CN209118615U - 一种工业机器人综合基础教学平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业机器人教学技术领域，尤其涉及一种工业机器人综合基础教学平台，包括工业机器人、基础实训台、综合实训台和工具库，工业机器人固定在底板上，工业机器人前端为夹具，基础实训台、综合实训台和工具库分布于工业机器人周围，还包括总控台、计算机、机器人控制柜以及机器人控制***拆装单元，本实用新型的优点在于，其工业机器人综合基础教学平台集成了工业机器人、3D轨迹示教平台、流水线输送单元、模拟冲压单元、工具标定单元、工具库单元、机器人控制***拆装单元、PLC总控***和离线编程单元等，实现理论学习、基础操作到工业机器人综合应用的一站式教学，既能满足基本教学需求，又能融合多种应用，模块集中，功能强大。

Description

一种工业机器人综合基础教学平台

技术领域：

本实用新型涉及工业机器人教学技术领域，尤其涉及一种工业机器人综合基础教学平台。

背景技术：

随着我国加紧工业智能化制造产业升级，作为核心竞争力的工业机器人的数量已呈爆发式增长趋势，而与之对应的机器人专业人才却显得严重不足，因此，培养更多适应工业升级所需的专业机器人技能人才迫在眉睫。

目前市场上培养工业机器人技能人才的教学产品五花八门，且大部分工业机器人工作站都是以单一教学功能为主，如基础示教工作站：只具备最基本的示教及操作功能；码垛工作站：只具备机器人码垛功能；机器人焊接工作站：只具备焊接操作功能等，也就是说，相关专业的院校或培训机构在搭建教学平台时，必须购买一系列功能单一的基础工作站，数量大且价格昂贵，搭建成本高，使用不便，因而，这些功能单一、内容单一的传统工业机器人工作站已远远不能满足当前的多元化教学需求。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于针对已有的技术现状，提供一种工业机器人综合基础教学平台，实现理论学习、基础操作到工业机器人综合应用的一站式教学。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种工业机器人综合基础教学平台，包括工业机器人、基础实训台、综合实训台和工具库，工业机器人固定在底板上，工业机器人前端为夹具，基础实训台、综合实训台和工具库分布于工业机器人周围，还包括总控台、计算机、机器人控制柜以及机器人控制***拆装单元。

所述的基础实训台由基础实训台桌和3D面板组成，3D面板固定在基础实训台桌上。

所述的综合实训台包括综合实训台桌以及自动上料组件、物料输送组件、物料暂存台、模拟冲床组件和TCP标定及轨迹实训组件，综合实训台桌顶面为组件安装面板，自动上料组件、物料输送组件、物料暂存台、模拟冲床组件和TCP标定及轨迹实训组件均安装在组件安装面板上。

所述的工具库由工具库本体、若干笔形工具以及抛光头组件、TCP上顶尖部件组成，工具库本体为倒置L型，笔形工具通过笔座置于工具库本体的后侧面，抛光头组件、TCP上顶尖部件依次置于工具库本体的横杆部分。

所述的机器人控制***拆装单元与机器人控制柜的配置一致，主要包括电柜支架、电控拆装板和变压器，电控拆装板设置于电柜支架上端面，电控拆装板外边沿设有线槽，变压器设置于电柜支架内。

进一步的，还包括封闭式安全围栏，工业机器人、基础实训台、综合实训台、工具库和机器人控制柜以及机器人控制***拆装单元设置在安全围栏内，PLC总控操控台和计算机设置在安全围栏外。

进一步的，所述的安全围栏通过铝材框架与钢化玻璃构造而成，安全围栏入口处设置为推拉门，推拉门上设有安全开关。

进一步的，所述的夹具采用快换卡槽，夹具后端安装有防碰撞组件。

进一步的，所述的防碰撞组件包括防碰撞传感器和转接板。

进一步的，所述的工具库本体左侧面和右侧面还分别设有料库组件和光电传感器，料库组件包括料库底座、料库基体和若干个料块，光电传感器通过感应器安装板固定。

优选的，所述的电控拆装板上的零件均采用平仰式布置，

优选的，所述的综合实训台桌和电柜支架上均设有示教器挂件。

优选的，所述的基础实训台桌、综合实训台桌和电柜支架底部均设有脚轮，脚轮上带有调整块。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的优点在于，其工业机器人综合基础教学平台集成了工业机器人、3D轨迹示教平台、流水线输送单元、模拟冲压单元、工具标定单元、工具库单元、机器人电控***拆装单元、PLC总控***和离线编程单元等，实现理论学***台更为安全。

附图说明：

1、附图1为本实用新型整体结构示意图；

2、附图2为本实用新型工业机器人的立体图；

3、附图3为本实用新型基础实训台的立体图；

4、附图4为本实用新型综合实训台的立体图；

5、附图5为本实用新型综合实训台桌的立体图；

6、附图6为本实用新型自动上料组件的立体图；

7、附图7为本实用新型物料输送组件的立体图；

8、附图8为本实用新型模拟冲床组件的立体图；

9、附图9为本实用新型TCP标定及轨迹实训组件的立体图；

10、附图10为本实用新型工具库的立体图；

11、附图11为本实用新型机器人控制***拆装单元的立体图；

12、附图12为本实用新型机器人控制***拆装单元的后视图；

13、附图13为本实用新型机器人控制***拆装单元的左视图；

14、附图14为本实用新型安全围栏部分结构示意图；

15、附图15为本实用新型安全开关的立体图。

标注说明：1、工业机器人，101、防碰撞组件，102、夹具，2、基础实训台，201、3D面板，202、基础实训台桌，3、综合实训台，301、综合实训台桌，302、自动上料组件，302a、推料气缸，302b、物料推出杆，302c、料仓，302d、上料组件支撑台，302e、推出导向模组，302f、物料感应器Ⅰ，303、物料输送组件，303a、传送皮带，303b、物料感应器Ⅱ，303c、传送带动力马达，303d、传送带机架主体，304、模拟冲床组件，304a、模拟冲床，304b、下料顶出机构，304c、下料台，304d、上料夹取搬运机构，304e、上料台，305、物料暂存台，306、TCP标定及轨迹实训组件，306a、轨迹平台支架，306b、方形轨迹，306c、三角形轨迹，306d、圆形轨迹，306e、TCP标定工具，306f、弧形轨迹，307、电气安装抽屉，307a、IO模组，307b、接线板，308、组件安装面板，4、工具库，401、工具库本体，402、抛光头组件，403、TCP上顶尖部件，404、料库组件，405、笔形工具，406、笔座，407、光电传感器，5、总控台，6、计算机，7、机器人控制柜，8、机器人控制***拆装单元，801、线槽，802、电控拆装板，803、电柜支架，804、航插，805、柜门，806、急停按钮，807、指示灯，808、万转开关，9、电脑桌，10、安全围栏，11、推拉门，12、底板，13、脚轮，14、安全开关。

具体实施方式：

实施例1：

请参阅图1所示，一种工业机器人综合基础教学平台，包括工业机器人1、基础实训台2、综合实训台3和工具库4，工业机器人1固定在底板12上，基础实训台2、综合实训台3和工具库4分布于工业机器人1周围，还包括总控台5、计算机6、机器人控制柜7以及机器人控制***拆装单元8，计算机6显示屏放置在电脑桌9上，基础实训台2、综合实训台3、工具库4、总控台5、机器人控制柜7以及机器人控制***拆装单元8均安放于实训室地面。

总控台5的操作面板上包括电源指示、涂胶模式、基础操作模式、生产线模式、电源启动/停止、报警蜂鸣器、模式选择、安全门确认、生产线启动、生产线停止、生产线复位、***急停等操作按钮。

请参阅图2所示，所述的工业机器人1前端为夹具102，夹具102采用快换卡槽，可实现多工具机器人快速自动切换，夹具102后端安装有防碰撞组件101，所述的防碰撞组件101包括防碰撞传感器和转接板，当夹具102发生碰撞时，工业机器人1会自动启动急停。

请参阅图3所示，所述的基础实训台2由基础实训台桌202和3D面板201组成，3D面板201固定在基础实训台桌202上，基础实训台桌202包括台架和侧封板。

请参阅图4-5所示，所述的综合实训台3包括综合实训台桌301以及自动上料组件302、物料输送组件303、物料暂存台305、模拟冲床组件304和TCP标定及轨迹实训组件306，综合实训台桌301顶面为组件安装面板308，自动上料组件302、物料输送组件303、物料暂存台305、模拟冲床组件304和TCP标定及轨迹实训组件306均安装在组件安装面板308上，综合实训台桌3内设有电气安装抽屉307，电气安装抽屉307内安装有电控组件。

电控组件主要包括IO模组307a及PLC控制模组，PLC控制模组含触摸屏，电气安装抽屉307底部设有接线板307b，IO模组307a及PLC控制模组均装在电气安装抽屉307中，方便学员进行相关电气的组装实训，上述推拉式电控模组为备用实操模组，可在教学实操时选用，即与总控台5和机器人控制柜7的组合二者择一使用。

综合实训台桌301顶面采用20×80欧标工业型材架设，内置多枚T型螺母，以方便固定实训工装，具备多变性、灵活性，四周采用1.5mm钢板焊接侧封，增加实操台的美观性。

请参阅图6所示，自动上料组件302主要包括料仓302c和推料气缸组件，料仓302c和推料气缸组件安装在上料组件支撑台302d上，料仓302c为重力式井式料仓，料仓302c底部的侧边设有物料感应器Ⅰ302f，用于检测物料是否出仓。料仓302c由不锈钢钣金件焊接组成，可以同时储存16个模拟料块，单次仅能推出一个物料，可以实现物料的逐一顶出。推料气缸组件由推料气缸302a、物料推出杆302b和推出导向模组302e组成，物料推出杆302b安装在推出导向模组302e上，可以保证模拟料块的平稳顶出。

请参阅图7所示，物料输送组件303主要包括传送带机架主体303d、传送带动力马达303c和传送皮带303a，传送带机架主体303d为铝型材，传送皮带303a侧边设有可调边挡，传送皮带303a末端侧边设有物料感应器Ⅱ303b，用于检测物料是否传送到位。

在传送皮带303a的入料及出料侧均装有感应器，当物料感应器Ⅰ302f检测到入料侧有物料时，发送信号给PLC，PLC驱动传送带动力马达303c转动，将物料向传送皮带303a后侧传送，当物料感应器Ⅱ303b检测到出料侧有物料时，发送指令给机器人控制***，驱动工业机器人1抓取物料进行码垛作业。

请参阅图8所示，模拟冲床组件304由模拟冲床304a、上料台304e、下料台304c及上料夹取搬运机构304d和下料顶出机构304b组成，工业机器人1将模拟料块放到上料台304e上，上料台304e感应器感应到物料后，发送指令给PLC，PLC发送指令给上料夹取搬运机构304d，上料夹取搬运机构304d的进料夹爪在旋转气缸、升降气缸的驱动下运动至上料台304e处，抓取模拟料块并送到模拟冲床304a工作位，模拟冲床304a感应器感应到模拟料块后，发送信号给PLC ，PLC驱使模拟冲床304a模拟冲压动作，气缸完成动作后返回，气缸感应器发送指令给PLC，PLC再发送指令给下料顶出机构304b，下料顶出机构304b的气缸动作，推出冲压完成的模拟料块，下料台304c感应器感应到模拟料块，发送指令给PLC，PLC与工业机器人1通讯，驱动工业机器人1抓取下料台304c上的模拟料块送至物料暂存台305，完成码垛。

请参阅图9所示，TCP标定及轨迹实训组件306包括轨迹平台支架306a和基础教学图形面板，基础教学图形面板上镂空有方形轨迹306b、三角形轨迹306c、圆形轨迹306d和弧形轨迹306f，基础教学图形面板上还设有TCP标定工具306e。通过TCP标定及轨迹实训组件306，可以实现学员的TCP标定实训及简单轨迹的编程和实操。

请参阅图10所示，所述的工具库4由工具库本体401、若干笔形工具405以及抛光头组件402、TCP上顶尖部件403组成，工具库本体401为倒置L型，笔形工具405通过笔座406置于工具库本体401的后侧面，笔形工具405包括笔形工具接头、笔座、笔杆、笔套、导向套和弹簧，抛光头组件402、TCP上顶尖部件403依次置于工具库本体401的横杆部分，抛光头组件402包括抛光头快换接头、抛光头、抛光笔套以及弹簧，TCP上顶尖部件403包括TCP上顶尖座和TCP上顶尖。

所述的工具库本体401左侧面和右侧面还分别设有料库组件404和光电传感器407，料库组件404包括料库底座、料库基体和若干个料块，光电传感器407通过感应器安装板固定。

请参阅图11-13所示，所述的机器人控制***拆装单元8与机器人控制柜7的配置一致，主要包括电柜支架803、电控拆装板802和变压器，电控拆装板802设置于电柜支架803上端面，电控拆装板802外边沿设有线槽801，变压器设置于电柜支架803内。

电柜支架803为方形柱体，其一侧封板上设有航插804，其一侧封板上设有急停按钮806、万转开关808以及指示灯807，其一侧封板上设有柜门805。

本实施例中，其工业机器人综合基础教学平台集成了多种机器人工业应用案例，实现机器人应用多功能教学实操，能够进行以下教学内容：1、机器人基本结构、基本操作、参数配置、示教编程、简单语言编程等基础实操；2、复杂轨迹规划及编程；3、机器人离线编程实操；4、机器人码垛实操；5、简单生产应用的综合实操；6、工业机器人通讯和生产线配合实训等。

实施例2：

请参阅图1、14-15所示，一种工业机器人综合基础教学平台，还包括封闭式安全围栏10，工业机器人1、基础实训台2、综合实训台3、工具库4和机器人控制柜7以及机器人控制***拆装单元8设置在安全围栏10内，总控台5和计算机6设置在安全围栏10外。

所述的安全围栏10通过铝材框架与钢化玻璃构造而成，方便学员观看学***台才会运行。推拉门11的关紧采用磁力扣吸紧，开关门方便、快捷。

上述实施例1-2中，优选的，所述的电控拆装板802上的零件均采用平仰式布置，以便学员拆装与观察；优选的，所述的综合实训台桌301和电柜支架803上均设有示教器挂件，方便放置示教器；优选的，所述的基础实训台桌202、综合实训台桌301和电柜支架803底部均设有脚轮13，脚轮13上带有调整块，方便基础实训台202、综合实训台301和电柜拆装单元803的移动与定位。

具体的，工业机器人综合基础教学平台的实训***包括以下模块：

一、基础实训模块

基础实训模块由工业机器人1、工具库4和基础实训台2构成，利用笔形工具405在基础实训台2的3D面板201上练习常用参数设置、手动控制和轨迹编程，对学员进行机器人基础操作实训。

二、综合实训模块

综合实训模块由工业机器人1和综合实训工作台3构成，工业机器人1配合模拟料块、自动上料组件302、物料输送组件303、模拟冲床组件304等完成自动上料、物料搬运、码垛和上下料等实操，帮助学员结合简单工艺进行机器人实训。

三、离线编程仿真实训模块

离线编程仿真实训模块由工业机器人1、计算机6及离线编程仿真软件构成，可实现机器人空间轨迹编程实操，进行机器人高级动作实操训练。

四、机器人控制***拆装模块

机器人控制***拆装模块即机器人控制***拆装单元8，通过机器人控制***拆装单元8，可以培训学员进行机器人控制柜7的认知学习与维护，还可以进行电气类的安装培训。

五、IO及PLC实训模块

IO及PLC实训模块包括总控台5、机器人控制柜7及工业机器人1构成，实现工业机器人1IO参数配置、通信设置及高级程序编程练习，通过总控台5模拟工业机器人在生产线应用中的相关实训内容，对学生进行工业机器人综合应用实训。

当然，以上仅为本实用新型较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的使用范围，故，凡是在本实用新型原理上做等效改变均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：包括工业机器人（1）、基础实训台（2）、综合实训台（3）和工具库（4），工业机器人（1）固定在底板（12）上，工业机器人（1）前端为夹具（102），基础实训台（2）、综合实训台（3）和工具库（4）分布于工业机器人（1）周围，还包括总控台（5）、计算机（6）、机器人控制柜（7）以及机器人控制***拆装单元（8）；

所述的基础实训台（2）由基础实训台桌（202）和3D面板（201）组成，3D面板（201）固定在基础实训台桌（202）上；

所述的综合实训台（3 ）包括综合实训台桌（301）以及自动上料组件（302）、物料输送组件（303）、物料暂存台（305）、模拟冲床组件（304）和TCP标定及轨迹实训组件（306），综合实训台桌（301）顶面为组件安装面板（308），自动上料组件（302）、物料输送组件（303）、物料暂存台（305）、模拟冲床组件（304）和TCP标定及轨迹实训组件（306）均安装在组件安装面板（308）上；

所述的工具库（4）由工具库本体（401）、若干笔形工具（405）以及抛光头组件（402）、TCP上顶尖部件（403）组成，工具库本体（401）为倒置L型，笔形工具（405）通过笔座（406）置于工具库本体（401）的后侧面，抛光头组件（402）、TCP上顶尖部件（403）依次置于工具库本体（401）的横杆部分；

所述的机器人控制***拆装单元（8）与机器人控制柜（7）的配置一致，主要包括电柜支架（803）、电控拆装板（802）和变压器，电控拆装板（802）设置于电柜支架（803）顶部，电控拆装板（802 ）外边沿设有线槽（801），变压器设置于电柜支架（803）内。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：还包括封闭式安全围栏（10），工业机器人（1）、基础实训台（2）、综合实训台（3）、工具库（4）和机器人控制柜（7）以及机器人控制***拆装单元（8）设置在安全围栏（10）内，总控台（5）和计算机（6）设置在安全围栏（10）外。

3.根据权利要求2所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：所述的安全围栏（10）通过铝材框架与钢化玻璃构造而成，安全围栏（10）入口处设置为推拉门（11），推拉门（11）上设有安全开关（14）。

4.根据权利要求3所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：所述的夹具（102）采用快换卡槽，夹具（102）后端安装有防碰撞组件（101）。

5.根据权利要求4所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：所述的防碰撞组件（101）包括防碰撞传感器和转接板。

6.根据权利要求1所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：所述的工具库本体（401）左侧面和右侧面还分别设有料库组件（404）和光电传感器（407），料库组件（404）包括料库底座、料库基体和若干个料块，光电传感器（407）通过感应器安装板固定。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：所述的电控拆装板（802）上的零件均采用平仰式布置。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：所述的综合实训台桌（301）和电柜支架（803）上均设有示教器挂件。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种工业机器人综合基础教学平台，其特征在于：所述的基础实训台桌（202）、综合实训台桌（301）和电柜支架（803）底部均设有脚轮（13），脚轮（13）上带有调整块。