CN210574422U - 一种工业机器人智能协作实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业机器人智能协作实训平台，包括工作台、控制单元及设置在工作台上的SCARA机器人模块、六关节机器人模块、SCARA机器人工装夹具模块、六关节机器人工装夹具模块、仓储模块、电动滑台传送模块、旋转工作台模块、视觉检测模块、触摸屏模块、锂电池上料模块、锂电池盒盖上料模块、锂电池盒体上料模块和贴标模块，SCARA机器人模块与SCARA机器人工装夹具模块配合使用完成盒体上料、锂电池装盒，六关节机器人模块设置在电动滑台传送模块上，六关节机器人模块与六关节机器人工装夹具模块配合完成盒盖上料、封装、贴标、入库。本实用新型使学员学习机器人的灵活性、通过编程与设备运行结合学习编程语言、学习如何布局模块，培训效果好。

Description

一种工业机器人智能协作实训平台

技术领域

本实用新型涉及自动化包装技术领域，具体涉及一种工业机器人智能协作实训平台。

背景技术

随着经济的发展，人工成本越来越高，越来越多的工厂为了降低成本、提高生产效率而使用自动化生产线，为了顺应时代潮流，各院校在教学中加强了自动化的实训教学以便学生更快更好的掌握自动化设备的调试、编程以及工序设置来适应发展的需求，实训教学通过模拟实际工作环境，采用来自真实工作项目的实际案例，将理论与实践结合起来，以使在最短的时间内提高学生的专业技能和实践经验。

锂电池是一种常见的用于提供电能的小型装置，被广泛应用于各类电子设备中，生产完成的多个锂电池为一组进行封装，封装后方便储存或运输，避免锂电池在输送过程中造成损伤而出现危险或影响电池的使用寿命，锂电池在封装过程中涉及盒体上料、锂电池夹取、盒盖安装、储存、贴标等多种工序，由于锂电池体积小，因而不仅占用面积小，且一款全自动化的锂电池封装机构能够让学员学习到机器人的灵活性、如何调整工序使工作效率高、如何通过编程来使机构完成自动化工作，因而能够使学员更好的、系统的学习机器人的使用、夹具的选择、工序的设置以及编程语言的学习。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种便于学员学习机器人的灵活性以便在工作过程中选择对应的机器人、工序如何设置使生产过程合理、工位如何分布使生产线布局合理的工业机器人智能协作实训平台。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种工业机器人智能协作实训平台，包括工作台、控制单元及设置在所述工作台上的SCARA机器人模块、六关节机器人模块、SCARA机器人工装夹具模块、六关节机器人工装夹具模块、仓储模块、电动滑台传送模块、旋转工作台模块、视觉检测模块、触摸屏模块、锂电池上料模块、锂电池盒盖上料模块、锂电池盒体上料模块和贴标模块，其中，

所述SCARA机器人模块与所述SCARA机器人工装夹具模块中的多种夹具通过快换连接交替使用将锂电池盒体上料模块中的盒体转移至所述旋转工作台模块上、将锂电池上料模块中的锂电池装入所述盒体内；

所述六关节机器人模块设置在所述电动滑台传送模块上，所述六关节机器人模块与所述六关节机器人工装夹具模块中的多种夹具通过快换连接交替使用将锂电池盒盖上料模块中的盒盖安装在位于所述旋转工作台模块上且装有锂电池的盒体上完成封装、将贴标模块中的标签贴在封装完成的盒子上、将封装完成的盒子放置仓储模块内完成入库；

所述视觉检测模块用于检测锂电池是否合格；

所述触摸屏模块用于监控与操作设备运行；

所述控制单元用于控制每一个工作模块的时序动作。

进一步地，所述SCARA机器人模块包括设置在所述工作台上的SCARA机器人安装底座和设置在SCARA机器人安装底座上的SCARA机器人，所述SCARA机器人的第四轴上设有快换夹具母头，位于所述SCARA机器人上的快换夹具母头与所述SCARA机器人工装夹具模块中的每种夹具的公头快换连接。

进一步地，所述六关节机器人模块包括设置在所述电动滑台传送模块上的六关节机器人安装底座和设置在六关节机器人安装底座上的六关节机器人，所述六关节机器人的第六轴上设有快换夹具母头，位于所述六关节机器人上的快换夹具母头与所述六关节机器人工装夹具模块中的每种夹具的公头快换连接。

进一步地，所述SCARA机器人工装夹具模块中的多种夹具为纵向手抓型工装夹具、第一四工位吸盘工装夹具和小指型工装夹具，所述纵向手抓型工装夹具、第一四工位吸盘工装夹具和小指型工装夹具架设在所述SCARA机器人工装夹具模块的设置在所述工作台上的放置架上。

进一步地，所述六关节机器人工装夹具模块中的多种夹具为锁螺丝模块及架设在所述六关节机器人工装夹具模块的设置在所述工作台上的放置架上的第二四工位吸盘工装夹具、单工位大吸盘工装夹具和横向手抓型工装夹具。

更进一步地，所述锁螺丝模块包括固定设置在所述工作台上的支撑架、架设在所述支撑架上的锁螺丝机和设置在所述工作台上的螺丝输送带，所述锁螺丝机上的公头与所述六关节机器人的快换夹具母头快换连接，用于将位于螺丝输送带上的螺丝穿过盒盖与盒体螺纹连接。

进一步地，所述电动滑台传送模块包括设置在所述工作台上的电动滑台及设置在所述电动滑台上的左限位传感器、右限位传感器和原点检测传感器，所述原点检测传感器设置在所述电动滑台的滑轨中段，且所述原点检测传感器位于所述左限位传感器、右限位传感器之间。

进一步地，所述旋转工作台模块包括固定设置在所述工作台上的旋转工作台支架、旋转设置在所述旋转工作台支架上的旋转工作台、驱动所述旋转工作台旋转的步进电机及设置在所述旋转工作台支架上的原点检测传感器，所述旋转工作台上设有四个环形均匀分布的盒体存放槽。

进一步地，所述视觉检测模块包括固定设置在所述工作台上的视觉检测支架和物料托盘、设置在所述视觉检测支架上的视觉镜头和光源，所述光源位于所述视觉镜头的下方。

进一步地，所述锂电池上料模块包括固定设置在所述工作台上的锂电池上料支架和放置在所述锂电池上料支架上的锂电池物料存放盘，所述锂电池物料存放盘内设有多个锂电池芯料存放槽。

进一步地，所述锂电池盒盖上料模块包括设置在所述工作台上的锂电池盒盖上料支架和安装在所述锂电池盒盖上料支架上的锂电池盒盖存放盘，所述锂电池盒盖存放盘上设有多个盒盖存放槽。

进一步地，所述锂电池盒体上料模块包括设置在所述工作台上的机架和设置在所述机架上的物料传送带、料仓、物料台、第一顶料气缸、第二顶料气缸、物料检测传感器、出料位传感器、物料到位传感器，所述物料台位于所述物料传送带的一端，所述料仓位于所述物料台的上方，且所述料仓与所述物料传送带相互垂直，所述物料检测传感器用于检测所述物料台上是否有物料，所述第一顶料气缸抵压在倒数第二个物料上，所述第二顶料气缸将位于所述物料台上的倒数第一个物料推至所述物料传送带上。

进一步地，所述控制单元以抽屉式的形式存在，抽屉中包括：PLC控制器、电源空开及漏开、步进驱动器、开关电源、继电器模组、接线端子、接地端子、按钮盒、电磁阀模组以变频器。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型的优点是：

1、由于设有SCARA机器人模块、六关节机器人模块、SCARA机器人工装夹具模块、六关节机器人工装夹具模块、仓储模块、电动滑台传送模块、旋转工作台模块、视觉检测模块、触摸屏模块、锂电池上料模块、锂电池盒盖上料模块、锂电池盒体上料模块和贴标模块，因而在有限的小空间里包含了多种不同的工位，方便学员系统的掌握自动化包装生产线，以便在实际工作中能够灵活运用；

2、由于设有SCARA机器人模块、六关节机器人模块，SCARA机器人为四轴机器人，六关节机器人为六轴机器人，四轴机器人高速、高效、高精度，六轴机器人灵活性更高，因而通过学习不同的机器人的特性以便在工作中选择更合适的机器人进行使用；

3、由于设有控制单元，因而可通过编程语言来设定每一个工作模块的时序动作，通过设备运行来验证编程语言是否准确，因而使学员能够更好的掌握编程语言；

4、通过观察多个模块的位置排布进行学习，使机器人在工作过程中不会与模块之间产生干涉，同时使机器人的运行时间最短，使工作效率高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的正视图。

图3是本实用新型的俯视图。

图4是本实用新型的SCARA机器人工装夹具模块的结构示意图。

图5是本实用新型的六关节机器人工装夹具模块的结构示意图。

图中标记为：工作台1、SCARA机器人模块2、六关节机器人模块3、SCARA机器人工装夹具模块4、纵向手抓型工装夹具41、第一四工位吸盘工装夹具42、小指型工装夹具43、六关节机器人工装夹具模块5、第二四工位吸盘工装夹具51、单工位大吸盘工装夹具52、横向手抓型工装夹具53、仓储模块6、电动滑台传送模块7、旋转工作台模块8、视觉检测模块9、触摸屏模块10、锂电池上料模块11、锂电池盒盖上料模块12、锂电池盒体上料模块13、贴标模块、锁螺丝模块14。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1至图5，如图1、图2和图3所示的一种工业机器人智能协作实训平台，包括工作台1、控制单元及设置在所述工作台1上的SCARA机器人模块2、六关节机器人模块3、SCARA机器人工装夹具模块4、六关节机器人工装夹具模块5、仓储模块6、电动滑台传送模块7、旋转工作台模块8、视觉检测模块9、触摸屏模块10、锂电池上料模块11、锂电池盒盖上料模块12、锂电池盒体上料模块13和贴标模块，所述SCARA机器人工装夹具模块4、锂电池盒体上料模块13、锂电池上料模块11均位于所述SCARA机器人模块2的邻侧，所述仓储模块6、六关节机器人工装夹具模块5、锂电池盒盖上料模块12均位于所述六关节机器人模块3的邻侧，所述旋转工作台模块8位于SCARA机器人模块2与六关节机器人模块3之间，所述视觉检测模块9位于位于旋转工作台模块8的一侧，且所述视觉检测模块9位于所述仓储模块6与所述锂电池上料模块11之间，所述贴标模块位于所述仓储模块6与所述视觉检测模块9之间，所述锂电池盒盖上料模块12位于所述SCARA机器人工装夹具模块4与六关节机器人工装夹具模块5之间，所述视觉检测模块9用于检测锂电池是否合格，所述触摸屏模块10用于监控与操作设备运行，所述控制单元用于控制每一个工作模块的时序动作，通过合理的设置每个模块的位置使机器人在运行过程中不易发生干涉、且机器人在完成对应动作耗费的时间最少，使工作效率高。

如图1、图2、图3和图4所示，所述SCARA机器人模块2包括设置在所述工作台1上的SCARA机器人安装底座和设置在SCARA机器人安装底座上的SCARA机器人，所述SCARA机器人的第四轴上设有快换夹具母头，位于所述SCARA机器人上的快换夹具母头与所述SCARA机器人工装夹具模块4中的每种夹具的公头快换连接，其中，所述SCARA机器人工装夹具模块4中的多种夹具为纵向手抓型工装夹具41、第一四工位吸盘工装夹具42和小指型工装夹具43，所述纵向手抓型工装夹具41、第一四工位吸盘工装夹具42和小指型工装夹具43架设在所述SCARA机器人工装夹具模块4的设置在所述工作台1上的放置架上，所述SCARA机器人模块2与所述SCARA机器人工装夹具模块4中的多种夹具通过快换连接交替使用，每个夹具的公头上设有一定位销以便位置校准，所述SCARA机器人模块2与纵向手抓型工装夹具41配合使用用于将位于锂电池盒体上料模块13上的盒体转移至旋转工作台模块8，所述SCARA机器人模块2与小指型工装夹具43配合使用用于将位于锂电池上料模块11上的锂电池芯料放置到盒体内。

如图1、图2、图3和图5所示，所述电动滑台传送模块7包括设置在所述工作台1上的电动滑台及设置在所述电动滑台上的左限位传感器、右限位传感器和原点检测传感器，所述原点检测传感器设置在所述电动滑台的滑轨中段，且所述原点检测传感器位于所述左限位传感器、右限位传感器之间，所述六关节机器人模块3包括设置在所述电动滑台传送模块7的电动滑台上的六关节机器人安装底座和设置在六关节机器人安装底座上的六关节机器人，所述左限位传感器、右限位传感器和原点检测传感器用于检测所述六关节机器人安装底座的位置，所述六关节机器人的第六轴上设有快换夹具母头，位于所述六关节机器人上的快换夹具母头与所述六关节机器人工装夹具模块5中的每种夹具的公头快换连接交替使用，每种夹具的公头上设有一定位销以便位置校准，其中，所述六关节机器人工装夹具模块5中的多种夹具为锁螺丝模块14及架设在所述六关节机器人工装夹具模块5的设置在所述工作台1上的放置架上的第二四工位吸盘工装夹具51、单工位大吸盘工装夹具52和横向手抓型工装夹具53，所述六关节机器人模块3与第二四工位吸盘工装夹具51配合使用将位于所述锂电池盒盖上料模块12上的盒盖放置在位于所述旋转工作台模块8上且装满的盒体上，所述六关节机器人模块3与锁螺丝模块14配合使盒盖与盒体固定连接在一起，所述六关节机器人模块3与单工位大吸盘工装夹具52配合使用将位于贴标模块上的标签吸附后贴在盒盖上，所述六关节机器人模块3与横向手抓型工装夹具53配合使用将封装完成的盒体移至仓储模块6内完成入库。

SCARA机器人为四轴机器人，六关节机器人为六轴机器人，四轴机器人高速、高效、高精度，六轴机器人灵活性更高，因而通过学习不同的机器人的特性以便在工作中选择更合适的机器人进行使用。

如图1、图2和图3所示，所述锁螺丝模块14包括固定设置在所述工作台1上的支撑架、架设在所述支撑架上的锁螺丝机和设置在所述工作台1上的螺丝输送带，所述锁螺丝机上的公头与所述六关节机器人的快换夹具母头快换连接，用于将位于螺丝输送带上的螺丝穿过盒盖与盒体螺纹连接，其中，所述锁螺丝机上的公头上设有定位销以便位置校准。

所述旋转工作台模块8包括固定设置在所述工作台1上的旋转工作台支架、旋转设置在所述旋转工作台支架上的旋转工作台、驱动所述旋转工作台旋转的步进电机及设置在所述旋转工作台支架上的原点检测传感器，所述旋转工作台上设有四个环形均匀分布的盒体存放槽，所述原点检测传感器位于所述旋转工作台的一侧，用于检测旋转工作台的原点是否到位。

所述视觉检测模块9包括固定设置在所述工作台1上的视觉检测支架和物料托盘、设置在所述视觉检测支架上的视觉镜头和光源，所述光源位于所述视觉镜头的下方，所述物料托盘位于视觉检测支架的一侧，所述物料托盘用于放置锂电池方便检测。

所述锂电池上料模块11包括固定设置在所述工作台1上的锂电池上料支架和放置在所述锂电池上料支架上的锂电池物料存放盘，所述锂电池物料存放盘内设有多个锂电池芯料存放槽。

本实施例中，所述锂电池物料存放盘内设有20个锂电池芯料存放槽。

所述锂电池盒盖上料模块12包括设置在所述工作台1上的锂电池盒盖上料支架和安装在所述锂电池盒盖上料支架上的锂电池盒盖存放盘，所述锂电池盒盖存放盘上设有多个盒盖存放槽，每个盒盖存放槽内放置一个盒盖。

本实施例中，所述锂电池盒盖存放盘上设有四个盒盖存放槽。

所述锂电池盒体上料模块13包括设置在所述工作台1上的机架和设置在所述机架上的物料传送带、料仓、物料台、第一顶料气缸、第二顶料气缸、物料检测传感器、出料位传感器、物料到位传感器，所述物料台位于所述物料传送带的一端，所述料仓位于所述物料台的上方，且所述料仓与所述物料传送带相互垂直，所述物料检测传感器用于检测所述物料台上是否有物料，所述第一顶料气缸抵压在倒数第二个物料上，所述第二顶料气缸将位于所述物料台上的倒数第一个物料推至所述物料传送带上，当倒数第一个物料推至所述物料传送带上后所述第一顶料气缸松开使倒数第二个物料落到所述物料台上，所述出料位传感器用于检测物料是否被推至所述物料传送带上，所述物料到位传感器用于感应盒体是否被输送至指定位置。

所述控制单元以抽屉式的形式存在，抽屉中包括：PLC控制器、电源空开及漏开、步进驱动器、开关电源、继电器模组、接线端子、接地端子、按钮盒、电磁阀模组以变频器，通过对PLC控制器进行编程来控制所述控制单元内每个元件的工作时序，进而来控制每个模块的工作时序使设备进行，通过查看设备的运行来验证编程语言是否准确以便进行调整，因而使学员能够更好的掌握编程语言。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，包括工作台(1)、控制单元及设置在所述工作台(1)上的SCARA机器人模块(2)、六关节机器人模块(3)、SCARA机器人工装夹具模块(4)、六关节机器人工装夹具模块(5)、仓储模块(6)、电动滑台传送模块(7)、旋转工作台模块(8)、视觉检测模块(9)、触摸屏模块(10)、锂电池上料模块(11)、锂电池盒盖上料模块(12)、锂电池盒体上料模块(13)和贴标模块，其中，

所述SCARA机器人模块(2)与所述SCARA机器人工装夹具模块(4)中的多种夹具通过快换连接交替使用将锂电池盒体上料模块(13)中的盒体转移至所述旋转工作台模块(8)上、将锂电池上料模块(11)中的锂电池装入所述盒体内；

所述六关节机器人模块(3)设置在所述电动滑台传送模块(7)上，所述六关节机器人模块(3)与所述六关节机器人工装夹具模块(5)中的多种夹具通过快换连接交替使用将锂电池盒盖上料模块(12)中的盒盖安装在位于所述旋转工作台模块(8)上且装有锂电池的盒体上完成封装、将贴标模块中的标签贴在封装完成的盒子上、将封装完成的盒子放置仓储模块(6)内完成入库；

所述视觉检测模块(9)用于检测锂电池是否合格；

所述触摸屏模块(10)用于监控与操作设备运行；

所述控制单元用于控制每一个工作模块的时序动作。

2.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述SCARA机器人模块(2)包括设置在所述工作台(1)上的SCARA机器人安装底座和设置在SCARA机器人安装底座上的SCARA机器人，所述SCARA机器人的第四轴上设有快换夹具母头，位于所述SCARA机器人上的快换夹具母头与所述SCARA机器人工装夹具模块(4)中的每种夹具的公头快换连接。

3.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述六关节机器人模块(3)包括设置在所述电动滑台传送模块(7)上的六关节机器人安装底座和设置在六关节机器人安装底座上的六关节机器人，所述六关节机器人的第六轴上设有快换夹具母头，位于所述六关节机器人上的快换夹具母头与所述六关节机器人工装夹具模块(5)中的每种夹具的公头快换连接。

4.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述SCARA机器人工装夹具模块(4)中的多种夹具为纵向手抓型工装夹具(41)、第一四工位吸盘工装夹具(42)和小指型工装夹具(43)，所述纵向手抓型工装夹具(41)、第一四工位吸盘工装夹具(42)和小指型工装夹具(43)架设在所述SCARA机器人工装夹具模块(4)的设置在所述工作台(1)上的放置架上。

5.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述六关节机器人工装夹具模块(5)中的多种夹具为锁螺丝模块(14)及架设在所述六关节机器人工装夹具模块(5)的设置在所述工作台(1)上的放置架上的第二四工位吸盘工装夹具(51)、单工位大吸盘工装夹具(52)和横向手抓型工装夹具(53)。

6.根据权利要求5所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述锁螺丝模块(14)包括固定设置在所述工作台(1)上的支撑架、架设在所述支撑架上的锁螺丝机和设置在所述工作台(1)上的螺丝输送带，所述锁螺丝机上的公头与所述六关节机器人的快换夹具母头快换连接，用于将位于螺丝输送带上的螺丝穿过盒盖与盒体螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述电动滑台传送模块(7)包括设置在所述工作台(1)上的电动滑台及设置在所述电动滑台上的左限位传感器、右限位传感器和原点检测传感器，所述原点检测传感器设置在所述电动滑台的滑轨中段，且所述原点检测传感器位于所述左限位传感器、右限位传感器之间。

8.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述旋转工作台模块(8)包括固定设置在所述工作台(1)上的旋转工作台支架、旋转设置在所述旋转工作台支架上的旋转工作台、驱动所述旋转工作台旋转的步进电机及设置在所述旋转工作台支架上的原点检测传感器，所述旋转工作台上设有四个环形均匀分布的盒体存放槽。

9.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述视觉检测模块(9)包括固定设置在所述工作台(1)上的视觉检测支架和物料托盘、设置在所述视觉检测支架上的视觉镜头和光源，所述光源位于所述视觉镜头的下方。

10.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述锂电池上料模块(11)包括固定设置在所述工作台(1)上的锂电池上料支架和放置在所述锂电池上料支架上的锂电池物料存放盘，所述锂电池物料存放盘内设有多个锂电池芯料存放槽。

11.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述锂电池盒盖上料模块(12)包括设置在所述工作台(1)上的锂电池盒盖上料支架和安装在所述锂电池盒盖上料支架上的锂电池盒盖存放盘，所述锂电池盒盖存放盘上设有多个盒盖存放槽。

12.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述锂电池盒体上料模块(13)包括设置在所述工作台(1)上的机架和设置在所述机架上的物料传送带、料仓、物料台、第一顶料气缸、第二顶料气缸、物料检测传感器、出料位传感器、物料到位传感器，所述物料台位于所述物料传送带的一端，所述料仓位于所述物料台的上方，且所述料仓与所述物料传送带相互垂直，所述物料检测传感器用于检测所述物料台上是否有物料，所述第一顶料气缸抵压在倒数第二个物料上，所述第二顶料气缸将位于所述物料台上的倒数第一个物料推至所述物料传送带上。

13.根据权利要求1所述的工业机器人智能协作实训平台，其特征在于，所述控制单元以抽屉式的形式存在，抽屉中包括：PLC控制器、电源空开及漏开、步进驱动器、开关电源、继电器模组、接线端子、接地端子、按钮盒、电磁阀模组以变频器。

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