CN210939346U

CN210939346U - 多功能工业机器人实训台

Info

Publication number: CN210939346U
Application number: CN201921980157.XU
Authority: CN
Inventors: 王海荣; 郑贞平; 黄麟
Original assignee: Wuxi Institute of Technology
Current assignee: Wuxi Institute of Technology
Priority date: 2019-11-16
Filing date: 2019-11-16
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2029-11-16

Abstract

本实用新型多功能工业机器人实训台属于机器人智能应用领域，尤其涉及一种能根据实训需求更换实训台体和夹具的实训台。包括工作桌、工业机器人、可更换实训台和快换夹具装置；工作桌包括机架、桌面板和机柜；可更换实训台由实训台底板和实训台机架组成；在实训台底板上开有若干个工件放置槽和装配工位；在实训台底板上侧装有立库；在桌面板的上部外侧安装固定有快换夹具装置，所述快换夹具装置包括气动母接头、支架、连接板和夹具；气动母接头通过连接板和夹具相连接。可以完成工业机器人示教、搬运、装配、码垛、快换夹具等实训项目，可以根据不同的工作场景更换不同的实训台，更换方便、简单。

Description

多功能工业机器人实训台

技术领域

本实用新型多功能工业机器人实训台属于机器人智能应用领域，尤其涉及一种能根据实训需求更换实训台体和夹具的实训台。

背景技术

目前已有的实训台功能单一，不能实现一台多用，往往对资源造成浪费，增加实训的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种多功能工业机器人实训台，通过将工业机器人、可更换实训台以及快换夹具的有机结合，实现搬运、组装和码垛一体化，不仅节约了空间，还提高了效率；可更换实训台更是拓展了适用范围。

本实用新型是采取以下技术方案实现的：

多功能工业机器人实训台包括工作桌、工业机器人、可更换实训台和快换夹具装置，工业机器人活动安装在工作桌一侧，可更换实训台活动安装在工作桌的另一侧，快换夹具装置安装固定在可更换实训台的相邻侧。

工作桌包括机架、桌面板和机柜，所述桌面板安装在机架上，桌面板下部设有中空的机柜；在机柜上装有前后的双开门，门上装有拉手；机柜两侧还装有侧门；机柜底部装有底部托板，使机柜形成相对密闭的空间；机柜内装有控制器，机柜的一侧的侧门上通过气动三联件安装板固定安装有气动三联件。

可更换实训台由实训台底板和实训台机架组成，所述实训台机架采用铝合金机架，由四周铝合金件围成中空的矩形机架，所述实训台底板通过螺丝安装在实训台机架上；在可更换实训台的左上角装有一个活动实训台定位块，活动实训台定位块与可更换实训台的直角边相贴合，用于相对固定可更换实训台的位置；活动实训台定位块通过螺栓固定在桌面板上；可更换实训台的右侧突出于桌面板，右侧台角通过实训台夹紧装置夹紧、固定；所述实训台夹紧装置包括实训台托板、夹紧板和锁紧螺栓；所述实训台托板通过螺丝固定在桌面板侧边上，可更换实训台台角放置在实训台托板上；夹紧板为互相垂直的直角板，在夹紧板两边均开有螺孔，夹紧板两边分别夹在台角两边，锁紧螺栓穿过螺孔锁紧可更换实训台。

在实训台底板上开有若干个工件放置槽和装配工位，所述工件放置槽与待装配的零部件截面形状相匹配，工件放置在工件槽内，以备后继装配使用，装配工位用于将工件置于其内部进行装配；所述装配工位不少于2个，工件放置槽的数量不少于匹配放置4套工件。

在实训台底板上侧装有立库，用于码垛组装好的工件，所述立库包括支撑板和放置板，支撑板嵌入安装在开设于实训台底板上的安装槽，并在实训台底板下部通过螺丝固定；在支撑板上平行地装有若干横向放置板；在放置板上开有若干放置槽，用于嵌入放置装配好的工件。

在桌面板的上部外侧安装固定有快换夹具装置，所述快换夹具装置包括气动母接头、支架、连接板和夹具；气动母接头通过连接板和夹具相连接；所述支架包括横板、夹具插孔、若干个U形槽、左右对称的立柱和加强板；横板的两端分别与立柱相固定连接；所述U形槽均匀地开设在横板的一侧，在U形槽的上侧均开有成对的夹具插孔；横板和立柱之间设有加强板；横板、立柱和加强板之间通过固定螺丝相连接固定。

在左右两根立柱中下部均设有若干个纵向排列的调节槽，一根立柱上的调节槽最少设有两个。

所述连接板为L形。

所述气动母接头至少设有三个，相应的U形槽至少设有三个，气动母接头均放置在U形槽内，气动母接头的一端通过固定销插入夹具插孔中，起到安装和固定作用。

所述夹具包括双爪气抓、双头真空吸盘和三抓气抓；夹具分别通过连接板固定在一个气动母接头下方；气动母接头和夹具之间用气管相连接。

所述工业机器人采用市售的ABB工业机器人。

为移动、安装方便，在实训台底板两侧装有对称的可折叠手柄。

所述立库的放置板至少设有两层。

为了便于移动和维修，在机柜下部的底部托板四角装有四个脚轮组件，所述脚轮组件包括固定在底部托板上的脚轮安装板以及安装于脚轮安装板上的万向轮，所述万向轮采用市售的一体式脚轮。

工作原理：

在使用本实训台实训前，先根据需要实训的内容安装相应的可更换实训台，并在可更换实训台上放置对应的工件；然后将支架的立柱固定在桌面板一侧，用螺丝通过调节槽处紧固，并且可通过松紧螺丝的程度上下调节立柱的高度，以达到调整夹具高度的目的；在快换夹具装置上安装实训所需的夹具；气动母接头和夹具之间用气管相连接；然后即可开始实训。

工作时，工业机器人启动后，首先通过转动机器人手臂，将机器人臂端的公接头插入快换夹具装置上所需使用的气动母接头上，通过固定其下部的夹具，对放置在可更换实训台底板上的工件进行抓取和组装，并将组装好的工件组合、码放在立库上，以便后继使用。当工业机器人臂更换夹具时，只需要将机器人臂上的公接头插入对应着不同气动工具的气动母接头上，即可更换夹具，实现快速更换工具的目的。

本实用新型和现有技术相比较，功能完善，该实训台为多功能工业机器人实训台，可以完成工业机器人示教、搬运、装配、码垛、快换夹具等实训项目。由于工业机器人以及可更换实训台均可以根据需要进行更换，因此能完成各种预定的精细工作；可以根据不同的工作场景更换不同的实训台，更换方便、简单。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型多功能工业机器人实训台的结构示意图；

图2是本实用新型多功能工业机器人实训台的结构示意图2；

图3是本实用新型多功能工业机器人实训台的结构后侧示意图；

图4是本实用新型多功能工业机器人实训台的结构俯视图；

图5是本实用新型的可更换实训台结构示意图；

图6是本实用新型的快换夹具装置结构示意图；

图7是本实用新型的快换夹具装置的部分结构示意图；

图8是本实用新型的快换夹具装置结构示意图（使用状态）；

图9是本实用新型的实训台夹紧装置的结构示意图1；

图10是本实用新型的实训台夹紧装置的结构示意图2；

图11是本实用新型的工业机器人臂端的公接头结构示意图；

图12是本实用新型的快换夹具装置的气动母接头结构示意图；

图13是本实用新型多功能工业机器人实训台的使用状态示意图。

图中：

1、工作桌，1-1、机架，1-2、桌面板，1-3、机柜，1-4、双开门，1-5、拉手，1-6、侧门，1-7、底部托板，1-8、气动三联件；2、工业机器人；

3、可更换实训台，3-1、实训台底板，3-1-1、主动轮放置槽，3-1-11、主动轮，3-1-2、从动轮放置槽，3-1-21、从动轮，3-1-3、螺钉放置槽，3-1-31、螺钉，3-1-4、盖板放置槽，3-1-41、盖板，3-1-5、泵体放置槽，3-1-51、泵体，3-1-6、第一装配工位，3-1-7、第二装配工位；3-2、实训台机架，3-3、活动实训台定位块；3-4、实训台夹紧装置，3-4-1、实训台托板，3-4-2、夹紧板，3-4-3、锁紧螺栓；

4、立库，4-1、支撑板，4-2、放置板；

5、快换夹具装置，5-1、气动母接头，5-1-1、第一气动母接头，5-1-2、第二气动母接头，5-1-3、第三气动母接头，5-2、支架，5-2-1、横板，5-2-2、夹具插孔，5-2-3、U形槽，5-2-4、立柱，5-2-5、加强板，5-2-6、调节槽，5-3、连接板，5-4、夹具，5-4-1、泵体搬运机械手（第一夹具），5-4-2、工件搬运手抓（第二夹具），5-4-3、真空吸盘工装装配体（第三夹具）；

6、可折叠手柄，7、脚轮组件，7-1、脚轮安装板，7-2、万向轮，8、公接头，9、齿轮泵，10、法兰盘。

具体实施方式

以下将结合附图1~13，可更换实训台以齿轮泵组装搬运实训台为例，对本实用新型做详细说明。

本实用新型多功能工业机器人实训台包括工作桌1、工业机器人2、可更换实训台3和快换夹具装置5，工业机器人2活动安装在工作桌1一侧，可更换实训台3活动安装在工作桌1的另一侧，快换夹具装置5安装固定在可更换实训台3的相邻侧。工作桌1包括机架1-1、桌面板1-2和机柜1-3，所述桌面板1-2安装在机架1-1上，桌面板1-2下部设有中空的机柜1-3；在机柜1-3上装有前后的双开门1-4，门上装有拉手1-5；机柜1-3两侧还装有侧门1-6；机柜1-3底部装有底部托板1-7，使机柜1-3形成相对密闭的空间；机柜1-3内装有控制器，机柜1-3的一侧的侧门1-6上通过气动三联件安装板固定安装有气动三联件1-8。在机柜1-3下部的底部托板1-7四角装有四个脚轮组件7，所述脚轮组件7包括固定在底部托板1-7上的脚轮安装板7-1以及安装于脚轮安装板7-1上的万向轮7-2。

本实施例展示了可更换实训台3采用齿轮泵组装搬运实训台的情况，齿轮泵组装搬运实训台由实训台底板3-1和实训台机架3-2组成，所述实训台机架3-2采用铝合金机架，由四周铝合金件围成中空的矩形机架，所述实训台底板3-1通过螺丝安装在实训台机架3-2上；在齿轮泵组装搬运实训台的左上角装有一个活动实训台定位块3-3，活动实训台定位块3-3与齿轮泵组装搬运实训台的直角边相贴合，用于相对固定齿轮泵组装搬运实训台的位置；活动实训台定位块3-3通过螺栓固定在桌面板1-2上；齿轮泵组装搬运实训台的右侧突出于桌面板1-2，右侧台角通过实训台夹紧装置3-4夹紧、固定；所述实训台夹紧装置3-4包括实训台托板3-4-1、夹紧板3-4-2和锁紧螺栓3-4-3；所述实训台托板3-4-1通过螺丝固定在桌面板1-2侧边上，齿轮泵组装搬运实训台的台角放置在实训台托板3-4-1上；夹紧板3-4-2为互相垂直的直角板，在夹紧板3-4-2两边均开有螺孔，夹紧板3-4-2两边分别夹在台角两边，锁紧螺栓3-4-3穿过螺孔锁紧齿轮泵组装搬运实训台。为移动、安装方便，在实训台底板3-1两侧装有对称的可折叠手柄6。

在实训台底板3-1上开有若干个工件放置槽和装配工位，所述工件放置槽与齿轮泵装配的零部件截面形状相匹配，工件放置槽包括主动轮放置槽3-1-1、从动轮放置槽3-1-2、螺钉放置槽3-1-3、盖板放置槽3-1-4和泵体放置槽3-1-5，主动轮放置槽3-1-1用于放置主动轮3-1-11，从动轮放置槽3-1-2用于放置从动轮3-1-21，螺钉放置槽3-1-3用于放置螺钉3-1-31，盖板放置槽3-1-4用于放置盖板3-1-41，泵体放置槽3-1-5用于放置泵体3-1-51；装配工位包括第一装配工位3-1-6和第二装配工位3-1-7，均用于放置组装好的齿轮泵。

在实训台底板3-1上侧装有立库4，用于码垛组装好的工件，所述立库4包括支撑板4-1和放置板4-2，支撑板4-1嵌入安装在开设于实训台底板3-1上的安装槽，并在实训台底板3-1下部通过螺丝固定；在支撑板4-1上平行地装有若干横向放置板4-2；在放置板4-2上开有若干放置槽，用于嵌入放置装配好的工件。

在桌面板1-2的上部外侧安装固定有快换夹具装置5，所述快换夹具装置5包括气动母接头5-1、支架5-2、连接板5-3和夹具5-4；气动母接头5-1通过连接板5-3和夹具5-4相连接；所述支架5-2包括横板5-2-1、夹具插孔5-2-2、若干个U形槽5-2-3、左右对称的立柱5-2-4和加强板5-2-5；横板5-2-1的两端分别与立柱5-2-4相固定连接；所述U形槽5-2-3均匀地开设在横板5-2-1的一侧，在U形槽5-2-3的上侧均开有成对的夹具插孔5-2-2；横板5-2-1和立柱5-2-4之间设有加强板5-2-5；横板5-2-1、立柱5-2-4和加强板5-2-5之间通过固定螺丝相连接固定。在左右两根立柱5-2-4中下部均设有两个纵向排列的调节槽5-2-6，用于调节快换夹具装置5的高度。

所述夹具5-4均可以根据需要进行更换，而不限于本实施例中所述的夹具。本实施例中的夹具包括泵体搬运机械手5-4-1、真空吸盘工装装配体5-4-3和工件搬运手抓5-4-2。

泵体搬运机械手5-4-1包括机械手气缸和与机械手气缸相连的并列对称的两个泵体气抓，所述机械手气缸采用市售的气动平行手指气缸。

真空吸盘工装装配体5-4-3用于吸取盖板工件，真空吸盘工装装配体包括双吸盘安装板、双吸盘底板和真空吸盘，双吸盘安装板的端部与双吸盘底板中部相连，双吸盘底板的两端分别装有一个真空吸盘，形成双吸盘；所述真空吸盘采用市售的真空吸盘。

工件搬运手抓5-4-2包括手抓气缸和两个并列对称的手抓，所述手抓气缸采用市售的亚德客手指气缸，所述手抓采用市售的气抓。

所述气动三联件1-8采用市售的气动三联件，由过滤器、减压阀和油雾器三部分组成，所述气动三联件1-8与本实用新型所述的气缸相连，作为气源处理器使用。

工业机器人2采用市售的ABB多功能机器人，工业机器人通过机器人底座安装在桌面板上，可以根据需要进行替换；所述ABB多功能机器人具有6个轴，这6个轴两两活动连接，能实现旋转、弯曲和翻转功能；在工业机器人的臂端装有公接头8，所述公接头8与快换夹具装置5的气动母接头5-1相匹配。

本实用新型可以根据需要更换不同的实训台，本实施例的齿轮泵组装搬运实训台只是其中的一种，更换方便，只需要松开实训台夹紧装置3-4，然后通过可折叠手柄6搬走，再换另一种场景的实训台。

本实施例的实训台场景是模拟齿轮泵组装过程，并把组装好的产品搬运至小型立体仓库中。其装配过程包括如下步骤：

1）工业机器人的公接头8与快换夹具装置5上的第一气动母接头5-1-1连接；

2）工业机器人带动第一夹具5-4-1运动，第一夹具5-4-1抓取泵体3-1-51，并将泵体3-1-51搬运至第一装配工位3-1-6或者第二装配工位3-1-7（放置哪个工位由操作者决定），放置好以后，通过工业机器人带动第一夹具5-4-1返回初始位置，并将第一夹具5-4-1放回到快换夹具装置5的支架5-2上；

3）工业机器人的公接头8与快换夹具装置5上的第二气动母接头5-1-2连接；

4）工业机器人带动第二夹具5-4-2运动，第二夹具5-4-2抓取主动轮3-1-11，并将主动轮3-1-11搬运至步骤2）中泵体3-1-51放置的装配工位中与泵体3-1-51进行装配，装配好以后，通过工业机器人带动第二夹具5-4-2返回初始位置，并将第二夹具5-4-2放回到快换夹具装置5的支架上；

5）采取与步骤3）-步骤4）同样的步骤，装配从动轮3-1-21；

6）工业机器人的公接头8与快换夹具装置5上的第三气动母接头5-1-3连接；

7）工业机器人带动第三夹具5-4-3运动，第三夹具5-4-3抓取盖板3-1-41，并将盖板3-1-41搬运至步骤5）中从动轮3-1-21放置的装配工位中与其他工件进行装配，盖板3-1-41装配好以后，通过工业机器人带动第三夹具5-4-3返回初始位置，并将第三夹具5-4-3放回到快换夹具装置5的支架5-2上；

8）采取与步骤3）-步骤4）同样的步骤，装配螺钉3-1-31；

9）装配完成以后，工业机器人的公接头8与快换夹具装置5上的第一气动母接头5-1-1连接；工业机器人带动第一夹具5-4-1运动，第一夹具5-4-1抓取装配好的齿轮泵9，并将齿轮泵9搬运至立体仓库（立库）。

工业机器人快换夹具的过程和原则：正常情况下，没有工作时，公接头8安装在机器人第六轴的法兰盘10上，气动母接头与夹具5-4连接在一起，由于通常一公多母，本实施例中采用一公三母；在具体的使用中，可同时准备几套不同的夹具放置在夹具架上，根据完成不同的任务工业机器人带动公接头，与夹具架上相应的夹具气动母接头连接，然后带动该夹具去完成相应的任务。

该实用新型经过实际使用验证了使用方便、灵活，适用范围广的优点。

Claims

1.一种多功能工业机器人实训台，其特征在于：包括工作桌、工业机器人、可更换实训台和快换夹具装置，工业机器人活动安装在工作桌一侧，可更换实训台活动安装在工作桌的另一侧，快换夹具装置安装固定在可更换实训台的相邻侧；

工作桌包括机架、桌面板和机柜，所述桌面板安装在机架上，桌面板下部设有中空的机柜；在机柜上装有前后的双开门，门上装有拉手；机柜两侧还装有侧门；机柜底部装有底部托板，使机柜形成相对密闭的空间；机柜内装有控制器，机柜的一侧的侧门上通过气动三联件安装板固定安装有气动三联件；

可更换实训台由实训台底板和实训台机架组成，所述实训台机架采用铝合金机架，由四周铝合金件围成中空的矩形机架，所述实训台底板通过螺丝安装在实训台机架上；在可更换实训台的左上角装有一个活动实训台定位块，活动实训台定位块与可更换实训台的直角边相贴合，用于相对固定可更换实训台的位置；活动实训台定位块通过螺栓固定在桌面板上；可更换实训台的右侧突出于桌面板，右侧台角通过实训台夹紧装置夹紧、固定；所述实训台夹紧装置包括实训台托板、夹紧板和锁紧螺栓；所述实训台托板通过螺丝固定在桌面板侧边上，可更换实训台台角放置在实训台托板上；夹紧板为互相垂直的直角板，在夹紧板两边均开有螺孔，夹紧板两边分别夹在台角两边，锁紧螺栓穿过螺孔锁紧可更换实训台；

在实训台底板上开有若干个工件放置槽和装配工位，所述工件放置槽与待装配的零部件截面形状相匹配，工件放置在工件槽内，以备后继装配使用，装配工位用于将工件置于其内部进行装配；所述装配工位不少于2个，工件放置槽的数量不少于匹配放置4套工件；

在实训台底板上侧装有立库，用于码垛组装好的工件，所述立库包括支撑板和放置板，支撑板嵌入安装在开设于实训台底板上的安装槽，并在实训台底板下部通过螺丝固定；在支撑板上平行地装有若干横向放置板；在放置板上开有若干放置槽，用于嵌入放置装配好的工件；

2.根据权利要求1所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：在左右两根立柱中下部均设有若干个纵向排列的调节槽。

3.根据权利要求2所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：一根立柱上的调节槽最少设有两个。

4.根据权利要求1所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：所述连接板为L形。

5.根据权利要求1所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：所述气动母接头至少设有三个，相应的U形槽至少设有三个，气动母接头均放置在U形槽内，气动母接头的一端通过固定销插入夹具插孔中，起到安装和固定作用。

6.根据权利要求5所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：所述夹具包括双爪气抓、双头真空吸盘和三抓气抓；夹具分别通过连接板固定在一个气动母接头下方；气动母接头和夹具之间用气管相连接。

7.根据权利要求1所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：所述工业机器人采用ABB工业机器人。

8.根据权利要求1所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：在实训台底板两侧装有对称的可折叠手柄。

9.根据权利要求1所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：所述立库的放置板至少设有两层。

10.根据权利要求1所述的多功能工业机器人实训台，其特征在于：在机柜下部的底部托板四角装有四个脚轮组件，所述脚轮组件包括固定在底部托板上的脚轮安装板以及安装于脚轮安装板上的万向轮，所述万向轮采用一体式脚轮。