CN110328114A - 机器人自动涂胶设备及其涂胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种机器人自动涂胶设备及其涂胶方法，胶阀部通过接收机器人搬运部发出的吐胶信号、收胶信号进行匀速吐胶动作；机器人搬运部依照控制中心的控制请求，对产品实施控制动作，控制动作实施结束后，向控制中心反馈动作实施结果；称重部对产品进行称重，将得到的称重数据反馈到控制中心；夹具部对产品进行夹持传输。通过胶阀固定，机器人对产品进行夹取搬运的结构方式，解决了胶阀重量重、体积大，不易运动胶阀来进行涂胶的问题。通过在涂胶前后对产品进行称重的方式，对每个产品的胶水重量进行确认，解决了胶水中存在气泡，无法判断导致产品不良的问题。

Description

机器人自动涂胶设备及其涂胶方法

技术领域

本发明涉及涂胶技术领域，具体地，涉及一种机器人自动涂胶设备及其涂胶方法。

背景技术

汽车行业对自动涂胶的需求以及涂胶的要求越来越严格，涂胶设备的不适当使用，不仅会造成涂胶面的光滑结净度不够，还会对汽车涂胶工作人员以及使用人员造成伤害。

现有技术中，专利文献CN204182538U公开了一种汽车挡风玻璃机器人自动涂胶系统，包括输送挡风玻璃的输送线工作台，工作台上按顺序设置有底胶涂胶工位，翻转工位，第二涂胶工位，底胶涂胶工位与第二涂胶工位之间设有烘干工位，烘干工位上设有烘干装置，烘干装置用于烘干底胶涂胶后的挡风玻璃，翻转工位设有翻转装置，翻转装置用于对底胶涂胶后的挡风玻璃进行翻转，底胶涂胶工位上设置有助力机械臂，用于拿取挡风玻璃至底胶涂胶工位；第二涂胶工位上设置有滑板装配系统，滑板装配系统包括工业机器人，驾驶室，滑板，视觉定位系统，机器人抓具，驾驶室设置在滑板上。具有系统自保护功能，符合柔性化要求，精度确更高，显著提高了设备工作节拍。上述专利文献仅对于涂胶量没有严格要求的情况下适用，一旦对胶量及气泡有要求就可能无法检测出不良。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种机器人自动涂胶设备及其涂胶方法。

根据本发明提供的一种机器人自动涂胶设备，包括胶阀部、机器人搬运部、称重部、夹具部、控制中心；

胶阀部通过接收机器人搬运部发出的吐胶信号、收胶信号进行对应动作，在接收到吐胶信号时，开始吐胶，在接收到收胶信号时，停止吐胶；

机器人搬运部依照控制中心的控制请求，对产品实施控制动作，控制动作实施结束后，向控制中心反馈动作实施结果；

称重部对产品进行称重，将得到的称重数据反馈到控制中心；

夹具部对产品进行夹持传输。

优选地，所述胶阀部包括胶阀，胶阀外连供胶桶，在接收到吐胶信号到接收到收胶信号之间，进行匀速吐胶。

优选地，所述机器人搬运部对产品实施控制动作包括抓取动作、搬运动作、涂胶动作中的任一种或任多种；

所述机器人搬运部包括六自由度机器人、机器人控制器、机器人抓手，机器人控制器受控制中心控制，机器人控制器对六自由度机器人、机器人抓手实施控制。

优选地，所述称重部包括电子秤，电子秤对产品进行称重，电子秤与控制中心通信，以传输称重数据。

优选地，所述夹具部包括第一夹具、第二夹具，第一夹具、第二夹具分别独立携带所夹持物品传输，可以是第一夹具将产品由设备外部进入设备内部，第二夹具将产品由设备内部传输至设备外部。也可以是放入第一夹具的产品涂完胶后仍旧放在该夹具上，传输至设备外部，第二夹具也是如此，两个夹具相对独立。

根据本发明提供的一种采用上述的机器人自动涂胶设备的涂胶方法，包括如下步骤：

电脑控制步骤：令电脑程序端对机器人搬运部、称重部、夹具部的运行信息进行信号采集，通过运行信息的判定，发出控制信号；

机器人控制步骤：接收电脑程序端发出的控制信号，对机器人部件进行控制，将运行信息反馈至电脑程序端。

优选地，所述电脑控制步骤包括：

初始化步骤：令机器人搬运部、称重部、夹具部进行初始化，其中首先对机器人搬运部、称重部进行初始化，再判定夹具部上是否存在产品，若存在产品，则将产品放入无效产品轨道中；

夹具判定步骤：判定夹具部中是否存在产品，若存在产品，则继续涂胶判定，若不存在产品，则判定夹具部是否正在作业，若所述夹具部不属于正在作业，则令机器人搬运部抓取产品并搬运至夹具部，若所述夹具部属于正在作业，则等待设定时间后继续判定所述夹具部的作业状态；

涂胶判定步骤：判定夹具部中的产品是否完成涂胶作业，若完成涂胶作业，则令机器人搬运部将产品搬运至设备外部，若未完成涂胶作业，则继续判定夹具部是否正在作业，若所述夹具部不属于正在作业，则令所述夹具部进行涂胶作业，若所述夹具部属于正在作业，则等待设定时间后继续判定所述夹具部的作业状态；

称重判定步骤：当夹具部不属于正在作业且允许称重时，控制中心发出第一次称重信号，令称重部进行称重，当完成涂胶作业后，控制中心发出第二次称重信号，令称重部进行称重。

优选地，所述机器人控制步骤包括：

机器初始化步骤：确认机器人搬运部的初始位置，接收电脑程序端发出的初始化控制信号，请求胶阀部初始化，持续监测至胶阀部初始化完成，向电脑程序端发送初始化完成信号；

机器人动作步骤：接收电脑程序段发出的涂胶控制信号，发送夹具部属于正在作业的反馈信号，将夹具部上的产品进行抓取，移动至称重部进行第一次称重，之后移动至涂胶部进行涂胶，涂胶完成后移动至称重部进行第二次称重，发送涂胶完成信号。

优选地，所述判定夹具部上是否存在产品是首先判定第一夹具中是否存在产品，再判定第二夹具中是否存在产品。

优选地，所述将夹具部上的产品进行抓取时，检测机器人搬运部的抓手夹紧程度，符合夹紧程度要求后进行移动。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过胶阀固定，机器人对产品进行夹取搬运的结构方式，解决了胶阀重量重、体积大，不易运动胶阀来进行涂胶的问题。

2、本发明通过在涂胶前后对产品进行称重的方式，可以对每个产品的胶水重量进行确认，解决了胶水中存在气泡，无法判断导致产品不良的问题。

3、本发明通过采用2个放置夹具的结构，让设备内部机器人在进行作业的过程中，外部产品仍能够放入该设备，减少了产品Load/Unload的时间。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明设备的结构示意图；

图2为本发明设备的局部结构示意图；

图3为本发明设备的电脑控制中心的控制结构框图；

图4为本发明设备的电脑初始化流程示意图；

图5为本发明设备的机器人任务形成流程示意图；

图6为本发明设备的称重流程示意图；

图7为本发明设备的胶阀控制流程示意图；

图8为本发明设备的机器人动作控制流程示意图。

图中示出：胶阀1；电子秤2；机器人控制器3；电脑4；六自由度机器人5；第一夹具6；第二夹具7；机器人抓手8。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种机器人自动涂胶设备，包括胶阀部、机器人搬运部、称重部、夹具部、控制中心；

胶阀部通过接收机器人搬运部发出的吐胶信号、收胶信号进行对应动作，在接收到吐胶信号时，开始吐胶，在接收到收胶信号时，停止吐胶，所述吐胶匀速进行；

机器人搬运部依照控制中心的控制请求，对产品实施控制动作，控制动作实施结束后，向控制中心反馈动作实施结果；

称重部对产品进行称重，将得到的称重数据反馈到控制中心；

夹具部对产品进行夹持传输。

具体地，所述胶阀部包括胶阀，胶阀外连供胶桶，在接收到吐胶信号到接收到收胶信号之间，进行匀速吐胶。

具体地，所述机器人搬运部对产品实施控制动作包括抓取动作、搬运动作、涂胶动作中的任一种或任多种；

所述机器人搬运部包括六自由度机器人、机器人控制器、机器人抓手，机器人控制器受控制中心控制，机器人控制器对六自由度机器人、机器人抓手实施控制。

具体地，所述称重部包括电子秤，电子秤对产品进行称重，电子秤与控制中心通信，以传输称重数据。

具体地，所述夹具部包括第一夹具、第二夹具，第一夹具、第二夹具分别独立携带所夹持物品传输，可以是第一夹具将产品由设备外部进入设备内部，第二夹具将产品由设备内部传输至设备外部。也可以是放入第一夹具的产品涂完胶后仍旧放在该夹具上，传输至设备外部，第二夹具也是如此，两个夹具相对独立。

根据本发明提供的一种采用所述的机器人自动涂胶设备的涂胶方法，包括如下步骤：

电脑控制步骤：令电脑程序端对机器人搬运部、称重部、夹具部的运行信息进行信号采集，通过运行信息的判定，发出控制信号；

机器人控制步骤：接收电脑程序端发出的控制信号，对机器人部件进行控制，将运行信息反馈至电脑程序端。

具体地，所述电脑控制步骤包括：

初始化步骤：令机器人搬运部、称重部、夹具部进行初始化，其中首先对机器人搬运部、称重部进行初始化，再判定夹具部上是否存在产品，若存在产品，则将产品放入无效产品轨道中；

夹具判定步骤：判定夹具部中是否存在产品，若存在产品，则继续涂胶判定，若不存在产品，则判定夹具部是否正在作业，若所述夹具部不属于正在作业，则令机器人搬运部抓取产品并搬运至夹具部，若所述夹具部属于正在作业，则等待设定时间后继续判定所述夹具部的作业状态；

涂胶判定步骤：判定夹具部中的产品是否完成涂胶作业，若完成涂胶作业，则令机器人搬运部将产品搬运至设备外部，若未完成涂胶作业，则继续判定夹具部是否正在作业，若所述夹具部不属于正在作业，则令所述夹具部进行涂胶作业，若所述夹具部属于正在作业，则等待设定时间后继续判定所述夹具部的作业状态；

称重判定步骤：当夹具部不属于正在作业且允许称重时，控制中心发出第一次称重信号，令称重部进行称重，当完成涂胶作业后，控制中心发出第二次称重信号，令称重部进行称重。

具体地，所述机器人控制步骤包括：

机器初始化步骤：确认机器人搬运部的初始位置，接收电脑程序端发出的初始化控制信号，请求胶阀部初始化，持续监测至胶阀部初始化完成，向电脑程序端发送初始化完成信号；

机器人动作步骤：接收电脑程序段发出的涂胶控制信号，发送夹具部属于正在作业的反馈信号，将夹具部上的产品进行抓取，移动至称重部进行第一次称重，之后移动至涂胶部进行涂胶，涂胶完成后移动至称重部进行第二次称重，发送涂胶完成信号。

具体地，所述判定夹具部上是否存在产品是首先判定第一夹具中是否存在产品，再判定第二夹具中是否存在产品。

具体地，所述将夹具部上的产品进行抓取时，检测机器人搬运部的抓手夹紧程度，符合夹紧程度要求后进行移动。

本发明是使用六轴机器人对产品进行涂胶作业，并在涂胶完成后进行胶量检测，避免胶水中存在气泡导致胶量不够。如图1、图2所示，该机器人涂胶设备包括以下几个部分：胶阀部分，机器人搬运部分，称重部分，放置夹具部分，控制部分。胶阀部分主要是胶阀1及供胶桶(由于在设备外，并未画出)，主要接受机器人的吐胶及收胶信号，做对应的动作，并在吐胶信号发出后到收胶信号发出前进行匀速吐胶；机器人搬运部分主要是六自由度机器人5，机器人控制器3及机器人抓手夹具8，是接受控制部分的请求，对产品进行抓取、搬运、涂胶，在机器人完成各个动作时需给出对应的信号到控制部分，保证控制流程的顺利进行；称重部分主要是电子秤2，是对产品进行称重，并将所得数据传到控制部分；放置夹具部分主要是第一夹具6和第二夹具7，是完成产品由设备外部进入到设备内部或设备内部输送到设备外部的中转过程；控制部分主要是电脑4，是通过设备上所有信号的状态来确认产品的状态，并决定其他主要部分的动作要求。

如图3所示，电脑作为该涂胶设备的控制中心，通过总线对电子秤及机器人控制器进行通讯；机器人控制器则通过IO对放置夹具、胶阀、机器人夹爪进行控制及必要信号的采集，并将采集的信号反馈回电脑。

电脑程序中主要包括：电脑初始化程序，机器人任务形成程序，称重程序。其中，如图4所示，电脑初始化程序流程图中：PC机程序启动，开始初始化；首先向机器人和电子秤发出允许机器人进行初始化；然后就判断夹具一上是否存在产品，如存在则请求机器人将其取出放到Fail轨道上去，并等待机器人完成信号(由于PC机程序刚启动，对该产品的状态或型号无法控制，所以按Fail产品处理)，如不存在产品，则接着判断夹具二上是否存在产品，如存在则请求机器人将其取出放到Fail轨道上去，并等待机器人完成信号，如不存在产品，则接着判断电子秤是否初始化完成，机器人是否初始化完成，直到全部组件初始化完成后，PC机初始化完成。

如图5所示，机器人任务形成程序流程图中：当PC机完成初始化后，PC机会去判断夹具一中是否有产品，如无则继续判断六自由度机器人5是否正在针对夹具一上产品正在进行作业，如否则请求机器人抓取产品到夹具一上，并重新开始判断夹具一上产品有无。当夹具一上有产品则判断夹具一上产品是否完成涂胶；如已经完成涂胶作业，则请求外部机器人将夹具一上产品取出并放到后续设备上，如尚未完成涂胶作业，则先确认六自由度机器人5是否在针对夹具二进行作业中，直到完成作业或没有作业任务时，PC机发出请求，让六自由度机器人5对夹具一上产品进行涂胶作业。夹具二上产品的任务形成流程与上述夹具一相同。

如图6所示，称重程序流程图中，PC机会去判断六自由度机器人5是否对夹具一上产品作业中，如否则接着判断六自由度机器人5是否对夹具二上产品作业中，当六自由度机器人5没有对2个夹具上的产品进行作业，则继续进行判断。当六自由度机器人5对夹具一或夹具二上的产品进行作业，则检测机器人是否发出允许第一次称重的信号，如否则持续检测，如是则PC机读取电子秤第一次称重数据，并向机器人发出称重完毕信号；机器人对产品进行涂胶，PC则检测机器人是否发出允许第二次称重信号，如否则持续检测，如是则PC机读取电子秤第二次称重数据，并向机器人发出称重完毕信号。

机器人程序主要包括：机器人初始化程序、机器人动作程序。

其中，如图7所示，机器人初始化程序流程图中，机器人启动后首先判断自身是否在原点位置，如机器人不在原点位置，则需要人工操作将机器人移动到原点位置并重新启动，如机器人在原点位置，则检测PC机是否发出允许初始化信号，如无则持续检测，如有则发出指令，请求胶阀初始化，并持续检测胶阀初始化完成信号，直到检测到为止。检测到胶阀初始化完成信号后，机器人向PC机发出初始化完成信号。

如图8所示，机器人动作程序流程图中，六自由度机器人5会检测PC机是否请求对夹具一上产品进行涂胶，如否则继续判断PC机是否请求对夹具二上产品进行涂胶。当检测到PC机请求对夹具一上产品进行涂胶的信号后，六自由度机器人5发出夹具一产品作业中信号，并移动到夹具一产品抓取位置，发出机器人抓手夹紧动作信号；并开始检测机器人抓手夹具是否夹紧到位，直到检测到夹紧到位后，机器人移动到电子秤位置，发出机器人抓手夹具释放动作信号，并开始检测机器人抓手夹具是否释放到位，直到检测到释放到位后，机器人向PC机发出允许第一次称重信号，并开始检测PC机的称重完成信号，直到检测到称重完成信号后，机器人发出机器人抓手夹具夹紧动作信号，并开始检测机器人抓手夹具是否夹紧到位，直到检测到夹紧到位后，机器人移动到涂胶起始点位置，向胶阀发出涂胶信号，并根据涂胶轨迹进行运动，直到涂胶终点。机器人发出胶阀收胶信号，并移动到电子秤位置，发出机器人抓手夹具释放动作信号，并开始检测机器人抓手夹具是否释放到位，直到检测到释放到位后，机器人向PC机发出允许第二次称重信号，并开始检测PC机的称重完成信号，直到检测到称重完成信号后，机器人发出机器人抓手夹具夹紧动作信号，并开始检测机器人抓手夹具是否夹紧到位，直到检测到夹紧到位后，机器人移动到夹具一产品取放位置，发出机器人抓手释放动作信号，并开始检测机器人抓手夹具是否释放到位，直到检测到释放到位后，机器人移动到作业原点位置，并向PC机发出夹具一产品涂胶完成信号。六自由度机器人5检测到PC机请求对夹具二上产品进行涂胶时，也会进行以上动作流程，但相对的位置变为夹具二产品相对应的机器人点位。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种机器人自动涂胶设备，其特征在于，包括胶阀部、机器人搬运部、称重部、夹具部以及控制中心；

胶阀部通过接收机器人搬运部发出的吐胶信号、收胶信号进行对应动作，在接收到吐胶信号时，开始吐胶，在接收到收胶信号时，停止吐胶，所述吐胶匀速进行；

机器人搬运部依照控制中心的控制请求，对产品实施控制动作，控制动作实施结束后，向控制中心反馈动作实施结果；

称重部对产品进行称重，将得到的称重数据反馈到控制中心；

夹具部对产品进行夹持传输。

2.根据权利要求1所述的机器人自动涂胶设备，其特征在于，所述胶阀部包括胶阀(1)，胶阀(1)外连供胶桶，在接收到吐胶信号到接收到收胶信号之间，进行匀速吐胶。

3.根据权利要求1所述的机器人自动涂胶设备，其特征在于，所述机器人搬运部对产品实施控制动作包括抓取动作、搬运动作、涂胶动作中的任一种或任多种；

所述机器人搬运部包括六自由度机器人(5)、机器人控制器(3)、机器人抓手(8)，机器人控制器(3)受控制中心控制，机器人控制器(3)对六自由度机器人(5)、机器人抓手(8)实施控制。

4.根据权利要求1所述的机器人自动涂胶设备，其特征在于，所述称重部包括电子秤(2)，电子秤(2)对产品进行称重，电子秤(2)与控制中心通信，以传输称重数据。

5.根据权利要求1所述的机器人自动涂胶设备，其特征在于，所述夹具部包括第一夹具(6)、第二夹具(7)，第一夹具(6)、第二夹具(7)分别独立携带所夹持物品进行传输。

6.一种采用权利要求1至5中任一项所述的机器人自动涂胶设备的涂胶方法，其特征在于，包括如下步骤：

电脑控制步骤：令电脑程序端对机器人搬运部、称重部、夹具部的运行信息进行信号采集，通过运行信息的判定，发出控制信号；

机器人控制步骤：接收电脑程序端发出的控制信号，对机器人部件进行控制，将运行信息反馈至电脑程序端。

7.根据权利要求6所述的机器人自动涂胶设备的涂胶方法，其特征在于，所述电脑控制步骤包括：

初始化步骤：令机器人搬运部、称重部、夹具部进行初始化，其中首先对机器人搬运部、称重部进行初始化，再判定夹具部上是否存在产品，若存在产品，则将产品放入无效产品轨道中；

夹具判定步骤：判定夹具部中是否存在产品，若存在产品，则继续涂胶判定，若不存在产品，则判定夹具部是否正在作业，若所述夹具部不属于正在作业，则令机器人搬运部抓取产品并搬运至夹具部，若所述夹具部属于正在作业，则等待设定时间后继续判定所述夹具部的作业状态；

涂胶判定步骤：判定夹具部中的产品是否完成涂胶作业，若完成涂胶作业，则令机器人搬运部将产品搬运至设备外部，若未完成涂胶作业，则继续判定夹具部是否正在作业，若所述夹具部不属于正在作业，则令所述夹具部进行涂胶作业，若所述夹具部属于正在作业，则等待设定时间后继续判定所述夹具部的作业状态；

称重判定步骤：当夹具部不属于正在作业且允许称重时，控制中心发出第一次称重信号，令称重部进行称重，当完成涂胶作业后，控制中心发出第二次称重信号，令称重部进行称重。

8.根据权利要求6所述的机器人自动涂胶设备的涂胶方法，其特征在于，所述机器人控制步骤包括：

机器初始化步骤：确认机器人搬运部的初始位置，接收电脑程序端发出的初始化控制信号，请求胶阀部初始化，持续监测至胶阀部初始化完成，向电脑程序端发送初始化完成信号；

机器人动作步骤：接收电脑程序段发出的涂胶控制信号，发送夹具部属于正在作业的反馈信号，将夹具部上的产品进行抓取，移动至称重部进行第一次称重，之后移动至涂胶部进行涂胶，涂胶完成后移动至称重部进行第二次称重，发送涂胶完成信号。

9.根据权利要求6所述的机器人自动涂胶设备的涂胶方法，其特征在于，所述判定夹具部上是否存在产品是首先判定第一夹具(6)中是否存在产品，再判定第二夹具(7)中是否存在产品。

10.根据权利要求8所述的机器人自动涂胶设备的涂胶方法，其特征在于，所述将夹具部上的产品进行抓取时，检测机器人搬运部的抓手夹紧程度，符合夹紧程度要求后进行移动。