CN212031998U - 一种工业机器人电气与机械装调实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业机器人电气与机械装调实训平台，包括控制台以及受控制台控制的执行机构；所述控制台包括第一柜体以及设置在第一柜体上的电气操作台，该电气操作台上安装有工业机器人伺服驱动器、PLC模块、IO板、运动控制器、电源模块、触摸屏和示教器，所述执行机构包括第二柜体以及设置在第二柜体上的实训台，该实训台上安装有工业机器人；本申请实训平台可用于完成工业机器人控制系统装调、工业机器人零点标定、工业机器人故障诊断与维修等实训操作，电气模块均安装在电气操作台上，结构紧凑，布局合理。

Description

一种工业机器人电气与机械装调实训平台

技术领域

本实用新型涉及教学器具技术领域，具体涉及一种工业机器人电气与机械装调实训平台。

背景技术

随着机器人产业的发展，越来越多的学校开设了机器人相关专业课程，以培养掌握机器人操作、调试、维修的人才，而操作实训是机器人学习的一个重要组成部分。现有的机器人实训装置主要集中在机器人的应用方面，而关于机器人的调试、维修等的实训装置较少。公开号为CN110211477A的中国实用新型专利公开了“一种工业机器人装调维修实训系统”，其包括六自由度可拆装工业机器人本体、机械装调维修实验台、电气装调控制柜、工具车及工具、编程计算机、工业机器人故障智能训练系统；其中六自由度可拆装工业机器人本体位于机械装调维修实验台上，工具放置于工具车上，编程计算机和电气装调控制柜通过以太网连接，六自由度可拆装工业机器人本体和电气装调控制柜通过电机动力线航空插头相连。虽然通过该实训系统能够进行教学演示、实训等功能，但是其编程计算机、电气装调控制柜、机械装调维修实验台、工具车及工具等均为分开布置，结构不紧凑，操作不方便。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种结构紧凑的工业机器人电气与机械装调实训平台。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种工业机器人电气与机械装调实训平台，包括控制台以及受控制台控制的执行机构；所述控制台包括第一柜体以及设置在第一柜体上的电气操作台，该电气操作台上安装有工业机器人伺服驱动器、PLC模块、IO板、运动控制器、电源模块、触摸屏和示教器，所述执行机构包括第二柜体以及设置在第二柜体上的实训台，该实训台上安装有工业机器人。

进一步，还包括线槽，该线槽安装在电气操作台上，其包括第一线槽、第二线槽、第三线槽和第四线槽；所述第一线槽、第二线槽、第三线槽和第四线槽首尾相接，围合形成四边形安装区域，将电气操作台分割为位于四边形安装区域内的第一安装区以及位于四边形安装区域外的第二安装区；所述触摸屏和示教器安装在第二安装区内，所述工业机器人伺服驱动器、PLC模块、IO板和电源模块安装在第一安装区内。

进一步，还包括继电器，该继电器安装在第一安装区，所述IO板为两个，分别为第一IO板和第二IO板。

进一步，所述线槽还包括第五线槽、第六线槽、第七线槽、第八线槽和第九线槽，所述第五线槽沿第一安装区竖向设置，将第一安装区分割为左右两个区域，所述第六线槽和第七线槽平行设置在第一安装区的右区域，将其由上至下分割为右一区、右二区和右三区，所述第九线槽的长度小于第八线槽的长度，第九线槽和第八线槽平行设置在第一安装区的左区域，将其分割为左一区、左二区、左三区和左四区；所述电源模块、PLC模块和继电器对应安装在右一区、右二区和右三区，所述工业机器人伺服驱动器、第一IO板、第二IO板和运动控制器对应安装在左一区、左二区、左三区和左四区。

进一步，所述电源模块包括空开、交流接触器和开关电源。

进一步，还包括滤波器，该滤波器安装在左一区。

进一步，所述操作台上还安装有报警器、急停按钮、电源开关和电源指示灯。

进一步，所述线槽包括U型槽和盖板，所述盖板卡扣配合的方式扣合在U型槽上。

进一步，所述U型槽的底部固定在安装板上，沿U型槽的长度方向、且位于U型槽的两侧间隔设有多个条形孔。

进一步，所述操作台倾斜设置。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请实施例所提供的工业机器人电气与机械装调实训平台结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的控制台结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的第一安装区布置图；

图4为本申请实施例所提供的线槽结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的电气原理图。

其中，控制柜1、第一柜体11、电气操作台12、第二安装区121、右一区1221、右二区1222、右三区1223、左一区1224、左二区1225、左三区1226、左四区1227、继电器130、工业机器人伺服驱动器131、滤波器132、电源模块133、PLC模块134、触摸屏135、示教器136、第一IO板137、第二IO板138、运动控制器139、线槽14、第一线槽141、第二线槽142、第三线槽143、第四线槽144、第五线槽145、第六线槽146、第七线槽147、第八线槽148、第九线槽149、U型槽1401、盖板1402、条形孔1403、滚轮15、支脚16、执行机构2、第二柜体21、实训台22、工业机器人23。

具体实施方式

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、方法，但并不包含对功能、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

参见图1～图5，一种工业机器人电气与机械装调实训平台，包括控制台和执行机构2；所述控制台包括第一柜体11以及设置在第一柜体11上的电气操作台12，该电气操作台12上安装有工业机器人伺服驱动器131、PLC模块134、IO板、运动控制器139、电源模块133、触摸屏135和示教器136，所述执行机构2包括第二柜体21以及设置在第二柜体21上的实训台22，该实训台22上安装有工业机器人23；所述电源模块133分别与PLC模块134、IO板、运动控制器139、工业机器人伺服驱动器131和触摸屏135连接，所述PLC模块134分别与触摸屏135、工业机器人伺服驱动器131和IO板连接，所述运动控制器139分别与示教器136、IO板和工业机器人23连接，所述工业机器人伺服驱动器131与工业机器人23连接。

本申请实训平台包括控制台和执行机构2，控制台包括第一柜体11以及设置在第一柜体11上的电气操作台12，该电气操作台12上安装有工业机器人伺服驱动器131、PLC模块134、IO板、运动控制器139、电源模块133、触摸屏135和示教器136，通过线路与安装在执行机构2第二柜体21上的工业机器人23连接，用于控制机器人动作，可用于完成工业机器人23控制系统装调、工业机器人23零点标定、工业机器人23故障诊断与维修等实训操作，电气PLC模块134均安装在电气操作台12上，结构紧凑，布局合理。

优选的，还包括继电器130，该继电器130与IO板连接，IO板为两个，包括第一IO板和第二IO板。

优选的，还包括线槽14，该线槽14包括第一线槽141、第二线槽142、第三线槽143和第四线槽144；第一线槽141、第二线槽142、第三线槽143和第四线槽144首尾相接，围合形成四边形安装区域，将电气操作台12分割为位于四边形安装区域内的第一安装区以及位于四边形安装区域外的第二安装区121；触摸屏135和示教器136安装在第二安装区121内，工业机器人伺服驱动器131、PLC模块134、IO板和电源模块133安装在第一安装区内。

线槽14还包括第五线槽145、第六线槽146、第七线槽147、第八线槽148和第九线槽149，第五线槽145沿第一安装区竖向设置，将第一安装区分割为左右两个区域，第六线槽146和第七线槽147平行设置在第一安装区的右区域，将其由上至下分割为右一区1221、右二区1222和右三区1223，第九线槽149的长度小于第八线槽148的长度，第九线槽149和第八线槽148平行设置在第一安装区的左区域，将其分割为左一区1224、左二区1225、左三区1226和左四区1227，左二区1225、左三区1226和左四区1227呈品字型布置；电源模块133、PLC模块134和继电器130对应安装在右一区1221、右二区1222和右三区1223，工业机器人伺服驱动器131、第一IO板、第二IO板和运动控制器139对应安装在左一区1224、左二区1225、左三区1226和左四区1227。

通过线槽14将电气操作台12分割为多个电气PLC模块134安装区域，使电气PLC模块134安装更加规范，布局更加合理，并且方便各电气PLC模块134的走线，线路整洁而合理。

在一种示例性实施例中，线槽14包括U型槽1401和盖板1402，盖板1402卡扣配合的方式扣合在U型槽1401上。安装时，U型槽1401的底部通过螺栓固定在电气操作台12上，沿U型槽1401的长度方向、且位于U型槽1401的两侧间隔设有多个条形孔1403。线槽14上条形孔1403的设置，即方便各电气PLC模块134的线路由条形孔1403穿入线槽14内，又有利于散热。

电气操作台12倾斜设置，以方便操作。具体的，电气操作台12与水平方向的夹角可设置为60°。

本申请中的工业机器人伺服驱动器131、PLC模块134、IO板、运动控制器139、电源模块133、触摸屏135、示教器136和工业机器人23均为现有产品。电源模块133包括依次连接的空开、交流接触器和开关电源，空开采用正泰的漏电开关，型号为DZ47LE-32，额定电流为20A，其一端与市电连接，另一端依次连接交流接触器和开关电源；交流接触器型号为CJX20910；开关电源分别与PLC模块134、IO板、运动控制器139、工业机器人伺服驱动器131和触摸屏135连接，将220V市电转换为24V低电压供电。PLC模块134分别与触摸屏135、工业机器人伺服驱动器131和IO板通讯，工业机器人伺服驱动器131与机器人工作站通讯，运动控制器139分别与示教器136、IO板和工业机器人23通讯。PLC模块134可采用西门子S7-200。继电器130连接在IO板上，其型号为ZYS4N-J。工业机器人伺服驱动器131为六个。

还可以包括滤波器132，该滤波器132连接在电源模块133上，电源模块133通过滤波器132分别与PLC模块134、触摸屏135、工业机器人伺服驱动器131、IO板和运动控制器139连接。滤波器132可以安装在左一区1224内。

优选的，在操作台上还安装有报警器、急停按钮、电源开关和电源指示灯，报警器、急停按钮、电源开关和电源指示灯与电源模块133和PLC模块134连接。报警器、急停按钮、电源开关和电源指示灯可安装在第二安装区121、且位于触摸屏135与示教器136之间。

优选的，在第一柜体11和第二柜体21的底部还固定安装有滚轮15，以方便第一柜体11和第二柜体21移动。在第一柜体11和第二柜体21的底部还固定安装有支脚16，支脚16对应于滚轮15安装，支脚16的高度可调节设置，不需要移动控制台和执行机构2时，调整支脚16高度使其支撑控制台和执行机构2，防止控制台和执行机构2移动；在需要移动控制台和执行机构2时，调整支脚16高度，使滚轮15支撑在地面上，通过推动控制或和执行机构2实现移动。为了便于线路与执行机构2的工业机器人23连接，在第一柜体11的侧壁还开设有供线路通过的过线孔。

工业机器人23为可拆装式机器人，主要由BRTIRUS0805A型工业机器人23构成。其主要参数为：臂展940mm，额定负载5Kg，重复定位精度±0.05mm，机器人末端可配置吸盘、夹爪等夹具，广泛应用在搬运、装配、注塑取件，上下料、冲压装配等领域。

通过可拆装式工业机器人23，可完成工业机器人23关节轴结构件、谐波减速机及线束的装配，机器人关节轴装配工艺质量检测、机器人装配质量调整及优化等实训操作。

通过PLC模块134、运动控制器139、工业机器人伺服驱动器131、IO板、触摸屏135和示教器136，可进行工业机器人23电气系统安装与调试实训。具体包括：1、可根据电气原理图进行运动控制器139、工业机器人伺服驱动器131、IO板等通讯PLC模块134以及电气元器件线路连接实训操作；2、可进行工业机器人伺服驱动器131及控制系统参数设置与调整实训操作；3、可进行通电前检查的实训操作；4、可对机器人电气部分进行调试并对电气控制部分设定的故障进行判断并排除的实训操作。

通过PLC模块134、运动控制器139、工业机器人伺服驱动器131、IO板、触摸屏135、示教器136、电源开关、急停开关和工业机器人23，可进行工业机器人23机电联调实训操作以及工业机器人23与PLC控制联调实训操作。具体的，工业机器人23机电联调实训操作包括：1、工业机器人23单轴运转和多轴联动运转测试；2、工业机器人23机械零点标定；3、工业机器人23与PLC控制联调。工业机器人23与PLC控制联调实训操作包括：1、PLC编程软件操作，程序导入和在线监控；2、通过触摸屏135调用机器人功能子程序，并控制机器人运行。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，包括控制台以及受控制台控制的执行机构(2)；所述控制台包括第一柜体(11)以及设置在第一柜体(11)上的电气操作台(12)，该电气操作台(12)上安装有工业机器人伺服驱动器(131)、PLC模块(134)、IO板、运动控制器(139)、电源模块(133)、触摸屏(135)和示教器(136)，所述执行机构(2)包括第二柜体(21)以及设置在第二柜体(21)上的实训台，该实训台上安装有工业机器人(23)。

2.根据权利要求1所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，还包括线槽(14)，该线槽(14)安装在电气操作台(12)上，其包括第一线槽(141)、第二线槽(142)、第三线槽(143)和第四线槽(144)；所述第一线槽(141)、第二线槽(142)、第三线槽(143)和第四线槽(144)首尾相接，围合形成四边形安装区域，将电气操作台(12)分割为位于四边形安装区域内的第一安装区以及位于四边形安装区域外的第二安装区(121)；所述触摸屏(135)和示教器(136)安装在第二安装区(121)内，所述工业机器人伺服驱动器(131)、PLC模块(134)、IO板和电源模块(133)安装在第一安装区内。

3.根据权利要求2所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，还包括继电器(130)，该继电器(130)安装在第一安装区，所述IO板为两个，分别为第一IO板和第二IO板。

4.根据权利要求3所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，所述线槽(14)还包括第五线槽(145)、第六线槽(146)、第七线槽(147)、第八线槽(148)和第九线槽(149)，所述第五线槽(145)沿第一安装区竖向设置，将第一安装区分割为左右两个区域，所述第六线槽(146)和第七线槽(147)平行设置在第一安装区的右区域，将其由上至下分割为右一区(1221)、右二区(1222)和右三区(1223)，所述第九线槽(149)的长度小于第八线槽(148)的长度，第九线槽(149)和第八线槽(148)平行设置在第一安装区的左区域，将其分割为左一区(1224)、左二区(1225)、左三区(1226)和左四区(1227)；所述电源模块(133)、PLC模块(134)和继电器(130)对应安装在右一区(1221)、右二区(1222)和右三区(1223)，所述工业机器人伺服驱动器(131)、第一IO板、第二IO板和运动控制器(139)对应安装在左一区(1224)、左二区(1225)、左三区(1226)和左四区(1227)。

5.根据权利要求1所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，所述电源模块(133)包括空开、交流接触器和开关电源。

6.根据权利要求4所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，还包括滤波器(132)，该滤波器(132)安装在左一区(1224)。

7.根据权利要求1所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，所述操作台上还安装有报警器、急停按钮、电源开关和电源指示灯。

8.根据权利要求2所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，所述线槽(14)包括U型槽(1401)和盖板(1402)，所述盖板(1402)卡扣配合的方式扣合在U型槽(1401)上。

9.根据权利要求8所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，所述U型槽(1401)的底部固定在安装板上，沿U型槽(1401)的长度方向、且位于U型槽(1401)的两侧间隔设有多个条形孔(1403)。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的工业机器人电气与机械装调实训平台，其特征在于，所述操作台倾斜设置。

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