CN217250816U - 一种多模块综合实训台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多模块综合实训台，包括安装平台，还包括：安装于所述安装平台上的上料模块、流转模块、加工模块、检测模块、下料模块、分拣模块以及控制模块；其中，所述上料模块适于将工件夹取至所述流转模块；所述流转模块连接至所述上料模块、加工模块、检测模块、下料模块之间；所述检测模块设置于所述加工模块的后端，所述下料模块设置于所述分拣模块与所述流转模块之间；所述上料模块、流转模块、加工模块、下料模块和分拣模块电连接于所述控制模块。通过本实用新型，使得综合实训台可以构成完整的生产加工模型，能使学生在操作中学到更全面的知识。

Description

一种多模块综合实训台

技术领域

本实用新型涉及工训***技术领域，具体而言，涉及一种多模块综合实训台。

背景技术

工训***平台是现在职业高校广泛使用的教学用具，其有助于学生通过操作工训***实现理论与实践的结合，从而进一步提升学生对于知识的掌握能力。但是在现有的工训***平台上，功能较为简单，模块较少，其能实现的工序较少，无法形成一个完整的生产***，对于学生教学具有一定的局限性。

需要提到的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多模块综合实训台，以解决上述问题。

本实用新型采用了如下方案：一种多模块综合实训台，包括安装平台，还包括：安装于所述安装平台上的上料模块、流转模块、加工模块、检测模块、下料模块、分拣模块以及控制模块；其中，所述上料模块连接所述流转模块；所述流转模块连接所述上料模块、加工模块、检测模块、下料模块之间；所述检测模块设置于所述加工模块的后端，所述下料模块设置于所述分拣模块与所述流转模块之间；所述上料模块、流转模块、加工模块、下料模块和分拣模块电连接于所述控制模块。

进一步地，所述上料模块包括立体仓库和堆垛机，所述立体仓库用于放置工件；所述堆垛机适于在所述立体仓库和分拣模块之间移动，其包括三轴悬臂式滑台模组、旋转气缸，所述三轴悬臂式滑台模组通过驱动器驱动三轴进行往复直线运动，所述旋转气缸的一端设置有夹取装置。

进一步地，所述流转模块包括伺服电机、第一加工台和滑轨；所述第一加工台适于放置第一工件，其设置于所述滑轨上，所述伺服电机连接所述第一加工台，并能驱动所述第一加工台在所述滑轨上运动；所述第一加工台上设置有与所述控制模块电连接的光电传感器和位置接近开关。

进一步地，所述加工模块包括定位装置、生产装置和第二加工台；所述生产装置设置于所述定位装置上，所述第二加工台设置于所述生产装置与所述定位装置的下方，且位于所述流转模块的侧边。

进一步地，所述下料模块设置于所述流转模块和分拣模块之间，包括多自由度机械手，其用于将成品工件从流转模块转移至分拣模块。

进一步地，所述分拣模块包括传送装置和气缸推杆装置，所述推杆装置设置于所述传送装置的侧边，并电连接于所述控制模块，所述传送装置的一端靠近所述下料模块，另一端设置靠近于所述上料模块。

进一步地，所述传送装置位于所述气缸推杆装置对侧的下方设置有次品回收装置。

进一步地，所述控制模块为PLC控制器。

进一步地，所述PLC控制器配置有太网通讯模块。

进一步地，所述下料模块与所述控制模块设置有适于通过以太网线连接至智能网关的接口。

通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：本实用新型通过设置上料模块、流转模块、加工模块、检测模块、下料模块、分拣模块以及控制模块的相互连接配合，形成完整的生产装配加工线的***，使得学生在操作过程中可以学习到更完备的知识体系，方便对于学生自动化控制的教学。同时，各个模块之间既能相互联系，又能单独运行，方便教学。

根据下文对示例性实施例的描述(参考随附附图)，本实用新型的其它特征将变得显而易见。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的总体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的立体仓库结构示意图；

图4是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的堆垛机结构示意图；

图5是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的流转模块结构示意图；

图6是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的加工模块结构示意图；

图7是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的检测模块结构示意图；

图8是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的分拣模块示意图；

图9是本实用新型实施例一种多模块综合实训台的安装平台结构示意图；

图标：上料模块10、立体仓库11、储物仓111、堆垛机12、夹取装置 121、流转模块20、伺服电机21、第一加工台22、滑轨23、加工模块30、定位装置31、第二加工平台32、加工装置33、加工部件34、吸盘341、视觉检测模块40、工业摄像头41、下料模块50、多自由度机械手51、分拣模块60，机架61、输送带62、气缸推杆装置63、次品出口64、控制模块 70、显示屏71、三色警示灯72、安装平台80、第一工件91、第二工件92。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

结合图1和图2所示，本实施例提供了一种多模块综合实训台，包括安装平台，还包括：安装于所述安装平台上的上料模块10、流转模块20、加工模块30、检测模块40、下料模块50、分拣模块60以及控制模块70；其中，所述上料模块连接所述流转模块；所述流转模块连接所述上料模块 10、加工模块30、检测模块40、下料模块50之间；所述检测模块40设置于所述加工模块30的后端，所述下料模块50设置于所述分拣模块60与所述流转模块20之间；所述上料模块10、流转模块20、加工模块30、下料模块50和分拣模块60电连接于所述控制模块。

在本实施例中，所述安装平台可以设置为正方形形状，所述上料模块 10、流转模块20、加工模块30、检测模块40、下料模块50、分拣模块60 布置呈“口”字形结构，其上方设置有多个安装位，内部设置有电源接口、智能网关接口、空气压缩机等，为生产线提供电源、气源和以太网接口。

结合图3所示，所述上料模块10包括立体仓库11和堆垛机12，所述立体仓库11设置有适于放置第一工件91的储物仓111，所述立体仓库11 可以设置有多层，比如这里设置成两行六列，且每层设置有多个储物仓111 用于放置工件，方便设置坐标；同时采用高层货架存储，可以节省库存占地面积，提高空间利用率。每个所述储物仓111内设置有光电传感器，所述光电传感器电连接于所述控制模块70，用于实时检测感应储物仓111内是否放置有工件；这里工件的检测距离为5-10cm之间。当然也可以在所述储物仓111内设置压力传感器，根据压力变化检测是否有工件。

结合图4所示，所述堆垛机12具有直线控制功能，适于在储物仓111 和分拣模块60之间移动，其包括三轴悬臂式滑台模组、旋转气缸，所述三轴悬臂式滑台模组包括X、Y、Z三个运动轴，并通过三个数字式两相步进电机驱动器驱动三轴进行往复直线运动，使旋转气缸运行至指定库位，这里驱动器控制信号可以用脉冲输入信号、方向输入信号、使能控制信号等。所述旋转气缸设置于Z轴上，且所述旋转气缸上设置有夹取装置121，所述夹取装置121通过气缸驱动，其电连接于所述控制模块70，所述夹取装置 121能在所述旋转气缸的带动下绕支点旋转，将工件夹取至指定位置。这里设定X轴方向与堆垛机12移动的方向及立体仓库11的工件排列方向一致，以降低空间浪费，且能使结构更加紧凑，方便计算工件的坐标数据点，同时通过这样的设置可以使堆垛机12在上料模块10和分拣模块60之间来回移动，控制第一工件91的上料和最终成品工件的卸料，一机多用，进一步使结构更加紧凑。在这里，所述堆垛机12的移动坐标和移动步骤受所述控制模块70的指令而运动。

结合图5所示，所述流转模块20包括伺服电机21、第一加工台22和滑轨23，利用伺服电机21控制第一加工台22流转，所述滑轨23依据上料模块10、加工模块30、检测模块和下料模块50的位置分为上料位、加工位、检测位、下料位四个工位，所述第一加工台22可以在所述四个工位之间流转。所述第一加工台22设置于所述滑轨23上，所述伺服电机21连接所述第一加工台22，并能驱动所述第一加工台22在所述滑轨23上来回直线运动；所述滑轨23固定于所述安装平台80上，且与所述堆垛机12的Y 轴平行，所述第一加工台22上设置有与所述控制模块70电连接的光电传感器和位置接近开关，所述光电传感器用于检测第一加工台22上是否已上料，所述位置接近开关用于与所述加工模块30相配合，当所述第一加工台22靠近所述加工模块30至一定的距离范围时，可以传递信号至控制模块 70，驱动加工模块30开始移动至指定位置进行加工准备，通过设置位置接近开关于加工模块30形成流程上的配合，加强了对于流程时间的把控，比如当流转模块20遇到故障或者上料失败时，第一加工台22停止移动，则加工模块30也不会进行相应的准备工作，可以通过警示灯提醒操作者进行检查。

结合图6所示，所述加工模块30设置在所述流转模块20的行程路线上，整体结构与所述立体仓库11呈垂直的构造，其包括定位装置31、生产装置和第二加工台；所述第二加工台设置于所述滑轨23的侧边，用于放置和加工第二工件92；所述生产装置设置于所述定位装置31上，所述定位装置31能根据所述控制模块70的指令控制所述生产装置移动到指定位置，且所述加工装置33适于在所述第一加工台22和第二加工台上方来回移动，并将所述第二工件92夹取至所述第一加工台22上与所述第一工件91进行装配加工。这里所述定位装置31包括X轴、Y轴两个运动方向行程，这里所述X轴Y轴与所述堆垛机12的X轴和Y轴方向相同，使得生产装置能在所述滑轨23方向上移动，根据控制模块70的指令移动到指定的位置进行加工模拟。所述生产装置设置在所述Y轴上，生产装置上安装有伸缩气缸，可以使加工部件34向下移动。所述的第二加工平台32的高度与所述第一加工台22的高度相同，且上方设置有3×4排列的放置槽，用于放置第二工件92，当然这里的排列方式不限于此，通过相同高度的设置，使得加工部件34在位移时可以减少一次调整高度数据的工序，提高效率。这里所述的生产装置包括三相电机、减速箱、加工部件34，通过高速旋转钻头来模拟对工件加工，并可通过调节电机的调节按钮调整电机的转动速度。这里所述加工部件34包括钻头和吸盘341，所述钻头用于模拟加工，所述吸盘341用于将第二工件92夹取放置至所述第一工件91上进行简单装配的模拟，第一工件于第二工件组装形成成品工件。

结合图7所示，所述视觉检测模块40设置于所述加工模块30的后端，其包括工业摄像头41和机器视觉检测模块，所述工业摄像头41电连接所述机器视觉检测模块，所述机器视觉检测模块可以与所述智能网关通信连接，并连接至互联网工业平台，与预设的模型进行比对检测，当然也可以直接传输到客户终端内，通过客户终端的数据库进行比对检测。在这里，所述工业摄像头41可以设置在所述滑轨23的侧边且位于所述加工模块30 的后端的位置，且其高度高于所述下料模块50和所述加工模块30，可以有效防止加工模块30和所述下料模块50的部件在移动的过程中对所述工业摄像头41的拍摄造成影响，同时也能防止相互碰到而导致损坏。优选地，这里还可以设置光电传感器用于检测成品工件是否进入拍摄区域。

所述下料模块50设置于所述流转模块20和分拣模块60之间，包括多自由度机械手51，用于将工件从流转模块20抓取至分拣模块60；且所述多自由度机械手51的活动高度低于所述视觉检测模块40的安装高度。这里所述多自由度机械手51通过对机械手的伸缩、旋转、抓放等多自由度运动控制实现工件的搬运和精准抓放，其由全铝合金机械臂，行星减速步进电机、两相光电编码器、铝合金联轴器、轴承、夹取手臂和嵌入式控制器组成，且电机带有编码器，具有位置闭合控制功能，夹取手臂采用两面带齿手爪结构，采用舵机控制。嵌入式控制器采用CORTEX-M7微控制器，通过驱动芯片驱动旋转、大臂、小臂三个电机，通过信号控制手爪舵机；板载OLED显示屏71，显示目标坐标数据、实时运动数据等，且具有RS485通信接口，可配置接入工业现场总线，采用MODBUSRTU通讯协议与其他设备进行数据交换，以提供位置信息。其可以将装配好的工件抓取至传送带上，使工件从流转模块20转移到分拣模块60，其设置在所述分拣模块60与所述流转模块20之间，实现了工件流转调转方向，促进整个***“口”字形结构的形成。即在这里，所述下料模块50与所述立体仓库11处于相对的位置。

结合图8所述，所述分拣模块60包括传送装置和气缸推杆装置63，其具备自动运输、到位检测、自动停止功能，能实现工件的流水线自动传输。所述传送装置包括机架61、输送带62，所述机架61采用不锈钢、铝型材，托辊滚筒用于支撑上方皮带，减少摩擦阻力，保证运输速度更快更平稳；所述输送带62采用绿色PVC，耐油、耐腐蚀、防静电。所述传送装置采用单相调速电机控制，配数显调速器，可手动调节传送带传输速度。所述气缸推杆装置63设置于所述传送装置的侧边，并电连接于所述控制模块70；其安装有到位检测传感器，实时检测工件是否传送到位。与所述气缸推杆装置63相对的侧边设置有次品出口64，次品出口64下方设置有次品回收装置，所述气缸推杆装置63能根据指令将次品推出传送带，使次品落入次品回收装置。所述传送装置的传动方向与所述流转模块20的流转方向相反，使装配完成的工件能传送至靠近所述上料模块10的一端，并通过所述上料模块10内的堆垛机12夹取至指定位置。即当所述合格品传送至末端时，控制模块70控制堆垛机12移动到传送带位置，并通过所述旋转气缸和夹取装置121将合格的工件夹取至立体仓库11内形成闭环，当然，也可以在立体仓库11上单独设置成品区，或者在其侧边设置合格品暂放区等。

结合图9所示，所述控制模块70包括显示屏71、开关和三色警示灯 72，显示屏71内设置有控制***，控制***设置有PLC控制器和人机界面，所述人机界面电连接所述PLC控制器；这里PLC控制器即为PLC控制软件，其配置有太网通讯模块，可以与互联网平台连接。所述人机界面即为HMI 人机交互软件。通过两者相互配合完成工业产线从取料、加工、检测、分拣、次品推料、成品上架等完整工艺流程。HM I人机交互软件具有调整模式和自动模式：调整模式支持工业设备参数调整，可单独调试某一个设备，比如库位占用状态、堆垛机12控制、加工台模拟加工控制、传送带控制等；自动模式支持模拟加工流水线自动运行，无需人工干预。优选地，所述下料模块50与所述控制模块70均设置有适于通过以太网线连接至智能网关的接口，所述智能网关连接至互联网平台。

本实用新型的工作原理为：在控制模块70接收到生产指令后，自动控制上料模块10上料，启动堆垛机12驱动夹取装置121从立体仓库11夹取对应的第一工件91至流转模块20的第一加工台22上，第一加工台22上的光电传感器检测到工件后传递信号至控制模块70，由控制模块70的发出指令控制第一加工台22往前移动至加工模块30；所述控制模块70根据设置在所述第一加工台22上的位置接近开关的信号判断第一加工台22是否进入所述加工模块30的加工区域，当接收到所述位置接近开关的信号时，加工模块30的加工装置33受定位装置31的驱动移动到第二加工模块30 上方，并通过吸盘341吸取第二工件92，后再移动至第一加工台22上，将第一工件91放置装配到所述第一工件91上，完成装配工作；装配完成后控制模块70再控制第一加工台22继续在所述滑轨23上移动，光电传感器检测到工件进入所述视觉检测模块40的拍照区域时，控制工业摄像机拍摄，并将所述拍摄的图像与预设的模型进行比对检测，并通过检测结果传送至控制模块70；拍摄完成后驱动所述多自由度机械手51移动至第一加工台 22将上面的工件夹取至分拣模块60的传送装置上，跟随传送装置移动，经过次品出口64时，如果该工件检测结果为次品，则通过控制模块70控制推杆装置63将工件从次品出口64推出，如果检测结果为合格，则继续向前运动；运动至末端时，控制模块70驱动堆垛机12移动至传送装置处将合格的工件夹取至指定的位置，完成整个生产流程。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多模块综合实训台，包括安装平台，其特征在于，还包括：安装于所述安装平台上的上料模块、流转模块、加工模块、检测模块、下料模块、分拣模块以及控制模块；其中，所述上料模块连接所述流转模块；所述流转模块连接所述上料模块、加工模块、检测模块、下料模块之间；所述检测模块设置于所述加工模块的后端，所述下料模块设置于所述分拣模块与所述流转模块之间；所述上料模块、流转模块、加工模块、下料模块和分拣模块电连接于所述控制模块。

2.根据权利要求1所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述上料模块包括立体仓库和堆垛机，所述立体仓库用于放置工件；所述堆垛机适于在所述立体仓库和分拣模块之间移动，其包括三轴悬臂式滑台模组、旋转气缸，所述三轴悬臂式滑台模组通过驱动器驱动三轴进行往复直线运动，所述旋转气缸的一端设置有夹取装置。

3.根据权利要求1所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述流转模块包括伺服电机、第一加工台和滑轨；所述第一加工台适于放置第一工件，其设置于所述滑轨上，所述伺服电机连接所述第一加工台，并能驱动所述第一加工台在所述滑轨上运动；所述第一加工台上设置有与所述控制模块电连接的光电传感器和位置接近开关。

4.根据权利要求1所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述加工模块包括定位装置、生产装置和第二加工台；所述生产装置设置于所述定位装置上，所述第二加工台设置于所述生产装置与所述定位装置的下方，且位于所述流转模块的侧边。

5.根据权利要求1所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述下料模块设置于所述流转模块和分拣模块之间，包括多自由度机械手，其用于将成品工件从流转模块转移至分拣模块。

6.根据权利要求1所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述分拣模块包括传送装置和气缸推杆装置，所述推杆装置设置于所述传送装置的侧边，并电连接于所述控制模块，所述传送装置的一端靠近所述下料模块，另一端设置靠近于所述上料模块。

7.根据权利要求6所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述传送装置位于所述气缸推杆装置对侧的下方设置有次品回收装置。

8.根据权利要求1所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述控制模块为PLC控制器。

9.根据权利要求8所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述PLC控制器配置有以太网通讯模块。

10.根据权利要求1所述的多模块综合实训台，其特征在于，所述下料模块与所述控制模块设置有适于通过以太网线连接至智能网关的接口。

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