本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺。

背景技術(shù)：

目前全國職業(yè)院校自動(dòng)化類、機(jī)電類、機(jī)械制造類專業(yè)建設(shè)、課程教學(xué)的改革和優(yōu)化需緊跟著行業(yè)在智能制造方面的發(fā)展趨勢及新技術(shù)的應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)符合工業(yè)4.0、《中國制造2025》規(guī)劃中“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”要求，企業(yè)急需的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制的高素質(zhì)技能型人才尤為重要。

基于生產(chǎn)線智能制造程度越來越高，基于“以職業(yè)活動(dòng)為導(dǎo)向”的新型實(shí)訓(xùn)教學(xué)越來越注重學(xué)生能否適應(yīng)智能工廠的技能要求，各大中專、中高職院校功課紛紛開設(shè)了工業(yè)自動(dòng)化類課程，但是專業(yè)課教學(xué)如何開展是讓很多老師比較頭疼的問題。這種情況下，就非常需要一種能夠輔助老師把智能制造生產(chǎn)線解釋清楚的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有教學(xué)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺的

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案主要由控制單元、供料分揀一體工作站、工業(yè)機(jī)器人工作站、多功能倉儲工作站組成；

所述的供料分揀一體工作站包括長程機(jī)械手、供料機(jī)構(gòu)、分揀機(jī)構(gòu)和控制單元，所述的長程機(jī)械手用于夾取供料機(jī)構(gòu)上的零件，所述的長程機(jī)械手同時(shí)可夾取其他工作站上的零件放置在分揀機(jī)構(gòu)的分揀槽內(nèi)，所述的控制單元負(fù)責(zé)各個(gè)單元的感應(yīng)信號的處理，并發(fā)送執(zhí)行命令，通過電路和氣路對各單元進(jìn)行時(shí)序邏輯控制；

所述的工業(yè)機(jī)器人工作站包括工業(yè)機(jī)器人、第一輸送帶、第一RFID檢測裝置、雙工位井式供料機(jī)構(gòu)、三工位井式供料機(jī)構(gòu)、裝配臺和控制單元，所述的工業(yè)機(jī)器人用于夾取第一輸送帶輸送過來的零件，并將零件搬運(yùn)到裝配臺上，所述的第一RFID檢測裝置固定在第一輸送帶上，用于檢測零件的信息和屬性，所述的雙工位井式供料機(jī)構(gòu)和三工位井式供料機(jī)構(gòu)用于輸出不同屬性的零件，通過工業(yè)機(jī)器人將輸出的零件搬運(yùn)到裝配臺并與第一輸送帶輸送來的零件進(jìn)行組裝，所述的控制單元負(fù)責(zé)各個(gè)單元的感應(yīng)信號的處理，并發(fā)送執(zhí)行命令，通過電路和氣路對各單元進(jìn)行時(shí)序邏輯控制；

所述的多功能倉儲工作站包括立體倉庫、X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二輸送帶、第二RFID檢測裝置、氣動(dòng)爪手和控制單元，所述X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)與Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)組合成直角坐標(biāo)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，所述的氣動(dòng)爪手固定在Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，用于搬運(yùn)第二輸送帶輸送過來的產(chǎn)品，并將產(chǎn)品存儲到立體倉庫，所述第二RFID檢測裝置固定在第二輸送帶上，用于檢測產(chǎn)品的信息和屬性，所述的控制單元負(fù)責(zé)各個(gè)單元的感應(yīng)信號的處理，并發(fā)送執(zhí)行命令，通過電路和氣路對各單元進(jìn)行時(shí)序邏輯控制；

所述的供料分揀一體工作站通過長程機(jī)械手將供料機(jī)構(gòu)的零件搬運(yùn)到工業(yè)機(jī)器人工作站的第一輸送帶上，所述工業(yè)機(jī)器人將經(jīng)過第一RFID檢測裝置檢測過的零件搬運(yùn)到裝配臺，并將雙工位井式供料機(jī)構(gòu)和三工位井式供料機(jī)構(gòu)輸出的零件與供料分揀一體工作站輸送來的零件進(jìn)行裝配,工業(yè)機(jī)器人又將裝配完成的產(chǎn)品搬運(yùn)到第二輸送帶，產(chǎn)品在第二輸送帶經(jīng)過第二RFID檢測裝置后由直角坐標(biāo)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品存儲到立體倉庫。

所述的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺，其特征在于：所述的長程機(jī)械手包括單軸傳動(dòng)模組、導(dǎo)桿缸、氣動(dòng)爪手，所述的氣動(dòng)爪手固定在導(dǎo)桿缸上，所述的導(dǎo)桿缸固定在單軸無桿缸上；

所述的供料機(jī)構(gòu)包含三個(gè)工件庫、三個(gè)推料氣缸、三個(gè)工件中轉(zhuǎn)臺，所述的工件庫為中空圓柱體結(jié)構(gòu)，其頂端為入料口、底部為出料口，所述出料口一側(cè)設(shè)置推料汽缸、另一側(cè)設(shè)置工件中轉(zhuǎn)臺，所述出料口處設(shè)有判定傳感器，所述工件中轉(zhuǎn)臺底部設(shè)有判定傳感器；

所述的分揀機(jī)構(gòu)包含三個(gè)斜滑槽、三個(gè)支架，所述的斜滑槽固定在支架上。

所述的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺，其特征在于： 所述的X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)與Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直固定，其包括交流伺服電機(jī)、滾珠絲杠、彈性連軸器和檢測傳感器，所述的交流伺服電機(jī)通過彈性連軸器與滾珠絲杠相連，所述的檢測傳感器固定在滾珠絲杠兩端用于檢測原點(diǎn)或極限位置，所述氣動(dòng)抓手固定在Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。

所述的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺，其特征在于：還包括三個(gè)實(shí)訓(xùn)臺，所述的控制單元以網(wǎng)孔板形式組裝在所述實(shí)訓(xùn)臺內(nèi)，所述的供料分揀一體工作站、工業(yè)機(jī)器人工作站、多功能倉儲工作站安裝在實(shí)訓(xùn)臺上；所述實(shí)訓(xùn)臺具有橫向凹槽，各單元可沿凹槽調(diào)整位置，所述實(shí)訓(xùn)臺間通過連接件連接固定；所述的實(shí)訓(xùn)臺前面板一側(cè)裝有人機(jī)界面用于控制設(shè)備及監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，另一側(cè)裝有外部開關(guān)及緊急停止按鈕。

所述的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺，其特征在于：還配有一臺專用氣泵及一調(diào)壓過濾器。

所述的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺，其特征在于：所述各控制單元通過總線通信交換數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

本實(shí)用新型的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺具有如下優(yōu)點(diǎn)：具有直觀的產(chǎn)品輸出功能，設(shè)備不但具有全面的安全保障，而且通過各個(gè)模塊的裝配與調(diào)整，提高學(xué)生的實(shí)際操作水平。其通過電機(jī)的帶動(dòng)或汽缸的推動(dòng)對一種特殊的工件進(jìn)行檢查、裝配、入庫，并通過RFID對物料進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)整套智能制造生產(chǎn)線的模擬。本實(shí)用新型實(shí)際上就是相當(dāng)于把智能制造的現(xiàn)場帶到了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教室來了，讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)室就可以完成必須要到真正工作現(xiàn)場才能達(dá)到的學(xué)習(xí)效果。本實(shí)用新型采用模塊化安裝，學(xué)生可以自行組合，不局限于一種模式，能讓學(xué)生直觀、簡潔的掌握智能制造生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)及原理。

附圖說明

下面結(jié)合說明書附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：

圖1為本實(shí)用新型一典型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一典型實(shí)施例的正面主視圖；

圖3為本實(shí)用新型一典型實(shí)施例的俯視圖。

圖中：1-單軸傳動(dòng)模組、2-導(dǎo)杠桿、3-氣動(dòng)爪手1、4-工件庫、5-推料氣缸、6-工件中轉(zhuǎn)臺、7-判定傳感器、8-斜滑槽、9-滑槽支架、10-工業(yè)機(jī)器人、11-第一輸送帶、12-第一RFID檢測裝置、13-雙工位井式供料機(jī)構(gòu)、14-三工位井式供料機(jī)構(gòu)、15-裝配臺、16-4行6列立體倉庫、17-X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、18- Z軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、19-交流伺服電機(jī)、20-滾珠絲桿、21-彈性聯(lián)軸器、22-檢測傳感器、23-第二輸送帶、24- 第二RFID檢測裝置、25-實(shí)訓(xùn)臺架、26-人機(jī)界面、27-外部按鈕、28-控制單元、29-氣動(dòng)爪手2、30-調(diào)壓過濾器、31-橫向凹槽、32-分揀一體工作站、33-長程機(jī)械手、34-供料機(jī)構(gòu)、35-零件、36-工業(yè)機(jī)器人工作站、37-直角坐標(biāo)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、38-多功能倉儲工作站、39-分揀機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺，包括供料分揀一體工作站32、工業(yè)機(jī)器人工作站36、多功能倉儲工作站38和智能生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)。

所述的供料分揀一體工作站32包括長程機(jī)械手33、供料機(jī)構(gòu)34、分揀機(jī)構(gòu)39和控制單元28。所述的長程機(jī)械手用于夾取供料機(jī)構(gòu)上的零件，所述的長程機(jī)械手同時(shí)可夾取其他工作站上的零件放置在分揀機(jī)構(gòu)的分揀槽內(nèi)。所述的控制單元負(fù)責(zé)各個(gè)單元的感應(yīng)信號的處理，并發(fā)送執(zhí)行命令，通過電路和氣路對各單元進(jìn)行時(shí)序邏輯控制。

所述的工業(yè)機(jī)器人工作站36包括工業(yè)機(jī)器人10、第一輸送帶11、第一RFID檢測裝置12、雙工位井式供料機(jī)構(gòu)13、三工位井式供料機(jī)構(gòu)14、裝配臺15和控制單元28，所述的工業(yè)機(jī)器人用于夾取第一輸送帶輸送過來的零件，并將零件搬運(yùn)到裝配臺上，所述的第一RFID檢測裝置固定在第一輸送帶上，用于檢測零件的信息和屬性，所述的雙工位井式供料機(jī)構(gòu)和三工位井式供料機(jī)構(gòu)用于輸出不同屬性的零件，通過工業(yè)機(jī)器人將輸出的零件搬運(yùn)到裝配臺并與第一輸送帶輸送來的零件進(jìn)行組裝，所述的控制單元負(fù)責(zé)各個(gè)單元的感應(yīng)信號的處理，并發(fā)送執(zhí)行命令，通過電路和氣路對各單元進(jìn)行時(shí)序邏輯控制。

所述的多功能倉儲工作站38包括立體倉庫16、X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)17、Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)18、第二輸送帶23、第二RFID檢測裝置24、氣動(dòng)爪手29和控制單元28，所述X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)與Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)組合成直角坐標(biāo)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，所述的氣動(dòng)爪手固定在Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，用于搬運(yùn)第二輸送帶輸送過來的產(chǎn)品，并將產(chǎn)品存儲到立體倉庫，所述立體倉庫為4行6列立體倉庫。所述第二RFID檢測裝置固定在第二輸送帶上，用于檢測產(chǎn)品的信息和屬性，所述的控制單元負(fù)責(zé)各個(gè)單元的感應(yīng)信號的處理，并發(fā)送執(zhí)行命令，通過電路和氣路對各單元進(jìn)行時(shí)序邏輯控制。

所述的供料分揀一體工作站通過長程機(jī)械手將供料機(jī)構(gòu)的零件搬運(yùn)到工業(yè)機(jī)器人工作站的第一輸送帶上，所述工業(yè)機(jī)器人將經(jīng)過第一RFID檢測裝置檢測過的零件搬運(yùn)到裝配臺，并將雙工位井式供料機(jī)構(gòu)和三工位井式供料機(jī)構(gòu)輸出的零件與供料分揀一體工作站輸送來的零件進(jìn)行裝配,工業(yè)機(jī)器人又將裝配完成的產(chǎn)品搬運(yùn)到第二輸送帶，產(chǎn)品在第二輸送帶經(jīng)過第二RFID檢測裝置后由直角坐標(biāo)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品存儲到立體倉庫。

所述智能生產(chǎn)制造管理系統(tǒng)為上位機(jī)軟件，包括訂單下達(dá)、生產(chǎn)計(jì)劃編排、生產(chǎn)優(yōu)化、入庫跟蹤、生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集，為整個(gè)系統(tǒng)提供流程導(dǎo)向。

上述方案中，所述控制單元采用PLC控制器，各控制單元通過總線通信交換數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述方案，所述的長程機(jī)械手33包括一單軸傳動(dòng)模組1、一導(dǎo)桿缸2、一氣動(dòng)爪手3，所述的氣動(dòng)爪手3固定在導(dǎo)桿缸2上，所述的導(dǎo)桿缸2固定在單軸傳動(dòng)模組1上。所述的長程機(jī)械手具有移動(dòng)快速、遠(yuǎn)距離搬運(yùn)、多點(diǎn)準(zhǔn)確定位功能等優(yōu)點(diǎn)，其重復(fù)定位精度誤差小于0.05mm。所述的供料機(jī)構(gòu)34包含三個(gè)工件庫4、三個(gè)推料氣缸5、三個(gè)工件中轉(zhuǎn)臺6、每個(gè)工件庫至少2個(gè)判定傳感器7，所述的工件庫4一中空圓柱體結(jié)構(gòu)，頂端為入料口，底部為出料口，所述出料口一側(cè)為所述推料氣缸5，另一側(cè)為所述工件中轉(zhuǎn)臺6。所述判定傳感器7一個(gè)接在所述工件庫4的出料口，用以判定工件有無到位。另一個(gè)固接在所述工件中轉(zhuǎn)臺6底部，用于判定工件有無到位。所述的分揀機(jī)構(gòu)39包含三個(gè)斜滑槽8、三個(gè)滑槽支架9，所述的滑槽8固定在滑槽支架9上，在桌面上方便調(diào)節(jié)。

所述的X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)17與Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)18垂直固定，其包括交流伺服電機(jī)19、滾珠絲杠20、彈性連軸器21和檢測傳感器22，所述的交流伺服電機(jī)通過彈性連軸器與滾珠絲杠相連，所述的檢測傳感器固定在滾珠絲杠兩端用于檢測原點(diǎn)或極限位置，所述氣動(dòng)抓手固定在Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)上。所述X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)17與Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)18組合成直角坐標(biāo)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)37用于立體倉庫的進(jìn)出庫搬運(yùn)，所述的X軸水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)17與Z軸垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)18采用滾珠絲杠20傳動(dòng)，伺服電機(jī)19驅(qū)動(dòng)。該結(jié)構(gòu)具有運(yùn)行噪聲低、運(yùn)行平穩(wěn)，精度高等優(yōu)點(diǎn)。

為再進(jìn)一步優(yōu)化上述方案，所述的智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺還包括三實(shí)訓(xùn)臺25，所述的控制單元28以網(wǎng)孔板形式組裝在所述實(shí)訓(xùn)臺內(nèi)，所述的三工作站固接在實(shí)訓(xùn)臺上；所述實(shí)驗(yàn)臺具有橫向凹槽31，各所述單元可以沿凹槽調(diào)整位置，實(shí)訓(xùn)臺間通過連接件連接固定；所述的實(shí)訓(xùn)臺前面板一側(cè)裝有一人機(jī)界面26用于控制設(shè)備及監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，另一側(cè)裝有外部開關(guān)及緊急停止按鈕27。所述的一種智能制造生產(chǎn)線信息集成與控制實(shí)踐平臺還配有一臺專用氣泵及一調(diào)壓過濾器30，用以提供穩(wěn)定的氣路氣壓。為讓學(xué)生有更多的感性認(rèn)識，本實(shí)用新型將整個(gè)智能制造的訂單管理、物料管理、過程管理、生產(chǎn)排程、品質(zhì)控管、設(shè)備控管連成一體模擬出來。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。