自动化系统集成实训设备的制作方法

1.本实用新型涉及教学器材技术领域，具体涉及一种自动化系统集成实训设备。


背景技术：

2.随着现代化工业生产的迅速发展，自动化控制技术的集成应用正起着越来越重要的作用。
3.现有的机电一体化专业教学训练中，对于有电工基础而没有接触过可编程控制器编程(programmable logic controller，简称plc)，但又想学plc 的学生来说，如果只看书，学生又无法直观的去感受plc编程，无法学以致用，也就不能快速掌握plc编程的技能。


技术实现要素：

4.针对上述不足，本实用新型的目的在于提供一种自动化系统集成实训设备，辅助学员学习和理解编程指令，并加以运用。
5.本实用新型实施例提供一种一种自动化系统集成实训设备，包括上料模块、输送模块、装配模块以及分拣模块，所述上料模块、所述装配模块以及所述分拣模块依次设置，工件从所述上料模块流出，通过所述输送模块夹取并输送至所述装配模块进行装配，完成装配后通过所述输送模块输送至所述分拣模块进行分拣输出；
6.所述自动化系统集成实训设备还包括可编程控制器，所述可编程控制器分别与所述上料模块、所述输送模块、所述装配模块以及所述分拣模块电连接，以执行控制动作。
7.进一步地，所述上料模块包括第一出料仓、载物台以及推料杆；所述第一出料仓的底部对立设置有第一出口，所述推料杆垂直设置于所述第一出料仓的底部，且所述推料杆在推出状态时可伸入所述第一出口，以将所述第一出料仓底部的所述工件推出至所述载物台；
8.所述上料模块还包括第一支架，所述第一支架的顶部设置有底板，所述第一出料仓、载物台以及推料杆均设置于所述底板上。
9.进一步地，所述输送模块包括移动导轨、可滑动安装于所述移动导轨的底座以及可旋转安装于所述底座的夹爪组件；所述夹爪组件随所述底座在所述移动导轨上滑动，以实现所述工件的滑动。
10.进一步地，所述夹爪组件包括第一伸缩气缸和第一夹爪，所述第一夹爪设置于所述第一伸缩气缸的伸缩端，以通过所述第一伸缩气缸伸缩所述第一夹爪。
11.进一步地，所述装配模块包括第二出料仓、旋转台、装配组件以及装配部，所述第二出料仓和所述装配组件设置于所述旋转台的上方，所述旋转台设置有至少两个载物部，当旋转台执行旋转任一角度，任意两个所述载物部分别位于所述第二出料仓和所述装配组件下方；所述装配部与所述装配组件设置于同一平面上，当所述装配组件推出时，恰位于所述装配部上方。
12.进一步地，所述装配组件包括第二伸缩气缸、第三伸缩气缸以及第二夹爪，所述第
三伸缩气缸和所述第二夹爪依次连接，以通过所述第三伸缩气缸带动所述第二夹爪纵向伸缩；所述第二伸缩气缸与所述第三伸缩气缸垂直连接，以通过所述第二伸缩气缸带动所述第三伸缩气缸和所述第二夹爪横向移动。
13.进一步地，所述装配模块还包括第二支架和第三支架，第二出料仓、旋转台以及装配部安装于所述第二支架上，所述装配组件安装于所述第三支架上。
14.进一步地，所述分拣模块包括输送带、收集仓以及推杆，所述收集仓和所述推杆对立设置于所述输送带两侧。
15.进一步地，所述分拣模块还包括用于判别所述工件状态的传感器，所述传感器设置于所述输送带的起始端。
16.进一步地，包括有触摸屏，所述触摸屏与所述可编程控制器连接。
17.本实施例提供的自动化系统集成实训设备，通过控制上料、输送以及出料，模拟日常自动化设备的常规步骤，辅助学员掌握常用的编程指令，提高学员的学习效率，检测编程指令的学习效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例自动化系统集成实训设备的整体结构示意图。
20.图2为图1中上料模块的结构示意图。
21.图3为图1中输送模块的结构示意图。
22.图4为图1中装配模块的结构示意图。
23.图5为图1中分拣模块的结构示意图。
24.图中，10-上料模块，11-第一出料仓，12-载物台，13-推料杆，14-第一支架,141-底板，20-输送模块，21-移动导轨，22-底座，23-夹爪组件，231-第一伸缩气缸，232-第一夹爪，24-旋转气缸，30-装配模块，31-第二出料仓，32
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旋转台，321-载物部，33-装配组件，331-第二伸缩气缸，332-第三伸缩气缸， 333-第二夹爪，34-装配部，35-第二支架，36-第三支架，40-分拣模块，41
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输送带，42-收集仓，43-推杆，44-传感器，50-触摸屏，60-工件。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.请参阅图1，本实用新型提供的实施例，自动化系统集成实训设备包括上料模块10、输送模块20、装配模块30以及分拣模块40；上料模块10、装配模块30以及分拣模块40依次设置，工件60从上料模块10流出，通过输送模块20夹取并输送至装配模块30，工件60完成装配后通过输送模块20 输送至分拣模块40，以对工件60分拣输出。
28.具体地，自动化系统集成实训设备还包括有可编程控制器(图未示)，可编程控制器分别与上料模块10、输送模块20、装配模块30以及分拣模块40 电连接，以执行动作。可编程控制器(programmable logic controller，简称 plc)是一种数字运算操作的电子系统，采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过输入(i)和输出(o)接口，控制机械设备动作，实现自动化控制。在实际使用的过程中，学员通过将自己编写的程序载入自动化系统集成实训设备中的可编程控制器，控制工件60从上料模块10流出，通过输送模块20夹取并输送至装配模块30，工件60完成装配后通过输送模块20输送至分拣模块40，以对工件60分拣输出，以达到练习和掌握编程指令的效果。
29.可编程控制器可采用西门子s7-1200控制器。需要说明的是，可编程控制器不仅限于西门子s7-1200控制器，也可以选用其它类型的或其他品牌的，这里不做限制。
30.请结合图2，上料模块10包括第一出料仓11、载物台12以及推料杆13；第一出料仓11的底部设置有第一出口111，推料杆13垂直第一出料仓11设置于第一出料仓11的底部，且推料杆13在推出状态时可伸入第一出口111，以将第一出料仓11底部的工件60推出至载物台12。具体地，第一出料仓11 为竖直设置，推料杆13为水平设置，第一出料仓11为一底部设置有第一出口111的半开的圆筒，第一出料仓11内的工件60，由于重力的作用下，在推料杆13推出工件60后，掉落下一个工件60至第一出口111，以备下一次推出。可理解地，推料杆13与可编程控制器电连接，以通过可编程控制器控制推料杆13，实现工件60自动推出至载物台12。
31.进一步地，上料模块10还包括第一支架14，第一支架14的顶部设置有底板141，底板141为水平设置，第一出料仓11、载物台12以及推料杆13 均设置于底板141上。第一支架14用于支撑第一出料仓11、载物台12以及推料杆13，便于输送模块20夹取载物台12上的工件60。
32.请结合图3，输送模块20包括移动导轨21、可滑动安装于移动导轨21 的底座22以及可旋转安装于底座22的夹爪组件23；夹爪组件23随底座22 在移动导轨21上滑动，以实现工件60的滑动。优选地，移动导轨21采用丝杆模组，传动效率高、传动精度高且运动平稳，适合夹爪组件23夹取并输送工件60。
33.具体地，夹爪组件23与底座22之间设置有旋转气缸24，以驱动夹爪组件23旋转一定角度。移动导轨21、夹爪组件23以及旋转气缸24均与可编程控制器电连接，以通过可编程控制器控制输送模块20输送工件60。
34.具体地，夹爪组件23包括第一伸缩气缸231和第一夹爪232，第一夹爪 232设置于第一伸缩气缸231的伸缩端，以通过第一伸缩气缸231伸缩第一夹爪232。更具体地，第一夹爪232为气缸夹爪。
35.请结合图4，装配模块30包括第二出料仓31、旋转台32、装配组件33 以及装配部34，第二出料仓31和装配组件33设置于旋转台32的上方，具体地，第二出料仓31为竖直设
置。旋转台32设置有至少两个载物部321，旋转台32可绕其中心进行旋转，当旋转台32执行旋转预定的角度，任意两个载物部321分别位于第二出料仓31和装配组件33的正下方；装配部34与装配组件33设置于同一直线上，当装配组件33朝向装配部34推出时，可恰好位于装配部34的正上方。
36.旋转台32和装配组件33分别与可编程控制器电连接，通过可编程控制器控制。
37.在本实施例中，旋转台32上设置有两个载物部321，两个载物部321间隔地设置于旋转台32上，使得两个载物部321分别位于第二出料仓31和装配组件33的正下方。也就是说，当旋转台32上设置有两个载物部321时，旋转台32绕其中心执行的旋转角度为180度，才能保证两个载物部321分别位于第二出料仓31和装配组件33的正下方。
38.在实际运用的过程中，第二出料仓31掉出工件60至位于第二出料仓31 下方的载物部321，旋转台32执行旋转180度后，带有工件60的载物部321 转动至装配组件33下方，供装配组件33夹取，并运送至装配部34，另一载物部321接取第二出料仓31掉出的下一个工件60，以此循环。
39.具体地，装配组件33包括第二伸缩气缸331、第三伸缩气缸332以及第二夹爪333，具体地，第二伸缩气缸331为水平设置，第三伸缩气缸332为竖直设置，第二伸缩气缸331与第三伸缩气缸332垂直连接，第二夹爪333 设置于第三伸缩气缸332的伸缩端，以通过第三伸缩气缸332带动第二夹爪 333在竖直方向上伸缩，以通过第二伸缩气缸331带动第三伸缩气缸332和第二夹爪333在水平方向上移动。
40.当装配组件33需要夹取载物部321上的工件60至装配部34时，第三伸缩气缸332驱动第二夹爪333竖直向下移动并夹取工件60，第二伸缩气缸331 动作，同时带动第二夹爪333和第三伸缩气缸332朝向装配部34水平移动，将工件60放置在装配部34进行装配。
41.具体地，装配模块30还包括第二支架35和第三支架36，第二出料仓31、旋转台32以及装配部34安装于第二支架35上，装配组件33安装于第三支架36上。为了便于装配组件33抓取载物部321的工件60，第三支架36高于第二支架35。第二伸缩气缸331水平固定在第三支架36的上表面。
42.请结合图5，分拣模块40包括输送带41、收集仓42以及推杆43，收集仓42和推杆43分别设置于输送带41两侧。具体地，推杆43为水平设置。当工件60到达与推杆43同一水平线上时，推杆43将工件60推入至收集仓 42。输送带41和推杆43均与可编程控制器电连接，以通过可编程控制器控制输送带41运转输送工件60和控制推杆43执行推出动作。示意性地，图5 设置有3个推杆43，实际推杆43的数量可根据实际需求设置。
43.具体地，分拣模块40还包括用于判别工件60状态的传感器44，传感器 44设置于输送带41的起始端。传感器44可以为接近开关，无需与工件60 进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，用于判别工件60 是否被放置在输送带41，辅助判别工件60的位置。当然传感器44还可以为用于判别物料种类的其他种类的传感器，用于识别不同物料，分别驱动不同位置的推杆43，以达到分类分拣的目的。可理解地，传感器44与可编程控制器电连接。
44.进一步地，该自动化系统集成实训设备还包括有触摸屏50，触摸屏50 与可编程控制器连接。触摸屏50可实现人机交互，辅助控制自动化系统集成实训设备。触摸屏50优选采用维纶tk6070ip，当然还可根据实际情况选用其他型号。
45.可理解地，学员通过编程指令，将编程指令输入至可编程控制器，以控制自动化系统集成实训设备完成工件60的输送。工件60从上料模块10流出，输送模块20中的夹爪组件23移动至上料模块10处，第一伸缩气缸231驱动第一夹爪232伸出至载物台12，第一夹爪232执行抓取工件60，抓取完成后，底座22驱动夹爪组件23移动至装配模块30，并将工件60放置在装配部34 上。
46.在上料模块10上料的同时，装配模块30的第二出料仓31掉出工件60 至位于第二出料仓31下方的载物部321，旋转台32执行旋转180度后，带有工件60的载物部321转动至装配组件33下方，供装配组件33夹取。
47.当上料模块10输送的工件60至装配模块30，并将工件60放置在装配部34时，装配组件33中第三伸缩气缸332驱动第二夹爪333向下夹取载物部321上的工件60后，第二伸缩气缸331驱动第三伸缩气缸332移动至装配部34的上方，第二夹爪333将工件60放置在装配部34的工件60上，通过两个工件60的层叠以模拟装配。
48.之后，输送模块20上的夹爪组件23夹取层叠在一起的工件60，第一伸缩气缸231驱动第一夹爪232缩回，当底座22沿导移动导轨21导向方向移动至靠近分拣模块40的输送带41，旋转气缸24驱动夹爪组件23旋转至输送带41的起始端，并将工件60放置在输送带41上，以对工件60分拣输出。本实用新型通过控制上料、输送以及出料，模拟日常自动化设备的常规步骤，辅助学员掌握常用的编程指令，提高学员的学习效率，检测编程指令的学习效果。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。