CN106622870A - 六轴机器人涂胶系统及工艺方法 - Google Patents

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Abstract

为解决现有涂胶设备和方法效率低下、产品质量稳定性差的问题，本发明提出一种六轴机器人涂胶系统及工艺方法。将六轴机器人、光电检控系统、自动下料系统、自动供胶系统、自动等离子活化系统、自动输送线等先进技术相结合，完整的系统执行部位联动，完成直线涂胶，曲线涂胶，空间曲面涂胶。主要用于汽车、机柜、照明、电子和过滤器等行业，本机器人涂胶系统及工艺方法可以用于单、双、多组份发泡胶水的现场发泡涂胶。包括双工位涂胶工作台2、工件自动输送线26、活化系统、涂胶装置、工件抓取系统、供胶系统、控制系统、自动清洗系统、物料恒温系统、安全防护装置25。

Description

六轴机器人涂胶系统及工艺方法
技术领域
本发明涉及自动涂胶技术领域，用于单、双组份聚氨酯、硅树脂等涂胶,尤其涉及一种六轴机器人涂胶系统及工艺方法。
背景技术
目前，大多汽车、机柜、照明、电子、过滤器等厂家仍然采用传统贴胶条密封或人工涂胶密封，采用传统密封方法，效率低下、产品质量稳定性差，外观质量不好，防护等级很难达到现在标准要求，很难满足企业批量化生产要求。在竞争日益激烈的今天，急需研发一种自动化、智能化的新设备、新工艺。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种六轴机器人涂胶系统及工艺方法。将六轴机器人、光电检控系统、自动下料系统、自动供胶系统、自动等离子活化系统、自动输送线等先进技术相结合，完整的系统执行部位联动，完成直线涂胶，曲线涂胶，空间曲面涂胶。主要用于汽车、机柜、照明、电子和过滤器等行业，本机器人涂胶系统及工艺方法可以用于单、双、多组份发泡胶水的现场发泡涂胶。
一种六轴机器人涂胶系统，包括双工位涂胶工作台2、工件自动输送线26、活化系统、涂胶装置、工件抓取系统、供胶系统、控制系统、自动清洗系统、物料恒温系统、安全防护装置25；
所述的双工位涂胶工作台2上设工件定位夹具27；双工位涂胶工作台2采用伺服电机驱动，直线导轨结构，通过同步齿形带驱动工作台面往复运动；待加工工件35安装在工件定位夹具27上，然后变换工位，通过操作者、六轴机器人6、涂胶六轴机器人14、工件抓取六轴机器人21，依次完成上料、等离子活化、涂胶、下料作业；
所述自动输送线26，包括皮带输送机、皮带、输送架、伺服电机及驱动器和光电检测装置；用来把工件抓取六轴机器人21从双工位涂胶工作台2上取下来的完成涂胶的工件输送到人工下料位置；工件抓取六轴机器人21可将已完成涂胶工件23进行码垛；自动输送线26间歇运送，同时工件在运送过程中，胶条迅速固化，人工下料时已经完成初步固化，胶条已经表干，可以进行包装工序；
所述的活化系统包括活化六轴机器人6、活化六轴机器人底座30、主支架7、等离子活化管线路支架29、自动等离子活化头1、等离子活化管线路28、等离子发生器4；活化六轴机器人6设置在活化六轴机器人底座30；自动等离子活化头1安装在活化六轴机器人6上；等离子活化管线路28通过主支架7、等离子活化管线路支架29进行固定；活化系统用于塑料工件待涂胶表面预处理作业，增加胶条与工件之间的附着力；
所述涂胶装置包括涂胶六轴机器人14、涂胶六轴机器人底座33、供胶管线路支架32、集成涂胶头20、供胶管线路31；
所述工件抓取系统包括工件抓取六轴机器人21、工件抓取六轴机器人底座34、安装自动下料工装夹具24；所述自动下料工装夹具24，包括工装夹具体、真空发生器、真空吸盘、电磁阀、气压监测装置、光电监控装置，用于把工件按要求放置在工作台上和将完成加工的工件取下放到自动输送线上；可以监测工件是否被抓牢，工件滑落报警；不同工件自动切换抓取吸盘；
所述自动供胶系统，包括A胶料桶11，B胶料桶9，A胶大桶自动供胶装置16、B胶大桶自动供胶装置15，A胶供胶齿轮泵10，B胶供胶齿轮泵8，供胶料管31，集成涂胶头20；A胶大桶自动供胶装置16将A胶大桶里面的A胶输送到A胶料桶11里，B胶大桶自动供胶装置15将B胶大桶里面的B胶输送到B胶料桶9里；A胶料桶11里的A胶经过A胶供胶齿轮泵10，以及B胶料桶9里的B胶经过B胶供胶齿轮泵8分别输送到集成涂胶头20中，A胶和B胶在集成涂胶头20里混合后涂到工件上；
所述控制系统，包括总控制系统5、活化六轴机器人控制系统18、涂胶六轴机器人控制系统17、工件抓取六轴机器人控制系统22，人机交互界面3，用于控制各部组协调运转，完成工艺要求指令，检测设备各项参数，远程调试与监控；
所述自动清洗系统，包括水清洗系统和/或环保溶剂清洗系统；水清洗系统主要包括高压水泵13、过滤器、供水管路、高压水阀、废料和废水桶装置；环保溶剂清洗系统主要包括溶剂泵，废料桶-溶剂桶-循环过滤装置19、溶剂阀、溶剂循环管路；
所述物料恒温系统，主要包括工业水冷机12、保温管路、保温料桶，用于对物料进行加热/制冷的恒温控制，确保胶性能稳定；该系统可独立控制，在停产期间仍可开启；
所述安全防护装置25，主要包括安全围栏，安全光栅，围栏门安全开关；设备周边被安全围栏所围，断开人员与设备间的直接接触；在人工上料工位布由安全光栅，人工上料操作时，操作者必然碰到安全光栅，此时双工位自动涂胶工作台2台面禁止运动，保护操作者与工件安全。
一种六轴机器人涂胶工艺方法，包括以下步骤：
1)人工上料；人工确认工件种类，选择对应的工件定位夹具30，把待加工工件放置在工件定位夹具上，工件被锁紧，之后双工位自动涂胶工作台2携带工件运送到等离子活化工位；
2)机器人自动等离子活化；等离子发生器4产生等离子体，通过等离子活化管线路28、活化六轴机器人6、自动等离子活化头1对待涂胶工件35进行等离子活化处理；
3)机器人自动涂胶；所述涂胶装置包括涂胶六轴机器人14、涂胶六轴机器人底座33、供胶管线路支架32、集成涂胶头20、供胶管线路31；
4)机器人自动下料并码垛；所述工件抓取系统包括工件抓取六轴机器人21、工件抓取六轴机器人底座34、安装自动下料工装夹具24；所述自动下料工装夹具24，包括工装夹具体、真空发生器、真空吸盘、电磁阀、气压监测装置、光电监控装置，用于把工件按要求放置在工作台上和将完成加工的工件取下放到自动输送线上；可以监测工件是否被抓牢，工件滑落报警，不同工件自动切换抓取吸盘；
5)工件自动输送线运送涂胶完成工件；
6)人工下料。
本发明优点：
1、整体布局紧凑，涂胶机器人和等离子活化机器人交叉作业，可以实现等离子活化和涂胶同时进行，大幅节约涂胶等待时间与物料损耗，生产效率大幅提高。因为胶水反应时间很短，等待时间过长时，必须将混合好的胶水排除涂胶头混合室，以免固化反应堵塞混合室及涂胶喷嘴，造成生产停顿，人工清理费用增加。
2、工件自动输送线，减少人工下料、搬运工序，机器人下料并在输送线上码垛，码垛位置到人工下料位置距离较长，使涂完胶水工件在输送线上有足够时间反应、固化，节省工件摆放晾晒空间，减少搬运次数，生产效率高，节约成本。
3、工件定位夹具，采用全新结构设计，定位精确，结构紧凑，操作简单，铝合金材质重量较轻，具备多种不同工件的定位加紧，通用性比较好，比目前一种夹具配一种工件，多种工件需要多套夹具的情况减少夹具制作费用，减少了更换夹具的时间。
4、物料恒温装置，可以使胶水在整个涂胶过程中始终保持最佳温度，让胶条成型更稳定，综合性能更佳。
5、通过等离子活化预处理工艺，大幅增加胶条与涂胶工件之间的附着力。
6、设备周边被安全围栏所围，断开人员与设备间的直接接触。在人工上料工位布置安全光栅，人工上料操作时，操作者必然碰到安全光栅，此时双工位自动涂胶工作台台面禁止运动，保护操作者与工件安全。
附图说明
图1是本发明系统总体结构俯视示意图。
图2是本发明系统等离子活化结构侧视示意图。
图3是本发明系统涂胶工序结构侧视示意图。
图4是本发明系统机器人下料结构侧视示意图。
具体实施方式
实施方案一：
一种六轴机器人涂胶系统，包括双工位涂胶工作台2、工件自动输送线26、活化系统、涂胶装置、工件抓取系统、供胶系统、控制系统、自动清洗系统、物料恒温系统、安全防护装置25。
所述的双工位涂胶工作台2上设工件定位夹具27；双工位涂胶工作台2采用伺服电机驱动，直线导轨结构，通过同步齿形带驱动工作台面往复运动；待加工工件35安装在工件定位夹具27上，然后变换工位，通过操作者、六轴机器人6、涂胶六轴机器人14、工件抓取六轴机器人21，依次完成上料、等离子活化、涂胶、下料作业；待加工工件35放置在双工位涂胶工作台2上的定位夹具27上，活化六轴关节机器人6用于安装自动等离子活化头1，对其工位上面的待加工工件35进行等离子活化处理。涂胶六轴机器人14把集成涂胶头20送至距离工件设置好的位置，按照工件密封轨迹进行二维或三维线形行走，行走同时自动供胶系统进行涂胶。工件抓取六轴机器人21安装自动下料工装夹具24，用于将完成涂胶的工件23自工件定位夹具27上取下，放置在工件自动输送线26上，并根据预先设定程序进行码垛作业。所述工件定位夹具27，主要包括胎具支撑板、气动钩销锁紧系统、电磁阀、光电监控装置等部件，用于多种待涂胶工件的自动定位及夹紧，待涂胶工件变化时，夹具可快速自动切换，夹具具有检测工件有无，工件锁紧情况反馈功能。
所述自动输送线26，包括皮带输送机、皮带、输送架、伺服电机及驱动器和光电检测装置；用来把工件抓取六轴机器人21从双工位涂胶工作台2上取下来的完成涂胶的工件输送到人工下料位置；工件抓取六轴机器人21可将已完成涂胶工件23进行码垛；自动输送线26间歇运送，同时工件在运送过程中，胶条迅速固化，人工下料时已经完成初步固化，胶条已经表干，可以进行包装工序。
所述的活化系统包括活化六轴机器人6、活化六轴机器人底座30、主支架7、等离子活化管线路支架29、自动等离子活化头1、等离子活化管线路28、等离子发生器4；活化六轴机器人6设置在活化六轴机器人底座30；自动等离子活化头1安装在活化六轴机器人6上；等离子活化管线路28通过主支架7、等离子活化管线路支架29进行固定；活化系统用于塑料工件待涂胶表面预处理作业，增加胶条与工件之间的附着力。
所述涂胶装置包括涂胶六轴机器人14、涂胶六轴机器人底座33、供胶管线路支架32、集成涂胶头20、供胶管线路31。
所述工件抓取系统包括工件抓取六轴机器人21、工件抓取六轴机器人底座34、安装自动下料工装夹具24；所述自动下料工装夹具24，包括工装夹具体、真空发生器、真空吸盘、电磁阀、气压监测装置、光电监控装置，用于把工件按要求放置在工作台上和将完成加工的工件取下放到自动输送线上；可以监测工件是否被抓牢，工件滑落报警；不同工件自动切换抓取吸盘。
所述自动供胶系统，包括A胶料桶11，B胶料桶9，A胶大桶自动供胶装置16、B胶大桶自动供胶装置15，A胶供胶齿轮泵10，B胶供胶齿轮泵8，供胶料管31，集成涂胶头20；A胶大桶自动供胶装置16将A胶大桶里面的A胶输送到A胶料桶11里，B胶大桶自动供胶装置15将B胶大桶里面的B胶输送到B胶料桶9里；A胶料桶11里的A胶经过A胶供胶齿轮泵10，以及B胶料桶9里的B胶经过B胶供胶齿轮泵8分别输送到集成涂胶头20中，A胶和B胶在集成涂胶头20里混合后涂到工件上。
所述控制系统，包括总控制系统5、活化六轴机器人控制系统18、涂胶六轴机器人控制系统17、工件抓取六轴机器人控制系统22，人机交互界面3，用于控制各部组协调运转，完成工艺要求指令，检测设备各项参数，远程调试与监控。
所述自动清洗系统，包括水清洗系统和/或环保溶剂清洗系统；本实施例中使用环保溶剂清洗系统主要包括溶剂泵，废料桶-溶剂桶-循环过滤装置19、溶剂阀、溶剂循环管路。
所述物料恒温系统，主要包括工业水冷机12、保温管路、保温料桶，用于对物料进行加热/制冷的恒温控制，确保胶性能稳定；该系统可独立控制，在停产期间仍可开启。
所述安全防护装置25，主要包括安全围栏，安全光栅，围栏门安全开关；设备周边被安全围栏所围，断开人员与设备间的直接接触；在人工上料工位布由安全光栅，人工上料操作时，操作者必然碰到安全光栅，此时双工位自动涂胶工作台2台面禁止运动，保护操作者与工件安全。
实施方案二：将实施方案一中的环保溶剂清洗系统，替换为水清洗系统，水清洗系统主要包括高压水泵、过滤器、供水管路、高压水阀(含在集成涂胶头里面)、废料和废水桶装置。其余同实施方案一。此实施方案与实施方案一相比，自动清洗效果略低，但是生产成本可降低。
实施方案三：将实施方案一中的活化用机器人6去掉，将等离子活化头1安装到涂胶机器人14上，同时安装辅助的防转气缸，可做到等离子头1与集成涂胶头20可以交替对工件进行等离子活化与涂胶作业。此生产效率略低于实施方案一，单设备成本降低，能耗降低。
实施方案四：将实施方案三中的环保溶剂清洗系统，替换为水清洗系统，水清洗系统主要包括高压水泵、过滤器、供水管路、高压水阀(含在集成涂胶头里面)、废料和废水桶装置。其余同实施方案三。此实施方案与实施方案三相比，自动清洗效果略低，但是生产成本可降低。
实施方案五：将实施方案一中的工件自动输送线26去掉，在下料机器人21下料码垛位置处安装平台，对应围栏位置开口，并安装安全光栅，作为人工下料工位。此实施方案，与实施方案一相比，仅需要增加下料操作人员，而设备成本降低。
实施方案六：将实施方案五中的环保溶剂清洗系统，替换为水清洗系统，水清洗系统主要包括高压水泵、过滤器、供水管路、高压水阀(含在集成涂胶头里面)、废料和废水桶装置。其余同实施方案一。此实施方案与实施方案一相比，自动清洗效果略低，但是生产成本可降低。
实施方案七：将实施方案三中的工件自动输送线26去掉，在下料机器人21下料码垛位置处安装平台，对应围栏位置开口，并安装安全光栅，作为人工下料工位。此实施方案，与实施方案一相比，仅需要增加下料操作人员，而设备成本降低。
实施方案八：将实施方案七中的环保溶剂清洗系统，替换为水清洗系统，水清洗系统主要包括高压水泵、过滤器、供水管路、高压水阀(含在集成涂胶头里面)、废料和废水桶装置。其余同实施方案一。此实施方案与实施方案一相比，自动清洗效果略低，但是生产成本可降低
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种六轴机器人涂胶系统，其特征在于，包括双工位涂胶工作台(2)、工件自动输送线(26)、活化系统、涂胶装置、工件抓取系统、供胶系统、控制系统、自动清洗系统、物料恒温系统、安全防护装置(25)；
所述的双工位涂胶工作台(2)上设工件定位夹具(27)；双工位涂胶工作台(2)采用伺服电机驱动，直线导轨结构，通过同步齿形带驱动工作台面往复运动；待加工工件(35)安装在工件定位夹具(27)上，然后变换工位，通过操作者、六轴机器人(6)、涂胶六轴机器人(14)、工件抓取六轴机器人(21)，依次完成上料、等离子活化、涂胶、下料作业；
所述自动输送线(26)，包括皮带输送机、皮带、输送架、伺服电机及驱动器和光电检测装置；用来把工件抓取六轴机器人(21)从双工位涂胶工作台(2)上取下来的完成涂胶的工件输送到人工下料位置；工件抓取六轴机器人(21)可将已完成涂胶工件(23)进行码垛；自动输送线(26)间歇运送，同时工件在运送过程中，胶条迅速固化，人工下料时已经完成初步固化，胶条已经表干，可以进行包装工序；
所述的活化系统包括活化六轴机器人(6)、活化六轴机器人底座(30)、主支架(7)、等离子活化管线路支架(29)、自动等离子活化头(1)、等离子活化管线路(28)、等离子发生器(4)；活化六轴机器人(6)设置在活化六轴机器人底座(30)；自动等离子活化头(1)安装在活化六轴机器人(6)上；等离子活化管线路(28)通过主支架(7)、等离子活化管线路支架(29)进行固定；活化系统用于塑料工件待涂胶表面预处理作业，增加胶条与工件之间的附着力；
所述涂胶装置包括涂胶六轴机器人(14)、涂胶六轴机器人底座(33)、供胶管线路支架(32)、集成涂胶头(20)、供胶管线路(31)；
所述工件抓取系统包括工件抓取六轴机器人(21)、工件抓取六轴机器人底座(34)、安装自动下料工装夹具(24)；所述自动下料工装夹具(24)，包括工装夹具体、真空发生器、真空吸盘、电磁阀、气压监测装置、光电监控装置，用于把工件按要求放置在工作台上和将完成加工的工件取下放到自动输送线上；可以监测工件是否被抓牢，工件滑落报警；不同工件自动切换抓取吸盘；
所述自动供胶系统，包括A胶料桶(11)，B胶料桶(9)，A胶大桶自动供胶装置(16)、B胶大桶自动供胶装置(15)，A胶供胶齿轮泵(10)，B胶供胶齿轮泵(8)，供胶料管(31)，集成涂胶头(20)；A胶大桶自动供胶装置(16)将A胶大桶里面的A胶输送到A胶料桶(11)里，B胶大桶自动供胶装置(15)将B胶大桶里面的B胶输送到B胶料桶(9)里；A胶料桶(11)里的A胶经过A胶供胶齿轮泵(10)，以及B胶料桶(9)里的B胶经过B胶供胶齿轮泵(8)分别输送到集成涂胶头(20)中，A胶和B胶在集成涂胶头(20)里混合后涂到工件上；
所述控制系统，包括总控制系统(5)、活化六轴机器人控制系统(18)、涂胶六轴机器人控制系统(17)、工件抓取六轴机器人控制系统(22)，人机交互界面(3)，用于控制各部组协调运转，完成工艺要求指令，检测设备各项参数，远程调试与监控；
所述自动清洗系统，包括水清洗系统和/或环保溶剂清洗系统；水清洗系统主要包括高压水泵(13)、过滤器、供水管路、高压水阀、废料和废水桶装置；环保溶剂清洗系统主要包括溶剂泵，废料桶-溶剂桶-循环过滤装置(19)、溶剂阀、溶剂循环管路；
所述物料恒温系统，主要包括工业水冷机(12)、保温管路、保温料桶，用于对物料进行加热/制冷的恒温控制，确保胶性能稳定；该系统可独立控制，在停产期间仍可开启；
所述安全防护装置(25)，主要包括安全围栏，安全光栅，围栏门安全开关；设备周边被安全围栏所围，断开人员与设备间的直接接触；在人工上料工位布由安全光栅，人工上料操作时，操作者必然碰到安全光栅，此时双工位自动涂胶工作台(2)台面禁止运动，保护操作者与工件安全。
2.一种六轴机器人涂胶工艺方法，其特征在于包括以下步骤：
1)人工上料；人工确认工件种类，选择对应的工件定位夹具(30)，把待加工工件放置在工件定位夹具上，工件被锁紧，之后双工位自动涂胶工作台(2)携带工件运送到等离子活化工位；
2)机器人自动等离子活化；等离子发生器(4)产生等离子体，通过等离子活化管线路(28)、活化六轴机器人(6)、自动等离子活化头(1)对待涂胶工件(35)进行等离子活化处理；
3)机器人自动涂胶；所述涂胶装置包括涂胶六轴机器人(14)、涂胶六轴机器人底座(33)、供胶管线路支架(32)、集成涂胶头(20)、供胶管线路(31)；
4)机器人自动下料并码垛；所述工件抓取系统包括工件抓取六轴机器人(21)、工件抓取六轴机器人底座(34)、安装自动下料工装夹具(24)；所述自动下料工装夹具(24)，包括工装夹具体、真空发生器、真空吸盘、电磁阀、气压监测装置、光电监控装置，用于把工件按要求放置在工作台上和将完成加工的工件取下放到自动输送线上；可以监测工件是否被抓牢，工件滑落报警，不同工件自动切换抓取吸盘；
5)工件自动输送线运送涂胶完成工件；
6)人工下料。
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