一种机器人应用电气拆装教学系统的制作方法

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1.本实用新型涉及教学设备技术领域，一种机器人应用电气拆装教学系统。

背景技术：

2.工业机器人应用领域一体化教学创新平台是一种既能胜任机电类专业教学实验，又能进行相关专业职业技能训练、考评的平台，现有的工业机器人实训平台包含工业机器人、智能视觉系统、伺服电气系统、plc控制系统、机械机构及气动机构，可以实现对高速传输的工件进行分拣、检测、搬运等操作。
3.以往市面上的机器人实训教学系统只是把一种或者多种机器人应用集成安装好以实现教育和引导使用者去学习机器人的使用，对于电气原理和电路的设计开发并没有涉及到。

技术实现要素：

4.为解决上述问题，一种机器人应用电气拆装教学系统，该教学系统集机器人编程、视觉运动控制、plc运动控制、电气电路设计开发等功能的综合实训系统，满足了市场对机器人应用集成开发技术人员的需求。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种机器人应用电气拆装教学系统，包括操作台、安装平台、工业机器人手臂、机器人自动工装切换装置、模拟焊接变位机、码垛搬运模块和视觉识别系统，其中操作台顶面设有安装平台和临近安装平台设置的工业机器人手臂，所述机器人自动工装切换装置、模拟焊接变位机、码垛搬运模块和视觉识别系统均安装在安装平台上，所述机器人自动工装切换装置设置在临近工业机器人手臂位置，所述码垛搬运模块顶部为码垛搬运平台，所述码垛搬运平台包括码垛区和工件对准放置区，所述视觉识别系统的图像采集方向朝向下方设置，所述视觉识别系统的图像采集方向朝向码垛区。
7.作为优选的，所述操作台的顶面设有围板，该围板具有至少1个门状的开口，所述开口侧沿设有安全光栅。
8.作为优选的，所述操作台的侧面设有用于方便学员操作的敞开式气路拆装模块。
9.作为优选的，所述机器人自动工装切换装置具有2组工具，2组工具分别为模拟焊工具和气动夹爪工具。
10.作为优选的，所述气动夹爪工具具有两种，分别对应不同形状的待夹持工件。
11.作为优选的，所述工件对准放置区具有两种凹槽，两种凹槽的形状分别对应不同形状的待夹持工件的外形。
12.作为优选的，所述工业机器人手臂为abb公司生产的irb120型工业机器人。
13.作为优选的，所述视觉识别系统为海康威视公司生产的30万像素相机视觉识别装置。
14.作为优选的，所述操作台的侧面还具有用于放置工具的抽屉。
15.作为优选的，所述操作台的底部具有方便操作台搬运周转的滚轮装置。
16.使用本实用新型的有益效果是：
17.本教学系统通过选择对应的电气原件自主设计电路编写plc程序和机器人程序，安装好各种元器件接好线路后，可通过工业机器人手臂在机器人自动工装切换装置上选取对应的工装，通过机器人使用对应工装配合模拟焊接变位机完成焊机模块过程，还可通过工业机器人手臂配合码垛搬运模块和视觉识别系统完成工件视觉识别、搬运码垛和视觉分拣。
18.在上述过程中，使用者能根据作业指导书实现自主设计电路编写程序，自己动手安装电气原件、接线调试的功能，从设备的使用层面深入到了设备的研发层面，更好的实现工业机器人教学的过程，使学员理解和体会更直观。
附图说明
19.图1为本实用新型机器人应用电气拆装教学系统的结构示意图。
20.图2为图1中a处的局部放大图。
21.附图标记包括：
22.10-操作台，11-围板，12-安全光栅，13-气路拆装模块，14-安装平台， 20-工业机器人手臂，30-机器人自动工装切换装置，31-功能工装，40-模拟焊接变位机，50-码垛搬运模块，51-支架，52-码垛搬运平台，521-码垛区，522
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工件对准放置区，60-视觉识别系统，70-控制操作机，80-电控柜拆装模块。
具体实施方式
23.为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
24.如图1、图2所示，本实施例提出一种机器人应用电气拆装教学系统，包括操作台10、安装平台14、工业机器人手臂20、机器人自动工装切换装置30、模拟焊接变位机40、码垛搬运模块50和视觉识别系统60，其中操作台10顶面设有安装平台14和临近安装平台14设置的工业机器人手臂20，机器人自动工装切换装置30、模拟焊接变位机40、码垛搬运模块50和视觉识别系统60均安装在安装平台14上，机器人自动工装切换装置30设置在临近工业机器人手臂20位置，码垛搬运模块50顶部为码垛搬运平台52，码垛搬运平台52包括码垛区521和工件对准放置区522，视觉识别系统60的图像采集方向朝向下方设置，视觉识别系统60的图像采集方向朝向码垛区521。码垛搬运平台52底部通过支架51可拆卸的安装在安装平台14顶部，方便替换不同的码垛搬运平台52。
25.本教学系统通过选择对应的电气原件自主设计电路编写plc程序和机器人程序，安装好各种元器件接好线路后，可通过工业机器人手臂20在机器人自动工装切换装置30上选取对应的工装，通过机器人使用对应工装配合模拟焊接变位机40完成焊机模块过程，还可通过工业机器人手臂20配合码垛搬运模块50和视觉识别系统60完成工件视觉识别、搬运码垛和视觉分拣。
26.操作台10的顶面设有围板11，该围板11具有至少1个门状的开口，开口侧沿设有安
全光栅12。安全光栅12可避免学员误入操作平台范围，避免危险发生。
27.操作台10的侧面设有用于方便学员操作的敞开式气路拆装模块13，学员可通过气路拆装模块13连接对应的管路，敞开式气路拆装模块13更方便操作。
28.机器人自动工装切换装置30具有2组功能工装31，2组功能工装31分别为模拟焊工具和气动夹爪工具。对应的，气动夹爪工具具有两种，分别对应不同形状的待夹持工件。工件对准放置区522具有两种凹槽，两种凹槽的形状分别对应不同形状的待夹持工件的外形。
29.本教学系统可完成2种工件的工件视觉识别、搬运码垛和视觉分拣工作。
30.本技术方案中，工业机器人手臂20为abb公司生产的irb120型工业机器人。视觉识别系统60为海康威视公司生产的30万像素相机视觉识别装置。
31.另外，作为优选的，操作台10的侧面还具有用于放置工具的抽屉。操作台10的底部具有方便操作台10搬运周转的滚轮装置。
32.该教学系统通过abb机器人把各种机器人应用技术结合起来，允许学生自主拆解相关的电气元件，以西门子plc1200为控制主体自由组合继电器、电磁阀、感应开关、气动执行元件以完成某一种或者多种机器人工业应用。软件上利用西门子的plc编程软件tia portal来实现plc编程、利用 easybuilder pro来实现触摸屏功能编写、利用dnetstart来实现机器人和 plc网络通讯、利用vm算法平台来实现视觉分拣识别流程的编写、利用 robotstudio来实现机器人应用运动仿真。
33.本实施例中，控制操作机70用于输出plc编程指令，电控柜拆装模块 80用于完成基本的电气控制。
34.本教学系统的使用过程如下：
35.模拟焊接流程：工业机器人手臂20抓取机器人自动工装切换装置30上的模拟焊工具对模拟焊接变位机40上的工件做模拟焊接轨迹运动，工业机器人手臂20控制器通过程序控制模拟焊接变位机40旋转角度，工业机器人手臂20对模拟焊接变位机40上的工件另一边进行焊接轨迹运动。
36.搬运码垛流程：工业机器人手臂20抓取机器人自动工装切换装置30上的气动夹爪工具将码垛搬运模块50上摆放好的工件按照机器人程序设定好的堆垛形状摆放。
37.视觉分拣流程：视觉识别系统60识别散乱摆放在码垛搬运模块50码垛区521上的圆形和方形工件，发送坐标值和形状等识别信息给工业机器人手臂20，工业机器人手臂20抓取方形和圆形工件摆放到码垛搬运模块50工件对准放置区522相应的位置。
38.本教学系统实现了使用者能根据作业指导书实现自主设计电路编写程序，自己动手安装电气原件、接线调试的功能，从设备的使用层面深入到了设备的研发层面。
39.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本专利的保护范围。

技术特征：

1.一种机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：包括操作台、安装平台、工业机器人手臂、机器人自动工装切换装置、模拟焊接变位机、码垛搬运模块和视觉识别系统，其中操作台顶面设有安装平台和临近安装平台设置的工业机器人手臂，所述机器人自动工装切换装置、模拟焊接变位机、码垛搬运模块和视觉识别系统均安装在安装平台上，所述机器人自动工装切换装置设置在临近工业机器人手臂位置，所述码垛搬运模块顶部为码垛搬运平台，所述码垛搬运平台包括码垛区和工件对准放置区，所述视觉识别系统的图像采集方向朝向下方设置，所述视觉识别系统的图像采集方向朝向码垛区。2.根据权利要求1所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述操作台的顶面设有围板，该围板具有至少1个门状的开口，所述开口侧沿设有安全光栅。3.根据权利要求1所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述操作台的侧面设有用于方便学员操作的敞开式气路拆装模块。4.根据权利要求1所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述机器人自动工装切换装置具有2组工具，2组工具分别为模拟焊工具和气动夹爪工具。5.根据权利要求4所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述气动夹爪工具具有两种，分别对应不同形状的待夹持工件。6.根据权利要求5所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述工件对准放置区具有两种凹槽，两种凹槽的形状分别对应不同形状的待夹持工件的外形。7.根据权利要求1所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述工业机器人手臂为abb公司生产的irb120型工业机器人。8.根据权利要求1所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述视觉识别系统为海康威视公司生产的30万像素相机视觉识别装置。9.根据权利要求1所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述操作台的侧面还具有用于放置工具的抽屉。10.根据权利要求1所述的机器人应用电气拆装教学系统，其特征在于：所述操作台的底部具有方便操作台搬运周转的滚轮装置。

技术总结

本实用新型涉及教学设备技术领域，一种机器人应用电气拆装教学系统，其中操作台顶面设有安装平台和临近安装平台设置的工业机器人手臂，机器人自动工装切换装置、模拟焊接变位机、码垛搬运模块和视觉识别系统均安装在安装平台上，机器人自动工装切换装置设置在临近工业机器人手臂位置，码垛搬运模块顶部为码垛搬运平台，码垛搬运平台包括码垛区和工件对准放置区，视觉识别系统的图像采集方向朝向下方设置，视觉识别系统的图像采集方向朝向码垛区。该教学系统集机器人编程、视觉运动控制、PLC运动控制、电气电路设计开发等功能的综合实训系统，满足了市场对机器人应用集成开发技术人员的需求。的需求。的需求。