CN108039113A - 一种智能制造单元***集成设计教学设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能制造设备技术领域，尤其涉及一种智能制造单元***集成设计教学设备。设备包括多个相互独立设置的功能单元，实现对工件的仓储、加工、检测或分拣工艺过程；多个相互独立设置的单元包括执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元、分拣单元和总控单元；各单元能够按需通过连接进行布局组合；总控单元为其它功能单元提供电源和气源，利用快接线缆实现连接；执行单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元和分拣单元均通过工业以太网实现由总控单元的控制器控制动作流程。设备在使用过程中，能够体现智能控制技术的优势，增加设备的使用柔性，具备教学过程中多样性的优点，能够满足个性化、特殊性的教学需求。
Description
技术领域
本发明属于智能制造设备技术领域，尤其涉及一种智能制造单元***集成设计教学设备。
背景技术
随着《中国制造2025》战略规划的推进，加快智能制造技术应用，是落实工业化和信息化深度融合、打造制造强国的重要措施，实现制造业转型升级的关键所在。各中高职院校承担着输送和培养智能制造相关专业人才的重要责任，对于精准对接装备制造业、培养掌握制造单元智能化改造与集成技术的复合型人才的需求也越来越强烈。但目前相关的教学设备十分匮乏，并且功能比较单一，远不能满足教学需求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有存在的技术问题，本发明提供一种智能制造单元***集成设计教学设备，能够解决现有技术中的教学设备匮乏、功能单一的问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种智能制造单元***集成设计教学设备，其包括多个相互独立设置的单元，实现对工件的仓储、加工、检测或分拣工艺过程；
所述多个相互独立设置的单元包括执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元、分拣单元和总控单元；
各单元能够按需通过连接进行布局组合；
所述执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元和分拣单元的供电、供气均由总控单元提供，并利用快接线缆实现连接；
所述执行单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元和分拣单元均通过工业以太网实现与总控单元的控制器通讯从而控制各单元的动作流程，通过快接线缆实现通讯的连接。
优选的，所有单元均为工作台式设计，功能零件布置在工作台台面上或工作台台柜内；
所有单元的工作台同高，工作台各边的边长均是设定长度的整数倍。
优选的，所述执行单元包括执行单元的工作台、工业机器人、平移滑台、快换模块法兰连接端和第一远程IO模块；
所述工业机器人包括工业机器人本体和工业机器人控制器，所述工业机器人本体在工业机器人控制器的控制下运行；
所述平移滑台设置在执行单元的工作台台面上，所述工业机器人本体设置在平移滑台上，所述工业机器人控制器和第一远程IO模块设置在执行单元的工作台台柜内；
所述快换模块法兰连接端设置在工业机器人本体的第六轴法兰上，可与工具单元中的不同工具上设置的快换模块工具连接端匹配，在工业机器人控制器的控制下实现连接和分离；
所述平移滑台设置在执行单元的工作台台面上，由滑台控制器控制伺服电机旋转，通过减速机减速后，同步带驱动滚珠丝杠实现旋转运动转变为直线运动，使安装平台沿着直线导轨滑动；
所述滑台控制器与工业机器人控制器连接，工业机器人控制器将运动参数传递给滑台控制器，使工业机器人控制器控制安装平台运动从而改变工业机器人本体的位置；
所述工业机器人控制器与第一远程IO模块连接，并通过第一远程 IO模块与总控单元的控制器通讯连接，实现执行单元与总控单元之间的控制信号的交互。
优选的，所述工具单元包括工具单元的工作台、快换模块工具连接端、工具和工具库；
所述工具通过快换模块工具连接端与快换模块法兰连接端匹配，进而装载到工业机器人本体上；
所述工具包括轮辐夹爪、轮毂夹爪、轮辋内圈夹爪、轮辋外圈夹爪、吸盘工具、端面打磨工具和侧面打磨工具，快换模块工具连接端与工具为一体式结构；
所述工具库设置在工具单元的工作台台面上，所述工具库包括多个工具放置位，工具放置在工具放置位上。
优选的，所述仓储单元包含仓储单元的工作台、立体仓库和第二远程IO模块；
所述立体仓库和第二远程IO模块设置在仓储单元的工作台台面上；
所述立体仓库通过仓库支架分隔出多个独立料仓，所述料仓内设置有料仓指示灯、料仓传感器、托盘和托盘推杆气缸；
所述托盘设置在料仓的底部，并能够沿着托盘直线导轨相对于仓库支架滑动；
所述托盘推杆气缸与托盘连接并用于将托盘推出或收回料仓；
所述料仓传感器设置在托盘的下部，用于检测托盘上有无工件；
所述料仓指示灯设置在料仓的上侧或下侧，通过指示灯不同的颜色指示料仓内有无工件；
所述第二远程IO模块与总控单元的控制器通讯连接，由总控单元的控制器实现仓储单元的动作控制并通过第二远程IO模块将信号状态反馈和控制信号输出。
优选的，所述加工单元包含加工单元的工作台、安全护罩、数控机床、模拟刀库、加工状态指示灯、数控***操作面板和第三远程IO模块；
所述安全护罩、数控机床和数控***操作面板设置在加工单元的工作台台面上；
所述模拟刀库和加工状态指示灯设置在安全护罩上；
所述第三远程IO模块设置在加工单元的工作台台柜内；
所述安全护罩为框架型结构并设置在数控机床的四周，在数控机床的正面和背面各设置有机床安全门，所述机床安全门包括门板、门板导轨、安全门气缸和安全门位置传感器，门板通过安全门气缸驱动沿门板导轨开闭，安全门位置传感器可反馈机床安全门的打开或关闭状态，安全门气缸的工作控制信号由数控***操作面板提供；
所述数控机床包括X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置、主轴、刀具、气动夹具和加工平台；其中，所述X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置均为伺服电机驱动滚珠丝杠使其安装平台沿直线导轨运动的结构；所述Y轴传动装置设置在加工单元的工作台台面上，所述X轴传动装置设置在Y轴传动装置上，所述Z轴传动装置设置在Y轴传送装置上，所述主轴设置在Z轴传动装置上；所述主轴终端与刀具连接；所述加工平台设置在加工单元的工作台台面上并位于主轴的下侧，所述气动夹具设置在加工平台上位于主轴下侧；
所述模拟刀库可显示当前刀库状态和刀具信息，模拟刀库与数控***操作面板通讯连接，由数控***控制面板输出控制信号实现刀库状态切换和换刀动作；
所述数控机床由数控***操作面板实现动作控制，数控***操作面板与第三远程IO模块信号连接，实现加工单元与总控单元的控制信号的交互，数控***操作面板通过工业以太网与MES***实现状态信息交互。
优选的，所述打磨单元包含打磨单元的工作台、安全护栏、打磨工位、旋转工位、翻转工装、吹屑工位和第四远程IO模块；
所述安全护栏、打磨工位、旋转工位、翻转工装、吹屑工位和第四远程IO模块设置在打磨工作台台面上；
安全护栏为框架型结构并设置在旋转工位、打磨工位、翻转工装、吹屑工位和第四远程IO模块的外侧；
所述打磨工位包括打磨工位加工平台、打磨工位定位销、打磨工位气动夹爪和打磨工位传感器，通过打磨工位气动夹爪的夹持，可将工件固定在打磨工位加工平台上，通过打磨工位加工平台上的打磨工位定位销实现待加工工件的定位，打磨工位传感器可检测当前打磨工位加工平台上是否有工件；
所述旋转工位包括旋转工位加工平台、旋转工位定位销、旋转工位气动夹爪、旋转工位传感器和旋转工位旋转气缸，通过旋转工位气动夹爪的夹持，可将工件固定在旋转工位加工平台上，通过旋转工位加工平台上的旋转工位定位销实现工件的定位，旋转工位传感器可检测当前旋转工位加工平台上是否有工件，所述旋转工位加工平台设置在旋转工位旋转气缸上实现整体旋转从而带动工件旋转；
所述翻转工装包括翻转工装升降气缸、翻转工装旋转气缸和翻转工装夹爪，所述翻转工装升降气缸固定在打磨单元的工作台台面上，所述翻转工装旋转气缸安装在翻转工装升降气缸的输出端，所述翻转工装夹爪与翻转工装旋转气缸的输出端连接，所述翻转工装用于工件在旋转工位和打磨工位之间的搬运并实现工件的翻转；
所述吹屑工位包括吹屑箱体和设置在吹屑箱体内的吹屑装置；
所述第四远程IO模块与总控单元的控制器通讯连接，由总控单元的控制器实现打磨单元的动作控制并通过第四远程IO模块将信号状态反馈和控制信号输出。
优选的，所述检测单元包括检测单元的工作台、智能视觉相机、光源、视觉检测控制器和视觉检测结果显示屏；
所述智能视觉相机和光源设置在检测单元的工作台台面上，并用于采集图像信息；
所述智能视觉相机与视觉检测控制器通讯连接，并用于处理图像信息以提取工件的数据参数；
所述视觉检测结果显示屏与视觉检测控制器通讯连接，用于显示视觉检测结果；
所述视觉检测控制器与工业机器人控制器通讯连接并进行信号交互。
优选的，所述分拣单元包括分拣单元的工作台、传送带、分拣机构、分拣工位和第五远程IO模块；
所述传送带、分拣机构、分拣工位和第五远程IO模块设置在分拣单元的工作台台面上，包括多个分拣机构，以及对应分拣机构设置的分拣工位，所述多个分拣机构设置在传送带的上部，邻近传动带末端依次设置；
所述分拣机构包括分拣机构竖直推杆气缸、分拣机构水平推杆气缸和分拣机构传感器；所述分拣机构竖直推杆气缸推杆的输出端设置有挡板，所述分拣机构水平推杆气缸的输出端设置有推板；所述分拣机构传感器设置在分拣机构水平推杆气缸的推板前，用于检测当前位置的传送带上是否有工件；
所述分拣工位包括分拣道口、分拣工位定位气缸、分拣工位传感器，所述分拣道口滑道倾斜并邻近传送带设置，用于存放分拣机构推送的工件，所述分拣工位定位气缸设置在分拣道口内，并且输出端设置有推板，分拣工位传感器设置在分拣道口的末端用于检测此位置是否有工件；
所述第五远程IO模块与总控单元的控制器通信连接，由总控单元的控制器实现分拣单元的动作控制并通过第五远程IO模块将信号状态反馈和控制信号输出。
优选的，所述总控单元包含总控单元的工作台、控制器、工业交换机、操作面板、监控平台和设备状态指示灯；
所述控制器、工业交换机、操作面板和监控平台设置在总控单元的工作台台面上；
所述控制器通过工业以太网与其它单元的远程IO模块、执行单元的工业机器人控制器、加工单元的数控***操作面板进行信息交互及动作控制；
所述工业交换机是作为所有使用工业以太网进行通信的设备通信线路连接中转设备；
所述操作面板包括电源按钮、急停按钮和自定义按钮，所述电源按钮可控制总控单元供电***的通断，所述急停按钮可控制所有单元的运行状态使其立即停止运行，所述自定义按钮连接到控制器上由其控制并采集状态信号；
所述监控平台包括固定终端、MES***、移动终端和远程监控***；所述MES***为软件，运行在固定终端中，与控制器通过工业以太网进行信息交互，用于实时监控设备的运行状态，并且能够将设备运行状态信息上传到互联网数据服务器；所述远程监控***为软件，运行在移动终端中，可通过访问互联网数据服务器实时监控设备运行状态；
所述设备状态指示灯可通过不同颜色指示灯显示设备整体运行状态，设备状态指示灯由控制器控制。
优选的，所述执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元、分拣单元和总控单元之间通过钢板和螺钉连接进行拼接。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明提供的智能制造单元***集成设计教学设备，设备在使用过程中，可根据需求选择合适的单元进行组合使用，以展示不同的设备状态、控制方式、生产流程等内容，体现智能控制技术的优势，增加设备的使用柔性，具备教学过程中多样性的优点，能够满足个性化、特殊性的教学需求。
附图说明
图1为本发明具体实施方式提供的一种多单元之间的典型的组合方式示意图；
图2为本发明具体实施方式提供的执行单元的结构示意图；
图3为执行单元的局部结构示意图；
图4为执行单元工作台的台柜内部结构示意图；
图5为本发明具体实施方式提供的工具单元的结构示意图；
图6A为本发明具体实施方式提供的轮辐夹爪的结构示意图；
图6B为本发明具体实施方式提供的轮辐夹爪的夹持方式的结构示意图；
图7A为本发明具体实施方式提供的轮毂夹爪的结构示意图；
图7B为本发明具体实施方式提供的轮毂夹爪的夹持方式的结构示意图；
图8A为本发明具体实施方式提供的轮辋内圈夹爪的结构示意图；
图8B为本发明具体实施方式提供的轮辋内圈夹爪的夹持方式的结构示意图；
图9A为本发明具体实施方式提供的轮辋外圈夹爪的结构示意图；
图9B为本发明具体实施方式提供的轮辋外圈夹爪的夹持方式的结构示意图；
图10A为本发明具体实施方式提供的吸盘工具的结构示意图；
图10B为本发明具体实施方式提供的吸盘工具的夹持方式的结构示意图；
图11A为本发明具体实施方式提供的端面打磨工具的结构示意图；
图11B为本发明具体实施方式提供的端面打磨工具的夹持方式的结构示意图；
图12A为本发明具体实施方式提供的侧面打磨工具的结构示意图；
图12B为本发明具体实施方式提供的侧面打磨工具的夹持方式的结构示意图；
图13为本发明具体实施方式提供的仓储单元的结构示意图；
图14为仓储单元的局部结构示意图；
图15为本发明具体实施方式提供的加工单元的结构示意图；
图16为加工单元的机床安全门的结构示意图；
图17为加工单元的数控机床的结构示意图；
图18A为加工单元的数控机床的一种角度的局部结构示意图；
图18B为加工单元的数控机床的另一种角度的局部结构示意图；
图19为本发明具体实施方式提供的打磨单元的结构示意图；
图20为本发明具体实施方式提供的打磨工位的结构示意图；
图21为本发明具体实施方式提供的旋转工位的结构示意图；
图22为本发明具体实施方式提供的翻转工装的结构示意图；
图23为本发明具体实施方式提供的检测单元的结构示意图；
图24为本发明具体实施方式提供的分拣单元的结构示意图；
图25A为本发明具体实施方式提供的分拣单元的一种角度的局部结构示意图；
图25B为本发明具体实施方式提供的分拣单元的另一种角度的局部结构示意图；
图26为本发明具体实施方式提供的总控单元的结构示意图；
图27为本发明具体实施方式提供的单元之间连接方式的结构示意图；
【附图标记说明】
1：执行单元；
11：执行单元的工作台；12：工业机器人；13：平移滑台；14：快换模块法兰连接端；15：第一远程IO模块；16通讯线路连接接口；
121：工业机器人本体；122：工业机器人控制器；
131：滑台控制器；132：伺服电机；133：同步带；134：滚珠丝杠机构；135：直线导轨；136：安装平台；137：线缆拖链；138：位置指示箭头；139：位置指示标尺；
2：工具单元；
21：工具单元的工作台；22：快换模块工具连接端；23：工具； 24：工具库；
231：轮辐夹爪；232：轮毂夹爪；233：轮辋内圈夹爪；234：轮辋外圈夹爪；235：吸盘工具；236：端面打磨工具；237：侧面打磨工具；
3：仓储单元；
31：存储单元的工作台；32：立体仓库；33：第二远程IO模块；
321：仓库支架；322：料仓指示灯；323：料仓传感器；324：托盘；325：托盘推杆气缸；326：托盘直线导轨；
4：加工单元；
41：加工单元的工作台；42：安全护罩；43：数控机床；44：模拟刀库；45：加工状态指示灯；46：数控***操作面板；47：第三远程IO 模块；
421：门板；422：门板导轨；423：安全门气缸；424：安全门位置传感器；
431：X轴传动装置；432：Y轴传动装置；433：Z轴传动装置；434：主轴；435：刀具；436：气动夹具；437：加工平台；
4311：X轴伺服电机；4312：X轴同步带；4313：X轴滚珠丝杠；4314： X轴直线导轨；4315：X轴安装平台；4316：X轴线缆拖链；
4321：Y轴伺服电机；4322：Y轴同步带；4323：Y轴滚珠丝杠；4324： Y轴直线导轨；4325：Y轴安装平台；4326：Y轴线缆拖链；
4331：Z轴伺服电机；4332：Z轴同步带；4333：Z轴滚珠丝杠；4334： Z轴直线导轨；4335：Z轴安装平台；4336：Z轴线缆拖链；
5：打磨单元；
51：打磨单元的工作台；52：安全护栏；53：打磨工位；54：旋转工位；55：翻转工装；56：吹屑工位；57：第四远程IO模块；
531：打磨工位加工平台；532：打磨工位气动夹爪；533：打磨工位定位销；534：打磨工位传感器；
541：旋转工位加工平台；542：旋转工位气动夹爪；543：旋转工位定位销；544：旋转工位传感器；545：旋转工位旋转气缸；
551：翻转工装升降气缸；552：翻转工装旋转气缸；553：翻转工装夹爪；
6：检测单元；
61：检测单元的工作台；62：智能视觉相机；63：光源；64：视觉检测控制器；65：视觉检测结果显示屏；
7：分拣单元；
71：分拣单元的工作台；72：传送带；73：分拣机构；74：分拣工位；75：第五远程IO模块；
731：分拣机构竖直推杆气缸；732：分拣机构水平推杆气缸；733：分拣机构传感器；
741：分拣道口；742：分拣工位定位气缸；743：分拣工位传感器；
8：总控单元；
81：总控单元的工作台；82：控制器；83：工业交换机；84：操作面板；85：监控平台；86：设备运行指示灯；
841：电源开关；842：急停按钮；843：自定义按钮；
851：固定终端；852：移动终端；
91：钢板、92：螺钉；93：工件。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
参照图1至图27所示，本实施方式提供了一种智能制造单元***集成设计教学设备，其包括多个相互独立设置的单元，实现对工件的仓储、加工、检测或分拣工艺过程。
多个相互独立设置的单元包括执行单元1、工具单元2、仓储单元 3、加工单元4、打磨单元5、检测单元6、分拣单元7和总控单元8。
各单元能够按需通过连接进行布局组合。此处按需通过连接进行布局组合的意思是：在使用过程中，可以选取上述单元中的全部或者部分进行不同布局构型的组合来实现相应的教学功能，以展示不同的设备状态、控制方式、生产流程等内容，能够体现智能控制技术的优势，增加了设备的使用柔性。
执行单元1、工具单元2、仓储单元3、加工单元4、打磨单元5、检测单元6和分拣单元7的供电、供气均由总控单元8提供，并利用快接线缆实现连接。
执行单元1、仓储单元3、加工单元4、打磨单元5、检测单元和分拣单元7均通过工业以太网实现与总控单元8的控制器通讯从而控制各单元的动作流程，通过快接线缆实现通讯的连接。
参照图27，多个单元之间通过钢板91和螺钉92连接进行拼接，当单元拼接完成后，使用钢板91和螺钉92将相邻单元的工作台连接在一起。
参照图1，教学设备典型的组合方式是：包括执行单元1、工具单元2、仓储单元3、加工单元4、打磨单元5、检测单元6、分拣单元7和总控单元 8，上述单元进行组合，并通过钢板91和螺钉92连接。
上述多个单元至少部分能够按需要通过连接进行组合的意思是：上述单元可以单独使用、部分组合使用或者全部进行组合使用，也可无限制增加上述单元的数量，组合的意思是，多个单元在工作过程中能够相互协同工作。
本实施方式中通过多个单元的设置，并且多个单元能够单独使用或者协同工作，通过上述单元的单独使用或配合使用，能够对多个智能化设备的工作过程进行展示，使教学设备具有功能多样性的优点，能够完成多种教学需求。
以下分是分别对各个单元进行详细的描述：
工作台
所有单元均为工作台式设计，功能零件布置在工作台台面上或工作台台柜内，所述单元的工作台同高，且各边的边长均是设定长度的整数倍，如设定长度为a，工作台的边长可以是a、1a、2a、3a……，工作台的实际长度可以根据现场需要或者各单元构成设备的尺寸确定，只要边长满足上述条件即可。具体的，工作台面距地面高度为1000mm，设定长度a为680mm，工作台的尺寸规格可以为680mm×680mm×1000mm，或者680mm×1360mm×1000mm等。
采用此种形式的工作台，可以自由的进行模块化拼接，保证拼接时对接边长统一，拼接后占用空间小、整体化强的优点。
执行单元1、工具单元2、仓储单元3、加工单元4、打磨单元5、检测单元6、分拣单元7和总控单元8均具有独立的工作台，各单元相互独立，通过钢板91和螺钉92实现连接。
工作台为柜式结构，其侧面设置有门板，内部具有储物空间，即台柜，上平面为工作台面，四周设置有用于线路布设的线槽。
执行单元
参照图2至图4所示，执行单元1包括执行单元的工作台11、工业机器人12、平移滑台13、快换模块法兰连接端14和第一远程IO模块15。
工业机器人12包括工业机器人本体121和工业机器人控制器122，工业机器人本体121在工业机器人控制器122的控制下运行。
平移滑台13设置在执行单元的工作台11台面上，工业机器人本体 121设置在平移滑台13的安装平台136上，工业机器人控制器122和第一远程IO模块15设置在执行单元的工作台11台柜内。
快换模块法兰连接端14设置在工业机器人本体121的第六轴法兰上，可与工具单元2中的工具23上设置的快换模块工具连接端22匹配，在工业机器人控制器122的控制下实现连接和分离。
平移滑台13设置在执行单元的工作台11台面上，由滑台控制器131 控制伺服电机132旋转，通过减速机减速后，同步带133驱动滚珠丝杠 134实现旋转运动转变为直线运动，使安装平台136沿着直线导轨135滑动，实现在有效行程内精确定位运动，安装平台136的当前位置可通过查看位置指示箭头138在位置指示标尺139上指示的位置刻度，工业机器人本体121与工业机器人控制器122通讯的线缆通过线缆拖链137实现柔性固定。
滑台控制器131与工业机器人控制器122连接，工业机器人控制器 122将运动参数传递给滑台控制器131，使工业机器人控制器122控制安装平台136运动从而改变工业机器人本体121的位置。
工业机器人控制器122与第一远程IO模块15连接，并通过第一远程IO模块15与总控单元8的控制器82通讯连接，实现执行单元1与总控单元8之间的控制信号的交互。第一远程IO模块15支持工业以太网通信，满足现场设备信号采集及功能控制，支持数字量和模拟量信号的输入和输出。
工具单元
参照图5至图12B，工具单元2包括工具单元工作台21、快换模块工具连接端22、工具23和工具库24。
工具库24设置在工具单元的工作台21上，工具库24包括多个工具放置位，工具23放置在工具放置位上。
工具23具有快换功能，根据实现功能不同分为七种工具：轮辐夹爪 231、轮毂夹爪232、轮辋内圈夹爪233、轮辋外圈夹爪234、吸盘工具 235、端面打磨工具236和侧面打磨工具237，分别可完成工业机器人本体121对工件93的不同位置不同形式的拾取及加工：轮辐侧面位置夹持、轮毂柱面位置夹持、轮辋内圈位置夹持、轮辋外圈位置夹持、轮辐正面位置吸取、端面打磨、侧面打磨。
快换模块工具连接端22与工具23为一体式结构，可与快换模块法兰连接端22固连和释放，进而快速装载到工业机器人本体121上，从而实现工业机器人本体121利用不同工具23完成指定动作内容。
仓储单元
参照图13至图14，仓储单元3包含仓储单元的工作台31、立体仓库32和第二远程IO模块33。
立体仓库32和第二远程IO模块33设置在仓储单元的工作台31台面上。立体仓库32通过仓库支架321分隔出多个独立料仓，其中，料仓上设置有料仓指示灯322、料仓传感器323、托盘324、托盘推杆气缸325 和托盘直线导轨326。
托盘324设置在料仓的底部，并能够沿着托盘直线导轨326相对于仓库支架321水平滑动。
托盘推杆气缸325设置在托盘324的底部，并能够使托盘324在仓库支架321上水平滑动，托盘324用于放置工件93。
料仓传感器323设置在托盘324的下部，用于检测托盘324上有无工件93，料仓指示灯322设置在仓库支架321上，通过指示灯不同的颜色指示料仓内有无工件93。
第二远程IO模块33与总控单元8的控制器82通讯连接，由总控单元8的控制器82实现仓储单元3的动作控制并通过第二远程IO模块33 将信号状态反馈和控制信号输出，如料仓指示灯322亮/灭、托盘推杆气缸325推出/缩回、料仓传感器323有/无。第二远程IO模块33支持工业以太网通信，满足现场设备信号采集及功能控制，支持数字量和模拟量信号的输入和输出。
加工单元
参照图15至图18B，加工单元4包含加工单元的工作台41、安全护罩42、数控机床43、模拟刀库44、加工状态指示灯45、数控***操作面板46、第三远程IO模块47；
安全护罩42、数控机床43和数控***操作面板46设置在加工单元的工作台41台面上。
模拟刀库44和加工状态指示灯45设置在安全护罩42上。
第三远程IO模块47设置在加工单元的工作台41台柜内。
安全护罩42为框架型结构并设置在数控机床43的四周，在数控机床43的正面和背面各设置有机床安全门，机床安全门连接有安全门气缸 423和安全门位置传感器424，数控***操作面板46通过安全门气缸423 控制门板421沿门板导轨422的开闭，通过安全门位置传感器424检测门板421的打开或关闭状态。即当工件93固定在数控机床43内进行加工的时候，门板421处于关闭状态；当工业机器人本体121进行工件93 的上下料操作时，门板421处于打开状态。安全门气缸423的工作控制信号由数控***操作面板提供。
数控机床包括X轴传动装置431、Y轴传动装置432、Z轴传动装置 433、主轴434、刀具435、气动夹具436和加工平台437；其中，X轴传动装置431、Y轴传动装置432、Z轴传动装置433均为伺服电机驱动滚珠丝杠使其安装平台沿直线导轨运动的结构；Y轴传动装置432设置在加工单元的工作台41台面上，X轴传动装置431设置在Y轴传动装置432 上，Z轴传动装置433设置在Y轴传送装置432上，主轴434设置在Z 轴传动装置433上；以X轴传动装置431为例，数控***操作面板46控制X轴伺服电机4311旋转，旋转动作由X轴同步带4312传递到X轴滚珠丝杠4313上，通过X轴滚珠丝杠4313的运动变换使得X轴安装平台 4315沿X轴直线导轨4314往返直线移动，从而带动设置在X轴安装平台4315上的Z轴传动装置433移动。
主轴434终端与刀具435连接，主轴434高速转动带动刀具435转动实现切削加工。
加工平台437设置在加工单元的工作台41台面上并位于主轴434的下侧，气动夹具436设置在加工平台437上位于主轴434下侧，用于在加工过程中定位并加紧工件93。
模拟刀库44可显示当前刀库状态和刀具435信息，模拟刀库与数控***操作面板46通讯连接，由数控***控制面板46输出控制信号实现模拟刀库44状态切换和换刀动作。
数控机床43由数控***操作面板46实现动作控制，数控***操作面板46与第三远程IO模块47信号连接，实现加工单元4与总控单元8 的控制信号的交互，数控***操作面板46通过工业以太网与MES***实现状态信息交互。第三远程IO模块47支持工业以太网通信，满足现场设备信号采集及功能控制，支持数字量和模拟量信号的输入和输出。
打磨单元
参照图19至22，打磨单元5包含打磨单元的工作台51、安全护栏 52、打磨工位53、旋转工位54、翻转工装55、吹屑工位56和第四远程 IO模块57。
安全护栏52、打磨工位53、旋转工位54、翻转工装55、吹屑工位56和第四远程IO模块57设置在打磨单元的工作台51台面上。
安全护栏52为框架型结构并设置在打磨工位53、旋转工位54、翻转工装55、吹屑工位56和第四远程IO模块57的外侧。
打磨工位53包括打磨工位加工平台531、打磨工位气动夹爪532、打磨工位定位销533和打磨工位传感器534，通过打磨工位气动夹爪532 的夹持，可将工件93固定在打磨工位加工平台531上，通过打磨工位加工平台531上的打磨工位定位销533实现工件的准确定位，打磨工位传感器534可检测当前打磨工位加工平台531上是否有工件93。
旋转工位54包括旋转工位加工平台541、旋转工位气动夹爪542、旋转工位定位销543、旋转工位传感器544和旋转气缸545，通过旋转工位气动夹爪542的夹持，可将工件93固定在旋转工位加工平台541上，通过旋转工位加工平台541上的旋转工位定位销543实现工件93的定位，旋转工位传感器544可检测当前旋转工位加工平台541上是否有工件，所述旋转工位加工平台541设置在旋转工位旋转气缸545上实现整体旋转从而带动工件93旋转。
翻转工装55包括翻转工装升降气缸551、翻转工装旋转气缸552和翻转工装夹爪553，翻转工装升降气缸551固定在打磨单元的工作台51 上，翻转工装旋转气缸552安装在翻转工装升降气缸551的驱动端，翻转工装夹爪553与翻转工装旋转气缸552的驱动连接，翻转工装56用于工件93在打磨工位53和旋转工位54之间的搬运并实现工件93的翻转。
吹屑工位56包括吹屑箱体和设置在吹屑箱体内的吹屑装置，工业机器人本体121夹持打磨后的工件93进入吹屑箱体内，吹屑装置将工件93 经打磨产生的飞屑清理干净。
第四远程IO模块57与总控单元8的控制器82的通讯连接，由总控单元8的控制器82实现打磨单元5的动作控制并通过第四远程IO模块 57将传感器检测状态反馈和控制信号输出。第四远程IO模块57支持工业以太网通信，满足现场设备信号采集及功能控制，支持数字量和模拟量信号的输入和输出。
检测单元
参照图23，检测单元6包括检测单元的工作台61、智能视觉相机 62、光源63、视觉检测控制器64和视觉检测结果显示屏65。
智能视觉相机62和光源63设置在检测单元的工作台61上，用于采集图像信息，智能视觉相机62与视觉检测控制器64通讯连接，用于处理图像信息以提取工件93的数据参数，此处的数据参数指的是工件93 的颜色、轮廓、外形尺寸、标记特征等参数。
视觉检测结果显示屏65与视觉检测控制器64通讯连接，并用于显示视觉检测结果。
视觉检测控制器64与工业机器人控制器通讯连接并进行信号交互。
综上所述，工业级智能视觉相机，有独立的视觉检测控制器64，***可检测工件的颜色、轮廓、外形尺寸、标记特征等数据；视觉检测控制器64可与工业机器人控制器122交互信号；视觉检测结果显示屏65 显示视觉检测结果供操作人员查看。
视觉检测过程中由光源63为智能视觉相机62提供独立光源，避免外界光源干扰智能视觉相机的检测结果。
分拣单元
参照图24至图25B，分拣单元7包括分拣单元的工作台71、传送带 72、分拣机构73、分拣工位74和第五远程IO模块75；
传送带72、分拣机构73、分拣工位74和第五远程IO模块75设置在分拣单元的工作台71台面上。分拣单元7包括多个分拣机构73，以及对应分拣机构73设置的分拣工位74，多个分拣机构73设置在传送带72 的上部，邻近传送带72末端依次设置。
传送带72固定于传输工作台71上，工业机器人将完成视觉检测的工件93放置到传送带72上，开始工件93的分拣工序。
分拣机构73包括分拣机构竖直推杆气缸731、分拣机构水平推杆气缸732和分拣机构传感器733，分拣机构竖直推杆气缸推杆731的输出端设置有挡板，分拣机构水平推杆气缸732的输出端设置有推板，分拣机构传感器733设置在分拣机构水平推杆气缸732的推板前，用于检测当前位置的传送带72上是否有工件93。
分拣工位74包括分拣道口741、分拣工位定位气缸742和分拣工位传感器743，分拣道口741滑道倾斜并邻近传送带72设置，用于接收分拣机构73推送的工件93，分拣工位定位气缸742设置在分拣道口741内，并且输出端设置有推板，分拣工位传感器743设置在分拣道口741的末端用于检测此位置是否有工件93。
第五远程IO模块75与总控单元8的控制器82通信连接，由总控单元8的控制器82实现分拣单元7的动作控制并通过第五远程IO模块75 将传感器检测状态反馈和控制信号输出。第五远程IO模块75支持工业以太网通信，满足现场设备信号采集及功能控制，支持数字量和模拟量信号的输入和输出。
总控单元
参照图26，总控单元8包含总控单元的工作台81、控制器82、工业交换机83、操作面板84和监控平台85。
控制器82、工业交换机83、操作面板84和监控平台85设置在总控单元的工作台81上。
控制器82通过工业以太网与第一远程IO模块15、第二远程IO模块 33、第三远程IO模块47、第四远程IO模块57、第五远程IO模块75、数控***操作面板46进行信息交互及动作控制，所有通信接线通过工业交换机83中转。
操作面板84包括电源按钮841、急停按钮842和自定义按钮843，电源按钮841可控制总控单元8供电模块的通断，急停按钮842可控制所有单元的运行状态使其立即停止运行，自定义按钮843连接到控制器 82上，由其控制并采集状态信号。
监控平台包括固定终端851、MES***、移动终端852和远程监控***。MES***为软件，运行在固定终端851中，与控制器82通过工业以太网进行信息交互，用于实时监控设备的运行状态，并且能够将设备运行状态信息上传到互联网数据服务器；远程监控***为软件，运行在移动终端852中，可通过访问互联网数据服务器实时监控设备运行状态。
以上提及的工件93是车轮工件，采用车轮工件仅是为了对各单元的功能进行说明，当然也可以采用其它工件。
为了对上述教学设备进行进一步的说明，本实施方式，还提供了教学设备各单元的工作过程。
执行单元
工业机器人控制器122控制工业机器人本体121执行设定好的动作和与外部的通信；
工业机器人12需要姿态变化时，由工业机器人控制器122利用运动指令控制工业机器人本体121各轴运动，从而实现工业机器人本体121 姿态变化。
工业机器人12需要利用平移滑台13实现位置移动时，由工业机器人控制器122利用移动指令将运动参数传输到滑台控制器131中，由滑台控制器131控制伺服电机132转动进而驱动安装平台136移动，从而实现工业机器人本体121位置移动。
工业机器人12需要更换工具23时，由工业机器人控制器122利用控制指令使工业机器人本体121移动到所需工具23位置，并使快换模块法兰连接端14与快换模块工具连接端22固连或脱离，从而实现工业机器人本体121对不同工具23的装载或释放。
工业机器人12需要工具23动作时，由工业机器人控制器122利用控制指令使指定的气路或电路导通，从而实现工具23的动作；
工业机器人12需要通讯时，由工业机器人控制器122利用通讯指令实现与总控单元8的控制器82和检测单元6的视觉检测控制器64实现控制信号的交互。
工具单元
根据功能需求，在工具库24的工具放置位上放置好所需的工具23。
各个工具23可由执行单元1中的工业机器人12装载或释放。
仓储单元
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至工具单元2操作位置；
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到装载轮辐夹爪231的指定姿态，并输出动作指令将轮辐夹爪231安装至工业机器人本体121上，再输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态；
工业机器人控制器122查询总控单元8的控制器82内存储的当前仓储单元3所存储工件93的状态，选择所需的托盘324编号，并将编号信息传输给工业机器人控制器122；
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至仓储单元3操作位置；
总控单元8的控制器82控制仓储单元3，将工业机器人控制器122 指定所需要取出的工件93所在的托盘324利用托盘推杆气缸325推出；
工业机器人控制器122控制工业机器人本体121按照指定姿态抓取立体仓库32指定托盘324内的工件93；
总控单元8的控制器82控制仓储单元3，将已取出工件93的托盘 324利用托盘推杆气缸325缩回原位；
完成工件93的抓取后，工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态；
加工单元
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至加工单元4操作位置；
数控***操作面板46控制安全门气缸423将加工单元4的正面机床安全门门板421打开，将数控机床的气动夹具436设定在松开状态；
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到将工件93放置到气动夹具436上的指定姿态，数控***操作面板46将气动夹具436设定为夹紧状态，稳定夹持工件93后，工业机器人控制器 122输出动作指令松开对工件93的夹持；
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态，退出数控机床43安全护罩42区域后，数控***操作面板46控制安全门气缸423关闭机床安全门门板421；
数控***操作面板46中已经预存好所需要进行加工的多个数控加工 G代码程序，MES***根据生产需求选择合适的加工程序、刀具；
数控***操作面板46控制数控机床43执行选定的数控加工G代码，完成工件的定制化雕刻/铣削加工；加工过程中的主轴转速、是否加工完成等信息可由数控***操作面板46与MES软件通信传输，并由固定终端851实时显示；
数控机床43完成对工件93的定制化加工后，数控***操作面板46 控制安全门气缸423将机床安全门门板421打开，工业机器人控制器122 输出运动指令使工业机器人本体121运动到拾取工件93的指定姿态，数控***操作面板46控制气动夹具436松开，工业机器人控制器122输出动作指令和运动指令使工业机器人本体121取出工件93并运动到指定标准姿态，退出数控机床43安全护罩42区域。
数控***操作面板46控制安全门气缸423使机床安全门门板421关闭。
打磨单元
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至打磨单元5操作位置。
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到将工件93放置到打磨工位53的指定姿态，输出动作指令将松开工件93 后，输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态。
总控单元8的控制器82控制打磨工位气动夹爪532夹紧工件93在打磨工位加工平台531。
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至工具单元2操作位置。
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到释放轮辐夹爪231的指定姿态，并输出动作指令将轮辐夹爪231释放到工具放置位上，再输出运动指令使工业机器人本体121运动到装载端面打磨工具236的指定姿态，输出动作指令将端面打磨工具236安装至工业机器人本体121上，再输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态。
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至打磨单元5操作位置。
工业机器人控制器122输出动作指令启动端面打磨236工具，并输出运动指令使工业机器人本体121按照工艺要求利用端面打磨工具236 完成对工件93指定位置的打磨加工后，工业机器人控制器122输出动作指令停止端面打磨236工具。
总控单元8的控制器82控制打磨工位53、旋转工位54和翻转工装 55，通过翻转工装夹爪553夹取工件93，同时打磨工位气动夹爪532松开工件93，翻转工装升降气缸551启动升高翻转工装夹爪553及工件 93，翻转工装旋转气缸552启动翻转，翻转工装升降气缸551启动下降将工件93放置在旋转工位54上，旋转工位气动夹具542夹紧工件，翻转工装夹爪553松开工件93。
工业机器人控制器122输出动作指令启动端面打磨工具236，并输出运动指令使工业机器人本体121按照工艺要求利用端面打磨工具236完成对工件93指定位置的打磨加工后，工业机器人控制器122输出动作指令停止端面打磨236工具。
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至工具单元2操作位置。
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到释放端面打磨工具236的指定姿态，并输出动作指令将端面打磨工具236 释放到工具放置位上，再输出运动指令使工业机器人本体121运动到装载吸盘工具235的指定姿态，输出动作指令将吸盘工具235安装至工业机器人本体121上，再输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态。
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至打磨单元5操作位置。
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到拾取工件93的指定姿态，待总控单元8的控制器82控制旋转工位气动夹具542松开工件93后，工业机器人控制器122输出动作指令拾取工件。
工业机器人控制器122控制工业机器人本体121将工件93置于吹屑工位56，将打磨碎屑由工件表面吹除；
业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态。
检测单元
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至检测单元6操作位置。
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到检测指定姿态，使工件93位于智能视觉相机62的规定视野位置。
工业机器人控制器122输出通信指令使视觉检测控制器64完成检测动作，并将工件93指定位置的颜色参数信息传输回工业机器人控制器 122。
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态。
分拣单元
工业机器人控制器122输出移动指令使平移滑台13带动工业机器人本体121移动至分拣单元7操作位置。
工业机器人控制器122输出运动指令使工业机器人本体121运动到放置工件93到传送带72起始端的指定姿态，并输出动作指令释放工件 93使其落到传送带72上后，输出运动指令使工业机器人本体121运动到指定标准姿态。
总控单元8的控制器82控制传送带72运动，将工件93传送到指定分拣机构73前。
总控单元8的控制器82将指定分拣机构73的分拣机构竖直推杆气缸731落下拦截住工件93，待分拣机构传感器733检测到工件93后，控制分拣机构水平推杆气缸732将工件93推入分拣道口741。
总控单元8的控制器82控制分拣工位定位气缸742动作，将位于分拣道口741内的工件93准确定位到道口末端。
总控单元
所有流程实现时，各单元间的动作过程由总控单元8的控制器82实现控制，并完成各单元间控制指令和信息数据的交互和传递。
运行在固定终端851的MES***可实时监测所有单元的运行情况，并对当前工件的加工状态、后续加工流程等信息进行展示。
运行在移动终端852的远程监控***可实时检测到设备运行状态。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：包括多个相互独立设置的单元，实现对工件的仓储、加工、检测或分拣工艺过程；
所述多个相互独立设置的单元包括执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元、分拣单元和总控单元；
各单元能够按需通过连接进行布局组合；
所述执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元和分拣单元的供电、供气均由总控单元提供，利用快接线缆实现连接；
所述执行单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元和分拣单元均通过工业以太网实现与总控单元的控制器通讯从而控制各单元的动作流程，通过快接线缆实现通讯的连接。
2.根据权利要求1所述的智能制造单元集成设计教学设备，其特征在于：所有单元均为工作台式设计，功能零件布置在工作台台面上或工作台台柜内；
所有单元的工作台同高，工作台各边的边长均是设定长度的整数倍。
3.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述执行单元包括执行单元的工作台、工业机器人、平移滑台、快换模块法兰连接端和第一远程IO模块；
所述工业机器人包括工业机器人本体和工业机器人控制器，所述工业机器人本体在工业机器人控制器的控制下运行；
所述平移滑台设置在执行单元的工作台台面上，所述工业机器人本体设置在平移滑台的安装平台上，所述工业机器人控制器和第一远程IO模块设置在执行单元的工作台台柜内；
所述快换模块法兰连接端设置在工业机器人本体的第六轴法兰上，可与工具单元中的工具上设置的快换模块工具连接端匹配，在工业机器人控制器的控制下实现连接和分离；
所述平移滑台设置在执行单元的工作台台面上，由滑台控制器控制伺服电机旋转，通过减速机减速后，同步带驱动滚珠丝杠实现旋转运动转变为直线运动，使安装平台沿着直线导轨滑动；
所述滑台控制器与工业机器人控制器连接，工业机器人控制器将运动参数传递给滑台控制器，使工业机器人控制器控制安装平台直线往返运动从而改变工业机器人本体的位置；
所述工业机器人控制器与第一远程IO模块连接，并通过第一远程IO模块与总控单元的控制器通讯连接，实现执行单元与总控单元之间的控制信号的交互。
4.根据权利要求3所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述工具单元包括工具单元的工作台、快换模块工具连接端、工具和工具库；
所述工具通过快换模块工具连接端与快换模块法兰连接端匹配，进而装载到工业机器人本体上；
所述工具包括轮辐夹爪、轮毂夹爪、轮辋内圈夹爪、轮辋外圈夹爪、吸盘工具、端面打磨工具和侧面打磨工具，快换模块工具连接端与工具为一体式结构；
所述工具库设置在工具单元的工作台台面上，所述工具库包括多个工具放置位，工具放置在工具放置位上。
5.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述仓储单元包含仓储单元的工作台、立体仓库和第二远程IO模块；
所述立体仓库和第二远程IO模块设置在仓储单元的工作台台面上；
所述立体仓库通过仓库支架分隔出多个独立料仓，所述料仓内设置有料仓指示灯、料仓传感器、托盘和托盘推杆气缸；
所述托盘设置在料仓的底部，并能够沿着托盘直线导轨相对于仓库支架滑动；
所述托盘推杆气缸与托盘连接并用于将托盘推出或收回料仓；
所述料仓传感器设置在托盘的下部，用于检测托盘上有无工件；
所述料仓指示灯设置在料仓的上侧或下侧，通过指示灯不同的颜色指示料仓内有无工件；
所述第二远程IO模块与总控单元的控制器通讯连接，由总控单元的控制器实现仓储单元的动作控制并通过第二远程IO模块将信号状态反馈和控制信号输出。
6.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述加工单元包含加工单元的工作台、安全护罩、数控机床、模拟刀库、加工状态指示灯、数控***操作面板和第三远程IO模块；
所述安全护罩、数控机床和数控***操作面板设置在加工单元的工作台台面上；
所述模拟刀库和加工状态指示灯设置在安全护罩上；
所述第三远程IO模块设置在加工单元的工作台台柜内；
所述安全护罩为框架型结构并设置在数控机床的四周，在数控机床的正面和背面各设置有机床安全门，所述机床安全门包括门板、门板导轨、安全门气缸和安全门位置传感器，门板通过安全门气缸驱动沿门板导轨开闭，安全门位置传感器可反馈机床安全门的打开或关闭状态，安全门气缸的工作控制信号由数控***操作面板提供；
所述数控机床包括X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置、主轴、刀具、气动夹具和加工平台；其中，所述X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置均为伺服电机驱动滚珠丝杠使其安装平台沿直线导轨运动的结构；所述Y轴传动装置设置在加工单元的工作台台面上，所述X轴传动装置设置在Y轴传动装置上，所述Z轴传动装置设置在Y轴传送装置上，所述主轴设置在Z轴传动装置上；所述主轴终端与刀具连接；所述加工平台设置在加工单元的工作台台面上并位于主轴的下侧，所述气动夹具设置在加工平台上位于主轴下侧；
所述模拟刀库可显示当前刀库状态和刀具信息，模拟刀库与数控***操作面板通讯连接，由数控***控制面板输出控制信号实现刀库状态切换和换刀动作；
所述数控机床由数控***操作面板实现动作控制，数控***操作面板与第三远程IO模块信号连接，实现加工单元与总控单元的控制信号的交互，数控***操作面板通过工业以太网与MES***实现状态信息交互。
7.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述打磨单元包含打磨单元的工作台、安全护栏、打磨工位、旋转工位、翻转工装、吹屑工位和第四远程IO模块；
所述安全护栏、打磨工位、旋转工位、翻转工装、吹屑工位和第四远程IO模块设置在打磨单元的工作台台面上；
安全护栏为框架型结构并设置在打磨工位、旋转工位、翻转工装、吹屑工位和第四远程IO模块的外侧；
所述打磨工位包括打磨工位加工平台、打磨工位定位销、打磨工位气动夹爪和打磨工位传感器，通过打磨工位气动夹爪的夹持，可将工件固定在打磨工位加工平台上，通过打磨工位加工平台上的打磨工位定位销实现工件的定位，打磨工位传感器可检测当前打磨工位加工平台上是否有工件；
所述旋转工位包括旋转工位加工平台、旋转工位定位销、旋转工位气动夹爪、旋转工位传感器和旋转工位旋转气缸，通过旋转工位气动夹爪的夹持，可将工件固定在旋转工位加工平台上，通过旋转工位加工平台上的旋转工位定位销实现工件的定位，旋转工位传感器可检测当前旋转工位加工平台上是否有工件，所述旋转工位加工平台设置在旋转工位旋转气缸上实现整体旋转从而带动工件旋转；
所述翻转工装包括翻转工装升降气缸、翻转工装旋转气缸和翻转工装夹爪，所述翻转工装升降气缸固定在打磨单元的工作台台面上，所述翻转工装旋转气缸安装在翻转工装升降气缸的输出端，所述翻转工装夹爪与翻转工装旋转气缸的输出端连接，所述翻转工装用于工件在旋转工位和打磨工位之间的搬运并实现工件的翻转；
所述吹屑工位包括吹屑箱体和设置在吹屑箱体内的吹屑装置；
所述第四远程IO模块与总控单元的控制器通讯连接，由总控单元的控制器实现打磨单元的动作控制并通过第四远程IO模块将信号状态反馈和控制信号输出。
8.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述检测单元包括检测单元的工作台、智能视觉相机、光源、视觉检测控制器和视觉检测结果显示屏；
所述智能视觉相机和光源设置在检测单元的工作台台面上，并用于采集图像信息；
所述智能视觉相机与视觉检测控制器通讯连接，并用于处理图像信息以提取工件的数据参数；
所述视觉检测结果显示屏与视觉检测控制器通讯连接，用于显示视觉检测结果；
所述视觉检测控制器与工业机器人控制器通讯连接并进行信号交互。
9.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述分拣单元包括分拣单元的工作台、传送带、分拣机构、分拣工位和第五远程IO模块；
所述传送带、分拣机构、分拣工位和第五远程IO模块设置在分拣单元的工作台台面上，包括多个分拣机构，以及对应分拣机构设置的分拣工位，所述多个分拣机构设置在传送带的上部，邻近传动带末端依次设置；
所述分拣机构包括分拣机构竖直推杆气缸、分拣机构水平推杆气缸和分拣机构传感器；所述分拣机构竖直推杆气缸推杆的输出端设置有挡板，所述分拣机构水平推杆气缸的输出端设置有推板；所述分拣机构传感器设置在分拣机构水平推杆气缸的推板前，用于检测当前位置的传送带上是否有工件；
所述分拣工位包括分拣道口、分拣工位定位气缸、分拣工位传感器，所述分拣道口滑道倾斜并邻近传送带设置，用于存放分拣机构推送的工件，所述分拣工位定位气缸设置在分拣道口内，并且输出端设置有推板，分拣工位传感器设置在分拣道口的末端用于检测此位置是否有工件；
所述第五远程IO模块与总控单元的控制器通信连接，由总控单元的控制器实现分拣单元的动作控制并通过第五远程IO模块将信号状态反馈和控制信号输出。
10.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述总控单元包含总控单元的工作台、控制器、工业交换机、操作面板、监控平台和设备状态指示灯；
所述控制器、工业交换机、操作面板和监控平台设置在控制工作台台面上；
所述控制器通过工业以太网与其它单元的远程IO模块、执行单元的工业机器人控制器、加工单元的数控***操作面板进行信息交互及动作控制；
所述工业交换机是作为所有使用工业以太网进行通信的设备通信线路连接中转设备；
所述操作面板包括电源按钮、急停按钮和自定义按钮，所述电源按钮可控制总控单元供电***的通断，所述急停按钮可控制所有单元的运行状态使其立即停止运行，所述自定义按钮连接到控制器上由其控制并采集状态信号；
所述监控平台包括固定终端、MES***、移动终端和远程监控***；所述MES***为软件，运行在固定终端中，与控制器通过工业以太网进行信息交互，用于实时监控设备的运行状态，并且能够将设备运行状态信息上传到互联网数据服务器；所述远程监控***为软件，运行在移动终端中，可通过访问互联网数据服务器实时监控设备运行状态；
所述设备状态指示灯可通过不同颜色指示灯显示设备整体运行状态，设备状态指示灯由控制器控制。
11.根据权利要求1所述的智能制造单元***集成设计教学设备，其特征在于：所述执行单元、工具单元、仓储单元、加工单元、打磨单元、检测单元、分拣单元和总控单元之间通过钢板和螺钉连接进行拼接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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