直角坐标机器人在汽车发动机涂胶机上的应用概要

1、直角坐标机器人在汽车发动机涂胶机上的应用随着机器人技术的发展，机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。机器人作为执行机构，具用控制方便，执行动作灵活，可以实现复杂的空间轨迹控制。特别适用于多品种，变批量的柔性化生产。我公司以德国BAH心司直角坐标机器人为核心产品，开发了多种工业自动化产品，如涂胶机、点胶机、自动上下料机械手、码垛机、探伤检测设备。要求：在汽车发动机盖上连续均布涂胶，涂胶曲线为空间三维曲线。共有两条涂胶曲线，空间夹角为16 度随着机器人技术的发展，机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。机器人作为执行机构，具用控制方便，执行动作灵活，可以实现复杂的空间轨迹控制。特别适用于多品种，

2、变批量的柔性化生产。我公司以德国BAH心司直角坐标机器人为核心产品，开发了 多种工业自动化产品，如涂胶机、点胶机、自动上下料机械手、码垛机、探伤检测设备。要求： 在汽车发动机盖上连续均布涂胶， 涂胶曲线为空间三维曲线。共有两条涂胶曲线，空间夹角为16 度每个曲线基本由直线和圆弧组成。如图1涂胶速度为100mm/回原点速度为500mm/s 最小圆弧半径：5mm涂胶精度：0.1mm涂胶行程：600X400X100。根据以上要求，我们设计了一台三坐标机器人。机器人组成：该机器人由安装架、机器人定位系统、伺服驱动系统、供胶系统及涂胶枪、控制系统及电控配电系统、安全防护装置等组成。1、机器人安装架 机器

3、人安装架由铝型材搭建。上半部分用玻璃罩将核心部件罩住。使用铝型材安装架的好处是设计简单、美观、安装方便、运输成本低。该部分完 全在国内设计制造，成本低。2、机器人定位系统机器人定位系统是整台设备的核心，为德国bahr 公司产品，三坐标均为滚珠丝杠驱动，单坐标重复定位精度为 0.025mm最快直线运动速度： 500mm/s其中X坐标轴为两根长度为800mm跨度为600mm勺定位系统ELK4Q由同步传输器保证两根定位系统运动的同步，由一台伺服电机驱动。Y轴选用ELK40和ELR40双定位系统，将Z轴夹在中间，这种安装方式具有非 常好的稳定性，两根定位系统由一台伺服电机驱动。Z轴选用ELK40双滑快

4、全包围定位系统，牢固稳定，由一台带抱闸的伺服电机驱动。每个定位系统都为 密封结构，灰尘和水不会进到定位系统内部接触滚珠丝杠。3、伺服驱动系统该涂胶机器人的选用日本松下伺服电机 MHMA（列，每个运动轴配有一 台伺服电机，其中垂直运动轴为带抱闸伺服电机。4、供胶系统及涂胶胶枪供胶系统是美国 Nordson的产品，以稳定的压力，将胶压送到自动 涂胶枪的枪头。胶泵驱动气源的压力可调，经加压后胶的压力也可作适应性调 整，通过选择适当孔径的涂胶咀达到最佳的控制效果，保证胶型的一致性。通 过对出胶量和运行速度的调整，保证所涂胶形均匀一致，达到理想的涂胶效涂胶枪为密封胶专用，具有倒吸胶功能。采用硅油杯对涂胶

5、嘴进行浸 入式防护，每次涂胶后涂胶嘴浸入硅油杯中。5、控制系统及电控配电系统控制系统由工控机、运动控制卡组成。该系统可预置多种工件的涂胶 程序，更换品种时可在 触摸屏上调用相应程序。运动控制卡有丰富的函数库，可以任意设定运动特性，如加速曲线形状，空间曲线的插补运动，能过实现平滑的运动特性6、安全防护装置该机具有故障提示及报警功能，并且每次出现故障时都能准确的反映出故障具 体位置，便于迅速排除故障，主要包括：机器人碰撞保护功能；工件安装到位 检测；胶桶的缺胶报警；光幕安全保护。编程方法：1、示教编程：在发动机盖涂胶轨迹上，先描出数个特征点（如直线与 直线的衔接点，直线与圆弧的连接点，圆弧与圆弧的

6、联结点），然后手动操作 机器手，使胶枪逐一对准特征点，确认并记忆这些点的坐标，控制系统自动将 这些点联结成一条完整的平滑的曲线。2、按图编程按照绘好的机械图纸，将复杂的曲线分割成若干标准的直线、圆弧（圆椭圆 等）、抛物线等，确保这些线单元能够用控制系统固有函数描述。用固有的函 数按顺序描述这些线单元，使图纸描绘的曲线变为机器人的运动曲线。示教编程方式的优点是易学易用灵活，克服了按图编程以涂胶轨迹数据输入繁 琐过程。采用示教编程方式后，仅需工件实物即可快捷方便地完成编程。而且 三维空间内任意曲线轨迹的涂胶均匀。机器人示教编程方式，使设备的操作更 趋柔性化与智能化，可以随意调用和修改涂胶程序。缺点是针对高精密图胶不 能完好的保证涂胶精度。影响涂胶效果的因数：涂胶的效果与很多因素有关：机器手的重复精度、运动速度、机械刚性、轨迹的特性、胶的特性、 供胶系统的特性、控制系统的特性等。所以在设计图胶机器人时，必须把所有 的问题分析透彻，才有可能设计出好用的产品。光滑曲线，该曲线就是工件需要涂胶的运动轨迹。示教编程方式克服 了数控编程以涂胶轨迹数据输入，必须借助准确的零件图纸及事先计算出轨迹 曲线节点的坐标，逐