機(jī)器人涂膠系統(tǒng)原理與維護(hù)技術(shù)

韋建光

摘 ? 要：近年來，汽車市場(chǎng)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(dòng)化工藝的進(jìn)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(shí)候都采用機(jī)器人自動(dòng)涂膠方式來代替人工涂膠的方式進(jìn)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(duì)汽車生產(chǎn)制造中有關(guān)擋風(fēng)玻璃機(jī)器人涂膠系統(tǒng)的原理分析和說明以及后期的維護(hù)技術(shù)，希望對(duì)我國(guó)汽車生產(chǎn)制造中關(guān)于機(jī)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(dòng)化 ?機(jī)器人 ?涂膠技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP242 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0078-02

在玻璃自動(dòng)涂膠系統(tǒng)中主要分為3個(gè)子系統(tǒng)，分別為供膠系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和機(jī)器人動(dòng)作系統(tǒng)。下面我們分別從這三個(gè)子系統(tǒng)的工作原理來闡述整個(gè)自動(dòng)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(dòng)切換供膠方式，系統(tǒng)由兩臺(tái) K68：155加侖雙立柱熱熔膠泵供膠。平時(shí)只有一臺(tái)膠泵工作，當(dāng)工作膠泵料位降低時(shí)，膠泵壓盤升降橫梁降至低位，低位檢測(cè)開關(guān)獲取低位信號(hào)，膠泵控制系統(tǒng)產(chǎn)生低位報(bào)警，提示工人提前做好換膠準(zhǔn)備，同時(shí)啟動(dòng)另一臺(tái)備用膠泵加熱，備用泵進(jìn)行提前預(yù)熱。當(dāng)膠泵橫梁降至低低位時(shí)，檢測(cè)信號(hào)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(dá)供氣，接通另一臺(tái)膠泵馬達(dá)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(duì)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(tái)齒輪泵，一用一備，防止故障影響生產(chǎn)。為保證膠型，以及對(duì)機(jī)器人速度變化的響應(yīng)，齒輪泵要對(duì)膠體流量進(jìn)行精確的速度同步配合控制。

同時(shí)供膠管路中間還增加了一臺(tái)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(jī)加減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)定量齒輪泵，伺服電機(jī)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式， 通過調(diào)整伺服電機(jī)的速度來控制吐膠量的多少。速度控制分為手動(dòng)/自動(dòng)控制兩檔，手動(dòng)速度通過控制面板上手動(dòng)速度開關(guān)選擇，機(jī)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(jī)的速度。吐膠控制也分為手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式，手動(dòng)時(shí)，按下吐膠按扭膠槍打開，開始吐膠，松開按扭停止吐膠。自動(dòng)時(shí)控制權(quán)交機(jī)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(shí)，膠槍自動(dòng)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(cè)出并送至溫控柜，與設(shè)定溫度相比較，利用PID原理完成對(duì)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(hào)傳輸采用CClink現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)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(jī)器人的打膠工位，并通過氣缸將玻璃進(jìn)行定位，再通過氣缸帶動(dòng)的編碼器對(duì)玻璃的型號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并將玻璃的信息傳輸給機(jī)器人，當(dāng)機(jī)器人動(dòng)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(jī)器人動(dòng)作系統(tǒng)

機(jī)器人動(dòng)作系統(tǒng)的主要任務(wù)是通過機(jī)械手臂上的伺服電機(jī)控制吐膠嘴的移動(dòng)位置，伺服電機(jī)的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向和移動(dòng)的方式均有機(jī)器人的示教盒進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)人員通過修改示教盒上的參數(shù)設(shè)定機(jī)器人的涂膠軌跡。

這個(gè)系統(tǒng)的移動(dòng)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)?？刂颇Ｊ接形恢每刂?，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(jī)械和一般工業(yè)機(jī)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(gè)人計(jì)算機(jī)，就能進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、試運(yùn)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(jī)編碼器采用了分辨率為131072脈沖/轉(zhuǎn)的絕對(duì)位置編碼器，所以比 MELSERVO-J2系列具有進(jìn)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(duì)位置系統(tǒng)，這樣在原點(diǎn)經(jīng)過設(shè)置后，當(dāng)電源重新投入使用時(shí)或發(fā)生報(bào)警后，不需要再次原點(diǎn)復(fù)歸也能繼續(xù)工作。

4 ?整個(gè)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(jìn)行轉(zhuǎn)送，一旦遇到空氣，玻璃膠就會(huì)發(fā)生硬化，所以這個(gè)供膠系統(tǒng)必須要保證密閉良好。同時(shí)由于玻璃膠本身的粘稠度較高，所以這個(gè)系統(tǒng)泵的壓力要達(dá)到120MPa以上，才能保證玻璃膠的正常流動(dòng)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(qiáng)日常點(diǎn)檢和劣化復(fù)原工作，同時(shí)規(guī)范員工在更換膠桶時(shí)的操作，防止更換膠桶過程中，玻璃膠與空氣長(zhǎng)時(shí)間接觸硬化。同時(shí)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(hào)檢測(cè)開關(guān)對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢查，然后通過CClink現(xiàn)場(chǎng)總線將信號(hào)轉(zhuǎn)送到PLC，PLC通過邏輯運(yùn)算，再將輸出信號(hào)通過CClink現(xiàn)場(chǎng)總線送到各個(gè)氣缸、電機(jī)等活動(dòng)單元，控制氣缸、電機(jī)等機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。所以要保證現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的穩(wěn)定性和信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，所有PLC系統(tǒng)常見的問題有：（1）檢測(cè)信號(hào)丟失;（2）信號(hào)通信異常等，在日常維護(hù)保養(yǎng)中，已經(jīng)要定期檢查信號(hào)開關(guān)的使用狀態(tài)和位置情況，同時(shí)保證各個(gè)接線頭緊固良好。

4.3 機(jī)器人動(dòng)作系統(tǒng)的常見問題

機(jī)器人動(dòng)作系統(tǒng)的動(dòng)作的快慢和動(dòng)作的位置會(huì)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(jì)不同車型玻璃的涂膠軌跡的時(shí)候，要特別注意機(jī)器人的移動(dòng)速度和移動(dòng)的角度。并注意移動(dòng)方式的選擇，這樣才能保證所設(shè)計(jì)的涂膠軌跡能夠滿足不同車型玻璃的工藝要求。同時(shí)伺服控制系統(tǒng)大部分都是集成化的，平常使用的時(shí)候要注意做好活動(dòng)部件的潤(rùn)滑和緊固工作。

5 ?結(jié)語(yǔ)

工業(yè)機(jī)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(dòng)的生產(chǎn)力， 但是必須要我們時(shí)刻保持精益求精的工作態(tài)度和孜孜不倦的認(rèn)真精神，才能更好地利用機(jī)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(jī)器人的角度淺談機(jī)器人的控制的原理和控制方式以及后期的維護(hù)保養(yǎng)，以便讀者能在類似的機(jī)器人控制系統(tǒng)中提供一些參考意義。

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