[发明专利]一种工业机器人模块化智能制造教学平台及其系统

权利要求书

1.一种工业机器人模块化智能制造教学平台及其系统，包括关节轴装配单元(1)、镭雕单元(2)、包装贴标单元(3)、立体仓库单元(4)、AGV移动机器人单元(5)和总控操作显示单元(6)，其特征在于：所述关节轴装配单元(1)的一侧设置有总控操作显示单元(6)，所述关节轴装配单元(1)的另一侧设置有镭雕单元(2)，所述镭雕单元(2)的一侧设置有包装贴标单元(3)，所述包装贴标单元(3)的一侧设置有立体仓库单元(4)，所述立体仓库单元(4)的一侧设置有AGV移动机器人单元(5)。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人模块化智能制造教学平台及其系统，其特征在于：所述关节轴装配单元(1)包括：第一控制面板(7)、皮带输送模块(8)、RFID智能模块(37)、垂直供料模块(9)、仓储模块(10)、第一夹具快换模块(11)、机器人视觉模块(12)、第一工业机器人(13)、旋转供料模块(14)和变位机模块(15)；

第一夹具快换模块：

第一夹具快换模块配置多种机器人末端工具，主要包括单吸盘工具、无源笔形工具、直口爪手工具、弧口爪手工具、机器人标定尖端工具，另有可自主更换安装的焊接工具、涂胶工具、打磨和雕刻工具，机器人末端工具均由机器人控制器控制IO模块实现状态切换；

仓储模块：

主要由固定底板、立体仓库、检测传感器等组成，每个库位都有检测传感器，通过传感器信号检测，将数据传输PLC控制器；

变位机模块：

由变位机、固定底板等组成，模块适配外围控制器套件和标准电气接口套件，通过机器人附加轴模式，将变位机扩展为工业机器人，变位机模块采用了机器人外部轴控制，其电机驱动接收机器人控制器命令，通过示教器对其进行编程和操作，变位机采用绝对式编码器，模块侧面板有零位刻线，可通过示教器校准变位机零位，运动范围通过机械限位设置为±90°，变位机安装板上主要由伸缩气缸和工件定位夹紧块组成，用于夹紧工件；

垂直供料模块：

垂直供料模块由圆柱形料筒和伸缩气缸组成，圆柱型料筒内径为50mm，可同时装入机器人关节的减速机和输出法兰两种圆形物料，圆柱料筒底部配置对射型传感器检测工件有无，气缸配置磁性开关检测动作是否执行，气缸动作及其传感器信号均由PLC控制；

皮带输送模块：

皮带输送模块主要由皮带线输送机、工件上料检测传感器、工件到位检测传感器组成，皮带线输送机采用0-3000rpm直流电机驱动，运动减速比为1：50，皮带线可通过PLC控制模拟量进行调速，可控制启停，采用单相交流调速电机驱动；

旋转供料模块：

由旋转供料机、固定底板等组成，模块适配外围控制器套件和标准电气接口套件，机器人通过组IO和以太网与PLC控制器进行信息交互，PLC最终根据机器人的命令将料盘旋转到指定工位，旋转供料模块具有6个工件放置位，沿圆盘圆周方向阵列，旋转供料装置采用步进电机驱动，由PLC控制其运动，配置1：80速比的谐波减速机，运动平稳，精度高，旋转供料平台配置零位校准传感器、工件状态检测传感器；

RFID智能模块：

RFID智能模块用于物料内嵌芯片的读取与写入，并通过总控与机器人通信，可以与其他模块进行组合，完成不同的实训任务，RFID阅读器和RFID通讯模块选用西门子品牌，与西门子PLC无缝集成，应用西门子电子标签管理软件，可快速编写物料追溯系统；

机器人视觉模块：

由工业视觉系统、固定底板等组成，模块适配外围控制器套件和标准电气接口套件，检测零件的形状、颜色、坐标(X/Y/A)等信息，通过以太网将检测结果发往机器人，配合工业机器人末端吸盘工具将工件分拣定位抓取；

标定尖：

标定尖用于标定机器人工具坐标，标定尖可安装在工作台任意机器人可达位置，便于机器人校准工具坐标，使用标定尖校准机器人工具坐标时，机器人末端使用尖端工具。