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1、直角坐標(biāo)機(jī)器人在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)涂膠機(jī)上的應(yīng)用
隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)器人
作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),具用控制方便,執(zhí)行動(dòng)作靈活,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)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(guó) BAH心司直角坐
標(biāo)機(jī)器人為核心產(chǎn)品,,開發(fā)了多種工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品,如涂膠機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、自
動(dòng)上下料機(jī)械手、碼垛機(jī)、探傷檢測(cè)設(shè)備。要求:在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)
用。機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),具用控制方便,執(zhí)行動(dòng)作靈活,可以實(shí)現(xiàn)
2、復(fù)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(guó)BAH心司直角坐標(biāo)機(jī)器人為核心產(chǎn)品,,開發(fā)了 多種工
業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品,如涂膠機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、自動(dòng)上下料機(jī)械手、碼垛機(jī)、探傷檢測(cè)設(shè)
備。
要求: 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)曲線基本由直線和圓弧組成。如圖 1
涂膠速度為100mm/^回原點(diǎn)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?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)三坐標(biāo)機(jī)器人。
機(jī)器人組成:
該機(jī)器人由安裝架、機(jī)器人定位系統(tǒng)
3、、伺服驅(qū)動(dòng)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(hù)裝置等組成。
1、機(jī)器人安裝架 機(jī)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(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、美觀、安裝方便、運(yùn)輸成本低。該部分完 全在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造,成本低。
2、機(jī)器人定位系統(tǒng)
機(jī)器人定位系統(tǒng)是整臺(tái)設(shè)備的核心,為德國(guó) bahr 公司產(chǎn)品,三坐標(biāo)均
為滾珠絲杠驅(qū)動(dòng),單坐標(biāo)重復(fù)定位精度為 0.025mm最快直線運(yùn)動(dòng)速度: 500mm/s其中X坐標(biāo)軸為兩根長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)的同步,由一臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 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(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 Z軸選用ELK40雙滑快全
包圍定位系統(tǒng),牢固穩(wěn)定,由一臺(tái)帶抱閘的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。每個(gè)定位系統(tǒng)都為 密封結(jié)構(gòu),灰塵和水不會(huì)進(jìn)到定位系統(tǒng)內(nèi)部接觸滾珠絲杠。
3、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
該涂膠機(jī)器人的選用日本松下伺服電機(jī) MHMA(列,每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸配有一 臺(tái)伺服電機(jī),其中垂直運(yùn)動(dòng)軸為帶抱閘伺服電機(jī)。
4、供膠系統(tǒng)及涂膠膠槍
供膠系統(tǒng)是美國(guó) Nordson的產(chǎn)品,以穩(wěn)定的壓力,將膠壓送到自動(dòng) 涂膠槍的槍頭。膠泵驅(qū)動(dòng)氣源的壓力可調(diào),經(jīng)加壓后膠的壓力也可作適應(yīng)性調(diào) 整,通過(guò)選擇適當(dāng)孔徑
5、的涂膠咀達(dá)到最佳的控制效果,保證膠型的一致性。通 過(guò)對(duì)出膠量和運(yùn)行速度的調(diào)整,保證所涂膠形均勻一致,達(dá)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(duì)涂膠嘴進(jìn)行浸 入式防護(hù),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(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡組成。該系統(tǒng)可預(yù)置多種工件的涂膠 程序,更換品種時(shí)可在 觸摸屏上調(diào)用相應(yīng)程序。
運(yùn)動(dòng)控制卡有豐富的函數(shù)庫(kù),可以任意設(shè)定運(yùn)動(dòng)特性,如加速曲線形狀,空間
曲線的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),能過(guò)實(shí)現(xiàn)平滑的運(yùn)動(dòng)特性
6、安全防護(hù)裝置
該機(jī)具有故障提示及報(bào)警功能,并且每次出現(xiàn)故障時(shí)都能準(zhǔn)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(jī)器人碰撞保護(hù)功能;工件安裝到位 檢測(cè);膠桶的缺膠報(bào)警;光幕安全保護(hù)。
編程方法:
1、示教編程:在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋涂膠軌跡上,先描出數(shù)個(gè)特征點(diǎn)(如直線與 直線的銜接點(diǎn),直線與圓弧的連接點(diǎn),圓弧與圓弧的聯(lián)結(jié)點(diǎn)),然后手動(dòng)操作 機(jī)器手,使膠槍逐一對(duì)準(zhǔn)特征點(diǎn),確認(rèn)并記憶這些點(diǎn)的坐標(biāo),控制系統(tǒng)自動(dòng)將 這些點(diǎn)聯(lián)結(jié)成一條完整的平滑的曲線。
2、按圖編程
按照繪好的機(jī)械圖紙,將復(fù)雜的曲線分割成若干標(biāo)準(zhǔn)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(jī)器人的運(yùn)動(dòng)曲線。
示教編程方式的優(yōu)點(diǎn)是易學(xué)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(guò)程。采用示教編程方式后,僅需工件實(shí)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(jī)器人示教編程方式,使設(shè)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(diǎn)是針對(duì)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(guān):
機(jī)器手的重復(fù)精度、運(yùn)動(dòng)速度、機(jī)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(shè)計(jì)圖膠機(jī)器人時(shí),必須把所有 的問(wèn)題分析透徹,才有可能設(shè)計(jì)出好用的產(chǎn)品。
光滑曲線,該曲線就是工件需要涂膠的運(yùn)動(dòng)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(zhǔn)確的零件圖紙及事先計(jì)算出軌跡 曲線節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),逐步輸入的煩瑣方式。采用示教編程方式后,僅需工件實(shí)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(jī)器人示教編程方式,使設(shè)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。