CN105750157B - 一种智能涂胶末端执行器及其控制方法 - Google Patents

一种智能涂胶末端执行器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能涂胶末端执行器，包括壳体、激光扫描传感器、压力胶桶、活塞式点胶阀以及视觉相机，其中视觉相机安装在壳体一侧，激光扫描传感器安装于壳体另一侧；压力胶桶设于壳体内部，上端与外部压缩空气气管连接；活塞式点胶阀安装在壳体内部、整个执行器的前端，与压力胶桶间通过软管连接。本发明能够精确确定涂胶位置，可实时修正涂胶轨迹，保证了涂胶准确性，大大节省了涂偏修复工作，保证了涂胶胶线及胶型质量，省去了人工装卸的过程，提高了生产效率。

Description

一种智能涂胶末端执行器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种智能涂胶机制造技术，具体的说是一种智能涂胶末端执行器及其控制方法。
背景技术
产品生产制造过程中，有时涉及到工件涂胶粘接和工件涂胶密封，为确保其粘接牢固，密封部位涂胶质量稳定、一致性好，需要对涂胶量及涂胶部位实现精确控制。
目前，在生产过程中对于小剂量涂胶主要采用手工涂胶形式或是专用点胶机。专用点胶机对于涂胶部位的确认主要是通过设计特殊工装来保证。但上述方法存在以下问题：手工涂胶形式涂胶质量无法保证，主要受工人操作水平影响，一致性较差。专用点胶机要靠特殊工装来保证涂胶精度，扩展性差，且涂胶区域严重受限。针对存在一定制造误差的工件，专用点胶机易出现涂偏现象。效率低，过程繁琐，设计工装、人工装卸等均比较费时费力。
发明内容
针对现有技术中的涂胶机对工件的涂胶质量无法保障、涂胶效率低以及无法精确涂胶位置等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种可实时修正涂胶轨迹、保证涂胶位置准确性的智能涂胶末端执行器及其控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种智能涂胶末端执行器，包括壳体、激光扫描传感器、压力胶桶、活塞式点胶阀以及视觉相机，其中视觉相机安装在壳体一侧，激光扫描传感器安装于壳体另一侧；压力胶桶设于壳体内部，上端与外部压缩空气气管连接；活塞式点胶阀安装在壳体内部、整个执行器的前端，与压力胶桶间通过软管连接。
所述壳体为空心方柱型结构，壳体后端安装有连接法兰，壳体侧面设有活动侧门。
壳体外侧还具有保护罩，视觉相机及其系统光源通过视觉相机及系统光源安装板安装于保护罩内。
壳体上还设有支架，激光扫描传感器安装于该支架上。
本发明一种智能涂胶末端执行器控制方法，包括以下步骤：
系统正常开机后选择进入自动模式或手动模式；
进入自动模式后，系统自动调用预先编好的控制程序，机器人执行程序指令，携带末端执行器达到指定位置；
视觉相机检测工件位置，并计算出工件坐标位置；
机器人根据计算的坐标位置进行位置调整，调整完毕后进行点位判断；
如果末端执行器胶阀出胶位置与实际工件需涂胶部位起始位置一致，则活塞式点胶阀通入压缩空气；
活塞式点胶阀开启，机器人沿离线轨迹运动进行涂胶；
涂胶轨迹完成后，活塞式点胶阀停止供气，一次涂胶过程结束。
如果末端执行器胶阀出胶位置与实际工件需涂胶部位起始位置不一致，则回到机器人指定位置再继续调整，直至点位符合要求，进入涂胶工作环节。
活塞式点胶阀通入压缩空气为：
压力胶桶通入外接的压缩空气，经电子调节阀调节后，送入活塞式点胶阀。
机器人沿离线轨迹运动进行涂胶时还包括以下步骤：
激光扫描传感器随末端执行器沿机器人轨迹运动，实时测量涂胶轨迹位置偏差，将扫描涂胶缝隙偏差传递给机器人，机器人根据所测偏差对行进轨迹进行实时调整。
当系统选择手动模式时，则直接进入点位判断步骤。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明由于设计了视觉相机测量和激光扫描传感器测量，能够精确确定涂胶位置，可实时修正涂胶轨迹，保证了涂胶准确性，大大节省了涂偏修复工作。
2.本发明由于设置了活塞式点胶阀，出胶反应快，断胶及时且具有回吸功能，出胶均匀连续，保证了涂胶胶线及胶型质量。
3.本发明由机器人携带工作，只要选好机器人的可达性，产品任何位置的涂胶工作都能完成，覆盖率高；对于生产中数量较大的粘贴工作以及密封胶涂胶工作来说用机器代替人工实现很好的解决了一致性的问题，大大提高了涂胶质量，省去了人工装卸的过程，大大提高了生产效率。
4.本发明在功能上，定位精准、涂胶质量高、稳定可靠、覆盖率高、一致性好。
5.本发明中采用模块化设计，激光扫描传感器或视觉相机均可按照实际测量要求更换不同量程或其他规格的产品，压力胶桶也可以根据实际涂胶工作量更换不同规格的胶桶，互换性好，易于安装便于更换和维护。
附图说明
图1为本发明智能涂胶末端执行器结构示意图；
图2为本发明智能涂胶末端执行器的结构剖面图(一)；
图3为本发明智能涂胶末端执行器的结构剖面图(二)；
图4为本发明智能涂胶末端执行器工作流程图。
其中，1为壳体，2为激光扫描传感器，3为涂胶胶嘴，4为视觉相机，5为压力胶桶，6为支架，7为活塞式点胶阀，8为相机固定卡板，9为保护罩，10为连接法兰，11为活动侧门，12为出胶管，13为法兰开口，14为接口，15为活塞式点胶阀上端。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1～3所示，本发明智能涂胶末端执行器，包括壳体1、激光扫描传感器2、压力胶桶5、活塞式点胶阀7以及视觉相机4，其中视觉相机4安装在壳体1的一侧，激光扫描传感器2安装于壳体1的另一侧；压力胶桶5内置于壳体1中，上端与外部压缩空气气管连接；活塞式点胶阀7安装在壳体1内部、整个执行器的前端，与压力胶桶5间通过软管连接。
本实施例中，壳体1为空心方柱型结构，壳体1后端安装有连接法兰10，壳体1侧面设有活动侧门11。更换压力胶桶5时可打开该活动侧门11。壳体1后端从附图中看为图1～3中所示的壳体的上部，执行器的前端则为图中底部位置。
壳体1外一侧还具有保护罩9，视觉相机4及其系统光源通过视觉相机及系统光源安装板安装于保护罩9内。壳体1外另一侧还设有支架6，通过螺栓固定在壳体1上，激光扫描传感器2通过螺栓安装于该支架6上。支架可根据激光扫描传感器有效测量距离调整支架向下距离。
壳体1内置活塞式点胶阀7，通过螺栓固定在末端执行器壳体1的前端。活塞式点胶阀7上端接入通过电子调节阀调节后的压缩空气，活塞式点胶阀7的侧端连接软管即接压力胶桶5的出胶管12。
压力胶桶5通过螺纹接口14与壳体1连接，接口14外接压缩空气的气管，各气管通过法兰开口13处连接至外部气源。活塞式点胶阀上端15连入调压后的压缩空气。
压力胶桶5的种类及大小可更换，配备相应的连接螺纹即接口14即可更换压力胶桶5，可应对不同规格工件。
本发明智能涂胶末端执行器的工作过程如下：
系统正常开机后选择进入自动模式或手动模式；
进入自动模式后，系统自动调用预先编好的控制程序，机器人执行程序指令，携带末端执行器达到指定位置；
视觉相机检测工件位置，并计算出工件坐标位置；
机器人根据计算的坐标位置进行位置调整，调整完毕后进行点位判断；
如果末端执行器胶阀出胶位置与实际工件需涂胶部位起始位置一致，则活塞式点胶阀通入压缩空气；
活塞式点胶阀开启，机器人沿离线轨迹运动进行涂胶；
涂胶轨迹完成后，活塞式点胶阀停止供气，一次涂胶过程结束。
如图4所示，本发明智能涂胶末端执行器的具体动作过程如下：
设备正常开机后开始启动自动模式或手动模式；
当系统进入自动模式时，系统自动调用预先编好的离线程序，根据离线程序，机器人带着末端执行器达到指定位置；
视觉相机4检测工件的标示点，并计算出工件坐标位置；
机器人根据计算的坐标位置进行位置调整，调整完毕后进行点位判断；
如果末端执行器的活塞式点胶阀7出胶位置与实际工件需涂胶部位起始位置一致，则开始涂胶工作；否则回到机器人指定位置再继续调整，直至点位符合要求，进入涂胶工作环节；
涂胶时压力胶桶5通压缩空气，电子调节阀通压缩空气进行压力调节后通入活塞式点胶阀7，活塞式点胶阀7开启，机器人沿离线轨迹运动；
激光扫描传感器2随末端执行器沿机器人轨迹运动，实时测量涂胶轨迹位置偏差，并将扫描涂胶缝隙偏差传递给机器人，机器人根据所测偏差对行进轨迹进行实时调整；
涂胶轨迹完成，机器人给电子调节阀信号，电子调节阀停止工作，活塞式点胶阀5停止供气，涂胶完成。
当系统进入手动模式时，则直接进入点位判断，后续步骤同上；
如此重复从而完成生产线上的辅助安装。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种智能涂胶末端执行器，其特征在于：包括壳体、激光扫描传感器、压力胶桶、活塞式点胶阀以及视觉相机，其中视觉相机安装在壳体一侧，激光扫描传感器安装于壳体另一侧；压力胶桶设于壳体内部，上端与外部压缩空气气管连接；活塞式点胶阀安装在壳体内部、整个执行器的前端，与压力胶桶间通过软管连接；
所述壳体为空心方柱型结构，壳体后端安装有连接法兰，壳体侧面设有活动侧门；各气管通过法兰开口连接至外部气源；
壳体上还设有支架，激光扫描传感器安装于该支架上；支架根据激光扫描传感器有效测量距离调上下距离。
2.按权利要求1所述的智能涂胶末端执行器，其特征在于：壳体外侧还具有保护罩，视觉相机及其系统光源通过视觉相机及系统光源安装板安装于保护罩内。
3.一种智能涂胶末端执行器控制方法，其特征在于包括以下步骤：
系统正常开机后选择进入自动模式或手动模式；
进入自动模式后，系统自动调用预先编好的控制程序，机器人执行程序指令，携带末端执行器达到指定位置；
视觉相机检测工件位置，并计算出工件坐标位置；
机器人根据计算的坐标位置进行位置调整，调整完毕后进行点位判断；
如果末端执行器胶阀出胶位置与实际工件需涂胶部位起始位置一致，则活塞式点胶阀通入压缩空气；
活塞式点胶阀开启，机器人沿离线轨迹运动进行涂胶；
涂胶轨迹完成后，活塞式点胶阀停止供气，一次涂胶过程结束；
活塞式点胶阀通入压缩空气为：压力胶桶通入外接的压缩空气，经电子调节阀调节后，送入活塞式点胶阀；
机器人沿离线轨迹运动进行涂胶时还包括以下步骤：
激光扫描传感器随末端执行器沿机器人轨迹运动，实时测量涂胶轨迹位置偏差，将扫描涂胶缝隙偏差传递给机器人，机器人根据所测偏差对行进轨迹进行实时调整。
4.按权利要求3所述的智能涂胶末端执行器控制方法，其特征在于：如果末端执行器胶阀出胶位置与实际工件需涂胶部位起始位置不一致，则回到机器人指定位置再继续调整，直至点位符合要求，进入涂胶工作环节。
5.按权利要求3所述的智能涂胶末端执行器控制方法，其特征在于：当系统选择手动模式时，则直接进入点位判断步骤。
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