[发明专利]一种基于MCD技术的机器人教学平台

说明书

本发明涉及机器人教学领域，尤其涉及一种基于MCD技术的机器人教学平台，其特征在于：其包括上下料机器人平台、外部控制装置和上位机；上下料机器人平台用于实现上下物料；外部控制装置信号连接于上下料机器人平台用于控制上下料机器人平台运动；上位机中设有MCD模块，MCD模块用于创建虚拟样机和虚拟PLC，虚拟样机用于搭建模拟上下料机器人平台，虚拟PLC用于控制和调试虚拟样机中的上下料机器人平台；虚拟PLC用于与外部控制装置实现通讯和信号交互，用于在调试完成后将控制信号传输给外部控制装置。本发明实现虚拟调试，满足教学需求。

技术领域

本发明涉及机器人教学领域，尤其涉及一种基于MCD技术的机器人教学平台。

背景技术

以数字孪生理念为支撑的机电一体化系统工程广泛应用于工程领域。在机电产品概念设计（Mechatronic Concept Design、MCD）中，虚拟调试技术发挥着重要的作用，有效的提供了产品概念设计的控制方案，虚拟调试系统是基于MCD技术的调试技术。通过UG仿真环境与PLC自动化设备的软硬件结合，完成对PLC程序和机器人工作站的联合调试系统。

目前，将虚拟调试技术应用到机电产品设计和调试是一种全新的设计思路，用于调试机器人上下料工作站。现有的机器人教学平台没有虚拟调试的过程，结构功能单一，机电一体化设备开发教学中先进实践平台短缺，无法满足教学中的多种需求。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于MCD技术的机器人教学平台，实现虚拟调试，满足教学需求。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种基于MCD技术的机器人教学平台，包括上下料机器人平台、外部控制装置和上位机；

上下料机器人平台用于实现上下物料；

外部控制装置信号连接于上下料机器人平台用于控制上下料机器人平台运动；

上位机中设有MCD模块，MCD模块用于创建虚拟样机和虚拟PLC，虚拟样机用于搭建模拟上下料机器人平台，虚拟PLC用于控制和调试虚拟样机中的上下料机器人平台；虚拟PLC用于与外部控制装置实现通讯和信号交互，用于在调试完成后将控制信号传输给外部控制装置。

按以上方案，外部控制装置包括：外部控制器和触摸屏；外部控制器包括外部PLC和多轴运动控制器；多轴运动控制器信号连接于外部PLC和上下料机器人平台用于根据外部PLC控制信号控制上下料机器人平台的多轴运动；触摸屏信号连接于外部PLC用于人机交互从而驱动上下料机器人平台。

按以上方案，MCD模块基于UG NX12.0设计上下料机器人平台的虚拟样机。

按以上方案，MCD模块基于TIA创建与外部控制装置相同的虚拟PLC，并基于EPLAN进行电气原理图设计；便于操作人员根据设计好的电气原理图进行外部控制装置的电路安装。

按以上方案，上下料机器人平台，包括：立柱、横向滑动模组、俯仰电缸、纵向滑动模组、抓取臂和转动气爪；

立柱底端连接于横向滑动模组的横向滑台上，立柱顶端向上延伸；横向滑动模组用于使立柱沿横向X轴滑动；

俯仰电缸的缸体底端安装于横向滑台上；纵向滑动模组底部一端铰接于立柱顶端，纵向滑动模组底部另一端连接于俯仰电缸的伸缩杆端部；俯仰电缸伸缩时改变纵向滑动模组和立柱之间的夹角从而改变纵向滑动模组的俯仰角度；

抓取臂为长条形结构且平行于纵向滑动模组，抓取臂一端连接于纵向滑动模组的纵向滑台上，抓取臂另一端连接转动气爪；纵向滑动模组用于使抓取臂沿纵向Y轴滑动；

转动气爪用于物料抓取，转动气爪相对于抓取臂周向转动。

按以上方案，横向滑动模组和纵向滑动模组均为丝杆直线滑台模组；