CN213092653U - 一种机器人综合实训*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机器人综合实训***，包括机器人，机器人的末端装有公快换工具盘；示教器与机器人连接，示教器用于控制机器人；还包括工作台；基础操作装置用于机器人基础操作的训练和考核；工艺操作装置用于机器人移动物品的操作训练和考核；加工操作装置用于机器人加工的操作训练和考核；装配操作装置用于机器人装配的操作训练和考核；工具装置包括多个实训工具，实训工具均安装在母快换工具盘上；实训工具活动插在工具架上。该实训***功能多、实训项目多、能够完成基础操作、工艺操作、加工操作和装配操作的培训，包括了实际生产中涉及到的大多数操作，大大提高了学员的技能。

Description

一种机器人综合实训***

技术领域

本实用新型涉及一种机器人***，尤其是一种机器人综合实训***。

背景技术

目前工业机器人作为一种智能化自动化可编程设备，已广泛应用于工业自动化领域。行业的快速发展对工业机器人专业人才的需求逐年增长，但高素质工业机器人相关人才紧缺。从业人员技能水平参差不齐，学校急需相关应用实训设备进行高素质人才培养，企业对工业机器人从业人员技能水平鉴定的需求也日益增加，因此，集工业机器人实训与技能考核于一体的设备的需求愈加迫切。

目前，国内现有工业机器人培训设备存在功能单一和实训项目单调的问题，无法满足工业机器人日常教学和实训的要求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种解决现有机器人培训设备功能单一、实训项目单调的一种机器人综合实训***，具体技术方案为：

一种机器人综合训练***，包括机器人，所述机器人的末端装有公快换工具盘；示教器，所述示教器与所述机器人连接，所述示教器用于控制机器人；还包括基础操作装置，所述基础操作装置用于机器人基础操作的训练和考核；工艺操作装置，所述工艺操作装置用于机器人移动物品的操作训练和考核；加工操作装置，所述加工操作装置用于机器人加工的操作训练和考核；装配操作装置，所述装配操作装置用于机器人装配的操作训练和考核；工具装置，所述工具装置包括多个实训工具，所述实训工具均安装在母快换工具盘上；工具架，所述实训工具活动插在所述工具架上；工作台，所述工作台用于安装机器人、示教器、工具架、基础操作装置、工艺操作装置、加工操作装置和装配操作装置。

通过采用上述技术方案，实训了基础操作的培训、工艺操作的培训、加工操作的培训、装配操作的培训，包括了实际生产中涉及到的大多数操作，培训项目多，大大提高了学员的技能。

进一步，所述基础操作装置包括标定杆、绘图装置和/或曲面寻迹装置；所述绘图装置包括绘图板，所述绘图板为平板，所述绘图板的顶面上设有多个凸出绘图板顶面的绘图轨迹；

所述曲面寻迹装置包括曲面寻迹板，所述曲面寻迹板为曲面板，所述曲面寻迹板的表面设有多个寻迹轨迹；所述标定杆固定在所述绘图板、曲面寻迹板或工具架上；所述实训工具包括金属笔，所述金属笔安装在母快换工具盘上，所述金属笔活动插在所述工具架上。

进一步的，还包括接触反馈装置，所述接触反馈装置包括信号反馈装置或位置反馈装置；所述信号反馈装置包括检测反馈装置或导通反馈装置；所述检测反馈装置包括笔座、复位弹簧和检测传感器，所述笔座固定在母快换工具盘上，所述金属笔活动插在所述笔座上，所述金属笔与所述笔座之间装有复位弹簧，所述检测传感器安装在所述笔座与金属笔之间，所述检测传感器为接近开关或行程开关，所述检测传感器用于检测金属笔的位置是否变动；所述导通反馈装置包括第一导通导线和第二导通导线，所述第一导通导线与所述金属笔连接，所述第二导通导线与所述曲面寻迹板连接和/或绘图板连接，所述曲面寻迹板和绘图板均为金属板，所述金属笔与所述曲面寻迹板或绘图板接触时所述第一导通导线与所述第二导通导线相通；所述位置反馈装置包括直线位移传感器，所述直线位移传感器安装在母快换工具盘上。

进一步的，所述工艺操作装置包括拼图装置和/或码垛装置；所述拼图装置包括拼图图块、图块架和拼图工作台，所述拼图图块包括多种几何形状的图块，且每种形状的图块均不少于一种规格，所述拼图图块放置在图块架上，所述拼图工作台用于放置拼接的拼图图块；所述码垛装置包括码垛工件、码垛放料板和码垛平台，所述码垛工件设有多种，所述码垛放料板上装***垛工件，所述码垛平台用于堆叠码垛工件；所述实训工具包括真空吸盘，所述真空吸盘安装在所述母快换工具盘上，所述真空吸盘活动插在所述工具架上。

进一步的，所述加工操作装置包括焊接装置，所述焊接装置包括待焊接工件；焊接工件架，所述焊接工件架上装有多个待焊接工件；焊接固定台，所述焊接固定台用于固定待焊接工件；焊接变位机，所述焊接变位机上装有焊接固定台，所述焊接变位机用于转动焊接固定台；所述实训工具包括焊枪和气动夹爪，所述焊枪和气动夹爪上均分别安装在母快换工具盘上，所述焊枪和所述气动夹爪均活动插在所述工具架上。

进一步的，所述加工操作装置包括打磨装置，所述打磨装置包括砂带打磨装置，所述砂带打磨装置上装有环形砂带；砂带打磨工件，所述砂带打磨工件用于在砂带打磨装置上打磨；浮动打磨工件；打磨工件夹紧装置，所述打磨工件夹紧装置用于夹紧浮动打磨工件；打磨工件架，所述打磨工件架用于放置砂带打磨工件和浮动打磨工件；所述实训工具包括打磨气动夹爪和浮动打磨工具，所述打磨气动夹爪和浮动打磨工具均分别安装在母快换工具盘上，所述打磨气动夹爪用于夹紧砂带打磨工件，所述浮动打磨工具用于打磨浮动打磨工件，所述打磨气动夹爪和所述浮动打磨工具均活动插在所述工具架上。

进一步的，所述装配操作装置包括键盘装配装置，所述键盘装配装置包括按键，所述按键设有多个；按键托盘，所述按键托盘上放置有多个按键；拍照装置，所述拍照装置安装在按键托盘的一侧，所述拍照装置用于拍摄按键托盘上的按键；装配托盘，所述装配托盘上装有待装配的键盘；成品托盘，所述成品托盘用于放置装配好的键盘；所述实训工具包括真空吸盘和气动气动夹爪，所述真空吸盘和气动气动夹爪均分别安装在母快换工具盘上，所述真空吸盘和气动气动夹爪均活动插在所述工具架上。

进一步的，所述装配操作装置包括锂电池组件装配装置，所述锂电池组件装配装置包括锂电池，所述锂电池为圆柱形；电池供料装置，所述电池供料装置用于将锂电池依次排列；电池支架，所述电池支架用于固定锂电池；支架座，所述支架座用于堆叠放置电池支架；检测相机；检测台，所述检测相机位于检测台的一侧或上方；电池装配台，所述电池装配台用于电池组件的装配；成品台，所述成品台用于放置装配好的电池组件；所述实训工具包括电池取料爪和气动气动夹爪，所述电池取料爪和气动气动夹爪均分别安装在母快换工具盘，所述电池取料爪和气动气动夹爪均活动插在工具架上。

进一步的，还包括视频采集***，所述视频采集***用于采集机器人的运动过程并存档。

进一步的，还包括仿真工作站，所述仿真工作站包括计算机，所述计算机与示教器连接；离线编程及仿真软件，所述离线编程及仿真软件安装在所述计算机上，所述离线编程及仿真软件用于生成机器人离线程序，并导入到示教器中进行机器人综合训练***的运行调试。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种机器人综合实训***功能多、实训项目多、能够完成基础操作、工艺操作、加工操作和装配操作的培训，包括了实际生产中涉及到的大多数操作，大大提高了学员的技能。

附图说明

图1是一种机器人综合实训***的结构示意图；

图2是一种机器人综合实训***的正视图；

图3是一种机器人综合实训***俯视图；

图4是工具架上装有金属笔和真空吸盘的结构示意图；

图5是工具架上装有电池取料爪、焊枪、气动夹爪的结构示意图；

图6是金属笔的结构示意图；

图7是真空吸盘的结构示意图；

图8是电池取料爪的结构示意图；

图9是打磨气动夹爪和浮动打磨工具的结构示意图；

图10是绘图装置的结构示意图；

图11是曲面寻迹装置结构示意图；

图12是曲面寻迹板的结构示意图；

图13是拼图装置的结构示意图；

图14是拼图板的结构示意图；

图15是码垛装置的结构示意图；

图16是焊接装置的结构示意图；

图17是打磨装置的结构示意图；

图18是打磨工件夹紧装置的结构示意图

图19是砂带打磨装置的结构示意图；

图20是键盘装配装置的结构示意图；

图21是拍照装置的结构示意图；

图22是锂电池组件装配装置的结构示意图；

图23是锂电池组件装配装置俯视图；

图24是锂电池组件装配装置装有锂电池的结构示意图；

图25是锂电池组件装配装置的结构示意图；

图26是排列装置和推料装置的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1至图26所示，一种机器人综合实训***，包括机器人12，机器人12 为六轴工业机器人或带外部轴的七轴工业机器人，机器人12的末端装有公快换工具盘11；示教器，示教器与机器人12连接，示教器用于控制机器人12；还包括基础操作装置，基础操作装置用于机器人12基础操作的训练和考核；工艺操作装置，工艺操作装置用于机器人12移动物品的操作训练和考核；加工操作装置，加工操作装置用于机器人12加工的操作训练和考核；装配操作装置，装配操作装置用于机器人12装配的操作训练和考核；工具装置，工具装置包括多个实训工具，实训工具均安装在母快换工具盘91上；工具架16，实训工具活动插在工具架16上；工作台14，工作台14用于安装机器人12、示教器、工具架16、基础操作装置、工艺操作装置、加工操作装置和装配操作装置。

实训了基础操作的培训、工艺操作的培训、加工操作的培训、装配操作的培训，包括了实际生产中涉及到的大多数操作，培训项目多，大大提高了学员的技能。

具体的，如图4至图9所示，母快换工具盘91上装有工具定位板92，工具定位板92的两端均设有定位孔，工具架16的顶部装有定位销钉17，工具定位板92上的定位孔活动插在定位销钉17上。

还包括放置架15，放置架15用于放置不使用的各个装置。

工作台14的顶部装有铝型材，铝型材并列设有多个。铝型材上设有多个安装槽，方便各种装置的快捷装卸，同时方便布局，使工作台14的通用性较好，方便更换或增加其它装置。

工作台14的顶部还装有框架，框架采用铝方管组成。框架上装有透明亚克力防护门，透明亚克力防护门既可实现安全防护，保障操作安全，同时也方便观察加工情况。工作台14底部的内部用于放置机器人控制器、电气***以及空气压缩机等。框架的一侧配有悬臂窗，用于安装示教器、控制面板、触摸屏等部件，实现现场操作和人机交互。

还包括视频采集***，视频采集***用于采集机器人12的运动过程并存档。视频采集***将学员操作机器人12的过程记录下来，方便后期对操作过程进行评定。视频采集***的摄像机18安装在机器人12的上方拍摄机器人12的运动过程。

还包括仿真工作站，仿真工作站包括计算机13，计算机13与示教器连接；离线编程及仿真软件，离线编程及仿真软件安装在计算机13上，离线编程及仿真软件用于生成机器人离线程序，并导入到示教器中进行机器人综合训练***的运行调试。

离线编程及仿真软件可快速构建机器人12应用工作站虚拟场景，进行工作站布局规划、机器人12及周边设备选型、机器人12应用仿真、节拍测算等。操作人员可根据仿真结果修改优化运行程序，然后生成机器人12离线程序，并导入到示教器中进行实物***的运行调试，可极大提高机器人12编程与调试效率。

实施例一

如图10至图12所示，基础操作装置包括标定杆33、绘图装置和/或曲面寻迹装置；绘图装置包括绘图板31，绘图板31为平板，绘图板31的顶面上设有多个凸出绘图板31顶面的绘图轨迹32；曲面寻迹装置包括曲面寻迹板2，曲面寻迹板2为曲面板，曲面寻迹板2的表面设有多个寻迹轨迹25；标定杆33固定在绘图板31、曲面寻迹板2或工具架16上；实训工具包括金属笔94，金属笔 94安装在母快换工具盘91上，金属笔94活动插在工具架16上。金属笔94的笔尖941为锥形或圆形。

标定杆33用于进行TCP标定，实现最基本的操作。

在同一个平面内移动金属笔94大大降低操作难度，能够对学员进行基础的培训，使学员掌握基础操作。

绘图轨迹32为几何图形。几何图形包括点、直线、正多边形、菱形、圆和椭圆或不规则的图形。规则的几何图形便于学员操作和编程，适合初级培训。不规则的图形提高学员的动手能力，通过示教器控制金属笔94进行绘图轨迹32 的描绘。

曲面寻迹板2上的部分寻迹轨迹25沿曲面设置，部分不在曲面上，实现平面轨迹和曲面轨迹的培训，大大提高了学员对复杂曲面轨迹的编程和操作能力。

曲面寻迹板2包括依次设置的平面板21、内圆弧板22、外圆弧板23和斜面板24，平面板21水平设置，内圆弧板22的一侧与平面板21的一侧相切连接，内圆弧板22的另一侧向平面板21的上方弯曲，外圆弧板23的一侧与内圆弧板 22的另一侧相切连接，外圆弧板23的另一侧与斜面板24相切连接，且向平面板21弯曲，斜面板24相对于平面板21倾斜设置，平面板21、内圆弧板22、外圆弧板23和斜面板24上均设有寻迹轨迹25。

内圆弧板22和外圆弧板23实现了曲面轨迹，便于沿着曲面进行轨迹的描绘，通过平面、曲面和斜面实现全面的移动培训，基板涵盖了实际使用中涉及到的运动情形，从而有效提高学员对机器人12运动的编程和操作能力。

寻迹轨迹25包括封闭的图形或不封闭的曲线。封闭图形通常为规则的几何形状，用于模拟焊接轨迹，曲线用于模拟复杂的轨迹。

寻迹轨迹25在曲面寻迹板2上为轨迹槽或轨迹线条。金属笔94的端部设有锥形的笔尖941或圆形的笔尖941，轨迹槽的宽度不大于金属笔94的直径，寻迹槽的深度不大于金属笔94的笔尖941的长度。锥形的笔尖941方便部分***到轨迹槽中，从而比较容易观察金属笔94的运动轨迹与轨迹槽的重合程度，便于准确的控制路径和编程。

实施例二

在上述实施例一的基础上，还包括接触反馈装置，接触反馈装置包括信号反馈装置或位置反馈装置；信号反馈装置包括检测反馈装置或导通反馈装置；检测反馈装置包括笔座93、复位弹簧和检测传感器，笔座93固定在母快换工具盘91 上，金属笔94活动插在笔座93上，金属笔94与笔座93之间装有复位弹簧，检测传感器安装在笔座93与金属笔94之间，检测传感器为接近开关或行程开关，检测传感器用于检测金属笔94的位置是否变动；导通反馈装置包括第一导通导线和第二导通导线，第一导通导线与金属笔94连接，第二导通导线与曲面寻迹板2连接和/或绘图板31连接，曲面寻迹板2和绘图板31均为金属板，金属笔94与曲面寻迹板2或绘图板31接触时第一导通导线与第二导通导线相通；位置反馈装置包括直线位移传感器，直线位移传感器安装在母快换工具盘91上。

实训时如果操作人员在控制金属笔94描绘图轨迹32时金属笔94与绘图板 31接触并向检测传感器移动时，检测传感器会检测到金属笔94，从而发出报警信号，防止金属笔94压与绘图板31发生碰撞或挤压，保护设备。考核时自动运行绘图程序时如果金属笔94与绘图板31发生接触触动检测传感器后，检测传感器发出信号，判定考核不合格。

在考核或实训时如果金属笔94与绘图轨迹32发生接触时实现第一导通导线与第二导通导线导通，产生电信号，从而说明操作不合格。

直线位移传感器用于检测绘图时运行的轨迹与绘图轨迹32板是否保持了恒定的距离，便于检测金属笔94是否在同一个平面内移动，提高学员的编程和操作能力，同时为考核提供客观的标准，方便考核。直线位移传感器的测量杆的末端为锥形或圆形。直线位移传感器用于检测运行的轨迹与曲面寻迹板2是否保持了恒定的距离，便于发现问题，提高学员的编程和操作能力，同时为考核提供客观的标准，方便考核。

实训时如果操作人员在控制金属笔94描寻迹轨迹25时金属笔94与曲面寻迹板2发生接触并向检测传感器移动时，检测传感器会检测到金属笔94，从而发出报警信号，防止金属笔94与曲面寻迹板2发生碰撞或挤压，保护设备。考核时自动运行寻迹程序时如果金属笔94与曲面寻迹板2发生接触触动检测传感器后，检测传感器发出信号，在考核或实训时如果金属笔94与曲面寻迹板2发生接触时实现第一导通导线与第二导通导线导通，产生电信号，从而说明操作不合格。

需要保证金属笔94与曲面寻迹板2之间能够导通。金属笔94与曲面寻迹板 2均为金属制成，金属笔94与机器人12之间能够导通，机器人12与工作台14 能够导通，曲面寻迹板2与工作台14能够导通，进而实现金属笔94与曲面寻迹板2导通。

实施例三

如图13至图15所示，工艺操作装置包括拼图装置和/或码垛装置；拼图装置包括拼图图块44、图块放置板43和拼图工作台41，拼图图块44包括多种几何形状的图块，且每种形状的图块均不少于一种规格，拼图图块44放置在图块放置板43上，拼图工作台41用于放置拼接的拼图图块44；码垛装置包括码垛工件52、码垛放料板51和码垛平台53，码垛工件52设有多种，码垛放料板51 上装***垛工件52，码垛平台53用于堆叠码垛工件52；实训工具包括真空吸盘 95，真空吸盘95安装在母快换工具盘91上，真空吸盘95活动插在工具架16 上。

具体的，拼图图块44的几何形状为平面几何图形，包括三角形、圆形、菱形、长方形、正方形、正多边形中的至少两种以上。

图块放置板43上设有多个图块槽，图块槽分别与拼图图块44相对应，拼图图块44活动放置在图块槽中。图块槽防止拼图图块44遗失，并且实现有效的定位，防止工作过程中位置发生变化。

拼图工作台41的顶部装有弹簧夹45和拼图板42，弹簧夹45位于拼图工作台41的两端，拼图板42活动放置在拼图工作台41上，拼图板42上设有多个拼图槽421，拼图槽421用于放置多个拼图图块44并形成图形，弹簧夹45用于将拼图板42压紧在拼图工作台41上。拼图槽421用于检测拼图图块44的放置是否准确，为考核提供准确的判定依据。

码垛平台53上设***垛槽。码垛工件52包括多个长方体和多个圆柱体。长方体包括不少于三种颜色的长方体。不同的形状和颜色便于设置多种码垛规则。

真空吸盘95占用空间小，从码垛工件52的顶部放置码垛工件52，不影响码垛工件52的堆叠，避免与码垛工件52发生干涉。

实施例四

如图16所示，加工操作装置包括焊接装置，焊接装置包括待焊接工件63；焊接工件架，焊接工件架上装有多个待焊接工件63；焊接固定台64，焊接固定台64用于固定待焊接工件63；焊接变位机65，焊接变位机65上装有焊接固定台64，焊接变位机65用于转动焊接固定台64；实训工具包括焊枪99和气动夹爪96，焊枪99和气动夹爪96上均分别安装在母快换工具盘91上，焊枪99和气动夹爪96均活动插在工具架16上。

具体的，焊枪99用于模拟焊接轨迹和控制焊接的启停，可以进行实际焊接或模拟焊接。

焊接固定台64上设有焊接夹紧气缸641和焊接固定块643，焊接夹紧气缸 641上设有焊接活动块642，焊接活动块642与焊接固定块643相对设置，焊接活动块642和焊接固定块643上均设有V形成槽，焊接夹紧气缸641与示教器连接，其中焊接夹紧气缸641为双轴气缸。双轴气缸使夹紧装置结构简单，V形成方便固定待焊接工件63，并且位置固定。

还包括焊接变位机65，焊接变位机65包括变位机底板651；变位机支架653，变位机支架653设有两个，变位机支架653固定在变位机底板651上，且相对设置；变位机轴承座652，变位机轴承座652固定在变位机支架653上；变位机连接轴，变位机连接轴安装在变位机轴承座652上；变位机连接板654，变位机连接板654的底部安装在焊接固定台64的两侧，变位机连接板654的顶部装有变位机连接轴；变位机电机，变位机电机固定在变位机支架653上，且与变位机连接轴连接，变位机电机为伺服电机，变位机电机与示教器连接。

焊接变位机65用于实现复杂的曲面焊接，还可以实现无死角焊接，即通过与机器人12配合可以将机器人12末端的焊枪99无法直接接触的待焊接工件63 的背面旋转至可焊接范围内，实现对复杂焊缝的连续焊接。

伺服电机能够准确的控制位置和速度，并且具有反馈便于示教器控制。

焊接工件架包括焊接工件固定底板612；焊接工件固定板61，焊接工件固定板61固定在焊接工件固定底板612上，焊接工件固定板61倾斜设置，焊接工件固定板61上设有焊接工件槽611，待焊接工件63活动插在焊接工件槽611内；焊接工件支撑板613，焊接工件支撑板613固定在焊接工件固定板61的两侧，且与焊接工件固定底板612连接。工具固定板倾斜设置能够节约空间，同时使待焊接工具能够在重力的作用下固定在焊接工件槽611内，不掉落。焊接工件槽 611使待焊接工件63的固定简单，抓取方便。

还包括工件吸附强磁，工件吸附强磁固定在焊接工件槽611内，工件吸附强磁用于将待焊接工件63可拆卸的固定在焊接工件槽611内。工件吸附强磁进一步提高待焊接工件63在焊接工件槽611的稳定性，防止待焊接工件63自动脱落。

还包括活动卡板62，活动卡板62对称位于焊接工件固定板61上，活动卡板62上设有固定槽和第一强磁，第一强磁设有多个，焊接工件固定板61上设有多个第二强磁，第二强磁与第一强磁一一对应；待焊接工件63的底部均设有定位环，定位环外圆面的两侧对称设有脱钩槽631，脱钩槽631相互平行，定位环用于卡在两个固定槽中，脱钩槽631用于定位环拔出两个固定槽。

活动卡板62用于固定待焊接工件63，待焊接工件63的定位环插在上下两个固定槽之间，待焊接工件63不易脱落，当气动夹爪96抓取待焊接工件63后需要转动待焊接工件63，使脱钩槽631与固定槽平行，这样才能抽出待焊接工件63，提高实训难度。活动卡板62通过强磁固定在焊接工具固定板上，当学员抓取零件的过程不正确的话不会造成气动夹爪96、机器人12或工具架16的损坏，活动卡板62会脱离焊接工件固定板61。

焊接实训流程如下：

预先将待焊接工件63放入焊接工件架中，机器人12运动至工具架16，机器人12安装气动夹爪96；焊接变位机65处于水平初始位置，机器人12使用气动夹爪96抓取待焊接工件63，并将待焊接工件63放置在焊接固定台64上，气动夹爪96松开待焊接工件63，启动焊接夹紧气缸641，焊接夹紧气缸641将待焊接工件63固定在焊接变位机65上；机器人12运动至工具架16将气动夹爪 96更换为焊枪99；机器人12带动焊枪99运动至焊接变位机65上的待焊接工件 63的焊缝起点，然后模拟起弧，并与焊接变位机65配合完成沿焊接轨迹的运动；模拟焊接完成后机器人12运动至工具架16将焊枪99更换为气动夹爪96；焊接夹紧气缸641松开焊接完成的工件；机器人12运动至焊接变位机65上端的准备点，然后抓取焊接完成的工件，并放回至焊接工件架；重复以上流程，完成多个待焊接工件63的焊接。

当学员熟练后可以进行实际焊接训练。可进行环形焊、直线焊、曲面焊接等。

实施例五

如图17至图19所示，加工操作装置包括打磨装置，打磨装置包括砂带打磨装置75，砂带打磨装置75上装有环形砂带751；砂带打磨工件72，砂带打磨工件72用于在砂带打磨装置75上打磨；浮动打磨工件73；打磨工件夹紧装置74，打磨工件夹紧装置74用于夹紧浮动打磨工件73；打磨工件架，打磨工件架用于放置砂带打磨工件72和浮动打磨工件73；实训工具包括打磨气动夹爪971和浮动打磨工具972，打磨气动夹爪971和浮动打磨工具972均分别安装在母快换工具盘91上，打磨气动夹爪971用于夹紧砂带打磨工件72，浮动打磨工具972用于打磨浮动打磨工件73，打磨气动夹爪971和浮动打磨工具972均活动插在工具架16上。

机器人12为六轴机器人或七轴机器人，机器人12的应用较为广泛，控制也较复杂，但是能够实现较为复杂的功能，相比采用直线模组的自动化设备结构更加简单，采用机器人12能够提高学员对机器人12的认知和操作技能。

砂带打磨装置75用于对工件的表面进行打磨，通过机器人12将规则的工件压到砂带打磨装置75上进行打磨，机器人12能够精确的控制打磨量，适用平面打磨。

浮动打磨工具972能够对圆弧面或曲面进行打磨或抛光，浮动打磨工具972 与机器人12配合能够有效保证曲面的完整打磨，解决了采用直线模组装配而成的设备无法进行曲面打磨的缺陷。

砂带打磨装置75是工件移动，而浮动打磨工具972是打磨头移动，实现了两种移动方式的打磨，同时也实现平面打磨和曲面打磨，大大提高了打磨的种类，与实际生产结合紧密有效提高了学员的操作水平和技能。

其中，快换工具盘和浮动打磨工具972均为现有的成熟产品。快换工具盘包含公快换工具盘11和母快换工具盘91，公快换工具盘11和母快换工具盘91实现快速更换，公快换工具盘11安装于机器人12的末端，母快换工具盘91安装在打磨气动夹爪971和浮动打磨工具972上。浮动打磨工具972前端装有浮动打磨头，打磨头具有一定的运动行程，可以保证打磨力稳定，提高打磨质量，保护打磨头和工件。

砂带打磨工件72包括打磨块，打磨块为长方体，打磨块上设有固定孔，固定孔设有两个；浮动打磨工件73包括轮毂，轮毂的中心设有连接轴。打磨块为规则的长方体，用于实现平面打磨。轮毂的边为圆弧面，实现曲面打磨。

打磨工件架包括工件支架74，工件支架74固定在工作台14上；工件挂板 71，工件挂板71固定在工件支架74上，且工件挂板71倾斜设置；工件销钉，工件销钉安装在工件挂板71上，工件销钉与打磨块上的固定孔相匹配，打磨块活动插在工件销钉上；工件卡座，工件卡座固定在工件挂板71上，工件卡座上设有固定槽，固定槽与轮毂的连接轴相匹配，连接轴活动插在固定槽中。

工件挂板71倾斜设置能够节约空间，方便安装其它装置，同时倾斜设置能够使工件比较稳定的挂在工件挂板71上，避免振动或晃动引起工件脱落。

砂带打磨装置75包括打磨架752，打磨架752固定在工作台14上；主动辊轮，主动辊轮固定在打磨架752的一端；从动辊轮753，从动辊轮753固定在打磨架752的另一端；环形砂带751，环形砂带751套在主动辊轮和从动辊轮753 上；砂带打磨电机754，砂带打磨电机754固定在打磨架752上，且与主动辊轮连接。

砂带打磨装置75使用的是环形砂带751，适合平面打磨，砂带打磨装置75 与高速转动的砂轮机相比，环形砂带751的转动速度较小，振动和噪音小，安全性高，比较适合学员培训。

还包括张紧装置，张紧装置包括张紧块755，张紧块755固定在打磨架752 另一端的两侧，张紧块755上设有腰形的张紧孔，从动辊轮753的两端活动插在张紧孔中，张紧块755的端部设有螺钉孔，螺钉孔与张紧孔相通；张紧螺钉756，张紧螺钉756活动插在螺钉孔中，张紧螺钉756的一端与从动辊轮753的两端螺纹连接。张紧装置用于调整环形砂带751的张紧程度，控制环形砂带751转动时的抖动，提高打磨精度。调整张紧力时通过转动张紧螺钉756带动从动辊轮753 向打磨架752的端部移动，调节从动辊轮753与主动辊轮之间的距离，从而实现张紧力的调整，减小环形砂带751转动时的抖动，提高打磨精度。

打磨工件夹紧装置74包括气动夹爪座743，气动夹爪座743固定在工作台 14上；气动卡盘741，气动卡盘741固定在气动夹爪座743的顶部。气动卡盘 741使用方便，能够夹紧圆形物体，方便夹紧轮毂上的连接轴，从而实现轮毂的固定，方便打磨。

还包括挡尘罩742，挡尘罩742为喇叭形，挡尘罩742固定在气动夹爪座743 的顶部。挡尘罩742减少打磨时粉末乱飞。

砂带打磨工件72打磨时，机器人12移动到工具架16处，机器人12安装打磨气动夹爪971，机器人12带动打磨气动夹爪971移动到工件挂板71上的打磨块处，气动夹爪96气缸驱动气动夹爪96夹紧打磨块，然后机器人12将打磨块移动到砂带打磨装置75的上方，将打磨块压到转动的环形砂带751上，环形砂带751对打磨块进行打磨，当打磨完成后机器人12带动打磨块移动到工件挂板 71处，然后将打磨块插到工件销钉上。

打磨浮动打磨工件73时，机器人12移动到工具架16处，机器人12安装打磨气动夹爪971，机器人12带动打磨气动夹爪971移动到工件挂板71上的轮毂处，打磨气动夹爪971夹紧轮毂，然后机器人12将轮毂移动到打磨工件夹紧装置74处，将轮毂的连接轴插到气动卡盘741上，气动卡盘741夹紧连接轴；然后机器人12带动打磨气动夹爪971移动到工具架16处，放下打磨气动夹爪971，然后安装浮动打磨工具972，机器人12将浮动打磨工具972移动到气动卡盘741 上的轮毂上，然后对轮毂进行曲面打磨或抛光，当打磨或抛光完成后机器人12 先更换为打磨气动夹爪971，然后通过打磨气动夹爪971将轮毂放回到工件挂板 71上。打磨气动夹爪971和浮动打磨工具972可以安装在同一个母快换工具盘 91，这样既能节约工具架16上的空间，在工具架16工位有限的情况下可以放置更多的工具，同时也可以省去轮毂打磨时工件夹具装置与浮动打磨工具972之间的切换，减少准备时间，提高加工效率。

实施例六

如图20和图21所示，装配操作装置包括键盘装配装置，键盘装配装置包括按键84，按键84设有多个；按键托盘81，按键托盘81上放置有多个按键84；拍照装置，拍照装置安装在按键托盘81的一侧，拍照装置用于拍摄按键托盘81 上的按键84；装配托盘86，装配托盘86上装有待装配的键盘87；成品托盘88，成品托盘88用于放置装配好的键盘87；实训工具包括真空吸盘95和气动夹爪 96，真空吸盘95和气动夹爪96均分别安装在母快换工具盘91上，真空吸盘95 和气动夹爪96均活动插在工具架16上。

拍照装置的相机852用于采集图像得出按键84在按键托盘81上的坐标位置和姿态，然后将坐标位置和姿态发送给机器人12，机器人12根据坐标位置准确的吸取按键84，然后根据姿态转动按键84，使按键84转动到正确的角度进行装配。通过相机与机器人12配合实现对散乱零件的精确的装配，提高学员对相机 852和机器人12的认知和操作技能。

按键托盘81、装配托盘86和成品托盘88的位置固定，方便机器人12确定位置，保证按键84的正常装配。

真空吸盘95吸取方便按键84方便，并且真空吸盘95也为常用工具，提高学员对气动工具的认识水平。

气动夹爪96用于将装配好的键盘87从装配托盘86上移动到成品托盘88 上。气动夹爪96为常用工具，提高学员对气动工具的使用技能。

通过相机852采集按键84的位置和姿态，通过机器人12实现按键84安装到键盘87上，实现了自动化装配，并且装配精度较高，能够对散乱零件进行装配，与实际生产中的装配场景结合紧密，能有效提高学员的技能，使学员熟悉实际的装配流程，提高对相机852、机器人12和气动工具的认识和操作技能。

其中键盘87上设有用于装配的键槽871，键槽871与按键84相匹配，用于按键84的***和拔出，方便重复使用，减低培训成本。

按键托盘81上设有放料槽，按键84活动位于放料槽中。放料槽防止按键 84掉落到工作台14上，并且将散乱的按键84限制在相机852的拍照范围内，方便相机852拍照。

还包括光源82，光源82安装在按键托盘81的两侧，且位于按键托盘81的上方。光源82提高相机852采集图像的清晰度，保证得到准确的坐标和姿态。

光源82为条形光源；还包括光源支架83，光源支架83固定在按键托盘81 的两侧，光源支架83顶部的两侧均设有调节板，调节板上设有转动孔和调节孔 831，调节孔831为圆弧形的腰孔，调节孔831的圆心与转动孔的圆心重合；转动轴，转动轴固定在条形光源82的两端，转动轴转动安装在转动孔中；及定位螺钉，定位螺钉通过螺纹拧在条形光源82的两端，且定位螺钉活动位于调节孔 831中。调节板方便调整条形光源82的照射角度，从而保证光源82覆盖按键托盘81上的所有按键84。

装配托盘86上设有第一定位槽，第一定位槽与键盘87相匹配，键盘87活动插在第一定位槽内。第一定位槽用于键盘87进行定位，从而保证机器人12 准确的进行装配。

成品托盘88上设有第二定位槽，第二定位槽与键盘87相匹配，键盘87活动插在第二定位槽内。第二定位槽方便对键盘87进行限位，同时实现成品放置位置的要求，与实际生产中的流程相同，提高学员对装配流程的认知。

还包括真空压力传感器，真空压力传感器与真空吸盘95连接。真空压力传感器用于检测真空吸盘95是否吸有按键84，避免没有按键84进行空装配，保证装配的可靠，提高学员对真空吸盘95使用的认知。

拍照架包括拍照底板855，拍照底板855安装在工作台14上；拍照立柱851，拍照立柱851固定在拍照底板855上；滚珠丝杆，滚珠丝杆安装在拍照立柱851 上；丝杆螺母，丝杆螺母活动安装在滚珠丝杆上；直线导轨，直线导轨固定在拍照立柱851上，且与滚珠丝杆平行；滑块，滑块滑动安装在直线导轨上；拍照座 856，拍照座856固定在滑块上，且与丝杆螺母连接，相机安装在拍照座856上；转动座，转动座固定在拍照立柱851的顶部，滚珠丝杆的一端活动插在转动座上；锁紧螺钉，锁紧螺钉拧在转动座上，且位于滚珠丝杆的一侧，锁紧螺钉用于锁紧滚珠丝杆；手轮854，手轮854位于转动座的上方，且与滚珠丝杆的一端连接。

手轮854方便转动滚珠丝杆，滚珠丝杆的调节精度高，便于精确的调整相机的位置，从而保证照片的清晰度，提高识别精度。锁紧螺钉防止滚珠丝杆自由转动，从而保证相机的位置稳定。

工作时，先调整相机852的位置，使相机852能够将按键托盘81上的按键 84全部采集到，从而得到所有按键84的位置坐标和姿态；然后机器人12移动到工具架16上方，机器人12通过快换工具盘与真空吸盘95连接，机器人12 根据按键84的坐标将真空吸盘95移动到相应的按键84上方，通过真空吸盘95 吸取按键84，将按键84移动到装配托盘86的上方，然后机器人12根据姿态转动按键84，使按键84与键槽871相匹配，然后将按键84***到键盘87的键槽 871中，并且根据设定的装配顺序依次将键盘87上的键槽871全部安装上按键 84；当键盘87上的按键84装配完成后再对装配托盘86上的其它键盘87进行按键84的装配，当所有键盘87均安装好按键84后机器人12移动到工具架16的上方，将真空吸盘95上的工具定位板92插到工具架16顶部的定位销钉17上，然后移动到气动夹爪96的上方，通过安装在气动夹爪96上的快换工具盘与气动夹爪96连接，机器人12带动气动夹爪96移动到装配托盘86上方，机器人12 带动气动夹爪96将键盘87夹住，然后将键盘87移动到成品托盘88的上方，并将装配好的键盘87放置到成品托盘88的第二定位槽中。

由于按键84与键盘87是活动连接的，因此可以重复使用，降低了实训成本。也可以通过机器人12带动真空吸盘95从键盘87上将按键84依次拆下，然后将按键84放回到按键托盘81上，进行拆卸按键84的培训，实现多种场景的实训，大大提高了实训设备的利用率。

实施例七

如图22至图26所示，装配操作装置包括锂电池组件装配装置，锂电池组件装配装置包括锂电池100，锂电池100为圆柱形；电池供料装置20，电池供料装置20用于将锂电池100依次排列；电池支架109，电池支架109用于固定锂电池100；支架座102，支架座102用于堆叠放置电池支架109；检测相机104；检测台103，检测相机104位于检测台103的一侧或上方；电池装配台105，电池装配台105用于电池组件的装配；成品台101，成品台101用于放置装配好的电池组件；实训工具包括电池取料爪和气动夹爪96，电池取料爪和气动夹爪96均分别安装在母快换工具盘91，电池取料爪和气动夹爪96均活动插在工具架16 上。

电池供料装置20将锂电池100依次排列方便后续抓取锂电池100，然后通过检测相机104对锂电池100进行检测，监控锂电池100的方向是否正确，是否为同种规格的锂电池100，避免混入不同的规格的电池，检测相机104同时也可以记录各个锂电池100的信息，便于后续追踪锂电池100。检测后将锂电池100 通过电池取料爪再次抓取并移动到电池装配台105的上方，将锂电池100***到预先放置的电池支架109上，电池支架109上的锂电池100均装配完成后装入另一个电池支架109，完成电池组件的装配，将电池组件件移动到成品台101上。

实训用锂电池100组件自动化装配装置结构简单、成本低，并且涉及到锂电池装配的绝大部分环节，与实际生产联系紧密，同时涉及到自动化装置中常用到的电机的控制、气缸的控制、真空吸盘95的控制、机器人12的控制，大大提高了学员的技能，并且能够用于技能考核。

支架座102上设有支架定位槽，电池支架109活动插在支架定位槽中，支架定位槽用于电池支架109的定位，便于机器人12精确的抓取电池支架109，保证放置到电池装配台105上的电池支架109的位置准确，同时避免振动等使电池支架109的位置发生变动的情况。

电池取料爪包括取料板981，取料板981上设有多个取料槽984，取料槽984 为圆弧槽，取料槽984与锂电池100相匹配，取料槽984的底部设有真空吸孔 982，真空吸孔982与真空发生器连接器，真空吸孔982用于吸附锂电池100；及连接板983，连接板983的一端与快换工具盘上的工具定位板92连接，连接板983的另一端与取料板981连接，取料槽984的轴线倾斜设置。

取料槽984与真空吸孔982配合能够有效的吸附锂电池100，同时多个取料槽984实现一次吸附多个锂电池100，并实现一次将多个锂电池100***到电池支架109上，大大提高了加工效率。连接板983使取料板981倾斜设置，取料板 981倾斜设置方便机器人12带动取料板981抓取锂电池100，由于取料板981 倾斜设置，机器人12无需带动取料板981从供料板204的正上方下降进行锂电池100的吸附，能够扩大机器人12的运行范围，减少干涉现象。

真空发生器设有多个，真空发生器的数量与取料槽984的数量一致，这样方便单独控制每个取料槽984。

电池供料装置20包括供料仓201，供料仓201用于存储锂电池100；导料板 202，导料板202设置在供料仓201的内部，且位于供料仓201的后端，导料板 202倾斜设置，导料板202用于放置锂电池100；旋转送料装置，旋转送料装置安装在供料仓201上，且位于导料板202位置低的一端，旋转送料装置用于将锂电池100从导料板202上依次送出；推料装置，推料装置位于旋转送料装置的出料口，推料装置用于将锂电池100从出料口推到供料板204上；供料板204，供料板204位于推料装置的一侧，且位于供料仓201的前端；排列装置，排列装置安装在供料板204的一端，且与推料装置位于同一端，排列装置用于将锂电池 100推向供料板204的另一端。

旋转送料装置用于将堆积在一起的锂电池100进行依次输出，方便依次排列，从而方便后续的抓取。推料装置能够使进入到供料板204上的锂电池100位置一致，即锂电池100的端面均位于同一平面，使锂电池100排列整齐，方便后续抓取。排列装置将锂电池100依次排列在供料板204上，便于电池取料爪吸取锂电池100。

旋转送料装置包括送料轮210，送料轮210为圆柱形，送料轮210上环形阵列设有多个送料槽210，送料槽210与锂电池100相匹配，送料轮210转动安装在供料仓201上，送料轮210的一侧位于导料板202的一端，送料轮210的另一侧位于供料仓201的侧壁；弧形挡料板205，弧形挡料板205位于送料轮210的两侧，且均位于导料板202的下方，弧形挡料板205与送料轮210相匹配，两个弧形挡料板205之间形成出料口，弧形挡料板205用于锂电池100依次脱离送料槽210；电机，电机与送料轮210连接。送料轮210转动实现锂电池100从导料板202上依次进入到供料板204上。

具体的，电机安装在供料板204下方，电机通过皮带驱动送料轮210转动，电机安装在供料板204的下方节约空间。

弧形挡料板205设有两个，分别为第一弧形挡板和第二弧形挡板，第一弧形挡板和第二弧形挡板分别位于送料轮210的两侧，第一弧形挡板和第二弧形挡板均与送料轮210的外圆面相匹配，用于送料轮210转动时将锂电池100限制在送料槽210内，第一弧形挡板的一端与导料板202的另一端连接，第一弧形挡板的另一端位于供料板204的上方，第二弧形挡板的一端与供料仓201的侧壁连接，第二弧形挡板的另一端位于供料板204的上方，第一弧形挡板另一端与第二弧形挡板的另一端均位于送料轮210的底部，形成出料口，且之间的宽度大于锂电池 100的直径，方便锂电池100从送料槽210内脱落到供料板204上。

第一弧形挡板和第二弧形挡板上还可以均装有出料挡板，出料挡板分别位于第一弧形挡板的另一端和第二弧形挡板的另一端，两个出料挡板形成出料口。出料挡板可以限制锂电池100的姿态，放置锂电池100发生翻转，从而方便推料杆 209将锂电池100推到供料板204的前端。

推料装置包括推料气缸208，推料气缸208固定在供料板204的下方；推料杆209，推料杆209与推料气缸208连接，推料杆209活动位于供料板204上的推料槽内；推料杆209用于将锂电池100推送到排列装置的一侧。推料气缸208 为双轴气缸，方便控制推料杆209的位置，通过推料杆209实现锂电池100在供料板204上的对齐。

排列装置包括排列块207，排列块207活动位于供料板204的一端，且与供料板204上的锂电池100相对应；排列气缸206，排列气缸206固定在供料板204 上，排列气缸206上装有排列块207。排列气缸206为双轴气缸，排列气缸206 推动排列块207，排列块207将锂电池100从供料板204的一端向另一端推动，从而使锂电池100排列在供料板204上，方便后续抓取锂电池100。

供料板204上阵列设有多个电池定位槽2041，电池定位槽2041用于锂电池 100的定位。电池定位槽2041能够避免锂电池100自由滚动，防止供料板204 上的锂电池100数量较少时锂电池100之间的间距不等，导致电池取料爪无法正常抓取锂电池100。

检测台103的顶部设有检测槽，检测槽用于放置锂电池100；检测相机104 位于检测台103的一侧，检测相机104用于拍摄检测槽中的锂电池100。检测槽方便对锂电池100进行二次定位，从而保证锂电池100的整齐，方便电池取料爪整体抓取，能保证多个锂电池100同时***电池支架109。检测相机104位于检测台103的侧面减少对机器人12的影响，减少机器人12的运动轨迹，降低编程难度，同时使结构合理。

工作前先放置锂电池100、电池支架109和工具。将电池支架109整齐的叠放在支架座102的支架定位槽中；将多个锂电池100放置到电池供料装置20的供料仓201内；将相关的工具放置到工具架16上。工作时，电池供料装置20 启动，电机带动送料轮210转动，送料轮210转动时使锂电池100进入到送料槽 210中，锂电池100在送料槽210中跟随送料轮210转动到出料口处，在送料轮 210的转动过程中，由于弧形挡料板205的作用锂电池100被限制在送料槽210 内，当送料槽210转动到出料口时，锂电池100在重力的作用下掉落到供料板204上。在电池供料装置20工作的同时，机器人12先移动到工具架16处，机器人12与气动夹爪座743上的快换工具盘连接，然后机器人12带动气动夹爪座 743移动到支架座102处，机器人12驱动支架气动夹爪96抓取支架座102，然后将支架座102放置到电池装配台105上，接着机器人12移动到工具架16处更换为电池取料爪，然后移动到电池供料装置20的供料板204的上方，机器人12 驱动电池取料爪吸取锂电池100，然后将电池取料爪和锂电池100移动到检测台 103的上方，将锂电池100放入到检测槽中，检测相机104进行拍照，检测相机104检测锂电池100的正负极位置是否符合装配要求，锂电池100的规格是否一致，当电池的正负极位置不是装配要求的位置时，机器人12驱动电池取料爪下降到检测中的锂电池100上，启动位置错误的那个取料槽984的真空发生器，将位置错误的那个锂电池100吸附到取料槽984中，然后机器人12带动电池取料爪上升一定的高度，并将锂电池100旋转度，实现正负极的位置交换，然后再将变化位置后的锂电池100放入到检测槽中，当锂电池100的规格错误时单独将规格不对的锂电池100取走，并装入从供料板204上吸附的新的锂电池100，然后再次拍照检测，直到检测槽中的锂电池100规则一致，正负极位置符合装配要求时再将锂电池100全部吸住，然后移动到电池装配台105上的电池支架109的上方，将锂电池100***到电池支架109的电池孔内，依次将电池支架109装满电池，然后机器人12再次将工具更换为气动夹爪座743并选择支架气动夹爪96，移动到支架座102处抓取电池支架109，将电池支架109装配到电池装配台105 上的锂电池100上，实现锂电池100的正负极均装有电池支架109，然后机器人12将支架气动夹爪96切换为成品气动夹爪96，使用成品气动夹爪96抓取装配好的电池组件，并将电池组件移动到成品台101上，将电池组件放置到指定位置，完成一个电池组件的装配，然后继续装配下一个电池组件。

实施例八

绘图考核方法包括以下步骤：

S101、通过示教器控制机器人12运动到金属笔94处，并安装金属笔94，在示教器上将坐标系切换为金属笔94坐标系；

S102、通过示教器控制机器人12带动金属笔94移动到绘图板31上方，控制金属笔94以标定杆33为基准进行TCP标定，然后使金属笔94以合适的姿态将金属笔94的笔尖941靠近绘图轨迹32的起始点，并悬停在起始点上方或与起始点接触，将当前的位姿记录在示教器的程序中，设置用于接收直线位移传感器、检测传感器或通断电的数字输出量信号状态的指令；

S103、将绘图轨迹32离散成多个绘图点，然后通过示教器控制机器人12 带动金属笔94沿绘图轨迹32移动，并使金属笔94的笔尖941依次与绘图点重合，同时控制笔尖941与绘图轨迹32的之间距离保持不变或在设定范围内，以示教的方式依次将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中；

S104、通过示教器控制机器人12带动金属笔94以合适的姿态将金属笔94 的笔尖941靠近或接触绘图轨迹32的终点，以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中；

S105、自动运行示教器中记录的绘图程序，使机器人12带动金属笔94完成绘图轨迹32的描绘，机器人12在运动过程中如果金属笔94与绘图轨迹32无干涉、运动无停顿、与绘图轨迹32重合度高、无接触信号或与绘图轨迹32之间的距离在设定范围内，则评定为合格，否则评定为不合格。

实施例九

绘图考核方法包括以下步骤：

S111、在离线编程及仿真软件中依次设置安装金属笔94、金属笔94坐标系、进行TCP标定；

S112、在离线编程及仿真软件中设置金属笔94的起始点和终点，设置用于接收直线位移传感器、检测传感器或通断电的数字输出量信号状态的指令；

S113、在离线编程及仿真软件中设置绘图轨迹32的起始点与终点之间的轨迹路径，轨迹路径与绘图轨迹32一致；

S114、在离线编程及仿真软件中生成机器人12可执行的绘图程序，并将绘图程序发送到示教器中，在示教器上加载并运行绘图程序，观察运行过程中机器人12的姿态，并对不合适姿态进行手动修改，然后保存绘图程序；

S115、自动运行S114中修改后保存的绘图程序，机器人12在运动过程中如果金属笔94与绘图轨迹32无干涉、运动无停顿、与绘图轨迹32重合度高、无接触信号或与绘图轨迹32之间的距离在设定范围内，则评定为合格，否则评定为不合格。

实施例十

曲面轨迹考核方法包括以下步骤：

S121、通过示教器控制机器人12运动到金属笔94处，并安装金属笔94，在示教器上将坐标系切换为金属笔94坐标系；

S122、通过示教器控制机器人12带动金属笔94移动到曲面寻迹板2上方，使金属笔94以合适的姿态将金属笔94的笔尖941靠近寻迹轨迹25的起始点，并悬停在起始点上方或与起始点接触，将当前的位姿记录在示教器的程序中，设置用于接收直线位移传感器、检测传感器或通断电的数字输出量信号状态的指令；

S123、将寻迹轨迹25离散成多个中间点，然后通过示教器控制机器人12 带动金属笔94沿寻迹轨迹25移动，并使金属笔94的笔尖941依次与中间点重合，同时控制笔尖941与寻迹轨迹25的之间距离保持不变或在设定范围内，以示教的方式依次将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中；

S124、通过示教器控制机器人12带动金属笔94以合适的姿态将金属笔94 的笔尖941靠近或接触寻迹轨迹25的终点，以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中；

S125、自动运行示教器中记录的寻迹程序，使机器人12带动金属笔94完成寻迹轨迹25的描绘，机器人12在运动过程中如果金属笔94与寻迹轨迹25无干涉、运动无停顿、与寻迹轨迹25重合度高、无接触信号或与寻迹轨迹25之间的距离在设定范围内，则评定为合格，否则评定为不合格。

实现过程与考核过程相似。该考核方法适用初级考核，使学员掌握通过示教器进行复杂的曲面轨迹的寻迹，可考核对机器人12复杂轨迹的编程操作。

实施例十一

曲面轨迹考核方法包括以下步骤：

S131、在离线编程及仿真软件中依次设置安装金属笔94和金属笔94坐标系；

S132、在离线编程及仿真软件中设置金属笔94的起始点和终点，设置用于接收直线位移传感器、检测传感器或通断电的数字输出量信号状态的指令；

S133、在离线编程及仿真软件中设置寻迹轨迹25的起始点与终点之间的轨迹路径，轨迹路径与寻迹轨迹25一致；

S134、在离线编程及仿真软件中生成机器人12可执行的寻迹程序，并将寻迹程序发送到示教器中，在示教器上加载并运行寻迹程序，观察运行过程中机器人12的姿态，并对不合适姿态进行手动修改，然后保存寻迹程序；

S135、自动运行S135中修改后保存的寻迹程序，机器人12在运动过程中如果金属笔94与寻迹轨迹25无干涉、运动无停顿、与寻迹轨迹25重合度高、无接触信号或与寻迹轨迹25之间的距离在设定范围内，则评定为合格，否则评定为不合格。

实现过程与考核过程相似。该考核方法适用高级考核，使学员掌握通过示教器和离线编程及仿真软件进行复杂的曲面轨迹的寻迹，可考核对机器人12复杂轨迹的编程操作，提高编程与调试的效率。

实施例十二

拼图考核方法包括以下步骤：

S211、通过示教器控制机器人12移动到真空吸盘95处，并安装真空吸盘 95，在示教器上将坐标系切换为吸盘坐标系；

S212、通过示教器控制机器人12带动真空吸盘95移动到图块放置板43的上方，使真空吸盘95以合适的姿态与拼图图块44接触，将当前的位姿记录在示教器的程序中，同时在程序中***用于打开电磁阀的数字输出量信号状态的指令，使真空吸盘95吸附拼图图块44；

S213、通过示教器控制机器人12在拼图图块44的抓取点和放置点之间的空间中选取若干路径点，需要避开空间中的障碍物，以示教的方式依次将机器人 12各个路径点对应的位姿记录在示教器的程序中；

S214、通过示教器控制机器人12运动至合适的姿态将拼图图块44放置到拼图工作台41上，以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中，同时在程序中***用于关闭电磁阀的数字输出量信号状态的指令，使拼图图块 44从真空吸盘95上脱落；

S215、重复S212至S214的步骤，直到拼图完成；

S216、自动运行示教器中记录的拼图程序，将拼图图块44从起始位置依次摆放至指定位置完成拼图，如果机器人12在运动过程中真空吸盘95正常启动、关闭、机器人12运动无干涉、运动无异常停顿、拼图图块44插在拼图槽421 中，则评定为合格，否则评定为不合格。

该考核方法能够考核学员的对机器人12的基础操作、对示教器的掌握、对简单工艺的规划和编程能力。

实施例十三

拼图考核方法包括以下步骤：

S221、在离线编程及仿真软件中依次设置安装真空吸盘95和吸盘坐标系；

S222、在离线编程及仿真软件中设置拼图图块44的起始点和终点，设置用于打开或关闭电磁阀的数字输出量信号状态的指令；

S223、在离线编程及仿真软件中设置拼图图块44的起始点与终点之间的空间路径；

S224、在离线编程及仿真软件中生成机器人12可执行的拼图程序，并将拼图程序发送到示教器中，在示教器上加载并运行拼图程序，观察运行过程中机器人12的姿态，并对不合适姿态进行手动修改，然后保存拼图程序；

S225、自动运行S224中修改后保存的拼图程序，如果机器人12在运动过程中真空吸盘95正常启动、关闭、机器人12运动无干涉、运动无异常停顿、拼图图块44插在拼图槽421中，则评定为合格，否则评定为不合格。

该考核能够考核学员对离线编程及仿真软件的掌握，通过离线编程及仿真软件实行简单工艺的规划和操作，提高编程与调试的效率。

实施例十四

码垛考核方法包括以下步骤：

S231、通过示教器控制机器人12移动到真空吸盘95处，并安装真空吸盘95，在示教器上将坐标系切换为吸盘坐标系；

S232、通过示教器控制机器人12带动真空吸盘95移动到图块放置板43的上方，控制真空吸盘95以码垛标定杆33为基准进行TCP标定，使真空吸盘95 以合适的姿态与码垛工件52接触，将当前的位姿记录在示教器的程序中，同时在程序中***用于打开电磁阀的数字输出量信号状态的指令，使真空吸盘95吸附码垛工件52；

S233、通过示教器控制机器人12在码垛工件52的抓取点和放置点之间的空间中选取若干路径点，抓取点为码垛放料板51上码垛工件52的位置，放置点为码垛平台53上的放置码垛工件52的位置，路径点需要避开空间中的障碍物，以示教的方式依次将机器人12各个路径点对应的位姿记录在示教器的程序中；

S234、通过示教器控制机器人12运动至合适的姿态将码垛工件52放置到码垛平台53上，以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中，同时在程序中***用于关闭电磁阀的数字输出量信号状态的指令，使码垛工件52 从真空吸盘95上脱落；

S235、重复S232至S234的步骤，直到码垛完成；

S236、自动运行示教器中记录的码垛程序，将码垛工件52从起始位置依次摆放至指定位置完成码垛，如果机器人12在运动过程中真空吸盘95正常启动、关闭、机器人12运动无干涉、运动无异常停顿、码垛工件52位于码垛槽中，并且符合码垛，则评定为合格，否则评定为不合格。

实施例十五

码垛考核方法包括以下步骤：

S241、在离线编程及仿真软件中依次设置安装真空吸盘95和吸盘坐标系；

S242、在离线编程及仿真软件中设置码垛工件52的起始点和终点，设置用于打开或关闭电磁阀的数字输出量信号状态的指令；

S243、在离线编程及仿真软件中设置码垛工件52的起始点与终点之间的空间路径；

S244、在离线编程及仿真软件中生成机器人12可执行的码垛程序，并将码垛程序发送到示教器中，在示教器上加载并运行码垛程序，观察运行过程中机器人12的姿态，并对不合适姿态进行手动修改，然后保存码垛程序；

S245、自动运行S244中修改后保存的码垛程序，如果实训用码垛机器人12 ***在运动过程中真空吸盘95正常启动、关闭、机器人12运动无干涉、运动无异常停顿、码垛工件52位于码垛槽中，并且符合码垛要求，则评定为合格，否则评定为不合格。

实施例十六

焊接考核方法包括以下步骤：

S311、通过示教器控制机器人12移动到工具架16处，将气动夹爪96安装到机器人12的末端，在示教器上将工具坐标系切换为气动夹爪96坐标系，然后通过示教器控制机器人12和气动夹爪96将待焊接工件63从焊接工件架中移动到焊接固定台64上，示教器控制焊接夹紧气缸641夹紧待焊接工件63；

S312、通过示教器控制机器人12移动到工具架16处，将气动夹爪96更换为焊枪99，在示教器上将气动夹爪96坐标系切换为焊枪99坐标系，然后通过示教器控制机器人12将焊枪99移动到合适的姿态，使焊枪99与待焊接工件63 的焊缝起点对齐，以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中，同时在程序中***用于启动焊枪99的数字输出量信号状态的指令，设置焊枪99 的电压和电流等参数；

S313、将焊缝沿焊接轨迹离散成多个焊接点，焊接点位于焊缝横截面的中心处，然后通过示教器控制机器人12带动焊枪99沿焊接轨迹移动，并依次与焊接点重合，同时以示教的方式依次将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中；

S314、通过示教器使焊枪99移动到合适的姿态，使焊枪99与待焊接的焊缝终点对齐，同时以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器程序中，并在程序中***用于关闭焊枪99的数字输出量信号状态的指令；

S315、自动运行示教器中记录的焊接程序，如果机器人12正常启动、关闭、焊枪99与焊缝无干涉、运动无停顿、与焊缝重合度高或焊接表面无气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧檫伤等缺陷，则评定为合格，否则评定为不合格。

实训内容与考核内容相同，这种考核针对初级学员，使初级学员掌握待焊接工件63的移动、装夹和焊接。

实施例十七

焊接考核方法包括以下步骤：

S321、通过示教器使焊接变位机65转动到零位，通过示教器控制机器人12 移动到工具架16处，将气动夹爪96安装到机器人12的末端，在示教器上将坐标系切换为气动夹爪96坐标系，然后通过示教器控制机器人12和气动夹爪96 将待焊接工件63从焊接工件架中移动到焊接固定台64上，并控制焊接夹紧气缸 641夹紧待焊接工件63；

S322、通过示教器控制机器人12移动到工具架16处，将气动夹爪96更换为焊枪99，在示教器上将气动夹爪96坐标系切换为焊枪99坐标系，然后通过示教器控制机器人12将焊枪99移动到合适的姿态，使焊枪99与待焊接工件63 的焊缝起点对齐，以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器的程序中，同时在程序中***用于启动焊枪99的数字输出量信号状态的指令，设置焊枪99 的电压和电流等参数，并在示教器上设置焊接变位机65的相对位置、运动速度、运动范围等联动参数；；

S323、将焊缝沿焊接轨迹离散成多个焊接点，焊接点位于焊缝横截面的中心处，然后通过示教器控制机器人12带动焊枪99沿焊接轨迹移动，并依次与焊接点重合，同时以示教的方式依次将机器人12当前的位姿和焊接变位机65的位姿记录在示教器的程序中；

S324、通过示教器使焊枪99移动到合适的姿态，使焊枪99与待焊接的焊缝终点对齐，同时以示教的方式将机器人12当前的位姿记录在示教器程序中，并在程序中***用于关闭焊枪99的数字输出量信号状态的指令；

S325、自动运行示教器中记录的焊接程序，如果机器人12正常启动、关闭、机器人12与焊接变位机65保持联动、焊枪99与焊缝无干涉、运动无停顿、与焊缝重合度高或焊接表面无气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧檫伤等缺陷，则评定为合格，否则评定为不合格。

实训内容与考核内容相同，这种考核针对中级学员，使中级学员掌握待焊接工件63的移动、装夹、焊接变位机65的联动焊接。

实施例十八

焊接考核方法包括以下步骤：

S331、在离线编程及仿真软件中依次设置安装气动夹爪96、气动夹爪96坐标系、待焊接工件63从焊接工件架中移动到焊接固定台64上的移动轨迹、焊接夹紧气缸641启动、将气动夹爪96更换为焊枪99的指令、焊枪99坐标系；

S332、在离线编程及仿真软件中设置焊接变位机65的位姿参数为零位，同时设置焊接变位机65的转动速度、转动角度等与焊枪99联动的参数；

S333、在离线编程及仿真软件中指定焊缝的起始点和终点，设置用于启动或关闭焊枪99的数字输出量信号状态的指令，设置焊枪99的电压和电流等参数；

S334、在离线编程及仿真软件中将焊缝沿焊接轨迹离散成多个焊接点，并自动生成对应的机器人12位姿，使安装在机器人12上的焊枪99末端依次与焊接点对齐，其中焊接点位于焊缝横截面的中心处；

S335、在离线编程及仿真软件中生成机器人12可执行的焊接程序，并将焊接程序发送到示教器中，在示教器上加载并运行焊接程序，观察运行过程中机器人12的姿态，并对不合适姿态进行手动修改，然后保存焊接程序；

S336、自动运行步骤S335中修改后保存的焊接程序，如果机器人12正常启动、关闭、机器人12与焊接变位机65保持联动、焊枪99与焊缝无干涉、运动无停顿、与焊缝重合度高或焊接表面无气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧檫伤等缺陷，则评定为合格，否则评定为不合格。

实训内容与考核内容相同，这种考核针对高级学员，使高级学员掌握离线编程及仿真软件的使用，极大的提高编程与调试的效率。

Claims (9)

1.一种机器人综合实训***，包括机器人(12)，所述机器人(12)的末端装有公快换工具盘(11)；示教器，所述示教器与所述机器人(12)连接，所述示教器用于控制机器人(12)；其特征在于，还包括

基础操作装置，所述基础操作装置用于机器人(12)基础操作的训练和考核；

工艺操作装置，所述工艺操作装置用于机器人(12)移动物品的操作训练和考核；

加工操作装置，所述加工操作装置用于机器人(12)加工的操作训练和考核；

装配操作装置，所述装配操作装置用于机器人(12)装配的操作训练和考核；

工具装置，所述工具装置包括多个实训工具，所述实训工具均安装在母快换工具盘(91)上；

工具架(16)，所述实训工具活动插在所述工具架(16)上；

工作台(14)，所述工作台(14)用于安装机器人(12)、示教器、工具架(16)、基础操作装置、工艺操作装置、加工操作装置和装配操作装置。

2.根据权利要求1所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，

所述基础操作装置包括标定杆(33)、绘图装置和/或曲面寻迹装置；

所述绘图装置包括绘图板(31)，所述绘图板(31)为平板，所述绘图板(31)的顶面上设有多个凸出绘图板(31)顶面的绘图轨迹(32)；

所述曲面寻迹装置包括曲面寻迹板(2)，所述曲面寻迹板(2)为曲面板，所述曲面寻迹板(2)的表面设有多个寻迹轨迹(25)；

所述标定杆(33)固定在所述绘图板(31)、曲面寻迹板(2)或工具架(16)上；

所述实训工具包括金属笔(94)，所述金属笔(94)安装在母快换工具盘(91)上，所述金属笔(94)活动插在所述工具架(16)上。

3.根据权利要求2所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，还包括接触反馈装置，所述接触反馈装置包括信号反馈装置或位置反馈装置；所述信号反馈装置包括检测反馈装置或导通反馈装置；

所述检测反馈装置包括笔座(93)、复位弹簧和检测传感器，所述笔座(93)固定在母快换工具盘(91)上，所述金属笔(94)活动插在所述笔座(93)上，所述金属笔(94)与所述笔座(93)之间装有复位弹簧，所述检测传感器安装在所述笔座(93)与金属笔(94)之间，所述检测传感器为接近开关或行程开关，所述检测传感器用于检测金属笔(94)的位置是否变动；

所述导通反馈装置包括第一导通导线和第二导通导线，所述第一导通导线与所述金属笔(94)连接，所述第二导通导线与所述曲面寻迹板(2)连接和/或绘图板(31)连接，所述曲面寻迹板(2)和绘图板(31)均为金属板，所述金属笔(94)与所述曲面寻迹板(2)或绘图板(31)接触时所述第一导通导线与所述第二导通导线相通；

所述位置反馈装置包括直线位移传感器，所述直线位移传感器安装在母快换工具盘(91)上。

4.根据权利要求1所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，

所述工艺操作装置包括拼图装置和/或码垛装置；

所述拼图装置包括拼图图块(44)、图块放置板(43)和拼图工作台(41)，所述拼图图块(44)包括多种几何形状的图块，且每种形状的图块均不少于一种规格，所述拼图图块(44)放置在图块放置板(43)上，所述拼图工作台(41)用于放置拼接的拼图图块(44)；

所述码垛装置包括码垛工件(52)、码垛放料板(51)和码垛平台(53)，所述码垛工件(52)设有多种，所述码垛放料板(51)上装***垛工件(52)，所述码垛平台(53)用于堆叠码垛工件(52)；

所述实训工具包括真空吸盘(95)，所述真空吸盘(95)安装在所述母快换工具盘(91)上，所述真空吸盘(95)活动插在所述工具架(16)上。

5.根据权利要求1所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，所述加工操作装置包括焊接装置，所述焊接装置包括

待焊接工件(63)；

焊接工件架，所述焊接工件架上装有多个待焊接工件(63)；

焊接固定台(64)，所述焊接固定台(64)用于固定待焊接工件(63)；

焊接变位机(65)，所述焊接变位机(65)上装有焊接固定台(64)，所述焊接变位机(65)用于转动焊接固定台(64)；

所述实训工具包括焊枪(99)和气动夹爪(96)，所述焊枪(99)和气动夹爪(96)上均分别安装在母快换工具盘(91)上，所述焊枪(99)和所述气动夹爪(96)均活动插在所述工具架(16)上。

6.根据权利要求1所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，所述加工操作装置包括打磨装置，所述打磨装置包括

砂带打磨装置(75)，所述砂带打磨装置(75)上装有环形砂带(751)；

砂带打磨工件(72)，所述砂带打磨工件(72)用于在砂带打磨装置(75)上打磨；

浮动打磨工件(73)；

打磨工件夹紧装置(74)，所述打磨工件夹紧装置(74)用于夹紧浮动打磨工件(73)；

打磨工件架，所述打磨工件架用于放置砂带打磨工件(72)和浮动打磨工件(73)；

所述实训工具包括打磨气动夹爪(971)和浮动打磨工具(972)，所述打磨气动夹爪(971)和浮动打磨工具(972)均分别安装在母快换工具盘(91)上，所述打磨气动夹爪(971)用于夹紧砂带打磨工件(72)，所述浮动打磨工具(972)用于打磨浮动打磨工件(73)，所述打磨气动夹爪(971)和所述浮动打磨工具(972)均活动插在所述工具架(16)上。

7.根据权利要求1所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，所述装配操作装置包括键盘装配装置，所述键盘装配装置包括

按键(84)，所述按键(84)设有多个；

按键托盘(81)，所述按键托盘(81)上放置有多个按键(84)；

拍照装置，所述拍照装置安装在按键托盘(81)的一侧，所述拍照装置用于拍摄按键托盘(81)上的按键(84)；

装配托盘(86)，所述装配托盘(86)上装有待装配的键盘(87)；

成品托盘(88)，所述成品托盘(88)用于放置装配好的键盘(87)；

所述实训工具包括真空吸盘(95)和气动夹爪(96)，所述真空吸盘(95)和气动夹爪(96)均分别安装在母快换工具盘(91)上，所述真空吸盘(95)和气动夹爪(96)均活动插在所述工具架(16)上。

8.根据权利要求1所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，所述装配操作装置包括锂电池组件装配装置，所述锂电池组件装配装置包括

锂电池(100)，所述锂电池(100)为圆柱形；

电池供料装置(20)，所述电池供料装置(20)用于将锂电池(100)依次排列；

电池支架(109)，所述电池支架(109)用于固定锂电池(100)；

支架座(102)，所述支架座(102)用于堆叠放置电池支架(109)；

检测相机(104)；

检测台(103)，所述检测相机(104)位于检测台(103)的一侧或上方；

电池装配台(105)，所述电池装配台(105)用于电池组件的装配；

成品台(101)，所述成品台(101)用于放置装配好的电池组件；

所述实训工具包括电池取料爪和气动夹爪(96)，所述电池取料爪和气动夹爪(96)均分别安装在母快换工具盘(91)，所述电池取料爪和气动夹爪(96)均活动插在工具架(16)上。

9.根据权利要求1所述的一种机器人综合实训***，其特征在于，还包括视频采集***，所述视频采集***用于采集机器人(12)的运动过程并存档。

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