CN112102704A - 一种智慧工厂用教学实训*** - Google Patents

Abstract

本发明的一种智慧工厂用教学实训***，属于教学实训技术领域，包括板链式输送带、控制面板和四自由度机器人，控制面板上设有显示屏，控制面板内设有控制器，还包括上料装置；磁铁安装装置；检测分类装置，检测分类装置包括质量检测机构、分类滑道和第一滑动气缸，板链式输送带的末端设有导料滑道，第一滑动气缸的滑动端的底部设有升降气缸；存料槽；拨料板，所述拨料板为倒立的“凵”型结构。本发明能够实现根据工厂的血泵转子组装流程进行智慧工厂的控制演示，显示屏用于显示实时工艺流程进度，通过质量检测机构对装配磁铁的血泵转子卡合情况进行检测，来检测每个磁铁是否合格与血泵转子卡合，便于学员进行实时观察。

Description

一种智慧工厂用教学实训***

技术领域

本发明涉及教学实训技术领域，具体讲是一种智慧工厂用教学实训***。

背景技术

目前装备制造业正在朝着“智慧化”的先进控制技术方向发展，对于人才和技术有着迫切的市场需求，而先进控制技术涉及到智能控制算法与仿真、运动控制、实时通信技术、智能传感技术、机器人技术的综合学科应用。目前，大多数工厂都是对产品采用生产线的自动组装，为了培养员工的教学实训，需要建立一个自动化的教学实训装置，来全面展现工厂的控制演示。

现有血泵转子生产线在对血泵转子进行组装的过程中，如图1所示，其中前序步骤需要将若干个内部驱动磁铁一一卡合在转子的卡槽内，再对磁铁与转子卡槽是否成功卡合进行检测，而现有技术无法实现根据工厂的血泵转子组装流程进行智慧工厂的控制演示，进而无法提高教学效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智慧工厂用教学实训***，以解决现有技术无法实现根据工厂的血泵转子组装流程进行智慧工厂的控制演示的技术问题。

本发明的技术方案是：包括板链式输送带、控制面板和四自由度机器人，控制面板上设有显示屏，所述控制面板设置在板链式输送带的旁侧，所述控制面板内设有与四自由度机器人电性连接的控制器，其中，还包括：

上料装置，所述上料装置设置在板链式输送带的输入端；

磁铁安装装置，所述磁铁安装装置用于将磁铁依次卡合于零件上，所述磁铁安装装置设置在上料装置的旁侧；

检测分类装置，所述检测分类装置设置在板链式输送带的末端，所述检测分类装置包括质量检测机构、分类滑道和架设置在分类滑道顶端的第一滑动气缸，所述质量检测机构设置在板链式输送带上，所述板链式输送带的末端设有与分类滑道连通的导料滑道，所述第一滑动气缸的滑动端的底部设有升降气缸；

存料槽，所述四自由度机器人设置在存料槽与分类滑道之间；

拨料板，所述拨料板为倒立的“凵”型结构，所述拨料板固定在升降气缸的升降端底部。

优选的，所述质量检测机构包括架设在板链式输送带上的机架，所述机架上设有两个并列设置并且均与控制器电性连接的图像采集传感器，两个所述图像采集传感器的检测端均朝下设置。

优选的，所述磁铁安装装置包括震动盘、旋转机构、支撑架和移料机构，所述震动盘上设有水平设置并且与其内部连通的送料通道，所述支撑架的顶部设有竖直设置的升料气缸，所述升料气缸的输出端上设有水平设置的安装板，所述安装板的顶部设有旋转气缸，所述旋转气缸的旋转端上固定有气缸座，所述气缸座上设有夹持气缸，所述夹持气缸用于对送料通道末端的磁铁进行夹取，升料气缸、旋转气缸和夹持气缸均与控制器电性连接。

优选的，所述旋转机构包括旋转盘、驱动电机和安装架，所述旋转盘的顶部中心处设有限位柱，所述驱动电机设置在安装架的顶部，且驱动电机的输出轴与旋转盘同轴连接；

旋转机构还包括设置在安装架侧壁上的L型板，所述L型板的顶端安装有水平设置的激光测距传感器，所述激光测距传感器的检测端朝向旋转盘设置，驱动电机和激光测距传感器均与控制器电性连接。

优选的，所述移料机构包括有竖立架、升降台、夹持气缸、第二滑动气缸和设置在竖立架顶部的送料气缸，所述竖立架的侧壁上设有两个竖直设置的滑轨，所述升降台与两个滑轨滑动配合，所述第二滑动气缸设置在升降台上，所述送料气缸的输出端朝下设置，所述送料气缸的输出端与升降台的顶端固定连接，所述夹持气缸与第二滑动气缸的移动端之间设有加强连接板，夹持气缸、第二滑动气缸和送料气缸均与控制器电性连接。

优选的，所述夹持气缸的夹持端上设有两个对称设置的弧形板。

优选的，所述上料装置包括有传送带和设置在传送带旁侧的进料组件，所述传送带上设有若干个沿其传送方向等间距设置的限位治具，每个所述限位治具均包括有四个圆周分布的限位条。

优选的，所述进料组件包括承载架和设置在承载架上的第三滑动气缸，所述第三滑动气缸的移动端上设有竖直设置的推料气缸，所述推料气缸的伸缩端朝下设置，所述推料气缸的伸缩端上固定有夹紧气缸，第三滑动气缸、推料气缸和夹紧气缸均与控制器电性连接。

优选的，所述四自由度机器人上设有四爪气缸。

优选的，所述存料槽内设有若干个水平设置的隔离条，若干个隔离条将存料槽内部分隔为若干个存料空间。

本发明通过改进在此提供一种智慧工厂用教学实训***，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

(1)本发明设有板链式输送带、上料装置、磁铁安装装置、检测分类装置、控制面板和四自由度机器人，本发明能够实现根据工厂的血泵转子组装流程进行智慧工厂的控制演示，显示屏用于显示实时工艺流程进度，便于学员进行实时观察，以解决现有技术无法实现根据工厂的血泵转子组装流程进行智慧工厂的控制演示的技术问题。

(2)质量检测机构用于对装配磁铁的血泵转子卡合情况进行检测，来检测每个磁铁是否合格与血泵转子卡合，不合格品将被拨料板移动至分类滑道远离四自由度机器人的一侧，合格品将拨料板移动至靠近四自由度机器人的一侧，在四自由度机器人的作用下将合格品依次存放至存料槽内，以便于学员学习对产品质量的监控排查；拨料板为倒立的“凵”型结构，使血泵转子能够位于拨料板内部，使拨料板在移动的过程中带动产品进行移动。

(3)震动盘工作能够使磁铁向送料通道内进行输送，夹持气缸工作能够将送料通道末端的磁铁进行夹紧，在升料气缸的作用下使旋转气缸带动磁铁上升一定的高度，在旋转气缸的工作下使夹持气缸旋转180度，来使被夹紧的磁铁移动至血泵转子的上方，在升料气缸的再次作用下使磁铁卡合于血泵转子上，旋转盘在驱动电机的作用下进行转动，使被取出的磁铁依次卡合于血泵转子上，完成对血泵转子的装配作业。

(4)在送料气缸的作用下能够使夹持气缸位于血泵转子的上方，夹持气缸工作能够使两个弧形板相互靠近来对血泵转子进行夹紧，送料气缸再次工作使血泵转子移动至旋转盘上，并使血泵转子卡入至限位柱上，激光测距传感器用于感应血泵转子的卡槽，来使血泵转子的卡槽能够精准与磁铁卡合，激光测距传感器对控制器发出电信号，使控制器控制驱动电机进行工作，使驱动电机驱动旋转盘以及血泵转子进行转动，直至使血泵转子的卡槽能够转动至于磁铁相卡合的位置，显示屏实时显示数据传输，便于学员进行学习。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:

图1为血泵转子的分解示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的局部立体结构示意图一；

图5为本发明上料装置和磁铁安装装置的立体结构示意图；、

图6为图5中A处放大图；

图7为本发明的局部立体结构示意图二。

附图标记说明：

板链式输送带1，控制面板2，显示屏21，四自由度机器人3，四爪气缸31，上料装置4，传送带41，限位治具42，限位条43，进料组件44，承载架441，第三滑动气缸442，推料气缸443，夹紧气缸444，磁铁安装装置5，震动盘51，送料通道52，升料气缸53，安装板54，旋转气缸541，气缸座55，夹持气缸56，支撑架57，移料机构58，竖立架581，滑轨582，升降台583，夹持气缸584，第二滑动气缸585，送料气缸586，加强连接板587，弧形板588，检测分类装置6，质量检测机构61，机架62，图像采集传感器63，分类滑道64，第一滑动气缸65，导料滑道66，升降气缸67，拨料板68，存料槽7，隔离条71，存料空间72，旋转机构8，旋转盘81，驱动电机82，安装架83，限位柱84，L型板85，激光测距传感器86，血泵转子9，磁铁91。

具体实施方式

下面将结合附图1至图7对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种智慧工厂用教学实训***，如图1-图7所示，包括板链式输送带1、控制面板2和四自由度机器人3，控制面板2上设有显示屏 21，所述控制面板2设置在板链式输送带1的旁侧，所述控制面板2内设有与四自由度机器人3电性连接的控制器，其中，还包括：

上料装置4，所述上料装置4设置在板链式输送带1的输入端；上料装置4用于将传送带41上的装配磁铁91完成的血泵转子9移动至板链式输送带1上，以体现智慧工厂的自动化程度，显示屏21用于显示实时工艺流程进度。

磁铁安装装置5，所述磁铁安装装置5用于将磁铁91依次卡合于零件上，所述磁铁安装装置5设置在上料装置4的旁侧；磁铁安装装置5用于展示将磁铁91依次卡合于零件上，无需人工手动进行卡合作业，减少了工作强度。

检测分类装置6，所述检测分类装置6设置在板链式输送带1的末端，所述检测分类装置6包括质量检测机构61、分类滑道64和架设置在分类滑道64顶端的第一滑动气缸65，所述质量检测机构61设置在板链式输送带1上，所述板链式输送带1的末端设有与分类滑道64连通的导料滑道66，所述第一滑动气缸65的滑动端的底部设有升降气缸67；质量检测机构61用于对装配磁铁91的血泵转子9卡合情况进行检测，来检测每个磁铁91是否合格与血泵转子9卡合，不合格品将被拨料板68移动至分类滑道64远离四自由度机器人3的一侧，合格品将拨料板68移动至靠近四自由度机器人3的一侧，在四自由度机器人3的作用下将合格品依次存放至存料槽7内，以便于学员学习对产品质量的监控排查。

存料槽7，所述四自由度机器人3设置在存料槽7与分类滑道64之间；在四自由度机器人3的作用下将合格品依次存放至存料槽7内。

拨料板68，所述拨料板68为倒立的“凵”型结构，所述拨料板68固定在升降气缸67的升降端底部；拨料板68为倒立的“凵”型结构，使血泵转子9能够位于拨料板68内部，使拨料板68在移动的过程中带动产品进行移动，不合格品将被拨料板68移动至分类滑道64远离四自由度机器人3的一侧，合格品将拨料板68 移动至靠近四自由度机器人3的一侧。

具体的，所述质量检测机构61包括架设在板链式输送带1上的机架62，所述机架62上设有两个并列设置并且均与控制器电性连接的图像采集传感器63，两个所述图像采集传感器63的检测端均朝下设置；图像采集传感器63用于对装配磁铁91的血泵转子9卡合情况进行检测，来检测每个磁铁91是否合格与血泵转子 9卡合。

具体的，所述磁铁安装装置5包括震动盘51、旋转机构8、支撑架57和移料机构58，所述震动盘51上设有水平设置并且与其内部连通的送料通道52，所述支撑架57的顶部设有竖直设置的升料气缸53，所述升料气缸53的输出端上设有水平设置的安装板54，所述安装板54的顶部设有旋转气缸541，所述旋转气缸541 的旋转端上固定有气缸座55，所述气缸座55上设有夹持气缸584，所述夹持气缸 584用于对送料通道52末端的磁铁91进行夹取，升料气缸53、旋转气缸541和夹持气缸584均与控制器电性连接；震动盘51工作能够使磁铁91向送料通道52内进行输送，夹持气缸584工作能够将送料通道52末端的磁铁91进行夹紧，在升料气缸53的作用下使旋转气缸541带动磁铁91上升一定的高度，在旋转气缸541的工作下使夹持气缸584旋转180度，来使被夹紧的磁铁91移动至血泵转子9的上方，在升料气缸53的再次作用下使磁铁91卡合于血泵转子9上，旋转盘81在驱动电机 82的作用下进行转动，使被取出的磁铁91依次卡合于血泵转子9上，完成对血泵转子9的装配作业。

具体的，所述旋转机构8包括旋转盘81、驱动电机82和安装架83，所述旋转盘81的顶部中心处设有限位柱84，所述驱动电机82设置在安装架83的顶部，且驱动电机82的输出轴与旋转盘81同轴连接；旋转盘81在驱动电机82的作用下进行转动，使被取出的磁铁91依次卡合于血泵转子9上，完成对血泵转子9的装配作业，限位柱84用于对血泵转子9进行限位。

旋转机构8还包括设置在安装架83侧壁上的L型板85，所述L型板85的顶端安装有水平设置的激光测距传感器86，所述激光测距传感器86的检测端朝向旋转盘81设置，驱动电机82和激光测距传感器86均与控制器电性连接；激光测距传感器86用于感应血泵转子9的卡槽，来使血泵转子9的卡槽能够精准与磁铁91卡合，激光测距传感器86对控制器发出电信号，使控制器控制驱动电机82进行工作，使驱动电机82驱动旋转盘81以及血泵转子9进行转动，直至使血泵转子9的卡槽能够转动至于磁铁91相卡合的位置。

具体的，所述移料机构58包括有竖立架581、升降台583、夹持气缸584、第二滑动气缸585和设置在竖立架581顶部的送料气缸586，所述竖立架581的侧壁上设有两个竖直设置的滑轨582，所述升降台583与两个滑轨582滑动配合，所述第二滑动气缸585设置在升降台583上，所述送料气缸586的输出端朝下设置，所述送料气缸586的输出端与升降台583的顶端固定连接，所述夹持气缸584与第二滑动气缸585的移动端之间设有加强连接板587，夹持气缸584、第二滑动气缸585 和送料气缸586均与控制器电性连接；在送料气缸586的作用下能够使夹持气缸 584位于血泵转子9的上方，夹持气缸584工作能够使两个弧形板588相互靠近来对血泵转子9进行夹紧，送料气缸586再次工作使血泵转子9移动至旋转盘81上，并使血泵转子9卡入至限位柱84上。

具体的，所述夹持气缸584的夹持端上设有两个对称设置的弧形板588；夹持气缸584工作能够使两个弧形板588相互靠近来对血泵转子9进行夹紧，两个弧形板588用于对血泵转子9的外侧壁进行相适应。

具体的，所述上料装置4包括有传送带41和设置在传送带41旁侧的进料组件 44，所述传送带41上设有若干个沿其传送方向等间距设置的限位治具42，每个所述限位治具42均包括有四个圆周分布的限位条43；传送带41工作能够使若干个血泵转子9沿传送带41的传送方向进行输送，四个限位条43用于对血泵转子9 进行限位，来避免传送过程中血泵转子9发生偏移。

具体的，所述进料组件44包括承载架441和设置在承载架441上的第三滑动气缸442，所述第三滑动气缸442的移动端上设有竖直设置的推料气缸443，所述推料气缸443的伸缩端朝下设置，所述推料气缸443的伸缩端上固定有夹紧气缸 444，第三滑动气缸442、推料气缸443和夹紧气缸444均与控制器电性连接；第三滑动气缸442工作能够使推料气缸443进行移动，使推料气缸443能够带动夹紧气缸444移动至血泵转子9的上方，夹紧气缸444工作可对血泵转子9进行夹紧，在第三滑动气缸442的作用下可将装配完成的血泵转子9移动至板链式输送带1 上。

具体的，所述四自由度机器人3上设有四爪气缸31；当合格品移动至靠近四自由度机器人3旁侧，控制器对四自由度机器人3发出电信号，使四自由度机器人3工作能够使四爪气缸31进行移动，使四爪气缸31能够对血泵转子9进行抓取。

具体的，所述存料槽7内设有若干个水平设置的隔离条71，若干个隔离条71 将存料槽7内部分隔为若干个存料空间72；每个存料空间72均能够存放若干个线性排列的血泵转子9。

本发明的工作原理：工作者手动将血泵转子9移动至传送带41上，使每个限位治具42对血泵转子9进行限位，在送料气缸586的作用下能够使夹持气缸584位于血泵转子9的上方，夹持气缸584工作能够使两个弧形板588相互靠近来对血泵转子9进行夹紧，送料气缸586再次工作使血泵转子9移动至旋转盘81上，并使血泵转子9卡入至限位柱84上，激光测距传感器86用于感应血泵转子9的卡槽，来使血泵转子9的卡槽能够精准与磁铁91卡合，激光测距传感器86对控制器发出电信号，使控制器控制驱动电机82进行工作，使驱动电机82驱动旋转盘81以及血泵转子9进行转动，直至使血泵转子9的卡槽能够转动至于磁铁91相卡合的位置；

震动盘51工作能够使磁铁91向送料通道52内进行输送，夹持气缸584工作能够将送料通道52末端的磁铁91进行夹紧，在升料气缸53的作用下使旋转气缸541 带动磁铁91上升一定的高度，在旋转气缸541的工作下使夹持气缸584旋转180 度，来使被夹紧的磁铁91移动至血泵转子9的上方，在升料气缸53的再次作用下使磁铁91卡合于血泵转子9上，旋转盘81在驱动电机82的作用下进行转动，使被取出的磁铁91依次卡合于血泵转子9上，完成对血泵转子9的装配作业；

第三滑动气缸442工作能够使推料气缸443进行移动，使推料气缸443能够带动夹紧气缸444移动至血泵转子9的上方，夹紧气缸444工作可对血泵转子9进行夹紧，在第三滑动气缸442的作用下可将装配完成的血泵转子9移动至板链式输送带1上，质量检测机构61用于对装配磁铁91的血泵转子9卡合情况进行检测，来检测每个磁铁91是否合格与血泵转子9卡合，不合格品将被拨料板68移动至分类滑道64远离四自由度机器人3的一侧，合格品将拨料板68移动至靠近四自由度机器人3的一侧，在四自由度机器人3的作用下将合格品依次存放至存料槽7内。

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 (10)

1.一种智慧工厂用教学实训***，包括板链式输送带(1)、控制面板(2)和四自由度机器人(3)，控制面板(2)上设有显示屏(21)，所述控制面板(2)设置在板链式输送带(1)的旁侧，所述控制面板(2)内设有与四自由度机器人(3)电性连接的控制器，其特征在于，还包括：

上料装置(4)，所述上料装置(4)设置在板链式输送带(1)的输入端；

磁铁安装装置(5)，所述磁铁安装装置(5)用于将磁铁(91)依次卡合于零件上，所述磁铁安装装置(5)设置在上料装置(4)的旁侧；

检测分类装置(6)，所述检测分类装置(6)设置在板链式输送带(1)的末端，所述检测分类装置(6)包括质量检测机构(61)、分类滑道(64)和架设置在分类滑道(64)顶端的第一滑动气缸(65)，所述质量检测机构(61)设置在板链式输送带(1)上，所述板链式输送带(1)的末端设有与分类滑道(64)连通的导料滑道(66)，所述第一滑动气缸(65)的滑动端的底部设有升降气缸(67)；

存料槽(7)，所述四自由度机器人(3)设置在存料槽(7)与分类滑道(64)之间；

拨料板(68)，所述拨料板(68)为倒立的“凵”型结构，所述拨料板(68)固定在升降气缸(67)的升降端底部。

2.根据权利要求1所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述质量检测机构(61)包括架设在板链式输送带(1)上的机架(62)，所述机架(62)上设有两个并列设置并且均与控制器电性连接的图像采集传感器(63)，两个所述图像采集传感器(63)的检测端均朝下设置。

3.根据权利要求1所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述磁铁安装装置(5)包括震动盘(51)、旋转机构(8)、支撑架(57)和移料机构(58)，所述震动盘(51)上设有水平设置并且与其内部连通的送料通道(52)，所述支撑架(57)的顶部设有竖直设置的升料气缸(53)，所述升料气缸(53)的输出端上设有水平设置的安装板(54)，所述安装板(54)的顶部设有旋转气缸(541)，所述旋转气缸(541)的旋转端上固定有气缸座(55)，所述气缸座(55)上设有夹持气缸(584)，所述夹持气缸(584)用于对送料通道(52)末端的磁铁(91)进行夹取，升料气缸(53)、旋转气缸(541)和夹持气缸(584)均与控制器电性连接。

4.根据权利要求3所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述旋转机构(8)包括旋转盘(81)、驱动电机(82)和安装架(83)，所述旋转盘(81)的顶部中心处设有限位柱(84)，所述驱动电机(82)设置在安装架(83)的顶部，且驱动电机(82)的输出轴与旋转盘(81)同轴连接；

旋转机构(8)还包括设置在安装架(83)侧壁上的L型板(85)，所述L型板(85)的顶端安装有水平设置的激光测距传感器(86)，所述激光测距传感器(86)的检测端朝向旋转盘(81)设置，驱动电机(82)和激光测距传感器(86)均与控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述移料机构(58)包括有竖立架(581)、升降台(583)、夹持气缸(584)、第二滑动气缸(585)和设置在竖立架(581)顶部的送料气缸(586)，所述竖立架(581)的侧壁上设有两个竖直设置的滑轨(582)，所述升降台(583)与两个滑轨(582)滑动配合，所述第二滑动气缸(585)设置在升降台(583)上，所述送料气缸(586)的输出端朝下设置，所述送料气缸(586)的输出端与升降台(583)的顶端固定连接，所述夹持气缸(584)与第二滑动气缸(585)的移动端之间设有加强连接板(587)，夹持气缸(584)、第二滑动气缸(585)和送料气缸(586)均与控制器电性连接。

6.根据权利要求5所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述夹持气缸(584)的夹持端上设有两个对称设置的弧形板(588)。

7.根据权利要求5或6所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述上料装置(4)包括有传送带(41)和设置在传送带(41)旁侧的进料组件(44)，所述传送带(41)上设有若干个沿其传送方向等间距设置的限位治具(42)，每个所述限位治具(42)均包括有四个圆周分布的限位条(43)。

8.根据权利要求7所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述进料组件(44)包括承载架(441)和设置在承载架(441)上的第三滑动气缸(442)，所述第三滑动气缸(442)的移动端上设有竖直设置的推料气缸(443)，所述推料气缸(443)的伸缩端朝下设置，所述推料气缸(443)的伸缩端上固定有夹紧气缸(444)，第三滑动气缸(442)、推料气缸(443)和夹紧气缸(444)均与控制器电性连接。

9.根据权利要求1所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述四自由度机器人(3)上设有四爪气缸(31)。

10.根据权利要求1所述的智慧工厂用教学实训***，其特征在于：所述存料槽(7)内设有若干个水平设置的隔离条(71)，若干个隔离条(71)将存料槽(7)内部分隔为若干个存料空间(72)。

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