一种协作机器人基础实验平台制造技术

一种协作机器人基础实验平台，其包括应用开发模块，基础编程模块，料库工具模块，CNC上下料加工模块，自适应打磨模块，人机协作装配模块和移动机器人模块。本申请的协作机器人基础实验平台能够满足协作机器人集成、操作、应用、维护等教学需求，提供了一种适用于高校或教育培训机构等使用的教学实验平台，通过基础实验使学生掌握协作机器人及周边系统相关技术，提高操作与应用开发能力。提高操作与应用开发能力。提高操作与应用开发能力。

【技术实现步骤摘要】
一种协作机器人基础实验平台


[0001]本专利技术设计协作机器人教学实验领域，具体涉及一种协作机器人基础实验平台。

技术介绍

[0002]目前机器人的发展正处在向智能化转变的高速发展时期，即从“机器”到“人”的转变。纵观机器人的发展规律，第一代机器人：按人编的程序干活。这些机器人按严格意义来说不属于机器人，因为它们只能重复一种动作，以一种固定的模式去作。第二代机器人：由电脑控制，可根据需要按不同的程序完成不同的工作，这就使得机器人在很多人类所不能完成的工作上大展拳脚，解决了很多工业生产和生活中的难题。第三代机器人：也叫智能机器人，它们具有人的五官及大脑，可以认识周围的环境和自身的状态，并能进行分析判断，然后采取相应的行动。协作机器人正是在第二代向第三代转变的过程中逐渐形成的一种新型机器人形式，已经逐渐成为工业细分领域的主要应用对象。协作机器人是一种可以安全的与人类进行直接交互或接触的机器人，由于其固有的安全性，如力反馈和碰撞检测的应用，拓展了机器人功能内涵中“人”的属性，具备一定的自主行为和协作能力，可以说，它是人类最默契的合作伙伴，能够与人相互配合，安全地完成指定作业。
[0003]协作机器人具有易用性、灵活性和安全性特点。其中，易用性是其近年来迅速发展的必备条件，灵活性是其被人类广泛应用的必要前提，安全性是其安全工作的基本保障。这三个主要特点决定了它在工业机器人领域中的重要地位，其应用场景比传统工业机器人更为广阔。
[0004]协作机器人作为一个机器人行业内的新兴市场，首要挑战就是人才缺乏，这体现在了产品整个生命周期，专业人员的匮乏导致团队建设进展缓慢，影响产品更新迭代速度，进而影响公司和产业的发展。面对这一挑战，必然伴随着新的机遇，为了满足协作机器人集成、操作、应用、维护等人才的迫切需求，协作机器人教育建设必须加快推进，这便是协作机器人带给我们的机遇。
[0005]伴随着协作机器人在工业机器人细分领域的高速发展，对于相关人才的需求日益扩大，目前高校对协作机器人的教学还未启动或停留在书本上，限制了学生的动手操作和应用开发能力。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于为了解决目前协作机器人人才教育需求，本专利技术提供一种协作机器人基础实验平台，通过基础实验使学生掌握协作机器人及周边系统相关技术，提高操作与应用开发能力。
[0007]本申请提供一种协作机器人基础实验平台，其包括应用开发模块，基础编程模块，料库工具模块，CNC上下料加工模块，自适应打磨模块，人机协作装配模块和移动机器人模块。
[0008]进一步，所述应用开发模块设置有开发主机以及用于机器人应用开发的配套开发
单元，工作台面通过旋转支架安装有液晶显示单元，在人机协作操作时，可将液晶显示单元旋转折叠；所述应用开发模块还设置有用于上位控制系统运行的平板电脑单元，并设有磁吸支架。
[0009]进一步，所述基础编程模块设有可实现基础编程训练的3D曲面轨迹编程操作单元，其包括可移动的3D轨迹板以及POM板材，3D轨迹板移开之后可在所述POM板上开展任务拓展训练；所述基础编程模块还设有常用物料放置转运盒单元。
[0010]进一步，所述料库工具模块设有快换工具单元，设有多种机械快换工具，可完成物料的抓取和组装工作，所述料库工具模块还设有双工位旋转台送料组装单元，采用旋转气缸，双旋转工位，将人一侧放置物料后，旋转气缸旋转180
°
至机器人组装工位，由机器人进行两端轴承组装。
[0011]进一步，所述CNC上下料加工模块设有CNC数控系统及操作面板单元，所述CNC数控系统包含数控车削数控系统；所述CNC上下料加工模块还设有模拟机床单元，采用气动自动开合机床门，卡盘和尾座采用气动结构，能够模拟工件装夹动作和顶紧动作。
[0012]进一步，所述自适应打磨模块设有待打磨件料库单元和六维力控打磨工具，可实现XYZ三个空间坐标轴上的力和力矩的精确测量和自适应打磨待加工工件；所述自适应打磨模块还设有手动滑台单元，通过X、Z轴手摇操作，实现在X、Z轴方向上的移动，完成打磨件位置调节，机器人自适应打磨的实验任务。
[0013]进一步，所述人机协作装配模块设有装配快换工具单元，工具端配备机械快换头与机器人端机械快换头配套，可实现不同工具间无人为干涉的自动切换，所述人机协作装配模块还设有翻转装配单元，通过旋转气缸实现2个不同位置的装配任务；所述人机协作装配模块还设有力控装配单元，平台设有输出轴及齿轮放置工装，可实现机器人力反馈自动装配任务。
[0014]进一步，所述移动机器人模块采用整体钢结构焊接而成，下方设有4个可调节万向轮，可实现手动推动移动，所述移动机器人模块内部集成直流电池，可供模块全部用电设备的正常运行使用，所述移动机器人模块内部集成供气装置，可实现机器人末端吸取物料的用气使用；所述移动机器人模块台面设有6自由度协作机器人单元，其第六轴末端集成工业2D彩色相机，可实现抓取定位和颜色识别功能。所述移动机器人模块台面还设有可拆装的工具或物料安装单元。
[0015]进一步，所述模块外观框采用碳素矩型钢焊接框架结构，表面喷塑处理；双面设置上翻鸥翼门，每组上翻鸥翼门采用左右双氮气弹簧撑杆支撑，采用透明防护视窗以及左右双导轨滑轨结构。
[0016]进一步，上述各个模块都独立设置在单独的模块外观框内，并根据各个模块的使用功能按照教学顺序进行整合排布。
[0017]本技术的优点在于：
[0018]采用模块化分体设计，各模块可实现独立的实验内容，又可自由组合实现综合拓展实验任务；
[0019]各模块外观框架采用碳素矩型钢焊接框架结构，表面喷塑处理，双面上翻鸥翼门设计可满足人机协同作业而不产生干涉，透明亚克力视窗，满足防护的同时又便于观看台体内部结构；
[0020]每组上翻鸥翼门采用左右双氮气弹簧撑杆支撑，正面采用一字不锈钢拉长拉手，便于门开合操作；
[0021]台体正面底部采用推拉式抽屉样式配盘结构，采用左右双导轨滑轨结构，正面设置一组发光灯箱LOGO，美观简洁；
[0022]模块间采用无线通讯：远程I/O模块由适配器模块、I/O模块、电源模块以及终端模块组成；适配器模块可以选配PROFINET、EtherCAT、CC
‑
Link、DeviceNET和PROFIBUS
‑
DP总线类型；可搭配不同种类和数量的I/O模块；
[0023]硬件设备类型丰富，包括轨迹编程、机械快换、料库、六维力传感器、电动夹爪、模拟CNC、滑台模组、旋转装配台、开发主机、平板电脑、数控操控面板等；组合形式多样：可实现自由组合和拓展，完成多样化的实验任务。
附图说明
[0024]图1示出了根据本申请的协作机器人基础实验平台总视图；
[0025]图2示出了根据本申请的应用开发模块的结构示意图；
[0026]图3示出了根据本申请的基础编程模块的结构示意图；
[0027]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协作机器人基础实验平台，其特征在于：其包括应用开发模块，基础编程模块，料库工具模块，CNC上下料加工模块，自适应打磨模块，人机协作装配模块和移动机器人模块，各个模块都独立设置在单独的模块外观框内，并根据各个模块的使用功能按照教学顺序进行整合排布。2.根据权利要求1所述的协作机器人基础实验平台，其特征在于，所述应用开发模块设置有开发主机以及用于机器人应用开发的配套开发单元，工作台面通过旋转支架安装有液晶显示单元，在人机协作操作时，可将液晶显示单元旋转折叠；所述应用开发模块还设置有用于上位控制系统运行的平板电脑单元，并设有磁吸支架。3.根据权利要求2所述的协作机器人基础实验平台，其特征在于，所述基础编程模块设有可实现基础编程训练的3D曲面轨迹编程操作单元，其包括可移动的3D轨迹板以及POM板材，3D轨迹板移开之后可在所述POM板上开展任务拓展训练；所述基础编程模块还设有常用物料放置转运盒单元。4.根据权利要求3所述的协作机器人基础实验平台，其特征在于，所述料库工具模块设有快换工具单元，设有多种机械快换工具，可完成物料的抓取和组装工作，所述料库工具模块还设有双工位旋转台送料组装单元，采用旋转气缸，双旋转工位，将人一侧放置物料后，旋转气缸旋转180
°
至机器人组装工位，由机器人进行两端轴承组装。5.根据权利要求4所述的协作机器人基础实验平台，其特征在于，所述CNC上下料加工模块设有CNC数控系统及操作面板单元，所述CNC数控系统包含数控车削数控系统；所述CNC上下料加工模块还设有模拟机床单元，采用气动自动开合机床门，卡盘和尾座采用气动结构，能够模拟工件装夹动作和顶紧动作。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭赛金，陈南江，林燕文，马俊洋，李赵红，
申请(专利权)人：北京华晟经世信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：