CN103372522B - 机器人涂布系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人涂布系统（1），其包含：使具有涂布枪（12）的机器人（11）按顺序移动到多个涂布预定位置的各个涂布预定位置处的机器人移动部（21）；在到达各个涂布预定位置前驱动涂布枪的泵（13），不涂布粘性材料地对粘性材料给予预定的准备压给予部（22）；在涂布枪到达各个涂布预定位置处时，以预定的流速持续预定的涂布时间用粘性材料执行涂布作业的涂布执行部（23）；和在执行涂布作业时指示了机器人的停止指令的情况下，继续涂布作业，在其完成后使泵停止的涂布后停止部（24）。

Description

机器人涂布系统

技术领域

本发明涉及机器人涂布系统，其包含具有通过泵涂布粘性材料的涂布枪的机器人，通过用涂布枪在工件上的多个涂布预定位置的各个涂布预定位置处涂布预定量的粘性材料来进行粘性材料的离散涂布。

背景技术

涂布粘性材料的工业用机器人例如多关节机器人，包含在机器人臂的臂尖端安装的涂布枪。在涂布枪内具有泵，当驱动泵时从涂布枪的喷嘴喷出粘性材料，例如涂料或者密封材料（参照日本特许第3961820号公报以及日本特许第3522329号公报）。

在涂布粘性材料的涂布作业中需要定义其开始以及结束。第一种方法是在机器人的示教程序内定义涂布开始位置和涂布结束位置的方法。在以线性的连续轨迹涂布粘性材料的涂布作业中使用该方法。

在第二种方法中，在使机器人暂时停止在目标位置后开始粘性材料的涂布。然后，当指定了涂布时间和涂布速度或者涂布量的预定的涂布作业完成时，使机器人移动到下一目标位置，进行上述的涂布作业。在多个目标位置的各个目标位置处重复进行一定涂布量的涂布的离散涂布的情况下经常使用。

在上述第一以及第二的任何一种方法中，在机器人进行涂布作业时由于在机器人中产生的某种异常而发出警报、机器人停止的情况下，涂布枪也同时停止。在这样的情况下，涂布枪在喷出本来的涂布量之前停止。

这里，第一方法适合于指定好涂布开始位置和涂布结束位置，以连续的轨迹不中断地涂布粘性材料的涂布作业。但是，在第一方法中，从涂布开始到涂布结束所需要的时间根据机器人的动作内容而决定，唯一地掌握该时间极为困难。

另外，涂布枪中的粘性材料的涂布量，根据涂布速度、涂布时间、涂布前粘性材料的内压（以下作为准备压）等来决定。因此，当根据第一方法进行离散涂布时，因为不能唯一地决定涂布时间，所以无法得到恒定的涂布量。因此，在涂布密封材料时有可能在密封强度中发生波动。进而，在涂布枪停止、涂布作业中断然后重新开始涂布作业的情况下，难于使重新开始涂布作业前的涂布量和重新开始后的涂布量之和与本来的涂布量严格一致。

再有，在第二方法中，在涂布枪停止、涂布作业中断然后重新开始涂布作业的情况下也存在同样的问题。在第二方法中，因为在涂布作业中需要使机器人暂时停止在目标位置，所以有机器人系统的循环周期增长的问题。

发明内容

本发明鉴于这样的情况而做出，其目的在于提供一种机器人涂布系统，其即使在涂布作业中断然后重新开始涂布作业的情况下，粘性材料的涂布量也不会从本来的涂布量变化。

为实现上述目的，根据第一方式，提供一种机器人涂布系统，其包含具有通过泵涂布粘性材料的涂布枪的机器人，通过由上述涂布枪在工件上的多个涂布预定位置的各个涂布预定位置处涂布预定量的上述粘性材料，进行粘性材料的离散涂布，其中，具有：机器人移动部，用于在上述机器人涂布系统动作时，使具有上述涂布枪的上述机器人按顺序移动到上述多个涂布预定位置的各个涂布预定位置处；准备压给予部，用于在到达各个上述涂布预定位置前驱动上述涂布枪的泵，不涂布上述粘性材料地对上述粘性材料给予预定的准备压；涂布执行部，用于在上述涂布枪到达各个上述涂布预定位置时或者即将到达之前，以预定的流速持续预定的涂布时间用上述粘性材料执行涂布作业；和涂布后停止部，用于在通过该涂布执行部执行上述涂布作业时指示了上述机器人的停止指令的情况下，继续上述涂布执行部的上述涂布作业，在该涂布作业完成后使上述泵停止。

根据第二方式，在第一方式中，还具有即时停止部，用于在通过上述涂布执行部执行上述涂布作业时指示了上述机器人的停止指令的情况下，不继续上述涂布执行部的上述涂布作业而使上述泵停止；和选择部，用于进行选择，以使上述涂布后停止部和上述即时停止部的某一方发挥作用。

根据第三方式，在第一或者第二方式中，还具有机器人后退部，用于在多个上述涂布预定位置中的一个涂布预定位置处涂布上述粘性材料前指示了上述机器人的停止指令并且上述机器人越过上述涂布预定位置的涂布开始位置后停止的情况下，使上述机器人至少后退到上述涂布开始位置。

根据第四方式，在第一到第三方式的任何一种方式中，还具有输入部，用于示教上述涂布作业的涂布条件；和显示部，用于显示包含通过该输入部示教的上述粘性材料的涂布时间以及流速的至少一个涂布条件、和至少一个上述涂布预定位置。

根据在附图中表示的本发明的典型的实施方式的详细的说明，能够更加明确本发明的这些目的、特征以及优点和其他目的、特征以及优点。

附图说明

图1是基于本发明的第一实施方式的机器人涂布系统的概略侧面图。

图2是图1表示的机器人涂布系统的功能框图。

图3是表示基于本发明的机器人涂布系统的动作的流程图。

图4是表示泵压力、喷嘴、机器人速度、涂布轨迹的时间图。

图5是表示停止涂布作业时的泵压力、喷嘴、机器人速度、涂布轨迹的时间图。

图6是表示重新开始涂布作业时的泵压力、喷嘴、机器人速度、涂布轨迹的时间图。

图7是基于本发明的第二实施方式的机器人涂布系统的概略侧面图。

图8是图7表示的机器人涂布系统的功能框图。

图9是基于本发明的第三实施方式的机器人涂布系统的概略侧面图。

图10是表示在示教操作盘上显示的涂布条件的图。

图11是表示在示教操作盘上显示的涂布程序的一部分的图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，对于同样的部件附以同样的参照符号。为容易理解，这些附图适宜变更了比例尺。

图1是基于本发明的第一实施方式的机器人涂布系统的概略侧面图。如图1所示，机器人涂布系统1主要包含多关节机器人11和在多关节机器人11上连接的机器人控制装置10。进而，在机器人11上连接示教操作盘15。

如图1所示，在机器人11的尖端装备涂布枪12。涂布枪12通过机器人11被定位。涂布枪12包含：压送粘性材料、例如涂料、密封材料或者粘接剂同时给予粘性材料以预定的准备压的泵13；通过机器人控制装置10被开闭控制的喷嘴14；和机器人附加轴17。

机器人附加轴17以与机器人11的伺服电动机同步的方式被控制，驱动泵13。在对粘性材料给予预定的准备压时将喷嘴14闭锁同时驱动泵13。另外，在向工件上涂布粘性材料时，在驱动泵13的同时打开喷嘴14。

图2是图1表示的机器人涂布系统的功能框图。如图2所示，机器人控制装置10包含操作系统20、机器人轴控制部31、泵控制部32和I/O控制部33。

另外，如图2所示，机器人轴控制部31控制在机器人11上装备的多个机器人驱动电动机35。同样，泵控制部32控制对涂布枪12的泵13进行驱动的泵驱动电动机36。进而，I/O控制部33控制对涂布枪12的喷嘴14进行开闭的喷嘴开闭部37。

另外，机器人控制装置10的操作系统20包含：使机器人11按顺序移动到工件W上的多个涂布预定位置中的各个涂布预定位置处的机器人移动部21；在到达各个涂布预定位置前驱动涂布枪12的泵13，不涂布粘性材料地给予粘性材料预定的准备压的准备压给予部22；在涂布枪12到达各个涂布预定位置时或者即将到达前，以预定的流速持续预定的涂布时间来使用粘性材料执行涂布作业的涂布执行部23。

进而，机器人控制装置10的操作系统20包含发出机器人11的停止指令的停止指令发出部28。停止指令生成部28，在机器人11动作时机器人11接触周边设备（未图示）的情况下、在应该供给的粘性材料枯竭的情况下、在机器人驱动电动机35或者泵驱动电动机36上施加的负荷比各自的阈值大的情况下等异常发生时，生成使机器人11停止的停止指令。

如图2所示，停止指令生成部28包含：在执行涂布作业时指示了机器人11的停止指令的情况下继续涂布执行部23的涂布作业，在涂布作业完成后使泵13停止的涂布后停止部24；和在通过涂布执行部23涂布粘性材料时指示了机器人11的停止指令的情况下不继续涂布执行部23的涂布作业地使泵13停止的即时停止部25。通过停止指令生成部28的选择部26选择从涂布后停止部24指示涂布后停止指令B，或者从即时停止部25指示即时停止指令A。

但是希望留意，与选择部26的选择内容无关地向后述的机器人轴控制部31指示即时停止指令A。对后述的泵控制部32以及I/O控制部33，根据选择部26的选择内容指示即时停止指令A或者涂布后停止指令B。

另外，操作系统20包含机器人后退部27，用于在多个涂布预定位置中的一个涂布预定位置处涂布粘性材料前指示了机器人11的停止指令并且在机器人11越过涂布预定位置的涂布开始位置后停止的情况下，使机器人11至少后退到涂布开始位置。

另外，示教操作盘15起到操作员示教机器人11的涂布作业的涂布条件的输入部的作用，把示教内容供给机器人控制装置10。进而，示教操作盘15起到显示被示教的涂布条件和涂布预定位置的显示部的作用。

这里，图3是表示基于本发明的机器人涂布系统的动作的流程图。假定以比向一个涂布预定位置涂布粘性材料的涂布时间短的每一预定时间重复执行图3表示的动作。

另外，图4以及图5表示泵压力、喷嘴、机器人速度、涂布轨迹的时间图。在图4以及图5中，在涂布轨迹上互相等间隔地配置多个涂布预定位置。但是，多个涂布预定位置也可以在涂布轨迹上互相以不等间隔配置。下面参照这些附图说明通过机器人涂布系统1进行的粘性材料的涂布作业。

此外，在以下的说明中，说明工件W被固定在预定位置，机器人11使涂布枪12移动来离散涂布粘性材料的情况。这里，所谓离散涂布，意味着在直线或者曲线的轨迹上向预定的多个涂布预定位置的各个涂布预定位置以预定量涂布粘性材料。因此，在机器人移动部21按顺序以一定的速度使具有涂布枪12的机器人11移动到工件W上的多个涂布预定位置的各个涂布预定位置时执行图3中表示的动作。

首先，在图3的步骤S11，准备压给予部22通过喷嘴开闭部37锁闭喷嘴14，同时通过泵驱动电动机36驱动泵13。由此，如图4所示，给予泵13的粘性材料以预定的准备压Pr。

接着，在步骤S12，涂布执行部23通过喷嘴开闭部37打开喷嘴14，同时通过泵驱动电动机36进一步驱动泵13。其结果，如图4所示，在泵13的粘性材料内形成预定的喷出压Pd。喷出压Pd比准备压Pr大，另外喷嘴14被打开，所以从涂布枪12的喷嘴14向工件W上喷出粘性材料。

然后，在步骤S13，判定是否由于机器人11接触周边设备等异常，停止指令生成部28生成了机器人11的停止指令。在未生成停止指令的情况下前进到步骤S14继续涂布作业。

从图4可知，喷嘴14的打开时间和维持泵的喷出压Pd的时间大体同时结束。由此，在工件W上的涂布预定位置以预定的流速持续预定的涂布时间涂布预定量的粘性材料。在图4中，用黑色的圆表示在涂布预定位置涂布的粘性材料。在图5以及后述的图6中，用虚线表示尚未涂布粘性材料的涂布预定位置。

当涂布了预定量的粘性材料时，在步骤S15解除泵的喷出压Pd，压力恢复为零。然后，在步骤S16判定涂布区间是否结束。换言之，判定是否存在未涂布粘性材料的涂布预定位置。然后，直到全部涂布预定位置的涂布作业结束前，重复步骤S11～步骤S16的处理。

在步骤S13判定为停止指令生成部28未生成机器人11的停止指令的情况下，前进到步骤S17。在步骤S17，判定是否通过图2中表示的选择部26选择了即时停止部25。在通过选择部26选择了即时停止部25的情况下，向泵13指示即时停止指令A，前进到步骤S15，解除喷出压Pd。此外，在选择即时停止部25的情况下，对于以线性连续的轨迹涂布粘性材料有利。

与此相对，在步骤S17通过选择部26选择了涂布后停止部24的情况下，前进到步骤S18。在这种情况下，向泵13指示涂布后停止指令B，继续在当前涂布了粘性材料的涂布预定位置处的涂布作业。

在图5中，在涂布预定位置A2处的涂布作业的途中发出停止指令。即使在那样的情况下，如图5所示，在预定的涂布作业结束前维持与涂布预定位置A2相关的喷出压Pd以及喷嘴14的打开作用。然后，当那样的涂布作业结束时，在步骤S19解除泵的喷出压Pd。

这样，在本发明中，即使在指示了机器人11的停止指令的情况下，也在对应的涂布预定位置A2处的涂布作业完成后使泵停止。因此，粘性材料的涂布量不从本来的涂布量改变。因此，即使在涂布预定位置A2也能够得到和涂布预定位置A1处的涂布量同样的涂布量。在本发明中，因为具有选择部26，所以能够根据涂布内容选择涂布后停止部24或者即时停止部25。

在步骤S13判定为停止指令生成部28生成了机器人11的停止指令的情况下，通过停止指令，机器人11向停止动作转移并且进行惯性运动。因此，如图5所示，机器人11的速度逐渐降低，最终成为零。把机器人11停止的位置称为机器人停止位置。

接着，在步骤S20，判定机器人停止位置是否通过了下一涂布预定位置的涂布开始位置。在未通过涂布开始位置的情况下前进到步骤S16。与此相对，在通过了涂布开始位置的情况下前进到步骤S21。在步骤S21，使机器人后退，至少把机器人停止位置恢复到下一涂布预定位置的涂布开始位置。

在图5中，虽然在涂布预定位置A2处的涂布作业的途中发出了停止指令，但是继续涂布预定位置A2处的涂布作业然后完成。但是从图5可知，此时的机器人停止位置位于通过了涂布预定位置A3的地方。因此，当从机器人停止位置重新开始机器人11的动作时，涂布预定位置A3处的涂布作业被跳过。

因此，在本发明中，通过机器人后退部27使机器人11沿涂布轨迹至少后退到涂布预定位置A3的涂布开始位置。在图5中，涂布开始位置与涂布预定位置A3处的准备压Pr开始位置对应。但是也可以采用比该位置更上游的位置作为涂布开始位置。这样，在本发明中，在进行离散涂布时能够防止一部分涂布预定位置处的涂布作业被跳过。

图6表示重新开始涂布作业时的泵压力、喷嘴、机器人速度、涂布轨迹的时间图。如参照图5说明的那样，在把机器人11移动到涂布预定位置A3的涂布开始位置后，在使机器人的速度从零上升的同时如图6所示驱动泵13以及喷嘴14。由此，对于涂布预定位置A3、A4也能够用和涂布预定位置A1、A2同样的涂布量涂布粘性材料。

图7是基于本发明的第二实施方式的机器人涂布系统的概略侧面图。从图7可知，在第二实施方式中，在机器人控制装置10和涂布枪12之间配置了涂布作业控制装置16。因为涂布作业控制装置16控制涂布枪12，所以在第二实施方式中排除了机器人附加轴17。

进而，图8是图7表示的机器人涂布系统的功能框图。从图8可知，机器人控制装置10不具有泵控制部32。因此，在对泵13发出了涂布后停止指令B的情况下，通过I/O控制部33供给涂布作业控制装置16。然后，涂布作业控制装置16把涂布后停止指令B供给泵驱动电动机36以及喷嘴开闭部37。因此，即使在第二实施方式中，在涂布作业的中途发出了停止指令的情况下，也继续涂布作业，直到对应的涂布预定位置A处的涂布作业完成。因此，可知能够得到和上述同样的效果。

另外，图9是基于本发明的第三实施方式的机器人涂布系统的概略侧面图。第三实施方式中的机器人涂布系统的功能框图和图8表示的功能框图大体相同。在第三实施方式中，工件W被安装在机器人11的尖端或者通过机器人11的手保持。另外，涂布枪12被涂布枪支持部19支持。

在第三实施方式中，假定机器人移动部21以使喷嘴14的尖端按顺序位于工件W上的多个涂布预定位置的各个涂布预定位置的方式使把持工件W的机器人11移动。这样，本领域技术人员明了，即使在涂布枪支持部19上支持涂布枪12的同时机器人11使工件W移动的情况下，也能够得到和上述同样的效果。

图10是表示在示教操作盘15上显示的涂布条件的图。在图10中表示了第一号的涂布条件。在涂布条件#1中，设定涂布时的粘性材料的流速为1cc/sec，与喷嘴14的打开时间对应的涂布时间为50msec，作为准备压Pr相对于喷出压Pd的的比例的准备压比率为50%，维持准备压Pr的准备压时间为50msec。

另外，图11是表示在示教操作盘上显示的涂布程序的一部分的图。图11中表示的“位置”表示一个涂布预定位置。另外，图11的“SS”是“SealingStart（密封开始）”的省略。“SS[1]”表示开始作为粘性材料的密封材料的涂布。进而，图11的“平滑”表示使机器人11平滑地动作。

这些涂布条件以及涂布程序的一部分显示在示教操作盘15上。另外，操作员一边参照该显示内容一边使用示教操作盘15进行机器人涂布系统1的示教。在示教操作盘15上显示粘性材料的涂布时间（喷嘴打开时间）（图10）和涂布预定位置（图11）。因此可知，操作员通过参照示教操作盘15能够容易而且简易地进行离散涂布的示教作业。

在第一方式中，即使在指示了机器人的停止指令的情况下，也在对应的涂布预定位置处的涂布作业完成后使泵停止。因此，即使在离散涂布的涂布作业中断然后重新开始涂布作业的情况下，粘性材料的涂布量也不从本来的涂布量变化。因此，能够涂布和其他的涂布预定位置处的涂布量同样的涂布量。

在第二方式中，可以选择涂布后停止部和即时停止部的某一个。因此，在离散涂布粘性材料的情况下选择涂布后停止部，并且在以线性连续的轨迹涂布粘性材料的情况下选择即时停止部。即，能够进行与涂布作业的内容对应的选择。

在第三方式中，即使在指示机器人的停止指令后机器人完全停止前机器人通过涂布开始位置的情况下，也能够使机器人返回涂布开始位置。因此，在进行离散涂布时，能够防止一部分涂布预定位置处的涂布作业被跳过。

在第四方式中，至少显示涂布预定位置以及涂布时间。因此，能够容易而且简易地进行通过操作员进行的离散涂布的示教作业。

使用典型的实施方式说明了本发明，但是本领域技术人员能够理解，在不脱离本发明的范围的情况下能够进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。

Claims (3)

1.一种机器人涂布系统，包含具有通过泵涂布粘性材料的涂布枪的机器人，通过由上述涂布枪在工件上的多个涂布预定位置的各个涂布预定位置处涂布预定量的上述粘性材料，进行粘性材料的离散涂布，其特征在于，具有：

机器人移动部，用于在上述机器人涂布系统动作时，使具有上述涂布枪的上述机器人按顺序移动到上述多个涂布预定位置的各个涂布预定位置处；

准备压给予部，用于在到达各个上述涂布预定位置前驱动上述涂布枪的泵，不涂布上述粘性材料地对上述粘性材料给予预定的准备压；

涂布执行部，用于在上述涂布枪到达各个上述涂布预定位置时或者即将到达之前，以预定的流速持续预定的涂布时间用上述粘性材料执行涂布作业；

涂布后停止部，用于在通过该涂布执行部执行上述涂布作业时指示了上述机器人的停止指令的情况下，继续上述涂布执行部的上述涂布作业，在该涂布作业完成后使上述泵停止；

即时停止部，用于在通过上述涂布执行部执行上述涂布作业时指示了上述机器人的停止指令的情况下，不继续上述涂布执行部的上述涂布作业而使上述泵停止；和

选择部，用于进行选择，以使上述涂布后停止部和上述即时停止部的某一方发挥作用。

2.根据权利要求1所述的机器人涂布系统，其特征在于，

还具有机器人后退部，用于在多个上述涂布预定位置中的一个涂布预定位置处涂布上述粘性材料前指示了上述机器人的停止指令并且上述机器人越过上述涂布预定位置的涂布开始位置后停止的情况下，使上述机器人至少后退到上述涂布开始位置。

3.根据权利要求1或2所述的机器人涂布系统，其特征在于，

还具有：

输入部，用于示教上述涂布作业的涂布条件；和

显示部，用于显示包含通过该输入部示教的上述粘性材料的涂布时间以及流速的至少一个涂布条件、和至少一个上述涂布预定位置。