| 摘要：机器人应用在汽车挡风玻璃 自动涂胶控制系统中，彻底解决 了在生产过程中，手工操作质量 不稳定，有毒物质对人体身体的 伤害，生产效率低等问题，并且 控制精确度高、抗恶劣环境的能 力强。本文的核心是针对新车型 玻璃的特点，确定机器人涂胶工 作点，完成机器人程序的编制及 调试。通过多次现场调试，满足 实际工艺要求。 【关键词】机器人 示教作业 再生作业 涂胶机器人系统集成技术能够解决涂胶 机器人、夹具、传动设备之间的协调工作；机 器人转动部分是由多个伺服电机控制，控制精 度高，工作稳定可靠；系统传动设备以PLC 为控制核心，工作参数采用触摸屏/ 操作面板 设置，可以预置多种涂胶程序，涂胶速度可调； 采用CC-LINK 开放式现场总线连接，承载数 据容量大、可选择多级通信速度，适应范围广， 具有复合、开放、网络化的特点。 1 涂胶机器人 涂胶机器人的控制核心是伺服电机，机 器人的转轴部分是由多个伺服电机组成；伺服 电机能够将电压信号转化成转轴的角位移或角 速度输出，具有控制精度高、工作稳定性好、 反映快、控制电压小等特点；通过编程器，编 制及调试程序，控制机器人转轴的转动及涂胶 姿势，结合新型车型玻璃的特点，来完成玻璃 涂胶的操作。 1.1 编程思路 通过机器人示教操作，确定机器人的工 作姿势及涂胶工作点，在调试的过程中选择相 对应的内插指令及应用指令，在调试中注意玻 璃胶体最后收尾处工作点的设置及玻璃形状改 变对工作点设置的影响，人工调试好之后，进 入再生作业阶段。 1.2 示教作业 示教作业是通过编程器，教给机器人动 作，来确定涂胶的工作点。示教作业包括准备、 记录、动作的确认、修改、追加及删除六个步 骤。在示教作业中应用相应的内插指令，结合 玻璃的形状确定工作点。内插指令包括关节内 插、直线内插及圆弧内插指令。关节内插指各 轴单独移动，工具尖端的轨迹不定；直线内插 指工具尖端在连结步骤间的直线上移动；圆弧 内插指工具前端在圆弧上移动。应用指令如表 1 所示。 1.3 再生作业 调试好机器人示教状态后，选择再生模 式。再生模式有三种，即步骤、周期和连续。 步骤就是指逐一步骤执行作业程序，周期就是 指作业程序从头到尾执行一次。连续就是指连 续执行作业程序。在调试过程中，确认示教内 容和自动运转试车时选择“周期”与“步骤” 再生，在正式运作时进入“连续”再生模式。 1.4 调试 调试过程中解决的问题主要有以下三方 面：第一方面，玻璃形状的改变对涂胶工作点 的影响。第二方面，玻璃涂胶收尾处胶体的处 理，重叠部分走胶体的切线。第三方面，新型 车玻璃的特点引起胶体的倒置，通过反复调试， 假体的切面和地面平行，就可解决问题。 2 传动设备 传动设备以PLC 为控制核心，传输玻璃； 同时发出控制信号给执行元件，固定、对中、 夹紧玻璃，等待涂胶机器人进行涂胶。 传动设备包括三个工位，核心工位在第 二工位；通过第二工位完成玻璃的定位、夹紧 及装置的对中操作；玻璃传到该工位， T 向光 电开关，B 向编码器，检检测到玻璃，检测元 件发出信号给PLC；PLC发出指令给电磁开关， 电磁开关闭合，气缸作用，托起玻璃，完成其 玻璃的定位；然后真空发生器工作，导致吸盘 上升，完成玻璃的夹紧及对中，等待涂胶机器 人对其进行涂胶操作。3 工艺数据 3.1 玻璃的装配 车窗玻璃在涂胶后应立即装 配，玻璃胶露放在空气中时间最长 不能超过15 分钟。玻璃胶露放在空 气中时间是指开始使用玻璃胶到装 到车身上这段时间。 挡 风玻璃的装配是指将玻璃 安装到车身上，利用玻璃胶把玻璃 和车身钣金粘接在一起。装配玻璃 时，要充分按压粘接部位, 使玻璃 胶溢出，确认玻璃胶挤压充分，若 挤压溢出的玻璃胶量不充分，会使 表1：应用指令 应用命令（SLIM） 功能号码标 题作 用 SET FN32 输出信号ON 使被指定的输出信号ON RESET FN34 输出信号OFF 使被指定的输出信号OFF DELAY FN50 定时器仅待机被指定的时间 CALLP FN80 程序调用调用被指定的别的作业程序 CALLP1 FN81 附带条件程序调用被指定的信号为ON 时，调用别的作 业程序 END FN92 终端结束作业程序执行 密封条浮起，必须准确控制玻璃胶溢出量。充 分挤压的玻璃需要有一定的要求，即压平的玻 璃胶厚度不能小于4mm, 且有效宽度不能少于 8mm。 3.2 试验数据 在粘接工艺中，玻璃是否具有优良的密 封性要考虑剪切力与静负荷两个因素，物体由 于外因（载荷、温度变化等）而变形时，在它 内部任一截面的两方出现的相互作用力，称为 “内力”；内力的集度，即单位面积上的内力 称为“应力”；应力可分解为垂直于截面的分 量，称为“静负荷”；相切于截面的分量称为“剪 切力。剪切力和粘结宽度有关，粘结宽度越宽， 玻璃所能承受的剪切力越大。静负荷和涂胶厚 度有关，同一温度下，静负荷越大，涂胶的厚 度越大；不同温度，温度越高，相同的静负荷， 涂胶的厚度越大；用于试验的玻璃胶截面的形 状是三角形，长7mm，高12mm，能够符合要求。 参考文献 [1] 杨树彬. 直角坐标机器人在汽车发动机涂 胶机上的应用[J]. 机器人,2008,l4(1). [2] 王萍, 方钰文, 吴玉香. 三维虚拟移 动机器人平台设计与实现[J]. 机器 人,2008,l5(2). 作者单位 吉林电子信息职业技术学院 吉林省吉林市 132021 |
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