一种综合化的智能控制系统教学实训装置的制作方法

本实用新型涉及一种教学实训装置，更具体地说，它涉及一种综合化的智能控制系统教学实训装置。

背景技术：

随着智能制造、智能生产、工业4.0等概念的推广，目前国内多数中高职业院校都开设有机电一体化、智能生产线、智能制造、工业机器人、柔性制造系统等相关课程，国内市面也出现了各种各样的教学装备。

智能控制知识面广，涉及的领域众多，对教学设备的要求也比较高，但是目前市面上的教学设备体积较为庞大，在教学上很难推广。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种综合化的智能控制系统教学实训装置，减少现有智能控制教学设备因体积庞大而影响教学的的情况。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种综合化的智能控制系统教学实训装置，包括工作台支架，所述工作台支架安装有电控孔板和工作台面，所述电控孔板安装有电控系统和用于提供电源的电源模块，所述工作台面安装有智能控制模块，所述电控系统对智能控制模块进行控制。

通过采用上述技术方案，在智能控制模块上安装教学实训所需要的功能模块，并与电控系统连接，通过电控系统对智能控制模块的各个功能模块进行控制，从而实现实训所需要实现的功能，将实训教学所需的各个模块集成到工作台支架上，减少了教学设备所占用的体积，有利于教学的顺利进行和推广。

优选的，所述电控孔板的数量为2个，并以抽拉式安装于工作台支架。

通过采用上述技术方案，2个电控孔板增大了用于安装电控系统和电源模块的体积，并在对电控系统设置完毕后可将电控孔板推回工作台支架内，提高空间的利用效率，方便教学的进行。

优选的，所述智能控制模块包括供料传输模块、冲压加工模块、四轴机械手、视觉识别模块、AGV小车和综合立体仓库模块，并分别连接于电控系统。

通过采用上述技术方案，在进行实训时，电控系统控制供料传输模块弹出工件，然后控制四轴机械手将工件送到冲压加工模块进行加工，之后在将工件移动回原点，四轴机械手将工件送至视觉识别模块检测，识别出工件特性，识别完成后四轴机械手再将工件送至AGV小车，启动AGV小车，循迹向综合立体仓库模块前进，由综合立体仓库模块中进行取料并按工件的特性将工件分类放入立体仓库中不同的位置，取料完成后，AGV小车原地倒车回原点，如此过程循环运作。

优选的，所述电控系统包括物联网网关模块、单片机控制模块、交换机模块和LoRa无线电台模块，所述四轴机械手通过RS232线接入物联网网关模块，所述视觉识别模块通过网线连接交换机模块，所述AGV小车通过LoRa无线方式连接LoRa无线电台模块，所述单片机控制模块对供料传输模块、冲压加工模块和综合立体仓库模块进行控制。

通过采用上述技术方案，物联网网关模块通过RS232线实现对四轴机械手的控制，交换机模块通过网线实现与视觉识别模块的通信，LoRa无线电台模块通过LoRa无线方式实现对AGV小车的控制，单片机方便对供料传输模块、冲压加工模块和综合立体仓库模块进行控制。

优选的，所述工作台面安装有安装支架，所述安装支架安装有LED显示屏和摄像头，所述LED显示屏通过RS485接口连接物联网网关模块，所述摄像头通过网线连接交换机模块。

通过采用上述技术方案，LED显示屏方便使用者了解实训装置当前的多项参数，方便对实训数据进行记录，交换机将摄像头所采集的数据传输给视觉识别模块，方便对工件的识别。

优选的，所述电控系统设置有接口端子板，所述供料传输模块、冲压加工模块和综合立体仓库模块均设置有DB25接口，所述供料传输模块、冲压加工模块和综合立体仓库模块的控制线路集成于各自的DB25接口，每个所述DB25接口通过端子接线连接于一接口端子板，所述接口端子板各连接于一单片机控制模块。

通过采用上述技术方案，通过DB25延长线，就可以将供料传输模块、冲压加工模块和综合立体仓库模块控制线路快速接入电控系统，接口端子板可以将DB25接口的25根线转换成25个接线端子，通过端子接线即可连接单片机控制模块，操作简单，方便教学的进行。

优选的，所述电控系统还包括网络转串口模块，所述单片机控制模块通过RS485接口连接网络转串口模块，所述网络转串口模块连接物联网网关模块。

通过采用上述技术方案，单片机控制模块通过RS485接口连接网络转串口模块，将单片机模块转换为以太网设备连接物联网网关模块，方便各模块之间的通信。

优选的，所述智能控制模块还包括触摸屏模块，并通过RS232线接入物联网网关模块。

通过采用上述技术方案，触摸屏模块方便对实训装置的操作和各项参数的设置，提高教学效率。

优选的，所述工作台支架设置有滑轮。

通过采用上述技术方案，滑轮方便对工作台支架进行移动。

优选的，所述安装支架安装有人体感应灯模块和照明灯。

通过采用上述技术方案，人体感应灯模块和照明灯方便对教学实训装置的照明。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：教学实训装置运行时，控制供料传输模块弹出工件，控制四轴机械手将工件送到冲压加工模块进行加工，然后四轴机械手将工件送至视觉识别模块进行识别，识别完成后四轴机械手将工件送至AGV小车，AGV小车将工件送至综合立体仓库模块进行取料，综合立体仓库模块取料完成后，AGV小车原地倒车回原点，如此循环运作，将实训教学所需的各个模块集成到工作台支架上，减少了教学设备所占用的体积，有利于教学的顺利进行和推广。

附图说明

图1是本实施例中工作台支架的结构示意图；

图2是本实施例的结构框图；

图3是本实施例中工作台面与智能控制模块的关系示意图；

图4是本实施例的连接关系框图；

图5是本实施例的使用流程框图。

附图标记：1、工作台支架；2、电控孔板；3、工作台面；4、电控系统；401、物联网网关模块；402、单片机控制模块；403、交换机模块；404、LoRa无线电台模块；405、网络转串口模块；406、接口端子板；5、电源模块；6、智能控制模块；601、供料传输模块；602、冲压加工模块；603、四轴机械手；604、视觉识别模块；605、AGV小车；606、综合立体仓库模块；607、触摸屏模块；7、安装支架；8、LED显示屏；9、摄像头；10、滑轮；11、人体感应灯模块；12、照明灯。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种综合化的智能控制系统教学实训装置，如图1和图2所示，包括工作台支架1、电控孔板2、工作台面3和安装支架7，为了方便对工作台支架1进行移动，在工作台支架1的底部安装有滑轮10，电控孔板2、工作台面3和安装支架7均安装在工作台支架1上，电控孔板2安装有电控系统4和用于提供电源的电源模块5，工作台面3安装有智能控制模块6。

其中电控孔板2的数量为2个，并以抽拉式前后安装于工作台支架1，电源模块5安装在其中一个电控孔板2上，为整个设备提供220V、24V和12V电源供给，2个电控孔板2增大了用于安装电控系统4和电源模块5的体积，并在对电控系统4设置完毕后可将电控孔板2推回工作台支架1内，提高空间的利用效率，方便教学的进行。

安装支架7安装有安装有LED显示屏8、照明灯12、摄像头9和人体感应灯模块11（图1未示出）。

结合图3和图4，电控系统4包括物联网网关模块401、单片机控制模块402、网络转串口模块405、接口端子板406、交换机模块403和LoRa无线电台模块404，智能控制模块6包括供料传输模块601、冲压加工模块602、四轴机械手603、视觉识别模块604、AGV小车605、综合立体仓库模块606和触摸屏模块607。

其中供料传输模块601、冲压加工模块602、综合立体仓库模块606均设置有DB25接口，并且供料传输模块601、冲压加工模块602和综合立体仓库模块606的控制线路集成于各自的DB25接口，DB25接口通过端子接线连接于接口端子板406，通过DB25延长线，就可以各个将控制线路快速接入电控系统4，接口端子板406各连接于一单片机控制模块402，使得供料传输模块601、冲压加工模块602和综合立体仓库模块606各由一套单片机控制模块402实现其控制，并且接口端子板406可以将DB25接口的25根线转换成25个接线端子，通过端子接线即可连接单片机控制模块402，操作简单，方便教学的进行。

每个单片机控制模块402通过RS485接口连接于一网络转串口模块405，每个网络转串口模块405均通过以太网连接于物联网网关模块401，并且每个网络转串口模块405均通过网线连接于交换机模块403，将单片机模块转换为以太网设备，方便各模块之间的通信，实现多机通信。

其中触摸屏模块607、四轴机械手603通过RS232线接入电控系统4内的物联网网关模块401，触摸屏模块607方便对实训装置的操作和各项参数的设置，提高教学效率，四轴机械手603方便对原料进行抓取和移动。

视觉识别模块604通过网线连接交换机模块403，通过网络的方式和物联网网关模块401进行通信，物联网网关模块401通过RS232线实现对四轴机械手603的控制，交换机模块403通过网线实现与视觉识别模块604的通信。

AGV小车605带有通信功能，通过LoRa无线方式连接电控系统4内的LoRa无线电台模块404，LoRa无线电台模块404通过RS232线连接物联网网关模块401，物联网网关模块401通过LoRa无线电台模块404实现对AGV小车605的控制。

安装支架7上的LED显示屏8通过RS485接口连接物联网网关模块401，摄像头9通过网线连接电控系统4的交换机模块403，LED显示屏8方便使用者了解实训装置当前的多项参数，方便对实训数据进行记录，交换机将摄像头9所采集的数据传输给视觉识别模块604，方便对工件的识别，并且人体感应灯模块11和照明灯12方便对教学实训装置的照明，交换机将摄像头9所采集的数据传输给视觉识别模块604，方便对工件的识别。

通过各功能模块的连接，物联网网关模块401通信操作控制到各个模块，实现多机通信，物联网网关模块401可以通过脚本配置实现系统运行逻辑。

具体使用过程：结合图3和图1，教学实训装置运行时，物联网网关模块401控制供料传输模块601弹出工件，然后控制四轴机械手603将工件送到冲压加工模块602进行加工，并控制冲压加工模块602启动冲压加工模块602上的转盘将工件移动到冲压位置，驱动冲压加工模块602上的气缸进行冲压，再将工件移动回原点。

加工完成后，四轴机械手603将工件送至摄像头9处，使视觉识别模块604对工件的特性进行识别，识别完成后四轴机械手603再将工件送至AGV小车605处，并启动AGV小车605，循迹向前送料，到取料点停止。

由综合立体仓库模块606中的仓库机械手进行工件的取料，仓库机械手按黑白颜色分类放入立体仓库中，白色的产品放入上两层仓库位置中，黑色的产品放入下层仓库位置中，放置顺序为自左至右放置，取料完成后，AGV小车605原地倒车回原点，如此过程循环运作。

将实训教学所需的各个模块集成到工作台支架1上，减少了教学设备所占用的体积，有利于教学的顺利进行和推广。

本教学实训装置为中高职自动控制、电气自动化、机电一体化、智能制造、工业物联网等相关专业教学服务的一套综合化、多功能、开放式，集实验实训、创新创业教学、技能竞赛于一体的现代教学装备。该装置能够满足相关专业的实训教学、课程设计、毕业设计、应用软件开发、技术创新等教学需要，符合学生做学结合、注重应用，从基础到高级渐进的技能形成规律，方便各中高职学校相关课程开设。