CN215007195U - 一种用于教学展示的模块化零件加工系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于教学展示的模块化零件加工系统，包括：AGV移动协作式机器人，以及激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备依序并排设置，AGV移动协作式机器人包括：设置于机器人上的视觉设备、环境监测装置、激光雷达装置以及多轴机械臂，所述激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备分别包括作业区，每个作业区对应设置有工装夹具用于固定工件以使当前设备能对工件进行加工，所述工装夹具设置有感测器，感测器用于感测当前工装夹具是否有工件并将感测结果传输至所述AGV移动协作式机器人，所述AGV移动协作式机器人基于感测器的感测结果抓取工件并根据激光雷达装置规划的路径在激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备之间移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学工具技术领域，尤其涉及一种用于教学展示的模块化零件加工系统。
背景技术
随着经济发展、工业4.0以及智能制造概念的普及，工业机器人在国内得到飞速发展。随之而来的是对工业机器人技术人才的迫切需求。
工业机器人的学习实训课程是人才培养过程中的重要一环，在学习过程中应遵循以学生为中心、以培养学生实践能力为中心的原则，通常实训学习让学生掌握基本的工业机器人工作原理和操作原理相关知识，但是，学生通常无法到现场去操作工业机器人，而单纯的老师讲解下，学生往往无法直观的去感受，导致学生无法真正掌握知识点并无法学以致用。在上述背景下，工业机器人的教学工具应运而生，通过教学工具使得学生能够更好的进行工业机器人的实训学习。但是，目前通用的工业机器人教学工具至少具有以下几点缺陷：
工业机器人教学工具的教学动作较为单一，在工业机器人发展迅速的情况下，往往教学工具落后于实践使用的机器人，而导致当学生完成学习后，进入工作中时，往往难以学以致用；
工业机器人的教学对象单一，往往只能对纯机器人操作进行学习，而无法将机器人与周边设备联动方式进行学习。
为了解决上述问题的一个或多个方面，迫切需要一种更加新式和先进的工业机器人教学工具，以便更好的完成教学工作。
实用新型内容
为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种用于教学展示的模块化零件加工系统。
一种用于教学展示的模块化零件加工系统，包括：
AGV移动协作式机器人，包括：设置于AGV移动协作式机器人上的视觉设备、环境监测装置、激光雷达装置以及多轴机械臂，所述视觉设备用于扫描工作站的工件；所述环境监测装置设置于所述AGV移动协作式机器人上且用于监测周围环境信息；所述激光雷达装置连接于所述环境监测装置，所述激光雷达装置根据所述环境监测装置的检测结果以进行实时地图构建与定位、在构建的所述地图上进行路径规划，所述多轴机械臂末端的夹持机构用于抓取工件；以及
激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备依序并排设置；所述激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备分别包括作业区，每个作业区对应设置有工装夹具用于固定工件以使当前设备能对工件进行加工，所述工装夹具设置有感测器，感测器用于感测当前工装夹具是否有工件并将感测结果传输至所述AGV 移动协作式机器人，所述AGV移动协作式机器人基于感测器的感测结果抓取工件并根据激光雷达装置规划的路径在激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备之间移动。
在一个优选实施方式中，所述AGV移动协作式机器人是将激光切割设备加工后的零件夹取移动至弧焊设备，以及能将弧焊设备加工后的零件夹取移动至所述点焊设备。
在一个优选实施方式中，所述路径上还规划有对AGV移动协作式机器人进行充电的充电站。
在一个优选实施方式中，所述充电站位于规划路径的起始端。
在一个优选实施方式中，所述AGV移动协作式机器人能抓取的负载不超过3KG。
在一个优选实施方式中，所述弧焊工作站包括并排设置的六轴弧焊工作站以及七轴弧焊工作站，六轴弧焊工作站及七轴弧焊工作站分别设置有六轴弧焊设备及七轴弧焊设备。
在一个优选实施方式中，所述环境监测装置包括红外传感器及超声波传感器，所述红外传感器检测周围是否有障碍物，所述超声波传感器检测障碍物的距离。
与现有技术相比较，本实用新型提供的一种用于教学展示的模块化零件加工系统，通过AGV移动协作式机器人与激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备配合实现零件的加工，使得整个教学功能开放度高、可操作性强，且外围设备丰富，能够将机器人与周边设备结合进行教学展示。最大程度的让学生了解工业中应用最为广泛的行业功能，最大程度还原了各个功能应用的真实程度，使学生在课堂操作应用上就如同在实际工作现场，能使学生工作后从容不迫的应对实际发生的各个状况。同时，整体教学平台采用各单元独立设计，以机器人单元为核心器件，并配合功能模块单元的设计方式，使得可以根据不同的学习任务和教学动作对功能模块单元进行选择，并提高了教学动作的丰富性和层次性。
附图说明
图1是本实用新型提供的用于教学展示的模块化零件加工系统的结构示意图。
图2是图1提供的用于教学展示的模块化零件加工系统包括的AGV移动协作式机器人的一个示意图。
图3是图1提供的用于教学展示的模块化零件加工系统包括的AGV移动协作式机器人的又一个示意图。
用于教学展示的模块化零件加工系统100
AGV移动协作式机器人1
视觉设备10
多轴机械臂12
夹持结构14
激光切割设备2
弧焊设备3
点焊设备4
充电站5
作业区6
六轴弧焊设备31
七轴弧焊设备33
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1-3，本实用新型提供的一种用于教学展示的模块化零件加工系统100，包括：AGV移动协作式机器人1、激光切割设备2、弧焊设备3 以及点焊设备4。
所述AGV移动协作式机器人1包括：设置于AGV移动协作式机器人1 上的视觉设备10、环境监测装置、激光雷达装置以及多轴机械臂12以及位于多轴机械臂12末端的夹持结构14。
所述视觉设备10用于识别工装夹具中的工件。在本实施方式中，所述视觉设备10是相机。
所述环境监测装置设置于所述AGV移动协作式机器人1上且用于监测周围环境信息。
所述激光雷达装置连接于所述环境监测装置，所述激光雷达装置根据所述环境监测装置的检测结果以进行实时地图构建与定位、在构建的所述地图上进行路径规划。在本实施方式中，环境监测装置及激光雷达装置均可以采用RPLIDAR-A2单线激光扫描雷达。
所述多轴机械臂12用于抓取工件。所述多轴机械臂12可以是六轴机械臂。在本实施方式中，所述多轴机械臂12能抓取的负载不超过3KG。如此，采用小负载的多轴机械臂12能降低系统的成本。
所述激光切割设备2、弧焊设备3以及点焊设备4依序并排设置。激光切割设备2、弧焊设备3以及点焊设备4各自通过PLC控制系统独立控制。
所述激光切割设备2、弧焊设备3以及点焊设备4分别包括作业区6。每个作业区6对应设置有工装夹具用于固定工件以使当前设备能对工件进行加工。所述工装夹具设置有感测器。所述感测器用于感测当前工装夹具是否有工件并将感测结果传输至所述AGV移动协作式机器人1。在本实施方式中，作业区6仅是用作示意，可以根据加工设备的结构具体设置作业区6的形状及工装夹具的结构，只要能达到本案的技术效果即可。所以，在本实施方式中，各个作业区6并未设置成完全一致，工装夹具也为示意。
所述AGV移动协作式机器人1基于感测器的感测结果抓取工件并根据激光雷达装置规划的路径在激光切割设备2、弧焊设备3以及点焊设备4之间移动。在本实施方式中，所述AGV移动协作式机器人1是将激光切割设备2加工后的零件夹取移动至弧焊设备3，以及能将弧焊设备3加工后的零件夹取移动至所述点焊设备4。
在本实施方式中，所述路径上还设置有对AGV移动协作式机器人1进行充电的充电站5。在本实施方式中，所述充电站5位于规划路径的起始端。
在本实施方式中，所述弧焊设备3包括并排设置的六轴弧焊机器人及七轴弧焊机器人。在此，并列六轴弧焊机器人及七轴弧焊机器人，是能向学生分别展示六轴弧焊机器人及七轴弧焊机器人的作动过程。在本实施中，激光切割设备2、点焊设备4、及弧焊设备3均为习知结构，在此未详细赘述上述设备的具体结构。
在一个优选实施方式中，所述环境监测装置包括红外传感器及超声波传感器，所述红外传感器检测周围是否有障碍物，所述超声波传感器检测障碍物的距离。
本实用新型提供的一种用于教学展示的模块化零件加工系统100的工作原理是：机器人能根据规划的工作路径运动，从原材料料架(图未示)夹取待加工的工件运动至激光切割设备2的作业区6，将该工件放置于当前的工装夹具并在激光切割设备2的一侧待命，所述工装夹具的感测器感测到工件的放入执行夹持固定动作并将感测信号传输给激光切割设备2。所述激光切割设备2对工件进行切割加工，切割完毕，发送信号至工装夹具以及AGV移动协作式机器人1，所述工装夹具松开工件，所述AGV移动协作式机器人 1从所述工装夹具中取出工件并根据预选规划的路径移动至弧焊设备3并在弧焊设备3的一侧待命，所述弧焊设备3的工装夹具的感测器感测到工件的放入以执行夹持固定动作并将感测信号传输给弧焊设备3。所述弧焊设备3 对工件进行焊接，焊接完毕，发送信号至当前的工装夹具以及AGV移动协作式机器人1，当前的所述工装夹具松开工件，所述AGV移动协作式机器人 1从所述工装夹具中取出工件移动至点焊设备4，焊接完毕，发送信号至当前的工装夹具以及AGV移动协作式机器人1，当前的所述工装夹具松开工件，所述AGV移动协作式机器人1从所述工装夹具中取出工件移动投放至成品料架，并再次回到原材料料架的位置，如此重复。
综上所述，本实用新型提供的一种用于教学展示的模块化零件加工系统 100，通过AGV移动协作式机器人1与激光切割设备2、弧焊设备3以及点焊设备4配合实现零件的加工，利用AGV移动协作式机器人1展示机器人的自行走动作、夹持动作以及放置动作，使得整个教学功能开放度高、可操作性强，且外围设备丰富，能够将机器人与周边设备结合进行教学展示。最大程度的让学生了解工业中应用最为广泛的行业功能，最大程度还原了各个功能应用的真实程度，使学生在课堂操作应用上就如同在实际工作现场，能使学生工作后从容不迫的应对实际发生的各个状况。同时，整体教学平台采用各单元独立设计，以机器人单元为核心器件，并配合功能模块单元的设计方式，使得可以根据不同的学习任务和教学动作对功能模块单元进行选择，并提高了教学动作的丰富性和层次性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (7)
1.一种用于教学展示的模块化零件加工系统，其特征在于，包括：
AGV移动协作式机器人，包括：设置于机器人上的视觉设备、环境监测装置、激光雷达装置以及多轴机械臂，所述视觉设备用于扫描工作站的工件；所述环境监测装置设置于所述AGV移动协作式机器人上且用于检测周围环境信息；所述激光雷达装置连接于所述环境监测装置以进行路径规划，所述多轴机械臂用于抓取工件；以及，
激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备依序并排设置；所述激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备分别包括作业区，每个作业区对应设置有工装夹具用于固定工件以使当前设备能对工件进行加工，所述工装夹具设置有感测器，感测器用于感测当前工装夹具是否有工件并将感测结果传输至所述AGV移动协作式机器人，所述AGV移动协作式机器人基于感测器的感测结果抓取工件并根据激光雷达装置规划的路径在激光切割设备、弧焊设备以及点焊设备之间移动。
2.根据权利要求1所述的用于教学展示的模块化零件加工系统，其特征在于：所述AGV移动协作式机器人是将激光切割设备加工后的零件夹取移动至弧焊设备，以及能将弧焊设备加工后的零件夹取移动至所述点焊设备。
3.根据权利要求1所述的用于教学展示的模块化零件加工系统，其特征在于：所述路径上还规划有对AGV移动协作式机器人进行充电的充电站。
4.根据权利要求3所述的用于教学展示的模块化零件加工系统，其特征在于：所述充电站位于规划路径的起始端。
5.根据权利要求1所述的用于教学展示的模块化零件加工系统，其特征在于：所述AGV移动协作式机器人能抓取的负载不超过3KG。
6.根据权利要求1所述的用于教学展示的模块化零件加工系统，其特征在于：所述弧焊工作站包括并排设置的六轴弧焊工作站以及七轴弧焊工作站，六轴弧焊工作站及七轴弧焊工作站分别设置有六轴弧焊设备及七轴弧焊设备。
7.根据权利要求1所述的用于教学展示的模块化零件加工系统，其特征在于：所述环境监测装置包括红外传感器及超声波传感器，所述红外传感器检测周围是否有障碍物，所述超声波传感器检测障碍物的距离。
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| CN202120674948.0U CN215007195U (zh) | 2021-04-02 | 2021-04-02 | 一种用于教学展示的模块化零件加工系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116550990A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-08-08 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种大型水轮机顶盖移动式激光增材加工方法及装置 |
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2021
- 2021-04-02 CN CN202120674948.0U patent/CN215007195U/zh active Active
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| CN116550990B (zh) * | 2023-04-28 | 2023-12-08 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种大型水轮机顶盖移动式激光增材加工方法及装置 |
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