一种单轴运动控制实训装置及上下料方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单轴运动控制实训装置及上下料方法，该装置包括实验台、上下料机构、用于检测样件位置的检测机构、及控制机构，检测机构与所述控制机构电连接，所述上下料机构的下方对应设置有用于放置样件的支架，所述支架至少为两个；该装置通过设置控制机构驱动机械手运行，将样件由前一支架移动至后一支架，通过设置检测机构，便于机械手对样件的拾取并精确定位，该装置结构简单，操作方便、灵活，具有高可靠性、高速度、高精度等特征，可用于长期教学使用无需维护，使用成本较低，便于学生充分的了解机器人的工作原理及各机构部件的选择、设计，提高学生在机电系统方面的设计、装配及调试能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人实训教育
，具体涉及。
技术介绍
直角坐标机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。单轴控制搬运机器人则是基础的一种直角坐标机器人，主要用于完成沿单个轴上的线性运动。直角坐标机器人可以非常方便的用作各种自动化设备，完成如焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、(软仿型)喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。特别适用于多品种、大批量的柔性化作业，对于稳定提高产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。随着直角坐标机器人的应用越来越广泛，机器人技术应用教学工作日益显得重要，而目前国内机器人技术教学还处于一个未普及阶段，基础性的教学实验平台仍需不断丰富。工业上应用的直角坐标机器人一般体积较大，结构及计算机编程较为复杂，不利于在教学中使用，无法使得学员准确的掌握直角坐标机器人的工作原理及结构部件的选用。因此，鉴于以上问题，有必要提出一种单轴运动控制实训装置，结构简单、操作方便，便于实际教学使用，使学生充分的了解机器人的工作原理及各机构部件的选择、设计，以提高学生在机电系统方面的设计、装配及调试能力
技术实现思路
·有鉴于此，本专利技术提供了，该装置结构简单、操作方便，便于实际教学使用，使学生充分的了解机器人的工作原理及各机构部件的选择、设计，以达到提高学生在机电系统方面的设计、装配及调试能力的目的。根据本专利技术的目的提出的一种单轴运动控制实训装置，包括实验台、位于所述实验台上的上下料机构及控制所述上下料机构运行的控制机构，所述上下料机构的下方对应设置有用于放置样件的支架，所述支架至少为两个；所述上下料机构包括机架、设置于所述机架上可前后移动的机械手，以及带动所述机械手移动的驱动机构；所述实训装置还包括用于检测样件位置的检测机构，所述检测机构与所述控制机构电连接，通过检测机构将样件的位置信号传递给控制机构，控制机构控制机械手运行，由支架上拾取样件并带动样件移动后放置于另一支架上。优选的，所述机械手包括气动执行机构以及连接于所述气动执行机构下端的真空吸附头。优选的，所述气动执行机构为气缸，所述气缸两端设置有用于检测气缸运行情况的磁性传感器，所述磁性传感器与所述控制机构电连接，所述控制机构根据气缸运行情况控制所述真空吸附头的通断。优选的，所述驱动机构包括步进电机、联轴器、与所述联轴器传动连接的滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上设置有滑块，所述滑块与所述滚珠丝杠的连接处设置有滚珠丝杠丝母，所述机械手固定连接于所述滑块的一侧。优选的，所述机架上与所述滚珠丝杠平行设置有至少一根导向光轴，所述滑块上与所述导向光轴连接处设置有直线轴承。 优选的，所述检测机构包括位于所述支架上用于检测样件存在与否的漫反射传感器。优选的，所述检测机构还包括设置于所述机架上用于检测定位所述机械手的传感器，所述传感器与所述各支架对应设置。优选的，所述机架的两端还设置有用于限定所述机械手移动行程的微动开关。优选的，所述控制机构为PLC控制器。一种单轴运动上下料方法，采用所述的单轴运动控制实训装置，具体操作步骤如下:(一)、通过漫反射传感器检测支架上是否存在实验样件，并将信息传递给控制机构，控制机构纪录相应信息；(二)、检测完成后，控制机构根据检测信号控制步进电机运转，步进电机通过联轴器带动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠丝母在滑块与导向光轴的作用下，将滚珠丝杠的旋转运动转换为滑块沿滚珠丝杠轴线作直线运动，使得滑块带动机械手移动至样件所在支架相对应的传感器处，传感器将信号传递给控制机构，控制机构控制步进电机停止；(三)、控制机构控制气动执行机构运行，气缸带动真空吸附头下移至设定位置，磁性传感器检测到气缸到位后，将信号传递给控制机构，控制机构控制打开真空吸附开关，真空吸附头通电拾取样件，后气缸上移复位；(四)、控制机构控制步进电机继续运转，带动机械手前移至下一传感器位置处，步进电机停止运转；(五)、控制机构控制气动执行机构运行，气缸带动真空吸附头下移至设定位置，磁性传感器检测到气缸到位后，将信号传递给控制机构，控制机构控制断开真空吸附开关，真空吸附头将样件放置于支架上，后气缸上移复位，如此循环操作；(六)、最后步进电机带动机械手复位至初始位置。与现有技术相比，本专利技术公开的单轴运动控制实训装置及上下料方法的优点是:该装置通过设置控制机构驱动机械手运行，将样件由前一支架移动至后一支架，通过设置检测机构，便于机械手对样件的拾取并精确定位，该装置结构简单，操作方便、灵活，具有高可靠性、高速度、高精度等特征，可用于长期教学使用无需维护，使用成本较低，便于学生充分的了解机器人的工作原理及各机构部件的选择、设计，提高学生在机电系统方面的设计、装配及调试能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术公开的一种单轴运动控制实训装置的结构示意图。图2为本专利技术公开的上下料机构的立体图。图3为本专利技术公开的上下料机构的后视图。图4为本专利技术公开的支架的结构示意图。图中的数字或字母所代表的相应部件的名称:1、实验台2、上下料机构3、控制机构4、按钮控制单元5、支架6、漫反射传感器21、机架22、机械手23、驱动机构24、气缸25、真空吸附头26、磁性传感器27、步进电机28、联轴器29、滚珠丝杠30、滑块31、滚珠丝杠丝母32、导向光轴33、直线轴承34、光电传感器35、微动开关36、拉手具体实施例方式随着直角坐标机器人的应用越来越广泛，机器人技术应用教学工作日益显得重要，而目前国内机器人技术教学还处于一个未普及阶段，基础性的教学实验平台仍需不断丰富。且工业上应用的直角坐标机器人一般体积较大，结构及计算机编程较为复杂，不利于在教学中使用，无法使得学员准确的掌握直角坐标机器人的工作原理及结构部件的选用。本专利技术针对现有技术中的不足，本专利技术提供了，该装置结构简单、操作方`便，便于实际教学使用，使学生充分的了解机器人的工作原理及各机构部件的选择、设计，以达到提高学生在机电系统方面的设计、装配及调试能力的目的。下面将通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请一并参见图1至图4，图1为本专利技术公开的一种单轴运动控制实训装置的结构示意图。图2为本专利技术公开的上下料机构的立体图。图3为本专利技术公开的上下料机构的后视图。图4为本专利技术公开的支架的结构示意图。如图所示，一种单轴运动控制实训装置，包括实验台1、位于实验台I上的上下料机构2及控制上下料机构2运行的控制机构3，控制机构3的一侧设置有按钮控制单元4，上下料机构2的下方对应设置有用于放置样件的支架5,支架5至少为两个。上下料机构2包括机架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单轴运动控制实训装置，其特征在于，包括实验台、位于所述实验台上的上下料机构及控制所述上下料机构运行的控制机构，所述上下料机构的下方对应设置有用于放置样件的支架，所述支架至少为两个；所述上下料机构包括机架、设置于所述机架上可前后移动的机械手，以及带动所述机械手移动的驱动机构；所述实训装置还包括用于检测样件位置的检测机构，所述检测机构与所述控制机构电连接，通过检测机构将样件的位置信号传递给控制机构，控制机构控制机械手运行，由支架上拾取样件并带动样件移动后放置于另一支架上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王振华，陈国栋，林睿，杨清义，孙立宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：