CN206663260U - 机器人自动加工实训设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人自动加工实训设备，包括机器人系统、实训台组件、供料装置及I/O操作装置，所述机器人系统包括搬运机器人组件、涂胶机器人组件与焊接机器人组件；所述实训台组件与所述机器人系统相配合完成对加工物件的自动加工演示；所述供料装置位于所述搬运机器人组件的侧面用于放置加工物件,所述供料装置内设有抓取工具，所述搬运机器人组件通过该抓取工具完成对加工物件的抓取，以便对其进行自动加工；所述I/O操作装置与所述机器人系统信号连接，用于对整个所述机器人自动加工实训过程进行操作控制。通过本实用新型提供的机器人自动加工实训设备，可直观感受机器人自动加工等工作过程，了解机器人所涉及的多学科的高科技。

Description

机器人自动加工实训设备

技术领域

本实用新型涉及一种教学设备，尤其涉及机器人自动加工实训设备，属于教学器材技术领域。

背景技术

随着现代工业生产的迅速发展，自动化控制技术的集成应用正起着越来越重要的作用，机器人是集机械、电子、控制、计算机、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化设备，它的应用范围涉及工业、农业、交通、能源、国防等众多领域。机器人的广泛采用，不仅可以有效提高产品质量，而且对保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、降低成本等都起着积极的作用。

对于现代化的教育体系来说，学生不仅要掌握机器人自动加工设备涉及到的多门学科知识，还要具备解决实际工程问题的能力、工程技术应用能力，而工业控制中实际应用的机器人自动加工设备由于点数多、分布广，而且环境嘈杂等特点，不适宜直接作为教学实验装置，学生通常无法到现场去操作机器人，通过老师的讲解又无法直观地去感受，所以很难培养学生解决实际工程的能力、工程应用能力、创新能力。然而，目前市场上出现的自动化领域的教学实验装置，还没有完整地体现机器人自动加工的特点。

综上所述，如何提供一种机器人自动加工实训设备，可以让学生直观地感受机器人与自动加工的工作过程，帮助学生真正掌握知识点，达到学以致用的目的，就成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提出机器人自动加工实训设备。

本实用新型的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种机器人自动加工实训设备，包括机器人系统、实训台组件、供料装置及I/O操作装置，所述机器人系统包括搬运机器人组件、涂胶机器人组件与焊接机器人组件；所述实训台组件与所述机器人系统相配合完成对加工物件的自动加工演示；所述供料装置位于所述搬运机器人组件的侧面用于放置加工物件,所述供料装置内设有抓取工具，所述搬运机器人组件通过该抓取工具完成对加工物件的抓取，以便对其进行自动加工；所述I/O操作装置与所述机器人系统信号连接，用于对整个所述机器人自动加工实训过程进行操作控制。

优选地，所述搬运机器人组件包括搬运机器人、行走设备、搬运机器人电控柜及输送带，所述行走设备用于供所述搬运机器人位置移动，所述搬运机器人电控柜与所述搬运机器人相连接，用于控制所述搬运机器人，所述输送带与所述搬运机器人相配合用于完成装配件的输送。

优选地，所述搬运机器人包括搬运机器人本体、搬运机器人机械臂及位于所述搬运机器人机械臂末端的气动手抓。

优选地，所述行走设备包括支架台，位于所述支架台上的一线型导轨及驱动所述搬运机器人在所述导轨上移动的直线电机。

优选地，所述涂胶机器人组件包括涂胶机器人、涂胶机器人电控柜及涂胶机，所述涂胶机器人包括涂胶机器人本体、涂胶机器人机械臂、位于所述涂胶机器人机械臂末端的涂头；所述涂胶机器人电控柜设置于所述涂胶机一侧并与所述涂胶机器人相连接，用于控制所述涂胶机器人；所述涂胶机配合所述涂胶机器人完成对加工物件的涂胶工作。

优选地，所述焊接机器人组件包括焊接机器人、焊接机器人电控柜及焊机，所述焊接机器人包括焊接机器人本体、焊接机器人机械臂、位于所述焊接机器人机械臂末端的焊枪；所述焊接机器人电控柜设置于所述焊机一侧并与所述焊接机器人相连接，用于控制所述焊接机器人；所述焊机配合所述焊接机器人完成对加工物件的焊接工作。

优选地，所述实训台组件包括涂胶演示工作台、焊接演示工作台与工具更换演示工作台。

优选地，所述工具更换演示工作台包括演示台、夹具快换装置与料架，所述夹具快换装置与所述料架均设置于所述演示台上，所述夹具快换装置用于完成所述搬运机器人机械臂末端的工具更换，所述料架设置有多个用于配合所述搬运机器人完成装配工作及码垛工作的装配件。

优选地，所述I/O操作装置包括I/O操作台、快插插头及触摸屏，所述快插插头及触摸屏均位于所述I/O操作台上，所述触摸屏用于操作整个所述机器人自动加工实训设备。

优选地，所述供料装置包括放置加工物件的物架、气泵及位于所述物架上的吸盘夹具，所述气泵用于为所述搬运机器人机械臂末端的气动手抓提供气源。

本实用新型的突出效果为：本实用新型提供了一种机器人自动加工实训设备，可直观感受机器人搬运、焊接、喷涂、绘画、装配、码垛等工作过程，了解机器人所涉及的多学科的高科技，激发学习兴趣，帮助学生真正掌握知识点，达到学以致用的目的，此外，本实用新型结构简单合理、清晰、机械关系优异，装配成本低，适合大规模教学推广使用。

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中：1、搬运机器人；2、行走设备；3、搬运机器人电控柜；4、输送带；5、涂胶机器人；6、涂胶机；7、焊接机器人；8、焊机；9、I/O操作装置；10、供料装置；101、物架；102、气泵；103、吸盘夹具； 11、涂胶演示工作台；12、焊接演示工作台；13、工具更换演示工作台；131、演示台；132、夹具快换装置；133、料架。

具体实施方式

本实用新型揭示了一种机器人自动加工实训设备，以下结合图1对本实用新型做进一步的说明。

一种机器人自动加工实训设备，如图1，包括机器人系统、实训台组件、I/O操作装置9及供料装置10，所述机器人系统、所述实训台组件及所述供料装置10均设置于由护栏围成的封闭区域内。

所述机器人系统包括搬运机器人组件、涂胶机器人组件与焊接机器人组件。

所述搬运机器人组件包括搬运机器人1、行走设备2、搬运机器人电控柜3及输送带4，所述搬运机器人1包括搬运机器人本体、搬运机器人机械臂及位于所述搬运机器人机械臂末端的气动手抓；所述行走设备2可供所述搬运机器人1位置移动，包括支架台，位于所述支架台上的一线型导轨及驱动所述搬运机器人1在所述导轨上移动的直线电机；所述搬运机器人电控柜3与所述搬运机器人1相连接，用于控制所述搬运机器人1，所述输送带4与所述搬运机器人1相配合可以演示搬运机器人1将料架133上的装配件从输送带4的一端输送到另一端，从而完成装配件的输送。

所述涂胶机器人组件包括涂胶机器人5、涂胶机器人电控柜(图中未示出)及涂胶机6，所述涂胶机器人5包括涂胶机器人本体、涂胶机器人机械臂、位于所述涂胶机器人机械臂末端的涂头；所述涂胶机器人电控柜设置于所述涂胶机6一侧并与所述涂胶机器人5相连接，用于控制所述涂胶机器人5；所述涂胶机6配合所述涂胶机器人5完成对加工物件的涂胶工作。

所述焊接机器人组件包括焊接机器人7、焊接机器人电控柜(图中未示出)及焊机8，所述焊接机器人7包括焊接机器人本体、焊接机器人机械臂、位于所述焊接机器人机械臂末端的焊枪；所述焊接机器人电控柜设置于所述焊机8一侧并与所述焊接机器人7相连接，用于控制所述焊接机器人7；所述焊机8配合所述焊接机器人7完成对加工物件的焊接工作。

所述实训台组件与所述机器人系统相配合完成搬运、喷涂、焊接、装配、码垛、绘画等加工演示，包括涂胶演示工作台11、焊接演示工作台12与工具更换演示工作台13。所述工具更换演示工作台13包括演示台131、夹具快换装置132与料架133，所述夹具快换装置132与所述料架133均设置于所述演示台131上，所述夹具快换装置132用于完成所述搬运机器人机械臂末端的工具更换，所述料架133设置有多个用于配合所述搬运机器人1完成装配工作及码垛工作的装配件。

所述供料装置10位于所述搬运机器人组件的侧面用于放置加工物件及抓取工具，包括放置加工物件的物架101、气泵102及位于所述物架101上的抓取工具，本实施例中，抓取工具为吸盘夹具103，所述气泵102是为所述搬运机器人机械臂末端的气动手抓提供气源。在本实施例中，物架101上放置的加工物件是车门，配合所述搬运机器人组件完成对车门的抓取工具为四头真空吸盘，本技术领域工作人员还可以根据需要放置不同用途的夹具，例如画笔等。

所述I/O操作装置9与所述机器人系统信号连接，用于操作整个所述机器人自动加工实训设备的工作流程，包括I/O操作台、快插插头及触摸屏，所述快插插头及触摸屏均位于所述I/O操作台上，所述触摸屏用于操作整个所述机器人自动加工实训设备。

以下简述本设备的工作过程：

为满足实训的需求，在本实施例中，机器人自动加工实训设备采用三台机器人协同合作的方式完成对车门的吸取、焊接和涂胶等工作；然而，这三台机器人也可以各自借助与各个机器人相配套的实训台独立完成搬运、焊接、涂胶、绘画、装配等工作。搬运机器人1采用ABB的IRB-1600，涂胶机器人5和焊接机器人7均采用的机器人型号为IRB-1410，而涂胶机器人5与焊接机器人7的区别在于涂胶机器人机械臂与焊接机器人机械臂末端的执行器的不同，即涂胶机器人5配有涂胶套装，焊接机器人7配有弧焊套装。

首先，搬运机器人1在行走设备2上移动到靠近供料装置10的一端，即为初始位置，通过I/O操作装置9的控制将搬运机器人机械臂末端的执行器更换为10千克的气动手抓，然后；利用供料装置10上的四头真空吸盘吸取车门，之后，搬运机器人1利用直线电机的驱动，实现在行走设备2上移动，最后移动到协同工作区域，即搬运机器人1、涂胶机器人5及焊接机器人7各自活动区域相重合的区域，再分别由涂胶机器人5和焊接机器人7完成涂胶和焊接的工作。待涂胶和焊接工作完成后搬运机器人1将带动车门移动到初始位置，经搬运机器人本体旋转后，将车门放回供料装置10的物架101上，即为一整套搬运、涂胶及焊接工作的完成。

搬运机器人1也可借助工具更换演示工作台13，单独完成绘画、更换工具、装配、码垛等工作演示，具体工作过程为：搬运机器人1移动到与工具更换演示工作台13配合使用较合适的位置，将搬运机器人机械臂末端的执行器连同外围设备包含例如焊枪、手抓等借助夹具快换装置132快速完成工具更换，从而实现搬运机器人机械臂末端执行器的不同功能。例如，将搬运机器人机械手臂末端的执行器更换为画笔时，即可完成绘画工作；当搬运机器人机械手臂末端的执行器更换为抓手时，通过搬运机器人电控柜3的设置及控制，可以借助I/O操作装置9的操作将料架133上的装配件放到指定的位置，从而完成码垛，同时，也可以将料架133上的装配件组装成装配体，从而完成装配工作。

涂胶机器人5和焊接机器人7可分别借助于涂胶演示工作台11和焊接演示工作台12分别单独完成涂胶工作和焊接工作的演示，具体工作过程为：首先，搬运机器人1在行走设备2上移动到靠近供料装置10的一端，即为初始位置，通过I/O操作装置9的控制将搬运机器人机械臂末端的执行器更换为10千克的气动手抓，然后；利用供料装置10上的四头真空吸盘吸取车门，之后，搬运机器人1利用直线电机的驱动，实现在行走设备2上移动，最后将车门放置到涂胶演示工作台11上，由涂胶机器人5单独完成涂胶工作。待涂胶工作完成后搬运机器人1将车门移动到焊接演示工作台12上，由焊接机器人7单独完成焊接工作，待涂胶工作和焊接工作均完成后，再由搬运机器人1将车门搬运到初始位置，经搬运机器人本体旋转后，将车门放回供料装置10的物架101上，即为一整套搬运、涂胶及焊接工作的完成。

综上所述，本实用新型提供了一种机器人与自动加工实训设备，可直观感受机器人搬运、焊接、涂胶、绘画、装配、码垛等工作过程，了解机器人所涉及的多学科的高科技，激发学习兴趣，帮助学生真正掌握知识点，达到学以致用的目的，此外，本实用新型结构简单合理、清晰、机械关系优异，装配成本低，适合大规模教学推广使用。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种机器人自动加工实训设备，其特征在于：包括机器人系统、实训台组件、供料装置及I/O操作装置，所述机器人系统包括搬运机器人组件、涂胶机器人组件与焊接机器人组件；所述实训台组件与所述机器人系统相配合完成对加工物件的自动加工演示；所述供料装置位于所述搬运机器人组件的侧面用于放置加工物件,所述供料装置内设有抓取工具，所述搬运机器人组件通过该抓取工具完成对加工物件的抓取，以便对其进行自动加工；所述I/O操作装置与所述机器人系统信号连接，用于对整个所述机器人自动加工实训过程进行操作控制。

2.根据权利要求1所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述搬运机器人组件包括搬运机器人、行走设备、搬运机器人电控柜及输送带，所述行走设备用于供所述搬运机器人位置移动，所述搬运机器人电控柜与所述搬运机器人相连接，用于控制所述搬运机器人，所述输送带与所述搬运机器人相配合用于完成装配件的输送。

3.根据权利要求2所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述搬运机器人包括搬运机器人本体、搬运机器人机械臂及位于所述搬运机器人机械臂末端的气动手抓。

4.根据权利要求2所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述行走设备包括支架台，位于所述支架台上的一线型导轨及驱动所述搬运机器人在所述导轨上移动的直线电机。

5.根据权利要求1所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述涂胶机器人组件包括涂胶机器人、涂胶机器人电控柜及涂胶机，所述涂胶机器人包括涂胶机器人本体、涂胶机器人机械臂、位于所述涂胶机器人机械臂末端的涂头；所述涂胶机器人电控柜设置于所述涂胶机一侧并与所述涂胶机器人相连接，用于控制所述涂胶机器人；所述涂胶机配合所述涂胶机器人完成对加工物件的涂胶工作。

6.根据权利要求1所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述焊接机器人组件包括焊接机器人、焊接机器人电控柜及焊机，所述焊接机器人包括焊接机器人本体、焊接机器人机械臂、位于所述焊接机器人机械臂末端的焊枪；所述焊接机器人电控柜设置于所述焊机一侧并与所述焊接机器人相连接，用于控制所述焊接机器人；所述焊机配合所述焊接机器人完成对加工物件的焊接工作。

7.根据权利要求1所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述实训台组件包括涂胶演示工作台、焊接演示工作台与工具更换演示工作台。

8.根据权利要求7所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述工具更换演示工作台包括演示台、夹具快换装置与料架，所述夹具快换装置与所述料架均设置于所述演示台上，所述夹具快换装置用于完成所述搬运机器人机械臂末端的工具更换，所述料架设置有多个用于配合所述搬运机器人完成装配工作及码垛工作的装配件。

9.根据权利要求1所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述I/O操作装置包括I/O操作台、快插插头及触摸屏，所述快插插头及触摸屏均位于所述I/O操作台上，所述触摸屏用于操作整个所述机器人自动加工实训设备。

10.根据权利要求1所述的机器人自动加工实训设备，其特征在于：所述供料装置包括放置加工物件的物架、气泵及位于所述物架上的吸盘夹具，所述气泵用于为所述搬运机器人机械臂末端的气动手抓提供气源。