具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的制作方法

本发明涉及教学设备领域，尤其涉及一种具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置。

背景技术：

随着机器人在工业系统中的应用逐渐普及，机器人操作编程人员在制造行业的需求逐渐提升。各中高职院校承担着输送和培养机器人使用人才的重要责任，对机器人使用的教育也越来越重视。

目前，在教学中，已经存在采用机器人装配芯片等零部件的机器人装配教学设备，但是在实际生产领域，当产品生产出来后，还需要进行一系列的机械加工才能达到客户最终要求的尺寸和形状，例如，涂胶和码垛加工工序，而现在教学中还没有一种包括涂胶和码垛功能的机器人教学设备，因此，无法满足教学需求。

综上所述，急需一种具有涂胶和码垛功能，能够充分满足教学需求的机器人教学装置。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种具有涂胶和码垛功能，能够充分满足教学需求，自动化集成度高的机器人教学装置。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置，包括工作台，所述工作台上设置有涂胶工位，所述工作台上安装有控制器、机器人本体、码垛平台、涂胶工具和夹爪工具，所述涂胶工位处设置有拱形涂胶面板，所述拱形涂胶面板上贴设有轨迹贴纸，所述轨迹贴纸上印制有涂胶轨迹；

所述拱形涂胶面板的下方设置有叠置的若干个传感器，所述拱形涂胶面板的上表面设置有若干个涂胶检测点位，每个涂胶检测点位处设置有与相应传感器连接的指示灯；

所述传感器与控制器连接，用于检测涂胶工具经过涂胶检测点位的位置；

当传感器检测到涂胶工具沿涂胶轨迹涂胶且经过涂胶检测点位时，与传感器连接的相应指示灯点亮；

所述码垛平台用于放置码垛的物料；

所述控制器与机器人本体连接，所述机器人本体与涂胶工具可拆卸连接，所述机器人本体与夹爪工具可拆卸连接。

作为本发明的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的一种改进方案，还包括升降装置，所述升降装置与码垛平台连接，用于调节码垛平台的高度。

作为本发明的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的一种改进方案，还包括用于压紧码垛好的物料的压板。

作为本发明的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的一种改进方案，所述码垛平台包括码垛起始平台和码垛终止平台，码垛起始平台上放置有码垛物料。

作为本发明的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的一种改进方案，所述码垛平台上设置有物料容置槽，所述物料容置槽的外周对称设置有若干个限位部件。

作为本发明的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的一种改进方案，所述限位部件为定位柱。

作为本发明的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的一种改进方案，所述限位部件包括伸缩套筒和套设在伸缩套筒内的伸缩杆。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提出一种包含涂胶和码垛功能的机器人教学设备，不仅能够满足教学需求，而且通过检测涂胶工具在涂胶轨迹上的涂胶位置来提示操作者涂胶是否正确，从而提高了涂胶的精度，进一步提高了自动化程度。

附图说明

图1是本发明优选实施例提供的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的立体一；

图2是本发明优选实施例提供的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置的立体图二；

图3是本发明优选实施例提供的拱形涂胶面板的结构示意图；

图4是本发明优选实施例提供的码垛起始平台的结构示意图。

图中：

1、工作台；2、门；3、线槽；4、万向滚轮；5、机器人连接端；6、工具连接端；7、涂胶工具；8、夹爪工具；9、传感器；11、工具支架；12、拱形涂胶面板；14、码垛起始平台；15、码垛终止平台；16、码垛物料；20、检测装置；29、监视摄像头；30、摄像头支架；31、监视器；32、监视器支架；33、机器人本体；34、显示装置。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本实施例提出一种优选的具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置，如图1至图4所示，该具有涂胶和码垛功能的机器人教学装置包括具有工作台面的工作台1，工作台1的台面上安装有机器人本体33、控制器、机器人示教器、涂胶工位、码垛平台、工具快换系统、涂胶工具7、检测装置20和监视系统等组件。

本实施例的工作台1的侧面开设有门2，工作台1的内部可储物。工作台1上表面的工作台面外周设置有线槽3，能够方便各电缆线的布局。为了方便工作台1的整体移动，工作台1的底部设置有若干个万向滚轮4，可以使教学者更全面的观察设备的结构和工作过程，提升教学质量和教学效果。控制器安装在工作台1的内部。控制器分别与机器人本体33和检测装置20连接。机器人本体33由控制器控制完成指定动作。机器人示教器与控制器通信连接，间接控制机器人本体33运动。机器人示教器具有存储有机器人本体33动作指令的存储模块，可以存档某一运动指令到控制器中，并且可反复调取存档的运动指令使机器人本体33执行相应运动。

具体的，机器人示教器的存储模块中存档有一系列机器人本体33的动作指令文件，动作指令文件可以通过机器人示教器直接输入并编辑，也可以通过在计算机中运行的离线编程软件进行编制，并通过U盘等存储介质或网络传输到控制器中，控制机器人本体33完成指定动作。机器人本体33在涂胶工位、码垛平台处动作，以分别完成物料涂胶和码垛工艺。

工具快换系统包括机器人连接端5、快换工具和工具连接端6。机器人连接端5的一端可拆卸地连接在机器人本体33的末端。快换工具包括涂胶工具7和夹爪工具8两件机器人操作工具，以上两件操作工具分别用于完成模拟机器人涂胶、码垛物料夹取的操作，且均通过工具支架11安装在工作台面上。工具连接端6的一端与快换工具固定连接，工具连接端6的另一端可拆卸地连接在机器人连接端5的另一端，如此实现机器人本体33末端不同操作工具的更换，方便实用。

涂胶工位处设置有拱形涂胶面板12，拱形涂胶面板12上贴设有轨迹贴纸，轨迹贴纸上印制有涂胶轨迹。由于涂胶轨迹包括不同形状的产品外壳图形，因此，拱形涂胶面板12整体模拟了各种形状的3D轮廓线，适用范围广。

拱形涂胶面板12的下方设置有叠置的若干个传感器9，拱形涂胶面板12的上表面设置有若干个涂胶检测点位(附图中未示出)，每个涂胶检测点位处设置有与相应传感器9连接的指示灯。传感器9与控制器连接，用于检测涂胶工具7经过涂胶检测点位的位置。当传感器9检测到涂胶工具7沿涂胶轨迹涂胶且经过涂胶检测点位时，与传感器9连接的相应指示灯点亮。通过检测涂胶工具在涂胶轨迹上的涂胶位置来提示操作者涂胶是否正确，从而提高了涂胶的精度，进一步提高了自动化程度。

码垛平台包括码垛起始平台14和码垛终止平台15，码垛起始平台14和码垛终止平台15上均设置有物料容置槽(附图中未示出)，物料容置槽可用来放置码垛物料16。

还包括分别与码垛起始平台14和码垛终止平台15连接的升降装置(附图中未示出)，用于调节码垛起始平台14和码垛终止平台15的高度。

为了防止码垛的物料错位，物料容置槽的外周对称设置有若干个限位部件。限位部件可以选择结构简单、加工成本低的定位柱。为了使码垛的过多物料歪倒掉下来，限位部件还设计成以下结构：限位部件包括伸缩套筒和套设在伸缩套筒内的伸缩杆，通过伸缩杆的伸缩，实现限位部件高度的调节，从而保证码垛的过多物料的规整性，必满歪斜。

所有物料码垛完成后，通过机器人本体33连接夹爪工具，将压板压紧在码垛好的物料上方，后续进一步打包装箱即可。

检测装置20可用来检测待码垛物料的颜色、轮廓、尺寸数据及位置，并将数据信息及位置信息传输至控制器，控制器接收检测结果并输出至显示装置34，同时根据检测信号控制机器人本体33是否对物料进行码垛。显示装置34显示检测结果，以供操作人员一目了然的查看，方便快捷。

监视系统包括监视摄像头29和与监视摄像头29电连接的监视器31。监视器31通过监视器支架32安装在工作台面上。监视摄像头29通过摄像头支架30安装在工作台面上，可拍摄工作台1及周边一定范围内的人员及设备操作情况，并实时传输到监视器31进行显示。

本实施例以3C行业典型的工艺应用为背景，能够支持机器人完成异形芯片的分拣、异形芯片在PCB板23上的装配以及装配产品的后续涂胶、码垛工序操作，实现机器人操作、钳工装配、电工电子、PLC应用、气动控制、视觉检测等技能要点的教学。

通过上述组件间控制信号的交互共可形成三个功能模块：涂胶功能模块、码垛功能模块和操作监控模块。各模块工作方法如下：

1、涂胶功能模块

A、机器人的涂胶动作指令可由离线编程软件编程生成程序文本并通过可插拔存储介质(U盘)导入到控制器中存档；

B、控制器根据离线编程导入的动作指令控制机器人本体33将涂胶工具7安装至机器人本体33的末端；

C、控制器根据离线编程导入的动作指令控制机器人本体33带动涂胶工具7根据涂胶单元的涂胶轨迹沿轨迹行进，模拟涂胶工艺；

D、完成所有沿涂胶轨迹行进动作后，控制器根据离线编程导入的动作指令控制机器人本体33将涂胶工具7放回工具支架11上并复位。

2、码垛功能模块

A、机器人的码垛动作指令可由离线编程软件编程生成程序文本并通过可插拔存储介质(U盘)导入到控制器中存档；

B、控制器控制根据离线编程导入的动作指令机器人本体33将夹爪工具8安装至机器人本体33的末端；

C、控制器根据离线编程导入的动作指令控制机器人本体33使用夹爪工具13将码垛起始平台14上的码垛物料16抓取移动至码垛终止平台15，模拟码垛工艺；

D、完成所有码垛动作后，控制器根据离线编程导入的动作指令控制机器人本体33将夹爪工具8放回工具支架11上并复位。

3、操作监控模块

监视摄像头29拍摄工作台1及周边一定范围内的人员及设备操作情况，实时传递到监视器31进行显示，供教学人员查看。

本实施例的机器人教学设备不仅能够满足教学需求，而且通过检测涂胶工具在涂胶轨迹上的涂胶位置来提示操作者涂胶是否正确，从而提高了涂胶的精度，进一步提高了自动化程度。

以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。