一种自动化汽车装配教学系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自动化汽车装配教学系统，包括控制模块，以及与控制模块连接的演示展台，其中，演示展台包括：五轴机械臂，汽车顶盖装配二轴机械臂，汽车轮胎装配二轴机械臂，汽车摆放三轴机械臂，传送平台和系统底座。本发明专利技术还公开了一种自动化汽车装配教学系统的应用方法。本发明专利技术的优点体现在：此教学平台中所有运用的设备器械都是由工业制造中运用广泛的车床、铣床、雕刻机、3D打印机、模具挤压成型、可编程逻辑控制器、触屏技术、以及个性化设计融为一体。其中由可编程逻辑控制器和它所控制的所有步进电机，以及人机互动界面将多项需要大量人工完成的工程作业变得更加有序、整洁、可控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化装配教学
，具体涉及一种自动化汽车装配教学系统及其应用方法。
技术介绍
汽车是各种零部件的有机组合体，因此汽车生产的最后一道工序必定是装配(包括检测和调整)，否则各种零部件无法组合在一起并相互协调发挥其应有的功能。所谓装配就是将各种零部件、合件或总成按规定的技术条件和质量要求联接组合成完整产品的生产过程，使各种零部件、合件或总成具有规定的相互位置关系的工艺过程。我们对于汽车装配过程的了解只限于视频和广告介绍，并没有一款能够展示汽车装配过程的教学系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种自动化汽车装配教学系统。本专利技术的再一目的是，提供一种自动化汽车装配教学系统的应用方法。为实现上述目的，本专利技术公开了如下技术方案：一种自动化汽车装配教学系统，包括控制模块，以及与控制模块
连接的演示展台，其中，演示展台包括：五轴机械臂，固定安装在系统底座上部前端，用于汽车底盘提取和摆放，汽车顶盖装配二轴机械臂，通过二轴机械臂支架安装在系统底座上部中前端，用于汽车顶盖装配，汽车轮胎装配二轴机械臂，通过二轴机械臂支架安装在系统底座上部中后端，用于汽车轮胎装配，汽车摆放三轴机械臂，通过三轴机械臂支架安装在系统底座上部后端，用于汽车摆放，传送平台，通过传送导轨安装在系统底座上部，并分别在五轴机械臂所对应的初始工位、汽车顶盖装配二轴机械臂所对应的汽车外壳装配工位、汽车轮胎装配二轴机械臂所对应的汽车轮胎装配工位、汽车摆放三轴机械臂所对应的终止工位形成装配关系，系统底座，系统底座上部设有汽车底盘支架、汽车外壳支架和汽车轮胎支架，在系统底座上还设有汽车摆放位置的标记，在汽车底盘支架上设有汽车底盘模型、汽车外壳支架上设有汽车外壳模型、汽车轮胎支架上设有汽车轮胎模型。进一步的，所述控制模块为显示、控制一体机，包括触屏电脑以及支撑触屏电脑的支撑结构。进一步的，所述汽车顶盖装配二轴机械臂和汽车轮胎装配二轴机械臂通过同一二轴机械臂支架安装在系统底座上，汽车顶盖装配二轴机械臂包括连接二轴机械臂支架的第一Y轴导轨，第一Y轴导轨上设
有第一Z轴导轨，第一Z轴导轨上设有第一移动台，第一移动台上设有第一电磁提取器；汽车轮胎装配二轴机械臂包括连接二轴机械臂支架的第二Y轴导轨，第二Y轴导轨上设有第二Z轴导轨，第二Z轴导轨上设有第二移动台，第二移动台上设有第二电磁提取器。进一步的，所述第一电磁提取器包括第一连接杆以及安装在第一连接杆端部的电磁铁；第二电磁提取器包括第二连接杆以及安装在第二连接杆端部的四个电磁铁。进一步的，所述汽车摆放三轴机械臂包括连接三轴机械臂支架的第三Y轴导轨，第三Y轴导轨上设有第三Z轴导轨，第三Z轴导轨上设有第三移动台，第三移动台上设有第三电磁提取器。进一步的，所述汽车底盘支架在五轴机械臂周围向心摆放。为实现上述第二个目的，本专利技术公开了如下技术方案：一种自动化汽车装配教学系统的应用方法，利用如上所述的自动化汽车装配教学系统，包括如下步骤：S1通过控制模块控制五轴机械臂、汽车顶盖装配二轴机械臂、汽车轮胎装配二轴机械臂、汽车摆放三轴机械臂进行机械臂准备，使机械臂回归初始位置；S2状态复位，还原界面上移动的元素，包括汽车底盘、汽车外壳和汽车摆放位置；S3各工位回零，将五轴机械臂以外的所有机械臂和导轨的位置回零；S4通过控制模块进行汽车零件选择，包括汽车底盘选择、汽车
外壳选择、汽车轮胎选择、汽车摆放位置选择，每一个选择步骤均可返回至上一步骤进行重选；S5通过控制模块进行汽车零件装配组合确认，等待汽车装配完成，装配过程可返回至上一步骤进行重新操作；S6返回至初始状态，机械臂停机。进一步的，在所述步骤S4中，设有包括跑车、越野车的不同种类底盘、外壳、轮胎进行汽车零件选择。本专利技术公开的一种自动化汽车装配教学系统及其应用方法，具有以下有益效果：此技术教学平台虽是基于现有高端汽车装配车间设计制作的模拟汽车自动化装配教学平台，但它将工业制造、数字化控制、人工智能、个性化选择融为一体。此教学平台中所有运用的设备器械都是由工业制造中运用广泛的车床、铣床、雕刻机、3D打印机、模具挤压成型、可编程逻辑控制器、触屏技术、以及个性化设计融为一体。每一个环节都显示着前沿工业制造业的高端大气。其中由可编程逻辑控制器和它所控制的所有步进电机，以及人机互动界面将多项需要大量人工完成的工程作业变得更加有序、整洁、可控。此教学平台中所展现的人工智能就是它的个性化装配。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是五轴机械臂结构示意图；图3是汽车顶盖装配二轴机械臂和汽车轮胎装配二轴机械臂结构示意图；图4是汽车摆放三轴机械臂结构示意图；图5是传送平台结构示意图；图6是系统底座结构示意图；图7是控制模块结构示意图；图8是汽车底盘模型图；图9是汽车外壳模型图；图10是汽车轮胎模型图；图11是汽车摆放位置示意图；其中：1.五轴机械臂，2.汽车顶盖装配二轴机械臂，3.汽车轮胎装配二轴机械臂，4.汽车摆放三轴机械臂，5.传送导轨，6.系统底座，7.一体机，8.传送平台，9.汽车底盘，10.汽车底盘支架，11.汽车外壳，12.汽车外壳支架，13.二轴机械臂支架，14.汽车轮胎，15.汽车轮胎支架，16.汽车摆放位置，17.三轴机械臂支架，18.主旋转轴，19.第一电机，20.第二电机，21.第三电机，22.第四电机，23.第一Y轴导轨，24.第二Y轴导轨，25.第一Z轴导轨，26.第二Z轴导轨，27.第一移动台，28.第二移动台，29.第一电磁提取器，30.第二电磁提取器，31.第一X轴导轨，32.第三Y轴导轨，33.第三Z轴导轨，34.第三移动台，35.第三电磁提取器，36.纵臂，37.横臂，38.夹持器，
39.肘关节，40.触屏电脑，41.支撑结构。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本专利技术作进一步描述。本专利技术利用可编程逻辑控制器和电磁技术，与软件控制界面、步进电机和铝材支架相配合制作的一套模拟汽车自动化装配教学平台。本平台主要在于展现现代汽车自动化装配线的工作状态，体现人工智能和设备集成的工业制造理念。实施例1请参见图1-图11。一种自动化汽车装配教学系统，包括控制模块，以及与控制模块连接的控制及装配过程演示展台，其中，演示展台包括：五轴机械臂1，固定安装在系统底座6上部前端，用于汽车底盘提取和摆放，五轴机械臂1的主旋转轴18能够使得机械臂在水平面进行360度旋转。第一电机19控制横臂37和肘关节39的上下摆动。第二电机20控制纵臂36的前后摆动。第三电机21控制横臂37的旋转。第四电机22控制夹持器38上下摆动。汽车底盘9的初始位置为汽车底盘支架10，用来确定底盘的正确摆放位置，这样五轴机械臂1就可以准确的从汽车底盘支架10上提取汽车底盘，并将汽车底盘摆放到传送平台8上。汽车顶盖装配二轴机械臂2，通过二轴机械臂支架13安装在系统底座6上部中前端，用于汽车顶盖装配，当传送导轨5将传送平台
8和传送平台8上的汽车底盘9移动到二轴机械臂工位时，汽车外壳装配二轴机械臂2利用电磁提取器将汽车外壳提取并摆放到汽车底盘9上。汽车轮胎装配二轴机械臂3，通过二轴机械臂支架13安装在系统底座6上部中后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动化汽车装配教学系统，其特征在于，包括控制模块，以及与控制模块连接的控制及装配过程演示展台，其中，演示展台包括：五轴机械臂，固定安装在系统底座上部前端，用于汽车底盘提取和摆放，汽车顶盖装配二轴机械臂，通过二轴机械臂支架安装在系统底座上部中前端，用于汽车顶盖装配，汽车轮胎装配二轴机械臂，通过二轴机械臂支架安装在系统底座上部中后端，用于汽车轮胎装配，汽车摆放三轴机械臂，通过三轴机械臂支架安装在系统底座上部后端，用于汽车摆放，传送平台，通过传送导轨安装在系统底座上部，并分别在五轴机械臂所对应的初始工位、汽车顶盖装配二轴机械臂所对应的汽车外壳装配工位、汽车轮胎装配二轴机械臂所对应的汽车轮胎装配工位、汽车摆放三轴机械臂所对应的终止工位形成装配关系，系统底座，系统底座上部设有汽车底盘支架、汽车外壳支架和汽车轮胎支架，在系统底座上还设有汽车摆放位置的标记，在汽车底盘支架上设有汽车底盘模型、汽车外壳支架上设有汽车外壳模型、汽车轮胎支架上设有汽车轮胎模型。

【技术特征摘要】
1.一种自动化汽车装配教学系统，其特征在于，包括控制模块，以及与控制模块连接的控制及装配过程演示展台，其中，演示展台包括：五轴机械臂，固定安装在系统底座上部前端，用于汽车底盘提取和摆放，汽车顶盖装配二轴机械臂，通过二轴机械臂支架安装在系统底座上部中前端，用于汽车顶盖装配，汽车轮胎装配二轴机械臂，通过二轴机械臂支架安装在系统底座上部中后端，用于汽车轮胎装配，汽车摆放三轴机械臂，通过三轴机械臂支架安装在系统底座上部后端，用于汽车摆放，传送平台，通过传送导轨安装在系统底座上部，并分别在五轴机械臂所对应的初始工位、汽车顶盖装配二轴机械臂所对应的汽车外壳装配工位、汽车轮胎装配二轴机械臂所对应的汽车轮胎装配工位、汽车摆放三轴机械臂所对应的终止工位形成装配关系，系统底座，系统底座上部设有汽车底盘支架、汽车外壳支架和汽车轮胎支架，在系统底座上还设有汽车摆放位置的标记，在汽车底盘支架上设有汽车底盘模型、汽车外壳支架上设有汽车外壳模型、汽车轮胎支架上设有汽车轮胎模型。2.根据权利要求1所述的一种自动化汽车装配教学系统，其特征在于，所述控制模块为显示、控制一体机，包括触屏电脑以及支撑触屏电脑的支撑结构。3.根据权利要求1所述的一种自动化汽车装配教学系统，其特征在于，所述汽车顶盖装配二轴机械臂和汽车轮胎装配二轴机械臂通过同一二轴机械臂支架安装在系统底座上，汽车顶盖装配二轴机械臂包括连接二轴机械臂支架的第一Y轴导轨，第一Y轴导轨上设有第一Z轴导轨，第一Z轴导轨上设有第一移动台，第一移动台上设有第一电磁提取器；汽车轮胎装配二轴机械臂包括连接二轴机械臂支架的第二Y轴导轨，第二Y轴导轨上设有第二Z轴导轨，第二Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：董方晖，
申请(专利权)人：北京思达科教科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11