一种用于工业机器人教学的输送单元的制作方法

本发明创造属于机器人领域，尤其是涉及一种用于工业机器人教学的输送单元。

背景技术：

对于机器人的培训来说，工件的输送单元是必不可少的，但是现有的输送单元一般就是一简单的输送带，操作人员需要将单个工件放置于输送带上，以便机器人后续的码放操作，该人工放置过程较繁琐，稍有疏忽，即会影响机器人的实训过程，本发明创造即是在上述技术问题的基础上进行的改进。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种用于工业机器人教学的输送单元，该输送单元的料仓可一次码放多个工件，便于后续机器人实训过程的顺利进行。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：

一种用于工业机器人教学的输送单元，所述输送单元包括固设于台面上的推料部和传送部，所述推料部与所述传送部垂直设置；

所述推料部包括推料板、输送气缸、输送气缸底座、输送推料块、料仓和料仓底座，所述输送气缸通过输送气缸底座固设于所述推料板上，所述输送推料块与所述输送气缸的传动杆连接，所述料仓底座固设于所述推料板上；

所述传送部包括传送带、挡料块、辉度传感器和光电传感器，所述辉度传感器由辉度传感器支架固设于所述传送带正上方，所述光电传感器通过光电传感器支架固设于所述传送带的一侧，所述挡料块固设于所述传送带尾部的上方。

进一步，所述料仓底座包括一体连接的底座支撑板和位于底座支撑板两侧的底座支撑腿，两个所述底座支撑腿间设有供所述输送推料块通过的通槽，所述底座支撑板上设有供料仓内工件通过的通孔。

进一步，所述料仓包括环形盘和若干支撑柱，该若干支撑柱的顶部与所述环形盘固定连接，该若干支撑柱的底部与所述底座支撑板固定连接，该若干支撑柱位于所述底座支撑板上的通孔的外围。

进一步，所述输送推料块两侧对称设有导向柱，所述导向柱包括柱芯和位于所述柱芯外围的轴承，所述柱芯底部固设于所述推料板上。

进一步，所述挡料块与工件接触的端面设有V字型豁口。

本发明创造的有益效果为：该输送单元的推料部和传送部垂直设置，节约空间；该料仓的设置可人工一次码放多个工件，降低操作人员的工作强度；且输送单元的料仓结构可直观判断其内工件的个数，便于操作人员及时添加工件，以免影响实训过程；输送单元辉度传感器可辨别工件的颜色，使得机器人可根据不同的颜色进行后续码垛操作。

附图说明

图1为实施例中的实训台的整体结构示意图；

图2为实施例中的机器人单元的结构示意图；

图3为实施例中的输送单元的结构示意图；

图4为实施例中的码垛单元的结构示意图；

图5为实施例中的切割模拟单元的结构示意图；

图6为实施例中的涂胶单元的结构示意图；

图7为实施例中的打磨单元的结构示意图；

图8为实施例中的工具单元的结构示意图；

图9为实施例中的模拟涂胶工具的结构示意图；

图10为实施例中的模拟切割工具的结构示意图；

图11为实施例中的模拟打磨工具的结构示意图。

图中：

A-台面；

B-输送单元，B1-推料板，B2-输送气缸，B3-输送气缸底座，B4-输送推料块，B5-料仓，B51-环形盘，B6-料仓底座，B7-传送带，B8-挡料块，B9-辉度传感器，B10-光电传感器；

C-码垛单元，C1-码垛上支撑板，C2-码垛下支撑板，C3-码垛支撑杆；

D-切割模拟单元，D1-切割上支撑板，D2-切割下支撑板，D3-切割支撑杆；

E-涂胶单元，E1-涂胶底座，E2-涂胶支撑杆，E3-涂胶支撑板，E4-胶枪；

F-工具单元，F1-工具下支撑板，F2-工具上支撑板，F21-开槽，F22-支撑台，F3-工具支撑柱；

G-打磨单元，G1-打磨下支撑板，G2-打磨上支撑板，G21-打磨气缸，G22-打磨推料块，G23-打磨挡料柱，G3-打磨支撑柱；

H-机器人单元，H1-机器人，H2-机器底座，H3-手指气缸；

J-模拟涂胶工具，J1-涂胶工具夹块，J2-涂胶工具上固定板，J3-涂胶工具下悬浮板，J4-涂胶工具导向杆，J5-涂胶工具连接块，J6-吸盘；

K-模拟切割工具，K1-切割工具夹块，K2-切割工具上固定板，K3-切割工具下悬浮板，K4-切割工具导向杆，K5-切割工具连接块，K6-写字笔；

L-模拟打磨工具，L1-打磨工具夹块，L2-打磨工具上固定板，L3-打磨工具下悬浮板，L4-打磨工具导向杆，L5-打磨工具连接块，L6-打磨头；

M-触摸屏显示器；

N-报警器；

P-工件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

在一些实施例中，该实训台包括位于台面A上的输送单元B，码垛单元C，切割模拟单元D，涂胶单元E，工具单元F，打磨单元G、机器人单元H、触摸屏显示器M和报警器N，其中，输送单元B、码垛单元C、切割模拟单元D、涂胶单元E、工具单元F、装配单元G均位于机器人单元H的工作半径内。具体可以按照图1对各单元进行布局，该布局紧凑，有利于减小整体实训台的体积；且该实训台的电气接线集成化，便于学生接线启动实训，操作方便；另外，上述电气走线内藏，不容易受到损伤。

该实训台的台面由铝合金型材通过螺栓固定连接而成，使用铝合金型材作为主体结构，不仅外形美观，而且装配容易，仅需要简单的内六角扳手就能装配完成。

其中，报警器N具体为蜂鸣报警器，其上设有指示灯，当该实训台的各设备正常运行的情况下，该指示灯为绿色，当实训台的各设备运行异常的情况下，该指示灯为红色，蜂鸣报警器报警。

优选地，铝合金型材选用A1 40x40和A2 40x80两种型号。

另外，该实训台涉及的机器人教学系统为现有技术，优选地，其硬件组成包括控制柜、机器人、示教器、路由器、触摸屏显示器和PC端，上述各硬件均为市售产品，其中，机器人为机器人教学系统的最终执行端，负责执行编写通过的程序；示教器对机器人进行示教编程，示教通过的程序可以传送给PC端，或直接通过控制柜控制机器人的动作，通过控制柜内的控制器控制机器人动作时，可选用与控制柜连接的触摸屏显示器选择示教通过的程序。控制柜为机器人教学系统的核心部分，负责控制机器人的动作；路由器将控制柜和PC端组成网络群组；PC端装有机器人运动仿真软件，仿真通过的程序可以通过路由器传送给示教器；控制柜、机器人和示教器与路由器间通过线缆连接，多个PC端与路由器间通过无线连接，通过对各设备的网络地址进行设置，可在各设备间相互发送机器人运行程序。

优选地，示教器的型号为DSQC679。

优选地，控制柜的型号为：120-505490。

在一些实施例中，所述机器人H1单元H包括机器人H1、机器底座H2和手指气缸H3，该机器人H1底部通过机器底座H2与台面A固定连接，该机器底座H2由铝板加工而成，该铝板通过螺栓与台面A固定连接，当需要更换机器人H1型号时，机器底座H2需一并进行更换。机器人H1末端固定有手指气缸H3，手指气缸H3用来对不同的工具进行抓取。

优选地，机器人H1可选择ABB厂商的IRB120型号机器人，该机器人工作半径为580mm。

在一些实施例中，所述输送单元B设有两组，该两组输送单元结构相同，分别为输送不同型号的工件，该两组输送单元的设置可以让学生操作机器人H1对不同型号的工件进行码垛实训。

该输送单元包括固设于台面A上的推料部和传送部，所述推料部与所述传送部垂直设置。

所述推料部包括推料板B1、输送气缸B2、输送气缸底座B3、输送推料块B4、料仓B5和料仓底座B6，所述输送气缸B2通过输送气缸底座B3固设于所述推料板B1上，所述输送推料块B4与所述输送气缸B2的传动杆连接，所述料仓底座B6固设于所述推料板B1上，所述料仓底座B6包括一体连接的底座支撑板和位于底座支撑板两侧的底座支撑腿，两个所述底座支撑腿间设有供所述输送推料块B4通过的通槽，所述底座支撑板上设有供料仓B5内工件通过的通孔；所述输送推料块B4与所述工件接触的端面设有V字型豁口；

所述料仓B5包括环形盘B51和四根支撑柱，该四根支撑柱的顶部与所述环形盘B51固定连接，该四根支撑柱的底部与所述底座支撑板固定连接，该四根支撑柱位于所述底座支撑板上的通孔的外围；该料仓B5结构可直观判断其内工件的个数，便于操作人员及时添加工件，以免影响实训过程；

所述输送推料块B4两侧对称设有导向柱，所述导向柱包括柱芯和位于所述柱芯外围的轴承，所述柱芯底部固设于所述推料板B1上。

所述传送部包括传送带B7、挡料块B8、辉度传感器B9和光电传感器B10，所述辉度传感器B9由辉度传感器B9支架固设于所述传送带B7正上方，所述光电传感器B10通过光电传感器支架固设于所述传送带B7的一侧，所述挡料块B8固设于所述传送带B7尾部的上方，所述挡料块B8与工件接触的端面设有V字型豁口。

该辉度传感器B9可辨别工件的颜色，使得机器人H1根据不同的颜色进行后续码垛操作；该光电传感器可感应工件位置，该光电传感器感应到工件到达预定位置后，机器人H1即会启动后续抓取操作。

优选地，辉度传感器型号为O5C-500；光电传感器型号为PZ-042N。

优选地，传送带为外购产品，利用市场现有成熟的传送带产品作为实训台的输送单元，减少了设计的周期成本，节约了设计的资金和时间，增加了实训台的稳定性。

在一些实施例中，所述码垛单元C包括码垛上支撑板C1、码垛下支撑板C2和位于该两个支撑板间的四根码垛支撑杆C3，所述码垛下支撑板C2固设于所述台面A上，所述码垛上支撑板C1上表面上画有6x6方形格，码垛实训时，学生可以清楚的完成码垛迅雷。

在一些实施例中，所述切割模拟单元D包括切割上支撑板D1、切割下支撑板D2和位于该两个支撑板间的四根切割支撑杆D3，所述切割下支撑板D2固设于所述台面A上，所述切割上支撑板D1上表面加工有三角型、曲线、正方形、椭圆等供学生切割训练用图形。

在一些实施例中，所述涂胶单元E包括涂胶底座E1、涂胶支撑杆E2、涂胶支撑板E3和装有胶水的胶枪E4，所述涂胶支撑杆E2底部固设于所述涂胶底座E1上，其顶部与所述涂胶支撑板E3垂直固定连接，所述涂胶支撑板E3的自由端设有用于固定所述胶枪E4的卡槽。

其中，胶枪E4可以是简单的注射器，里面装有胶水，该注射器成本低，不用购买价格昂贵的胶枪，又能模拟真实的涂胶过程。

在一些实施例中，所述打磨单元G包括打磨下支撑板G1、打磨上支撑板G2和位于该两个支撑板间的四根打磨支撑柱G3，所述打磨下支撑板G1与所述台面A固定连接，所述打磨上支撑板G2上设有打磨气缸G21、打磨推料块G22和打磨挡料柱G23，所述打磨推料块G22与打磨气缸G21的传动杆连接，所述打磨推料块G22与工件接触的端面设有V字型豁口，所述打磨气缸G21推动打磨推料块将工件推送至与打磨挡料柱抵接。

在一些实施例中，所述工具单元F包括工具下支撑板F1、工具上支撑板F2和位于该两个支撑板间的四根工具支撑柱F3，所述工具下支撑板F1与所述台面A固定连接，所述工具上支撑板F2上设有三个开槽F21，每一所述开槽F21下部均设有支撑台F22，模拟涂胶工具J、模拟切割工具K、模拟打磨工具L分别位于相应的所述开槽内的支撑台上。该开槽F21结构简单，而且对工件的定位精准。

在一些实施例中，所述模拟涂胶工具J包括涂胶工具夹块J1、涂胶工具上固定板J2、涂胶工具下悬浮板J3、涂胶工具导向杆J4、涂胶工具连接块J5和两个吸盘J6，所述涂胶工具上固定板J2位于所述开槽内的支撑台上，所述涂胶工具夹块J1固设于所述涂胶工具上固定板J2上，所述涂胶工具下悬浮板J3相对所述涂胶工具上固定板J2平行设置，所述涂胶工具上固定板J2和涂胶工具下悬浮板J3由涂胶工具导向杆J4连接，所述涂胶工具导向杆J4上部与所述涂胶工具上固定板J2螺纹固定连接，所述涂胶工具导向杆J4下部穿过弹簧及涂胶工具下悬浮板J3后与堵头螺纹固定连接；所述涂胶工具连接块J5与所述涂胶工具下悬浮板J3固定连接，两个所述吸盘J6固设于所述涂胶工具连接块J5上，并相对所述涂胶工具下悬浮板J3对称设置。

其中，涂胶工具夹块J1为机器人上手指气缸H3的抓取部位。

其中，涂胶工具上固定板J2、涂胶工具下悬浮板J3、涂胶工具导向杆J4形成悬浮结构，该结构可以用来灵活的调节工件与胶枪E4的距离。

所述吸盘J6包括由上至下顺次固定连接的气管连接柱、吸盘J6固定柱和吸盘J6部，其中，气管连接柱与吸盘J6固定柱为螺纹连接固定，该气管连接柱为中空管体结构，并与吸盘J6上的吸气孔连通，该吸盘J6使用时需要与吸气管等配件配合使用，吸盘J6部材料可选用丁腈橡胶制成，该材料具有较大的扯断力，吸取或者放下工件不会对工件造成任何损伤。

优选地，该吸盘可选用ZPT40HN型号吸盘。

在一些实施例中，所述模拟切割工具K包括切割工具夹块K1、切割工具上固定板K2、切割工具下悬浮板K3、切割工具导向杆K4、切割工具连接块K5和写字笔K6，所述切割工具上固定板K2位于所述开槽内的支撑台上，所述切割工具夹块K1固设于所述切割工具上固定板K2上，所述切割工具下悬浮板K3相对所述切割工具上固定板K2平行设置，所述切割工具上固定板K2和切割工具下悬浮板K3由切割工具导向杆K4连接，所述切割工具导向杆K4上部与所述切割工具上固定板K2螺纹固定连接，所述切割工具导向杆K4下部穿过弹簧及切割工具下悬浮板K3后与堵头螺纹固定连接；所述切割工具连接块K5与所述切割工具下悬浮板K3固定连接，所述写字笔K6固设于所述切割工具连接块K5上。

其中，切割工具夹块K1为机器人上手指气缸H3的抓取部位。

其中，切割工具上固定板K2、切割工具下悬浮板K3、切割工具导向杆K4形成悬浮结构，该结构可以用来灵活的调节写字笔K6与切割上支撑板D1上表面的距离。

在一些实施例中，所述模拟打磨工具L包括打磨工具夹块L1、打磨工具上固定板L2、打磨工具下悬浮板L3、打磨工具导向杆L4、打磨工具连接块L5和打磨头L6，所述打磨工具上固定板L2位于所述开槽内的支撑台上，所述打磨工具夹块L1固设于所述打磨工具上固定板L2上，所述打磨工具下悬浮板L3相对所述打磨工具上固定板L2平行设置，所述打磨工具上固定板L2和打磨工具下悬浮板L3由打磨工具导向杆L4连接，所述打磨工具导向杆L4上部与所述打磨工具上固定板L2螺纹固定连接，所述打磨工具导向杆L4下部穿过弹簧及打磨工具下悬浮板L3后与堵头螺纹固定连接；所述打磨工具连接块L5与所述打磨工具下悬浮板L3固定连接，所述打磨头L6固设于所述打磨工具连接块L5上。

其中，打磨工具夹块L1为机器人上手指气缸H3的抓取部位。

其中，打磨工具上固定板L2、打磨工具下悬浮板L3、打磨工具导向杆L4形成悬浮结构，该结构可以用来灵活的调节打磨头L6与工件的距离。

上述各实施例中的实训过程如下：

(1)码垛实训

将工件叠放到料仓B5中，工件通过重力落至料仓底座B6的通槽内，输送气缸B2带动输送推料块B4将第一个工件推送到传送带B7，工件经传送带B7传送到指定位置；启动示教器，控制机器人H1移动到第一个工件的上方；手指气缸H3打开，机器人H1抓取第一个工件，将工件搬运到码垛单元的第一个方格内；完成第一次抓取后，由于重力作用，第二个工件落下，输送气缸B2再将第二个工件推到传送带B7，机器人H1完成第二个工件的抓取，并将其放到码垛单元的第二个方框内；如上循环，直到料仓B5的工件被抓完，实训完成。

(2)切割实训

启动示教器，根据教程控制机器人H1移动到实训台工具放置单元，手指气缸H3打开，抓取工具台上的模拟切割工具，然后移动到切割模拟单元上方，学生根据要求完成轨迹示教，使得机器人H1沿着切割模拟单元上所刻的形状轨迹运动；运动过的地方通过切割工具上的写字笔K6画出，用来判断学生编程示教的准确性。

(3)涂胶实训

启动示教器，根据教程控制机器人H1移动到实训台工具放置单元，手指气缸H3打开，抓取工具台上的模拟涂胶工具，模拟涂胶工具的吸盘J6吸住工件后，机器人H1移动到涂胶单元处，涂胶单元的注射器内装有胶水，该注射器的上部装有气管，机器人H1将工件移动到注射器正下方，利用示教器控制机器人H1按照实训要求的轨迹进行示教移动；胶水在气体的吹动下由注射器出口流出，通过机器人H1的移动达到使工件上形成涂胶所需要的轨迹。

(4)打磨实训

启动示教器，根据教程控制机器人H1移动到实训台工具放置单元，手指气缸H3打开，抓取工具台上的打磨工具，然后机器人H1移动到打磨单元，进行打磨的实训。

以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。