[发明专利]机器人教学平台及其教学方法

权利要求书

1.一种机器人教学平台的教学方法，包括机器人教学平台，其特征在于，所述的机器人教学平台包括小型工业机器人系统和具备框架结构的机柜，所述小型工业机器人系统包括关节型机器人本体（1）、机器人控制柜、示教器（19）；

所述关节型机器人本体（1）的末端安装有防碰撞传感器（11），防碰撞传感器（11）末端安装快换装置（10），快换装置（10）安装有可更换的功能模块；

所述关节型机器人本体（1）安装在机柜内，所述机器人控制柜设置在机柜内，所述示教器（19）设在机柜外；

所述机柜内设有外部控制模块，外部控制模块连接PC，PC向机器人控制柜传递并下载程序；

所述机柜分为用覆盖件隔开的上层空间和下层空间，上层空间背部、顶部有玻璃挡板（2），顶部挡板下方有照明灯（12），顶部挡板上方有报警灯（23），前部、左右两侧有安全门（13）；

所述外部控制模块安装在下层空间；

还包括气动模块，气动模块包括用于产生压力气源的空压机、用于气路通断与压力控制的阀、用于气体干燥与过滤的过滤器、用于系统压力检测的压力开关，空压机外置于机柜外，阀、过滤器、压力开关安装在下层空间内；

所述关节型机器人本体（1）的轴数为六轴，关节型机器人本体的手臂内置电磁阀、气动接口、传感器信号通讯接口；

所述上层空间的关节型机器人本体（1）前方设有变位机（8），变位机（8）包括电机、减速机、连接法兰、法兰盘，所述变位机（8）与关节型机器人本体（1）联动；

变位机（8）连接有变位机控制柜，变位机控制柜放置在下层空间机器人控制柜上方，变位机控制柜实现变位机电机的驱动与控制；

所述外部控制模块包括PLC控制器、电源组件、人机界面（17）和通讯接口（16）；

所述功能模块包括教学模块、雕刻模块、绘画模块；

所述机器人教学平台的教学方法包括如下步骤：

（1）确定机器人教学平台的教学任务；

（2）选择不同的功能模块，并将功能模块安装在关节型机器人本体的末端，并启动机器人教学平台，执行教学方法；

（3）完成指定的教学任务，停止机器人教学平台；

所述步骤（2）中的教学方法包括焊接、切割作业模拟；码垛、拆垛作业模拟；涂胶、抛光打磨作业模拟；离线编程教学培训；雕刻作业培训；绘画作业培训；外部控制与通讯教学培训；

所述焊接、切割作业模拟中，将气动夹具安装在关节型机器人本体末端的法兰上，抓取笔型演示工具模拟机器人安装焊枪或切割头工具，通过在线示教编程控制演示工具末端沿工件表面一定轨迹运行，模拟焊接、切割作业；

所述码垛、拆垛作业模拟中，将气动夹具安装在关节型机器人本体末端的法兰上，从工具挂架物料库中抓取标准块按顺序摆放至教学台架码垛区域，模拟码垛作业，机器人执行码垛的反向动作，完成拆垛作业模拟；

所述涂胶、抛光打磨作业模拟中，用提供的弧形工件模拟待涂胶或待打磨的工件，用提供的教学图画标示工件上需运行的轨迹，使用机器人抓取工件在外部工具上走轨迹，模拟涂胶、抛光打磨作业；

所述离线编程教学培训中，将雕刻作业所需的关节型机器人本体、变位机、物料的3D模型导入离线编程软件，设置相对位置、工具坐标、基坐标，软件能够自动计算刀具路径，并指示该路径上可能与物料发生碰撞的位置，进行手动、自动防碰撞路径调整，通过后处理，生成能够在机器人系统直接执行的程序；

所述雕刻作业中，雕刻作业包括浮雕、立体雕刻，通过快换装置用电主轴替换机器人末端工具，将物料装夹在机器人前方，启动离线编程生成的浮雕程序，机器人自动运行至电主轴轴线垂直于浮雕部件的姿态，实现浮雕作业，进行立体雕刻作业时，将物料装夹在机器人前方的变位机法兰盘表面，启动离线编程生成的立体雕刻程序，机器人与变位机能够自动同步联动运行，实现立体雕刻作业；

所述绘画作业中，使用教学平台提供的摄像头实现图像素材获取，使用提供的图像处理软件对图像进行处理，得到离线编程软件能够识别的图纸文件格式，并据此得到绘画程序，通过快换装置用画笔替换机器人末端工具，启动程序，完成绘画作业；

所述外部控制与通讯教学培训中，使用外部控制模块的通讯接口与教学平台PLC通讯，使用人机界面实现PLC与机器人数字量、模拟量通讯的操作与演示。