专利名称：一种自动生产线实训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及的是一种教学用的实物模拟装置，特别涉及的是一种模拟物
料传输加工装配的自动生产线实训考核装置。
背景技术：
目前，教师授课主要以课本为主，教学形式比较单一，导致学生的学习兴趣不高， 而一个形象生动的教学工具，能大大的提高学生的学习积极性，增强学习效果，另外学生在 上课的理论学习过程中，往往不能很形象清楚的理解整个传输线的运行过程，因此急需一 些合理形象的教学设备能完整再现一个传输线的模拟过程。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种用以克服以上缺陷的自动生产线实训考核装置 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一辊道上料传输装置，一摆台转 向装置， 一搬运堆垛装置， 一带保护的加工装置， 一机械手， 一双工位上料装置， 一控制器单 元； 其特征在于所述的辊道上料装置将待加工的物料传送到指定位置； 所述的摆台转向装置与辊道上料装置的物料出口端相连，承担物料的位置方向调
整及颜色检测； 所述的搬运堆垛装置将摆台转向装置上的物料搬运到加工装置进行加工装配后 再搬运到存储货架进行堆垛存储； 所述的带保护的加工装置将搬运堆垛装置搬运过来的物料进行加工； 所述的搬运装配机械手将多工位上料装置上的小工件搬运并装配到已加工的物
料中； 所述的多工位上料装置将至少一种物料安放到指定的物料台上； 所述的控制器单元分别与上述装置相连，实现对各装置物料处理的时序逻辑控制。 较佳的，所述的辊道上料传输装置包括一物料堆放装置，一辊道式传输带，所述物 料堆放装置由井式工件架和叉型托架组成并安装在辊道式传送带一端；所述的井式工件架 中至少有一用以区分物料有无的传感器；所述辊道式传送带由滚轮、辊道、槽动力传送带及 电动机组成；所述滚轮安装在辊道槽中并通过所述动力传送带间隔连接成一组传输辊道； 所述电机通过联轴器与传输辊道中滚轮相连。 较佳的，所述的摆台转向装置包括一蜗轮蜗杆传动装置，所述一蜗轮蜗杆传动装 置上设有一滑台，所述滑台上设有一传送带。所述蜗轮蜗杆传动装置是由蜗轮蜗杆减速器 通过轴与电机连接而成，在所述蜗轮蜗杆减速器一侧装有定位传感器；所述滑台由动力输 出装置和安装板组成，所述动力输出装置通过联轴器与所述蜗轮蜗杆传动装置相连，所述 安装板固接于所述动力输出装置上方，所述安装板上方设有一传送带；所述传送带套在转轴上， 一 电动机与所述转轴相连，所述传送带一端上方设有一工件定位挡料槽，所述传送带 一侧设有一传感器。 较佳的，所述的搬运堆垛装置其包括一底座，所述底座上设有一直线移动装置， 所述直线移动装置上设有一旋转装置，所述旋转装置上设有一堆垛装置，所述堆垛装置旁 设有一货架；其特征在于所述直线移动装置由导轨、齿轮、齿条、电机、安装板、限位机构 组成，所述导轨安装于底座上，所述限位机构安装于齿条两端，所述电机轴端齿轮与齿条啮 合，所述安装板与滑块相连；所述旋转装置设有转向动力装置和转向平台；所述转向动力 装置安装于安装板上；所述旋转平台安装于旋转动力装置上；所述堆垛装置由升降机、伸 縮台及限位机构组成；所述伸縮台安装在升降机上，所述限位机构安装于升降机两端；所 述升降机由提升机构、电机、支架组成；所述支架安装于转向平台上，提升机构安装于支架 上于电机轴相连接；所述伸縮台由伸縮动力装置、货叉组成；所述伸縮动力装置安装于升 降机上，货叉与伸縮动力装置连接。 较佳的，所述的带保护的加工装置其包括一底座，所述底座上有一加工装置，所 述加工装置内部设有一伸縮台，所述伸縮台一侧安装有一工件夹持装置，在所述加工装置 的所述伸縮台伸縮一侧设有安全机构；所述安全机构包括一透明隔离门，所述透明隔离门 与一开关门动力输出装置相连，在透明隔离门一侧装有传感器；所述伸縮台由一动力牵引 装置牵引，沿一导轨来回滑动。 较佳的，所述的机械手其特征在于一机械支撑机构，所述机械支撑机构上固接有 一直线移动装置，所述直线移动装置下方固接一工件拾取装置；所述机械支撑机构由型材 支架固接成悬臂式结构；所述直线移动装置由一长程气缸通过安装板固接在所述机械支撑 机构上；所述工件拾取装置设有一动力输出机构，所述动力输出机构的一端固接在所述长 程气缸下方，另一端通过安装板固接有至少一真空吸盘。 较佳的，所述的双工位上料装置其特征在于双工位井式工件架安装在物料台上， 一楔形推料装置将所述的井式工件架中物料推出到指定工件台上，所述的井式工件架上至 少有一传感器检查物料有无。 本实用新型能很形象清楚的模拟整个传输线的运行过程，方便学生理解。
图1为本实用新型自动生产线实训考核装置的主视结构简图 图2为本实用新型自动生产线实训考核装置的俯视结构简图 图3A、图3B、图3C为本实用新型自动生产线实训考核装置中辊道上料传输装置的
主视、俯视和左视结构简图 图4A、图4B为本实用新型自动生产线实训考核装置中转向装置的主视、俯视结构 简图 图5A、图5B为本实用新型自动生产线实训考核装置中搬运堆垛装置的主视、俯视 结构简图 图6A、图6B为本实用新型自动生产线实训考核装置中带保护的加工装置的主视、 俯视结构简图 图7A、图7B为本实用新型自动生产线实训考核装置中机械手单元的主视、俯视结构简图 图8A、图8B、图8C为本实用新型自动生产线实训考核装置中双工位上料装置的主 视、俯视和左视图结构简图 图9A、图9B、图9C为本实用新型自动生产线实训考核装置中控制单元的连接示意 图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 本实用新型是用在一种实训考核装置中，属于一种模拟的工况状态，如图1、图2 所示，为本实用新型自动生产线实训考核装置的主视和俯视结构简图，其包括一实训台7、 一辊道上料传输装置1、一转向装置2、一搬运堆垛装置3、一加工装置4、一机械手5、一双 工位上料装置6 、 一控制器单元8 ;所述的一辊道上料传输装置1 、 一转向装置2 、 一搬运堆垛 装置3、一加工装置4、一机械手5、一双L位上料装置6、一控制器单元8的部分控制器安装 在实验台桌面7上，所述实训台桌面7具有横向凹槽，所述各装置单元通过螺栓固定在凹槽 上，所述的控制器单元8的部分控制器安装在实训台的模块抽屉9及实训台桌面7上； 还包括一控制器，用于采集传感器信号，控制各装置的时序逻辑动作，其分别与所 述各装置中的传感器、电机及动力输出装置相连；所述控制器为PLC或单片机，具体控制原 理图请参考图9A、图9B、图9C。 参考图3A、图3B、图3C所示，其为本实用新型自动生产线实训考核装置中辊道上 料传输装置的结构简图，所述的辊道式传输上料装置一典型实施例包括工件由所述入料 口 104放入所述井式工件架101内，并依次由下而上叠放，所述叉形托架102将工件托起在 出料口 105上方；待上料开始，PLC发出指令，则所述滑块冶具汽缸108收縮活塞，所述托架 106将工件下放到出料口 105，接着所述导杆滑块汽缸107收縮活塞，所述托架106撤回； PLC继续发出指令，所述滑块冶具汽缸108推动活塞，所述托架106上移至由下而上第二个 工件位置，所述导杆滑块汽缸107推动活塞，所述托架106前伸到工件底部将其以上所有工 件托起；所述托架106前端为楔形设计，故只需前伸即可将工件托起分离；所述光电传感器 118将信号反馈到PLC， PLC驱动所述交流电机114转动并带动各传输辊道运作，则位于出 料口 105的工件在滚轮推动下沿所述辊道式传输带103传送到指定位置； 参考图4A、图4B所示，其为本实用新型自动生产线实训考核装置中转向装置的结 构简图，所述的转向装置典型实施例包括一蜗轮蜗杆传动装置、一滑台、一传送带。 所述蜗轮蜗杆传动装置是由蜗轮蜗杆减速器209通过轴214与电机210连接而 成，所述电机210安装在法兰208上；所述蜗轮蜗杆减速器209安装在一底座211上，在所述 蜗轮蜗杆减速器209的两个垂直侧面分别装有一只用以工件方向定位的传感器215、212， 传感器215通过一支架216安装在所述蜗轮蜗杆减速器209 —侧上，传感器212安装在支架 213上，所述传感器215、212为电感传感器，当然也可以是其它金属传感器或光学传感器， 这要根据检测位置处所用不同材料而定；所述蜗轮蜗杆联轴器205套设在蜗轮蜗杆减速器 209上，蜗轮蜗杆联轴器205上设有一缺口作为工件方向定位检测点。 所述滑台由动力输出装置204和安装板203组成，动力输出装置204为一滑台气 缸，下面固接在所述蜗轮蜗杆联轴器205上，上方与所述安装板203相固接。
6[0035] 在所述安装板203上设有一传送带202，所述传送带202套在转轴218、219上，转 轴218又通过一同步带(图中未视)套设在一转轴217上，转轴217与电机207的轴相连。 在所述传送带202的一端上方设有一工件定位挡料槽201 ，在所述传送带202的一侧设有用 以区分工件类别的传感器220，此为光纤传感器，用以检测工件是否到位及区分工件颜色。 以下阐述本实用新型一种换向装置整个运行过程。启动时，滑台气缸204带动滑 台伸出准备承接工件，同时电机207带动传送带202转动，当工件传送到所述传送带202 上，所述工件定位挡料槽201挡住工件，确定工件位置，所述传感器220检测到有工件到位 并进行区分工件类别，并向所述控制器PLC发送模拟信号，所述PLC就会停止电机207转 动，并驱动电机210转动，从而带动蜗轮蜗杆减速器209旋转，当检测传感器212检测到旋 转90度时向所述控制器PLC发送信号，电机210停止转动，等待下一单元进行处理。 参考图5A、图5B所示，其为本实用新型自动生产线实训考核装置中搬运堆垛装置 的结构简图，所述的搬运堆垛装置典型实施例包括一底座301，所述底座上设有一直线移 动装置，所述直线移动装置包括一直线导轨302、一直线滑块305、一安装板306、一伺服电 机307、一齿条304、一限位开关303，所述直线导轨302安装于底座301上；所述齿条304 与直线导轨302平行安装于底座301上；所述安装板306固定于直线滑块305上，直线滑块 305套在直线导轨302上；所述伺服电机307安装于安装板306上，所述伺服电机轴端齿轮 与齿条304啮合；所述限位开关303安装于齿条304两端的底板上； 所述直线移动装置上设有一旋转装置，所述旋转装置包括所述旋转装置设有旋 转气缸308和安装板306，所述旋转气缸308安装于安装板306上；所述安装板309与旋转 气缸308的转动轴相连接； 所述旋转装置上设有一堆垛装置，所述堆垛装置包括一支架310、一直线导轨 311、一直线滑块315、一转动轴318、一同步带316、两同步轮317、一步进电机314、一限位 机构313、一伸縮气缸319、一货叉318，所述支架310安装于安装板309上；所述直线导轨 311固定于支架310上；所述步进电机314安装于安装板309上；所述伸縮台312的两边与 直线滑块315固定，直线滑块315套于直线导轨311上；所述的两同步轮317分别固定于支 架310和步进电机314的轴上，同步带316套于同步轮上并于伸縮平台312连接，带动伸縮 平台312上下运动；所述伸縮气缸319安装于伸縮台312上，伸縮气缸319的活塞杆于货叉 318相连。 所述堆垛装置旁设有一货架320 ;所述货架为3X3立体货架； 以下阐述本实用新型搬运堆垛装置整个运行的过程，当自动摆台上有物料时，搬
运堆垛装置在伺服电机307的控制下运动到设定位置，伸縮气缸319工作伸出货叉318伸
入工件腹部凹槽下，步进电机314工作，将工件抬到预设位置，伸縮气缸319縮回，伺服电机
启动，将工件搬运到加工区域，伸縮气缸319伸出，步进电机314工作，将工件放下，货叉318
縮回，等候加工装配完毕后，伸縮气缸319工作伸出货叉318伸入工件腹部凹槽下，步进电
机314工作，将工件抬到预设位置，伸縮气缸319縮回，旋转气缸308旋转180°伺服电机
307工作，将工件搬运到货架320前，伸縮气缸319伸出，步进电机314工作，将工件放到货
架320上，伸縮气缸319縮回，搬运堆垛装置回到初始状态等待下一次运行。 参考图6A、图6B所示，其为本实用新型自动生产线实训考核装置中带保护的加
工装置的结构简图，所述的带保护的加工装置典型实施例包括一底座401，在所述的底座上固接有一加工装置，所述的加工装置设有一安全机构，所述加工装置内还设有一伸縮台 402，所述伸縮台402上装有一工件夹持装置； 所述的加工装置包括四支架403、404、405、406，所述四支架403、404、405、406 — 端分别固接在所述底座401上，另一端分别固接在一安装板407上，形成一加工区间，所述 安装板407为所述工作区间的顶部；所述安装板407上安装有一冲压气缸408，所述冲压气 缸408的两个活塞上固接有两个模拟冲头409、410 ;所述安装板407的一个边沿安装有一 笔形气缸411，所述笔形气缸411的活塞固接有一透明隔离门412，所述透明隔离门412设 置在所述加工区间一侧相邻两个支架403、404所在的平面内，在所述平面内两侧所述两支 架403、404上还装有两反射式光电传感器423、424，防止异物进入加工区间； 所述的伸縮台402由一牵引气缸413牵引，沿一导轨414滑动；所述导轨414固接 在所述底座401上，其一端在所述加工区间内部并向外一侧延伸；在所述导轨414上安装一 滑块415，所述滑块415固接在所述伸縮台402底部一侧，所述伸縮台402另一侧底部固接 一牵引气缸413，所述牵引气缸413的两端固接在支架416、417上，所述支架416、417固接 在所述底座401上； 所述工件夹持装置由夹持手418、419固接在一平行气夹420两输出端上而成；所 述平行气夹420安装在所述伸縮台2的一侧，所述夹持手418、419和所述伸縮台402平行； 所述伸縮台402上还设置有一光电传感器425，用以判定工件是否到位；所述伸縮 台402正下方还设有两光电传感器421、422，用以检测装配工件是否装配到位； 当工件被放置到所述伸縮台402上，所述光电传感器425检测得到信号并反馈到 所述PLC，所述PLC驱动平行气夹420动作，将工件夹紧定位；工件定位之后，所述PLC会收 到反馈信号，并命令牵引汽缸413动作收縮导杆，伸縮台402被牵引并沿导轨414向加工区 间内滑动；当伸縮台402滑动到位后，反馈给PLC到位信号，所述PLC命令笔形气缸411动 作推动透明隔离门412向下滑动；关门后，所述冲压气缸408接到PLC命令并动作，向下推 动模拟冲头409、410进行冲压加工；加工完毕后，所述PLC驱动下笔形气缸411回撤带动透 明隔离门412开门，接着所述牵引气缸413动作推动伸縮台402滑动出加工区间；在所述冲 压气缸408冲压加工时，安装在支架403、404上的两个反射式传感器423、424会形成光幕， 若有任何未知物体进入加工区间，冲压气缸408会立即停止工作；所述伸縮台402伸出到位 后，停止并等待下一步装配动作； 参考图7A、图7B所示，其为本实用新型自动生产线实训考核装置中机械手的结构 简图，所述的机械手典型实施例包括一机械支撑机构，所述机械支撑机构上固接有一直线 移动装置，所述直线移动装置下方固接一工件拾取装置； 所述一机械支撑机构包括至少两竖轴支架507和两横轴支架508，支架507和支架 508呈垂直方向固接成悬臂式结构； 所述一直线移动装置由一长程气缸509和安装板505组成，长程气缸509通过连 接件504固接在安装板505上，安装板505通过连接件(图中未视)固接于所述支架508 上； 所述工件拾取装置设有一动力输出机构，所述动力输出机构为双轴气缸506，当然 根据所拾取工件不同，也可为单轴气缸或液压缸，所述双轴气缸506的轴顶端固接一安装 板503，安装板503上装有两只真空吸盘510，当然可以根据拾取工件不同而确定真空吸盘
8510的数量； 当上一单元给PLC信号时，PLC控制双轴气缸506伸出，真空吸盘510从双工位上 料装置存放料台609、610上吸取工件，双轴气缸506縮回，长程气缸509开始向右运行，当 运行至长程气缸509的右端限位开关(图中未视)处双轴气缸506伸出，真空吸盘510放 下工件装入带保护的加工装置伸縮台402上的工件中，等待下一时序动作进行处理； 参考图8A、图8B、图8C所示，其为本实用新型自动生产线实训考核装置中双工位 上料装置的结构简图，所述的双工位上料装置典型实施例包括装置的工作过程在接收 到启动信号后，根据检测传感器601、602有信号，检测传感器603、604无信号的情况下，推 料气缸605、606将工件库中的工件607、608推出至存放料台609、610。在检测传感器601、 602有信号同时检测传感器603 、604有信号的情况下，推料气缸605 、606縮回；当工件被下 一工序取走，检测传感器603、604信号消失，检测传感器601、602有信号，推料气缸重复上 一次动作；在接收到停止信号后，推料气缸縮回停止动作；工件由入料口 611、612装入，由 推料气缸605、606将工件依次推出，实现自动依次出料的过程。 以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员 理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改变化或
等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
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权利要求一种自动生产线实训装置，其包括一辊道上料传输装置，一摆台转向装置，一搬运堆垛装置，一带保护的加工装置，一机械手，一多工位上料装置，一控制器单元；其特征在于所述的摆台转向装置与辊道上料装置的物料出口端相连，所述的搬运堆垛装置将摆台转向装置上的物料搬运到带保护的加工装置进行加工装配后再搬运到存储货架进行堆垛存储；所述的搬运装配机械手将多工位上料装置上的小工件搬运并装配到已加工的物料中；所述的多工位上料装置将至少一种物料安放到指定的物料台上；所述的控制器单元分别与上述装置相连，实现对各装置物料处理的时序逻辑控制。
2. 根据权利要求l所述自动生产线实训装置，其特征在于较佳的，所述的辊道上料传 输装置包括一物料堆放装置，一辊道式传输带，所述物料堆放装置由井式工件架和叉型托 架组成并安装在辊道式传送带一端；所述的井式工件架中至少有一用以区分物料有无的传 感器；所述辊道式传送带由滚轮、辊道、槽动力传送带及电动机组成；所述滚轮安装在辊道 槽中并通过所述动力传送带间隔连接成一组传输辊道；所述电机通过联轴器与传输辊道中 滚轮相连。
3. 据权利要求l所述自动生产线实训装置，其特征在于较佳的，所述的摆台转向装置 包括一蜗轮蜗杆传动装置，所述一蜗轮蜗杆传动装置上设有一滑台，所述滑台上设有一传 送带；所述蜗轮蜗杆传动装置是由蜗轮蜗杆减速器通过轴与电机连接而成，在所述蜗轮蜗 杆减速器一侧装有定位传感器；所述滑台由动力输出装置和安装板组成，所述动力输出装 置通过联轴器与所述蜗轮蜗杆传动装置相连，所述安装板固接于所述动力输出装置上方， 所述安装板上方设有一传送带；所述传送带套在转轴上，一电动机与所述转轴相连，所述传 送带一端上方设有一工件定位挡料槽，所述传送带一侧设有一传感器。
4. 根据权利要求l所述自动生产线实训装置，其特征在于较佳的，所述的搬运堆垛 装置其包括一底座，所述底座上设有一直线移动装置，所述直线移动装置上设有一旋转装 置，所述旋转装置上设有一堆垛装置，所述堆垛装置旁设有一货架；所述直线移动装置由导 轨、齿轮、齿条、电机、安装板、限位机构组成，所述导轨安装于底座上，所述限位机构安装于 齿条两端，所述电机轴端齿轮与齿条啮合，所述安装板与滑块相连；所述旋转装置设有转向 动力装置和转向平台；所述转向动力装置安装于安装板上；所述旋转平台安装于旋转动力 装置上；所述堆垛装置由升降机、伸縮台及限位机构组成；所述伸縮台安装在升降机上，所 述限位机构安装于升降机两端；所述升降机由提升机构、电机、支架组成；所述支架安装于 转向平台上，提升机构安装于支架上于电机轴相连接；所述伸縮台由伸縮动力装置、货叉组 成；所述伸縮动力装置安装于升降机上，货叉与伸縮动力装置连接。
5. 根据权利要求l所述自动生产线实训装置，其特征在于较佳的，所述的带保护的 加工装置其包括一底座，所述底座上有一加工装置，所述加工装置内部设有一伸縮台，所 述伸縮台一侧安装有一工件夹持装置，在所述加工装置的所述伸縮台伸縮一侧设有安全机 构；所述安全机构包括一透明隔离门，所述透明隔离门与一开关门动力输出装置相连，在透 明隔离门一侧装有传感器；所述伸縮台由一动力牵引装置牵引，沿一导轨来回滑动。
6. 根据权利要求1所述自动生产线实训装置，其特征在于较佳的，所述的机械手，其 包括一机械支撑机构，所述机械支撑机构上固接有一直线移动装置，所述直线移动装置下 方固接一工件拾取装置；所述机械支撑机构由型材支架固接成悬臂式结构；所述直线移动 装置由一长程气缸通过安装板固接在所述机械支撑机构上；所述工件拾取装置设有一动力输出机构，所述动力输出机构的一端固接在所述长程气缸下方，另一端通过安装板固接有 至少一真空吸盘。
7.根据权利要求l所述自动生产线实训装置，其特征在于较佳的，所述的多工位上料 装置，多工位井式工件架安装在物料台上， 一楔形推料装置将所述的井式工件架中物料推 出到指定工件台上，所述的井式工件架上至少有一传感器检查物料有无。
专利摘要本实用新型涉及自动生产线实训考核装置，其包括一辊道上料传输装置，一摆台转向装置，一搬运堆垛装置，一带保护的加工装置，一机械手，一多工位上料装置，一控制器单元；其特征在于所述的摆台转向装置与辊道上料装置的物料出口端相连，所述的搬运堆垛装置将摆台转向装置上的物料搬运到带保护的加工装置进行加工装配后再搬运到存储货架进行堆垛存储；所述的搬运装配机械手将多工位上料装置上的小工件搬运并装配到已加工的物料中；所述的多工位上料装置将至少一种物料安放到指定的物料台上；所述的控制器单元分别与上述装置相连，实现对各装置物料处理的时序逻辑控制。本实用新型能很形象清楚的模拟整个传输线的运行过程，方便学生理解。
文档编号B65G13/06GK201465407SQ200820167708
公开日2010年5月12日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者姚建平, 艾光波, 陆磊, 黄华圣 申请人:浙江天煌科技实业有限公司