一种模块化SCARA机器人综合实训台的制作方法

本实用新型属于工业机器人教学实训平台技术领域，具体涉及一种模块化SCARA机器人综合实训台。

背景技术：

机器人实训台是一种既能胜任机电类专业教学实验，又能进行机电方面技能演示以及培训的教学设备。现有的工业机器人实训平台，如模块化机电一体化生产培训系统、六自由度桌面型串联机器人系统、工业机器人与智能视觉系统应用实训平台等，适用于自动化演示及各类展示活动，演示功能丰富、集成度高、吸引力强；但，都没有模块化单一功能设置，互换性差，对学生要求较高，无法适应零基础教学。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种模块化SCARA机器人综合实训台，各实训功能模块独立设计，功能拆分，简单易学，能够辅助学生深入学习机器人的各种功能，意在培养学生的自主动手能力和进行相关考核；同时，有效利用机器人工作范围，一台设备可同时供3～5名学生操作学习；另，将机器人与虚拟仿真系统集中到一个平台，适用于不同技能基础的人员学习、实训使用。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种模块化SCARA机器人综合实训台，包括实训台柜体和设置在其顶端的实训台台面，其特征在于：其还包括SCARA机器人、模块安装板、实训功能模块、电气元件主板模块和虚拟仿真系统模块，所述实训台台面上沿其台面的长度延伸方向设有滑动槽，

-所述SCARA机器人，其通过机器人安装板能够拆卸的固定在所述实训台台面上，其机器人控制器设置在所述实训台柜体内；

-所述模块安装板，其能够沿所述滑动槽移动的固定在实训台台面上，其为同心的环状扇形面结构，其具有依次紧邻设置的五个，所述机器人安装板设置在依次紧邻设置的五个模块安装板的中心处；

-所述实训功能模块，其具有独立模块化设计的多个，各所述实训功能模块均能够拆卸的固定在所述模块安装板上，且随所述模块安装板在滑动槽内滑动的过程中所述实训功能模块能够在SCARA机器人的行程范围内自由移动，且固定在五个同心环状扇形面结构的模块安装板上的所述实训功能模块能够覆盖SCARA机器人旋转0°～300°的行程范围；

所述实训功能模块至少包括伺服分工模块、装配模块、步进输送带、码垛模块、激光雕刻模块和涂胶模块；

-所述电气元件主板模块，其主体设置在实训台柜体内，各所述实训功能模块的电气元件及线路连接均集成在所述电气元件主板模块上；

-虚拟仿真系统模块，其系统主体设置在实训台柜体内，其仿真结果显示屏设置在实训台台面上；

所述电气元件主板模块与机器人控制器电连接后即可进行相应的示教操作、实训操作和技能考核；

所述虚拟仿真系统模块与机器人控制器电连接后即可进行仿真操作。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述实训台台面上还设有圆心定位板，所述圆心定位板设置在模块安装板和机器人安装板之间，所述圆心定位板、机器人安装板和各模块安装板上均设有定心线，所述定心线为直线，安装时所述圆心定位板、机器人安装板和模块安装板三者板面上的所述定心线在同一条直线上。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述模块安装板上设有九个安装孔，各所述安装孔与相邻安装孔的孔心距离相等，各所述实训功能模块的底部均设有固定孔，所述实训功能模块放置于模块安装板上以后通过紧固件穿入安装孔和固定孔将实训功能模块能够拆卸的固定在模块安装板上。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括每个所述实训功能模块均配置有夹具，所述SCARA机器人的动作执行端设有通用法兰，各所述夹具均通过高头台阶螺钉能够拆卸的固定在所述通用法兰上。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述实训台柜体的顶端紧邻实训台台面设有香蕉插座面板，所述香蕉插座面板上对应各个实训功能模块设有各自独立的香蕉插座，所述SCARA机器人、夹具和各实训功能模块所涉及的走线均在香蕉插座面板上自行接通。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述实训台台面上设有机器人接线板，所述机器人接线板上对应SCARA机器人的电气接线均设有香蕉插座。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述实训台柜体内位于实训台台面的正下方设有用于单独储放各实训功能模块的多个储物阁。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述电气元件主板模块设置在实训台柜体内位于香蕉插座面板的背面，所述机器人控制器、虚拟仿真系统模块的系统主体均设置在实训台柜体内位于香蕉插座面板的正下方。

本实用新型的有益效果是:

其一、本实用新型的一种模块化SCARA机器人综合实训台，各实训功能模块独立设计，功能拆分，各模块方便替换，功能设置由浅入深且简单易上手，克服教学产品功能针对性不强、无考核环节设置的缺陷，能够辅助学生深入学习SCARA机器人的各种功能，意在培养学生的自主动手能力和进行相关考核；

其二、优化结构设计的模块安装板，能够有效利用SCARA机器人的工作范围，五个同心环状扇形面结构的模块安装板依次紧邻设置后能够覆盖SCARA机器人旋转0°～300°的行程范围，使得一台设备可以同时供3～5名学生操作学习；

其三、考虑更换实训功能模块时频繁置换夹具对SCARA机器人动作执行端的影响，优化在SCARA机器人的动作执行端安装通用法兰；

其四、将SCARA机器人与虚拟仿真系统集中到一个平台，适用于不同技能基础的人员学习、实训使用；

其五、通过不同模块，将机器人的功能拆分，学生可自由操作学习，选择不同模块学习对应的功能操作；同时，各实训功能模块的位置可选，根据教学内容，选择单个或多个模块安装板区域，通过不同位置的切换可避免枯燥无味的教学模式，更好的达到教学效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型优选实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的俯视结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的侧视结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例码垛模块的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例激光雕刻模块和与之对应的夹具的结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例涂胶模块和与之对应的夹具的结构示意图。

其中：2-实训台柜体，4-实训台台面，6-SCARA机器人，8-模块安装板，10-滑动槽，12-机器人安装板，14-伺服分工模块，16-装配模块，18-步进输送带，20-码垛模块，22-激光雕刻模块，24-涂胶模块，26-圆心定位板，28-定心线，30-安装孔，32-香蕉插座面板，34-香蕉插座，36-机器人接线板；

201-码垛安装底板，202-把手，203-顶板支柱，204-码垛面板，205-码垛方块；

221-激光模块底板，222-顶板支柱，223-激光雕刻面板，82-激光头夹具；

241-涂胶模块底板，242-顶板支柱，243-涂胶面板，244-有机玻璃，83-涂胶夹具；

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作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。

实施例

如图1-3所示，本实施例中公开了一种模块化SCARA机器人综合实训台，包括实训台柜体2，实训台柜体顶端设有实训台台面4、机器人接线板36和香蕉插座面板32，所述实训台台面4上沿其台面的长度延伸方向设有滑动槽10，实训台台面4由铝型材组装而成，铝型材内嵌设有T型螺母；还包括SCARA机器人6、模块安装板8、实训功能模块、电气元件主板模块和虚拟仿真系统模块。

其中，SCARA机器人6通过机器人安装板12能够拆卸的固定在实训台台面4上，具体是，机器人安装板12上设有安装孔，通过圆柱头螺钉与实训台台面4上的T型螺母连接，将机器人安装板12固定在实训台台面4上，随后将SCARA机器人6固定在机器人安装板12上；SCARA机器人6的机器人控制器设置在所述实训台柜体2内。

所述模块安装板8能够沿所述滑动槽10移动的固定在实训台台面4上，如图1、2所示，本实用新型的模块安装板8为同心的环状扇形面结构，其具有依次紧邻设置的五个，所述机器人安装板12设置在依次紧邻设置的五个模块安装板8的中心处；为了确保五个模块安装板8同心设置，本实用新型的实训台台面4上还设有圆心定位板26，所述圆心定位板26设置在模块安装板8和机器人安装板12之间，所述圆心定位板26、机器人安装板12和各模块安装板8上均设有定心线28，所述定心线为直线，安装时将圆心定位板26、机器人安装板12和模块安装板8三者板面上的所述定心线28对齐，使之能够连接成一条直线，此时可以确保五块模块安装板8组成的5/6圆、圆心定位板26和SCARA机器人6的工作范围同心。

所述实训功能模块具有独立模块化设计的多个，各实训功能模块能够置换的固定在模块安装板8上，具体是在模块安装板8上设置安装孔30，各实训功能模块的底部均设有固定孔，实训功能模块放置于模块安装板8上后通过紧固件穿入安装孔和固定孔将实训功能模块固定在模块安装板8上，紧固件优选梅花螺钉，可以手动快速拆装；为了多样化固定位置，本实用新型的模块安装板8上优选设置九个安装孔30，且安装孔30与相邻安装孔30的孔心距离相等，各实训功能模块的底部均优选设置九个固定孔，且各固定孔和与之相邻的固定孔的孔心距离相等，这样布局使得一个实训功能模块可以有184种位置摆放选择，为学生学习及考核提供多种可能性。

实训功能模块固定在模块安装板8上以后，随所述模块安装板8在滑动槽10内滑动的过程中所述实训功能模块能够在SCARA机器人6的行程范围内自由移动，且固定在五个同心环状扇形面结构的模块安装板8上的所述实训功能模块能够覆盖SCARA机器人6旋转0°～300°的行程范围，使得一台设备可以同时供3～5名学生操作学习。

所述电气元件主板模块主体设置在实训台柜体2内，各所述实训功能模块的电气元件及线路连接均集成在所述电气元件主板模块上；

所述电气元件主板模块与机器人控制器电连接后即可进行相应的示教操作、实训操作和技能考核；

实训功能模块安装在模块安装板8上，编程控制SCARA机器人6动作完成各实训功能模块的示教和学习，实训功能模块的固定位置可以根据实际使用情况而适时调整，便于进行多方位、多个移动距离的示教、学习和考核，同时丰富操作的趣味性。

同时为了满足不同技能基础的学生的兼容性使用，本实用新型的实训台还设有虚拟仿真系统模块，其系统主体设置在实训台柜体2内，其仿真结果显示屏设置在实训台台面4上，所述虚拟仿真系统模块与机器人控制器电连接后即可进行仿真操作。

如图1-3所示，本实用新型的实训功能模块至少包括伺服分工模块14、装配模块16、步进输送带18、码垛模块20、激光雕刻模块22和涂胶模块24，每个实训功能模块均配置有夹具，各夹具均能够拆卸的固定在SCARA机器人6的动作执行端，考虑更换实训功能模块时频繁置换夹具对SCARA机器人6动作执行端的影响，优化在SCARA机器人6的动作执行端安装通用法兰，各实训功能模块所对应的夹具均能够通过高头台阶螺钉拆卸的固定在通用法兰上，优选采用的高头套接螺钉，可以手动快速的拆装。

部分实训功能模块的具体结构如下：

①码垛模块20安装在模块安装板8上时，编程控制SCARA机器人6完成对工件的码垛动作：如图4所示，其主要组成有码垛安装底板201、把手202、顶板支柱203、码垛面板204和码垛方块205。码垛安装底板201上设有安装孔，通过把手202与模块安装板8上的螺纹孔连接，将码垛模块20固定在模块安装板8上；顶板支柱203用于支撑码垛面板204，其固定在码垛安装底板201上，码垛面板204上设有四个方形沉槽，四个方形沉槽上分别设有ABCD的字样，码垛方块205设置在方形沉槽内，可以根据要求放置在ABCD任意一个沉槽内。

②激光雕刻模块22安装在模块安装板8上时，编程控制SCARA机器人6完成对工件的激光雕刻动作：如图5所示，其主要组成有激光模块底板221、顶板支柱222、激光雕刻面板223，激光模块底板221和激光雕刻面板223之间通过顶板支柱222连接。激光头夹具82的激光头发射光源，在激光雕刻模块22的激光雕刻面板223上按照需求模拟不同的雕刻轨迹。

③涂胶模块24安装在模块安装板8上时，编程控制SCARA机器人6完成对工件的涂胶动作：如图6所示，其主要组成有涂胶模块底板241、顶板支柱242、涂胶面板243、有机玻璃244，涂胶面板243和涂胶模块底板241之间通过顶板支柱242连接，有机玻璃244设置在涂胶面板243上，涂胶夹具83配合涂胶模块24使用，涂胶夹具83压出液体胶，沿有机玻璃244外形动作。

④装配模块18安装在模块安装板8上时，编程控制SCARA机器人6完成对工件的装配动作；

⑤伺服分工模块16安装在模块安装板8上时，编程控制SCARA机器人6完成对工件的伺服分工动作；

⑥步进输送带18安装在模块安装板8上时，编程控制SCARA机器人6完成对工件的步进输送动作。

所述实训台柜体2的顶端紧邻实训台台面设有香蕉插座面板32，所述香蕉插座面板32上对应各个实训功能模块设有各自独立的香蕉插座34，所述SCARA机器人6、夹具和各实训功能模块所涉及的走线均在香蕉插座面板32上自行接通，所述实训台台面4上设有机器人接线板36，所述机器人接线板36上对应SCARA机器人6的电气接线均设有香蕉插座34，实训台的电气接线集成化，采用香蕉插座34的连接方式电气接线，易于操作，方便学生接线启动实训。

作为本实用新型的进一步改进，所述实训台柜体2内位于实训台台面的正下方设有用于单独储放各实训功能模块的多个储物阁，实训功能模块在不使用的时候全部储放在储物阁内，归置整齐，便于维护，需要使用哪一个实训功能模块就将其从储物阁中取出来，将实训功能模块对应固定在模块安装底8上后接线上电启动。

所述电气元件主板模块设置在实训台柜体2内位于香蕉插座面板32的背面，所述机器人控制器、虚拟仿真系统模块的系统主体均设置在实训台柜体2内位于香蕉插座面板32的正下方，内部布局紧凑，利于减小整个实训台的体积；同时，电气走线内藏，不容易受到损伤。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。