機器人涂膠系統(tǒng)原理與維護技術(shù)

韋建光

摘 ? 要：近年來，汽車市場內(nèi)制造技術(shù)有了很大程度的發(fā)展，隨著汽車裝配自動化工藝的進步與優(yōu)化，目前大部分汽車生產(chǎn)廠家在組裝汽車擋風(fēng)玻璃的時候都采用機器人自動涂膠方式來代替人工涂膠的方式進行涂膠，這樣既減少了人工成本又為玻璃的裝配質(zhì)量以及裝配速度提供了有力的保障。本文將對汽車生產(chǎn)制造中有關(guān)擋風(fēng)玻璃機器人涂膠系統(tǒng)的原理分析和說明以及后期的維護技術(shù)，希望對我國汽車生產(chǎn)制造中關(guān)于機器人控制系統(tǒng)方面有所幫助和借鑒。

關(guān)鍵詞：汽車裝配 ?自動化 ?機器人 ?涂膠技術(shù)

中圖分類號：TP242 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0078-02

在玻璃自動涂膠系統(tǒng)中主要分為3個子系統(tǒng)，分別為供膠系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和機器人動作系統(tǒng)。下面我們分別從這三個子系統(tǒng)的工作原理來闡述整個自動涂膠系統(tǒng)是怎樣工作的。

1 ?供膠系統(tǒng)

供膠系統(tǒng)采用雙泵自動切換供膠方式，系統(tǒng)由兩臺 K68：155加侖雙立柱熱熔膠泵供膠。平時只有一臺膠泵工作，當(dāng)工作膠泵料位降低時，膠泵壓盤升降橫梁降至低位，低位檢測開關(guān)獲取低位信號，膠泵控制系統(tǒng)產(chǎn)生低位報警，提示工人提前做好換膠準備，同時啟動另一臺備用膠泵加熱，備用泵進行提前預(yù)熱。當(dāng)膠泵橫梁降至低低位時，檢測信號反饋到兩膠泵控制系統(tǒng)，切換系統(tǒng)工作，關(guān)閉原工作膠泵馬達供氣，接通另一臺膠泵馬達供氣，以保證連續(xù)生產(chǎn)。系統(tǒng)還可以通過控制柜操作面板上泵切換按鈕直接切換相對應(yīng)的膠泵。左右泵出口膠管匯集到一起后供給定量齒輪泵系統(tǒng)，系統(tǒng)配有兩臺齒輪泵，一用一備，防止故障影響生產(chǎn)。為保證膠型，以及對機器人速度變化的響應(yīng)，齒輪泵要對膠體流量進行精確的速度同步配合控制。

同時供膠管路中間還增加了一臺定量齒輪泵系統(tǒng)，用來調(diào)節(jié)出膠量保證出膠均勻。定量齒輪泵系統(tǒng)由伺服電機加減速機驅(qū)動，帶動定量齒輪泵，伺服電機分為手動和自動兩種控制方式， 通過調(diào)整伺服電機的速度來控制吐膠量的多少。速度控制分為手動/自動控制兩檔，手動速度通過控制面板上手動速度開關(guān)選擇，機器人速度調(diào)節(jié)通過改變打膠程序中的模擬量電壓值來調(diào)節(jié)伺服電機的速度。吐膠控制也分為手動、自動兩種控制方式，手動時，按下吐膠按扭膠槍打開，開始吐膠，松開按扭停止吐膠。自動時控制權(quán)交機器人。系統(tǒng)具有壓力監(jiān)控，齒輪泵出口安裝有壓力傳感器，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過壓力控制儀表設(shè)定的上限壓力時，膠槍自動打開，防止膠管路超壓損壞。

為防止膠體溫度隨溫度變化而變化，系統(tǒng)還設(shè)有溫控裝置，溫控裝置由加熱膠泵壓盤、加熱膠泵泵體、 TEFLON加熱膠管、加熱膠槍、溫度控制柜組成。膠體的溫度由傳感器檢測出并送至溫控柜，與設(shè)定溫度相比較，利用PID原理完成對膠體加熱的控制。

2 ?PLC控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)采用的是工業(yè)上常見的三菱Q系列PLC控制，信號傳輸采用CClink現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)傳輸，這里不再做過多的闡述。其主要任務(wù)是將玻璃通過傳輸帶輸送到機器人的打膠工位，并通過氣缸將玻璃進行定位，再通過氣缸帶動的編碼器對玻璃的型號進行識別，并將玻璃的信息傳輸給機器人，當(dāng)機器人動作涂好膠后，再將玻璃輸送到線上，員工直接將涂好膠的玻璃按壓裝配。

3 ?機器人動作系統(tǒng)

機器人動作系統(tǒng)的主要任務(wù)是通過機械手臂上的伺服電機控制吐膠嘴的移動位置，伺服電機的移動速度和移動方向和移動的方式均有機器人的示教盒進行控制，設(shè)計人員通過修改示教盒上的參數(shù)設(shè)定機器人的涂膠軌跡。

這個系統(tǒng)的移動伺服控制系統(tǒng)采用三菱通用交流伺服 MELSERVO-J2 Super系列，它是在 MELSERVO-J2系列的基礎(chǔ)上開發(fā)的具有更高性能的更多功能的伺服系統(tǒng)。控制模式有位置控制，速度控制和轉(zhuǎn)矩控制3種模式。還有位置/速度控制、速度/轉(zhuǎn)矩控制、轉(zhuǎn)矩/位置控制這些切換控制方式可供選擇。本伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，不但可用于工作機械和一般工業(yè)機械等需要高精度位置控制和平穩(wěn)速度控制的應(yīng)用，也可用于速度控制和張力控制的領(lǐng)域。

此外，本系統(tǒng)還有RS-232C和RS-422串行通訊功能。通過安裝有伺服設(shè)置軟件和個人計算機，就能進行參數(shù)設(shè)定、試運行、狀態(tài)顯示和增益調(diào)整等操作。

MELSERVO-J2 Super系列的何服電機編碼器采用了分辨率為131072脈沖/轉(zhuǎn)的絕對位置編碼器，所以比 MELSERVO-J2系列具有進行更高精度控制的能力。只要在伺服放大器上另加電池，就能構(gòu)成絕對位置系統(tǒng)，這樣在原點經(jīng)過設(shè)置后，當(dāng)電源重新投入使用時或發(fā)生報警后，不需要再次原點復(fù)歸也能繼續(xù)工作。

4 ?整個系統(tǒng)的常見問題以及解決措施

4.1 供膠系統(tǒng)常見的問題

由于玻璃膠必須保證在密閉的環(huán)境中進行轉(zhuǎn)送，一旦遇到空氣，玻璃膠就會發(fā)生硬化，所以這個供膠系統(tǒng)必須要保證密閉良好。同時由于玻璃膠本身的粘稠度較高，所以這個系統(tǒng)泵的壓力要達到120MPa以上，才能保證玻璃膠的正常流動供膠。所以供膠系統(tǒng)中常出現(xiàn)的問題有：（1）輸送玻璃膠的管路密封不良;（2）員工更換玻璃的操作不規(guī)范;（3）膠泵的壓力不夠等。所以在使用過程中一定要保證輸送管路膠的密封良好性，在管路與管路的轉(zhuǎn)接處，泵頭等薄弱環(huán)節(jié)加強日常點檢和劣化復(fù)原工作，同時規(guī)范員工在更換膠桶時的操作，防止更換膠桶過程中，玻璃膠與空氣長時間接觸硬化。同時保證涂膠泵正常工作，注意觀察膠泵喉部密封的使用狀態(tài)，定期更換喉部密封圈以及下缸體密封圈等常用易損件。

4.2 PLC控制系統(tǒng)的常見問題

PLC控制系統(tǒng)的控制跟其它情況下PLC控制系統(tǒng)的情況類似，由于系統(tǒng)采用的是信號檢測開關(guān)對信號進行檢查，然后通過CClink現(xiàn)場總線將信號轉(zhuǎn)送到PLC，PLC通過邏輯運算，再將輸出信號通過CClink現(xiàn)場總線送到各個氣缸、電機等活動單元，控制氣缸、電機等機構(gòu)運動。所以要保證現(xiàn)場信號的穩(wěn)定性和信號傳輸?shù)目煽啃裕蠵LC系統(tǒng)常見的問題有：（1）檢測信號丟失;（2）信號通信異常等，在日常維護保養(yǎng)中，已經(jīng)要定期檢查信號開關(guān)的使用狀態(tài)和位置情況，同時保證各個接線頭緊固良好。

4.3 機器人動作系統(tǒng)的常見問題

機器人動作系統(tǒng)的動作的快慢和動作的位置會直接影響涂膠軌跡上的膠量和軌跡是否偏移，所以在設(shè)計不同車型玻璃的涂膠軌跡的時候，要特別注意機器人的移動速度和移動的角度。并注意移動方式的選擇，這樣才能保證所設(shè)計的涂膠軌跡能夠滿足不同車型玻璃的工藝要求。同時伺服控制系統(tǒng)大部分都是集成化的，平常使用的時候要注意做好活動部件的潤滑和緊固工作。

5 ?結(jié)語

工業(yè)機器人的產(chǎn)生，為我們的工業(yè)制造帶來了很多便利，大大地解放了勞動的生產(chǎn)力， 但是必須要我們時刻保持精益求精的工作態(tài)度和孜孜不倦的認真精神，才能更好地利用機器人技術(shù)為我們的工業(yè)生產(chǎn)提供持續(xù)穩(wěn)定的良好服務(wù)，本文只是從涂膠機器人的角度淺談機器人的控制的原理和控制方式以及后期的維護保養(yǎng)，以便讀者能在類似的機器人控制系統(tǒng)中提供一些參考意義。

參考文獻

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