一种可重构实训工作站的制作方法

本实用新型涉及教学设备，具体涉及一种可重构实训工作站。

背景技术：

机器人广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域，它的主要功能是搬取零件和装配工作，虽然从理论上能得知该机器人的运动特性，但是对于院校或工厂的新学员来说，不能得到直观的理解，也不能够便于对机械、电气、自动化等专业的学员进行实际操作培训使用，目前已有很多针对某一领域的实训台，但是其共功能单一，为了能帮助方便地、直观地认识机器人的搬运、装配、码垛等多种应用，要么使用多款实训台，要么对模块进行更换，使用不方便，且不能直观的对比出机器人在不同领域的灵活度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种可重构实训工作站，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可重构实训工作站，包括工作台及设置在所述工作台上的两个六轴工业机器人和两个多功能工装夹具存放库，其中，还包括设置在所述工作台上的一字排列的多个升降隐藏式工装仓库及花瓣形旋转工作台，所述花瓣形旋转工作台位于两个六轴工业机器人之间，其中，所述升降隐藏式工装仓库内放置有多个零件储存托盘；所述花瓣形旋转工作台包括枢接在所述工作台上的旋转平台，所述旋转平台的顶部固定设有原料固定座，所述原料固定座用于存放对应的零件储存托盘，所述旋转平台上还固定设有多个绕所述原料固定座环形分布的工装承载台，所述工装承载台上设有可更换的工装，且每个工装承载台上的工装各不相同。

进一步地，所述升降隐藏式工装仓库包括固定设置在所述工作台空腔内的固定框架、设置在所述固定框架上的升降驱动机构和托盘存储架，所述托盘存储架在所述升降驱动机构的作用下做升降运动，且所述托盘存储架内具有多层托盘支架。

更进一步地，所述升降驱动机构包括枢接在所述固定框架上的滚珠丝杆、固定设置在所述固定框架上的两个光杆和滑块，所述滚珠丝杆的一端通过第一皮带传动机构与设置在所述固定框架上的步进电机连接，所述滑块在所述滚珠丝杆的驱动下沿所述光杆运动，且所述滑块与所述光杆之间设有直线轴承，所述托盘存储架与所述滑块固定连接。

更进一步地，所述固定框架的两端上各设置一行程开关，所述滑块上设有原点传感器。

进一步地，所述多功能工装夹具存放库包括固定设置在所述工作台上的存放架，所述存放架上具有呈台阶状分布的多个夹具放置板，所述夹具放置板上具有一弧形缺口，所述弧形缺口的两侧各设置一夹具定位销。

进一步地，所述原料固定座的顶面上具有由四个角定位脚形成的矩形限位凹槽，所述零件储存托盘放置在所述限位凹槽内时，位于所述零件储存托盘底部的两个限位孔分别与位于所述限位凹槽底部的对应的托盘定位销配合，位于所述零件储存托盘底部的针孔与滑动贯穿所述原料固定座顶部的托盘定位针配合，所述托盘定位针与固定设置在所述原料固定座上的定位气缸相连。

进一步地，所述工装承载台的个数为八个，且八个工装承载台上设置的工装分别为高精度无气缸工装、手机装配工装、变位工装、键盘装配工装、搬运码垛工装、微型手电装配工装、齿轮装配工装、熔断器组装工装。

更进一步地，所述高精度无气缸工装包括与对应的工装承载台固定连接的固定盘，所述固定盘上具有台阶凹槽，所述台阶凹槽的每层槽孔可与对应尺寸的角型气缸筒配合。

更进一步地，所述手机装配工装包括手机安放载板和手机推压固定机构，所述手机安放载板上设有手机放置槽，所述手机推压固定机构的推板穿过所述手机放置槽侧壁作用在手机侧面上。

更进一步地，所述变位工装包括与对应的工装承载台固定连接的轴承座和枢接在所述轴承座上的翻转架，所述翻转架的两侧面上分别设有涂胶对象固定座和焊接对象固定座，所述翻转架的转轴通过减速机与动力电机驱动连接。

更进一步地，所述键盘装配工装包括键盘安放载板和两个相互垂直设置的键盘推压固定机构，所述键盘安放载板上设有键盘放置槽，所述键盘推压固定机构的推板穿过所述键盘放置槽对应的侧壁作用在手机侧面上。

更进一步地，所述搬运码垛工装包括与对应的工装承载台固定连接的码垛盘，所述码垛盘上具有多种不同形状的码垛凹槽来便于完成不同形状的零件码垛作业。

更进一步地，所述微型手电装配工装包括与对应的工装承载台固定连接的气动旋转接头和直流电机，所述气动旋转接头的接头上连接有两爪气爪，所述直流电机通过第二皮带传动机构带动所述气动旋转接头旋转。

更进一步地，所述齿轮装配工装包括与对应的工装承载台固定连接的门形架、外夹持气爪和内撑气爪，所述外夹持气爪固定设置在所述门形架顶部，所述内撑气爪设置在所述门形架的外侧面上，且所述外夹持气爪和内撑气爪相互垂直设置。

更进一步地，所述熔断器组装工装包括两种不同尺寸的熔断器夹具。

进一步地，所述零件储存托盘包括矩形托盘本体，所述矩形托盘本体上具有多个零件储存凹腔或具有多个零件限位架或同时具有多个零件储存凹腔和多个零件限位架，其中，所述零件限位架由多个固定设置在所述矩形托盘本体上的零件限位销组成，所述零件限位销与对应零件的边缘或内孔壁接触连接。

进一步地，还包括平皮带输送机，所述平皮带输送机位于一字排列的多个升降隐藏式工装仓库的一端，且所述平皮带输送机靠近一六轴工业机器人。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型的优点是：

1.由于每个工装承载台上设有不同的工装，因而能够实现多种领域的培训、学习；

2.由于工装可进行更换，能够对本申请进行重构实现更多的领域的实训培训；

3.由于设有六轴工业机器人、多功能工装夹具存放库、升降隐藏式工装仓库和多款工装，因而能够直观的看到机器人如何进行出入库、搬运、装配、码垛、更换工具等动作，由于不同的工装对应不同的产品使用，因而一次能够看到机器人完成的多种动作，对机器人的灵活度有更直观的了解；

4.不同的工装不仅能体现机器人的灵活性，也便于学员对不同产品的生产过程有直观的了解，使培训面广泛。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的升降隐藏式工装仓库的立体结构示意图。

图3为本实用新型的升降驱动机构的结构示意图。

图4为本实用新型的升降驱动机构的局部结构放大图。

图5为本实用新型的多功能工装夹具存放库的局部结构放大图。

图6为本实用新型的花瓣形旋转工作台的俯视图。

图7为本实用新型的花瓣形旋转工作台的侧视图。

图8为本实用新型的高精度无气缸工装的结构示意图。

图9为本实用新型的手机装配工装的结构示意图。

图10为本实用新型的变位工装的结构示意图。

图11为本实用新型的键盘装配工装的结构示意图。

图12为本实用新型的搬运码垛工装的结构示意图。

图13为本实用新型的微型手电装配工装的结构示意图。

图14为本实用新型的齿轮装配工装的结构示意图。

图15为本实用新型的熔断器组装工装的结构示意图。

图16为本实用新型的一种类型的零件储存托盘的示意图。

图17为本实用新型的另一种类型的零件储存托盘的示意图。

图18为本实用新型的再一种类型的零件储存托盘的示意图。

附图标记列表：工作台1、升降隐藏式工装仓库2、固定框架21、升降驱动机构22、滚珠丝杆221、第一皮带传动机构222、步进电机223、光杆224、滑块225、原点传感器226、行程开关227、托盘存储架23、托盘支架231、多功能工装夹具存放库3、存放架31、夹具放置板32、弧形缺口33、夹具定位销34、六轴工业机器人4、花瓣形旋转工作台5、旋转电机50、旋转平台51、原料固定座511、角定位脚512、托盘定位针513、定位气缸514、托盘定位销515、工装承载台52、高精度无气缸工装53、手机装配工装54、手机安放载板541、手机推压固定机构542、变位工装55、轴承座551、翻转架552、涂胶对象固定座553、焊接对象固定座554、减速机555、动力电机556、键盘装配工装56、键盘安放载板561、键盘推压固定机构562、搬运码垛工装57、码垛凹槽571、微型手电装配工装58、气动旋转接头581、两爪气爪582、第二皮带传动机构584、直流电机585、齿轮装配工装59、门形架591、外夹持气爪592、内撑气爪593、熔断器组装工装510、熔断器夹具5101、平皮带输送机6。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1至图18对本申请作进一步说明，如图1所示的一种可重构实训工作站，包括工作台1及设置在所述工作台1上的两个六轴工业机器人4和两个多功能工装夹具存放库3，本申请还包括设置在所述工作台1上的一字排列的多个升降隐藏式工装仓库2、平皮带输送机6及花瓣形旋转工作台5，所述花瓣形旋转工作台5位于两个六轴工业机器人4之间，所述平皮带输送机6位于一字排列的多个升降隐藏式工装仓库2的一端，且所述平皮带输送机6靠近一六轴工业机器人4，装配完成的工件通过一六轴工业机器人4放置到平皮带输送机6上进行入库流程。

如图2所示，所述升降隐藏式工装仓库2包括固定设置在所述工作台1空腔内的固定框架21、设置在所述固定框架21上的升降驱动机构22、托盘存储架23和多个零件储存托盘，所述托盘存储架23在所述升降驱动机构22的作用下做升降运动，且所述托盘存储架23内具有多层托盘支架231，所述托盘支架231用于存放零件储存托盘，其中，所述固定框架21包括两个“工”字端板，两个端板之间通过两个侧板固定连接，所述托盘存储架23包括固定连接在一起的左储架和右储架，所述端板的腹板位于左储架和右储架之间。

如图2、图3和图4所示，所述升降驱动机构22包括枢接在所述固定框架21的两端板的两腹板之间的滚珠丝杆221、固定设置在所述固定框架21上的两个光杆224和滑块225，所述滚珠丝杆221的一端通过第一皮带传动机构222与设置在所述固定框架21上的步进电机223连接，所述滑块225在所述滚珠丝杆221的驱动下沿所述光杆224运动，且所述滑块225与所述光杆224之间设有直线轴承，所述托盘存储架23与所述滑块225固定连接，所述固定框架21的两端上各设置一行程开关227用于限定所述托盘存储架23的运动行程，所述滑块225上设有原点传感器226。

如图1和图5所示，所述多功能工装夹具存放库3包括固定设置在所述工作台1上的存放架31，所述存放架31上具有呈台阶状分布的多个夹具放置板32，所述夹具放置板32上具有一弧形缺口33，所述弧形缺口33的两侧各设置一夹具定位销34。

如图1、图6和图7所示，所述花瓣形旋转工作台5包括枢接在所述工作台1上的旋转平台51和驱动所述旋转平台51运动的旋转电机50，所述旋转平台51的顶部固定设有原料固定座511，所述原料固定座511用于存放对应的零件储存托盘，所述旋转平台51上还固定设有多个绕所述原料固定座511环形分布的工装承载台52，所述工装承载台52上设有可更换的工装，且每个工装承载台52上的工装各不相同，其中，所述原料固定座511的顶面上具有由四个角定位脚512形成的矩形限位凹槽，所述零件储存托盘放置在所述限位凹槽内时，位于所述零件储存托盘底部的两个限位孔分别与位于所述限位凹槽底部的对应的托盘定位销515配合，位于所述零件储存托盘底部的针孔与滑动贯穿所述原料固定座511顶部的托盘定位针513配合，所述托盘定位针513与固定设置在所述原料固定座511上的定位气缸514相连。

优选的，所述工装承载台52的个数为八个，且八个工装承载台52上设置的工装分别为高精度无气缸工装53、手机装配工装54、变位工装55、键盘装配工装56、搬运码垛工装57、微型手电装配工装58、齿轮装配工装59、熔断器组装工装510。

如图1和图8所示，所述高精度无气缸工装53包括与对应的工装承载台52固定连接的固定盘，所述固定盘上具有台阶凹槽，所述台阶凹槽的每层槽孔可与对应尺寸的角型气缸筒配合。

如图1和图9所示，所述手机装配工装54包括手机安放载板541和手机推压固定机构542，所述手机安放载板541上设有手机放置槽，所述手机推压固定机构542的推板穿过所述手机放置槽侧壁作用在手机侧面上。

如图1和图10所示，所述变位工装55包括与对应的工装承载台52固定连接的轴承座551和枢接在所述轴承座551上的翻转架552，所述翻转架552的两侧面上分别设有涂胶对象固定座553和焊接对象固定座554，所述翻转架552的转轴通过减速机555与动力电机556驱动连接。

如图1和图11所示，所述键盘装配工装56包括键盘安放载板561和两个相互垂直设置的键盘推压固定机构562，所述键盘安放载板561上设有键盘放置槽，所述键盘推压固定机构562的推板穿过所述键盘放置槽对应的侧壁作用在手机侧面上。

如图1和图12所示，所述搬运码垛工装57包括与对应的工装承载台52固定连接的码垛盘，所述码垛盘上具有多种不同形状的码垛凹槽571来便于完成不同形状的零件码垛作业。

如图1和图13所示，所述微型手电装配工装58包括与对应的工装承载台52固定连接的气动旋转接头581和直流电机585，所述气动旋转接头581的接头上连接有两爪气爪582，所述直流电机585通过第二皮带传动机构584带动所述气动旋转接头581旋转。

如图1和图14所示，所述齿轮装配工装59包括与对应的工装承载台52固定连接的门形架591、外夹持气爪592和内撑气爪593，所述外夹持气爪592固定设置在所述门形架591顶部，所述内撑气爪593设置在所述门形架591的外侧面上，且所述外夹持气爪592和内撑气爪593相互垂直设置。

如图1和图15所示，所述熔断器组装工装510包括两种不同尺寸的熔断器夹具5101，便于用于两款熔断器的装配使用。

如图2、图16、图17和图18所示，所述零件储存托盘包括矩形托盘本体，所述矩形托盘本体上具有多个零件储存凹腔或具有多个零件限位架或同时具有多个零件储存凹腔和多个零件限位架，其中，所述零件限位架由多个固定设置在所述矩形托盘本体上的零件限位销组成，所述零件限位销与对应零件的边缘或内孔壁接触连接。

优选的，本申请中，所述矩形托盘本体上具有多个零件储存凹腔的零件储存托盘包括如图16所示的（a）熔断器零件储存托盘、（b）联轴器零件储存托盘、（c）瓶子零件储存托盘、（d）鼠标零件储存托盘、（e）微型手电筒零件储存托盘、（f）奖杯零件储存托盘、（g）警示灯零件储存托盘、（h）码垛零件储存托盘、（i）搬运零件储存托盘、（k）机床上下料零件储存托盘。

优选的，本申请中，所述矩形托盘本体上具有多个零件限位架的零件储存托盘包括如图17所示的（a）包装盒垛储存托盘、（b）齿轮垛储存托盘。

优选的，本申请中，所述矩形托盘本体上同时具有多个零件储存凹腔和多个零件限位架的零件储存托盘包括如图18所示的（a）键盘零件储存托盘、（b）充电宝零件储存托盘、（c）手机零件储存托盘。

工作流程：升降隐藏式工装仓库2根据下单需求模块，自动从工作台1内部升起，一六轴工业机器人4根据下单模块从对应的多功能工装夹具存放库3中选择合适的工装夹具自动更换，之后从升降隐藏式工装仓库2中抓取下单模块放置在花瓣形旋转工作台5的原料固定座511上，同时，另一六轴工业机器人4根据下单模块从对应的多功能工装夹具存放库3中选择合适的工装夹具自动更换，利用对应的工装两台六轴工业机器人4进行协同工作，装配完成后，一六轴工业机器人4将装配完成的模块放入平皮带输送机6上，进行入库流程成。

以上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。