CN211388802U - 一种协作机器人综合实训工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种协作机器人综合实训工作站，包括：台架，其台面设有协作机器人系统、智能制造执行系统、快换放置架、工件摆放架以及可与协作机器人系统联动的实训系统，协作机器人系统包括协作机器人，智能制造执行系统与协作机器人系统进行通讯，快换放置架放置有不同类型的模块化设计的多个执行器，执行器与协作机器人的执行端适配，工件摆放架放置有不同类型的应用于实训的多个工件。本实用新型安全可靠、功能多样、操作简便，可以提高老师和同学的学习参与度，充分发挥工作站进行教学，培养学生的实操能力。

Description

一种协作机器人综合实训工作站

技术领域

本实用新型涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种协作机器人综合实训工作站。

背景技术

自动化设备多为贵重、精密设备，成本高，操作不当容易引起重大财产损失及人身安全事故。目前机器人实训，多数在工厂现场实训，存在较大安全风险，由于学生对自动化设备了解不够深入，实训中时有机床、机器人撞机事件，甚至人身事故；且实训内容简单、枯燥，学生的积极性不高，培养出来的学生，不能快速进入相关工作岗位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种协作机器人综合实训工作站，其安全可靠、功能多样、操作简便，可以提高老师和同学的学习参与度，充分发挥工作站进行教学，培养学生的实操能力。

针对上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种协作机器人综合实训工作站，包括台架，其台面设有协作机器人系统、智能制造执行系统、快换放置架、工件摆放架、电器控制平台以及可与所述协作机器人系统联动的实训系统；所述电器控制平台的一侧设有应用于接线实训的开放电器接线区，另一侧设有应用于电器编程实训和触摸屏界面设计的触摸控制屏；所述协作机器人系统包括协作机器人，所述智能制造执行系统与所述协作机器人系统进行通讯；所述快换放置架放置有不同类型的模块化设计的至少两个执行器，所述执行器与所述协作机器人的执行端适配；所述工件摆放架放置有不同类型的应用于实训的至少两个工件，所述工件摆放架整体呈扇形并包括径向设置且处于不同高度的第一扇形区域和第二扇形区域，所述第一扇形区域和所述第二扇形区域分别设有用于摆放所述工件的至少一个摆放位。

为了与协作机器人联动作曲面焊接模拟、轨迹绘图模拟、抛光模拟，所述实训系统包括应用于曲面焊接模拟或轨迹绘图模拟或抛光模拟的翻转台，所述翻转台包括电机、与所述电机连接的减速器以及与所述减速器连接的转板。

为了翻转台的定位和安装，所述翻转台还包括第一底板、连接于所述第一底板左侧的左支撑板、连接于所述第一底板右侧的右支撑板、所述转板通过轴承与所述左支撑板和所述右支撑板转动连接。

所述工件摆放架包括底架和连接于所述底架上方的台板，所述台板具有阶梯设计以形成所述第一扇形区域和所述第二扇形区域。通过上述结构，可以减少工件摆放架占用的空间。

作为优选的技术方案，所述工件包括沉孔工件、环工件、球面工件、方形工件、管焊接工件、板焊接工件、锥形工件、球头工件之中的至少一个。

为了输送零件进行实训，所述实训系统包括应用于智能视觉检测追踪实训或码垛实训或机器人装配实训或搬运实训的零件输送单元，所述零件输送单元包括推料气缸、与所述推料气缸连接并被其带动的推料板、设于所述推料板运动方向前方的进料滑道、设于所述进料滑道前方的输送线，所述进料滑道的顶部设有储料空间，其底部设有与所述储料空间连通的推料空间，所述推料板可伸入所述推料空间将零件推至所述输送线。

为了进行智能视觉检测追踪实训和码垛实训，所述实训系统还包括与所述零件输送单元配合应用于智能视觉检测追踪实训的视觉识别单元以及与所述零件输送单元配合应用于码垛实训的码垛平台。

所述执行器包括打磨执行器、绘画执行器、真空吸盘执行器、焊接执行器之中的至少一个，所述快换放置架包括第二底板和连接于所述第二底板的放置架支柱，所述放置架支柱形成多个放置单元，每个所述放置单元放置有一个所述执行器。通过对协作机器人更换不同的执行器，可以与不同的实训相互配合。

作为优选的技术方案，所述协作机器人的执行端为抓手，其设于所述协作机器人的末端，所述执行器可与所述抓手结合，所述协作机器人系统还包括示教盒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

(1)通过在台架的台面设置协作机器人系统、智能制造执行系统、快速放置架、工件摆放架、电器控制平台以及可与协作机器人系统联动的实训系统，从而提供一个开放式的平台，提高老师和学生的学习参与度，充分发挥工作站进行教学，具有功能多样、操作简便、稳定性高、安全可靠的特点，该工作站将智能工厂工况完整、详细小型化体现，有利于走进教室让学生对智能工厂增加了解，培养学生的实操能力。

(2)采用协作机器人进行实训，其在发生异常碰撞或安全力矩过载、速度异常时自动报警停机，有较高的安全性能。

(3)快换放置架放置有不同类型的模块化设计的多个执行器，执行器与协作机器人的执行端适配，由于执行器是模块化的设计，因此所有的执行器都可以安装在协作机器人的执行端，并且可以任意更换。而不同类型的执行器对应不同的实训项目，因此协作机器人可以通过更换不同的执行器从而参与不同的实训项目，使实训更加方便。

(4)工件摆放架放置有不同类型的应用于实训的多个工件，能够直接向学生展示实训中所应用的各种工件，从而可以增进学生对实训的理解，并提高其学习兴趣。工件摆放架整体呈扇形并包括径向设置且处于不同高度的第一扇形区域和第二扇形区域，第一扇形区域和第二扇形区域分别设有用于摆放工件的至少一个摆放位。这样设计可以更加合理、高效地利用空间，在尽可能地放置更多的工件的前提下，减少工件摆放架占用的空间。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的协作机器人综合实训工作站的立体图；

图2为本实用新型一实施例的协作机器人综合实训工作站另一角度的立体图；

图3为本实用新型一实施例的翻转台的立体图；

图4为本实用新型一实施例的翻转台的剖视图；

图5为本实用新型一实施例的工件摆放架的立体图；

图6为本实用新型一实施例的零件输送单元的立体图；

图7为本实用新型一实施例的快换放置架的立体图。

具体实施方式

为便于更好地理解本实用新型的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。此外，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图7所示，本实用新型一实施例的一种协作机器人综合实训工作站，包括台架 1，其台面设有协作机器人系统、智能制造执行系统2、快换放置架7、工件摆放架5、电器控制平台3以及可与协作机器人系统联动的实训系统。

通过在台架1的台面设置协作机器人系统、智能制造执行系统2、快速放置架、工件摆放架5、电器控制平台3以及可与协作机器人系统联动的实训系统，从而提供一个开放式的平台，提高老师和学生的学习参与度，充分发挥工作站进行教学，具有功能多样、操作简便、稳定性高、安全可靠的特点，该工作站将智能工厂工况完整、详细小型化体现，有利于走进教室让学生对智能工厂增加了解，培养学生的实操能力。

本实施例中，台架1由标准铝型材拼接而成，四周设有门板，方便内部器件安装。台架 1顶部设有各模块安装固定的螺孔及线缆过孔。

协作机器人系统包括协作机器人8，其在发生异常碰撞或安全力矩过载、速度异常时自动报警停机，有较高的安全性能。

智能制造执行系统2与协作机器人系统进行通讯。本实施例中，智能制造执行系统2为计算机，其安装在台架1的顶面左前方，方便人工操作。智能制造执行系统2可以使协作机器人系统执行相应命令。

快换放置架7放置有不同类型的模块化设计的多个执行器，执行器与协作机器人8的执行端适配。由于执行器是模块化的设计，因此所有的执行器都可以安装在协作机器人8的执行端，并且可以任意更换。而不同类型的执行器对应不同的实训项目，因此协作机器人8可以通过更换不同的执行器从而参与不同的实训项目，使实训更加方便。

工件摆放架5放置有不同类型的应用于实训的多个工件，能够直接向学生展示实训中所应用的各种工件，从而可以增进学生对实训的理解，并提高其学习兴趣。

电器控制平台3的一侧设有应用于接线实训的开放电器接线区31，另一侧设有应用于电器编程实训和触摸屏界面设计的触摸控制屏32。开放电器接线区31具有多个接口，可以使学生进行接线实训。学生可以通过触摸，从而在触摸控制屏32进行电器编程实训和触摸屏界面设计实训。电器控制平台3还设有指示灯33和相关控制按钮34。

实训系统包括应用于曲面焊接模拟或轨迹绘图模拟或抛光模拟的翻转台4，翻转台4包括电机48、与电机48连接的减速器47以及与减速器47连接的转板44，电机48的外围设有电机罩46。电机48可以带动转板44翻转。在作曲面焊接模拟、轨迹绘图模拟、抛光模拟时，翻转台4和协作机器人8联动。

为了翻转台4的定位和安装，翻转台4还包括第一底板41、连接于第一底板41左侧的左支撑板42、连接于第一底板41右侧的右支撑板45、转台通过轴承43与左支撑板42和右支撑板45转动连接。

工件摆放架5整体呈扇形并包括径向设置且处于不同高度的第一扇形区域5a和第二扇形区域5b，第一扇形区域5a和第二扇形区域5b分别设有用于摆放工件的至少一个摆放位。这样设计可以更加合理、高效地利用空间，在尽可能地放置更多的工件的前提下，减少工件摆放架5占用的空间。

工件摆放架5包括底架51和连接于底架51上方的台板52，台板52具有阶梯设计以形成第一扇形区域5a和第二扇形区域5b。由于形成阶梯，一方面使得第一扇形区域5a和第二扇形区域5b明显区分开，可以根据工件的类别、性质或结构在不同的扇形区域摆放不同类型的工件，另一方面可以减少工件摆放架5整体占用的空间。本实施例中，工件包括沉孔工件 53、环工件54、球面工件55、方形工件56、管焊接工件57、板焊接工件58、锥形工件59、球头工件510，其中，第一扇形区域5a摆放有沉孔工件53、环工件54和球面工件55。第二扇形区域5b摆放有方形工件56、管焊接工件57、板焊接工件58、锥形工件59、球头工件 510。在其他实施例中，还可以包括其他类型的工件，第一扇形区域5a和第二扇形区域5b摆放的工件也可以有其他组合。

实训系统还包括应用于智能视觉检测追踪实训或码垛实训或机器人装配实训或搬运实训的零件输送单元6，零件输送单元6为上述实训输送零件。零件输送单元6包括第一支柱61、连接于第一支柱61上方的固定板62、固定于固定板62的推料气缸63、与推料气缸63连接并被其带动的推料板64、设于推料板64运动方向前方的进料滑道65、设于进料滑道65前方的输送线69、为输送线69提供支撑作用的第二支柱66、带动输送线69运动的驱动电机67 以及控制驱动电机67运动的电机控制盒68。进料滑道65的顶部设有储料空间651，其底部设有与储料空间651连通的推料空间652，推料板64可伸入推料空间652将零件推至输送线 69。

零件输送单元6的工作过程为：储料空间651内放置有料堆，且料堆底部的零件进入推料空间652，推料气缸63带动推料板64运动，推料板64在推料空间652内将零件推至输送线69，输送线69在驱动电机67的带动下输送零件。

协作机器人8可以对输送线69上的零件进行装配，从而提供机器人装配实训。

实训系统还包括与零件输送单元6配合应用于智能视觉检测追踪实训的视觉识别单元10 以及与零件输送单元6配合应用于码垛实训的码垛平台9。视觉识别单元10包括固定于台面的固定架101和设于固定架101的用于视觉识别的视觉摄像头102。通过视觉摄像头102，视觉识别单元10可以对输送线69上的零件或装配好的零件进行视觉识别，以检测零件是否存在缺陷。通过零件输送单元6、协作机器人8和码垛平台9三者的配合，可以进行码垛实训。

本实施例中，执行器包括打磨执行器73、绘画执行器74、真空吸盘执行器75、焊接执行器76。在其他实施例中，执行器的数量和类型可以根据需要进行选择，也可以增加其他类型的执行器。快换放置架7包括第二底板71和连接于第二底板71的放置架支柱72，放置架支柱72形成多个放置单元，每个放置单元放置有一个执行器。

协作机器人8的执行端为抓手82，其设于协作机器人8的末端，执行器可与抓手82结合。可以根据具体的实训项目，将对应的执行器安装于抓手82。例如，需要进行焊接实训时，则需要将焊接执行器76安装于抓手82。本实施例中，协作机器人系统还包括可以控制协作机器人8动作的示教盒81。

以上详细说明仅为本实用新型之较佳实施例的说明，非因此局限本实用新型之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims (9)

1.一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于，包括：

台架，其台面设有协作机器人系统、智能制造执行系统、快换放置架、工件摆放架、电器控制平台以及可与所述协作机器人系统联动的实训系统；

所述电器控制平台的一侧设有应用于接线实训的开放电器接线区，另一侧设有应用于电器编程实训和触摸屏界面设计的触摸控制屏；

所述协作机器人系统包括协作机器人，所述智能制造执行系统与所述协作机器人系统进行通讯；

所述快换放置架放置有不同类型的模块化设计的至少两个执行器，所述执行器与所述协作机器人的执行端适配；

所述工件摆放架放置有不同类型的应用于实训的至少两个工件，所述工件摆放架整体呈扇形并包括径向设置且处于不同高度的第一扇形区域和第二扇形区域，所述第一扇形区域和所述第二扇形区域分别设有用于摆放所述工件的至少一个摆放位。

2.根据权利要求1所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述实训系统包括应用于曲面焊接模拟或轨迹绘图模拟或抛光模拟的翻转台，所述翻转台包括电机、与所述电机连接的减速器以及与所述减速器连接的转板。

3.根据权利要求2所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述翻转台还包括第一底板、连接于所述第一底板左侧的左支撑板、连接于所述第一底板右侧的右支撑板、所述转板通过轴承与所述左支撑板和所述右支撑板转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述工件摆放架包括底架和连接于所述底架上方的台板，所述台板具有阶梯设计以形成所述第一扇形区域和所述第二扇形区域。

5.根据权利要求1所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述工件包括沉孔工件、环工件、球面工件、方形工件、管焊接工件、板焊接工件、锥形工件、球头工件之中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述实训系统包括应用于智能视觉检测追踪实训或码垛实训或机器人装配实训或搬运实训的零件输送单元，所述零件输送单元包括推料气缸、与所述推料气缸连接并被其带动的推料板、设于所述推料板运动方向前方的进料滑道、设于所述进料滑道前方的输送线，所述进料滑道的顶部设有储料空间，其底部设有与所述储料空间连通的推料空间，所述推料板可伸入所述推料空间将零件推至所述输送线。

7.根据权利要求6所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述实训系统还包括与所述零件输送单元配合应用于智能视觉检测追踪实训的视觉识别单元以及与所述零件输送单元配合应用于码垛实训的码垛平台。

8.根据权利要求1所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述执行器包括打磨执行器、绘画执行器、真空吸盘执行器、焊接执行器之中的至少一个，所述快换放置架包括第二底板和连接于所述第二底板的放置架支柱，所述放置架支柱形成多个放置单元，每个所述放置单元放置有一个所述执行器。

9.根据权利要求1所述的一种协作机器人综合实训工作站，其特征在于：所述协作机器人的执行端为抓手，其设于所述协作机器人的末端，所述执行器可与所述抓手结合，所述协作机器人系统还包括示教盒。

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