一种工业互联网实训实验平台的制作方法

1.本实用新型涉及一种工业互联网实训实验平台，属于工业控制设备技术领域。


背景技术：

2.现有技术采用封闭式的台架形式，我们认为不利于用户进行实训操作，对于一台实验实训和考核设备来说，大大降低了设备的操作方便性；现有技术的工业互联网信息显示设备不够丰富和灵活，有的仅配一个触摸屏，没有多个显示器，我们认为不能充分体现工业互联网数据信息。有的配了显示器，但角度固定无法调节，有的数控面板也无法调节位置和角度，我们认为不方便用户的操作和查看。目前现有技术的工艺场景模块大多不够丰富，不适合考核场合，因为考核需要丰富的工艺以便变换考核题目。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种工业互联网实训实验平台。
4.一种工业互联网实训实验平台，包括基础台架；
5.所述基础台架设有供料筛选单元和龙门 cnc；所述供料筛选单元用于传送、筛选工件，所述龙门 cnc设有加工平台；所述龙门 cnc侧部设有用于放置工件的工件过渡平台；
6.所述供料筛选单元与龙门 cnc之间设有气动笛卡尔机器人；所述气动笛卡尔机器人用于将筛选的工件放置加工平台和工件过渡平台，所述龙门 cnc用于对加工平台上的工件进行钻孔；
7.所述供料筛选单元输出端设有装配检测单元，所述装配检测单元侧部设有用于放置轴承的成品库组件；
8.所述基础台架上，对应装配检测单元位置设有匹配的机器人组件，所述机器人组件用于将工件过渡平台上的工件放置装配检测单元上，并把检测后的工件夹取至成品仓库。
9.进一步地，所述供料筛选单元包括：传输线组件、供料组件和电机驱动；
10.所述电机驱动的输出端与传输线组件传动连接，所述供料组件的输出端设有推块，对应推块的位置设有工件放置架；所述供料组件动作，使推块将工件放置架内的工件推到传输线组件上。
11.进一步地，所述传输线组件依次设有电容接近开关、色标传感器、拨叉机构、加热冷却模块和收料光电检测开关模块；所述传输线组件上与所述拨叉机构对侧设有收集滑道；所述电容接近开关用于检测有无物料通过，所述色标传感器用于检测物料颜色，所述加热冷却模块用于对物料进行加热；所述收料光电检测开关模块用于检测物料是否传输到位。
12.进一步地，所述气动笛卡尔机器人包括气动 x 轴组件、气动 y 轴组件和气动抓手组件；
13.所述气动 x 轴组件的输出端连接有主连接板，所述主连接板的顶部设有转台气缸，所述转台气缸的输出端设有y轴气缸，所述y轴气缸的输出端设有z轴气缸，所述气动抓手组件与z轴气缸的输出端连接。
14.进一步地，所述龙门 cnc包括x 轴模组、y 轴模组和z 轴模组；
15.所述x 轴模组设有两组，所述y 轴模组与x 轴模组滑动连接；所述z 轴模组与y 轴模组滑动连接；所述y 轴模组与z 轴模组滑动连接；所述z 轴模组滑动连接有主轴，所述主轴输出端设有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有钻头。
16.进一步地，所述加工平台包括设于基础台架上的底座，所述底座两端设有立柱，立柱顶部设有定位面板，所述面板上一端设有定位气缸，另一端设有定位挡块；所述定位气缸的输出端设有与定位挡块适配的夹紧挡块。
17.进一步地，所述机器人组件包括设于基础台架上的机器人底座，与底座连接的机器人；所述机器人连接有气爪组件。
18.进一步地，所述装配检测单元包括检测单元、装配单元和成品库组件；
19.所述装配单元用于放置加工后的工件，所述线边库用于放置轴承，所述气爪组件将轴承放置在工件加工孔内，所述检测单元用于检测轴承是否按压在工件内。
20.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：台架采用开放形式，方便用户操作的结构形式下，在台架后方增加互联网信息显示屏和数控系统控制屏结构，上面安装多块信息显示屏，且信息显示屏配有万向调节支架，可以随意调节角度和高度；还能够安装cnc 控制屏，控制箱采用吊臂安装，能够随意调节cnc 控制屏的角度，极大方便了用户观看和使用信息显示屏和控制屏。
21.另外，本方案设计了汽车零部件皮带惰轮作为生产对象，包括了原材料仓储、出料、传输线、检测与分拣、模拟量加热、运动控制、cnc 功能、缓存位、scara 机器人、装配、检验、成品库、不合格品库等多种工艺与模块，提供了非常丰富的实训实验或考核所需的场景平台。
附图说明
22.图1为本实用新型设备整体示意图；
23.图2为本实用新型供料筛选单元示意图；
24.图3为本实用新型龙门cnc示意图；
25.图4为本实用新型加工平台示意图；
26.图5为本实用新型气动笛卡尔机器人示意图；
27.图6为本实用新型机器人组件示意图；
28.图7为本实用新型装配检测单元示意图；
29.图8为本实用新型工件过渡平台示意图；
30.图9为本实用新型成品仓库示意图；
31.图10为本实用新型废料箱示意图；
32.图11为本实用新型工艺流程图；
33.图中：1 、基础台架、2、供料筛选单元、21、传输线组件、22、供料组件、23、电机驱动、24、收集滑道、25、拨叉机构、26、工件阻挡导向组件、27、出料光电检测开关模块、28、收
料光电检测开关模块、29、电容接近开关、212、工件放置架、213、色标传感器、214、加热冷却模块、215、对射光电、3、龙门 cnc、31、x 轴模组、32、y 轴模组、33、z 轴模组、34、主轴、35、y 轴拖链、36、z 轴拖链、37、x 轴拖链、38、驱动电机、4、加工平台、41、夹紧挡块、42、定位挡块、43、定位面板、44 底座、46、定位气缸、49、立柱、410、检测传感器、 5、气动笛卡尔机器人；51、气动 x 轴组件、52 气动 y 轴组件、53、气动抓手组件、54、主连接板、55、转台气缸、56、加强筋、57、拖链支架、58、拖链、 6、机器人组件、61、机器人底座、62、机器人、63、气爪组件、7、装配检测单元、71、检测单元、72、装配单元；8、工件过渡平台、9、成品库组件、10、成品仓库；11、废料箱。
具体实施方式
34.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
35.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.如图1-图11所示，一种工业互联网实训实验平台，包括基础台架1；
37.所述基础台架1设有供料筛选单元2和龙门 cnc3；所述供料筛选单元2用于传送、筛选工件，所述龙门 cnc3设有加工平台4；所述龙门 cnc3侧部设有用于放置工件的工件过渡平台8；
38.所述供料筛选单元2与龙门 cnc3之间设有气动笛卡尔机器人5；所述气动笛卡尔机器人5用于将筛选的工件放置加工平台4和工件过渡平台8，所述龙门 cnc3用于对加工平台4上的工件进行钻孔；
39.所述供料筛选单元2输出端设有装配检测单元7，所述装配检测单元7侧部设有用于放置轴承的成品库组件9；
40.所述基础台架1上，对应装配检测单元7位置设有匹配的机器人组件6，所述机器人组件6用于将工件过渡平台8上的工件放置装配检测单元7上，并把检测后的工件夹取至成品仓库10。
41.如图2所示，所述供料筛选单元2包括：传输线组件21、供料组件22和电机驱动23；
42.所述电机驱动23的输出端与传输线组件21传动连接，所述供料组件22的输出端设有推块，对应推块的位置设有工件放置架12；所述供料组件22动作，使推块将工件放置架12内的工件推到传输线组件21上，所述传输线组件21依次设有出料光电检测开关模块27、电容接近开关29、色标传感器213、拨叉机构25、加热冷却模块214和收料光电检测开关模块28；所述传输线组件21上与所述拨叉机构25对侧设有收集滑道24；所述电容接近开关29用于检测有无物料通过，所述色标传感器213用于检测物料颜色，所述加热冷却模块214用于
对物料进行加热；所述收料光电检测开关模块28用于检测物料是否传输到位。
43.传输线组件21采用皮带传输，端部设有废料箱11，供料组件22包括气缸，通过气缸对推块动作；拨叉机构25采用气缸的输出端设有拨齿，通过拨齿对工件进行剔除到收集滑道24内。
44.传输分拣机构主要由传输线（含直流电机）、物料检测传感器（电感传感器、颜色传感器、光电传感器）、自动摆臂分拣装置、分拣料槽等组成，可以完成工件传输，并可根据实训的内容对工件的材质、颜色种类进行判别完成自动分拣工作，
45.进一步地，所述气动笛卡尔机器人5包括气动 x 轴组件51、气动 y 轴组件52和气动抓手组件53；
46.所述气动 x 轴组件51的输出端连接有主连接板54，所述主连接板54的顶部设有转台气缸55，所述转台气缸55的输出端设有y轴气缸，所述y轴气缸的输出端设有z轴气缸，所述气动抓手组件53与z轴气缸的输出端连接。
47.如图5所示，所述龙门 cnc3包括x 轴模组31、y 轴模组32和z 轴模组33；
48.所述x 轴模组31设有两组，所述y 轴模组32与x 轴模组31滑动连接；所述z 轴模组33与y 轴模组32滑动连接；所述y 轴模组32与z 轴模组33滑动连接；所述z 轴模组33滑动连接有主轴34，所述主轴34输出端设有驱动电机38，所述驱动电机38的输出端设有钻头；运动控制单元采用桁架式结构，具有三个方向的自由度，整体由铝型材加工制造，x 轴采用无杆气缸进行传动，y 轴采用伸缩气缸+旋转气缸，z 轴采用高度精度带导杆气缸，具有强度强、速度快、传动平稳等特点。z 轴末端配置有气动夹爪，用来抓取工件。
49.具体的，x 轴模组31、y 轴模组32和z 轴模组33；均采用工业直线模组，为现有技术，内置高精度滚珠丝杆和精密直线导轨，动力选用 3 套伺服电机，其具有强度高、速度快、精度高、传动平稳等特点。每个传动轴具有正负限位检测、回参考点检测功能，且 z 轴采用带抱闸伺服电机，防止系统断电后主轴头因重力滑落；在此不做赘述。
50.cnc 龙门使用cnc 数控系统。平台采用真实的数控系统，通过开发存储器里的系统程序（软件）来实现控制逻辑，实现数控功能，并通过接口与外围设备进行联接。
51.进一步地，所述加工平台4包括设于基础台架1上的底座44，所述底座44两端设有立柱49，立柱顶部设有定位面板43，所述面板43上一端设有定位气缸46，另一端设有定位挡块42；所述定位气缸46的输出端设有与定位挡块42适配的夹紧挡块41。
52.如图6所示，所述机器人组件6包括设于基础台架1上的机器人底座61，与底座61连接的机器人62；所述机器人62连接有气爪组件63；采用四轴scara 机器人对物料进行搬运，机器人本体重量轻、简单易用、可靠性高、运动速度快、占地面积小、动作范围大，可以轻松实现自动化作业，配置多功能气动抓手。
53.如图7所示，所述装配检测单元7包括检测单元71、装配单元72和成品库组件9；
54.所述装配单元73用于放置加工后的工件，所述成品库组件9用于放置轴承，所述气爪组件63将轴承放置在工件加工孔内，所述检测单元71用于检测轴承是否按压在工件内，具体的检测方式，通过一个x轴方向的气缸，将z轴的气缸伸到工件安装处，通过z轴气缸输出端设置的与工件匹配的检测治具是否吻合。
55.如图9所示，成品仓库10包括成品库框架101、成品库位102、检测传感器103；该单元是用于存储加工完的成品，工业机器人将前一工序装配完的产品抓取至系统指定成品库
位，进行入库操作。共具有 6 个成品库位（2 行*3 列），每个库位都安装有物料检测传感器对成品物料进行有无检测。
56.工作原理：
57.首先原材料单元的出料机构将惰轮轮体推出至零件传送单元上，传输线上的检测开关检测到惰轮轮体，传输线由电机驱动，驱动皮带将惰轮轮体向前输送。惰轮轮体经过一段时间后，到达检测区，检测区开始对惰轮轮体进行检测，如果是尼龙材质的轮体，则尼龙轮体会被后方的分拣机构分拣至临时料盒。如果是金属材质的轮体，则允许惰轮轮体继续沿着传输线运送至加热区。加热区检测到有轮体到位后，皮带停止。加热区开始对惰轮轮体加热，加热完成后，惰轮轮体继续随传输带移动，等待运动控制单元抓取。
58.运动控制单元将惰轮轮体抓取至 cnc 单元，对惰轮轮体进行模拟加工，cnc 单元模拟加工完成后再由运动控制单元将惰轮轮体取出放置缓存工位，再由 scara 机器人搬运至装配位，随后将线边库的轴承取过来，安装到惰轮轮体内孔，并按压到位，完成装配工作。
59.装配完成后，检测机构进行装配检测，检测合格的工件由 scara 机器人搬运至成品库单元，检测不合格的工件搬运至不合格产品收集工位。
60.在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
61.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。