一种物料输送、分类、仓储智能装置的实训教学平台的制作方法

本发明涉及一种物料输送、分类、仓储智能装置的实训教学平台，本发明属于教育仪器领域。

背景技术

目前，随着社会生产力和人力资源成本的提升，原有的传统人力密集型生产模式已逐渐不适应社会的需求，这时希望通过自动控制设备实现生产力的替换，于是就出现了先进制造技术和智能制造技术，以至于发展到现在的工业4.0和中国制造2025，而其核心内容为“互联网+”。高校是培养“互联网+”实用型人才的摇篮，高校实训设备的配置直接影响人才培养的质量。在高校，电气工程与自动化、电气自动化、自动化、机电一体化专业急需配置“互联网+”实训平台来从事教学、科研和研究。本实训平台是模仿真实工业自动化生产现场设计的集物料输送、分类、仓储为一体实训教学平台，是满足电气工程与自动化、电气自动化、自动化、机电一体化专业教学、科研和研究的“互联网+”教学设备。该实训教学平台模仿真实工业现场，采用plc控制，通过设定动作参数，能够进行自动化操作，实现工业现场的物料输送、分类、仓储智能装置的仿真教学。学生通过实训，能够使学生了解工业现场的自动化控制，同时，在无法到达工业现场或大大降低实训成本的情况下，锻炼学生的动手能力、编程思维、控制理念。

技术实现要素：

一种物料输送、分类、仓储智能装置的实训教学平台(物料为圆柱体)分类仓储装置由以下部分组成：分拣装置总底板(1)、物料输送装置总成(2)、机械手装置总成(3)、仓储分类装置总成(4)、其特征是该物料输送装置总成(2)、机械手装置总成(3)、仓储分类装置总成(4)固定在分拣装置总底板(1)上；物料输送装置总成(2)进行物料输送；机械手装置总成(3)进行物料抓取和转运；分类仓储装置总成(4)进行物料的分类仓储。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：物料输送装置总成(2)先工作，输送物料，在输送过程中，由颜色分辨传感器(6)分辨是何种颜色的物料、颜色分辨传感器(6)的信号传递给伺服电机(9)进行记忆。物料输送装置总成(2)把物料输送到物料抓取位置(7)后，由物料抓取位置检测传感器(8)检测到物料，发出信号，该信号传递给机械手升降气缸(10)来升降机械手(12)、同时该信号传递给盘形伺服电机(9)则根据颜色的不同旋转不同的角度。如果是红颜色物料，则伺服电机(9)根据记忆的红颜色信号，旋转60度，把红颜色物料置于红颜色物料落料仓(19)上方，此时机械手升降气缸(10)下行，机械手(12)带着红颜色物料向下移动至红颜色物料落料仓(19)的入口，同时，机械手爪松开，红颜色物料落入红颜色物料落料仓下部，物料检测传感器(17)检测到物料后，红颜色物料推出气缸(23)动作，把红颜色物料推至红颜色物料料仓(21)；如果是黄颜色物料，则伺服电机(9)根据记忆的黄颜色信号，旋转120度，把黄颜色物料置于黄颜色物料落料仓(20)上方，此时机械手升降气缸(10)下行，机械手(12)带着黄颜色物料向下移动至黄颜色物料落料仓(20)的入口，同时，机械手爪(12)松开，黄颜色物料落入黄颜色物料落料仓下部，物料检测传感(18)检测到物料后，黄颜色物料推出气缸(24)动作，把黄颜色物料推至黄颜色物料料仓(22)，通过颜色分辨传感器(6)进行颜色分辨，机械手爪(12)抓取、机械手升降气缸(10)升降、伺服电机(9)旋转不同角度，实现不同颜色的物料分类和仓储，完成物料分类仓储的功能。

上述物料输送装置总成(2)由物料初始位置(5)、物料初始检测传感器(26)、物料输送同步带(27)、颜色分辨传感器(6)、物料抓取位置(7)、物料抓取位置检测传感器(8)、变频电机(28)组成，其中，物料初始检测传感器(26)检测到物料后，发出信号，变频电机(28)开始工作，带动物料输送装置总成(2)的物料输送同步带(27)运动，物料输送同步带(27)带动物料(5)向物料抓取位置(7)移动，在通过颜色分辨传感器(6)时，颜色分辨传感器(6)分辨红颜色或黄颜色并记忆，当物料输送同步带(27)带动物料(5)移动到物料抓取位置(7)时，物料抓取位置检测传感器(8)发出信号，变频电机(28)停止工作、静止不动，同时机械手装置总成(3)中的盘形伺服电机(9)按控制要求工作；

上述机械手装置总成(3)由盘形伺服电机(9)、机械手升降气缸(10)、机械手伸缩气缸(11)、机械手抓取气缸(29)、机械手爪(12)组成，其中，机械手装置总成(3)中的升降气缸(10)得到物料抓取位置检测传感器(8)发出物料到位信号后按控制要求升起，升降气缸(10)升起后，盘形伺服电机(9)按控制要求工作，逆时针旋转一定角度到抓取位置(7)、抓取到位，此时机械手伸缩气缸(11)伸出，机械手抓取气缸(29)动作，机械手爪(12)抓取物料，物料被抓取后，盘形伺服电机(9)根据颜色分辨传感器(6)记忆的信号，若是红颜色，按控制要求顺时针旋转60度，带动抓着物料的机械手爪(12)到红颜色物料落料仓(19)上方，升降气缸(10)落下，并准备松开物料；若是黄颜色按控制要求顺时针旋转120度，带动抓着物料的机械手爪(12)到黄颜色物料落料仓(20)上方，升降气缸(10)落下，并准备松开物料；

上述仓储分类装置总成(4)由地板(13)、三角支架(14)、气缸固定板(15)、落料仓支柱(左右各1个)(16)、物料检测传感器(17)、物料检测传感器(18)、红颜色物料落料仓(19)、黄颜色物料落料仓(20)、红颜色物料料仓(21)、黄颜色物料料仓(22)、红颜色物料推入气缸(23)、黄颜色物料推入气缸(24)、电磁阀(25)组成，其中，盘形伺服电机(9)根据颜色分辨传感器(6)记忆的信号，若是红颜色物料，按控制要求顺时针旋转60度，带动抓着物料的机械手爪(12)到红颜色物料落料仓(19)上方，机械手抓取气缸(29)动作，松开物料，片刻后机械手伸缩气缸(11)缩回，红颜色物料落入红颜色物料落料仓(19)，顺着落料仓支柱(左)(16)落入底部，物料检测传感器(17)检测到红颜色物料后，红颜色物料推入气缸(23)工作，把物料推入红颜色物料料仓(21)，进行仓储，盘形伺服电机伺服电机(9)根据颜色分辨传感器(6)记忆的信号，若是黄颜色物料，按控制要求顺时针旋转120度，带动抓着物料的机械手爪(12)到黄颜色物料落料仓(20)上方，机械手抓取气缸(29)动作，松开物料，片刻后机械手伸缩气缸(11)缩回，黄颜色物料落入黄颜色物料落料仓(20)，顺着落料仓支柱(右)(16)落入底部，物料检测传感器(18)检测到红颜色物料后，红颜色物料推入气缸(24)工作，把物料推入黄颜色物料料仓(22)，进行仓储。

一种物料输送、分类、仓储智能装置的实训教学平台有益效果是，控制先进，输送物料、抓取物料、仓储落料、物料仓储准确、运动平稳、定位无误，结构紧凑。装置具有远程控制、自动监视诊断，安全联锁控制等功能，提高了安全可靠性；采用plc控制，产品体积小，结构简化，与“互联网+”实训教学相衔接，可实现智能仓储功能的教学。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

表1是物料分类仓储结构plc的i/o分配表；

物料分类仓储结构plc的i/o分配表，如表1所示

表1分类仓储装置plc的i/o分配表

图1是互联网+智能制造教学实训平台的物料分类仓储装置结构图。

图例中智能制造教学实训平台的物料(物料为圆柱体)分类仓储装置由以下部分组成：分拣装置总底板(1)、物料输送装置总成(2)、机械手装置总成(3)仓储分类装置总成(4)、物料初始位置(5)、物料初始检测传感器(26)、颜色分辨传感器(6)、物料抓取位置(7)、物料抓取位置检测传感器(8)、变频电机(28)、盘形伺服电机(9)、机械手升降气缸(10)、机械手伸缩气缸(11)、机械手抓取气缸(29)、机械手爪(12)、三角支架(14)、气缸固定板(15)、落料仓支柱(左右2个)(16)、物料检测传感器(17)、物料检测传感器(18)、红颜色物料落料仓(19)、黄颜色物料落料仓(20)、红颜色物料料仓(21)、黄颜色物料料仓(22)、红颜色物料推入气缸(23)、黄颜色物料推入气缸(24)、电磁阀(25)组成。

图2是物料分类仓储结构装置安装接线图。

图例中说明了物料分类仓储结构装置输入和输出接线端子之间的关系。

图3是物料分类仓储结构流程图。

图例中说明了物料分类仓储结构装置控制程序的流程

具体实施方式

在图1所示实施例中，智能制造教学实训平台的物料(物料为圆柱体)分类仓储装置的物料输送装置总成(2)、机械手装置总成(3)、仓储分类装置总成(4)固定在分拣装置总底板(1)上；物料输送装置总成(2)进行物料输送；机械手装置总成(3)进行物料抓取和转运；分类仓储装置总成(4)进行物料的分类仓储；物料初始检测传感器(26)检测到物料后，发出信号，变频电机(28)开始工作，带动物料输送装置总成(2)的同步带(27)运动，同步带(27)带动物料(5)向物料抓取位置(7)移动，在通过颜色分辨传感器(6)时，颜色分辨传感器(6)分辨红颜色或黄颜色并记忆，当同步带(27)带动物料(5)移动到物料抓取位置(7)时，物料抓取位置检测传感器(8)发出信号，变频电机(28)停止工作、静止不动，同时机械手装置总成(3)中的盘形伺服电机(9)按控制要求工作；机械手装置总成(3)中的盘形伺服电机(9)得到物料抓取位置检测传感器(8)发出物料到位信号后按控制要求工作，逆时针旋转一定角度到抓取位置(7)，机械手伸缩气缸(11)伸出，机械手抓取气缸(29)动作，机械手爪(12)抓取物料，物料被抓取后，机械手伸缩气缸(11)缩回，盘形伺服电机(9)根据颜色分辨传感器(6)记忆的信号，若是红颜色，按控制要求顺时针旋转60度，带动抓着物料的机械手爪(12)到红颜色物料落料仓(19)上方；若是黄颜色按控制要求顺时针旋转120度，带动抓着物料的机械手爪(12)到黄颜色物料落料仓(20)上方，准备松开物料；盘形伺服电机(9)根据颜色分辨传感器(6)记忆的信号，若是红颜色物料，按控制要求顺时针旋转60度，带动抓着物料的机械手爪(12)到红颜色物料落料仓(19)上方，片刻后松开物料，红颜色物料落入红颜色物料落料仓(19)，顺着落料仓支柱(左)(16)落入底部，物料检测传感器(17)检测到红颜色物料后，红颜色物料推入气缸(23)工作，把物料推入红颜色物料料仓(21)，进行仓储；伺服电机(9)根据颜色分辨传感器(6)记忆的信号，若是黄颜色物料，按控制要求顺时针旋转120度，带动抓着物料的机械手爪(12)到黄颜色物料落料仓(20)上方，片刻后松开物料，黄颜色物料落入黄颜色物料落料仓(20)，顺着落料仓支柱(右)(16)落入底部，物料检测传感器(18)检测到红颜色物料后，红颜色物料推入气缸(24)工作，把物料推入黄颜色物料料仓(22)，进行仓储。

在图2所示实施例中，设备上电和气源接通后，若各气缸满足初始位置要求，则“正常工作”指示灯hl1常亮，表示设备准备好。否则，该指示灯以1hz频率闪烁。

若设备准备好，按下启动按钮，分拣装置启动，“设备运行”指示灯hl2常亮。

若在运行过程中按下停止按钮，则供料机构应立即停止供料，在分拣条件满足的情况下，物料分拣结构在完成本次分拣后停止工作。

在图3所示实施例中，物料分拣结构的plc控制流程图程序结构：物料分类仓储结构是一个顺序控制。主程序在每-扫描周期都调用系统状态显示子程序，仅当在运行状态已经建立才可能调用供料控制子程序。

plc上电后应首先进入初始状态检查阶段，确认系统已经准备就绪后，才允许投入运行，这样可及时发现存在问题，避免出现事故。例如，若两个气缸在上电和气源接入时不在初始位置，这是气路连接错误的缘故，显然在这种情况下不允许系统投入运行。通常的plc控制系统往往有这种常规的要求。

在图3所示实施例中，物料分类仓储结构运行的主要过程是分拣控制，它是一个步进顺序控制过程。