一种基于工业4.0生产线的成套实训系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于工业4.0生产线的成套实训系统及其方法，包括实训平台，依次相邻设置在实训平台上的工件输入子站、模拟加工子站、射频标签粘贴子站和工件分拣子站；所述工件输入子站对模拟加工子站供料设置，所述模拟加工子站的物料输出端与射频标签粘贴子站的物料输入端对接设置，所述射频标签粘贴子站的物料输出端与工件分拣子站的物料输入端对接设置。本发明专利技术提供一种基于工业4.0生产线的成套实训系统及其方法，模拟实际生产现场进行实训教学。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业4.0生产线的成套实训系统及其方法
本专利技术属于模拟实训领域，特别涉及一种基于工业4.0生产线的成套实训系统及其方法。
技术介绍
《中国制造2025》的出台，加快了新一代信息技术与制造业的融合，促进了现代生产方式朝柔性制造、网络制造、绿色制造、智能制造等方向变革。“智能工厂”以及“工业机器人”产业的高速发展，促进了社会对电气自动化技术专业的人才知识技能需求的转变。为适应电子信息产业转型升级对智能化高技能人才的要求，专利技术一种集自动控制、机器人控制技术、计算机技术、传感器技术、数据库技术、工业通信与集成组态技术等为一体的综合实训设备具有非常重要的意义。通过对典型智能生产控制案例的分析与应用，重塑智能化生产的控制与管理现场，为工业4.0时代电气自动化技术、物联网技术专业技术型人才所需的关键技术提供培训实践载体。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于工业4.0生产线的成套实训系统及其方法，模拟实际生产现场进行实训教学。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，包括实训平台，依次相邻设置在实训平台上的工件输入子站、模拟加工子站、射频标签粘贴子站和工件分拣子站；所述工件输入子站对模拟加工子站供料设置，所述模拟加工子站的物料输出端与射频标签粘贴子站的物料输入端对接设置，所述射频标签粘贴子站的物料输出端与工件分拣子站的物料输入端对接设置。进一步的，所述工件输入子站包括供料平台和设置在所述供料平台上的第一直线位移机构、第二直线位移机构及料仓，所述料仓设置在第一直线位移机构与第二直线位移机构之间，且所述第一直线位移机构的位移方向与第二直线位移机构的位移方向相互垂直，若干所述第二直线位移机构沿第一直线位移机构的位移方向间距设置；所述料仓为竖向设置的两端开口的筒状结构，所述料仓的底端与供料平台间距设置，形成供料通道，毛坯件叠放在料仓内，且毛坯件承载于供料平台上，所述第二直线位移机构的动力输出端与料仓底部的供料通道对应设置，所述料仓最底层的毛坯件通过第二直线位移机构顶出至料仓的外部，且被顶出至料仓外部的毛坯件通过第一直线位移机构向供料平台外部推动。进一步的，所述第二直线位移机构包括第一伸缩气缸和设置在所述第一伸缩气缸伸缩杆端部的顶板，所述顶板滑动在供料平台上，所述顶板通过第一伸缩气缸往复穿插运动在料仓与供料平台之间的间距中，且所述顶板顶出毛坯件；所述第一直线位移机构包括丝杆机构和设置在丝杆机构的滑块上的推板，所述推板位于丝杆机构与料仓之间，所述推板通过丝杆机构往复运动在供料平台上，且所述推板始终从起始端向出口端推动毛坯件。进一步的，所述料仓与供料平台之间的间距值大于一个毛坯件的厚度值且小于两个毛坯件的厚度值之和，所述顶板为板状结构，且所述顶板的厚度小于一个毛坯件的厚度值；且所述顶板与一个毛坯件的厚度值之和大于料仓与供料平台之间的间距值。进一步的，所述模拟加工子站包括三维直线位移模组、模拟工具、物料传送装置和第一机器视觉装置，所述物料传送装置设置在三维直线位移模组的载物平台上，且所述物料传送装置的传输方向沿载物平台的长度方向设置，所述载物平台上设置有门型的支架，所述支架上设置有第一机器视觉装置，所述第一机器视觉装置位于物料传送装置的上方，所述第一机器视觉装置的相机朝向物料传送装置上的物料，所述模拟工具设置在三维直线位移模组的被驱动端上。进一步的，所述物料传送装置上设置有物料卡槽结构，所述物料卡槽结构包括第二伸缩气缸、固定导向板和活动导向板，所述第二伸缩气缸设置在物料传送装置的机架上，且所述第二伸缩气缸设置在物料传送装置的入料端，所述第二伸缩气缸的伸缩运动方向垂直于物料传送方向，所述活动导向板设置在第二伸缩气缸的伸缩杆端部，所述固定导向板沿物料的传送方向设置在物料传送装置的机架上，且所述固定导向板设置在活动导向板的对立侧；所述固定导向板与活动导向板之间形成供物料通过的卡槽通道。进一步的，所述射频标签粘贴子站包括传送装置、标签读写器、支架、第二机器视觉装置、贴标机械手和标签架；所述贴标机械手相邻设置在传送装置传送方向的一侧，所述贴标机械手上设置有吸盘组件，所述标签架相邻贴标机械手设置，所述传送装置的入料端设置有门型的第二支架，所述第二支架横跨传送装置设置，所述第二支架上设置有第二机器视觉装置，所述标签读写器设置在传送装置的出料端，所述标签读写器设置在传送装置的下方，且所述标签读写器无线感应传送装置上方的物料；通过第二机器视觉装置对传送的物料进行贴标位置定位，所述标签读写器读取贴标机械手贴标后的物料的标签信息。进一步的，所述贴标机械手的端部设置有旋转机头构件，所述旋转机头构件包括固定吊板、驱动电机和固定夹头；所述固定吊板设置在贴标机械手的端部，所述驱动电机设置在固定吊板的下方，所述驱动电机的输出轴为水平方向设置，所述驱动电机的输出轴连接设置有固定夹头，所述固定夹头上设置有吸盘组件，所述吸盘组件间距固定吊板设置；所述吸盘组件通过驱动电机在竖直平面内周向转动；所述固定吊板的下表面设置有连接法兰，所述连接法兰位于固定夹头与驱动电机之间；所述固定夹头包括夹头本体和设置在夹头本体外侧壁的连接轴，夹头本体上开设有供吸盘组件的气杆穿过的通孔，所述连接轴垂直于通孔的轴线，所述连接轴穿过且转动设置在连接法兰上。进一步的，还包括防干扰组件，所述防干扰组件包括内部为空腔结构的封闭的盒体，所述盒体为铁质材料，所述标签读写器设置在所述盒体内部；所述盒体的顶部开设有豁口，所述豁口朝向传送装置设置；所述豁口为矩形槽状，且所述豁口的长度方向垂直于传送装置的传送方向，所述豁口的两个长度棱边上分别设置有调节片，两个所述调节片均为铁质材料，且两个所述调节片分别与盒体一体设置，两个调节片向外形成扩口状结构，且两个所述调节片分别绕豁口的长度棱边转动调节；通过两个调节片转动调节扩口状结1-11构的扩口角度大小。一种基于工业4.0生产线的成套实训系统的方法，包括以下步骤：S1：将不同形状或不同颜色的物料分别分类放置在对应的料仓中，每个料仓放置一类物料，通过第二直线位移机构驱动顶板分别依次顶出料仓最底层的物料至供料平台上，然后通过第一直线位移机构驱动推板推动物料从起始端向出口端推出物料；S2：被推出的物料进入到物料传送装置上，并通过物料传送装置运送到模拟工具下方进行模拟加工，通过第一机器视觉装置对物料的特征进行定位：当传送带自由进行物料传输，物料上备有不同图形的定位标识，相机检测到定位标志后，达到指定定位操作工位，传送带停止，此时根据视觉系统以及物料定位模拟系统的坐标标定，模拟工具进行模拟加工路线；当活动导向板和固定导向板形成导向卡槽时，物料按照指定方式统一方式标准摆放，传送带一直处于物料运输状态，每当物料传送到相机位置，相机将进行工件的特征定位，模拟工具只进行上下位移标记动作；S3：被模拟加工后的物料通过传送装置在射频标签粘贴子站进行标签粘贴，通过第二机器视觉装置对传送的物料进行贴标位置定位，并通过标签读写器读取贴标机械手贴标后的物料的标签信息，通过防干扰组件使调节标签读写器的感测区域；S4：被贴标后的物料通过工件分拣子站，经工件分拣子站的机械手臂进行工件的分拣，将同类别的工件分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，其特征在于：包括实训平台(105)，依次相邻设置在实训平台(105)上的工件输入子站(101)、模拟加工子站(102)、射频标签粘贴子站(103)和工件分拣子站(104)；所述工件输入子站(101)对模拟加工子站(102)供料设置，所述模拟加工子站(102)的物料输出端与射频标签粘贴子站(103)的物料输入端对接设置，所述射频标签粘贴子站(103)的物料输出端与工件分拣子站(104)的物料输入端对接设置。

【技术特征摘要】
1.一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，其特征在于：包括实训平台(105)，依次相邻设置在实训平台(105)上的工件输入子站(101)、模拟加工子站(102)、射频标签粘贴子站(103)和工件分拣子站(104)；所述工件输入子站(101)对模拟加工子站(102)供料设置，所述模拟加工子站(102)的物料输出端与射频标签粘贴子站(103)的物料输入端对接设置，所述射频标签粘贴子站(103)的物料输出端与工件分拣子站(104)的物料输入端对接设置。2.根据权利要求1所述的一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，其特征在于：所述工件输入子站(101)包括供料平台(1-2)和设置在所述供料平台(1-2)上的第一直线位移机构(1-1)、第二直线位移机构(1-5)及料仓(1-3)，所述料仓(1-3)设置在第一直线位移机构(1-1)与第二直线位移机构(1-5)之间，且所述第一直线位移机构(1-1)的位移方向与第二直线位移机构(1-5)的位移方向相互垂直，若干所述第二直线位移机构(1-5)沿第一直线位移机构(1-1)的位移方向间距设置；所述料仓(1-3)为竖向设置的两端开口的筒状结构，所述料仓(1-3)的底端与供料平台(1-2)间距设置，形成供料通道，毛坯件(1-11)叠放在料仓(1-3)内，且毛坯件承载于供料平台上，所述第二直线位移机构(1-5)的动力输出端与料仓(1-3)底部的供料通道对应设置，所述料仓(1-3)最底层的毛坯件通过第二直线位移机构(1-5)顶出至料仓(1-3)的外部，且被顶出至料仓(1-3)外部的毛坯件通过第一直线位移机构(1-1)向供料平台(1-2)外部推动。3.根据权利要求2所述的一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，其特征在于：所述第二直线位移机构(1-5)包括第一伸缩气缸(1-8)和设置在所述第一伸缩气缸(1-8)伸缩杆端部的顶板(1-4)，所述顶板(1-4)滑动在供料平台(1-2)上，所述顶板(1-4)通过第一伸缩气缸(1-8)往复穿插运动在料仓(1-3)与供料平台(1-2)之间的间距中，且所述顶板(1-4)顶出毛坯件；所述第一直线位移机构(1-1)包括丝杆机构和设置在丝杆机构的滑块上的推板(1-7)，所述推板(1-7)位于丝杆机构与料仓(1-3)之间，所述推板(1-7)通过丝杆机构往复运动在供料平台上，且所述推板(1-7)始终从起始端(1-10)向出口端(1-9)推动毛坯件。4.根据权利要求3所述的一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，其特征在于：所述料仓(1-3)与供料平台(1-2)之间的间距值大于一个毛坯件的厚度值且小于两个毛坯件的厚度值之和，所述顶板(1-4)为板状结构，且所述顶板(1-4)的厚度小于一个毛坯件的厚度值；且所述顶板(1-4)与一个毛坯件的厚度值之和大于料仓(1-3)与供料平台(1-2)之间的间距值。5.根据权利要求1所述的一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，其特征在于：所述模拟加工子站(102)包括三维直线位移模组(2-1)、模拟工具(2-2)、物料传送装置(2-5)和第一机器视觉装置(2-4)，所述物料传送装置(2-5)设置在三维直线位移模组(2-1)的载物平台上，且所述物料传送装置(2-5)的传输方向沿载物平台的长度方向设置，所述载物平台上设置有门型的支架(2-6)，所述支架(2-6)上设置有第一机器视觉装置(2-4)，所述第一机器视觉装置(2-4)位于物料传送装置(2-5)的上方，所述第一机器视觉装置(2-4)的相机朝向物料传送装置(2-5)上的物料(2-3)，所述模拟工具(2-2)设置在三维直线位移模组(2-1)的被驱动端上。6.根据权利要求5所述的一种基于工业4.0生产线的成套实训系统，其特征在于：所述物料传送装置(2-5)上设置有物料卡槽结构，所述物料卡槽结构包括第二伸缩气缸(2-8)、固定导向板(2-9)和活动导向板(2-10)，所述第二伸缩气缸(2-8)设置在物料传送装置(2-5)的机架(2-7)上，且所述第二伸缩气缸(2-8)设置在物料传送装置(2-5)的入料端，所述第二伸缩气缸(2-8)的伸缩运动方向垂直于物料传送方向，所述活动导向板(2-10)设置在第二伸缩气缸的伸缩杆端部，所述固定导向板(2-9)沿物料的传送方向设置在物料传送装置(2-5)的机架上，且所述固定导向板(2-9)设置在活动导向板(2-10)的对立侧；所述固定导向板(2-9)与活动导向板(2-10)之间形成供物料通过的卡槽通道。7.根据权利要求1所述的一种基于工业4.0生产线的成套...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海波，杨国华，袁锡明，李艳，过志强，
申请(专利权)人：无锡商业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32