[發明專利]一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統

有效

• 申請號: 201310155824.1
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103337216A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 王振華;楊清義;王曉強
• 申請（專利權）人: 蘇州博實機器人技術有限公司
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統，包含有如下的部分或全部單元：輸送線運輸單元（1），軌道式六自由度上下料串聯機器人單元（2），氣動上料單元（3），液壓單元（5），六自由度并聯加工單元（6），圖像檢測搬運單元（7），落料單元（9），噴涂烘干單元（10），圖像處理單元（12），加蓋裝配單元（13），穿銷裝配單元（14），檢測單元（16），條形碼識別單元（17），分揀單元（18），提升倉儲單元（19），堆垛解垛單元（21），行車機械手單元（24），總控單元（25）,其特征是：其中軌道式六自由度上下料串聯機器人單元（2）、六自由度串聯加工單元（6）、圖像檢測搬運單元（7）、圖像處理單元（12）為嵌入式單元控制系統。

2.根據權利要求1所述的機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統，其特征是：上述系統中至少存在一個滿足如下限制的單元：

所述的輸送線運輸單元（1）包括皮帶輸送機（4）、滾筒轉角輸送機（11）、圓帶轉角輸送機（15）、氣動轉角圓帶機（22）的部分或全部，分布于各個桌面，輸入輸出至各個工作工位；

所述的軌道式六自由度上下料串聯機器人單元（2）采用同步帶與導軌配合形式，六自由度串聯機器人通過連接板固定于導軌滑塊上，根據光電傳感器定位實現各工位的移動定位，單元采用基于PC104總線嵌入式運動控制器控制，本單元橫跨4個桌面，工位包括下述的氣動上料單元（3）輸出工位、液壓單元（5）工作工位、六自由度并聯加工單元（6）工作工位以及圖像檢測搬運單元（7）中四工位轉盤其中一個工位；

所述的氣動上料單元（3）由底座、井式上料機構、推料機構、皮帶傳輸機構、導料裝置、電控閥、安裝支架等組成，推料機構位于井式上料機構一側，皮帶傳輸機構安裝于推料機構對側，并且在傳輸機構上安裝由導料裝置；

所述的液壓加工單元（5）由液壓直動缸、夾緊定位機構、定時器及機械調整桿機構、C型鋼結構等組成，機械調整桿機構為滾珠絲杠與導軌組合，夾緊定位機構采用氣動夾緊與傳感器反饋結合；

所述的六自由度并聯加工單元（6）主要由并聯機器人加工中心、夾緊氣缸、光電傳感器、控制繼電器模組、安裝支架等組成，并聯機器人加工中心為模塊化結構，各軸步進電機驅動、滾珠絲杠與直線導軌配合結構，虎克鉸連接至末端輸出平臺，輸出平臺上安裝由電主軸，裝夾氣缸通過傳感器反饋實現其自動化裝夾定位；

所述的圖像檢測搬運單元（7）主要包括四工位轉盤、位移傳感器組件、CCD圖像采集組件、機械手搬運組件和下層皮帶輸送線等，位移傳感器組件及CCD圖像采集組件位于四工位轉盤上方，整個四工位轉盤安裝于皮帶輸送線上方的鋁合金桌面上，而機械手搬運組件位于皮帶輸送線側；所述搬運機械手采用氣電混合控制，Z軸為步進電機驅動，滾珠絲杠與導軌配合結構，滑塊上固定旋轉氣缸繞Z進行180旋轉，旋轉氣缸輸出端固定有薄型導桿氣缸完成手爪的X軸進給，工作裝置末端安裝有氣動手爪實現搬運動作；

所述的落料單元（9）通過槽輪機構及各類機械傳動，實現間歇運動，落料平臺為層式結構，推料轉盤相對于落料平臺轉動，轉至落料口處實現工件從上道工序落料至皮帶線上托盤工位；

所述的噴涂烘干單元（10）由噴涂室、加熱裝置、溫度傳感器、模擬噴頭、冷卻風扇、交流調壓模塊、智能溫度顯示儀、觸摸屏、加熱指示器、光電傳感器、電感傳感器、阻擋氣缸、直流減速電機等組成，實現對工件先噴涂后加熱烘干固化及冷卻過程，通過各傳感器反饋實時控制各工序流程；

所述的圖像處理單元（12）由光源、鏡頭、CCD照相機、圖像處理控制器、操作鍵盤、顯示器等組成，通過視覺傳感器完成對工件的圖像的攝入并與標準模板比較后輸出檢測結果，輸入至后續單元；

所述的加蓋裝配單元（13）包含出料組件及真空吸附機械手裝配兩個組件，其中出料組件通過工件放置于滑道式工件架上，當底部工件被機械手抓取離開后，在重力作用下工件實現其自動填充，真空吸附機械手采用直流電機帶動蝸輪蝸桿減速器輸出經過同步帶控制搖臂旋轉，末端旋轉輸出端固定有伸縮氣缸及真空吸盤，并保證伸縮氣缸始終保持垂直向下，實現兩個工位之間的搬運裝配動作；

所述的穿銷裝配單元（14）由直流減速電機帶動不完全齒輪傳動機構使得槽型下料機構間歇旋轉，料斗中銷軸在重力作用下自動填充至槽型下料機構落料花盤溝槽處，并旋轉到達下一工位，通過氣缸推出完成穿銷動作；

所述的檢測單元（16）由觸摸屏、擋料氣缸、檢測氣缸、光電傳感器、光纖傳感器、色標傳感器、電感傳感器、電控閥、安裝支架等組成，通過各傳感器反饋信息至總控進入后續單元；

所述的條形碼識別單元（17）通過對裝配體貼標并條碼識別進行入庫信息前處理；

所述的分揀單元（18）由二維機械手及運輸皮帶機，廢料回收裝置等組成，根據檢測單元（16）檢測結果判定實現對兩工位處的搬運、廢品分揀；

所述的提升倉儲單元（19）由立體庫架及出入庫機械手組成；

所述的堆垛解垛單元（21）主要由堆垛解垛機械手及托盤暫存庫組成，其中堆垛解垛機械手兩個自由度，均為平移副，同時在同步帶輸送機上安裝有托盤臨時存儲庫，安裝于機械手下方，在本單元控制下，使得機械手完成對托盤的抓取和放置動作，

所述的行車機械手（24），行車機械手為龍門橋式結構，將輸送線上一輸出工位上托盤搬運至輸送線上一輸入工位，與輸送線構成結構閉環，行車機械手有兩個自由度，均為平移副，末端安裝由氣動手爪，實現對托盤的抓取和放置。