一种喷涂码垛自动线实训台的制作方法

本实用新型涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种喷涂码垛自动线实训台。

背景技术：

当前，我国工业迅速发展，机电一体化技术日益提升，社会对具有机电一体化技术知识背景的人才需求量增大。但在高校教学过程中，存在同学学习了大量的理论知识，但是没有合适的实践设备，很难将理论知识转化成为技术技能。特别是喷涂和码垛自动化生产线工艺流程和设备控制原理，其中包括了伺服控制、步进控制、传感器、温度模拟量pid控制等相关技术，鉴于此，本申请设计了一套缩小版的喷涂码垛生产线用于学生实践培训。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一条集供料、搬运、喷涂、输送、烘烤、码垛工艺为一体的喷涂码垛自动线实训台，能够使学员快速理解和掌握喷涂和码垛自动化生产线工艺流程和设备控制原理。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种喷涂码垛自动线实训台，包括相互独立的供料单元、二自由度搬运单元、输送单元、三坐标码垛单元、码料盘和控制单元组成该实训台，所述供料单元用于供应工件；所述二自由度机械手单元用于将供料单元上毛坯料搬运到喷涂工位，完成喷涂后继续搬运到输送单元；所述输送单元用于将喷涂好的工件输送至烘烤工位，完成后继续将工件输送至码垛工位；所述三坐标码垛单元用于将处理好的工件根据预先设置的程序在码料盘进行码垛。

进一步地，所述供料单元包括底板、减速电机、料盘、工件拨板、取料检测传感器、取料工位，所述减速电机固定在料盘上，所述工件拨板固定在减速电机输出轴上，所述取料检测传感器固定在料盘外侧取料位置处，所述料盘通过螺栓连接固定到底板上。

进一步地，所述二自由度搬运单元包括支架、步进电机、回转轴组件、手臂、升降气缸、导向组件、气动马达、吸盘和喷枪，所述步进电机固定在支架上，所述回转轴组件与步进电机输出轴之间键连接，所述手臂一端固定在回转轴组件上，另一端固定导向组件，所述升降气缸带动导向组件上下运动，所述升降气缸带动导向组件上下运动，所述吸盘固定在气动马达上做回转运动，所述吸盘可吸附工件，所述喷枪对吸附工件进行喷涂作业。

进一步地，所述输送单元包括初始位传感器、变频减速电机、烘烤室、加热电阻丝、温度传感器、终点传感器、输送带支架、输送带、编码器，所述变频减速电机带动输送带运动，所述初始位传感器用于检测是否有工件放置在输送带上，所述烘烤室用于对喷涂好的工件进行处理，所述加热电阻丝固定在烘烤室上用于加热并通过温度传感器反馈监测数值，所述输送带支架用来固定所述部件，所述编码器监测输送带运动的位置，所述输送带用于输送工件。

进一步地，三坐标码垛单元包括型材支架、y轴模组、y轴模组滑块、xy连接件、x轴模组、x轴模组滑块、xz连接件、z轴模组、z轴模组滑块、抓料组件，所述支架固定y轴模组，所述xy连接件将x轴模组固定在y轴模组滑块上，所述xz连接件分别连接z轴模组滑块和x轴模组滑块，由于z轴模组滑块固定在x轴模组滑块上，则z轴模组整体沿z轴上下运动。所述抓料组件安装在z轴模组上，用于抓取工件进行码垛。

进一步地，所述码料盘用于码放加工好的工件，所述码料盘开有圆形凹槽便于工件定位。

所述控制单元对自动线全线或分单元运行进行控制，同时可以对运行过程中喷涂、烘烤、码垛等参数进行设置。

从上述的技术方案中可以看出，本实用新型的优点是：集供料、搬运、喷涂、输送、烘烤、码垛工艺为一体的自动化生产线，能够使学员快速掌握喷涂和码垛自动化生产线工艺流程和设备控制原理。

本实用新型的有益效果：

(1)通过喷涂和码垛自动线实训台的学习，使学生掌握包括伺服控制、步进控制、传感器、温度模拟量pid控制等相关技术，对基于plc的控制系统编程有初步的认知，另外，实训台可以分单元学习，由简入难使学生掌握该自动线的工作流程和控制原理；

(2)本实训台可以通过工业以太网技术使上位机、plc、变频器之间进行通信，通过上位机信号对生产线动作进行控制，另外可以实时修改喷涂、烘烤、码垛等工艺参数。使学生通过上位机控制生产线的各项动作，对自动线控制系统的工作原理有更进一步的了解。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的供料单元立体图；

图3是本实用新型的搬运单元立体图；

图4是本实用新型的输送单元立体图；

图5是本实用新型的码垛单元立体图；

图中：供料单元1、底板11、减速电机12、料盘13、工件拨板14、取料检测传感器15、取料工位16；二自由度搬运单元2、支架21、步进电机22、回转轴组件23、手臂24、升降气缸25、导向组件26、气动马达27、吸盘28和喷枪29；输送单元3、初始位传感器31、变频减速电机32、烘烤室33、加热电阻丝331、温度传感器332、终点传感器34、输送带支架35、输送带36、编码器37；三坐标码垛单元4包括型材支架41、y轴模组42、y轴模组滑块421、xy连接件43、x轴模组44、x轴模组滑块441、xz连接件45、z轴模组46、z轴模组滑块461、抓料组件47；码料盘5和控制单元6。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及使用方法，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1、图2、图3、图4和图5。

如图1所示，由相互独立的供料单元1、二自由度搬运单元2、输送单元3、三坐标码垛单元4、码料盘5和控制单元6组成该实训台，所述供料单元1用于供应工件；所述二自由度机械手单元2用于将供料单元上工件搬运到喷涂工位，完成喷涂后继续搬运到输送单元3；所述输送单元3用于将喷涂好的工件输送至烘烤工位，完成后继续将工件输送至码垛工位；所述三坐标码垛单元4用于将处理好的工件根据控制单元6设置的参数在码料盘5进行码垛。

如图2所示，供料单元1包括底板11、减速电机12、料盘13、工件拨板14、取料检测传感器15、取料工位16，所述减速电机12固定在料盘13上，所述工件拨板14固定在减速电机输出轴上，所述取料检测传感器15固定在料盘侧面取料位置处，所述料盘通过螺栓固定到底板上。

当所述工件拨板14转动时，带动工件旋转运动，工件依次排列被推至取料工位16，取料检测传感器15检测到工件时，使减速电机12停止旋转。

如图3所示，二自由度搬运单元2包括支架21、步进电机22、回转轴组件23、手臂24、升降气缸25、导向组件26、气动马达27、吸盘28和喷枪29，所述步进电机22固定在支架上，所述回转轴组件23与步进电机22输出轴之间键连接，所述手臂24一端固定在回转轴组件23上，另一端固定导向组件26，所述升降气缸25带动导向组件26上下运动，所述吸盘28固定在气动马达27上做回转运动，所述吸盘28可吸附工件，所述喷枪29对吸附工件进行喷涂作业。

所述手臂24首先从取料工位16中由吸盘28吸附工件，然后旋转至喷枪29所在工位进行喷涂，气动马达27带动工件旋转，以确保工件表面喷涂均匀，喷涂作业完成后手臂24继续旋转至输送单元3。

如图4所示，输送单元3包括初始位传感器31、变频减速电机32、烘烤室33、加热电阻丝331、温度传感器332、终点传感器34、输送带支架35、输送带36、编码器37，所述初始位传感器31检测到工件被放置到位后，所述变频减速电机32驱动输送带36运动，由编码器对工件运行的距离进行计数并反馈至plc中，当工件进入烘烤室33中后，所述加热电阻丝331开始加热，烘烤室33内温度需控制在一定范围内，并通过温度传感器332反馈室内温度到plc中，plc经过pid运算对加热电阻丝331进行控制，工件经过一定时间的烘烤后，继续被输送带输送至终点传感器34位置，等待三坐标码垛单元4进行码垛。

如图5所示，三坐标码垛单元4包括型材支架41、y轴模组42、y轴模组滑块421、xy连接件43、x轴模组44、x轴模组滑块441、xz连接件45、z轴模组46、z轴模组滑块461、抓料组件47，所述支架41固定y轴模组42，所述xy连接件43将x轴模组44固定在y轴模组滑块421上，所述xz连接件45分别连接z轴模组滑块461和x轴模组滑块441，由于z轴模组滑块461固定在x轴模组滑块441上，则z轴模组46整体沿z轴上下运动。所述抓料组件47安装在z轴模组46上，用于抓取工件进行码垛。

如图1所示，所述控制单元6可以对三坐标码垛单元4进行参数设置，如设置抓料的起始位置，码料盘5中放料位置，工件摆放方向，工件码放的行数、列数及层数等参数，同时可对各个模组的速度参数进行设置。

如图1所示，所述控制单元6可以设置自动线全线运行或分单元运行，同时可以对运行过程中喷涂时间参数、烘烤时间、温度范围等参数进行设置。

需要说明的是，本实用新型不涉及程序方法的改进，在控制器中实现部件的移动控制、步进控制、参数设置等均属于现有技术，而且能够通过外部购买的方式实现，本申请中涉及的所有电子部件均为外部购买。

从上述的技术方案中可以看出，本实用新型的优点是：集供料、搬运、喷涂、输送、烘烤、码垛工艺为一体的自动化生产线，能够使学员快速掌握喷涂和码垛自动化生产线工艺流程和设备控制原理。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。