CN110867109A - 机器人夹具装调实训平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开的机器人夹具装调实训平台，包括实训桌、机器人单元、若干典型实训夹具单元和测试工件单元，实训桌内部设置有机器人控制器和PLC控制单元，PLC控制单元的控制信号输出端与机器人控制器的控制端电连接，机器人控制器的控制信号输出端与机器人单元的控制端电连接，机器人单元与各所述实训夹具单元通过快换连接结构实现快速拆装，根据教学需求实现机器人单元与各实训夹具单元之间的切换，测试工件单元包括测试台和设置于测试台上的测试工件，本申请通过配备各种典型夹具以及测试工件，可用于各高等院校等学习机器人各种典型夹具的工作原理，学习典型夹具的安装、调试、测试，可以让学员快速了解各种夹具的结构特点、控制方法等，为学习机器人应用等专业打下基础。

Description

机器人夹具装调实训平台

技术领域

本发明涉及机器人教学设备技术领域，具体为机器人夹具装调实训平台，是一种教育或实训用具。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，其能自动执行工作，依靠自身动力和控制能力来实现各种功能，既可以接受人类指挥，也可以按照预先编排，随着生产力的不断发展和进步，越来越多的高重复型、高密集型的工作不断被工业机器人所替代。因此，越来越多的企业开始应用工业机器人从事生产相关工作。行业的快速发展与工业机器人应用型人才的紧缺使得越来越多的高职院校开始开设工业机器人相关专业。工业机器人专业是一个需要理论联系实际的专业，既需要循序渐进的理论学习，又需要实际动手操作。因此，现有技术中，通过采用工业机器人教学实训设备来进行工业机器人的教学，但是，现有的工业机器人教学实训设备仅能初步解决工业机器人的实际操作教学问题，仍然具有以下缺陷：(1)工业机器人的教学与实际操作存在一定的偏差，或过于偏重教学，与真实应用脱节；或过于偏重真实，导致教学困难；(2)实验教具单一，知识点覆盖不全。

发明内容

本发明的目的在于提供机器人夹具装调实训平台，以解决上述背景技术中提出的工业机器人教学中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

机器人夹具装调实训平台，包括实训桌、机器人单元、若干典型实训夹具单元和测试工件单元，实训桌顶端安装所述机器人单元，实训桌内部设置有机器人控制器和PLC控制单元，PLC控制单元的控制信号输出端与机器人控制器的控制端电连接，机器人控制器的控制信号输出端与机器人单元的控制端电连接，机器人单元与各所述实训夹具单元通过快换连接结构实现快速拆装，根据教学需求实现机器人单元与各实训夹具单元之间的切换，测试工件单元包括测试台和设置于测试台上的测试工件，PLC控制单元通过机器人控制器控制机器人单元选取任一实训夹具单元对测试工件单元中的测试工件进行模拟操作。

优选的，实训夹具单元包括若干设置于实训桌上的工具架，所述工具架上放置有实训夹具。

优选的，实训夹具包括电动夹具、气动夹具、吸附夹具和专用夹具。

优选的，所述电动夹具包括电动夹内夹和电动夹外夹；气动夹具包括气动内夹和气动外夹；吸附夹具包括气动吸盘和电磁吸盘；专用夹具包括一固定座，固定座上连接有用于模拟焊接的焊枪头，或所述固定座上连接有用于模拟打磨的打磨机，或所述固定座上连接有用于模拟喷涂的喷头。

优选的，所述测试工件包括吸盘工件、外夹工件、内夹工件、焊接工件、打磨工件和喷途工件，测试台上设置有工件位和目标位，各工件初始状态位于工件位上，通过操作机器人单元将测试工件在工件位以及目标位之间来回移动并对测试工件进行相应焊接、打磨及喷涂操作。

优选的，所述机器人单元为三轴机器人。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请通过配备各种典型夹具以及测试工件，可用于各高等院校、职业学校、培训机构等学习机器人各种典型夹具的工作原理，学习典型夹具的安装、调试和测试，可以让学员快速了解各种夹具的结构特点、控制方法等，为学习机器人应用等专业打下基础。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的局部的结构示意图；

图3为图1A的放大结构示意图。

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做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。

请参阅图1-3，本申请主要通过工业机器人换夹具调教设备配有电夹搬运、气夹搬运、吸盘搬运、焊接、打磨、喷涂等九种工具；由三轴运动平台实现连续运动定位；根据工业机器人的实际工作环境,由专用切换装置，实现气路、液路、信号电、动力电快速对接，实现工具快速装夹切换；

具体的，机器人夹具装调实训平台，包括实训桌1、机器人单元2、若干典型实训夹具单元3和测试工件单元4，

其中，实训桌包括由铝合金形成的支撑框架5，支撑框架上设置有铝板平台6，支撑框架的侧面通过有机玻璃包裹形成侧面观察区，支撑框架的背面通过有机玻璃形成有机玻璃后门，支撑框架的正面设置有光幕保护装置，所述光幕保护装置为现有技术，包括设置于支撑框架正面顶部的形成开关，行程开关与控制机器人的控制器连接，机器人动作时，当有学员进入实训桌内部，机器人即停止作用，防止意外发生，支撑框架的底部根据需要设置有存储柜和电气柜，以及轮子。

铝板平台上安装所述机器人单元，实训桌内部设置有机器人控制器和PLC控制单元，PLC控制单元的控制信号输出端与机器人控制器的控制端电连接，机器人控制器的控制信号输出端与机器人单元的控制端电连接，机器人单元与各所述实训夹具单元通过快换连接结构实现快速拆装，根据教学需求实现机器人单元与各实训夹具单元之间的切换，

学员可以根据教学要求自行通过PLC编程控制机器人单元动作以及电气***的安装、调试与应用；

其中，机器人单元包括与铝板平台固定连接的四根支撑杆7，四根支撑杆两两相对设置，左侧两支撑杆之间连接有第一导向座8，右侧两支撑杆之间连接有第二导向座9，还包括一可来回移动的横向座10，装置横向座的两端连接通过一滑块11，第一导向座和第二导向座内设置有张紧皮带12，所述滑块与张紧皮带连接，张紧皮带与第一电机13传动连接，具体的，第一电机连接有一转轴14，转轴上连接有两主动轮15，所述第一导向座和第二导向座内分别设置有一从动轮16，张紧皮带连接主动轮和从动轮，还包括一快拆连接头，所述开拆连接头连接于一连接板17的底部，所述连接板与纵向座连接，横向座的横向方向上连接有一丝杆18，丝杆由第二电机驱动，所述纵向座上设置有一螺母19，所述螺母连接所述丝杆，通过第二电机带动纵向座横向运动，纵向座上设置有一滑轨20，所述连接板通过滑块与滑轨连接，所述连接板连接一气缸21；

上述结构为现有技术，故只简单描述，不再赘述；

实训夹具单元包括若干设置于实训桌上的工具架22，所述工具架上放置有实训夹具。实训夹具包括电动夹具、气动夹具、吸附夹具和专用夹具。所述电动夹具包括电动夹内夹和电动夹外夹；气动夹具包括气动内夹和气动外夹；吸附夹具包括气动吸盘和电磁吸盘；专用夹具包括一固定座23，固定座上连接有用于模拟焊接的焊枪头，或所述固定座上连接有用于模拟打磨的打磨机，或所述固定座上连接有用于模拟喷涂的喷头。上述的电动夹内夹和电动夹外；夹气动内夹和气动外夹；气动吸盘和电磁吸盘等均为现有的技术，在此不再赘述，而其中所说的工具架则包括与铝板平台固定连接的间隔排列的若干支撑板，各实训夹具的顶部连接有一悬挂块25，悬挂块上设置有开拆连接座26，与快拆连接头通过启动的放置连接，此为现有技术，在此不再赘述；悬挂块上还连接有第一电连接头27，对应的快拆连接头的侧边上连接有第二电连接头28，当实训夹具需要用到电时，通过第一电连接头和第二电连接头的对接实现机器人单元与实训夹具单元电路的导通，此为现有技术，在此只做简要说明，

测试工件单元位于实训夹具单元的前方，方便学员进行观察，具体包括测试台和设置于测试台上的测试工件，测试台上设置有工件位和目标位，各工件初始状态位于工件位上，通过操作机器人单元将工件在工件位以及目标位之间来回移动并对工件进行相应操作，所述测试工件包括吸盘工件、外夹工件、内夹工件、焊接工件、打磨工件和喷途工件。其中吸盘工件为一表面呈倾斜面的矩形块，倾斜面的设置便于学员了解如何采用吸头可调节的气动吸盘进行工作，外夹工件、内夹工件为圆柱形体，圆柱形体的顶部设置有夹槽，便于内夹，打磨工件为设置有V形槽的矩形块，上述工件形状可根据教学过程需要任意改变，并不局限于上述描述的形状。

PLC控制单元通过机器人控制器控制机器人单元选取任一实训夹具单元对测试工件单元中的测试工件进行模拟操作。

本申请可实现至少下述方面的教学，包括

1、机械手快速工具切换装置，实现气路、液路、信号电、动力电对接的结构、原理、装夹步骤、使用方法；

2、熟悉常用的机械手夹具，电动夹具、气动夹具、吸盘、弧焊、打磨、喷涂工具执行部件和传感机构；

3、伺服三轴***的点动、回原点、定位的控制方法；

4、熟悉常用的PLC传感器、执行机构；

5、三轴***的机械结构。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.机器人夹具装调实训平台，其特征在于：包括实训桌、机器人单元、若干典型实训夹具单元和测试工件单元，实训桌顶端安装所述机器人单元，实训桌内部设置有机器人控制器和PLC控制单元，PLC控制单元的控制信号输出端与机器人控制器的控制端电连接，机器人控制器的控制信号输出端与机器人单元的控制端电连接，机器人单元与各所述实训夹具单元通过快换连接结构实现快速拆装，根据教学需求实现机器人单元与各实训夹具单元之间的切换，测试工件单元包括测试台和设置于测试台上的测试工件，PLC控制单元通过机器人控制器控制机器人单元选取任一实训夹具单元对测试工件单元中的测试工件进行模拟操作。

2.根据权利要求1所述的机器人夹具装调实训平台，其特征在于：实训夹具单元包括若干设置于实训桌上的工具架，所述工具架上放置有实训夹具。

3.根据权利要求1所述的机器人夹具装调实训平台，其特征在于：实训夹具包括电动夹具、气动夹具、吸附夹具和专用夹具。

4.根据权利要求3所述的机器人夹具装调实训平台，其特征在于：所述电动夹具包括电动夹内夹和电动夹外夹；气动夹具包括气动内夹和气动外夹；吸附夹具包括气动吸盘和电磁吸盘；专用夹具包括一固定座，固定座上连接有用于模拟焊接的焊枪头，或所述固定座上连接有用于模拟打磨的打磨机，或所述固定座上连接有用于模拟喷涂的喷头。

5.根据权利要求1所述的机器人夹具装调实训平台，其特征在于：所述测试工件包括吸盘工件、外夹工件、内夹工件、焊接工件、打磨工件和喷途工件，测试台上设置有工件位和目标位，各工件初始状态位于工件位上，通过操作机器人单元将测试工件在工件位以及目标位之间来回移动并对测试工件进行相应焊接、打磨及喷涂操作。

6.根据权利要求1所述的机器人夹具装调实训平台，其特征在于：所述机器人单元为三轴机器人。

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