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1、直角坐標機器人在汽車發(fā)動機涂膠機上的應用
隨著機器人技術的發(fā)展，機器人技術在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用。機器人
作為執(zhí)行機構，具用控制方便，執(zhí)行動作靈活，可以實現(xiàn)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(chǎn)。我公司以德國 BAH心司直角坐
標機器人為核心產(chǎn)品，，開發(fā)了多種工業(yè)自動化產(chǎn)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。要求：在汽車發(fā)動機蓋上連續(xù)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
隨著機器人技術的發(fā)展，機器人技術在各行各業(yè)中得到了廣泛的應
用。機器人作為執(zhí)行機構，具用控制方便，執(zhí)行動作靈活，可以實現(xiàn)
2、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(chǎn)。
我公司以德國BAH心司直角坐標機器人為核心產(chǎn)品，，開發(fā)了 多種工
業(yè)自動化產(chǎn)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。
要求： 在汽車發(fā)動機蓋上連續(xù)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/^回原點速度為500mm/s 最小圓弧半徑： 5mm
涂膠精度： 0.1mm
涂膠行程： 600X400X100。
根據(jù)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(tǒng)
3、、伺服驅動系統(tǒng)、供膠系統(tǒng)及涂
膠槍、控制系統(tǒng)及電控配電系統(tǒng)、安全防護裝置等組成。
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(nèi)設計制造，成本低。
2、機器人定位系統(tǒng)
機器人定位系統(tǒng)是整臺設備的核心，為德國 bahr 公司產(chǎn)品，三坐標均
為滾珠絲杠驅動，單坐標重復定位精度為 0.025mm最快直線運動速度： 500mm/s其中X坐標軸為兩根長度為800mm跨度為600mm勺定位系統(tǒng)
ELK4Q由同步傳輸器保證兩根定位系統(tǒng)運動的同步，由一臺伺服電機驅動。 Y
軸選用EL
4、K40和ELR40雙定位系統(tǒng)，，將Z軸夾在中間，這種安裝方式具有非 常好的穩(wěn)定性，兩根定位系統(tǒng)由一臺伺服電機驅動。 Z軸選用ELK40雙滑快全
包圍定位系統(tǒng)，牢固穩(wěn)定，由一臺帶抱閘的伺服電機驅動。每個定位系統(tǒng)都為 密封結構，灰塵和水不會進到定位系統(tǒng)內(nèi)部接觸滾珠絲杠。
3、伺服驅動系統(tǒng)
該涂膠機器人的選用日本松下伺服電機 MHMA（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(tǒng)及涂膠膠槍
供膠系統(tǒng)是美國 Nordson的產(chǎn)品，以穩(wěn)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(diào)，經(jīng)加壓后膠的壓力也可作適應性調(diào) 整，通過選擇適當孔徑
5、的涂膠咀達到最佳的控制效果，保證膠型的一致性。通 過對出膠量和運行速度的調(diào)整，保證所涂膠形均勻一致，達到理想的涂膠效
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(tǒng)及電控配電系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由工控機、運動控制卡組成。該系統(tǒng)可預置多種工件的涂膠 程序，更換品種時可在 觸摸屏上調(diào)用相應程序。
運動控制卡有豐富的函數(shù)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(xiàn)平滑的運動特性
6、安全防護裝置
該機具有故障提示及報警功能，并且每次出現(xiàn)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
6、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；光幕安全保護。
編程方法：
1、示教編程：在發(fā)動機蓋涂膠軌跡上，先描出數(shù)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(lián)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(tǒng)自動將 這些點聯(lián)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(tǒng)固有函數(shù)描述。用固有的函 數(shù)按順序描述這些線單元，使圖紙描繪的曲線變?yōu)闄C器人的運動曲線。
示教編程方式的優(yōu)點是易學易用靈活，克服了按圖
7、編程以涂膠軌跡數(shù)據(jù)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(nèi)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(diào)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(shù)：
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(tǒng)的特性、控制系統(tǒng)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(chǎn)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(shù)控編程以涂膠軌跡數(shù)據(jù)輸入，必須借助準確的零件圖紙及事先計算出軌跡 曲線節(jié)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(nèi)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(diào) 用和修改涂膠程序。
直角坐標機器人在汽車發(fā)動機涂膠機上的應用概要
