆Ⅰ83、连杆II84和连杆Ⅲ86，其中连II84一体连接有手柄85，连杆Ⅰ固定有压柱82，通过扳动手柄85可以带动压柱82下压；夹具模块Ⅰ13或手机壳暂存模块Ⅰ15的底板上设有两个卡槽，安装时，先将两卡槽卡入两卡接柱，然后扳动手柄85，使压柱82压紧夹具模块Ⅰ13或手机壳暂存模块Ⅰ15的底板，实现夹具模块Ⅰ13或手机壳暂存模块Ⅰ15的可拆卸式固定。
本实施例中，所述加工平台II2包括桌体II、设置于桌体II上的铣削机器人II21以及用于侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块II23；所述夹具模块II23包括竖直设置的底板II235、固定于所述底板II235用于对手机壳的右侧面进行支撑的定位块II234、可绕水平轴线旋转的压臂II232以及用于驱动压臂II232旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板II235上的转角压紧气缸II233；另外桌体II还设有手机壳暂存模块II；所述手机壳暂存模块II包括用于存放待加工手机壳的代加工暂存架和用于存放已加工手机壳的已加工暂存架；另外，桌体II还设有夹具支架26，夹具支架26上设有两个孔位，两个孔位上分别用于悬挂铣刀模块和夹爪模块，铣削机器人II21可以采用现有技术中ABB公司生产的小型桌面级机器人，加工前，机器人的末端安装现有的机械夹爪模块，用于将待加工的手机壳抓取至夹具模块的底板上，将待加工的手机壳放置在夹具模块II23上的两定位块II234之间，手机壳的右侧朝下并支撑在定位块II234上；手机壳两侧均设有一个转角压紧气缸II233，压臂II232固定于转角压紧气缸II233推杆上，当手机壳放置在底板后，转角压紧气缸II233带动压臂II232转动至手机壳的上方同时带动压臂II232沿水平方向将手机壳压紧在底板II235上，然后机器人末端的机械夹爪模块卸下并悬挂在夹具支架26上，并更换为铣刀模块，利用铣刀模块对手机壳的左侧面铣槽，加工完毕后，机器人末端再次更换为夹爪模块，将加工好的手机壳放置在已加工暂存架上，等待移动平台7上的工件转移机器人71前来抓取。本实施例中，压臂II232的末端通过螺纹连接一压杆231，利用该压杆231压住手机壳，通过旋转压杆231可以调节压杆231向下伸出压臂II232的长度，另外压杆231的下端面应固定一弹性材质制作的压头，避免压夹持过程中对手机壳造成损伤。本实施例中，夹具模块II23和手机壳暂存模块II均通过模块快速固定工装可拆卸式固定于桌体；所述模块快速固定工装包括卡条II22和夹持机构II24；所述卡条II22上设有至少两个卡接柱，所述夹持机构II24包括四连杆手柄和由所述四连杆手柄带动的压柱；卡条II22和夹持机构II24的结构不再赘述。
本实施例中，所述加工平台Ⅲ3包括桌体Ⅲ、设置于桌体Ⅲ上的铣削机器人Ⅲ31以及用于侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅲ32；所述夹具模块Ⅲ32包括竖直设置的底板Ⅲ335、固定于所述底板Ⅲ335用于对手机壳的左侧面进行支撑的定位块Ⅲ334、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅲ332以及用于驱动压臂Ⅲ332旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅲ335上的转角压紧气缸Ⅲ333，压臂Ⅲ332通过螺纹连接有压杆Ⅲ331，加工平台Ⅲ3的结构与加工平台II2相同，区别仅在于，加工平台Ⅲ3的夹具模块Ⅲ32使手机壳的右侧朝上夹持，便于在手机壳的右侧面进行铣槽。
本实施例中，所述加工平台Ⅳ4包括桌体Ⅳ、设置于桌体Ⅳ上的铣削机器人Ⅳ41以及用于呈水平姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅳ42；所述夹具模块Ⅳ42包括水平设置的底板Ⅳ435、固定于所述底板Ⅳ的至少两个用于对手机壳的进行横向定位的定位块Ⅳ434、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅳ432以及用于驱动压臂Ⅳ432旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅳ上的转角压紧气缸Ⅳ433；加工平台Ⅳ4与加工平台Ⅰ1的差异仅在于：压臂Ⅳ432连接有压板431，手机壳的背面朝下支撑在夹具模块Ⅳ42的底板Ⅳ上，两个压臂Ⅳ432分设在底板Ⅳ435的纵向两侧，用于压紧手机壳背面的上侧和下侧，便于在手机壳背面上铣出多道条形槽。
本实施例中，所述加工平台Ⅴ5包括桌体Ⅴ、设置于桌体Ⅴ上的磨削机器人Ⅴ51以及用于呈侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅴ52；所述夹具模块Ⅴ52包括竖直设置的底板Ⅴ532、固定于所述底板Ⅴ532用于对手机壳的侧壁的进行支撑的定位块Ⅴ534、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅴ531以及用于驱动压臂Ⅴ531旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅴ532上的转角压紧气缸Ⅴ533；如图11，加工平台Ⅴ5与加工平台Ⅲ3的差别仅在于，加工平台Ⅴ5将加工平台Ⅲ3中的铣刀替换为磨具头，同时，加工平台Ⅴ5中的压臂Ⅴ531均设置一个，用于压住手机壳的中部。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种智能制造系统教学平台，其特征在于，包括：
存料仓库，其用于存放待加工和加工完成的手机壳；
加工平台Ⅰ，其用于对手机壳的上端面和下端面进行铣削加工；
加工平台II，其用于对手机壳的左侧面进行铣削加工；
加工平台Ⅲ，其用于对手机壳的右侧面进行铣削加工；
加工平台Ⅳ，其用于对手机壳的背面进行铣削加工；
加工平台Ⅴ，其用于对手机壳进行打磨；
移动平台，其包括移动小车、设置于所述移动小车上用于抓取所述手机壳的工件转移机器人以及用于存放手机壳的暂存台。
2.根据权利要求1所述的智能制造系统教学平台，其特征在于：所述存料仓库包括底部设有万向轮的可移动桌、固定于所述可移动桌桌面上的载物架、支撑于所述载物架上的多个手机壳托架；所述手机壳托架包括相互平行的两侧板、固定于两所述侧板之间的连接柱以及均匀分布于两侧板内侧面的多个卡槽。
3.根据权利要求2所述的智能制造系统教学平台，其特征在于：所述加工平台Ⅰ包括桌体Ⅰ、设置于桌体Ⅰ上的铣削机器人Ⅰ以及用于呈水平姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅰ；所述夹具模块Ⅰ包括水平设置的底板Ⅰ、固定于所述底板Ⅰ的至少两个用于对手机壳进行横向定位的定位块Ⅰ、可绕竖直轴线旋转的压臂Ⅰ以及用于驱动压臂Ⅰ旋转并将手机壳向下压紧在底板Ⅰ上的转角压紧气缸Ⅰ。
4.根据权利要求3所述的智能制造系统教学平台，其特征在于：所述加工平台II包括桌体II、设置于桌体II上的铣削机器人II以及用于侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块II；所述夹具模块II包括竖直设置的底板II、固定于所述底板II用于对手机壳的右侧面进行支撑的定位块II、可绕水平轴线旋转的压臂II以及用于驱动压臂II旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板II上的转角压紧气缸II。
5.根据权利要求4所述的智能制造系统教学平台，其特征在于：所述加工平台Ⅲ包括桌体Ⅲ、设置于桌体Ⅲ上的铣削机器人Ⅲ以及用于侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅲ；所述夹具模块Ⅲ包括竖直设置的底板Ⅲ、固定于所述底板Ⅲ用于对手机壳的左侧面进行支撑的定位块Ⅲ、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅲ以及用于驱动压臂Ⅲ旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅲ上的转角压紧气缸Ⅲ。
6.根据权利要求5所述的智能制造系统教学平台，其特征在于：所述加工平台Ⅳ包括桌体Ⅳ、设置于桌体Ⅳ上的铣削机器人Ⅳ以及用于呈水平姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅳ；所述夹具模块Ⅳ包括水平设置的底板Ⅳ、固定于所述底板Ⅳ的至少两个用于对手机壳的进行横向定位的定位块Ⅳ、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅳ以及用于驱动压臂Ⅳ旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅳ上的转角压紧气缸Ⅳ。
7.根据权利要求6所述的智能制造系统教学平台，其特征在于:所述加工平台Ⅴ包括桌体Ⅴ、设置于桌体Ⅴ上的磨削机器人Ⅴ以及用于呈侧卧姿态夹持手机壳的夹具模块Ⅴ；所述夹具模块Ⅴ包括竖直设置的底板Ⅴ、固定于所述底板Ⅴ用于对手机壳的侧壁的进行支撑的定位块Ⅴ、可绕水平轴线旋转的压臂Ⅴ以及用于驱动压臂Ⅴ旋转并将手机壳沿水平方向压紧在底板Ⅴ上的转角压紧气缸Ⅴ。
8.根据权利要求7所述的智能制造系统教学平台，其特征在于:所述加工平台II、加工平台Ⅲ、加工平台Ⅳ和加工平台Ⅴ还设有手机壳暂存模块；所述手机壳暂存模块包括用于存放待加工手机壳的代加工暂存架和用于存放已加工手机壳的已加工暂存架。
9.根据权利要求8所述的智能制造系统教学平台，其特征在于:夹具模块和手机壳暂存模块均通过模块快速固定工装可拆卸式固定于桌体；所述模块快速固定工装包括卡条和夹持机构；所述卡条上设有至少两个卡接柱，所述夹持机构包括四连杆手柄和由所述四连杆手柄带动的压柱。
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