涂胶机器人用户使用说明书.doc

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风挡玻璃涂胶工作站使用说明书

D/RIAMB-850415-SY

使用说明书

项目名称：

东安黑豹风挡玻璃机器人自动涂胶工作站

项目承担单位：

北京机械工业自动化研究所机器人中心

北京机械工业自动化研究所

目录

1.概述

2.机器人自动涂胶系统构成

3.机器人自动涂胶工作站各设备简介

4.气动工作原理

5.工作站控制柜操作说明

1.概述

工作站用于汽车前后风挡玻璃和侧窗玻璃涂胶，涂胶分别在两个工作台上完成：

前后风挡玻璃装卡在翻转工作台上，左右侧窗玻璃装卡在固定工作台上，工件由气缸定位夹紧后，由FANUCM16i机器人在玻璃边缘进行涂胶。

前后风挡玻璃涂完胶后经翻转180°后放置在翻转台前的工件支架上，人工用吸盘取走工件进行装配，左右侧窗玻璃经气缸定位夹紧后进行涂胶，完后即可人工取走工件进行装配。

供胶系统采用55加仑和5加仑65：

1柱塞泵为系统供胶，可确保比较粘稠的胶出胶量均匀。

由于胶比较粘，在空气中容易凝固，因此工作一段时间后需要将枪嘴的胶刮掉，以避免胶形改变。

机器人在涂胶若干循环后，将枪尖移至刮胶工作台的钢丝上将多余的胶刮到下面的小桶中即可。

机器人的工作范围外部设置护栏，将电控柜布置在合理的位置上，以使机器人运动时不与机器人发生干涉，并且利于操作。

双工位旋转台上也o设有防护门，机器人工作位在护门内，上下工件工位在护门外。

2.机器人自动涂胶系统构成

机器人自动沾胶工作站主要包括：

1、转工作台：

前后风挡玻璃定位、夹紧、翻转作业

2、侧窗固定式工作台：

侧窗玻璃定位夹紧作业

3、胶嘴清理即刮胶装置

4、FANUCM16iB/10L型机器人

5、由美国GRACO公司成套提供涂胶系统冷胶输供系统

6、工作站电控系统

7、防护栏或工作间（厂方自制）

机器人风挡玻璃涂胶工作站布置图如下：

设备相关技术参数和功能要求：

1.工件尺寸：

（共两种车型、八块玻璃）

2.胶条断面尺寸：

胶条断面（暂定）：

边长为10mm×15mm的三角形式

涂胶位置：

沿玻璃外沿涂完整的一周圈

3.生产节拍：

8分/辆

4.控制系统主要功能：

工作站电控系统严格控制翻转工作台运动程序以及侧窗定位工作台，真空发生器状态检测，机器人涂胶程序自动选择，胶枪与机器人动作的协调，具有启动，急停，暂停，手动/自动状态切换等，确保涂胶系统按程序正常执行和安全运行。

3.机器人自动涂胶工作站各设备简介

3.1翻转工作台

3.1.1结构及原理介绍

翻转工作台用于前后风挡玻璃涂胶前定位夹紧、工件吸附和涂胶后翻转180°置放工件。

作业顺序为：

放置工件与托臂上托臂下降工件落至支撑座上横向和纵向卡紧轮同时移动将工件卡紧定位吸盘升起吸附工件

横向和纵向卡紧轮松开机器人对工件涂胶翻转架与吸附的工件翻转180°吸盘释放工件落于支撑架上翻转架翻转-180°回原位。

翻转工作台结构图如下：

3.1.1.1托臂装置结构及原理简介

托臂机构由气缸驱动做上下往复动作，在初始时未放置工件时处于抬起状态，放置工件后，感应接近开关，托臂下降，工件被支撑座接住。

托臂装置起到初定位的作用，托臂与工件接触部分采用尼龙制作，并根据几种工件的大小，在相应位置作出标记，以方便操作者放置工件。

托臂装置分为左右两部分，分别由两个气缸驱动，为保持左右托臂动作一直，须控制各个气缸的运动速度，即调节各气缸进出气口的调速阀，旋钮顺时针转为减速，逆时针转为加速。

3.1.1.2对中卡紧装置结构及原理简介

对中卡紧装置是将工件从横向和纵向加紧并定位，为机器人涂胶作准备。

前后风挡玻璃外形基本为等腰梯形（其中一种一侧有缺口，另行考虑），夹紧时从玻璃上下底边和两侧边两个方向进行夹紧，两个方向中的两个挡块通过曲柄滑块机构和双层转盘联接，同时向中间的工件靠拢，并用尼龙轮夹紧，这样即可保证同步，又可保证定位准确。

双向夹紧的曲柄均采用气缸驱动，滑块与转盘通过铰链联接，并由直线导轨导向，得到我们需要的夹紧位移方向。

对于一侧有缺口的玻璃，在缺口处增加一个气缸，当横向夹紧滑板到位后，缺口处的气缸伸出，直到这一侧夹紧块与玻璃接触夹紧。

夹紧动作完成过程为，当工件落至支撑座上后，接近开关发出有件信号，控制系统控制两个方向的夹紧气缸同时向工件靠拢，当加紧块与工件接触到并夹紧后气缸上的行程开关点亮，表示工件已夹紧，此时缺口处定位气缸开始动作，如不能前进则表示此工件非缺口玻璃，如向前动作一段行程，行程开关检测到位，则表示是缺口玻璃，因此根据不同的行程开关到位检测，可判断是哪种工件，机器人根据此信号选择相应的涂胶程序。

气缸进气和出气口处装有截流调速阀，可调节气缸运行速度，调节至两个气缸速度基本一致。

在气缸动作过程中，由于工件位置为粗放未置，可能不在正中位置，夹紧块将会先后与工件边缘接触，自动将工件对中，在此过程中有一个调整位置过程，圆柱状定位块外层可旋转，可在夹紧过程中弥补位置的偏差。

对中卡紧机构结构图如下：

3.1.1.3吸附翻转装置结构及原理简介

吸附翻转装置是将工件吸附后涂胶，涂胶后将工件翻转180°释放工件。

工作过程为工件经对中夹紧后，吸盘向上抬升与工件接触后打开真空将工件吸附，系统检测四个吸盘真空度达到要求后，定位块松开，机器人开始涂胶，涂胶完成翻转装置翻转180°将工件释放在工作台前的工件支架上，翻转架返回原位，等待下一工作循环。

吸附装置由4个φ80直径的风琴式吸盘和4个真空发生装置组成。

由于工件形状为圆弧形，且各种工件弧度大小不一致，所以采用风琴式吸盘可适用于几种工件，以弥补外形上的差异。

一个吸盘配一个真空发生器，可确保系统安全，保证系统在四个吸盘真空度全部达到要求后再进行下一动作。

气缸将吸盘座抬升至与工件接触，行程30mm，吸盘固定架由四个导向轴导向，四个吸盘整体动作。

初始位置为气缸伸出，当工件夹紧后提升至与工件接触，到位后真空发生器作用，吸附工件。

翻转架翻转由三相异步电机减速机加变频器驱动，电机减速机选用德国SEW产品，型号：

R77-DT80N4，功率0.75KW，最高转速1500r/min,，减速比：

121.42。

二级减速为齿轮减速，减速电机输出轴直联小齿轮，经中间过渡轮传递到翻转轴上。

吸附翻转装置结构图如下：

3.2侧窗固定式工作台

3.2.1结构及原理介绍

固定工作台用于侧窗玻璃涂胶前定位夹紧。

工作台分为左右两侧，分别适用于两种侧窗玻璃。

工件涂胶前先判断左右，然后放置在相应的支撑座上，并且将工件其中相邻的两边（与图中对应）与工作台上的固定挡块贴住，接近开关检测到有工件后，另两个方向的活动定位块由气缸驱动，导杆导向向工件靠拢，直到顶住工件边缘，行程开关进行检测，并判断工件种类，机器人得到信号后，执行相应的涂胶程序，完成后挡块退回。

工作台上的支撑座和挡块均采用尼龙材料，中间的固定挡块为两侧公用，且外圈可旋转。

固定工作台结构图如下：

3.3胶嘴清理即刮胶装置

由于胶黏度较大，且在空气中容易凝固，枪嘴出胶口处会被堵住，这样会影响出胶量的均匀和胶形的稳定，因此涂胶进行一段时间后，需要进行枪嘴的清理，即将枪嘴的胶刮掉。

机器人在涂胶若干循环后，将枪尖移至刮胶工作台的钢丝上将多余的胶刮到下面的小桶中即可，留在钢丝上的凝固的胶由气缸驱动的刮板往复动作若干次刮掉，以保持钢丝的清洁。

3.4FANUCM16iB/10L型机器人

FANUCM16iB/10L型机器人是6轴空间关节型，该机器人配以FANUC第三代控制器R-J3B采用最新运动控制技术，各轴工作速度提高，稳定性好，工作效率高。

FANUCM16iB/10L型机器人动作范围图

基本参数：

项目

规格

动作类型

多关节型机器人

控制轴

6轴（J1、J2、J3、J4、J5、J6）

放置方式

地装

动作范围

（最大动作速度）

J1轴旋转

340°

J2轴旋转

250°

J3轴旋转

455°

J4轴手臂旋转

400°

J5轴手腕旋转

280°

J6轴手腕旋转

900°

J1轴旋转

165°/s

J2轴旋转

165°/s

J3轴旋转

175°/s

J4轴手臂旋转

350°/s

J5轴手腕旋转

340°/s

J6轴手腕旋转

520°/s

腕部许用最大扭矩

J4轴

2.2Kg·f·m

J5轴

2.2Kg·f·m

J6轴

1.0Kg·f·m

腕部许用最大惯量

J4轴

6.4Kgf·cm·s2

J5轴

6.4Kgf·cm·s2

J6轴

1.5Kgf·cm·s2

最大活动半径

1885mm

手部最大负载

最大10kg

驱动方式

AC伺服马达驱动

重复精度

±0.1mm

机械部分重量

230kg

防尘标准

IP54

防水标准

IP65

安装环境

周围温度：

0—45°C

周围湿度：

通常75%RH以下

短期95%RH以下（一个月内）

振动值：

0.5G以下

R-J3BMate控制器单元:

英文显示

基本配置:

i型箱体

电源输入：

380V/3相内置变压器

FlashROM模块容量:

4MB

DRAM模块容量:

8MB

CMOSRAM模块容量:

512KB

操作盒（TypeA）连接电缆：

5米

示教盘连接电缆：

10米

数字信号I/O（12/12）连接电缆：

10米

备件（保险丝,后备电池）

软件

-基本软件

-基本字库:

英文

-机器人软件

-SealingTool软件

-数字伺服功能

-操作指令功能

-位置寄存器功能

-时间计数器功能

-外部程序选择功能

-磁盘连接功能（用户选项）

-TCP自动设定功能

手册（英文版）

-SealingTool软件操作和设置手册

-机器人的机械维修手册

-R-J3iB控制器维修手册

FANUCM16iB/10L型机器人其动作范围可充分满足前、后风挡玻璃涂胶工作要求（参见布置图）

4.气动工作原理

工作台气动原理图如下：

4.1工作站气动系统结构特点：

1）均采用日本SMC公司气动元件，质量好性能稳定。

2）翻转台对中夹紧和托臂采用气压驱动，气缸采用方形双作用气缸，行程大，承载力大，行程两端处具有缓冲旋钮，可使气缸运动到两个极限位置时平稳，减少冲击，缓冲效果好。

3）吸盘提升气缸采用薄形气缸，外形小巧，节省空间，承载能力大，并且两端也可调缓冲。

4）固定工作台上的定位气缸采用圆形标准气缸，节省空间，固定方式多样方便。

5）每台气缸的正反方向转换均通过一个两位五通电磁阀来控制，根据流量的不同，选用不同型号的电磁阀。

6）每台气缸在极限位置设有行程开关，行程开关向控制系统给出位置信号，定位夹紧用需判断工件种类的气缸设置了多个开关。

7）每台气缸都采用回流节流调速（排气口安装有节流调速阀），可手动调节排气量的大小，以改变速度，因此速度刚性好，平稳。