專利名稱：兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)電一體化裝置，尤其是一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn) 線實(shí)訓(xùn)裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)電一體化技術(shù)融合了機(jī)械、電子、傳感和計(jì)算機(jī)等技術(shù)。目前機(jī)電一體化技術(shù)培 訓(xùn)和教學(xué)設(shè)備是依據(jù)舊的學(xué)科體系針對單項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其設(shè)計(jì)思路、制 造工藝、標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，和工廠的實(shí)際設(shè)備、工作要求及工作任務(wù)有很大的差距，只能用 于動(dòng)作演示和觀摩，無法給學(xué)員應(yīng)有的技能培訓(xùn)。而且設(shè)備的設(shè)計(jì)、培訓(xùn)項(xiàng)目和考核標(biāo)準(zhǔn)不 能和國家勞動(dòng)部門職業(yè)工種標(biāo)準(zhǔn)掛鉤。因此，跟據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)崗位要求、培訓(xùn)要求、課 程改革和技能鑒定的需要，設(shè)計(jì)開發(fā)相應(yīng)的機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備是非常必要的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可獨(dú)立工作，也可通過機(jī)械連接、氣動(dòng)連接和電 氣連接，組成一條生產(chǎn)線，能夠完成工件的進(jìn)料、傳送、工件的變速輸送、工件的檢測(黑色 金屬、白色塑料、銀色金屬、正反面)、反面工件的翻轉(zhuǎn)、工件的分揀、站間通訊、觸摸屏控制 等典型機(jī)電一體化生產(chǎn)流程，并且可模擬拆卸、編程、安裝、調(diào)試等工作任務(wù)，用于培訓(xùn)、教 學(xué)、技能鑒定和技能競賽的兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置。為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用的方案是一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生 產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，包括一個(gè)工作臺、位于工作臺上的進(jìn)料傳送站和輸送分揀站。所述的工作臺由兩個(gè)臺組合，其中每個(gè)臺包括臺面、位于臺面下方的操作控制單 元、安全型插座以及用于移動(dòng)工作臺的腳輪，這樣設(shè)置的目的在于使上述的料傳送站和輸 送分揀站可以分別獨(dú)立工作，又可以組成一條生產(chǎn)線來工作。其中的PLC控制單元包括變頻器模塊、電源模塊、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器模塊、以及觸摸頻模 塊。為最大限度的利用工作站的執(zhí)行部分，通過專門設(shè)計(jì)的控制轉(zhuǎn)換線路，PLC操作控制 單元可靈活更換為目前機(jī)電一體化生產(chǎn)線典型的工業(yè)控制器種類S7200、S7300和三菱 FX2nPLC,保證培訓(xùn)的靈活性。所述的進(jìn)料傳送站，其設(shè)置在工作臺上，通過位于其所在的工作臺下方的操作控 制單元完成工件的進(jìn)料和傳送。其中進(jìn)料傳送站包括人機(jī)界面模塊、位于人機(jī)界面模塊一側(cè)送料模塊、位于井式 送料模塊一側(cè)的接料座模塊、位于接料座模塊一側(cè)的四自由度機(jī)械手模塊和氣源處理模塊 以及氣動(dòng)電磁閥組。所述的人機(jī)界面模塊為控制并監(jiān)控工作站的運(yùn)行的工業(yè)計(jì)算機(jī)。所述的送料模塊用于完成進(jìn)料。所述的接料座模塊用于放置工件并定位工件。所述的四自由度機(jī)械手模塊用于將工件夾起并傳動(dòng)到下一個(gè)工位。[0013]所述的氣動(dòng)電磁閥組用以控制各氣缸的動(dòng)作。一個(gè)輸送分揀站，設(shè)置在臺上位于進(jìn)料傳送站的一側(cè)，通過其所在工作臺下方的 操作控制單元完成工件的的變速輸送、檢測、反面工件的翻轉(zhuǎn)和不同工件的分揀。其中輸送分揀站包括位于進(jìn)料傳送站鄰側(cè)的輸送帶模塊、位于輸送帶模塊上方的 檢測模塊、位于檢測模塊一側(cè)的反面翻轉(zhuǎn)機(jī)械手模塊和分揀機(jī)械手模塊以及報(bào)警燈模塊。所述的輸送帶模塊由變頻器控制的三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用以對工件進(jìn)行變速輸送。所述的檢測模塊由阻擋氣缸、傳感器組成(電容、電感、光電)，完成對工件的檢測， 檢測工件是否到位。所述的反面翻轉(zhuǎn)機(jī)械手模塊中的機(jī)械手為純氣動(dòng)方式，用以將反面的工件翻轉(zhuǎn)為 正面。所述的分揀機(jī)械手可以是無桿氣動(dòng)分揀機(jī)械手，也可以是伺服電機(jī)分揀機(jī)械手， 還可以是步進(jìn)電機(jī)分揀機(jī)械手，可根據(jù)不同崗位要求和培訓(xùn)要求進(jìn)行更換。分揀機(jī)械手用 以完成將不同的工件放置于不同的工位。所述的報(bào)警燈模塊為紅綠兩色，顯示工作站運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)用新型的積極效果在于技術(shù)涵蓋了機(jī)械技術(shù)、可編程序控制器、現(xiàn)代氣動(dòng)技 術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)調(diào)速技術(shù)(變頻、伺服、步進(jìn))、人機(jī)界面技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)等工業(yè)生產(chǎn)中 典型機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用；所有元件采用真實(shí)生產(chǎn)線使用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)元件，機(jī)械連接、氣路 連接、電氣控制系統(tǒng)的安裝工藝及規(guī)范采用國家規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；各功能模塊可單獨(dú)運(yùn)行， 完成單獨(dú)的工序和功能，每個(gè)工作站的模塊能夠配合完成兩道三個(gè)工序的運(yùn)行；同時(shí)，各工 作站設(shè)有機(jī)械連接端、氣動(dòng)連接端、電氣連接端和腳輪，在進(jìn)行完工作站的培訓(xùn)后，可進(jìn)行 兩站間的機(jī)械連接、氣動(dòng)連接和電氣連接，組成一條生產(chǎn)線，能夠完成兩站的聯(lián)合運(yùn)行，同 時(shí)還可通過PLC的通訊連接，完成兩站的聯(lián)網(wǎng)通訊，形成更為復(fù)雜的生產(chǎn)線流程功能，進(jìn)行 高層次的機(jī)電一體化技術(shù)培訓(xùn)。通過專門設(shè)計(jì)的控制轉(zhuǎn)換線路，控制系統(tǒng)PLC可靈活更換 為S7200、S7300和三菱FX2nPLC最大限度的利用工作站的執(zhí)行部分；本實(shí)訓(xùn)裝置涉及的技 術(shù)范圍、技能訓(xùn)練項(xiàng)目和考核標(biāo)準(zhǔn)參考了廣東省勞動(dòng)廳可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師職業(yè)工種國 家標(biāo)準(zhǔn)，可用于可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)師(四級、三級、二級)的培訓(xùn)和考核。因此，本實(shí)用新型完全適用于目前工業(yè)生產(chǎn)線中典型機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的工作 培訓(xùn)、課程教學(xué)和相關(guān)工種的技能考核培訓(xùn)。

圖1為兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置的主體圖。圖2為兩個(gè)工作站的平面圖。圖3為機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，包括一個(gè)工作臺、 兩個(gè)工作站。如圖1所示的工作臺由兩個(gè)臺組合，其中每個(gè)臺包括臺面1、位于臺面下方的控制 單元、安全型插座11以及用于移動(dòng)工作臺的腳輪14。[0028]如圖1其中的PLC控制單元包括變頻器模塊13、電源模塊15、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器模塊16、 以及觸摸頻模塊17。為最大限度的利用工作站的執(zhí)行部分，通過專門設(shè)計(jì)的控制轉(zhuǎn)換線路， PLC控制單元可靈活更換為目前機(jī)電一體化生產(chǎn)線典型的工業(yè)控制器種類S7200、S7300 和三菱FX2nPLC,保證培訓(xùn)的靈活性。如圖2所示的兩個(gè)工作站為一個(gè)進(jìn)料傳送站2，其設(shè)置在其中一個(gè)工作臺上，通過位于其所在的工作臺下方的 控制單元完成工件的進(jìn)料和傳送。其中進(jìn)料傳送站2包括人機(jī)界面模塊21、位于人機(jī)界面模塊一側(cè)送料模塊22、位 于井式送料模塊一側(cè)的接料座模塊23、位于接料座模塊一側(cè)的四自由度機(jī)械手模塊M和 氣源處理模塊沈以及氣動(dòng)電磁閥組25。人機(jī)界面模塊21為控制并監(jiān)控工作站的運(yùn)行的工業(yè)計(jì)算機(jī)。送料模塊22用于完 成進(jìn)料。接料座模塊23用于放置工件并定位工件。四自由度機(jī)械手模塊M用于將工件夾 起并傳動(dòng)到下一個(gè)工位。氣動(dòng)電磁閥組25用以控制各氣缸的動(dòng)作。一個(gè)輸送分揀站3，設(shè)置在另一工作臺上位于進(jìn)料傳送站2的一側(cè)，通過其所在工 作臺下方的操作控制單元完成工件的的變速輸送、檢測、反面工件的翻轉(zhuǎn)和不同工件的分 揀。其中輸送分揀站包括位于進(jìn)料傳送站鄰側(cè)的輸送帶模塊31、位于輸送帶模塊上方 的檢測模塊32、位于檢測模塊一側(cè)的反面翻轉(zhuǎn)機(jī)械手模塊33和分揀機(jī)械手模塊34、報(bào)警燈 模塊35以及氣動(dòng)電磁閥組36。輸送帶模塊31由變頻器控制13的三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用以對工件進(jìn)行變速輸送。檢 測模塊32由阻擋氣缸、傳感器組成(電容、電感、光電)，完成對工件的檢測，檢測工件是否到 位。反面翻轉(zhuǎn)機(jī)械手模塊33中的機(jī)械手為純氣動(dòng)方式，用以將反面的工件翻轉(zhuǎn)為正面。分 揀機(jī)械手34可以是無桿氣動(dòng)分揀機(jī)械手，也可以是伺服電機(jī)分揀機(jī)械手，還可以是步進(jìn)電 機(jī)分揀機(jī)械手，可根據(jù)不同崗位要求和培訓(xùn)要求進(jìn)行更換。分揀機(jī)械手用以完成將不同的 工件放置于不同的工位。報(bào)警燈模塊35為紅綠兩色，顯示工作站運(yùn)行狀態(tài)。電磁閥組36 用以控制各氣缸的動(dòng)作。
權(quán)利要求1.一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在于其包括一個(gè)工作臺、 位于工作臺面上的進(jìn)料傳送站和輸送分揀站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的工作臺由兩個(gè)臺組合，其中每個(gè)臺包括臺面、位于臺面下方的PLC控制單元、安 全型插座以及用于移動(dòng)工作臺的腳輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的PLC控制單元包括變頻器模塊、電源模塊、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器模塊、以及觸摸頻模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的進(jìn)料傳送站包括人機(jī)界面模塊、位于人機(jī)界面模塊鄰側(cè)的送料模塊、位于井式送 料模塊鄰側(cè)的接料座模塊、位于接料座模塊鄰側(cè)的四自由度機(jī)械手模塊和氣源處理模塊以 及氣動(dòng)電磁閥組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的輸送分揀站包括位于進(jìn)料傳送站鄰側(cè)的輸送帶模塊、位于輸送帶模塊上方的 檢測模塊、位于檢測模塊一側(cè)的反面翻轉(zhuǎn)機(jī)械手模塊和分揀機(jī)械手模塊以及報(bào)警燈模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的檢測模塊包括阻擋氣缸和傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的分揀機(jī)械手模塊選用無桿氣動(dòng)分揀機(jī)械手。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的分揀機(jī)械手模塊選用伺服電機(jī)分揀機(jī)械手。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，其特征在 于所述的分揀機(jī)械手模塊選用步進(jìn)電機(jī)分揀機(jī)械手。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種兩站式模塊化機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)裝置，包括兩個(gè)獨(dú)立設(shè)計(jì)的工作站，可獨(dú)立工作，同時(shí)兩站設(shè)有機(jī)械連接端、氣動(dòng)連接端和電氣連接端，進(jìn)行機(jī)械連接、氣動(dòng)連接和電氣連接，組成一條生產(chǎn)線，能夠完成工件的進(jìn)料、機(jī)械手傳送、工件的變速輸送、工件的檢測(黑色金屬、白色塑料、銀色金屬、正反面)、反面工件的翻轉(zhuǎn)、工件的分揀、兩站的通訊、觸摸屏控制等典型機(jī)電一體化生產(chǎn)流程。本實(shí)用新型完全適用于目前工業(yè)生產(chǎn)線中典型機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的工作培訓(xùn)、課程教學(xué)和相關(guān)工種的技能考核培訓(xùn)。
文檔編號G09B25/02GK201859591SQ20102061494
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者周文玲, 官春平, 李湘?zhèn)? 李鳴, 黃偉明 申請人:廣東賽杰自動(dòng)化與信息技術(shù)轉(zhuǎn)移中心有限公司, 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院