CN209471646U - 桌面智能制造系统教学平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桌面智能制造系统教学平台，包括教学桌和设置于所述教学桌上的原料出库模块、3D打印模块、物料搬运模块、钻孔检测模块和装配模块；本教学平台能够模拟工业机器人的搬运、钻孔加工、检测、装配等任务，提高了工业机器人教学实训的效果。

Description

桌面智能制造系统教学平台

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种桌面智能制造系统教学平台。

背景技术

目前，各大技术学校或高等院校的理工类学生在机械制造与自动化方面的学习过程中仅掌握一些理论知识，而缺少对现代化技术在工业现场应用的必要了解。现有技术下，传统的实验台只能对单一的课程项目进行原理性的展示，不能应用于现代智能制造的教学实验，缺少技术应用的连贯性和实验的灵活性，更为重要的是缺少学生可以接触和动手应用的各种真实工业现场元件，使得学生在学习过程当中缺乏对理论知识的实践和认证，更缺少将专业中学习到的知识与各种实际应用技术结合在一起的机会。

因此，需要一种将工业智能制造生产线进行小型化与轻量化的面智能制造系统教学平台，实现了将大型工业机器人及自动化生产线变成了教学产品，可布置在教室、书房等研究和学习场所。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种将工业智能制造生产线进行小型化与轻量化的面智能制造系统教学平台。

本实用新型的桌面智能制造系统教学平台，包括教学桌和设置于所述教学桌上的钻孔检测模块；所述钻孔检测模块包括环形输送带、横跨于所述环形输送带的钻孔装置、设置于环形输送带上方用于对钻孔后的模型工件进行拍摄的摄像检测装置和用于将模型工件搬至或搬离环形输送带的机器人Ⅰ；

进一步，所述钻孔装置包括钻孔机和用于带动钻孔机平动的十字滑台机构；

进一步，还包括原料出库模块；所述原料出库模块包括用于放置原料模型的原料仓库和搬运所述原料模型的机器人Ⅱ；

进一步，还包括3D打印模块；所述3D打印模块包括3D打印机、用于存放3D打印件的暂存站、用于输送3D打印件的输送带和用于在3D打印机、暂存站和输送带之间搬运3D打印件的机器人Ⅲ；

进一步，还包括物料搬运模块；所述物料搬运模块搬运通道和搬运小车；所述搬运小车包括车体、设置于所述车体顶部用于盛放模型工件的储物槽、设置于所述车体底部的车轮以及设置于车体内部用于驱动所述车轮转动的驱动机构；所述车体底部设有RFID读取器；所述搬运通道上设有RFID标签；

进一步，所述输送带一侧还设有用于在输送带和搬运小车之间搬运3D打印件的机器人Ⅳ；

进一步，还包括装配模块；所述装配模块包括装配平台、用于将原料模型装配至3D打印件上的机器人Ⅴ以及用于存放装配后的工件模型的仓库；

进一步，所述车体包括外壳以及设置于所述外壳内的顶板和底板；所述顶板和底板之间固定连接有支撑柱Ⅰ；顶板顶部固定有用于支撑壳体的支撑柱Ⅱ；所述底板中部设有开口，所述顶板底部通过连接柱悬吊所述RFID读取器并使RFID读取器从所述开口中露出；所述顶板上固定有电池、电源降压模块、WIFI模块和信号转换模块；

进一步，所述车轮包括两个并列设置于车体两侧的驱动轮和一个设置于车体中部的辅助轮；所述驱动机构为两个分别用于驱动两所述驱动轮；所述底板的前端设置有光电传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的智能制造系统教学平台，本教学平台能够模拟工业机器人的搬运、钻孔加工、检测、装配等任务，提高了工业机器人教学实训的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明：

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的钻孔检测模块的结构示意图；

图4为本实用新型的搬运小车的结构示意图；

图5为本实用新型的搬运小车的内部结构示意图。

具体实施方式

实施例一:

图1是本实用新型的立体图；如图所示，本实施例的桌面智能制造系统教学平台，包括教学桌1和设置于所述教学桌1上的钻孔检测模块9；所述钻孔检测模块9包括环形输送带91、横跨于所述环形输送带91的钻孔装置、设置于环形输送带91上方用于对钻孔后的模型工件进行拍摄的摄像检测装置和用于将模型工件搬至或搬离环形输送带91的机器人Ⅰ14；所述钻孔装置包括钻孔机和用于带动钻孔机平动的十字滑台98机构；如图3所示，十字滑台98机构包括两个分设在环形输送带91横向两侧的固定支架93，两固定之间之间固定有两个水平设置的导向杆94；导向杆94上水平滑动配合有滑座95；滑座95上沿竖直方向滑动配合有滑台98；其中一个固定支架93上固定有水平驱动电机，该水平驱动电机的输出轴连接一水平设置的水平丝杆911，该水平丝杆911与滑座95通过螺纹配合；滑座95顶部设置一竖直驱动电机96，竖直驱动电机96的输出轴传动连接一竖直丝杆97，该竖直丝杆97通过螺纹与滑台98配合；因此，通过水平驱动电机或竖直驱动电机96可以分别驱动水平丝杆911和竖直丝杆97转动；水平丝杆911驱动滑座95沿水平移动，而竖直丝杆97转动驱动滑台98沿竖直移动；最终带动固定于滑台98上的钻孔机平动。钻孔机应包括钻孔电机99和固定于钻孔电机99输出轴上的钻头910。摄像检测装置包括摄像支架912和固定于所述摄像支架912上的检测摄像头92；可以利用现有的光学尺寸检测方法(如CN101655349B公开的方法)对钻孔后的工件模型进行尺寸检测。机器人Ⅰ14可以采用现有任意结构的四轴搬运机器人。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，还包括原料出库模块；所述原料出库模块包括用于放置原料模型的原料仓库3和搬运所述原料模型的机器人Ⅱ2；原料模型为方片结构，原料仓库3设有多个用于放置原料模型的凹槽，机器人Ⅱ2采用现有任意结构的小型搬运机器人，其能够将原料模型抓取至其他位置。

实施例三：

本实施例在实施例二的基础上，还包括3D打印模块；所述3D打印模块包括3D打印机11、用于存放3D打印件的暂存站、用于输送3D打印件的输送带4和用于在3D打印机11、暂存站和输送带4之间搬运3D打印件的机器人Ⅲ12，机器人Ⅲ12可固定安装在直线导轨机构13的滑座上；3D打印机11为现有设备，所述输送带4一侧还设有用于在输送带4和搬运小车5之间搬运3D打印件的机器人Ⅳ10，本实施例还包括物料搬运模块；所述物料搬运模块搬运通道6和搬运小车5；所述搬运小车5包括车体51、设置于所述车体51顶部用于盛放模型工件的储物槽52、设置于所述车体底部的车轮53以及设置于车体内部用于驱动所述车轮转动的驱动机构；所述车体51底部设有RFID读取器；所述搬运通道6上靠近机器人Ⅳ10处设有RFID标签；在智能制造系统教学平台，输送装置需要在多个工位停留，为了确保本输送装置能够准确移动到设定位置，在车体底部设置RFID读取器；当车体移动到位后，RFID读取器将识别到标签，此时利用控制器控制驱动机构停止驱动，使车体能够准确的移动到设定位置。本实施例中，机器人Ⅱ2将原料仓库3中的原料模型搬运到搬运小车5上，搬运小车5沿着搬运通道6移动，当移动到靠近机器人Ⅳ10时，RFID读取器将感应到RFID标签，然后控制器控制小车停止。然后，机器人Ⅲ12将打印好的3D打印件搬运到输送带4上，由输送带4输送至靠近机器人Ⅳ10处，再由机器人Ⅳ10将3D打印件抓取至搬运小车5上，然后小车继续移动到钻孔检测模块9，搬运通道6靠近钻孔检测模块9处也设有RFID标签，搬运小车5在该位置停车后，由钻孔检测模块9对小车上的原料模型进行钻孔和检测；完毕后，将钻孔检测后的原料模型再次搬运到小车上，由小车携带至下一个工位。

实施例四

本实施例在实施例三的基础上还包括装配模块；所述装配模块包括装配平台、用于将原料模型装配至3D打印件上的机器人Ⅴ7以及用于存放装配后的工件模型的仓库8；机器人Ⅴ7也为现有技术中的小型机器人机构，3D打印件上设有方形槽；机器人Ⅴ7可以抓取原料模型装入该方形槽内，实现装配动作的模拟。最够，由机器人Ⅴ7将装配后的工件模型移动至仓库8内。

实施例五

本实施例在实施例三的基础上，所述驱动机构包括设置于所述车体51内的步进电机54和与所述步进电机54信号连接的驱动器55；所述步进电机54的输出轴传动连接于所述车轮53，步进电机54的输出轴可直接连接于车轮53，或者通过减速器等传动机构将动力输出至车轮53；步进驱动器5通过接收脉冲信号，驱动步进电机4按设定的方向转动一个固定的角度，因此，可以通过控制脉冲频率来控制车辆的的速度和加速度。所述车体包括外壳以及设置于所述外壳内的顶板59和底板56；所述顶板59和底板56之间固定连接有支撑柱Ⅰ57；顶板59顶部固定有用于支撑壳体的支撑柱Ⅱ511；外壳为方形箱体结构，其顶面向下凹陷形成储物槽52；外壳底部开口并外罩与顶板59和底板56，支撑柱Ⅰ57和支撑柱Ⅱ511均为双头螺柱；顶板59、底板56和外壳顶部均设有与双头螺柱螺接的螺纹孔；顶板59前端和后端均固定有连接板510，连接板510通过螺钉等紧固件与壳体的前端面和后端面固定连接。另外，为了减轻车体的自重，顶板59和底板56上均分布有多个长圆形的减重孔；所述底板56中部设有开口，所述顶板59底部通过连接柱悬吊所述RFID读取器516并使RFID读取器516从所述开口中露出；整个底板56为“Π”形结构，RFID读取器516以及辅助轮58从中部的开口中露出；所述车轮包括两个并列设置于车体两侧的驱动轮53和一个设置于车体中部的辅助轮58；所述驱动机构为两个分别用于驱动两所述驱动轮53；两个驱动机构均固定在底板56上，两驱动轮53直接与步进电机54的输出轴相连；顶板59底面固定有轮架，辅助轮58转动连接于该轮架上。在所述底板56的前端设置有54组光电传感器；底板56上固定有安装座，4组光电传感器通过四根安装柱连接于安装座上，光电传感器正对搬运通道的地面，地面上可以设置胶带，4组光电传感器通过接收地面反射光线的强弱信息传输到转换模块15进而引导小车沿着胶带行走，转换模块515将接收到的模拟信号转换为数字信号。这种引导方式采用CN204674392U所公开的AGV小车引导方式。所述顶板59上固定有电池512、电源降压模块513、WIFI模块514和信号转换模块515，电源为12V充电电池512，充电接口设置在壳体51的侧壁，便于使用者充电；电源为本装置中所有电气元件供电，WIFI模块514采用现有的ESP12E WIFI模块，WIFI模块可与PLC控制器实时通信传输数据。电源降压模块将12V充电电池的电压降到5V为转换模块和光电传感器供电。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种桌面智能制造系统教学平台，其特征在于，包括：教学桌和设置于所述教学桌上的钻孔检测模块；所述钻孔检测模块包括环形输送带、横跨于所述环形输送带的钻孔装置、设置于环形输送带上方用于对钻孔后的模型工件进行拍摄的摄像检测装置和用于将模型工件搬至或搬离环形输送带的机器人Ⅰ。

2.根据权利要求1所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于：所述钻孔装置包括钻孔机和用于带动钻孔机平动的十字滑台机构。

3.根据权利要求2所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于：还包括原料出库模块；所述原料出库模块包括用于放置原料模型的原料仓库和搬运所述原料模型的机器人Ⅱ。

4.根据权利要求3所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于：还包括3D打印模块；所述3D打印模块包括3D打印机、用于存放3D打印件的暂存站、用于输送3D打印件的输送带和用于在3D打印机、暂存站和输送带之间搬运3D打印件的机器人Ⅲ。

5.根据权利要求4所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于：还包括物料搬运模块；所述物料搬运模块搬运通道和搬运小车；所述搬运小车包括车体、设置于所述车体顶部用于盛放模型工件的储物槽、设置于所述车体底部的车轮以及设置于车体内部用于驱动所述车轮转动的驱动机构；所述车体底部设有RFID读取器；所述搬运通道上设有RFID标签。

6.根据权利要求5所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于：所述输送带一侧还设有用于在输送带和搬运小车之间搬运3D打印件的机器人Ⅳ。

7.根据权利要求6所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于：还包括装配模块；所述装配模块包括装配平台、用于将原料模型装配至3D打印件上的机器人Ⅴ以及用于存放装配后的工件模型的仓库。

8.根据权利要求7所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于：所述车体包括外壳以及设置于所述外壳内的顶板和底板；所述顶板和底板之间固定连接有支撑柱Ⅰ；顶板顶部固定有用于支撑壳体的支撑柱Ⅱ；所述底板中部设有开口，所述顶板底部通过连接柱悬吊所述RFID读取器并使RFID读取器从所述开口中露出；所述顶板上固定有电池、电源降压模块、WIFI模块和信号转换模块。

9.根据权利要求8所述的桌面智能制造系统教学平台，其特征在于:所述车轮包括两个并列设置于车体两侧的驱动轮和一个设置于车体中部的辅助轮；所述驱动机构为两个分别用于驱动两所述驱动轮；所述底板的前端设置有光电传感器。