一种基于机器人的自动化教学实训平台的制作方法

本发明涉及机器人教学领域，特别是一种基于机器人的自动化教学实训平台。

背景技术：

随着机器人在各行业的广泛应用，机器人教育也变得越来越重要，基于机器人的教学实训平台应运而生，机器人教学实训平台具有很好的演示效果，同时也能够培养学生的动手操作能力，但是目前的教学实训平台结构都较为复杂，自动化程度低，学生很难在有限的教学时间内完成所有学习内容，且其占地面积大，不利于管理教学，导致其起到的教学效果不是很理想。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于机器人的自动化教学实训平台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于机器人的自动化教学实训平台，包括工作台，所述工作台上设置有进料机构、传送机构、运料机构、压料机构、抓取机构、触摸显示屏和plc控制模块，所述plc控制模块分别与所述进料机构、传送机构、运料机构、压料机构、抓取机构和触摸显示屏电性连接。

所述进料机构包括呈井状的装料台，所述装料台的底部设置横向贯通的通孔，所述通孔与所述传送机构连接，所述通孔的内部设置有推板，所述推板的末端安装有第一驱动装置，第一驱动装置与所述plc控制模块电性连接。

所述传送机构包括第一支架，所述第一支架上设置有第一传送带以及带动所述第一传送带运动的第二驱动装置，所述第二驱动装置与所述plc控制模块电性连接。

所述压料机构包括第二支架，所述第二支架上安装有转盘和驱动所述转盘轴向转动的第三驱动装置，所述转盘的表面设置有定位槽，所述第二支架上还安装有压合装置，所述第三驱动装置和压合装置均与所述plc控制模块电性连接。

所述抓取机构包括第三支架和多轴机器人，所述第三支架上设置有可沿所述第三支架轴向方向移动的第一滑动座，以及驱动所述第一滑动座滑动的第四驱动装置，所述多轴机器人安装在所述第一滑动座上，所述多轴机器人和第四驱动装置均与所述plc控制模块电性连接。

所述运料机构包括第一送料单元、第二送料单元和储料单元，所述第一送料单元用于输送物料给所述第二送料单元，所述储料单元用于存储所述第二送料单元输送过来的物料，所述plc控制模块与所述第一送料单元、第二送料单元和储料单元电性连接。

所述第一送料单元包括第四支架和第一电机，所述第一电机与所述plc控制模块电性连接，所述第四支架上设置有对称的轮组，所述轮组包括前轮组和后轮组，所述前轮组和后轮组之间连接有第二传送带，所述第二传送带上设置有载料板，所述第四支架的末端设置有用于顶住所述载料板的限位部，其中一对对称的轮组之间连接有传动杆，所述传动杆上设置有第一伞齿轮，所述第一电机的输出轴安装有第二伞齿轮，所述第一伞齿轮的轴线与所述第二伞齿轮的轴线互相垂直，所述第一伞齿轮和第二伞齿轮啮合。

所述第二送料单元包括第五支架和第六支架，所述第五支架和所述第六支架互相垂直，所述第五支架设置有可沿所述第五支架轴向方向移动的第二滑动座，以及驱动所述第二滑动座滑动的第五驱动装置，所述第六支架安装在所述第二滑动座上，所述第六支架上设置有可沿所述第六支架轴向方向移动的第三滑动座和驱动所述第三滑动座滑动的第六驱动装置，所述第三滑动座上安装有支座，所述支座上设置有齿轮齿条传动装置和驱动所述齿轮齿条传动装置的减速电机，所述齿轮齿条传动装置上设置有输送板，所述第五驱动装置、第六驱动装置和减速电机均与所述plc控制模块电性连接。

所述储料单元包括由上侧板、下侧板、左侧板、右侧板组成矩形架体，所述上侧板和下侧板之间设置有若干前连接杆和后连接杆，所述前连接杆和后连接杆之间设置有卡接板，所述卡接板上设置有红外传感器，所述红外传感器与所述plc控制模块电性连接。

本发明的有益效果是：本发明通过plc控制模块控制各个机构运作，自动化程度高，结构简单，便于操作，使得学生能够在有限的教学时间内完成所有学习内容，另外，其占地面积小，方便教学人员管理，能够有效提升教学质量，带来显著的教学效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构原理框图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的图2中a处的放大图；

图4是本发明的图2中b处的放大图；

图5是本发明的第一送料单元的结构示意图；

图6是本发明的第二送料单元的结构示意图；

图7是本发明的储料单元的结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图7，一种基于机器人的自动化教学实训平台，包括工作台1，所述工作台1上设置有进料机构、传送机构、运料机构、压料机构、抓取机构、触摸显示屏和plc控制模块，所述plc控制模块分别与所述进料机构、传送机构、运料机构、压料机构、抓取机构和触摸显示屏电性连接；所述触摸显示屏用于显示各个机构的工作状态和工作参数，用户可通过所述触摸显示屏对各个机构进行控制。

所述进料机构包括呈井状的装料台2，所述装料台2的底部设置横向贯通的通孔，所述通孔与所述传送机构连接，所述通孔的内部设置有推板3，所述推板3的末端安装有第一驱动装置4，第一驱动装置4与所述plc控制模块电性连接，本实施例中，所述第一驱动装置4为气缸推杆a1，用户可在所述装料台2内堆叠多个物料，通过plc控制模块控制第一驱动装置4，将位于装料台2最底部的物料从通孔推出，送至所述传送机构。

进一步地，所述传送机构包括第一支架5，所述第一支架5上设置有第一传送带6以及带动所述第一传送带6运动的第二驱动装置7，所述第二驱动装置7与所述plc控制模块电性连接；本实施例中，所述第二驱动装置为减速电机b1，第一传送带6的前后两端均设置有带轮，其中一带轮与所述减速电机b1的输出端连接；本实施例中，所述第一支架5上还设置有若干光纤传感器和推杆(图中未示出)，所述光纤传感器和气缸推杆a2均与所述plc控制模块电性连接，所述光纤传感器位于所述第一传送带6的正上方，用于检测物料的颜色和材质等是否符合预设的规定要求，所述气缸推杆a2位于所述第一传送带6的一侧，所述第一传送带6的另一侧设置有下料口40，所述下料口40与所述气缸推杆a2的输出端相对，当检测到物料不符合预设规定时，气缸推杆a2将物料从下料口40推出；进一步地，所述第一传送带6的末端设置有定位板41，当物料从第一传送带6从前端输送至定位板41后，所述plc控制模块控制所述抓取机构，将物料抓取至压料机构进行加工。

所述压料机构包括第二支架8，所述第二支架8上安装有转盘9和驱动所述转盘9轴向转动的第三驱动装置10，所述转盘9的表面设置有定位槽11，本实施例中，所述定位槽11有4个，所述定位槽周向排列设置在转盘9的表面，所述第二支架8上还安装有压合装置12，所述第三驱动装置10和压合装置12均与所述plc控制模块电性连接；本实施例中，所述压合装置12为气缸推杆a3，气缸推杆a3的末端设置有压盘(用于压合物料，图中未示出)，所述压盘位于所述转盘9的正上方，所述第三驱动装置10为电机b2，当抓取机构抓取物料后，会将物料放置于所述定位槽11内，plc控制模块控制电机b2转动，从而带动转盘9转动，使定位槽11内的物料与所述压盘正对，随后控制压合装置12进行压合，完成一个物料压合后，继续控制转盘9转动，进行下一个物料的压合，当所有物料压合完毕，所述plc控制模块控制所述抓取机构抓取物料运送至所述运料机构。

本实施例中，所述抓取机构包括第三支架13和多轴机器人14，所述第三支架13上设置有可沿所述第三支架13轴向方向移动的第一滑动座15，以及驱动所述第一滑动座15滑动的第四驱动装置，所述多轴机器人14安装在所述第一滑动座15上，所述多轴机器人14和第四驱动装置均与所述plc控制模块电性连接，本实施例中，所述第四驱动装置为电机b3，所述电机b3的输出端连接有丝杆，所述丝杆与所述第一滑动座15连接，所述plc控制模块通过控制电机b3和多轴机器人14，实现任意位置的物料抓取。

所述运料机构包括第一送料单元、第二送料单元和储料单元，所述第一送料单元用于输送物料给所述第二送料单元，所述储料单元用于存储所述第二送料单元输送过来的物料，所述plc控制模块与所述第一送料单元、第二送料单元和储料单元电性连接。

进一步地，所述第一送料单元包括第四支架16和第一电机17，所述第一电机17与所述plc控制模块电性连接，所述第四支架16上设置有对称的轮组，所述轮组包括前轮组和后轮组，所述前轮组和后轮组之间连接有第二传送带18，本实施例中，所述前轮组包括第一前轮42和第二前轮43，所述后轮组包括第一后轮44和第二后轮45，所述第二传送带18上设置有载料板19，所述第四支架16的末端设置有用于顶住所述载料板19的限位部20，其中一对对称的轮组之间连接有传动杆21，所述传动杆21上设置有第一伞齿轮22，所述第一电机17的输出轴安装有第二伞齿轮(图中未示出)，所述第一伞齿轮22的轴线与所述第二伞齿轮的轴线互相垂直，所述第一伞齿轮22和第二伞齿轮啮合；当物料经过压料机构加工后，所述抓取机构将物料抓取放置于所述载料板19上，所述plc控制模块发出指令控制第一电机17工作，第二伞齿轮转动带动第一伞齿轮22转动，从而使传动杆21转动，本实施例中，第四支架16上的两个第一后轮44与所述传动杆21连接，传动杆21转动后，带动第一后轮44转动，从而带动第二传送带18，将载料板19传送至第四支架16的末端，载料板19被所述限位部20挡住，等待第二送料单元将载料板19运走。

所述第二送料单元包括第五支架23和第六支架24，所述第五支架23和所述第六支架24互相垂直，所述第五支架23设置有可沿所述第五支架23轴向方向移动的第二滑动座25，以及驱动所述第二滑动座25滑动的第五驱动装置26，所述第六支架24安装在所述第二滑动座25上，所述第六支架24上设置有可沿所述第六支架24轴向方向移动的第三滑动座27和驱动所述第三滑动座27滑动的第六驱动装置28，所述第三滑动座27上安装有支座29，所述支座29上设置有齿轮齿条传动装置(为现有技术，图中未示出)和驱动所述齿轮齿条传动装置的减速电机b4，所述齿轮齿条传动装置上设置有输送板30，所述第五驱动装置26、第六驱动装置28和减速电机b4均与所述plc控制模块电性连接；本实施例中，所述第五驱动装置26、第六驱动装置28为电机b5，电机b5的输出端连接有丝杆，丝杆与第二滑动座25和第三滑动座27与丝杆螺纹连接，本实施例中，将第二滑动座25移动的方向定义为x轴，第三滑动座27移动的方向定义为y轴，输送板30移动的方向定义为z轴，当载料板19运输至所述第四支架16的末端时，plc控制单元发出指令驱动所述第五驱动装置26、第六驱动装置28和减速电机b4，通过所述第二滑动座25、第三滑动座27和输送板30的配合移动，将载料板19从第二传送带18托出至所述输送板30上，随后控制第二滑动座25、第三滑动座27和输送板30配合移动将载料板19运输至储料单元。

所述储料单元包括由上侧板31、下侧板32、左侧板33、右侧板34组成矩形架体，所述上侧板31和下侧板32之间设置有若干前连接杆35和后连接杆36，所述前连接杆35和后连接杆36之间设置有卡接板37，具体地，所述卡接板37设置在所述后连接杆36与其正前方的前连接杆35之间，所述卡接板37上设置有红外传感器38，所述红外传感器38与所述plc控制模块电性连接；本实施例中，载料板19最终被运输放置在相邻的两块卡接板37上，所述红外传感器38用于检测卡接板37上是否有放置载料板19，并将检测到的信息反馈给所述plc控制单元。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。