本實用新型涉及機器人自動生產(chǎn)線領(lǐng)域，尤其涉及一種用于教學(xué)的自動裝配生產(chǎn)線。

背景技術(shù)：

工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動化裝備，它涉及機械工程學(xué)、電氣工程學(xué)、計算機工程學(xué)、控制工程學(xué)以及信息傳感工程學(xué)等多門學(xué)科。據(jù)國家工信部發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)顯示，到2020年，工業(yè)機器人裝機數(shù)量將達(dá)到100萬臺，至少需要20萬工業(yè)機器人應(yīng)用相關(guān)從業(yè)人員?，F(xiàn)階段，工業(yè)機器人已廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、金屬和機械等領(lǐng)域，機器人替代人工生產(chǎn)是未來制造業(yè)重要的發(fā)展趨勢，是實現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，也是未來實現(xiàn)工業(yè)自動化、數(shù)字化、智能化的保障。

隨著中國制造業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級和“機器換人”的不斷深入實施，導(dǎo)致工業(yè)機器人專業(yè)技能人才缺口巨大。由于機器人產(chǎn)業(yè)不僅需要將產(chǎn)品本身售賣給客戶，還需要提供一系列的定制服務(wù)，包括機器的操作培訓(xùn)、養(yǎng)護、維修等等。這需要大量的操作技術(shù)人員：如機器人調(diào)試與維修工程師、自動化設(shè)計工程師、機器人系統(tǒng)集成工程師等。但相對于人才需求的逐年增長，工業(yè)機器人專業(yè)人才的培養(yǎng)仍處于相對滯后狀態(tài)，其主要原因是國內(nèi)大專院校和相關(guān)培訓(xùn)機構(gòu)幾乎沒有既來自生產(chǎn)一線又適合教學(xué)的實際案例和教學(xué)設(shè)備。

目前國內(nèi)在工業(yè)機器人培訓(xùn)設(shè)備方面主要采用單工站、單品牌模式，即從機器人本體廠商購買機器人本體，并組裝成一個個單體工作站，完成諸如焊接、打磨、拋光、涂裝等單體式教學(xué)實訓(xùn)項目，將工業(yè)機器人組成一個完整自動化線體并用于教學(xué)實訓(xùn)的案例幾乎沒有。這種單工作站方式至少有兩個重大缺陷：

1.在工廠方面，工業(yè)機器人往往與其他自動化設(shè)備和裝置配合，構(gòu)成一個完整的自動化生產(chǎn)線。而單體工作站無法體現(xiàn)出整線自動化的實訓(xùn)內(nèi)容，也無法體現(xiàn)整個自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝流程，與工廠實際的自動化生產(chǎn)過程存在較大差距；

2.由于單體工作站只能做相對獨立的實訓(xùn)項目，諸如自動化生產(chǎn)線的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工站之間的協(xié)同工作、產(chǎn)線節(jié)拍調(diào)整和線體調(diào)試等實訓(xùn)項目無法開展，大大限制了機器人實訓(xùn)項目的深度和廣度。

同時，由于資金、技術(shù)和行業(yè)限制，目前培訓(xùn)往往只能采用1-2種品牌工業(yè)機器人作為培訓(xùn)設(shè)備，無法全面覆蓋機器人應(yīng)用市場的主流品牌，對教學(xué)和就業(yè)都會產(chǎn)生不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種用于教學(xué)的自動裝配生產(chǎn)線，采用機器人應(yīng)用市場的主流品牌，可以完成整線自動化的實訓(xùn)內(nèi)容，提升機器人實訓(xùn)項目的深度和廣度。

本實用新型的技術(shù)方案是一種用于教學(xué)的自動裝配生產(chǎn)線，包括：工作臺、設(shè)置在所述工作臺上的組裝流水線和載具回流線，所述組裝流水線上安裝有載具；所述工作臺一側(cè)安裝有擰螺絲機器人、組裝機器人、貼標(biāo)簽機器人、拆標(biāo)簽機器人和拆卸機器人，每個機器人前方的工作臺上都設(shè)置有阻擋及定位機構(gòu)，所述工作臺的前端和后端分別安裝有載具抓取機構(gòu)和載具推送機構(gòu)；所述工作臺的另一側(cè)安裝有5個控制裝置，每個控制裝置控制一個機器人。

擰螺絲機器人、組裝機器人、貼標(biāo)簽機器人、拆標(biāo)簽機器人和拆卸機器人依次排列于工作臺的同一側(cè)，擰螺絲機器人位于工作臺前端的一側(cè)，拆卸機器人位于工作臺后端的一側(cè)。

進一步地，所述組裝流水線和載具回流線平行設(shè)置。

進一步地，擰螺絲機器人安裝在底座上，所述擰螺絲機器人的旁邊安裝有物料平臺，所述擰螺絲機器人的前端安裝法蘭盤，該法蘭盤上安裝有夾具和電動螺絲刀；所述物料平臺上安裝有螺絲送料機構(gòu)。

進一步地，組裝機器人安裝在底座上，所述組裝機器人的執(zhí)行端側(cè)面安裝有視覺識別及對位系統(tǒng)，所述組裝機器人的旁邊安裝有物料平臺。

進一步地，貼標(biāo)簽機器人安裝在底座上，所述貼標(biāo)簽機器人的執(zhí)行端側(cè)面安裝有視覺識別及對位系統(tǒng)，所述貼標(biāo)簽機器人的旁邊安裝有物料平臺。

進一步地，拆標(biāo)簽機器人安裝在底座上，所述拆標(biāo)簽機器人的旁邊安裝有物料平臺。

進一步地，拆卸機器人安裝在底座上，所述拆卸機器人的執(zhí)行端側(cè)面安裝有視覺識別及對位系統(tǒng)。

進一步地，所述視覺識別及對位系統(tǒng)包括光源和拍攝裝置，所述拍攝裝置連接安裝在機器人上的控制器，所述控制器連接驅(qū)動機器人運動的驅(qū)動裝置。

進一步地，所述控制裝置包括觸摸屏和位于所述觸摸屏一側(cè)的按鈕。

當(dāng)生產(chǎn)線運行時，當(dāng)安裝在載具回流線末端的傳感器感應(yīng)到載具到位后，由載具抓取機構(gòu)將載具抓取到組裝流水線上。組裝流水線將載具運送到擰螺絲工位并通過阻擋及定位機構(gòu)將載具定位、固定。此時，螺絲送料機構(gòu)將需要安裝的螺絲送到指定位置，并由擰螺絲機器人通過安裝在其法蘭盤上的夾具將螺絲夾取，并送到組裝流水線上方指定位置。隨后擰螺絲機器人通過安裝在其法蘭盤上的電動螺絲刀將螺絲擰進工件的對應(yīng)位置，完成擰螺絲工序。

完成擰螺絲工序之后，阻擋及定位機構(gòu)釋放，由組裝流水線將載具運送到插件組裝工位并通過阻擋及定位機構(gòu)將載具定位、固定。隨后，組裝機器人在視覺識別及對位系統(tǒng)的輔助下，按照先后順序?qū)⑽锪掀脚_上的接插件和蓋板安裝到載具指定位置，完成接插件及蓋板的安裝工序并釋放阻擋及定位機構(gòu)。

隨后，組裝流水線將載具運送到貼標(biāo)簽工位并定位、固定。由貼標(biāo)簽機器人從物料平臺將標(biāo)簽吸取后，通過視覺識別及對位系統(tǒng)的校正，將標(biāo)簽放入工件上指定位置并釋放阻擋及定位機構(gòu)。

隨后，組裝流水線將載具運送到拆標(biāo)簽工位并定位、固定。拆標(biāo)簽機器人將標(biāo)簽從工件上取回并放到物料平臺的標(biāo)簽回收料盤中。

隨后，阻擋及定位機構(gòu)釋放，由組裝流水線將載具運送到拆卸工位并定位、固定。拆卸機器人通過安裝在其法蘭盤上的視覺識別及對位系統(tǒng)進行位置及角度校正后，按照先后順序?qū)⑸w板和接插件從工件上拆卸下來，并放到物料平臺上的回收料盤中。完成上述動作后，阻擋及定位機構(gòu)釋放，組裝流水線將載具運送到流水線的末端。安裝在組裝流水線末端的傳感器感應(yīng)到載具到位后，將信號傳給載具推料機構(gòu)，由其將載具推送到載具回流線上并通過載具回流線送回到生產(chǎn)線的首端，實現(xiàn)一個完整的裝配循環(huán)。

該模擬生產(chǎn)線采用模塊化設(shè)計方式，每個工站都配有獨立的觸摸屏及電控箱。此外，每個模塊還配有PLC實訓(xùn)控制柜，用于PLC的實訓(xùn)教學(xué)。

整個系統(tǒng)涉及到氣動控制、PLC控制、視覺對位、傳感器控制、組態(tài)王及機器人等應(yīng)用，而且該線體可循環(huán)運行，不需要手動上下料，適用于教學(xué)培訓(xùn)使用。

有益效果：本技術(shù)方案采用機器人應(yīng)用市場的主流品牌，通過組合各種不同功能的機器人，完成整線自動化的實訓(xùn)內(nèi)容，提升機器人實訓(xùn)項目的深度和廣度。

附圖說明

圖1是裝配生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2是擰螺絲機器人的立體圖。

圖3是接插件及蓋板組裝機器人的立體圖。

圖4是貼標(biāo)簽機器人的立體圖。

圖5是拆標(biāo)簽機器人的立體圖。

圖6是拆卸機器人的立體圖。

圖中標(biāo)記：1-組裝流水線；2-載具回流線；3-載具；4-底座；5-物料平臺；6-阻擋及定位機構(gòu)；7-載具推送機構(gòu)；8-載具抓取機構(gòu)；9-控制裝置；10-擰螺絲機器人；11-法蘭盤；12-組裝機器人；13-視覺識別及對位系統(tǒng)；14-貼標(biāo)簽機器人；15-拆標(biāo)簽機器人；16-拆卸機器人。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本實用新型的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細(xì)說明：

結(jié)合圖1至6，一種用于教學(xué)的自動裝配生產(chǎn)線，包括：工作臺、設(shè)置在所述工作臺上的組裝流水線1和載具回流線2，所述組裝流水線1和載具回流線2平行，所述組裝流水線1上安裝有載具3；所述工作臺一側(cè)安裝有擰螺絲機器人10、組裝機器人12、貼標(biāo)簽機器人14、拆標(biāo)簽機器人15和拆卸機器人16，每個機器人前方的工作臺上都設(shè)置有阻擋及定位機構(gòu)6，所述工作臺的前端和后端分別安裝有載具抓取機構(gòu)8和載具推送機構(gòu)7；所述工作臺的另一側(cè)安裝有5個控制裝置9，每個控制裝置9控制一個機器人。所述控制裝置9包括觸摸屏和位于所述觸摸屏一側(cè)的按鈕，通過觸摸屏和按鈕可以預(yù)設(shè)所對應(yīng)機器人和阻擋及定位機構(gòu)6的運行規(guī)則，也可以隨時控制對應(yīng)的機器人和阻擋及定位機構(gòu)6。

擰螺絲機器人10、組裝機器人12、貼標(biāo)簽機器人14、拆標(biāo)簽機器人15和拆卸機器人16依次排列于工作臺的同一側(cè)，擰螺絲機器人10位于工作臺前端的一側(cè)，拆卸機器人16位于工作臺后端的一側(cè)。

結(jié)合圖2，擰螺絲機器人10安裝在底座4上，所述擰螺絲機器人10的旁邊安裝有物料平臺5，所述擰螺絲機器人10的執(zhí)行端安裝有法蘭盤11，該法蘭盤11上安裝有夾具和電動螺絲刀；所述物料平臺5上安裝有螺絲送料機構(gòu)。

結(jié)合圖1和3，組裝機器人12安裝在底座4上，所述組裝機器人12的執(zhí)行端側(cè)面安裝有視覺識別及對位系統(tǒng)13，所述組裝機器人12的旁邊安裝有物料平臺5。

結(jié)合圖1和4，貼標(biāo)簽機器人14安裝在底座4上，所述貼標(biāo)簽機器人14的執(zhí)行端側(cè)面安裝有視覺識別及對位系統(tǒng)13，所述貼標(biāo)簽機器人14的旁邊安裝有物料平臺5。

結(jié)合圖1和5，拆標(biāo)簽機器人15安裝在底座4上，所述拆標(biāo)簽機器人15的旁邊安裝有物料平臺5。

結(jié)合圖1和6，拆卸機器人16安裝在底座4上，所述拆卸機器人16的執(zhí)行端側(cè)面安裝有視覺識別及對位系統(tǒng)13。

所述視覺識別及對位系統(tǒng)13包括光源和拍攝裝置，所述拍攝裝置連接安裝在機器人上的控制器，所述控制器連接驅(qū)動機器人運動的驅(qū)動裝置。

本實用新型的工作過程為：當(dāng)生產(chǎn)線運行時，當(dāng)安裝在載具回流線2末端的傳感器感應(yīng)到載具3到位后，由載具抓取機構(gòu)8將載具3抓取到組裝流水線1上。組裝流水線1將載具3運送到擰螺絲工位并通過阻擋及定位機構(gòu)6將載具3定位、固定。此時，螺絲送料機構(gòu)將需要安裝的螺絲送到指定位置，并由擰螺絲機器人10通過安裝在其法蘭盤11上的夾具將螺絲夾取，并送到組裝流水線1上方指定位置。隨后擰螺絲機器人10通過安裝在其法蘭盤11上的電動螺絲刀將螺絲擰進工件的對應(yīng)位置，完成擰螺絲工序。

完成擰螺絲工序之后，阻擋及定位機構(gòu)6釋放，由組裝流水線1將載具3運送到插件組裝工位并通過阻擋及定位機構(gòu)6將載具3定位、固定。隨后，組裝機器人12在視覺識別及對位系統(tǒng)13的輔助下，按照先后順序?qū)⑽锪掀脚_5上的接插件和蓋板安裝到載具3指定位置，完成接插件及蓋板的安裝工序并釋放阻擋及定位機構(gòu)6。

隨后，組裝流水線1將載具3運送到貼標(biāo)簽工位并定位、固定。由貼標(biāo)簽機器人14從物料平臺5將標(biāo)簽吸取后，通過視覺識別及對位系統(tǒng)13的校正，將標(biāo)簽放入工件上指定位置并釋放阻擋及定位機構(gòu)6。

隨后，組裝流水線1將載具3運送到拆標(biāo)簽工位并定位、固定。拆標(biāo)簽機器人15將標(biāo)簽從工件上取回并放到物料平臺5的標(biāo)簽回收料盤中。

隨后，阻擋及定位機構(gòu)6釋放，由組裝流水線1將載具3運送到拆卸工位并定位、固定。拆卸機器人16通過安裝在其法蘭盤11上的視覺識別及對位系統(tǒng)13進行位置及角度校正后，按照先后順序?qū)⑸w板和接插件從工件上拆卸下來，并放到物料平臺5上的回收料盤中。完成上述動作后，阻擋及定位機構(gòu)6釋放，組裝流水線1將載具3運送到流水線的末端。安裝在組裝流水線1末端的傳感器感應(yīng)到載具3到位后，將信號傳給載具3推料機構(gòu)，由其將載具3推送到載具回流線2上并通過載具回流線2送回到生產(chǎn)線的首端，實現(xiàn)一個完整的裝配循環(huán)。

該模擬生產(chǎn)線采用模塊化設(shè)計方式，每個工站為一個模塊，每個工作站包括一個機器人，一個載具3，一個控制裝置9和一個實訓(xùn)控制柜，用于PLC的實訓(xùn)教學(xué)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。