汽车玻璃机器人涂胶工作站回转台设计 - 图文(4)

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2.1.3 系统构成 该系统主要有四个子系统构成：汽车系统、电气系统、夹具系统、供胶系统。

1.汽车系统：汽车本体、汽车控制柜。

2.电气系统：西门子PLC及现场模块、西门子TP270触摸屏、主控柜及其它电器柜。 3.夹具系统：转台及滑台夹具、清胶装置。

4.供胶系统：K70：1柱塞泵、齿轮定量泵、自动旋转加热胶枪。

系统特点：夹具柔性控制、玻璃自动识别、胶形胶量稳定、夹具容量扩展性大等。 2.1.4 系统操作模式

1.系统操作模式有自动和手动两种，可以通过触摸屏下方的工作模式选择开关进行工作模式切换。

2.手动模式时，可以通过监控盒上的按钮来完成夹具对中，吸盘气缸上升与下降，真空建立与破坏等。触摸屏上还有部分不经常使用的手动画面。汽车可以通过示教器进行移动、调整轨迹、编程、设置、测试运行、状态监视等操作。

3.自动模式时，操作员装好待涂玻璃，双手按下“准备涂胶”按钮，夹具自动夹紧后，汽车即进行自动涂胶，涂胶完成后夹具自动松开。某工位在涂胶时，另一工位可以进行上下料操作，依次循环，周而复始。 2.1.5 系统工作流程

涂底胶工位（人工工位）→玻璃在装卸工位上件（人工工位)→玻璃随转台转入到涂胶工位→涂胶（汽车工位）→玻璃随转台转出到装卸工位→玻璃翻转（自动)→玻璃在翻转机构上下件（人工工位）

2.2 设备的选用

2.2.1 汽车系统 2.2.1.1 汽车本体概述

汽车本体采用德国KUKA公司的产品。库卡（KUKA）是世界几家顶极为自动化生产行业提供柔性生产系统、汽车、夹具、模具及备件的供应商之一。库卡的客户几乎遍及所有的汽车生产厂家。同时库卡也是欧洲，北美洲，南美洲及亚洲的主要汽车配件及综合市场的主要供应商。

库卡汽车的优点：具有更高的生产力、理想的加工结果，极端条件下稳定的高质量、单个汽车可完成多个加工工序、在噪声、污染和高温环境中设备运营的高度可靠性、防

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尘与耐热设计、24小时连续运转、承载范围大等，如图2-1所示。

图2-1库卡汽车

2.2.2 计量式供胶系统

图2-2供胶模组结构图

选用美国GRACO公司全套汽车用自动涂胶设备。设备主体部分包括供胶系统模组 、齿轮泵及其定量控制系统装置、供胶管路自动旋转涂胶枪及必要的软管接头。此外还包括温度控制系统和双桶自动切换控制系统。

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供胶模组：采用GRACO公司的K70：1，55加仑，6.5”双立柱双桶自动切换压盘式供胶模组，K70：1主输送泵是专门用于输送高粘度材料的泵，在输送过程中不会出现断料和空抽现象，如图2-2所示。

齿轮定量装置用于控制胶料的输出量，随着涂胶位置和行进速度的变化，齿轮泵的控制柜根据所接收的汽车提供的电信号来驱动齿轮泵，使胶料按照要求的胶量输送给胶枪，从而保证胶型的均匀一致。

自动涂胶枪能够按照汽车提供的信号进行开关从而进行涂胶工作，专用的涂胶胶嘴可以根据工艺要求提供胶型。

电加热管：加热软管用于输送胶料，每一根加热软管的温度均有单独的控制和液晶显示器来显示。采用RTD型温度传感，数字温度控制器精密控制材料温度，控制精度为±2o，利用OMRON温控器控制SSR实现各段的调温，精确的控温系统保证胶料温度可以稳定的保持在工艺及材料要求的温度下，而不会受环境温度的影响。

自动旋转涂胶枪安装在汽车的机械臂上，通过电磁阀控制其出胶和断胶。末端涂胶头采用专门结构，用来保证旋转涂胶时输胶管基本不动，只有涂胶头进行旋转，实现拐角圆弧时挤出的胶形保持不变，同时避免输胶管产生过度弯曲，影响使用寿命。 2.2.3 其他设备

所有气动元件（包括气缸，阀，真空发生检测装置等）选用SMC品牌，电机减速机选用SEW产品，低压电器及传感器元件（包括按钮、接触器、热继电器、接近开关、光电开关、行程开关、开关电源等）选用施耐德公司的产品，安全光栅选用SICK产品，安全插销选用欧姆龙公司的产品，变频器选用SIEMENS的产品，编码器选用国外知名品牌。

2.3 设备要求

2.3.1 汽车系统

1.选用KUKA KR16 6轴汽车，负载质量16千克。

2.汽车系统安装后能在三维空间实现不同曲线的运动，其工作范围要求覆盖工作夹具摆放的区域，同时要求汽车在关节处运动灵活以适应不同种类、不同尺寸的前/后风挡玻璃、侧窗玻璃的涂胶任务。

3.定位夹具识别出风挡玻璃类型后将此信号传给汽车系统，汽车系统可识别此信号并调用相应的涂胶程序完成涂胶任务。

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4.合理设置汽车清胶程序，在系统清胶装置上进行清胶处理，保证对后序工作不产生影响。

5.汽车末端涂胶头要求采用专门结构，旋转涂胶时保证加热输胶管基本不动，只是涂胶头进行旋转，实现拐角圆弧时挤出的胶形保持不变，同时避免输胶管产生过度弯曲，影响使用寿命。

6.汽车在起停、转弯及减速时应能够及时提供给控制系统相应的信号，同时控制供胶系统改变相应的供胶量，以保证涂出的玻璃胶均匀一致。 2.3.2 旋转回转台

1.实现工件在装卸位和工作位之间的切换，保证人工上下料不在汽车的工作范围内。

2.转台的转位由交流变频电机驱动，旋转活动范围为?180?，电机带有制动器，可在任意位置紧急停止并保持。

3.采用变频控制，在启动、转位和停止过程中采用慢－快－慢的升降速来保证转位过程的运动平稳。

4.采用机械插销定位保证旋转台定位精确，定位精度±0.05mm。 2.3.3 定位夹具

1.定位夹具采用编码器的方式识别玻璃类型，以方便在后期增加车型时的改造。 2.从X－Y两个方向利用等速运动机构实现对工件对中定位。对中定位完成后，真空吸盘自动将玻璃吸紧，对中定位装置的X和Y两个方向均设静磁栅绝对编码器以完成对玻璃的自动识别[6]。

3.风挡玻璃不得与定位夹具的任何金属部件直接接触，以免玻璃受到损伤。 4.风挡玻璃下方的支撑点要求采用万向真空吸盘支撑，以满足不同类型的风挡玻璃弧面的吸附要求。支撑点不得少于4点，每路真空系统要求设有真空检测传感器，以检测吸盘的实际工作情况。

5.前/后风挡玻璃分别由对中与定位夹具进行对中和定位。各夹具上应带有玻璃专用检测传感器，以检测夹具上是否有玻璃。若没有玻璃，汽车系统则在原地待命。 2.3.4 侧窗涂胶台

1.两套设备都包括一套侧窗玻璃涂胶台，满足S16侧窗玻璃的定位及涂胶要求。 2.带气缸驱动滑移装置，保证工人上下料不在汽车工作范围内。

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2.3.5 玻璃翻转机构 1.系统要求设有翻转机构，以便操作工人的取件。翻转机构采用气动控制，动作平稳、可靠，不对玻璃造成损伤，翻转机构可以在任意位置进行紧急停止。

2.翻转速度稳定、速度在一定范围内可调。

3.翻转机构采用万向真空吸盘吸附风挡玻璃，数量不少于4个。真空吸盘采用二组对角线独立气路控制，以保证任一气路发生故障时，玻璃不至于因失去真空而突然掉下损坏。且每组吸盘上都设有真空检测传感器，以检测吸盘的工作情况。若发现有异常情况，应有声光报警且翻转机构不能完成翻转动作，以防工件发生意外损坏。 2.3.6 清胶装置

清胶系统由清胶尼龙丝、气动清胶刮板、吹胶系统和支架等四部分组成。根据需要自动启动清胶程序后，胶枪移动到清胶位置并围绕固定的尼龙丝来回运动，将胶枪上的残胶除去后退回汽车原点后，气缸带动清胶刮板自右向左运动将尼龙丝上的残胶刮去，清胶刮板到达左侧吹胶位置时停止，此时吹胶系统启动，将残胶吹到下面的残胶盒中。 2.3.7 计量式供胶系统

1.采用GRACO原装供胶系统，包括压胶盘、胶泵（70：1柱塞泵）、计量齿轮泵、高压胶管等。胶枪采用旋转加热枪。

2.供胶系统全程加热，包括压盘、泵下缸体、胶管、胶枪等，温控箱自制，系统配有计时器，可设定7天内的自动开机/关机的时间，以保证预热的时间和减少人力的消耗。

3.采用PID芯片控制形式控制材料温度（十区域），控制精度为?2?。采用OMRON温控器控制实现各段的调温，保证胶料温度可以稳定的保持在工艺及材料要求的温度下，而不会受环境温度的影响。

4.系统玻璃胶的供给采用双桶供胶，设备应具有桶空自动切换、空打保护及桶空报警功能。

5.要求系统具有输胶计量装置，能够根据汽车控制器发出的模拟信号自动调整输胶量，以保证胶形均匀一致。

6.系统对供胶过程的压力进行监测，并能以数字显示，系统的流量及压力超出设定的范围自动报警。定量泵前后配有压力传感器进行检测以监测供胶系统的工作状态，定量泵后设有控制阀，避免涂胶起笔时胶形变形。

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