CN203204923U - 工业机器人、智能视觉、rfid数据传输教学实训系统 - Google Patents

工业机器人、智能视觉、rfid数据传输教学实训系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,要解决的技术问题是将工业机器人、智能视觉、RFID数据传输技术整合到一个实训设备中,微缩一个工业现场的生产线,实现对高速传输的工件进行分捡、搬运、组装、检测、存储等操作。本实用新型的优点在于,将工业机器人、智能视觉、RFID数据传输技术这三种技术整合到一个实训设备中,微缩了一个工业现场的生产线,实现对高速传输的工件进行分捡、搬运、组装、检测、存储等操作,具有结构合理,控制全面,定位精度高,运行速度快等特点。

Description

工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于教学仪器领域,具体涉及一种应用工业机器人、智能视觉、RFID数据传输技术的工件分拣、搬运、装配、存储机构。
背景技术
[0002] 随着科技的发展,工业机器人、智能视觉、RFID数据传输技术在工业现场的使用已相当频繁,在目前教学仪器领域中,针对这几种技术的实训教学设备,需要分别使用这几种技术的独立设备才能进行,存在功能分散、与实际工业现场不符等缺陷。
实用新型内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是将工业机器人、智能视觉、RFID数据传输技术整合到一个实训设备中,微缩一个工业现场的生产线,实现对高速传输的工件进行分捡、搬运、组装、检测、存储等操作。
[0004] 为解决上述问题,本实用新型采用的技术方案包括一桌面、控制柜,其特征在于所述的桌面上安装一台六自由度工业机器人、一套智能视觉系统、一套RFID数据传输系统、一环形输送机构、一直线输送机构、一供料机构、一工具自动更换机构、一工件组装机构、一立体仓库机构,所述的控制柜内安装一套可编程控制器。
[0005] 所述的工业机器人与智能视觉系统,其特征在于所述的六自由度工业机器人主要由机器人本体、机器人控制器、示教单元、抓取夹具组成,接收可编程控制器的控制信号,驱动各关节动作,进行工具自动更换、对工件抓取、搬运、放置、装配等操作。
[0006] 所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于所述的智能视觉系统,由视觉控制器、视觉相机、视觉光源组成,用于检测工件的装配结果,如工件的编号、颜色、位置、高低等是否符合要求,并能将检测信息传输给可编程控制器。
[0007] 所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于所述的RFID数据传输系统,由读写器、电子标签组成,用于识别工件的特性,包括数字、颜色、材质、高度等,并能将识别信息传输给可编程控制器。
[0008] 所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于所述的可编程控制器控制系统,用于采集各控制信号、传感器信号、智能视觉信号和六自由度工业机器人信号,经运算后输出给各执行器件、变频器、直流调速驱动器和机器人控制器。
[0009] 所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于所述的环形输送机构,主要由铝合金型材支架、板链托板、板链主动轮、龙骨板链、三相交流减速电机、圆盘转轮等组成,用于传输工件。
[0010] 所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于所述的直线输送机构,主要由直流调速驱动器、直流减速电机、编码器、同步带轮、同步带组成,用于直线移动工件,并使用六自由度工业机器人在这个移动行程内跟踪、吸取工件。
[0011] 所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于所述的工具自动更换机构,主要由机器人气动抓手、视觉相机工具自动更换机构、真空吸盘自动更换机构、工件定位器自动更换机构、工具支架结构件组成,用于六自由度工业机器人自动更换视觉相机、真空吸盘和工件定位器等工具。
[0012] 本实用新型的优点在于,将工业机器人、智能视觉、RFID数据传输技术这三种技术整合到一个实训设备中,微缩了一个工业现场的生产线,实现对高速传输的工件进行分捡、搬运、组装、检测、存储等操作,具有结构合理,控制全面,定位精度高,运行速度快等特点。
附图说明
[0013] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0014] 附图1是本实用新型工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训装置的三维轴侧图;
[0015] 附图2是本实用新型工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训装置视觉相机工具自动更换机构的三维轴侧图;
[0016] 附图3是本实用新型工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训装置真空吸盘自动更换机构的三维轴侧图;
[0017] 附图4是本实用新型工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训装置工件组装机构的三维轴侧图。
具体实施方式
[0018] 如图1至图4所示,本实用新型的工业机器人与智能视觉系统应用实训装置包括:一桌面、控制柜,在桌面上安装一台六自由度工业机器人、一套智能视觉系统、一环形输送机构、一直线输送机构、一供料机构、一工件组装机构、一立体仓库机构,在控制柜内安装一套可编程控制器。
[0019] 所述的六自由度工业机器人:由机器人本体1、示教单元2、机器人控制器、抓取夹具3、光纤传感器4等组成,机器人控制器接收可编程控制器的控制信号,驱动各关节动作并抓取物体。机器人本体I与实训桌面上的机器人安装支架板5固连,示教单元2放置在实训桌面上的示教单元支架上,抓取夹具3安装在机器人本体I的顶端,光纤传感器4用于检测立体仓库8中相应仓位是否已放置了物料。
[0020] 所述的智能视觉系统:由视觉控制器6、视觉显示器7、视觉相机、视觉光源等组成。视觉控制器6安装在型材实训桌面上,是智能视觉系统的核心,用于图像识别和控制信号的处理。视觉显示器7安装在实训桌面上,用于显示视觉相机当前拍摄的图像。视觉相机与视觉光源固连,视觉相机安装在视觉相机工具自动更换机构中,并且放置在工具支架结构件中,机器人通过自动更换工具的方式将智能视觉相机连结到机器人末端的抓取夹具3上,从而实现智能视觉相机随着机器人实时移动灵活摄取图像。
[0021] 所述的RFID数据传输系统:由RFID读写器11、读写器支架12、电子标签等组成,读写器支架12为L形支架,安装在实训桌面上,位于环形输送机构的左边圆弧边上。RFID读写器11与读写器支架12固连,检测面朝下,正对下方环形输送机构的左边圆弧部分。电子标签装在工件内部,当工件从RFID读写器11下方经过时,即可读出其工件内标签的信
肩、O[0022] 所述的可编程控制器控制系统:可编程控制器控制系统安装在控制柜中,使用一台可编程控制器,用于采集各种控制信号、传感器信号、智能视觉信号和机器人信号,经运算后输出控制信号给直流调速控制器、变频器和机器人控制器等执行控制机构。
[0023] 所述的环形输送机构:环形输送机构安装在型材实训桌上,由铝合金型材支架13、板链托板、龙骨板链14、板链主动轮、三相交流减速电机15、圆盘转轮16等组成。铝合金型材支架13安装在型材实训桌上,板链托板与铝合金型材支架13固连,龙骨板链14铺设在板链托板上,围绕两圆盘转轮形成一个环形传输带,三相交流电机15安装在电机支架上,由变频器驱动,其动力输出轴与板链主动轮固连,板链主动轮具有凸齿结构,凸齿插入到龙骨板链14中,当板链主动轮旋转时将拖动龙骨板链14在环形面上水平移动,从而达到传输工件的目的。
[0024] 所述的直线输送机构:直线输送机构安装在型材实训桌上,由直流减速电机、同步带17、同步轮、导向挡板18、编码器等组成。直流减速电机通过传动机构带动直线输送机构一端的同步轮,从而使同步带17运行。当工件从环形输送机构运送到直线输送机构的左侧时,导向挡板18将工件引入到同步带上,工件即可随着同步带一起运行,达到了直线输送的目的。编码器用于反馈直线输送的运行参数。直线输送机构用于直线移动工件,具有运行平衡、工件偏移小的特点,机器人在这个移动行程内进行工件的跟踪、吸取操作。
[0025] 所述的供料机构:供料机构安装在型材实训桌上,具有四个工位,由井式料库19、顶料气缸、第一推料气缸20和第一光电传感器组成,井式料库19安装在招合金型材支架13上,用于将圆柱形工件叠放在料库中,第一推料气缸20可将工件推到环形输送机构的龙骨板链14上,顶料气缸用于防止推料时上方的工件影响推料过程,即推料前先可用顶料气缸顶住上方的工件,第一光电传感器用于检测工件是否到位。
[0026] 所述的工件组装机构:工件组装机构安装在型材实训桌上,由井式托盘库21、井式托盘盖库22、第二推料气缸23、推料块24、第三推料气缸25、和第二光电传感器等组成,井式托盘库21和井式托盘盖库22分别用于放置工件托盘和托盘盖,第二推料气缸23和第三推料气缸25可推动推料块24移动,从而将工件托盘和托盘盖推出到出料台26上,第二光电传感器用于检测工件托盘和托盘盖是否到位。出料台的前方有三个装配工位27,可以同时进行三个工件托盘的装配工作。
[0027] 所述的立体仓库机构:立体仓库8安装在型材实训桌上,由铝质材料加工而成,分3层,每层3个仓位,共9个仓位,用于存储装配完的托盘整体组件。
[0028] 所述的工具自动更换机构,主要由机器人气动抓手、视觉相机工具自动更换机构、真空吸盘自动更换机构、工件定位器自动更换机构、工具支架结构件组成,用于工业机器人自动更换视觉相机、真空吸盘和工件定位器三种工具。
[0029] 所述的机器人气动抓手安装在工业机器人的末端,主要由大口气夹连接件28、大口气夹29组成。所述的机器人气动抓手不仅可以夹持尺寸合适的物体,还可以夹持所述的视觉相机工具自动更换机构、真空吸盘自动工具更换机构、工件定位器工具自动更换机构,并能将气路引到真空吸盘自动工具更换机构。
[0030] 所述的视觉相机工具自动更换机构由快速离合金加工件30、视觉相机、视觉光源组成。视觉相机安装在快速离合金加工件30的内部,视觉相机的镜头正对快速离合金加工件30的通孔31。快速离合金加工件30的两侧、上下各有一条定位凹槽32,定位凹槽32上各有两处半球形凹坑33,凹坑33的半径略大于凹槽32的截面半径。快速离合金加工件30两翼具有大的长条形凹槽34,与所述的机器人气动抓手结构相配合,方便机器人气动抓手夹持所述的视觉相机工具自动更换机构。所述的视觉相机工具自动更换机构与所述的机器人气动抓手通过机器人控制大口气夹3的开合,可以实现快速连结或分离,从而实现智能视觉相机随着机器人实时移动灵活摄取图像。
[0031] 所述的真空吸盘工具自动更换机构由快速离合金加工件35、真空吸盘、L型螺纹接头、硅胶垫、气管组成。真空吸盘安装在快速离合金加工件35的内部,真空吸盘的吸盘部份从快速离合金加工件35的前端螺纹孔36中伸出。L型螺纹接头安装在快速离合金加工件35的螺纹孔38中,气管用于连接L型螺纹接头和真空吸盘。硅胶垫安装在快速离合金加工件35的外部,硅胶垫正对螺纹孔38的位置有一处通孔。当所述的机器人气动抓手夹持所述的真空吸盘工具自动更换机构时,气流由机器人本体出发经过机器人气动抓手上的出口和硅胶垫的通孔,再到快速离合金加工件35的螺纹孔38进入吸盘,可使机器人控制真空吸盘工件,而硅胶垫略高于长条形凹槽12凹面,可以确保气流不泄漏。所述的真空吸盘工具自动更换机构与所述的机器人气动抓手通过机器人控制大口气夹29的开合,可以实现快速连结或分离,从而实现真空吸盘吸取任意位置的工件。
[0032] 所述的工件定位器工具自动更换机构与所述的真空吸盘工具自动更换机构类似,工件定位器工具自动更换机构与机器人气动抓手之间通过机器人控制大口气夹29的开合,可以实现快速连结或分离,从而实现定位任意位置的工件。
[0033] 所述的工具支架结构件,由铝合金型材39、U形钣金件、工具放置导入器40、顶端钣金件组成。铝合金型材39搭建了一个框架,可以同时容纳三个所述的工具自动更换机构,U形钣金件用于固定工具放置导入器40到竖直的铝合金型材39的内侧,工具放置导入器40的位置与所述的第二连结机构件上的凹槽32和凹坑33相对应,可确保第二连结机构件放置的角度和深度不变。
[0034] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,包括一桌面、控制柜,其特征在于:所述的桌面上安装一台六自由度工业机器人、一套智能视觉系统、一套RFID数据传输系统、一环形输送机构、一直线输送机构、一供料机构、一工具自动更换机构、一工件组装机构、一立体仓库机构,所述的控制柜内安装一套可编程控制器。
2.根据权利要求1所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于:所述的六自由度工业机器人主要由机器人本体、机器人控制器、示教单元、抓取夹具组成,接收所述可编程控制器的控制信号,驱动各关节动作,进行工具自动更换、对工件抓取、搬运、放置、装配的操作。
3.根据权利要求1所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于:所述的智能视觉系统,由视觉控制器、视觉相机、视觉光源组成,用于检测工件的装配结果,包括工件的编号、颜色、位置、高低是否符合要求,并能将检测信息传输给可编程控制器。
4.根据权利要求1所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于:所述的RFID数据传输系统,由读写器、电子标签组成,用于识别工件的特性,包括数字、颜色、材质、高度,并能将识别信息传输给可编程控制器。
5.根据权利要求1所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于:所述的可编程控制器控制系统,用于采集各控制信号、传感器信号、智能视觉信号和六自由度工业机器人信号,经运算后输出给各执行器件、变频器、直流调速驱动器和机器人控制器。
6.根据权利要求1所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于:所述的环形输送机构,主要由铝合金型材支架、板链托板、板链主动轮、龙骨板链、三相交流减速电机、圆盘转轮组成,用于传输工件。
7.根据权利要求1所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于:所述的直线输送机构,主要由直流调速驱动器、直流减速电机、编码器、同步带轮、同步带组成,用于直线移动工件,并使用六自由度工业机器人在这个移动行程内跟踪、吸取工件。
8.根据权利要求1所述的工业机器人、智能视觉、RFID数据传输教学实训系统,其特征在于:所述的工具自动更换机构,主要由机器人气动抓手、视觉相机工具自动更换机构、真空吸盘自动更换机构、工件定位器自动更换机构、工具支架结构件组成,用于六自由度工业机器人自动更换视觉相机、真空吸盘和工件定位器工具。
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