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成功案例

涂膠機器人(機器人涂膠機)

涂膠機器人(機器人涂膠機)
發布時間:2008-03-11   信息來源:沈陽力拓自動化.
 隨著機器人技術的發展,機器人技術在各行各業中得到了廣泛的應用。機器人作為執行機構,具用控制方便,執行動作靈活,可以實現復雜的空間軌跡控制。特別適用于多品種,變批量的柔性化生產。我公司以德國BAHR公司直角坐標機器人為核心產品,開發了多種工業自動化產品,如涂膠機、點膠機、自動上下料機械手、碼垛機、探傷檢測設備。
 
直角坐標機器人在汽車發動機涂膠機上的應用
 
      要求:在汽車發動機蓋上連續均布涂膠
     
     涂膠曲線為空間三維曲線。共有兩條涂膠曲線,空間夾角為16度
     
     每個曲線基本由直線和圓弧組成。如圖1
      
      涂膠速度為100mm/s,回原點速度為500mm/s
     
     小圓弧半徑:5mm
     
     涂膠精度:0.1mm
     
     涂膠行程:600X400X100。
根據以上要求,我們設計了一臺三坐標機器人。
 
機器人組成:
       
     該機器人由安裝架、機器人定位系統、伺服驅動系統、供膠系統及涂膠槍、控制系統及電控配電系統、**防護裝置等組成。
       
    1、機器人安裝架
 
   機器人安裝架由鋁型材搭建。上半部分用玻璃罩將核心部件罩住。使用鋁型材安裝架的好處是設計簡單、美觀、安裝方便、運輸成本低。該部分完全在國內設計制造,成本低。
 
    2、機器人定位系統 

     機器人定位系統是整臺設備的核心,為德國bahr公司產品,三坐標均為滾珠絲杠驅動,單坐標重復定位精度為0.025mm,快直線運動速度:500mm/s。其中X坐標軸為兩根長度為800mm,跨度為600mm的定位系統ELK40,由同步傳輸器保證兩根定位系統運動的同步,由一臺伺服電機驅動。Y軸選用ELK40和ELR40雙定位系統,,將Z軸夾在中間,這種安裝方式具有非常好的穩定性,兩根定位系統由一臺伺服電機驅動。Z軸選用ELK40雙滑快全包圍定位系統,牢固穩定,由一臺帶抱閘的伺服電機驅動。每個定位系統都為密封結構,灰塵和水不會進到定位系統內部接觸滾珠絲杠。

    3、伺服驅動系統 

     該涂膠機器人的選用日本松下伺服電機MHMA系列,每個運動軸配有一臺伺服電機,其中垂直運動軸為帶抱閘伺服電機。
 
     4、供膠系統及涂膠膠槍
 
     供膠系統是美國Nordson的產品,以穩定的壓力,將膠壓送到自動涂膠槍的槍頭。膠泵驅動氣源的壓力可調,經加壓后膠的壓力也可作適應性調整,通過選擇適當孔徑的涂膠咀達到佳的控制效果,保證膠型的一致性。通過對出膠量和運行速度的調整,保證所涂膠形均勻一致,達到理想的涂膠效果。        
    涂膠槍為密封膠專用,具有倒吸膠功能。采用硅油杯對涂膠嘴進行浸入式防護,每次涂膠后涂膠嘴浸入硅油杯中。
 
    5、控制系統及電控配電系統 

    控制系統由工控機、運動控制卡組成。該系統可預置多種工件的涂膠程序,更換品種時可在觸摸屏上調用相應程序。運動控制卡有豐富的函數庫,可以任意設定運動特性,如加速曲線形狀,空間曲線的插補運動,能過實現平滑的運動特性。

6、**防護裝置 

    該機具有故障提示及報警功能,并且每次出現故障時都能準確的反映出故障具體位置,便于迅速排除故障,主要包括:機器人碰撞保護功能;工件安裝到位檢測;膠桶的缺膠報警;光幕**保護。 
     編程方法: 
   1、示教編程:在發動機蓋涂膠軌跡上,先描出數個特征點(如直線與直線的銜接點,直線與圓弧的連接點,圓弧與圓弧的聯結點)然后手動操作機器手,使膠槍逐一對準特征點,確認并記憶這些點的坐標,控制系統自動將這些點聯結成一條完整的平滑的曲線。 
   2、按圖編程 :按照繪好的機械圖紙,將復雜的曲線分割成若干標準的直線、圓弧(圓橢圓等)、拋物線等,確保這些線單元能夠用控制系統固有函數描述。用固有的函數按順序描述這些線單元,使圖紙描繪的曲線變為機器人的運動曲線。

     示教編程方式的優點是易學易用靈活,克服了按圖編程以涂膠軌跡數據輸入繁瑣過程。采用示教編程方式后,僅需工件實物即可快捷方便地完成編程。而且三維空間內任意曲線軌跡的涂膠均勻。機器人示教編程方式,使設備的操作更趨柔性化與智能化,可以隨意調用和修改涂膠程序。缺點是針對高精密圖膠不能完好的保證涂膠精度。

影響涂膠效果的因數: 
 
      涂膠的效果與很多因素有關:
 
     機器手的重復精度、運動速度、機械剛性、軌跡的特性、膠的特性、供膠系統的特性、控制系統的特性等。所以在設計圖膠機器人時,必須把所有的問題分析透徹,才有可能設計出好用的產品。 
     光滑曲線,該曲線就是工件需要涂膠的運動軌跡。示教編程方式克服了數控編程以涂膠軌跡數據輸入,必須借助準確的零件圖紙及事先計算**跡曲線節點的坐標,逐步輸入的煩瑣方式。采用示教編程方式后,僅需工件實物即可快捷方便地完成編程。適用于三維空 
間內任意曲線軌跡的涂膠和材料均勻涂布。機器人示教編程方式,使設備的操作更趨柔性化與智能化,可以隨意調用和修改涂膠程序。
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