CN206370234U - 一种基于机器人的实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动化实验台，特别涉及一种基于机器人的实验台及，包括台面，台面上设置有机器人，与机器人连接的控制器，用于存储物料的物料架，用于放置物料和码垛的物料台，用于将机器人抓取的物料进行装配的装配台，用于检测物料尺寸公差的激光检测装置和输送台，输送台上设有输送机构和检测传感器，输送台的一侧设有自动给料装置，台面上还设有用于监视和控制机器人运动的液晶触摸显示屏和打销装置，本实用新型通过机器人示教器，对机器人编程直接控制机器人的动作，完成一些简单的动作，使学生对机器人示教器的编程控制有初步的认知，培养兴趣为以后的机器人学习打下一定的基础。

Description

一种基于机器人的实验台

技术领域

本实用新型涉及一种自动化实验台，特别涉及一种基于机器人的实验台。

背景技术

机电一体化的专业人才十分迫切，特别是对懂得机器人技术、PLC、变频技术、数控技术的专业人才的需求量很大。每一个企业都需要有机电一体化的维护和修理的专业人员。随着工业生产水平的不断进步和人民生活水平的不断改善，大量的更为先进的机电设备的投入已经成为事实。产业的发展必然带来对人才需求的增长，技术的进步必然要求人员素质的提高。企业一方面为了提高人员效率而精简缺乏专业技能的冗余人员，另一方面又大量引入急需的专业技术人员。机器人在中国未来的智能制造和发展中有着尤为重要的地位，而建立一个以机器人为主体的多功能实验台，让学生不仅可以学习到书本的理论知识，更可以让学生通过对试验台的使用和了解，让学生尽可能多的了解机器人的功能，开发机器人，使学生从实际中感知和学习机器人和机电一体化的相关知识，直观感受到现代科学技术的成果和发展趋势，为中国的智能制造培养优质的人才。

目前以六轴工业机器人为主体的实验台还比较少，而且以机器人为主的实验台可进行的实验也比较单一，并不能满足多种实验的需要，对于机器人的功能和研究的实验比较少，对于机器人、上位机以及PLC的通讯和控制学生不能从底层开发和调试，目前现有机器人的实验设备也比较大型价格昂贵，占地面积比较大，不能紧凑的集合各种机电一体化的知识和实验传授给学生。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的以机器人为主的实验平台比较单一，不能满足多种实验需求的问题，本实用新型提供一种的基于机器人的多功能实验台，满足各种实验的要求，适合学生对机器人的认知。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于机器人的实验台，包括台面，所述的台面上设置有机器人，与机器人连接的控制器，用于存储物料的物料架，用于放置物料和码垛的物料台，用于将机器人抓取的物料进行装配的装配台，用于检测物料尺寸公差的激光检测装置和输送台，所述的输送台上设有输送机构和检测传感器，所述的输送台的一侧设有自动给料装置，所述的台面上还设有用于监视和控制机器人运动的液晶触摸显示屏和打销装置。

进一步的，所述的物料架设有三层，每层设有六个物料格。

进一步的，所述的激光检测装置包括激光检测台，所述的激光检测台上设有检测气缸，所述的检测气缸的活塞头上连接有用于夹住物料的气动手指，所述的气动手指设有用于检测物料尺寸公差的激光位移传感器。

进一步的，所述的物料台包括第一物料台和第二物料台。

进一步的，所述的装配台上设有定位板，第一气缸和第二气缸。

进一步的，所述的输送机构包括输送带和驱动输送带运动的交流减速电机，所述的输送带连接有变频调速器。

进一步的，所述的自动给料装置包括导轨，所述的导轨一端设有用于将物料放置在导轨上的物料槽，所述的导轨的另一端设有将物料槽落在导轨上的物料推送至输送带上的给料气缸。

进一步的，所述的检测传感器包括光电传感器、电感式接近开关、颜色传感器、工业摄像头。

有益效果：

(1)通过机器人示教器，对机器人编程直接控制机器人的动作，完成一些简单的动作，使学生对机器人示教器的编程控制有初步的认知，培养兴趣为以后的机器人学习打下一定的基础；

(2)本实验台可以通过CC-Link总线技术，使机器人，上位机及PLC进行通讯，传感器可以发出信号通过PLC对机器人的动作进行控制，通过上位机界面直接控制以及监视机器人的各项动作和状态，让学生在上位机上编程控制机器人的各项动作，学生会对机器人的学习有更进一步的了解；

(3)本实验台还有多种检测功能，通过TCS3200颜色传感器可以检测出物料的颜色，用CCD激光位移传感器检测物料的尺寸，用光电传感器检测物料的位置，用电感式接近开关传感器判断物料材质，通过工业摄像头采集图像让机器人抓取。本实验台可以让学生了解到简单的机器人编程，PLC控制，CC-Link的总线技术，以及各种传感器的功能和应用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的基于机器人的实验台的总体结构示意图；

图2是本实用新型的激光检测装置的结构示意图；

图3是本实用新型的自动给料装置的结构示意图；

图4是本实用新型的装配台的结构示意图。

其中，1、台面，2、机器人，3、控制器，4、物料架，5、第一物料台，6、第二物料台，7、装配台，71、定位板，72、第一气缸73、第二气缸，8、激光检测装置，81、检测台，82、检测气缸，83、气动手指，84、激光位移传感器，9、输送台，91、输送机构，911、输送带，912、交流减速电机，10、自动给料装置，101、导轨，102、物料槽，103、给料气缸，11、液晶触摸显示屏，12、光电传感器，13、电感式接近开关，14、颜色传感器。

具体实施方式

如图1-4，一种基于机器人的实验台，包括台面1，台面1上设置有机器人2，与机器人2连接的控制器3，用于存储物料的物料架4，用于放置物料和码垛的物料台，用于将机器人2抓取的物料进行装配的装配台7，用于检测物料尺寸公差的激光检测装置8和输送台9，输送台9上设有输送机构91和检测传感器，输送台9的一侧设有自动给料装置10，台面1上还设有用于监视和控制机器人2运动的液晶触摸显示屏11。

本实施例中，机器人选用新时达SD500机器人，此机器人外形小巧、体积小、重量轻，是最适合用于组建小型单元的机器人，同时SD500机器人所有线缆内置，能够在狭小的空间内灵活的进行作业，安装方式可以选择为地面安装、挂装、倒装。能够高速、高精度的完成上下料、分拣、装配等各项工作，并在机器人上安装工业摄像头可以进行图像采集。通过CC-Link总线技术，使机器人，上位机及PLC进行通讯。

本实施例中，控制器为三菱FX2N型号的PLC，与机器人和传感器进行通讯，控制机器人的各项动作。

物料架4设有三层，每层设有六个物料格。

激光检测装置8包括激光检测台81，激光检测台81上设有检测气缸82，检测气缸82的活塞头上连接有用于夹住物料的气动手指83，气动手指83设有用于检测物料尺寸公差的激光位移传感器84。检测气缸82为双杆气缸。激光位移传感器84为CCD激光位移传感器。

物料台包括第一物料台5和第二物料台6。

装配台7上设有定位板71，第一气缸72和第二气缸73。第一气缸72和第二气缸73均为双杆气缸，可由机器人2抓取物料放置在装配台上进行装配。

输送机构91包括输送带911和驱动输送带911运动的交流减速电机912，输送带911连接有变频调速器。

自动给料装置10包括导轨101，导轨101一端设有用于将物料放置在导轨101上的物料槽102，导轨101的另一端设有将物料槽102落在导轨101上的物料推送至传送带上的给料气缸103。

检测传感器包括光电传感器12、电感式接近开关13、颜色传感器14和工业摄像头。颜色传感器为TCS3200颜色传感器。

此实验台可以满足以下功能：

(1)仓储系统

实验台可以由机器人2，物料架4，物料台实现仓储的功能。机器人从物料台上抓取物料放置在物料架4给定的位置上，亦或是从物料架4上选定的位置进行抓取物料放置在物料台或者其他工作位置上。

(2)自动上下料

实验台可以由机器人2，物料架4，输送台9实现自动上下料的动作。由机器人2在物料架4上抓取物料放在输送机构91上，或者直接由自动上料装置10的给料气缸103推动物料槽102内的物料到输送带911上。

(3)检测物料尺寸公差

实验台上可以由机器人2，以及激光检测装置84对物料进行尺寸公差的检测，机器人抓取物料放置在检测台81的物料位置，由检测气缸82推动气动手指83向前，气动手指83夹住物料由激光位移检测器84进行检测物料尺寸。

(4)颜色识别，材质识别

实验台可以由输送台9，自动给料装置10，颜色传感器14，电感式接近开关13对物料进行颜色和材质的识别。由机器人2或者自动给料装置10进行上料，再由输送带911进行输送，通过颜色传感器14时进行颜色的识别，通过电感式接近开关13时进行材质的识别。

(5)装配

实验台可以由机器人2，物料架4，装配台7进行装配操作，机器人2从物料架4上分别抓取大件物料，以及小件物料，在装配台7将小件物料装配在大件物料里，装配台7上的两个气缸起到定位作用。

(6)码垛

实验台可由机器人2，物料架4，物料台实现码垛功能，机器人2从物料架4上抓取物料在物料台上进行码垛。

一种基于机器人的实验方法，适用于如上基于机器人的实验台，包括以下步骤：

步骤一：控制器3、液晶触摸显示屏11、机器人2分别上电，进行程序初始化；

步骤二：开始实验台的实验,可以进行自动实验或手动实验；

步骤三：结束实验，断开电源；

所述的自动实验包括以下步骤：

自动实验步骤一：由使用者在触摸屏选用已经录入的程序进行需要实验的项目，开始实验，实验内容包括仓储、码垛、自动上下料、尺寸公差检测、颜色检测、材质检测、装配等，使机器人2开始动作；

自动实验步骤二：通过触摸屏观察各传感器的检测结果和整个实验台的状态；

所述的手动实验包括以下步骤：

手动实验步骤一：由使用者进行自己开发程序，录入控制器3、液晶触摸显示屏11、机器人2中，异或直接在液晶触摸显示屏11上控制机器人2动作；

手动实验步骤二：运行和调试程序；

手动实验步骤三：若运行有问题则重新进行实验手动步骤二。

自动实验步骤一中的实验内容具体包括以下自动步骤：

自动步骤一：机器人2从选定的物料架4子位置上抓取物料放在激光检测台81上；

自动步骤二：通过激光位移传感器84对物料进行尺寸公差的测量，如果不合格则直接放在专门放置不合格的第一物料台5上并进行码垛，合格则机器人2抓取物料放在输送带911上；

自动步骤三：在输送带911上由传送带带着物料停在颜色传感器14前面，检测物料颜色，如果是红色物料,直接由传送带末端由机器人2放在专门放置不合格的物料台上并进行码垛，如果是蓝色的物料，则由传送带带着物料通过电感式接近开关13，进行检测；

自动步骤四：如果是非金属，由机器人2抓取放在专门放置不合格的第一物料台5上并进行码垛，如果是金属则机器人2抓取放在打销装置上打销；

自动步骤五：打销结束之后机器人2从输送带911抓取物料，放在第二物料台6上，并进行码垛，结束后机器人2回到初始位置。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于机器人的实验台，其特征在于:包括台面(1)，所述的台面(1)上设置有机器人(2)，与机器人(2)连接的控制器(3)，用于存储物料的物料架(4)，用于放置物料和码垛的物料台，用于将机器人(2)抓取的物料进行装配的装配台(7)，用于检测物料尺寸公差的激光检测装置(8)和输送台(9)，所述的输送台(9)上设有输送机构(91)和检测传感器，所述的输送台(9)的一侧设有自动给料装置(10)，所述的台面(1)上还设有用于监视和控制机器人(2)运动的液晶触摸显示屏(11)和打销装置。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器人的实验台，其特征在于：所述的物料架(4)设有三层，每层设有六个物料格。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器人的实验台，其特征在于：所述的激光检测装置(8)包括激光检测台(81)，所述的激光检测台(81)上设有检测气缸(82)，所述的检测气缸(82)的活塞头上连接有用于夹住物料的气动手指(83)，所述的气动手指(83)设有用于检测物料尺寸公差的激光位移传感器(84)。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器人的实验台，其特征在于：所述的物料台包括第一物料台(5)和第二物料台(6)。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器人的实验台，其特征在于：所述的装配台(7)上设有定位板(71)，第一气缸(72)和第二气缸(73)。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器人的实验台，其特征在于：所述的输送机构(91)包括输送带(911)和驱动输送带(911)运动的交流减速电机(912)，所述的输送带(911)连接有变频调速器。

7.根据权利要求5所述的一种基于机器人的实验台，其特征在于：所述的自动给料装置(10)包括导轨(101)，所述的导轨(101)一端设有用于将物料放置在导轨(101)上的物料槽(102)，所述的导轨(101)的另一端设有将物料槽(102)落在导轨(101)上的物料推送至输送带(911)上的给料气缸(103)。

8.根据权利要求1所述的一种基于机器人的实验台，其特征在于：所述的检测传感器包括光电传感器(12)，电感式接近开关(13)，颜色传感器(14)和工业摄像头。