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孫穎（1959－）
女，教授，吉林長春人，現就職于長春工業大學電氣與電子工程學院，研究方向為電氣傳動及控制技術在工業控制領域中的應用。

摘要：本文介紹一種用于汽車裝配生產線的機器人涂膠滾邊工作站。其主要內容包括機器人及其控制、車門抓手及滾邊頭的結構、膠液供給系統等。這種工作站保證了涂膠的均勻性、一致性、準確性，提高了機器人的利用率，具有明顯的實際應用價值。

關鍵詞：機器人；車門；抓手；涂膠

Abstract: This paper presents a robot station of spray glue and rim applied in the car assembly line. It is made up of the robot, the control system, the grab hand of car door and piped head, and glue supply system. The station makes spray coating well-distributedquality, and therefore improves efficiency of the robot and has high performance in the practical applications.

Key words: robot；car door；grab hand；spray coating

    傳統的車門生產工藝，大多采用人工涂膠，在這種涂膠作業方式下，涂膠需要導向，造成生產效率極為低下。而且，對于復雜形狀的零件，用人工涂膠幾乎是不可想象的。因此簡化涂膠作業的結果是造成轎車的隔音減震效果不佳。而對于車門的折邊，大多是采用液壓折邊或是電動折邊，用這種工藝生產造成設備一次性投資成本大，而且一旦車型停產，設備也就隨之報廢，極為浪費。

    本文介紹一種目前正推廣應用的機器人涂膠滾邊控制系統，它不但能保證車門的生產質量，而且生產效率高，設備的一次性投資成本低。

1  工作站的組成

                         圖1   汽車車門涂膠滾邊機器人工作站平面布局圖

    工作站的總體布局如圖1所示，屬于水平回轉方式的工作站。主要由機器人及其控制系統、膠液供給系統、滾邊摸板、下件翻轉機構成。傳統的機器人涂膠方式是機器人抓握膠槍，沿零件待涂部位運動完成涂膠。此系統將膠槍固定在懸臂上，讓機器人抓握零件在膠槍下走軌跡完成涂膠。這種方式的好處有三點，首先，對于形狀復雜的零件，能更好的保證涂膠的精確性和重復涂膠的一致性；其次，機器人除了能完成涂膠任務外，還擔起了搬運及滾邊的任務。充分利用了機器人的大載重、工作靈活的特點；第三是采用膠槍固定的方式，使得膠槍和膠槍軟管均不動,能有效的避免膠槍軟管被拉伸的狀況，保證了出膠的均勻性和穩定性，從而保證了涂膠的質量。另外，考慮到應急情況和作為工件緩沖的需要，還配置了一個手動涂敷裝置。

2  機器人

    機器人是工作站的核心，根據現場需要，選用ABB公司的6600/2.8-175 M2000A 工業機器人。它具有高可靠性，廣泛應用于搬運、涂敷、焊接和切割等作業場合。機器人的工作半徑為2.8米，有效載荷為175公斤，控制系統為M2000A 。通過離線仿真軟件RobotStudio可以編制適合不同類型、不同尺寸的工件作業程序，然后下載到機器人控制器，最后在線示教調整軌跡，通過這種方法可以很方便的完成機器人軌跡程序的編制工作。

3  機械結構

    主要機械結構有兩部分：一是抓手、二是滾邊頭。

 
                                              圖2   抓手

         

                                             圖3   滾邊頭 
                              

抓手主要用于機器人抓握車門零件進行搬運和涂膠等作業，固定在機器人第六軸的法蘭盤上。抓手上有夾頭及零件檢測開關，機器人根據零件型號調用相應的作業程序，可以完成抓取零件、涂膠、放零件等工作。零件涂膠并完成合裝后，機器人放下抓手，更換滾邊頭，對合裝好的零件進行滾壓包邊。滾壓包邊主要是機器人對零件進行多次的滾壓，達到車門內外板扣合的目的。

4  膠液供給系統

膠液采用目前性能優良的雙組分濕氣固化聚氨脂膠，它的粘度很高，特別是低于5℃時膠的粘度增加很快，因此選用雙桶熱涂膠機組，帶一把膠槍時涂膠機組的尺寸為 1000 x 670 (最大高度 ：2620mm)，控制盒尺寸為800 x 1800 x 400。該涂膠機組由壓膠泵，控制盒，帶內置式定量裝置的涂膠槍、清槍器、保溫室等構成。在保溫室內裝有兩臺柱塞式壓膠泵，一臺工作時，另一臺進行預熱，交替使用，打開密封的開啟門，可以更換膠桶；定量泵按設定值可控制膠液的噴吐量；膠槍裝在固定不動的懸臂上，采用膠條涂膠，直線最大速度為450mm/s；清槍器定期對膠槍噴嘴予以清理，以免超時待機后噴嘴處膠液風干而堵塞噴嘴。

         
                                     圖4   雙桶熱涂膠機組

5  控制系統         

電氣控制系統由三個部分組成，即機器人控制，工作站控制和供膠系統控制。機器人控制柜除控制機器人的六個電機外, 還控制固定在第六軸上的執行器（抓手或滾邊頭）；膠液供給控制系統相對獨立、自成體系，完成壓膠泵、定量泵、膠槍、溫度調節等的控制和協調；工作站控制柜是主控柜，除負責機器人外圍設備的信號處理和動作控制外，還要完成三個系統之間的信號協調和控制。工作站控制應用西門子的WinAC Slot 416 插槽式PLC，采用分布式I/O控制，通過profibus總線將各個從站連接起來，機器人和膠液供給系統分別是總線上的一個從站。這種方式將一個大系統分成了幾個相對獨立的小系統，既可以同時設計調試這些小系統，又可以在出現故障時將各個系統隔離，便于故障的查找。

6  結語

目前，此機器人涂膠滾邊系統已投入運行，運行后能達到預先的設計效果：出膠定量、流速均勻、軌跡行程精確、滾邊質量高且快速。該工作站還可用于汽車行李箱蓋，發動機罩蓋的涂膠及滾邊生產。

    其他作者：
    
    葉玉杰（1980-），女，長春工業大學在讀碩士研究生，研究方向為電力電子與電力傳動；

    高振元，男，長春工業大學在讀碩士研究生；

    祁曉鈺，女，長春工業大學在讀碩士研究生。

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