CN106128276A - 六轴机器人综合实训台 - Google Patents

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张明文
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Abstract

本发明提供一种六轴机器人综合实训台，包括实训台柜体和实训台台面，其还包括六轴机器人、模块安装底板、教学模块和电气元件主板模块，六轴机器人能够拆卸的固定在实训台台面的中心；模块安装底板能够沿滑动槽移动的固定在实训台台面上；教学模块具有独立模块化设计的多个，各教学模块均能够拆卸的固定在模块安装底板上；各教学模块的电气元件及线路连接均集成在电气元件主板模块上；电气元件主板模块与机器人控制器电连接。本发明的综合实训台，功能丰富，各教学模块独立模块式设计、简单实用、易于理解且上手快，学生自行练习时不会产生无从下手的感觉，能够辅助学生深入学习机器人的各种功能，意在培养学生的自主动手能力和进行相关考核。

Description

六轴机器人综合实训台
技术领域
本发明属于工业机器人教学实训平台技术领域，具体涉及一种六轴机器人综合实训台。
背景技术
机器人实训台是一种既能胜任机电类专业教学实验，又能进行相关专业职业技能训练、考评的平台。现有的工业机器人实训平台包含工业机器人、智能视觉***、RFID数据***、PLC控制***及机构，可以实现对高速传输的工件进行分拣、检测、搬运等操作。可进行机械组装、电气设计(PLC、智能视觉)、RFID数据应用等训练，适合高校自动化类专业的实训教学、工程训练及技能比赛。但，现有的机器人实训平台价格较高，无模块化单一功能设置，互换性差，对学生要求较高，大大限制了学生的自主学习。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种六轴机器人综合实训台，功能丰富，各教学模块独立设计、简单实用、易于理解且上手快，能够辅助学生深入学习机器人的各种功能，意在培养学生的自主动手能力和进行相关考核。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种六轴机器人综合实训台，包括实训台柜体和设置在其顶端的实训台台面，其特征在于：其还包括六轴机器人、模块安装底板、教学模块和电气元件主板模块，所述实训台台面上沿其台面的延伸方向设有滑动槽，
-所述六轴机器人，其能够拆卸的固定在所述实训台台面的中心，其机器人控制器设置在所述实训台柜体内；
-所述模块安装底板，其能够沿所述滑动槽移动的固定在实训台台面上；
-所述教学模块，其具有独立模块化设计的多个，各所述教学模块均能够拆卸的固定在所述模块安装底板上，且随所述模块安装底板在实训台台面上一起移动的过程中所述教学模块始终位于六轴机器人的行程范围内；
所述教学模块至少包括基础教学模块、搬运模块、码垛模块、装配模块、焊接模块、激光雕刻模块、涂胶模块、打磨模块、喷涂模块、皮带机搬运模块；
-所述电气元件主板模块，其主体设置在实训台柜体内，各所述教学模块的电气元件及线路连接均集成在所述电气元件主板模块上；
所述电气元件主板模块与机器人控制器电连接后即可进行相应的实验或实训操作。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述模块安装底板具有三个，三个所述模块安装底板分别设置在六轴机器人的三个侧面的外侧，且三个所述模块安装底板均能够沿所述滑动槽移动的固定在实训台台面上。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述模块安装底板上设有十二个安装孔，各所述安装孔与相邻安装孔的距离均相等，使得各所述安装孔的孔心在两单边重合的正六边形的顶点处，各所述教学模块的底部均设有固定孔，所述教学模块放置于模块安装底板上以后通过紧固件穿入安装孔和固定孔后将教学模块能够拆卸的固定在模块安装底板上。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括每个所述教学模块均配置有夹具，各所述夹具均能够拆卸的固定在六轴机器人的动作执行端。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述实训台柜体的顶端紧邻实训台台面设有香蕉插座面板，所述香蕉插座面板上对应各个教学模板和六轴机器人均均设有各自独立的香蕉插座。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述实训台柜体内位于实训台台面的正下方设有用于单独储放各所述教学模块的多个储物阁，所述电气元件主板模块设置在所述香蕉插座面板正下方的实训台柜体内。
本发明的一个较佳实施例中，进一步包括所述实训台柜体靠近放置电气元件主板模块侧设有透明柜门，所述实训台柜体靠近放置各教学模块侧设有钣金柜门。
本发明的有益效果是：本发明的六轴机器人综合实训台，功能丰富，各教学模块独立模块式设计、简单实用、易于理解且上手快，学生自行练习时不会产生无从下手的感觉，能够辅助学生深入学习机器人的各种功能，意在培养学生的自主动手能力和进行相关考核。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中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发明的一些实施例，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是本发明优选实施例的结构示意图；
图2是安装三类教学模块后的结构示意图；
图3是本发明优选实施例各教学模块的汇总结构示意图；
图4是本发明优选实施例配合各教学模块使用的夹具汇总的结构示意图。
其中，2-实训台柜体，4-实训台台面，6-六轴机器人，8-模块安装底板，10-滑动槽，12-基础教学模块，14-搬运模块，16-码垛模块，18-装配模块，20-焊接模块，22-激光雕刻模块，24-涂胶模块，26-打磨模块，28-喷涂模块，30-皮带机模块，32-安装孔，34-基础教学夹具，36-吸盘夹具，38-气动手指夹具，40-宽型气爪夹具，42-打磨夹具，44-激光雕刻夹具，46-焊接夹具，48-涂胶夹具，50-香蕉插座面板，52-香蕉插座，54-储物阁，56-透明柜门，58-钣金柜门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1-2所示，本实施例中公开了一种六轴机器人综合实训台，包括实训台柜体2，实训台柜体2顶端紧邻设有实训台台面4和香蕉插座面板50，所述实训台台面4上沿其台面的延伸方向设有滑动槽10；还包括六轴机器人6、模块安装底板8、教学模块和电气元件主板模块。
其中，所述六轴机器人6能够拆卸的固定在所述实训台台面4的中心，其机器人控制器设置在所述实训台柜体2内；
所述模块安装底板8能够沿所述滑动槽10移动的固定在实训台台面4上，本发明优选模块安装底板8具有结构相同的三个，三个所述模块安装底板8分别设置在六轴机器人6的三个侧面的外侧，面向六轴机器人6三个模块安装底板8分别设置在六轴机器人6的正面、左面和右面，且三个所述模块安装底板8均能够沿所述滑动槽10移动的固定在实训台台面4上。
所述教学模块具有独立模块化设计的多个，各所述教学模块固定在所述模块安装底板8上，均能够快速拆卸，且当模块安装底板8在实训台台面4上移动时，所述教学模块始终位于六轴机器人6的行程范围内。
所述电气元件主板模块的主体设置在实训台柜体2内，各所述教学模块的电气元件及线路连接均集成在所述电气元件主板模块上；
所述电气元件主板模块与机器人控制器电连接后即可进行相应的实验或实训操作。
教学模块固定在模块安装底板8上，编程控制六轴机器人6动作完成各教学模块的示教和学习，模块安装底板8固定位置可以根据实际使用情况而适时调整，便于进行多方位、多个移动距离的示教和学习。
如图3、4所示，本发明的教学模块至少包括基础教学模块12、搬运模块14、码垛模块16、装配模块18、焊接模块20、激光雕刻模块22、涂胶模块24、打磨模块26、喷涂模块28、皮带机搬运模块30，每个所述教学模块均配置有夹具，各所述夹具均能够拆卸的固定在六轴机器人6的动作执行端。
各模块具体介绍如下：
①基础教学模块12，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的基础教学夹具34，编程控制六轴机器人6完成工具坐标系标定、直线示教、圆弧示教、不规则线条示教；
②搬运模块14，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的气动手指夹具38，编程控制六轴机器人6完成对工件进行点到点的搬运动作；如图3所示，搬运模块14上有九个孔洞，各孔洞均有位置标号，取火花塞演示工件，将其置于搬运顶板上随机六个孔洞内，编程控制六轴机器人6动作配合如图4所示的气动手指夹具38将火花塞夹取搬运至另一指定孔洞中，按排列组合可知在随机情况下，可出现多种搬运轨迹动作，在实现教学的同时，也可作为考核项目；
③码垛模块16，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的吸盘夹具36，编程控制六轴机器人6完成对工件码垛、拆垛的动作；
如图3所示，码垛板上有三块方形区域，工件为长方体，且工件长边约等于方形区域的边长，工件工整叠放在一方形区域内，在定位精度范围内，用吸盘夹具36吸取工件，逐次放置另一方形区域内，实现码垛；拆垛为码垛的反方向过程。
④装配模块18，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的吸盘夹具36，编程控制六轴机器人6完成对工件的装配动作。
如图3所示，置于装配顶板上的工件(尼龙材质)分别为正方体(含三角形槽)、三角形体(含圆形槽)、圆柱体，在定位精度范围内，用吸盘夹具36吸取工件，先将三角形体移至正方体上三角形槽内，再将圆柱体移至三角形体上圆形槽内。通过不同的工件装至不同工件对应的槽内，完成装配示教。
⑤焊接模块20，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的焊接夹具46，编程控制六轴机器人6完成对工件的焊接动作。
如图3所示，用焊接夹具46沿着外缝立向下焊和外四周平角满焊动作演示，在转角位置点处理好枪姿变化。
⑥激光雕刻模块22，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的激光雕刻夹具44，编程控制六轴机器人6完成对工件的激光雕刻动作；
如图3所示，演示工件为一块刻有字母痕迹(0.5mm深)的面板，用夹爪激光雕刻夹具44(为一套筒固定的红外激光头)，在机器人控制下沿着面板的痕迹运行全程，以模拟激光雕刻的动作。
⑦涂胶模块24，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的涂胶夹具48，编程控制六轴机器人6完成对工件的涂胶动作；
如图3所示，演示工件为减速机连接法兰或车灯，采用涂胶夹具48(可以被固定在机器人末端的迷你手持胶枪)，沿着工件涂胶轨迹处运行一周，涂胶流量可控制调节。
⑧打磨模块26，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的打磨夹具42，编程控制六轴机器人6完成对工件的打磨动作；
如图3所示，演示工件为一铜内外内的活接三通，固定在面板上，采用打磨夹具42(套筒内置24V直流有刷减速电机，通过联轴器与杜邦丝碗刷或平刷相连),启动后，杜邦丝碗刷或平刷转动，慢慢靠近活接三通，模拟打磨的动作。
⑨喷涂模块28，其固定在其中一个模块安装底板8上，编程控制六轴机器人6完成对工件的涂胶动作；
如图3所示，工件为小号卫浴产品模型，夹具为可喷彩带的喷枪，启动后，模拟实际喷涂动作，对工件进行全方位喷涂。
⑩皮带机搬运模块30，其固定在其中一个模块安装底板8上，配合如图4所示的宽型气爪夹具40，编程控制六轴机器人6完成对工件的皮带搬运动作；
如图3所示的皮带机60、物料架62，采用宽型气爪夹具40，启动后，皮带机60运行，宽型气爪夹具40从物料架62上夹取工件(圆柱体，尼龙材质)放至皮带左端上；皮带机60运行送至右端，端部光电开关感应到并反馈，皮带机60停止，六轴机器人6至右端抓取工件至物料架上另一指定位置，对工件进行皮带搬运动作。
作为本发明的进一步改进，所述模块安装底板8上设有十二个安装孔32，各所述安装孔32与相邻安装孔32的距离均相等，使得各所述安装孔32的孔心在两单边重合的正六边形的顶点处，各所述教学模块的底部均设有固定孔，所述教学模块放置于模块安装底板8上，并通过梅花螺钉穿过安装孔32和固定孔后将教学模块能够拆卸的固定在模块安装底板8上。如此结构设计的模块安装底板8，使得同一个模块安装底板8上可以组合出多种固定各教学模块的固定位置，为示教和学习、考核提供多种可能性。
所述香蕉插座面板50上对应各个教学模板和六轴机器人6均设有各自独立的香蕉插座52，实训台的电气接线集成化，采用香蕉插座的连接方式电气接线，易于操作，方便学生接线启动实训。
作为本发明的进一步改进，所述实训台柜体2内位于实训台台面的正下方设有用于单独储放各所述教学模块的多个储物阁54，教学模块在不使用的时候全部储放在储物阁54内，归置整齐，便于维护，需要使用哪一个教学模块就将其从储物阁54中取出来，将教学模块对应固定在模块安装底板8上后接线上电启动。
教学模块储放在实训台台面4正下方的实训台柜体2内，所述电气元件主板模块设置在所述香蕉插座面板50正下方的实训台柜体2内，内部布局紧凑，利于减小整个实训台的体积；同时，电气走线内藏，不容易受到损伤。
作为本发明的进一步改进，所述实训台柜体2靠近放置电气元件主板模块侧设有透明柜门56，所述实训台柜体2靠近放置各教学模块侧设有钣金柜门58。从透明柜门56处能够看清电气元件主板模块的走线，不开柜门的情况下就可以示教和查看线路接线是否准确。由于各教学模块取放频繁，选用强度大的钣金柜门58，可承受更多次的开合。
基于上述结构的实训台，所有涉及到电气接线的部分，均采用香蕉插座的方式，自行选择接线。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种六轴机器人综合实训台，包括实训台柜体和设置在其顶端的实训台台面，其特征在于：其还包括六轴机器人、模块安装底板、教学模块和电气元件主板模块，所述实训台台面上沿其台面的延伸方向设有滑动槽，
-所述六轴机器人，其能够拆卸的固定在所述实训台台面的中心，其机器人控制器设置在所述实训台柜体内；
-所述模块安装底板，其能够沿所述滑动槽移动的固定在实训台台面上；
-所述教学模块，其具有独立模块化设计的多个，各所述教学模块均能够拆卸的固定在所述模块安装底板上，且随所述模块安装底板在实训台台面上一起移动的过程中所述教学模块始终位于六轴机器人的行程范围内；
所述教学模块至少包括基础教学模块、搬运模块、码垛模块、装配模块、焊接模块、激光雕刻模块、涂胶模块、打磨模块、喷涂模块、皮带机搬运模块；
-所述电气元件主板模块，其主体设置在实训台柜体内，各所述教学模块的电气元件及线路连接均集成在所述电气元件主板模块上；
所述电气元件主板模块与机器人控制器电连接后即可进行相应的实验或实训操作。
2.根据权利要求1所述的六轴机器人综合实训台，其特征在于：所述模块安装底板具有三个，三个所述模块安装底板分别设置在六轴机器人的三个侧面的外侧，且三个所述模块安装底板均能够沿所述滑动槽移动的固定在实训台台面上。
3.根据权利要求2所述的六轴机器人综合实训台，其特征在于：所述模块安装底板上设有十二个安装孔，各所述安装孔与相邻安装孔的距离均相等，使得各所述安装孔的孔心在两单边重合的正六边形的顶点处，各所述教学模块的底部均设有固定孔，所述教学模块放置于模块安装底板上以后通过紧固件穿入安装孔和固定孔后将教学模块能够拆卸的固定在模块安装底板上。
4.根据权利要求1所述的六轴机器人综合实训台，其特征在于：每个所述教学模块均配置有夹具，各所述夹具均能够拆卸的固定在六轴机器人的动作执行端。
5.根据权利要求1所述的六轴机器人综合实训台，其特征在于：所述实训台柜体的顶端紧邻实训台台面设有香蕉插座面板，所述香蕉插座面板上对应各个教学模板和六轴机器人均均设有各自独立的香蕉插座。
6.根据权利要求1所述的六轴机器人综合实训台，其特征在于：所述实训台柜体内位于实训台台面的正下方设有用于单独储放各所述教学模块的多个储物阁，所述电气元件主板模块设置在所述香蕉插座面板正下方的实训台柜体内。
7.根据权利要求6所述的六轴机器人综合实训台，其特征在于：所述实训台柜体靠近放置电气元件主板模块侧设有透明柜门，所述实训台柜体靠近放置各教学模块侧设有钣金柜门。
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