本发明涉及实训教学领域，具体涉及机器人实训操作台及其使用方法。
背景技术
随着机器人技术的发展，在全国各大专科，技校，二本相继开设机器人应用及相关专业的课程，而现阶段我们对机器人的应用及学习还只停留在书本阶段且教学过程中由于场地及资金的限制，学校不可能建设相应的实际生产线来供学生学习，大多都是去工厂远距离观看，没有实际操作的可能，为了观看完整的工件搬运、上料、装配、入库需要到不同的场地区观看，费时费工，且学习效果不佳。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单，操作方便，能够使学生在实训室来感到受现实生产线中的感觉，加深学生对机器人应用场景的认识，同时学生可通过对机器人在线及离线编程，达到熟练掌握的机器人实训操作台及其使用方法。
本发明机器人实训操作台，包括支架及设置在支架顶部的工作台，其特征在于，所述工作台面上设置有方形物料库和圆形物料库，所述方形物料库和圆形物料库并列设置在工作台的一端上；
所述方形物料库通过方形物料自动上料机构连接有一方形物料输送带，所述方形物料输送带的一端与方形物料自动上料结构相连，另一端连接有一方形物料暂存台，方形物料暂存台上设置有方形暂存传感器；
所述圆形物料库通过圆形物料自动上料机构连接有一圆形物料传送带，所述圆形物料传送带的一端与圆形物料自动上料机构相连，另一端连接有一圆形物料暂存台，圆形物料暂存台上设置有圆形暂存传感器；
所述工作台上还设置有一冲压工作站，所述冲压工作站沿圆形物料输送带的运行方向设置；
工作台上远离方形物料库的一端上还设置有一装配工作站和物料码垛台，所述装配工作站和物料码垛台并列设置，装配工作站与冲压工作站之间还设置有自动打磨工作站；
所述物料码垛台与方形物料暂存台之间还设置有轨迹模拟工作站。
优选地，方形物料库包括方形物料放置平台，所述方形物料放置平台通过若干个方形物料库支撑柱与工作台固定相连；
所述圆形物料库包括圆形物料放置平台，所述圆形物料放置平台通过若干个圆形物料库支撑柱与工作台固定相连；
所述方形物料放置平台和圆形物料放置平台在同一水平面上，且方形物料放置平台和圆形物料放置平台上均设置有物料存放凹槽。
优选地，方形物料自动上料机构包括方形物料上料平台，所述方形物料上料平台通过方形上料支架与工作台固定相连，方形物料上料平台通过方形物料导向筒连接有一方形物料输送管，所述方形物料输送管的一端固定套接在方形物料导向筒内，且方形物料导向筒与方形物料上料平台固定相连，所述方形物料导向筒和方形物料输送管均为中空方形管状；
所述方形物料上料平台上还设置有一方形物料气缸固定座，所述方形物料气缸固定座上沿方形物料导向筒长度方向从上至下依次设置有两个气缸，分别为方形顶料气缸和方形落料气缸，所述方形顶料气缸和方形落料气缸上均设置有伸出杆，所述伸出杆均朝向方形物料导向筒设置，且方向物料导向筒上与伸出杆相对应的位置均设置有一通过孔，所述通过孔的中心轴线与方形物料导向筒的中心轴线垂直；
所述方形物料上料平台上还设置有一方形物料传感器固定座，所述方形物料传感器固定座与方形物料气缸固定座分别设置在方形物料导向筒的两侧，方形物料传感器固定座上设置有方形物料传感器和底层方形物料传感器，所述方形物料传感器正对方形物料导向筒顶部设置，所述方形物料导向筒上设置有一底层方形物料检测口，底层方形物料检测口设置在方形物料导向筒靠近方形物料传感器固定座的侧面上，所述底层方形物料传感器与底层方形物料检测口对应设置；
底层方形物料传感器分别与方形落料气缸和方形顶料气缸相连；
所述方形物料上料平台上设置有一方形物料出料孔，所述方形物料导向筒设置在方形物料出料孔上，并与方形物料出料孔连通；
所述方形物料上料平台底部设置有一方形物料落料传感器，方形物料落料传感器与方形物料输送带相连；
所述方形暂存传感器分别与方形落料气缸和方形顶料气缸相连。
优选地，圆形物料自动上料机构包括圆形物料上料平台，所述圆形物料上料平台通过圆形上料支架与工作台固定相连，圆形物料上料平台通过圆形物料导向筒连接有一圆形物料输送管，所述圆形物料输送管的一端固定套接在圆形物料导向筒内，且圆形物料导向筒与圆形物料上料平台固定相连，所述圆形物料导向筒和圆形物料输送管均为中空圆形管状；
所述圆形物料上料平台上还设置有一圆形物料气缸固定座，所述圆形物料气缸固定座上沿圆形物料导向筒长度方向从上至下依次设置有两个气缸，分别为圆形顶料气缸和圆形落料气缸，所述圆形顶料气缸和圆形落料气缸上均设置有伸出杆，所述伸出杆均朝向圆形物料导向筒设置，且圆形物料导向筒上与伸出杆相对应的位置均设置有一通过孔，所述通过孔的中心轴线与圆形物料导向筒的中心轴线垂直；
所述圆形物料上料平台上还设置有一圆形物料传感器固定座，所述圆形物料传感器固定座与圆形物料气缸固定座分别设置在圆形物料导向筒的两侧，圆形物料传感器固定座上设置有圆形物料传感器和底层圆形物料传感器，所述圆形物料传感器正对圆形物料导向筒顶部设置，所述圆形物料导向筒上设置有一底层圆形物料检测口，底层圆形物料检测口靠近圆形物料传感器固定座设置，所述底层圆形物料传感器与底层物料检测口对应设置；
所述底层圆形物料传感器与圆形顶料气缸和方形顶料气缸相连；
所述圆形物料上料平台上设置有一圆形物料出料孔，所述圆形物料导向筒设置在圆形物料出料孔上，并与圆形物料出料孔连通；
所述圆形物料上料平台底部设置有一圆形物料落料传感器，圆形物料落料传感器与圆形物料输送带相连；
所述圆形暂存传感器与圆形落料气缸和圆形顶料气缸相连。
优选地，冲压工作站包括冲压台及固定设置在冲压台上的冲压底座，冲压底座上设置有物料检测传感器，所述冲压台固定设置在工作台上，所述冲压台通过冲压支柱连接有一冲压机固定座，冲压机固定座上设置有冲压机，且冲压机位于冲压底座的正上方，所述冲压机上活动设置有一冲压头，冲压头朝向冲压底座设置；
所述物料检测传感器与冲压机相连。
优选地，装配工作站包括装配平台，所述装配平台上设置有一方形物料存放区域和装配区域，所述装配区域内设置有相互垂直的两个滑动轨道，两个滑动轨道相互连通处设置有一装配气缸，所述装配气缸通过气缸承载台及与气缸承载台固定相连的装配立柱与工作台相连，所述装配气缸位于两个滑动轨道相交处的正上方；装配气缸上设置有装配伸缩杆，所述装配伸缩杆朝向两个滑动轨道相交处伸出；
两个滑动轨道的一端分别设置有一物料推送气缸，所述物料推送气缸上均设置有一推料伸缩杆，两个推料伸缩杆均朝向两个滑动轨道相交处设置；
还包括一物料到位传感器，所述物料到位传感器设置在两个滑动轨道中的任意一滑动轨道上，所述物料到位传感器与该滑动轨道上的物料推送气缸相连；
所述装配立柱上设置有装配启动传感器和装配结束传感器，所述装配启动传感器与装配气缸相连，装配结束传感器与另一物料推送气缸相连。
优选地，轨迹模拟工作站包括与工作台固定相连的轨迹模拟台，所述轨迹模拟台上固定设置有轨迹模拟板和轨迹模拟笔，所述轨迹模拟板通过螺栓固定设置在轨迹模拟台上，轨迹模拟笔包括夹持座和模拟笔头，所述夹持座与模拟笔头固定相连，轨迹模拟台上设置有穿过孔，所述模拟笔头的一端穿过穿过孔，朝向工作台伸出，另一端与夹持座相连，穿过孔的直径小于夹持座的宽度。
一种机器人实训操作台的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将方形物料放置在方形物料库上，将圆形物料放置在圆形物料库上，机器人夹持方形物料至方形物料自动上料机构，并通过方形物料自动上料机构逐一落到方形物料输送带上，方形物料输送带将方形物料输送至方形物料暂存台上；
（2）机器人夹持圆形物料至圆形物料自动上料机构，并通过圆形物料自动上料机构逐一落到圆形物料输送带上，圆形物料输送带将圆形物料输送至圆形物料暂存台上；
（3）机器人夹持方形物料暂存台上的方形物料至冲压工作站，并在方形物料上冲压出装配盲孔；
（4）机器人夹持上步骤冲孔完成后的方形物料至自动打磨工作站，对盲孔进行打磨；
（5）机器人将打磨完成后的方形物料夹持至装配工作站上的方形物料存放区域内，机器人再夹取放置在圆形物料暂存台上的圆形物料，并将圆形物料装配至方形物料上的装配盲孔中，并通过物料推送气缸推送至两个滑动轨道相交处，装配气缸对位于装配盲孔中的圆形物料进行挤压，完成装配，并通过另一物料推送气缸将装配完成的方形物料和圆形物料推出两个滑动轨道相交处；
（6）机器人将装配完成后的方形物料和圆形物料通过夹持放置到物料码垛台上。
本发明结构简单，操作方便，利用工作台上设置的方形物料库和圆形物料库及与方形物料库相连的方形物料自动上料机构、与圆形物料库相连的圆形物料自动上料机构，实现物料的搬运及上料；方形物料输送带和圆形物料输送带实现物料的输送，冲压工作站实现对方形物料的冲压，并利用自动打磨工作站对冲压后的方形物料进行打磨，利用装配工作站对方形物料和圆形物料进行装配，装配完成后进行码垛处理，使得学生在一个工作台上实现工件搬运、上料、装配、入库的操作，能够使学生在实训室来感到受现实生产线中的感觉，加深学生对机器人应用场景的认识，同时学生可通过对机器人在线及离线编程，达到熟练掌握。
附图说明
图1为机器人实训操作台结构示意图。
图2为方形物料自动上料机构的结构示意图。
图3为轨迹模拟工作站结构示意图。
图4为装配工作站结构示意图。
图5为冲压工作站结构示意图。
附图标记：1-圆形物料库，2-方形物料库，3-圆形物料自动上料机构，4-方形物料自动上料机构，5-方形物料输送带，6-轨迹模拟工作站，7-物料码垛台，8-装配工作站，9-冲压工作站，10-自动打磨工作站，11-方形物料暂存台，12-圆形物料暂存台；
41-方形物料输送管，42-方形物料导向筒，43-方形物料上料平台，44-方形顶料气缸，45-方形落料气缸，46-方形物料传感器，47-底层方形物料传感器，48-方形物料落料传感器，49-通过孔；
61-轨迹模拟台，62-轨迹模拟板，63-模拟笔头，64-夹持座；
81-方形物料存放区域，82-装配气缸，83-气缸承载台，84-物料推送气缸，85-物料到位传感器，86-装配结束传感器，87-装配启动传感器；
91-冲压机固定座，92-冲压台，93-物料检测传感器，94-冲压底座，95-冲压头。
具体实施方式
本发明机器人实训操作台，包括支架及设置在支架顶部的工作台，其特征在于，所述工作台面上设置有方形物料库2和圆形物料库1，所述方形物料库2和圆形物料库1并列设置在工作台的一端上；
所述方形物料库2通过方形物料自动上料机构4连接有一方形物料输送带5，所述方形物料输送带5的一端与方形物料自动上料结构相连，另一端连接有一方形物料暂存台11，方形物料暂存台11上设置有方形暂存传感器；
所述圆形物料库1通过圆形物料自动上料机构3连接有一圆形物料传送带，所述圆形物料传送带的一端与圆形物料自动上料机构3相连，另一端连接有一圆形物料暂存台12，圆形物料暂存台12上设置有圆形暂存传感器；
所述工作台上还设置有一冲压工作站9，所述冲压工作站9沿圆形物料输送带的运行方向设置；
工作台上远离方形物料库2的一端上还设置有一装配工作站8和物料码垛台7，所述装配工作站8和物料码垛台7并列设置，装配工作站8与冲压工作站9之间还设置有自动打磨工作站10；
所述物料码垛台7与方形物料暂存台11之间还设置有轨迹模拟工作站6。
方形物料库2包括方形物料放置平台，所述方形物料放置平台通过若干个方形物料库2支撑柱与工作台固定相连；
所述圆形物料库1包括圆形物料放置平台，所述圆形物料放置平台通过若干个圆形物料库1支撑柱与工作台固定相连；
所述方形物料放置平台和圆形物料放置平台在同一水平面上，且方形物料放置平台和圆形物料放置平台上均设置有物料存放凹槽。
方形物料自动上料机构4包括方形物料上料平台43，所述方形物料上料平台43通过方形上料支架与工作台固定相连，方形物料上料平台43通过方形物料导向筒42连接有一方形物料输送管41，所述方形物料输送管41的一端固定套接在方形物料导向筒42内，且方形物料导向筒42与方形物料上料平台43固定相连，所述方形物料导向筒42和方形物料输送管41均为中空方形管状；
所述方形物料上料平台43上还设置有一方形物料气缸固定座，所述方形物料气缸固定座上沿方形物料导向筒42长度方向从上至下依次设置有两个气缸，分别为方形顶料气缸44和方形落料气缸45，所述方形顶料气缸44和方形落料气缸45上均设置有伸出杆，所述伸出杆均朝向方形物料导向筒42设置，且方向物料导向筒上与伸出杆相对应的位置均设置有一通过孔49，所述通过孔49的中心轴线与方形物料导向筒42的中心轴线垂直；
所述方形物料上料平台43上还设置有一方形物料传感器46固定座，所述方形物料传感器46固定座与方形物料气缸固定座分别设置在方形物料导向筒42的两侧，方形物料传感器46固定座上设置有方形物料传感器46和底层方形物料传感器47，所述方形物料传感器46正对方形物料导向筒42顶部设置，所述方形物料导向筒42上设置有一底层方形物料检测口，底层方形物料检测口设置在方形物料导向筒42靠近方形物料传感器46固定座的侧面上，所述底层方形物料传感器47与底层方形物料检测口对应设置；
底层方形物料传感器47分别与方形落料气缸45和方形顶料气缸44相连；
所述方形物料上料平台43上设置有一方形物料出料孔，所述方形物料导向筒42设置在方形物料出料孔上，并与方形物料出料孔连通；
所述方形物料上料平台43底部设置有一方形物料落料传感器48，方形物料落料传感器48与方形物料输送带5相连；
所述方形暂存传感器分别与方形落料气缸45和方形顶料气缸44相连；方形物料传感器46和底层方形物料传感器47及方形物料落料传感器48的型号均为gz-d10-p。
圆形物料自动上料机构3包括圆形物料上料平台，所述圆形物料上料平台通过圆形上料支架与工作台固定相连，圆形物料上料平台通过圆形物料导向筒连接有一圆形物料输送管，所述圆形物料输送管的一端固定套接在圆形物料导向筒内，且圆形物料导向筒与圆形物料上料平台固定相连，所述圆形物料导向筒和圆形物料输送管均为中空圆形管状；
所述圆形物料上料平台上还设置有一圆形物料气缸固定座，所述圆形物料气缸固定座上沿圆形物料导向筒长度方向从上至下依次设置有两个气缸，分别为圆形顶料气缸和圆形落料气缸，所述圆形顶料气缸和圆形落料气缸上均设置有伸出杆，所述伸出杆均朝向圆形物料导向筒设置，且圆形物料导向筒上与伸出杆相对应的位置均设置有一通过孔49，所述通过孔49的中心轴线与圆形物料导向筒的中心轴线垂直；
所述圆形物料上料平台上还设置有一圆形物料传感器固定座，所述圆形物料传感器固定座与圆形物料气缸固定座分别设置在圆形物料导向筒的两侧，圆形物料传感器固定座上设置有圆形物料传感器和底层圆形物料传感器，所述圆形物料传感器正对圆形物料导向筒顶部设置，所述圆形物料导向筒上设置有一底层圆形物料检测口，底层圆形物料检测口靠近圆形物料传感器固定座设置，所述底层圆形物料传感器与底层物料检测口对应设置；
所述底层圆形物料传感器与圆形顶料气缸和方形顶料气缸44相连；
所述圆形物料上料平台上设置有一圆形物料出料孔，所述圆形物料导向筒设置在圆形物料出料孔上，并与圆形物料出料孔连通；
所述圆形物料上料平台底部设置有一圆形物料落料传感器，圆形物料落料传感器与圆形物料输送带相连；
所述圆形暂存传感器与圆形落料气缸和圆形顶料气缸相连。
冲压工作站9包括冲压台92及固定设置在冲压台92上的冲压底座94，冲压底座94上设置有物料检测传感器93，所述冲压台92固定设置在工作台上，所述冲压台92通过冲压支柱连接有一冲压机固定座91，冲压机固定座91上设置有冲压机，且冲压机位于冲压底座94的正上方，所述冲压机上活动设置有一冲压头95，冲压头95朝向冲压底座94设置；
所述物料检测传感器93与冲压机相连。
装配工作站8包括装配平台，所述装配平台上设置有一方形物料存放区域81和装配区域，所述装配区域内设置有相互垂直的两个滑动轨道，两个滑动轨道相互连通处设置有一装配气缸82，所述装配气缸82通过气缸承载台83及与气缸承载台83固定相连的装配立柱与工作台相连，所述装配气缸82位于两个滑动轨道相交处的正上方；装配气缸82上设置有装配伸缩杆，所述装配伸缩杆朝向两个滑动轨道相交处伸出；
两个滑动轨道的一端分别设置有一物料推送气缸84，所述物料推送气缸84上均设置有一推料伸缩杆，两个推料伸缩杆均朝向两个滑动轨道相交处设置；
还包括一物料到位传感器85，所述物料到位传感器85设置在两个滑动轨道中的任意一滑动轨道上，所述物料到位传感器85与该滑动轨道上的物料推送气缸84相连，物料到位传感器85的型号为gr-t11-p；
所述装配立柱上设置有装配启动传感器87和装配结束传感器86，所述装配启动传感器87与装配气缸82相连，装配结束传感器86与另一物料推送气缸84相连，装配启动传感器87和装配结束传感器86的型号均为gr-d15-p。
轨迹模拟工作站6包括与工作台固定相连的轨迹模拟台61，所述轨迹模拟台61上固定设置有轨迹模拟板62和轨迹模拟笔，所述轨迹模拟板62通过螺栓固定设置在轨迹模拟台61上，轨迹模拟笔包括夹持座64和模拟笔头63，所述夹持座64与模拟笔头63固定相连，轨迹模拟台61上设置有穿过孔，所述模拟笔头63的一端穿过穿过孔，朝向工作台伸出，另一端与夹持座64相连，穿过孔的直径小于夹持座64的宽度。
使用时，分别将方形物料放置在方形物料库2上，将圆形物料放置在圆形物料库1上，利用编程控制机器人先取方形物料库2上的方形物料，放置到方形自动上料机构上的方形物料输送管41内，方形物料自动上料装置初始状态下方形落料气缸45的伸出杆为伸出状态，并从通过孔49伸入至方形物料导向筒42内，从方形物料输送管41内送入的方形物料进入方形物料导向筒42内后，与方形落料气缸45的伸出杆相抵，限制物料从方形物料导向筒42相连通的方形物料出料口输出；
当方形暂存传感器检测到方形暂存台上没有物料，向方形顶料气缸44和方形落料气缸45发出信号，方形顶料气缸44收到信号后，方形顶料气缸44的伸出杆伸出，并穿过通过孔49伸入方形物料导向筒42内，与方形物料导向筒42内的方形物料相抵，实现方形物料的限位；方形落料气缸45收到信号后，方形落料气缸45的伸缩杆收回，位于方形物料导料筒中的底层物料从方形物料出料孔落下，方形物料落料传感器48检测到物料下落后，向方形物料输送带5发出信号，方形物料输送带5动作，将落到方形物料输送带5上的方形物料运输至方形物料暂存台11，底层方形物料传感器47检测到方形物料导向筒42底层没有物料，底层方形物料传感器47先后向方形落料气缸45和方形顶料气缸44发出信号，方形落料气缸45收到信号后，方形落料气缸45的伸缩杆伸出，并从通过孔49伸入至方形物料导向筒42内；方形顶料气缸44收到信号后，方形顶料气缸44的伸缩杆缩回，位于方形物料导向筒42的物料下降，并落在方形落料气缸45的伸缩杆上；当方形物料导向筒42内的物料低于一定高度，方形物料传感器46与机器人相连，方形物料传感器46检测到物料达未到要求高度后，向机器人发出信号，机器人向方形物料输送管41内送料，方形物料自动上料机构4复位；
然后机器人取圆形物料库1上的圆形物料，放置到圆形自动上料机构上的圆形物料输送管内，圆形物料自动上料装置初始状态下圆形落料气缸的伸出杆为伸出状态，并从通过孔49伸入至圆形物料导向筒内，从圆形物料输送管内送入的圆形物料进入圆形物料导向筒内后，与圆形落料气缸的伸出杆相抵，限制物料从圆形物料导向筒相连通的圆形物料出料口输出；
当圆形暂存传感器检测到圆形暂存台上没有物料，向圆形顶料气缸和圆形落料气缸发出信号，圆形顶料气缸收到信号后，圆形顶料气缸的伸出杆伸出，并穿过通过孔49伸入圆形物料导向筒内，与圆形物料导向筒内的圆形物料相抵，实现圆形物料的限位；圆形落料气缸收到信号后，圆形落料气缸的伸缩杆收回，位于圆形物料导料筒中的底层物料从圆形物料出料孔落下，圆形物料落料传感器检测到物料下落后，向圆形物料输送带发出信号，圆形物料输送带动作，将落到圆形物料输送带上的圆形物料运输至圆形物料暂存台12，底层圆形物料传感器检测到圆形物料导向筒底层没有物料，底层圆形物料传感器先后向圆形落料气缸和圆形顶料气缸发出信号，圆形落料气缸收到信号后，圆形落料气缸的伸缩杆伸出，并从通过孔49伸入至圆形物料导向筒内；圆形顶料气缸收到信号后，圆形顶料气缸的伸缩杆缩回，位于圆形物料导向筒的物料下降，并落在圆形落料气缸的伸缩杆上；当圆形物料导向筒内的物料低于一定高度，圆形物料传感器与机器人相连，圆形物料传感器检测到物料达未到要求高度后，向机器人发出信号，机器人向圆形物料输送管内送料，圆形物料自动上料机构3复位；
机器人夹持方形物料暂存台11上的方形物料并送至冲压工作站9的冲压底座94上，物料检测传感器93检测到方形物料后，向冲压机发出信号，冲压机的冲压头95朝方形物料伸出，并在方形物料上冲压出装配盲孔，完成后冲压头95收回，设置在冲压支柱上的冲压结束传感器与机器人相连，冲压结束传感器型号为gr-d15-p，机器人收到信号后，取走方形物料并送至自动打磨工作站10，自动打磨工作站10包括打磨台及设置在打磨台上的打磨机，打磨机对冲压盲孔进行打磨；完成后，机器人夹持方形物料放置到方形物料存放区域81内，机器人再夹取放置在圆形物料暂存台12上的圆形物料，并将圆形物料装配至方形物料上的装配盲孔中，装配后的方形物料和形物料为工件，并将工件利用机器人放置到安装有物料到位传感器85的滑动轨道上，物料到位传感器85检测到工件后，物料到位传感器85所在滑动轨道上的物料推送气缸84将工件推入两个滑动轨道相交处，装配启动传感器87检测到工件后，装配启动传感器87与装配气缸82相连，装配启动传感器87向装配气缸82发出信号，装配气缸82上的伸缩杆伸出，并挤压工件上的圆形物料，使得工件装配牢靠，完成后，两个物料推送气缸84中的一个物料推送气缸84与物料到位传感器85相连，另一物料推送气缸84与装配结束传感器86，装配结束传感器86检测到装配完成，向另一物料推送气缸84发送信号，该物料推送气缸84收到信号后，该物料推送气缸84的伸缩杆伸出，将工件从两个滑动轨道相交处推出；机器人夹持装配完成的工件并放置到物料码垛台7上；完成后复位，即一个流程完成，在此过程中，机器人的动作均由学生编程控制。
轨迹模拟工作站6是为了使学生编程控制机器人，机器人夹持夹持座64，并将模拟笔头63抽出后，在轨迹模拟板62上沿着轨迹模拟板62上事先画出的轨迹运行，锻炼学生的编程能力。