一种机器人实训装置系统的制作方法

本实用新型涉及实训教学技术领域，尤其涉及一种机器人实训装置系统。

背景技术：

机器人实训装备是培养技术型人才的关键要素和教学载体，能够为学生的实践操作提供一个平台，提高学习参与度，提高教学质量。

但是目前多数企业开发的机器人实训装置功能不够齐全，不能较好的满足专业教学需求，原因是工业机器人的任务单一，一套机器人实训装置仅用来搬运或安装某一项工作，实训内容简单、学生的积极性不高，对机器人在真实行业应用中不够了解，培养出来的学生不能够快速进入相关工作岗位。这导致培训的教学案例不足，不能满足教学改革与发展，且很难作为创新与科学研究的平台。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种机器人实训装置系统，以提供一种多功能机器人实训装置系统，以实现多种功能和教学案例的展示和学习。

本实用新型实施例提供了一种机器人实训装置系统，包括：多功能物料模块、至少两个机械手机构、输送机构、分拣机构、工业供料模块和控制模块；

所述至少一个机械手机构与所述控制模块电性连接，用于将至少一种物料从所述多功能物料模块中取出；

所述输送机构与所述控制模块电性连接；所述输送机构包括传送设备，用于将所述物料和/或至少一种物料形成的工件进行输送；

分拣机构与所述控制模块电性连接，用于将所述传送设备上的所述工件或所述物料进行分拣；

所述控制模块还用于通过至少一个机械手机构将所述输送机构上的所述工件和/或所述物料搬运至所述工业供料模块。

本实用新型中，机器人实训装置系统包括多功能物料模块、多个机械手机构、输送机构、分拣机构、工业供料模块和控制模块，控制模块分别与机械手机构、输送机构和分拣机构电性连接，用于实现电性控制。其中，多功能物料模块用于放置至少一种物料；机械手机构可用于将至少一种物料从多功能物料模块取出，输送机构的传送设备可用于输送上述物料或者输送上述物料形成的工件，分拣机构可以将传送设备上的物料或工件进行分拣，机械手机构还可以将传送设备上的工件或物料搬运至工业供料模块，进行码垛等处理，从而便于后续运输和使用，本实用新型提供的机器人实训装置包含多个机械手机构，能够完成搬运、分拣、装箱设置组装等操作过程，实现了多种功能，提高了机器人实训装置系统在多种场合的通用性，并且可设置多个机械手机构之间交互动作，进一步增强机器人实训装置系统执行工序的复杂程度，便于对学生进行贴近实际生产的教学，提高教学质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种机器人实训装置系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种机器人实训装置系统的台面布局示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种机器人实训装置系统的台面布局示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种机器人实训装置系统的工序执行示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供了一种机器人实训装置系统的示意图，包括：多功能物料模块、至少两个机械手机构、输送机构、分拣机构、工业供料模块和控制模块；

至少一个机械手机构与控制模块电性连接，用于将至少一种物料从多功能物料模块中取出；

输送机构与控制模块电性连接；输送机构包括传送设备，用于将物料和/或至少一种物料形成的工件进行输送；

分拣机构与控制模块电性连接，用于将传送设备上的工件或物料进行分拣；

控制模块还用于通过至少一个机械手机构将输送机构上的工件和/或物料搬运至工业供料模块。

本实用新型中，机器人实训装置系统包括多功能物料模块、多个机械手机构、输送机构、分拣机构、工业供料模块和控制模块，控制模块分别与机械手机构、输送机构和分拣机构电性连接，用于实现电性控制。其中，多功能物料模块用于放置至少一种物料；机械手机构可用于将至少一种物料从多功能物料模块取出，输送机构的传送设备可用于输送上述物料或者输送上述物料形成的工件，分拣机构可以将物料或工件进行分拣，机械手机构还可以将传送设备上的工件或物料搬运至工业供料模块，进行码垛等处理，从而便于后续运输和使用，本实用新型提供的机器人实训装置包含多个机械手机构，能够完成搬运、分拣、装箱设置组装等操作过程，实现了多种功能，提高了机器人实训装置系统在多种场合的通用性，并且可设置多个机械手机构之间交互动作，进一步增强机器人实训装置系统执行工序的复杂程度，便于对学生进行贴近实际生产的教学，提高教学质量。

以上是本实用新型的核心思想，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

参考图1和图2，图1是本实用新型实施例提供的14一种机器人实训装置系统的结构示意图，图2是本实用新型实施例提供的一种机器人实训装置系统的台面布局示意图，图2中示出了在装置的台面2上，各模块的位置分布情况，以便于进行理解，当然各模块的位置分布不限定为图2示出的一种，还可以为其他分布情况，本实施例对各模块的位置分布不进行限定。

多功能物料模块11为放置初始物料的区域，其可分为多个区域，每个区域用于放置不同的物料，可选的，多功能物料模块11可以包括至少一个物料存储单元，每个物料存储单元用于存储不同的物料，示例性的，若在一个工序执行过程中，需要使用物料a和物料b，则选取其中一个物料存储单元存储物料a，选取另外一个物料存储单元存储物料b。工业供料模块15用于存放或使用工序执行完成后的物料或物料形成的工件，示例性的，若当前执行的工序为分类工序，则工业供料模块15可用于放置分类完成后的物料，或者将分类完成后的物料应用至其他设备的其他工序中；若当前执行的工序为生产或组装工序，则工业供料模块15可用于放置生成或组装形成的工件，或者将上述工件应用至其他设备的其他工序。工业供料模块15可以包括码垛单元、焊接单元、装箱单元以及喷涂单元中的至少一种，根据物料或工件的后续加工进程进行设置，例如，若对分拣后的物料进行运输，则工业供料模块15可以包括码垛单元和装箱单元，将分拣后的物料进行码垛和装箱，若需要将物料或工件与其他工件焊接形成成品，则工业供料模块15可以包括焊接单元，此外，工业供料模块15不限于上述各单元，还可以根据物料或工件的其他后续加工需求设置其他功能单元，本实施例对其不进行限定。

控制模块16可与输送机构13、分拣机构14和至少一个机械手机构12电性连接，用于分别对各个结构进行控制，输送机构13可以包括传送设备，用于将物料或工件进行传输，传送设备可以为传送带等传送设备。

分拣机构14与输送机构13对应设置，用于对传送设备上的物料或工件进行分拣，本实施例中，机械手机构12可复用为分拣结构14，对需要选出的物料或工件取出，并将取出的物料或工件放置于工业供料模块15。此外分拣机构14还可以由其他设备实现，示例性的，如图3所示，图3是本实用新型实施例提供的又一种机器人实训装置系统的台面布局示意图，可选的，分拣机构14可以包括推料机构141和至少一个第二识别传感器142；推料机构141和第二识别传感器142分别与控制模块16电性连接；第二识别传感器142用于识别传送设备上的目标物料和/或目标工件；推料机构141用于将目标物料和/或目标工件料从传送设备上推下。第二识别传感器142可与推料机构141直接连接，或通过控制模块16间接连接，第二识别传感器142可根据形状、体积、质量、颜色等各种参数在不同的物料或工件中选出需要选出的物料或工件，即目标物料或目标工件。当第二识别传感器142识别出目标物料或目标工件时，可控制推料机构141将目标物料或目标物件从传送设备上推下，并由机械手机构12将目标物料或目标工件搬运至工业供料模块15内。可选的，推料机构141可以包括气缸组件和推料组件，推料组件能够在气缸组件的推动下产生推料动作。

机械手机构12还可以将传送机构14上的工件或物料搬运至工业供料模块15，实现简单的搬运操作。本实施例中，机器人实训装置系统包括至少两个机械手机构12，可通过多个机械手机构12进行协调控制，并完成较为复杂的执行工序，相对于现有技术中仅设置一个机械手机构12的机器人实训装置，本实施例能够产生丰富的培训教学案例，符合教学改革和发展的要求，为创新和科学研究提供平台，各机械手机构12可以为相同的机械手机构12，也可以为不同的机械手机构12，可选的，机械手机构12可以包括：三自由度机械手、四自由度机械手、五自由度机械手以及六自由度机械手中的至少两个。示例性的，本实施例中机器人实训装置系统可以包括两个机械手机构12，其中一个机械手机构12为四自由度机械，另一个机械手机构12为六自由度机械手，以提高机械手机构12的灵活度，实现多种不同的操作。

可选的，控制模块16可以包括至少两个可编程逻辑控制器；每个可编程逻辑控制器用于控制输送机构13、分拣机构14和至少两个机械手机构12中的至少一个。多个可编程逻辑控制器可分别对各个控制输送机构13、分拣机构14和至少两个机械手机构12进行控制，示例性的，其中一个可编程逻辑控制器可用于控制输送机构13和分拣机构14，另一个可编程逻辑控制器可用于控制机械手机构12，对于多个机械手机构12的情况，也可以通过一个可编程逻辑控制器控制部分机械手机构12，通过另一个可编程逻辑控制器控制剩余的机械手机构12，则在两个可编程逻辑控制器之间进行信息交互时，可通过中间继电器进行交互，以实现两种类型的可编程逻辑控制器之间的隔离，从而解决两类可编程逻辑控制器之间电压耦合和电流耦合的问题。

可选的，各可编程逻辑控制器之间切换工作。各可编程逻辑控制器可对所有的输送机构13、分拣机构14和至少两个机械手机构12进行控制，但是在工作过程中，需要在多个可编程逻辑控制器之间进行切换，即同一时间仅能选用一套可编程逻辑控制器工作，其他可编程逻辑控制器冗余，因此对于同一的机器人实训装置系统，可通过多种不同语言的控制器进行控制，从而通过一个机器人实训装置系统，即可锻炼学生对每个语言的控制器的应用能力，不影响增加教学成本。可选的，至少两个可编程逻辑控制器中包括至少两个不同语言的可编程控制器，从而增强机器人实训装置系统的通用性。

可选的，参考图2和图3，机器人实训装置系统还可以包括：装配台17；至少一个机械手机构12用于将至少一种物料输送至装配台17；至少一个机械手机构12用于将装配台17上的至少一种物料装配形成工件。装配台17用于完成通过至少一种物料形成工件的过程，在物料组装过程中，可能需要较为复杂的执行动作，可通过多个机械手机构12相配合完成组装动作，具体的，至少一个机械手机构12用于将至少一种物料输送至装配台17，其他的至少一个机械手机构12用于将装配台17上的至少一种物料装配形成工件，本实施例可实践多个机械手机构12之间动作的配合，便于学生对其交互控制进行操作和学习，提高学习质量。

可选的，继续参考图3，装配台17设置有至少一个第一识别传感器171，用于进行物料和工件识别，第一识别传感器171能够对物料和工件进行识别，便于后续控制机械手机构12将工件或物料放置于工业供料模块15的特定位置。

可选的，继续参考图3，机器人实训装置系统还可以包括：开放接口18；开放接口18与控制模块电连接(图3中未示出)，用于接收工序执行程序并发送至控制模块。机器人实训装置系统的每个执行工序都是由控制模块对工序执行程序进行烧录和运行，为了实现用户对机器人实训装置系统的二次开发，使得机器人实训装置系统能够执行更多的工序，增强机器人实训装置系统的通用性，可设置开放接口18，通过开放接口18将工序执行程序发送至控制模块，使得控制模块对上述工序执行程序进行烧录和执行，提高机器人实训装置系统的通用性。

此外，机器人实训装置系统还可以包括触控屏和指示控制按键等，用于对机器人实训装置系统的工作状态进行显示，并实现用户与机器人实训装置系统之间的人机交互。

以下将以两个具体执行工序的具体示例对上述机器人实训装置系统的功能进行详述。如图4所示，图4是本实用新型实施例提供的一种机器人实训装置系统的工序执行示意图，在该工序中需要将六种不同的物料进行分拣，并将分拣后的物料各自进行分拣装箱，示例性的，六种物料可以包括塑料蓝色圆柱、金属红色圆柱、金属黑色圆柱、塑料蓝色立方体、塑料红色立方体和塑料蓝色立方体，送料机构将上述六种物料放置多功能物料模块内，四自由度机械手可将上述六种物料无差别的依次输送至输送机构，上述六种物料在输送机构上运行过程中，可通过分拣机构对各物料进行分拣，然后由六自由度机械手将分拣后的各物料放置于工业供料模块的码垛模型的相应位置。

在另一具体示例中，将外壳和内芯两种物料均装入多功能物料模块内，通过六自由度机械手抓取外壳，并将外壳放置于装配台上，通过四自由度机械手抓取内芯，并将内芯放置在装配台上，并通过四自由度机械手对外壳和内芯进行组装，装配台上的第一识别传感器能够对工件种类进行识别，示例性的，若外壳包括红色外壳、蓝色外壳和黑色外壳，内芯包括红色内芯、蓝色内芯和黑色内芯，并且工业供料模块的放置规则为红壳红芯的工件放置在第一区域，黑壳黑芯的工件放置在第二区域，蓝壳蓝芯的工件放置在第三区域，剩余的蓝壳红芯、蓝壳黑芯、红壳蓝芯、红壳黑芯、黑壳蓝芯、黑壳红芯的工件放置在废品区，则第一识别传感器对工件种类进行判别后，控制四自由度机械手将工件运送至输送机构，输送机构将工件推送至上述第一区域、第二区域和废品区的相应位置，控制分拣机构将相应的工件推送至上述相应的区域中，本示例中，通过四自由度机械手和六自由度机械手协调工作，实现了更加贴合工业实际应用的工序，有利于学生的实践操作。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。