CN216161315U - 一种工业机器人实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业机器人实训平台，涉及实训平台技术领域。本实用新型包括实训台、快换模组、供料模组、立体仓库、运输模组、装配模组，所述快换模组、供料模组、立体仓库、运输模组、装配模组均通过一铝板安装在导轨上。通过装配、码垛、点胶、喷涂、焊接、打磨等设备构成，这些设备处于层层递进的关系，知识点由浅入深。从工业机器人的基础知识、基本操作到工业机器人在自动化生产线中的应用，让学生能够全面的认识和学习工业机器人的应用技术，可实现梯级培训模式，既可完成各单个模块基本知识培训，也可完成相关模块构建复杂控制回路的设计及排故训练。非常适用于企业员工的岗前和岗后培训，有助于培养企业需要的应用型人才。

Description

一种工业机器人实训平台

技术领域

本实用新型属于实训平台技术领域，特别是涉及一种工业机器人实训平台。

背景技术

近年来，国内各大专中职院校都陆续的开设了工业机器人技术的相关专业。而理论必须综合实践应用才能培养出优秀技能扎实的专业人才。目前市面上的工业机器人培训设备存在诸多缺点：

首先，市面上工业机器人培训设备单一；很多工业机器人培训设备都是由一台单一的工业机器人本体加一张工作台，这种培训设备应用单一，可培训任务较少，所学习知识难以融入实际生产应用。该种设备用来培训任务不够直观，学生学完疑惑较多，不知该知识点可用于何处；

其次，市面上工业机器人培训设备比较危险；很多工业机器人培训设备没有设置安全保护装置，学生或培训学员在初学的时候由于不够熟练容易误操作，导致工业机器人经常撞车或撞到旁边同学。很多参观学习的人群观看工业机器人运动的时候喜欢用手去指，或者直接把头伸过去看，由于没有安全保护装置，很容易给观看者造成人身伤还；

再次，市面上的工业机器人培训设备基本没有对应的培训教材，教学培训一般只有工业机器人使用手册，而手册又不利于初学者学习，想要理解手册很难，很容易使学生一学就忘，无对应资料复习。

基于此，本实用新型提供一种工业机器人综合实训装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工业机器人实训平台，通过工业机器人应用系列教学实训设备由装配、码垛、点胶、喷涂、焊接、打磨等设备构成，这些设备处于层层递进的关系，知识点由浅入深，解决了现有的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种工业机器人实训平台，包括：

实训台，所述实训台的台面板上安装有若干条导轨、触摸屏、机械臂；快换模组，所述快换模组包括工具支架，所述工具支架上安装有点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴、传感器一；供料模组，所述供料模组包括一供料台，所述供料台上转动安装有一转台，所述转台上设有供料槽；立体仓库，所述立体仓库的供料盘上设有供料槽；运输模组，所述运输模组包括供料仓、传输机，所述传输机的一侧还设有相机；装配模组，所述装配模组包括装配面板，所述装配面板上安装有一固定夹具，所述固定夹具由气缸驱动；所述快换模组、供料模组、立体仓库、运输模组、装配模组均通过一铝板安装在导轨上。

进一步地，还包括曲面绘图模组、平面绘图模组；

所述曲面绘图模组包括一安装基座，所述安装基座通过销钉安装在实训台上，所述安装基座上安装有一曲面板，所述曲面板与安装基座之间形成空腔；所述平面绘图模组包括平面的平面板，所述平面板上设有磁吸石。

进一步地，所述实训台包括柜体，所述柜体上安装有台面板，所述台面板采用铝型材板拼接而成，所述铝型材板上安装有导轨。

进一步地，所述工具支架为一矩形板件，所述矩形板件的一侧开设有若干弧形缺口，所述弧形缺口上安装有快换盘，所述点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴均通过连接插件与快换盘连接，每一所述快换盘对应一个传感器一。

进一步地，所述连接插件为T型柱状结构，连接插件的一端固定安装在快换盘上，另一端与点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴螺接。

进一步地，所述供料台上安装有一齿轮转盘，所述齿轮转盘由安装在供料台下方的电机驱动转动，所述转台安装在齿轮转盘上；所述供料台、转台之间安装有一传感器三；所述供料台的下方安装有传感器二。

进一步地，所述装配模组还包括一安装翻转电机的电机箱，所述翻转电机通过联轴器与装配面板转动连接，所述装配面板通过两支架支撑。

进一步地，所述供料仓包括一竖直设置的料道，所述供料仓的一侧安装有一可延伸入料道的推料气缸，所述传输机安装在供料仓的另一侧，所述传输机的上方还安装有一U字形压板。

进一步地，还包括一打磨模组，所述打磨模组包括一打磨电机，所述打磨电机驱动一打磨带。

进一步地，所述铝板上安装有分别用于支撑快换模组、供料模组、立体仓库、运输模组、装配模组的铝型材杆件，所述铝型材杆件与铝板之间通过加强角件连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过由装配、码垛、点胶、喷涂、焊接、打磨等设备构成，这些设备处于层层递进的关系，知识点由浅入深。从工业机器人的基础知识、基本操作到工业机器人在自动化生产线中的应用，让学生能够全面的认识和学习工业机器人的应用技术，可实现梯级培训模式，既可完成各单个模块基本知识培训，也可完成相关模块构建复杂控制回路的设计及排故训练。非常适用于企业员工的岗前和岗后培训，有助于培养企业需要的应用型人才。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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。

图1为本实用新型工业机器人实训平台的结构示意图；

图2为实训台的结构示意图；

图3为快换模组的结构示意图；

图4为曲面绘图模组的结构示意图；

图5为平面绘图模组的结构示意图；

图6为供料模组的结构示意图；

图7为供料模组的结构示意图；

图8为立体仓库的结构示意图；

图9为装配模组的结构示意图；

图10为运输模组的结构示意图；

图11为打磨模组的结构示意图；

图12为立体货架的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-实训台，2-触摸屏，3-快换模组，4-曲面绘图模组，5-平面绘图模组，6-供料模组，7-立体仓库，8-机械臂，9-打磨模组，10-运输模组，11-装配模组，12-立体货架，101-台面板，102-导轨，103-柜体，301-传感器一，302-工具支架，303-快换盘，401-曲面板，501-平面板，502-磁吸石，601-供料台，602-转台，603-齿轮转盘，604-电机，605-传感器二，606-传感器三，701-供料盘，901-打磨电机，902-打磨带，1001-支架，1002-相机，1003-传感器四，1004-传输机，1005-压板，1006-供料仓，1007-推料气缸，1008-废料台，1101-电机箱，1102-气缸，1103-固定夹具，1104-装配面板，1201-货架，1202-传感器五，011-遥控器方向键，012-遥控器芯。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“阵列”、“对称”、“中”、“下方”、“内”、“四周”、“侧”、“端”、“底”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一：

本实用新型为一种工业机器人实训平台，紧密结合智能制造、工业机器人、机器视觉、数字孪生等工业4.0及《中国制造2025》热点方向，着重围绕工业机器人在工业制造中装配、码垛、点胶、喷涂、焊接、打磨等主要应用场景进行模拟任务设计，请参阅图1-12所示，一种用于装配遥控器的工业机器人实训平台，使用机器人完成一个模拟遥控器的装配和入库过程，遥控器主要分为：

遥控器底盖、遥控器芯012、遥控器方向键011(遥控器方形按键、遥控器圆形按键)和遥控器上盖；

如图1-2所示，实训台1，所述实训台1的台面板101上安装有3组(6条)导轨102、触摸屏2、机械臂8，作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述实训台1包括柜体103，所述柜体103上安装有台面板101，台面板101上还安装有继电器、电线穿线板，具有漏电保护、短路保护、急停保护、光栅保护等，防止误操作对操作者和设备带来的危险；所述台面板101采用铝型材板拼接而成，所述铝型材板上安装有导轨102，导轨102上设有销孔；柜体103的下方安装有万向轮，实训台1高度870mm，由欧标工业铝型材搭建而成，实训台1前后设有可视化开关门，两侧和底部采用钣金封板，可为机器人、示教器、各功能模组的安装提供标准的安装接口，保证稳定牢固。实训台1预留有标准气源和电气接口安装位置，根据模块的使用情况进行功能的扩展。实训台1同时为工业机器人、功能模组、功能套件提供稳定的电源，平台上可牢固安装多种功能模组。

如图1、3所示，快换模组3，所述快换模组3包括工具支架302，所述工具支架302上安装有点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴、传感器一301，根据不同的实训目标和操作对象，提供多种不同的快换工具，快换工具放置在带有定位和检测功能工具工具支架302上；作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述工具支架302为一矩形板件，所述矩形板件的一侧开设有若干弧形缺口，所述弧形缺口上安装有快换盘303，所述点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴均通过连接插件与快换盘303连接，吸嘴直径为15mm，配套设有真空发生器及电磁阀，每一所述快换盘303对应一个传感器一301，快换盘303的锁紧结构采用合金钢，负载5kg，锁紧力为770N，静态容许力矩13.2Nm，根据不同的实训目标和操作对象，提供多种不同的快换工具，快换工具放置在带有定位和检测功能工具支架302上，所述连接插件为T型柱状结构，连接插件的一端固定安装在快换盘303上，另一端与点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴螺接。

如图1、6-7所示，供料模组6，所述供料模组6包括一供料台601，所述供料台601上转动安装有一转台602，所述转台602上设有用于放置遥控器方向键011的供料槽，所述供料台601上安装有一齿轮转盘603，所述齿轮转盘603由安装在供料台601下方的电机604驱动转动，所述转台602安装在齿轮转盘603上；所述供料台601、转台602之间安装有一传感器三606；所述供料台601的下方安装有传感器二605，传感器三606为光电传感器，模块适配外围控制器套件和标准电气接口套件。模块通过信息交互，根据系统指令将转台602旋转到指定工位，使得机器人准确抓取零件，用户可掌握步进控制系统在工业机器人集成系统中的应用和控制方法。

如图8所示，立体仓库7，所述立体仓库7的供料盘701上设有供料槽；供料槽用于放置遥控器芯，工业机器人按要求拾取零件。

如图12所示，还包括立体货架120112，立体货架120112包括货架1201、铝型材架，所述货架1201上安装有传感器五1202，货架1201上设有6个货架1201库位，用于安装装配好的遥控器，每个库位都有检测传感器(传感器五1202)，通过快接接口，将数据传输给其他设备，工业机器人通过快换工具和库位信息，进行样件的出库入库。

如图10所示，运输模组10，所述运输模组10包括供料仓1006、传输机1004，用于储存多种零件，通过气动推头依次推出零件进行供料，模块适配标准电气接口套件，传输机1004的一侧还安装有一废料台1008，作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述供料仓1006包括一用于放置遥控器底盖的竖直设置的料道，所述供料仓1006的一侧安装有一可延伸入料道的推料气缸1007，所述传输机1004安装在供料仓1006的另一侧，机器人通过数字量输入输出控制，实现供料仓1006监控和推料气缸1007的控制，完成遥控器底盖的供料；通过控制该模组，可掌握机器人数字I/O控制相关技能。

作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述传输机1004的上方还安装有一U字形压板1005，所述压板1005上还安装有一位于相机1002下方的传感器四1003，传输机1004为皮带传输，传输机1004由铝合金型材搭建而成，结构简单，便于维修，传输机1004的驱动方式采用单相交流调速电机604驱动，传感器四1003为光电传感器，安装的光电传感器与压板1005，用以检测与阻挡工件，调速电机604驱动皮带，运输多种零件，传送带可实现启停及调速控制。

作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述传输机1004的一侧还通过支架1001架设有一相机1002，所述支架1001上还安装有一显示器，可轻松满足自动化检测需求、单色和彩色传感器解决存在/缺失应用的需求，包括色彩验证、成熟可靠的康耐视In-Sight视觉工具、紧凑、模块化设计，采用现场可更换的集成光学元件和照明，显示器采用TFT 12寸，显示器上能实时显示相机1002图形，采用PROFINET通信。

如图9所示，装配模组11，所述装配模组11还包括一安装翻转电机的电机箱1101，所述翻转电机通过联轴器与装配面板1104转动连接，所述装配面板1104通过两支架1001支撑；所述电机箱1101上方还安装有一RFID阅读器，装配模组11适配外围控制器套件和标准电气接口套件。机械臂8通过信息交互控制翻转电机运动，翻转电机有通用安装接口，可以与其他功能模块组合使用。模块实训可掌握伺服系统在工业机器人中的应用和控制方法。模块使用方法多样，用户亦可自主进行应用拓展。

作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述装配模组11包括装配面板1104，所述装配面板1104上安装有一固定夹具1103，所述固定夹具1103由气缸1102驱动。可用于部分功能套件的固定和工作对象的固定，工业机器人按照实训要求可对不同套件进行安装，训练对工业机器人精确定位使用的学习。模块适配标准电气接口套件，工业机器人通过数字量对气动夹紧机构进行控制和监控。

作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述电机箱1101上方还安装有一RF340型RFID阅读器，由RFID读写器、RFID电子标签、固定底板等组成的RFID部分，模块适配外围控制器套件，机器人通过总线通信控制读写器对芯片进行信息的读取和写入。用于学习工业机器人系统数据通讯和工业总线相关知识和应用。RFID电子标签安装于机械臂8关节套件和电机604套件底部。

作为本实用新型提供的一个实施例，优选的，所述快换模组3、供料模组6、立体仓库7、运输模组10、装配模组11均通过一铝板安装在导轨102上，所述铝板上安装有分别用于支撑快换模组3、供料模组6、立体仓库7、运输模组10、装配模组11的铝型材杆件，所述铝型材杆件与铝板之间通过加强角件连接，采用303型加强角件。

实施例二：

如图4-5所示，作为本实用新型提供的再一个实施例，优选的，还包括曲面绘图模组4、平面绘图模组5；所述曲面绘图模组4包括一安装基座，所述安装基座通过销钉安装在实训台1上，所述安装基座上安装有一曲面板401，所述曲面板401与安装基座之间形成空腔；所述平面绘图模组5包括平面的平面板501，所述平面板501上设有磁吸石502。通过操作机械臂8利用绘图笔工具在平面板501的绘图纸上进行绘图作业，可以掌握机器人基本的点示教、直线、曲线运动方法，通过操作机械臂8末端工具在模块曲面绘图板上进行描图作业，可以掌握机器人曲面空间运动方法，轨迹多样，可以使用现有轨迹练习，也可自行设计轨迹图片进行更换，预设图案有直线、圆弧、曲线等。

实施例三：

作为本实用新型提供的再一个实施例，优选的，还包括一打磨模组9，所述打磨模组9包括一打磨电机901，所述打磨电机901驱动一打磨带902，机器人按照要求抓取打磨棒对其进行多方位旋转打磨。

实施例四：

作为本实用新型提供的再一个实施例，优选的，还包括一码垛模组，码垛模组主要由码垛固定底板、支架1001等组成，工业机器人通过吸嘴按要求拾取码垛套件进行码垛任务，能练习对工业机器人码垛的理解并快速编程示教的强化训练；根据要求码垛套件被摆放到底板相应仓格内，机器人通过吸嘴工具按要求拾取码垛套件进行码垛任务；可根据需要自由组合码垛出多种形状。

一种工业机器人实训平台，控制系统采用西门子S7-1200PLC及西门子TP700人机界面。控制器采用模块化、紧凑型设计，可扩展性强，具有标准工业通信接口以及丰富的集成功能，广泛适用于实现简单逻辑控制、高级逻辑控制、网络通信与控制应用，以及小型运动控制系统、过程控制系统等高级应用功能，是完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分；西门子TP700人机界面是为实现高性能可视化应用而设计的，具备舒适性、多功能和多集成接口的特点。人机界面不锈钢前端面板，IP65防护等级，可应用于复杂恶劣的工作环境；本实用新型的实训装置不仅仅只是由工业机器人构成，整套系统主要由三部分控制组成：电气控制主电路、PLC电气控制电路、工业机器人控制，电气控制主电路包括一些低压器件的控制、短路保护、控制电路的供电等，可进行电力拖动的基础学习与培训。PLC电气控制电路采用西门子先进的S7-1200型PLC为主控制器，基于Profinet以太网通信，非常方便快捷。可进行PLC控制技术系列课程的教学与培训。而工业机器人控制部分可以单独列出作为工业机器人专业和技术人员的教学与培训。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、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一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种工业机器人实训平台，其特征在于，包括：

实训台，所述实训台的台面板上安装有若干条导轨、触摸屏、机械臂；

快换模组，所述快换模组包括工具支架，所述工具支架上安装有点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴、传感器一；

供料模组，所述供料模组包括一供料台，所述供料台上转动安装有一转台，所述转台上设有供料槽；

立体仓库，所述立体仓库的供料盘上设有供料槽；

运输模组，所述运输模组包括供料仓、传输机，所述传输机的一侧还设有相机；

装配模组，所述装配模组包括装配面板，所述装配面板上安装有一固定夹具，所述固定夹具由气缸驱动；

所述快换模组、供料模组、立体仓库、运输模组、装配模组均通过一铝板安装在导轨上。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，还包括曲面绘图模组、平面绘图模组；

所述曲面绘图模组包括一安装基座，所述安装基座通过销钉安装在实训台上，所述安装基座上安装有一曲面板，所述曲面板与安装基座之间形成空腔；

所述平面绘图模组包括平面的平面板，所述平面板上设有磁吸石。

3.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，所述实训台包括柜体，所述柜体上安装有台面板，所述台面板采用铝型材板拼接而成，所述铝型材板上安装有导轨。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，所述工具支架为一矩形板件，所述矩形板件的一侧开设有若干弧形缺口，所述弧形缺口上安装有快换盘，所述点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴均通过连接插件与快换盘连接，每一所述快换盘对应一个传感器一。

5.根据权利要求4所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，所述连接插件为T型柱状结构，连接插件的一端固定安装在快换盘上，另一端与点胶笔、焊枪、气爪、吸嘴螺接。

6.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，所述供料台上安装有一齿轮转盘，所述齿轮转盘由安装在供料台下方的电机驱动转动，所述转台安装在齿轮转盘上；所述供料台、转台之间安装有一传感器三；所述供料台的下方安装有传感器二。

7.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，所述装配模组还包括一安装翻转电机的电机箱，所述翻转电机通过联轴器与装配面板转动连接，所述装配面板通过两支架支撑。

8.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，所述供料仓包括一竖直设置的料道，所述供料仓的一侧安装有一可延伸入料道的推料气缸，所述传输机安装在供料仓的另一侧，所述传输机的上方还安装有一U字形压板。

9.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，还包括一打磨模组，所述打磨模组包括一打磨电机，所述打磨电机驱动一打磨带。

10.根据权利要求1所述的一种工业机器人实训平台，其特征在于，所述铝板上安装有分别用于支撑快换模组、供料模组、立体仓库、运输模组、装配模组的铝型材杆件，所述铝型材杆件与铝板之间通过加强角件连接。

Images