基于驅(qū)控一體點(diǎn)膠機(jī)器人

賀威

摘要：驅(qū)控一體點(diǎn)膠機(jī)器人自動(dòng)化設(shè)備是智能機(jī)器人系統(tǒng)中不可缺少的一個(gè)的重要組成部分，它可以很好進(jìn)入人類工業(yè)生產(chǎn)，給點(diǎn)膠行業(yè)帶來便利，提高產(chǎn)品加工效率，節(jié)約人力。用自動(dòng)化方式能很好的取代手工業(yè)生產(chǎn)，近年來一直受到重點(diǎn)關(guān)注。 主要介紹驅(qū)控一體點(diǎn)膠機(jī)器人的設(shè)計(jì)理念，各設(shè)備使用原理，機(jī)械組成部分，多功能調(diào)試，使用場(chǎng)景等分析。 驅(qū)控一體點(diǎn)膠機(jī)器人是在多年的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高速度，高精度，高效率的全自動(dòng)化智能機(jī)器設(shè)備。適用于加工各類產(chǎn)品點(diǎn)膠、涂膠的全自動(dòng)化智能機(jī)器設(shè)備。小型桌面式點(diǎn)膠機(jī)器人屬于高精密機(jī)器設(shè)備。自動(dòng)點(diǎn)膠和高精度點(diǎn)膠控制技術(shù)于一體的高科技設(shè)備。

關(guān)鍵詞：驅(qū)控一體點(diǎn)膠機(jī);四軸機(jī)器人;運(yùn)行調(diào)試;機(jī)電控制;智能一體化

點(diǎn)膠機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

為了滿足我國(guó)工業(yè)的大力發(fā)展，科技創(chuàng)新是第一生產(chǎn)力，在工業(yè)生產(chǎn)中都需要使用到點(diǎn)膠機(jī)來加工粘貼，比如集成電子線路板、印刷電路板、顯示屏、等電子元器件貼裝，傳感器及醫(yī)療器械領(lǐng)域，機(jī)械五金，汽車車身零件等等。適用的產(chǎn)品主要包括：手機(jī)側(cè)面按鍵、電子印刷、各種電器開關(guān)、數(shù)碼連接器、數(shù)碼相機(jī)產(chǎn)品、對(duì)講機(jī)、蜂鳴器、變壓器、音響功放、晶振元器件、各類電子元器件、集成電路板、顯示屏全封裝、鋁合金外框粘接、鏡頭密封、機(jī)械零部件連接處密封等，密封后達(dá)到防塵，防潮防震動(dòng)，和防止其他極端條件下對(duì)物體的影響，延長(zhǎng)使用時(shí)間，起到保護(hù)作用。

膠水種類繁多，用途廣，點(diǎn)膠機(jī)根據(jù)加工物件不同選擇不同種類膠水，膠水多種如下：各種有機(jī)溶劑，粘接劑，油漆類產(chǎn)品，硅酸凝膠、焊錫膏、防水材料，401工業(yè)膠水 導(dǎo)電膠、熱熔膠、 UV紫外固化膠、鎖固膠、 AB速干膠速干膠、氣缸密封圈膠、潤(rùn)滑油脂、電焊膏、等。

1點(diǎn)膠機(jī)的發(fā)展前景

據(jù)相關(guān)部門調(diào)查，點(diǎn)膠機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍分別涉及各種行業(yè)。分別是：電子組裝、微電子封裝、電氣設(shè)備、家電產(chǎn)品、照明、太陽能綠色能源、汽車零部件、機(jī)械工程、航空航天材料、光學(xué)器件、輕工業(yè)、 然而，點(diǎn)膠機(jī)產(chǎn)品尚未涉及或?qū)⒁婕皯?yīng)用的領(lǐng)域還有許多，點(diǎn)膠機(jī)的市場(chǎng)需求在不斷的增加，所能夠應(yīng)用的行業(yè)也在不斷的增加，使得點(diǎn)膠機(jī)在工業(yè)發(fā)展應(yīng)用中既面臨挑戰(zhàn)，又有許多發(fā)展機(jī)遇。

點(diǎn)膠機(jī)的組成及特點(diǎn)

完整的點(diǎn)膠控制系統(tǒng)應(yīng)由，驅(qū)控一體點(diǎn)膠機(jī)機(jī)器人，ARM編程軟件，控膠器，蠕動(dòng)膠桶，蠕動(dòng)機(jī)，踏板開關(guān)等機(jī)器組成。

2 點(diǎn)膠機(jī)器人結(jié)構(gòu)

點(diǎn)膠機(jī)器人由“機(jī)械臂+驅(qū)動(dòng)電機(jī)+蠕動(dòng)機(jī)+運(yùn)動(dòng)控制程序”四大部分組成。

機(jī)械臂部分就是一個(gè)多自由度的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平臺(tái)。由第一機(jī)械臂，第二機(jī)械臂，花鍵絲桿軸，末端法蘭組成。第一機(jī)械臂 采用鑄造成型，輕量化設(shè)計(jì)，提高機(jī)器人性能，節(jié)約能耗。第二機(jī)械臂內(nèi)置三組電機(jī)，高精度升降旋轉(zhuǎn)軸J3軸和J4軸通過同步帶傳動(dòng)，穩(wěn)定可靠。

點(diǎn)膠針頭可以通過末端法蘭連接到第四機(jī)械軸上，控制機(jī)器人機(jī)械臂的移動(dòng)定位到空間的任意X，Y，Z坐標(biāo)點(diǎn)位。運(yùn)動(dòng)控制程序?qū)懭霗C(jī)器，測(cè)試選出最合理點(diǎn)膠工作路線，A工作點(diǎn)到B工作點(diǎn)以直線距離最短的路線快速到達(dá)工作點(diǎn)，提高工作效率，減少加工件加工處理的時(shí)間。部分加工件拐角處的出膠膠量處理，在直角拐角處時(shí)，經(jīng)過拐角處的時(shí)間比直線，曲線的時(shí)間要長(zhǎng)，機(jī)械臂移動(dòng)速度緩慢，蠕動(dòng)機(jī)以同樣轉(zhuǎn)速來輸送膠水的話，會(huì)導(dǎo)致直角處膠水過多溢出，造成加工件質(zhì)量不合格。所以針對(duì)以上情況，對(duì)程序做出了調(diào)整，向伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器發(fā)送信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到指定工作地點(diǎn)，控制機(jī)器的機(jī)械臂走出多種的軌跡，靈活地控制擺臂運(yùn)動(dòng)速度，加速度，進(jìn)行高精度的定位點(diǎn)膠。

2.1 編程軟件

所使用編程器軟件是使用李群自動(dòng)化公司制作的Autonation Resource Manager，簡(jiǎn)稱ARM， 軟件操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)補(bǔ)全語句，語法提示，代碼高亮，仿真測(cè)試，內(nèi)置宏語言手冊(cè)等功能非常不錯(cuò)。為編程者提供人機(jī)交互界面，編程軟件中設(shè)置快捷運(yùn)動(dòng)指令，掃描機(jī)器狀態(tài)，調(diào)整機(jī)器人系統(tǒng)速度和運(yùn)動(dòng)速度，伺服狀態(tài)，回零狀態(tài)。

點(diǎn)膠機(jī)的試運(yùn)行

首先檢查機(jī)器急停按鈕是否牢固連接，點(diǎn)膠機(jī)器人電源開關(guān)及各設(shè)備之間的接線是否牢固可靠，點(diǎn)膠機(jī)在急停開關(guān)處于旋開狀態(tài)，接線無誤后按下驅(qū)控一體點(diǎn)膠機(jī)和蠕動(dòng)機(jī)開關(guān)。點(diǎn)膠機(jī)通電后，第二機(jī)械臂上的LED指示燈開始閃爍，閃爍停止后，機(jī)械臂電機(jī)通電完成，ARM編程軟件界面顯示 “上電完成”，提示機(jī)械臂已上電完成，默認(rèn)程序初始化完畢。機(jī)械臂回到零點(diǎn)，等待程序運(yùn)行，復(fù)位運(yùn)行后 LED 默認(rèn)亮綠燈，程序下載到機(jī)器主控電腦上，程序任務(wù)確定后，機(jī)器人自動(dòng)運(yùn)行模擬，自檢判斷各機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)范圍，點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)行軌跡是否正確。

點(diǎn)膠過程

電腦與四軸機(jī)器人IP連接，將程序?qū)懭階RM軟件中，編譯完成無誤后，程序下載至四軸機(jī)器人，四軸機(jī)器人機(jī)械臂回到零點(diǎn)，點(diǎn)膠機(jī)器人IO控制繼電器閉合同時(shí)啟動(dòng)蠕動(dòng)機(jī)配合轉(zhuǎn)動(dòng)，將膠水抽入儲(chǔ)罐中，壓入膠管，等待點(diǎn)膠工作，工作人員取出加工件放入點(diǎn)膠機(jī)器人工作臺(tái)中固定，逐步啟動(dòng)機(jī)器人，設(shè)置為自動(dòng)模式，點(diǎn)膠機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)膠加工，點(diǎn)膠過程以所編程序?yàn)榛A(chǔ)，逐步運(yùn)行，運(yùn)行完成后，自動(dòng)回到待機(jī)零點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)，由工作人員下料，安裝好下一個(gè)工件，再進(jìn)行下一個(gè)作業(yè)。

點(diǎn)膠機(jī)的設(shè)計(jì)理念

機(jī)器人點(diǎn)膠系統(tǒng)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)構(gòu)成。 蠕動(dòng)機(jī)滾輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓縮空氣，膠水被壓縮送入橡膠瓶（金屬注射器），將膠水?dāng)D壓進(jìn)與活塞室相連的4mm進(jìn)料管中，當(dāng)蠕動(dòng)機(jī)滾輪工作壓縮時(shí)，儲(chǔ)膠室中填滿膠水，當(dāng)蠕動(dòng)滾輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，膠水被擠壓出針頭噴嘴。壓縮出的膠量由蠕動(dòng)滾輪的運(yùn)動(dòng)行程決定，出膠量速度由蠕動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。

參考文獻(xiàn)

[1]王田苗，劉進(jìn)長(zhǎng). 機(jī)器人技術(shù)主題發(fā)展戰(zhàn)略的若干思考[J]. 中國(guó)制造業(yè)信息

[2]朱磊磊，陳軍. 輪式移動(dòng)機(jī)器人研究綜述[J]. 機(jī)床與液壓， 2009，08：242-247.

[3]周衛(wèi)華，王班，郭吉豐. 連續(xù)切換輪及其移動(dòng)機(jī)器人的自鎖特性[J]，2013-7

[4]陳淑艷，陳文家. 履帶式移動(dòng)機(jī)器人研究綜述[J]. 機(jī)電工程

[5]張玉華，趙杰，張亮，齊立哲，蔡鶴皋. 新型模塊化可重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2006-5