机器人自动涂胶在国内汽车灯具行业的成功应用概要

机器人自动涂胶在国内汽车灯具行业的成功应用

摘要：介绍了机器人自动涂胶在国内汽车灯具行业的成功应用；包括涂胶工作站系统组成、关键技术及实现方法；并对应用前景和经济效益进行了论述。关键词：机器人；输胶设备；交叉往复移动式工作台。0概况北京机械工业自动化研究所（以下简称自动化所）与天津市某汽车灯厂（以下简称用户）签订合作协议，承担了“（两个）车灯机器人自动涂胶工作站工程”的研制任务。该项目在自动化所科研人员与用户技术人员的努力工作和通力协作下，

摘要：介绍了机器人自动涂胶在国内汽车灯具行业的成功应用；包括涂胶工作站系统组成、关键技术及实现方法；并对应用前景和经济效益进行了论述。

关键词：机器人；输胶设备；交叉往复移动式工作台。

0 概况

北京机械工业自动化研究所（以下简称自动化所）与天津市某汽车灯厂（以下简称用户）签订合作协议，承担了“（两个）车灯机器人自动涂胶工作站工程”的研制任务。该项目在自动化所科研人员与用户技术人员的努力工作和通力协作下，取得了圆满成功；它的成功应用是我国汽车灯具工业实现向规模化、自动化、高效化发展的良好开端，在国内汽车灯具行业产生了巨大反响。

本项目采用ABB公司IRB1400 型6 自由度交流伺服机器人和美国Graco 公司BRLLDOG25 ：1输胶设备系统，进行总体设计和系统集成，组成完整的自动涂胶工作站。工作站主要由以下主要设备组成：

（1）自动涂胶机器人；

（2）输胶设备系统及自动挤胶枪；

（3）交叉往复移动式工作台；

（4）系统总控台；

（5）工装夹具。

1 车灯涂胶（生产）能力要求

根据用户要求，这两个工作站要完成：

夏利轿车前照灯、两厢尾灯的涂胶节拍为14s/ 只；

夏利位置灯的涂胶节拍为5s/ 只；

大发前照灯的涂胶节拍为10s/ 只。

2 自动涂胶质量标准要求

根据用户要求，这两个工作站必须在满足生产节拍的情况下，达到以下涂胶质量标准：

（1）在涂胶过程中不允许有任何胶料飞溅到车灯胶槽以外；

（2）胶形均匀一致，搭接合理美观；

（3）灯具装配后不能有任何溢胶现象；

（4）车灯装配后气密试验合格。

3 涂胶工作站系统说明

3.1 工作方式

车灯自动涂胶机器人和操作人员分别在往复式工作台两端（见图

1 ），一端为人工上下料工位，位于安全工作区，另一端为机器人自动涂胶工位，工件到位后位于机器人工作范围内。操作人员在上下料工位将待涂胶工件装入工装后踩动脚踏开关，工作台将工件由上下料工位传送至自动涂胶工位，工件到达自动涂胶工位后，给机器人一个启动信号，机器人便开始做涂胶工作，涂胶完成后机器人给工作台一个回程信号，已涂胶工件被传送至上下料工位，此时操作人员将已涂工件卸下，重复以上工作。

3.2 自动涂胶机器人工作站

ABB 公司IR1400 型6 自由度交流伺服机器人是一种关节式的编程示教型通用机器人。它具备与外围设备进行通讯的功能。具有高的加速性能、精确的轨迹跟踪和快速的转角特性，持重5kg。这种机器人的所有特性及工作参数都符合车灯自动涂胶作业要求。

3.3 往复移动式工作台

往复移动式工作台的往复运动由双作用往复移动式无杆气缸来实现。工装夹具安装在无杆气缸的运动块上，从而驱动工件在机器人涂胶工位与人工上下料工位之间往复运动。工作台具有工件到位检测信号并具备与机器人和总控台之间的通讯功能，工作台行程为800mm，最大驱动力为50kgf。

3.4 输胶设备（见图2 原理图）系统

Graco 公司BOLLDOG25 ：1 输胶设备系统可以实现对RTV 系列硅胶的压力输送。压盘与胶桶内壁严格密封，压入后将多余空气从压盘上一导气管排出，桶内形成负压。在泵、压盘、升降气缸向下的作用力及系统其他附件重力作用下，输胶泵以压缩空气为动力，泵空气马达上下往复运动带动柱塞泵将桶内硅胶吸进并以一定压力通过胶管输送给自动胶枪。机器人控制系统向电磁阀发送电信号，在压缩空气作用下自动挤胶枪处于打开状态，此时胶枪可以正常工作。

由于压盘完全盖住桶盖，因而保证桶里胶料与空气完全隔绝，在长时间停产情况下，硅胶也不会发生固化现象。（R T V 硅胶在与空气中水份发生反应后便会固

化）。以下输胶设备有关参数：

（1）泵压力比25∶1

（2）泵最大流量13.3L/min

（3）泵最大压缩空气消耗量2.9m3/min（在7kg/cm2时）

（4）泵最大工作压力7kg/cm2

（5）泵最大输胶压力169kg/cm2

（6）自动挤胶枪最大耐压210kg/cm2

（7）自动挤胶枪流量2.1L/min（25 万厘泊胶,100kg/cm2）

3.5 总控台总控台是协调机器人、工作台及人工操作必备的通讯枢纽装备，具备以下功能：

（1）工件号选择；

（2）手动控制工作台往复运动（或人工调试功能）；

（3）急停；

（4）工作台人工及自动切换。

总控台位于操作人员上下料工位，便于操作工选择工件号及紧急情况下的急停。

4 系统设计中遇到的问题和处理措施

4.1 往复移动式工作台驱动装置

往复移动式工作台驱动装置采用无杆气缸驱动。由于进口无杆气缸成功地解决了滑道和密封的可靠性问题，而且无杆气缸比有杆气缸可以缩短长度尺寸，使工作台结构更加紧凑。

4.2 机器人与工作台整体底座

经过分析我们设计了使机器人和工作台处于刚性连接的整体底座，它具有以下优点。

（1）在整体底座和工作台及机器人之间固定销联接，使机器人与工作台的相对位置始终保持不变，即使维护工作台或机器人时将其从整体底座上拆卸，再次安装时也能保证它们之间的相对位置不会发生改变。

（2）采用整体底座可以避免因地面施工质量问题而影响机器人和工作台的安装位置与设计位置偏差。