CN113299176A - 一种智能产线实训系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能产线实训系统及其工作方法，属于电工电子实训设备技术领域，该系统包括依次安装在工作台上的原料供应装置、分拣装瓶装置、上盖拧紧装置、打标检测装置、成品装箱装置和成品仓储装置，所述原料供应装置、分拣装瓶装置、上盖拧紧装置、打标检测装置、成品装箱装置和成品仓储装置的一侧均分别设置有触摸屏，所述原料供应装置、分拣装瓶装置、上盖拧紧装置、打标检测装置和成品装箱装置朝向触摸屏的一侧还分别设置有第一输送带，且多个第一输送带相连接，所述原料供应装置包括空瓶仓库和出瓶机构。本发明具有方便自动化相关教学实验技能实训、方便学生操作、方便移动的特点，大大提高了实训效率。

Description

一种智能产线实训系统及其工作方法

技术领域

本发明属于电工电子实训设备技术领域，涉及一种智能产线实训系统及其工作方法。

背景技术

随着社会的发展与进步，机电一体化综合实训设备开始走进人们的视野并开始广泛应用在教学领域，实训教学是通过模拟实际工作环境，教学过程理论结合实践，着重强调学生的参与式学习，能够在最短的时间内使学生在专业技能、实践经验、工作方法、团队合作等方便提高，实训的最终目的是全面提高学生的职业素质，最终达到学生满意就业、企业满意用人的目的。

目前市面上相关产品大多体积大、整体重量大不利于移动；此外，存在集成度低、大多产品还需另外外接功能模块才能实现目标要求等问题；在机电、自动化等相关专业的各种课程的教学与技能实训中，需要多种设备共同实现功能的时候往往存在诸多不便，实训效率太低，影响实训效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能产线实训系统及其工作方法，不需要外接功能模块，具有方便自动化相关教学实验技能实训、方便学生操作、方便移动的特点，大大提高了实训效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种智能产线实训系统，包括依次安装在工作台上的原料供应装置、分拣装瓶装置、上盖拧紧装置、打标检测装置、成品装箱装置和成品仓储装置，所述原料供应装置、分拣装瓶装置、上盖拧紧装置、打标检测装置、成品装箱装置和成品仓储装置的一侧均分别设置有触摸屏，所述原料供应装置、分拣装瓶装置、上盖拧紧装置、打标检测装置和成品装箱装置朝向触摸屏的一侧还分别设置有第一输送带，且多个第一输送带相连接；

所述原料供应装置包括空瓶仓库和出瓶机构，所述空瓶仓库安装在第一输送带远离触摸屏的一侧，所述出瓶机构安装在第一输送带和空瓶仓库之间。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述分拣装瓶装置包括药丸输送带、装料机构、瓶子固定机构和出药丸机构，所述出药丸机构安装在第一输送带远离触摸屏的一侧，所述出药丸机构和第一输送带之间依次安装有药丸输送带和装料机构，所述瓶子固定机构安装在第一输送带远离装料机构的一侧。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述出药丸机构包括玻璃管、第一气缸、推料板和出料板，所述出料板安装在药丸输送带远离第一输送带的一侧，所述出料板内开设有贯穿的第一空腔，所述玻璃管的底部穿过出料板顶壁并置于第一空腔内，所述出料板远离药丸输送带的一侧安装有第一气缸，所述第一气缸的输出端安装有推料板，所述推料板与第一空腔活动连接。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述装料机构包括第一回转气缸、第二气缸、吸盘固定杆和吸盘，所述第一回转气缸安装在药丸输送带和第一输送带之间，所述第一回转气缸上方安装有第二气缸，所述第二气缸的输出端与吸盘固定杆的一端相连接，所述吸盘固定杆的另一端安装有吸盘。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述上盖拧紧装置包括电动转盘，所述电动转盘安装在第一输送带远离触摸屏的一侧，所述电动转盘外侧环绕设有摇臂机械手、出盖机构和装瓶盖机构。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述打标检测装置包括双轴激光打标机、搬运机构和装瓶箱子，所述双轴激光打标机位于第一输送带远离触摸屏的一侧，所述双轴激光打标机的活动杆位于第一输送带的上方，所述搬运机构位于双轴激光打标机的一侧，所述装瓶箱子位于搬运机构远离双轴激光打标机的一侧。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述搬运机构包括夹爪气缸、瓶子夹爪板、横梁和支撑柱，所述支撑柱有两根且分别位于第一输送带的两侧，两根所述支撑柱的顶端之间固定连接有横梁，所述横梁上滑动连接有安装板，安装板上安装有夹爪气缸，所述夹爪气缸的活动端对称设有瓶子夹爪板，所述瓶子夹爪板在第一输送带与装瓶箱子的上方活动。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述成品装箱装置包括第二输送带、机器人主体和箱子工装台，所述第一输送带、第二输送带和箱子工装台同侧，且箱子工装台位于第一输送带和第二输送带之间，所述机器人主体位于箱子工装台的一侧，所述机器人主体包括复合夹具主体、底板座、机械臂和机器人底座，所述底板座的上方固定连接有机器人底座，所述机器人底座上方连接有机械臂，所述机器人底座与机械臂之间设有波纹管，所述机械臂的活动端转动连接有螺纹轴，所述复合夹具主体固定连接在螺纹轴的底端。

作为本发明一种智能产线实训系统的优选技术方案，所述成品仓储装置包括仓库模块、箱子夹取模组和第三输送带，所述第三输送带和第二输送带相连接，所述仓库模块位于第三输送带远离触摸屏的一侧，所述箱子夹取模组位于第三输送带远离成品装箱装置的一侧。

本发明一种智能产线实训系统的工作方法，包括以下步骤：

S1：出瓶机构从仓库内取出空瓶放置在第一输送带上，通过第一输送带进入分拣装瓶装置；

S2：通过出药丸机构将药丸推送到药丸输送带，药丸随着药丸输送带进行移动，通过装料机构将药丸转移到位于第一输送带上的空瓶内；

S3：通过出盖机构将瓶盖推送到电动转盘上，瓶盖随着电动转盘旋转，通过装瓶盖机构将电动转盘上完整的瓶盖转移到药瓶顶端并拧紧，破损的瓶盖通过摇臂机械手取下并放置到位于摇臂机械手下方的瓶盖回收箱里；

S4：瓶子进入到打标检测装置内并通过双轴激光打标机进行打标；

S5：打标后的药瓶进入成品装箱装置，通过机器人主体将药瓶装箱并转移到第二输送带上，箱子通过第二输送带进入到成品仓储装置；

S6：通过箱子夹取模组将箱子转移到仓库模块内。

本发明的有益效果：

(1)通过出瓶机构、出药丸机构、出盖机构的相互配合作用，完成原料供应，方便进行实训操作。

(2)通过原料供应装置、分拣装瓶装置、上盖拧紧装置、打标检测装置、成品装箱装置和成品仓储装置的设置，完成从药品装瓶到装箱入库的整个流程，通过第一输送带、药丸输送带、第二输送带和第三输送带实现产品的运输，完整整条生产线的模拟。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明立体结构示意图；

图2是原料供应装置的结构示意图；

图3是分拣装瓶装置的结构示意图；

图4是图3的A处放大图；

图5是图3的B处放大图；

图6是上盖拧紧装置的结构示意图；

图7是打标检测装置的结构示意图；

图8是图7的C处放大图；

图9是成品装箱装置的结构示意图；

图10是成品仓储装置的结构示意图；

图中：1、原料供应装置；101、空瓶仓库；102、出瓶机构；2、分拣装瓶装置；201、药丸输送带；202、装料机构；2021、第一回转气缸；2022、第二气缸；2023、吸盘固定杆；2024、吸盘；203、瓶子固定机构；204、出药丸机构；2041、玻璃管；2042、第一气缸；2043、推料板；2044、出料板；3、上盖拧紧装置；301、电动转盘；302、摇臂机械手；303、出盖机构；304、装瓶盖机构；4、打标检测装置；401、双轴激光打标机；402、搬运机构；4021、夹爪气缸；4022、瓶子夹爪板；4023、横梁；4024、支撑柱；403、装瓶箱子；5、成品装箱装置；501、第二输送带；502、机器人主体；5021、复合夹具主体；5022、底板座；5023、机械臂；5024、机器人底座；503、箱子工装台；6、成品仓储装置；601、仓库模块；602、箱子夹取模组；603、第三输送带；7、第一输送带；8、触摸屏。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10所示，一种智能产线实训系统，包括依次安装在工作台上的原料供应装置1、分拣装瓶装置2、上盖拧紧装置3、打标检测装置4、成品装箱装置5和成品仓储装置6，原料供应装置1、分拣装瓶装置2、上盖拧紧装置3、打标检测装置4、成品装箱装置5和成品仓储装置6的一侧均分别设置有触摸屏8，原料供应装置1、分拣装瓶装置2、上盖拧紧装置3、打标检测装置4和成品装箱装置5朝向触摸屏8的一侧还分别设置有第一输送带7，且多个第一输送带7相连接；

原料供应装置1包括空瓶仓库101和出瓶机构102，空瓶仓库101安装在第一输送带7远离触摸屏8的一侧，出瓶机构102安装在第一输送带7和空瓶仓库101之间。

分拣装瓶装置2包括药丸输送带201、装料机构202、瓶子固定机构203和出药丸机构204，出药丸机构204安装在第一输送带7远离触摸屏8的一侧，出药丸机构204和第一输送带7之间依次安装有药丸输送带201和装料机构202，瓶子固定机构203安装在第一输送带7远离装料机构202的一侧。

出药丸机构204包括玻璃管2041、第一气缸2042、推料板2043和出料板2044，出料板2044安装在药丸输送带201远离第一输送带7的一侧，出料板2044内开设有贯穿的第一空腔，玻璃管2041的底部穿过出料板2044顶壁并置于第一空腔内，出料板2044远离药丸输送带201的一侧安装有第一气缸2042，第一气缸2042的输出端安装有推料板2043，推料板2043与第一空腔活动连接。

装料机构202包括第一回转气缸2021、第二气缸2022、吸盘固定杆2023和吸盘2024，第一回转气缸2021安装在药丸输送带201和第一输送带7之间，第一回转气缸2021上方安装有第二气缸2022，第二气缸2022的输出端与吸盘固定杆2023的一端相连接，吸盘固定杆2023的另一端安装有吸盘2024。

本实施例中，通过触摸屏8操作对应的装置，空瓶仓库101为弧形板状结构，且为多层分布，充分利用空瓶仓库101的空间，出瓶机构102可以进行高度调节，方便将不同高度的空瓶移送至第一输送带7上，瓶子固定机构203包括第三气缸和固定夹，空瓶移动到指定位置时，通过第三气缸的输出端运动带动固定夹将空瓶固定；

药丸从玻璃管2041顶端进入到第一空腔，并通过第一气缸2042的输出端带动推料板2043，将药丸推送至药丸输送带201；通过第一回转气缸2021带动吸盘2024转动，并通过第二气缸2022带动吸盘2024沿着垂直方向伸缩，将药丸从药丸输送带201转移到位于第一输送带7上的空瓶内。

具体的，上盖拧紧装置3包括电动转盘301，电动转盘301安装在第一输送带7远离触摸屏8的一侧，电动转盘301外侧环绕设有摇臂机械手302、出盖机构303和装瓶盖机构304。

成品装箱装置5包括第二输送带501、机器人主体502和箱子工装台503，第一输送带7、第二输送带501和箱子工装台503同侧，且箱子工装台503位于第一输送带7和第二输送带501之间，机器人主体502位于箱子工装台503的一侧，机器人主体502包括复合夹具主体5021、底板座5022、机械臂5023和机器人底座5024，底板座5022的上方固定连接有机器人底座5024，机器人底座5024上方连接有机械臂5023，机器人底座5024与机械臂5023之间设有波纹管，机械臂5023的活动端转动连接有螺纹轴，复合夹具主体5021固定连接在螺纹轴的底端。

成品仓储装置6包括仓库模块601、箱子夹取模组602和第三输送带603，第三输送带603和第二输送带501相连接，仓库模块601位于第三输送带603远离触摸屏8的一侧，箱子夹取模组602位于第三输送带603远离成品装箱装置5的一侧。

本实施例中，出盖机构303出瓶盖的方法可参考出药丸机构204，瓶盖通过出盖机构303进入到电动转盘301，并通过电动转盘301带动瓶盖向装瓶盖机构304方向转动，装瓶盖机构304同时具有夹持功能、旋转功能和拧紧功能，通过装瓶盖机构304将完好的瓶盖放置到第一输送带7上的空瓶顶端并拧紧，破损的瓶盖继续随着电动转盘301转动，并通过摇臂机械手302将破损的瓶盖移至到瓶盖回收箱内。

通过机械臂5023和复合夹具主体5021的配合作用，将药瓶从第一输送带7上转移到箱子工装台503装箱后，再转移到第二输送带501上，进入到成品仓储装置6。通过箱子夹取模组602将装好箱的药瓶移至仓库模块601内，将仓库模块601设置为上至下分层的格局，同时箱子夹取模组602可以进行高度调节，最大程度利用仓库模块601的空间。

具体的，打标检测装置4包括双轴激光打标机401、搬运机构402和装瓶箱子403，双轴激光打标机401位于第一输送带7远离触摸屏8的一侧，双轴激光打标机401的活动杆位于第一输送带7的上方，搬运机构402位于双轴激光打标机401的一侧，装瓶箱子403位于搬运机构402远离双轴激光打标机401的一侧。

搬运机构402包括夹爪气缸4021、瓶子夹爪板4022、横梁4023和支撑柱4024，所述支撑柱4024有两根且分别位于第一输送带7的两侧，两根所述支撑柱4024的顶端之间固定连接有横梁4023，横梁4023上滑动连接有安装板，安装板上安装有夹爪气缸4021，夹爪气缸4021的活动端对称设有瓶子夹爪板4022，瓶子夹爪板4022在第一输送带7与装瓶箱子403的上方活动。

本实施例中，通过双轴激光打标机401对药瓶进行打标，可以在本打标检测装置4直接对药瓶装箱，也可通过第一输送带7将药瓶运送至成品装箱装置5。需要在打标检测装置4对药瓶装箱时，操作瓶子夹爪板4022沿着横梁4023方向移动，将第一输送带7上的药瓶移送至装瓶箱子403上方，并通过夹爪气缸4021的配合作用，将药瓶放入到装瓶箱子403内，操作瓶子夹爪板4022将药瓶放下即可。

一种智能产线实训系统的工作方法，包括以下步骤：

S1：出瓶机构102从仓库101内取出空瓶放置在第一输送带7上，通过第一输送带7进入分拣装瓶装置2；

S2：通过第一气缸2042将第一空腔内的药丸推送至药丸输送带201；通过第一回转气缸2021带动吸盘2024转动，并通过第二气缸2022的配合作用，将药丸从药丸输送带201转移到位于第一输送带7上的空瓶内。

S3：通过出盖机构303将瓶盖推送到电动转盘301上，瓶盖随着电动转盘301旋转，通过装瓶盖机构304将电动转盘301上完整的瓶盖转移到药瓶顶端并拧紧，破损的瓶盖通过摇臂机械手302取下并放置到位于摇臂机械手302下方的瓶盖回收箱里；

S4：瓶子进入到打标检测装置4内并通过双轴激光打标机401进行打标；

S5：打标后的药瓶进入成品装箱装置5，通过机械臂5023和复合夹具主体5021的配合作用，将药瓶从第一输送带7上转移到箱子工装台503装箱后，再转移到第二输送带501上，箱子通过第二输送带501进入到成品仓储装置6；

S6：通过箱子夹取模组602将箱子转移到仓库模块601内。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种智能产线实训系统，包括依次安装在工作台上的原料供应装置(1)、分拣装瓶装置(2)、上盖拧紧装置(3)、打标检测装置(4)、成品装箱装置(5)和成品仓储装置(6)，其特征在于：所述原料供应装置(1)、分拣装瓶装置(2)、上盖拧紧装置(3)、打标检测装置(4)、成品装箱装置(5)和成品仓储装置(6)的一侧均分别设置有触摸屏(8)，所述原料供应装置(1)、分拣装瓶装置(2)、上盖拧紧装置(3)、打标检测装置(4)和成品装箱装置(5)朝向触摸屏(8)的一侧还分别设置有第一输送带(7)，且多个第一输送带(7)相连接；

所述原料供应装置(1)包括空瓶仓库(101)和出瓶机构(102)，所述空瓶仓库(101)安装在第一输送带(7)远离触摸屏(8)的一侧，所述出瓶机构(102)安装在第一输送带(7)和空瓶仓库(101)之间。

2.根据权利要求1所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述分拣装瓶装置(2)包括药丸输送带(201)、装料机构(202)、瓶子固定机构(203)和出药丸机构(204)，所述出药丸机构(204)安装在第一输送带(7)远离触摸屏(8)的一侧，所述出药丸机构(204)和第一输送带(7)之间依次安装有药丸输送带(201)和装料机构(202)，所述瓶子固定机构(203)安装在第一输送带(7)远离装料机构(202)的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述出药丸机构(204)包括玻璃管(2041)、第一气缸(2042)、推料板(2043)和出料板(2044)，所述出料板(2044)安装在药丸输送带(201)远离第一输送带(7)的一侧，所述出料板(2044)内开设有贯穿的第一空腔，所述玻璃管(2041)的底部穿过出料板(2044)顶壁并置于第一空腔内，所述出料板(2044)远离药丸输送带(201)的一侧安装有第一气缸(2042)，所述第一气缸(2042)的输出端安装有推料板(2043)，所述推料板(2043)与第一空腔活动连接。

4.根据权利要求2所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述装料机构(202)包括第一回转气缸(2021)、第二气缸(2022)、吸盘固定杆(2023)和吸盘(2024)，所述第一回转气缸(2021)安装在药丸输送带(201)和第一输送带(7)之间，所述第一回转气缸(2021)上方安装有第二气缸(2022)，所述第二气缸(2022)的输出端与吸盘固定杆(2023)的一端相连接，所述吸盘固定杆(2023)的另一端安装有吸盘(2024)。

5.根据权利要求1所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述上盖拧紧装置(3)包括电动转盘(301)，所述电动转盘(301)安装在第一输送带(7)远离触摸屏(8)的一侧，所述电动转盘(301)外侧环绕设置有摇臂机械手(302)、出盖机构(303)和装瓶盖机构(304)。

6.根据权利要求1所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述打标检测装置(4)包括双轴激光打标机(401)、搬运机构(402)和装瓶箱子(403)，所述双轴激光打标机(401)位于第一输送带(7)远离触摸屏(8)的一侧，所述双轴激光打标机(401)的活动杆位于第一输送带(7)的上方，所述搬运机构(402)位于双轴激光打标机(401)的一侧，所述装瓶箱子(403)位于搬运机构(402)远离双轴激光打标机(401)的一侧。

7.根据权利要求6所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述搬运机构(402)包括夹爪气缸(4021)、瓶子夹爪板(4022)、横梁(4023)和支撑柱(4024)，所述支撑柱(4024)有两根且分别位于第一输送带(7)的两侧，两根所述支撑柱(4024)的顶端之间固定连接有横梁(4023)，所述横梁(4023)上滑动连接有安装板，安装板上安装有夹爪气缸(4021)，所述夹爪气缸(4021)的活动端对称设有瓶子夹爪板(4022)，所述瓶子夹爪板(4022)在第一输送带(7)与装瓶箱子(403)的上方活动。

8.根据权利要求1所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述成品装箱装置(5)包括第二输送带(501)、机器人主体(502)和箱子工装台(503)，所述第一输送带(7)、第二输送带(501)和箱子工装台(503)同侧，且箱子工装台(503)位于第一输送带(7)和第二输送带(501)之间，所述机器人主体(502)位于箱子工装台(503)的一侧，所述机器人主体(502)包括复合夹具主体(5021)、底板座(5022)、机械臂(5023)和机器人底座(5024)，所述底板座(5022)的上方固定连接有机器人底座(5024)，所述机器人底座(5024)上方连接有机械臂(5023)，所述机器人底座(5024)与机械臂(5023)之间设有波纹管，所述机械臂(5023)的活动端转动连接有螺纹轴，所述复合夹具主体(5021)固定连接在螺纹轴的底端。

9.根据权利要求1所述的一种智能产线实训系统，其特征在于：所述成品仓储装置(6)包括仓库模块(601)、箱子夹取模组(602)和第三输送带(603)，所述第三输送带(603)和第二输送带(501)相连接，所述仓库模块(601)位于第三输送带(603)远离触摸屏(8)的一侧，所述箱子夹取模组(602)位于第三输送带(603)远离成品装箱装置(5)的一侧。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种智能产线实训系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：出瓶机构(102)从仓库(101)内取出空瓶放置在第一输送带(7)上，通过第一输送带(7)进入分拣装瓶装置(2)；

S2：通过出药丸机构(204)将药丸推送到药丸输送带(201)，药丸随着药丸输送带(201)进行移动，通过装料机构(202)将药丸转移到位于第一输送带(7)上的空瓶内；

S3：通过出盖机构(303)将瓶盖推送到电动转盘(301)上，瓶盖随着电动转盘(301)旋转，通过装瓶盖机构(304)将电动转盘(301)上完整的瓶盖转移到药瓶顶端并拧紧，破损的瓶盖通过摇臂机械手(302)取下并放置到位于摇臂机械手(302)下方的瓶盖回收箱里；

S4：瓶子进入到打标检测装置(4)内并通过双轴激光打标机(401)进行打标；

S5：打标后的药瓶进入成品装箱装置(5)，通过机器人主体(502)将药瓶装箱并转移到第二输送带(501)上，箱子通过第二输送带(501)进入到成品仓储装置(6)；

S6：通过箱子夹取模组(602)将箱子转移到仓库模块(601)内。

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