一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統的制作方法
【專利摘要】一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統，包含輸送線運輸單元，軌道式六自由度上下料串聯機器人單元，氣動上料單元，液壓單元，六自由度并聯加工單元，圖像檢測搬運單元，落料單元，噴涂烘干單元，圖像處理單元，加蓋裝配單元，穿銷裝配單元，檢測單元，條形碼識別單元，分揀單元，提升倉儲單元，堆垛解垛單元，行車機械手單元，總控單元。上述各單元具備單機/聯機功能，在單機模式下，各單元鋁合金桌面可脫離系統獨立運行，可以通過本單元的控制系統控制該單元工作；聯機模式下，該單元作為網絡中的一個節點，受主站調度；四個嵌入式控制單元系統均配置圖形化界面顯示，其余各單元采用plc控制。
【專利說明】一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及教學領域，具體是柔性生產的模擬訓練系統。
【背景技術】
[0002]柔性制造系統是由統一的信息控制系統、物料儲運系統和一組數字控制加工設備組成，能適應加工對象變換的自動化機械制造系統，英文縮寫為FMS ；FMS技術是數控加工技術發展的必然結構，體現了一個國家的裝備制造技術水平，其將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態最優化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全面的智能制造系統。
[0003]隨著社會對產品多樣化、低制造成本及短制造周期等需求日趨迫切，FMS發展頗為迅速，然而，我國起步較晚，在柔性制造系統上相對落后，隨著國內工業化程度的不斷推進，以及產業化轉型，對于自動化設備的需求，以及技術人才的需求不斷增大，對于自動化系統的人才儲備，對于自動化系統的教學普及顯得尤為重要。
實用新型內容
[0004]本實用新型目的是要提供一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統，以機器人技術為核心，實現生產加工檢測輸送等過程無人化控制，運用多元化的各類機械結構，結合模塊化理念，達到為學生提供一個開放性的，創新性的和可參與性的實驗平臺，及教學的目的。
[0005]本實用新型所采取如下技術方案解決上述問題:
[0006]一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統，包括輸送線運輸單元，軌道式六自由度上下料串聯機器人單元，氣動上料單元，液壓加工單元，六自由度并聯加工單元，圖像檢測搬運單元，落料單元，噴涂烘干單元，圖像處理單元，加蓋裝配單元，穿銷裝配單元，檢測單元，條形碼識別單元，分揀單元，提升倉儲單元，堆垛解垛單元，行車機械手單元，總控單元。本系統以模塊化理念，桌面式閉環結構，采用多元化的輸送線通過各傳感器反饋及定位裝置等在總控調度下，根據工作節拍，實現在各工作工位的停止與運行，配合各類型機械手，在傳感器技術，視覺技術信息流反饋下實現對工件或托盤的分揀，裝配，加工，搬運，入庫等動作。
[0007]在控制方面，本系統通過PR0FIBUS-DP現場總線將所有單元PLC控制系統、嵌入式控制系統進行高度、高效集成，各單元采用雙系統工作模式:手動模式/聯機模式。在手動模式下，可以獨立控制單元運動。聯機模式下，該中心作為現場總線上的一個節點，受主站調度。
[0008]與現有技術相比，本實用新型教學系統的有益效果是:本系統采用多元化結構技術，機光電氣液為一體，以模塊化理念桌面構型為平臺，機器人技術為核心，構建一柔性生產綜合實訓系統。[0009]以輸送線為例，詳見附圖2，本系統包含了皮帶輸送機、滾筒轉角輸送機、圓帶轉角輸送機、氣動轉角圓帶機、同步帶輸送機等常用輸送機。
[0010]以機械傳動為例，本系統糅合了鏈傳動，同步帶，齒輪又包括圓柱齒輪，錐齒輪，不完全齒輪，槽輪機構、滾珠絲杠等各類常用傳動方式。
[0011 ] 以機器人為例，本系統包含了工業常用的串聯機器人、并聯機器人、以及根據生產線而具備特殊功能的多自由度機械手，或機械或氣動或機械氣動結合形式。
[0012]以電機及減速器為例，本系統包含了伺服、步進、直流等各類常用電機，蝸輪蝸桿減速器，齒輪減速器，諧波減速器等。
[0013]除上述以外，還包括運用各類傳感器裝置，多學科技術應用等。
[0014]通過該系統，使學生可通過實驗了解自動化生產控制教學實訓系統的基本組成和基本原理，為學生提供一個開放性的，創新性的和可參與性的實驗平臺，讓學生全面掌握機電一體化技術與物流技術的應用開發和集成技術，幫助學生從系統整體角度去認識系統各組成部分，從而掌握機電控制系統的組成、功能及控制原理。可以促進學生在機械設計、電氣自動化、自動控制、機器人技術、計算機技術、傳感器技術、數控技術、物流管理等方面的學習，并對電機驅動及控制技術、PLC控制系統的設計與應用、計算機網絡通信技術和現場總線技術、高級語言編程等技能得到實際的訓練，激發學生的學習興趣，使學生在機光電氣液一體化系統的設計、裝配、調試能力等方面均能得到綜合提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型系統總體結構布置圖；
[0016]圖2a_l是皮帶輸送機示意圖；
[0017]圖2a_2是圖2a_l中A-A剖視圖；
[0018]圖2b_l是氣動轉角圓帶機正面示意圖；
[0019]圖2b_2是氣動轉角圓帶機俯視圖；
[0020]圖2c是圓角轉角輸送機示意圖；
[0021]圖2d-l是皮帶輸送機正面圖；
[0022]圖2d-2是皮帶輸送機俯視圖；
[0023]圖3a是氣動上料單元結構主視圖；
[0024]圖3b是氣動上料單元結構俯視圖；
[0025]圖4是軌道式六自由度上下料串聯機器人單元及其覆蓋單元工位布局圖；
[0026]圖5a為落料單元結構主視圖；
[0027]圖5b為落料單元結構俯視圖；
[0028]圖6a為加蓋單元結構主視圖；
[0029]圖6b為加蓋單元結構側視圖；
[0030]圖7a為穿銷單元結構主視圖；
[0031]圖7b為穿銷單元結構俯視圖；
[0032]圖8為檢測單元結構示意圖；
[0033]圖9為條形碼識別單元結構示意圖；
[0034]圖10為分揀單元結構示意圖；[0035]圖1la-1為提升倉儲單元結構中庫架示意圖；
[0036]圖1 la-2為提升倉儲單元結構中機械手示意圖；
[0037]圖1lb-1為提升倉儲單元結構庫架示意圖；
[0038]圖1 lb-2為提升倉儲單元結構機械手示意圖；
[0039]圖12為堆垛解垛單元結構示意圖；
[0040]圖13為行車機械手單元結構示意圖；
[0041]1-輸送線運輸單元，2-軌道式六自由度上下料串聯機器人單元，3-氣動上料單元，4-皮帶輸送機，5-液壓加工單元，6-六自由度并聯加工單元，7-圖像檢測搬運單元，8-檢測搬運單元搬運機械手，9一落料單元，10-噴涂烘干單元，11 一滾筒轉角輸送機，12 —圖像處理單兀，13 —加蓋裝配單兀，14 —穿銷裝配單兀，15 一圓帶轉角輸送機，16-檢測單元，17-條形碼識別單元，18-分揀單元，19-提升倉儲單元，20—出入庫搬運機械手，21-堆垛解垛單元，22—直角轉向轉角圓帶輸送機，23—同步帶輸送機，24—行車機械手，25—總控單元
【具體實施方式】
[0042]下面結合附圖，對實用新型的【具體實施方式】作進一步詳述:
[0043]所述的輸送線運輸單元I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；與行車機械手24構成工作輸送閉環，滾筒轉角輸送機11采用大錐齒輪嚙合多個小錐齒輪結構，滾筒輸送機還包括鏈傳動結構。
[0044]滾筒轉角輸送機11由與輸送面垂直且設置的于轉角內側的直流減速電機2-3帶動大錐齒輪2-1轉動，進而帶動與大錐齒輪嚙合的多個小錐齒輪2-2轉動，小錐齒輪2-2轉動帶動輸送線上轉角處的傳動棍轉動，實現轉角處的傳動，該轉角處傳動兩端連接鏈傳動結構，，鏈傳動結構由鏈條傳動2-4帶動各傳動輥轉動，同時在鏈傳動結構輸送面兩側設置有限位裝置2-5，于鏈傳動結構機架上設置有光電傳感器2-6，用于檢測輸送面是否有工件。
[0045]氣動轉角圓帶機22，由旋轉氣缸2-8帶動型材支架2_7呈90度往復水平轉動，型材支架2-7上設置有直流減速電機2-3，通過同步帶傳動2-10帶動輸送面上的圓帶傳動2-9運動，在鋁型材支架2-7上設置有光電傳感器2-6用于判斷輸送面上是否有工件。
[0046]圓帶轉角輸送機15，由圓帶輪2-11帶動圓帶2-12運動完成輸送運動，輸送入口設置有限位裝置2-5，支架上設置有漲緊裝置2-14用來漲緊圓帶2-12，拐角處設置有圓帶傳動輪2-13，圓帶傳動輪2-13圓周與外側圓帶圓角重合，用于完成工件在輸送面的轉角。
[0047]皮帶輸送機4，由鋁型材支架2-7上設置的直流減速電機2-3通過同步帶傳動2-15帶動同步帶2-17實現輸送面上工件輸送，皮帶輸送機上設置有光電傳感器2-6、限位裝置2-5、電感式接近傳感器2-16。
[0048]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、液壓加工單元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。
[0049]軌道式六自由度上下料串聯機器人單元2設置在氣動上料單元3、輸送線運輸單元1、圖像檢測搬運單元7組成的鋁合金桌面上，六自由度串聯機器人4-1在同步帶與導軌組成的軌道4-2上運動，軌道式六自由度上下料串聯機器人單元2另一側設置有液壓加工單元5、六自由度并聯加工單元6。
[0050]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。
[0051]所述的氣動上料單元由鋁型材支架上設置底座3-7與皮帶輸送機3-4銜接，底座3-7上設置有井式上料機構3-1，井式上料機構的下端底座上設置有對射傳感器3-6、通過推料氣缸3-2及其推動的推塊3-3，推塊可以將井式上料機構中供應的工件推送至皮帶輸送機上，皮帶輸送機上設置有導料裝置3-5與對射傳感器3-6。
[0052]所述的氣動上料單元中對射傳感器檢測料倉中工件在位情況，推料氣缸動作將工件推至皮帶輸送機運輸工位，皮帶輸送機延遲動作，將工件運輸至另一運輸工位，皮帶輸送機上對射傳感器檢測工件到達運輸工位，氣動上料單元暫停工作等待總控下一節拍命令。
[0053]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，人工手動調整。夾緊定位機構采用氣動夾緊與傳感器反饋結合。串聯機器人夾持工件經軌道輸送至液壓加工單元5對應工位，六自由度串聯機器人將工件通過末端氣動夾頭放置液壓加工單元5中的自動裝夾工位，經漫反射傳感器判定工件在位，氣動夾緊定位機構動作夾緊定位工件，液壓直動缸動作，沖壓加工后，氣動夾緊定位機構氣缸回位。
[0054]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、電動加工主軸、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，通過連桿與虎克鉸連接至末端輸出平臺，輸出平臺上安裝有電主軸，裝夾氣缸通過傳感器反饋實現其自動化裝夾定位。
[0055]六自由度串聯機器人將工件從上述工位中抓取，經軌道輸送至并聯加工單元6對應工位，六自由度串聯機器人將工件通過末端氣動夾頭放置并聯加工單元6中的氣動裝夾平臺，經光電傳感器判定工件在位，氣動裝夾平臺動作，實現對工件的定位夾緊，六自由度并聯加工中心在系統控制下開始工作，電動主軸固定于六自由度并聯機器人末端，實現對工件的鉆孔和銑削加工。加工完畢后，并聯機器人復位，氣動裝夾平臺回位，六自由度串聯機器人通過末端氣動夾頭對工件抓取。
[0056]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、CXD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。其功能為完成對前幾道工序的檢查、圖像采集及搬運功能，下層輸送線主要用于托盤的循環運輸，四工位轉盤的作用是將串聯機器人運送過來的工件依次轉移至位移傳感器、視覺CXD和搬運機械手位置。
[0057]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軸進行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。
[0058]所述的落料單元9由槽輪機構5-1、錐齒輪傳動機構5-5、同步帶輪傳動、推料轉盤
5-3、落料平臺5-2、光電傳感器5-4、光纖傳感器5-8、直流減速電機5_6、槽式光電開關5_7、安裝支架等組成。通過槽輪機構及各類機械傳動，實現間歇運動，具體為:通過直流減速電機5-6帶動槽輪機構5-1實現間歇式運動，再將間歇式運動通過錐齒輪傳動機構5-5傳導至落料平臺5-2的推料轉盤，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。當推料轉盤旋轉使得工件推至落料平臺落料口時，工件掉落至托盤，漫反射傳感器檢測工件處于托盤位置。托盤所處輸送線在單元控制系統下啟動，轉入下一個單元。
[0059]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。
[0060]所述的圖像處理單元12由光源、鏡頭，CXD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構，輸入至后續單元。
[0061]所述的加蓋裝配單元13由滑道式工件架6-1、蝸輪蝸桿減速器6-5、旋轉臂6_10、同步輪帶6-4、直流減速電機6-6、擋料氣缸、伸縮氣缸6-3、真空吸盤6-2、光電傳感器6_9、電容傳感器6-7、電感傳感器、機械限位開關、電控閥6-8、安裝支架等構成兩個組件，出料組件及真空吸附機械手裝配組件，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與蝸輪蝸桿減速器配合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，并保證真空吸盤始終保持垂直向下，實現兩個工位之間的搬運裝配動作。
[0062]當皮帶輸送機將托盤及樣件運輸至加蓋單元(詳見附圖6)時，光電傳感器感應到樣件，由擋料氣缸將樣件限制在標準位置上，電感式接近傳感器感應滑道式工件架上的樣件蓋，直流減速電機及蝸輪蝸桿減速機驅動旋轉手臂旋轉擺動至樣件蓋的上方，同步帶傳動實現真空吸盤和伸縮氣缸的豎直狀態，通過伸縮氣缸和真空吸盤抓取樣件蓋，然后通過旋轉手臂的旋轉擺動將樣件蓋移動至樣件的上方并放置樣件蓋，完成對樣件的加蓋的裝配工作。托盤運載裝配工件輸送至下一單元。
[0063]所述的穿銷裝配單元14由料斗7-4、槽型下料機構、不完全齒輪傳動機構7-2、直流減速電機7-1、擋料氣缸7-6、落料氣缸7-5、頂銷氣缸7-8、光電傳感器7_14、光纖傳感器7-13、電感式傳感器7-9、電控閥7-10、安裝支架7-7等組成。直流減速電機與不完全齒輪傳動機構配合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。當皮帶輸送機將托盤及工件、工件蓋運輸至穿銷單元(詳見附圖7)時，光電傳感器感應到工件，由擋料氣缸將工件限制在標準位置上，直流減速電機帶動不完全齒輪旋轉，通過不完全齒輪的傳動及錐齒輪7-12的轉向，將運動傳遞到落料花盤7-3上，放置銷軸到標準工位上，同時通過落料氣缸將料斗內的銷軸推送至落料花盤上，然后通過頂銷氣缸將銷軸推入工件和工件蓋的定位孔內。[0064]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。
[0065]所述的條形碼識別單元17由擋料氣缸、電感傳感器、光電傳感器9-4、貼標機9-3及條碼識別系統等組成，通過對裝配體貼標并條碼識別進行入庫信息前處理。貼標機9-4通過貼標機支架9-1安裝在機架上，條形碼識別系統的掃描儀安裝在掃描儀固定臺9-2上，工件通過皮帶輸送機9-5傳輸。
[0066]當工件隨輸送機運行至條形碼識別單元(詳見附圖9)時，漫反射光電感應器感應到工件，阻擋氣缸擋住定位工件，輸送帶停止，貼標機對工件進行貼標簽的工作，完成后將工件運輸至條形碼掃描儀工位處，對條形碼進行識別讀取并輸入倉庫管理系統。
[0067]所述的分揀單元18由分揀機械手及運輸皮帶機，廢料回收裝置等組成。其中分揀機械手為二自由度氣缸搬運機械手，無桿氣缸連接導桿氣缸與末端大口氣夾，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。
[0068]所述的提升倉儲單元19由立體庫架及出入庫機械手組成。
[0069]立體庫架四層三排，每層安裝有一皮帶輸送機11-8，皮帶輸送機11-8由直流減速電機11-2通過同步帶11-3帶動運轉，根據漫反射傳感器11-1判定工件是否在位，調整漫反射傳感器適量可根據實際情況調整每層倉儲位數量。
[0070]出入庫機械手有四自由度，第一個為平移副，采用滾珠絲杠11-14與導軌11-13配合結構，通過伺服電機11-16帶動滾珠絲杠11-14實現其往復運動，滾珠絲桿兩端機架上設置有槽式光電開關11-15控制兩端極限位置，在各排工位之間移動，Y向；第二個為自由度為平移副，采用鏈傳動11-5與導軌配合結構，附配重裝置，由步進電機11-9通過減速機10控制其在各層工位之間移動，機架上設置有槽式光電開關11-17控制兩端極限位置，Z向；第三個自由度為平移副，滾珠絲杠與導軌配合結構或者由直線無桿氣缸11-6實現，出入庫轉接平移，X向；第四個自由度為旋轉副，旋轉氣缸11-11與氣動手爪11-12，繞Z軸旋轉，實現末端工作位姿變換及裝夾。
[0071]到達出入庫搬運機械手搬運工位時，定位氣缸工作伸出定位，根據傳感器反饋本桌面輸送機停止運行，出入庫機械手開始工作，在此之前，立體庫架各排、各層、各列傳感器判定是否有工件在位，在系統控制下，控制出入庫機械手經過末端氣動手爪11-12夾持裝配工件搬運至立體庫架上一皮帶輸送機11-8放置位上，皮帶輸送機隨后運轉，輸送裝配工件至倉位，倉位通過漫反射傳感器11-1反饋確定位置。機械手復位，托盤繼續流入堆垛解垛單元。
[0072]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，第一個自由度采用同步帶12-7與導軌12-4配合結構，沿皮帶輸送機方向；第二個自由度采用滾珠絲杠12-2與導軌配合結構，整體設于立柱支撐12-3上，通過步進電機12-1控制滾珠絲杠，沿垂直于水平面Z向布置，氣動手爪12-9安裝于二軸末端，鋁合金基座使得機械手安裝于同步帶輸送機上。同時在此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。
[0073]堆垛解垛單元(詳見附圖12)在總控根據工作節拍控制下開始工作，單元中托盤暫存庫通過漫反射光電傳感器12-5檢測托盤在位情況，堆垛解垛機械手將托盤暫存庫12-6中將托盤抓取并放置到皮帶輸送機工位。通過電感式傳感器12-8判定托盤運輸工位在位，皮帶機運轉將托盤輸送經過氣動轉角輸送機22 (詳見附圖1)，圓帶輸送機23，到達行車機械手24 (詳見附圖13)搬運工位，經過傳感器判定在位情況并氣缸定位，本桌面皮帶輸送機停止運轉，
[0074]行車機械手24動作，氣夾抓取托盤沿導軌放置下一工位。經傳感器判定托盤在位，此工位皮帶機運轉，經過氣動上料單元下方的圓帶轉角輸送機(詳見附圖1)，及標識4處的皮帶輸送機一直到達落料單元9 (詳見附圖5)中落料平臺落料口正下方的轉接工位，由傳感器判定在位并定位氣缸工作，本桌面輸送機停止工作。
[0075]堆垛解垛單元實現托盤的暫存堆垛及解垛輸出動作，在前面已有詳述，此為一個工作節拍循環周期具體實施流程。
[0076]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，第一個自由度為同步帶13-5與導軌13-4配合結構，兩工位直線上移動；第二個自由度為導桿氣缸13-3，末端安裝有氣動手爪13-2，實現對托盤的抓取和放置，機架為龍門式鋁合金支架13-1。
[0077]所述的總控單元通過profibus總線將各單元控制進行高度高效集成，通過profibus-dp分站卡與各單元進行通訊。
[0078]如附圖1所示:系統上電并啟動，輸送線運輸單元在總控控制下根據工作節拍開始運轉，氣動上料單元(詳見附圖3)中對射傳感器檢測料倉中工件在位情況，推料氣缸動作將工件推至皮帶輸送機運輸工位，皮帶輸送機延遲動作，將工件運輸至另一運輸工位，皮帶輸送機上對射傳感器檢測工件到達運輸工位，氣動上料單元暫停工作等待總控下一節拍命令。
[0079]在氣動上料單元工作的同時，堆垛解垛單元(詳見附圖12)在總控根據工作節拍控制下開始工作，單元中托盤暫存庫通過漫反射光電傳感器檢測托盤在位情況，堆垛解垛機械手將托盤暫存庫中托盤抓取并放置到皮帶輸送機工位。通過電感式傳感器判定托盤運輸工位在位，皮帶機運轉將托盤輸送經過氣動轉角輸送機22 (詳見附圖1)，圓帶輸送機23，到達行車機械手24 (詳見附圖13)搬運工位，經過傳感器判定在位情況并氣缸定位，本桌面皮帶輸送機停止運轉，行車機械手24動作，氣夾抓取托盤沿導軌放置下一工位。經傳感器判定托盤在位，此工位皮帶輸送機運轉，經過氣動上料單元下方的圓帶轉角輸送機(詳見附圖1)，及標識4處的皮帶輸送機一直到達落料單元9 (詳見附圖5)中落料平臺落料口正下方的轉接工位，由傳感器判定在位并定位氣缸工作，本桌面輸送機停止工作。
[0080]根據工作節拍，在托盤從堆垛解垛單元輸送至上述轉接工位過程中，氣動上料單元工件到達皮帶輸送機運輸工位時，軌道式六自由度上下料串聯機器人單元2 (詳見附圖4 )開始工作，機器人經軌道輸送至氣動上料單元對應的工位，六自由度串聯機器人工作，將氣動上料單元皮帶輸送機運輸工位上的工件通過末端氣動夾頭抓取，機器人經軌道輸送至液壓加工單元5對應工位，六自由度串聯機器人將工件通過末端氣動夾頭放置液壓加工單元5中的自動裝夾工位，經漫反射傳感器判定工件在位，氣動夾緊定位機構動作夾緊定位工件，液壓直動缸動作，沖壓加工后，氣動夾緊定位機構氣缸回位，六自由度串聯機器人將工件從上述工位中抓取，機器人經軌道輸送至并聯加工單元6對應工位，六自由度串聯機器人將工件通過末端氣動夾頭放置并聯加工單元6中的氣動裝夾平臺，經光電傳感器判定工件在位，氣動裝夾平臺動作，實現對工件的定位夾緊，六自由度并聯加工中心在系統控制下開始工作，電動主軸固定于六自由度并聯機器人末端，實現對工件的鉆孔和銑削加工。加工完畢后，并聯機器人復位，氣動裝夾平臺回位，六自由度串聯機器人通過末端氣動夾頭對工件抓取，經軌道輸送至圖像檢測搬運單元7對應工位，將工件放置入圖像檢測搬運單元7中四工位轉盤中放置工位。通過光電開關來實現四工位旋轉定位。四工位轉盤中通過漫反射傳感器判定工件放置工位在位情況，四工位轉盤運轉，依次經過位移傳感器檢測工位孔深尺寸、CCD視覺檢測工位形狀顏色檢測，相關信息傳送至總控，信息流進入下單元，四工位轉盤運轉使得工件停至本單元機械手(詳見附圖4)對應搬運工位。本單元機械手采用氣電混合控制，通過機械開關與磁性傳感器定位，實現將上述搬運工位的工件搬運至落料單元的四工位推料轉盤上放置工位(詳見附圖5)。此時，托盤通過輸送機已輸送至落料平臺落料口正下方的轉接工位，傳感器反饋信號托盤在位，四工位推料轉盤放置工位工件在位，落料單元中直流減速電機通過槽輪機構、圓柱齒輪傳動、錐齒輪傳動、同步帶傳動輸出至四工位推料轉盤，當推料轉盤旋轉使得工件推至落料平臺落料口時，工件掉落至托盤，漫反射傳感器檢測工件處于托盤位置。托盤所處輸送線在單元控制系統下啟動，轉入下一個單元。
[0081]當工件隨輸送帶運輸到噴涂烘干單元時，漫反射光電傳感器感應到工件，阻擋氣缸擋住定位托盤及工件，電磁閥控制輸送機停止運行，1#噴槍對工件進行噴涂工作，噴涂規定時間后，解除阻擋氣缸，運行輸送帶將工件輸送至2#噴槍處，重復上一步，由2#噴槍對工件進行定時噴涂，噴涂完畢后，輸送帶運送工件至烘干工位處，停止一段時間，通過加熱管對工件進行加熱烘干處理，并通過智能溫度顯示儀、觸摸屏來監控工件的溫度狀態。完成后將工件輸送至下一單元。
[0082]途中經過滾筒轉角輸送機(詳見附圖2)，直線部分滾筒輸送機通過減速機與鏈傳動，轉角部分為直流減速電機驅動大錐齒輪盤和四個小錐齒輪嚙合傳動，實現轉角功能。
[0083]當工件隨輸送機運行至圖像處理單元時，漫反射光電感應器感應到工件，阻擋氣缸擋住定位工件，輸送帶停止，CXD照相機對工件進行圖像處理并顯示于液晶顯示器上，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，提供給后續單元使用。
[0084]當皮帶輸送機將托盤及樣件運輸至加蓋單元(詳見附圖6)時，光電傳感器感應到樣件，由擋料氣缸將樣件定位在標準位置上，電感式接近傳感器感應滑道式工件架上的樣件蓋，直流減速電機及蝸輪蝸桿減速機驅動旋轉手臂旋轉擺動至樣件蓋的上方，同步帶傳動實現真空吸盤和伸縮氣缸的豎直狀態，通過伸縮氣缸和真空吸盤抓取樣件蓋，然后通過旋轉手臂的旋轉擺動將樣件蓋移動至樣件的上方并放置樣件蓋，完成對樣件的加蓋的裝配工作。托盤運載裝配工件輸送至下一單元。
[0085]當皮帶輸送機將托盤及樣件、樣件蓋運輸至穿銷單元(詳見附圖7)時，光電傳感器感應到樣件，由擋料氣缸將樣件定位在標準位置上，直流減速電機帶動不完全齒輪旋轉，通過不完全齒輪的傳動及錐齒輪的轉向，將運動傳遞到落料花盤上，放置定位銷到標準工位上，同時通過落料氣缸將料斗內的定位銷推送至落料花盤上，然后通過頂銷氣缸將定位銷推入樣件和樣件蓋的定位孔內。托盤運載裝配工件輸送至下一單元。[0086]途中經過圓帶轉角輸送機(詳見附圖2)，采用圓帶張緊自閉回路，帶動轉角處轉盤轉動，托盤經過時隨轉盤轉動90°實現其轉角功能。
[0087]當工件輸送至檢測單元(詳見附圖8)時，由光電傳感器感應到工件，阻擋氣缸將工件定位在標準工位上，輸送機停止運行，檢測氣缸帶動色標傳感器、光纖傳感器運行至工件附近，由光纖傳感器檢測工件上的定位銷，色標傳感器檢測工件的顏色，檢測裝配體是否合格。檢測完畢后進入下一單元。
[0088]當工件隨輸送機運行至條形碼識別單元(詳見附圖9)時，漫反射光電感應器感應到工件，阻擋氣缸擋住工件，輸送機停止，貼標機對工件進行貼標簽的工作，完成后將工件運輸至條形碼掃描儀工位處，對條形碼進行識別讀取并輸入倉庫管理系統。
[0089]然后，工件隨輸送機運行至分揀單元(詳見附圖10)，根據檢測單元檢測結果進行分揀工作。檢測結果不合格，則由分揀單元中二維機械手氣動手爪將工件與托盤分離，并將工件搬運至本單元皮帶輸送機輸送工位，經傳感器判定工件在位，皮帶機運轉，經氣動阻擋導向裝置，將工件運輸并準確滑入廢品回收裝置。托盤則隨著輸送機運輸至堆垛解垛單元。檢測結果合格則直接流入下一單元。關于上述二維機械手，二維機械手所用動作元件都是氣缸，它主要來完成樣件的搬運動作。X軸運用無桿氣缸來實現樣件的搬運，Y軸運用導桿氣缸來實現，樣件的夾持運用的是大口氣夾來實現的，當工件輸送至工位時在傳感器作用下阻擋氣缸動作將其定位，并將信號輸送給導桿氣缸并下行，到位后磁性開關將信號輸送給大口氣夾將樣件夾持并上提，到位后在磁性開關檢測下將信號傳給無桿氣缸并向左滑行，到位后導桿氣缸下行經延時后氣爪張開，然后重復上述動作歸位。實現其抓取搬運功倉泛。
[0090]合格產品隨托盤在輸送機輸送下，流入提升倉儲單元(詳見附圖11)，到達出入庫機械手搬運工位時,定位氣缸工作伸出定位,根據傳感器反饋本桌面輸送機停止運行，出入庫機械手開始工作，在此之前，立體庫架各層、各列傳感器判定是否有工件在位，在系統控制下，控制出入庫機械手經過末端氣動手爪夾持裝配工件搬運至立體庫架上一皮帶機放置位上，皮帶機隨后運轉，輸送裝配工件至倉位，倉位通過漫反射傳感器反饋確定位置。機械手復位，托盤繼續流入堆垛解垛單元(詳見附圖12)。
[0091]堆垛解垛單元實現托盤的暫存堆垛及解垛輸出動作，在前面已有詳述，此為一個工作節拍循環周期具體實施流程。
[0092]本實用新型物流系統特點:系統中包含堆垛機設備、立體化倉庫設備、自動化輸送線裝置、機器人設備、視覺檢測設備、工業貼標識別系統及相應附屬設備，以及各類傳感器、工業總線系統、PLC技術、視覺技術、機器人等各類技術，實現生產加工裝配檢測入庫的無人自動化工作，高效高產，完全模擬工業現場，并采用多元化的結構，控制等使得光、機、電、氣、液各類技術揉為一體。
[0093]1.本系統通過PR0FIBUS-DP現場總線將所有單元pic控制系統、嵌入式控制系統進行高度、高效集成，實現網絡調度與控制，與工業現場形式完全相同，經總控控制，實現物流系統的自動化運輸、加工裝配、檢測、分揀、入庫等各項作業，通過各項傳感器及識別系統對各項作業進行實時監測及更新。
[0094]2.本系統配備各類機器人以實現自動化，如六自由度串聯機器人，六自由度并聯機器人，各類根據實際工作需要的搬運機械手，或氣動，或機械，或機械氣動結合形式，充分利用機器人技術配合多元化自動化輸送線實現無人裝配加工輸送等各項動作。
[0095]2.在控制軟件方面采用windows操作系統，具有良好的交互式圖形化操作界面，直接，高效，對實時和多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的終端響應時間。并具有功能很強的存儲區保護功能，便于學生動手操作和系統可維護性。
[0096]3.系統中的單元設備具有“聯機/單機”兩種操作模式。所有的單元設備的軟硬件均可以脫離系統獨立操作，可用單機設備為平臺，進行單項技術的研發，易擴展。
[0097]4.系統軟、硬件部分預留擴展空間，用戶方可在原有系統基礎上增添設備模塊，并可輕松集成到系統中，為用戶方二次開發和擴展教學創造了極為有利條件。
[0098]5.系統集成信息管理軟件，通過計算機與各單元及傳感器的通訊與集成，將系統中各環節的狀態顯示在操作界面上，使操作者通過計算機隨時了解系統各環節的工況、狀態、運行數據，掌握系統運行狀態。各Plc單元配備觸摸屏實時控制，其余四個嵌入式控制系統單元配備顯示器及鼠標等，操作快捷方便。
[0099]7.系統機電技術全面開放，配備完善的實驗指導書，可輕松開發出自己的運動或控制功能，激發學習興趣。
【權利要求】
1.一種機光電氣液一體化柔性生產綜合實訓系統，包含: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)，液壓加工單元(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)、六自由度并聯加工單元(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，上述各單元具備單機/聯機功能，在單機模式下，各單元可系統獨立運行，通過本單元的控制系統控制該單元工作；聯機模式下，該單元作為網絡中的一個節點，受主站調度；除四個嵌入式控制單元外其余各單元采用pic控制， 所述的輸送線運輸單元(I)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),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、液壓加工單元(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偵U，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)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)包括四工位轉盤、位移傳感器組件、CXD圖像采集組件、機械手搬運組件和下層皮帶輸送線，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、CXD照相機、圖像處理控制器、操作鍵盤、顯示器組成，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； 所述的檢測單兀(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)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，均為平移畐O，末端安裝由氣動手爪，實現對托盤的抓取和放置。
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:控制系統主站采用西門子S7-300，從站采用S7-200系列PLC，嵌入式單元采用X86系列嵌入式系統，主站與從站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，同時系統還配有以太網通信模塊和觸摸屏。
3.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: 所述的輸送線運輸單元(I)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)； 所述的滾筒轉角輸送機(11)采用大錐齒輪嚙合多個小錐齒輪結構，滾筒輸送機還包括鏈傳動結構；由與輸送面垂直且設置的于轉角內側的直流電機(2-3)帶動大錐齒輪(2-1)轉動，進而帶動與大錐齒輪嚙合的多個小錐齒輪(2-2 )轉動，小錐齒輪(2-2 )轉動帶動輸送線上轉角處的傳動輥轉動，實現轉角處的傳動，該轉角處傳動兩端連接鏈傳動結構，鏈傳動結構由鏈條傳動(2-4)帶動各傳動輥轉動，同時在鏈傳動結構輸送面兩側設置有限位裝置(2-5 )，于鏈傳動結構機架上設置有光電傳感器(2-6 )，用于檢測輸送面是否有工件； 所述的氣動轉角圓帶機(22)，由旋轉氣缸(2-8)帶動型材支架(2-7)呈(90)度往復水平轉動，型材支架(2-7 )上設置有直流減速電機(2-3 )，通過同步帶傳動(2-10 )帶動輸送面上的圓帶傳動(2-9 )運動，在鋁型材支架(2-7 )上設置有光電傳感器(2-6 )用于判斷輸送面上是否有工件； 所述的圓帶轉角輸送機(15)，由圓帶輪(2-11)帶動圓帶(2-12)運動完成輸送運動，輸送入口設置有限位裝置(2-5)，支架上設置有漲緊裝置(2-14)用來漲緊圓帶(2-12)，拐角處設置有圓帶傳動輪(2-13)，圓帶傳動輪(2-13)圓周與外側圓帶圓角重合，用于完成工件在輸送面的轉角； 所述的皮帶輸送機(4)，由鋁型材支架(2-7)上設置的直流減速電機(2-3)通過同步帶傳動(2-15)帶動同步帶(2-17)實現輸送面上工件輸送，皮帶輸送機上設置有光電傳感器(2-6),限位裝置(2-5)、電感式接近傳感器(2-16); 所述的軌道式六自由度上下料串聯機器人單元(2)設置在氣動上料單元(3)、輸送線運輸單元(I)、圖像檢測搬運單元(7)組成的鋁合金臺面上，六自由度串聯機器人(4-1)在同步帶與導軌組成的軌道(4-2)上運動，軌道式六自由度上下料串聯機器人單元(2)另一側設置有液壓加工單元(5)、六自由度并聯加工單元(6)； 所述的氣動上料單元(3)由鋁型材支架上設置底座(3-7)與皮帶輸送機(3-4)銜接，底座(3-7)上設置有井式上料機構(3-1)，井式上料機構的下端底座上設置有對射傳感器(3-6 )、通過推料氣缸(3-2 )及其推動的推塊(3-3 )，推塊可以將井式上料機構中供應的工件推送至皮帶輸送機上，皮帶輸送機上設置有導料裝置(3-5)與對射傳感器(3-6)； 所述的落料單元(9)由槽輪機構(5-1)、錐齒輪傳動機構(5-5)、同步帶輪傳動、推料轉盤(5-3 )、落料平臺(5-2 )、光電傳感器(5-4 )、光纖傳感器(5-8 )、直流減速電機(5_6 )、槽式光電開關(5-7)、安裝支架組成；通過槽輪機構及各類機械傳動，實現間歇運動，通過直流減速電機(5-6)帶動槽輪機構(5-1)實現間歇式運動，再將間歇式運動通過錐齒輪傳動機構(5-5)傳導至落料平臺(5-2)的推料轉盤，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； 所述的加蓋裝配單元(13)由滑道式工件架(6-1)、蝸輪蝸桿減速器(6-5)、旋轉臂(6-10)、同步輪帶(6-4)、直流減速電機(6-6)、擋料氣缸、伸縮氣缸(6-3)、真空吸盤(6-2)、光電傳感器(6-9)、電容傳感器(6-7)、電感傳感器、機械限位開關、電控閥(6-8)、安裝支架構成出料組件及真空吸附機械手裝配兩個組件； 所述的穿銷裝配單元(14)由料斗(7-4)、槽型下料機構、不完全齒輪傳動機構(7-2)、直流減速電機(7-1)、擋料氣缸(7-6)、落料氣缸(7-5)、頂銷氣缸(7-8)、光電傳感器(7-14)、光纖傳感器(7-13)、電感式傳感器(7-9)、電控閥(7-10)、安裝支架(7-7)組成； 所述的條形碼識別單元(17)由擋料氣缸、電感傳感器、光電傳感器(9-4)、貼標機(9-3)及條碼識別系統組成，通過對裝配體貼標并條碼識別進行入庫信息前處理；貼標機(9-4)通過貼標機支架(9-1)安裝在機架上，條形碼識別系統的掃描儀安裝在掃描儀固定臺(9-2)上，工件通過皮帶輸送機(9-5)傳輸； 分揀單元(18)，由分揀單元中二維機械手(10-2)氣動手爪將工件與托盤分離，并將工件搬運至本單元皮帶輸送機(10-1)輸送工位，經傳感器(10-4)判定工件在位，皮帶機運轉，經氣動阻擋導向裝置(10-6)，將工件運輸并準確滑入廢品回收裝置(10-5);分揀單元配置觸摸屏(10-7)操作控制； 所述提升倉儲單元(19)的立體庫架，為四層三排，每層安裝有一皮帶輸送機(11-8)，皮帶輸送機(I 1-8)由直流減速電機(I 1-2)通過同步帶(11-3)帶動運轉,根據漫反射傳感器(11-1)判定工件是否在位，調整漫反射傳感器適量可根據實際情況調整每層倉儲位數量; 所述提升倉儲單元(19)的出入庫機械手有四自由度，第一個為平移副，采用滾珠絲杠(11-14)與導軌(11-13)配合結構，通過伺服電機(11-16)帶動滾珠絲杠(11-14)實現其往復運動，滾珠絲桿兩端機架上設置有槽式光電開關(11-15 )控制兩端極限位置，在各排工位之間移動，Y向；第二個為自由度為平移副，采用鏈傳動(11-5)與導軌配合結構，附配重裝置，由步進電機(11-9)通過減速機(11-10)控制其運動，各層工位之間移動，機架上設置有槽式光電開關(11-17)控制兩端極限位置，Z向；第三個自由度為平移副，滾珠絲杠與導軌配合結構或者由直線無桿氣缸(11-6)實現，出入庫轉接平移，X向；第四個自由度為旋轉畐O，旋轉氣缸(I 1-11)與氣動手爪(11-12)，繞Z軸旋轉，實現末端工作位姿變換及裝夾； 所述的堆垛解垛單元(21)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，第一個自由度采用同步帶(12-7)與導軌(12-4)配合結構，沿皮帶輸送機方向；第二 個自由度采用滾珠絲杠(12-2)與導軌配合結構，整體設于立柱支撐(12-3)上，通過步進電機(12-1)控制滾珠絲杠，沿垂直于水平面Z向，氣動手爪(12-9)安裝于二軸末端，鋁合金基座使得機械手安裝于同步帶輸送機上；同時在此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，均為平移畐0，第一個自由度為同步帶(13-5)與導軌(13-4)配合結構，兩工位直線上移動；第二個自由度為導桿氣缸(13-3),末端安裝由氣動手爪(13-2),實現對托盤的抓取和放置,機架為龍門式鋁合金支架(13-1)。
【文檔編號】G09B25/02GK203503226SQ201320228670
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年4月28日 優先權日:2013年4月28日
【發明者】王振華, 楊清義, 王曉強 申請人:蘇州博實機器人技術有限公司