CN206224892U - 一种用于教学的自动装配生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于教学的自动装配生产线，包括：工作台、设置在所述工作台上的组装流水线和载具回流线，所述组装流水线上安装有载具；所述工作台一侧安装有拧螺丝机器人、组装机器人、贴标签机器人、拆标签机器人和拆卸机器人，每个机器人前方的工作台上都设置有阻挡及定位机构，所述工作台的前端和后端分别安装有载具抓取机构和载具推送机构；所述工作台的另一侧安装有5个控制装置，每个控制装置控制一个机器人。本技术方案采用机器人应用市场的主流品牌，通过组合各种不同功能的机器人，完成整线自动化的实训内容，提升机器人实训项目的深度和广度。

Description

一种用于教学的自动装配生产线

技术领域

本实用新型涉及机器人自动生产线领域，尤其涉及一种用于教学的自动装配生产线。

背景技术

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，它涉及机械工程学、电气工程学、计算机工程学、控制工程学以及信息传感工程学等多门学科。据国家工信部发展规划数据显示，到2020年，工业机器人装机数量将达到100万台，至少需要20万工业机器人应用相关从业人员。现阶段，工业机器人已广泛应用于汽车、电子电气、金属和机械等领域，机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势，是实现智能制造的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。

随着中国制造业不断转型升级和“机器换人”的不断深入实施，导致工业机器人专业技能人才缺口巨大。由于机器人产业不仅需要将产品本身售卖给客户，还需要提供一系列的定制服务，包括机器的操作培训、养护、维修等等。这需要大量的操作技术人员：如机器人调试与维修工程师、自动化设计工程师、机器人系统集成工程师等。但相对于人才需求的逐年增长，工业机器人专业人才的培养仍处于相对滞后状态，其主要原因是国内大专院校和相关培训机构几乎没有既来自生产一线又适合教学的实际案例和教学设备。

目前国内在工业机器人培训设备方面主要采用单工站、单品牌模式，即从机器人本体厂商购买机器人本体，并组装成一个个单体工作站，完成诸如焊接、打磨、抛光、涂装等单体式教学实训项目，将工业机器人组成一个完整自动化线体并用于教学实训的案例几乎没有。这种单工作站方式至少有两个重大缺陷：

1.在工厂方面，工业机器人往往与其他自动化设备和装置配合，构成一个完整的自动化生产线。而单体工作站无法体现出整线自动化的实训内容，也无法体现整个自动化系统的生产工艺流程，与工厂实际的自动化生产过程存在较大差距；

2.由于单体工作站只能做相对独立的实训项目，诸如自动化生产线的联网技术、工站之间的协同工作、产线节拍调整和线体调试等实训项目无法开展，大大限制了机器人实训项目的深度和广度。

同时，由于资金、技术和行业限制，目前培训往往只能采用1-2种品牌工业机器人作为培训设备，无法全面覆盖机器人应用市场的主流品牌，对教学和就业都会产生不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于教学的自动装配生产线，采用机器人应用市场的主流品牌，可以完成整线自动化的实训内容，提升机器人实训项目的深度和广度。

本实用新型的技术方案是一种用于教学的自动装配生产线，包括：工作台、设置在所述工作台上的组装流水线和载具回流线，所述组装流水线上安装有载具；所述工作台一侧安装有拧螺丝机器人、组装机器人、贴标签机器人、拆标签机器人和拆卸机器人，每个机器人前方的工作台上都设置有阻挡及定位机构，所述工作台的前端和后端分别安装有载具抓取机构和载具推送机构；所述工作台的另一侧安装有5个控制装置，每个控制装置控制一个机器人。

拧螺丝机器人、组装机器人、贴标签机器人、拆标签机器人和拆卸机器人依次排列于工作台的同一侧，拧螺丝机器人位于工作台前端的一侧，拆卸机器人位于工作台后端的一侧。

进一步地，所述组装流水线和载具回流线平行设置。

进一步地，拧螺丝机器人安装在底座上，所述拧螺丝机器人的旁边安装有物料平台，所述拧螺丝机器人的前端安装法兰盘，该法兰盘上安装有夹具和电动螺丝刀；所述物料平台上安装有螺丝送料机构。

进一步地，组装机器人安装在底座上，所述组装机器人的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统，所述组装机器人的旁边安装有物料平台。

进一步地，贴标签机器人安装在底座上，所述贴标签机器人的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统，所述贴标签机器人的旁边安装有物料平台。

进一步地，拆标签机器人安装在底座上，所述拆标签机器人的旁边安装有物料平台。

进一步地，拆卸机器人安装在底座上，所述拆卸机器人的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统。

进一步地，所述视觉识别及对位系统包括光源和拍摄装置，所述拍摄装置连接安装在机器人上的控制器，所述控制器连接驱动机器人运动的驱动装置。

进一步地，所述控制装置包括触摸屏和位于所述触摸屏一侧的按钮。

当生产线运行时，当安装在载具回流线末端的传感器感应到载具到位后，由载具抓取机构将载具抓取到组装流水线上。组装流水线将载具运送到拧螺丝工位并通过阻挡及定位机构将载具定位、固定。此时，螺丝送料机构将需要安装的螺丝送到指定位置，并由拧螺丝机器人通过安装在其法兰盘上的夹具将螺丝夹取，并送到组装流水线上方指定位置。随后拧螺丝机器人通过安装在其法兰盘上的电动螺丝刀将螺丝拧进工件的对应位置，完成拧螺丝工序。

完成拧螺丝工序之后，阻挡及定位机构释放，由组装流水线将载具运送到插件组装工位并通过阻挡及定位机构将载具定位、固定。随后，组装机器人在视觉识别及对位系统的辅助下，按照先后顺序将物料平台上的接插件和盖板安装到载具指定位置，完成接插件及盖板的安装工序并释放阻挡及定位机构。

随后，组装流水线将载具运送到贴标签工位并定位、固定。由贴标签机器人从物料平台将标签吸取后，通过视觉识别及对位系统的校正，将标签放入工件上指定位置并释放阻挡及定位机构。

随后，组装流水线将载具运送到拆标签工位并定位、固定。拆标签机器人将标签从工件上取回并放到物料平台的标签回收料盘中。

随后，阻挡及定位机构释放，由组装流水线将载具运送到拆卸工位并定位、固定。拆卸机器人通过安装在其法兰盘上的视觉识别及对位系统进行位置及角度校正后，按照先后顺序将盖板和接插件从工件上拆卸下来，并放到物料平台上的回收料盘中。完成上述动作后，阻挡及定位机构释放，组装流水线将载具运送到流水线的末端。安装在组装流水线末端的传感器感应到载具到位后，将信号传给载具推料机构，由其将载具推送到载具回流线上并通过载具回流线送回到生产线的首端，实现一个完整的装配循环。

该模拟生产线采用模块化设计方式，每个工站都配有独立的触摸屏及电控箱。此外，每个模块还配有PLC实训控制柜，用于PLC的实训教学。

整个系统涉及到气动控制、PLC控制、视觉对位、传感器控制、组态王及机器人等应用，而且该线体可循环运行，不需要手动上下料，适用于教学培训使用。

有益效果：本技术方案采用机器人应用市场的主流品牌，通过组合各种不同功能的机器人，完成整线自动化的实训内容，提升机器人实训项目的深度和广度。

附图说明

图1是装配生产线的结构简图。

图2是拧螺丝机器人的立体图。

图3是接插件及盖板组装机器人的立体图。

图4是贴标签机器人的立体图。

图5是拆标签机器人的立体图。

图6是拆卸机器人的立体图。

图中标记：1-组装流水线；2-载具回流线；3-载具；4-底座；5-物料平台；6-阻挡及定位机构；7-载具推送机构；8-载具抓取机构；9-控制装置；10-拧螺丝机器人；11-法兰盘；12-组装机器人；13-视觉识别及对位系统；14-贴标签机器人；15-拆标签机器人；16-拆卸机器人。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明：

结合图1至6，一种用于教学的自动装配生产线，包括：工作台、设置在所述工作台上的组装流水线1和载具回流线2，所述组装流水线1和载具回流线2平行，所述组装流水线1上安装有载具3；所述工作台一侧安装有拧螺丝机器人10、组装机器人12、贴标签机器人14、拆标签机器人15和拆卸机器人16，每个机器人前方的工作台上都设置有阻挡及定位机构6，所述工作台的前端和后端分别安装有载具抓取机构8和载具推送机构7；所述工作台的另一侧安装有5个控制装置9，每个控制装置9控制一个机器人。所述控制装置9包括触摸屏和位于所述触摸屏一侧的按钮，通过触摸屏和按钮可以预设所对应机器人和阻挡及定位机构6的运行规则，也可以随时控制对应的机器人和阻挡及定位机构6。

拧螺丝机器人10、组装机器人12、贴标签机器人14、拆标签机器人15和拆卸机器人16依次排列于工作台的同一侧，拧螺丝机器人10位于工作台前端的一侧，拆卸机器人16位于工作台后端的一侧。

结合图2，拧螺丝机器人10安装在底座4上，所述拧螺丝机器人10的旁边安装有物料平台5，所述拧螺丝机器人10的执行端安装有法兰盘11，该法兰盘11上安装有夹具和电动螺丝刀；所述物料平台5上安装有螺丝送料机构。

结合图1和3，组装机器人12安装在底座4上，所述组装机器人12的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统13，所述组装机器人12的旁边安装有物料平台5。

结合图1和4，贴标签机器人14安装在底座4上，所述贴标签机器人14的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统13，所述贴标签机器人14的旁边安装有物料平台5。

结合图1和5，拆标签机器人15安装在底座4上，所述拆标签机器人15的旁边安装有物料平台5。

结合图1和6，拆卸机器人16安装在底座4上，所述拆卸机器人16的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统13。

所述视觉识别及对位系统13包括光源和拍摄装置，所述拍摄装置连接安装在机器人上的控制器，所述控制器连接驱动机器人运动的驱动装置。

本实用新型的工作过程为：当生产线运行时，当安装在载具回流线2末端的传感器感应到载具3到位后，由载具抓取机构8将载具3抓取到组装流水线1上。组装流水线1将载具3运送到拧螺丝工位并通过阻挡及定位机构6将载具3定位、固定。此时，螺丝送料机构将需要安装的螺丝送到指定位置，并由拧螺丝机器人10通过安装在其法兰盘11上的夹具将螺丝夹取，并送到组装流水线1上方指定位置。随后拧螺丝机器人10通过安装在其法兰盘11上的电动螺丝刀将螺丝拧进工件的对应位置，完成拧螺丝工序。

完成拧螺丝工序之后，阻挡及定位机构6释放，由组装流水线1将载具3运送到插件组装工位并通过阻挡及定位机构6将载具3定位、固定。随后，组装机器人12在视觉识别及对位系统13的辅助下，按照先后顺序将物料平台5上的接插件和盖板安装到载具3指定位置，完成接插件及盖板的安装工序并释放阻挡及定位机构6。

随后，组装流水线1将载具3运送到贴标签工位并定位、固定。由贴标签机器人14从物料平台5将标签吸取后，通过视觉识别及对位系统13的校正，将标签放入工件上指定位置并释放阻挡及定位机构6。

随后，组装流水线1将载具3运送到拆标签工位并定位、固定。拆标签机器人15将标签从工件上取回并放到物料平台5的标签回收料盘中。

随后，阻挡及定位机构6释放，由组装流水线1将载具3运送到拆卸工位并定位、固定。拆卸机器人16通过安装在其法兰盘11上的视觉识别及对位系统13进行位置及角度校正后，按照先后顺序将盖板和接插件从工件上拆卸下来，并放到物料平台5上的回收料盘中。完成上述动作后，阻挡及定位机构6释放，组装流水线1将载具3运送到流水线的末端。安装在组装流水线1末端的传感器感应到载具3到位后，将信号传给载具3推料机构，由其将载具3推送到载具回流线2上并通过载具回流线2送回到生产线的首端，实现一个完整的装配循环。

该模拟生产线采用模块化设计方式，每个工站为一个模块，每个工作站包括一个机器人，一个载具3，一个控制装置9和一个实训控制柜，用于PLC的实训教学。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于教学的自动装配生产线，其特征在于，包括：工作台、设置在所述工作台上的组装流水线和载具回流线，所述组装流水线上安装有载具；所述工作台一侧安装有拧螺丝机器人、组装机器人、贴标签机器人、拆标签机器人和拆卸机器人，每个机器人前方的工作台上都设置有阻挡及定位机构，所述工作台的前端和后端分别安装有载具抓取机构和载具推送机构；所述工作台的另一侧安装有5个控制装置，每个控制装置控制一个机器人；拧螺丝机器人安装在底座上，所述拧螺丝机器人的旁边安装有物料平台；所述拧螺丝机器人的前端安装法兰盘，该法兰盘上安装有夹具和电动螺丝刀；所述物料平台上安装有螺丝送料机构；组装机器人安装在底座上，所述组装机器人的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统，所述组装机器人的旁边安装有物料平台；贴标签机器人安装在底座上，所述贴标签机器人的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统，所述贴标签机器人的旁边安装有物料平台；拆标签机器人安装在底座上，所述拆标签机器人的旁边安装有物料平台；拆卸机器人安装在底座上，所述拆卸机器人的执行端侧面安装有视觉识别及对位系统。

2.根据权利要求1所述的用于教学的自动装配生产线，其特征在于：所述组装流水线和载具回流线平行设置。

3.根据权利要求1所述的用于教学的自动装配生产线，其特征在于，所述视觉识别及对位系统包括光源和拍摄装置，所述拍摄装置连接安装在机器人上的控制器，所述控制器连接驱动机器人运动的驱动装置。

4.根据权利要求1所述的用于教学的自动装配生产线，其特征在于：所述控制装置包括触摸屏和位于所述触摸屏一侧的按钮。