前言：本站為你精心整理了工業機器人模塊化實訓平臺應用設計范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：隨著機器人在各行業的廣泛應用，機器人應用培訓的需求也不斷的增長，工業機器人教學實訓平臺也應運而生。目前市面上的機器人實訓平臺受限于工業機器人本體的工作范圍，使得實訓平臺的功能比較少。本文內容為設計一種結構簡單、功能齊全、更換實訓單元方便的工業機器人模塊化綜合實訓平臺。

關鍵詞：工業機器人；教學設備；開發與研究

0引言

工業機器人技術已經成為當前世界先進制造業中不可替代的重要的裝備和手段，已經成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。我國制造業正處于轉型升級的重要時期，人工成本的上升以及環境問題的制約不斷的沖擊著傳統制造業的發展，而工業機器人技術的引進應用正是破解這些沖擊的有力手段。因此近年來中國工業機器人市場持續表現強勁，市場容量不斷擴大，國內機器人產業園不斷新建。產業的發展急需大量高素質的工業機器人技術應用技能型專業人才，因此國內各大專中職院校都陸續的開設了工業機器人技術的相關專業，而理論必須綜合實踐應用才能培養出優秀技能扎實的專業人才，使得相關學校急需結構簡單、便于教學、功能齊全、性價比高的工業機器人培訓設備。

1實訓平臺組成

工業機器人模塊化綜合實訓平臺組成，由埃夫特ER3B-C30六自由度工業機器人、實訓平臺框架、觸摸屏、PLC、快換工具、軌跡繪畫模塊、RFID裝配分揀模塊、變位焊接模塊、皮帶線上料碼垛模塊、視覺檢測模塊、對射光幕裝置、多功能夾具單元及設備資源包組成?？梢酝瓿晒I機器人夾具選擇、軌跡規劃、分揀、焊接、打磨、碼垛、視覺檢測等典型應用。各模塊基座采用標準化設計，模塊集成電路與氣路航插可在定位基座上實現快速更換，后續根據新的技術的學習要求也可以方便的增加新的模塊。本套設備可以在有限的機器人運動臂展范圍內實現更多功能的訓練。

2工業機器人選型及末端夾具設計

作為機器人實訓裝備而言不宜選用較大機器人本體，我們選用國產品牌埃夫特桌面型6自由度串聯機器人，型號為ER3-600，該型號機器人本體整體結構緊湊，操作半徑覆蓋范圍大（可達593mm），精度可達±0.02mm。工業機器人末端夾具主要由氣動手指、快換夾具、導電電極、真空氣路等組成，末端夾具安通過法蘭盤裝在機器人第六軸上。末端夾具設計具有兩個氣動手指，一個氣動手指用來直接抓取物料，另外一個氣動手指上安裝有快換夾具，可以快速切換抓取4種工具，包括TCP標定頂尖、繪畫筆、打磨頭以及真空吸盤，配備的導電電極和真空氣路可以實現電路與氣路的自動切換。

3快換工具的設計

快換工具包括TCP標定頂尖、繪畫筆、打磨頭以及真空吸盤?？鞊Q工具采用標準化D字型切換頭設計，整體采用鋁合金陽極氧化處理材料設計，底部設計有調整安裝孔。機器人末端夾具選取相應的工具來完成不能模塊的功能實現。

4典型應用模塊的設計

4.1軌跡規劃模塊

軌跡規劃模塊包含有軌跡模擬單元和寫字繪畫單元兩個部分，兩個單元都為陽極氧化鋁板裝配而成，軌跡模擬單元面板含有平面和曲面圖形，可以同時滿足平面和曲面軌跡的模擬訓練。寫字繪畫單元大小與A4紙相當，配有磁鐵圖釘，通用性強，使用筆形工具實現機器人寫字繪畫功能。

4.2分揀模塊

分揀模塊由裝配工件、上料單元、立體倉庫、電子標簽、RFID讀寫器、多接頭氣管快換插頭等組成，安裝板材料均為陽極氧化鋁板。機器人使用真空吸盤和氣動手指夾爪可實現工件裝配以及RFID身份識別分揀的功能，根據身份識別結構可將物料放置在立體倉庫的規定位置上。

4.3變位焊接模塊

變位焊接模塊由步進電機及驅動器、旋轉軸、帶座軸承、焊接架、焊接工件、焊接夾鉗等裝配而成，并且具有變位功能。機器人使用TCP標定頂尖及打磨頭工具，可以實現焊接和打磨模擬的訓練。

4.4碼垛與視覺檢測模塊

碼垛與視覺檢測模塊由小型變頻調速皮帶線、上料機構、物料倉、視覺系統、碼垛板、檢測傳感器等組成。上料架構將物料倉內長方體物料推送到皮帶線上，檢測傳感器檢測到物料到位后，通知機器人在碼垛板上完成相應的碼垛程序。物料倉內也可以放置不同形狀和顏色的物料，通過設置在皮帶線上的視覺系統完成物料顏色與形狀的識別，通知機器人在碼垛板上完成視覺分揀的程序。

5控制系統

該套設備的控制部分主要是由機器人控制柜、西門子PLC、西門子觸摸屏、F-BOX物聯網、視覺系統、變頻器等組成，整個控制系統通過以太網結構通信，結構簡單易懂，適用與當前通用通信技術的學習，其余控制對象都是通過I/O信號與各個分系統進行通信。

6設備布局設計

根據各個模塊的尺寸以及機器人本體的運動范圍，結合人體工學以及電氣設備布置的一般規范要求。

參考文獻：

[1]虞嘉丞.工業機器人基礎教學實訓設備開發探究[J].河北農機，2020（12）：74-75.

[2]葉輝.多功能工業機器人實訓設置的設計[J].機器人技術與應用，2018（3）：41-43.

[3]李公文，黃福建，余春.工業機器人教學實訓設備的設計與開發[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2019（10）：12-13.

[4]張靖.工業機器人綜合實訓平臺的設計與應用[J].無線互聯科技，2020（5）：70-71.

作者：胡偉偉   單位：蕪湖安普機器人產業技術研究院有限公司