教学用机器人搬运仓储系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种教学用机器人搬运仓储系统。该教学用机器人搬运仓储系统包括输送轨道、储藏仓和机器人，输送轨道包括轨道支架、第一输送段、第二轨道和倾斜连接轨道，第一输送段设置在轨道支架的顶端，第二轨道设置在轨道支架的一侧并与第一输送段同向延伸，第二轨道的高度低于第一输送段的高度，第二轨道的第二端具有水平放置运输物的运输物平台，倾斜连接轨道连接在第一输送段的第二端和运输物平台之间并形成倾斜输送面；机器人具有搬运手爪，搬运手爪吸取运输物平台上的运输物并放置在储藏仓内。该教学用机器人搬运仓储系统可以应用于教学中且占用空间小造价低。
【专利说明】教学用机器人搬运仓储系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及教学训练设备领域，具体而言，涉及一种教学用机器人搬运仓储系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展和工业化进程的推进，越来越多的领域中开始使用机器人进行作业，例如汽车生产线中。通过机器人能够实现对工件的定点搬运和车体拼装，通过机器人进行作业不仅可以节省人工成本降低工人的劳动强度，而且能够提高工作效率，减少损坏。机器人进行工业生产具有很多优点，但是在机器人工业生产过程中对操作者的要求较高，使用者必须熟悉机器人的使用和控制编程，这就要求使用者必须熟悉机器人搬运仓储系统，但目前还未有能够在教学中使用的机器人搬运仓储系统。
实用新型内容
[0003]本实用新型旨在提供一种教学用机器人搬运仓储系统，以解决现有技术中没有能够作为教学用的占用空间小、造价低的机器人搬运仓储系统的问题。
[0004]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种教学用机器人搬运仓储系统，该教学用机器人搬运仓储系统包括轨道、储藏仓和机器人，轨道包括轨道支架、第一输送段、第二轨道和倾斜连接轨道，第一输送段设置在轨道支架的顶端，第二轨道设置在轨道支架的一侧并与第一输送段同向延伸，第二轨道的高度低于第一输送段的高度，第二轨道的第二端具有水平放置运输物的运输物平台，倾斜连接轨道连接在第一输送段的第二端和运输物平台之间并形成倾斜面；机器人具有搬运手爪，搬运手爪拾取运输物平台上的运输物并放置在储藏仓内。
[0005]进一步地，机器人还包括机器人主体，机器人主体包括:S转轴，S转轴绕Z轴可转动地设置山转臂，L转臂包括主转臂和子转臂，主转臂的第一端绕Y轴可转动地设置在S转轴上，且主转臂沿Z轴方向延伸，主转臂的第二端设置有子转臂，子转臂绕Y轴可转动；R转臂，R转臂的第一端绕X轴可转动地设置在子转臂上，且R转臂沿X轴方向延伸转臂，B转臂绕Y轴可转动地设置在R转臂的第二端上，B转臂具有绕X轴可转动地转动头，搬运手爪固定设置在转动头上。进一步地，搬运手爪包括:安装板；真空吸盘，真空吸盘设置在安装板上；真空发生器，真空发生器与真空吸盘连接。
[0006]进一步地，搬运手爪还包括控制真空发生器工作或关闭的电磁阀组，电磁阀组分别与真空发生器连接。
[0007]进一步地，教学用机器人搬运仓储系统还包括控制器，控制器包括:控制柜，控制柜包括机器人控制器，机器人控制器与机器人连接并控制机器人运动；示教编程器，示教编程器与机器人控制器连接并将输入的命令传输至机器人控制器。
[0008]进一步地，控制柜还包括安全控制器，教学用机器人搬运仓储系统还包括与控制柜的安全控制器连接的安全光幕，安全光幕围成工作空间，以避免教学用机器人搬运仓储系统工作时有人进入工作空间内，轨道、储藏仓、机器人和控制装置均位于工作空间内。
[0009]进一步地，沿工作空间的边沿间隔设置有多个安装立柱，多个安全光幕——对应地安装在多个安装立柱上，其中一个安装立柱上还设置有指示教学用机器人搬运仓储系统的工作状态的警示灯，警示灯与安全控制器连接。
[0010]进一步地，储藏仓包括放置运输物的储藏架，储藏架的第一位置处设置有检测储藏仓是否填满的第一位置传感器，第一位置传感器与控制装置连接。
[0011 ] 进一步地,第一输送段包括驱动轮、多个导向轮和传输带，驱动轮位于第一输送段的两端，多个导向轮位于两个所驱动轮之间且沿第一输送段的延伸方向间隔设置，传输带套设在两个驱动轮上。
[0012]进一步地，第一输送段的第一端设置有上料位置传感器，运输物平台处具有下料位置传感器。
[0013]进一步地，教学用机器人搬运仓储系统还包括工作台，机器人固定安装在工作台上，工作台包括台板和设置在台板下方的多个长度可调节的支腿。
[0014]应用本实用新型的技术方案，教学用机器人搬运仓储系统包括输送轨道、储藏仓和机器人，输送轨道包括轨道支架、第一输送段、第二轨道和倾斜连接轨道，第一输送段设置在轨道支架的顶端，第二轨道设置在轨道支架的一侧并与第一输送段同向延伸，第二轨道的高度低于第一输送段的高度，第二轨道的第二端具有水平放置运输物的运输物平台，倾斜连接轨道连接在第一输送段的第二端和运输物平台之间并形成倾斜输送面；机器人具有搬运手爪，搬运手爪拾取运输物平台上的运输物并放置在储藏仓内。通过该教学用机器人搬运仓储系统能够完整的实现机器人搬运工序的所有动作，使使用者了解机器人进行搬运操作的过程。实现教学训练的目的，通过该教学用机器人搬运仓储系统能够使使用者熟悉并学习任何控制机器人搬运，提高使用者的熟练度，且该教学用机器人搬运仓储系统结构简单占用空间下，造价低更有利于普及。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0016]图1示出了本实用新型的实施例的教学用机器人搬运仓储系统的立体结构示意图；
[0017]图2示出了图1中A处的放大图；
[0018]图3示出了图2中B处的放大图；
[0019]图4示出了本实用新型的实施例的机器人和工作台的主视图；
[0020]图5示出了图4中C处的放大图；
[0021]图6示出了本实用新型的实施例的储藏仓的立体结构示意图；
[0022]图7示出了本实用新型的实施例的输送轨道的立体结构示意图；
[0023]图8示出了本实用新型的实施例的另一视角的教学用机器人搬运仓储系统的立体结构示意图；
[0024]图9示出了本实用新型的实施例的机器人的立体结构示意图；
[0025]图10示出了本实用新型的实施例的输送轨道的另一视角的立体结构示意图；以及
[0026]图11示出了本实用新型的实施例的输送轨道的主视图。
[0027]附图标记说明:10、机器人；11、搬运手爪；111、安装板；112、真空吸盘；12、L转臂；13、R转臂；14、基座；15、阀组基板；20、输送轨道；21、轨道支架；22、第一输送段；221、上料位置传感器；222、驱动轮；223、传输带；224、导向轮；225、张紧轮组；23、第二轨道；231、运输物平台；24、倾斜连接轨道；241、下料位置传感器；30、储藏仓；31、第一位置传感器；40、控制装置；50、安全光幕；60、安装立柱；70、工作台。
【具体实施方式】
[0028]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]如图1至11所示，根据本实用新型的实施例，教学用机器人搬运仓储系统包括输送轨道20、储藏仓30和机器人10，输送轨道20包括轨道支架21、第一输送段22、第二轨道23和倾斜连接轨道24，第一输送段22设置在轨道支架21的顶端，第二轨道23设置在轨道支架21的一侧并与第一输送段22同向延伸，第二轨道23的高度低于第一输送段22的高度，第二轨道23的第二端具有水平放置运输物的运输物平台231，倾斜连接轨道24连接在第一输送段22的第二端和运输物平台231之间并形成倾斜输送面；机器人10具有搬运手爪11，搬运手爪11拾取运输物平台231上的运输物并放置在储藏仓30内。通过该教学用机器人搬运仓储系统能够完整的实现机器人10搬运工序的所有动作，使使用者了解机器人10进行搬运操作的过程。实现教学训练的目的，通过该教学用机器人搬运仓储系统能够使使用者熟悉并学习任何控制机器人10搬运，提高使用者的熟练度，且该教学用机器人搬运仓储系统结构简单占用空间下，造价低更有利于普及。
[0030]需要说明的是，本实施例中的X轴为水平的轴线,Y轴为水平且垂直于X轴的轴线，Z轴为竖直轴线。
[0031]结合参见图1，在本实施例中，教学用机器人搬运仓储系统包括工作台70，机器人10固定安装在工作台70上，这样比较方便拆卸和固定机器人10，同时能够方便地移动机器人10的位置，便于调整机器人10、输送轨道20和储藏仓30之间的位置。工作台70包括台板和设置在台板下方的多个长度可调节的支腿。台板用于支撑机器人10。多个支腿间隔设置在台板下方以支撑台板。支腿的长度可调节就能够保证台板水平，以便于机器人10搬运运输物，避免搬运过程中倾斜而碰损运输物。
[0032]结合参见图2和4，在本实施例中，机器人10包括机器人主体，机器人主体包括基座14、L转臂12、R转臂13、S转轴、B转臂和阀组基板15。其中，基座14通过螺栓或其它固定方式固定在台板上。基座14上设置有绕Z轴方向可转动的S转轴。L转臂12包括主转臂和子转臂，主转臂的第一端绕Y轴可转动地设置在S转轴上，且主转臂沿Z轴方向延伸，主转臂的第二端设置有子转臂，子转臂绕Y轴可转动。R转臂13的第一端绕X轴可转动地设置在子转臂上，且R转臂13沿X轴方向延伸。B转臂绕Y轴可转动地设置在R转臂13的第二端上，B转臂具有绕X轴可转动地转动头，搬运手爪11固定设置在转动头上。这样可以实现机器人10的多自由度的运动，使搬运手爪11运动到定点，进而实现搬运。
[0033]在本实施例中，搬运用的机器人10可以为安川MH6机器人。搬运手爪11安装在MH6机器人的执行末端。在其它实施例中，机器人10可以是其它型号的机器人，只要能够实现搬运过程即可。
[0034]结合参见图3和5，在本实施例中，搬运手爪11包括安装板111、真空吸盘112、真空发生器。其中，安装板111用于安装其它部件，安装板111绕X轴方向可转动地设置在R转臂13的第二端，具体地说，安装板111固定设置在B转臂的转动头上。真空吸盘112的数量有多个以便提高吸力，这样能够吸取重量较大的运输物，同时还可以吸取表面不平的运输物。在本实施例中，真空吸盘112间隔设置在安装板111上。真空发生器与真空吸盘112连接，以便能够产生吸力吸取运输物。制造吸力并不仅限于真空发生器还可以是其它结构例如引风机等，只要能够吸取运输物即可。
[0035]优选地，搬运手爪11还包括控制真空发生器工作或关闭的电磁阀组，电磁阀组分别与真空发生器和控制装置40连接，以便能够根据控制装置40的指令控制真空发生器工作或停止。电磁阀组固定安装在机器人10的阀组基板15上。在本实施例中，电磁阀组可采购现有产品，也可根据控制需要选定。
[0036]结合参见图6，在本实施例中，储藏仓30包括放置运输物的储藏架，储藏架的第一位置处设置有检测储藏仓30是否填满的第一位置传感器31，第一位置传感器31与控制装置40连接。在本实施例中，第一位置传感器31为光纤传感器，光纤传感器设置在储藏架的顶端，当运输物填满储藏仓30后，光纤传感器检测到运输物累积到第一位置后发出信号给控制装置40，表示储藏仓30不能再装入运输物，机器人10停止搬运。
[0037]结合参见图7，输送轨道20用于输送运输物，该输送轨道20采用变频器或者伺服驱动。输送轨道20包括轨道支架21、第一输送段22、第二轨道23和倾斜连接轨道24。
[0038]其中，其中轨道支架21用于支撑其它部件，为其它部件提供安装基础。
[0039]第一输送段22设置在轨道支架21的顶端,第一输送段22的第一端为输送轨道20的起始端。第一输送段22包括驱动轮222、多个导向轮224和传输带223，驱动轮222位于第一输送段22的两端，多个导向轮224位于两个驱动轮222之间，且沿第一输送段22的延伸方向间隔设置，传输带223套设在两个驱动轮222上，且传输带223与导向轮224接触，并在驱动轮222的带动下转动，以将放置在传输带223上的输送物运送到需要的位置。
[0040]结合参见图11，优选地，第一输送段22上还设置有张紧轮组225，该张紧轮组225包括两个间隔设置的小轮和一个大轮，大轮位于两个小轮的上方且处于两个小轮的间隔处，大轮和两个小轮的中心构成等腰三角形。传输带223的位于大轮和小轮之间，通过调节大轮的高度可以调节传输带223被压下的长度，进而调节传输带223的张紧度。
[0041]第一输送段22的第一端设置有上料位置传感器221，上料位置传感器221与控制装置40连接。上料位置传感器221用于检测是否有运输物放置到第一输送段22上。在本实施例中，轨道支架21上设置有两个相互平行的第一输送段22，以保证运输平稳。
[0042]第二轨道23设置在轨道支架21的一侧并与第一输送段22同向延伸，第二轨道23的第二端具有水平放置运输物的运输物平台231，输送轨道20的末端具有下料位置传感器241，下料位置传感器241与控制装置40连接。下料位置传感器241用于检测运输物是否到达输送轨道20的末端的运输物平台231，也即运输物是否达到机器人10取物的位置。
[0043]在本实施例中，第二轨道23的高度低于第一输送段22的高度，输送轨道20还包括倾斜连接轨道24，倾斜连接轨道24连接在第一输送段22的第二端和第二轨道23之间并形成倾斜输送面，下料位置传感器241设置在倾斜连接轨道24的与第二轨道23连接的一端。
[0044]控制装置40包括控制柜和示教编程器。在本实施例中，控制柜和示教编程器均为与机器人10配套的型号，控制柜包括机器人控制器，机器人控制器与机器人10连接并控制机器人10运动。机器人控制器为DX100控制柜。该控制柜采用PLC控制。PLC控制柜内安装有断路器、PLC控制芯片、开关电源、变频器、保险丝、接线端子、中间继电器、变压器等元件。
[0045]示教编程器与机器人控制器连接并将输入的命令传输至机器人控制器。示教编程器为DX100编程器。
[0046]结合参见图1，在本实施例中，教学用机器人搬运仓储系统还包括与控制柜的安全控制器连接的安全光幕50，安全光幕50围成工作空间，以避免教学用机器人搬运仓储系统工作时有人进入工作空间内，输送轨道20、储藏仓30、机器人10和控制装置40均位于工作空间内。
[0047]优选地，沿工作空间的边沿间隔设置有多个安装立柱60，多个安全光幕50——对应地安装在多个安装立柱60上，其中一个安装立柱60上还设置有指示教学用机器人搬运仓储系统的工作状态的警示灯，警示灯与安全控制器连接。警示灯用于指示设备就绪、复位、运行、故障等状态信息。在安装立柱60上还具有按钮盒，按钮盒用于控制复位、急停、启停、等命令。
[0048]本实施例的教学用机器人搬运仓储系统能够实现生产线的玻璃搬运，该教学用机器人搬运仓储系统上的搬运手爪11相较于工业生产线上的手爪的结构更加简单、体积更小，价格更便宜。通过该教学用机器人搬运仓储系统能够实现对机器人各种工作模式的操作和机器人示教、编程的练习，可以完成机器人搬运运输物的实训教学，可以对控制编程技术(本实施例中为PLC编程控制)进行训练，还可以了解学习变频器、伺服拖动技术和学习图纸的测绘和系统设计。
[0049]通过该教学用机器人搬运仓储系统进行教学训练的过程如下:
[0050]在教学用机器人搬运仓储系统上电前，人工检查储藏仓30是否清零，若未清零则清零。输送轨道20上的上料位置传感器221和下料位置传感器241处的运输物清除。
[0051]将机器人10选择为远程模式、调整机器人10至作业原点、将机器人10伺服接通、确保无机器人10报警错误、无机器人10电池报警、无急停标志、运行急停记、无运行标志停止中、无复位、安全光幕没有动作、下料位置传感器检测为无、仓库清零、无故障。黄灯处于常亮状态。若不满足上述要求，则按复位按钮进行复位。(复位时黄灯以2HZ闪烁)。启动安全光幕50，安全光幕50主要功能是保护人身安全。机器人10在搬运工件的过程中，安全光幕50 —旦检测到有人进入工作空间，机器人10将立即暂停搬运。
[0052]设备就绪后，按启停按钮，系统开始运行，警示灯绿灯亮、机器人程序启动。运行时人工把运输物放到上料位置的运输板上，检测到运输物时延时2秒启动变频器，把运输物传送到运输物平台231上，运输物到达运输物平台后变频器停止运行，且机器人10开始搬运。机器人10的搬运手爪11吸取运输物，并根据命令设定的轨迹将运输物搬运至储藏仓30内。搬运完成机器人10回到工作原点，等待下次的搬运指令。
[0053]当储藏仓30的第一位置传感器31检测到运输物存满后，则系统自动停止。在搬运过程中，安全光幕50动作时，机器人10暂停运行。按复位按钮解除安全光幕50，机器人10继续运行。把搬运过程按下停止按钮机器人10完成本次搬运工作，系统停止工作。
[0054]在运行过程中急停按钮一旦动作，系统立即停止，急停按钮复位后，还须按复位按钮复位。按复位按钮不能使机器人10自动回到工作原点，机器人10必须通过示教编程器手动复位到工作原点。
[0055]若系统存在故障，红色警示灯将常亮。系统故障包含但不限于:变频器启停超时报警、机器人报警错误、机器人电池报警、急停中、安全光幕动作。
[0056]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:通过该教学用机器人搬运仓储系统能够进行机器人实训项目、进行机器人单轴、直角坐标、工具坐标下等操作，进行机器人工具坐标设定、原点设定训练，进行机器人直线、圆弧、曲线等示教工作，进行机器人编程训练，进行变频器实训项目，练习变频器参数设置和变频器多档速、点动实训。该教学用机器人搬运仓储系统低成本、系统集成化高，能缩短学生机器人应用技能的培训周期。
[0057]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，包括输送轨道(20)、储藏仓(30)和机器人(10)， 所述输送轨道(20)包括轨道支架(21)、第一输送段(22)、第二轨道(23)和倾斜连接轨道(24)，所述第一输送段(22)设置在所述轨道支架(21)的顶端，所述第二轨道(23)设置在所述轨道支架(21)的一侧并与所述第一输送段(22)同向延伸，所述第二轨道(23)的高度低于所述第一输送段(22)的高度，所述第二轨道(23)的第二端具有水平放置运输物的运输物平台(231)，所述倾斜连接轨道(24)连接在所述第一输送段(22)的第二端和所述运输物平台(231)之间并形成倾斜输送面； 所述机器人(10)具有搬运手爪(11)，所述搬运手爪(11)拾取所述运输物平台(231)上的运输物并放置在所述储藏仓(30)内。
2.根据权利要求1所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述机器人(10)还包括机器人主体，所述机器人主体包括: S转轴,所述S转轴绕Z轴可转动地设置； L转臂(12)，所述L转臂(12)包括主转臂和子转臂，所述主转臂的第一端绕Y轴可转动地设置在所述S转轴上，且所述主转臂沿Z轴方向延伸，所述主转臂的第二端设置有所述子转臂，所述子转臂绕Y轴可转动； R转臂(13)，所述R转臂(13)的第一端绕X轴可转动地设置在所述子转臂上，且所述R转臂(13)沿X轴方向延伸； B转臂，所述B转臂绕Y轴可转动地设置在所述R转臂(13)的第二端上，所述B转臂具有绕X轴可转动地转动头，所述搬运手爪(11)固定设置在所述转动头上。
3.根据权利要求2所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述搬运手爪(11)包括: 安装板(111); 真空吸盘(112)，所述真空吸盘(112)设置在所述安装板(111)上； 真空发生器，所述真空发生器与所述真空吸盘(112)连接。
4.根据权利要求3所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述搬运手爪(11)还包括控制所述真空发生器工作或关闭的电磁阀组，所述电磁阀组分别与所述真空发生器控制装置(40)连接。
5.根据权利要求1所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述教学用机器人搬运仓储系统还包括控制装置(40)，所述控制装置(40)包括: 控制柜，所述控制柜包括机器人控制器，所述机器人控制器与所述机器人(10)连接并控制所述机器人(10)运动； 示教编程器，所述示教编程器与所述机器人控制器连接并将输入的命令传输至所述机器人控制器。
6.根据权利要求5所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述控制柜还包括安全控制器，所述教学用机器人搬运仓储系统还包括与所述控制柜的安全控制器连接的安全光幕(50)，所述安全光幕(50)围成工作空间，以避免所述教学用机器人搬运仓储系统工作时有人进入所述工作空间内，所述输送轨道(20)、储藏仓(30)、机器人(10)和控制装置(40)均位于所述工作空间内。
7.根据权利要求6所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，沿所述工作空间的边沿间隔设置有多个安装立柱(60)，多个所述安全光幕(50) —一对应地安装在多个所述安装立柱￠0)上，其中一个所述安装立柱￠0)上还设置有指示所述教学用机器人搬运仓储系统的工作状态的警示灯，所述警示灯与所述安全控制器连接。
8.根据权利要求5所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述储藏仓(30)包括放置所述运输物的储藏架，所述储藏架的第一位置处设置有检测所述储藏仓(30)是否填满的第一位置传感器(31)，所述第一位置传感器(31)与所述控制装置(40)连接。
9.根据权利要求1所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述第一输送段(22)包括驱动轮(222)、多个导向轮(224)和传输带(223)，所述驱动轮(222)位于所述第一输送段(22)的两端，所述多个导向轮(224)位于两个所驱动轮(222)之间且沿所述第一输送段(22)的延伸方向间隔设置，所述传输带(223)套设在两个所述驱动轮(222)上。
10.根据权利要求9所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述第一输送段(22)的第一端设置有上料位置传感器(221)，所述运输物平台(231)处具有下料位置传感器(241) ο
11.根据权利要求1所述的教学用机器人搬运仓储系统，其特征在于，所述教学用机器人搬运仓储系统还包括工作台(70)，所述机器人(10)固定安装在所述工作台(70)上，所述工作台(70)包括台板和设置在所述台板下方的多个长度可调节的支腿。
【文档编号】G09B25/02GK203931341SQ201420323808
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】曹根基, 陈小艳, 汪励, 赵文兵, 徐鑫奇 申请人:浙江亚龙教育装备股份有限公司