CN109909701A - 一种智能装配生产线实训系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种智能装配生产线实训系统，包括：立体库模块，立体库模块内设有巷道式堆垛机；功能模块，功能模块由桌架及设置在桌架上的输送线对接单元、装配台单元、装盒贴标单元、检测打标单元、机器人对接单元、两对龙门对接单元组成连续的装配流水线；两台agv输送模块，用于龙门对接单元的物料自动输送；补料模块，用于立体库模块的物料补充、空料盘输出；对接模块，所述对接模块由地轨和沿地轨运动的机器人构成，地轨提供多个工位以完成与其他模块对接；总控模块，用于控制整套系统。本申请提供的智能装配生产线实训系统，能够锻炼学员的实际操作和编程，培训效果好。

Description

一种智能装配生产线实训系统

技术领域

本发明涉及一种生产线实训系统，特别是涉及一种智能装配生产线实训系统。

背景技术

随着人力成本的加大，越来越多的企业会引进自动化生产线，不仅降低了成本，而且提高了生产效率和生产质量，由于自动化生产线的技术含量比较高，因而需要专业的人员进行操作和维护，因此随着自动化生产线的普及就会需要更多的能够灵活使用自动化生产线的高级技工，由于现在的学校都是进行理论学习，掌握知识效果差，由于课本内容不会进行及时更新，因而学习到的知识也会比较落后，不能进行直接应用，因此人员在正式工作前都需要进行系统、专业的培训，现有的培训通常是通过参观、讲解配合的方式进行，而不能进行实际操作和编程进行调整，由于实际生产中通常会将物料存储模块、工件装配模块、工件包装模块分开设置和独立控制，因而在培训过程中不易将三者集合在一起进行讲解，使学员不能清楚的掌握完整的自动化系统。综上所述，研发一款用于培训学员高效学习自动化生产线知识的实训系统是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能装配生产线实训系统，解决了实际培训中不能实际操作和练习编程、不能清楚掌握完整的自动化系统的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种智能装配生产线实训系统，包括：

立体库模块，所述立体库模块包括底架和货架，所述货架的立柱上设有一列定位孔方便库位高度和层数的调节，所述立体库模块内设有巷道式堆垛机；

功能模块，所述功能模块由桌架及设置在桌架上的输送线对接单元、装配台单元、装盒贴标单元、检测打标单元、机器人对接单元、两对龙门对接单元组成连续的装配流水线，一对龙门对接单元用于装配台单元的物料自动输送，另一对龙门对接单元用于装盒贴标单元的物料自动输送；

两台agv输送模块，用于龙门对接单元的物料自动输送；

补料模块，用于立体库模块的物料补充、空料盘输出；

对接模块，所述对接模块由地轨和沿地轨运动的机器人构成，所述地轨提供多个工位以完成与立体库模块、输送线对接单元、agv输送模块、补料模块的对接；

总控模块，用于控制整套系统。

进一步地，所述巷道式堆垛机包括X轴运行架，所述X轴运行架的底部利用四个导向轮与设置在所述立体库模块的上下双轨道的下轨道配合进行导正，所述X轴运行架的顶部利用一对导靴与上下双轨道的上轨道配合进行导向，所述X轴运行架上设有Z轴传送机构，所述Z轴传送机构上设有Y轴送取机构。

更进一步地，所述Z轴传送机构包括左右对称的双同步带传动机构，所述Y轴送取机构的两侧分别与所述双同步带传动机构的对应的同步带相连。

更进一步地，所述Y轴送取机构包括双向运动的二级伸缩货叉，所述二级伸缩货叉的顶面上设有一对导正定位钉来保证取放托盘的位置精度。

进一步地，所述输送线对接单元由二轴搬运机构和相互平行设置的第一输出板链线、第一输入板链线构成，所述第一输入板链线的下方设有活动挡块和顶升板，所述活动挡块用于升起挡料，所述顶升板上设有定位锥销和光电传感器来导正物料托盘的位置、检测托盘，所述二轴搬运机构用于将物料托盘在两条板链线之间搬运，所述第一输出板链线、第一输入板链线与对接模块对接。

进一步地，所述装配台单元由装配平台和设置在所述装配平台两侧的机器人构成，所述装配平台上设有旋转台和分布在旋转台两侧的工位点，每个工位点对应一机器人，所述工位点为三抓夹具，且一工位点与一旋转机构相连，所述旋转机构与一力敏传感器相连。

进一步地，所述装盒贴标单元包括型材框架及设置在所述型材框架上的第一视觉组件、电缸、贴标机和翻转机构，所述电缸上设有悬臂的装盒平台，所述翻转机构用于固定下盒、上盖来完成贴标，所述装盒平台随所述电缸移动到对应工位依次完成下盒上料、装产品、视觉检测、上盖封盖。

进一步地，所述检测打标单元包括皮带运输机构、分拣组件、打标组件和收料组件，所述分拣组件设置在所述皮带运输机构的上方，所述打标组件包括设置在所述皮带运输机构侧面的侧压气缸和位于皮带运输机构上方的打标机头，所述收料组件位于所述皮带运输机构的尾部。

更进一步地，所述收料组件的放置平面与水平面有一定的倾斜角度。

进一步地，agv输送模块包括agv本体，所述agv本体的顶部设有顶升机构，所述顶升机构的顶部设有辊筒机构，所述辊筒机构用于物料对接。

更进一步地，所述辊筒机构包括辊筒架和设置在所述辊筒架上的若干个辊筒，所述辊筒架的两侧分别设有固定挡边和活动挡边，且所述固定挡边和活动挡边均位于所述辊筒的上方，所述固定挡边上设有一凹槽便于机器人抓料对接，所述辊筒的下方设有光电传感器。

由上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

由于本申请包含立体库模块、功能模块、agv输送模块、补料模块、对接模块，功能模块包含输送线对接单元、装配台单元、装盒贴标单元、检测打标单元、机器人对接单元、两对龙门对接单元，因而能够使学员掌握一套具体的、完整的自动化系统，培训效果好；

由于设有总控模块，因而学员能够练习编程和运行，并通过观察自动化系统的运行情况来检测实训效果。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明的布局图。

图2为本发明的巷道式堆垛机的结构示意图。

图3为本发明的巷道式堆垛机的Y轴送取机构的结构示意图。

图4为本发明的对接模块的结构示意图。

图5为本发明的功能模块的输送线对接单元的结构示意图。

图6为本发明的功能模块的装配台单元的结构示意图。

图7为本发明的功能模块的装盒贴标单元的结构示意图。

图8为本发明的功能模块的检测打标单元的结构示意图。

图9为本发明的功能模块的机器人对接单元的结构示意图。

图10为本发明的agv输送模块的立体结构示意图。

图11为本发明的agv输送模块的俯视图。

图12为本发明的补料模块的立体结构示意图。

附图标记说明：立体库模块1、货架11、上下双轨道12、巷道式堆垛机13、X轴运行架131、Z轴传送机构132、Y轴送取机构133、二级伸缩货叉1331、导正定位钉1332、对接模块2、功能模块3、输送线对接单元31、第一输出板链线311、第一输入板链线312、顶升板313、活动挡块314、二轴搬运机构315、装配台单元32、装配平台321、工位点322、旋转台323、力敏传感器325、装盒贴标单元33、第一视觉组件331、电缸332、贴标机333、装盒平台334、翻转机构335、检测打标单元34、分拣组件341、打标组件342、收料组件343、机器人对接单元35、龙门对接单元36、agv输送模块4、辊筒机构41、辊筒411、凹槽412、活动挡边413、光电传感器414、顶升机构42、agv本体43、补料模块5、工作台51、第二输入板链线52、第二输出板链线53、第二视觉组件54、输入界面55、总控模块6、防护围栏模块7。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

下面参考图1至图12对本申请作进一步说明，如图1和图12所示的一种智能装配生产线实训系统，包括：

立体库模块1，所述立体库模块1包括底架和货架11，所述货架11的立柱上设有一列定位孔方便库位高度和层数的调节，能够灵活调整，所述立体库模块1内设有巷道式堆垛机13，，计算机管理系统通过控制系统控制巷道式堆垛机13工作完成货物的自动存取作业；

功能模块3，所述功能模块3由桌架及设置在桌架上的输送线对接单元31、装配台单元32、装盒贴标单元33、检测打标单元34、机器人对接单元35、两对龙门对接单元36组成连续的装配流水线，一对龙门对接单元36用于装配台单元32的物料自动输送，另一对龙门对接单元36用于装盒贴标单元33的物料自动输送，能够完成产品组装、装盒包装、贴标、激光打码、产品分拣等一系列过程；

两台agv输送模块4，用于龙门对接单元36的物料自动输送；

补料模块5，所述补料模块5包括工作台51、第二视觉组件54、输入界面55和设置在所述工作台51上的第二输入板链线52、第二输出板链线53，第二输入板链线52、第二输出板链线53用于立体库模块1的物料补充、空料盘输出，所述第二视觉组件54位于板链线上方用于自动识别输送料类型和检测异常，输入界面55用于人工输入和设备参数调整；

对接模块2，所述对接模块2由地轨和沿地轨运动的机器人构成，所述地轨提供多个工位以完成与立体库模块1、输送线对接单元31、agv输送模块4、补料模块5的对接；

总控模块6，用于控制整套系统；

防护围栏模块7，所述防护围栏模块7将立体库模块1、对接模块2、功能模块3、两台agv输送模块4、补料模块5围在一起，确保设备运行时的安全。

如图2所示，所述巷道式堆垛机13包括X轴运行架131，所述X轴运行架131的底部利用四个导向轮与设置在所述立体库模块1的上下双轨道12的下轨道配合进行导正，且下导轨的两头设置行程开关，并设有机械挡块，保证运行安全，所述X轴运行架131的顶部利用一对导靴与上下双轨道12的上轨道配合进行导向，所述X轴运行架131的动力由垂直方向摩擦轮转动提供，两组同步带传动，所述X轴运行架131上设有Z轴传送机构132，所述Z轴传送机构132上设有Y轴送取机构133。

所述Z轴传送机构132包括左右对称的双同步带传动机构，所述Y轴送取机构133的两侧分别与所述双同步带传动机构的对应的同步带相连，受力均匀，运行平稳，且上下极限位置设有行程开关限位。

所述Y轴送取机构133包括双向运动的二级伸缩货叉1331，二级伸缩货叉1331采用齿轮齿条形式传动，伺服电机驱动，行程开关限位，所述二级伸缩货叉1331的顶面上设有一对导正定位钉1332来保证取放托盘的位置精度。

如图4所示，对接模块2由地轨和地轨上的机器人构成，机器人上配备气动手爪，机器人的灵活性方便完成与各个模块间上下料的对接，地轨的长行程提供对接模块的多个工位，以完成其与多个模块的对接任务。地轨是双滑块结构，斜齿轮齿条传动，结构稳定，传动精准，采用伺服电机驱动，保证各个工位的重复定位精度。

如图5所示，所述输送线对接单元31由二轴搬运机构315和相互平行设置的第一输出板链线311、第一输入板链线312构成，所述第一输入板链线312的下方设有活动挡块314和顶升板313，所述活动挡块314用于升起挡料，所述顶升板313上设有定位锥销和光电传感器来导正物料托盘的位置、检测托盘，所述二轴搬运机构315用于将物料托盘在两条板链线之间搬运，所述第一输出板链线311、第一输入板链线312与对接模块2对接，在板链线侧面设置rfid传感器，能在物料托盘到达此工位时识别出托盘的信息。在此工位上物料由机器人从托盘抓取到装配台单元32进行组装，完成后,活动挡块314下降，托盘继续输送到第一输入板链线312末端，再由二轴搬运机构315搬运到第一输出板链线311输出到对接模块2。二轴搬运机构315由钢结构支架连接无杆气缸，气动滑台和气动手爪组成，负责物料托盘在两条板链线间两个工位点间的搬运。

如图6所示，所述装配台单元32由装配平台321和设置在所述装配平台321两侧的机器人构成，所述装配平台321上设有旋转台323和分布在旋转台323两侧的工位点322，每个工位点322对应一机器人，所述工位点322为三抓夹具，且第二工位点322与一旋转机构相连，所述旋转机构与一力敏传感器325相连，其中，一机器人上有三个互成90°角的气动手爪，分别对应抓取三种物料，配合第一工位点322的三爪夹具完成电池套及电池的组装；另一机器人上的气爪抓取笔身或者笔头，笔盖由第二工位点322的三爪缸夹紧，旋转机构带动三爪缸旋转，完成USB笔身和笔头的螺纹装配，通过力敏传感器，监测装配过程，所述旋转台323负责第一工位点322到第二工位点322的物料搬运。

如图7所示，所述装盒贴标单元33包括型材框架及设置在所述型材框架上的第一视觉组件331、电缸332、贴标机333和翻转机构335，所述电缸332上设有悬臂的装盒平台334，所述翻转机构335用于固定下盒、上盖来完成双面贴标，所述装盒平台334随所述电缸332移动到对应工位依次完成下盒上料、装产品、视觉检测、上盖封盖。

如图8所示，所述检测打标单元34包括皮带运输机构、分拣组件341、打标组件342和收料组件343，所述分拣组件341设置在所述皮带运输机构的上方，所述打标组件342包括设置在所述皮带运输机构侧面的侧压气缸和位于皮带运输机构上方的打标机头，所述收料组件343位于所述皮带运输机构的尾部，其中，所述收料组件343的放置平面与水平面有一定的倾斜角度，方便后续单元机器人手爪的抓取。

如图9所示，机器人对接单元35是抓取完成的成品盒到托盘，并将托盘帮运到agv输送模块4上的单元。主体是铝型材组装而成长方体型结构，对称式设计，两个留有供agv输送模块4的AGV车进入的过道，中间是伺服驱动的升降平台，供物料托盘码垛，设有两个码垛位，行程开关限位，升降距离检测采用拉绳传感器，托盘检测采用光电传感器。框架上方固定一对电缸模组，机器人倒置安装于模组滑块上，机器人随滑块水平方向运动，使用伺服电机控制机器人左右移动，以完成与左右AGV的对接。

如图10和图11所示，agv输送模块4包括agv本体43，所述agv本体43的顶部设有顶升机构42，所述顶升机构42的顶部设有辊筒机构41，所述辊筒机构41用于物料对接，其中，所述辊筒机构41包括辊筒架和设置在所述辊筒架上的若干个辊筒411，所述辊筒架的两侧分别设有固定挡边和活动挡边413，且所述固定挡边和活动挡边413均位于所述辊筒411的上方，所述固定挡边上设有一凹槽412便于机器人抓料对接，所述辊筒411的下方设有光电传感器414。

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 (11)

1.一种智能装配生产线实训系统，其特征在于，包括：

立体库模块(1)，所述立体库模块(1)包括底架和货架(11)，所述货架(11)的立柱上设有一列定位孔方便库位高度和层数的调节，所述立体库模块(1)内设有巷道式堆垛机(13)；

功能模块(3)，所述功能模块(3)由桌架及设置在桌架上的输送线对接单元(31)、装配台单元(32)、装盒贴标单元(33)、检测打标单元(34)、机器人对接单元(35)、两对龙门对接单元(36)组成连续的装配流水线，一对龙门对接单元(36)用于装配台单元(32)的物料自动输送，另一对龙门对接单元(36)用于装盒贴标单元(33)的物料自动输送；

两台agv输送模块(4)，用于龙门对接单元(36)的物料自动输送；

补料模块(5)，用于立体库模块(1)的物料补充、空料盘输出；

对接模块(2)，所述对接模块(2)由地轨和沿地轨运动的机器人构成，所述地轨提供多个工位以完成与立体库模块(1)、输送线对接单元(31)、agv输送模块(4)、补料模块(5)的对接；

总控模块(6)，用于控制整套系统。

2.根据权利要求1所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述巷道式堆垛机(13)包括X轴运行架(131)，所述X轴运行架(131)的底部利用四个导向轮与设置在所述立体库模块(1)的上下双轨道(12)的下轨道配合进行导正，所述X轴运行架(131)的顶部利用一对导靴与上下双轨道(12)的上轨道配合进行导向，所述X轴运行架(131)上设有Z轴传送机构(132)，所述Z轴传送机构(132)上设有Y轴送取机构(133)。

3.根据权利要求2所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述Z轴传送机构(132)包括左右对称的双同步带传动机构，所述Y轴送取机构(133)的两侧分别与所述双同步带传动机构的对应的同步带相连。

4.根据权利要求2所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述Y轴送取机构(133)包括双向运动的二级伸缩货叉(1331)，所述二级伸缩货叉(1331)的顶面上设有一对导正定位钉(1332)来保证取放托盘的位置精度。

5.根据权利要求1所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述输送线对接单元(31)由二轴搬运机构(315)和相互平行设置的第一输出板链线(311)、第一输入板链线(312)构成，所述第一输入板链线(312)的下方设有活动挡块(314)和顶升板(313)，所述活动挡块(314)用于升起挡料，所述顶升板(313)上设有定位锥销和光电传感器来导正物料托盘的位置、检测托盘，所述二轴搬运机构(315)用于将物料托盘在两条板链线之间搬运，所述第一输出板链线(311)、第一输入板链线(312)与对接模块(2)对接。

6.根据权利要求1所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述装配台单元(32)由装配平台(321)和设置在所述装配平台(321)两侧的机器人构成，所述装配平台(321)上设有旋转台(323)和分布在旋转台(323)两侧的工位点(322)，每个工位点(322)对应一机器人，所述工位点(322)为三抓夹具，且一工位点(322)与一旋转机构相连，所述旋转机构与一力敏传感器(325)相连。

7.根据权利要求1所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述装盒贴标单元(33)包括型材框架及设置在所述型材框架上的第一视觉组件(331)、电缸(332)、贴标机(333)和翻转机构(335)，所述电缸(332)上设有悬臂的装盒平台(334)，所述翻转机构(335)用于固定下盒、上盖来完成贴标，所述装盒平台(334)随所述电缸(332)移动到对应工位依次完成下盒上料、装产品、视觉检测、上盖封盖。

8.根据权利要求1所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述检测打标单元(34)包括皮带运输机构、分拣组件(341)、打标组件(342)和收料组件(343)，所述分拣组件(341)设置在所述皮带运输机构的上方，所述打标组件(342)包括设置在所述皮带运输机构侧面的侧压气缸和位于皮带运输机构上方的打标机头，所述收料组件(343)位于所述皮带运输机构的尾部。

9.根据权利要求8所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述收料组件(343)的放置平面与水平面有一定的倾斜角度。

10.根据权利要求1所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，agv输送模块(4)包括agv本体(43)，所述agv本体(43)的顶部设有顶升机构(42)，所述顶升机构(42)的顶部设有辊筒机构(41)，所述辊筒机构(41)用于物料对接。

11.根据权利要求10所述的智能装配生产线实训系统，其特征在于，所述辊筒机构(41)包括辊筒架和设置在所述辊筒架上的若干个辊筒(411)，所述辊筒架的两侧分别设有固定挡边和活动挡边(413)，且所述固定挡边和活动挡边(413)均位于所述辊筒(411)的上方，所述固定挡边上设有一凹槽(412)便于机器人抓料对接，所述辊筒(411)的下方设有光电传感器(414)。