一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备的制作方法

1.本发明涉及实训教学设备技术领域，具体地说是一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备。


背景技术：

2.随着我国自动化和信息化水平的不断提高，数字技术不断成熟和完善，从制造业的视角来看，数字化是智能制造的必经之路，机电一体化、机器人技术应用和数字化的技能人才缺口越来越大，各行业、企业对这类人才的需求十分迫切。
3.传统的机电一体化机器人技术应用和数字化技能人才培训存在重理论、轻实操的缺陷，学员在培训时，在学习理论知识后无法及时的进行实训，教学效果差；虽然学员有时也可以得到一些实训的机会，但是目前的实训都是直接操作工厂用的机电一体化和机器人技术应用装置，其并不适用于教学，教学效果非常有限，这就造成目前机电一体化机器人技术应用和数字化技能人才存在培训时间长、效果差的缺陷。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本技术提供了一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，该教学设备选用一套机械加工的组装件(塑料瓶、料盖和颗粒)作为载体，完成载体原材料出库、灌装、称重、封盖和入库的整个动作过程，实现工业现场和实训室之间的无缝对接，提高实训效率和效果。
5.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
6.一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，包括主架体、作业设备和数字孪生系统，所述的主架体包括工作台，所述的作业设备设置于所述的工作台上；
7.所述的作业设备包括输送单元，所述的工作台上位于所述输送单元的后侧从左往右依次设置有供料单元、灌装单元、机器人装配单元；
8.所述的供料单元包括用于盛放料瓶的第一供料装置和用于将第一供料装置上的料瓶抓取到输送单元上的抓取装置；
9.所述的灌装单元包括第四固定架体和设置于所述第四固定架体上的若干个沿横向呈一字排布的灌装部件；
10.所述的机器人装配单元包括机器人手臂、快换夹具库、用于盛放瓶盖的第二供料装置和用于储存灌装完成的料瓶的仓储装置；
11.所述数字孪生系统包括数据连接单元、模型单元和分析单元；
12.所述的模型单元包括3d模型建立模块、创建模型物理属性模块、设定模型动作流程模块，所述的3d模型建立模块用于建立与所述的作业设备相同的孪生三维模型，所述的创建模型物理属性模块用于根据所述作业设备的物理属性赋予孪生三维模型，从而使孪生三维模型呈现与所述作业设备相同的物理属性，所述的设定模型动作流程模块用于对孪生三维模型中的虚拟传感器和虚拟执行器进行赋值，从而使孪生三维模型执行相应的动作流
程；
13.所述的数据连接单元用于对采集的所述作业设备的实时数据状态进行分析处理，并形成信号配置给孪生三维模型，用作业设备的实时数据驱动孪生三维模型同步运行。
14.进一步地，所述的输送单元包括输送装置和位于所述输送装置左、右两端的升降装置，所述的输送装置包括若干个沿左右方向呈一字布置的输送部件；
15.所述的输送部件包括上层传输组件、下层传输组件和用于将所述的上层传输组件和下层传输组件连接为一个整体的支撑架；
16.所述的升降装置包括第一固定架体、升降组件和用于驱动所述的升降组件相对于第一固定架体上下滑动的第一气缸，所述的升降组件包括升降板，所述的升降板上设置有两个沿横向延伸的第三立板，所述第三立板的内侧面上设置有过渡主动带轮、过渡从动带轮和过渡输送带，两个所述的过渡主动带轮通过过渡驱动轴与过渡驱动电机的动力输出轴相连。
17.进一步地，所述的抓取装置包括第二固定架体和设置于所述第二固定架体上的沿前后方向延伸的直线模组，所述直线模组的动子上设置有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆上设置有用于夹取料瓶的第一气动夹爪，所述的第一供料装置位于所述直线模组的下方，包括第三固定架体、用于盛放料瓶的供料箱和用于驱动所述的供料箱相对于第三固定架体左右滑动的第三气缸。
18.进一步地，所述的灌装部件包括分料块，所述分料块的安装腔内转动设置有拨料组件，所述的拨料组件包括拨料块，且所述的拨料块与灌装电机的动力输出轴相连，所述拨料块的外侧圆柱面上设置有环形的凹槽，且所述的凹槽与所述的分料块共同形成了呈环形结构的落料槽，所述的拨料块上设置有若干个隔板，且所述的隔板将所述的落料槽均分呈若干个落料区，所述分料块的上方设置有储料筒，且所述储料筒的落料孔与所述的落料槽相连通，所述分料块的下端设置有与所述的落料槽相连通的出料孔。
19.进一步地，所述的拨料块包括主体和压紧块，所述的主体上设置有用于容纳所述压紧块的第一安装槽，且所述的第一安装槽沿轴向贯穿所述的主体，所述的隔板包括用于分割所述落料槽的分割部，且所述的分割部被挤压固定在所述压紧块侧面和主体之间的缝隙内，所述分割部的靠近所述拨料块轴线的一端设置有压紧部，且所述的压紧部被压紧固定在所述压紧块底面和主体之间。
20.进一步地，所述的仓储装置包括第七固定架体，所述第七固定架体的朝向机器人手臂的一侧设置有若干个第四承托板，且若干个所述的第四承托板呈阶梯状布置。
21.进一步地，所述的输送单元包括分别与所述的供料单元、灌装单元和机器人装配单元相对应的供料工位、灌装工位和装配工位，所述的供料工位和装配工位上设置有第一定位组件，所述的灌装工位上设置有与所述的灌装部件一一对应的第二定位组件；
22.所述的第一定位组件包括第一安装块，所述第一安装块的下侧面上设置有第一安装孔，所述的第一安装孔内设置有第一定位气缸，所述第一定位气缸的活塞杆的杆端能够向上穿过所述第一安装孔的底部延伸至所述第一安装块的上侧；
23.所述的第二定位组件包括第二安装块，所述第二安装块的下侧面上设置有第二安装孔，所述的第二安装孔内设置有第二定位气缸，所述第二定位气缸的活塞杆的杆端能够向上穿过所述第二安装孔的底部延伸至所述第二安装块的上侧；
24.用于承托所述料瓶的托盘的底面上设置有开口朝向下游侧的定位槽。
25.进一步地，所述的第二安装块上设置有安装板，所述的安装板上设置有称重气缸，所述称重气缸的活塞杆与位于所述安装板上方的第一顶升板固定连接，所述第一顶升板的上方设置有第二顶升板，且所述的第一顶升板和第二顶升板通过重量传感器相连，且所述的第二顶升板上设置有允许所述第二定位气缸的活塞杆穿过的避让孔。
26.进一步地，所述的输送单元上位于所述的灌装工位和装配工位之间设置有两个通讯装置，所述的通讯装置包括第九固定架体和设置于所述第九固定架体上的rfid通讯模块，所述托盘的下侧面上设置有第二安装槽，所述的第二安装槽内设置有芯片，所述输送单元上设置有与所述的通讯装置一一对应的第三定位组件，所述的第三定位组件包括第三定位气缸，所述第三定位气缸的活塞杆的杆端固定设置有定位块，所述的定位块上设置有定位凸台，当所述托盘的朝向下游侧的侧面抵靠在所述的定位凸台上时，所述的托盘位于与所述rfid通讯模块的工作区域内。
27.进一步地，所述输送单元的上游侧设置有上料装置，所述的上料装置包括第八固定架体和设置于所述第八固定架体上的储料架，托盘依次上下叠放在所述的储料架内，所述储料架的上游侧设置有推顶板，且所述的推顶板和第八固定架体之间设置有第四气缸，所述储料架的背向输送单元的一侧设置有推顶孔，所述储料架的朝向输送单元的一侧设置有顶出孔，所述的第四气缸能够带动所述的推顶板左右移动，且在所述推顶板的推顶作用下，位于最下层的托盘会从所述的顶出孔被顶出。
28.本发明的有益效果是：
29.本技术实施例提供的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，包括供料单元、灌装单元、机器人装配单元、输送单元和数字孪生仿真单元，并能够根据机电类、自动化类、智能制造类行业的特点，模拟一个高度自动化的智能工厂，以塑料瓶、料盖作为载体，加入颗粒的灌装工艺和称重检测工艺，包含了从供料到灌装、从封盖到入库，形成完整的产品工艺，从而对学员进行综合实训，为教学和考核提供更多的服务，实现工业现场和实训室之间的无缝对接，提高实训效率和效果。
附图说明
30.图1为本技术一实施例提供的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备的立体结构示意图；
31.图2为作业设备的俯视图；
32.图3为作业设备的爆炸视图；
33.图4为第一输送部件的立体结构示意图；
34.图5为第一输送部件的爆炸视图；
35.图6为图5中a部分的放大结构示意图；
36.图7为第一输送组件中上层传输组件的爆炸视图；
37.图8为上层张紧轮的安装结构示意图；
38.图9为第二定位组件的结构示意图一；
39.图10为第二定位组件的结构示意图二；
40.图11为第一定位组件的结构示意图；
41.图12为托盘的立体结构示意图；
42.图13为升降装置的立体结构示意图；
43.图14为升降装置中升降组件的立体结构示意图；
44.图15为上料装置的立体结构示意图；
45.图16为上料装置的剖面图；
46.图17为供料单元的立体结构示意图；
47.图18为供料单元中第一供料装置的立体结构示意图；
48.图19为供料箱的剖面图；
49.图20为灌装装置的立体结构示意图；
50.图21为灌装部件的剖面图；
51.图22为灌装部件的爆炸视图；
52.图23为拨料组件的爆炸视图；
53.图24为机器人装配单元的立体结构示意图。
54.图中：11、工作台；12、立架；
55.2、输送单元；
56.21、第一输送部件；211、上层传输组件；2111、上侧板；21111、上层避让槽口；21112、上层支撑板；21121、上层主动带轮；21122、上层从动带轮；21123、上层输送带；21124、上层张紧轮；21125、上层支撑带轮；2113、上层驱动电机；2114、上层驱动轴；2115、上层连接轴；2116、上层压紧轴；2117、上层压紧板；21171、第一连接孔；2118、第一固定螺栓；2119、第二固定螺栓；212、下层传输组件；2121、下侧板；21211、下层支撑板；21221、下层主动带轮；21222、下层从动带轮；21223、下层输送带；21224、下层张紧轮；21225、下层支撑带轮；2123、下层驱动电机；2124、下层驱动轴；2125、下层连接轴；2126、下层压紧轴；2127、下层压紧板；213、支撑架；2131、第一底板；2132、第一立板；
57.22、第二输送部件；
58.23、升降装置；2311、顶板；2312、第二底板；2313、导向柱；2314、第二立板；232、升降组件；2321、升降板；2322、导向套；2323、第三立板；2324、过渡主动带轮；2325、过渡从动带轮；2326、过渡输送带；2327、过渡驱动电机；2328、过渡驱动轴；2329、过渡连接轴；233、第一气缸；234、连接板；235、拉板；
59.241、第一检测开关；242、第三检测开关；243、第四检测开关；244、第五检测开关；245、第六检测开关；246、第七检测开关；247、第八检测开关；
60.25、第一定位组件；251、第一安装块；2511、第一安装孔；252、第一定位气缸；
61.26、第二定位组件；261、第二安装块；2611、第二安装孔；2612、安装板；262、第二定位气缸；263、称重气缸；264、第一顶升板；265、第二顶升板；266、重量传感器；
62.27、第三定位组件；271、第三定位气缸；272、定位块；2721、定位凸台；
63.3、供料单元；311、第一立柱；312、直线模组；313、第二气缸；314、第一气动夹爪；321、第三固定架体；3211、第一承托板；3212、第一支腿；322、供料箱；3221、限位板；323、第三气缸；324、连接架；
64.4、灌装单元；411、第二承托板；412、第二支腿；42、灌装部件；421、分料块；4211、进料孔；4212、出料孔；4213、安装腔；422、拨料组件；4221、拨料块；42211、主体；42212、压紧
块；4222、隔板；42221、分割部；42222、压紧部；4223、拨料轴；423、落料槽；424、灌装电机；425、储料筒；4251、落料孔；426、封板；427、搅拌电机；428、搅拌轴；429、第二检测开关；
65.5、机器人装配单元；51、机器人手臂；521、第五固定架体；522、第二气动夹爪；523、吸盘夹具；531、第三承托板；532、第三支腿；5411、第二立柱；5412、承托杆；542、第四承托板；
66.611、第六承托板；612、第六支腿；62、rfid通讯模块；
67.7、显示器；
68.81、托盘；811、定位槽；812、第二安装槽；82、料瓶；83、瓶盖；
69.9、上料装置；911、第五承托板；912、第五支腿；92、储料架；921、推顶孔；922、顶出孔；93、推顶板；94、第四气缸；95、连接固定板。
具体实施方式
70.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行详细地描述，且所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而非全部的实施例。在本技术实施例的基础之上，本领域技术人员没有付出创造性劳动而获得的所有其他实施例，均应当属于本技术的保护范围。
71.为了方便描述，现定义坐标系如图1所示，并以左右方向为横向，前后方向为纵向，上下方向为竖向。按照料瓶82移动的方向定义上游和下游，按照如1所述的坐标系，即左侧为上游，右侧为下游。
72.如图1所示，一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备包括主架体、作业设备和数字孪生系统。所述的主架体包括工作台11，所述的作业设备通过可拆卸的方式固定设置于所述的工作台11上，所述工作台11的后侧设置有垂直于所述的工作台11向上延伸的立架12，所述立架12的顶端固定设置有显示器7。
73.如图2和图3所示，所述的作业设备包括沿横向延伸的输送单元2，所述的工作台11上位于所述输送单元2的后侧从左往右依次设置有供料单元3、灌装单元4、机器人装配单元5。所述的输送单元2包括输送装置和位于所述输送装置左、右两端的升降装置23。所述的输送装置包括若干个沿左右方向呈一字布置的输送部件，若干个所述的输送部件共同作用能够实现物料的横向输送。
74.作为一种具体实施方式，本实施例中所述的输送装置包括两个输送部件，为了方便描述，现将两个所述的输送部件按照从左往右的顺序依次命名为第一输送部件21和第二输送部件22。
75.如图4和图5所示，所述的第一输送部件21包括上层传输组件211、下层传输组件212和用于将所述的上层传输组件211和下层传输组件212连接为一个整体的若干个支撑架213。示例性的，所述的上层传输组件211和下层传输组件212通过两个所述的支撑架213连接为一个整体。
76.作为一种具体实施方式，本实施例中所述的支撑架213包括第一底板2131，所述第一底板2131的前、后两端分别固定设置有垂直与所述的第一底板2131向上延伸的第一立板2132。所述的上层传输组件211和下层传输组件212位于两个所述的第一立板2132之间，且所述的上层传输组件211和下层传输组件212均通过可拆卸的方式与所述的第一立板2132
固定连接。示例性的，所述的上层传输组件211和下层传输组件212均通过螺钉与所述的第一立板2132固定连接。
77.如图7所示，所述的上层传输组件211包括两个沿横向延伸的上侧板2111，所述上侧板2111的内侧面(以两上侧板2111相对的一侧为内侧)上位于所述上侧板2111的两端分别设置有上层主动带轮21121和上层从动带轮21122，所述的上层主动带轮21121和上层从动带轮21122之间设置有上层输送带21123。示例性的，所述的上层主动带轮21121设置于所述上侧板2111的右端，所述的上层从动带轮21122设置于所述上侧板2111的左端。所述的上侧板2111上位于所述上层输送带21123的下方设置有用于向上压紧所述上层输送带21123的上层张紧轮21124。其中一个所述的上侧板2111上设置有上层驱动电机2113，且两个所述的上层主动带轮21121通过上层驱动轴2114与所述上层驱动电机2113的动力输出轴相连。所述的上层驱动电机2113能够带动所述的上层主动带轮21121转动，从而实现上层输送带21123的输送功能。示例性的，所述的上层驱动电机2113设置于位于后侧的上侧板2111上。
78.作为一种具体实施方式，如图6所示，本实施例中所述上层驱动轴2114的前、后两端分别通过轴承组件与所述的上侧板2111转动，所述上层驱动轴2114的一端穿过所述的上侧板2111后通过联轴器与所述上层驱动电机2113的动力输出轴相连，所述的上层主动带轮21121与所述的上层驱动轴2114固定连接。
79.作为一种具体实施方式，本实施例中两个所述的上层从动带轮21122之间设置有上层连接轴2115，所述上层连接轴2115的两端分别通过可拆卸的方式与所述的上侧板2111固定连接。示例性的，所述的上层连接轴2115通过螺钉与所述的上侧板2111固定连接。所述的上层从动带轮21122通过轴承组件与所述的上层连接轴2115转动连接。
80.作为一种具体实施方式，如图7和图8所示，本实施例中两个所述的上侧板2111之间设置有上层压紧轴2116，所述上层压紧轴2116的两端分别穿过所述的上侧板2111后通过可拆卸的方式与上层压紧板2117固定连接，所述的上侧板2111上设置有允许所述的上层压紧轴2116在其内上下移动的上层避让槽口21111。示例性的，所述的上层压紧轴2116通过第一固定螺栓2118与所述的上层压紧板2117固定连接。所述的上层压紧板2117通过第二固定螺栓2119与所述的上侧板2111固定连接，且所述的上层压紧板2117上用于容纳所述第二固定螺栓2119的第一连接孔21171为一长度沿竖直方向延伸的长圆孔。所述的上层张紧轮21124通过轴承组件与所述的上层压紧轴2116转动连接。
81.进一步地，如图7所示，所述上侧板2111的内侧面上位于所述的上层主动带轮21121和上层从动带轮21122之间设置有上层支撑带轮21125，且所述的上层支撑带轮21125靠近所述的上层主动带轮21121。所述上侧板2111的内侧面上位于所述的上层从动带轮21122和上层支撑带轮21125之间设置有上层支撑板21112。所述的上层支撑板21112能够承托所述上层输送带21123的上半部分，从而避免因为上层输送带21123过长而产生的下垂的问题。所述的上层张紧轮21124位于所述的上层支撑带轮21125和上层主动带轮21121之间。
82.作为一种具体实施方式，本实施例中所述的上侧板2111上位于所述的上层支撑带轮21125和上层主动带轮21121之间设置有两个上层张紧轮21124。相应的，两个所述的上侧板2111之间设置有两个上层压紧轴2116，且所述上层压紧轴2116的前、后两端均转动设置有上层张紧轮21124。
83.所述的下层传输组件212包括两个沿横向延伸的下侧板2121，所述下侧板2121的
内侧面(以两下侧板2121相对的一侧为内侧)上位于所述下侧板2121的两端分别设置有下层主动带轮21221和下层从动带轮21222，所述的下层主动带轮21221和下层从动带轮21222之间设置有下层输送带21223。示例性的，所述的下层主动带轮21221设置于所述下侧板2121的左端，所述的下层从动带轮21222设置于所述下侧板2121的右端。所述的下侧板2121上位于所述下层输送带21223的下方设置有用于向上压紧所述下层输送带21223的下层张紧轮21224。其中一个所述的下侧板2121上设置有下层驱动电机2123，且两个所述的下层主动带轮21221通过下层驱动轴2124与所述下层驱动电机2123的动力输出轴相连。所述的下层驱动电机2123能够带动所述的下层主动带轮21221转动，从而实现下层输送带21223的输送功能。示例性的，所述的下层驱动电机2123设置于位于后侧的下侧板2121上。
84.作为一种具体实施方式，本实施例中所述下层驱动轴2124的前、后两端分别通过轴承组件与所述的下侧板2121转动，所述下层驱动轴2124的一端穿过所述的下侧板2121后通过联轴器与所述下层驱动电机2123的动力输出轴相连，所述的下层主动带轮21221与所述的下层驱动轴2124固定连接。
85.作为一种具体实施方式，本实施例中两个所述的下层从动带轮21222之间设置有下层连接轴2125，所述下层连接轴2125的两端分别通过可拆卸的方式与所述的下侧板2121固定连接。示例性的，所述的下层连接轴2125通过螺钉与所述的下侧板2121固定连接。所述的下层从动带轮21222通过轴承组件与所述的下层连接轴2125转动连接。
86.作为一种具体实施方式，本实施例中两个所述的下侧板2121之间设置有下层压紧轴2126，所述下层压紧轴2126的两端分别穿过所述的下侧板2121后通过可拆卸的方式与下层压紧板2127固定连接，所述的下侧板2121上设置有允许所述的下层压紧轴2126在其内上下移动的下层避让槽口。示例性的，所述的下层压紧轴2126通过第三固定螺栓与所述的下层压紧板2127固定连接。所述的下层压紧板2127通过第四固定螺栓与所述的下侧板2121固定连接，且所述的下层压紧板2127上用于容纳所述第四固定螺栓的第二连接孔为一长度沿竖直方向延伸的长圆孔。所述的下层张紧轮21224通过轴承组件与所述的下层压紧轴2126转动连接。
87.进一步地，所述下侧板2121的内侧面上位于所述的下层主动带轮21221和下层从动带轮21222之间设置有下层支撑带轮21225，且所述的下层支撑带轮21225靠近所述的下层主动带轮21221。所述下侧板2121的内侧面上位于所述的下层从动带轮21222和下层支撑带轮21225之间设置有下层支撑板21211。所述的下层支撑板21211能够承托所述下层输送带21223的上半部分，从而避免因为下层输送带21223过长而产生的下垂的问题。所述的下层张紧轮21224位于所述的下层支撑带轮21225和下层主动带轮21221之间。
88.作为一种具体实施方式，本实施例中所述的下侧板2121上位于所述的下层支撑带轮21225和下层主动带轮21221之间设置有两个下层张紧轮21224。相应的，两个所述的下侧板2121之间设置有两个下层压紧轴2126，且所述下层压紧轴2126的前、后两端均转动设置有下层张紧轮21224。
89.所述的第二输送部件22与第一输送部件21结构相似，均包括上层传输组件211、下层传输组件212和用于将所述的上层传输组件211和下层传输组件212连接为一个整体的若干个支撑架213。区别在于，在所述第二输送部件22的上层传输组件211中，上层张紧轮21124位于上层支撑轮和上层从动带轮21122之间，所述的上层支撑板21112位于上层支撑
轮和上层主动带轮21121之间，且上层支撑轮靠近上层从动带轮21122。其余结构与所述的第一输送部件21相同，在此不再赘述。
90.如图13所示，所述的升降装置23包括第一固定架体，所述的第一固定架体包括顶板2311、第二底板2312和用于连接所述顶板2311和第二底板2312的导向柱2313。所述导向柱2313的上、下两端分别通过可拆卸的方式与所述的顶板2311和第二底板2312固定连接。示例性的，所述的顶板2311和第二底板2312之间设置有四根所述的导向柱2313，且四根所述的导向柱2313呈两行两列的矩阵排列。示例性的，所述的顶板2311和第二底板2312均呈方形结构，且四根所述的导向柱2313分别设置于所述第二底板2312的四个角上。所述的顶板2311和第二底板2312之间设置有能够沿所述的导向柱2313上下滑动的升降组件232，所述的升降组件232和第一固定架体之间设置有用于驱动所述的升降组件232沿所述的导向柱2313上下滑动的第一气缸233。示例性的，所述的第一气缸233位于所述升降组件232的前侧。所述第一气缸233的缸体与所述的第一固定架体固定连接，所述第一气缸233的活塞杆与所述的升降组件232固定连接。示例性的，所述的顶板2311和第二底板2312之间位于所述升降组件232的一侧设置有第二立板2314，且所述第二立板2314的上下两端分别通过可拆卸的方式与所述的顶板2311和第二底板2312固定连接。所述第一气缸233的缸体与所述的第二立板2314固定连接，且所述第一气缸233的缸体的下端抵靠在所述的第二底板2312上。所述第一气缸233的活塞杆的杆端固定设置有连接板234，所述的连接板234上设置有向下延伸的拉板235，所述拉板235的下端与所述的升降组件232固定连接。所述的顶板2311上设置有允许所述连接板234穿过的避让孔。
91.如图14所示，所述的升降组件232包括一呈方形结构的升降板2321，且所述升降板2321的四个角上分别设置有与所述的导向柱2313相配合的导向套2322。所述的升降板2321上设置有两个沿横向延伸的第三立板2323，所述第三立板2323的内侧面(以两第三立板2323相对的一侧为内侧)上位于所述第三立板2323的两端分别设置有过渡主动带轮2324和过渡从动带轮2325，所述的过渡主动带轮2324和过渡从动带轮2325之间设置有过渡输送带2326。示例性的，所述的过渡主动带轮2324设置于所述第三立板2323的远离所述输送装置的一端。其中一个所述的第三立板2323上设置有过渡驱动电机2327，且两个所述的过渡主动带轮2324通过过渡驱动轴2328与所述过渡驱动电机2327的动力输出轴相连。示例性的，所述的过渡驱动电机2327设置于位于后侧的第三立板2323上。
92.作为一种具体实施方式，本实施例中所述过渡驱动轴2328的前、后两端分别通过轴承组件与所述的第三立板2323转动，所述过渡驱动轴2328的一端穿过所述的第三立板2323后通过联轴器与所述过渡驱动电机2327的动力输出轴相连，所述的过渡主动带轮2324与所述的过渡驱动轴2328固定连接。
93.作为一种具体实施方式，本实施例中两个所述的过渡从动带轮2325之间设置有过渡连接轴2329，所述过渡连接轴2329的两端分别通过可拆卸的方式与所述的第三立板2323固定连接，所述的过渡从动带轮2325通过轴承组件与所述的过渡连接轴2329转动连接。
94.如图14所示，升降组件还包括用于检测过渡输送带上是否有托盘的第一检测开关241。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第一检测开关241固定设置于位于后侧的第三立板2323上。
95.如图17所示，所述的供料单元3包括抓取装置和第一供料装置。
96.所述的抓取装置包括第二固定架体，所述第二固定架体的上端固定设置有沿前后方向延伸的直线模组312。所述的直线模组312属于现有技术，包括定子和动子，作为一种具体实施方式，本实施例中所述的直线模组312采用同步带直线模组312。所述的定子通过可拆卸的方式与所述的第二固定架体固定连接。示例性的，所述的第二固定架体采用第一立柱311，所述的定子与所述第一立柱311的上端固定连接。所述的动子上固定设置有第二气缸313，所述第二气缸313的缸体与所述的动子固定连接，所述第二气缸313的活塞杆朝向下方，且所述第二气缸313的活塞杆上固定设置有用于夹取料瓶82的第一气动夹爪314，所述的第一气动夹爪314属于现有技术，在此不再对第一气动夹爪314的结构进行赘述。
97.所述的第一供料装置位于所述直线模组312的下方，包括第三固定架体321，所述的第三固定架体321上设置有用于承托所述料瓶82的供料箱322。所述的供料箱322与所述的第三固定架体321滑动连接，所述的供料箱322能够相对于所述的第三固定架体321左右滑动，且所述的供料箱322和第三固定架体321之间设置有用于驱动所述供料箱322相对于第三固定架体321左右滑动的第三气缸323。
98.作为一种具体实施方式，如图18所示，本实施例中所述的第三固定架体321包括第一承托板3211和用于支撑所述第一承托板3211的第一支腿3212，所述的第一支腿3212通过可拆卸的方式与所述的工作台11固定连接。所述供料箱322位于所述第一承托板3211的上方，并通过直线导轨副与所述的第一承托板3211滑动连接。所述的第三气缸323位于所述第一承托板3211的下方，且所述第三气缸323的缸体与所述的第一承托板3211固定连接，所述第三气缸323的活塞杆的杆端通过连接架324与所述的供料箱322固定连接。
99.作为一种具体实施方式，如图19所示，本实施例中所述的供料箱322为一中空的箱体，所述箱体的上侧壁上设置有用于容纳所述料瓶82的通孔，所述的通孔与所述的料瓶82一一对应，且所述通孔的形状与对应料瓶82的截面形状相吻合。
100.进一步地，所述的箱体内设置有限位板3221，所述的限位板3221上设置有设置有与所述的料瓶82一一对应的第一凹陷部，且所述第一凹陷部的形状与对应料瓶82的截面形状相吻合。所述的限位板3221通过可拆卸的方式与所述箱体的下侧壁固定连接。
101.如图20所示，所述的灌装单元4包括第四固定架体，所述的第四固定架体上位于所述输送装置的上方设置有若干个灌装部件42，且若干个所述的灌装部件42沿横向呈一字排布。示例性的，所述的第四固定架体上沿横向设置有三个灌装部件42。
102.作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第四固定架体包括位于所述所述输送装置上方的第二承托板411，所述的第二承托板411上位于所述输送装置的后侧设置有垂直于所述的第二承托板411向下延伸的第二支腿412，所述第二支腿412的下端通过可拆卸的方式与所述的工作台11固定连接。
103.如图21和图22所示，所述的灌装部件42包括固定设置于所述第二承托板411上的分料块421，所述的分料块421内设置有一呈圆柱形结构的安装腔4213，所述的安装腔4213内设置有拨料组件422。所述的拨料组件422包括形状与所述的安装腔4213相吻合的拨料块4221，所述拨料块4221的外侧圆柱面上设置有若干个环形的凹槽，且所述的凹槽与所述的分料块421共同形成了呈环形结构的落料槽423，所述的拨料块4221上沿圆周方向均布设置有若干个隔板4222，且所述的隔板4222将所述的呈环形的落料槽423均分呈若干个呈扇形的落料区。作为在一种具体实施方式，本实施例中所述的拨料块4221上设置有两个所述的
凹槽，且两个所述的凹槽位于所述拨料块4221的中部。所述的拨料块4221上设置有四个隔板4222，所述的隔板4222将所述的落料槽423均分成四个落料区。
104.所述的分料块421上设置有灌装电机424，且所述灌装电机424的动力输出轴与所述的拨料块4221相连接，所述的拨料块4221在所述灌装电机424的带动下能够在所述的安装腔4213内转动。所述分料块421的上方固定设置有储料筒425，所述储料筒425的下端设置有落料孔4251，且所述的落料孔4251通过设置于所述分料块421顶部的进料孔4211与所述的落料槽423相连通。所述分料块421的下端设置有与所述的落料槽423相连通的出料孔4212，且所述的出料孔4212位于所述输送装置的正上方。所述的第二承托板411上设置有用于避让所述的出料孔4212的避让孔。
105.示例性的，所述分料块421的上端仅设置有一个进料孔4211，且两个所述的落料槽423均与所述的进料孔4211相连通。同理，所述分料块421的下端仅设置有一个出料孔4212，两个所述的落料槽423均与所述的出料孔4212相连通。
106.工作时，位于储料筒425内的物料在自身重力的作用下通过进料孔4211下落到所述的落料槽423内，且位于所述落料槽423内的物料被所述的隔板4222均分为等量的四部分。灌装电机424带动所述的拨料块4221转动，在转动的过程中，与出料孔4212相连通的落料区内的物料便会通过出料孔4212落入到位于输送装置上的料瓶82内。这样通过控制灌装电机424的转动的角度，就可以控制依次与落料孔4251相连通的落料区的数量，从而控制落入料瓶82内的物料的量，从而实现定量落料。
107.作为一种具体实施方式，本实施例中所述的拨料组件422包括与所述的拨料轴4223同轴布置的拨料轴4223，所述拨料轴4223的两端通过轴承组件与所述的分料块421转动连接，所述的拨料块4221与所述的拨料轴4223固定连接。所述拨料轴4223的一端穿过所述的分料块421后通过联轴器与所述灌装电机424的动力输出轴相连接。
108.作为一种具体实施方式，如图23所示，本实施例中所述的拨料块4221包括主体42211和压紧块42212，且所述的主体42211上设置有用于容纳所述压紧块42212的第一安装槽，且所述的第一安装槽沿轴向贯穿所述的主体42211。所述的压紧块42212通过螺钉与所述的主体42211固定连接，所述的压紧块42212和主体42211共同形成呈圆柱形结构且具有凹槽的拨料块4221。所述的隔板4222包括用于分割所述落料槽423的分割部42221，且所述的分割部42221被挤压固定在所述压紧块42212侧面和主体42211之间的缝隙内。
109.进一步地，所述分割部42221的靠近所述拨料块4221轴线的一端设置有压紧部42222，且所述的压紧部42222被压紧固定在所述压紧块42212底面和主体42211之间。
110.进一步地，如图21所示，所述储料筒425的上端通过可拆卸的方式固定设置有封板426。所述的封板426上固定设置有搅拌电机427，且所述搅拌电机427的动力输出轴穿过所述的封板426后与位于所述储料筒425内的搅拌轴428相连接。所述的搅拌电机427能够带动所述的搅拌轴428转动，所述的搅拌轴428上设置有扰动件(图中未示出)。通过设置搅拌杆和扰动件能够避免物料发生粘接。
111.进一步地，所述的储料筒425采用透明材质制作而成，且所述的灌装部件42包括检测端朝向所述储料筒425的第二检测开关429。通过所述的第二检测开关429能够实时检测所述储料筒425内的物料储量情况，一旦出现缺料可以及时发出警报。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第二检测开关429通过支架固定设置于所述的分料块421上。
112.如图24所示，所述的机器人装配单元5包括机器人手臂51、快换夹具库、第二供料装置和仓储装置。示例性的，所述的第二供料装置和仓储装置位于所述机器人手臂51的右侧，所述的快换夹具库位于所述机器人手臂51的左侧。
113.所述的快换夹具库包括第五固定架体521和设置于所述第五固定架体521上的第二气动夹爪522和吸盘夹具523。所述的第二气动夹爪522用于抓取已经完成灌装的料瓶82，所述的吸盘夹具523用于拾取瓶盖83。
114.所述的第五固定架体521和第二气动夹爪522、吸盘夹具523之间的连接结构，以及所述第二气动夹爪522、吸盘夹具523的结构属于现有技术，机器人手臂51能够根据需要在第五固定架体521上选择需要的夹具，并完成夹具的更换，在此不再进行过多赘述。
115.所述的第二供料装置包括第六固定架体和放置于所述第六固定架体上的用于密封所述料瓶82的瓶盖83。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第六固定架体包括用于承托所述瓶盖83的第三承托板531，所述第三承托板531的下侧面上设置有垂直于所述的第三承托板531向下延伸的第三支腿532，所述第三支腿532的下端通过可拆卸的方式与所述的工作台11固定连接。
116.所述的仓储装置包括第七固定架体，所述第七固定架体的朝向机器人手臂51的一侧设置有若干个第四承托板542，且若干个所述的第四承托板542呈阶梯状布置。
117.作为一种具体实施方式，本实施例中所述第四承托板542呈弧形结构，且所述第四承托板542的上侧面上设置有用于容纳所述料瓶82的第二凹陷部。
118.作为一种具体实施方式，本实施例中所述的第七固定架体包块两个垂直于所述工作台11向上延伸的第二立柱5411，所述第二立柱5411的下端通过可拆卸的方式与所述的工作台11固定连接。位于最上侧的第四承托板542直接与所述的第二立柱5411固定连接，所述的立柱上固定设置有垂直于所述的第二立柱5411向朝向机器人手臂51一侧延伸的承托杆5412，且所述的承托杆5412与其余所述的第四承托板542一一对应，其余所述的第四承托板542固定设置于对应的承托杆5412上。示例性的，所述的第七固定架体上设置有两层第四承托板542。
119.如图1和图3所示，所述的输送装置包括分别与所述的供料单元3、灌装单元4和机器人装配单元5相对应的供料工位、灌装工位和装配工位。所述的输送装置的供料工位上设置有用于检测托盘81的第三检测开关242；所述输送装置的灌装工位上设置有与所述的灌装部件42一一对应的第四检测开关243，且所述的第四检测开关243位于对应灌装部件42的正下方；所述输送装置的装配工位上设置有第五检测开关244。
120.所述数字孪生系统包括数据连接单元、模型单元和分析单元。
121.所述的模型单元包括3d模型建立模块、创建模型物理属性模块、设定模型动作流程模块。
122.所述的3d模型建立模块主要是建立与所述的作业设备相同的孪生三维模型。
123.所述的创建模型物理属性模块是根据所述作业设备的物理属性(即所述作业设备的动作流程)赋予孪生三维模型，从而使孪生三维模型呈现与所述作业设备相同的物理属性(即使孪生三维模型呈现与所述作业设备相同的动作流程)。
124.所述的设定模型动作流程模块是指对孪生三维模型中的虚拟传感器和虚拟执行器进行赋值，从而使孪生三维模型执行相应的动作流程。
125.所述的数据连接单元在孪生三维模型产生动作的同时，对采集的所述作业设备的实时数据状态进行分析处理，并形成信号配置给孪生三维模型，从而实现数字孪生系统和作为硬件平台的作业设备之间的信息交互，保证在教学过程中作业设备和孪生三维模型动作流程的一致性。
126.通过设置数字孪生系统，本技术实施例提供的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备能够实现孪生虚拟仿真运行、孪生虚实联动运行和节拍计算与优化。
127.所述的孪生虚拟仿真运行是指通过所述的设定模型动作流程模块对孪生三维模型中的虚拟传感器和虚拟执行器进行赋值，赋予孪生三维模型相应的动作属性值，从而建立动作行为，使孪生三维模型执行相应的动作流程，完成虚拟模型的仿真运行。
128.这样一方面学生可以通过近距离观察虚拟模型的仿真运行来更深入的了解设备的运作过程和运行状态。
129.另一方面，可以在孪生虚拟仿真运行状态下，通过分析单元对建立的孪生三维模型动作执行性能情况进行分析、估算，并且生成生产节拍。这样便可以依据机器人运动速度、工艺因素和外围设备的运行时间进行节拍估算，然后通过优化机器人的运动轨迹来优化节拍、提高效率。
130.所述的孪生虚实联动运行是指通过创建模型物理属性模块和数据连接单元，根据实际作业设备的动作属性以及动作性能，赋予孪生三维模型相应的动作属性值，对虚拟传感器和虚拟执行器进行配置，建立动作行为，用实际作业设备的实时数据驱动孪生三维模型同步运行，达到虚拟的孪生三维模型和实际的作业设备实时同步运行的效果。这样，在教学的过程中，老师仅需要对实际的作业设备进行操作，即可实现实际的作业设备和虚拟的孪生三维模型同步动作，保证教学教学的一致性。
131.所述作业设备的实际工作过程为：
132.第一，所述的抓取装置的直线模组312动作，带动所述的第一气动夹爪314前后移动，与此同时所述的第三气缸323动作，带动所述的供料箱322左右移动，直至所述的第一气动夹爪314移动到待抓取料瓶82的上方。
133.第二，与第一步同时进行，所述输送装置的上层传输组件211动作，带动用于承托料瓶82的托盘81向右移动，当所述的托盘81移动到第三检测开关242处时，所述的输送装置停止动作。
134.第三，所述抓取装置的第一气动夹爪314抓取料瓶82后，所述的直线模组312动作，带动所述的料瓶82向前移动，直至所述的料瓶82位于所述托盘81的正上方，此时所述的第二气缸313动作，将所述的料瓶82放置在托盘81上，然后第一气动夹爪314松开。
135.第四，输送装置的上层传输组件211动作，带动所述的托盘81继续向右侧移动，直至所述的托盘81移动到设定灌装部件42的下方，此时位于该灌装部件42下方的第四检测开关243发出信号，所述输送装置的上层传输组停止动作。
136.第五，所述的灌装电机424动作，并根据设定转动一定角度，从而将一定量的物料灌装到位于托盘81上的料瓶82内。
137.第六，输送装置的上层传输组动作，带动所述的托盘81继续向右侧移动，当所述的第五检测开关244检测到托盘81时，所述输送装置的上层传输组停止动作。
138.第七，所述的机器人手臂51拾取与所述托盘81上的料瓶82相配套的瓶盖83，并压紧安装到料瓶82上。然后机器人手臂51更换夹具，将吸盘夹具523更换为第二气动夹爪522，然后抓取完成灌装的料瓶82，并将其放置在仓储装置的第四承托板542上。
139.第八，输送装置的上层传输组动作，带动所述的托盘81继续向右侧移动，并将空的托盘81输送到位于右侧的升降装置23的升降组件232上，当第一检测开关241检测到托盘81时，所述升降组件232的过渡驱动电机2327停止动作。然后位于右侧的升降装置23的第一气缸233动作，带动所述的升降组件232向下移动，直至所述升降组件232的过渡输送带2326与所述输送装置中的下层输送带21223平齐。然后过渡驱动电机2327反向动作，从而将空的托盘81输送至输送装置的下层传输组件212上，并通过下层传输组件212带动空的托盘81向左侧移动，直至将空的托盘81输送至位于左侧的升降装置23的升降组件232上，当位于左侧的升降装置23的第一检测开关241检测到托盘81时，位于左侧升降装置23的过渡驱动电机2327停止动作。然后位于左侧的升降装置23的第一气缸233动作，带动所述的升降组件232向上移动，直至所述升降组件232的过渡输送带2326与所述输送装置的上层输送带21123平齐。然后位于左侧的升降装置23的过渡驱动电机2327反向动作，从而将空的托盘81重新输送到所述输送装置的上层传输组件211上，至此所述的托盘81完成一个工作循环。
140.进一步地，如图3所示，所述输送装置的供料工位和装配工位上设置有第一定位组件25。
141.如图11所示，所述的第一定位组件25包括位于两个所述上侧板2111之间的第一安装块251，且所述第一安装块251的前后两侧分别通过螺钉与所述的上层支撑板21112固定连接。所述第一安装块251的下侧面上设置有第一安装孔2511，所述的第一安装孔2511内设置有第一定位气缸252，所述第一定位气缸252的缸体与所述的第一安装块251固定连接，所述第一定位气缸252的活塞杆的杆端能够向上穿过所述第一安装孔2511的底部延伸至所述第一安装块251的上侧。示例性的，所述的第一定位气缸252采用单作用气缸。如图12所示，所述托盘81的底面上设置有开口朝向右侧的定位槽811。
142.当所述的第一定位气缸处于伸出状态时，所述第一定位气缸的活塞杆的杆端凸出于所述上层输送带的上侧面。当所述的第一定位气缸处于缩回状态时，所述第一定位气缸的活塞杆的杆端位于所述上层输送带的上侧面的下方。
143.这样，在工作时所述第一定位气缸252的活塞杆伸出，当所述的托盘81移动到供料工位置时，所述第一定位气缸252的活塞杆的杆端便会通过定位槽811的开口移动到所述的定位槽811内，直至所述第一定位气缸252的活塞杆的杆端抵靠在所述定位槽811的盲端，实现精确的定位。
144.进一步地，如图3所示，所述输送装置的灌装工位上设置有与所述的灌装部件42一一对应的第二定位组件26，且所述的第二定位组件26位于对应灌装部件42的正下方。
145.如图9和图10所示，所述的第二定位组件26包括位于两个所述上侧板2111之间的第二安装块261，且所述第二安装块261的前后两侧分别通过螺钉与所述的上层支撑板21112固定连接。所述第二安装块261的下侧面上设置有第二安装孔2611，所述的第二安装孔2611内设置有第二定位气缸262，所述第二定位气缸262的缸体与所述的第二安装块261固定连接，所述第二定位气缸262的活塞杆的杆端能够向上穿过所述第二安装孔2611的底部延伸至所述第二安装块261的上侧。示例性的，所述的第二定位气缸262采用单作用气缸。
146.所述托盘81和第二定位组件26之间的配合过程与所述托盘81与第一定位组件25之间的配合过程相同，在此不再赘述。
147.进一步地，如图9和图10所示，所述第二安装块261的左侧或右侧设置有垂直于所述的第二安装块261向外侧延伸的安装板2612，所述的安装板2612上设置有称重气缸263，所述称重气缸263的缸体与所述的安装板2612固定连接，所述称重气缸263的活塞杆的杆端与位于所述安装板2612上方的第一顶升板264固定连接。所述第一顶升板264的上方设置有第二顶升板265，且所述的第一顶升板264和第二顶升板265通过重量传感器266相连，且所述的第二顶升板265上设置有允许所述第二定位气缸262的活塞杆穿过的避让孔。示例性的，所述的称重气缸263采用单作用气缸。
148.当所述的承重气缸处于伸出状态时，所述的第二顶升板位于所述上层输送带的上侧面的上方，从而能够将位于所述第二顶升板上方的托盘顶起。当所述的承重气缸处于缩回状态，所述的第二顶升板位于所述上层输送带的上侧面的下方，不会影响所述托盘的输送。
149.这样，一方面在灌装物料时能够保障料瓶82与灌装部件42的出料口对齐，避免物料洒落外部。另一方面，在灌装物料时，称重气缸263通过第二顶升板265将托盘81顶起，这样重量传感器266能够对料瓶82内物料的重量进行复称检测，从而保证灌装物料的精准性。
150.进一步地，如图3和图5所示，所述第二输送部件22的上层传输组件211的靠近右侧升降装置23的一端设置有第六检测开关245；所述第一输送部件21的下层传输组件212的靠近左侧升降装置23的一端设置有第七检测开关246。这样所述升降装置23中的过渡驱动电机2327就不需要一直处于启动状态，在托盘81触发第六检测开关245时，位于右侧的升降装置23的过渡驱动电机2327启动，在托盘81触发第七检测开关246时，位于左侧的升降装置23的过渡驱动电机2327启动，有利于节能降耗。
151.进一步地，如图3所示，所述输送单元2的左侧设置有与位于左侧的升降装置23相配合的上料装置9。
152.如图15和图16所示，所述的上料装置9包括第八固定架体。所述的第八固定架体包括第五承托板911，所述第五承托板911的下侧面上固定设置有垂直于所述的第五承托板911向下延伸的第五支腿912，所述第五支腿912的下端通过可拆卸的方式与所述的工作台11固定连接。所述第五承托板911的上侧面上设置有用盛放托盘81的储料架92，所述的托盘81依次上下叠放在所述的储料架92内。所述储料架92的背向所述输送单元2的一侧设置有推顶板93，所述储料架92的下端部的背向输送单元2的一侧设置有与所述的推顶板93相配合的推顶孔921，所述的推顶板93能够穿过所述的推顶孔921伸入到所述的储料架92内。所述储料架92的下端部的朝向输送单元2的一侧设置有顶出孔922。所述第五承托板911的下侧面上设置有第四气缸94，所述第四气缸94的缸体与所述的第五承托板911固定连接，所述第四气缸94的活塞杆的杆端通过连接固定板95与所述的推顶板93相连。所述的第四气缸94能够带动所述的推顶板93左右移动，且在所述推顶板93的推顶作用下，位于最下层的托盘81会从所述的顶出孔922被顶出。
153.工作时，当需要向输送装置上增加托盘时，首先位于左侧的升降装置23的第一气缸233工作，带动升降组件232向上移动，直至升降组件232的过渡输送带2326的上侧面与第五承托板911的上侧面平齐，然后第四气缸94动作，将位于最下侧的托盘81推顶至升降组件
232的过渡输送带2326上，然后位于左侧的升降装置23的过渡驱动电机2327动作，将托盘81输送至所述输送装置的上层输送带21123上。
154.进一步地，如图3所示，所述的输送装置上位于所述的灌装工位和装配工位之间设置有两个通讯装置。
155.如图5所示，所述的通讯装置包括第九固定架体和设置于所述第九固定架体上的rfid通讯模块62。所述的第九固定架体包括位于所述上层传输组件211和下层传输组件212之间的第六承托板611，所述的第六承托板611上位于所述输送装置的后侧固定设置有垂直于所述第六承托板611向下延伸的第六支腿612，且所述第六支腿612的下端通过可拆卸的方式与所述的工作台11固定连接。所述的第六承托板611上位于所述上层输送组件的下方固定设置有rfid通讯模块62。所述输送装置的设置有通讯装置的区域为通讯工位，所述输送装置的通讯工位上设置有与所述的通讯装置一一对应的第八检测开关247。
156.如图12所示，所述托盘81的下侧面上设置有第二安装槽812，所述的第二安装槽812内设置有与所述的rfid通讯模块62配合工作的芯片(图中未示出)，所述的芯片能够与rfid通讯模块62进行数据交换。
157.作为一种具体实施方式，本实施例中位于左侧的通讯装置设置于所述第一输送部件21的右端，位于右侧的通讯装置设置于所述第二输送部件22的左端。
158.进一步地，如图5和图6所示，所述输送装置的通讯工位上设置有与所述的通讯装置一一对应的第三定位组件27。所述的第三定位组件27包括第三定位气缸271，所述第三定位气缸271的缸体与所述输送装置的上侧板2111固定连接，所述第三定位气缸271的活塞杆的杆端固定设置有定位块272，所述的第三定位气缸271能够带动所述的定位块272前后移动。所述的定位块272上位于朝向输送装置的一侧设置有定位凸台2721。当所述托盘81的右侧面抵靠在所述的定位凸台2721上时，所述的托盘81刚好位于与该第三定位组件27相对于的rfid通讯模块62的工作区域内。
159.工作时，位于上游侧的rfid通讯模块62将信息写入托盘81的芯片内，位于下游侧的rfid通讯模块62再读取芯片内的信息，并将数据传输到管理系统。
160.本领域技术人员在本技术提供的实施例的基础上，通过对本技术的实施例进行结合、拆分、重组等手段而得到的其他实施例，均没有超出本技术的保护范围。
161.以上的具体实施方式，对本技术实施例的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，以上仅为本技术实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本技术实施例的保护范围，即在本技术实施例的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本技术实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：包括主架体、作业设备和数字孪生系统，所述的主架体包括工作台(11)，所述的作业设备设置于所述的工作台(11)上；所述的作业设备包括输送单元(2)，所述的工作台(11)上位于所述输送单元(2)的后侧从左往右依次设置有供料单元(3)、灌装单元(4)、机器人装配单元(5)；所述的供料单元(3)包括用于盛放料瓶(82)的第一供料装置和用于将第一供料装置上的料瓶(82)抓取到输送单元(2)上的抓取装置；所述的灌装单元(4)包括第四固定架体和设置于所述第四固定架体上的若干个沿横向呈一字排布的灌装部件(42)；所述的机器人装配单元(5)包括机器人手臂(51)、快换夹具库、用于盛放瓶盖(83)的第二供料装置和用于储存灌装完成的料瓶(82)的仓储装置；所述数字孪生系统包括数据连接单元、模型单元和分析单元；所述的模型单元包括3d模型建立模块、创建模型物理属性模块、设定模型动作流程模块，所述的3d模型建立模块用于建立与所述的作业设备相同的孪生三维模型，所述的创建模型物理属性模块用于根据所述作业设备的物理属性赋予孪生三维模型，从而使孪生三维模型呈现与所述作业设备相同的物理属性，所述的设定模型动作流程模块用于对孪生三维模型中的虚拟传感器和虚拟执行器进行赋值，从而使孪生三维模型执行相应的动作流程；所述的数据连接单元用于对采集的所述作业设备的实时数据状态进行分析处理，并形成信号配置给孪生三维模型，用作业设备的实时数据驱动孪生三维模型同步运行。2.根据权利要求1所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述的输送单元(2)包括输送装置和位于所述输送装置左、右两端的升降装置(23)，所述的输送装置包括若干个沿左右方向呈一字布置的输送部件；所述的输送部件包括上层传输组件(211)、下层传输组件(212)和用于将所述的上层传输组件(211)和下层传输组件(212)连接为一个整体的支撑架(213)；所述的升降装置(23)包括第一固定架体、升降组件(232)和用于驱动所述的升降组件(232)相对于第一固定架体上下滑动的第一气缸(233)，所述的升降组件(232)包括升降板(2321)，所述的升降板(2321)上设置有两个沿横向延伸的第三立板(2323)，所述第三立板(2323)的内侧面上设置有过渡主动带轮(2324)、过渡从动带轮(2325)和过渡输送带(2326)，两个所述的过渡主动带轮(2324)通过过渡驱动轴(2328)与过渡驱动电机(2327)的动力输出轴相连。3.根据权利要求1所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述的抓取装置包括第二固定架体和设置于所述第二固定架体上的沿前后方向延伸的直线模组(312)，所述直线模组(312)的动子上设置有第二气缸(313)，所述第二气缸(313)的活塞杆上设置有用于夹取料瓶(82)的第一气动夹爪(314)，所述的第一供料装置位于所述直线模组(312)的下方，包括第三固定架体(321)、用于盛放料瓶(82)的供料箱(322)和用于驱动所述的供料箱(322)相对于第三固定架体(321)左右滑动的第三气缸(323)。4.根据权利要求1所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述的灌装部件(42)包括分料块(421)，所述分料块(421)的安装腔(4213)内
转动设置有拨料组件(422)，所述的拨料组件(422)包括拨料块(4221)，且所述的拨料块(4221)与灌装电机(424)的动力输出轴相连，所述拨料块(4221)的外侧圆柱面上设置有环形的凹槽，且所述的凹槽与所述的分料块(421)共同形成了呈环形结构的落料槽(423)，所述的拨料块(4221)上设置有若干个隔板(4222)，且所述的隔板(4222)将所述的落料槽(423)均分呈若干个落料区，所述分料块(421)的上方设置有储料筒(425)，且所述储料筒(425)的落料孔(4251)与所述的落料槽(423)相连通，所述分料块(421)的下端设置有与所述的落料槽(423)相连通的出料孔(4212)。5.根据权利要求4所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述的拨料块(4221)包括主体(42211)和压紧块(42212)，所述的主体(42211)上设置有用于容纳所述压紧块(42212)的第一安装槽，且所述的第一安装槽沿轴向贯穿所述的主体(42211)，所述的隔板(4222)包括用于分割所述落料槽(423)的分割部(42221)，且所述的分割部(42221)被挤压固定在所述压紧块(42212)侧面和主体(42211)之间的缝隙内，所述分割部(42221)的靠近所述拨料块(4221)轴线的一端设置有压紧部(42222)，且所述的压紧部(42222)被压紧固定在所述压紧块(42212)底面和主体(42211)之间。6.根据权利要求1所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述的仓储装置包括第七固定架体，所述第七固定架体的朝向机器人手臂(51)的一侧设置有若干个第四承托板(542)，且若干个所述的第四承托板(542)呈阶梯状布置。7.根据权利要求1所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述的输送单元(2)包括分别与所述的供料单元(3)、灌装单元(4)和机器人装配单元(5)相对应的供料工位、灌装工位和装配工位，所述的供料工位和装配工位上设置有第一定位组件(25)，所述的灌装工位上设置有与所述的灌装部件(42)一一对应的第二定位组件(26)；所述的第一定位组件(25)包括第一安装块(251)，所述第一安装块(251)的下侧面上设置有第一安装孔(2511)，所述的第一安装孔(2511)内设置有第一定位气缸(252)，所述第一定位气缸(252)的活塞杆的杆端能够向上穿过所述第一安装孔(2511)的底部延伸至所述第一安装块(251)的上侧；所述的第二定位组件(26)包括第二安装块(261)，所述第二安装块(261)的下侧面上设置有第二安装孔(2611)，所述的第二安装孔(2611)内设置有第二定位气缸(262)，所述第二定位气缸(262)的活塞杆的杆端能够向上穿过所述第二安装孔(2611)的底部延伸至所述第二安装块(261)的上侧；用于承托所述料瓶(82)的托盘(81)的底面上设置有开口朝向下游侧的定位槽(811)。8.根据权利要求7所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述的第二安装块(261)上设置有安装板(2612)，所述的安装板(2612)上设置有称重气缸(263)，所述称重气缸(263)的活塞杆与位于所述安装板(2612)上方的第一顶升板(264)固定连接，所述第一顶升板(264)的上方设置有第二顶升板(265)，且所述的第一顶升板(264)和第二顶升板(265)通过重量传感器(266)相连，且所述的第二顶升板(265)上设置有允许所述第二定位气缸(262)的活塞杆穿过的避让孔。9.根据权利要求7所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，
其特征在于：所述的输送单元(2)上位于所述的灌装工位和装配工位之间设置有两个通讯装置，所述的通讯装置包括第九固定架体和设置于所述第九固定架体上的rfid通讯模块(62)，所述托盘(81)的下侧面上设置有第二安装槽(812)，所述的第二安装槽(812)内设置有芯片，所述输送单元(2)上设置有与所述的通讯装置一一对应的第三定位组件(27)，所述的第三定位组件(27)包括第三定位气缸(271)，所述第三定位气缸(271)的活塞杆的杆端固定设置有定位块(272)，所述的定位块(272)上设置有定位凸台(2721)，当所述托盘(81)的朝向下游侧的侧面抵靠在所述的定位凸台(2721)上时，所述的托盘(81)位于与所述rfid通讯模块(62)的工作区域内。10.根据权利要求1所述的一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，其特征在于：所述输送单元(2)的上游侧设置有上料装置(9)，所述的上料装置(9)包括第八固定架体和设置于所述第八固定架体上的储料架(92)，托盘(81)依次上下叠放在所述的储料架(92)内，所述储料架(92)的上游侧设置有推顶板(93)，且所述的推顶板(93)和第八固定架体之间设置有第四气缸(94)，所述储料架(92)的背向输送单元(2)的一侧设置有推顶孔(921)，所述储料架(92)的朝向输送单元(2)的一侧设置有顶出孔(922)，所述的第四气缸(94)能够带动所述的推顶板(93)左右移动，且在所述推顶板(93)的推顶作用下，位于最下层的托盘(81)会从所述的顶出孔(922)被顶出。

技术总结
本申请公开了一种数字化虚实结合的机电一体化与机器人应用教学设备，涉及实训教学设备技术领域。该设备包括主架体、作业设备和数字孪生系统。作业设备包括输送单元，输送单元的后侧从左往右依次设置有供料单元、灌装单元、机器人装配单元。供料单元包括第一供料装置和抓取装置。灌装单元包括第四固定架体和设置于第四固定架体上的灌装部件。机器人装配单元包括机器人手臂、快换夹具库、第二供料装置和仓储装置。该教学设备选用一套机械加工的组装件(塑料瓶、料盖和颗粒)作为载体，完成载体原材料出库、灌装、称重、封盖和入库的整个动作过程，实现工业现场和实训室之间的无缝对接，提高实训效率和效果。提高实训效率和效果。提高实训效率和效果。


技术研发人员：蒋作栋 金健 张亚雄 黄立阳 王亮亮 刁秀珍 亓兴华 刘艳立 谢国用 吴英连
受保护的技术使用者：山东栋梁科技设备有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/8/14