本發明涉及智能制造教學及實訓，尤其涉及一種綜合的智能制造生產實訓系統。

背景技術：

1、智能制造生產線是智能制造技術的重要體現，在制造業中廣泛使用。智能制造生產線能實現自動化、高效率、高產量、連續性的生產工作，將關鍵工序智能化、關鍵崗位機器人替代、生產過程智能優化控制，極大程度減少人工勞動，在現代化工業生產中發揮著重要作用。

2、為提高新疆地區的先進制造產業(石油開采、水利設備)發展，需在院校中引入相關產業的制造生產線作為施教對象。但目前缺少石油開采、水利設備相關的實訓設備，導致學生實際操作水平較弱，進入企業后仍然需要經過長時間的培訓才能勝任工作；而石油開采、水利設備的制造生產線結構設計復雜，購置成本高，不適合于教學。因此，需研發一種以新疆地區的石油開采、水利設備的典型零部件產品為主要加工制造對象，適應智能制造綜合人才培養需求的智能制造生產實訓系統。

技術實現思路

1、本發明旨在提供一種綜合的智能制造生產實訓系統，以克服現有技術中存在的不足。

2、為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種綜合的智能制造生產實訓系統，包括由多個功能單元和集成總控單元組成的柔性化制造生產線，能兼容多個石油開采、水利設備的典型零部件的生產，多個典型零部件包括抽油機、減速箱、葉輪；多個功能單元包括智能加工單元、清洗檢測單元、打標與檢測單元、裝配單元、包裝單元、智能倉儲單元、智能轉運單元；

3、智能加工單元，用于加工產品；

4、清洗檢測單元，用于清洗、檢測加工后的產品；

5、打標與檢測單元，用于對產品激光打標及外觀視覺檢測；

6、裝配單元，用于組裝裝配產品；

7、包裝單元，用于包裝產品；

8、智能倉儲單元，用于對產品原料、產品成品自動出入庫；

9、智能轉運單元，用于在智能加工單元、清洗檢測單元、打標與檢測單元、裝配單元、包裝單元、智能倉儲單元之間轉運產品；

10、集成總控單元，用于控制各功能單元，并通過工業互聯網云平臺進行全面的數據管理和流程管控；

11、其中，裝配單元包括并列設置的減速箱組裝單元和抽油機組裝單元，所述減速箱組裝單元用于組裝減速箱，包括軸組裝模塊、箱組裝機構，所述軸組裝模塊用于組裝傳動軸集成件，包括多個軸承壓裝機構和多個與軸承壓裝機構一一對應設置的端蓋壓裝機構，每個所述軸承壓裝機構均能同時壓裝一個傳動軸兩端的軸承，所述箱組裝機構用于組裝減速箱成品，包括將傳動軸集成件、封蓋、箱蓋組裝到箱體上；所述抽油機組裝單元用于組裝抽油機。

12、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述清洗檢測單元包括機器人一、清洗機構、檢測臺、次品庫，所述機器人一設于清洗機構與檢測臺之間，其末端設有快換功能工具，用于搬運工件，所述清洗機構包括并列設置的清洗機、干燥機，用于清洗、干燥工件，所述檢測臺用于檢測工件加工質量，包括三坐標臺及設于三坐標臺上的檢測儀，所述三坐標臺能驅動檢測儀沿xyz方向移動，且三坐標臺的臺架頂部設有定位工件的定位模組，所述定位模組設有多個，用于對應不同工件的定位，所述次品庫設于檢測臺一側，用于存放檢測不合格的工件，且次品庫的上設有多個放置不合格工件的庫座。

13、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述清洗機包括超聲清洗槽、循環過濾系統，所述超聲清洗槽底部設有振板組件，內部設有加熱器，所述循環過濾系統設于超聲清洗槽一側，并與設于超聲清洗槽上循環水管連接，所述超聲清洗槽的側部還設有用于吊裝待清洗工件的吊裝組件一；所述干燥機包括熱風干燥槽及設于熱風干槽底部的加熱組件，所述熱風干燥槽的側部設有用于吊裝待干燥工件的吊裝組件二；所述熱風干燥槽與超聲清洗槽的頂部均設有可開關的密封蓋。優選的，密封蓋的內側周側設有密封條，且密封蓋一側通過合頁與熱風干燥槽或者超聲清洗槽的槽體鉸接，密封蓋與鉸接側相鄰的一側設有旋轉桿，所述熱風干燥槽或者超聲清洗槽的槽體側部設有開關驅動氣缸，所述開關驅動氣缸的輸出端與旋轉桿鉸接。

14、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述吊裝組件一包括吊裝架、吊裝氣缸、連接支架、升降架，所述吊裝架的前側設有導軌，所述吊裝氣缸安裝在超聲清洗槽上，其輸出端設有連接支架，所述連接支架后側與導軌上的滑塊連接，前側設有升降架，所述升降架包括延伸臂及設于延伸臂底部的支撐框架，所述支撐框架的與延伸臂連接的側面設有多個與超聲清洗槽的內側壁滾動連接的滾輪，用于定位支撐清洗托盤，所述清洗托盤能裝載多個待清洗的工件。優選的，支撐框架頂部設有定位桿，并通過定位桿與清洗托盤定位連接。

15、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述抽油機組裝單元包括取料機構一、裝配夾具一、裝配夾具二、暫存庫，所述取料機構一包括機器人四及設于機器人四末端的組裝取料夾爪，用于夾取、運輸物料，所述組裝取料夾爪設有多個，安裝在夾爪快換平臺上，用于夾取抽油機及其組成零件；所述裝配夾具一、裝配夾具二并列設置在抽油機組裝臺上，裝配夾具一用于組裝驢頭，包括夾具底座一、夾具底板一、定位夾具一，所述夾具底座一為頂部開口的框型組裝件，所述夾具底板一設于夾具底座頂部，封閉夾具底座一的開口端，所述夾具底板一的一側設有定位抽油機機架的定位夾具一，另一側設有驢頭組裝組件，所述裝配夾具二用于組裝抽油機底座、油井，包括夾具底座二、夾具底板二、定位夾具二，所述夾具底座二為頂部開口的框型組裝件，所述夾具底板二設于夾具底座頂部，封閉夾具底座二的開口端，所述定位夾具二設于夾具底板二中部，用于定位抽油機底座；所述暫存庫設于抽油機組裝臺一側，用于存放物料。

16、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，定位夾具一包括固定限位塊、活動限位塊，所述夾具底板一的中部設有固定限位塊，所述固定限位塊中部設有與抽油機機架底部相適配的開口限位槽，所述夾具底板一靠近開口限位槽的一側設有從夾具底座一內部伸出的活動限位塊，所述活動限位塊與設于夾具底板一底部的推動氣缸一的輸出端連接，并與固定限位塊配合定位抽油機機架；

17、所述驢頭組裝組件包括升降氣缸三、旋轉氣缸二、旋轉側板、驢頭定位板、氣缸推板、夾緊氣缸一，所述升降氣缸三通過氣缸安裝座固定在夾具底板一底部，其輸出端伸出夾具底板一與位于夾具底板一上方的旋轉氣缸二連接，所述旋轉氣缸二的輸出端設有旋轉側板，所述旋轉側板與驢頭定位板的側面連接，所述驢頭定位板頂部設有與驢頭的安裝端適配的仿形槽，且所述仿形槽靠近旋轉氣缸二的一側設有與之連通的推板滑槽，所述推板滑槽內設有與之滑動連接的氣缸推板，所述氣缸推板與設于驢頭定位板底部的夾緊氣缸一的輸出端連接。

18、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，定位夾具二包括前導向塊、側導向塊、后推板、旋轉下壓件，所述夾具底板二的一側設有前導向塊，另一側設有后推板，所述前導向塊中部設有與抽油機底座相適配的開口定位槽，且所述開口定位槽的開口端設有向外延伸的導引擴口，所述后推板與一個推動氣缸二的輸出端連接，并通過推動氣缸二與夾具底板二滑動連接，所述前導向塊與后推板之間設有兩個相對設置的側導向塊，兩個所述側導向塊的內側面組成與抽油機底座的外側相配合的導向槽，所述前導向塊靠近開口定位槽的一側還設有兩個對稱設置的旋轉下壓件，所述旋轉下壓件用于壓設在抽油機底座的頂面。

19、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述減速箱組裝單元還包括取料機構二、封蓋上料機構，所述軸組裝模塊、箱組裝機構、上料機構圍繞取料機構二設置，所述取料機構二包括機器人五及設于機器人五末端的取料夾爪，用于夾取、運輸物料，所述取料夾爪設有多個，安裝在夾爪快換平臺上，用于夾取不同工序狀態的傳動軸集成件及其組成零件；所述封蓋上料機構并列設于箱組裝機構一側，用于無序上料減速箱封蓋；所述箱組裝機構用于組裝減速箱成品，包括將傳動軸集成件、封蓋、箱蓋組裝到箱體上。

20、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述封蓋上料機構包括上料工作臺及設于上料工作臺上的視覺上料組件、翻轉組件，所述視覺上料組件包括料盒、檢測相機，所述料盒用于存放多種封蓋，所述檢測相機設于料盒正上方，并通過相機支架固定在上料工作臺上，檢測相機用于識別封蓋類型及封蓋的正反面；所述翻轉組件設有多個，與封蓋類型一一對應設置，翻轉組件用于定位封蓋、翻轉封蓋，讓封蓋的取料狀態保持一致；

21、所述翻轉組件包括翻轉氣缸、翻轉板、夾緊氣缸二、定位臺，所述翻轉氣缸通過氣缸安裝座固定在上料工作臺上方，其輸出端設有翻轉板，所述翻轉板為l型，其豎板與翻轉氣缸連接，其橫板上設有開口的定位孔，所述定位孔一側設有位于翻轉板橫板端部的固定塊，另一側設有移動塊，所述夾緊氣缸二固定在翻轉板的橫板上，其輸出端設有移動塊，所述移動塊與固定塊為相對設置的v型塊，所述定位臺固定在上料工作臺上方，其頂部設有放置封蓋的放置槽，當翻轉氣缸驅動翻轉板旋轉讓定位孔位于定位臺上方時，定位孔與放置槽同中心設置。

22、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，多個所述軸承壓裝機構并列設置在組裝工作臺一上，包括壓裝臺板、定位組件一，所述定位組件一設于壓裝臺板中部，用于定位傳動軸，包括定位座一、回轉下壓氣缸一、下壓板一，所述定位座一頂部設有放置傳動軸的凹槽，所述回轉下壓氣缸一設于定位座一一側，其輸出端設有下壓板一，所述下壓板一通過回轉下壓氣缸一能壓緊定位座一上的傳動軸；所述定位組件一還包括支撐傳動軸懸空端的支撐組件，所述支撐組件設于回轉下壓氣缸一一側，包括支撐推送氣缸、升降氣缸一、支撐塊，所述支撐推送氣缸的輸出端設有升降氣缸一，所述升降氣缸一的輸出端設有支撐塊，所述支撐塊頂部設有弧形支撐槽。

23、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述軸承壓裝機構還包括相對設于定位組件一兩側的兩個壓裝組件，每個所述壓裝組件上方都設有一個軸承上料組件；兩個所述壓裝組件結構相同，包括軸承壓裝氣缸、壓裝滑座、壓裝塊，所述軸承壓裝氣缸固定在組裝工作臺一頂面，其輸出端設有浮動接頭，所述浮動接頭與壓裝滑座連接，所述壓裝滑座下方設有與之滑動連接的滑軌，且壓裝滑座遠離軸承壓裝氣缸的一側設有壓裝塊，所述壓裝塊上設有放置軸承的弧形開口槽，所述壓裝塊上還設有止回氣缸，所述止回氣缸能伸入弧形開口槽內與弧形開口槽內的軸承抵接。

24、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述軸承上料組件包括上料座、料筒、推料氣缸、推料板、導引座，所述上料座跨設在壓裝組件上方，其頂部一端固定有推料氣缸，頂部另一端固定有料筒，所述推料氣缸的輸出端設有推料板，所述料筒用于軸承儲料，其底部設有放料口，所述導引座設于上料座一端的端部，其遠離推料氣缸的一側設有導引滑槽，所述導引滑槽包括導引斜面、設于導引斜面上端的導引平面及設于導引斜面下端的導引垂直面，所述導引平面與放料口底面承接，所述導引垂直面與壓裝塊上的弧形開口槽對接。

25、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述軸承壓裝機構還包括擋料組件，所述導引滑槽遠離料筒的一側為開口設置，所述擋料組件包括擋料氣缸、擋料板，所述擋料氣缸通過氣缸安裝座與上料座固定連接，其輸出端設于擋料板，所述擋料板與導引垂直面平行設置，且上料軸承時擋料板下降封堵導引滑槽及弧形開口槽的開口端，擋料板與導引垂直面組成與弧形開口槽對接的滑道。

26、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述端蓋壓裝機構設于軸承壓裝機構上方，包括定位組件二、端蓋壓裝組件，所述定位組件二設于端蓋壓裝組件的上方，用于定位傳動軸集成件半成品，所述端蓋壓裝組件包括壓裝底板、端蓋壓裝氣缸、升降氣缸二、旋轉氣缸一、支撐定位塊，所述端蓋壓裝氣缸固定在壓裝底板上方，其輸出端設有升降氣缸二，所述升降氣缸二的輸出端設有旋轉氣缸一，所述旋轉氣缸一的輸出端設有支撐定位塊，所述支撐定位塊的頂部設有定位端蓋的凹槽。

27、優選的，定位組件二包括定位臺板、定位座二、定位氣缸、定位套、回轉下壓氣缸二，所述定位臺板通過支撐外罩固定在壓裝底板上方，所述定位臺板頂部設有定位座二，所述定位座二頂部設有放置傳動軸集成件半成品的凹槽，所述定位氣缸固定在定位臺板上方，其輸出端設有定位套，所述定位套位于定位座二的凹槽的一端，用于限制傳動軸集成件半成品一端的軸向位移；所述回轉下壓氣缸二位于定位座二一側，設于定位臺板下方，回轉下壓氣缸二的輸出端延伸到定位臺板上方安裝有下壓板二，所述下壓板二通過回轉下壓氣缸二能壓緊定位座二上的傳動軸集成件半成品。

28、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述箱組裝機構包括組裝工作臺二及設于組裝工作臺二上的定位組件三和鎖螺絲組件，所述定位組件三用于定位箱體，包括定位底板、固定限位板、移動限位板，所述定位底板設于組裝工作臺二的中部，其上方一端設有固定限位板，另一端設有推壓氣缸，所述推壓氣缸的輸出端設有移動限位板，所述固定限位板、移動限位板相對的一側設有與箱體底部相適配的c型凹槽；所述定位組件三還包括用于定位箱蓋的定位件，所述定位件包括固定導向塊、移動導向塊、側導向塊及下壓組件，所述固定導向塊設有兩個，設于固定限位板的上方兩側，所述移動導向塊也設有兩個，設有移動限位板的兩側，所述側導向塊也設有兩個，靠近固定導向塊設置，并設于箱蓋的短邊側，且固定導向塊5、移動導向塊6、側導向塊的頂部均設有與箱蓋底部外側相配合的抵靠部，所述下壓組件設有兩個，并列設于側導向塊一側，用于下壓壓緊箱體或者箱蓋；

29、所述鎖螺絲組件包括移動模組及設于移動模組輸出端的螺絲機，所述移動模組為三軸龍門結構，包括x直線模組、y直線模組、z直線模組。

30、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，包裝單元包括包裝平臺及圍繞包裝平臺設置的機器人六、機器人七、紙箱庫、紙蓋上料機構、噴印機構，所述機器人六、機器人七相對設于包裝平臺的兩側，機器人六、機器人七相配合，用于在包裝平臺、紙箱庫、紙蓋上料機構、噴印機構及包裝單元的轉接輸送臺之間搬運工件，并配合包裝，所述紙箱庫、紙蓋上料機構分設于機器人七的兩側，紙箱庫用于存放紙箱，紙蓋上料機構用于分層上料泡棉內紙蓋，所述噴印機構并列設于紙箱庫一側，用于對包裝完成的紙箱噴碼；

31、所述包裝平臺頂部設有定位組件四、定位組件五及翻蓋組件，所述定位組件四設于包裝平臺中部，用于定位紙箱，所述定位組件五設于包裝平臺一側，用于二次定位抽油機，所述翻蓋組件設于定位組件四一側，用于打開或者關閉紙箱的紙蓋。

32、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，所述定位組件四包括吸盤一、限位角板，所述吸盤一設有多個，位于限位角板的內側，圍繞紙箱底面均勻設置，所述限位角板設有多個，設于紙箱的角部，且限位角板頂部設有與紙箱角部相適配的直角槽；優選的，多個所述吸盤的中心位置設有檢測口，所述檢測口下方設有在位檢測傳感器；

33、翻蓋組件包括翻蓋旋轉氣缸、驢頭、吸盤安裝板，所述翻蓋旋轉氣缸通過氣缸安裝座固定在包裝平臺的頂部，其輸出端設有驢頭，所述驢頭末端設有吸盤安裝板，所述吸盤安裝板上設有多個吸盤二。

34、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，定位組件五包括定位底座、定位上板、夾緊氣缸三、夾緊立板、側導向板，所述定位底座為頂部開口的框型組裝件，內部設有安裝空腔，所述定位上板安裝在定位底座的頂部，且定位底座與定位上板的一側設有兩個直角限位槽，兩個所述直角限位槽用于定位快換功能工具在定位組件五上夾取抽油機的夾取位置，所述夾緊氣缸三設于定位底座內部，其輸出端設有兩個相向移動的夾緊立板，兩個所述夾緊立板伸出定位上板并與定位上板滑動連接，用于限位抽油機一側的位置，所述定位上板上還設有兩個相對設置的側導向板，兩個所述側導向板位于兩個直角限位槽之間，用于導向限位抽油機另一側的位置。

35、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，紙蓋上料機構包括紙蓋上料臺、推蓋底板、紙蓋料盒，所述推蓋底板設于紙蓋上料臺上方，其上方中部設有紙蓋料盒，所述紙蓋料盒用于堆疊存放泡棉內紙蓋，其底部設有出料口，所述紙蓋料盒的出料口插設有紙蓋推板，所述紙蓋推板通過轉接板與設于推蓋底板下方的推蓋氣缸連接，且所述推蓋底板一側設有兩個相對設置的滑道擋板，另一側為紙蓋出料端，所述紙蓋出料端設有兩個用于側限位的紙蓋側擋板及一個用于后限位的后擋板，兩個所述滑道擋板組成導向紙蓋推板運動的滑道。優選的，推蓋底板設有框型的支撐框架，并通過支撐框架固定在推蓋桌板上，所述推蓋桌板設于紙蓋上料臺上方。

36、進一步的，上述的綜合的智能制造生產實訓系統，噴印機構包括噴印臺、紙箱墊板及圍繞紙箱墊板設置的紙箱限位塊，所述紙箱墊板設于噴印臺中部，所述紙箱限位塊設有多個，且紙箱限位塊兩兩為一組直角設置，設于紙箱的角部外側，所述紙箱限位塊的內側面上端還設有導引斜面；所述噴印臺一側還設有噴印頭。

37、與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明以石油開采、水利設備的典型零部件產品為主要加工制造對象，對智能制造業中的加工、檢測、分揀、裝配、包裝到物流調控管理等各方面進行實訓，并融合智能制造和人工智能關鍵技術，包括數控加工技術、工業機器人技術、智能視覺檢測技術、深度學習技術、rfid檢測技術、智能物流技術、激光打標技術、mes信息處理技術、erp信息化管理技術等技術，滿足智能制造綜合人才的培養需求，助力地區智能制造業發展培養高端應用型技術人才。此外，本發明結構設計簡單，易于控制，且制造成本低。