机器人涂胶滚边工作站

机器人涂胶滚边工作站

孙颖（1959－）

女，教授，吉林长春人，现就职于长春工业大学电气与电子工程学院，研究方向为电气传动及控制技术在工业控制领域中的应用。

摘要：本文介绍一种用于汽车装配生产线的机器人涂胶滚边工作站。其主要内容包括机器人及其控制、车门抓手及滚边头的结构、胶液供给系统等。这种工作站保证了涂胶的均匀性、一致性、准确性，提高了机器人的利用率，具有明显的实际应用价值。

关键词：机器人；车门；抓手；涂胶

Keywords:robot；cardoor；grabhand；spraycoating

???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?工作站的组成

????????????????????????1??汽车车门涂胶滚边机器人工作站平面布局

???工作站的总体布局如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，工业机器人维修，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

???机器人是工作站的核心，根据现场需要，选用ABB公司的6600/2.8-175M2000A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175公斤，控制系统为M2000A。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。

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，www.zr-robot.com，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1000x670(最大高度：2620mm)，控制盒尺寸为800x1800x400。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。

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WinACSlot416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，子锐机器人，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。

???其他作者：

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???叶玉杰（1980-），女，长春工业大学在读硕士研究生，研究方向为电力电子与电力传动；

???高振元，男，长春工业大学在读硕士研究生；

????祁晓钰，女，长春工业大学在读硕士研究生。

参考文献:

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