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高效率机器人涂胶滚工作站

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-08-06  浏览次数:1354
核心提示:工作站的总体布局如图1 所示,属于水平回转方式的工作站。主要由机器人及其控制系统、胶液供给系统、滚边摸板、下件翻转机构成。传统的机器人涂胶方式是机器人抓握胶枪

   传统的车门生产工艺,大多采用人工涂胶,在这种涂胶作业方式下,涂胶需要导向,造成生产效率极为低下。而且,对于复杂形状的零件,用人工涂胶几乎是不可想象的。因此简化涂胶作业的结果是造成轿车的隔音减震效果不佳。而对于车门的折边,大多是采用液压折边或是电动折边,用这种工艺生产造成设备一次性投资成本大,而且一旦车型停产,设备也就随之报废,极为浪费。

  

  本文介绍一种目前正推广应用的机器人涂胶滚边控制系统,它不但能保证车门的生产质量,而且生产效率高,设备的一次性投资成本低。

  1 、涂胶工作站的组成  

   工作站的总体布局如图1 所示,属于水平回转方式的工作站。主要由机器人及其控制系统、胶液供给系统、滚边摸板、下件翻转机构成。传统的机器人涂胶方式是机器人抓握胶枪,沿零件待涂部位运动完成涂胶。此系统将胶枪固定在悬臂上,让机器人抓握零件在胶枪下走轨迹完成涂胶。这种方式的好处有三点,首先,对于形状复杂的零件,能更好的保证涂胶的精确性和重复涂胶的一致性;其次,机器人除了能完成涂胶任务外,还担起了搬运及滚边的任务。充分利用了机器人的大载重、工作灵活的特点;第三是采用胶枪固定的方式,使得胶枪和胶枪软管均不动,能有效的避免胶枪软管被拉伸的状况,保证了出胶的均匀性和稳定性,从而保证了涂胶的质量。另外,考虑到应急情况和作为工件缓冲的需要,还配置了一个手动涂敷装置。

  2 、机器人本体

   机器人本体是工作站的核心,根据现场需要,选用OTC 公司的FD-V210 工业机器人。它具有高可靠性,广泛应用于搬运、涂敷、焊接和切割等作业场合。机器人的工作半径为2.8 米,有效载荷为210公斤,控制系统为FD-11 。通过离线仿真软件RobotStudio 可以编制适合不同类型、不同尺寸的工件作业程序,然后下载到机器人控制器,最后在线示教调整轨迹,通过这种方法可以很方便的完成机器人轨迹程序的编制工作。

  3 、机械结构

   主要机械结构有两部分:一是抓手、二是滚边头。

   工作站的总体布局属于水平回转方式的工作站。主要由机器人及其控制系统、胶液供给系统、滚边摸板、下件翻转机构成。传统的机器人涂胶方式是机器人抓握胶枪,沿零件待涂部位运动完成涂胶。此系统将胶枪固定在悬臂上,让机器人抓握零件在胶枪下走轨迹完成涂胶。这种方式的好处有三点,首先,对于形状复杂的零件,能更好的保证涂胶的精确性和重复涂胶的一致性;其次,机器人除了能完成涂胶任务外,还担起了搬运及滚边的任务。充分利用了机器人的大载重、工作灵活的特点;第三是采用胶枪固定的方式,使得胶枪和胶枪软管均不动,能有效的避免胶枪软管被拉伸的状况,保证了出胶的均匀性和稳定性,从而保证了涂胶的质量。另外,考虑到应急情况和作为工件缓冲的需要,还配置了一个手动涂敷装置。

   抓手主要用于机器人抓握车门零件进行搬运和涂胶等作业,固定在机器人第六轴的法兰盘上。抓手上有夹头及零件检测开关,机器人根据零件型号调用相应的作业程序,可以完成抓取零件、涂胶、放零件等工作。零件涂胶并完成合装后,机器人放下抓手,更换滚边头,对合装好的零件进行滚压包边。滚压包边主要是机器人对零件进行多次的滚压,达到车门内外板扣合的目的。

  4 、胶液供给系统

   胶液采用目前性能优良的双组分湿气固化聚氨脂胶,它的粘度很高,特别是低于5℃时胶的粘度增加很快,因此选用双桶热涂胶机组,带一把胶枪时涂胶机组的尺寸为 1000 x 670 (最大高度 :2620mm),控制盒尺寸为800 x 1800 x 400。该涂胶机组由压胶泵,控制盒,带内置式定量装置的涂胶枪、清枪器、保温室等构成。在保温室内装有两台柱塞式压胶泵,一台工作时,另一台进行预热,交替使用,打开密封的开启门,可以更换胶桶;定量泵按设定值可控制胶液的喷吐量;胶枪装在固定不动的悬臂上,采用胶条涂胶,直线最大速度为450mm/s;清枪器定期对胶枪喷嘴予以清理,以免超时待机后喷嘴处胶液风干而堵塞喷嘴。

  5、 控制系统

  电气控制系统由三个部分组成,即机器人控制,工作站控制和供胶系统控制。机器人控制柜除控制机器人的六个电机外, 还控制固定在第六轴上的执行器(抓手或滚边头);胶液供给控制系统相对独立、自成体系,完成压胶泵、定量泵、胶枪、温度调节等的控制和协调;工作站控制柜是主控柜,除负责机器人外围设备的信号处理和动作控制外,还要完成三个系统之间的信号协调和控制。工作站控制应用西门子的WinAC Slot 416 插槽式PLC,采用分布式I/O 控制,通过profibus 总线将各个从站连接起来,机器人和胶液供给系统分别是总线上的一个从站。这种方式将一个大系统分成了几个相对独立的小系统,既可以同时设计调试这些小系统,又可以在出现故障时将各个系统隔离,便于故障的查找。

  6 、结语

  目前,此机器人涂胶滚边系统已投入运行,运行后能达到预先的设计效果:出胶定量、流速均匀、轨迹行程精确、滚边质量高且快速。该工作站还可用于汽车行李箱盖,发动机罩盖的涂胶及滚边生产。

 

 
 
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