[0001] 本发明涉及智能制造教学及实训技术领域，尤其涉及一种奖杯数字化智能制造生产线实训系统。

[0002] 智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能制造在国家层面乃至整个人类社会扮演着至关重要的角色。

[0003] 随着智能制造设备在工业中的应用越来越广泛，需要更多的自动化专业人才。然而，目前自动化的专业人才缺少，也缺少相关的实训设备，导致企业面临“技术技能型人才紧缺”、大学生面临“就业难”的问题。

[0004] 人类生活充满各式活动，为表彰、鼓励活动的结果、成绩或状态，颁予奖杯遂成一常用的彰显方式。为培养更多的自动化专业人才，部分学校引进奖杯制造为施教对象，在施教的同时，还可在学校的各种比赛、活动中使用，并承接外部生产订单带来一定的经济效益。此外，奖杯一般由底座、奖杯主体(亚克力工件或水晶工件)、LED发光装置、底座连接片组成，主体工件一般都为定制制造，用于不同表彰、鼓励活动，因此奖杯一般为小批量定制制作，从而导致奖杯造价高昂，而目前缺少能制造小批量多类型的奖杯生产线。因此，需要研发一种奖杯数字化智能制造生产线实训系统。

[0084] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0085] 实施例1

[0086] 如图1‑11所示，一种奖杯数字化智能制造生产线实训系统，包括多个功能单元和集成总控单元13，多个功能单元组成生产线，包括智能仓储单元1、智能加工单元2、打磨去毛刺单元3、检测单元4、模拟焊接喷涂单元5、激光打标单元6、分拣装配单元7、包装单元8、输送单元9、码垛单元10；

[0087] 智能仓储单元1，包括原料仓11、成品仓12，所述原料仓11用于对产品原料自动出入库，成品仓12用于对产品成品自动出入库，产品原料、产品成品均通过托盘111装载出入库；本实施例中，奖杯的底座工件、奖杯主体工件、LED发光装置、底座连接片均放置在同一托盘111上，其中奖杯主体工件可分为亚克力工件、水晶工件，托盘111上设有定位各工件的定位结构。

[0088] 智能加工单元2，包括数控加工机构21、激光切割机构22、激光内雕机构23，用于加工底座、底座连接片、奖杯主体工件；

[0089] 打磨去毛刺单元3，用于对加工后的工件抛光打磨、去毛刺；

[0090] 检测单元4，用于检测产品加工质量；

[0091] 模拟焊接喷涂单元5，用于对底座工件模拟焊接、模拟喷涂；

[0092] 激光打标单元6，用于对产品激光打标，具体对底座工件进行LOGO等标志打标作业；

[0093] 分拣装配单元7，用于分拣托盘上的不同工件，并将分拣工件组装装配成产品；

[0094] 包装单元8，用于包装产品；

[0095] 输送单元9，用于输送托盘111，在智能仓储单元1、智能加工单元2、打磨去毛刺单元3、检测单元4、模拟焊接喷涂单元5、激光打标单元6、分拣装配单元7之间移动；

[0096] 码垛单元10，用于对出库后的产品成品码垛；

[0097] 集成总控单元13，包括总控柜、计算机、控制台与触屏一体机，用于控制各功能单元，并通过工业互联网云平台对生产线进行全面的数据管理和流程管控；此外，每个功能单元配置单独的电控柜，可让各功能单元独立生产或组合进行生产线生产。

[0098] 如图1所示，所述生产线包括两个并列设置的分线，其中一个分线包括依次设置的数控加工机构21、打磨去毛刺单元3、模拟焊接喷涂单元5、包装单元8，另一分线包括依次设置的激光切割机构22、激光内雕机构23、检测单元4、激光打标单元6、分拣装配单元7、码垛单元10并列设于一侧，所述输送单元9设于两个分线之间，所述原料仓11、成品仓12设于生产线的两端；

[0099] 所述集成总控单元13设于生产线前侧，且集成总控单元13两侧还设有用于教学的教学实训室14。

[0100] 本发明集成了出库、检测、激光切割、数控加工、激光内雕、抛光打磨、去毛刺、三坐标检测、模拟焊接、模拟喷涂、激光打标、并联分拣、底座装配、涂胶装配、装盒装箱、打包贴标、检测入库、成品出库、成品码垛等自动化生产作业，结构紧凑，能实现奖杯的连续循环生产，也可随时更改各系统信息，实现多品种小批量自动化生产过程，既适用于工业化生产、又立足于实训教学。

[0101] 如图1‑2所示，所述原料仓11、成品仓12结构相同，包括立体仓库112、堆垛机113、RFID读写模块，所述立体仓库112设有层叠设置的多个仓位，所述堆垛机113设于立体仓库112内，用于出入库搬运，所述RFID读写模块用于识别仓位的状态信息以及托盘上的工件信息。立体仓库112包括两个并列设置的货架，每个仓位设有机械传感器，堆垛机113为有轨巷道式堆垛机，设于两个货架之间，能实现X、Y、Z三方向的直线运动，方便出入库搬运。托盘
111上设有RFID电子标签，在出入库进行识读操作，实时的跟踪物料位置信息和仓位位置信息，做到原料、成品、包装盒的可追溯性管理。

[0102] 如图1所示，所述输送单元9包括由多个串联的双层倍速链输送机组成的输送线91，及设于输送线91两端的升降机92，所述输送线91与原料仓11连接的一端还设有出入库平移台93，出入库平移台93上设有RFID读写器，识别出库的托盘111上的标签。输送线91配置顶升换向输送机和气动定位装置，可作平面转向输送，升降机92与输送线91配合可实现托盘111的循环输送，输送灵活，减少节拍时间，提高系统生产效率的功用。

[0103] 此外，如图1所示，成品仓112一侧设有三个并列设置的出入库输送线94，分别用于包装纸箱的入库、出库及礼品盒的出库，所述出入库输送线94为双层出入库输送线，其端部设有升降结构，用于托盘111的循环输送，实现了包装纸箱、礼品盒的自动化输送，使得包装纸箱完成自动化入库及出库作业，礼品盒完成自动化出库作业。双层出入库输送线94各处安装光电传感器，实时检测包装纸箱、礼品盒的流向、位置、状态，各关键工位安装气动定位装置，用以保证定位精度。

[0104] 如图3所示，数控加工机构21包括激光切割机211、数控加工中心212、桁架213、机器人一214，所述激光切割机211、数控加工中心212并列设置，激光切割机211用于激光切割成型奖杯主体工件，数控加工中心212用于加工底座工件，所述桁架213跨设在激光切割机211与数控加工中心212上方，所述机器人一214设于桁架213上，并通过桁架213在激光切割机211与数控加工中心212之间移动，所述机器人一214末端设有双末端工具一，用于上下料原料或者加工后的工件，所述双末端工具一包括末端吸盘工具和末端夹爪工具。具体的，机器人一214末端吸盘工具拾取奖杯主体工件(亚克力工件)至激光切割机211进行相应的激光切割，激光切割完毕，机器人一214末端吸盘工具拾取奖杯主体工件送回输送单元9上的托盘111的相应位置，机器人一214切换为末端夹爪工具，从托盘上拾取底座工件搬运至数控加工中心212加工，加工完毕后，拾取底座工件送回输送单元9上的托盘111的相应位置。

[0105] 如图4所示，激光切割机构22用于加工底座连接片，包括机器人二221、切割台222、激光发生器223，所述机器人二221末端设有双末端工具二，所述双末端工具二包括末端吸盘工具和末端激光切割工具，所述激光发生器223、切割台222围绕机器人二221设置，激光发生器223与末端激光切割工具连接，切割台222上设有工件定位装置及防护装置。具体的，机器人二221末端激光切割工具激光切割下料成型底座连接片，切割下料完成，机器人二221末端工具切换至末端吸盘工具，吸取切割后工件搬运至输送单元9上的托盘111的相应定位装置内。

[0106] 如图5所示，激光内雕机构23用于加工奖杯主体工件，包括并列设置的机器人三231、激光内雕机232，所述机器人三231末端设有末端吸盘工具，所述激光内雕机232用于激光雕刻作业，其上设有工件定位夹具及防护装置。具体的，机器人三231末端工具拾取输送单元托盘111上奖杯主体工件(亚克力工件或水晶工件)搬运至激光内雕机232工件定位夹具内，进行激光雕刻作业。雕刻完毕，机器人三231拾取奖杯主体工件送回托盘相应定位装置内。

[0107] 如图1、6所示，打磨去毛刺单元3包括打磨机构31、去毛刺机构32及上下料机构一33，所述上下料机构一33用于给打磨机构31、去毛刺机构32上下料，包括地轨一331、机器人四332，所述地轨一331上设有伺服一维行走轴，设于打磨机构31、去毛刺机构32前侧，所述机器人四332设于地轨一331上，并通过地轨一331在打磨机构31、去毛刺机构32之间移动，机器人四332末端设有定位夹持底座工件的末端工具；所述打磨机构31包括机器人五311、双轴变位机312，所述机器人五311末端设有浮动打磨头3111，所述双轴变位机312用于定位待打磨工件，包括旋转台3121及设于旋转台3121上的定位组件3122；所述去毛刺机构32包括力反馈砂带机321，力反馈砂带机321上设有上下并列设置的两个砂带轮，用于进行去毛刺作业。

[0108] 具体的，机器人四332末端工具拾取输送单元9托盘111上底座工件搬运至双轴变位机312的定位组件3122，机器人五311动作，其末端浮动打磨头对底座工件进行抛光打磨作业，机器人五311末端为力反馈柔顺浮动打磨头，配合工业机器人进行工件表面边缘打磨、去锐边等抛光打磨作业。抛光打磨作业完成后，通过地轨一331，机器人四332末端工具拾取底座工件输送至去毛刺工位准备。机器人四332末端工具拾取底座工件在力反馈砂带机321上进行去毛刺作业，去毛刺作业完成后，机器人四332末端工具拾取底座工件送回托盘111的相应定位装置内。

[0109] 如图7所示，检测单元4包括并列设置的机器人六41、检测台42、计算机43，所述机器人六41末端设有夹爪末端工具，用于夹取底座工件，所述检测台42用于检测工件加工质量，其上设有定位工件的定位装置、三坐标台及设于三坐标台上的检测仪，所述三坐标台能驱动检测仪沿XYZ方向移动，所述计算机43用于显示、记录检测数据。具体的，机器人六41末端工具拾取输送单元9托盘上底座工件，搬运至检测台42的定位装置内，三坐标测量仪对底座工件进行三坐标检测。检测完毕，机器人六41末端工具拾取底座工件送回托盘111的相应定位装置内。

[0110] 实施例2

[0111] 基于实施例1结构的基础上，如图9所示，模拟焊接喷涂单元5包括模拟焊接机构51、模拟喷涂机构52及上下料机构二53，所述上下料机构一53用于给模拟焊接机构51、模拟喷涂机构52上下料，包括地轨二531及设于地轨二531上的机器人七532，所述地轨二531上设有伺服一维行走轴，设于模拟焊接机构51、模拟喷涂机构52前侧，所述机器人七532末端设有定位夹持底座工件的末端工具；所述模拟焊接机构51包括并列设置的焊接机器人511、焊接台512，所述焊接机器人511末端设有焊枪，焊接机器人511一侧还设有焊机513，焊枪与焊机513连接，所述焊接台512上设有定位底座工件的定位夹具，焊接台512后侧设有焊烟净化器514，减少对环境和人类健康的危害；所述模拟喷涂机构52包括并列设置的机器人八
521、喷涂台522，所述机器人八521末端设有喷枪与阀体工具523，所述喷涂台522上设有定位底座工件的定位夹具，并能驱动工件连续旋转。

[0112] 模拟焊接喷涂单元5工作原理：机器人七532末端工具拾取输送单元9托盘111上底座工件，搬运至焊接台512定位夹具内，定位夹具动作定位底座工件，焊接机器人511末端焊枪工具对底座工件进行模拟焊接，工作完成，机器人七532末端工具拾取模拟焊接后底座工件至模拟喷涂工位做准备。本实施例中，焊机采用与安川MA1440机器人配套RD350焊机，能够提供最高品质的MIG/MAG/CO2气体焊接，脉冲焊接/短路焊接及最新的数字逆变器焊接。使用脉冲焊接，可实现铁，亚铅电镀钢板，不锈钢，铝的焊接。机器人七532末端工具拾取底座工件至喷涂台522定位夹具内，定位夹具动作定位底座工件，机器人八521末端喷枪与阀体工具523对底座工件进行模拟喷涂，工作完成，机器人七532末端工具拾取模拟喷涂后底座工件送回至输送单元9上托盘111的相应定位装置内。需说明的是，由于喷涂、焊接会对环境及人体健康造成影响，在实训教学时，模拟操作，在实际生产时，可实际生产操作。

[0113] 如图8所示，激光打标单元6包括并列设置的机器人九61、激光打标机62，所述机器人九61末端设有末端夹爪工具，所述激光打标机62上设有定位工件的辅助定位夹具。具体的，机器人九61末端工具拾取输送单元9托盘111上底座工件，搬运至激光打标机62的辅助定位夹具内。激光打标机62动作，进行LOGO等标志打标作业，打标作业完成后，机器人九61搬运底座工件，送回至上述托盘111的相应定位装置内。激光打标机62采用光纤激光打标机，采用风冷方式冷却，并通过控制接口(USB)直接操作激光器，无耗材。

[0114] 如图10‑13所示，分拣装配单元7包括分拣机构71、装配机构72，所述分拣机构71设于输送单元9末端，用于分拣工件，包括分拣机器人711、分拣输送带712，所述分拣机器人711为并联机器人，设于钢架713上端，所述钢架713跨设在输送线9末端，所述分拣机器人
711的末端设有检测相机及末端吸盘工具，所述检测相机对移动到分拣机器人711下方的托盘111上工件进行视觉识别，包括识别工件形状、位置、颜色等特征，所述末端吸盘工具根据检测相机的识别结果吸取奖杯主体工件送至分拣输送带712上，所述分拣输送带712设于钢架713底部，并与输送单元的输送线91平行设置；所述装配机构72设于分拣机构71下游，用于组装奖杯产品。

[0115] 如图10‑11所示，所述分拣输送带712末端设有导正组件714，所述导正组件714包括两个相对设置的导板7141，沿分拣输送带712输送方向，两个导板7141的入口端设有由大到小的导向口，两个导板7141的末端设有挡板7142，挡板7142阻挡工件停止，等待装配机构72的上下料组件拾取；所述导正组件714还包括推板7143、推板气缸7144，其中一个所述导板7141末端设有缺口，所述缺口外侧设有固定在分拣输送带712皮带架上的推板气缸7144，所述推板7143与推板气缸7144的输出端连接，并通过推板气缸7144可伸入缺口内导正工件位置。在奖杯主体工件外侧为不规则形状时，导板不足以导正工件位置，通过推板将奖杯主体工件抵在另一导板侧面，保证每个奖杯主体工件的取料位置一致。

[0116] 如图11所示，为了便于上下料组件23方便取料，导板组件714上方还设有吸取组件715，所述吸取组件715包括支架7151、升降气缸7152、升降板7153，所述支架7151为门型架，跨设在分拣输送带712上方，所述升降气缸7152固定在支架7151顶部，其输出端设有升降板
7153，所述升降板7153两端设有吸盘。对于奖杯主体工件不方便在分拣输送带712上直接取料的情况，在上下料组件723取料前，吸取组件715将正下方的奖杯主体组件吸取后带动其上升，可便于上下料组件723取料。此外，分拣输送带712上还设有测速组件，测速组件包括滚轮、编码器，滚轮压紧在分拣输送带712的皮带上方，皮带运转过程中滚轮转动，编码器与压轮连接，检测分拣输送带的输送速度，从而可通过编码器反馈进行闭环控制，以便分拣机器人711协同作业。

[0117] 如图10、12‑13所示，所述装配机构72包括装配组件一721、装配组件二722、上下料组件723，所述装配组件一721、装配组件二722并列设置，且装配组件一721用于装配底座工件，装配组件二722用于装配奖杯产品，所述上下料组件723设于装配组件一721与装配组件二722一侧的中间位置，包括机器人十7231及设于机器人十7231输出端的末端工具，所述末端工具用于拾取工件上下料；所述机器人十7231一侧还设有快换工具台7232，所述快换工具台7232上至少设有两个末端工具，其中一个末端工具为双末端工具三，另一个为吸取奖杯主体工件的末端吸盘工具，所述双末端工具三包括夹取底座工件的末端手爪工具和吸取奖杯其它工件(底座连接片、LED发光装置)的末端吸盘工具。具体的，机器人十配置两个公共端，1号公共端为双末端工具三，末端工具1为末端手爪工具，末端工具2为末端吸盘工具；2号公共端为末端吸盘工具，实现设备的充分使用。

[0118] 上述结构中，如图12所示，装配组件一721包括装配台一7211及设于装配台一7211上的机器人手臂一7212、拧螺丝机7213，所述机器人手臂一7211末端设有拧螺丝工具，所述拧螺丝工具从拧螺丝机7213拾取螺丝并对底座工件进行拧螺丝作业；所述拧螺丝机7213设于机器人手臂一7212的一侧，用于存放并有序提供螺丝，所述装配台7211上还设有位于机器人手臂一7212下方的定位件一7214，所述定位件一7214用于定位底座工件。

[0119] 如图13所示，装配组件二722包括装配台二7221及设于装配台二7221上的机器人手臂二7222、烘干组件，所述机器人手臂二7221末端设有胶枪工具，所述胶枪工具用于奖杯主体工件与底座工件的涂胶装配；所述装配台二7221上还设有位于机器人手臂二7222下方的定位件二7225，所述定位件二7225也用于定位底座工件，所述烘干组件包括烘干器7223、烘干罩7224，所述烘干器7223设于机器人手臂二7222上，并正对定位件二7225上的工件设置，所述烘干罩7224为U型罩，包围在定位件二7225外部，且烘干罩7224的开口端正对烘干器7223的吹风口。

[0120] 其中，机器人手臂是SCARA机器人，一种应用于装配作业的机器人手臂，适用于平面定位。此外，如图13所示，烘干罩7224还与设于装配台二7221内的抬升气缸7226的输出端连接，烘干时所述烘干罩7224上升，与烘干器7223组成一个将定位件二7225上的工件及烘干器7223的吹风口包围在内的烘干室，烘干罩7224远离烘干器7223的一端还设有排气口。烘干组件用于加快烘干奖杯底座工件内部的涂胶，加快完成涂胶装配作业，便于后续装盒，提高生产效率。装配台二7221上还设有暂存底座工件、奖杯的暂存座7227。

[0121] 分拣装配单元的工作原理：托盘沿输送线运行，进入分拣机器人的分拣处定位停止，检测相机对托盘上工件进行视觉识别，并将识别结果输送给分拣机器人；配合分拣输送带测试组件反馈，奖杯主体工件(亚克力工件或水晶工件)由分拣机器人拾取送至分拣输送带上，被分拣输送带输送至分拣输送带末端，由导板组件导正位置；然后，托盘继续运行，至输送线末端停止，为组装工序做准备。然后，机器人十7231的1号公共端末端手爪工具拾取托盘上底座工件，搬运至装配台一7211的定位件一7214上(底座工件倒立放置，底座加工内槽朝下)；定位件一7214动作夹紧定位底座工件，机器人十7231末端工具旋转至1号公共端末端吸盘工具，吸取托盘111上LED发光装置放置于奖杯底座内；机器人十7231再次吸取托盘上底座连接片，放置于LED发光装置上；机器人手臂一7212动作，对底座、底座连接片进行拧螺丝作业，完成底座装配。底座装配完成后，定位件一7214松开，机器人十7231旋转至1号公共端末端手爪工具，下料奖杯底座工件。本实施例中，激光切割机构激光切割后工件为底座连接片的半成品，为节省时间，底座连接片提前加工完毕。最后，机器人十7231的1号公共端末端手爪工具拾取奖杯底座工件至装配台二7221的定位件二7225上(奖杯底座工件正立放置，加工内槽朝上)，定位件二7225动作夹紧定位底座工件，机器人手臂二7222动作，末端胶枪工具完成对底座的内部涂胶作业，机器人十7231至快换工具台7232切换为2号公共端末端吸盘工具，拾取奖杯主体工件(亚克力工件或水晶工件)装入底座工件内；烘干组件动作，加快完成涂胶装配作业。然后机器人十7231至快换工具台7232更换末端工具为1号公共端，旋转至末端手爪工具，定位件二7225松开，拾取下料涂胶装配后工件(即完成装配的奖杯)，为下一工序做准备。空托盘经输送线91末端的升降机92顶升动作，从双层倍速链输送机上层运行至下层，托盘111沿下层输送线91运行返回至出入库平移台93上，最终由堆垛机113完成托盘回收入库，形成托盘的循环输送。

[0122] 如图1、14‑17所示，包装单元8包括装盒机构81、装箱模块，装盒机构81设于装配组件二722后侧，采用礼品盒包装奖杯，包括机器人十一811、AGV运载机器人812、开盒机，所述AGV运载机器人812用于将包装奖杯的礼品盒从成品仓运输至装盒工位，所述机器人十一811末端设有拾取礼品盒的末端工具，用于上下料礼品盒；所述开盒机设于机器人十一811与机器人十7231之间，包括开盒输送带813及设于开盒输送带813末端的阻挡定位组件一
814、开盒组件815，所述阻挡定位组件一814包括导向板8141、限位气缸8142、限位板8143，所述开盒输送带813两侧设有对称设置的导向板8141，所述导向板8141末端设有阻挡部，且导向板8141的侧面设有通槽，所述限位气缸8142设有两个，对称设于导向板8141外侧，限位气缸8142的输出端设有限位板8143，两个所述限位板8143通过限位气缸8142能伸入通槽限位夹持礼品盒的侧面。

[0123] 如图15‑17所示，所述开盒组件815设于阻挡定位组件一814上方，用于开合礼品盒的盒盖，开盒组件815包括支撑板8151、旋转臂一8152、旋转臂二8153、夹具，所述支撑板8151设有两个，对称固定在开盒输送带813的侧面，所述旋转臂一8152与一个支撑板8151旋转连接，且其一端设有斜向上延伸的斜板，所述斜板与驱动旋转臂一8151旋转的开盒气缸
8154连接，所述开盒气缸8154一端与固定在开盒输送带813上的气缸安装座铰接，另一端通过接头与斜板铰接；所述旋转臂二8153与另一个支撑板8151铰接，并与旋转臂一8152通过连杆连接，所述旋转臂一8152与旋转臂二8153之间还设有夹具安装板8155，所述夹具设于夹具安装板8155上，用于夹取礼品盒的盒盖，包括夹取气缸8156、夹板8157，所述夹取气缸
8156设有两个，对称设于夹具安装板8155上，其输出端设有夹板8157；开盒组件815还包括缓冲座8158、缓冲块，所述缓冲座8158设于支撑板8151一侧，其顶部设有弹性的缓冲块，所述缓冲块用于支撑旋转臂一8152、旋转臂二8153远离支撑板8151的一端，起到保护作用；且旋转臂一8152与旋转臂二8153外侧还设有防护盖8159，防护盖8159包覆在夹具外部，整体结构更加美观，且对夹具起到防护作用；此外，开盒输送带813前端还设有阻挡前端纸箱的阻挡组件一816，所述阻挡组件一816包括阻挡气缸一8161、阻挡板8162，所述阻挡气缸一
8161固定在开盒输送带813内部的横梁上，其输出端设有阻挡板8162；通过阻挡组件一可让开盒输送带暂存礼品盒，减少生产停顿，提高生产效率。

[0124] 具体的，AGV运载机器人812运输礼品盒至装盒上下料工位处停止，机器人十一811末端工具拾取礼品盒搬运至开盒输送带813上；包装纸箱被输送至开盒输送带末端(开盒工位)，阻挡定位组件一814阻挡限位纸箱，开盒组件815动作打开礼品盒，机器人十7231末端工具拾取奖杯搬运至开盒机礼品盒内，开盒组件815动作盖上礼品盒，完成装盒作业。然后机器人十一811拾取成品礼品盒，搬运至辊筒输送线85撑箱工位处，为下一工序做准备；或者搬运至AGV运载机器人812上，AGV运载机器人812沿移动路线将其运送至样品展示平台，以供观赏查看或赠送参观者。

[0125] 如图14所示，所述装箱模块设于装盒机构81后侧，用于包装礼品盒；装箱模块包括依次设置的开箱机82、撑箱装置83、封箱机84、贴标机、条码扫描器，所述开箱机82用于将纸板折合成纸箱，所述撑箱装置83、封箱机84、贴标机、条码扫描装置设于滚筒输送线85上，所述滚筒输送线85用于输送纸箱，所述撑箱装置83用于将纸箱上端撑开辅助装箱，所述封箱机84用于封闭纸箱，所述贴标机用于对纸箱贴标签，所述扫码装置用于扫描贴标后的包装纸箱，所述滚筒输送线85末端还设有转向装置86，所述转向装置86为旋转机械手，用于夹取纸箱转换纸箱的输送方向，并将其搬运至与滚筒输送线85连接的出入库输送线94的空托盘上，为后续入库作业做准备。本实施例中，开箱机自动化程度高自动开箱、自动折合下盖、自动密封纸箱底部；封箱机上下封箱稳定、快速；贴标机进行贴标签或防伪标签，确保出标速度与输送速度精确同步，同时速度随意可调，调校方便、操作简单；条码扫描装置主要由条码扫描器、支架等组成，用于扫描贴标后的包装纸箱。辊筒输送线85各处安装光电传感器，实时检测包装纸箱的流向、位置、状态，各关键工位安装气动定位装置，用以保证定位精度。

[0126] 如图18‑20所示，所述撑箱装置83包括上支架831、阻挡定位组件二832、撑箱组件833、升降组件834，上支架831为铝合金架，设于滚筒输送线85上方，所述阻挡定位组件二
832设于滚筒输送线85上，用于阻挡并定位纸箱的撑箱位置，所述升降组件834用于驱动位于撑箱位置的纸箱升降，撑箱时纸箱通过升降组件834驱动上升脱离滚筒输送线85，使撑箱动作与滚筒输送线85的输送动作不冲突；所述撑箱组件833设于上支架831上，位于升降组件834的上方，用于撑开纸箱箱盖，结构简单，包括沿纸箱四个侧边设置的四个撑箱气缸
8341，所述撑箱气缸8341的输出端设有撑箱板8342，所述撑箱板8342为L型，通过撑箱气缸
8341能沿垂直对应纸箱侧边的方向移动。装箱时，包装纸箱通过滚筒输送线85输送到撑箱工位停止，阻挡定位组件832、升降组件834启动，驱动纸箱上升脱离滚筒输送线85，并定位位于撑箱工位的纸箱；此时，撑箱板8342位于纸箱的箱盖内，撑箱气缸8341活塞杆缩回，驱动撑箱板8342向外撑开箱盖的四个折边，可便于奖杯礼品盒的放入。

[0127] 如图18‑20所示，阻挡定位组件二832包括前档杆8321、前档气缸8322、侧挡杆8323、侧挡气缸8324，所述前档杆8321设有多个，用于阻挡纸箱前侧，所述前档气缸8322的输出端设有前挡板8325，所述前挡杆8321固定在前挡板8325上；所述侧挡气缸8324设有两个，对称设于滚筒输送线85两侧，其输出端设有侧挡座8326，所述侧挡座8326上夹设有沿输送方向设置的侧挡杆8323，侧挡杆8323的长度与纸箱长度适配，定位时，两个侧挡杆8323相向移动，夹持定位纸箱。

[0128] 如图19‑20所示，升降组件834包括升降气缸8341、升降板8342、顶杆8343、顶升板8344，所述升降气缸8341通过安装板8345固定在滚筒输送线85下端，其输出端设有升降板
8342，所述升降板8342两端均设有一个顶杆8343，所述顶杆8343顶部与顶升板8344中部连接，所述顶升板8344两端下方设有与安装板8345滑动连接的导柱8346。升降气缸8341启动时，两个顶升板8344驱动纸箱上下移动，导柱8346导向移动，结构简单，升降稳定。

[0129] 如图18‑19所示，所述滚筒输送线85上设有导向组件835，所述导向组件835包括沿输送方向对称设置的两个导杆8351，两个导杆8351的入口端设有喇叭状的导向口，两个导杆8351之间的距离大于两个侧挡杆8323之间的距离。且导杆8351通过调节结构与滚筒输送线85可调节连接；所述调节结构包括导杆座8352、调节杆8353、调节座8354，所述导杆座8352设有多个，沿导杆8351长度方向均匀设置，所述导杆8351插设在导杆座8352中，所述调节杆8353一端与导杆座8352固定连接，另一端插设在调节座8354的调节孔中，并通过设于调节孔顶部的紧定限位件与调节座8354固定连接，所述调节座8354与导杆座8352一一对应设置，固定在滚筒输送线85侧部。

[0130] 如图18‑19所示，所述滚筒输送线85上还设有位于阻挡定位组件二832上游的阻挡组件二836，所述阻挡组件二836设于上支架831上，用于阻挡上游的纸箱，包括阻挡气缸8361、铰座8362、连接臂8363、挡杆8364，所述阻挡气缸8361通过气缸座安装在上支架831下方，并与气缸座铰接，所述铰座8362固定在上支架831下方，铰座8362靠近阻挡气缸二8361的一端设有开口槽，所述连接臂8363中部插设在开口槽中并与铰座8362旋转连接，且连接臂8363上端与阻挡气缸二8361的输出端铰接，下端设有挡杆8364，挡杆8364经圆条折弯呈一个凸字圈。此外，开口槽上方设有限制连接臂8363旋转角度的限位块8365，使挡杆8364阻挡纸箱时为垂直设置。

[0131] 如图1所示，码垛单元10包括机器人十二101、码垛台102，机器人十二101用于拾取、搬运包装纸箱至码垛台102，机器人十二101还可以用于搬运礼品盒至AGV运载机器人812，所述码垛台102设于机器人十二101一侧，用于码垛包装纸箱。具体的，机器人十二101末端工具拾取出入库输送线94上成品包装纸箱，搬运至码垛台102，完成成品包装纸箱的码垛工作。托盘经升降结构沿出入库输送线下层运行返回成品仓12，最终由堆垛机113完成托盘回收入库作业。

[0132] 上述结构中，每个机器人均配置机器人控制柜和示教盒，便于教学机器人的技术及应用、结构与设计、运动轨迹规划实验等。

[0133] 本发明还提供一种奖杯数字化智能制造生产线实训方法，包括以下步骤：

[0134] S1、原料、毛坯出库，装载原料、毛坯的托盘出库后，经出入库平移台93输送至输送线91；

[0135] S2、加工，采用智能加工单元2分别加工奖杯主体工件、底座、底座连接片；数控加工机构21、激光切割机构22、激光内雕机构23分设于输送线91的两侧，使得奖杯主体工件、底座、底座连接片可同时加工，此外，本实施例中，奖杯主体工件有亚克力工件或水晶工件两种类型，通过激光切割机构22、激光内雕机构23可实现两种类型奖杯主体工件的加工。

[0136] S3、打磨去毛刺，加工后的底座工件经托盘111、输送线91输送至打磨去毛刺单元3依次抛光打磨、去毛刺；

[0137] S4、检测，采用检测台上的三坐标检测仪检测加工后的底座工件质量；

[0138] S5、模拟焊接、喷涂，托盘经输送线91输送至模拟焊接喷涂工位，模拟焊接喷涂单元5对检测合格的底座工件模拟焊接、喷涂；需说明的是，由于焊接、喷涂作业会影响环境质量及人体健康，在教学时采用模拟操作；

[0139] S6、激光打标，激光打标单元6对底座工件激光打标；打标标记为LOGO、奖项、活动名称等标志；

[0140] S7、装配，托盘经输送线91输送至分拣工位，分拣装配单元7分拣底座工件、奖杯主体工件，然后装配机构72依次将LED发光装置、底座连接片组装到底座工件上，然后将奖杯主体工件涂胶安装到底座工件上；

[0141] S8、包装，将装配好的奖杯装入礼品盒，再将礼品盒装入包装纸箱，将包装好的纸箱贴标、扫码；或者将礼品盒输送到展示台展示；

[0142] S9、入库，通过出入库输送线94，托盘将包装好的纸箱入库；

[0143] S10、码垛，出库包装纸箱，搬运码垛。

[0144] 本发明完成生产计划及工件出库、检测、激光切割、数控加工、激光内雕、抛光打磨、去毛刺、三坐标检测、模拟焊接、模拟喷涂、激光打标、并联分拣、底座装配、涂胶装配、装盒装箱、打包贴标、检测入库、成品出库、成品码垛等自动化生产作业，实现循环不断生产，也可随时更改各系统信息，实现多品种小批量自动化生产过程，直至仓库内毛坯工件或半成品加工装配完毕。此外，本发明各功能单元配置单独的电控柜，可让各功能单元独立生产或组合进行生产线生产，便于进行扩展、二次开发、实训教学科研等，既适用于工业化生产、又立足于实训教学。

[0145] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0146] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。